1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu phối hợp các chủng vi khuẩn lactic ưa ẩm và ưa nhiệt để lên men pho mát

53 0 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu phối hợp các chủng vi khuẩn lactic ưa ấm và ưa nhiệt để lên men pho-mát
Tác giả Hoàng Thu Trang
Người hướng dẫn PGS. TS. Nguyễn La Anh
Trường học Viện Đại học Mở Hà Nội
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học
Thể loại khóa luận
Năm xuất bản 2015
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 53
Dung lượng 2,7 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • 1.1. Giới thiệu và phân loại pho-mát (10)
  • 1.2. Vi khuẩn lactic trong sản xuất pho-mát (12)
    • 1.2.1. Các chủng lactic đóng vai trò khởi động (SLAB) (14)
    • 1.2.2. Các chủng lactic không đóng vai trò khởi động (NSLAB) (15)
  • 1.3. Giống khởi động trong sản xuất pho-mát (16)
    • 1.3.1. Các nhóm vi khuẩn lactic khởi động trong công nghiệp sản xuất pho-mát (16)
    • 1.3.2 Kết hợp chủng vi khuẩn ưa ấm và ưa nhiệt trong sản xuất pho-mát (18)
  • 1.4. Công nghệ sản xuất pho-mát (19)
  • 1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ pho-mát trên thế giới và Việt Nam (22)
  • Chương 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP (25)
    • 2.1. Hóa chất và thiết bị (25)
      • 2.1.1. Hóa chất (25)
      • 2.1.2. Thiết bị (25)
    • 2.2. Nguồn sữa và chủng vi sinh vật (25)
    • 2.3. Môi trường (26)
      • 2.3.1. Môi trường MRS (26)
      • 2.3.2. Môi trường giữ giống (27)
      • 2.3.3. Nước muối rửa và pha loãng (27)
    • 2.4. Phương pháp nghiên cứu (27)
      • 2.4.1. Phương pháp vi sinh (27)
      • 2.4.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào (28)
        • 2.4.2.1. Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đếm buồng đếm hồng cầu (28)
        • 2.4.2.2. Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đo độ đục(OD) (29)
        • 2.4.2.3. Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp trang cấy (30)
      • 2.4.3. Phương pháp xác định độ axit (30)
      • 2.4.4. Phương pháp định lượng exopolysaccharide (31)
      • 2.4.5. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng số phenol - axit sunfuric 25 2.4.6. Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH (32)
      • 2.4.7. Phương pháp sản xuất pho-mát tươi (33)
      • 2.4.8. Đánh giá hương của pho-mát tươi (35)
  • Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN (36)
    • 3.1. Xây dựng đường cong sinh trưởng của hai chủng ưa nhiệt (36)
    • 3.2. Mối tương quan giữa mật độ tế bào và mật độ quang (37)
    • 3.3. Khả năng đông tụ sữa của các chủng vi khuẩn lactic ưa nhiệt (38)
      • 3.3.1. Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới khả năng đông tụ sữa (38)
      • 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng đông tụ sữa (39)
    • 3.4. Phối hợp các chủng ưa ấm và ưa nhiệt trong lên men đông tụ sữa (41)
      • 3.4.1. Tỷ lệ mật độ tế bào các chủng trong hỗn hợp (41)
      • 3.4.2. Động học của bộ chủng giống kết hợp (43)
    • 3.5. Đặc tính của pho-mát làm từ sữa lên men bởi hỗn hợp chủng (44)
  • Chương 4 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ (46)
    • 4.1. Kết luận (46)
    • 4.2. Kiến nghị (46)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (47)

Nội dung

Giới thiệu và phân loại pho-mát

Theo FAO/WHO, pho-mát là sản phẩm rắn hoặc bán rắn, có thể ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín, được tạo ra bằng cách làm đông tụ sữa hoặc các nguyên liệu từ sữa như sữa gầy, sữa tách béo, cream và whey cream Quá trình này diễn ra nhờ enzym rennet hoặc các tác nhân đông tụ thích hợp khác, đồng thời tách một phần nước khỏi quện sữa đông.

Pho-mát đã xuất hiện từ khoảng 6000 năm trước Công nguyên, với nguồn gốc được cho là từ khu vực Trung Đông, bắt đầu từ một dạng sữa bị hỏng Được khám phá bởi một người du mục Ả Rập, pho-mát nhanh chóng trở nên phổ biến nhờ hương vị đặc biệt và giá trị dinh dưỡng cao Hiện nay, pho-mát được sản xuất rộng rãi từ các phòng bếp gia đình đến các trang trại và nhà máy quy mô công nghiệp, sử dụng nhiều loại sữa như bò, cừu, dê và ngựa Sự phát triển của phương pháp ủ chín và tiệt trùng Pasteur đã nâng cao hiệu quả bảo quản và hương vị của pho-mát, làm cho nó trở thành một thực phẩm giàu dinh dưỡng được ưa chuộng.

Hiện nay, thế giới sản xuất hơn một nghìn loại pho-mát, cung cấp nhiều chất đạm, canxi và dinh dưỡng phong phú Pho-mát chứa khoảng 20% protein (dưới dạng pepton, amino axit), 30% lipit, cùng với các muối khoáng và vitamin như A, B1, B2, C Đặc biệt, pho-mát còn chứa kẽm, rất tốt cho não, da và hệ miễn dịch Chỉ với khoảng 30 gram pho-mát vàng, bạn có thể nhận được khoảng 7 gram chất đạm và 200 miligram canxi, tương đương với lượng chất đạm có trong 200 gram sữa.

Pho-mát không chỉ cung cấp giá trị dinh dưỡng cao mà còn đa dạng hóa các sản phẩm từ sữa, tạo ra đầu ra cho nguồn sữa tươi Điều này không chỉ giúp tăng doanh thu cho ngành công nghiệp sữa mà còn góp phần vào sự phát triển kinh tế xã hội.

Pho-mát có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm tác nhân đông tụ casein, độ ẩm, loại vi sinh vật tham gia vào quá trình ủ chín, và cấu trúc của pho-mát Dựa trên độ ẩm, pho-mát được chia thành nhiều loại khác nhau.

Bảng 1: Phân loại pho-mát theo độ ẩm

Loại pho-mát Độ ẩm, % Sản phẩm

Pho-mát tươi, không ủ chín: Cottage, Ricotta, Quarg, Mozzarella

Pho-mát ủ chín bề mặt bằng nấm mốc: Brie, Camembert

Pho-mát bán rắn 41 - 55 Pho-mát có quá trình ủ chín: Limburger,

Pho-mát ủ chín có cấu trúc mắt: Emmental

Pho-mát ủ chín không có cấu trúc mắt:

Pho-mát được phân loại theo tác nhân đông tụ thành hai loại: đông tụ bằng axit và enzym Các sản phẩm pho-mát tươi từ sữa đông tụ bằng rennet, như Morazella, hoặc sử dụng axit citric, thường có thời gian sản xuất ngắn nhưng thiếu hương vị đặc trưng Ngược lại, pho-mát tươi sử dụng vi khuẩn lactic để lên men, mặc dù thời gian lên men dài hơn, nhưng lại mang đến các đặc điểm cảm quan phong phú về hương thơm và vị Vi khuẩn lactic thường được sử dụng là sự kết hợp của các chủng vi khuẩn ưa ấm như Cottage, cream, cheddar hoặc sự kết hợp của các chủng ưa ấm và ưa nhiệt như Manchego, Montasio.

