Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút ngắn thời gian lên men sữa chua yoghurt

Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút ngắn thời gian lên men sữa chua yoghurt Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút ngắn thời gian lên men sữa chua yoghurt Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút ngắn thời gian lên men sữa chua yoghurt luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Thu Trang

Viện: Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

HÀ NỘI, 2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia

giàu protein nhằm rút ngắn thời gian

lên men sữa chua yoghurt

ĐỖ VĂN DƯƠNG Ngành: Công nghệ sinh học

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Thu Trang

Viện: Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm

HÀ NỘI, 2020

Chữ ký của GVHD

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SỸ

Họ và tên tác giả luận văn: Đỗ văn Dương

Đề tài luận văn: Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm

rút ngắn thời gian lên men sữa chua Yoghurt

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Họ và tên Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Vũ Thu Trang

Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút

ngắn thời gian lên men sữa chua yoghurt

Học viên: Đỗ văn Dương

Mục tiêu chính của đề tài:

- Đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu đem sản xuất sữa chua yoghurt

- Nghiên cứu ảnh hưởng của bổ sung whey protein tới quá trình lên men sữa chua yoghurt và chất lượng sữa chua thành phẩm so với mẫu kiểm chứng

- Nghiên cứu ảnh hưởng của bổ sung peptone tới quá trình lên men sữa chua yoghurt và chất lượng sữa chua thành phẩm so với mẫu kiểm chứng

- Đánh giá chất lượng của sữa chua yoghurt và kết quả thí nghiệm cũng như cho vào sản xuất trên dây chuyền

Hà Nội, ngày tháng… năm 2020 Giảng viên hướng dẫn

( Ký và ghi rõ họ tên)

PGS TS Vũ Thu Trang

LỜI CẢM ƠN

Với sự biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn PGS TS Vũ Thu Trang,

đã tận tình hướng dẫn, góp ý động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm, các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này

Em cũng xin dành lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè, đồng nghiệp trong Công ty Cổ phần Giống bò sữa Mộc Châu đã hết lòng quan tâm, là chỗ dựa tinh thần vững chắc và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN

Đánh giá hiện trạng và tổng quan về ngành sữa Việt Nam và Thế Giới, tổng quan về thị phần các sản phẩm sữa chua tại Việt Vam, tiềm năng và lợi thế của sản phẩm

Giá trị dinh dưỡng sản phẩm sữa chua mang lại cho sức khỏe con người và công nghệ sản xuất hiện tại của các nhà máy sữa tại Việt Nam

Bản chất của quá trình lên men sữa chua sủ dụng chủng vi khuẩn lactic

Cơ sở khoa học của việc bổ sung Whey Protein và Peptone trong quá trình chế biến sữa chua và ứng dụng của chúng trong công nghệ sản xuất sữa chua yoghurt

+ Việc bổ sung peptone có nhiều dưỡng chất gồm các protein và các các peptides sẽ hổ trợ sự phát triển của VSV để có thể rút ngắn thời gian lên men + Whey Protein là phụ phẩm trong quá trình sản xuất phomat chứa các Protein mạch ngắn bao gồm protein tạo cấu trúc như vậy việc bổ sung Whey Protein có thể vừa làm tăng protein trong nguyên liệu, tăng cường hoạt động của VSV và các thành phần tạo cấu trúc ở trong Whey Protein cũng có thể cải thiện trạng thái cấu trúc của sản phẩm

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc bổ sung peptone và whey protein tới khả năng lên men sữa chua yoghurt và đánh giá kết quả khi bổ sung

+ Ảnh hưởng của nồng độ peptone đến thời gian lên men sữa chua: Thử nghiệm bổ sung peptone trong dải nồng độ từ 0,02% - 0,4% tỷ lệ Pepton và đã kiểm tra, xác định việc bổ sung pepton 0.04% thời gian lên men giảm 33.33% (90 phút) so với mẫu kiểm chứng Qua thử nghiệm mẫu bổ sung pepton 0,04 %

và mẫu Kiểm chứng ta thấy mẫu bổ sung pepton thời gian giảm đi 90 phút so với mẫu Kiểm chứng đến khi kiểm tra ở điểm pH đạt tại pH 4.6 Việc sử dụng peptone thích hợp trong quá trình sản xuất sữa chua vừa giảm được thời gian lên men mà hoàn toàn không gây ảnh hưởng xấu tới mùi vị sản phẩm

+ Ảnh hưởng của việc bổ sung Whey Protein tới quá trình lên men: Thử nghiệm bổ sung WPC 80 tới nồng độ 0.75%, kiểm tra pH đạt 4.5 ta thấy thời gia lên men không giảm nhưng cấu trúc sản phẩm được cải thiện Nghiên cứu hoàn thiện sản phẩm có giảm 50% chất ổn định khi bổ sung 0.75% WPC 80 Với kết quả này ta có thể thấy việc bổ sung WPC 80 vừa làm giảm bớt lượng chất ổn

định cho vào sản phẩm lại vừa làm tăng tính chất cảm quan của sản phẩm Vì vậy

ta hoàn toàn có thể giảm bớt chất ổn định tới 50% Từ đó làm giảm bớt được chi phí cho quá trình sản xuất và cấu trúc sản phẩm được cải thiệt so với mẫu kiểm chứng

Do vậy việc bổ sung phụ gia giàu protein nhằm rút ngắn thời gian lên men sữa chua Yoghurt, vừa làm cải thiện cấu trúc sản phẩm, vừa giảm giá thành chi phí cho sản xuất và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm sữa chua trên thị trường

Hà Nội, ngày… tháng … năm 2020

Học viên

Đỗ Văn Dương

M ỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1 Tổng quan về sữa chua Yogurt 2

1.1.1 Lịch sử phát triển 2

1.1.2 Sữa chua : giá trị dinh dưỡng và các lợi ích về sức khỏe 3

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và Việt Nam 6

1.2 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua yoghurt 13

1.2.1 Quy trình và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất sữa chua yoghurt 13 1.2.2 Cơ chế quá trình lên men và đông tụ sữa chua 18

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sữa chua thành phẩm 23

1.3 Cơ sở khoa học của bổ sung Whey Protein và Peptone trong quá trình chế biến sữa chua 26

1.3.1 Peptone và ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa 26

1.3.2 Whey protein và ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa 27

1.3.3 Lí do lựa chọn đề tài 31

1.4 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 32

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Vật liệu và thiết bị sử dụng 33

2.1.1 Nguyên liệu và hóa chất 33

2.1.3 Thiết bị 39

2.2 Phương pháp nghiên cứu 40

2.2.1 Chỉ tiêu hóa lý 40

2.2.2 Chỉ tiêu vi sinh 46

2.2.3 Chỉ tiêu cảm quan 48

2.3 Bố trí thí nghiệm 48

2.3.1 Đánh giá chất lượng sữa nguyên liệu đem sản xuất sữa chua 49

2.3.2 Kiểm tra và định lượng vi sinh vật trong chủng thương mại dạng đông khô YF – L812 49

2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của Peptone tới quá trình lên men sữa chua Yoghurt51 2.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của Whey Protein Concentrate tới quá trình lên men sữa chua Yoghurt 56

2.3.5 Sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm sữa chua Yoghurt 57

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

3.1 Đánh giá chất lượng sữa nguyên liệu và chủng thương mại đem sản xuất sữa chua 59

3.1.1 Đánh giá chất lượng sữa nguyên liệu 59

3.1.2 Đánh giá chất lượng chủng thương mại dạng đông khô YF – L812 59

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ peptone đến thời gian lên men sữa chua 60

3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ Peptone 0,04% lên vi sinh vật 61

3.2.3 Ảnh hưởng của việc bổ sung peptone tới chất lượng sản phẩm: khả năng giữ nước, cấu trúc, độ nhớt 67

3.3 Đánh giá ảnh hưởng bổ sung pepton tới đặc tính cảm quan của sữa chua thành phẩm 71

3.4 Ảnh hưởng của việc bổ sung whey protein tới quá trình lên men và chất lượng sản phẩm 73

3.4.1 Ảnh hưởng của việc bổ sung Whey Protein tới quá trình lên men: pH, độ axit 73

3.4.2 Ảnh hưởng của việc bổ sung whey protein tới chất lượng sản phẩm 77

3.5 Sản xuất, đánh giá và so sánh chất lượng yogurt 85

3.5.1 Sản xuất, đánh giá và so sánh chất lượng yogurt có bổ sung Peptone 86

3.5.2 Sản xuất, đánh giá và so sánh chất lượng yogurt có bổ sung Whey Protein89 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

