Sản xuất sữa nước

Mục này mô tả các hoạt động riêng biệt được sử dụng để sản xuất sữa nước.

Định nghĩa sữa nước

Sữa nước (fluid milk) là thuật ngữ của ngành công nghiệp để sản xuất sữa dùng để uống.

Theo định nghĩa của Bộ luật Liên bang Mỹ (CFR), 21 CFR 131.110, sữa là hỗn hợp của các chất dạng sữa, không bao gồm sữa non, thu được từ quá trình vắt sữa của một hoặc nhiều bò khỏe mạnh. Sữa được đóng trong bao bì cuối cùng đưa vào tiêu thụ sẽ phải được thanh trùng hoặc siêu thanh trùng, và sẽ có chứa không ít hơn 8.25% chất rắn, không ít hơn 3.25% chất béo trong sữa. Sữa có thể được điều chỉnh bằng việc tách một phần chất béo trong sữa, hoặc bổ sung thêm kem, sữa nguyên chất khô, sữa tách kem, hoặc sữa khô không có chất béo. Sữa có thể được đồng nhất hóa. Chất rắn trong sữa là các thành phần không chứa nước cấu thành nên sữa – protein, lactose và khoáng chất. Đôi khi sự kết hợp của protein, lactose và khoáng chất được gọi là chất rắn không hàm lượng béo, và khi có cả chất béo trong đó thì nó được gọi là toàn thể các chất rắn.

Mặc dù CFR chỉ ra sữa là được thu hoạch từ bò, việc sản xuất sữa từ các loại động vật khác ở Mỹ (dê, cừu, trâu) cũng được chỉ ra trong pháp lệnh thanh trùng sữa hạng A (PMO)

Tiêu chuẩn

Lượng chất béo trong sữa thay đổi theo từng loài (bò, cừu, dê, trâu), thức ăn, giống, giai đoạn cho con bú và các nhân tổ khác. Để cung cấp cho người dùng một lượng dinh dưỡng cố định, tất cả các sữa ở Mỹ phải được tiêu chuẩn hóa.

Để đạt được tiêu chuẩn hóa, sữa được xử lý qua tách ly tâm để tạo ra một phần tách kem và một phần kem của sữa. Máy tách ly tâm tạo ra phần tách kem với hàm lượng ít hơn 0.01% chất béo và một phần kem sữa với lượng chất béo thường vào khoảng 40%, mặc dù lượng chất béo kỳ vọng trong phần kem sữa có thể được kiểm soát bằng việc thay đổi các thiết lập của máy ly tâm. Phần kem sau đó được pha lại vào phần gầy để đạt được lượng chất béo kỳ vọng cho sữa. Sản phẩm thông thường gồm sữa đủ béo (3.25% chất béo), sữa giảm béo (2%), sữa ít béo (1%) và sữa gầy (dưới 0.1% chất béo)

Thanh trùng

Đa số sữa ở Mỹ được thanh trùng sử dụng công nghệ nhiệt độ cao trong thời gian ngắn liên tục. duy trì ít nhất 71.6°C trong thời gian 15 giây. Những điều kiện này cung cấp hương vị sữa tươi thơm ngon mà vẫn đảm bảo an toàn cho người dùng. Các quy trình sử dụng nhiệt độ cao hơn, như siêu thanh trùng hoặc xử lý vô trùng được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản sữa trong tủ lạnh, hoặc bảo quản sữa ở nhiệt độ phòng, nhưng có thể tạo ra hương vị chín trong sữa.

Đồng nhất

Chất béo trong sữa là một hỗn hợp của các giọt chất béo với kích thước không đồng đều, giao động từ 0.2 đến 2 µm. Những giọt chất béo không cũng kích thước này làm cho chúng nổi lên bề mặt sữa, tạo thành lớp váng ở trên cùng của thùng đựng sữa. Sữa chưa được đồng nhất đôi lúc còn được gọi là sữa nổi váng. Sữa thanh trùng không cần thiết phải được đồng nhất. Tuy nhiên, sữa đồng nhất thì vẫn nên được thanh trùng để vô hiệu hóa enzyme trong sữa phân hủy chất béo (lipase) gây ra mùi hôi, làm giảm chất lượng sữa và thời gian sử dụng của sữa.