Các pho-mát tươi có thời gian bảo quản ngắn (1-2 tuần), vì vậy để kéo dài thời gian sử dụng, chúng thường được ủ chín hoặc nấu chảy thành pho-mát chế biến Pho-mát chế biến khác với pho-mát truyền thống, nguyên liệu chính là sữa, mà được làm từ các loại pho-mát khác nhau như pho-mát cứng (Emmenthal, Gruyere, Cheddar) và pho-mát mềm (Roquefort, Blue cheese) Sau khi lựa chọn và bổ sung nguyên liệu, pho-mát được gia nhiệt tới 85-95°C trong vài phút, dẫn đến việc tiêu diệt hệ vi sinh vật trong sản phẩm.

Do đó, pho-mát chế biến dễ vận chuyển và bảo quản hơn các sản phẩm pho-mát truyền thống [4].

Chúng tôi tập trung vào việc sản xuất pho-mát tươi bằng cách sử dụng chủng vi khuẩn lactic để đông tụ sữa, nhằm tạo ra nguyên liệu cho pho-mát chế biến.

Vi khuẩn lactic trong sản xuất pho-mát

Các chủng lactic đóng vai trò khởi động (SLAB)

Giống khởi động là các chủng vi sinh vật được bổ sung vào sữa để tổng hợp axit lactic và làm đông tụ sữa, phục vụ cho sản xuất pho-mát Những chủng này đã được lựa chọn và nghiên cứu kỹ lưỡng Đối với một số loại pho-mát, có thể sử dụng trực tiếp các vi sinh vật có sẵn trong sữa mà không cần bổ sung thêm giống khởi động.

Vi khuẩn lactic tự nhiên có trong sữa đã được sử dụng trong sản xuất pho-mát để thúc đẩy quá trình sinh axit Tuy nhiên, việc dựa vào hệ vi sinh vật bản địa này dẫn đến sự không ổn định trong quá trình lên men Để khắc phục vấn đề này, người ta đã áp dụng phương pháp sử dụng nước sữa tách ra từ mẻ pho-mát trước làm giống khởi động cho mẻ pho-mát tiếp theo, giúp cải thiện tính ổn định của quá trình lên men.

Có hai dạng giống khởi động thủ công là whey khởi động và sữa khởi động, được phân loại theo cơ chất tạo ra sản phẩm Dạng sữa khởi động vẫn được sử dụng trong các nhà máy sản xuất pho-mát truyền thống ở miền nam và bắc Italy Hệ vi sinh vật khởi động chủ yếu đến từ sữa tươi chưa thanh trùng, trong đó Streptococcus thermophilus là chủ yếu, cùng với sự hiện diện của các loài Enterococcus (Enterococcus faecium và Enterococcus faecalis) và Lactobacilli (Lb helveticus và Lb delbrueckii subsp bulgaricus/lactis).

Whey khởi động được tạo ra bằng cách ủ whey tách ra từ pho-mát dưới các điều kiện cụ thể Trong quá trình sản xuất pho-mát Parmigiano Reggiano và Grana Padano, whey được ủ qua đêm ở nhiệt độ 45 độ C, sau đó hạ xuống 37 – 40 độ C, với pH cuối cùng thấp hơn 3,3 Hệ vi sinh vật trong whey khởi động chủ yếu bao gồm các loài LAB ưa nhiệt như Lb helveticus, Lb delbrueckii, và St thermophilus.

Hiện nay, các chủng khởi động sản xuất pho-mát chủ yếu được phát triển từ giống khởi động thủ công đã được nghiên cứu kỹ lưỡng Các giống khởi động này có thể là đơn chủng hoặc hỗn hợp của nhiều chủng khác nhau Một số loài phổ biến trong các chế phẩm giống khởi động bao gồm Streptococcus thermophilus và Lactococcus lactis subsp lactis.

Lactococcus lactis subsp cremoris, Lactobacillus delbrueckii subsp lactis [20, 24].

Các chủng lactic không đóng vai trò khởi động (NSLAB)

Các chủng lactic không phải là chủng khởi động thường không tham gia vào quá trình axit hóa sữa và có mặt tự nhiên trong pho-mát do sự nhiễm trong quá trình sản xuất hoặc từ nguồn gốc sữa Hệ vi sinh vật này rất phức tạp và phát triển trong giai đoạn ủ chín pho-mát, bao gồm các chủng thuộc Pediococci và hầu hết các loài thuộc chi Lactobacillus.

Lactobacilli được phân loại thành ba nhóm: lên men đồng hình bắt buộc, lên men dị hình tùy nghi và lên men dị hình bắt buộc Trong đó, NSLAB thường gặp trong pho-mát thuộc nhóm Lactobacilli lên men dị hình tùy nghi Các loài Lactobacilli phổ biến nhất được tách chiết từ pho-mát bao gồm Lb casei, Lb plantarum.

Giống khởi động trong sản xuất pho-mát

Các nhóm vi khuẩn lactic khởi động trong công nghiệp sản xuất pho-mát

Giống khởi động trong sản xuất sản phẩm từ sữa là vi sinh vật được bổ sung vào nguyên liệu nhằm tạo ra sản phẩm cuối cùng với các đặc điểm mong muốn, thông qua quá trình phát triển và lên men của chúng.

Bảng 2: Các giống khởi động của một số loại pho-mát [10]

STT Loại pho-mát Giống khởi động

Hỗn hợp Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus

2 Cheddar Lactococcus lactis ssp lactis; Lc lactis ssp cremoris; Lc lactis ssp lactis var Diacetylactis

Hỗn hợp Lactobacillus bulgaricus (hoặc Lactobacillus lactis hoặc Lactobacillus helveticus) và Streptococcus thermophilus và Propiani bacterium shermanii

4 Provolone Hỗn hợp các chủng Lactobacillus chịu nhiệt và

Roquefort, Stilton Lc lactis ssp lactis và Penicillium roqueforti

6 Camembert Lactococcus spp và Penicillium camembert

Hỗn hợp Streptococcus thermophilus và Lc lactis ssp cremoris; Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus; Lc lactis ssp lactis và Streptococcus thermophilus

8 Muenster Hỗn hợp Streptococcus thermophilus và các chủng

9 Gouda, Edam Lc lactis ssp lactis , Lc lactis ssp cremoris, Leuconostoc

10 Mozzarella Hỗn hợp các chủng Lactobacillus chịu nhiệt và

Lc lactis ssp lactis hoặc Lc lactis ssp cremoris; Hỗn hợp

Lc lactis ssp lactis hoặc Lc lactis ssp lactis và Lc lactis ssp lactis var diacetylactis (hay các chủng Leuconostoc)

Trong công nghệ lên men sản phẩm từ sữa, giống khởi động vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản sản phẩm sinh học và kéo dài thời gian sử dụng Chúng cũng tạo ra các đặc điểm cảm quan như vị và hương, đồng thời định hình cấu trúc sản phẩm về độ nhớt, độ cứng, độ thoáng và màu sắc Ngoài ra, giống khởi động còn góp phần tạo lập các đặc điểm dinh dưỡng đặc trưng Trong sản xuất pho-mát, giống khởi động có thể được phân chia thành nhiều nhóm khác nhau.

Các ch ủ ng vi khu ẩ n lactic ư a ấ m

Nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 30°C Trong hỗn hợp giống khởi động, các chủng sinh axit chiếm ưu thế từ 90 – 99%, trong khi các chủng tổng hợp chất hương chỉ chiếm 1 – 10% Hiện nay, các chế phẩm giống khởi động đã được thương mại hóa chủ yếu là các loài Lactococcus lactis ssp lactis.

Lactococcus lactis ssp cremoris, Lactococcus lactis ssp lactis biovar diacetylactis, Leuconostoc lactis, Leuconostoc cremoris

Các ch ủ ng vi khu ẩ n lactic ư a nhi ệ t

Các chủng lactic ưa nhiệt, thuộc hai chi chính, được ứng dụng trong sản xuất các loại pho-mát cần nhiệt độ nấu cao như Emmental và Mozzarela.

