ứng dụng lên men lactic trong sản xuất sữa chua

ứng dụng lên men lactic trong sản xuất sữa chua

ỨNG DỤNG LÊN MEN LACTIC TRONG

SẢN XUẤT SỮA CHUA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa kỹ thuật

GIỚI THIỆU SỮA CHUA

THÀNH PHẦN SỮA CHUA

LỢI ÍCH CỦA SỮA CHUA

QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA

1 GIỚI THIỆU SỮA CHUA

• Sữa chua (hay yaourt, yogurt) thực chất là sữa

bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được cho lên men với các chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột (Lactobacillus bulgaricus, Streptocoocus thermophilus) giúp chuyển đường sữa thành lactic tạo ra độ chua của một loại thực phẩm hấp dẫn

1

Có hai dạng sữa chua: Dạng lỏng như nước gọi là sữa chua uống và dạng sệt do chất casein trong sữa được đông đặc gọi là sữa chua ăn.

1

Sản phẩm sữa được chế biến

từ sữa tươi, sữa đặc hoặc

sữa bột và chất béo sữa các

loại và được lên men bởi

CÁC LOẠI SỮA CHUA PHỔ BIẾN

Sữa chua (Yoghurt)

1

Sản phẩm sữa chua chứa hàm lượng chất béo nhỏ hơn 0,5%.

CÁC LOẠI SỮA CHUA PHỔ BIẾN

Sữa chua gầy (Skimmed yoghurt)

1

Sản phẩm sữa chua được xử

lý nhiệt sau khi lên men

Chúng không còn chứa các

vi sinh vật sống

2 THÀNH PHẦN CỦA SỮA CHUA

2

• Sữa chua có một giá trị dinh dưỡng khá đáng kể: Trong 100g sữa chua chứa khoảng 100Kcal (bằng khoảng 1/2 chén cơm hay 2 trái chuối xanh), cung cấp 260kJ năng lượng, có chất đường (15,4g), chất đạm (3,1g), chất béo (3g), calci và một số loại vitamin Một số loại sữa chua còn thêm DHA (chất béo không no chuỗi dài) có tác dụng giúp sáng mắt và tăng chỉ số phát triển trí tuệ

• Mặt khác, trong sữa chua có chất kháng sinh gọi là lactocidine, có khả năng chống lại các virut, đề kháng với các bệnh do virut gây ra Đã có những nghiên cứu cho thấy việc ăn sữa chua 3 lần/tuần thì hệ miễn dịch được tăng cường

3 LỢI ÍCH CỦA SỮA CHUA

Sữa tươi là một loại thực

phẩm quý, giàu chất dinh

dưỡng như đạm, đường,

khoáng, vitamin và các

chất khoáng….

3

Sự lên men lactic được sử

dụng rộng rãi trong việc chế

biến sữa thành các loại sản

phẩm như sữa chua, yaourt,

fomai… vừa tăng giá trị dinh

dưỡng, vừa có tính chất chữa

bệnh đường ruột giúp ta ăn

ngon miệng, dễ tiêu hóa mà

còn có tác dụng bảo quản lâu

Kích thích sự đáp ứng miễn

dịch và làm giảm cholesterol

huyết thanh, nó trở nên nhiều

chất bổ dưỡng và dễ hấp thụ

vào máu Có lẽ vì vậy mà có

thể hấp thụ sữa chua nhiều

hơn gấp 3 lần sữa tươi, dùng

cho người bệnh vừa mới khỏi,

suy nhược, biếng ăn rất tốt

3

3 LỢI ÍCH CỦA SỮA CHUA

Sữa chua vẫn giữ được và làm giàu

thêm các chất protein, vitamin và

khoáng chất cần thiết, giúp cân bằng

hệ vi khuẩn, tăng cường khả năng đề

kháng của cơ thể 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

3 LỢI ÍCH CỦA SỮA CHUA

Sữa chua còn được được

xem như một loại thực mỹ

phẩm chăm sóc da hiệu

quả

3

4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT SỮA CHUA

3

4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

SỮA CHUA

Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic Lên men lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng

(Lacobacillus, Lacidophillus ) lên men đường lactoza có trong sữa để tạo thành acid lactic Để tiến trình lên men nhanh

và ổn định, người ta cho thêm loại vi

4

LÊN MEN LACTIC

Lên men Lactic đồng hình

Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90- 98% tổng sản phẩm lên men, sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO2, axetoin

4

Vi khuẩn Lactic đồng hình

Glucozơ Axit Lactic

LÊN MEN LACTIC

Lên men Lactic dị hình

Gọi lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic còn nhiều sản phẩm phụ:

axit acetic, rượu ethylic, CO2, dextran…

Biến đổi đường sữa (lactose)

 Giai đoạn đầu của quá

trình lên men lactic là sự

thủy phân đường lactoza

dưới tác dụng của men

lactaza, sản phẩm tạo

thành là đường glucoza

và galactoza Các loại

đường này sẽ bị chuyển

hóa tiếp qua nhiều phản

LÊN MEN LACTIC

Trong quá trình lên men lactic, ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình), acid lactic, ethanol, CO2 (lên men dị hình), quá trình lên men còn tạo nhiều các sản phẩm phụ khác như: acid bay hơi, este thơm, vitamin B1, vitamin C khiến sản phẩm có mùi thơm đặc trưng Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic Đáng chú ý nhất là diacetyl và

