Probiotic và khả năng bổ sung probiotic vào phomai

Đồ án sẽ đi sâu vào giới thiệu “Probiotic và phát triển các sản phẩm probiotic dạng thực phẩm”, cụ thể sẽ nghiên cứu khả năng bổ sung probiotic vào phomai Cheddar ở các khía cạnh vi khuẩ

Xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thành viên lớp HC06BSH đã giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành tốt Đồ án chuyên ngành này

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để đồ án chuyên ngành được hoàn thiện tốt hơn

Hồ Thị Bích Phương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2

2.1 Tổng quan Probiotic 2

2.1.1 Lịch sử 2

2.1.2 Khái niệm 2

2.1.3 Vai trò 2

2.2 Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotic 3

2.2.1 Chủng Lactobacillus 3

2.2.2 Chủng Bifidobacterium 6

2.2.3 Các chủng vi khuẩn lactic khác 8

2.2.4 Các loài vi sinh vật khác 8

2.3 Tác dụng của Probiotic đến sức khỏe của con người 9

2.3.1 Thuỷ phân lactose, tăng sự hấp thu lactose 9

2.3.2 Làm giảm một số bệnh đường tiêu hoá 9

2.3.3 Tác dụng ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh 10

2.3.4 Chống dị ứng thức ăn 10

2.3.5 Tổng hợp một số vitamin 11

2.3.6 Giảm cholesterol 11

2.3.7 Tăng cường hệ thống miễn dịch 11

2.3.8 Ngăn chặn ung thư 12

2.4 Các chỉ tiêu để chọn một vi sinh vật làm Probiotic 12

2.4.1 Tiêu chí về an toàn : 12

2.4.2 Tiêu chí về chức năng 13

2.4.3 Đặc tính riêng 13

2.4.4 Tiêu chí về kĩ thuật 13

2.5 Các dạng sản phẩm Probiotic 13

2.5.1 Thực phẩm truyền thống (thực phẩm thông thường) 13

2.5.2 Thực phẩm bổ sung probiotics 14

2.6 Bảo quản chế phẩm Probiotic 14

2.6.1 Kỹ thuật sấy 14

2.6.2 Vi bao 21

CHƯƠNG 3 : QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAI CHEDDAR 24

3.1 Giới thiệu chung 24

3.1.1 Định nghĩa 24

3.1.2 Nguồn gốc và lịch sử Phomai 24

3.1.3 Thành phần hóa học của Phomai 24

3.1.4 Phân loại Phomai 25

3.2 Công nghệ sản xuất Phomai Cheddar 26

3.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất Phomai 26

3.2.2 Qui trình sản xuất Phomai Cheddar 29

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU TÌNH HUỐNG KHẢ NĂNG BỔ SUNG PROBIOTIC VÀO PHOMAI CHEDDAR 34

4.1 Giới thiệu 34

4.2 Nghiên cứu 36

4.2.1 Nghiên cứu về khả năng bổ sung Probiotic vào Phomai Cheddar 36

4.2.2 Nghiên cứu về khả năng bám dính vào màng nhầy ruột người của vi khuẩn Probiotic 54

4.2.3 Nghiên cứu về khả năng chịu đựng muối mật và pH trong hệ đường ruột người 58

4.3 Kết luận 63

CHƯƠNG 5: HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người 3

Bảng 2: Thành phần hóa học của Phomai 24

Bảng 3 : Phân loại Phomai theo hàm lượng béo 25

Bảng 4 : Phân loại Phomai theo qui trình sản xuất 26

Bảng 5: Một số chỉ tiêu hóa lý của phomai Cheddar 31

Bảng 6: Thành phần trong control cheese và probiotic Cheddar cheese 39

Bảng 7 : Số lượng vi khuẩn (log10 cfu/g) sinh trưởng và phát triển trong quá trình sản xuất Cheeddar cheese của cheese starter culture and probiotic adjunct 41

Bảng 8 : Độ bám dính vào chất nhầy của trẻ sơ sinh, hai trẻ sơ sinh tháng tuổi, sáu tháng tuổi và người lớn của các chủng vi khuẩn có đánh dấu phóng xạ 57

Bảng 9: Số lượng đếm được của lactobacilli khi nuôi cấy ở các nồng độ muối mật 62

bò khác nhau (oxgall) 62

Bảng 10: Số lượng đếm được của lactobacilli khi nuôi cấy ở môi trường có pH 63

khác nhau 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1: Một số hình ảnh minh họa 33Hình 4.1 : Sự sống còn của lactococci starter, probiotic adjunct và NSLAB trong pho mát Cheddar trong quá trình chín của thời kỳ 6 tháng tại 4 C 43Hình 4.2 : Thay đổi sinh hóa trong giai đoạn chín của pho mát Cheddar được lưu trữ ở

4 ° C trong 6 tháng 45Hình 4.3 : Nồng độ (thể hiện dưới dạng tỷ lệ phần trăm của tổng số N) của (A) tan trong nước nitơ (WSN), (B) trichloroacetic acid hòa tan trong nitơ (TCA-SN), (C) phosphotungstic acid hòa tan trong nitơ (PTA-SN) trong suốt giai đoạn chín pho mát Cheddar được lưu trữ tại 40

