Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất sữa chua thạch

Hàng loạt các sản phẩm đa dạng về chủng loại đã dần được các công ty sản xuất sữa đưa ra thị trường nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng như các sản phẩm sữa tươi, sữa

TRẦN PHÚ CƯỜNG

Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT

SỮA CHUA THẠCH”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khoa : CNSH - CNTP

Khoá học : 2010 - 1014

Thái Nguyên, năm 2014

TRẦN PHÚ CƯỜNG

Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT

SỮA CHUA THẠCH ”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Lớp : 42 – CNTP

Khoa : CNSH & CNTP

Khoá học : 2010 - 1014 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đinh Thị Kim Hoa Khoa CNSH & CNTP - ĐH Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2014

Nông Lâm Thái Nguyên, các phòng ban liên quan, Ban chủ nhiệm khoa CNSH & CNTP, cùng toàn thể các thầy cô giáo khoa CNSH & CNTP đã giảng dạy, hướng dẫn tôi để tôi có những kiến thức như ngày hôm nay

Trong suốt thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm khoa CNSH & CNTP, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo bộ môn để có thể hoàn thành tốt khóa luận này Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới Ths Đinh Thị Kim Hoa – giảng viên khoa CNSH & CNTP – Trường

Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, người đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ tôi rất

nhiều trong quá trình thực hiện bài khóa luận của mình

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện khóa luận tôi còn nhận được rất nhiều sự

động viên và giúp đỡ từ phía gia đình, người thân và tập thể các bạn trong lớp

Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên

Trần Phú Cường

Trang

Bảng 2.1 Thị trường sữa thế giới 3

Bảng 2.2 Công suất của một số nhà máy chế biến sữa năm 2005 [11] 4

Bảng 2.3 Chỉ tiêu các đại lượng vật lý của sữa bò [3] 5

Bảng 2.4 Thành phần hóa học trong 1 lít sữa [3] 5

Bảng 2.5 Các axit béo chủ yếu trong sữa [3] 8

Bảng 2.6 Thành phần các protein hòa tan trong sữa bò (Brunner, 1981) 9

Bảng 2.7 Thành phần axit amin trong sữa (mg%) [2] 10

Bảng 2.8 Hàm lượng các vitamin trong sữa (mg/l) 11

Bảng 2.9 Hàm lượng các chất khoáng vi lượng có trong sữa (mg/kg) 11

Bảng 2.10 Hàm lượng các chất khoáng đa lượng có trong sữa (mg/kg) 12

Bảng 3.1 Bảng phân loại sữa dựa vào thời gian mất màu xanh metylen 35

Bảng 3.2 Các hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu 36

Bảng 3.3 Bảng phân cấp chất lượng sản phẩm 36

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ bột rau câu bổ sung đến thời gian lên men 37

Bảng 4.2 Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm sữa chua thạch khi thay tỉ lệ bột rau câu bổ sung 37

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống bổ sung đến thời gian lên men 39

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống bổ sung đến chất lượng sản phẩm 39

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến thời gian lên men 41

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng sản phẩm 41

Bảng 4.7 Bảng chỉ tiêu chất lượng sản phẩm sữa chua thạch 44

Bảng 4.8 phần trăm tiêu hao tổng cộng của từng nguyên liệu phụ khi sản xuất 46

Hình 2.1 Quy trình sản xuất sữa chua ăn tại công ty sữa quốc tế idp 18

Hình 2.2 Quy trình sản xuất sữa chua uống kefir 19

Hình 2.3 Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung thạch dừa 20

Hình 3.1 Quy trình sản xuất sữa chua thạch dự kiến 31

Hình 4.1 Quy trình sản xuất sữa chua thạch 43

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới và ở Việt Nam 3

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới 3

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trong nước 3

2.2 Tổng quan về sữa nguyên liệu 4

2.2.1 Một số tính chất vật lý của sữa bò 4

2.2.2 Thành phần hóa học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi 5

2.2.2.1 Nước 6

2.2.2.2 Đường lactose 6

2.2.2.3 Chất béo 7

2.2.2.4 Các hợp chất có chứa nitơ 8

2.2.2.5 Các vitamin và khoáng chất 11

2.2.2.6 Các hợp chất khác 12

2.2.3 Những biến đổi thành phần của sữa trong quá trình bảo quản 13

2.2.3.1 Các biến đổi vật lý 13

2.2.3.2 Các biến đổi sinh học 13

2.2.3.3 Các biến đổi hóa học và hóa sinh 13

2.2.4 Các phương pháp bảo quản sữa 13

2.2.5 Các sản phẩm chế biến từ sữa 14

2.2.5.1 Sữa tươi 14

2.2.5.2 Sữa bột 14

2.2.5.3 Sữa đặc 14

2.2.5.4 Phomat 14

2.3 Tổng quan về sữa chua 15

2.3.1 Khái niệm về sữa chua 15

2.3.3.2 Sữa chua acidophilus 15

2.3.3.3 Sữa chua yaourt 15

2.3.3.4 Sữa chua kefir 16

2.3.3.5 Sữa chua kumiss 16

2.3.4 Lợi ích của việc sử dụng sữa chua 16

2.3.5 Một số quy trình sản xuất sữa chua 18

2.3.5.1 Quy trình sản xuất sữa chua ăn tại công ty sữa quốc tế idp 18

2.4 Tổng quan về vi khuẩn lactic và ứng dụng của nó trong sản xuất sữa chua 21

2.4.1 Giới thiệu chung về vi khuẩn lactic 21

2.4.2 Lịch sử quá trình lên men lactic 21

2.4.3 Bản chất và cơ chế quá trình lên men lactic 22

2.4.3.1 Bản chất quá trình lên men 22

2.4.3.2 Cơ chế quá trình lên men 23

2.4.4 Vi khuẩn sử dụng trong quá trình lên men sữa chua 23

2.4.4.1 Chủng Streptococcus Thermophilus 23

2.4.4.2 Chủng lactobacillus Bulgaricus và L.acidophillus 24

2.4.4.3 Chủng Bifidobacterium.ssp 24

2.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic 25

2.4.5.1 Giống vi sinh vật 25

2.4.5.2 Môi trường lên men 25

2.4.5.3 Điều kiện lên men 25

2.5 Tổng quan về bột rau câu 26

2.5.1 Giới thiệu chung về bột rau câu 26

2.5.2 Tính chất của bột rau câu 26

2.5.3 Ứng dụng 27

2.5.4 Tác dụng của bột rau câu trong sản xuất sữa chua 28

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.1 Nguyên liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 29