4.1 Kết luận 93

4.2 Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

PH Ụ LỤC 103

DANH M ỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Đàn bò sữa của Việt Nam hiện có gần 300 ngàn con 8

Hình 1 2 Lượng sữa tiêu thụ hàng năm của các quốc gia trên thế giới 12

Hình 1 3 Sự tăng trưởng của ngành sữa chua của các doanh nghiệp trong nước 12 Hình 1.4 : Đặc điểm của Streptococcus thermophilus 19

Hình 1.5: Đặc điểm của Lactobacillus bulgaricus 20

Hình 1 6: Hình ảnh thể hiện cơ chế chung của quá trình lên men sữa chua 21

Hình 2.1: Hình ảnh WPC 80 34

Hình 2.2: Hình ảnh của Palsgaard 34

Hình 2.3: Hình ảnh chủng vi sinh vật đông khô YF-L812 36

Hình 2.4: Peptone _ FP 101 37

Hình 2.5: Hình ảnh sơ đồ quy trình thiết kế thí nghiệm 48

Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ peptone đến thời gian lên men yoghurt 61

Hình 3.2: Sự thay đổi của độ T theo thời gian lên men ở 43 oC ở 61

các nồng độ peptone 61

Hình 3.3: Hình thái khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch MRS broth 62

ủ ở 37oC sau 48 h 62

Hình 3.4: Số lượng tế bào vi khuẩn trong mẫu sữa chua có bổ sung peptone nồng độ 0,04% và mẫu KC (không bổ sung peptone) 62

Hình 3.5 A: Số lượng tế bào vi khuẩn khởi động trong mẫu yoghurt KC 63

(không bổ sung peptone) 63

Hình 3.5 B: Số lượng tế bào vi khuẩn khởi động trong mẫu yoghurt 64

bổ sung peptone 64

Hình 3.6 Ảnh hưởng của peptone đến khả năng giữ nước của sản phẩm 68

Hình 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ peptone 69

đến cấu trúc của sữa chua theo thời gian bảo quản 69

Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ peptone 70

đến độ nhớt của sữa chua theo thời gian bảo quản 70

Hình 3.9: Đồ thị hoa gió biểu diễn trực quan các đặc tính của sữa chua 73 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của pH và độ axit trong quá trình lên men73 Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ WPC 80 đến sự giảm độ

pH trong quá trình lên men 75Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ WPC 80 đến sự tăng độ axit trong quá trình lên men 75Hình 3.13: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ WPC 80 đến sự giảm độ

pH trong quá trình lên men 76Hình 3.14: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ WPC 80 đến sự tăng độ axit trong quá trình lên men 76Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự khác nhau về tính chất vật lí của sản phẩm khi

không và có bổ sung WPC 80 77Hình 3.16: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hàm lượng WPC 80 đến chất lượng của sản phẩm sữa chua yoghurt 78Hình 3.17: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ WPC 80 đến chất lượng của sản phẩm sữa chua yoghurt 79Hình 3.18: đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ whey protein khác nhau đến tính chất cảm quan 81Hình 3.19: Đồ thị thể hiện sự phát triển của vi sinh vật lên men sữa chua 85Hình 3.20: So sánh khả năng giữ nước (WHC) của 3 mẫu yoghurt thành phẩm 86Hình 3.21: So sánh độ cứng của 3 mẫu yoghurt thành phẩm 87Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của pH và độ axit trong quá trình lên men91

DANH M ỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 1: Tiêu chuẩn sản phẩm sữa chua 18

Bảng 1 2: Yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm 24

Bảng 1 3 Thành phần cơ bản của vật chất khô của các nguồn nguyên liệu sữa 30

Bảng 2 1: Bảng thành phần của đường kính trắng 33

Bảng 2 2: Bảng thành phần của WPC 80 34

Bảng 2 3: Chỉ tiêu chất lượng của Palsgaard 35

Bảng 2 4: Bảng chỉ tiêu kiểm tra của chủng vi sinh vật đông khô YF-L812 36

Bảng 2 5: Tính chất hóa-lý của peptone FP 101 38

Bảng 2 6: Các chỉ tiêu về vsv trong peptone FP 101 38

Bảng 2 7: Chỉ tiêu về kim loại nặng trong peptone FP 101 38

Bảng 2 8: Thành phần các axit amin trong peptone FP 101 39

Bảng 2 9: Bảng thành phần nguyên liệu cho các mẫu thí nghiệm 600ml 56

Bảng 3 1: Chỉ tiêu chất lượng của sữa nguyên liệu 59

Bảng 3 2: Ảnh hưởng của pepton tới khả năng giữ nước 68

Bảng 3 3: Ảnh hưởng của bổ sung peptone tới cấu trúc sữa chua thành phẩm 69

Bảng 3 4: Giá trị trung bình và sai số của độ nhớt 71

Bảng 3 5: Điểm trung bình các thuộc tính của các mẫu được cho bởi hội đồng đánh giá cảm quan 72

Bảng 3 6: Bảng mã hóa mẫu thí nghiệm cảm quan 80

Bảng 3 7: Bảng kết quả đánh giá cảm quan cho điểm thị yếu 80

Bảng 3 8: Bảng phân tích phương sai 82

Bảng 3 9: Bảng kết quả kiểm tra sự phát triển của vi sinh vật 85

Bảng 3 10: Điểm trung bình về mức độ ưa thích tổng thể đối với sản phẩm 88

Bảng 3 11: Bảng thành phần nguyên liệu 89

Bảng 3 12: Các chỉ tiêu chất lượng sau khi ủ chín 90

Bảng 3 13: Sự thay đổi của pH và độ axit trong quá trình lên men 90

Bảng 3 14: Cho điểm cảm quan sản phẩm 92

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sữa chua là một sản phẩm bổ dưỡng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới Sữa chua yoghurt là sản phẩm sữa thu được bằng cách lên men sữa bằng hai chủng Streptococcus thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp

bulgaricus Tại Việt Nam, sữa chua được sản xuất chủ yếu theo phương pháp lên men động, sử dụng chủng đông khô hạn chế tối đa khả năng bị nhiễm tạp trong quá trình sản xuất Tuy nhiên, thời gian lên men kéo dài (8h) so với sử dụng chủng hoạt hóa trước khi bổ sung vào quá trình lên men (3h) Trên thế giới, đã có một số nghiên cứu chứng minh, việc bổ sung thêm các thành phần dinh dưỡng với tỷ lệ nhỏ như cao nấm men, pepton hay whey protein có thể kích thích quá trình hoạt động của chủng vi sinh vật, giảm thiểu thời gian lên men Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu ứng dụng việc bổ sung các thành phần này trong sản xuất sữa chua, cũng như đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đó tới chất lượng sữa chua thành phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về sữa chua Yogurt

1.1.1 L ịch sử phát triển

Như chúng ta đã biết sữa là sản phẩm giàu dinh dưỡng và dễ hấp thụ đối với cơ thể con người Sữa có chứa nhiều dưỡng chất như chất béo, protein, đường lactose, chất khoáng và các vitamin… Hơn nữa tỷ lệ giữa các thành phần trong sữa cũng rất cân đối, hài hòa và dễ hấp thụ đối với con người

Sữa chua yoghurt là sản phẩm sữa lên men khi sử dụng hai chủng

Streptococcus thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus là sản phẩm phổ biến trên khắp thế giới [3,4] Người ta cũng có thể sử dụng kết hợp các chủng vi sinh vật khác nhau hoặc bổ sung các chủng lợi khuẩn để đa dạng hóa sản phẩm từ sữa Nguyên liệu sữa dùng sản xuất sữa chua có thể là sữa tươi hoặc sữa hoàn nguyên từ sữa bột Các sản phẩm cũng rất phong phú khi được chế biến thành các dạng đặc, lỏng, sệt, sấy khô, lạnh đông hoặc bổ sung nhiều loại hương, mứt quả, hạt, sô cô la, hay phối trộn thêm với nước và các thành phần dinh

dưỡng khác [5]

