THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA CÓ BỔ SUNG PURÉE TỪ CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa.. Thành phần hóa học sữa của một số độ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA CÓ BỔ SUNG PURÉE

TỪ CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

Họ và tên sinh viên: ĐÀO THANH TẤN

Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM

VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI Niên khóa: 2005 – 2009

THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA

CÓ BỔ SUNG CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

Tác giả

Đào Thanh Tấn

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Bảo quản và Chế biến Nông sản Thực phẩm và Dinh Dưỡng Người

Giáo viên hướng dẫn:

Thạc sĩ Nguyễn Minh Xuân Hồng

Tháng 08 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Trân trọng cảm ơn:

Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho chúng tôi trong suốt quá trình học tại trường

Cô Nguyễn Minh Xuân Hồng đã tận tình hướng dẫn chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này

Các cán bộ phụ trách Phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Thực Phẩm và Phòng thí nghiệm Vi Sinh đã tạo mọi điều kiện cho chúng tôi thực hiện tốt khóa luận này

Trong thí nghiệm 1, chúng tôi khảo sát thời gian tốt nhất cho quá trình lên men cũng như tốc độ thích nghi của vi sinh vật dạng đông khô ở môi trường lên men Kết quả thu được cho thấy thời gian tốt nhất cho quá trình lên men là 4 giờ ở nhiệt độ

43 oC

Trong thí nghiệm 2, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men giống và tỷ lệ đường đến hàm lượng acid lactic sinh ra và giá trị cảm quan của sản phẩm Kết quả chúng tôi chọn được tỷ lệ men giống là 8 % và tỷ lệ đường là 10 % cho hàm lượng acid lactic đạt yêu cầu và có giá trị cảm quan cao nhất

Ở thí nghiệm 3, chúng tôi tiến hành chế biến sữa chua có bổ sung purée từ cà rốt và bông cải xanh Kết quả tỷ lệ purée phối trộn là 13 % và tỷ lệ giữa cà rốt và bông cải xanh là 2:1 cho giá trị cảm quan cao nhất

Ở thí nghiệm 4, chúng tôi thực hiện so sánh mức độ ưa thích của sản phẩm so với sản phẩm hiện có trên thị trường là sữa chua Vinamilk dâu Kết quả cho thấy mức

độ ưa thích của sản phẩm đạt điểm trung bình tổng quát là 7,17 điểm

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 1

1.3 Yêu cầu 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Sơ lược về nguyên liệu sữa 3

2.1.1 Tình hình sản xuất sữa trong nước 3

2.1.2 Một số tính chất vật lý của sữa 4

2.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò 5

2.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa 9

2.1.5 Một số sản phẩm chế biến từ sữa 11

2.2 Quá trình lên men lactic trong sữa 12

2.2.1 Vi sinh vật trong sản xuất yaourt 12

2.2.2 Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt 13

2.2.3 Chuẩn bị chủng vi sinh vật trong sản xuất yaourt 15

2.3 Sơ lược về cà rốt (Daucus carota) và bông cải xanh (broccoli) 16

2.3.1 Cà rốt (Daucus carota) 16

2.3.2 Bông cải xanh (broccoli) 17

2.4 Các phương pháp đo lường sự tăng trưởng của vi sinh vật 18

2.4.1 Mật độ vi sinh vật 18

2.4.3 Sự tăng trưởng của vi sinh vật 22

2.5 Phân loại sữa chua dựa vào thời điểm tiến hành quá trình lên men 24

2.6 Yêu cầu đối với sản phẩm 24

2.7 Một số quy trình chế biến sản phẩm sữa chua 26

2.8 Lợi ích của sản phẩm sữa chua bổ sung purée so với sản phẩm sữa chua không bổ sung 28

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 30

3.2 Nguyên liệu và dụng cụ sử dụng 30

3.2.1 Nguyên liệu 30

3.2.2 Dụng cụ 30

3.2.3 Hóa chất sử dụng 30

3.3 Xác định nhu cầu của người tiêu dùng 30

3.3.1 Xác định mục tiêu của sản phẩm 31

3.3.2 Tiến trình khảo sát 31

3.4 Quy trình chế biến 32

3.4.1 Sơ đồ 32

3.4.2 Thuyết minh quy trình 32

3.5 Bố trí thí nghiệm 33

3.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng lên men của giống 33

3.5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng men và hàm lượng đường đến hàm lượng acid lactic sinh ra, giá trị cảm quan và độ đông đặc 33

3.5.3 Thí nghiệm 3: Thử nghiệm chế biến sữa chua bổ sung cà rốt (Daucus carota) và bông cải xanh (broccoli) 34

3.5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ưa thích của sản phẩm 35

3.5.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian bảo quản của sản phẩm sau lên men 35

3.6 Phương pháp phân tích 35

3.6.1 Chỉ tiêu về acid lactic: 35

3.6.2 Chỉ tiêu cảm quan 36

3.6.3 Cách tính số lượng vi sinh vật ở nồng độ khảo sát 37

3.7 Phương pháp xử lí số liệu 37

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

4.1 Nhận định lại nhu cầu thị hiếu và tổ chức lại nhu cầu 38

4.2 Khả năng lên men của giống 39

4.3 Ảnh hưởng của hàm lượng men và hàm lượng đường đến hàm lượng acid lactic sinh ra, giá trị cảm quan 40

4.4 Chế biến sữa chua bổ sung Cà rốt và bông cải xanh 43

4.5 So sánh sự ưa thích của sản phẩm thử nghiệm và sản phẩm trên thị trường 45

4.6 Thời gian bảo quản của sản phẩm sau lên men 46

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 49

5.1 Kết luận 49

5.2 Đề nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 52

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Hình thái sinh học của Lactobacillus bulgaricus ghi nhận bởi Jim Steele,

University of Wisconsin 13

Hình 2.2: Hình thái sinh học của Streptococcus thermophilus ghi nhận bởi Robert Hutkins, University of Nebraska 13

Hình 2.3: Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt 14

Hình 2.4: Hình thái tự nhiên của cà rốt 17

Hình 2.5: Hình thái tự nhiên của bông cải xanh 17

Hình 2.6: Phòng đếm Petroff-Hauser 19

Hình 2.7: Phương pháp lọc màng để xác định số lượng vi sinh vật 20

Hình 2.8: Đo số lượng vi sinh vật bằng phương pháp đo độ đục 21

Hình 2.9: Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín 22

Hình 2.10: Quy trình công nghệ sản xuất yaourt 26

Hình 2.11: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua nhào trộn 27

Hình 3.1: Quy trình công nghệ sản xuất yaourt dự kiến 32

Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện tốc độ tăng trưởng của men giống ở 43 oC 40

