Sản xuất kem

Định nghĩa kem

Kem là một hỗn hợp đông lạnh của kem ngọt và không khí, với việc cho thêm hương liệu vào. Có một loạt các thành phần được phép có trong kem, nhưng kem phải có một lượng chất béo trong sữa, chất không tan (protein + lactose+ Khoáng chất) tối thiểu, và không khí được định nghĩa bởi Tiêu chuẩn chất lượng trong Luật Liên Bang Mỹ (CFR), mục 21 CFR 135.110 với kem, 21 CFR 135.115 với kem từ sữa dê, và 21 CFR 135.140 với kem trái cây

Kem phải có ít nhất 10% chất béo trong sữa, và ít nhất 20% lượng chất rắn trong sữa, có thể có cả chất tạo nhũ, chất ổn định, chất làm ngọt, và các hương liệu. Kem thành phẩm phải nặng ít nhất 2.41kg trên mỗi gallon (3.78l) và ít nhất 0.725 kg là tổng số chất rắn (chất béo + protein + lactose + Khoáng chất + đường cho thêm) mỗi gallon, do đó hạn chế tối đa lượng không khí (được gọi là tràn) có thể tồn trại trong kem. Kem được yêu cầu ghi nhãn rõ ràng các hương liệu được sử dụng (tự nhiên hoặc nhân tạo) và sự hiện diện của lòng đỏ trứng trong thành phẩm (kem có thể gọi là bánh trứng hoặc Kem Pháp neus nó chứa lòng đỏ trứng gà với liều lượng 1.4%). Kem cũng có thể được ghi nhãn là kem giảm béo (lượng béo giảm 25% so với kem thường), kem nhẹ (50% giảm béo so với kem thường), ít béo (ít hơn 3g béo/suất) hoặc không béo (ít hơn 0.5g/suất)/

Kem được bán ở dạng kem cứng hoặc kem mềm. Sau quá trình đông lanh, chỉ có một phần nước trong kem là bị đông lại. Kem mềm được bán trực tiếp từ ngăn lạnh, và chỉ có một phần nhỏ nước trong kem bị đông. Kem cứng được đóng gói từ nơi làm lạnh và đi qua một quá trình làm đông lạnh hơn để nước trong kem tiếp tục bị đông lạnh.

Thành phần

Có một số lượng lớn thành phần và công thức có thể được dùng để làm kem. Các thành phần cơ bản và chức năng của chúng sẽ được mô tả ở dưới đây. Để biết thêm chi tiết bạn clik vào đây:  Marshall et al. (2003) and và website www.foodsci.uoguelph.ca/dairyedu/icecream.html.

Chất béo trong sữa cung cấp lượng kem và độ dày cho kem, góp phần tạo đặc tính tan chảy. Lượng chất béo tối thiểu trong kem là 10% và kem cao cấp có thể chứa nhiều hơn 16% lượng chất béo trong sữa.Những nguồn cung cấp chất béo trong sữa là sữa, kem và bơ.

Tổng lượng chất không tan trong kem bao gồm cả chất béo và các chất rắn. Các chất rắn khác bao gồm protein và lactose trong sữa, chiếm từ 9 đến 12% trong kem. Lượng chất rắn không phải là chất béo đóng vai trò quan trọng trong tạo hình cho kem bằng việc cân bằng không khí trong kém trong quá trình đông đặc kem. Nguồn gốc của các chất rắn không khải là chất béo này có thể là từ sữa, kem, sữa đặc, sữa bột và các dạng nước khác.

Chất tạo ngọt được sử dụng để cung cấp tính ngọt cho kem. Chất ngọ cũng làm giảm nhiệt độ đông tụ của hỗn hợp, làm cho một lượng nước không bị đông tại nhiệt độ đông tụ kem. Nhiệt độ đông tụ càng thấp, càng làm cho kem dễ ăn bằng thìa, mặc dù nếu cho quá nhiều đường thì kem quá mềm. Chất tạo ngọt bao gồm đường (sucrose) và siro ngô.

Các chất ổn định là protein và carbohydrate được sử dụng khi làm kem để có thêm độ nhớt và kiểm soát kết tinh của kem. Sau thời gian đóng kem trong ngăn lanh, các tinh thể kem tự nhiên kết hợp với nhau để tạo ra các tinh thể kem lớn hơn. Chất ổn định làm cho các tinh thể nhỏ phân tách nhau và tránh việc hình thành các tinh thể lớn làm chúng bị thô, cứng và ăn khó. Chất ổn định gồm alginate (carageenan), gum (đậu locust, guar) và gelatin.

Chất nhũ hóa được sử dụng để giữ chất béo trong sữa cân bằng, phân tán đều trong kem trong quá trình đông kem và bảo quản. Chất béo được phân phối đều sẽ giúp cân đối lượng khí trong kem, tạo ra một sản phẩm dịu nhẹ. Chất nhũ hóa gồm lòng đỏ chứng, mono và diglyceride.

Một lượng lớn các hương liệu được sử dụng để làm kem. Các hương liệu bao gồm hương liệu tự nhiên và nhân tạo, trái cây, lạc, các hương liệu tổng hợp như mùi socola, mùi kẹo.

Tổng quan quy trình sản xuất kem

Mục này bàn về quy trình làm kem, từng bước được đưa ra theo trình tự. Để có thêm các thông tin chi tiết, vui lòng click vào đây: Marshall et al. (2003), Walstra et al. (1999), và website www.foodsci.uoguelph.ca/dairyedu/icecream.html.