Về mặt dinh dưỡng, các sản phẩm sữa chua đều có độ tiêu hóa cao do các thành phần trong sữa đã được chuyển hóa thành sạng cơ thể dễ hấp thụ, đặc biệt đối với người già và trẻ em Sử dụng các sản phẩm này có tác dụng kích thích tiết dịch vị, kích thích sự trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối ở ruột Ngoài ra, sữa chua với thành phần dinh dưỡng như protein, lipid, gluxit, vitamin, các kháng thể có ý nghĩa quan trọng với làm tăng hệ miễn dịch, chống lão hóa, có vai trò quan trọng về dinh dưỡng và sức khỏe [4,5]

L ịch sử và phân loại sữa chua

Sữa chua yoghurt là một sản phẩm phổ biến trên thế giới Nó được những người du mục vùng núi Elbus, Bungari phát hiện Ngày nay yoghurt được tiêu thụ mạnh với nhiều chủng loại đa dạng trên thị trường thế giới và cả ở thị trường Việt Nam

Sản phẩm ngày càng đa dạng và cấu trúc mùi vị sữa chua luôn được các nhà sản xuất thay đổi để đáp ứng nhu cầu khách hàng Sản phẩm yoghurt có thể được phân loại như sau:

Yogurt dạng tĩnh: Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Ngay sau khi bổ sung chủng người ta rót hộp luôn và tiến hành quá trình lên men ngay trong bao bì làm xuất hiện khối đông coagulum và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

Yogurt dạng động: Sau khi bổ sung chủng thì tiến hành lên men ngay trong các xitec lớn, sau đó làm lạnh và rót hộp, khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học Nó không có cấu trúc gel mịn như của loại tĩnh

Yogurt dạng uống: Tương tự như sữa chua dạng động, khối sữa chua sau khi lên men đã bị phá hủy hoàn toàn, sản phẩm dạng lỏng Sau quá trình lên men

sử dụng phương pháp khuấy trộn để phá hủy cấu trúc giảm độ nhớt cho sản phẩm Sản phẩm có thể qua hoặc không qua xử lí nhiệt trước khi rót hộp

Ngày nay yogurt có thể được bổ sung thêm hương liệu, màu thực phẩm hoặc trái cây nguyên chất

Ngoài ra hàm lượng chất béo trong sản phẩm cũng được dùng để phân loại Lượng chất béo trong yogurt dao động từ 0-10 %.chia làm 3 nhóm:

Yoghurt béo (hàm lượng béo cao hơn 3% ),

Yoghurt bán gầy (hàm lượng chất béo từ 0,5- 3%)

Yoghurt gầy (hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5 %)

1.1.2 S ữa chua : giá trị dinh dưỡng và các lợi ích về sức khỏe

Giá tr ị dinh dưỡng :

Trong 100g sữa chua chứa khoảng 100Kcal, chất đạm trung bình từ 3,1 - 5,3 g, chất béo khoảng 2,3 - 2,6 g, chất bột khoảng 15g Như vậy, về năng lượng, một hộp sữa chua (thường từ 70-80g) có thể cung cấp khoảng 70-80 Kcal, đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng 1 bữa ăn phụ của trẻ em dưới 5 tuổi (tương đương với năng lượng của khoảng ½ bát cơm hay 2 quả chuối) Hơn nữa, cơ cấu năng lượng trung bình của sữa chua khá cân đối, với tỷ lệ năng lượng của 3 chất P:L:G là 17:23:60 So với nhu

cầu khuyến nghị của Viện Dinh dưỡng Quốc gia (Nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị cho người Việt Nam, NXB Y học, 2012) về tính cân đối năng lượng cho trẻ em đến

9 tuổi là 15:30:55 thì rõ ràng sữa chua là một sản phẩm tốt cho sự phát triển của trẻ Tùy theo độ tuổi mà cho trẻ ăn số lượng sữa chua khác nhau: trẻ 7 - 10 tháng tuổi: 50 – 60 g/ngày, 1 - 2 tuổi: 80 g/ngày và trên 2 tuổi: 100 g/ngày Trẻ lớn hơn, tùy theo tuổi có thể dùng 1 - 2 hộp sữa chua thay thế cho một bữa

phụ/ngày

Yoghurt cung cấp hầu hết mọi chất dinh dưỡng mà cơ thể bạn cần Nó đặc biệt giàu canxi, vitamin B và khoáng chất vi lượng Nó được biết đến với việc chứa rất nhiều canxi, một khoáng chất cần thiết cho răng và xương khỏe mạnh Chỉ cần một cốc cung cấp 49% nhu cầu canxi hàng ngày của bạn (Flynn A, 2003;) Sữa chua có nhiều vitamin B, đặc biệt là vitamin B12 và riboflavin, cả hai đều có thể bảo vệ chống lại bệnh tim mạch và một số dị tật bẩm sinh ống thần kinh (Ryan-Harshman M, 2008; Powers HJ, 2003) Một cốc cũng cung cấp 38% nhu cầu phốt pho hàng ngày của bạn, 12% cho magiê và 18% cho kali Những khoáng chất này rất cần thiết cho một số quá trình sinh học, như điều hòa huyết

áp, trao đổi chất và sức khỏe của xương (Takeda E và cs, 2012; Weaver CM., 2013) Một chất dinh dưỡng mà sữa chua không chứa tự nhiên là vitamin D, nhưng nó thường được bổ sung Vitamin D thúc đẩy sức khỏe của xương và hệ miễn dịch và có thể làm giảm nguy cơ mắc một số bệnh, bao gồm bệnh tim và trầm cảm (Rathish Nari, 2012; Cynthia Aranow, 2012)

Sữa chua cung cấp một lượng lớn protein Protein đã được chứng minh là

hỗ trợ quá trình trao đổi chất bằng cách tăng chi tiêu năng lượng của bạn, hoặc số lượng calo mà bạn đốt cháy trong suốt cả ngày (Halton TL và cs, 2004)

Nhận đủ protein cũng rất quan trọng để điều chỉnh sự thèm ăn, vì nó làm tăng sản xuất hormone báo hiệu sự no Nó có thể tự động giảm số lượng calo bạn tiêu thụ tổng thể, có lợi cho việc kiểm soát cân nặng (Halton HL và cs, 2004; Leidy HJ và cs, 2015; Dominik và cs, 2014)

Trong một nghiên cứu, những đối tượng ăn nhẹ bằng sữa chua ít đói hơn và tiêu thụ ít hơn 100 calo vào bữa tối, so với những người ăn đồ ăn nhẹ có hàm lượng protein thấp hơn với cùng một lượng calo (Laura C Ortinau và cs, 2014)

L ợi ích cho sức khỏe:

Yoghurt là thực phẩm rất bổ dưỡng cho sức khỏe Sữa chua mang lại các lợi ích khác nhau cho sức khỏe người tiêu dùng

Ngăn ngừa tăng huyết áp: Huyết áp cao bất thường còn được gọi là tăng

huyết áp, là một trong hững yếu tố nguy cơ chính của bệnh tim mạch, các nghiên cứu cho thấy tiêu thụ sữa chua thường xuyên có thể làm giảm huyết áp ở những người bị tăng huyết áp, có tác dụng điều hòa huyết áp (Dong JY, Szeto IM và cs,

2013)

Giảm béo: Yoghurt giàu canxi là liều thuốc giảm béo kỳ diệu Canxi từ sữa

có ảnh hưởng lên hoạt động của các tế bào mỡ, giúp chúng chuyển hóa thành năng lượng, yoghurt cung cấp axit béo omega-3 còn có tác dụng giảm viêm, chống suy giảm nhận thức, ngăn ngừa ung thư, bình ổn lượng cholesterol trong máu

Chữa hôi miệng: yoghurt không đường sẽ làm giảm lượng chất hydrogen

sulphide – nguyên nhân gây ra chứng hôi miệng Nếu bạn ăn một hủ yoghurt mỗi ngày, bạn sẽ thấy hơi thở của mình bớt hôi hơn, ngay cả trên lưỡi cũng sẽ giảm đáng

kể

Tốt cho tiêu hóa: Sữa chua là một loại thực phẩm dễ tiêu hóa và có tác dụng

kích thích sự tiết dịch vị, kích thích trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối ở ruột

Giúp xương chắc khỏe: Loãng xương là một tình trạng đặc trưng bởi

xương yếu và giòn Nó phổ biến ở những người cao tuổi và là yếu tố nguy cơ chính dẫn đến dễ gãy xương ở nhóm tuổi này Các sản phẩm sữa từ lâu đã được biết đến với tác dụng chống loãng xương Trên thực tế, sữa hỗ trợ nâng cao mật