3.2.1 Hóa chất nghiên cứu 29

3.2.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 29

3.3 Nội dung nghiên cứu 30

3.4 Phương pháp nghiên cứu 31

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 31

3.4.2 Phương pháp phân tích 33

3.4.2.1 Xác định hàm lượng protein theo phương pháp kjendahl 33

3.4.2.2 Xác định hàm lượng lipit theo phương pháp Shocklessh 34

3.4.2.3 Xác định chỉ tiêu vi sinh vật bằng chất chỉ thị xanh metylen 35

3.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 35

3.4.4 Phương pháp sử lý số liệu 36

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ bột rau câu bổ sung đến thời gian lên men và chất lượng sản phẩm 37

4.2 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ giống bổ sung đến thời gian lên men và chất lượng sản phẩm 39

4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến thời gian lên men và chất lượng sản phẩm 41

4.4 Hoàn thiện quy trình sản xuất sữa chua thạch 43

4.5 Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua thạch 44

4.6 Sơ bộ tính toán giá thành sản phẩm trên quy mô phòng thí nghiệm 45

4.6.1 Tiêu hao nguyên liệu chính 45

4.6.2 Tiêu hao nguyên liệu phụ 45

4.6.3 Chi phí nguyên liệu để sản xuất 1000 hộp sữa chua thạch 46

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

5.1 Kết luận 47

5.2 Kiến nghị 47

TÀI LIỆU THAMKHẢO 48

động vật, đặc biệt là cơ thể con người Do vậy sữa được coi là một loại thực

phẩm không thể thiếu được trong cuộc sống của mỗi chúng ta

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất sữa trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ cả về số lượng lẫn chất lượng Hàng loạt các sản phẩm đa dạng về chủng loại đã dần được các công ty sản xuất sữa đưa ra thị trường nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng như các sản phẩm sữa tươi, sữa bột, sữa đặc và sữa chua Đặc biệt trong đó phải kể đến là sữa chua, một loại thực phẩm đang được rất ưa chuộng trên thế giới và ở cả Việt Nam Sữa chua là một loại thực phẩm

được lên men một cách tự nhiên nên rất tốt cho sức khỏe con người Quá trình

lên men tạo cho sữa chua có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng Không chỉ có vậy

mà quá trình lên men còn tạo ra trong sữa chua một số loại vi khuẩn sinh enzym proteaza, có lợi cho đường ruột, kích thích hệ tiêu hóa làm việc tốt hơn Ngoài ra còn có vi khuẩn lactic sinh ra trong quá trình lên men giúp kích thích

sự gia tăng về số lượng các vi khuẩn có lợi trong đường ruột, khử một số hoạt tính gây hại, giúp cơ thể sử dụng triệt để canxi, phospho, sắt, làm tăng interferron gama trong cơ thể, kích thích sự tiêu hóa, tăng khả năng tiêu hóa, tăng cường hệ miễn dịch, tạo cảm giác ngon miệng và tăng khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm Theo nghiên cứu, nếu chúng ta sử dụng sữa chua đều đặn hằng ngày còn có tác dụng làm chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế các bệnh đường ruột, giảm viêm loét dạ dày và

ngăn ngừa nguy cơ loãng xương (Lâm Xuân Thanh, 2008)[3]

Biết được những vai trò quan trọng và lợi ích của việc sử dụng sữa chua cũng như để tạo nên sự khác biệt, đa dạng về chủng loại, cách thưởng thức sữa

chua của mỗi người cho nên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu

xây dựng quy trình sản xuất sữa chua thạch”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích

Nghiên cứu xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua thạch để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, ổn định nhằm đa dạng hóa sản phẩm

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Nghiên cứu được ảnh hưởng của các thông số công nghệ (tỷ lệ bột rau câu bổ

sung, tỷ lệ giống bổ sung, nhiệt độ lên men) đến chất lượng sản phẩm sữa chua thạch

- Xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua thạch

- Phân tích được các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua thạch

- Tính toán được sơ bộ giá thành sản phẩm trên quy mô phòng thí nghiệm

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới và ở Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới

Sản xuất sữa trên thế giới trong năm 2009 ước đạt 701 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2008 Tốc độ tăng trưởng sản xuất ở các nước đang phát triển nhanh hơn các nước phát triển và rõ nét vào năm 2010 Dự kiến là tăng trưởng ở các nước đang phát triển sẽ là 4% so với sản lượng ở các nước phát triển, trong khi sản lượng sữa ở các nước phát triển không thấy thay đổi Sản lượng sữa năm 2010 sẽ tăng khoảng

2% lên 714 triệu tấn [8]

Bảng 2.1 Thị trường sữa thế giới

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trong nước

Sữa và các sản phẩm sữa là những loại thực phẩm truyền thống và thông dụng

ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ Tuy nhiên ở Việt Nam lại không phải thực phẩm

truyền thống Từ khi mở cửa đến nay, mặc dù tiêu dùng sữa trên đầu người ở Việt Nam còn thấp, năm 2007 đạt 12,3 kg/người năm 2009 là 12kg/người Sản lượng sữa trong 8 năm qua tăng bình quân 27,2% do năng suất sữa được cải thiện Sản lượng sữa từ 64,7 nghìn tấn năm 2001 tăng lên 262 nghìn tấn năm 2008, tuy nhiên mới chỉ