Lactobacillus và Streptococcus là hai nhóm vi khuẩn quan trọng trong quá trình lên men sữa Trong khi Lactobacillus bao gồm 64 loài, chỉ một số ít trong số đó có khả năng lên men sữa Các loài Lactobacillus chủ yếu được thương mại hóa bao gồm Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus, Lactobacillus delbrueckii ssp lactis và Lactobacillus helveticus.

Streptococcus thermophilus là loài duy nhất trong số 27 loài Streptococcus được sử dụng làm giống khởi động trong sản xuất thực phẩm và các sản phẩm từ sữa Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của các chủng này nằm trong khoảng từ 37 °C đến 42 °C.

Các ch ủ ng kh ở i độ ng “th ủ công”

Giống khởi động “thủ công” hay tự nhiên được hình thành từ việc sử dụng một phần sản phẩm của mẻ lên men trước để cấy sang mẻ mới Một số loại pho-mát Ý và Thụy Sĩ sử dụng nước sữa tách ra từ sữa đông của lô sản xuất trước, được ủ trong điều kiện chọn lọc như nhiệt độ cao và độ pH thấp để thu nhận whey “khởi động” Hệ vi sinh vật của giống khởi động tự nhiên này rất phức tạp, biến đổi và thường không xác định Mặc dù hiệu suất không ổn định, việc thay thế bằng những chủng khởi động xác định đôi khi dẫn đến sản phẩm ít hương thơm hơn.

Trong nhóm vi sinh vật này, các chủng thuộc chi Enterococcus thường chiếm ưu thế, nổi bật với khả năng sản xuất axit nhanh, chịu nhiệt độ cao và thích ứng tốt với muối Tuy nhiên, chúng có nguồn gốc từ phân và một số chủng có thể gây bệnh Theo nghiên cứu của Lopez-Diaz và cộng sự (2000), enterococci là vi sinh vật quan trọng trong pho-mát truyền thống từ sữa chưa tiệt trùng và nên được sử dụng làm chủng khởi động Đặc biệt, Enterococcus faecalis đã được áp dụng để thúc đẩy quá trình chín của pho-mát.

Enterococcus còn ảnh hưởng có lợi đến sự sinh trưởng của loài LAB khác vì các hoạt động phân giải protein mạnh của chúng [25]

Pediococci không được sử dụng làm chủng khởi động trong sản phẩm sữa, mặc dù có mặt trong một số mẫu pho-mát đã ủ chín Hai loài chính, Pediococcus pentosaceus và Pediococcus acidilactici, được tìm thấy trong sản phẩm từ sữa Gần đây, một chủng pediococci có khả năng sử dụng lactose đã được áp dụng để thay thế Streptococcus thermophilus do sự dễ bị xâm nhiễm của các chủng thuộc loài này bởi phage.

Kết hợp chủng vi khuẩn ưa ấm và ưa nhiệt trong sản xuất pho-mát

Trong ngành công nghiệp sản xuất giống khởi động, nhiều chế phẩm kết hợp các chủng lactic ưa ấm và ưa nhiệt để lên men sữa Một ví dụ điển hình là chế phẩm giống khởi động Feta Cheese, bao gồm hai chủng ưa ấm: Lactococcus lactis subsp lactis và Lc lactis subsp cremoris, cùng với ba chủng ưa nhiệt: Streptococcus thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus.

Lb helveticus; chế phẩm CHR HANSEN RST-643, Fresco ® 3000, Fresco ® 1000 gồm chủng thuộc loài Strep thermophiphus kết hợp với chủng thuộc phân loài

Feta Cheese Starter Culture CHR HANSEN RST-643

Hình 1: Một số chế phẩm giống khởi động gồm hỗn hợp chủng ưa ấm và ưa nhiệt

Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng hỗn hợp chủng vi khuẩn ưa ấm và ưa nhiệt không chỉ tăng tốc quá trình axit hóa mà còn cải thiện đáng kể hương vị và cấu trúc của sản phẩm sữa so với việc chỉ dùng chủng ưa ấm.

Nghiên cứu của Garrault (2006) và Oberg cùng Broadbent (1993) cho thấy rằng Streptococcus thermophilus không phát triển ở nhiệt độ lạnh 4 °C Khi kết hợp với các chủng vi khuẩn ưa ấm, sự sinh axit trong giai đoạn bảo quản có thể bị trì hoãn, từ đó tăng thời gian ổn định chất lượng sản phẩm Hơn nữa, việc kết hợp S thermophilus với các chủng ưa ấm còn giúp giảm nhạy cảm với phage và rút ngắn thời gian sản xuất.

S thermophilus, một chủng vi khuẩn ưa nhiệt, không đóng vai trò trong việc tạo ra hương thơm đặc trưng của pho-mát tươi do không có khả năng chuyển hóa citrate thành diacetyl, hợp chất quan trọng tạo nên hương vị của sản phẩm này.

[26] Để hạn chế nhược điểm này, có thể kết hợp các loài ưa ấm có khả năng chuyển hóa citrate với các loài ưa nhiệt [12].

Công nghệ sản xuất pho-mát

Sản xuất pho-mát là quá trình loại nước khỏi sữa, trong đó casein và chất béo được cô đặc từ 6 – 12 lần, bắt đầu bằng quá trình lên men và thủy phân protein nhờ enzym rennet Quy trình này bao gồm các khâu chính: axit hóa, đông tụ sữa, loại nước khỏi quện sữa, tạo hình và muối Mỗi khâu thực hiện khác nhau tạo ra các sản phẩm pho-mát đặc trưng riêng.

Tiêu chuẩn hóa pho-mát là quá trình sản xuất từ sữa, sữa đã tách béo hoặc tách một phần chất béo Việc tiêu chuẩn hóa sữa trước khi sản xuất giúp đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định, từ đó tạo ra sản phẩm pho-mát có chất lượng đồng nhất.

Thanh trùng là quá trình tiêu diệt vi sinh vật trong sữa, nhưng cũng làm giảm hàm lượng canxi, ảnh hưởng đến khả năng đông tụ sữa bằng enzym Để khắc phục, nhà sản xuất thường bổ sung muối calcium chloride Chế độ thanh trùng phổ biến là từ 72 đến 76 độ C.

15 – 20 giây Một số loại pho-mát như Parmigiano – Reggiano làm từ sữa tươi chưa qua thanh trùng

Quá trình sản xuất pho-mát Cheddar và Emmental bắt đầu với việc đông tụ sữa, sử dụng enzym hoặc giống khởi động Đối với pho-mát Cheddar, giống khởi động thường là các vi khuẩn lactic ưa ấm như Lactococcus lactis subsp cremoris và Lc lactis subsp lactis Trong khi đó, pho-mát Emmental sử dụng vi khuẩn ưa nhiệt và có thể bao gồm cả vi khuẩn propionic Đối với các pho-mát được sản xuất từ sữa chưa thanh trùng, hệ vi sinh vật tự nhiên có trong sữa được coi là giống khởi động.

Tách nước khỏi quện sữa là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất pho-mát, bao gồm các bước cắt quện sữa và gia nhiệt để tăng tốc độ tách nước Thời gian và nhiệt độ gia nhiệt quện sữa khác nhau tùy thuộc vào loại pho-mát; ví dụ, đối với pho-mát Cheddar, quện sữa được gia nhiệt lên tới 37 độ.

39 o C, pho-mát Parmigiano – Reggiano, Emmental nhiệt độ gia nhiệt lên tới 53 – 55 o C

Tạo hình và muối: Sau khi tách nước, sữa được xay nhỏ, thêm muối và ép tạo khuôn, hoặc có thể ép thành khuôn trước rồi ngâm trong bể muối từ 1-2 ngày để thu được pho-mát tươi Ủ chín: Pho-mát tươi có thời hạn sử dụng ngắn (1-2 tuần), do đó, để kéo dài thời gian sử dụng và cải thiện hương vị, các loại pho-mát thường được ủ chín ở nhiệt độ 4-12°C Thời gian ủ chín thay đổi tùy loại pho-mát, từ 1-2 tháng (Emmental), 2-3 tháng (Gouda) đến 2 năm (Parmigiano-Reggiano).