C cho 6 tháng 47Hình 4.4 : Mẫu điện di của phomai cheddar trong các tuần 1, 4, 8, 12, 20, 24 48Hình 4.5 : Thủy phân (αs1-CN, A; β-CN, B) trong quá trình chín của pho mát Cheddar 49Hình 4.6 : Số lượng vi sinh vật sống của ba chủng Bifidobacterium: B94 Bb12, DR10 trong sáu mẫu pho mát cheddar Số liệu được lấy trung bình từ 2 mẫu cheeses 52Hình 4.7: Tồn tại của hai chủng L acidophilus L10 và La5 trong 4 mẫu phomai, số liệu được lấy trung bình trong 2 mẫu 53Hình 4.8: Số lượng vi sinh vật của chủng L.acidophilus L26, Lc1, DR20 trong sáu mẫu pho mát cheddar Số liệu được lấy trung bình từ 2 mẫu 53Hình 4.9: Tỉ lệ bám dính của các chủng probioticc LcS, F19, La5, Bb12, LGG lên màng nhầy ruột 57Hình 4.10: Khả năng thích nghi muối mật của Lactobacillus Phát triển trong môi trường bổ sung muối mật với nồng độ: 0,3%, 0,5%, 1% xác định tỷ lệ tăng trưởng bằng đo OD ở 560nmvà so sánh với mẫu đối chứng (môi trường không có muối mật) 61

Đồ án sẽ đi sâu vào giới thiệu “Probiotic và phát triển các sản phẩm probiotic dạng thực phẩm”, cụ thể sẽ nghiên cứu khả năng bổ sung probiotic vào phomai Cheddar ở các khía cạnh vi khuẩn probiotic sinh trưởng trong môi trường phomai, khả năng bám dính và khả năng chịu đựng muối mật và pH thấp trong môi trường ruột người Phomai bổ sung probiotic góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm Probitic dạng thực phẩm

2.1.3 Vai trò

Probiotic giúp tăng “thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích

cả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu, cùng với việc sinh ra sIgA ở màng nhầy Probiotic có vai trò kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, virus, nấm có hại Probiotic có khả năng chịu được acid dạ dày, muối mật, có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột do đó hạn chế sự có mặt của vi sinh vật có hại Sinh ra các chất chống lại vi sinh vật gây bệnh (như Samonella, E.coli, Clostridium…)

Probiotic giúp phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dạ dày…

Probiotic giúp làm giảm triệu chứng dị ứng, triệu chứng không dung nạp được lactose Và còn ngăn chặn ung thư đường ruột, ung thư ruột kết

2.2 Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotic

Hiện nay, các chủng vi khuẩn được sử dụng với vai trò là các probiotic chủ yếu

thuộc Lactobacillus và Bifidobacterium, ngoài ra Enterococcus và Streptococus cũng

được sử dụng nhưng ít hơn Những vi khuẩn này thường cư trú trong ruột

Một số chủng tiêu biểu bao gồm Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium longum,

Bifidobacterium bifidum Bên cạnh những vi khuẩn còn có nấm men Saccharomyces boulardii cũng được xem là probiotic

Bảng 1 Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người

Các loài vi sinh vật khác

Streptococus thermophilus

Bacillus cereus Escherichia coli Propionibacterium freudenreichii Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces boulardii

(Taylor & Francis, 2004) 2.2.1 Chủng Lactobacillus

Hầu hết các vi sinh vật acid lactic đều thuộc họ Lactobacillaceae và được xếp vào 4 chi : Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus và Leuconostoc

Về mặt hình thái : Vi khuẩn lactic có dạng lưỡng cầu, tứ cầu, liên cầu, và dạng que, đứng đơn độc hoặc thành chuỗi Khả năng sinh tổng hợp của các vi khuẩn lactic thuộc dạng yếu

Vi khuẩn Lactic là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao Để sinh trưởng bình thường, ngoài một nguồn carbon, chúng cần nitơ một phần dưới dạng các acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng và chất khoáng

Vai trò của vi khuẩn lactic:

- Sinh ra acid lactic, tạo ra nhiều chất chống vi khuẩn khác nhau như acid hữu cơ, diacetyl, hydrogen peroxide và các bacteriocin nên ngăn cản được sự hiện diện và phát triển của các vi khuẩn gây bệnh

- Phòng ngừa và ngăn chặn rối loạn tiêu hóa, giúp cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột, khôi phục lại cân bằng vi khuẩn tự nhiên trong cơ thể

- Chuyển lactose thành acid lactic, hạn chế dị ứng do cơ thể không dung nạp được lactose

- Một số vi khuẩn lactic có khả năng bảo vệ chống lại sự phân hủy và đột biến AND in vitro và in vivo

2.2.1.1 Loài Lactobacilli

Lactobacilli sống chủ yếu ở ruột non với khoảng 102 – 105 cfu/ml ruột hồi,

và ít hơn với 1% trong ruột kết Đến nay người ta đã tìm thấy 56 loài thuộc

giống Lactobacillus Lactobacilli được sử dụng như các probiotic bao gồm: L Bulgaricus, L Casei, L Cellobiosus, L Crispatus, L Fermentum,…

Cơ chế tác động: Sinh ra acid lactic, hydrogen peroxide, một số chất giống bacteriocin ngăn chặn sự phát triển của một số vi khuẩn và nấm, sinh ra các biosurfactant có thể bảo vệ chống một số vi khuẩn bám vào biểu mô

Lactobacilli còn điều chỉnh các tế bào miễn dịch không đặc hiệu và các dịch

miễn dịch bằng cách kích thích hoạt động của lympho bào, các đại thực bào và giảm cytokine