đáp ứng khoảng 22% nhu cầu trong nước Trước năm 1990, Việt Nam chỉ có một số

nhà máy chế biến sữa do nhà nước quản lý Tuy nhiên, sự phát triển của ngành sữa

đã khiến cho số lượng nhà máy không ngừng mở rộng Tính đến năm 2005 có 8

công ty sữa với tổng cộng 17 nhà máy chế biến sữa Từ năm 2006-2007 một số công ty mới được mở, nâng số nhà máy chế biến sữa trên cả nước lên con số 22 Trong đó, công ty Vinamilk là lớn nhất với 9 nhà máy và có tổng công suất thiết kế quy ra sữa tươi là 1,2 tỷ lít/năm Tiếp theo là nhà máy sữa Dutch Lady Hiện nay, công ty Vinamilk có 16 nhà máy Tiếp theo là Dutch Lady, Công ty cổ phần sữa Quốc tế hiện có 2 nhà máy [11]

Bảng 2.2 Công suất của một số nhà máy chế biến sữa năm 2005 [11]

2.2 Tổng quan về sữa nguyên liệu

(gồm cả động vật đơn huyệt) Khả năng tạo ra sữa là một trong những đặc điểm để phân định động vật có vú với các loài dộng vật khác Sữa được tạo ra là nguồn dinh dưỡng ban đầu cho động vật lúc mới sinh, để chúng ăn trước khi chúng có thể tiêu hóa được các loại thực phẩm khác Sữa được tiết ra ban đầu gọi là sữa non Sữa non

có chứa các kháng thể từ mẹ để cung cấp cho con non do đó sữa non giúp con non giảm được nguy cơ nhiễm một số bệnh Ngoài ra sữa là một loại chất giúp cải thiện dinh dưỡng, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Tỉ lệ các chất dinh dưỡng có trong sữa của các loài động vật là khác nhau nhưng chúng đều bao gồm các thành phần chính như: nước, chất béo, protein, đường lactose, vitamin và khoáng chất Những con vật cho nhiều sữa nhất là: trâu, bò, cừu và dê Sữa được chế biến và sử dụng rộng khắp ở nhiều quốc gia và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong bữa ăn của mỗi gia đình Ở Việt Nam, sữa bò vừa là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho con người, vừa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm, do đó sữa đóng vai trò vô cùng quan trọng [3]

2.2.1 Một số tính chất vật lý của sữa bò

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước, có

vị đường nhẹ và có mùi không rõ nét Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu trắng ngà đến màu vàng nhạt, có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ Sữa bò thường có những tính chất

được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.3 Chỉ tiêu các đại lượng vật lý của sữa bò [3]

2.2.2 Thành phần hóa học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi

Sữa là một trong những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể con người và các loại động vật hấp thụ Sữa bò tươi là một hỗn hợp bao gồm các thành phần chính như: nước, chất béo, protein, và đường Ngoài ra còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ bao gồm các vitamin và khoáng chất Hàm lượng này có thể thay đổi tùy thuộc vào giống, điều kiện chăn nuôi, tình trạng sức khỏe, chế độ ăn uống, thời tiết, chăm sóc

Bảng 2.4 Thành phần hóa học trong 1 lít sữa [3]

Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo :

các sắc tố (β-caroten), sterol (cholesterol), các vitamin

2.2.2.1 Nước

Nước tự do: nước tự do chiếm 96-97% tổng lượng nước Nó có thể được tách

ra trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô Nước tự do

ở dạng hạt có kích thước khác nhau, phân bố một cách tương đối đồng đều trong

sản phẩm

Nước liên kết: nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ khoảng 3-4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, phosphattit,

=NH,-CO-NH- Hàm lượng nước liên kết này trong các sản phẩm sữa rất khác nhau (sữa gầy 2,13-2,59%, sữa non 4,15% ) Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ

tinh khiết với lactoza dưới dạng C12H22O11 H2O [3]

2.2.2.2 Đường lactose

Đường trong sữa được gọi là lactose và chỉ tìm thấy duy nhất trong sữa động

vật Lactose tạo vị hơi ngọt cho sữa Trong sữa đường lactose tồn tại dưới 2 dạng: dạng α- lactose monohydrate C12H22O11 H2O và dạng β- lactose anhydrous

C12H22O11 Ngoài lactose, trong sữa còn chứa glucose (hàm lượng 70mg/l), galactose (20mg/l) và các hợp chất glucide chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, N-

acetyl galactosesamine, axit N-acetyl neuraminic tuy nhiên hàm lượng các chất

này rất thấp

Độ ngọt của lactose kém saccaroza 30 lần, độ hòa tan trong nước kém hơn

saccaroza Khi gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactose Ở nhiệt độ cao hơn

100oC xảy ra sự biến màu do sự xuất hiện các melanoit tạo thành khi các axit amin của sữa tác dụng với lactose và lactose bị phân giải một phần tạo thành các axit lactic, axit formic làm cho sữa có màu nâu và tăng độ chua của sữa lên 1-2oT [3]

2.2.2.3 Chất béo

Chất béo sữa (milk fat) được coi là thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E) Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm Có tới 98-99% chất béo của sữa là các triglyxerit, 1-2% còn lại là các phospholipit, cholesterrol, caroten, vitamin A, D, E và K

Trong sữa có 18 axit béo Mỗi glixerol có thể kết hợp với ba phân tử axit béo Axit béo này có thể cùng loại hoặc khác loại Vì vậy số glixerit khác nhau là vô cùng lớn

Chất béo sữa bao gồm các triglixerit, diglixerit, axit béo, sterol, carotenoit, vitamin A, D, E, K và một số chất khác

Khi để yên sữa, một lớp váng sữa (cream) sẽ được tạo thành trên bề mặt Dưới kính hiển vi người ta nhận thấy trong váng sữa có rất nhiều thể hình cầu với kích thước khác nhau, nổi tự do trong sữa Mỗi thể cầu mỡ được bao bọc bằng một màng mỏng Các thể hình cầu đó là các mỡ và màng bao của chúng được tạo thành chủ yếu từ protein và các phosphatit Màng bao của các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo

vệ, giữ chúng không bị phá hủy bởi các enzym có trong sữa

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu có đường kính từ 0,1-20µm (đường kính trung bình từ 3 đến 4µm) Trong 1ml sữa có khoảng 3000-4000 triệu cầu mỡ, các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0,925 g/cm3) và chúng có xu hướng nổi lên trên bề mặt sữa Thành phần của màng cầu mỡ gồm photpholipit, lipoprotein, protein, axit nucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng và nước