Tình hình sản xuất, tiêu thụ pho-mát trên thế giới và Việt Nam

Hình 3: Tình hình sản xuất pho-mát trên thế giới từ năm 1990 – 2010

Theo thống kê của FAO, sản lượng pho-mát trên thế giới từ năm 1990 đến năm

Sản xuất pho-mát đã có xu hướng tăng trưởng ổn định từ năm 1990 đến 2010, với sản lượng tăng từ 14,63 triệu tấn lên 20,22 triệu tấn Khu vực châu Âu và Bắc - Trung Mỹ chiếm phần lớn sản lượng, đạt lần lượt 10,3 triệu tấn và 6,8 triệu tấn.

Từ năm 2000 đến 2010, sản lượng pho-mát toàn cầu đã tăng thêm 3,6 triệu tấn, với mức tăng trung bình khoảng 2% mỗi năm Tuy nhiên, tình hình tiêu thụ pho-mát lại có sự khác biệt rõ rệt giữa các quốc gia và khu vực, chủ yếu tập trung ở các nước phát triển như Pháp, Ý, Hà Lan, và Hy Lạp, cũng như trong khu vực EU.

Bảng 3: Các nước xuất khẩu pho-mát lớn nhất trên thế giới (2008-2012)

Nước Sản lượng pho- mát (nghìn tấn)

Doanh thu (tỷ USD) Đức 1006 5.4 4243

Tính đến năm 2009, mức tiêu thụ sữa và sản phẩm từ sữa tại Việt Nam chỉ đạt 11,2 kg/người/năm, thấp hơn nhiều so với mức trung bình của Châu Á (62 kg/người/năm) và thế giới (96 kg/người/năm) Tuy nhiên, với sự gia tăng thu nhập bình quân đầu người và thói quen tiêu thụ sữa đang dần hình thành, thị trường sữa Việt Nam có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai Sự du nhập của ẩm thực phương Tây, như pizza và hamburger, cũng đang thúc đẩy nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sữa Hiện nay, các loại pho-mát như Cheddar, Gouda và Mozzarella đã được nhập khẩu vào Việt Nam, mặc dù mức tiêu thụ vẫn còn thấp Nhu cầu về sản phẩm sạch và dinh dưỡng cao đang gia tăng, tạo cơ hội cho pho-mát phát triển Kim ngạch nhập khẩu pho-mát năm 2008 đạt 24,04 triệu USD, tăng 7,33 triệu USD so với năm trước, và năm 2009, pho-mát chiếm 7,23% tổng kim ngạch nhập khẩu sữa và sản phẩm từ sữa Pho-mát ngày càng trở nên phổ biến tại các thành phố lớn.

Nguồn sữa ở Việt Nam hiện nay chưa đáp ứng đủ nhu cầu, dẫn đến tình trạng các trang trại bò sữa phải đổ sữa tươi do không kịp bán cho các đại lý Để giải quyết vấn đề này, các trang trại đang tìm cách chế biến sữa thành sản phẩm có thời hạn bảo quản dài hơn Nhu cầu về pho-mát tại Việt Nam đang gia tăng, đặc biệt là các loại pho-mát phù hợp với khẩu vị người tiêu dùng Một số công ty chế biến sữa trong nước, như công ty sữa Ba Vì, đã bắt đầu sản xuất các loại pho-mát đơn giản để đáp ứng thị trường.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Hóa chất và thiết bị

Các hóa chất dùng để pha môi trường nuôi cấy vi sinh vật: glucose, pepton, cao nấm men, sodium acetate, triamonium citrate, Tween 80, MgSO4, MnSO4,

K2HPO4 có nguồn gốc từ Trung Quốc; sữa gầy và casein được nhập khẩu từ Mỹ và Aldrich Môi trường MRS – broth được cung cấp bởi Merk Các hóa chất sử dụng để phân tích đường tổng và hàm lượng protein bao gồm H2SO4, Na2SO4, NaOH, CuSO4 (Trung Quốc), folin ciocalteu (Merk), kali natri tactarat, và bovine serum albumin (Mỹ), cùng với Phenol (Merk).

- Cân phân tích PA 214 (Mỹ)

- Máy đo quang phổ UV – 1650 PC (Nhật)

- Máy ly tâm Sorvall RC6 (Đức)

- Máy phá tế bào French press FA – 078A (Mỹ)

- Tủ sấy MOV – 2125, DNE 610 (Nhật)

- Nồi hấp tiệt trùng SA – 300VF (Đài Loan)

- Máy đo pH Orion 410A (Mỹ)

- Kính hiển vi Leica BM500 (Đức)

Nguồn sữa và chủng vi sinh vật

Bốn chủng vi khuẩn được nghiên cứu bao gồm Lactococcus lactis subsp lactis VNC1, Lactococcus lactis subsp cremoris VNC53, Streptococcus thermophilus VNY3, và Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus VNY4, được sử dụng để thử nghiệm sự kết hợp giữa các chủng ưa ấm và ưa nhiệt Đặc điểm của bốn chủng này được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 4: Đặc điểm của 4 chủng vi khuẩn trong lên men pho-mát

Tên chi Ký hiệu chủng Đặc điểm hình thái Nhiệt độ tối ưu

VNC1 Cầu khuẩn, dạng đôi, chuỗi dài

VNC53 Cầu khuẩn, dạng đôi, chuỗi dài

Streptococcus thermophilus VNY3 Cầu khuẩn, dạng đôi, chuỗi 30-45 o C

VNY4 Trực khuẩn, tế bào dài, dạng đôi, chuỗi

Các chủng vi sinh vật có đặc điểm nổi bật trong quá trình lên men sữa đã được xác định qua các nghiên cứu tại Bộ môn Công nghệ sinh học vi sinh, Viện Công nghiệp thực phẩm, bao gồm khả năng chuyển hóa citrate, hoạt tính peptidase, tổng hợp exopolysaccharide và hoạt tính enzym nội bào.

Bảng 5: Khả năng sử dụng một số nguồn cacbon của các chủng giống Đường VNC1 VNC53 VNY3 VNY4

Ngu ồ n s ữ a : Sữa được dùng để lên men là loại sữa tươi thanh trùng Mộc Châu không đường có hàm lượng (tính trên 100ml): Chất béo 3,5g ± 0,3; Protein 3,1g ± 0,1; Canxi 115mg ± 11.

Môi trường

- Môi trường MRS – agar có bổ sung thêm 2% agar và 0,3% CaCO3.

- Môi trường được thanh trùng tại 121 ° C trong 15 phút

- Môi trường MRS - lactose thay thế glucose bằng lactose

- Môi trường MRS – maltose thay glucose bằng maltose

Môi trường bảo quản thạch đứng được thiết lập với MRS có bổ sung 20g/l agar và 3g/l CaCO3, được chứa trong các ống nghiệm có nút bông và hấp thanh trùng ở 121 °C trong 15 phút Giống vi sinh vật được bảo quản trong môi trường này ở nhiệt độ 4 °C và cần được cấy chuyển mỗi tháng một lần.

2.3.3 Nước muối rửa và pha loãng

- Nước muối rửa sinh khối sau ly tâm: NaCl 0,85% không chỉnh pH

- Nước muối pha loãng: NaCl 0,85% chỉnh pH 4,5 và 6,5.

Phương pháp nghiên cứu

Giống được hoạt hóa từ ống bảo quản lạnh sâu hay trong thạch đứng sang ống nghiệm chứa môi trường MRS

Nhân giống vi sinh vật theo cấp nhằm tăng mật độ tế bào để bổ sung vào môi trường lên men, với các cấp nhân giống khác nhau tùy thuộc vào thể tích lên men Trước khi tiến hành, cần lấy mẫu và soi kính để kiểm tra hình thái tế bào, xác định đúng chủng loại và đảm bảo không bị tạp nhiễm.