Hình 4.2: Sản phẩm sữa chua tự nhiên và sữa chua bổ sung purée 45

Hình 4.3: Biểu đồ so sánh của hai sản phẩm sữa chua 45

Hình 4.4: Sản phẩm sữa chua thử nghiệm và sữa chua Vinamilk dâu 46

Hình 5.1: Qui trình sản xuất sữa chua cà rốt và bông cải xanh từ sữa bò tươi 49

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1:Năng suất sữa trên chu kỳ sữa (1000 kg) 3

Bảng 2.2: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò 4

Bảng 2.3: Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng) 5

Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của sữa chua 25

Bảng 2.5: Chỉ tiêu về vi sinh vật trong sữa chua 25

Bảng 2.6: Giá trị dinh dưỡng của sữa chua 29

Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí cảm quan theo phương pháp BIBD 37

Bảng 4.1: Kết quả nhận định của người tiêu dùng và nhận định lại nhu cầu 38

Bảng 4.2: Bảng kết quả đếm số lượng vi sinh vật 39

Bảng 4.3: Hàm lượng acid lactic (oD) trung bình của các mẫu sữa sau mỗi giờ lên men41 Bảng 4.4: Bảng kết quả điểm cảm quan sữa chua 43

Bảng 4.5: Bảng kết quả số liệu cảm quan sữa chua có bổ sung purée 43

Bảng 4.6: Kết quả tổng điểm cảm quan của từng nghiệm thức 44

Bảng 4.7: Kết quả theo dõi các chỉ tiêu trong quá trình bảo quản 46

Bảng 4.8: Kết quả kiểm nghiệm vi sinh của sản phẩm sữa chua cà rốt và bông cải xanh 47

Bảng 4.9: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu hóa- lý của sản phẩm sữa chua cà rốt và bông cải xanh 47

Các sản phẩm sữa rất phong phú và đa dạng: sữa tươi, sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột, kem, bơ, sữa chua, phô mai,… Trong đó sữa chua là loại thực phẩm lên men mà con người phát hiện trong quá trình bảo quản sữa

Trên thị trường hiện nay thì có rất nhiều dạng sữa chua và rất phong phú về chủng loại Cấu trúc và mùi vị thay đổi theo từng nhà sản xuất Mặt khác người ta cũng có thể bổ sung hương liệu, chất màu tổng hợp, trái cây, các chất dinh dưỡng khác,… nhằm tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan cho người tiêu dùng

Cà rốt và bông cải xanh là một trong nhiều loại thực phẩm bổ dưỡng có chứa một lượng lớn carotene, protid, lipid, glucid, các chất xơ, các nguyên tố vi lượng và các vitamin như vitamin E và vitamin A, vitamin K và vitamin C giúp tăng khả năng

đề kháng của cơ thể, nhất là chất xơ có khả năng giảm thiểu nguy cơ phát triển ung thư, đặc biệt là ung thư tá tràng

Nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cảm quan và làm phong phú cho sản phẩm sữa chua, được sự chấp nhận của khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM và sự hướng dẫn của cô Nguyễn Minh Xuân Hồng, chúng tôi thực hiện

đề tài: “Thử nghiệm chế biến sữa chua có bổ sung purée từ bông cải xanh và cà rốt”

1.2 Mục đích

- Làm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm sữa chua

- Nhằm làm phong phú hơn sản phẩm sữa chua trên thị trường

1.3 Yêu cầu

- Khảo sát khả năng lên men của giống vi sinh vật lên chất lượng sữa chua

- Khảo sát tỷ lệ men giống và hàm lượng đường lên chất lượng sữa chua

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ purée bổ sung đến chất lượng sữa chua

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sơ lược về nguyên liệu sữa

2.1.1 Tình hình sản xuất sữa trong nước

Bắt đầu từ năm 2001 việc chăn nuôi bò sữa ở nước ta bắt đầu phát triển mạnh

mẽ nhờ vào các chính sách và giải pháp của nhà nước (Nghị quyết 09/2000/NQ-CP ngày 15/6/2000 của Chính phủ vàQuyết định 167/2001/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 26/10/2001 về một số giải pháp và chính sách phát triển bò sữa Việt Nam thời kỳ 2001-2010) Tổng đàn bò sữa hàng năm tăng nhanh với tốc độ tăng bình quân giai đoạn 2001-2005 đạt 24,93 %/năm

Năm 2001 cả nước mới có 41,241 con bò sữa, năm 2002 tăng lên 55,848 con, tăng trưởng so với năm trước đạt 35,42 %; năm 2003 có 79,243 con có mức tăng trưởng cao nhất giai đoạn 2001- 2005 là 41,89 % Năm 2004, đàn bò sữa phát triển chậm lại có 95,794 con, nguyên nhân do trình độ kỹ thuật chăn nuôi còn thấp, giá thu mua sữa chưa phù hợp, trong khi đó giá thức ăn tinh và các dịch vụ khác tăng cao nên hiệu quả chăn nuôi bò sữa không cao Năm 2005, đàn bò sữa có 104,120 con, tăng trưởng so với năm trước chỉ đạt 9,47 % Trong giai đoạn 2001- 2005, tốc độ tăng trưởng của bò sữa ở các tỉnh miền Bắc đạt 43,7 %/năm, các tỉnh miền Nam là 22,05 % /năm

Số lượng tăng và chất lượng đàn bò sữa ngày càng được cải thiện do quá trình chọn lọc và cải tiến qui trình nuôi dưỡng Trong giai đoạn từ 1992– 2005, sản lượng sữa bình quân

từ 2,200 kg đã tăng lên 3,500 kg/chu kỳ vắt sữa 305 ngày ở đàn bò lai và 3,200 kg lên 4,600 kg/chu kỳ ở bò thuần HF

Bảng 2.1:Năng suất sữa trên chu kỳ sữa (1000 kg)

Năm 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2003 2004 2005

Bò lai HF 2,2 2,3 2,5 2,8 3,0 3,2 3,3 3,35 3,5

Bò Thuần 3,2 3,4 3,4 3,6 3,8 4,2 4,4 4.5 4.6

(http://cucchannuoi.gov.vn/Breeding.aspx?type=b&id=681)

2.1.2 Một số tính chất vật lý của sữa

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số

chất khoáng trong sữa tạo nên 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 đến vàng nhạt Sữa

bò có mùi rất đặc trưng và có vị ngọt nhẹ Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò

được trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò

(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

a Giá trị pH của sữa

Giá trị pH thường được xác định ở 20 oC Theo định nghĩa:

pH = - lg[H+] Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6

Sữa non (colostrum) – tức phần sữa đầu tiên trong một chu kỳ tiết sữa của động

vật – có giá trị pH thường thấp hơn và khoảng chừng 6,0

Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa

đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa

b Độ chua

Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua sản phẩm được xác định bằng phương

pháp chuẩn độ Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa thường được biểu diễn bằng độ

Soxhlet Henkel (oSH), độ Thorner (oTh) hoặc độ Dornic (oD)

oSH: là số ml dung dịch NaOH N/4 cần thiết để chuẩn độ 100 ml sữa có bổ

sung vài giọt phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây Các

nước Trung Âu thường sử dụng đơn vị này

oTh: là số ml dung dịch NaOH N/10 cần thiết để chuẩn độ hỗn hợp 100 ml sữa

và 200 ml nước cất có bổ sung vài giọt penolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng

bền trong 20 giây Thụy Điển, Nga, Ucraina, Belarus sử dụng đơn vị này

oD: là số ml dung dịch NaOH N/9 cần thiết để chuẩn độ 100 ml sữa có bổ sung

vài giọt phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây Hai nước

Pháp và Hà Lan thường dùng đơn vị này để biểu diễn độ chua của sữa

c Tỷ trọng của sữa

Tỷ trọng của sữa do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết định Các chất béo

có tỷ trọng nhỏ hơn 1 g/cm3 Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của

sữa càng thấp

d Điểm đông đặc của sữa

Điểm đông đặc của sữa thường dao động trong khoảng từ -0,54÷ -0,59 oC

Người ta thường sử dụng chỉ tiêu này để kiểm tra sữa tươi có bị pha loãng với nước

hay không Tuy nhiên, khi xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc của sữa sẽ gia tăng

do sự kết tủa của một số muối phosphat có trong sữa

2.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và

các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các

hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormon, các chất màu và khí Thành phần hóa

học sữa của một số động vật và người (% khối lượng) được trình bày trong Bảng 2.3

Bảng 2.3: Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng)

Động vật Protein tổng Casein Chất béo Carbohydrate Khoáng

Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi

a Nước

Nước là thành phần chính của sữa, chiếm 85 – 89 % khối lượng Sự dao động này do nhiều yếu tố như chế độ dinh dưỡng, sức khỏe của động vật cho sữa, môi trường và loại thức ăn Người ta phân biệt hai dạng hiện diện của nước trong sữa là plasma và serum

Trong sữa nước giữ vai trò quan trọng: là dung môi hòa tan các chất hữu cơ; là môi trường cho các phản ứng sinh hóa, trong đó có phản ứng lên men

- Hai nhóm protein hòa tan (β- lactoglobulin, α-lactalbumin)

Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micelle chứa khoảng 65 % nước, phần còn lại là các loại casein và

khoáng (gồm calcium, magnesium, phosphate và citrate)

Mỗi micelle có khoảng 400– 500 tiểu micelle hợp thành Các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ phosphate calci Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước Các tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng κ- casein khá cao Do sự bố trí các đầu ưa nước của κ - casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân tử κ- casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa

Nếu tách κ-casein ra khỏi micelle hoặc lấy đi phần ưa nước của nó, cấu trúc micelle trở nên không ổn định Trong trường hợp này nấu như có mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽ liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein Các casein αs và β được phân bố ở trong lòng các micelle dưới dạng liên kết với các calci

Ở nhiệt độ thấp, các mạch β- casein bị phân ly từ từ và hydroxyphosphate calci

bị tách ra khỏi cấu trúc micelle Đó là do β- casein có các gốc ưa béo và sự tương tác giữa các gốc ưa béo thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm Casein là protein có tính acid

vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid glutamic và acid aspartic Casein trong sữa

có nguồn gốc từ những chủng bò khác nhau có thể có những cấu trúc bậc một khác nhau Tuy nhiên, cấu trúc bậc một của cùng một loại casein (αs1, αs2, β, κ) chỉ khác nhau bởi vài gốc acid amin trong phân tử protein của chúng

Các hợp chất chứa nitơ phi protein: acid amin tự do, nucleotide, ure, acid uric Vai trò của protein trong sữa là tạo nên kết cấu, tính nhớt, độ chặt và tính đàn hồi của sản phẩm sữa chua Nếu sữa có hàm lượng protein cao sẽ làm tăng kết cấu, tính nhớt, độ đặc và tính đàn hồi của sản phẩm

c Chất béo của sữa

Chất béo của sữa có hai loại:

- Lipid đơn giản gồm: glyceride, cholesteride, ceride

- Lipid phức tạp gồm có hai nhóm chính:

Nhóm 1: hợp chất với glycerol: cephaline, lecithine, galactosyl glyceride,…

Nhóm 2: hợp chất với sphingosine

Chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động

từ 0,1– 20 μm Trong 1 ml sữa có khoảng 10– 15 tỷ hồng cầu béo Do đó, ta có thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng

sẽ nổi lên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy Archimede và tạo nên váng sữa Khi

đó trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid; pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như đường lactose, khoáng, một số protein,…

Chất béo có trong sữa góp phần tạo độ nhờn và láng mịn cho sữa chua Nhưng nếu trong quy trình chế biến sữa chua thời gian lên men kéo dài dễ dẫn đến hiện tượng tách pha của chất béo xảy ra trong quá trình lên men sữa và làm giảm độ đồng nhất cho sản phẩm

Lactose là cơ chất chính của quá trình lên men lactic của vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic lên men đường lactose sinh ra acid lactic làm cho sản phẩm có vị chua Đồng thời lactose còn là đường sữa nên góp phần tạo độ ngọt cho sản phẩm

e Khoáng

Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là

calcium, phospho và magnesium Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần

còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa

Các nguyên tố khoáng khác như kali, natri, clo,… đóng vai trò chất điện ly Cùng với lactose, chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú động vật với áp lực máu

Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo,… Chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người

f Vitamin

Các vitamin trong sữa chia làm hai nhóm:

- Vitamin hòa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C,…

- Vitamin hòa tan trong chất béo gồm: A, D, E

Nhìn chung, hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định Tuy nhiên, hàm lượng vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức

ăn và điều kiện thời tiết…

i Các hợp chất khác

Trong sữa còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2, và N2 Thỉnh thoảng, người ta phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hóa học khác như: chất kháng sinh, các chất sắc tố, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, nitrate, độc

tố vi sinh vật,…

(Lê Văn Việt Mẫn, 2004; Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng, 2002)