2.2.1.2 Lactobacillus acidophillus

Thường có mặt ở ruột non và giúp giữ cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, được xem như là một chất kháng sinh tự nhiên chống các vi sinh vật có hại Lên men cellobiose, galactose, lactose, maltose và sucrose Không lên men được mannitol, melezitose, rhamnose, sorbitol, và xyloseo

Nguồn cung cấp: sữa chua, có giá trị lâu dài trong việc chữa bệnh cũng như có những giá trị dinh dưỡng cần thiết

Tác dụng chính của Lactobacillus acidophillus:

- Sinh ra một số chất kháng sinh mạnh trong ruột bao gồm acidophilin, acidolin, lactocidin và bacteriocin giúp ngăn chặn khả năng sinh trưởng của một số loài vi sinh vật gây bệnh như campylobacter, listeria và staphylococci

- Sinh enzyme lactase giúp phân giải đường sữa

- Làm giảm sự phát triển của các u bướu, có khả năng trung hòa hiệu quả và ngăn chặn các chất gây ung thư

- Làm giảm cholesterol trong máu

- Giúp cho việc sinh ra hay hấp thu vitamin B (folic acid, niacin), giúp giảm cholesterol trong máu và giải được một số độc tố

2.2.1.3 Lactobacillus rhamnosus:

Lactobacillus rhamnosus đặc biệt liên quan đến sự phòng ngừa hay

giảm bớt những rối loạn đường ruột như tính không dung nạp được đường lactose, bệnh tiêu chảy do virus hay vi khuẩn gây ra, táo bón, viêm đường ruột, dị ứng thức ăn

Ngoài ra, Lactobacillus rhamnosus tăng cường hoạt động của hệ miễn

dịch: tăng bạch huyết cầu lên 3 lần so với bình thường, sự lưu thông của các chất kháng sinh cũng tăng lên 6 – 8 lần, tăng mức globulin miễn dịch và hoạt hóa trực tiếp các đại thực bào

2.2.1.4 Lactobacillus casei

Vai trò: Lactobacillus casei tiết “peptidoglucan” kích thích sự thực bào bằng các tế bào thực bào Thành tế bào của Lactobacillus casei có chứa “

teichonic acid” có vai trò quan trong trong khả năng bám chặt của vi khuẩn

này vào các tế bào biểu mô Lactobacillus casei có khả năng làm tăng số

lượng tế bào sinh IgA đóng vai trò quan trọng trong việc tạo đáp ứng miễn dịch của màng nhầy

Nguồn cung cấp: các sản phẩm từ sữa Tác dụng: Chúng có khả năng

chống vi khuẩn listeria hiệu quả hơn các loài vi khuẩn khác L casei làm

tăng mức lưu thông IgA ở trẻ bị nhiễm rotavirus, do đó giúp giảm bệnh tiêu chảy do rotavirus gây nên

Tính chất đặc trưng duy nhất của Lactobacillus plantarum là khả năng dị hóa arginine, và sinh ra nitric oxide Lactobacillus plantarum không có khả

năng phân giải amino acid nào ngoại trừ tyrosine và arginine, và có đến 6 con đường khác nhau chuyển hóa arginine, và đều sinh ra nitric oxide Việc sinh ra NO giúp ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh như Candida abicans, E.coli, Shigella, Helicobacter pylory, các amip và kí sinh trùng

Vai trò: Bằng cách ngăn chặn sự bám dính của E.coli vào màng nhầy, Lactobacillus plantarum làm giảm bờt nội độc tố do E.coli tiết ra Lactobacillus plantarum 299 và 299V làm giảm đáng kể vi sinh vật kị khí

gram âm, Enterobacteriaceae, Clostridia Nghiên cứu gần đây cho thấy

Lactobacillus plantarum có khả năng phân hủy acid mật làm giảm

cholesterol Nguồn cung cấp: các sản phẩm lên men tự nhiên

Ứng dụng: Nó quan trọng trong việc bảo vệ các chất chống vi sinh vật và chống lại một cách hiệu quả các vi sinh vật gây bệnh nội bào và ngoại bào

Lactobacillus plantarum có khả năng giúp tiêu hóa các chất xơ có trong củ

hành, tỏi, lúa mì, trứng, lúa mạch đen, và trong men bia Do đó chúng giúp

đỡ những vấn đề tiêu hóa như đầy hơi

Ứng dụng: Nó được các bác sĩ ở Bulgari dùng để chữa trị các bệnh rối

loạn về tiêu hóa trong nhiều năm Lactobacillus Bulgaricus được sử dụng ở

các bệnh nhân sau điều trị trong thời gian dài bằng thuốc kháng sinh giúp khôi phục hệ vi sinh vật có lợi

Bifidobacteria có chủ yếu ở trong ruột kết của người và động vật, nhất là ở

trẻ mới sinh được nuôi bằng sữa mẹ Số lượng của chúng trong ruột kết khá ổn dịnh cho đến khi về già thì số lượng giảm đi

Một số tính chất chung của các loài thuộc Bifidobacteria: là vi khuẩn Gram

dương, kị khí, không chuyển động, không sinh bào tử, catalase âm Có nhiều hình dạng: que cong ngắn, hình gậy, hình chữ Y Sinh acid lactic, không tạo CO2 trừ

quá trình phân giải gluconate Cho đến nay đã có 30 loài thuộc Bifidobacteria được phân lập Bifidobacteria được sử dụng như các probiotic gồm Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium thermophilus, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum…