Sau khi nhân giống thành công, quá trình lên men để thu sinh khối sẽ được tiến hành Điều kiện lên men bao gồm nhiệt độ 30 °C cho các chủng ưa ấm và 37 °C cho các chủng ưa nhiệt, với thời gian lên men là 18 giờ.

2.4.2 Phương pháp xác định mật độ tế bào

2.4.2.1 Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đếm buồng đếm hồng cầu

Buồng đếm hồng cầu là một phiến kính dày từ 2-3mm với một vùng đĩa đếm nằm ở giữa, được bao quanh bởi rãnh Đĩa đếm thấp hơn bề mặt phiến kính 1/10mm và có hình tròn, đảm bảo độ sâu đồng đều khi được phủ kính Vùng đĩa đếm có diện tích 1mm², được chia thành 25 ô vuông lớn (mỗi ô 1/25mm²) và 400 ô vuông nhỏ hơn (mỗi ô 1/400mm²).

Khi quan sát và đếm vi sinh vật, cần pha loãng mẫu để đảm bảo trong mỗi ô nhỏ của buồng đếm có khoảng 5-10 tế bào Sau đó, một giọt mẫu đã pha loãng được đặt vào vùng đếm và đậy bằng lá kính Để quan sát tế bào vi khuẩn, sử dụng vật kính dầu với đầu vật kính chìm trong dầu Tiến hành đếm tế bào trong 16 ô nhỏ của một ô lớn và chọn ngẫu nhiên 3-5 ô lớn không trùng lặp để lấy giá trị trung bình Công thức tính mật độ tế bào của huyền phù mẫu được áp dụng trong quá trình này.

N = 0,25*D*a*10 6 (tế bào/ml) Trong đó : N : Mật độ tế bào a : số tế bào bình quân trong 1 ô lớn

2.4.2.2 Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đo độ đục(OD)

Mật độ vi sinh vật có thể được xác định gián tiếp qua việc đo độ đục của huyền phù Khi pha lỏng chứa nhiều phân tử không tan, nó sẽ tạo ra một hệ huyền phù làm cho môi trường trở nên đục do các tế bào vi sinh vật cản ánh sáng Độ đục tỷ lệ với mật độ tế bào, và trong một giới hạn nhất định, có thể thiết lập mối quan hệ tỷ lệ tuyến tính giữa chúng Do đó, mật độ tế bào có thể được định lượng gián tiếp bằng cách đo độ đục bằng máy so màu ở bước sóng λ`0nm, sau khi thiết lập đường quan hệ tuyến tính giữa độ đục và mật độ tế bào thông qua các huyền phù tế bào có độ đục xác định.

Quy trình xác định mật độ tế bào thông qua độ đục bao gồm hai bước chính Bước đầu tiên là xây dựng một đường tương quan tuyến tính giữa độ đục và mật độ tế bào.

Pha loãng một huyền phù chứa vi sinh vật cần kiểm nghiệm thành các huyền phù với độ đục đo ở OD 600nm Tiến hành đo OD của các huyền phù đã pha và ghi nhận các số đo thực tế.

- Dùng phương pháp đếm trực tiếp dưới kính hiển vi hoặc phương pháp đếm khuẩn lạc, xác định mật độ tế bào của các huyền phù này

Tính toán giá trị mật độ tế bào tương ứng với từng mức độ đục và vẽ biểu đồ thể hiện mật độ tế bào (tế bào/ml) theo OD 600nm Xác định khoảng tuyến tính giữa mật độ tế bào và OD 600nm để phân tích mối quan hệ giữa chúng.

Bước 2 : Xác định mật độ tế bào theo độ đục

- Đo độ đục của một huyền phù tế bào X cần xác định mật độ

- Từ trị số OD 600nm đo được, dựa vào đường tương quan giữa mật độ tế bào và độ đục OD600nm, suy ra mật độ tế bào

2.4.2.3 Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp trang cấy

Hút 0,1ml mẫu dịch lên men vào ống efpendort chứa 0,9ml dung dịch NaCl 0,85% với pH 4,5, sau đó vortex để vi sinh vật phân phối đều Lặp lại quy trình này để tạo ra các hệ số pha loãng khác nhau.

Hút 0,1ml dung dịch huyền phù vào mỗi đĩa thạch và sử dụng que chang vô trùng để trải đều dung dịch lên bề mặt thạch Mỗi nồng độ cần được lặp lại trên ba đĩa thạch để đảm bảo kết quả trung bình chính xác.

Các đĩa thạch được nuôi cấy trong 48 giờ ở nhiệt độ thích hợp Chọn các đĩa có số lượng khuẩn lạc khoảng 25 đến 250 để lấy kết quả tính toán

Mật độ tế bào (CFU/ml) = ×Di

Ai: số lượng khuẩn lạc trung bình trong 2 đĩa ở cùng một nồng độ pha loãng Vi: Thể tích dịch huyền phù trang cấy (ml)

Di: Hệ số pha loãng

2.4.3 Phương pháp xác định độ axit

Phương pháp xác định độ axit trong sữa chua dựa trên việc hòa mẫu thử trong nước và chuẩn độ điện thế bằng dung dịch NaOH 0,1 mol/l đến pH 8,3±0,01, theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6509:1999.

Cân khoảng 10g mẫu thử đã được chuẩn bị, chính xác đến 0,01g, cho vào cốc loại 50ml, cho thêm khoảng 10ml và trộn

Để xác định pH của mẫu thử, hãy ngâm đầu điện cực pH-met vào trong mẫu Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch NaOH cho đến khi đạt được pH 8,3 ± 0,01, đồng thời khuấy đều trong cốc Ghi lại thể tích NaOH đã sử dụng, chính xác đến 0,05 ml.

Tính độ acid chuẩn độ (w), bằng milimol trên 100g, theo công thức sau w Trong đó:

V là thể tích dung dịch NaOH đã dùng để chuẩn độ (mililit); m là khối lượng của phần mẫu thử (gam);

0,9 là hệ số chuyển đổi đối với axit lactic

Ghi kết quả đến hai chữ số thập phân

2.4.4 Phương pháp định lượng exopolysaccharide

Phương pháp này dựa trên đặc tính không tan trong ethanol nhưng tan trong nước nóng của exopolysaccharide (EPS) Lượng EPS thu được sẽ được xác định bằng phương pháp phân tích đường tổng phenol - axit sunfuric, với glucose làm chất chuẩn, theo quy trình được mô tả bởi Pablo Sebastián RIMADA và cộng sự (2003).

Chủng vi khuẩn được kích hoạt hai lần trong ống nghiệm với 5 ml môi trường MRS, nuôi ở nhiệt độ 30 o C (chủng ưa ấm) và 37 o C (chủng ưa nhiệt) trong 18 giờ Sau đó, 5 ml dịch nuôi cấy được ly tâm với tốc độ 8000 vòng/phút trong 10 phút ở 30 o C Sinh khối thu được sẽ được sử dụng để lên men 50 ml sữa thanh trùng Mộc Châu đã được hấp tiệt trùng.