độ xương (Cashman KD, 2002) phần lớn gây ra bởi hàm lượng canxi và protein cao trong sữa (Hunt JR và cs, 2009) Yoghurt là nguồn giàu canxi và protein Lượng canxi trong yoghurt cũng tương đương với sữa tươi, giúp bổ sung nhu cầu khoáng chất cần thiết hàng ngày cho phát triển hệ xương, răng và phòng chống loãng xương Hãy ăn 1-2 hủ mỗi ngày để tăng cường lượng canxi cho cơ thể

Tăng cường hệ miễn dịch: Yoghurt kích thích cơ thể sản xuất các chất

kháng sinh giúp cơ thể chống lại các bệnh do virus gây ra: bệnh viêm mũi dị ứng, cảm lạnh hoặc cúm, Không những thế, khuẩn lactobacilli trong yoghurt còn có tác dụng giảm thiểu nguy cơ ung thư ruột kết và trực tràng

Sữa chua kích thích hệ thống miễn dịch, giảm cholesterol trong máu và huyết áp cao, ngăn ngừa loãng xương và bệnh tim mạch, làm giảm bớt viêm mũi, loét miệng, tiêu chảy, chảy máu bên cạnh đó nó còn có tác dụng kháng khuẩn và giảm thiểu nguy cơ bị ung thư Sữa chua chứa một nguồn protein chất lượng cao, nguồn canxi dồi dào Canxi duy trì mật độ xương và độ bền của xương trong suốt cuộc đời Người lớn yêu cầu 700 mg canxi mỗi ngày Sữa chua giàu kali, nó giúp

giữ huyết áp bình thường (Mahendra Pal và cs, 2015)

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và Việt Nam

2020

Các hãng sản xuất đứng giữa người chăn nuôi và người tiêu dùng cũng đang phải đối mặt nhiều áp lực thị trường Tuy nhiên, ngành chế biến sữa có phát triển hay không, lại phụ thuộc vào chiến lược của các hãng sản xuất từ việc tạo ra các xu hướng tiêu dùng mới bao gồm việc gia tăng tiêu dùng sản phẩm xanh, sạch, bổ dưỡng, thực phẩm chức năng Lợi thế của các nhà sản xuất sữa chính là nhu cầu sử dụng protein trong khẩu phần dinh dưỡng của người tiêu dùng ngày càng tăng cao, và đây là cơ hội để họ đẩy mạnh chiến dịch quảng bá và tiêu dùng sản phẩm sữa

Công nghệ là chìa khóa tận dụng hết lợi thế từ những xu hướng này nhưng

nó không phải là chìa khóa vạn năng Ngoài công nghệ, các hãng sản xuất vẫn cần phải có khả năng nhận dạng và khai thác được những suy nghĩ, mong muốn

ẩn sâu bên trong ảnh hưởng đến quyết định mua hàng của khách hàng Khi đến tay người tiêu dùng, cần đảm bảo đó là các sản phẩm an toàn, đáng tin cậy

Các mô hình bán lẻ sữa hiện đang trở nên phổ biến và hoạt động khá hiệu quả tại các nước phương Tây “Milk shop” - một mô hình bán sữa qua máy tại châu Âu được đánh giá là cầu nối đưa người tiêu dùng tiến gần các sản phẩm địa phương Theo nghiên cứu của Deloitte 2015, 86% người tiêu dùng Mỹ đang hướng đến các sản phẩm sữa bổ dưỡng, tiện dụng và 37% khách hàng sử dụng các ứng dụng trên điện thoại thông minh để tìm kiếm sản phẩm và mua hàng Do

đó mô hình chuỗi cửa hàng bán lẻ tiện dụng đang được nhân rộng với đa dạng sản phẩm để phục vụ khách hàng Như vậy, để có một ngành sữa phát triển khỏe mạnh, người chăn nuôi cần hướng đến cách thức chăn nuôi bền vững, thân thiện môi trường, hãng chế biến tạo ra sản phẩm an toàn, chất lượng, minh bạch

và kênh bán lẻ phải linh hoạt đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng

Vi ệt Nam :

Việt Nam đang trong giai đoạn tăng trưởng và phát triển kinh tế mạnh mẽ với tốc độ “thần tốc” kéo theo mức thu nhập, mức sống của người dân cũng được cải thiện rõ rệt Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân Trước những năm 90 tại Việt Nam chỉ có 1-2 nhà sản xuất, phân phối, với sản phẩm chủ yếu là sữa đặc và sữa bột (nhập ngoại), hiện nay thị trường sữa Việt Nam đã có hơn 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với trên 96 triệu dân (2019, Tổng cục thống kê) Đây là một lợi thế rất lớn đối với thị trường tiêu dùng ngành sữa của Việt Nam

Sau khi trở thành một thành viên của tổ chức thương mại thế giới WTO các doanh nghiệp sữa Việt Nam đã gặp phải sự cạnh tranh rất lớn của các doanh nghiệp nước ngoài Trong bối cảnh của sự cạnh tranh khốc liệt đó, các doanh nghiệp chế biến sữa Việt Nam cũng đang rất nỗ lực để đứng vững trên thị trường Mặc dù có nhiều lợi thế nhất định như quy mô thị trường rộng lớn

và còn nhiều tiềm năng, nhu cầu về sữa của người dân ngày càng tăng cao do đời sống ngày càng được cải thiện, tốc độ tăng trưởng kinh tế đang ở mức cao nhưng bên cạnh đó thách thức đạt ra cho các doanh nghiệp nước nhà cũng không hề nhỏ Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nên việc chăn nuôi bò sữa gặp nhiều khó khăn, việc đảm bảo đủ nguồn nguyên liệu

là vấn đề nan giải Không những vậy, người dân còn chưa có thói quen tiêu dùng sữa hàng ngày và còn ít hiểu biết về mặt hàng sữa Với những khó khăn, thách thức đó việc có giải pháp phát triển ngành sữa phù hợp là rất quan trọng Nhưng về mặt tổng thể ngành sữa Việt Nam vẫn đang có những bước tiến rất vững chắc với triển vọng phát triển rất mạnh mẽ Theo báo “Người Chăn Nuôi, 2019” - Ngành sữa những năm qua tăng trưởng nhanh với trung bình 15 - 17%/năm và đang từng bước phát triển theo hướng hiện đại, bền vững Để cạnh tranh, các công ty ngành sữa đã chú trọng khâu nghiên cứu, chế biến và

đồng bộ từ sản xuất nguyên liệu đến thành phẩm thay cho giai đoạn phụ thuộc vào nhập khẩu và phân phối

Phát tri ển tổng đàn

Tiêu thụ sữa ở Việt Nam rất thấp, bình quân chỉ 20 lít sữa/người/năm Theo

Bộ trưởng Bộ NN-PTNT Nguyễn Xuân Cường, dư địa của ngành rất lớn, cần đẩy mạnh phát triển Mục tiêu năm 2020 đàn bò sữa đạt 405 ngàn con

Mới đây, tại Hội nghị phát triển gia súc ăn cỏ, Bộ trưởng Nguyễn Xuân Cường cho biết, nhu cầu tiêu dùng trong nước về sản phẩm của gia súc ăn cỏ đang ngày càng tăng cao Bên cạnh đó, hội nhập kinh tế ngày càng sâu rộng cũng tạo ra cơ hội cho ngành gia súc ăn cỏ phát triển

Theo Bộ trưởng Cường, ngành chăn nuôi của nước ta hiện nay phải tái cơ cấu lại do tỷ trọng lợn đang lớn, gây mất cân đối, trong khi đại gia súc mới chỉ chiếm khoảng 7%

HÌnh 1.1: Đàn bò sữa của Việt Nam hiện có gần 300 ngàn con

Tính đến 10/2018, số lượng bò sữa của Việt Nam đạt 294,38 ngàn con, phân

bố đều khắp cả nước Với tổng đàn bò sữa trên, theo số liệu ngày 1/10/2018 của Tổng cục Thống kê, tổng sản lượng sữa tươi nguyên liệu sản xuất trong nước đạt 936 ngàn tấn

Đến năm 2020, Việt Nam sẽ có 405.000 con bò sữa, cho sản lượng gần 1,2 triệu tấn sữa tươi/năm Việt Nam cũng là quốc gia sở hữu hệ thống trang trại bò sữa chuẩn Thực hành nông nghiệp tốt toàn cầu (GlobalGAP) lớn nhất châu Á