2.2.2.1 Bifidobacterium bifidium Bifidum là vi khuẩn chiếm đa số ở ruột già người Bifidum có tác dụng

bảo vệ cơ thể chống sự phá hoại của rotavirus gây tiêu chảy, và điều chỉnh lại

hệ vi sinh vật đường ruột Tăng miễn dịch cơ thể, đặc biệt liên quan đến sức khoẻ đường ruột, ngăn chặn ung thư, không gây hiệu ứng phụ Chống các

viêm loét, bảo vệ cơ thể chống lại các vi sinh vật gây bệnh như Samonella, hạn chế hoạt động của E.coli Bifidum làm giảm đáng kể lượng nội độc tố

trong ruột tạo thành từ các thành tế bào của các xác vi khuẩn

2.2.2.2 Bifidobacterium longum:

Bifidobacterium longum có tác dụng làm giảm lượng nitrate sinh ra

trong quá trình tiêu hóa thức ăn, ngăn chăn hoạt động của các vero cytotoxin

sinh ra bởi một số chủng thuộc E.coli, gây bệnh viêm, xuất huyết đường ruột

do có khả năng sinh ra các hợp chất kết hợp với các vero cytotoxin Ngoài ra,

Bifidobacterium longum còn hiệu quả trong việc bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm Samonella typhimurium

2.2.2.3 Bifidobacterium infantis:

Bifidobacterium infantis là vi khuẩn chiếm ưu thế nổi bật ở ruột già trẻ em Bifidobacterium infantis có khả năng chống lại các vi khuẩn gây bệnh

như một số chủng của E.coli, Singella với nhiều cơ chế khác nhau, bảo vệ

ruột tránh các triệu chứng viêm đường ruột và dạ dày Bifidobacterium infantis làm giảm đáng kể sự phát triển của Bacteroide và ngăn chặn bệnh viêm đường ruột do các bacteroide gây ra Ngoài ra Bifidobacterium infantis

cũng được sử dụng để điều trị các hội chứng kích thích đường ruột IBS

2.2.3 Các chủng vi khuẩn lactic khác

2.2.3.1 Lactococcus lactic Lactococcus lactis sống ở nhiệt độ 37oC, có khả năng lên men đường glucose, lactose, galactose, maltose, dextrin

Nguồn cung cấp: sữa và một số sản phẩm từ sữa, các sản phẩm lên men, trong ruột của cá và một số côn trùng

Lactococcus lactis được sử dụng nhiều để làm sữa chua, cho độ acid

1-1.25% Chúng sinh ra một số chất kháng sinh như nisin gây ra sự ức chế đối

với một số vi khuẩn gram dương

2.2.3.2 Streptococcus thermophilus:

Streptococcus thermophilus được tìm thấy trong sữa và các sản phẩm từ

sữa Nó là một probiotic dùng trong sản xuất sữa chua

Streptococcus thermophilus có khả năng giúp đỡ việc hồi phục lại việc

hấp thu kém bằng cách sinh ra enzyme lactase dễ dàng cho việc tiêu hóa các lactose trong sữa

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

khỏi các gốc tự do nguy hiểm

Streptococcus thermophilus còn có thể hoạt động như một số 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 hay viêm nhiễm âm đạo

2.2.3.3 Leuconostoc Leuconostoc được sử dụng rộng rãi trong việc lên men các sản phẩm, tăng chất lượng dinh dưỡng

Một số chủng sinh ra hương vi đặc trưng trong các sản phẩm sữa và rau

quả lên men L mensenteroides là vi sinh vật thường sử dụng để lên men rau

quả, đặc biệt làm dưa chua Nó cũng được sử dụng trong các sản phẩm sữa

lên men

2.2.4 Các loài vi sinh vật khác

2.2.4.1 Enterococcus faecium:

Enterococcus faecium là loại cầu khuẩn, kị khí tùy tiện, gram dương thuộc

họ streptococcaceae Enterococcus faecium lên men các carbohydrate sinh ra

acid lactic làm giảm pH đường ruột và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh, sinh ra hydroperoxide, bacteriocin, các chất kháng độc tố chống lại vi

sinh vật gây bệnh, vô hoạt các vi khuẩn gây thoái hóa đường ruột, giảm tính nhạy cảm với hầu hết thuốc kháng sinh nói chung

2.2.4.2 Bacillus subtilis

Một số chủng Bacillus subtilis được làm thuốc kháng sinh, một số chủng được ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu B.subtilis là một trong số vi sinh vật

quan trọng nhất trong việc kích thích hệ thống miễn dịch, là vi sinh vật chỉ có

tính cư trú tạm thời trong hệ thống ruột

Ứng dụng: Bacillus subtilis được ứng dụng nhiều trong sản xuất các men tiêu hóa sinh học

2.2.4.3 Escherichia coli ( E.coli):

E.coli được tìm thấy ở mọi nơi, trong cả cơ thể con người Các chủng thuộc E.coli thường không có hại, tuy nhiên một số chủng gây bệnh tiêu chảy và

có thể gây chết người

Sự có mặt của chúng trong ruột người là cần thiết cho việc duy trì sức

khỏe cân đối Một số chủng giúp tổng hợp vitamin B, vitamin K

2.2.4.4 Nấm men

Loại nấm men có lợi cho đường ruột là Saccharomyces boulardii Chúng

được sử dụng để chữa trị tiêu chảy lên quan đến việc sử dụng thuốc kháng sinh Giữ cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, chúng được dùng điều trị các bệnh rối loạn tiêu hóa

