nghiên cứu chế biến sữa chua kefir

Tuy Kefr hiện đang được sử dụng phô biến trên thế giới nhưng việc sản xuất sản phẩm Kefñir cho mục đích thương mại mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm truyền thông là một điều không dễ v

Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thực hiện những nội dung sau:

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu sữa và hạt Kefir

- Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất như tỷ lệ syrô đường

ˆ

As K aa As ` A As Ẫ z A A 2 A 2 TẠ

saccharose phôi chê đề tạo môi trường lên men tôi ưu, tạo câu trúc đông nhất cho sản phẩm, tỷ lệ

- dịch men cây vào, thời gian lên men, nhiệt độ lên men, pH sản phẩm sau lên men, và cuôi cùng là

tỷ lệ syrô đường saccharose điều vị

- Sau mỗi lần khảo sát, chúng tôi tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm để chọn ra được những thông số tối ưu cho quá trình sản xuất

Sau quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thu được kết quả như sau:

- Lượng syrô đường saccharose nồng độ 40% được phối chế để tạo môi trường thích hợp cho lên men là 10% theo thể tích nguyên liệu

- Tỷ lệ dịch men cấy vào sữa nguyên liệu: 6%

- Điều kiện lên men tối ưu: nhiệt d6 t° = 25°C, thoi gian r = 18 giờ, pH sau lên men = 4,5

- Hàm lượng syrô nông độ 60% được dùng điều vị có tỷ lệ 10%

Sản phẩm sau quá trình lên men được ủ chín ở 14-16°C, trong vòng 12 giờ, sẽ đạt được

mùi vị hấp dẫn trước khi đem ra sử dụng

Dan sach 001na r8 RE Vii

“„ÿ//ÄN ¡ha 14

2.2.2.3 Áp suất thâm thấu và nhiệt độ đóng băng . - 5c cccccccrrrterrserree 15

2.2.2.5 DO acid chung (dO chua) «<5 5< S9 ngư 15 2.2.2.6 Độ acid hoạt ẨỘng - - c5 0 Họ HH 030 16 2.2.3 Hệ vi sinh vật frOng Sa -ó- G5 SH nu nh nh ngưng, 16

2.2.3.1 Vi khuẩn lactic -iccccSccccrrrrrrervrrtrtrrrrrree 16

2.2.3.2 Vi khudin Coliform TEEN EAAA nh na 16

2.2.3.3 Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridiwm) -. o-Sccccsrcersrverrree 17 2.2.3.4 Vi khuân Propionic (giống Propionibacterium)_ -c ce« 17

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ¿56 SsSxEE22SEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEELEE1111711.-e tk 32

2.4 Dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe sữa chua Keffir - ©- HH ng ve, 34

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

km 35

EVAdooo i0 020i 37

EM áo ¿na 37

3.2.1.1 Định lượng tổng vi khuẩn hiếu khí - - s2 5° ©s+2£xeSrterxerrxerrxerrrsrsee 37 3.2.1.2 Định lượng tổng nắm men -. 2-22 2©52£S<£S++EE+EE+EEEEEEkEEkEEkErktrvrrrrrree 38 KÝ ga o0) 0n 38

3.2.2.1 Xác định độ chua bằng máy đo pH . . 5-52 <2c+2t+rerrrerrerrrrerszee 38 3.2.2.2 Xác định hàm lượng chất khô bằng khúc xạ kế -¿ 5c 52 5sccsecssrse2 39 3.2.2.3 9 {C iu 39

Ko (á0i vốn 40

3.2.3.1 Phép thử so hàng thị hiếu . 2 2- 25% S3Ex£Sx£vSEvExerkeEkerkerkrkkrrkrrrersrree 40 3.2.3.2 Phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp sản phẩm - 5555552 40 3.3 Xây dựng quy trình nghiên cứu chế biến sữa chua Kefïr -5 sc-sc-ee2 42 ke ái 7 nh ae 42

3.3.2 Quy trình sản xuất sữa chua KeffTr -+ - 52-2 cc+crxcrEketkEkEkErrrrkrrrrsrree 45 3.4 Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu cho lên men 5 +sz2+x£z+zxezxers 47 3.4.1 Khảo sát nồng độ syrô cho vào dịch lên men - 2: 552 +s+ze+xexvexszxersrree 47 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ men giống đến quá trình lên men - 48

3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men -. -«-s5c++s+ 50 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men . - 5+ 51 3.4.5 Khao sát pH của dich sau lên meñ - - - <4 19 1H ng 52 3.4.6 Khao sat ty lệ dịch syrô dùng điều vị sau quá trình lên men - 54

3.4.7 Kiểm định sản phẩm sau thời gian bảo quản -+-s+©+++xec+xeerserrsrrer 55

vi

4.1 Khảo sát tỷ lệ dịch syrô ph6i ChE c.ccccesseesseessseceecnessesssessnsssessesssecsesssesssecseeeseennensy 56 4.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ địch men giỗng đến khả năng lên men -. - 61 4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men - 72c ©c+cceess 64 4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến quá trình lên men . - + -+©s+©cseexe+xezrs 67 4.5 Khảo sát pH của dich sau lên men - 5 + + + + Hi HH 011111 cv 70

4.7 Đánh giá cảm quan sản phẩm + 65s reterkrExE.tr.T112111.011 10 75

2.5 Cơ chế quá trình lên men lactic đồng hình và dị hình -++2-++ereserrerre 20

2.6 Con đường đường phân gÌyCỌySIS - < Ă Sen 01012101181101 11111111 22

2.8 Con đường chuyển hĩa galactose thành glucose - -. -++++sx se trtetetrertrrsrrererrre 24

2.9 Hạt Kefir sau khi đã tách ra khỏi sữa . - 5< Ăn HH 0110101111011 1T, 27

2.10 Một số lồi vi khuẩn trong hạt Kefïr - 2< 5s =S*‡tererxerertrtrrrrrrrrrrrrrrrtee 32 3.11 Sữa tiệt trùng khơng đường VinarmiÌK - - - +++ 5+ =5 + stress 35 3.2 Sơ đồ quy trình tạo men giống trong sản xuất sữa chua Kefïr -.-. csc<e<<<5 43 3.3 Quy trình tạo men giống trong sản xuất sữa chua Kefr - "_ 43 3.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua K€ÏÏr 5< + + srssEererrrrrerr 45 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát syrơ đường saccharOSe - -es«+eesree 47 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng men 00 49