2.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa

2.1.4.1 Các vi sinh vật bình thường trong sữa

a Vi khuẩn

Nhóm vi khuẩn lactic: là nhóm vi khuẩn có ý nghĩa quan trọng nhất vì nhờ chúng mà có thể chế biến các sản phẩm như sữa chua, phomat, bơ,… như các loại vi

khuẩn Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris,…

Streptococcus lactis: vi khuẩn này phát triển tốt nhất trong sữa và một số môi

trường pha chế từ sữa, đây là loại vi khuẩn hiếu khí Nhiệt độ thích hợp phát triển tốt nhất là 30÷ 35 oC Đặc tính sinh hóa quan trọng của chúng là lên men glucose, galactose, lactose, dextrin, nhưng không lên men saccharose

Streptococcus cremoris: phát triển tốt ở 20÷ 25 oC Chúng làm cho sữa đông tụ nhưng cũng làm cho sữa bị nhớt Chúng thường cho sản phẩm có mùi dễ chịu và làm cho sữa có độ chua thấp hơn, thường dùng trong chế biến bơ

Các vi khuẩn sinh hương: gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả năng tạo trong sữa các acid dễ bay hơi như acid lactic, acid propionic, diacetyl, este

Streptococcus paracitrovorus, Streptococcus diacetyllactis phát triển thích hợp ở 35 oC

có khả năng tạo diacetyl

Vi khuẩn gây đắng: Streptococcus liquefaciens phát triển thích hợp ở nhiệt độ

30 oC, có khả năng tạo acid, tạo enzym đông tụ sữa Các acid và enzym này tác dụng đồng thời lên protein của sữa làm sữa đặc lại thành cục và độ acid giảm, loại này phát triển trong sữa và các sản phẩm sữa gây quá trình pepton hoá, do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm

Vi khuẩn gây thối: hiếu khí (Proteus, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus,…), kỵ khí (Bacillus putrificus, Bacillus butilinus) Vi khuẩn gây thối

không lên men đường sữa, chúng có khả năng tạo enzyme thủy phân protein tạo pepton và acid tự do làm đắng, NH3kiềm hóa làm hỏng sữa

b Nấm men

Trong sữa và các sản phẩm sữa thường thấy các giống nấm men sinh bào tử và không sinh bào tử, chúng lên men đường lactose thành carbonic và rượu, đây là một phản ứng sinh hóa quan trọng trong quá trình hình thành một số sản phẩm sữa chua

Có loại nấm men không phân hủy lactose được, nhưng vi khuẩn latic trong sữa chuyển hóa lactose thành glucose và galactose, sau đó nấm men lên men các đường đơn này thành các sản phẩm cần thiết cho các sản phẩm sữa lên men

Giống Torulopsis được sử dụng trong chế biến bơ, giống Mycoderma có khả

năng tạo enzym phân hủy protein, lipid, làm cho sản phẩm có vị đắng khó chịu

c Nấm mốc

Nấm mốc có khả năng phân giải protein, lipid làm sữa có vị đắng Các loại nấm

mốc thường gặp trong sữa và các sản phẩm sữa: Endomyces lactis, Mucor, Aspergillus, Penicillium,… Nấm mốc thường phát triển sau nấm men, vì thế chỉ thấy

được trong sữa bị hư hỏng hoặc trên phomai mềm

Endomyces lactic: tạo màng trắng trên bề mặt phomai, bơ, cũng có thể mọc sâu trong sản phẩm ở lớp gần bề mặt Mucor, Aspergillus, Penicillium, Clad-Osprium

thường tạo trên bề mặt bơ, phomai những vệt màu khác nhau và gây mùi ôi

Tất cả nấm mốc thường hiếu khí, thích nghi với môi trường acid và đặc biệt là trong môi trường đã bị vi khuẩn lactic acid hóa Chúng không phát triển trong sữa tươi

mà phát triển trong sản phẩm sữa chua, gây kiềm hóa sữa

Sữa có thành phần vi sinh vật thay đổi theo thời gian bảo quản, sự thay đổi đó

vi khuẩn ban đầu trong sữa Trong 12 giờ đầu trong sữa có nhiều vi khuẩn trong đó vi

khuẩn kiềm hóa và vi khuẩn gây thối rửa chiếm ưu thế Sau 24 giờ chúng bị nhóm vi

khuẩn lactic kiềm hãm Sau 72 giờ, nhóm vi khuẩn lactic bị nhóm vi khuẩn chịu acid

kiềm chế Đến giai đoạn cuối cùng, khi pH của sữa đã giảm xuống nhiều, nấm men,

nấm mốc xuất hiện và phát triển

2.1.4.2 Các vi sinh vật ít gặp

Streptococcus lactis, Micrococus caseolyticus: làm chua sữa nhanh và đông sữa

ở nhiệt độ thấp Ngoài ra, còn có Bacterium fturescens, Bacterium lactis,…

2.1.4.3 Vi sinh vật gây bệnh trong sữa

Brucella, Samonella typhi, Vibrio cholerae, Shigella, Staphylococcus aureus,…

(Lê Xuân Phương, 2001)

2.1.5 Một số sản phẩm chế biến từ sữa

- Sữa thanh trùng: sữa được xử lý nhiệt ở nhiệt độ 72– 75 oC trong vài giây Sữa

thanh trùng có thể bảo quản được 8– 10 ngày ở 4– 6 oC

- Sữa tiệt trùng: sữa được xử lý ở nhiệt độ cao đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật và

enzym Thời gian bảo quản và sử dụng sữa ở nhiệt độ thường kéo dài tới vài tháng

- Sữa cô đặc: sữa được cô đặc để giảm bớt lượng nước và có bổ sung đường

saccharose trong quá trình chế biến hoặc không

- Sữa bột: sữa được sấy thành dạng bột mịn

- Sữa lên men: là các sản phẩm chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi nhóm vi

khuẩn lactic hoặc tổ hợp vi khuẩn lactic và nấm men

- Phô mai: là sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa Người ta tiến

hành đông tụ casein trong sữa sau đó tách khối đông thu được để chế biến thành phô

mai

- Bơ: là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa

- Kem: là sản phẩm chế biến từ sữa có phối trộn thêm các phụ liệu và là sản phẩm

có qua giai đoạn lạnh đông

2.2 Quá trình lên men lactic trong sữa

2.2.1 Vi sinh vật trong sản xuất yaourt

Chất lượng sữa chua phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của chủng Đối với từng loại sữa chua, người ta dùng các chủng khác nhau, đảm bảo sao cho sữa chua có mùi vị đặc trưng