Ngoài ra, Saccharomyces boulardii rất hữu ích trong việc điều trị bệnh do

nấm Candida có cơ chế bằng cách như sau: S Boulardii hiệu quả hơn Candida

và các vi sinh vật khác trong việc đấu tranh giành chỗ cư trú trong ruột, ngăn cản Candida và các sinh vật lây nhiễm khác kết hợp với tế bào ruột Tăng số protein miễn dịch chống lại các vi sinh vật có hại xâm chiếm đường ruột

2.3 Tác dụng của Probiotic đến sức khỏe của con người

2.3.1 Thuỷ phân lactose, tăng sự hấp thu lactose

Suốt quá trình lên men, vi khuẩn lactic sinh enzyme lactase thủy phân lactose thành glucose và galactose Các vi khuẩn đường ruột giúp chuyển hoá hầu hết lượng lactose không được hấp thu ở ruột non

2.3.2 Làm giảm một số bệnh đường tiêu hoá

Bệnh ung loét: Bệnh loét trong hệ thống tiêu hoá (do vi khuẩn Helicobacter Pylori gây ra) có liên quan đến chế độ ăn uống hàng ngày do ít sử dụng các sản

phẩm sữa lên men và rau quả, sử dụng quá nhiều sữa, thịt, tinh bột

Vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh và làm giảm hoạt tính của enzyme urease – enzyme cần thiết cho các vi sinh vật gây bệnh lưu trú trong môi trường acid của dạ dày Vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn bệnh tiêu chảy do vi sinh vật, vi khuẩn lactic còn ngăn chặn sự bám chặt và phát triển của các

vi sinh vật gây bệnh đường ruột như Samonella, E.coli, Shingela

Ngoài ra vi khuẩn lactic kích thích hệ thống miễn dịch tăng lên hơn nữa đáp ứng miễn dịch IgA đặc hiệu chống lại sự nhiễm vi sinh vật gây bệnh

2.3.3 Tác dụng ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh

Vi khuẩn lactic sinh các acid acetic, acid lactic, và các acid hữu cơ khác, làm giảm pH môi trường ảnh hưởng bất lợi đối với một số vi sinh vật nhạy cảm với tính acid

Vi khuẩn lactic sinh các chất kháng sinh tự nhiên (Bacteriocin)

- Bacteriocin là các peptide, polypeptide, protein hoặc là những chất ít mang cấu trúc gen của protein và được cấu tạo từ các amino acid, cũng có thể bao gồm các amino acid hiếm như lanthionine hay beta-methyllanthionine

- Bacteriocin của các vi khuẩn lactic được chia làm 4 nhóm sau:

+ Nhóm 1 chứa lanthibiotic: đây là những peptic nhỏ và có khả năng chịu nhiệt, chứa amino acid như lanthionine

+ Nhóm 2 chia thành 3 nhóm nhỏ trong đó nhóm 2a thường gặp nhất bao gồm các bacteriocin như pediocin có khả năng chống Listeria

+ Nhóm 3 là những nhóm protein không bền nhiệt

+ Nhóm 4 là phức hợp của protein, lipid và glucid

Vi khuẩn lactic tranh giành nơi cư trú, tranh giành chất dinh dưỡng, ngăn chặn

sự bám chặt và phát triển của các vi sinh vật gây bênh Tạo ra những cản trở không gian ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh

2.3.4 Chống dị ứng thức ăn

Một phương pháp phòng chống dị ứng thức ăn là điều chỉnh hệ vi sinh vật đặc biệt là hệ vi sinh vật đường ruột, vì đây là nguồn vi sinh vật chính kích thích

hệ thống miễn dịch

Qua các nghiên cứu, người ta thấy rằng ở những người ít bị dị ứng số lượng

vi khuẩn Lactobacilli nhiều hơn và Clostridia ít hơn so với ở những người

thường bị dị ứng

2.3.5 Tổng hợp một số vitamin:

Các vi khuẩn đường ruột có khả năng sinh nhiều vitamin khác nhau Việc hấp thu các vitamin trong đường ruột khá kém, do đó việc các vi khuẩn có khả năng sinh vitamin rất quan trọng Các vi khuẩn này sinh tất cả các loại vitamin B (folic acid, niacin, riboflavin, B12, B6, acid pantothenic) và vitamin K

Theo các nghiên cứu, L.Brevis có khả năng tổng hợp vitamin D và vitamin

K; B.longum tổng hợp vitamin B; B.bifidum và L.acidophillus tổng hợp được các

vitamin B như niacin, folic acid, biotin, B6 và vitamin K

2.3.6 Giảm cholesterol

Vi khuẩn đường ruột chuyển cholesterol sang dạng khó hấp thu hơn (coprostanol) do đó làm cản trở việc hấp thu cholesterol vào hệ thống ruột Theo các nhà nghiên cứu, các vi khuẩn probiotic khống chế làm cho cholesterol khó hấp thu được vào máu thông qua các cơ chế chủ yếu sau:

- Hấp thụ một lượng cholesterol có mặt trong hệ thống ruột

- Tăng chuyển hóa cholesterol thành chất khác và giảm sự hấp thu của chất này vào cơ thể

- Giảm sự hấp thu cholesterol của ruột và tăng sự bài tiết của phân

- Giới hạn sự biến đổi cholesterol thành acid mật cho gan dự trữ

- Nếu hàm lượng chất béo cao trong các bữa ăn, gây ra sự tăng cholesterol, việc sử dụng bổ sung các vi khuẩn có lợi này là một phương pháp giúp cân bằng mức lipid và chất béo, giữ hệ thống tim mạch mạnh khỏe