4

Acetate oxaloacetate

TPP

Acetaldehyde-te Acetolact ate

Acetyl - CoA

CoASH+T PP

Glucose phosphate

phosphate

Xylose-5-Aceta te

CoA

LÊN MEN LACTIC

Mixen

KHẢ NĂNG ĐÔNG TỤ CASEIN

Trong sữa các casein có

KHẢ NĂNG ĐÔNG TỤ CASEIN

 Sữa tươi luôn có độ pH xấp xỉ 6.6- 6.7 và các mixen casein mang điện tích âm Vì tất cả các mixen đều có điện tích âm nên chúng đẩy nhau nên các mixen tồn tại dưới dạng keo

 Các phân tử nước cũng liên kết với các điện tích của casein và góp phần duy trì các mixen trong dung dịch

 Khi giảm độ pH, các ion H+ của axit sẽ liên kết với các mixen casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của mixen casein Khi đến giới hạn, các mixen casein sẽ đông tụ ở pH 4.5- 4.7

4

Cazeinat Canxi Axit lactic Axit Cazeinic Canxi lactat

Axit Cazeinic tự do không hòa tan, do

đó gây đông tụ sữa

KHẢ NĂNG ĐÔNG TỤ CASEIN

 Bên cạnh khả năng đông tụ bởi axit, casein còn bị đông tụ bởi renin

 Là quá trình thủy phân hạn chế casein x làm

cho chúng tạo gel.

 Sự đông tụ tạo ra do loại bỏ một phần casein- glycopeptit, làm giảm sự tích điện bề mặt của mixen tức là làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các mixen Bề mặt của các mixen trở nên ưa béo và do đó mà các mixen liên hợp một cách

dễ dàng

4

VI KHUẨN LACTIC SẢN XUẤT SỮA CHUA

• Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus):

Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45-500C trong môi trường có độ acid cao Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose

4

VI KHUẨN LACTIC SẢN XUẤT

SỮA CHUA

4

• Streptococcus thermophilus(S thermophilus)

Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37-400C Đây cũng là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ đun nóng đến 650C trong 30 phút nhưng chỉ phát triển được trong môi trường

acid thấp hơn L.bulgaricus.

VI KHUẨN LACTIC

4

 Hai loài vi khuẩn nêu trên thuộc loại vi khuẩn hiếu khí và

chịu được môi trường có độ acid thấp (pH = 4-4,5).

cho thấy: ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất, pH của sữa thích hợp cho loài Streptococcus hoạt động chiếm ưu thế và đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu

kích thích sự phát triển của Streptococcus, độ acid tăng lên

pH của sữa thay đổi làm cho Streptococcus khó phát triển Lúc này Lactobacillus sẽ thay thế chỗ và sự vón cục của sữa bắt đầu.

VI KHUẨN LACTIC

4

 Sau khi thanh trùng ở nhiệt độ 950C, sữa được làm lạnh đến nhiệt độ 42-460C và cấy hai loại vi khuẩn trên để thực hiện quá trình lên men ở nhiệt độ 40-500C trong thời gian 2-3h

 Để sản phẩm có độ chua nhẹ và thơm, người ta có thể

sử dụng tế bào của vi khuẩn Streptococcus ở giai đoạn non và khi môi trường lên men có độ acid thấp Ngược lại, muốn sữa chua có độ acid cao thì cần sử dụng tế bào Streptococcus già hơn hoặc sử dụng Lactobacillus

Ageing Thanh trùng

Nếu nguyên liệu

Dòng sữa được cho qua

thiết bị trao đổi nhiệt

dạng vĩ có nước lạnh

bên ngoài để nhiệt độ

còn 5oC Dẫn tới bồn

ageing

Sữa để yên trong bồn

1-2 giờ, ở 5oC Tới nhiệt độ thích hợp

quá trình lên men của

vi khuẩn lactic (43oC)

Thanh trùng

Nâng nhiệt lên 95oC trong 1 phút

Men được sử dụng là giống

Lactobacteriaceas Sữa sau

khi được hạ nhiệt xuống

còn 43oC (pH lúc này phải

đạt khoảng 4,4 – 4,5) cùng

lúc men từ bồn men được

bơm vào bồn cấy men

Lượng men bơm vào chiếm

5% tổng khối lượng sản

phẩm

43oC; 4 -5 giờ, pH sau ủ khoảng 4,7 - 4,8 Ủ nhằm mục đích tạo đủ thời gian, tạo điều kiện thích hợp cho quá trình lên men chuyển hoá đường lactose thành acid lactic

THIẾT BỊ SẢN XUẤT SỮA CHUA

Thiết bị trao đổi nhiệt

dạng tấm Nguồn: TetraPak

4

Thiết bị đồng hóa áp

suất cao Nguồn: TetraPak

THIẾT BỊ SẢN XUẤT SỮA CHUA

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ

TRÌNH LÊN MEN

Để sản xuất được thực phẩm lên men với chất lượng mong muốn, chúng ta cần phải :

 Chọn được giống vi sinh vật thích hợp

 Xác định được môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỷ lệ tối ưu

 Xác định được các điều kiện lên men 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 oxy, sự khuấy trộn

4

KẾT LUẬN

Sữa chua là một thức ăn bổ dưỡng, có thể dùng như một thức uống giải khác Lợi ích do sữa chua mang lại là rất lớn, vừa cung cấp năng lượng, vitamin, khoáng chất cần thiết vừa tăng sức đề kháng cho cơ thể Hàng ngày rất nhiều người thích ăn sữa chua Sữa chua cũng thường

là một khẩu phần sữa thường xuyên của các em nhỏ

Cải tạo giống VSV

• Huấn luyện thích nghi từ từ với môi trường