Thực tế, những năm gần đây, các doanh nghiệp đang tích cực mở rộng quy

mô đàn bò sữa của mình để chủ động nguồn nguyên liệu sữa tươi

Sau một thời gian dài nỗ lực mở rộng quy mô đàn bò sữa, tính đến tháng 4/2019, tổng số lượng bò sữa cung cấp sữa cho Vinamilk đạt xấp xỉ 130.000 con Trong đó bao gồm cả số lượng bò sữa tại 12 trang trại của và số lượng bò sữa của hơn 6.000 hộ nông dân đang hợp đồng bán sữa cho Vinamilk, dưới sự giám sát về quy trình, kĩ thuật chăn nuôi và chất lượng sữa theo các quy chuẩn của doanh nghiệp này Với nguồn bò này, sản lượng sữa thu được tương đường khoảng 5,5 triệu hộp sữa tươi/ngày (dung tích hộp 180ml)

Tương tự, theo công bố trên website ngày 15/10/2018, TH true Milk thông tin có tổng đàn bò sữa nuôi tập trung là 45 ngàn con, 22 ngàn con đang cho sữa Các trang trại của DN này áp dụng các tiêu chuẩn và quy cách chuồng trại chăn nuôi tiên tiến trên thế giới

Một tên tuổi lâu đời khác là Mộc Châu, có tổng đàn bò 25.000 con (gồm cả

bò sữa liên kết với gần 600 hộ dân dưới sự giám sát chặt chẽ về quy trình chăn nuôi cũng như chất lượng của doanh nghiệp), sản lượng sữa mỗi ngày của Mộc Châu Milk đạt 250 tấn

Ngoài nỗ lực phát triển đàn bò sữa, các doanh nghiệp trong ngành cũng tích cực đẩy mạnh mảng sữa sạch và sữa organic Tại Nghệ An, TH Truemilk đã

"trang trại chăn nuôi bò sữa tập trung, ứng dụng công nghệ cao có quy mô lớn nhất châu Á" Còn Vinamilk, với vị thế là doanh nghiệp sữa lớn nhất cả nước có

10 trang trại trải dài từ Bắc vào Nam, đặc biệt là trang trại tại Đà Lạt, được công nhận "trang trại bò sữa organic chuẩn châu Âu đầu tiên tại Việt Nam" Trước đó, trang trại bò sữa của Vinamilk tại tỉnh Nghệ An cũng được trao chứng nhận GlobalGAP và là 1 trong 3 trang trại đạt chuẩn GlobalGAP của châu Á tại thời điểm khánh thành năm 2014

Trong khi đó, sau một thời gian dài bền bỉ làm sữa tươi sạch, mới đây Mộc Châu Milk cũng tiết lộ kế hoạch sắp tới sẽ xây dựng trang trại bò hữu cơ nhằm phù hợp với xu hướng của thị trường

Theo các chuyên gia trong ngành, các doanh nghiệp sữa không ngừng đầu tư, nâng cấp thiết bị, nhập máy móc tự động hóa, áp dụng công nghệ tiên tiến của các hãng có uy tín lớn trên thế giới trong khâu chế biến Các doanh nghiệp đã liên kết với các viện nghiên cứu về dinh dưỡng trong và ngoài nước để tạo ra sản phẩm đáp ứng tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

Năng suất, sản lượng tăng cao

Năng suất sữa trên chu kỳ sữa: chất lượng đàn bò sữa ngày càng được cải thiện

do quá trình chọn lọc và cải tiến quy trình nuôi dưỡng Năng suất sữa ở bò lai từ 4 tấn/chu kỳ năm 2010 tăng lên 4,28 tấn/chu kỳ năm 2013; ở bò thuần HF từ 5,57 tấn/chu kỳ năm 2010 tăng lên 5,6 tấn/chu kỳ năm 2013, năng suất sữa bò trung bình

cả nước là 5,186 tấn/chu kỳ năm 2013, theo thống kê năm 2019 tại Mộc Châu Năng xuất trung bình đạt trên 7,1 tấn/chu kỳ, Vinamilk năng suất trung bình đạt trên 8,2 tấn/chu kỳ

So sánh với năng suất sữa các nước và vùng lãnh thổ trong khu vực: Thái Lan 3,2 tấn/chu kỳ; Indonesia 3,1 tấn/chu kỳ; Trung Quốc 3,41 tấn/chu kỳ; Đài Loan 7,16 tấn/chu kỳ Năng suất bò sữa Việt Nam cao hơn các nước trong khu vực Đông Nam Á

Áp dụng công nghệ cao

Một số cơ cở chăn nuôi bò sữa đã áp dụng công nghệ cao như: Chăn nuôi theo công nghệ Âu, Mỹ (Delaval, GEA), hệ thống chuồng mát tự động; áp theo các tiêu chuẩn quốc tế GlobalGAP, ISO 9001, trang trại hữu cơ áp dụng tiêu chuẩn hữu cơ châu Âu (Vinamilk, TH Milk…)

Quản lý giống bò sữa: một số tỉnh đã sử dụng phần mềm quản lý bò sữa VDM, VDM-AL (là bản phần mềm của Microsoft để cập nhật ghi chép nhật ký từng con bò

và quản lý chúng thay sổ sách và tổng hợp báo cáo xử lý nhanh hơn) và cấp phát sổ theo dõi cá thể bò sữa theo quy trình quản lý chất lượng ISO 9001:2000 Quản lý bằng phần mềm chuyên dụng ở các doanh nghiệp chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa như: AFIMILK, NOA, VDM, hỗ trợ công tác bình tuyển quản lý giống bò sữa

Chế biến, xuất nhập khẩu

Đến nay cả nước có 74 doanh nghiệp sản xuất, chế biến sữa, trong đó có

10 doanh nghiệp sản xuất chế biến sữa quy mô vừa và lớn với tổng cộng 26 nhà máy (báo cáo của bộ Công thương) Các doanh nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam đã đầu tư các dây chuyền thiết bị hiện đại trong chế biến sữa được thiết kế từ các hãng nổi tiếng như Tetra Park, Afimilk, Gea… Dẫn đầu về số lượng nhà máy chế biến sữa, công nghệ hiện đại và chiếm thị phần lớn là Công ty CP sữa Vinamilk Công ty này hiện có 14 nhà máy chế biến sữa trên

cả nước, trong đó có nhà máy sữa Việt Nam ở Bình Dương có công suất 800

triệu lít/năm, trong đó giai đoạn 1 là 400 triệu lít/năm và được đầu tư hệ thống công nghệ tự động hóa hiện đại nhất vùng Đông Nam Á

Trong 6 tháng đầu năm 2018, cả nước xuất khẩu 16,5 nghìn tấn (tương đương 17,23 triệu USD) trong khi nhập về hơn 491 triệu USD sữa và sản phẩm sữa

Dự báo nhu cầu tiêu dùng sữa bình quân đầu người của nước ta theo phương án cơ sở năm 2015 là 1.895 triệu lít sữa quy đổi, bình quân đầu người là 20,8 lít; năm 2020 là 2.600 triệu lít, bình quân đầu người là 27,3 lít, sản xuất trong nước đạt 1 triệu lít, đáp ứng 38% nhu cầu tiêu thụ trong nước; năm 2025 là 3.400 triệu lít, bình quân đầu người 34 lít; sản xuất trong nước đạt 1,4 triệu lít, đáp ứng 40% nhu cầu tiêu thụ trong nước (báo “Người nông dân”, 2018)

Theo thống kê của TetraPak Việt Nam, trong số các sản phẩm sữa trắng hiện tại thì sữa tiệt trùng chiếm 95 và sữa thanh trùng chiếm 5% Trong đó, 50,8% là sữa hoàn nguyên có thể bổ sung các thành phần khác và 49,1% là sữa tươi

Các sản phẩm từ sữa ngày càng đa dạng về loại và giá cả, ngoài sữa trắng thông thường còn có các sản phẩm sữa lên men lactic (sữa chua ăn, sữa chua uống, ), sữa có bổ sung các hương vị trái cây, sữa hạt,…