2.3.7 Tăng cường hệ thống miễn dịch:

Miễn dịch là trạng thái bảo vệ đặc biệt của cơ thể sống chống lại các yếu tố gây bệnh (các vi sinh vật, các độc tố của vi sinh vật, các phân tử lạ…) khi chúng xâm nhập vào cơ thể:

- Kháng thể là các globulin trong máu của động vật, có khả năng liên kết đặt hiệu với kháng nguyên đã kích thích sinh ra nó, hay còn gọi là kháng thể miễn dịch hoặc kháng thể đặc hiệu Kháng thể chủ yếu được

- IgA được tổng hợp chủ yếu nhờ tế bào B trong niêm mạc ruột, đường hô hấp và thực hiên chức năng chống vi khuẩn trên bề mặt niêm mạc ruột Các vi khuẩn probiotic có làm tăng hệ miễn dịch bằng cách:

- Tăng cường chức năng chống virus của hệ miễn dịch

- Tăng hoạt động của tế bào NK (natural killer) nhằm diệt trực tiếp tế bào

bị nhiễm khuẩn bằng cách tiết những chất độc để phân giải chúng hoặc bằng cách tiết IFN – gamma (một loại ctokine)

- Tăng S-IgA, sinh cytokine, điều khiển đáp ứng miễn dịch tế bào

- Sinh nitric oxide NO, có vai trò quan trọng trong việc dẫn truyền thông tin ở hệ thần kinh và đặc biệt có tác dụng làm thư giãn

- Tăng khả năng đề kháng chống lại một số quá trình tự miễn

- Giảm đáp ứng trung gian IgE (IgE-mediated responses)

- Gián tiếp chống lại hiện tượng radiation-included depression in white blood cells: đây là hiện tượng các tế bào bạch cầu bị ức chế và tiêu diệt khi chiếu xạ Hiện tượng này thường xảy ra trong khi điều trị bệnh ung thư bằng chiếu xạ

2.3.8 Ngăn chặn ung thư

Vi khuẩn probiotic kết hợp, ngăn chặn hoặc làm mất hoạt tính của các yếu

tố gây ung thư Giảm hoạt tính của các enzyme ở phân, là nơi khơi nguồn của các mầm móng gây ung thư Kích thích hệ thống miễn dịch, ngăn chặn sự tạo thành khối u

Đa số ung thư ở người liên quan đến thói quen ăn uống Một số chủng của

vi khuẩn lactic (L.bulgaricus, S.thermophilus, L.acidophilus và Bifidobacteria)

sử dụng trong các sản phẩm sữa lên men có thể xem như là một chất chống ung thư và chống gây đột biến Các vi khuẩn có lợi có thể giảm các enzyme liên quan đến các tác nhân gây ung thư (ß-gulucoronidase, azoreductase,

nitroreductase và ß-glucosidase) và do đó làm giảm nguy cơ gây ung thư ruột

kết Bifidobacteria ngăn chặn các yếu tố tiền ung thư như nitrate và nitrosamines

thông qua cơ chế nội bào và non – enzymatic Chúng cũng có thể kết hợp với các heterocyclic amines (các chất gây ung thư trong quá trình nấu thịt) sau đó được bài tiết theo phân

2.4 Các chỉ tiêu để chọn một vi sinh vật làm Probiotic

2.4.1 Tiêu chí về an toàn :

Chủng vi khuẩn lactic phải có nguồn gốc từ người Không gây bệnh, và không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe Có hoạt tính chuyển hóa không gây độc

2.4.2 Tiêu chí về chức năng :

Có khả năng chịu được các dịch tiêu hoá Acid dạ dày và muối mật ảnh hưởng mạnh đến sự sống sót của vi sinh vật: Các chủng có khả năng phát triển và thực hiện quá trình trao đổi chất dưới sự có mặt của lượng mật sinh lý (lượng mật bình thường trong cơ thể người) thì có khả năng sống sót tốt hơn trong suốt quá trình ở trong đường ruột

Có khả năng cư trú trong ruột: khi các vi khuẩn có lợi có khả năng bám chặt vào các tế bào bên trong đường ruột, chúng mới có khả năng cư trú tạm thời khoảng một thời gian trong hệ thống ruột Những chỗ cư trú gần các mô bào và màng nhầy khá giàu chất dinh dưỡng, đối với một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột thì khả năng bám chặt được xem là điều kiện trước hết đối với việc xâm chiếm và lây nhiễm

Hoạt tính kháng khuẩn: sản sinh L (+) Lactic acid

2.4.3 Đặc tính riêng

Chủng probiotic phải có khả năng sử dụng prebiotic (oligosaccharides, inulin, tinh bột) để phát triển Có khả năng tổng hợp hay sử dụng vitamine (Nhóm B, folate, vitamin K) Có khả năng ngăn chặn các mầm bệnh: Samonella

typhimurium, Clostridium perfringens, Clostridium difficile, Escherichia coli, Candida albicans… Có hoạt tính beta –galactosidase Có khả năng tổng hợp acid, hydrogen peroxide, các bacteriocin Khả năng sinh D-lactic acid Có thể sử dụng kết hợp với các vi sinh vật khác