Một số chủng vi sinh vật thường dùng: Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Streptococcus diacetyl lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus…

Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này không chỉ sản sinh ra acid lactic mà còn các acid bay hơi, khí CO2, este, diacetyl Kết quả tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng Vi khuẩn cần thiết trong quá trình chế biến yaourt là

Streptococcus Thermophilus và Lactobacillus Bulgaricus Streptococcus thermophilus phát triển nhanh hơn Lactobacillus bulgaricus và nhiệt độ thích hợp cao hơn một ít Đến khi sự phát triển của Streptococcus thermophilus bị chậm lại do acid sinh ra, lúc này Lactobacillus bulgaricus sẽ phát triển và làm độ acid tăng lên đến khi đạt cân bằng

giữa 2 loài Khi đó sản phẩm đã được ổn định

Nhiều người cho rằng Streptococcus tạo ra acid lactic còn Lactobacillus quyết định mùi vị và cấu trúc sản phẩm, nhưng cũng có giả thuyết cho rằng Streptococcus

thúc đẩy nhiều quá trình sinh hoá tạo hương thơm đặc trưng

Khi lấy từng giống riêng lẻ thì mùi vị và cấu trúc không bằng sự kết hợp cân đối giữa 2 loài Do đó, tỷ lệ giữa 2 giống thích hợp nhất là 1: 1

Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ

45÷ 50 oC trong môi trường có độ acid cao và có thể tạo đến 2,7 % acid lactic từ đường lactose

Hình 2.1: Hình thái sinh học của Lactobacillus bulgaricus ghi nhận bởi Jim Steele,

University of Wisconsin (http://bioweb.usu.edu/microscopy/Research.htm)

Streptococcus thermophilus là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình,

phát triển tốt ở nhiệt độ 50 oC và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37÷ 40 oC nhưng chỉ phát triển

được trong môi trường có độ acid thấp hơn Lactobacillus bulgaricus

(Nguyễn Thị Xuân, 2001)

Hình 2.2: Hình thái sinh học của Streptococcus thermophilus ghi nhận bởi Robert

Hutkins, University of Nebraska

(http://genome.jgi-psf.org/strth/strth.home.html)

2.2.2 Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt

Quá trình sinh hóa chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose đầu tiên được chuyển hóa thành glucose và galactose sau đó, các đường đơn này chuyển thành acid pyruvic và cuối cùng chuyển thành acid lactic theo sơ đồ trong Hình 2.3

Lactose Glucose Galactose

Sản phẩm trung gian Acetaldehyde C2H5OH

Acid lactic Acid lactic CO2+ CH3COOH CH3COOH CH3COCOCH3

(lên men (lên men dị thể)

đồng thể)

Hình 2.3: Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt

Acid lactic làm giảm giá trị pH của sữa đến điểm đẳng điện của protein sữa gây nên hiện tượng đông tụ của chúng

Ngoài ra, do casein hiện diện trong sữa dưới dạng caseinate, chất này dưới tác dụng của acid lactic được sinh ra tạo thành acid caseinic và lactat calcium Acid caseinic tự do không hòa tan do đó tạo thành khối đông

Ngoài sản phẩm chính là acid lactic, quá trình lên men đường lactose còn cho nhiều sản phẩm phụ khác là các acid dễ bay hơi, rượu, ete, aceton và diacetyl Các biến đổi sinh hóa chủ yếu trong quá trình lên men yaourt như sau:

a Trao đổi chất carbohydrat

- Lactose bị phân hủy bên trong tế bào vi khuẩn bằng enzyme β- D galactosidase tạo thành glucose và galactose Glucose được sử dụng chủ yếu chuyển thành acid lactic

- Phức hệ calcium– caseinate– phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid lactic dẫn đến sự tạo thành khối đông yaourt

- Sự tạo thành những thành phần mùi trong yaourt do bởi quá trình lên men của đường sữa như: acetaldehyde (2,4÷ 4,1 ppm), aceton (1÷ 4 ppm), acetoin (2,5÷ 4 ppm), diacetyl (0,4÷ 13 ppm)

b Thủy phân protein

- Giống vi khuẩn trong sản xuất yaourt có khả năng thủy phân protein ở mức độ thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng hóa học và phản ứng enzyme tạo thành những hợp chất mùi

- Cả Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus đều tạo được

enzyme peptidase phân giải protein tạo thành các peptid gây đắng Kết quả của quá trình thủy phân protein là tạo thành nhiều acid amin tự do

c Thủy phân chất béo

- Giống vi khuẩn lên men yaourt cũng có thể phân giải lipid ở mức độ nào đó (đặc biệt đối với các triglyceride mạch ngắn) và sản phẩm phân giải này góp phần có ý nghĩa vào mùi sản phẩm cuối cùng

d Các chất khác

- Thành phần niacin, acid folic gia tăng nhưng các vitamin khác như vitamin B1,

B12,B6, B5bị phân hủy tương đối nhiều

2.2.3 Chuẩn bị chủng vi sinh vật trong sản xuất yaourt

Chuẩn bị chủng là khâu quan trọng, quyết định chất lượng của các sản phẩm

sữa lên men Chủng giống thường gồm Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Để tăng hoạt tính chủng rút ngắn thời gian lên men trong sản xuất, cần cấy

chuyển tiếp vài lần Chủng giống được chuẩn bị như sau: sữa tươi được xử lí nhiệt, sau

đó làm nguội đến nhiệt độ lên men, cấy giống vào, lên men, sau đó làm lạnh và bảo quản

Có 2 nhóm lên men lactic cơ bản tùy theo sản phẩm của quá trình chuyển hóa glucose Loại vi khuẩn sinh ra phần lớn acid lactic sau quá trình chuyển hóa glucose là

vi khuẩn lên men lactic đồng hình như: Lactococcus, Streptococcus, Pediococcus và hầu hết Lactobacillus spp Loại vi khuẩn này sinh ra năng lượng gấp 2 lần vi khuẩn lên

men dị hình Chúng sẽ phát triển tùy vào nồng độ glucose, pH và hàm lượng chất dinh dưỡng trong môi trường Bên cạnh vi khuẩn lên men lactic đồng hình, loại vi khuẩn

lên men lactic dị hình trong quá trình lên men sẽ sinh ra một lượng nhỏ acid lactic, các chất thơm như acetyl– aldehyt, diacetyl Một số vi khuẩn lên men dị hình thường gặp

là: Leuconostoc, Carnobacterium, Lactosphaera, Lactobacillus brevls,… Vi khuẩn Lactobacillus được chia làm 3 nhóm nhỏ: Betabacterium, Streptobacterium, Thermobacterium Nhóm Streptobacteria (như Lactobacillus casei và Lactobacillus plantarum) sinh ra khoảng 1,5 % acid lactic và nhiệt độ phát triển tối ưu là 30 oC, trong

khi đó nhóm Thermobacteria (như Lactobacillus acidophilus và Lactobacillus bulgaricus) có thể sinh ra lượng acid lactic khoảng 3 % và nhiệt độ phát triển tối ưu là