Mẫu được xử lý ở nhiệt độ 110 độ C trong 20 phút mà không bổ sung vi sinh vật Sau quá trình đông tụ, dịch sữa lên men và mẫu đối chứng được điều chỉnh pH xuống 4,3 bằng HCl 10% Tiếp theo, mẫu được phá đông tụ và đun cách thủy trong 15 phút Ly tâm lần đầu được thực hiện ở tốc độ 8000 vòng/phút trong 15 phút ở nhiệt độ 25 độ C để thu được dịch trong Cuối cùng, 10 ml dịch được chuyển sang ống fancol, bổ sung 20 ml cồn lạnh và bảo quản ở -20 độ C.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Xây dựng đường cong sinh trưởng của hai chủng ưa nhiệt

Thời gian nuôi cấy ảnh hưởng đến mật độ tế bào sống trong dịch lên men và quyết định thời gian thu được sinh khối tối đa Nghiên cứu khảo sát sự phát triển của hai chủng vi khuẩn VNY3 và VNY4 thông qua động học trên môi trường MRS - glucose, ở nhiệt độ 37°C, trong khoảng thời gian lên men từ 0 đến 24 giờ với tỷ lệ tiếp giống 10% Kết quả được thể hiện rõ trong hình 3.1a và 3.1b.

Hình 4a), 4b) : Đường cong sinh trưởng của chủng VNY3 (a) và VNY4 (b)

Từ hình 4a cho thấy, với tỷ lệ tiếp giống 10%, tương ứng với mật độ là 2,93x10 6 CFU/ml, trong 10h đầu mật độ tế bào chủng VNY3 tăng nhanh; từ 10–

Tốc độ phát triển của chủng VNY4 đạt tối đa vào lúc 18h với mật độ 1,45x10^8 CFU/ml Trong 10 giờ đầu, chủng này phát triển chậm với mật độ ban đầu là 2,5x10^5 CFU/ml, nhưng sau đó tăng nhanh chóng Từ 14 đến 18 giờ, chủng duy trì giai đoạn ổn định với mật độ tế bào tối đa đạt 1,52x10^8 CFU/ml sau 16 giờ nuôi cấy Do đó, thời gian lý tưởng để thu nhận sinh khối làm giống khởi động cho quá trình lên men pho-mát là trong khoảng từ 14 đến 18 giờ.

Mối tương quan giữa mật độ tế bào và mật độ quang

Trong thí nghiệm nuôi cấy vi sinh vật, việc xác định mật độ tiếp giống ban đầu là rất quan trọng Một phương pháp nhanh chóng để xác định mật độ tế bào là đo giá trị mật độ quang của dịch nuôi cấy Do đó, nghiên cứu đã tiến hành đánh giá mối tương quan giữa mật độ tế bào trong dịch nuôi cấy và mật độ quang trong giai đoạn sinh trưởng, từ pha thích nghi đến đầu pha cân bằng Kết quả thu được cho thấy rõ mối liên hệ này.

Hình 5: Đường tuyến tính giữa OD và mật độ tế bào CFU/ml của chủng VNY3

Trong nghiên cứu về chủng VNY3 và VNY4, đã xác định được mối tương quan tuyến tính giữa giá trị OD và mật độ tế bào CFU/ml trong giai đoạn từ 0h đến 18h, cho thấy giá trị OD cao tương ứng với mật độ tế bào sống cao Đường tuyến tính này cho phép xác định nhanh chóng mật độ tế bào, rất hữu ích cho các thí nghiệm sau này Khi thực hiện quá trình lên men sữa, việc xác định mật độ tế bào ban đầu nhanh chóng là cần thiết, đồng thời mẫu dịch lên men cũng được lấy để xác định chính xác mật độ tế bào giống CFU/ml Các kết quả nghiên cứu tiếp theo sẽ tiếp tục thể hiện mối liên quan đến tỷ lệ giống CFU/ml theo quy trình thí nghiệm được mô tả trong chương này.

Khả năng đông tụ sữa của các chủng vi khuẩn lactic ưa nhiệt

Lên men sữa là giai đoạn quan trọng đầu tiên trong quy trình sản xuất pho-mát Nghiên cứu các yếu tố như mật độ giống ban đầu và nhiệt độ lên men là cần thiết để phát triển quy trình công nghệ sản xuất pho-mát hiệu quả.

3.3.1 Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới khả năng đông tụ sữa

Thí nghiệm đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của mật độ tế bào đến thời gian đông tụ sữa ở nhiệt độ 42 °C đối với hai chủng ưa nhiệt VNY3 và VNY4 Kết quả cho thấy mối liên hệ rõ ràng giữa mật độ tế bào và thời gian đông tụ.

Hình 7: Ảnh hưởng của mật độ tế bào đến thời gian đông tụ của chủng VNY3 ở 42 o C

Kết quả cho thấy chủng VNY3 với mật độ tiếp giống ban đầu là 3,02x10^5 và 3,02x10^6 CFU/ml trong 2 giờ đầu, pH của sữa giảm chậm do chủng đang thích nghi Tuy nhiên, khi mật độ tế bào đủ lớn, nguồn đường trong sữa được sử dụng hết, dẫn đến pH giảm nhanh Mật độ 3,2x10^6 CFU/ml cho thời gian đông tụ nhanh hơn 2 giờ so với 3,02x10^5 CFU/ml Cụ thể, sữa với mật độ 3,2x10^6 CFU/ml đông tụ sau 8 giờ lên men, trong khi mật độ 3,02x10^5 CFU/ml đạt pH đông tụ 4,82 sau 10 giờ lên men.

Khác với chủng VNY3, chủng VNY4 cho thấy khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường trong 4 giờ đầu, với pH giảm dần Sau 4 giờ ở mật độ 1,28x10^6 CFU/ml, pH của sữa giảm mạnh và đông tụ ở thời điểm 8 giờ với pH đạt 4,35 Trong khi đó, khi mật độ tế bào giảm xuống 10 lần, thời gian lên men kéo dài hơn, và pH tại thời điểm đông tụ ở 14 giờ đạt 4,2.

Hình 8: Ảnh hưởng của mật độ tế bào đến thời gian đông tụ của chủng VNY4 ở 42 o C

Thời gian đông tụ của chủng VNY4 chênh lệch 6 giờ giữa hai mật độ, trong khi chủng VNY3 chỉ mất 2 giờ Điều này cho thấy mật độ tiếp giống ban đầu ảnh hưởng nhiều hơn đến thời gian đông tụ ở chủng VNY4 so với VNY3.

Dựa trên kết quả đã thu được, mật độ tiếp giống vào sữa được lựa chọn là 1x10^6 CFU/ml cho hai chủng VNY3 và VNY4 để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.

3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng đông tụ sữa Đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng đông tụ sữa của chủng VNY3 ở các nhiệt độ 30 o C, 37 o C, 42 o C với mật độ ban đầu là 3,02x10 6 CFU/ml Kết quả cho thấy, ở 42 o C sữa đông tụ trong thời gian ngắn nhất, pH giảm mạnh, tại thời điểm đông tụ 8 giờ là 4,91 Tiếp theo là ở 37 o C đông tụ sau 11 giờ và cuối cùng là 19 giờ ở 30 o C Trong 3 giờ đầu, ở cả ba dải nhiệt độ pH giảm không đáng kể, các giờ tiếp theo chủng đã thích nghi dần với nhiệt độ Ở 30 o C chủng phát triển rất chậm, khả năng sinh axit kém vì thế thời gian lên men sữa dài gấp 2 lần so với ở 37 o C và 42 o C

Hình 9: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian đông tụ của VNY3

Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng đông tụ sữa của chủng VNY4 Ở mật độ 1,28x10^6 CFU/ml, chủng này phát triển tốt nhất ở 42°C và 37°C, với thời gian đông tụ lần lượt là 8 giờ và 10 giờ, đồng thời pH giảm nhanh chóng Ngược lại, ở 30°C, thời gian lên men kéo dài gần 1 ngày, với pH tại thời điểm đông tụ là 4,34 sau 23 giờ.