3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ .- - 50

3.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian - -7«cse-eeseeere 51 3.9 So dé bé trí thí nghiệm khảo sát pH của dich sau lên men . : ++-<>c<+xer+ 53

3.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng syrơ điều vị -ccccrrrerrrerrirrrirrrre 54

vi

4.3 Sản phẩm sau khảo sát lượng syrô phối chế - -+ 72+ ztrerrrtrerirrrrerierierririee 58 4.4 Ảnh hưởng của lượng men cấy đến pH và độ chua sản phẩm .-. -‹ c-eeeeeree 62 4.5 Sản phẩm sau khảo sát lượng men 0P 62

4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men -+-5s++++++++tsrerertrtrrrrrrrre 65

4.7 Trạng thái sữa chua sau lên men ở nhiệt độ khác nhau -: -©++s++eeereereree 65 4.8 Ảnh hưởng của thời gian đến pH và độ chua sản phẩm s series 68

4.9 Mi liên quan giữa pH với độ chua và thời gian lên men -:-c +etree 71 4.10 Sự thay đổi độ chua sản phẩm sau điều vị -csxssrnretrrrrirerrriieiirrrrirrrriir 74

5.1 Quy trình kết luận chế bién stta Chua Keir 78

5.2 Sản phẩm hoàn thiện của đề tài -2ccccrtetrrrrrttrtriirrtriiiirrriirrriiriiiriii 79

2.1 Thành phần hóa học của sữa một số động vật và người . -csetserserrrrirrrere 4

2.3 Thành phần casein trong sữa bò - «sen §

2.4 Thanh phan protein trong sữa bò - set 9 2.5 Độ ngọt của đường - canh nh nh 0111011110111101111000111114 10 2.6 Hàm lượng các chất khoáng vi lượng trong sữa 55s -5c+ecserreereerieererrrrrrrre 11 2.7 Hàm lường các chất khoáng đa lượng trong sữa . -cccecseeeererrre II 2.8 Ham lượng các vitamin trong SĨỮa -. s5 sành H108 12

2.9 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò 5< 5+ + +tnhhrrtererrirrerierrrrrrrrree 14 2.10 Mối liên hệ giữa các đơn vị độ chua của sữa -cccscsrriitrrirrrrrireeriee l6 2.11 Hệ vi sinh vật trong hạt KeÍTr . - - +21 9 n9 HH Hà 101001001 00111110111" 28 3.1 Thành phần dinh dưỡng của sữa tươi Vinamilk -+-+ettrxxerrrrtrerrrererred 35 3.2 Các chỉ tiêu của đường Bourbon Tây Ninh .- - - - 5s nhiHeerrrieieieersee 36 3.3 Bảng điểm đánh giá cảm quan sản phẩm sữa chua Kefir -c++xsererreree 41 4.1 Kết quả đo các thông số sau quá trình lên men khảo sát tỷ lệ syrô phối chế 56

4.2_ Kết quả cảm quan khảo sát tỷ lệ syrô nồng độ 40% được phối chế - 59

4.3 Kết quả phân tích phương sai điểm các chỉ tiêu khi khảo sát lượng syrô 60

4.4 Kết qua đo các thông số sau quá trình lên men khi khảo sát lượng men 61

45 Két qua cam quan trang thai, mui, vi san phẩm khi khảo sát lượng men 63

4.12 Kết quả xử lí số liệu điểm khi khảo sát yếu tố thời gian - -cerreeeeee 69

4.13 Kết quả đo thông số khi khảo sát pH sau lên men - -«<-+xsersersrrseeeeesee FỮ 4.14 Kết quả cảm quan khi khảo sát pH sản phẩm sau lên men -+-++rsrrserr 71

4.15 Kết quả phân tích số liệu điểm các chỉ tiêu khi khảo sát pH -. - 72

4.16 Kết quả đo các thông số sau quá trình điều vị -+-+++s+eserxesrrtrrerrrtrrrrrre 73 4.17 Kết quả cảm quan vị sản phẩm sau h0, 088 74 4.18 Kết quả phân tích phương sai số liệu điểm cảm quan . -c-ccccccsrsre 75 4.19 Kết quả cảm quan sản phẩm hoàn chỉnh . -5 +ttevt+rttrttrrstriterrrierrirree 75

- pHo : pH ban dau, sữa nguyên liệu khi vừa được phối chế với syrô nồng độ 40%, gelatine và cay dich men vao

- pHim: pH sita sau khi thyc hién qua trinh lén men

- Bxọ: Bx ban đầu, sữa nguyên liệu khi vừa được phối chế với syrô nồng độ 40%, gelatine và cây dịch men vào

- Bxịm: Bx sữa sau khi thực hiện quá trình lên men

-! Th: độ chua của sữa sau khi thực hiện quá trình lên men

xi

Chương 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân, nếu trước những năm

90 chỉ có 1-2 nhà sản xuất phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặt và sữa bột (nhập ngoại), hiện nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với 80 triệu dân Mức tiêu thụ sữa trung bình hiện nay của người Việt Nam khoảng 7,8 kg/người/năm tức là đã tăng 20 lần so với những năm đầu thập niên 90 Theo Quy hoạch phát triển ngành công nghệ sữa Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 mà Bộ Công nghiệp vừa ban hành, sản lượng sữa toàn ngành trung bình tăng khoảng 5-6% trong giai đoạn 2006-2010, tăng khả năng đáp ứng nhu cầu sữa lên 10kg/người/năm vào năm 2010 và 20kg/người/năm vào năm 2020 Điều này đồng nghĩa với sự tiêu thụ các sản phẩm

từ sữa như yoghurt, phô mai, sữa chua uống sẽ tăng cao

Sữa chua uống và yoghurt ngoài việc cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu, chúng còn được biết đến như một liều thuốc tốt cho tiêu hóa Cũng với những lợi ích như trên và đang có tiềm năng phát triển cao trên thé giới là sữa chua Kefir Khác với sữa chua thông thường, Kefr là sản phẩm vừa lên men lactic nhờ nhóm vi khuẩn lactic, vừa lên men rượu nhờ nắm men Sản

phẩm từ lâu đã được biết đến như một loại thuốc thiên nhiên với nhiều dược tính được minh

chứng qua quá trình sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới Nó giúp tăng cường khả năng miễn dịch, giảm căng thắng thần kinh, điều hòa huyết áp và những lợi ích sức khỏe khác mà cho đến nay vẫn còn được xem như là những điêu bí mật

