Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung bột trà xanh

Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung bột trà xanh

axit lactic sinh ra bởi hoạt động của vi khuẩn Streptococcus thermophilus và

Lactobacillus bulgaricus Vi khuẩn lactic trong sữa chua có tác dụng chữa bệnh đường

ruột, bao tử và các bệnh về tiêu hóa [32] Protein trong sữa ngăn ngừa ung thư dạ dày,

đường lactose làm tăng Bifidobacteria trong ruột, calcium và sắt ngăn chặn bệnh thiếu

máu hồng cầu, vitamin A, tăng cường thị giác, pepton và peptid có tác dụng kích thích chức năng gan [31].Yaourt là sản phẩm lên men nhờ vi sinh vật cũng là thức ăn có giá trị dinh dưỡng cao và có tác dụng chữa bệnh nhất là bệnh đường ruột

Để đáp ứng nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng, một trong những cách để đa dạng hoá sản phẩm là bổ sung bột trà xanh vào yaourt Bột trà xanh là nguyên liệu được ứng dụng rộng trong ngành công nghiệp thưc phẩm, đặc biệt là ngành công nghiệp nước giải khát Trà có lợi cho sức khỏe như là giảm lượng Cholesterol, bảo vệ để ngăn các bệnh về tim mạch và ung thư Ngoài ra, trà còn là một loại thảo dược thiên nhiên mang lại nhiều lợi ích và dinh dưỡng Mặc dù có giá trị dinh dưỡng và nhiều dược tính quý, nhưng ở Việt Nam cho đến nay việc sử dụng thực phẩm từ bột trà còn chưa phổ biến

do bột trà xanh là một loại sản phẩm mới đối với người tiêu dùng trong nước Vì vậy, bột trà xanh rất cần được đầu tư nghiên cứu chế biến để đa dạng hóa sản phẩm và tăng giá trị sử dụng

Bên cạnh đó, trong quá trình chế biến để tạo cấu trúc tốt cho sản phẩm người ta còn sử dụng thêm chất ổn định nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua cũng như tạo dạng gel bền vững làm cho sữa không bị tách whey trong quá trình bảo quản Các chất ổn định như CMC_ Na, Carragenan, Alginate, Gelatin… Tuy nhiên các chất này

là một nhóm chất phụ gia đưa vào thực phẩm phải đạt các tiêu chuẩn sau: không mang tính chất dinh dưỡng, không độc hại đối với sức khỏe con người, được làm từ nguyên liệu đã được lựa chọn cẩn thận Chế phẩm này phải hoàn toàn tuân theo những qui định về tính đồng nhất và độ tinh khiết theo tiêu chuẩn của Hội đồng chung châu Âu,

Mỹ, Tổ chức lương thực thế giới FAO…Trước khi sử dụng cần kiểm tra kỹ lưỡng và phải được phép sử dụng tùy theo luật của mỗi nước [2]

Các chất ổn định có thể không tốt cho người tiêu dùng, đồng thời có thể chứa các

vi sinh vật gây hư hỏng làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Từ những hạn chế trên, hiện nay trong công nghệ chế biến thực phẩm các nhà khoa học đang nghiên cứu việc bổ sung nha đam vào trong quá trình chế biến yaourt nhằm tạo cho sản phẩm đạt được cấu trúc như mong muốn và đảm bảo chất lượng tốt nhất Vì nha đam là loại cây

có khả năng tạo gel tốt, có giá trị dinh dưỡng cao, tốt cho sức khỏe đồng thời an toàn

đối với người tiêu dùng.

Xuất phát từ thực tế trên tôi thực hiện đồ án : “Sữa chua bổ sung bột trà xanh”.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục đích nhằm đưa ra sản phẩm mới được ưa thích, có giá trị dinh dưỡng, vệ sinh và tìm ra công thức lên men yaourt trà xanh tối ưu nhất

1.3 Nội dung nghiên cứu

Xuất phát từ những yêu cầu trên đề tài tập trung nghiên cứu những vấn đề sau:

• Khảo sát thời gian lên men ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua

• Khảo sát tỷ lệ men giống ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua

• Khảo sát tỷ lệ đường bổ sung ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua

• Khảo sát tỷ lệ bột trà xanh bổ sung ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua bột trà xanh

• Khảo sát tỷ lệ dịch nha đam bổ sung ảnh hưởng đến cấu trúc sữa chua bột trà xanh

• Khảo sát thời gian bảo quản

1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu

Nhằm đa dạng hóa các sản phẩm sữa chua tạo ra dòng sản phẩm sữa chua mới

có giá trị dinh dưỡng, chất lượng cao và đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về sữa chua – yaourt

Yaourt là một trong những sản phẩm được biết là lâu đời nhất có nguồn gốc

từ miền Trung - Tây Âu Sản phẩm sữa lên men được khám phá bởi những người dân tộc với nguyên liệu ban đầu từ sữa dê và cừu Theo thời gian, sữa bò dần dần đã thay thế cho các nguyên liệu sữa dê và sữa cừu Sự hình thành và nguồn gốc ra đời của sản phẩm sữa lên men là do sự nhiễm bẩn trong quá trình vắt và sử dụng sữa dẫn đến sự phát triển của các nguồn vi sinh vật khác nhau Sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong nguyên liệu sữa tươi đã tạo nên vị chua của sản phẩm và từ đó, các nhà nghiên cứu bắt đầu đi sâu vào nghiên cứu để hiểu rõ giá trị sử dụng của loại sản phẩm giàu dinh dưỡng này Các nhà khoa học đã chứng minh axit tạo thành trong quá trình lên men sữa có khả năng ngăn chặn bệnh ung thư và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa Do đó, sản phẩm yaourt dần dần được biết và được tiêu thụ ở nhiều quốc gia trên thế giới

2.1.2 Phân loại

Hiện nay nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, sản phẩm yaourt rất đa dạng về chủng loại, cấu trúc, mùi vị Sản phẩm yaourt có thể được phân loại như sau:

+ Yaourt truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình

sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống, rồi rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm [6]

+ Yaourt dạng khuấy (stirred type): Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá

trình lên men bị phá huỷ một phần do sự phá huỷ cơ học Trong quá trình sản xuất

yaourt khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý, cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì Yaourt sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt dạng truyền thống [6].