40 oC

(Vương Thị Việt Hoa; Nguyễn Lân Dũng, 2009)

2.3 Sơ lược về cà rốt (Daucus carota) và bông cải xanh (broccoli)

2.3.1 Cà rốt (Daucus carota)

Loại củ sắc đỏ cam này là một loại thực phẩm cung cấp rất nhiều dinh dưỡng Với hàm lượng caroten, protein, carbohydrate, phospho, sắt,… cà rốt có công dụng bổ trung hạ khí, lợi phổi, điều trường vị, an ngũ tạng… Không chỉ là một món ăn ngon miệng, đẹp mắt mà còn là một loại củ bổ sung một lượng lớn vitamin cho cơ thể, giúp ngăn ngừa khả năng thiếu vitamin của cơ thể, cà rốt còn là nguồn thực phẩm được dùng rộng rãi trên khắp thế giới Ở Đức, người ta ước tính cà rốt chiếm 10 % tổng lượng rau quả mà họ sử dụng Ở nước ta thời vụ chính ở Miền Bắc: gieo tháng 9 - 10, thu hoạch từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau

Tuy cà rốt chỉ có 8 % carbohydrate, nhưng chúng là một nguồn hữu dụng về

chất xơ, potassium và các khoáng chất khác được dùng vào việc sản xuất năng lượng

Cà rốt chứa các carotenoid rất quan trọng vì alpha– carotene và beta– carotene đều có thể được cơ thể chuyển hóa thành vitamin A Các carotene còn bảo vệ thành phần của

võng mạc mắt, giúp có thị lực tốt, vì vậy có câu ngạn ngữ nói “ăn cà rốt sẽ giúp bạn thấy trong bóng tối” là có căn cứ thực tế

Lợi ích chính: Cà rốt là một nguồn carotene rất phong phú– sắc tố màu vàng

cam tạo ra màu đặc trưng của loại củ này Chúng là các chất chống oxy hóa quan trọng

để giúp bảo vệ bệnh tim mạch vành và một số bệnh ung thư

Giá trị dinh dưỡng cà rốt trong 100 g

Hình 2.4: Hình thái tự nhiên của cà rốt

(http://www.vietfriendly.com/news/article/gender/MeoVat/24928/)

2.3.2 Bông cải xanh (broccoli)

Hình 2.5: Hình thái tự nhiên của bông cải xanh

được trồng ở châu Âu và các nước ôn đới Do điều kiện sống ở thời tiết mát mẻ nên

súp lơ xanh ở Việt Nam được trồng nhiều ở những nơi có khí hậu mát như là ở Đà Lạt

Đây là một trong những loại rau xanh có lợi ích nhất, vì nó có các chất dinh

dưỡng thực vật bảo vệ cơ thể Bông cải xanh được chế biến đơn giản, chỉ cần xào nấu

chín tới để giúp duy trì các thành phần lợi ích của nó và có thể ăn sống như rau xà lách

để có được nhiều chất dinh dưỡng tốt nhất

Búp bông cải xanh là một loại rau sống rất ngon, một nguồn giàu chất dinh

dưỡng thực vật

Bông cải xanh chứa calcium cũng như lượng magnesium hữu ích cần thiết cho

việc sản sinh năng lượng cho chức năng cơ và khả năng truyền dẫn của dây thần kinh

Nó cũng chứa các oestrogen thực vật yếu được vi khuẩn đường ruột chuyển hóa thành

các chất giống hormon, nhất là khi chế độ ăn có nhiều chất xơ Bông cải xanh còn

chứa sinh tố C, acid folic, sắt, potassium, các carotenoid và indole– 3– carbinol, một

chất cần thiết cho cơ thể chuyển hóa các hormone sinh dục hiệu quả

Lợi ích chính: Bông cải xanh góp phần vào khả năng duy trì sức khỏe lâu dài

bằng cách giúp bảo vệ cơ thể chống lại bệnh ung thư Nó có tác dụng này nhờ vào

sulphoraphal một chất chống oxy hóa có các đặc tính chống ung thư mạnh, nhất là

chống lại các khối u của đường tiêu hóa, phổi và tuyến tiền liệt Nó có tác dụng này

bằng cách kích thích hệ thống enzyme giải độc của chính cơ thể

Giá trị dinh dưỡng trong 100g

trong nước hoặc trong sữa,… Trong trường hợp vi sinh vật trong đất, chúng ta thường dùng số vsv/g đất Trong trường hợp sợi nấm, có thể dùng đơn vị là mg/100g dung dịch hoặc dùng tốc độ tăng trưởng là cm/ngày

2.4.2 Các phương pháp đếm vi sinh vật

a Phương pháp đếm trực tiếp

Đếm tế bào sống: dùng một kính đựng vật đặc biệt có vạch ô vuông với diện tích ô được biết rõ (hemacytometer) Dùng kính hiển vi để đếm số vi sinh vật nằm trong khoảng ô vuông với diện tích được biết rõ (hemacytometer) sau khi đã nhỏ một giọt huyền phù có chứa vi sinh vật muốn đếm vào, từ đó suy ra mật số Phương pháp này cho phép đếm cả vi sinh vật còn sống lẫn đã chết và chỉ áp dụng cho các vi sinh vật không cần nhuộm màu

Đếm vi sinh vật đã nhuộm (smear count): định hình và nhuộm màu cho phù hợp với loại vi sinh vật cần đếm Sau đó đếm số vi sinh vật trên một đơn vị thể tích, suy ra mật số vi sinh vật ấy Phương pháp này áp dụng cho trường hợp phải đếm các vi sinh vật khó quan sát phải nhuộm màu Đếm tổng số vi sinh vật sống và đã chết trong huyền phù