Song, tuy sữa chua Kefr đã có mặt từ rất lâu trên thế giới, nhưng vẫn còn mới lạ đối với

số đông người tiêu dùng Việt Nam Hiện nay, trên thị trường Việt Nam chúng tôi nhận thấy có _ Sản phẩm sữa chua Kefir không đường của công ty cỗ phần Vinamilk Để góp phần phổ biến, đưa sản phâm Kefir trở nên quen thuộc đôi với người tiêu dùng, trong cuôn đô án này chúng tôi tiên hành nghiên cứu chế biến sữa chua Kefir - một sản phẩm lên men sữa từ hạt Kefr

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

°K ` on r à L+à ~ ze A cae A z Ậ À 11A

Tiên hành nghiên cứu chê biên sữa chua Kefir với trọng tâm giải quyết các vân đê liên quan đên chất lượng sản phâm Trên cơ sở đó, chúng tôi nghiên cứu các vẫn đề sau đây:

- _ Khảo sát ảnh hưởng của yếu tế nhiệt độ đến quá trình lên men

- _ Khảo sát ảnh hưởng của yếu tổ thời gian đến quá trình lên men

- _ Khảo sát pH sản phẩm sau lên men

- Khảo sát lượng syrô đường saccharose điều vị

- _ Kiểm định chất lượng sản phẩm sau thời gian bảo quản

Chuong 2 TONG QUAN

2.1 Giới thiệu về sữa chua Kefir

Sữa lên men Kefr là một sản phẩm đã có từ lâu đời Ở đây sữa được lên men nhờ hạt Kefr, là một tổ hợp vi sinh vật phức tạp bao gồm vi khuẩn lactic và nắm men Chúng cùng phát triển cộng sinh trong môi trường sữa Do đó sản phẩm sữa chua Kefir có vị chua đặc trưng, thơm mùi sữa chua và thoảng nhẹ mùi rượu

Kefir được phát hiện lần đầu tiên do những người chăn cừu ở miền núi Caucasus thuộc Liên Xô cũ Họ đã bào chế nó bằng cách cho sữa lên men tự nhiên trong những túi da thú Theo các bộ tộc người ở đây, họ xem Kefir nhu là một quà tặng của đắng Allah, như nguồn tài sản của gia đình và của bộ tộc Họ sử dụng Kefir từ thuở âu thơ và cứ như vậy duy

trì từ thế hệ này sang thế hệ khác Họ không biết đến bệnh ung thư, bệnh lao, bệnh dạ dày

Tuổi thọ trung bình của người ở đây là 110 tuổi Núi Caucasus là vùng duy nhất trên địa cầu

có người dân đạt số tuổi này [19]

Theo Oberman H và Libudiziz Z (1998) đầu tiên người ta lên men sữa thành Kefir trong các tùi bằng da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi Nguyên liệu để sản xuất Kefr có thể là sữa

dê, sữa cừu hay sữa bò Đến cuối thế kỷ 19, Kefir trở thành sản phẩm quen thuộc của dân các nước vùng Đông Âu (Nga, Ucraina, Balan, Czech, Hungari ) và các nước ScandinavI [7]

Hiện nay, Kefir được sử dụng phổ biến ở Nga, Đông Nam Châu Á, Bắc Âu và các tiêu bang ở Mỹ Tuy Kefr hiện đang được sử dụng phô biến trên thế giới nhưng việc sản xuất sản phẩm Kefñir cho mục đích thương mại mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm truyền thông là một điều không dễ vì theo truyền thống người ta không sử dụng những vật dụng bằng kim loại trong quá trình chế biến, điều này dễ làm thay đổi những tính chất đặc trưng vốn có của

Kefir

Hình 2.1 Một số sản phẩm sữa chua Kefir trên thể giới và Việt Nam

2.2 Giới thiệu về sữa nguyên liệu

2.2.1 Thành phần hóa học của sữa

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn

để nuôi sống động vật non Từ xưa con người đã biết sử dụng sữa từ các động vật nuôi để chế

biến thành nhiều loại thực phẩm quý Hiện nay ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới

tập trung sản xuất trên ba nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và sữa cừu Ở nước ta,

sữa bò là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm Trong phạm vi luận

văn này, sữa bò được chọn làm nguyên liệu chính để sản xuất

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo Ngoài ra còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa

nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chât màu và các chất khí

Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ, khoảng 3%- 4% Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc

vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các phosphatide, polysaccharide Nước liên kết

thường được gắn với các nhóm —NH;, -COOH, -OH, =NH, -CO, -NH- Hàm lượng nước

liên kết trong sản phẩm sữa rất khác nhau: sữa gầy 2,13%-2,59%; sữa đầu (colostrums)

4,15%; bơ 1,75% Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0°C, không hòa tan muối,

đường Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tỉnh với lactose dưới dạng C¡;H;;O¡¡.H;O

sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm Có tới

98%4-99% chất béo của sữa là triglyceride, 1%-2% còn lại là các phosphatide, cholesterol,

carotene, vitamin A, D, E, K

Trong sữa có 18 acid béo Mỗi glycerine có thể kết hợp với 3 phân tử axit béo mà 3 acid béo này có thể cùng hoặc khác loại Vì vậy số glyceride khác nhau là vô cùng lớn

tan trong nước Hàm lượng các phosphatide và glycolipide khoảng 0,031%-0,05% Khi để

yên sữa, một lớp váng sữa sẽ được tạo thành trên bề mặt Dưới kính hiển vi người ta nhận

thấy trong váng sữa có rất nhiều thể hình cầu với kích thước khác nhau, nổi tự do trong sữa

Mỗi thê câu mỡ được bao bọc băng một màng mỏng Các thê hình câu đó là các câu mỡ

2.2.1.3 Protein

Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau:

- Protein ở trạng thái keo không bền: casein, chiếm 75-85% protein trong sữa

C) K-casein —— Phosphate gro!

Hydrophobic core

Hình 2.2 Cấu trúc Casein [24]

Mỗi micelle do khoảng 400-500 tiểu micelle hợp thành Mỗi tiểu micelle có phân tử lượng trung bình 250.000Da Tiểu micelle có

đạng hình cầu, đường kính

đao động 10-15nm bao gồm khoảng 10 phan ttr casein kết hợp lại với nhau Thành

phần các casein œ;, B, K

trong tiểu micelle có thể

thay đổi theo những tỷ lệ

khác nhau Các phân tử œ¿ và -casein được bô trí tại tâm tiêu micelle, còn các phân tử K- cascin được bồ trí tại vùng biên tiêu micelle

Trong câu trúc micelle, các tiêu micelle liên kêt với nhau nhờ muôi phosphate calci Ca3(PO,)2 va sự tương tác giữa các gốc ky nước Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng ion Ca?” có trong sữa và dao động trong khoảng 0,2-0,4ùm Các tiêu micelle ở vùng biên trong câu trúc micelle thường chứa hàm lượng K-casein khá cao Do sự bô trí các đầu

ưa nước của k-casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân tử K-casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa [7]

Theo lý thuyết, điểm đăng điện casein của sữa là 5,1 — 5,3 Trong dung dịch muối như điều kiện của sữa, casein đông tụ tốt nhất & pH = 4,5 — 4,7 [8]

Bảng 2.3 Thành phần casein trong sữa bò [7]

at, 45-57 lay — | 23.600 199 | Phan tit c6 m6t đầu mạch

có tính ưa nước, một đầu mạch có tính ky nước

O52 25.150 — 25.390 207 | Có tính ưa nước cao nhất

Os3 25.150 — 25.390 207

Os4 25.150 — 25.390 207

Oss 25.150 — 25.390 207 Được tạo thành do phân tử

O53, Os4- casein liên két

nhau qua cau disulfure

s6 25.150 — 25.390 207

B 25 - 35 24.000 209 Có tính ưa béo cao nhất

s% Protein hòa tan

Bảng 2.4 Thành phần các protein hòa tan trong sữa bò [7]

Phân tử gồm 162 gốc acid amin, có

dang hinh cau, B-lactoglobulin it

Là sản phẩm thủy phân của từ B-

Proteose-pepton 2-4 4.000 — 40.000 casein, gồm những phân đoạn

galactose liên kết với một OH bình thường ở Ca của ơ-glucose, loại đi một phân tử nước Do vậy vẫn còn một OH-glucoside tự do nên đường lactose là đường

Lactose kết tỉnh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể Vitamin B; có thể ức chế sự kết tỉnh của lactose [12]

Bảng 2.5 Độ ngọt của đường [9]

Sữa khi đun sôi ở nhiệt độ cao hơn 100°C sẽ xảy ra sự biên màu do sự xuất hiện các melanoide tạo thành khi các amino acid của sữa tác dụng với lactose làm sữa có màu nâu [8]

Bảng 2.6 Hàm lượng các chất khoáng vi lượng trong sữa [4]

phosphoric, limonic, clohydric nên trong sữa có nhiêu loại muôi khác nhau

Các muối canxi có ý nghĩa quan trọng trong chê biên các sản phâm sữa vì nó ảnh hưởng đên khả năng đông tụ của sữa

Các muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân băng muôi trong sữa, giữ áp suất thâm thâu có trạng thái bình thường

Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điện hình có tác dụng giữ cân băng hệ muối và hệ keo của sữa

Các muối của acid citric (C¿H¿O;) có ý nghĩa đối với sự tạo thành chat thơm trong sản phâm sữa lên men

2.2.1.6 Vitamin

Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng không lớn lim, dé bị tổn thất trong quá

trình xử lí nhiệt Các vitamin này thuộc 2 nhóm: hòa tan trong chất béo (A, D, E); hòa tan trong nước (By, Bz, PP, C)

Bảng 2.8 Hàm lượng các vitamin trong sira [8]

trình bảo quản trước khi chế biến

Trong sữa còn tn tai chất khí: CO; (50-70%); O; (5-10%); NO; (20-30%) [8]

12

Sắc tố của sữa: hàm lượng carotine trong sữa mùa hè là 0,3-0,6 mg/kg; mùa đông là 0,05- 0,2mg/kg Ngoài ra còn có sắc tố màu xanh là cloroũn Màu xanh vàng của whey là do lactoflavin; màu trắng của sữa là do sự khuêch tán ánh sáng bởi các micell protein

Trong sữa có chất miễn dịch: antitoxin, opsomin, bacterilyzin, precipitin, aglutimin Ngoai

ra sữa còn chứa một lượng nhỏ bạch cầu

2.2.2 Tính chất lí hóa của sữa [7,8]

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chât béo, protein và một sô chât khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yêu vào hàm lượng ÿ-caroten có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt

Sữa là một dung dịch keo có ba pha tồn tại đồng thời: dung dịch thực, dung dịch huyền phù, dung dịch nhũ tương

- Dung dịch thực: thành phần gồm nước và các chất hòa tan như lactose, muối khoáng và vitamin hòa tan trong nước

- Dung dịch huyền phù (colloid suspension): chủ yếu là protein và các chất liên kết khác nhu lipoprotein Cac protein trong sita 6 dang phan tử lớn có kích thước tir 15-200nm Do kích thước phân tử protein lớn tạo thành dung dịch keo

- Dung dịch nhũ tương: chủ yếu là chất béo ở dạng các cầu mỡ Nhũ tương chất béo của sữa khá bền vững, nó chỉ bị phá vỡ khi có tác dụng cơ học đặc biệt (khi sản xuất bơ) hoặc ảnh hưởng của hóa chất (axit, kiềm)

Dung dịch thực hay dung dịch phân tán

14

2.2.2.2 Độ nhớt

Độ nhớt của sữa thường được xác định theo tỷ số so với độ nhớt của nước và gọi là độ nhớt tương đối Giá trị độ nhớt trung bình của sữa là 1,8cP (centipoa) Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì độ nhớt càng cao

2.2.2.3 Áp suất thấm thấu và nhiệt độ đóng băng

Áp suất thâm thấu của sữa tương đối ổn định và có giá trị trung bình là 6,6at ở 0C

Áp suất thâm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactose và muối phân bố ở dạng phân tử và ion Các chất protein ít có ảnh hưởng, còn chất béo hầu như không ảnh hưởng áp suất thâm thấu

Nhiệt độ đóng băng của sữa là — 0,555%C Giữa áp suất thảm thấu và nhiệt độ đóng

băng có mối quan hệ chặt chẽ Từ nhiệt độ đóng băng có thể tính được áp suất thâm thấu theo định luật Boyle- Mariotte: 1 phân tử gam vật chất trong 1 lít dung dịch gây ra một áp suất 22,4at Nhiệt độ đóng băng của dung dịch đó so với nước giảm di 1,86°C

2.2.2.4 Sire cing bé mat

Sức căng bề mặt của sữa nguyên là 42,4 — 46,5 dyn/cm Nó phụ thuộc vào thành phần hóa học, nhiệt độ và thời gian bảo quản

2.2.2.5 Độ acid chung (độ chua)

Hiện nay trên thế giới người ta thường biểu thị độ chua của sữa bằng độ Soxhlet Henkel SH), độ Thorer (Th) hoặc độ Domic (D)

°SH: 14 s6 ml dung dịch NaOH 0,25N cần thiết để chuẩn độ 100 ml sữa có bổ sung vài giọt phenolphthalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây Sữa bò tươi có độ chua trung bình 7 °SH

°Th: là số ml dung dịch NaOH 0,1N cần thiết để chuẩn độ hỗn hợp 100ml sữa và

200ml nước cất có bố sung vài giọt phenolphthalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây Sữa bò có độ chua 16-18°Th

0D: là số ml dung dich NaOH 0,111 N cần thiết để chuẩn độ 100ml sữa có bổ sung vài

giọt phenolphthalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây

Bảng 2.10 Mắi liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa [7]

lý chúng tương đối đồng nhất: là những vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử, không di

động Thuộc nhóm vi khuẩn hiếu khí hay yếm khí tùy tiện Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 25 —

47°C Vi khuẩn lactic thuộc ho Lactobacteriaceae gồm 2 gidéng: Streptococcus (hinh cầu), Lactobaccillus (hình gậy) Đề tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên

Vi khuẩn lactic được xem như là một loài vi khuẩn hữu ích, rất quan trọng trong công nghệ lên men các sản phẩm sữa như yoghurt, kefir, phô mai, và một số loài bơ

2.2.3.2 Vi khuan Coliform

Tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trong phân Coliform thuộc nhóm

vi khuẩn Gram âm, ky khí tùy tiện Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu: 30- 44°C Ở nhiệt 46 75°C,

trong khoảng 20 giây nó sẽ bị tiêu điệt Trong sữa, Coljƒorm sẽ chuyển hoá đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO;, Hạ Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu

16

2.2.3.3 Vi khuẩn sinh acid butyric (ging Clostridium)

Chúng được tìm thấy trong đất, nước, trên thực vật, trong phân Chúng thuộc nhóm

vi khuẩn Gram dương, ky khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu

là 370C Trong sữa vi khuân này chuyển hóa đường thành nhiều sản phẩm khác như: acid butyric, butanol, ethanol, acetone, khí CO¿, Hạ làm thay đổi thành phần hóa học và gia tri cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản Quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt hoàn toàn các bào tử C/osfriđium chịu nhiệt Khi đó ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm, hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức ché Clostridium

2.2.3.4 Vi khuan Propionic (giéng Propionibacterium)

Co trong da co, trong đất Chúng có dạng hình cầu, xếp thành đôi hay chuỗi, là những vi khuẩn Gram dương, ky khí không bắt buộc Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 30C Propionibacterium chuyên hóa đường thành các sản phẩm là acid propionic, acid acetic, khí CO¿ làm hư hỏng chất lượng sữa Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal người ta sử dụng canh trường Propionibacterium thuần khiết dé tạo ra cầu trúc lỗ hồng (mắt phô mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm Hầu hết chúng bị tiêu diệt ở 75°C trong 20 giây

2.2.3.5 Vi khuẩn gây thối

La vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trừơng sữa Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra sản phẩm polypeptide, peptide và acid amin Một số acid amin tiếp tục bị phân hủy tạo ra NH, HS làm sữa có mùi khó chịu Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào Enzyme này xúc tác quá trình thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phâm có mùi Ôi

Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa: Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter Dang chu y hon ca 1a loai Pseudomonas fluorescens Cac enzyme protease

và lipase được sinh tổng hợp bởi loài vi khuẩn này rất bền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa Ngoài hai qua trình thuỷ phân nói trên, một số vi khuẩn gây thối còn tạo khí (CO¿, H; ), sinh tong hợp các acid hữu cơ làm giảm pH sữa và đông tụ protein Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ

THU VIEN

2.2.3.6 Nắm men [7]

Nắm men là những cơ thể đơn bào, có hình cầu, oval, hoặc hình trứng , có trong tự nhiên: trên thực vật, trong đất, nước Một số loài thường gặp trong sita: Saccharomyces

cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, MOt sd loai cé thé sir dung dudng lactose cho qué

trình trao đổi chat dé tao ra sản phẩm là ethanol, acid acetic

2.2.3.7 Nắm sợi [7]

Nấm sợi có dạng hình sợi, phân nhánh Hầu hết nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt

buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20- 30°C Một số nấm sợi thường nhiễm vào sữa:

Penicillium camembertii, P.roqueforti, P.casei, Vài loài thuộc giỗng Penicillium được sử

dụng để sản xuất phô mai Hầu hết các loài nắm men và nắm sợi bị tiêu diệt ở 75C trong 10-

15 giây

2.2.4 Tình hình tiêu thụ, sản xuất sữa trên Thế giới và Việt Nam

Theo thống kê từ Hội Nông Dân Việt Nam, năm 2005 tổng lượng sữa cả nước mới

đáp ứng được khoảng 22% nhu cầu tiêu thụ nội địa, trung bình 7,9 l/người, 78% còn lại người

tiêu dùng chủ yếu sử dụng nguồn sữa bột, sữa uống tiệt trùng nhập từ nước ngoài Năm 2006,

sản lượng sữa cả nước đạt 216,000 tấn Một số các công ty sữa nỗi tiếng ở Việt Nam như

Vinamilk đã thu mua khoảng 49% sữa tươi sản xuất trong nước, Dutch Lady 20%, Hanoimilk

5%, Công ty sữa Mộc Châu 3%, còn lại do các cơ sở khác chế biến và tiêu thụ tại chỗ.[26]

Trên đây là số liệu về tình hình tiêu thụ và sản xuất sữa ở Việt Nam, tiếp theo ta tìm

hiểu về tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa của một vài nơi trên Thế giới Theo thông tin của

trang Xúc tiến thương mại nông nghiệp nông thôn Việt Nam của Bộ Nông Nghiệp và Phát