+ Yaourt uống (drinking yaourt) hay yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện

trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm [6]

+ Yaourt lạnh đông (frozen yaourt): Sản phẩm có dạng tương tự như kem Quá

trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem xử lý và lạnh đông để tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói [6]

+ Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn

quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phẩm Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm Ngày nay, để đa dạng hoá yaourt hơn nữa trên thị trường, người ta có thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc purée trái cây vào sản phẩm [6]

2.1.3 Giá trị dinh dưỡng

Người ta đánh giá giá trị dinh dưỡng của sữa chua dựa vào một số chỉ tiêu như

hàm lượng protein, hàm lượng lypit, carbohydrate

2.1.3.1 Carbohydrate

Carbohydrate trong sản phẩm sữa chua có 2 loại:

• Carbohydrate tiêu hóa được: Trong sữa chua, lactose là loại đường chiếm ưu thế Sau quá trình lên men lactic, lượng đường lactose trong sữa chua chiếm khoảng 4 – 5 g / 100 g [22]

• Carbohydrate không tiêu hóa được: Trong các sản phẩm sữa chua dạng khuấy có sử dụng chất ổn định, các chất ổn định là những chuỗi polysaccharide dài, các phân tử không bị các enzyme trong hệ tiêu hóa thủy phân Hàm lượng các chất ổn định trong sữa chua khá thấp, khoảng 0,5 g / 100 g [22]

2.1.3.2 Protein

Hàm lượng protein trong sữa chua cao hơn trong sữa do việc bổ sung lượng sữa bột không béo làm tăng hàm lượng protein trong sản phẩm cuối cùng Trong quá trình lên men sữa chua, protein của sữa được protease phân giải tạo thành pepton, các amino axit… [1] Việc dùng 200 - 250 ml sữa chua / ngày sẽ cung cấp 15 g protein động vật cho nhu cầu tối thiểu hàng ngày của một người

2.1.3.3 Lipit

Hàm lượng chất béo có trong sữa chua thấp, chiếm 3 - 4 g béo/100 g sữa

chua, nhưng có vai trò quan trọng và rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Vai trò của chất béo:

• Chất béo dự trữ tổng hợp là các axit béo bão hòa cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể đồng thời bảo vệ các cơ quan

• Chất béo cấu trúc cùng với các protein giúp tạo hình cho các màng cần thiết trong tế bào động vật, đặc biệt là màng não [22]

2.1.3.4 Vitamin và khoáng

Theo các nhà nghiên cứu, các vitamin rất nhạy cảm ở điều kiện lên men nên việc định lượng vitamin trong sữa chua là rất khó Trong quá trình sản xuất sữa chua, việc cho thêm sữa bột, thanh trùng sữa trước khi lên men, lượng giống vi khuẩn cho vào cũng như là điều kiện lên men… cũng có thể làm thay đổi hàm lượng các vitamin Một số vitamin chuẩn trong sữa chua được đưa ra ở bảng 2.1

Bảng 2.1: Một số vitamin chuẩn trong sữa và sữa chua (đơn vị 100 g -1) [22]

Béo cao Béo thấp Béo thấp/trái cây

-2.1.4 Tiêu chuẩn khi chế biến sữa chua – yaourt

2.1.4.1 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua

Sản phẩm đạt chất lượng tốt là sản phẩm luôn đạt được giá trị cảm quan cao

Do đó, tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) đã đưa ra yêu cầu về màu sắc, mùi, vị, và cấu trúc của sữa chua như trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Một số yêu cầu về cảm quan đối với sản phẩm sữa chua [35].

1 Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ sung

2 Mùi, vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

3 Trạng thái Mịn, đặc sệt

2.1.4.2 Các chỉ tiêu lý hóa của sữa chua

Chất lượng là mục tiêu luôn được đặt lên hàng đầu của các nhà sản xuất, để đánh giá đúng nhất chất lượng của sản phẩm TCVN đã đưa ra những yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý như bảng 2.3

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu lý - hóa của sữa chua [35].

Sữa chua

Sữa chua đã

tách một phần chất béo

Sữa chua gầy

1 Hàm lượng chất khô không

chứa chất béo, % khối lượng,

không nhỏ hơn

2 Hàm lượng chất béo, % khối

2.1.4.3 Các chất nhiễm bẩn

A Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua

Bất cứ thực phẩm nào cũng đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người Do đó TCVN cũng có quy định về chỉ tiêu vi sinh trong sản phẩm sữa chua

Các tên chỉ tiêu và mức cho phép của tổng số vi khuẩn hiếu khí, Coliforms,

Staphylococcus aureus, E coli, Salmonella, nấm men và nấm mốc được nêu trong

bảng 2.4, đối với cả sản phẩm có xử lý và sản phẩm không xử lý nhiệt

Bảng 2.4: Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua [35].

Không xử lý

nhiệt Xử lý nhiệt

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc

2 Nhóm Coliform, số vi khuẩn trong 1 g sản

3 Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 g

4 E coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 0 0

5 Salmonella, số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm 0 0

6 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 g

B Độc tố vi nấm của sữa chua

Aflatoxin M1: không lớn hơn 0,5 µg/l [35]

C Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua

Trong TCVN cũng quy định về các chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng trong sữa chua và giới hạn mức tối đa, như trong bảng 2.5

Bảng 2.5: Hàm lượng kim loại nặng [35].

Tên chỉ tiêu Mức tối đa

2.1.5 Lợi ích từ sữa chua – yaourt

Sữa chua là sản phẩm thu được khi lên men lactic sữa động vật, có nhiều ích lợi đối với sức khoẻ mỗi người

2.1.5.1 Thủy phân lactose, tăng sự hấp thu lactose

Sự có mặt của lactose disaccharide cùng với với việc thiếu hụt enzyme galactosidase (lactase) trong đường ruột có thể gây nên các triệu chứng khó chịu như đầy hơi, đau bụng, hay giới hạn việc hấp thu canxi…ở một số người Các vi khuẩn probiotic đóng vai trò quan trọng trong việc chữa trị việc kém hấp thu lactose và sự thiếu hụt enzyme lactase Suốt quá trình lên men, vi khuẩn lactic sinh enzyme lactase

β-thủy phân lactose thành glucose và galactose Việc bổ sung Lactobacillus có thể làm

tăng khả năng lên men lactose và cải thiện triệu chứng không dung nạp lactose Các vi khuẩn đường ruột giúp chuyển hóa hầu hết đường lactose không được hấp thu ở ruột

non Ngoài ra các vi khuẩn Lactobacillus làm tăng thời gian vận chuyển lactose từ

miệng đến lúc bài tiết theo phân, do đó có cơ hội cho việc tiêu hóa lactose nhiều hơn

2.1.5.2 Giảm một số bệnh về đường tiêu hóa:

• Ung loét

Bệnh loét trong hệ thống tiêu hóa có liên quan đến chế độ ăn uống hàng ngày vì chúng ta sử dụng quá nhiều sữa, thịt, tinh bột Chúng ta nên sử dụng nhiều sản phẩm sữa lên men có thể làm giảm nguy cơ bị ung loét trong hệ tiêu hóa [18]

• Ngăn chặn Helicobacter pylori

Helicobacter pylori là một vi sinh vật Gram âm gây bệnh viêm dạ dày loại B,

gây loét trong hệ tiêu hóa và ung thư dạ dày Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh này [18]

• Ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh – bệnh tiêu chảy

Lactobacilli ngăn ngừa sự hình thành các vi khuẩn gây bệnh nhờ khả năng tạo

hợp chất kháng khuẩn và những axit béo bay hơi có thể tạo ra môi trường không thuận lợi đối với sự tăng trưởng của những vi sinh vật gây bệnh đường ruột [18]

2.1.5.3 Tổng hợp một số vitamin

Các vi khuẩn đường ruột có khả năng sinh nhiều vitamin khác nhau Việc hấp thụ các vitamin trong đường ruột khá kém, nhờ khả năng chuyển hóa của nhóm vi khuẩn có lợi giúp tăng cường hấp thụ vitamin Các nhóm vi khuẩn có lợi (probiotics)