Tổng quan các bước làm kem

·         Pha trộn các thành phần

·         Thanh trùng thành phần

·         Đồng nhất

·         Ủ hỗn hợp

·         Bổ sung hương liệu lỏng và màu sắc

·         Đông lạnh

·         Bổ sung hoa quả, lạc và các hương vị tổng hợp

·         Đóng gói

·         Làm cứng hơn

1. Pha trộn các thành phần trong kem

Chất béo trong sữa, chất rắn không béo, chất cân bằng và chất nhũ hóa được trộn vào nhau để trở thành một hỗn hợp đồng nhất hoàn hảo giữa các chất lỏng và các chất rắn.

2. Thanh trùng hỗn hợp

Kem được thanh trùng ở nhiệt độ 68.3°C trong 30 phút hoặc 79.4°C trong 25 giây. Các điều kiện sử dụng cho thanh trùng hỗn hợp kem thì cao hơn so với thanh trùng sữa nước vì có sự gia tăng độ nhớt từ lượng chất béo, chất rắn và chất tạo ngọt cao hơn, và cả lòng đỏ trứng trong các sản phẩm kem trứng.

3. Đồng nhất

Hỗn hợp kem được đồng nhất (áp suất 2500 đến 3000 psi) để giảm kích thước các giọt chất béo lớn xuống, tạo nhũ tương tốt hơn và kem mềm, mượt mà hơn. Đồng nhất cũng đảm bảo cho các chất nhũ hóa ổn định và phân phối đều trong kem trước khi kem được làm đông đặc

4. Ủ hỗn hợp

Hỗn hợp kem được ủ ở nhiệt độ 5°C trong ít nhất 4 giờ hoặc qua đêm. Việc ủ hỗn hợp làm cho nó mát trước khi đông tụ, điều này giúp cho chất béo tạo thành các tinh thể, tạo cho protein ổn định để làm ẩm. Việc ủ kem này cải thiện độ mịn cho hỗn hợp

5. Bổ sung hương liệu lỏng và màu sắc

Hương liệu lỏng và màu sắc có thể được thêm vào hỗn hợp trước khi đông tụ. Chỉ có các thành phần lỏng có thể cho vào được hỗn hợp trước khi đông tụ, để đảm bảo dòng hỗn hợp di chuyển hợp lý đến các thiết bị đông tụ

6. Đông tụ

Quá trình này làm đông tụ hỗn hợp cùng với không khí. Hỗn hợp kem có thể được làm đông tụ gián đoạn hoặc đông tụ liên tục, và điều kiện của việc đông tụ này phụ thuộc vào loại tủ đông. Tủ đông hàng loạt bao gồm một thùng quay thường được làm đầy 1/3 đến ½  với hỗn hợp kem. Khi thùng quay, không khí trong thùng kết hợp với hỗn hợp kem. Tủ đông kem cho gia đình là tủ đông hàng loạt. Tủ đông liên tục bao gồm một thùng cố định có một số lưỡi dao bên trong liên tục cạo vào bề mặt của tủ đông. Hỗn hợp kem được đổ từ thùng chứa lớn vào trong tủ đông, không khí thì được đưa từ máy bơm vào tủ đông để kết hợp cùng hỗn hợp kem. Quá trình đông tụ liên tục nhanh hơn quá trình đông tụ hàng loạt.

Việc bổ sung không khí gọi là overrun, và đóng góp vào sự xốp nhẹ cho kem. Có tới 50% thể tích trong kem thành phẩm (100% overrun) là không khí hòa quyện vào trong quá trình đông tụ. Mức độ overrun có thể được thiết lập như ý muốn để tạo tính xốp nhẹ cho sản phẩm. Các loại kem cao cấp có ít overrun hơn (khoảng 80%) và thường nặng hơn kem thông thường.

Khi kem được lấy ra từ tủ đông, chỉ có khoảng 50% nước trong kem là bị đóng băng. Kem mềm được tạo ra luôn ở quá trình này.

7. Bổ sung hoa quả, lạc, và các hương vị tổng hợp (bánh, kẹo..)

Trái cây, lốc xoáy và bất kỳ hương vị tổng hợp nào (lạc, bánh kẹo..) sẽ được bổ sung tại thời điểm này. Các thành phần không thể được cho vào trước khi đông tụ, nếu không nó sẽ gây ảnh hưởng đến dòng chảy của hỗn hợp trong tủ đông. Kem ở thời điểm này mềm và dễ hòa trộn với các hương vị tổng hợp để trở thành một thể thống nhất phân bố đều.

8. Đóng gói

Việc đóng gói sản phẩm thế nào là do quyết định của nhà sản xuất

9. Làm cứng hơn

Kem sẽ được làm lạnh càng nhanh càng tốt đến nhiệt độ bảo quản kem, dưới -25°C. Nhiệt độ và thời gian đông lạnh phụ thuộc vào loại tủ đông. Tủ đông nhanh sẽ làm nước đông tụ nhanh hơn, tạo thành các tinh thể đá nhỏ nhơn. Đông tụ ở nhiệt độ -25°C sẽ giúp cân bằng các tinh thể đá, đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tại nhiệt độ này, vẫn còn một lượng nhỏ nước không đông đặc. Nếu tất cả nước trong kem bị đông đặc, kem sẽ cứng như đá lạnh.