2.5 Các dạng sản phẩm Probiotic

2.5.1 Thực phẩm truyền thống (thực phẩm thông thường)

Đặc biệt là thực phẩm từ sữa như yoghurt, sữa dạng lỏng, phomai ,kefir, sour cream, sữa Acidophilus, sữa Bulgaricus, sữa Bifidus … được tiêu thụ chính yếu cho mục đích dinh dưỡng nhưng cũng cho những lợi ích probiotics

2.5.2 Thực phẩm bổ sung probiotics

Đây là dạng thực phẩm được chế biến theo công thức, đặc biệt là các sản phẩm

từ sữa, được phân phối như một tá dược cung cấp những lượng probiotics chức năng cần thiết, sản phẩm được tiêu thụ cho mục đích lợi ích sức khỏe là chính, gồm một hay hỗn hợp nhiều giống probiotics phối trộn theo một tỷ lệ xác định và nồng

độ probiotics được sử dụng cao Ví dụ như Acitimel (Danone, Pháp), Yakult (Yakult, Tokyo), Probi (Việt Nam)…được bán dưới hình thức là những chai nhỏ 65-100ml, (đặc biệt là thức uống từ sữa) và một số dạng phân phối khác

2.5.3 Chất bổ sung

Sản phẩm được sản xuất dưới dạng bột, viên nang, viên nén Loại sản phẩm này được sử dụng như dược phẩm chữa một số bệnh đường ruột (thuốc trợ tiêu hóa, chữa trị tiêu chảy…), hoặc được sử dụng như một liệu pháp giúp tăng cường sức khỏe Sản phẩm dạng bột sấy khô còn được đóng gói sử dụng làm giống thương mại bán sẵn trên thị trường Trong chăn nuôi, chế phẩm probiotics được sử dụng làm thức ăn bổ sung vào trong khẩu phần ăn của động vật, trước đây người ta thường sử dụng các kháng sinh trong thức ăn của động vật để cải thiện sức khỏe và phòng bệnh Tuy nhiên, việc sử dụng những chất này làm mất cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột có lợi và làm gia tăng vi khuẩn kháng kháng sinh dẫn đến gây bệnh cho con người và động vật

2.6 Bảo quản chế phẩm Probiotic

2.6.1 Kỹ thuật sấy

Sự khử nước có ý nghĩa làm ổn định probiotic, thuận lợi cho vấn đề bảo quản, mua bán, vận chuyển Phương pháp sấy đông khô được sử dụng phổ biến cho quá trình khử nước ở canh trường probiotic và sản sản phẩm từ sữa, trong khi đó sấy phun chỉ được ứng dụng cho vài quá trình khử nước ở canh trường probiotic

2.6.1.1 Sấy đông khô

Sấy đông khô đã được sử dụng để sản xuất probitic dạng bột qua nhiều thập niên, dựa trên cơ sở của sự thăng hoa, xảy ra ba giai đoạn: lạnh đông, sấy phụ và sấy chính Tế bào được làm lạnh ở –1960C, sau đó sấy thăng hoa dưới áp

suất chân không (Santivarangkna, Kulozik, & Foerst, 2007) Do điều kiện nhẹ nhàng hơn spray – drying nên tỷ lệ sống sót của probiotic cao hơn trong freeze-dried powders

Trong quá trình làm lạnh tế bào sẽ bị vô hoạt (Tsvetkov & Brankova, 1983) To và Etzel (1997) đã chứng minh rằng 60 – 70% tế bào sống sót qua bước làm lạnh sẽ vượt qua được giai đoạn khử nước Trong suốt quá trình làm lạnh, sự hình thành lớp băng ngoài tế bào làm tăng hơn áp suất thẩm thấu và tế bào bắt đầu mất nước Nồng độ dung dịch nội bào và ngoại bào sẽ tăng lên khi nhiệt độ giảm dưới điểm eutectic

Có hai cách thức làm lạnh là làm lạnh chậm và làm lạnh nhanh: Làm lạnh chậm, quá trình khử nước tế bào diễn ra từ từ khi sự đóng băng xảy ra chậm ngoài tế bào ảnh hưởng lớn đến tế bào Làm lạnh nhanh có thể tránh ảnh hưởng đến chất tan và sự co tế bào quá mức (Fowler & Toner, 2005)

Các báo cáo cũng chỉ ra rằng diện tích màng tế bào càng lớn thì càng nguy hiểm hơn khi hình thành tinh thể băng bên ngoài tế bào trong quá trình làm lạnh (Fonseca, Beal, & Corrieu, 2000) Do đó, kích thước tế bào có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại probiotic trong sấy đông khô, với tế bào hình cầu có kích thước nhỏ chống chịu lạnh đông và sấy đông khô tốt hơn tế bào hình que có kích thước lớn hơn (Fonseca và cộng sự, 2000)

Nước mất đi từ tế bào vi khuẩn trong quá trình sấy sẽ gây hư hại bề mặt protein, thành tế bào, màng tế bào Nước tại bề mặt có vai trò quan trọng trong việc tạo ổn định cấu trúc và nguyên vẹn các chức năng của đại phân tử vi sinh

Do đó, nước mất đi trong sấy khô có thể làm mất sự ổn định cấu trúc, tính toàn vẹn các thành phần tế bào làm giảm hoặc mất đi các chức năng (Brennan, Wanismail, Johnson, & Ray, 1986) Người ta dự đoán rằng trong quá trình sấy vị trí các phân tử lipid trên màng tế bào là nơi chịu ảnh hưởng lớn nhất do các phân

tử lipid rất dễ bị oxy hóa Thêm vào đó, cấu trúc của RNA và DNA mất ổn định, dẫn tới giảm hiệu quả sự sao chép của DNA, phiên mã, giải mã Vì thế, để đạt được kết quả tốt nhất trong việc làm khô probiotic, phải tập trung chú ý đến phương pháp để giảm đến mức tối thiểu hư hại thành phần tế bào