Mục đích của đồng nhất là giảm kích cỡ của các giọt chất béo xuống ít hơn 1.0 µm, giúp chúng tồn tại cân bằng trong sữa. Đồng nhất là một quy trình với áp suất cao ép cho sữa trong tốc độ cao thông qua một lỗ nhỏ để phá vỡ kết cấu của các giọt chất béo. Kết quả của đồng nhất là tạo ra rất nhiều các giọt chất béo nhỏ với kích cỡ nhỏ hơn. Các giọt chất béo ban đầu trong sữa được bảo vệ trong một mảng protein làm chất béo ổn định trong nước của sữa. Mặc dù màng chất béo bị phá vỡ trong quá trình đồng nhất, nhưng nó tự bao quanh các giọt chất béo mới sau khi đồng nhất. Các giọt chất béo mới tạo trong quá trình đồng nhất sẽ được liên tục bao bọc bởi các protein từ các giọt chất béo ban đầu.

Gia tăng Vitamin

Sữa nước thường được gia tăng vitamin A và vitamin D. Trên nhãn của các sản phẩm sữa phải thông báo việc cho thêm vitamin này.

Sữa đủ béo được coi là nguồn cung cấp vitamin A tốt. Vitamin A là vitamin hòa tan trong chất béo tồn tại ở phần chất béo trong sữa. Lượng vitamin A tồn tại tự nhiên trong sữa 2% béo và 1% béo ít hơn lượng Vitamin A trong sữa đủ béo vì lượng chất béo thấp hơn. Những mối quan tâm về dinh duwongx khi uống sữa ít béo phát sinh vào cuối những năm 1970, điều này yêu cầu việc bổ sung Vitamin A trong sữa ít chất béo hơn. Để đạt được lượng dinh dưỡng ngang bằng với sữa đủ béo, sữa ít béo hơn phải được bổ sung thêm 300 IU vitamin A trên mỗi 235ml sữa. FDA khuyến nghị làm giàu đến ngưỡng 500 IU vitamin A trên mỗi 235ml sữa, đạt lượng 10% theo khuyến nghị bổ sung chất hàng ngày.

Vitamin D là một vitamin hòa tan trong chất béo xuất hiện tự nhiên trong sữa nhưng ở hàm lượng thấp. 

Vì sữa không phải là nguồn quan trọng cung cấp vitamin D cho bữa ăn, việc bổ sung Vitamin D vào sữa là tự nguyện. Sữa được bổ sung vitamin D bắt đầu vào những năm 1930 để giảm tỷ lệ còi xương ở trẻ em. Mặc dù còi xương không phải là vấn đề đáng quan tâm ở Mỹ, nhưng lượng vitamin D đầy đủ là cần thiết cho sức khỏe con người. Vitamin D giúp hấp thụ Canxi, và có một vai trò quan trọng cho sức khỏe của xương, nó có chức năng chống ung thư. Sữa có thể được bổ sung thêm vitamin D với hàm lượng 100 IU trên mỗi 235ml sữa, đạt lượng 25% theo khuyến nghị bổ sung chất hàng ngày.

Sữa nước đặc biệt

Ngành công nghiệp thực phẩm đã phát triển ra các loại sữa nước đặc biệt để đáp ứng các nhu cầu đa dạng về dinh dưỡng của người tiêu dùng. Sữa ít Lactose, sữa không có lactose, và sữa acidiphilus được phát triển cho những người bị chứng không dung nạp lactose. Sữa ít lactose và sữa không lactose được xử lý trước khi đóng gói, bằng việc cho thêm enzyme lactase để tách lactose thành các dạng đường cấu thành lên nó – glucose và galatose. Sữa Acidophilus có chứa khuẩn Lactobacillus acidophilus – một lợi khuẩn acid lactic có lợi cho sức khỏe con người. Khuẩn Lactobacillus acidophilus sử dụng lactose làm nguồn năng lượng và giảm lượng lactose trong sữa. Chúng cũng tạo ra các enzyme lactase giúp con người hấp thục lactose trong ruột non.

Sữa đặc biệt đang được riêng cho một bộ phận dân số. Có các loại sữa cho thêm sterol từ thực vật nhằm giúp con người cải thiện nồng độ cholesterol, và các loại sữa khác được bổ sung protein và calcium dành cho người có tuổi. Có loại sữa giảm carbohydrate và bổ sung vitamin cho người muốn giảm cân. Sữa nước cho vận động viên trẻ được bổ sung protein và giảm chất béo. Sữa nước cho trẻ em được bổ sung vitamin, giảm chất béo và pha thêm hương vị. Sữa pha thêm hương vị cạnh tranh với nước giải khát để thu hút chú ý ở trẻ và mang đến nhiều hương vị như từ socola truyền thống, dâu đến sữa có hương vị như kẹo que và kem.