Ti ềm năng thị trường mở rộng: Tiềm năng tăng trưởng lớn, tương lai

ngành sữa vẫn được coi là tiềm năng bởi mức tiêu thụ sữa trên đầu người tại Việt Nam vẫn còn thấp Nhu cầu sử dụng sữa bình quân đầu người của Việt Nam chỉ đạt 28 lít/người/năm, trong khi Thái Lan là 35 lít/người/ năm, Singapore là 45

lít/người/năm và các nước châu Âu từ 80-100 lít/người/năm Đặc biệt các sản

phẩm sữa chua, sữa hạt…

Hình 1 2 Lượng sữa tiêu thụ hàng năm của các quốc gia trên thế giới

Hình 1 3 Sự tăng trưởng của ngành sữa chua của các doanh nghiệp trong nước

1.2 Quy trình công ngh ệ sản xuất sữa chua yoghurt

1.2.1 Quy trình và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất sữa

C)

§ång ho¸ -Thanh trï ng (t = 95 0

C/300s) Men gièng

TiÕp nhËn 4

Lµm l¹ nh 5- 15 0

C T¹ m chøa

Rãt hép CCP3

§ãng gãi

L- u kho (6 - 8 0 C)

Mµng cèc , mµng n¾p

TiÕp nhËn 5

L- u kho KhuÊy

Tiªu chuÈn ho¸

Xuất bán Sản phẩm

Ti ếp nhận sữa tươi

Sữa tươi được kiểm tra sơ bộ và tiếp nhận và làm lạnh tại các trạm thu mua Sau đó được chở đến nhà máy bằng các xe bồn có bảo ôn Tại nhà máy, sữa tươi tiếp tục lại được kiểm tra lại các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh Nếu đạt yêu cầu mới được tiếp nhận sữa vào nhà máy

Lọc, làm lạnh

Sữa trước khi thanh trùng được bơm qua bộ lọc để làm sạch các tạp vật có thể có trong sữa tươi Sau đó được làm lạnh ( 4 – 60C) và chứa trong các bồn bảo

ôn để giữ nhiệt độ lạnh, chuẩn bị cho thanh trùng

Đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh, chứa bảo ôn

- Đồng hóa nhằm giảm kích thước các cầu mỡ phân bố chúng đồng đều, tránh hiện tượng nổi lên của các cầu mỡ Đồng hóa cải thiện trạng thái của sữa chua: quện sữa mịn, đồng nhất

Thông thường, đồng hóa được thực hiện ở áp lực 200-250 bar, nhiệt độ thanh trùng sữa 72oC trong 15 giây

Trong quy trình sản xuất yoghurt có hàm lượng chất béo thấp, không nên

bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa nguyên liệu Quá trình đồng hóa sẽ ảnh hưởng tốt đến cấu trúc micelle trong sữa và cải thiện cấu trúc gel của yoghurt thành phẩm

- Thanh trùng nhằm mục đích tiêu diệt hoặc ức chế 1 phần vi sinh vật và các enzyme có trong sữa tươi để kéo dài thời gian bảo quản Làm lạnh sữa ngay sau khi thanh trùng về nhiệt độ bảo quản và chứa trong các bồn bảo ôn

Gia nhi ệt, phối trộn, tiêu chuẩn hóa

Sữa tươi trước khi đưa vào phối trộn được gia nhiệt cho ấm lên để tạo điều kiện thuận lợi để phối trộn Thành phần phối trộn thêm, các chỉ tiêu tiêu chuẩn hóa sẽ tùy thuộc vào từng loại sản phẩm

Tổng hàm lượng chất khô tối ưu cho quá trình lên men trong sản xuất yoghurt là từ 14-16% Thực tế, mỗi nhà sản xuất sẽ chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình

Thông thường, sữa tươi có hàm lượng chất khô khoảng 11,5-12,7% Để tăng hàm lượng chất khô trong sữa tươi, chuẩn bị cho quá trình lên men, ta có thể chọn một trong những giải pháp thông dụng dưới đây:

- Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi 10-20% Khi đó tổng hàm lượng chất khô trong sữa sẽ tăng từ 1,5-3,0% Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài khí, kết hợp cô đặc sữa chân không hoặc thiết bị cô đặc sữa dạng màng rơi

- Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi: hàm lượng bột sữa gầy thường không cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi

- Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane Dòng sản phẩm không qua màng (retentate) thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để sung vào sữa tươi

Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị sẵn có mà mỗi nhà máy sẽ lựa chọn một giải pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khô trong nguyên liệu sữa tươi

Thông thường, đồng hóa, Thanh trùng được thực hiện ở áp lực 300 bar, nhiệt độ sữa từ 95oC trong 300 giây

Mục đích

- Tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật và các enzyme có trong sữa

- Làm biến tính sơ bộ các protein sữa, đặc biệt là các whey protein Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản yoghurt

Hay nói cách khác tăng khả năng hydrat hóa của casein (khả năng giữ nước tốt, hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn, chắc)

Quá trình thanh trùng thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc ống lồng Sau đó làm nguội đến nhiệt độ lên men 40-45oC

Cấy giống vi khuẩn lactic

Trước hết, việc chuẩn bị chủng vsv (trong sản xuất thường gọi là men giống) cần đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng

Trong sản xuất yoghurt, sử dụng nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng hình Hai loại phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus Ngoài ra đối với một số sản phẩm Probiotic, nhiều nhà sản xuất còn bổ sung thêm một số chủng vi sinh vật như Bifidobacterium và Lactobacillus acidophilus,

…

Hiện nay, các nhà máy sản xuất yoghurt thường mua men giống đóng gói (dạng hạt) để sử dụng nhằm giảm chi phí nhân công, nhà xưởng và nguyên liệu tại nhà máy

Cần chú ý khi tiến hành cấy men giống, ta nên cho cánh khuấy của thiết

bị hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đều các tế bào

vi khuẩn lactic trong môi trường sữa Nhờ đó, quá trình lên men diễn ra nhanh

thúc lên men Nếu kết thúc lên men quá sớm sẽ gây ảnh hưởng lớn tới cấu trúc, hương, vị của sản phẩm Thông thường pH để kết thúc lên men là 4,6

Làm l ạnh, tạm chứa

Hạ nhiệt độ dịch sữa lên men để kìm hãm quá trình lên men (5 – 180C) sau

đó sữa chua được tạm chứa trong bồn kín chuẩn bị cho rót hộp Bồn chứa phải được tiệt trùng bằng hơi nóng 950C trước đó

Rót h ộp

Sữa chua được rót bằng máy trong điều kiện vệ sinh vào bao bì hộp plastic được tiệt trùng bằng đèn UV và đèn hồng ngoại đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Lưu kho, bảo quản lạnh

Sau khi rót hộp, sữa chua yoghurt được lưu trong kho lạnh ở 2-6oC ít nhất 6 giờ (đây là giai đoạn rất quan trọng)

Mục đích: làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn, giúp ổn định cấu trúc gel, tạo cho sản phẩm có mùi, vị và trạng thái cần thiết

Quá trình làm lạnh sau lên men và bảo quản lạnh ở 2- 4 oC giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc gel của yoghurt, tránh hiện tượng tách huyết thanh sữa trong sản phẩm

S ản phẩm “sữa chua yoghurt”

Sản phẩm phù hợp với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với sản phẩm sữa lên men QCVN 5-5:2010/BYT ngày 18 tháng 11 năm 2010 của Bộ Y tế

Tiêu chuẩn sản phẩm sữa chua:

Bảng 1 1: Tiêu chuẩn sản phẩm sữa chua

1 C ảm

quan

Trạng thái Sệt mịn đồng nhất, không tách lớp Màu sắc Màu trắng sữa

Mùi vị Mùi vị đặc trưng của sản phẩm, không

có mùi, vị lạ

2 pH 4.2 - 4.6

3 Hàm lượng chất béo 3.5 ± 0.35

Hàm lượng đạm (*) 3.2 ± 0.32 Tạp chất Không có Hàm lượng chất khô 24.0 ± 2.0

4 Ch ỉ tiêu

vi sinh

Nấm men, nấm mốc ≤ 10 CFU/g Coliform(*) ≤ 10 CFU/g

1.2.2 Cơ chế quá trình lên men và đông tụ sữa chua

Lactose được coi là nguồn năng lượng cần thiết cho vi khuẩn trao đổi chất cũng như là nguồn gốc hàng loạt các phản ứng tổng hợp các chất

Trong các sản phẩm lên men từ sữa người ta nhận thấy các dạng lên men chính: Lên men rượu