Chất béo của sữa khác với mỡ động vật khác là chứa nhiều axit béo no, có khối lượng phân tử thấp.[3]

Bảng 2.5 Các axit béo chủ yếu trong sữa [3]

cacbon

Điểm nhiệt

độ nóng chảy

Tỷ lệ so với tổng số (%)

16

31

3,0÷4,5 1,3÷2,2 0,8÷2,5 1,8÷3,8

Các axit béo không no

Oleic

Linoleic

Linoleic

18:1 18:2 18:3

+14 -11 -5

30,0÷40,0

- 0,3÷3,0

2.2.2.4 Các hợp chất có chứa nitơ

a Casein

Casein là một phosphoprotein, là thành phần protein chủ yếu trong sữa, trong thành phần của nó có chứa gốc axit phosphoric Hợp chất này cấu thành khoảng 80% protein trong sữa động vật và chứa tất cả các axit amin thông thường Trong sữa casein tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micell chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (bao gồm canxi, magie, phosphate, và citrate) Casein trong sữa có nguồn gốc từ những giống bò khác nhau có thể có cấu trúc bậc

1 khác nhau.[3]

b Hệ thống protein của sữa

Trong dung dịch sữa có chứa hai kiểu protein khác nhau:

- Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobumin, lisozim, lactoperoxydaza,

lactoferin

- Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphat

Bảng 2.6 Thành phần các protein hòa tan trong sữa bò (Brunner, 1981)

Tên protein Hàm lượng

+ Gồm 123 axit amin + 8 Cys: 4(-S-S) và 1(-SH) + 0,6-1,7g/l sữa đã tách bơ

β-casein

+ IgG1

153-163000 + IgG2 146-

154000 + IgA 385-

417000 +IgM 960-

- β-lactoglobulin: có cấu trúc bậc hai, dạng hình cầu Các gốc phân cực, không phân

cực và các gốc ion hóa được phân bố đều trong phân tử, riêng các gốc ưa béo tập

trung chủ yếu ở phần bên trong của cấu trúc hình cầu nên β-lactoglobulin ít tương tác hoặc kết hợp với phân tử khác

- α-lactalbumin: là protein dạng hình cầu Cấu trúc của nó gần giống với lysozyme,

α-lactalbumin là một metalloprotein Trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử

canxi α-lactalbumin là một protein có giá trị dinh dưỡng cao Thành phần các axit amin trong phân tử của nó rất cân đối

- Proteo-Pepton: bao gồm các phân đoạn protein khác nhau Chúng là sản phẩm

thủy phân từ β-casein bởi plasmine

- Imunoglobulin: người ta đã tìm thấy ba loại imunoglobulin trong sữa bò là IgG, IgA,

IgM Trong đó IgG là có hàm lượng cao nhất, đặc biệt trong sữa non, hàm lượng của IgG

có thể lên đến 80% tổng khối lượng các protein hòa tan trong sữa IgM là một protein, cả IgG và IgM đều hoạt động như kháng thể theo cùng một cơ chế liên kết với kháng nguyên và tạo ra lưới không gian ba chiều không tan Còn IgA, nó có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột rất có lợi cho sức khỏe

glyco-Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng (membrane protein) Hàm lượng của chúng rất thấp Membrane protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt chất béo, góp phần làm bền hệ nhũ tương trong sữa Một số membrane protein sẽ tạo nên phần ưa béo và tương tác với lipit của các hạt cầu béo Ngược lại, phần ưa nước của chúng

sẽ được bố trí tại vùng biên của các hạt cầu béo và hướng vào nước

Protein của sữa còn đầy đủ các axit amin không thay thế và rất cân đối về thành phần các axit amin.[3]

Bảng 2.7 Thành phần axit amin trong sữa (mg%) [2]

Các vitamin: hàm lượng các vitamin trong sữa tương đối thấp và nó bao gồm

cả vitamin tan trong nước và vitamin tan trong dầu Hàm lượng các vitamin này bị

ảnh hưởng bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết

Bảng 2.8 Hàm lượng các vitamin trong sữa (mg/l)

Các khoáng chất: các chất khoáng trong sữa bao gồm các chất tro, hàm lượng

này dao động động từ 8-10g/l Nó bao gồm các nguyên tố: Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu,

Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn Trong đó Mg, K, Cl, P, S chiếm tỷ lệ cao trong sữa Các khoáng chất khác như K, Na, Cl đóng vai trò như những chất điện ly Ngoài ra, trong sữa còn có các nguyên tố như Zn, Fe, I, Cu chúng là những khoáng chất rất cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của con người.[2]

Bảng 2.9 Hàm lượng các chất khoáng vi lượng có trong sữa (mg/kg)

Hàm lượng (mg/kg)

Ngoài các chất khoáng vi lượng ra thì trong sữa còn bao gồm các chất khoáng

đa lượng Các chất khoáng này nằm dưới dạng các muối

Bảng 2.10 Hàm lượng các chất khoáng đa lượng có trong sữa (mg/kg)

Hàm lượng (mg/kg)

Trong sữa có nhiều nhóm enzym hiện diện:

- Lipase: có thể làm cho sữa và các sản phẩm của sữa bị trở mùi xấu đi do chúng thủy phân glycerid và giải phóng axit béo tự do

- Protease: được hình thành tự nhiên trong sữa và chúng không bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng, có thể tạo vị đắng cho sữa

- Phosphatase: thủy phân liên kết ester với gốc phosphate

b Các chất màu

Màu sắc của sữa và mỡ sữa là do sự có mặt của nhóm carotenoit (đại diện là carotin) Hàm lượng carotin này trong sữa vào mùa hè khoảng 0,3-0,6 mg/kg, mùa

đông khoảng 0,05-0,2 mg/kg Trong sữa còn có sắc tố xanh của clorofin, màu vàng

của lactoflavin, màu trắng của sữa do sự khuếch tán ánh sáng bởi mixen protein Cường độ màu sắc của sữa phụ thuộc vào các yếu tố sau: hàm lượng chất béo trong sữa, thức ăn, loài động vật cho sữa, chất bẩn tồn tại trong sữa.[3]

c Các chất khí

Các chất khí chủ yếu trong sữa là CO2, O2, N2 ở dạng hòa tan, chiếm tỉ lệ trung bình khoảng 70ml/lit sữa Trong đó 50-70% là khí CO2, 5-10% là khí O2, 20-30% là khí N2 Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5-6% thể tích sữa Chúng thường tồn tại ở các dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với chất khác và ở dạng phân tán.[3]

2.2.3 Những biến đổi thành phần của sữa trong quá trình bảo quản

2.2.3.1 Các biến đổi vật lý

Một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ thuộc vào nhiệt độ Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các biến đổi vật lý trong qua trình bảo quản là không đáng kể.[3]

2.2.3.2 Các biến đổi sinh học

Sự trao đổi chất của vi sinh vật có trong sữa được coi là những biến đổi sinh học quan trọng nhất Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật phân giải và sử dụng một số chất dinh dưỡng có trong sữa để tồn tại và phát triển Theo thời gian số lượng vi sinh vật tăng lên cả về kích thước lẫn số lượng khiến cho hàm lượng các

chất dinh dưỡng có trong sữa giảm dần Gây ảnh hưởng tới chất lượng của sữa

Tốc độ quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó ảnh hưởng nhiều nhất là nhiệt độ.[3]

2.2.3.3 Các biến đổi hóa học và hóa sinh

+ Thủy phân mỡ sữa:

- Mỡ sữa (glixerit, phosphat) thủy phân thành glycerin, axit béo và axit phosphoric

- pH mỡ sữa thay đổi, gây ra mùi ôi khét

+ Oxy hóa mỡ sữa: axit béo được thủy phân qua nhiều giai đoạn đến sản phẩm cuối cùng tạo thành CO2, peroxyt, xeton làm sữa có mùi khó chịu

2.2.4 Các phương pháp bảo quản sữa

Sữa là một sản phẩm giàu chất dinh dưỡng Sữa mới vắt ra ở nhiệt độ

có một lượng vi khuẩn nhất định Các vi khuẩn này phát triển và nhân lên nhanh chóng làm cho sữa bị chua, bị hỏng và không còn sử dụng được nữa Vì vậy, trong một giờ sau khi vắt sữa cần được đưa vào chế biến hoặc bảo quản ngay để tránh bị

hư hỏng do ảnh hưởng của các yếu tố Người ta thường tiến hành bảo quản sữa bằng nhiều phương pháp khác nhau như:

- Phương pháp vật lý: bảo quản lạnh hoặc đun nóng

- Phương pháp hóa học: dùng một số hóa chất để ức chế sự phát triển của vi sinh vật (phức chất LPS )

- Phương pháp sinh học: nhờ quá trình lên men lactic để ức chế sự phát triển của vi sinh vật [10]

2.2.5 Các sản phẩm chế biến từ sữa

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghệ hiện đại cùng với nhu cầu ngày càng tăng lên của người dân thì sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa đã

được sản xuất ra với nhiều chủng loại ngày càng đa dạng để đáp ứng được nhu cầu

của mọi lứa tuổi Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều sản phẩm sữa đa dạng về mẫu mã cũng như chủng loại: Sữa tươi, sữa bột, sữa đặc, phomat, yaourt [1]

2.2.5.1 Sữa tươi

Là các loại sữa động vật (bò, dê, cừu ) ở dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến hoặc mới qua sơ chế được sử dụng rộng dãi cho công nghệ chế biến đơn giản, phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng Tùy thuộc vào thời gian bảo quản người ta có thể chế biến thanh trùng hoặc tiệt trùng

2.2.5.2 Sữa bột

Sữa bột là một sản phẩm sản xuất từ sữa ở dạng bột khô, được thực hiện bằng cách làm bốc hơi sữa để khô sau đó nghiền nhỏ, tán nhỏ thành bột Sữa bột có thời hạn sử dụng lâu hơn so với sữa nước và không cần phải làm lạnh,

do bản thân nó có độ ẩm thấp Sữa bột được sủ dụng rất ưa chuộng trên thị trường với nhiều mục đích khác nhau như: sản xuất sữa pha lại, làm bánh [1]

2.2.5.3 Sữa đặc

Sữa đặc hay còn gọi là sữa đặc có đường là một loại thực phẩm bằng sữa, chủ yếu là sữa bò, giảm phần nước và nấu với đường để sệt lại trước khi đóng lon Trước kia sữa đặc có hai loại: sữa đặc có đường và sữa đặc không đường Loại sữa đặc không đường sau này không còn được sản xuất nữa nên sữa đặc hiểu theo ngày nay đồng nghĩa với sữa đặc có đường

2.2.5.4 Phomat

Phomat hay còn gọi là phomai là thực phẩm được làm bằng cách kết đông

và lên men sữa của trâu, bò, dê, cừu hoặc từ những động vật quý hơn Phomat

có thể được tạo thành sau khi axit hóa sữa bằng cách cấy vi khuẩn rồi thêm vào enzym rennet (hay những enzym thay thế khác)

Phomat chứa một lượng protein và chất béo tương đối cao, cung cấp một lượng năng lượng tương đương với thịt heo (2500-4000 kcal)

2.3 Tổng quan về sữa chua

2.3.1 Khái niệm về sữa chua

Sữa chua là một dạng sản phẩm được chế biến từ sữa, được lên men một cách tự nhiên nhờ vi khuẩn lactic Mọi loại sữa đều có thể dùng để làm sữa chua nhưng trong cách chế tạo hiện đại sữa bò được sử dụng nhiều nhất Trong quá trình lên men, casein trong sữa trong sữa bị đông tụ, vi khuẩn lasctic phát triển làm cho sữa chua có vị chua dịu, vị béo hài hòa, thơm ngon bổ dưỡng, có

tác dụng rất tốt đối với sức khỏe con người [2]

2.3.2 Một số tính chất vật lí của sữa chua

Do sữa chua được chế biến từ sữa, đồng thời là một sản phẩm được lên men bởi nhóm vi khuẩn lactic nên chúng có một số đặc điểm sau:

Màu sắc: Thông thường có màu trắng sữa, tuy nhiên còn có thêm các màu khác tùy theo từng loại sữa chua

Trạng thái: đồng nhất, mịn, không tách lớp

Mùi vị: có vị chua dịu, vị béo hài hòa, có mùi thơm đặc trưng của sản phẩm lên men Ngoài ra, một số loại sữa chua còn có mùi vị và hương thơm đặc trưng của hương liệu bổ sung [2]

2.3.3 Phân loại sữa chua

Thông thường tên sữa chua thường được gọi theo tên chủng vi khuẩn lên men

chúng [3],[7]

2.3.3.1 Sữa chua thường

Lên men nhờ chủng vi khuẩn Streptococcus lactic (nhiệt độ phát triển thích

hợp 30-35oC), Streptococcus cremeris (nhiệt độ phát triển thích hợp 25oC),

Streptococcus diacetylactic (nhiệt độ phát triển thích hợp 25-30oC), Streptococcus

citrorocus (nhiệt độ phát triển thích hợp 25-30oC)

2.3.3.2 Sữa chua acidophilus

Lên men nhờ chủng vi khuẩn Lactobacilus acidophilus, nhiệt độ phát triển

thích hợp 42-45oC

2.3.3.3 Sữa chua yaourt

Là sản phẩm sữa chua được biết đến và phổ biến nhất trên thế giới, bắt nguồn

từ Bulgari

Người ta chia sữa chua yaourt thành 3 loại phụ thuộc vào thời điểm lên men:

Sữa chua yaourt dạng tĩnh: ngay sau khi bổ sung chủng lên men tiến hành rót hộp ngay và quá trình lên men được diễn ra ngay trong hộp

Sữa chua yaourt dạng động: bổ sung vi khuẩn và tiến hành lên men trong các xitec lớn, sau đó làm lạnh và rót hộp

Sữa chua yaourt dạng “drink yourt”: Được sản xuất như dạng động nhưng

được pha chế thành dịch, có thể qua hoặc không qua xử lí nhiệt trước khi rót hộp

2.3.3.4 Sữa chua kefir

Là sản phẩm sữa chua lên men truyền thống lâu đời nhất có nguồn gốc từ vùng núi Kapca Nguyên liệu để sản xuất sữa chua kefir là sữa dê, sữa cừu hoặc

bò chất lượng cao

2.3.3.5 Sữa chua kumiss

Là loại sữa chua được lên men nhờ vi khuẩn Thermobacterium bulgaricus và

nấm kefir ở nhiệt độ 42-45oC

2.3.4 Lợi ích của việc sử dụng sữa chua

Sữa chua là một sản phẩm có hàm lượng chất dinh dưỡng cao và có hương vị thơm ngon hấp dẫn nên được rất nhiều người ưa thích Sữa chua có hàm lượng axit lactic cao và chứa một lượng lớn glucoza, lactoza, saccharose các chất béo,

do đó khả năng sinh năng lượng của sữa chua là vô cùng lớn

Sữa chua là một sản phẩm có tác dụng như một dược phẩm: sữa chua có rất nhiều tác dụng trong việc chữa các bệnh, đặc biệt là bệnh đường ruột, bệnh thần kinh, kích thích tiêu hóa vì trong sữa chua có nhiều vi sinh vật khác nhau nhờ sự tổng hợp và chuyển hóa của nó làm cho sữa chua giàu thêm các loại vitamin Các nghiên cứu trong và ngoài nước đã chứng minh rằng sữa chua có thể phòng và chữa được rất nhiều bệnh như loãng xương, bệnh đau dạ dày, hành tá tràng Một nghiên cứu mới đây còn cho rằng sữa chua còn có thể phòng chống bệnh ung thư

Ngoài những tác dụng trên, sữa chua còn có nhưng tác dụng như:

- Làm đẹp da

- Làm tăng interferron gama trong cơ thể Đây là một chỉ số giúp tăng khả năng miễn dịch giúp cơ thể chống lại bệnh tật

- Làm giảm cholesterol: tác dụng bình ổn lượng cholesterol trong máu, cải thiện sự cân bằng giữa cholesterol HDL có lợi và cholesterol LDL có hại, một số vi khuẩn

trong sữa chua có khả năng phân hủy axit mật Vi khuẩn Lactobacilus trong sữa có

thể làm giảm nguy cơ tử vong ở nam giới bị ung thư ruột kết, ở người không dung nạp lactose trong sữa vẫn có thể ăn được sữa chua và hấp thụ tốt

- Giúp cho cơ thể sử dụng triệt để canxi, phospho, sắt nhờ tác dụng của axit lactic Ngoài ra axit lactic còn giúp thúc đẩy quá trình kích thích tiết dịch vị của dạ dày, tăng khả năng tiêu hóa của protein bằng cách kết tủa chúng thành những hạt mềm, mịn và đặc hơn Axit lactic cũng được coi là dưỡng chất cung cấp calo Trong cơ thể nó được sử dụng như nguồn năng lượng trong quá trình hô hấp Nó cung cấp 3,63 kcal/g

- Chữa hôi miệng: trong một số nghiên cứu mới đây của một số nhà khoa học Nhật Bản đã khảng định rằng: sữa chua không đường nguyên chất có thể làm giảm chất hydrogen sulphide là nguyên nhân chính gây hôi miệng giảm xuống mức đáng ngạc nhiên

- Tăng cường hệ miễn dịch: ăn sữa chua có thể giúp ngăn ngừa bệnh viêm mũi dị

ứng và viêm đường hô hấp trên do virut như cảm lạnh hoặc cảm cúm

- Tăng khả năng tiêu hóa: trong sữa chua có nhiều loại vitamin như vitamin B giúp duy trì cảm giác ngon miệng và sự phát triển của cơ thể

- Giảm béo: Sữa chua giàu canxi còn là phương thuốc chữa béo phì hiệu quả Theo Zemet, canxi có nguồn gốc từ sữa có ảnh hưởng lên hoạt động của các tế bào mô

mỡ, giúp chúng chuyển hóa năng lượng và đốt cháy hoàn toàn thay vì tích tụ trong

cơ thể Chính vì vậy, phụ nữ thường xuyên sử dụng sữa chua làm phương thuốc giảm cân tự nhiên Trong sữa chua có nhiều canxi làm chất xúc tác giúp cơ thể đốt cháy mỡ rất nhanh

- Bệnh đường ruột: Những người mắc các bệnh dạ dày-ruột, như viêm ruột, đau dạ

dày do nhiễm khuẩn Helicobacter pylori, có thể giảm bớt triệu chứng nhờ ăn sữa

chua Theo các nhà khoa học đến từ trung tâm nghiên cứu Dinh dưỡng, Đại học Tufts (Mỹ), chính vi khuẩn lactic có mặt trong sữa chua đã gia tăng số lượng vi khuẩn tích cực trong đường ruột và khử hoạt tính của một số chất độc gây hại Nguồn canxi trong sữa chua cũng giúp cải thiện hệ tiêu hóa, giúp hạn chế những tác

động của axit chua (hiện tượng ợ chua) trong hệ tiêu hóa.[2]

2.3.5 Một số quy trình sản xuất sữa chua

2.3.5.1 Quy trình sản xuất sữa chua ăn tại công ty sữa quốc tế idp

2.3.5.2 Quy trình sản xuất sữa chua uống kefir

Hình 2.2 Quy trình sản xuất sữa chua uống kefir

90-95oC,

t=3-5 phút

5% giống VSV

2.3.5.3 Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung thạch dừa

Hình 2.3 Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung thạch dừa

2.4 Tổng quan về vi khuẩn lactic và ứng dụng của nó trong sản xuất sữa chua

2.4.1 Giới thiệu chung về vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic là nhóm vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên và quan trọng nhất trong sữa, phân giải protein kém, được ứng dụng rất nhiều trong việc chế biến các

loại thức ăn như sữa chua, muối chua rau quả, thịt chua, nem chua

Vi khuẩn lactic có trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của

C Các vi khuẩn

lactic được xếp vào họ lactobacter teriaceac Mặc dù các vi khuẩn này không đồng

nhất về mặt hình thái nhưng về sinh lý chúng tương đối đồng nhất Tất cả đều có

đặc điểm chung là vi khuẩn gram (+), không tạo bào tử Trừ Sporolactobacillus

inunilus, hầu hết không có khả năng chuyển động Chúng thu nhận năng lượng nhờ

phân giải các hợp chất cacbonhydrat và bài tiết axit lactic ra môi trường Vi khuẩn lactic là nhóm lên men bắt buộc không chứa các xitocrom và enzym catalaza Tuy nhiên chúng có thể sinh trưởng và phát triển khi có mặt của oxy không khí Mặc dù thuộc nhóm kỵ khí nhưng cũng thuộc nhóm hiếu khí Nhu cầu về dinh dưỡng của vi khuẩn lactic rất phức tạp, không có một loài nào có thể phát triển thuần khiết trên môi trường chứa glucoza và ion NH4+ Đa số chúng cần hàng loạt các vitamin và

axit amin Vì thế người ta thường nuôi cấy chúng trên các môi trường phức tạp chứa một lượng cao nấm men, dịch cà chua hoặc thậm chí cả máu Nhìn chung các vi khuẩn lactic là nhóm khó nuôi, dễ giảm hoạt lực.[2]

2.4.2 Lịch sử quá trình lên men lactic

Theo nhiều nghiên cứu thì lịch sử lên men lactic có thể được hình thành từ trước khi sự xuất hiện cuộc sống loài người trên mặt đất (Buchta, 1983) Trong quá trình tồn tại và phát triển, con người đã sử dụng các đặc tính bảo quản và chế biến thực phẩm của vi khuẩn lactic trong sinh hoạt hằng ngày Năm 1975, các nhà khảo

cổ đã phát hiện các lát bánh mì hóa thạch có niên đại vào khoảng năm 3560 đến

3548 trước công nguyên tại vùng hồ Biel, Thụy Sỹ dựa trên căn cứ về cấu trúc, kích

cỡ, sự phân bố, người ta đã thấy sự miêu tả quá trình lên men từ bột mì Ngày nay, mặc dù đã trải qua hàng nghìn năm nhưng các loại bánh mì làm theo kiểu này vẫn còn tồn tại và phát triển tại Châu Âu, bắc Mỹ (Cherl- Ho Lee, 1991) Từ lâu đời nay các hạt ngũ cốc lên men được sử dụng như một thói quen truyền thống ở các nước châu phi và ấn độ (Souane, 1991) H.J Nisen và các cộng sự năm 1990 đã cho rằng

một số sách cổ trên khoảng 300 năm trước công nguyên ở vùng Uruk, Warka (Irac) có chứa những thông tin về các sản phẩm lên men Hiện nay, nhiều gia

đình có kinh nghiệm áp dụng các phương thức lên men tự nhiên các chất hữu cơ động thực vật bằng các vi khuẩn sinh axit latic để sản xuất các sản phẩm thực

phẩm

Các khám phá mang tính khoa học về lên men lactic được khởi đầu dựa trên những đặc điểm về hóa học và tính khác biệt của axit lactic từ các loại sữa lên men đã được Carl Whilhelm Scheele (1780) thực hiện ở Thụy Điển Louis Pasteur (1957) có hai bài viết về phương pháp lên men axit lactic phủ nhận học thuyết tự sinh và chứng minh các vi khuẩn là nguyên nhân gây ra quá trình lên men Năm 1890 Wilhelm Strorch và Herman Weimann là người đầu tiên tách

được vi khuẩn lactic từ sữa lên men tự nhiên và đã tạo ra phương pháp nuôi cấy

sạch dùng cho công nghiệp chế biến sữa [5]

2.4.3 Bản chất và cơ chế quá trình lên men lactic

2.4.3.1 Bản chất quá trình lên men

Lên men là quá trình quan trọng nhất trong sản xuất sữa chua Đó là quá

trình lên men lactic:

Lên men là một quá trình oxy hóa khử xảy ra trong cơ thể sinh vật nhằm cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào vi sinh vật, bởi lẽ cơ thể sống luôn cần năng lượng mà năng lượng đó tàng trữ dưới dạng ATP

Các phản ứng hóa sinh trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển hydro ở dạng (H+ +e) dưới tác dụng của enzym dehydrogenaza Trong quá trình đó hydro được tách ra khỏi cơ chất chuyển đến tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ Hợp chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm lên men rồi tích

tụ lại trong môi trường dinh dưỡng Tùy theo sản phẩm tích lũy nào chiếm ưu thế

mà ta có lên men lactic, lên men rượu [2]

2.4.3.2 Cơ chế quá trình lên men

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa gluxit thành axit lactic nhờ hoạt động của các vi khuẩn lactic Tùy theo đặc điểm lên men của vi khuẩn latic mà người ta chia thành hai kiểu lên men: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình Trong lên men lactic đồng hình thì sản phẩm chỉ là axit lactic Các vi khuẩn

lactic lên men đồng hình có thể kể đến là Streptococus, Strepto Cremoris,

Lactobacterium Bulgaricus, Lacidophilus, L.delbruclkii, L.cucumerisfermentati

Còn trong lên men lactic dị hình thì sản phẩm cuối cùng khá đa dạng bao gồm: axit lactic, axetal, axit sucsinic, các este, diaxetyl, CO2, H2 Các vi khuẩn lên men

lactic dị hình gồm có Es.Cherichia Coli và nhiều vi khuẩn trong giống Leuconostoc

và giống phụ Beta bacterium

Các vi khuẩn lên men đồng hình thì thiếu enzym phosphoketolaza là một enzym tồn tại trong các vi khuẩn lên men dị hình Mặt khác, các vi khuẩn lên men

dị hình lại thiếu enzym aldolaza có tác dụng phân cắt hợp chất fructoza-1,6 diphosphat trong lên men đồng hình.[2]

2.4.4 Vi khuẩn sử dụng trong quá trình lên men sữa chua

Trong sản xuất sữa chua thường dùng các chủng vi khuẩn lactic là

Streptococus Salivarus Thermophilus, Lactobacillus delbrueckii Bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacteria Trong quá trình lên men sữa chua có

hình thành các hợp chất bay hơi tạo hương vị đặc trưng của sữa chua như axetaldehyd, axeton, diaxetyl Trong sữa chua có các hợp chất axetaldehyt và diaxetyl sinh ra bởi các vi khuẩn trong khi axeton sinh ra bởi các hợp chất lipit Trong sản xuất sữa chua ta thường gặp các chủng vi khuẩn lactic quan trọng sau:

2.4.4.1 Chủng Streptococcus Thermophilus

Đối với chủng này môi trường dung dịch và nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến

hình thái của chúng Trong sữa ở nhiệt độ 45oC, nó tạo thành những chuỗi ngắn, còn

ở những nơi tự nhiên với nhiệt độ 30o

C, nó ở dạng cầu đôi Nó có thể tạo thành

những chuỗi dài ở nồng độ axit cao trong sữa

Streptococcus Thermophilus thuộc nhóm vi khuẩn lên men đồng hình sản xuất

axit lactic từ đường với hàm lượng từ 85-98% và một lượng nhỏ các sản phẩm phụ khác Vi khuẩn này thể hiện hoạt tính phân giải protein rất yếu trong sữa Vi khuẩn

này có thể phát triển tốt ở nhiệt độ 50oC và sinh sản tốt nhất ở 37-40oC Đây là vi khuẩn lactic chịu nhiệt độ lên men điển hình, có thể chịu được đến nhiệt độ đun nóng 65oC trong 30 phút nhưng chỉ phát triển được trong môi trường có độ axit thấp

hơn L.bulgaricus.[5]

2.4.4.2 Chủng lactobacillus Bulgaricus và L.acidophillus

Đây là hai loài vi khuẩn được sử dụng phổ biến trong sản xuất sữa chua

L.Bulgaricus là một loại vi khuẩn lên men sữa điển hình được phân lập từ sữa chua

Chúng phát triển tốt nhất ở 45-50oC trong môi trường có độ axit cao L.Bulgaricus

là một vi khuẩn lên men điển hình được phân lập từ sữa chua Còn L.acidophilus là

vi khuẩn lactic đường ruột Các chủng không có khả năng sử dụng raffinoza và

stachyoza L.Bulgaricus thuộc nhóm vi khuẩn lên men đồng hình sản xuất 1,7% axit lactic trong sữa Còn L.acidophilus sản xuất từ 0,3-1,9% D-axit lactic

D-Khối lượng nhỏ các sản phẩm phụ tạo thành các hợp chất thơm chủ yếu là các axetaldehyt do enzym Threonin tạo thành axetaldehyt và glyxerin Các sản phẩm phụ tiếp theo có thể là: axeton butanol-2 và một lượng nhỏ axetoin Các axit béo quan trọng nhất là các axit axetic, propionic, butyric, isovaleric caproic

L.Bulgaricus thể hiện hoạt tính phân giải protein trung bình trong sữa dẫn đến sự

tích lũy các axit amin tự do cao Khi sử dụng hỗn hợp các chủng có S.Thermophilus

thì sự giảm hàm lượng đường saccaroza thành hexoza như fructoza thì nhanh chóng

hơn môi trường chỉ có một chủng S.Thermophilus Điều này thể hiện vai trò gián tiếp của L.Bulgaricus.[5]

2.4.4.3 Chủng Bifidobacterium.ssp

Các vi khuẩn Bifidobacterium không thuộc nhóm Clostridium của các vi

khuẩn Gram dương giống như các vi khuẩn lactic khác Tế bào vi khuẩn này có dạng hình que, hơi cong, có phân nhánh, không điển hình Mặc dù vậy người ta vẫn xem chúng như là các vi khuẩn lactic vì có khả năng tạo ra phần lớn các vi khuẩn trong quá trình lên men

Bifidobacteria không phát triển trong môi trường sữa bò do ttrong sữa bò thiếu

các yếu tố sinh trưởng cần thiết như N-axetyl-D-glucozamin Qua việc tìm hiểu về

đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các vi khuẩn có khả năng lên men tạo sữa

chua ta thấy việc phối hợp một số chủng vi khuẩn sẽ góp phần làm tăng khả năng lên men của sữa chua.[5]