Hình 10: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian đông tụ của VNY4

Kết quả cho thấy đặc điểm của chủng ưa nhiệt Mặc dù nhiệt độ 42 °C thích hợp cho sự sinh trưởng của hai chủng VNY3 và VNY4, nhưng khi kết hợp với các chủng ưa ấm, nhiệt độ này không hỗ trợ sự phát triển của chúng Do đó, khi phối hợp các chủng ưa ấm và ưa nhiệt, nhiệt độ lên men tối ưu là 37 °C.

Phối hợp các chủng ưa ấm và ưa nhiệt trong lên men đông tụ sữa

Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của hai chủng giống ưa ấm VNC1 và VNC53 là 37 °C, với mật độ giống ban đầu 1x10^6 CFU/ml Mẫu pho-mát từ sự kết hợp của hai chủng này theo tỷ lệ 1x10^6 : 1x10^4 CFU/ml và riêng chủng VNC1 với mật độ 1x10^6 CFU/ml mang lại chất lượng cảm quan tốt Việc sử dụng bộ chủng VNC1 và VNC53 với tỷ lệ này không chỉ cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn giảm chi phí sản xuất giống khởi động Do đó, thí nghiệm kết hợp hai chủng VNC1 và VNC53 với tỷ lệ 1x10^6 /1x10^4 CFU/ml và riêng chủng VNC1 với mật độ 1x10^6 CFU/ml là cần thiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

3.4.1 Tỷ lệ mật độ tế bào các chủng trong hỗn hợp

Dựa vào các thông tin đã thu thập, tiến hành thí nghiệm kết hợp các chủng vi khuẩn ưa ấm VNC1 và VNC53 với các chủng ưa nhiệt VNY3 và VNY4 để lên men sữa Tỷ lệ mật độ tế bào giữa các chủng và kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 7: Kết quả phối hợp các chủng giống trong lên men sữa

Mẫu Tỷ lệ dự kiến

Thời gian đông tụ pH tại đông tụ

Việc kết hợp chủng vi khuẩn ưa nhiệt và ưa ấm chỉ làm giảm thời gian đông tụ sữa một cách không đáng kể Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất pho-mát, chất lượng sản phẩm lại phụ thuộc vào đặc tính của từng chủng Sự kết hợp nhiều chủng sẽ tạo ra sự đa dạng về các đặc tính như hệ enzym nội bào, peptidase, chuyển hóa citrate và axit lactic.

Hình 11: Các mẫu sữa sau khi đông tụ và gia nhiệt

Sau khi đông tụ, pho-mát tươi được sản xuất từ các mẫu đã chọn Đánh giá cảm quan pho-mát dựa trên các chỉ tiêu như màu sắc, mùi, vị và cấu trúc, với kết quả được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 8: Đánh giá cảm quan các mẫu pho-mát kết hợp chủng

Chỉ tiêu đánh giá Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Mẫu 8

Mẫu M5 được đánh giá cao về cảm quan, với sự kết hợp giữa hai chủng VNC1 và VNY3 ở tỷ lệ 10^6:10^6 CFU/ml, cho thời gian đông tụ nhanh tương đương với M1 có bổ sung VNC53 Kết quả cho thấy M5 không chỉ thu được khối lượng pho-mát thành phẩm lớn mà còn đạt độ ẩm yêu cầu (61,7%) Đánh giá từ người tiêu dùng cho thấy M5 được ưa chuộng về hương vị và kết cấu khi tan trong miệng Vì vậy, tỷ lệ tiếp giống ban đầu giữa hai chủng sẽ được giữ nguyên để tiến hành thí nghiệm động học.

Kết quả nghiên cứu cho thấy chủng VNY3 không thể sử dụng galactose Khi kết hợp với chủng VNC1, sự cạnh tranh về dinh dưỡng sẽ được giảm thiểu, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng nguồn cacbon, hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật không phải giống khởi động.

3.4.2 Động học của bộ chủng giống kết hợp

Tiến hành thí nghiệm động học của bộ chủng giống VNC1và VNY3 với tỷ lệ giống dự kiến ban đầu 10 6 :10 6 CFU/ml Kết quả như hình sau:

Hình 12: Kết quả động học của bộ chủng giống kết hợp VNC1:VNY3 tỷ lệ 10 6 :10 6 CFU/ml

Trong 2 giờ đầu, cả hai chủng VNY3 và VNC1 đều phát triển chậm, với mật độ tế bào của VNY3 chỉ đạt 2x10^6 CFU/ml Tuy nhiên, từ 2 đến 8 giờ, mật độ tế bào của cả hai chủng tăng nhanh chóng, với kết quả cuối cùng đạt 1,31x10^9 CFU/ml cho VNC1 và 6,95x10^8 CFU/ml cho VNY3 pH của sữa không thay đổi nhiều trong 6 giờ đầu, nhưng sau đó có sự gia tăng đáng kể về độ axit từ 0,391 đến 0,711 mmol/100g, điều này cho thấy 6 giờ đầu là thời gian cần thiết cho sự sinh trưởng của các chủng giống, dẫn đến việc chưa tích tụ nhiều axit lactic trong môi trường.

Đặc tính của pho-mát làm từ sữa lên men bởi hỗn hợp chủng

Kết thúc quá trình lên men, quện sữa được sử dụng để sản xuất pho-mát tươi

Hình 13: Pho-mát làm từ bộ chủng kết hợp

Một số đặc tính của mẫu pho-mát được thể hiện bảng dưới:

Bảng 9: Đặc tính của pho-mát làm từ bộ chủng kết hợp

Mẫu pH Độ axit Độ ẩm

Mẫu pho-mát có màu trắng ngà, mang hương thơm của bơ và kem, với vị chua vừa phải, ngậy và mặn hài hòa, có cấu trúc mềm mịn Hàm lượng EPS đạt 155,13 mg/l, cao hơn so với các mẫu pho-mát khác.

Lactococcus lactis subsp cremoris M11 và Streptococcus thermophilus T21 101,91

Hàm lượng EPS có tác động đến cấu trúc mịn và độ đàn hồi của pho-mát Tại một số quốc gia, việc bổ sung chất ổn định được yêu cầu nghiêm ngặt, do đó, việc phát triển giống có khả năng thay thế chức năng của chất ổn định được đánh giá cao.

Mẫu pho-mát làm từ sữa lên men bởi hỗn hợp chủng có hoạt tính chống oxy hóa cao, với hiệu suất đánh bắt gốc tự do đạt 84,87%, vượt trội hơn so với mẫu pho-mát sử dụng hỗn hợp chủng Lactococcus lactis subsp cremoris M11 và Streptococcus thermophilus T21 chỉ đạt 71,3% Các gốc tự do, hình thành từ quá trình trao đổi chất hoặc có trong thực phẩm, có thể gây ra sự oxy hóa các phân tử sinh học, dẫn đến chết tế bào và tổn thương mô Nghiên cứu của Halliwell và cộng sự (1984) chỉ ra rằng các bệnh như ung thư, xơ gan, xơ vữa động mạch và viêm khớp có liên quan đến sự oxy hóa do gốc tự do gây ra Do đó, việc tiêu thụ pho-mát không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.