Lên men lactic (thường gặp)

Lên men butyric

Các dạng lên men khác cũng xảy ra trong quá trình được gọi là sự phối hợp của các quá trình lên men chính [1]

Vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic có đặc điểm chung:

+ Vi khuẩn Gram (+)

+ Bất động, không sinh bào tử

+ Là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao Để sinh trưởng bình thường, ngoài nguồn carbon, chúng cần nitơ một phần dưới dạng các acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng và chất khoáng => Sữa là môi trường hoàn hảo

Streptococcus thermophilus

- Là liên cầu khuẩn

- Lên men được đường glucose, maltose, lactose, saccharose … tạo acid lactic, CO2, acid axetic, diaxetyl

- Sử dụng nhiều trong sản xuất sữa chua, bơ chua, phomai

- Hô hấp tùy tiện

- Streptococcus thermophilus có hoạt tính oxy mạnh, bảo vệ cơ thể thoát

khỏi các gốc tự do nguy hiểm

- S thermophilus còn có thể hoạt động như tác nhân chất chống ung thư,

đặc biệt chống lại các tế bào gây ung thư đường ruột, điều trị tiêu chảy, cũng như

sự viêm nhiễm đường ruột

Hình 1.4 : Đặc điểm của Streptococcus thermophilus

Lactobacillus bulgaricus

- Là trực khuẩn tròn, đôi khi ở dạng hạt, thường kết thành chuỗi dài

- Có khả năng lên men các loại đường glucose, lactose, galactose

phân giải lactose

- Sinh chất kháng sinh tự nhiên nhắm tới những vi khuẩn gây bệnh

- Củng cố các lợi khuẩn, tăng cường miễn dịch cho cơ thể

- Ứng dụng: Dùng để chữa rối loạn tiêu hóa, tiêu chảy, điều chế thực phẩm chức năng hỗ trợ tiêu hóa, sản xuất sữa chua

Hình 1.5: Đặc điểm của Lactobacillus bulgaricus

Vai trò của “Lactobacillus bulgaricus” và “Streptococcus thermophilus” trong ứng dụng sản xuất sữa chua

Có mối quan hệ cộng sinh giữa 2 chủng này

+ Ở giai đoạn đầu, pH của sữa thích hợp cho loài S thermophilus hoạt động chiếm ưu thế sinh tổng hợp acid lactic

+ Thêm vào đó, L bulgaricus sinh tổng hợp protease thủy phân casein tạo

peptid, acid amin kích thích sự phát triển của S thermophilus, độ acid tăng lên

+ Lượng acid lactic tăng cao gây ức chế S thermophilus Lúc này L

bulgaricus sẽ hoạt động mạnh và được kích thích nhờ acid fomic do quá trình chuyển hóa lactose của S thermophilus

Lên men lactic [1]

Hình 1 6 : Hình ảnh thể hiện cơ chế chung của quá trình lên men sữa chua

Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa chua Dựa vào sản phẩm lên men mà người ta chia thành lên men lactic điển hình và không điển hình

Trong môi trường sữa vi khuẩn lactic tổng hợp enzym lactase

Lactose  enzymlacta se→

glucose + galactose Đường galactose chuyển hóa thành glucose

Galactose + ATP ↔ galactose - 1- phosphate + ADP

Galactose- 1- phosphate ↔ glucose - 1- phosphate

glucose- 1- phosphate ↔ glucose- 6-phosphate

glucose- 6- phosphate ↔ glucose + H3PO4

Đường glucose chuyển hóa thành axit puruvic

Axit pyruvic CH3COCOOH tiếp tục chuyển thành axit lactic

CH3CHOHCOOH dưới tác dụng của enzym lactate dehydrogenase

Bên cạnh đó dưới tác dụng của enzyme decacboxylase của vi khuẩn lactic, acid pyruvic cũng chuyển thành andehit axetic

Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua yoghurt

Axit lactic đóng vai trò quan trọng rất quan trọng đối với sự đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua yoghurt Các mixen casein trong sữa tích điện âm đẩy nhau và làm cho chúng tồn tại dưới dạng keo

Axit lactic tạo ra từ quá trình lên men sẽ làm giảm pH của sữa Khi pH của sữa bằng pI của casein (4,7) các mixen casein bị trung hòa về điện tích và nó

sẽ đông tụ thành dạng gel Khi pH giảm xuống dưới pI thì mixen casein sẽ được

tái hòa tan và cơ sở này ứng dụng trong sản xuất sữa chua khi dừng quá trình lên

men của sữa chua yoghurt dạng động ở pH = 4.5 - 4,6

Axit lactic còn tham gia phản ứng với caseinate calcium tạo quện sữa:

Các calcium phosphate keo sẽ làm hòa tan và tạo các Ca2+ Các ion này

làm cho khối đông tụ bền chặt hơn

Để tận dụng tối đa năng suất thiết bị, giảm thời gian, chi phí sản xuất nâng

cao hiệu quả kinh tế, đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định; tất cả các công đoạn

trong quy trình sản xuất cần được kiểm soát một cách chặt chẽ, tuân thủ nghiêm

ngặt quy chuẩn đặt ra Trong đó khâu lên men mang tính chất quyết định đến

hiệu quả kinh tế và chất lượng sữa chua thành phẩm Sinh khối và hoạt tính của

chủng vi sinh vật sử dụng cho quá trình lên men sữa chua có vai trò vô vùng

quan trọng, ảnh hưởng lớn đến thời gian lên men Về phương diện công nghiệp,

thời gian lên men càng ngắn càng tốt, lợi nhuận doanh nghiệp thu được càng cao

(Barette và cs, 2001)

Trên thế giới đã có một vài nghiên cứu đề cập đến việc gia tốc quá trình lên

men sữa chua bằng cách bổ sung chất dinh dưỡng cho chủng vi sinh vật sử dụng,

dẫn đến một lượng lớn sản phẩm được sản xuất trong cùng khoảng thời gian nhất

định mà không đòi hỏi thêm bất kỳ sự bổ sung về mặt cơ sở hạ tầng nào

Tăng trưởng vi khuẩn khởi động có thể được cải thiện trong sữa bằng việc

bổ sung các thành phần không xác định vào môi trường tăng trưởng, chẳng hạn

như Yeast extract (YE) Đây có lẽ là do YE là một nguồn đáng tin cậy của

peptide, axit amin, các khoáng chất và các vitamin B (Chae và cs, 2001)

Vì YE kích thích sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn khác nhau, bao gồm

chủng khởi động cho quá trình lên men sữa chua: Streptococcus thermophilus và

Lactobacillus bulgaricus, dẫn đến mối quan tâm liệu rằng nó có rút ngắn thời

gian lên men sữa chua Nghiên cứu chỉ ra rằng việc bổ sung YE vào quá trình sản

xuất sữa chua có thể giảm thời gian lên men tối đa 21% so với mẫu kiểm chứng không bổ sung YE, để đạt pH = 4.6 Tuy nhiên YE ảnh hưởng không tốt đến hương vị của yoghurt (Esti-Andrine Smith và cs, 2014.)

Ngoài ra Whey protein concentrate (WPC) cũng là nguồn dinh dưỡng bổ sung cho vi khuẩn acid lactic, giúp tăng đáng kể số lượng tế bào và sự sản sinh ra acid lactic của Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus (D Bury,

P Jelen and K Kimura.,1998) Bên cạnh đó trong whey có chứa các thành phần

protein mạch ngắn đóng vai trò tăng cường cấu trúc như beta lactabumin Ứng dụng WPC nhằm tăng cường cấu trúc, giảm thời gian lên men sữa chua cũng được chỉ ra trong chuyên san ứng dụng sữa chua - Nguyên liệu Whey Hoa Kỳ trong sữa chua và đồ uống từ sữa chua (xuất bản bởi U.S Dairy Export Council

2101 Wilson Boulevard / Suite 400 Arlington, VA 22201-3061U.S.A.)

Bản chất của các nghiên cứu trên, đều cung cấp thành phần dinh dưỡng, nguồn nitơ các peptit, axit amin, khoáng chất và các vitamin cho sự tăng trưởng

tế bào, sản sinh ra axit lactic tăng, làm giảm pH sản phẩm đến 4,6 trong thời gian nhanh nhất

Dựa trên cơ sở đó và để giải quyết các vấn đề nêu trên, nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung peptone và whey protein tới quá trình lên men trong sản xuất sữa chua, hướng tới ứng dụng giảm thiểu thời gian lên men

và chi phí sản xuất mà yoghurt thành phẩm vẫn đảm bảo chất lượng mong muốn

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sữa chua thành phẩm

1.2.3.1 Thành ph ần nguyên vật liệu

- Sữa tươi nguyên liệu: Tổng số tế bào VSV trong sữa càng thấp càng tốt, không chứa kháng sinh, không chứa dư lượng hoá chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa Các yếu tố trên sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình lên men sau này như không lên men hoặc lên men kém tạo

ra các hạt lổn nhổn không mịn và tách nước sữa chua

Chức năng Yêu cầu

Trộn dịch Phân bố đều NVL trong dịch, tạo điều

kiện thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo

Nhiệt độ ≥ 66oC Thời gian 45’

Độ khô ≤ 45% Đồng hóa Giảm kích thước hạt béo, tạo thuận lợi

cho mối tương tác béo-protein → tăng cảm giác béo, mịn cho sản phẩm

P = 200 ±5 bar

T = 60-700C

Thanh trùng Làm biến tính whey, tạo ra mối tương

tác protein-whey → cải thiện khả năng giữ nước trong cấu trúc sản phẩm, tránh hiện tượng tách nước

95oC/5’

Agging Hydrat hóa protein → tạo cấu trúc bền,

mịn cho sản phẩm

≤ 10oC Thời gian ≥ 4h

1.2.3.4 Các hiện tượng hư hỏng của sữa chua

- Hư hỏng do hóa lý:

 Sữa bị nhám, lợn cợn, độ nhớt thấp

Nguyên nhân:

- Hoạt lực men quá mạnh

- Các công đoạn trộn, đồng hóa, Agging không đạt

- Tỉ lệ và thành phần NVL không đúng theo công thức

- Tác động cơ học nhiều

Khắc phục:

- Điều chỉnh nhiệt độ ủ men cái, ủ dịch và lượng men thích hợp

- Giám soát chặt chẽ quá trình

- Sử dụng công thức đúng thành phần

- Kiểm tra chặt chẽ NVL sử dụng

- Giảm thiểu tác động cơ học và điều chỉnh áp lực bơm thích hợp

 Sữa bị rớt pH nhanh, có mùi không đặc trưng

Nguyên nhân:

- Hoạt lực men quá mạnh, tỉ lệ 2 chủng St & Lb không đúng

- Men được bảo quản trong thời gian quá lâu

- NVL sử dụng, pH dừng, và nhiệt độ làm lạnh không đúng

- Vệ sinh CIP thiết bị

Khắc phục:

- Điều chỉnh nhiệt độ ủ men cái, ủ dịch và lượng men thích hợp

- Điều chỉnh pH dừng ủ và hạn chế sữa chờ lâu ở bồn rót

- Sử dụng men cái trong thời gian < 48h (tính khi dừng ủ)

- Kiểm tra chặt chẽ NVL sử dụng và vệ sinh CIP thiết bị

- Việc xuất hiện phồng hộp của sữa chua ăn (SCA) còn tùy thuộc vào nguồn nhiễm, chủng loài vsv, loại sản phẩm và điều kiện bảo quản của môi trường

- Quá trình phồng của SCA do tế bào nấm men và nấm mốc đồng hóa đường → rượu và CO2

Nhận định những nguyên nhân gây phồng SCA, Probi từ trước đến nay

- Trường hợp nhiễm nặng do CIP không sạch nhiễm nguyên lô do nấm men xuất hiện phồng sau 01 ngày Nguyên nhân do CIP không sạch, lượng tế bào nấm men nhiễm vào sản phẩm rất lớn bảo quản ở nhiệt độ thường pH <4.0 là môi

trường tế bào nấm men phát triển được, do số lượng ban đầu cao nên xuất hiện phồng sớm

- Trường hợp xuất hiện phồng lác đác nếu từ môi trường không khí chủ yếu

là do nấm mốc

- Trong trường hợp môi trường ẩm cao, tiếp xúc với nước thì tỉ lệ phồng do nấm men rất cao

- Nhận định những nguyên nhân gây phồng SCA từ trước đến nay

- Trường hợp nhiễm do vệ sinh môi trường, khò hơi sát trùng không kỹ dẫn đến phồng có thể là do nấm men, nấm mốc

- Trường hợp nhiễm trực tiếp từ NVL phồng rất nhanh

- Các sản phẩm nhiễm nấm men, nấm mốc tùy thuộc vào loài sinh hơi nhiều hay ít mà ta phát hiện phồng sớm hay kéo dài qua thời gian

- Nhìn chung sữa chua ăn bảo quản ở nhiệt độ theo quy định 4 – 6oC thì rất

ít phát hiện phồng khi còn HSD

1.3 Cơ sở khoa học của bổ sung Whey Protein và Peptone trong quá trình

ch ế biến sữa chua

1.3.1 Peptone và ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa

Trong quy trình sản xuất sữa chua công nghiệp, 2 chủng lợi khuẩn

Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus rất cần các nguồn dinh dưỡng:

- Carbonhydrates (có trong sữa hoặc tinh bột), vitamin

- Nitrogen, amino acids, nucloetides —> đây là những thành phần rất quan trọng trong quá trình lên men Chính vì thế, việc bổ sung peptone có thể được coi

là gia tăng nguồn dinh dưỡng cho VSV sử dụng trong quá trình lên men

Hiện nay có rất nhiều loại peptone: peptone làm từ thịt bò, peptone đậu nành…Peptone FP101 của công ty Angel Yeast, China được khuyến cáo phù hợp ứng dụng trong sản xuất sữa chua, peptone này được sản xuất từ men bánh mì

Saccharomyces cerevisiae, không biến đổi gen, không mang các mầm bệnh truyền nhiễm, không gây dị ứng, đã được sử dụng thành công tại TQ

Các thành phần: Nitrogen (>10%), amino acids (>2%), nucloetides trong peptone FP101 rất cao nên thúc đẩy nhanh quá trình lên men, lợi khuẩn

Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus tăng gấp đôi vòng đời

của lợi khuẩn Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus trong quy trình nhân giống

Tác dụng:

- Thêm bột FP 101: trong quá trình lên men sữa chua, có thể thêm 0,05% -0,1% YE để rút ngắn thời gian lên men (0,5h-1h), tăng năng suất và tiết kiệm một số chi phí năng lượng và lao động

- Thay thế một phần chủng khởi động: để đạt được hiệu quả tương tự và tiết kiệm chi phí sản xuất, bạn có thể giảm số lượng khởi động (khoảng 50%) và sử dụng 0,05% -0,1% YE để thay thế nó trong quá trình lên men sữa chua

Ưu điểm:

Sử dụng rộng rãi Thích hợp cho quá trình lên men các sản phẩm từ

sữa, chẳng hạn như sữa chua, nước giải khát lactobacillus, phô mai, v.v

Chi phí tích hợp thấp Giảm thời gian lên men và số lượng chủng khởi

động Hiệu quả và an toàn Được sản xuất từ nấm men, được chứng nhận bởi

KOSHER, HALAL, v.v

Ổn định Quy mô công suất lớn và biến động hàng loạt nhỏ

Tuy nhiên tại VN, chưa có công bố và ứng dụng nào của việc bổ sung peptone trong quá trình sản xuất sữa chua yoghurt

1.3.2 Whey protein và ứng dụng trong công nghệ chế biến sữa

Hầu hết các loại sữa chua thương mại đều được sản xuất từ sữa bò Sữa tươi

và sữa gầy là hai loại nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất Tuy nhiên các loại sữa bột và sữa đặc ngày càng được sử dụng nhiều để tạo ra những loại sữa chua với thành phần cần thiết để tạo ra kết cấu, mùi hương, đặc tính dinh dưỡng và sức khỏe mong muốn Nhiều loại nguyên liệu sữa dùng trong sản xuất sữa chua có nhiều ích lợi về giá trị dinh dưỡng và sức khỏe trong đó có nguyên liệu whey

Whey protein là hỗn hợp protein bậc 4 được phân lập từ nước whey, sản phẩm phụ của quy trình sản xuất phô mai Các thành phần tiêu biểu của whey protein là beta-lactoglobulin (~ 65%), alpha-lactalbumin (~ 25%) và serum albumin (~ 8%) Đối với whey protein concentrate (WPC), sản phẩm lại được