đa phần đều tổng hợp được một số loại vitamin quan trọng như: vitamin B (niacin, riboflavin, B12, B6, axit pantothenic) và vitamin K

2.1.5.4 Giảm cholesterol

Theo các nhà nghiên cứu, các vi khuẩn đường ruột có thể khống chế sự tăng cholesterol bằng các cơ chế chủ yếu sau: các vi khuẩn phát triển trong hệ thống đường ruột, chúng hấp thu một lượng cholesterol có mặt trong đó Một phần cholesterol kết gắn vào tế bào của vi khuẩn Tăng chuyển hóa cholesterol thành các chất khác và giảm

sự hấp thụ của chất này vào cơ thể Giới hạn sự biến đổi cholesterol thành axit mật cho gan dự trữ Trong các cách trên, các vi khuẩn có nhiệm vụ làm cho cholesterol khó hấp thu được vào máu

2.1.5.5 Ngăn chặn ung thư

Đa số ung thư ở người đều liên quan đến thói quen ăn uống Một số chủng vi khuẩn lactic có trong các sản phẩm sữa lên men có thể xem như là một chất chống ung thư và chống gây đột biến Các vi khuẩn đường ruột có thể kết ngăn chặn hoặc làm mất hoạt tính của các yếu tố có thể gây ung thư, kích thích hệ thống miễn dịch, ngăn chặn sự tạo thành khối u Ngoài ra, vi khuẩn probiotics còn có thể sinh tổng hợp được nhiều hoạt chất bacteriocin, một loại kháng sinh có nguồn gốc tự nhiên và ngăn chặn

sự phát triển của nhóm vi khuẩn Gram âm gây bệnh

2.2 Giới thiệu về nguyên liệu

2.2.1 Nguyên liệu sữa

2.2.1.1 Giới thiệu

Sữa là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, rất cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng hằng ngày của mỗi người Vì vậy, sữa được xem là một loại thực phẩm bổ dưỡng, đặc biệt đối với người già và trẻ em [9] Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu, được tiết ra từ tuyến vú của động vật

và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non [6] Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác Trong các chất trên trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chất khô của sữa Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 10 - 20% Tùy theo loại sữa, chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đến lipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không béo Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác Loại sữa được dùng phổ biến nhất ở nhiều quốc gia hiện nay vẫn là sữa bò, do đó trong các phần tiếp theo tôi đề cập đến sữa bò

và gọi đơn giản là sữa

• Độ axit từ 0,14 – 0,18% axit lactic

• Độ nhớt của sữa : 2.0cP tại 200C

2.2.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò tươi

A Nước

Nước là thành phần chủ yếu và đóng vai trò quan trọng của sữa, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87 %/lít sữa Phần lớn lượng nước trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nước ở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi [3]

C Protein

Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein Protein trong sữa

có chứa nhiều các axit amin cần thiết [8] Hàm lượng protein trong sữa bò khoảng 3,3

- 3,5% Các protein của sữa là những protein hoàn thiện Trong thành phần protein của sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các axit amin không thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan và lyzin Trong nhóm thành phần chất khô có trong sữa, protein có cấu trúc lớn thứ hai sau mỡ sữa Nhóm protein cơ bản trong sữa là casein Casein chiếm 80% tổng lượng protein Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và còn

một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể Độ tiêu hóa của protein sữa 96 - 98% [9] Protein là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng sữa Sữa

có càng nhiều protein thì giá trị dinh dưỡng càng cao [3]

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành axit lactic gọi là quá trình lên men lactic Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào việc sản xuất ra các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phô mai…

E Chất khoáng

Nhiều công trình nghiên cứu đã xác nhận lượng chất khoáng của sữa có thể thỏa mãn đầy đủ nhu cầu về chất khoáng cho cơ thể Hàm lượng chất khoáng trong sữa khoảng 8 – 10 g/l tùy từng loại sữa Các muối trong sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein) Chất khoáng trong sữa có rất nhiều loại như: kali, canxi, natri, magiê, sắt, mangan, iốt, nhôm, crôm,… Trong đó, nguyên tố khoáng chiếm hàm lượng cao là canxi, photpho và magiê Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa [6]

F Vitamin

Sữa có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm lượng các vitamin không cao lắm Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loại gia súc Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E, K…), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…) Nhìn chung, hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định do chúng được tổng hợp chủ yếu bởi các vi khuẩn trong ngăn thứ nhất dạ dày của nhóm động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh [6]

G Enzyme

Các enzyme là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa học và ảnh hưởng đến giai đoạn và tốc độ của phản ứng Chúng có mặt trong sữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và từ nhiều nguồn khác [8] Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất của enzyme là nhiệt độ và pH Nhiệt độ thích hợp của enzyme là 25 - 500C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của enzyme, nhiệt độ cao làm phân hủy enzyme Trong sữa có nhiều loại enzyme khác nhau, chúng ảnh hưởng tới chất lượng của sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa

H Các chất khí

Trong sữa tươi thường có chứa một số chất khí như khí nitơ, khí cacbonic, khí oxi… Hàm lượng các chất khí trong sữa không nhiều: tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% - 6% thể tích sữa [6] Các chất khí thường tạo thành các bọt khí ở trong sữa, chính những bọt khí này là nơi thích hợp cho các loại vi sinh vật phát triển Vì vậy sữa càng có nhiều chất khí càng không có lợi Trong quá trình khử trùng, hàm lượng các chất khí ở trong sữa giảm

I Các chất miễn dịch

Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau Các chất miễn dịch có tác dụng bảo vệ sữa khỏi sự hư hỏng Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng nó đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy bởi nhiệt độ (65 - 700C)

2.2.2 Trà xanh và bột trà xanh

2.2.2.1 Trà xanh

Cây trà có tên gọi khoa học là Camellia sinensis (L) (hay Thea sinensis L.) (Hội nghị Quốc tế về thực vật, 1935) Tên gọi sinensis có nghĩa là "Trung Quốc" trong

tiếng Latinh Camellia sinensis có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Á, nhưng ngày nay

nó được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới, trong các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Nó là loại cây xanh lưu niên mọc thành bụi hoặc các cây nhỏ, thông thường được xén tỉa để thấp hơn 2 m khi được trồng để lấy lá Nó có rễ cái dài Hoa màu trắng ánh vàng, đường kính từ 2,5 – 4 cm, với 7 - 8 cánh hoa

Trên thế giới hiện nay, các nhà khoa học chia cây trà thành ba giống chính dựa vào đặc điểm sinh thái và thực vật của cây trà (đặt biệt là dựa vào kích thước của

lá trà):

• Trà Trung Quốc: Camellia sinensis (L) Dựa vào kích thước lá, Sealy (1958) phân biệt chè Trung Quốc thành hai loại: F macrophylla (Sieb.)

Kitamura và F pravifolia (Miq).

• Trà Assam: Camellia assamica.

• Trà Nam Indo: Camellia assamica.

Thành phần hóa học của lá trà phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như giống cây, thời tiết, khí hậu, đất đai, và điều kiện canh tác [4]

Bảng 2.6: Hàm lượng các chất trong lá chè tươi [21]

Thành phần

Hàm lượng (%

khối lượng chất khô)

Thành phần

Hàm lượng (% khối lượng chất khô)

có nhiều nghiên cứu về trà Nhằm hấp thụ được hết các tinh chất có trong trà, người ta nghĩ ra cách đem lá trà xay nhuyễn để sử dụng và từ đó Matcha được ra đời Matcha là

sự khám phá hấp dẫn của thế kỷ 21 trong ngành trà Matcha đã được các nhà sư sử dụng cách đây hơn 800 năm làm trà trong lúc thiền và ngày nay được xem là loại trà tốt nhất, có giá trị nhất tại Nhật Rất nhiều người tiêu dùng ngày nay có xu hướng dùng trà này và ngay cả ngành công nghiệp thực phẩm cũng đang có chiều hướng đưa Matcha vào các loại thực phẩm có mùi vị trà xanh Cũng như các loại trà trên thế giới, trà Matcha cũng được chia ra theo nhiều loại chất lượng khác nhau Tùy theo vùng trồng, vị trí, độ cao (đồng bằng, vùng núi, vùng đồi) và chuyên môn của người trồng sẽ

cho ra các chất lượng khác nhau của trà Matcha Có 3 chỉ tiêu để phân biệt chất lượng Matcha: mùi hương, màu sắc và các chất chứa trong trà [26].

A Mùi hương

Matcha ngọt, dịu và chỉ hơi có vị chát Vị ngọt là do nồng độ amino axit cao, đặc biệt là L-theanin (L-theanine được tìm thấy trong trà xanh, chất này được nhập vào nhóm hóa học gọi là alkylamine antigens có tác dụng chống lại sự nhiễm trùng vào cơ thể, hoặc là vi trùng xâm nhập) và loại sợi

B Màu sắc

Matcha có màu xanh sáng như màu cẩm thạch Để sản xuất trà Matcha (bột trà xanh) người ta chỉ sử dụng loại trà Tencha, Tencha là loại trà được che kín, tránh ánh sáng mặt trời một thời gian dài trước khi thu họach, khiến trà có màu xanh rất đậm Matcha chỉ được xay trong cối đá granit, thành một loại bột rất mịn Hạt bột có kích cỡ từ 5 - 17 µm

C Các chất chứa trong trà

Trà Matcha có rất nhiều amino axit, trong đó có L-theanin Loại này hình thành trong thời gian che kín, tránh ánh nắng mặt trời Các chất này là nguyên nhân giúp tăng lực sau khi uống trà trong khoảng thời gian từ 3 - 6 giờ

Sau đây là bảng 2.7 so sánh các thành phần có trong trà xanh và bột trà xanh sản xuất tại Nhật

Bảng 2.7: So sánh thành phần trà xanh với trà bột được sản xuất tại Nhật [27].

Loại Polyphenols

(%)

Caffeine (%)

Theanine (%)

Free amino acids (%)

Tổng N (%)

2.2.2.3 Nha đam

A Giới thiệu về cây nha đam

Cây nha đam (lô hội) từ xa xưa được xem là nguồn nguyên liệu vô giá và được sử dụng trong cả Đông y và Tây y Cây nha đam được phát hiện từ năm thứ ba trước công nguyên, nha đam bắt đầu được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới khoảng

2000 năm, có tên gốc tiếng Anh là Aloe Vera Aloe được bắt nguồn từ A Rập là

“Alloeh” có nghĩa là “đắng và chất gel trong”, thuộc họ Lillaceae, có đến khoảng 240

loài khác nhau [15] Các bằng chứng trên vách đá, đền đài, các văn tự cổ xưa và các sách vở y khoa cổ của người Ba Tư, người Ả Rập, La Mã, Ấn Độ, các bộ lạc Châu Phi, Châu Mỹ đã chứng minh cây nha đam được sử dụng để chữa nhiều bệnh tật, tăng cường sinh lực và làm đẹp Cho đến tận ngày nay con người đã chứng minh và khẳng định được vai trò của cây nha đam trong cuộc sống con người, cụ thể hơn là trong lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm

Nha đam có tên khoa học là Aloe sp Ở Việt Nam, nha đam được biết đến với

nhiều tên gọi khác nhau như tương đảm, du thông, lưỡi hổ, hổ thiệt, long tu, lô hội, tương tỵ thảo, tương tỵ liên hoa vi thảo, la vi hoa, miệt thảo, long miệt thảo, long giác,

ô thất, nạp hội, quỷ đan… Nha đam thuộc họ hành tỏi (lilliaceae), có thân hóa gỗ,

ngắn, to, thô Lá nha đam mọng nước, bên trong một chất nhũ dịch (gel) dày, trong suốt Nha đam được trồng ở những vùng nhiệt đới ấm áp và không thể sống sót ở nhiệt

Bảng 2.8: Thành phần hóa học của nha đam [28]

Axit amin Chứa 20 loại axit amin ( có 8 loại

axit amin không thay thế được)

Xây dựng khối protein, tạo

mô cơAnthraquinon

e Aloe emodin, aloetic axit, aloin, anthracine, … kháng khuẩn, nấm, vi rút.Có tác dụng giảm đau, Enzyme

Castalase, alkaline, phosphatase, lipase, amylase, peroxidase,…

Thủy phân đường và chất béo trong thức ăn, hỗ trợ tiêu hóa và tăng cường sự hấp thu chất dinh dưỡng

Khoáng chất Ca, Cr, Cu, Fe, Na, Zn, Mg, Mn, K

2.3 Giới thiệu hệ vi sinh vật lên men sữa chua – yaourt

2.3.1 Giới thiệu về vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic là tên gọi chung của những vi khẩn sinh axit lactic Vi khuẩn lactic là nhóm vi khuẩn Gram dương, không bào tử, không sắc tố, catalase âm tính, yếm khí và có thể chịu được điều kiện hiếu khí, đặc biệt lên men đường sản sinh axit lactic cuối cùng [14] Các nhà khoa học phân loại vi khuẩn lactic dựa theo hình dạng,

kích thước của tế bào Vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaceae gồm

có hai tộc Streptococceae và Lactobacillieae Theo hệ thống phân loại của Bergey năm

1979 thì vi khuẩn lactic được phân loại như sau:

2.3.2 Hệ vi sinh vật lên men sữa chua – yaourt

Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi

sinh vật Streptococcus salivarius subsp thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng khi nuôi cấy chung tốc độ sản sinh ra axit của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi riêng Streptococcus

thermophilus phát triển nhanh hơn và tạo ra cả axit lẫn khí CO2 CO2 và axit sinh ra

kích thích Lactobacillus bulgaricus phát triển Mặt khác, hoạt động thủy giải protein của Lactobacillus bulgaricus tạo ra peptit và axit amin cần cho sự phát triển của

Streptococcus thermophilus Việc bổ sung hỗn hợp của hai loại vi sinh vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus thích hợp sẽ tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình lên men và sản phẩm cuối cùng có hương vị thơm ngon, đặc trưng và đạt được chất lượng tốt nhất [19]

Những vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình thành hương vị và cấu trúc đặc trưng của sữa chua Khối sữa chua đông tụ trong quá trình lên men do pH

giảm xuống Streptococcus thermophilus đóng vai trò làm giảm pH ban đầu vào thời điểm pH khoảng 5,0 Lactobacillus bulgaricus làm giảm pH xuống thấp hơn nữa (tới

pH khoảng 4,0) Sự hình thành của axit lactic , axetatdehyt, axit axetic và diaxety trong quá trình lên men làm tăng hương vị sữa chua

2.3.2.1 Streptococcus salivarius subsp thermophilus

Streptococcus salivarius subsp thermophilus là vi khuẩn Gram dương, lên

men lactic đồng hình, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sữa, đặc biệt đối với

công nghệ sản xuất yaourt Người ta thường kết hợp với Lactobacillus bulgaricus để đạt hiệu quả cao nhất về hương vị và độ chua của sản phẩm Streptococcus

thermophilus sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 40 – 450C và pH 5,8 – 6,0, nhưng chỉ phát

triển được trong môi trường có độ axit thấp hơn Lactobacillus bulgaricus Chúng cũng

có thể sinh trưởng được ở 500C, ngừng sinh trưởng trên 530C và dưới 200C Tế bào

Streptococcus thermophilus có hình cầu hoặc hình trứng, đường kính 0,7 – 0,9 µm,

không chuyển động, thường kết thành chuỗi ngắn [5]

Streptococcus thermophilus rất nhạy cảm với muối, chúng không phát triển

được trong môi trường chứa 2% NaCl Chúng cũng không phát triển được trong môi

trường sữa chứa 0,01% xanh methylen, cũng không phát triển được trong môi trường

thạch máu chứa 10% mật Streptococcus thermophilus có khả năng lên men glucose, ftructose, lactose, saccharose… Độ axit Streptococcus thermophilus tạo được tối đa là

300 – 350T trong môi trường thích hợp Khi lên men thường tạo một lượng nhỏ axeton

và các hợp chất tạo hương Streptococcus thermophilus rất nhạy cảm với các chất

Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus là trực khuẩn Gram dương, hình

que, dài, mảnh, thường xếp thành đôi hay chuỗi dài từ 5 – 20 µm, không có khả năng

chuyển động Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở

nhiệt độ 45 - 500C trong môi trường có độ axit cao và có thể tạo đến 2,7% axit lactic từ

đường lactose Khuẩn lạc của Lactobacillus bulgaricus phẳng, hình tròn, hơi vàng đường kính 2 - 3 mm Lactobacillus bulgaricus làm đông tụ sữa ở 370C Chúng lên men được đường glucose, lactose, galactose Hàm lượng axit do vi khuẩn này tạo ra trong môi trường sữa rất cao (3 - 3,5% tương ứng với 300 -350T) Nhiệt độ tối ưu cho

sự phát triển của chúng là 40 – 480C, pH thích hợp ở 5,4 Khi lên men chúng không có khả năng sử dụng maltose và tạo một lượng nhỏ axit bay hơi, aldehyde làm cho sản

phẩm có mùi vị đặc trưng, thường dùng để sản xuất sữa chua đông mịn [5]

Lactobacillus bulgaricus được phân vào nhóm lên men đồng hình bắt buộc

Hexose được lên men để tạo thành axit lactic theo con đường Embden - Mayar yerhoff

- Parnas (EMP) Tạo đồng phân dạng D và L của axit lactic

Khuẩn lạc Lactobacillus bulgaricus quan sát dưới kính hiển vi kết quả nhuộm Gram cho thấy tế bào Lactobacillus bulgaricus có màu tím là do giữ được phức chất giữa tím kết tinh (crystal violet) và lugol nên kết luận Lactobacillus bulgaricus là vi

khuẩn Gram dương, tế bào có dạng hình que, đứng riêng lẻ, xếp thành đôi hoặc thành chuỗi ngắn

Hình 2.2 : Hình vi thể của Lactobacillus bulgaricus.

2.4 Quá trình lên men sữa

2.4.1 Cơ sở khoa học của quá trình lên men

Lên men sữa là một quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ các hoạt động trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại, các sản phẩm như axit lactic, etanol, CO2, sẽ được vi khuẩn thải vào môi trường lên men Kết quả, là hàm lượng axit 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 [6]

2.4.1.1 Lên men lactic đồng hình (điển hình)

Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm axit lactic tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ axit acetic, aceton, diacetyl,…

Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:

C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH + 21,8.104 JTrong quá trình lên men lactic đồng hình, chu trình đường phân là con đường chính chuyển hóa glucose thành axit lactic Axit lactic là sản phẩm chủ lực trong quá trình lên men lactic đồng hình

2.4.1.2 Lên men dị hình

Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm axit lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ như axit acetic, etanol, CO2, …

Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:

C6H12O6 CH3CHOHOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2

Trong đó, axit lactic chiếm khoảng 40%, axit sucxinic chiếm khoảng 20%, rượu etylic và axit acetic 10%, các loại khí 20%,…đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sự tích lũy một lượng ít axit formic Như vậy, các sản phẩm phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men lactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình [6]

Trong vi khuẩn lên men lactic dị hình do không có một số enzyme cơ bản của chu trình Embden - Marehof nên chúng bước đầu phân giải đường glucose theo con đường pentose - photphat, tức là thông qua glucose-6 photphat, 6-photphogluconat và ribulose-5-photphat chuyển thành xilulose-5-P Hợp chất này tiếp tục chuyển hóa thành glyceraldehydes-3-P rồi tiếp tục theo giai đoạn cuối của chu trình đường phân để tạo thành axit pyruvic rồi axit lactic như trong quá trình lên men đồng hình Theo một con đường trao đổi chất khác, xilulose-5-P sẽ được chuyển hóa thành acetyl-P và tiếp theo sau đó là etanol Trong quá trình lên men dị hình, các sản phẩm chuyển hóa chính thu được bao gồm axit lactic, etanol, axit acetic, CO2,…

2.4.2 Một số biến đổi trong quá trình lên men

2.4.2.1 Chuyển hóa đường sữa trong quá trình lên men

Quá trình chủ yếu xảy ra trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa thành glucose và galactose, sau đó các đường đơn này chuyển thành acid pyruvic, rồi chuyển thành acid lactic, làm giảm pH của dung dịch sữa và do đó casein của sữa bị đông tụ Casein chứa trong sữa tươi dưới dạng canxi caseinat Acid lactic tác dụng với canxi caseinat tạo ra acid caseinic và canxi lactate Acid caseinic tự do không hòa tan

do đó tạo thành cục đông

Bên cạnh quá trình chính là chuyển lactose thành acid lactic còn một số quá trình lên men phụ tạo các acid bay hơi, rượu, khí CO2 các vi khuẩn sinh hương tạo nên diacetyl, axetol…

2.4.2.2 Sự thay đổi protein sữa trong quá trình lên men

Trong quá trình lên men, vi khuẩn lactic phát triển làm pH giảm sẽ làm thay đổi môi trường micelle casein theo cách Thức nhất, calcium hydroxyphosphate ở dạng keo có trong micelle casein sẽ hòa tan tạo ion calcium Lượng calcium càng được tích lũy càng làm trăng nhanh quá trình tách calcium ra khỏi phức calcium phosphate-casein Acid caseinic tạo thành không hòa tan tạo thành cục đông