Hình 2.6: Phòng đếm Petroff-Hauser

Đếm vi sinh vật trên màng lọc (membrane filter count): có thể cho huyền phù chứa vi sinh vật muốn đếm đi qua một phim dinh dưỡng để vi sinh vật mọc thành khuẩn lạc và đếm số khuẩn lạc, suy ra mật số vi sinh vật trong huyền phù Cách này chỉ đếm số vi sinh vật còn sống Có thể đếm trực tiếp số vi sinh vật trên màng lọc bằng cách nhuộm màu vi sinh vật và làm cho màng lọc trong suốt với immersion oil và đếm

số vi sinh vật dưới kính hiển vi

Hình 2.7: Phương pháp lọc màng để xác định số lượng vi sinh vật

Phương pháp pha loãng: pha loãng huyền phù ra nhiều lần Đếm số khuẩn lạc phát triển trên huyền phù đã pha loãng, từ đó suy ra mật số vi sinh vật trên huyền phù gốc Phương pháp này cho kết quả gần đúng nhất (Most probable number) của mật số huyền phù chứ không có được con số chính xác Phương pháp này cho phép đếm vi sinh vật sống, không đếm được vi sinh vật đã chết

b Phương pháp đếm gián tiếp

Phương pháp đo độ đục của huyền phù vi sinh vật: thường được dùng để đếm bào tử nấm trong huyền phù Nguyên tắc của phương pháp này là dùng chùm tia sáng đơn sắc chiếu xuyên qua huyền phù chứa vi sinh vật muốn đo, vi sinh vật làm phân tán chùm tia sáng nhiều hoặc ít tùy theo mật số của chúng trong huyền phù Số tia sáng xuyên qua sẽ kích thích lên tế bào quang điện và hiển thị kết quả lên bảng chỉ thị So sánh với bảng chuẩn sẽ biết được mật số trong huyền phù Chúng ta có thể áp dụng biện pháp này đối chiếu với phương pháp đếm trực tiếp để lập một bảng chuẩn từng loại vi sinh vật Phương pháp này đo vi sinh vật sống lẫn chết

Hình 2.8: Đo số lượng vi sinh vật bằng phương pháp đo độ đục

Máy đếm điện tử (electronic counter): Có thể đếm được hàng ngàn tế bào vi sinh vật trong vòng vài giây Nguyên tắc là vi sinh vật được đưa qua tia sáng của “mắt điện tử” (electronic eye) Vi sinh vật cản tia sáng và ghi dấu hiệu trong bộ đếm của máy

Đo trọng lượng khô của vi sinh vật: đây là phương pháp đo các vi sinh vật đa bào (thí dụ sợi nấm nuôi trong môi trường dinh dưỡng lỏng và trong môi trường này chúng ta thường so sánh mức độ tăng trưởng hơn là đếm mật số) Thông thường, chúng ta trích lấy nấm bằng cách li tâm hoặc lọc, kế đó rửa sạch, sấy khô và cân trọng lượng khô Sự gia tăng trọng lượng so với lúc đầu chứng tỏ có sự tăng trưởng và cho biết tốc độ tăng trưởng của nấm ấy

(Nguyễn Lân Dũng, Bùi Thị Việt Hà, 2009)

2.4.3 Sự tăng trưởng của vi sinh vật

Hình 2.9: Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín

Trong một mẻ nuôi cấy thích hợp, vi sinh vật thường tăng trưởng theo 4 giai đoạn phân biệt:

Phase tiềm phục (Lag phase): trong giai đoạn này, tức là ngay sau khi nuôi cấy,

vi sinh vật chưa tăng lập tức số lượng hay sinh khối tế bào Mặc dù chưa thấy sự sinh trưởng và phát triển của tế bào, nhưng những thành phần mới của tế bào bắt đầu được tổng hợp Để tế bào bắt đầu phân chia thì cần thiết bởi nhiều lý do khác nhau:

- Tế bào già và thiếu ATP, thiếu các coenzyme cần thiết và thiếu ribosome Các thành phần này cần thiết phải được tổng hợp trước khi tế bào bắt đầu tăng trưởng

- Môi trường nuôi cấy có thể khác với môi trường mà trước đây vi sinh vật đã phát triển trong đó Trong trường hợp đó thì tế bào cần có những enzyme mới để có thể sử dụng được các chất dinh dưỡng mới

- Vi sinh vật có thể bị tổn thương và đòi hỏi một khoảng thời gian để hồi phục Trong trường hợp này, tế bào phải được tái tổ chức, sao chép AND, bắt đầu tăng sinh khối và cuối cùng là phân chia

Thời gian tiềm phục dài hay ngắn còn phụ thuộc vào từng loại vi sinh vật và bản chất của môi trường

Phase cấp số (phase logarithme): trong giai đoạn này, vi sinh vật sẽ phát triển và phân chia ở tốc độ cực đại, điều này là do khả năng di chuyển của chúng, bản chất môi trường và điều kiện nuôi cấy Vận tốc tăng trưởng không đổi trong phase cấp số, vi sinh vật phân chia và nhân đôi trong một khoảng thời gian đều đặn Do mỗi tế bào

từ thay vì tăng đột ngột Trong phase này, dân số tế bào đồng nhất về những tính chất hóa học, sinh lý, nên những canh cấy trong giai đoạn này thường được dùng để nghiên cứu về đặc tính sinh hóa và lý hóa của vi sinh vật

Phase ổn định (phase stationary): ở giai đoạn này, sự tăng trưởng về dân số của

vi sinh vật dừng lại và đường cong tăng trưởng có dạng nằm ngang Ở phase này, mỗi loại vi sinh vật sẽ có mật độ dân số tối đa khác nhau: ở vi khuẩn là 109 tế bào/ml, ở tảo

và protozoa chỉ đạt 106 tế bào/ml Trong phase này, tổng số vi sinh vật sống là một hằng số, là do sự cân bằng về số lượng tế bào sinh ra và tế bào chết đi, hay đơn giản là

do quần thể ngừng phân chia và chỉ còn những hoạt động về biến dưỡng Cũng có nhiều lý do khiến quần thể vi sinh vật đi vào phase ổn định:

- Sự giới hạn về chất dinh dưỡng

- Thiếu dưỡng khí đối với những vi sinh vật hiếu khí

- Sự tích tụ những chất độc hại cũng làm dừng sự tăng trưởng, yếu tố này cũng ảnh

hưởng đến vi sinh vật kỵ khí Ví dụ như Streptococcus có khả năng tạo ra các acid

amine và những acid hữu cơ khác do sự lên men đường, và với sự tích tụ các sản phẩm

này làm môi trường trở nên acid và sự tăng trưởng sẽ bị ức chế Đối với Streptococcus

cũng có thể đi vào phase ổn định là do lượng đường bị sử dụng cạn kiệt

- Ngoài ra còn có nhiều tác động đồng thời cũng khiến cho dân số vi sinh vật phải