Ngày đăng: 29/08/2023, 13:59

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
10. Cisem BULUT (2003), “Isolation and molecular characterization of lactic acid bacteria from cheese”, Izmir Institute of Technology, Turkey Sách, tạp chí
Tiêu đề: Isolation and molecular characterization of lactic acid bacteria from cheese
Tác giả: Cisem BULUT
Nhà XB: Izmir Institute of Technology
Năm: 2003
11. Cogan T. M., Barbosa M., Beuvier e., Branchi-Salvodari B., Cocconcelli P.S., FernandesbI., Gomez J., Gomez R., Kalantzopoulos G., Ledda A., Medina M., Rea M C: and Rodriguez E. (1997), “Characterization of the lactic acidbacteria in artisanal dairy products”, International of Dairy Research, (64): 409 – 421 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterization of the lactic acid bacteria in artisanal dairy products
Tác giả: Cogan T. M., Barbosa M., Beuvier e., Branchi-Salvodari B., Cocconcelli P.S., FernandesbI., Gomez J., Gomez R., Kalantzopoulos G., Ledda A., Medina M., Rea M C, Rodriguez E
Nhà XB: International of Dairy Research
Năm: 1997
14. Dubois M., K. Gillie s, I. Hamilton, P. Peters and E.Smith (1956), “Colometric method for determination of sugars and related substances”, Analytical Chemistry, (28): 350 – 356 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Colometric method for determination of sugars and related substances
Tác giả: M. Dubois, K. Gillies, I. Hamilton, P. Peters, E. Smith
Nhà XB: Analytical Chemistry
Năm: 1956
15. Elisa Sgarbi (2012), Non stater lactic acid bacteria during cheese ripening: survival, growth and production of molecules potentially involved in aroma formation, University of Parma, Italia Sách, tạp chí
Tiêu đề: Non stater lactic acid bacteria during cheese ripening: survival, growth and production of molecules potentially involved in aroma formation
Tác giả: Elisa Sgarbi
Nhà XB: University of Parma
Năm: 2012
16. Fatma A. M. Hassan, Mona A M. Abd El – Gawad, A. K. Enab (2013), “Flavour Compounds in Cheese (Review)”, Research on Precision Instrument and Machinery, (2): 15 – 29 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Flavour Compounds in Cheese (Review)
Tác giả: Fatma A. M. Hassan, Mona A M. Abd El – Gawad, A. K. Enab
Nhà XB: Research on Precision Instrument and Machinery
Năm: 2013
17. Garrault, P., J. M. Faurie, J. Mengaud, A. Druesne, and G. Quere- Chassang. (2006). “Souche de Streptococcus thermophilus AMI déficiente Sách, tạp chí
Tiêu đề: Souche de Streptococcus thermophilus AMI déficiente
Tác giả: P. Garrault, J. M. Faurie, J. Mengaud, A. Druesne, G. Quere- Chassang
Năm: 2006
18. Garvie E.I. (1984), “Taxonomy and Identification of Bacteria Important in Cheese and Fermented Dairy Products”, Advances in The Microbiology and Biochemistry of Cheese and Fermented Milk, pp. 35 – 67 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Advances in The Microbiology and Biochemistry of Cheese and Fermented Milk
Tác giả: Garvie E.I
Năm: 1984
19. Gayathri Balakrishnam, Ren Agrawal (2014), “Antioxidant activity and fatty acid profile of fermented milk prepared by Pediococcus pentosaceus”, Journal of Food Science and Technology, 51(12): 4138 – 4142 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Antioxidant activity and fatty acid profile of fermented milk prepared by Pediococcus pentosaceus
Tác giả: Gayathri Balakrishnam, Ren Agrawal
Nhà XB: Journal of Food Science and Technology
Năm: 2014
20. Gelais D. St-, J. Lessard, C. P. Champagne and J.- C. Vuillemard (2009), “Production of fresh Cheddar cheese curds with controlled postacidification and enhanced flavor”, Journal of Dairy Science, (92):1856–1863 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Production of fresh Cheddar cheese curds with controlled postacidification and enhanced flavor
Tác giả: D. Gelais, J. St-, C. P. Champagne, J.-C. Vuillemard
Nhà XB: Journal of Dairy Science
Năm: 2009
21. Halliwell B., Gutteridge JMC. (1984), “Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease”. Biochemical Juornal, (219): 1 – 4 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease
Tác giả: Halliwell B., Gutteridge JMC
Nhà XB: Biochemical Journal
Năm: 1984
22. Ivano De Noni, Richard J. FitzGerald, Hannu J. T. Korhonen, Yves Le Roux, Chris T. Livesey, Inga Thorsdottir, Daniel Tomé, Renger Witkamp (2009), “Review of the potential health impact of β-casomorphins and related peptides”, EFSA Scientific Report, (231): 1-107 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Review of the potential health impact of β-casomorphins and related peptides
Tác giả: Ivano De Noni, Richard J. FitzGerald, Hannu J. T. Korhonen, Yves Le Roux, Chris T. Livesey, Inga Thorsdottir, Daniel Tomé, Renger Witkamp
Nhà XB: EFSA Scientific Report
Năm: 2009
23. Kandler O. & Weiss N. (1986) Regular, Non sporing Gram-positive rods. In Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology (pp. 1209-1234).P.H.A. Sneath, N.S. Mair, M.E. Sharpe and J.G. Holt eds Baltimore, MD, USA Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology
Tác giả: Kandler O., Weiss N., P.H.A. Sneath, N.S. Mair, M.E. Sharpe, J.G. Holt
Nhà XB: Baltimore, MD, USA
Năm: 1986
24. Kosikowski F.Y., Vikram V. Mistry V.V., Frank V. Kosikowski F.V . (1993) Cheese & Fermented Milk Foods, 3rd ed., Vol. 2, Brooktondale, N.Y.. Fox, P.F. : 2-6 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cheese & Fermented Milk Foods
Tác giả: Kosikowski F.Y., Vikram V. Mistry V.V., Frank V. Kosikowski F.V
Nhà XB: Fox, P.F.
Năm: 1993
25. Lopez-Diaz T.M., Alonso C.,Roman, C. Garcia-Lopez M.L., and Moreno, B. (2000), “Lactic acid bacteria isolated from a hand-made blue cheese”, Food Microbiology, (17): 23 – 32 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Lactic acid bacteria isolated from a hand-made blue cheese
Tác giả: Lopez-Diaz T.M., Alonso C., Roman C., Garcia-Lopez M.L., Moreno B
Nhà XB: Food Microbiology
Năm: 2000
26. McSweeney, P. L. H. (2004). “Biochemistry of cheese ripening”. Int. J. Dairy Technol. (57): 127–144 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Biochemistry of cheese ripening
Tác giả: P. L. H. McSweeney
Nhà XB: Int. J. Dairy Technol.
Năm: 2004
27. Mucchetti G., & Neviani E. (2006) “Microbiologia e tecnologia lattiero casearia”. Qualità e sicurezza. Tecniche Nuove, Milano, Italy Sách, tạp chí
Tiêu đề: Microbiologia e tecnologia lattiero casearia
Tác giả: Mucchetti G., Neviani E
Nhà XB: Tecniche Nuove
Năm: 2006
28. Oberg, C. J., and J. R. Broadbent (1993). “Thermophilic starter cultures—Another set of problems”. J. Dairy Sci. (76): 2392–2406 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thermophilic starter cultures—Another set of problems
Tác giả: C. J. Oberg, J. R. Broadbent
Nhà XB: J. Dairy Sci.
Năm: 1993
29. Pablo Sebastián RIMADA, Analía Graciela ABRAHAM (2003), “Comparative study of different methodologies to determine the exopolysaccharide produced by kefir grains in milk and whey”, Lait, ( 83):79- 87 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Comparative study of different methodologies to determine the exopolysaccharide produced by kefir grains in milk and whey
Tác giả: Pablo Sebastián RIMADA, Analía Graciela ABRAHAM
Nhà XB: Lait
Năm: 2003
30. Palles T.,T.Beresford, S.Condon and T.M.Cogan (1988), “Citrate metabolism in Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum”, Journal of Applied Microbiology, (85): 147–154 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Citrate metabolism in Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum
Tác giả: Palles T., T. Beresford, S. Condon, T. M. Cogan
Nhà XB: Journal of Applied Microbiology
Năm: 1988
31. Patrick F.Fox and Paul L.H.McSweeney (1998), Dairy chemistry and biochemistry, Great Britain Sách, tạp chí
Tiêu đề: Dairy chemistry and biochemistry
Tác giả: Patrick F.Fox, Paul L.H.McSweeney
Nhà XB: Great Britain
Năm: 1998

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm