MÔN VI SINH vật học THỰC PHẨM đề tài CÔNG NGHỆ lên MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG sản XUẤT sữa CHUA

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA GVHD LIÊU MỸ ĐÔNG LỚP 10DHĐB2 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM o0o0o MÔN VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 STT TÊN MSSV PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 1.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA

GVHD: LIÊU MỸ ĐÔNG LỚP: 10DHĐB2

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG

TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA

CÔNG VIỆC

1 Phan Mạc Ngọc Thiên

Nhi 2028190250 Tìm tài liệu

2 Nguyễn Thị Hậu Giang 2028190220 Tìm tài liệu

3 Nguyễn Thị Thảo My 2028190 Tìm tài liệu

4 Nguyễn Thị Mỹ Duyên 2028190217 Làm Word

5 Phan Lê Hoàng Gia 2018190219 Làm PP

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU………4

I CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC………5

1 Vi Sinh Vật Lên Men Lactic……….5

2 Cơ Chế Của Quá Trình Lên Men Lactic……… 5

2.1 Lên men lactic đồng hình……… 6

2.2 Lên men lactic dị hình……… 6

3 Ứng Dụng Quá Trình Lên Men Lactic Trong Thực Phẩm 7

3.1 Sản xuất acid lactic……… 8

3.2 Chế biến các sản phẩm sữa……… 8

3.3 Muối chua rau quả………9

3.4 Ủ chua thức ăn gia súc………10

II ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA…… 11

1 Giới Thiệu Sữa Chua………12

1.1 Định nghĩa……… 12

1.2 Phân loại……… 12

1.3 Lợi ích ……….13

1.4 Nguyên liệu……… 13

2 Sơ Đồ Qui Trình Sản Xuất Sữa Chua……… 14

3 Thuyết minh qui trình sản xuất sữa chua……….15

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất sữa chua 16

5 Khảo sát thị trường về các loại sữa chua……….….17

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 18

LỜI MỞ ĐẦU

Vi Sinh vật học Thực Phẩm là một môn học nghiên cứa về các loại vi sinh vật mà chúng ta không thể nhìn được bằng mắt thường có trong thực phẩm mà con người chúng ta sử dụng hàng ngày

Khi học về môn học này chúng em đã có cơ hội để tìm hiểu về các loại vi khuẩn, virut, biết được cấu tạo,hình thái của chúng, điều kiện cần để chúng có thể tồn tại và phát triển Ngoài ra, còn được học thêm rất nhiều

về các ứng dụng của vi sinh vật trong thực phẩm như là các quá trình lên men Ở sinh vật có 2 cách lên men chủ yếu đó là “Quá trình lên men yếm khí” và “Quá trình lên men hiếu khí” Nhóm 3, đã rất may mắn khi được thầy phân công tìm hiểu về Lên men Lactic là một trong những quá trình thuộc vào nhóm lên men yếm khí Và được ứng dụng rất nhiều ở trong đời sống hàng ngày

Acid lactic lần đầu tiên được tách ra từ sữa bò lên men chua vào năm

1780 do nhà toán học người Thụy Điển Schaele Năm 1857,Pasteur chứng minh được sự lên men là do nhóm vi khuẩn lactic Năm 1878, lister phân lập thành công vi khuẩn Lactic đầu tiên và đặt tên là Bacterium lactis ( nay gọi là Streptococcus lactis) ; về sau các nhà khoa học đã liên tiếp phân lập được nhiều loài vi khuẩn lactic khác nhau Công nghệ lên men để sản xuất acid lactic có thể nói là được hình thành từ năm 1881

Nhóm vi khuẩn Lactic có ý nghĩa rất quan trọng trong một số công nghệ sản xuất acid lactic, công nghệ chế biến muối rau quả; thịt cá; sản xuất men tiêu hóa trong y học;… , đặc biệt là trong công nghệ sản xuất sữa, nó còn là tác nhân gây lên men nhằm sản xuất hàng loạt các sản phẩm từ sữa khác nhau như yaourt, sữa chua, fomat, bơ

I CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường với sự tích lũy acid lactictrong môi trường

1 Vi sinh vật lên men lactic

Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium Đây là những trực khuẩn, cầu khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hô hấp tùy tiện Chúng có khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không có khả năng lên men các loại glucid phức tạp và tinh bột

Sự phát triển của nó cần có sự có mặt của peptone, axit amin hay muối amôn Chúng có yêu cầu đặc biệt về chất dinh dưỡng và giàu vitamin, axit amin và khoáng chất Quá trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trường axit pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ hơn 5,5 quá trình lên men bị dừng lại Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men từ 15 ÷ 50 Tuy nhiên,℃ mỗi loài có khoảng nhiệt độ khác nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn 80 vi℃ khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn

2 Cơ chế của quá trình lên men lactic

Quá trình lên men lactic gồm 2 bước chính:

 Glucose được chuyển hóa theo chu trình đường phân

 Pyruvate bị khử trực tiếp nhờ NADH để tạo ra lactate như một sản phẩm cuối cùng và không giải phóng CO ₂

Hình 1 Cơ chế lên men lactic

2.1 Lên men lactic đồng hình

Trong trường hợp này acid pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Mayerhorf-Pamas (EMP) Sau đó acid pyruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactatdehydrogenase Sự lên men tạo sản phẩm chính là acid lactic chiếm 90-98%tổng sản phẩm lên men , sản phẩm phụ là acid acetic, ethanol, co2, aceton,lượng sản phẩm này phụ thuộc vào sự có mặt của oxy

Một số vi khuẩn lactic lên men đồng hình: streptococcus lactis, streptococus lactis, streptococcus cremiris, streptococcus thermophilus, lactobacillus bulgaricus, lactobaccillus casei, lactobacillus acidophilus, lactobacillus delbriieckii

(HÌNH)

2.2 Lên men lactic dị hình

Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồ Embden-Mayerhorf-Pamas ( aldolase và triozophotphatizomerase), vì vậy xylulose 5-photphat sẽ được tạo thành theo con đường pentosse-photphat (PP).Sự lên men tạo sản phẩm chỉ 50%là acid lactic.sản phẩm phụ là acid sucanic 20%, ethanol 10%và các loại khí gồm 20%

Một số vi khuẩn lactic lên men dị hình:Lactobacillus brevis, lactobacillus lycopersici

(HÌNH)

Phương trình tổng quát:

C H O → CH CHOHCOOH + CH COOH + C H OH + COOH(CH ) COOH + ₆ ₁₂ ₆ ₃ ₃ ₂ ₅ ₂ ₂ CO₂

Glucose acid latic(40%) acid acetic ethanol acid succinic

Hình 2 Lên men lactic đồng hình và dị hình

3 Ứng dụng quá trình lên men lactic trong thực phẩm

3.1 Sản xuất acid lactic

Nguyên liệu dùng để sản xuất axit lactic là: rỉ mật,đường, tinh bột đã được đường hoa Nồng độ đường sử dụng cho quá trình lên men lactic từ

8 đến 20% Nếu nguyên liệu là rỉ mật phải làm trong để loại bỏ các hợp chất chứ nitơ Quá trình lên men lactic xảy xa rất tốt trong môi trường axit, tuy nhiên vi khuẩn lactic không có khả năng chịu đựng được nồng

độ axit quá cao Khi nồng độ axit quá cao sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn, vì vậy cần phải điều chỉnh độ pH của môi trường từ 6,3 ÷ 6,5

Trong thực tế sản xuất người ta thường xuyên bổ sung vôi tôi hoặc cacbonat canxi để giữ pH của môi trường không thay đổi Axit lactic thu được sẽ thu được ở dạng canxilactat

Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men lacic là 50℃, trong quá trình lên men lactic có nhiều vi khuẩn tham gia vì vậy sản phảm thu được ngoài axit lactic còn có CO và một số sản phẩm tiêu thụ khác.₂

Người ta sản xuất axit lactic theo cách lên men đồng hình sau đó tinh chế thành axit lactic tinh khiết để ứng dụng vào trong nghành công nghệ thực phẩm, thay thế axit citric trong sản xuất bánh kẹo, đồ hộp…

Trong công nghiệp nhẹ,axit lactic là dung môi trong công nghiệp sản xuất sơn, vecni, nhuộm và thuộc da

Trong công nghiệp rượu, axit lactic được dùng dưới đạng muối của canxi

3.2 Chế biến các sản phẩm sữa

làm sữa chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình

và dị hình Vi khuẩn lactic đồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành mùi vị đặc trưng của sữa chua

- Sản xuất phomat: Để sản xuát phomat người ta dùng enzim enzyme đông kết thu cazein trong sữa, sau đó tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng Tùy loại phomat mà trong quá trình ủ chín người ta sử dụng các loài vi sinhh vật khác nhau

Các loại vi sinh vật thường được sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic,nấm móc…

3.3 Muối chua rau quả

Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản sau đây: bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả Nguyên tắc để muối chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng của vi khuẩn gây thối rữa

Hiện nay có rất nhiều snar phẩm rau quả muối chụa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên thế giới

Quá trình muối chua rau quả được tiến hành như sau:

Lựa chọn rau quả

↓ Quản lí sơ bộ

↓ Phơi nắng

↓ Cho thêm đường, muối, nước

↓ Lên men

↓ Muối chua Thông thường muối chua rau quả người ta sử dụng 3% lượng muối so với rau quả Nếu nồng độ muối thấp thì rau quả dễ bị thối Nếu nồng độ muối quá cao thì quá trình lên men chậm, sự tạo thành axit lactic giảm Tác dụng của một số quá trình cơ bản trong quá trình muối chua rau quả

-Quá trình phơi nắng; làm giảm lượng nước có trong nguyên liệu

Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 26÷35 T℃ uy nhiên, ở nhiệt

độ vi khuẩn butyric có thể phát triển mạnh nên trên thực tế người ta khống chế ở nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 25℃ thông thường vi khuẩn lactic chịu được nhiệt độ thấp hơn so với vi khuẩn khác vì vậy trong muối chua cần tăng nhanh nhiệt độ axit để loại trừ khả năng nhiễm của một số loài vi sinh vật khác

3.5 Ủ chua thức ăn gia súc

Từ lâu người ta đã biết sử dụng quá trình lên men lactic đẻ ủ chua thức ăn gia súc Phương pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết đối với các trại chăn nuôi gia súc

Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc nếu đem phơi khô sẽ làm giảm 50% giá trị của chúng nhưng nếu ta đem ủ chua thì chỉ giảm 10% giá trị

Đặc biệt bằng phương pháp ủ chua sẽ tăng nhiều chỉ số dinh dưỡng khác của thức ăn Một trong những phương pháp phổ biến là ủ chua thức

ăn thủ công Các loại thức ăn gia súc là thực vật được băm nhỏ rồi cho vào vật chứa, cho thêm một ít nước vo gạo Sau đó ủ kín 1 đén 2 ngày và cho gia súc ăn

Quá trình ủ chua thức ăn gia súc thường qua 3 giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: là giai đoạn phát triển hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật khác nhau có trong thành phần của nguyên liệu, từ nước hoặc từ không khí

 Giai đoạn 2: quá trình lên men lactic đồng hình xảy ra mạnh Các loại

vi khuẩn lactic chỉ phát triển trong điều kiện yếm khí, nếu có oxy vi khuẩn gây thối phát triển sẽ tạo thành mùi khó chịu và ảnh hưởng đến thức ăn ủ chua Chất lượng khối ủ phụ thuộc rất nhiều vào sự phát

II ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA

1 Giới thiệu về sữa chua

1.1 Định nghĩa

Sữa chua là gì?

Sữa chua còn có tên gọi khác là yaourt, là sản phẩm bơ sữa được tạo ra bởi vi khuẩn lên men của sữa Sữa chua có màu trắng, dẻo; có vị sánh chua do quá trình lên men lactic và vị ngọt từ sữa.trrong sữa chua có rất nhiều khoáng chất như: canxi, kiềm, acid lactic, vitamin A, vitamin C…

Vì vậy hàm lượng trong loại thực phẩm này rất cao

Hình 3 Một dạng sữa chua hiện nay

1.2 Phân loại

a) Yaourt truyền thống (set type)

- Sản phẩm có cấu trúc gel

- Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đong tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

b) Yaourt dạng khuấy (stirred type)

- Sữa nguyên liệu được xử lý, cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì

c) Yaourt uống (drinking type)

- Khối đông được xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn

- Sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và giảm độ nhớt cho sản phẩm

d) Yaourt cô đặc (concentrated yaourt)

- Huyết thanh sữa được tách ra khỏi sản phẩm

1.3 Lợi ích

- Sự lên men lactic được sử dụng rộng rãi trong việc chế biến sữa chua, fomai…vừa tăng giá trị dinh dưỡng, vừa có tính chất chữa bệnh đường ruootjgiups ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà còn có tác dụng bảo quản lâu hơn sữa tươi

Kích thích sự đáp ứng miễn dịch làm giảm cholesterol huyết thanh, nó trở nên nhiều chất bổ dưỡng và dễ hấp thụ vào máu Có thể vì vậy mà có thể hấp thụ sữa chua nhiều gấp 3 lần sữa tươi, dùng cho người bệnh vừa mới khỏi, suy nhược biếng ăn rất tốt

1.4 Nguyên liệu

a) Sữa

Nguyên liệu dùng để sản xuất sữa chua gồm: sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc, sữa hoàng nguyên,…

- Sữa phải có chất lượng tốt đảm bảo các yêu cầu sau:

 Độ vệ sinh cao, tổng số vi khuẩn thấp

 Không chứa kháng sinh (pencilin, steptomicin…)

 Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và

vệ sinh dụng cụ từ thiết bị đựng sữa, những chất ngăn cản quá trình lên men

b) Thành phần khác

- Chất tăng vị ngọt (glucose, saccharose,…) hoặc bổ sung trực tiếp dưới

Hình 4 Vi khuẩn Streptococcus

2 Sơ đồ qui trình sản xuất sữa chua

Nguyên liệu → Phối trộn → Gia nhiệt → Đồng hoá 1 → Làm lạnh → Ageing → Thanh trùng → Đồng hoá 2 →

Hạ nhiệt → Cấy men → Ủ → Làm lạnh → Bồn rót → Đóng gói, dán nhãn.

3 Thuyết minh qui trình sản xuất sữa chua

+ Nguyên liệu: Nếu nguyên liệu là sữa bột không đường thì thêm đường

để đạt nồng độ 8 – 10%

+ Phối trộn: Bột sữa, đường, bơ, chất ổn định phối ở nhiệt độ 45℃ để

quá trình hoà tan đồng đều

+ Gia nhiệt: nâng nhiệt độ lên 60℃ cho thích hợp quá trình đồng hoá + Đồng hoá: được thực hiện trong máy đồng hoá tạo áp suất cao khoảng

200 bar bằng hệ thống bơm pitton để phá vỡ các hạt béo vào trong nguyên liệu và phân tán các chất khác nhau tạo thành hỗn hợp đồng nhứt

+ Làm lạnh: Dòng sữa được cho qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng vĩ có

nước lạnh bên ngoài để nhiệt độ còn 5℃ Dẫn tới bồn ageing

+ Ageing: Sữa để yên trong bồn 1-2 giờ, ở 5℃

+ Thanh trùng: nâng nhiệt lên 95℃ trong 1 phút

+ Đồng hoá 2: ở 95℃, 200 bar

+ Hạ nhiệt: tới nhiệt độ thích hợp quá trình lên men của vi khuẩn lactic

(43℃)

+ Cấy men: Men được sử dụng là giống vi khuẩn Lactobacillus

bulgaricus (hình que) và Streptococus thermophilus (hình cầu) thuộc chủng Streptococea, họ Lactobacteriaceas Sữa sau khi được hạ nhiệt xuống còn 43℃ (pH lúc này phải đạt khoảng 4,4 – 4,5) cùng lúc men từ bồn men được bơm vào bồn cấy men Lượng men bơm vào chiếm 5% tổng khối lượng sản phẩm

+ Đóng gói, dán nhãn: Cuộn nhựa được tiệt trùng ở 115℃, đem dập

khuôn và chuyển đến bồn rót Sữa chua được rót vào và dán nhãn (nhãn được tiệt trùng bằng tia hồng ngoại)

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất sữa chua

- Hàm lượng chất khô: không chứa chất béo, phần trăm khối lượng không nhỉ hơn 8,2

- Hàm lượng chất béo, phần trăm khối lượng: sữa chua (20%), suaxaw chua đã tách một phần chất béo (0,5 - 2), sữa chua gầy (<0,5)

- Độ axit OT: 75 - 140

- Đường: thường sử dụng đường tinh luyện

- pH: các vi khuẩn có lợi trong sữa chua tồn tại ở điều kiện độ pH ≥5,4

- Nhiệt độ: 20 -25℃

- Trái cây: được bổ sung vào sữa dưới dạng puree Có 2 dạng purée: đó là puree tự nhiên( không thêm đường) và puree có bổ sung thêm đường Hầm lượng đường trong puree chiếm 50 - 55%

- Bảo quản:

+ Đối với sản phẩm đã qua xử lí nhiệt: bảo quản sản phẩm nơi khô, sạch, thoáng mát, ở nhiệt độ thường và thời gian bảo quản không quá 4 tháng tính từ ngày sản xuất

+ Đối với sữa chua không qua xử lí nhiệt: bảo quản sản phẩm, ở nhiệt độ nhỏ hơn 10℃ và trong thời gian không quá 30 ngày tính từ ngày sản xuất

5 Khảo sát thị trường về các loại sữa chua

Sữa chua uống (vinamilk) Sữa chua ăn (vinamilk) Đối tượng Mọi đối tượng Mọi đối tượng

Thành phần dinh

dưỡng Nước, đường tinh luyện, sữabột, whey bột, chất béo sữa,

nha, chất ổn định và các thành phần khác

Nước, đường tinh luyện, trái cây (10%), sữa bột, dầu thực vật, chất béo sữa, whey bột, gelatin thực phẩm, chất ổn định, men Streptococcus thermophilus và Lactobacillus

Xuất sứ Việt Nam và nhiều nơi khác Việt Nam

Giá thành ~30.000₫/lốc ~28.000₫/lốc

Bảo quản Nơi khô ráo thoáng mát hoặc

bảo quản lạnh Bảo quản lạnh

Bảng 1 Khảo sát thị trường tại siêu thị Big C