đi vào phase ổn định

Phase tử vong (Death Phase): Ở phase này do thiếu chất dinh dưỡng, sự tích tụ các chất thải độc hại sẽ làm giảm số lượng tế bào sống Sự chết cũng như sự gia tăng dân số vi sinh vật trong phase cấp số thường là theo logarithme (tỷ lệ không đổi của tế bào bị chết ở mỗi giờ) Số lượng tế bào trong phase này cũng không đổi, vì tế bào không tự ly giải sau khi chết Có một cách duy nhất để xác định tế bào còn sống hay

đã chết, đó là cấy chúng vào một môi trường mới: nếu chúng không phát triển và không tự phân chia, thì được xem là đã chết Mặc dù sự tử vong của vi sinh vật cũng diễn ra theo cấp số, nhưng sau một đợt giảm mạnh về dân số thì tử suất sẽ chậm lại Điều này là do sự sống sót của các tế bào có khả năng đề kháng đặc biệt (các dạng sinh bào tử)

(Vương Thị Việt Hoa, Nguyễn Ngọc Diệp, 2006)

2.5 Phân loại sữa chua dựa vào thời điểm tiến hành quá trình lên men

- Yaourt truyền thống (set type): ngay sau khi cấy giống người ta rót hộp ngay và lên men trong hộp

- Yaourt dạng khuấy (stirred type): cấy giống và lên men trong thiết bị chuyên dùng Sau đó làm lạnh và rót hộp

- Yaourt uống (drinking type): khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm ở dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không dùng muỗng

- Yaourt lạnh đông (frozen type): sản phẩm có dạng tương tự như kem Sản phẩm sau khi lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đông để tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói

- Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): quá trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phẩm Phân loại dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm

- Yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo trong sản phẩm không thấp hơn 3 %

- Yaourt “bán gầy”: (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5 – 3 %

- Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5 %

(Lâm Xuân Thanh, 2004; Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

2.6 Yêu cầu đối với sản phẩm

Người ta đánh giá chất lượng sữa chua thông qua ba nhóm chỉ tiêu cơ bản:

a Chỉ tiêu cảm quan

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

- Mùi vị: đặc trưng cho từng loại sản phẩm

- Trạng thái: mịn, đặc sệt

b Chỉ tiêu hóa lý: Bao gồm tổng hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo, độ

chua,… Chỉ tiêu hóa lý được trình bày trong Bảng 2.4

Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của sữa chua

c Chỉ tiêu vi sinh: Bao gồm tổng số vi sinh vật hiếu khí, Coliform, E.coli,

Staphylococcus aureus, Salmonella, Nấm men và nấm mốc.Chỉ tiêu vi sinh được trình

bày trong Bảng 2.5

Bảng 2.5: Chỉ tiêu về vi sinh vật trong sữa chua

lý nhiệt

Xử lý nhiệt

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 g sản

3 Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 0 0

6 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm 10 0

(Nguồn: TCVN 7030: 2002)

Mức yêu cầu Tên chỉ tiêu

Sữa chua Sữa chua đã tách

một phần chất béo

Sữa chua gầy

1 Hàm lượng chất khô không

chứa chất béo, % khối lượng,

2.7 Một số quy trình chế biến sản phẩm sữa chua

Hình 2.10: Quy trình công nghệ sản xuất yaourt

Bao bì

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa

Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô

Vi khuẩn lactic thương mại dạng đông khô

Hoạt hóa

Purée trái cây Hương liệu

Hình 2.11: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua nhào trộn

(Hồ Thị Nguyệt Thu, 2006)

Sữa tách kem

Sữa chuẩn hóa Thêm sữa bột

Kiểm tra sữa nguyên liệu

(đạm, béo, vật chất khô)

Thanh trùng sữa (90 oC/10 phút)Làm lạnh 44 oC

Cấy men vi khuẩn

Thêm đường Lọc

Ủ ấm 43 – 44 oC/4 – 6 giờ (đạt 85 – 90 oD)

Ngưng ủ khi đạt 85 oD hay

pH = 4,6 bằng cách trử 4 oC

Nhào trộn và thêm 20 % trái cây ngày hôm sauCho vào hủ

Bảo quản lạnh

Sữa chua nhào trộn

2.8 Lợi ích của sản phẩm sữa chua bổ sung purée so với sản phẩm sữa chua không bổ sung

Sữa chua có bổ sung purée sẽ cung cấp cho cơ thể một số vitamin cần thiết có trong quả được bổ sung Ngoài ra, trong purée quả còn có hàm lượng chất xơ cao sẽ cung cấp cho cơ thể giúp tiêu hóa tốt

Qua Bảng 2.6, cho thấy sữa chua có bổ sung purée trái cây có hàm lượng lipid giảm, glucid tăng chủ yếu là đường khử, năng lượng tăng so với sữa chua không bổ sung purée

Bảng 2.6: Giá trị dinh dưỡng của sữa chua

(Trương Thanh Long, 2002)

Năng lượng (kcalo)

Yaourt có hương thơm

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Được thực hiện từ tháng 4/2009 đến tháng 8/2009 tại phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Thực Phẩm và phòng thí nghiệm Vi Sinh của Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM

3.2 Nguyên liệu và dụng cụ sử dụng

3.2.1 Nguyên liệu

- Sữa tươi

- Chế phẩm vi sinh vật lên men lactic dạng đông khô có tên YC_X11 được sản xuất

ở Đan Mạch (gồm Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus)

- Tủ lạnh, tủ ấm, tủ sấy, máy xay sinh tố

- Nhiệt kế, cân điện tử

- Burret dùng chuẩn độ acid

- Xây dựng mô hình sản phẩm đáp ứng tốt nhu cầu người tiêu dùng Nội dung:

Giả định sản phẩm ban đầu:

- Sữa chua có bổ sung cà rốt và bông cải xanh

- Sữa chua dạng khuấy có thịt quả

Đối tượng khảo sát: Khảo sát trên 2 đối tượng

- Sinh viên (15 người)

- Người tiêu dùng (5 người)

Phiếu câu hỏi:

1 Bạn có thích sữa chua không?

2 Bạn thường sử dụng sữa chua vào thời gian nào?

3 Bạn sử dụng sản phẩm sữa chua nhằm muc đích gì?

4 Bạn có thích cà rốt không? Vì sao?