Triển Nông Thôn thì:

- EU-25: sản xuất sữa vẫn tiếp tục trì trệ Sản lượng sữa EU-25 năm 2006/07 ước tính

đạt 131,5 triệu tấn, tăng 1% so với 130,4 triệu tấn năm 2005/06, song vẫn thấp hơn mức sản

lượng của năm 2004/05 (131,7 triệu tắn) Sản xuất sữa ở EU đã trì trệ với tốc độ tăng trưởng

bình quân trong 5 năm qua chỉ đạt 0,1% và trong § năm qua là 0,2% Trong thời gian trên, sự

gia tăng tiêu dùng các sản phẩm sữa tươi và phomai ở EU-25 đã làm giảm nguồn cung cấp

sữa cho sản xuất sữa bột tách bơ, sữa bột nguyên chất và bơ

- Australia: trong năm 2006/07 (tháng 7, tháng 6) sản xuất sữa gặp khó khăn do hạn

hán nghiêm trọng trên diện rộng làm giảm đàn bò sữa và ảnh hưởng tới sản lượng sữa Sản

lượng đạt 9,785 triệu tấn, giảm 6% so với năm 2005/06, là mức thấp nhất kể từ năm 1997/98

18

Lén men lactic là quá trình chuyên hóa ky khí đường tạo acid lactic dưới tác dụng của

vi khuẩn lactic Sự lên men lactic đã được biết đến và ứng dụng từ lâu đời trong dân gian

Năm 1780 nhà bác học Thụy Điển Schaele lần đầu tiên đã tách được acid lactic từ sữa bò lên

men chua Năm 1857 Pasteur da chứng minh được sự lên men chua sữa là do nhóm vi khuẩn

lactic Đến năm 1878 Lister đã phân lập thành công vi khudn lactic va dat tén 14 Bacterium

lactic, nay goi la Streptococcus lactis [10]

Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hình

thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để

phục vụ cho các hoạt động trao đổi chất và sinh trưởng vi sinh vật Ngược lại, các sản phẩm

như acid lactic, ethanol, COs sẽ được vi khuẩn “thải” vào môi trường lên men Kết quả là hàm

lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng làm giảm pH môi trường

và kéo theo những biến đổi hóa lý khác

Trong quá trình lên men lactic, nhiều chủng vi khuẩn không chỉ sinh ra acid lactic mà còn cho hàng loạt các sản phẩm khác như các acid hữu cơ (acid acetic, acid propionic, acid

succinic ), rugu, este Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng

lượng, người ta chia quá trình lên men lactic thành 2 kiểu:

- Lên men lactic đồng hình: sự lên men tạo sản phẩm chính là acid lactic chiếm 90-95%

tổng sản phẩm lên men, sản phẩm phu 1a ethanol, acid acetic, CO2, acetoin Cac vi khuẩn

lên men lactic đồng hình sẽ chuyển hóa glucose theo con đường đường phân

- Lên men lactic đị hình: sự lên men tạo sản phẩm đa dạng ngoài acid lactic còn có hàng

loạt các sản phẩm phụ khác với tỷ lệ khá cao, acid lactic 40%, acid succinic và ethanol 20%,

acid acetic 10%, các chất khác khoáng 20%

Quá trình chuyển hóa đường lactose thành acid lactic được thực hiện qua 3 giai đoạn, đầu tiên vi khuẩn lactic sẽ thủy phân đường lactose thành glucose và galactose, sau đó chúng

sẽ chuyển hóa glucose thành acid pyruvic theo con đường đường phân Cuối cùng acid

pyruvic nhận 2H” từ NADH; dưới tác dụng của lactatdehydrogenase sẽ chuyển hóa tạo sản

pham 1a acid lactic

OHOHH Fructose 1,6-bis-P

Hình 2.5 Cơ chế quá trình lén men lactic đồng hình và đị hình [15]

Trong hat Kefir thi giéng Lactococcus, các loài Streptococcus thermophilus, Lactobacillus

bulgaricus, Lactobacillus lactis, Lb helveticus subsp lactis, Lb.casei, Lb delbruekii

subsp.lactis, Lb delbrueckii subsp bulgaricus 1én men đồng hình Các vi khuẩn thuộc giống

Leuconostoc, Lactobacillus brevis \én men di hinh Lb plantarum c6 thé lén men đồng hình

hay dị hình [7]

2.3.1.2 Lên men rượu

Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa, quá trình lên men ethanol

được thực hiện chủ yếu bởi giống Saccharomyces và Khqyveromyces Đây cũng chính là 2

trong số những giống nắm men thực hiện quá trình lên men rượu trong sữa chua Kefir

Sự lên men rượu là một quá trình sinh hóa phức tạp, là quá trình chuyển hóa đường glucose tạo sản phẩm chính là ethanol, khí CO; và sản phẩm phy 1a glycerin, acid succinic,

một số aldehyde, và rượu cao phân tử

Cơ chất chính của quá trình lên men rượu của sữa là lactose Dưới tác dụng của enzyme lactase, một phân tử lactose bị thủy phân thành glucose và galactose Từ glucose, nam

men thực hiện quá trình chuyên hóa theo con đường đường phân

Giai đoạn Ï: (giai đoạn đường phân) Glucose (C6H120¢) > acid pyruvic (CH3 — CO —- COOH) Giai đoạn 2: acid pyruvic bị decarboxyl hóa (CH;CO - COOH) (khử CO; do enzyme pyruvat-decarboxylase xúc tác (E¡) tao thanh acetaldehyde(CH3CHO)

Giai doan 3: acetaldehyde tiép nhận hydro từ NAD-H; (enzyme alcohol- dehydrogenase xúc tác (Ea) tao thanh ethanol

phosphoglycerate kinase

pyruvate kinase

Pyruvate

Hình 2.6 Con đường đường phân glycolysis [2l |

22

Acetaldehyde

Atcohot L—NADH + H®

H

| H—C—0H

bas Ethanol

Hình 2.7 Cơ chế quá trình lên men ethanol

Nấm men không thể lên men trực tiếp được đường galactose,vì thé galactose sẽ được

chuyên thành glucose theo sơ đồ sau:

Hình 2.8 Con đường chuyển hóa đường galactose thành giucose [23]