NH2-R(COO)2Ca + 2CH3CHOHCOOH NH2-R(COOH)2 + (CH3CHOHCOO)2CaCaseinate calcium Acid lactic Acaseinic Calcium lactate

Thứ hai là pH của dung dịch lên men giảm dần và đi qua các điểm đẳng điện của casein sữa và làm chúng bị ngưng tụ

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Trong công nghiệp sản xuất sữa chua, các giai đoạn xử lí sản phẩm sau quá trình lên men thường đơn giản Sản phẩm cuối cùng bao gồm cả sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi ngoại bào do vi sinh vật tiết ra và cơ chất sót Thành phần và hàm lượng từng chất sẽ góp phần hình thành nên hương vị cho sản phẩm Do đó, để sản xuất được sữa chua với chất lượng mong muốn, chúng ta cần phải:

• Chọn giống vi khuẩn thích hợp

• Sử dụng môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỉ lệ tối ưu

• Lên men trong điều kiện thích hợp như: lượng giống cấy, nhiệt độ và thời gian lên men Ngoài ra, ta còn phải quan tâm đến những vấn đề khác như việc cung cấp oxi, sự khuấy trộn men… [6]

2.4.3.1 Giống vi khuẩn

Vi sinh vật trong sữa chua là tổ hợp vi sinh vật gồm Streptococcus

thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Khi đó sự tương tác cộng sinh giữa hai

giống này sẽ ảnh hưởng đến động học của quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

2.4.3.2 Môi trường lên men

Môi trường với đầy đủ thành phần cơ chất, theo tỉ lệ tối ưu sẽ giúp cho quá trình lên men diễn ra nhanh và sản phẩm lên men đạt chất lượng tốt Sữa là môi trường hoàn hảo chứa đầy đủ các nguyên tố cơ bản, khoáng và các yếu tố sinh trưởng cần

thiết cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn lactic Tuy nhiên người ta có thể bổ sung vào sữa bột gầy, đường saccharose trước khi lên men để sản phẩm đạt được các chỉ tiêu hóa lý và giá trị cảm quan mong muốn.

2.4.3.3 Lượng giống cấy

Lượng giống cấy tối ưu được xác định bằng phương pháp thực nghiệm Nếu lượng giống cấy quá ít, thời gian lên men sẽ kéo dài Khi đó các vi sinh vật tạp nhiễm trong môi trường dễ phát triển và có thể gây hư hỏng sản phẩm Ngược lại, lượng giống cấy quá nhiều, thời gian lên men có thể được rút ngắn Tuy nhiên, hàm lượng các sản phẩm phụ tạo thành sẽ thay đổi và cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Hơn nữa tăng lượng giống cấy sẽ làm tăng chi phí cho quá trình nhân giống trong sản xuất Tùy theo hoạt tính của giống sử dụng mà tỉ lệ giống cấy sẽ dao động từ 0,5 – 7% v/v…

2.4.3.4 Thời gian lên men

Trong sản xuất, người ta xác định thời điểm kết thúc quá trình lên men và ủ chín sản phẩm thông qua việc lấy mẫu đánh giá kiểm tra một số chỉ tiêu hóa lí, vi sinh và cảm quan Thông thường trong sản xuất sữa chua thời gian lên men thường kéo dài 2,5 - 3 giờ, với lượng chủng là 3% [8]

2.4.3.5 Thiết bị lên men

Thiết bị lên men phải có đầu dò nhiệt độ, pH…để có thể theo dõi trực tiếp các thông số công nghệ trong quá trình lên men Do không cần cung cấp oxi cho giống vi sinh vật nên thiết bị không có hệ thống sục khí Motor cho cánh khuấy được đặt phía trên nắp thiết bị, của nạp liệu và tháo liệu được bố trí ở đáy Ngoài ra, thiết bị phải có cửa quan sát, van lấy mẫu…

2.4.3.6 Muối khoáng và các nguyên tố vi lượng

Nhu cầu này không lớn lắm và vi khuẩn lactic chỉ phát triển trong môi trường tự nhiên sử dụng các khoáng chất có sẳn trong tự nhiên

2.4.3.7 Nhu cầu Oxi

Phát triển tốt nhất trong môi trường có nồng độ oxi thấp

2.4.3.8 Nhiệt độ

• Tùy từng loại vi khuẩn lactic khác nhau mà có nhiệt độ tối ưu thích hợp khoảng

35 – 400C

• Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ: Rút ngắn quá trình lên men, hạn chế sự nhiễm

vi sinh vật lạ, sản phẩm thu được như mong muốn

2.4.3.9 pH môi trường

• Ảnh hưởng của nồng độ ion H+

• Ion Ca2+ có trong phức chất Casein-P-Ca sẽ trung hòa một phần lượng axit lactic sinh ra

2.5 Qui trình công nghệ sản xuất sữa chua truyền thống

Hình 2.3: Sơ đồ khối qui trình công nghệ sản xuất set – yaourt [6].

Giải thích qui trình công nghệ

Chuẩn hóa: sẽ hiệu chỉnh nồng độ chất béo trong sữa tươi theo yêu cầu về hàm

lượng béo trong sản phẩm sữa chua Thông thường, hàm lượng chất béo của sữa chua dao động trong khoảng 0,5 – 3,5% [6]

Bài khí và hiệu chỉnh chất khô:

Bài khí có 2 mục đích:

Bảo quản lạnh

Sữa chua truyền thống

Làm lạnhLên men

Rót vào bao bì và đóng

nắpBao bì

Sữa tươiChuẩn hóa

Cấy giống và phối trộn Phụ giaHoạt hóa

Chế phẩm vi

Bài khí và hiệu chỉnh lượng chất khôĐồng hóa

• Chuẩn bị: bài khí sẽ làm tăng hiệu quả truyền nhiệt khi xử lý nhiệt sữa tươi ở giai đoạn tiếp theo.

• Hoàn thiện: bài khí giúp cho cấu trúc gel của yaourt thành phẩm được đồng nhất, hạn chế sự xuất hiện của bọt khí trong sản phẩm

Quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất khô trong sữa tươi có mục đích công nghệ là hoàn thiện [6]

Đồng hóa: được thực hiện ở áp suất 200 - 250bar, nhiệt độ sữa đồng hóa từ 65-

700C nhằm mục đích làm tăng độ đồng hóa của sản phẩm tánh hiện tượng tách pha chất béo trong quá trình lên men và cải thiện cấu trúc (gel) của sản phẩm [6]

Xử lý nhiệt: quá trình xử lý nhiệt sẽ ức chế một số vi sinh vật và enzyme trong sữa

tươi, nhờ đó giống vi khẩn lactic sẽ phát triễn tốt hơn trong quá trình lên men.Nhiệt độ trong quá trình xử lý là 850C, thời gian kéo dài 5 phút Sau quá trình xử lý nhiệt, sữa sẽ được làm nguội về 450C [6]

Cấy và phối trộn giống: cấy giống vi khuẩn lactic vào sữa là để chuẩn bị cho quá

trình lên men tiếp theo Phối trộn là bổ sung chất màu và chất mùi vào sữa để làm đa dạng hóa các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm Nhiệt độ hoạt hóa là 430C [6]

Rót vào bao bì và đóng nắp: mục đích hoàn thiện.

Lên men: chuyển hóa sữa tươi thành sản phẩm yaourt Sản phẩm yaourt có giá trị

pH không lớn hơn 4,6 Giá trị pH thấp có tác dụng ức chế vi sinh vật, góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Nhiệt độ lên men 430C, thời gian lên men kéo dài từ 2,5

- 7giờ [6]

Làm lạnh: sẽ cải thiện cấu trúc và độ bền của gel của sản phẩm yaourt truyền

thống Làm lạnh giúp kéo dài thời gian bảo quản Nhiệt độ sau quá trình làm lạnh sẽ xấp xỉ 40C [6]

Sản phẩm yaourt: được bảo quản ở 2 - 40C, thời gian bảo quản có thể kéo dài 1-2 tháng [6]

2.6 Các công trình đã nghiên cứu

 Hướng nghiên cứu “Chế biến yaourt trái cây từ sữa bò tươi”, khảo sát ảnh

hưởng của lượng giống Vinamilk sử dụng trong sản xuất yaourt trái cây là 3% và nhiệt

độ lên men cảm quan tốt nhất là 300C, với tỷ lệ mứt khóm bổ sung cho sản phẩm là 20% [11]

Chương 3

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện thí nghiệm

Thời gian nghiên cứu đề tài: từ ngày 17/1/2011 đến 5/5/2011

Địa điểm: thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm vi sinh thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại học Kỹ Thuật - Công Nghệ TP.HCM số 144/24 Điện Biên Phủ, Phường 25, Quận Bình Thạnh, TP.HCM

3.1.1 Nguyên liệu

• Sữa bò chọn mua là sữa tươi tiệt trùng không đường của Vinamilk, mua

ở siêu thị CO.OP mart, đường Nguyễn Kiệm, quận Phú Nhuận, TP.HCM với các thông tin được ghi trên bao bì qua bảng 3.1

• Đường cát: Loại đường được sử dụng cho các thí nghiệm là đường tinh

luyện do công ty cổ phần đường Biên Hòa sản xuất với các tính chất (ghi trên bao bì) được trình bày qua bảng 3.2

Hình 3.2: Đường tinh luyện Biên Hòa

Bảng 3.2: Thành phần của đường saccharose

• Nha đam chọn mua tại siêu thị CO.OP mart, đường Nguyễn Kiệm, quận Phú Nhuận, TP.HCM.

Hình 3.3: Cây nha đam

• Bột trà xanh Macha mua tại cửa hàng Cường Dung, địa chỉ số 114 Cống Quỳnh, quận 3, TP.HCM

Hình 3.4: Bột trà xanh Macha

• Giống vi sinh vật

Chủng giống vi sinh vật được sử dụng để khảo sát lấy trực tiếp từ sữa chua Vinamilk mua tại siêu thị CO.OP mart, đường Nguyễn Kiệm, quận Phú Nhuận, TP.HCM

Lưu ý: Sữa chua khi mua nên chọn sữa chua vừa mới sản xuất, chọn sữa chua

có ngày sản xuất gần nhất, dựa vào ngày sản xuất dưới đáy bao bì Thường thì sữa chua từ 1-5 ngày, khả năng lên men tốt nhất

Hình 3.5: Sữa chua có đường Vinamilk 3.1.2 Hóa chất

 HCl

 Tủ cấy vô trùng (Trung Quốc)

 Máy đo pH (Singapore)

 Máy đo độ Brix Atago (Nhật)

 Máy hấp tiệt trùng (Nhật)

 Bể điều nhiệt (Trung Quốc)

 Cân điện tử 3 số lẽ (Trung Quốc)

3.2 Sơ đồ nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành nghiên cứu quy trình chế biến sữa chua bột trà

xanh với tóm lược phương pháp nghiên cứu theo hình 3.5

Hình 3.6: Sơ đồ nội dung nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành dựa trên quy trình chế biến sữa chua bột trà xanh

có sử dụng dịch nha đam tạo cấu trúc (Hình 3.6)

Khảo sát quá trình nghiên cứu

sữa chua bột trà xanh

Khảo sát tỷ lệ men giống và thời

gian lên men

Khảo sát tỷ lệ bột trà xanh và tỷ lệ

dịch nha đam bổ sung

Khảo sát thời gian bảo quảnKhảo sát tỷ lệ đường bổ sung

Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua bột trà xanh bổ sung dịch nha đam tạo

cấu trúc

3.2.2 Giải thích quy trình sản xuất sữa chua bổ sung bột trà xanh

• Xử lý: Nha đam mua về được xử lý theo các công đoạn sau

- Rửa: nha đam rửa sạch bụi bẩn, để ráo nước cho khô

Bột trà xanh

Đường

Sữa tiệt trùng không đường

Bảo quản ở 40C – 60CMen cái

Nha đam

Xử lý

Dịch nha đam

Chuẩn bị hủ (tiệt trùng)

Mục đích của quá trình rửa là loại bỏ những hợp chất cơ học: đất, đá, bùn Ngoài ra, rửa cũng loại bỏ một lượng lớn vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu Rửa còn nhằm mục đích tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được sử dụng trong quá trình trồng

và bảo quản trước đó

- Gọt vỏ: dùng dao gọt loại bỏ phần vỏ màu xanh bên ngoài, rửa qua bằng nước cho sạch chất nhờn, giữ lại phần ruột trắng bên trong

- Cắt nhỏ: cắt nhỏ phần ruột màu trắng của nha đam khoảng 1x3cm đem xay mịn, lọc qua rây lấy dịch nha đam để bổ sung vào sữa chua

• Phối trộn: Bổ sung chất màu và chất mùi sẽ làm đa dạng hóa các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm [6].Phối trộn sữa tiệt trùng có đường với bột trà xanh và dịch nha đam

theo những tỉ lệ bố trí thí nghiệm

• Đồng hóa: Đồng hóa được thực hiện ở áp suất 200 - 250bar, nhiệt độ sữa đồng hóa

từ 65- 700C nhằm mục đích làm tăng độ đồng hóa của sản phẩm tánh hiện tượng tách pha chất béo trong quá trình lên men và cải thiện cấu trúc (gel) của sản phẩm [6]

• Thanh trùng: Thanh trùng là biện pháp xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật, tăng

khả năng hydrat hóa của casein (khả năng giữ nước tốt, hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn, chắc) Thanh trùng ở 900C – 950C trong vòng 15 phút với mục đích ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật tạp có trong sữa [8]

• Làm nguội: Tiến hành làm nguội nhanh dung dịch sữa xuống 43 - 450C, tạo môi trường cho vi sinh vật phát triển trong quá trình lên men

• Men cái (Giống vi khuẩn): Sử dụng giống men cái là sản phẩm sữa chua Vinamilk, men cái cho vào với một tỷ lệ thích hợp nhất cho quá trình lên men.

• Cấy giống: Sau khi cho men cái vào tiến hành khuấy liên tục để men phân bố đồng

đều trên dịch sữa

•Rót hủ: Rót hỗn hợp sữa sau khi đã được cấy men giống vào hũ thủy tinh.

• Ủ: Sữa được ủ ở 430C trong thời gian khoảng 2,5 - 7 giờ [6]

• Bảo quản: Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ 20C - 40C, thời gian bảo quản có thể kéo dài 1-2 tháng [6]

Xử lý phương pháp thống kê theo phương pháp phân tích phương sai ANOVA từ phần mềm Statgraphics plus 3.0

3.2.4 Phương pháp thực hiện

3.2.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ men giống và thời gian lên men ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua.

A Mục đích

Trong quá trình lên men sữa chua, tỷ lệ men giống và thời gian lên men là

những yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men Do đó, tôi tiến hành thí nghiệm này nhằm xác định được tỷ lệ men giống và thời gian lên men thích hợp để sản phẩm đạt được chất lượng tốt nhất

B Bố trí thí nghiệm

Khối lượng mỗi mẫu : 20 ml

Thí nghiệm hai yếu tố được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại Nhân tố A: Tỉ lệ men giống (%)

Số lượng mẫu: 3x4x3 =36 mẫu

Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm: cứ 100ml sữa tiệt trùng rót vào bình erlen tôi

bổ sung thêm 4% đường, quậy đều hỗn hợp đem thanh trùng Sau đó, tôi đem phối chế với tỷ lệ men giống và thời gian lên men cần khảo sát được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.7

Các thành phần cố định trong thí nghiệm này là: sữa tiệt trùng không đường có

bổ sung 4% đường (có Brix =16) và nhiệt độ lên men là 430C

Bảng 3.3: Bảng bố trí thí nghiệm theo hai yếu tố (thời gian và tỷ lệ men giống)

Thời gian (giờ) Tỉ lệ men giống (%)

A1 A2 A3

Đường là một nguyên liệu quan trọng trong quá trình chế biến vì vậy cần phải phải

bổ sung một hàm lượng đường thích hợp để tạo cho sản phẩm có hương vị hài hòa cho sản phẩm

B Bố trí thí nghiệm

Khối lượng mỗi mẫu : 20 ml

Thí nghiệm một yếu tố được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại Nhân tố : Tỷ lệ đường bổ sung (%)

Số lượng mẫu: 5x3 =15 mẫu

Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm: cứ 100ml sữa tiệt trùng không đường rót vào bình erlen bổ sung thêm tỷ lệ đường cần khảo sát được trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.8, quậy đều hỗn hợp đem thanh trùng Sau đó, tôi đem phối chế với tỷ lệ men giống

và thời gian lên men sữa chua đạt giá trị cảm quan tốt nhất đã được khảo sát ở thí nghiệm 1

Các thành phần cố định trong thí nghiệm này là: sữa tiệt trùng không đường và nhiệt độ lên men là 430C

Bảng 3.4: Bảng bố trí thí nghiệm theo một yếu tố (tỷ lệ đường bổ sung vào sữa chua) Mẫu bổ sung

2% đường

Mẫu bổ sung 4% đường

Mẫu bổ sung 6% đường

Mẫu bổ sung 8% đường

Mẫu bổ sung 10% đường

Sữa tiệt trùng

Phối trộn

Khối lượng mẫu : 20 ml

Thí nghiệm hai yếu tố được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại

Nhân tố C: bột trà xanh (%)

C1: 0%

Số lượng mẫu: 3x3x3 =27 mẫu.

Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm: sữa tiệt trùng không đường rót ra bình erlen tôi đem phối chế với tỷ lệ tỉ lệ đường, bột trà xanh và dịch nha đam cần khảo sát được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.9 Sau đó, tôi đem phối chế với tỷ lệ men giống, thời gian lên men, tỷ lệ đường bổ sung vào sữa chua đạt giá trị cảm quan tốt nhất đã được khảo sát ở thí nghiệm 1 và 2

Các thành phần cố định thu được: nhiệt độ lên men là 430C, sữa tiệt trùng không đường, tỷ lệ giống và thời gian lên men, tỷ lệ đường bổ sung vào sữa chua được chọn cho kết quả đánh giá cảm quan cao nhất được khảo sát ở thí nghiệm 1 và 2

Bảng 3.5: Bảng bố trí thí nghiệm theo hai yếu tố (bột trà xanh và dịch nha đam)

• Cấu trúc, màu, mùi vị của sản phẩm là chỉ tiêu đánh giá theo phương pháp đánh giá cảm quan bằng phép thử cho điểm thị hiếu

2.2.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm sữa chua bột trà xanh

A Mục đích

Đánh giá chất lượng sản phẩm sữa chua bột trà xanh

B Bố trí thí nghiệm

Khối lượng mẫu : 20 ml

Thí nghiệm một yếu tố được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại Nhân tố E: sữa chua bột trà xanh

Số lượng mẫu: 5x3 =15 mẫu

Chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm: cứ 100ml sữa tiệt trùng không đường rót ra bình erlen tôi đem phối chế với tỷ lệ bột trà xanh và dịch nha đam đã được khảo sát đạt giá trị cảm quan tốt nhất được trình bày ở ở thí nghiệm 3 Sau đó, tôi đem phối chế với tỷ lệ men giống, thời gian lên men và tỷ lệ đường bổ sung vào sữa chua đạt giá trị cảm quan tốt nhất đã được khảo sát ở thí nghiệm 1 và 2

Các thành phần cố định thu được: nhiệt độ lên men là 430C, sữa tiệt trùng không đường, tỷ lệ bột trà xanh và dịch nha đam đã được khảo sát đạt giá trị cảm quan tốt nhất được trình bày ở thí nghiệm 3, tỷ lệ giống, thời gian lên men và tỷ lệ đường bổ sung được chọn cho kết quả đánh giá cảm quan cao nhất được khảo sát ở thí nghiệm 1

C Chỉ tiêu theo dõi

Sản phẩm sau khi lên men được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 40C - 60C trong 4 tuần Sau đó, sản phẩm mẫu được theo dõi các chỉ tiêu sau:

• Chỉ tiêu vi sinh là chỉ tiêu mà qua đó đánh giá được chất lượng sản phẩm về khía cạnh mức độ an toàn khi sử dụng sản phẩm Phương pháp thí nghiệm theo phương pháp gởi mẫu Mẫu được gửi đến Viện vệ sinh – Y tế công cộng Tp HCM để kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh vậtđể phân tích các chỉ tiêu sau:Tổng số vi sinh vật hiếu

khí, Coliforms, Staphylococcus aureus, Salmonella, E coli, tổng số bào tử nấm men,

tổng số bào tử nấm mốc

• pH của sản phẩm

• Cấu trúc, màu, mùi vị của sản phẩm là chỉ tiêu cảm quan Sản phẩm sữa chua

bột trà xanh vẫn còn đang trong quá trình nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm nên cần phát hiện những ưu, nhược điểm của sản phẩm nhằm cải tiến công thức phối trộn

và quy trình công nghệ