2.3.1.3 Quá trình đồng tụ casein

Casein là một phosphoprotein Trong thành phần của nó có chứa axit phosphoric

Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như -CO, -NH;, =NH, -OH, -NH-CO-, -

SH, chính nhờ các nhóm này mà casein có khả năng tham gia các phản ứng hóa học Trong

24

số các nhóm trên nhóm —COOH, -NH có ý nghĩa nhất vì một phần các nhóm này ở trạng thái

tự do và quyết định tính chất của casein Casein được xem như là một chất điện li lưỡng tính

đa hóa trị, dễ dàng tham gia các phản ứng với các kim loại kiểm, kiém thé, casein hoa tan

trong nước Trong sữa, casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxi phosphate tạo

thành phức hợp canxi phosphate caseinat (các micelle casein) Các micelle casein mang điện

tích âm Vì tất cả các micelle đều có điện tích âm nên chúng đây nhau, điều đó khiến các

micelle casein tồn tại đưới đạng keo [8]

Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đông

với câu trúc gel Casein có khả năng bị đông tụ bởi acid hoặc rennin

Khi giảm độ pH (do kết quả của quá trình lên men tạo ra acid lactic hoặc do con người

chủ động đưa vào), các ion H” của acid sẽ liên kết với các micelle casein mang điện tích âm

và làm giảm điện tích của micelle casein Khi tới giới hạn, các micelle casein sẽ đông tụ (tạo

thành gel)

Quá trình đông tụ casein của sữa dưới tác dụng của enzyme (thường dùng renin- là một protease được chiết xuất từ dạ dày bê) thực chất là quá trình thủy phân hạn chế casein x,

vỏ háo nước bị phá hủy do đó các ion Ca?” đễ dàng tiếp cận với các casein ơ, B va paracasein

x và làm cho chúng tạo gel Casein £ có đầu amino (đầu ưa béo) được liên kết với các phân tử

a, va B-casein trong micelle luén hudng vé phia tam micelle, con đầu carboxyl (đầu ưa nước)

luôn hướng ra ngoài vùng biên micelle Quá trình đông tụ casein bởi renin được chia thành 3

giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Renin thủy phân liên kết peptide Phe-Met (2 acid amin năm tại vị trí 105-

106 trong phân tử casein K) dé tạo ra caseinoglucopeptide (106-169) hòa tan và paracasein K

(1-105) không hòa tan Phản ứng này không phụ thuộc ion Ca””

Giai đoạn 2: Đông tụ casein Ở giai đoạn này các micelle sau khi bị mất phân đoạn caseinoglucopeptide trong phan tir casein K bắt đầu liên kết lại với nhau Đó là do hiện tượng

giảm sự tích điện bề mặt của micelle, từ đó lực đây tĩnh điện giữa các micelle cũng bị giảm

Bề mặt micelle trở nên ưa béo hơn do chỉ chứa phân đoạn paracasein K và chúng có thể liên

hợp lại với nhau một cách dễ dàng hơn Ngoài ra, phần tích điện dương của phân đoạn

paracasein K có thể tương tác với phần tích điện âm của phân tử casein ơ, ÿ Cầu calci

phosphate sẽ xuất hiện giữa các micelle và góp phần làm tăng kích thước khối đông tụ

Giai đoạn 3: kết thúc quá trình đông tụ và tách huyết thanh sữa

2.3.2 Tác nhân của quá trình lên men sữa chua Kefir —- Hạt Kefir

2.3.2.1 Một số đặc điểm sinh hóa của hạt Kefir

Keñr được phát hiện lần đầu tiên do những người chăn cừu ở miền núi Caucasus thuộc Liên Xô cũ Họ đã bào chế nó bằng cách cho sữa lên men tự nhiên trong những túi da

thú Truyền thuyết cho răng, đắng Allah sau khi gửi đến họ món quà này đã nghiêm cam họ

không được truyền những bí mật về cách tạo ra giống Kefir cho những người ngoài Điều đó

giải thích tại sao hạt Kefir và phương pháp tạo giống Kefr vẫn còn là một bí mật [16]

Trong sản xuất Kefir, người ta sử dụng tô hợp giống vi sinh vật dưới dạng hạt Kefir

(Kefir grains) Cac hạt Kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, mềm, đàn hồi, dai, hình dạng

không ổn định và thường kết thành chùm với nhau tạo dạng tương tự hoa chou-fleur (xúp lơ)

với đường kính trung bình 0,3- 2cm Chúng được hình thành từ những màng bao bọc mỏng

không theo một quy tắc nào cả bao gém hon hgp protein, lipid, polysaccharide Nhimg mang

bao bọc phát triển với hình dạng không nhất định, hình thành các thùy phức tạp và không

đồng đều, các thùy này lại có xu hướng hình thành nhiều thùy con bao xung quanh mình Với

dấu hiệu phát triển đặc biệt như thế chúng hình thành những hạt con, mỗi tiểu thùy được kết

nối với nhau ở điểm trung tâm của hạt giống Nhờ sự xuất hiện đó mà các hạt con tách ra có

mẫu hình phát triển giống như hạt mẹ ban đầu Một vài hạt Kefir cũng tách ra giống với cấu

trúc vật lý của não người, tuyến tụy và các cơ quan bên trong Sau một thời gian có thể do

những tác động bên ngoài, một phần thùy con gắn với hạt mẹ bị tách ra thành hạt tự do

Những hạt con này lại tiếp tục nhân giống thành hạt mẹ Sự phát triển của chúng được lặp lại

với chu trình gần giống nhau (tự nhân giống) Trong vài trường hợp đặc biệt, có những hạt

không thể cho ra bất cứ hạt con nào trong một thời gian dài mà thay vào đó, chúng hình thành

nên một khối lớn (khối hạt Kefr)

Bề mặt ngoài của hạt biến đổi từ dạng phẳng đến không đồng đều, có những chỗ lồi lõm rải rác khắp bề mặt Một vài hạt có thể có những vùng rộng phẳng trong khi có những hạt

có bề mặt không đồng đều Nếu điều kiện thuận lợi, sau một thời gian, những hạt nhẫn này

thường trở lại dạng nguyên thể, sau đó hình thành các hạt bao quanh mình và có thể nhân

giống lên Ở những vùng không phẳng, xù xì thường có sự hoạt động mạnh của nắm men,

trong khi ở vùng phẳng vi khuẩn lại chiếm ưu thế Nắm men hình thành những khóm nhỏ nhô

ra trên bề mặt, Streptococcus thi bện vào nhau với các vi khuẩn khác chứ không hình thành

dạng cụm

26

Ở sâu bên trong hạt, Lactobacillus chiém wu thé va có rất ít tế bào nắm men, chúng được gói gọn trong dịch polysaccharide, các vi khuẩn hình que và nắm men hình thành các

cụm riêng biệt bên ngoài và bên trong hat Lactobaccillus kefiranofaciens được xem là

nguyên nhân hình thành polysaccharide hòa tan Kefiran Trong khi đó Lacfobacilius

bacifophilus hình thành vỏ bọc bên ngoài polysaccharide giúp hạt co giãn Một số nghiên cứu

cho rằng vi khuẩn có thể gây ra sự nhân giống hạt Kefir vì việc nhân giống của hạt không xảy

ta khi vang mat Lb kefiranofaciens - là vi khuẩn sinh ra Kefiran ở trung tâm hạt [19]

Thành phần hóa học của hạt Kefir bao gồm protein (chiếm 30% tổng số chất khô), và carbohydrate (25- 50%) Như vậy hạt Kefir là một phức protein polysaccharide béo [7]

Theo một vài nghiên cứu thì trong hạt giống Kefir sấy khô đông lạnh với hàm âm 3,5% người ta tìm thấy: chất béo 4,4%, tro 12,1%, muco-polisaccharide (keñran) 45,7%,

protein tông số 34,3% trong đó có protein không hòa tan 27%, protein hòa tan 1,6% và acid

(KGF- C) Hạt Kefñr sấy khô bao gồm chất gian bào khoảng 45% là Kefiran Về đặc tính sinh

hóa Kefiran là một polisaccharide gồm hai đường đơn glucose và galactose liên kết lại với

nhau thành chuỗi Kefñran được hình thành ở trung tâm hat trong điều kiện ky khí Keñran

được tổng hợp bởi vi khuẩn Lacfobaccillus lên men đồng hình bao gồm: Lb kefiranofaciens

subsp.kefirgranum subsp nov; Lb kefiri

27

2.3.2.3 Hé vi sinh vat trong hat Kefir

Hạt Kefr là phức hệ vi sinh vật gan voi nhau béi chất polysaccharide Giống này bao

gom vi khuan lactic (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc ) va nam men Déi khi ta con

tim thay Acetobacter aceti va Acetobacter racens cing voi cac vi sinh vật khác tổ chức thành

khối cầu vi sinh vật

Giống vi khuẩn lactic Lacfobacillus chiếm khoảng 65-80% tổng số vi sinh vật trong hạt Kefir Chúng gồm những loài ưa ấm và ưa nhiệt thực hiện quá trình lên men lactic theo cơ

chế lên men đồng hình lẫn dị hình Nhóm vi khuẩn lactic 7acfococcus chiếm 20% tổng số tế

bào Riêng nắm men chiếm 5-10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loài lên men được

lẫn không lên men được đường lactose Các loài nam men lên men được đường lactose

thường được tìm thấy tại các vị trí gần bề mặt hạt Kefir Ngược lại, các loài nắm men không

lên men được đường lactose được tìm thấy tại các vị trí sâu bên trong tâm hạt [7] Cũng có

nghiên cứu cho rằng trong hạt kefir, giéng Bacillus chiém 62-69%, Streptococcus chiém 11-

Lb casei subsp rhamnosus

Lb casei subsp pseudoplantarum

Lb paracasei subsp paracasei

Lb cellobiosus

Lb delbrueckii subsp bulgaricus

Lb delbruekii subsp lactic

Lb kefiri Lb.kefiranofaciens subsp kefirgranum

L lactis ssp lactis var diacetylactis

L lactis ssp Cremoris

Leuconostoc mesenteroides subsp mesenteroides

Kluyveromyces Kluyveromyces lactis

Kluyveromyces marxianus ssp bulgaricus

Kluyveromyces marxianus ssp marxianus

Candida pseudotropicalis Candida tenuis

Vi khuẩn lactic là những vi khuẩn Gram dương, không sinh nha bào, không di động

Về hình thái, chúng không đồng nhất, có đạng hình que hay hình cầu Chúng thuộc nhóm vi

khuẩn hiếu khí, yếm khí tùy tiện Chúng không sinh catalase, không phân hủy H;O; không

khử nitrat Ít hoặc không phân giải protein trong sữa nhưng có khả năng phân giải casein Vi

khuẩn lactic gồm 2 giống: $reptococcus (hình cầu), Lactobaccillus (hình gậy) [5]

m Streptococcus

- Streptococcus lactis: Là vi khuân gây lên men sữa chua tự nhiên, yếm khí tùy tiện

Lên men tốt glucose, maltose, lactose, tạo trong môi trường 0,8- 1% acid lactic Chúng dễ bị

tiêu điệt ở nhiệt độ là 80°C, thuộc nhóm vi khuẩn ưa ấm [7] D6 acid gidi han do S lactis tao

nên thường dao động trong khoảng 110-120 ”T, mặc đù có những chủng yếu chỉ tạo khoảng

90-100°T Sữa được lên men chua bởi S Jactis luén có hương vị đặc trưng của sản phẩm sữa

chua Ở nhiệt độ tối ưu Š /acfis phát triển trong sữa có thê đạt đến số lượng tối đa là 1,2- 2 tỷ

tế bào/ml sau 10-12 giờ Thời gian này tương ứng với thời gian lên men chua sữa đến 60T

Độ acid tăng lên rất nhanh trong vài giờ đầu, sau đó giảm dần và ngừng hẳn khi đạt đến

120°T [11]

- Šfrepfococcus cremoris: là những liên cầu khuẩn, thường thấy trong sữa dưới dạng chuỗi dai hoặc dưới dạng song cầu khuẩn, phát triển tốt ở 20- 25C Tế bào có kích thước 0,6-

0,7nm Lên men glucose và galactose, lactose; không lên men saccharose, maltose, dextrin

Nhiệt độ hoạt động tối ưu là 25- 30°C Làm đông sữa, đôi khi làm nhớt sữa, làm cho sữa có

độ chua 110- 115'T, tạo sản phẩm có mùi vị ngon, đặc biệt

- Sfreptococcus điacetylactic: thuộc nhóm vi khuẩn lactic không điển hình, tạo nên

điacetyl, tạo hương cho sản phẩm

30