2.6.1.2 Sấy phun

Quá trình sấy phun đòi hỏi sự phun với tốc độ cao tại nhiệt độ trên 2000C,

mà sau đó luồng hơi xuyên qua bộ phận tạo thành dạng bột Do đó kết quả của

quá trình này dễ nhận thấy rằng: trong môi trường sấy ở nhiệt độ cao với thời gian ngắn, nó có thể bất lợi tế bào vi khuẩn sống

Trong quá trình sấy phun, tế bào vi khuẩn chịu tác dụng của nhiệt, sự mất nước, áp suất thẩm thấu, (Brennan và cộng sự, 1986; Teixeira, Castro, Mohacsi-Farkas, & Kirby, 1997) Sấy phun có thể làm màng tế bào bị biến đổi,

và có thể làm lọt vài thành phần nội bào từ tế bào ra môi trường xung quanh (Teixeira, Castro, & Kirby, 1995a) Màng tế bào chất là phần nhạy cảm nhất trong tế bào vi khuẩn khi sấy phun, trong khi đó thành tế bào, DNA và ARN cũng dễ bị ảnh hưởng, giảm hoạt động trao đổi chất Việc mất đi các liên kết hydro với nước, làm gia tăng liên kết nội phân tử các nhóm phospholipid và xúc tiến các liên kết đóng vòng Thành phần lipid có thể bị chuyển từ trạng thái lamellar (màng mỏng) sang trạng thái gel phase (khối bán rắn), có thể xem như

là sự dehydrate lamellar phase trong đó các chuỗi trở nên cứng và mở rộng hơn Hơn nữa, các phân tử phospholipid sẽ có sự biến đổi lớn từ dạng lamellar sang dạng hexagonal phase ngay khi nước mất đi (Crowe và cộng sự, 1988; Leslie, Israeli, Lighthart, Crowe, & Crowe, 1995)

Vài nghiên cứu cho rằng vài giống probiotic trong sấy phun, tỉ lệ sống sót phụ thuộc vào chủng vi khuẩn được sử dụng, nhiệt độ ra và môi trường sấy Sử

dụng giống Lactobacillus paracasei NFBC 338 chịu được rifampicin có thể đạt

được tỉ lệ sống sót hơn 80% ở quá trình sấy phun trong RSM (Reconstituted Skim Milk), với nhiệt độ ra từ 85 – 900C (Gardiner et al., 2002), trong khi đó ở cùng điều kiện (nhiệt độ ra 850C) Ananta and Knorr (2003) cho rằng loài L rhamnosus GG tỉ lệ sống sót khoảng 60%

Nghiên cứu cho thấy các loài vi khuẩn khác nhau biến đổi khác nhau với điều kiện quá trình sấy phun, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc chọn giống,

như L paracasei NFBC 338 tồn tại tốt hơn L salivarius UCC 118 trong cùng

điều kiện sấy phun (Gardiner và cộng sự, 2000), có thể cho là sức chịu đựng

giống L paracasei NFBC 338 tốt hơn khi so sánh với L salivarius UCC 118

(Gardiner và cộng sự, 2000)

Nhiệt và sức chịu đựng khí oxy của vài loài Bifidobacterium liên quan

đến việc tuyển chọn chủng vi khuẩn sử dụng sấy phun được so sánh, tìm ra loài

tốt nhất, đáng chú ý Bifidobacterium animalis subsp Lactis có thể tồn tại hơn

70% trong quá trình sấy phun với RSM (20% w/v) với nhiệt độ ra khoảng

85-900C (Simpson, Stanton, Fitzgerald, & Ross, 2005)

Các yếu tố ảnh hưởng: Protectant (Chất bảo vệ) Chất bảo vệ ở những dạng khác nhau được thêm vào trước khi sấy đông khô hoặc sấy phun để bảo vệ probiotic trong quá trình khử nước, bao gồm skim milk powder, whey protein, trehalose, glycerol, betaine, adonitol, sucrose, glucose, lactose và polymers như dextran and polyethylene glycol (Hubalek, 2003; Morgan, Herman, White, & Vesey, 2006)

Các cryoprotectants thích hợp được thêm vào môi trường trước khi lên men làm tăng sự thích nghi của probiotic với điều kiện xung quanh (Capela, Hay, & Shah, 2006) Vì các cryoprotectants thích hợp tích lũy trong tế bào và

sự thẩm thấu giữa môi trường trong và ngoài tế bào giảm xuống (Kets, Teunissen, & de Bont, 1996a)

Sử dụng gum acacia trong môi trường sấy phun, kết quả nâng cao khả

năng sống sót probiotic L paracasei NFBC 338; khi phát triển trong hỗn hợp

RSM (10% w/v) và gum acacia (10% w/v) trước khi sấy phun với nhiệt độ dòng khí ra 100 – 105oC thì khả năng sống sót tăng 10 lần so với tế bào kiểm tra (20% RSM) (Desmond, Ross, O‟Callaghan, Fitzgerald, & Stanton, 2002) RSM là môi trường thích hợp để việc sấy phun canh trường probiotic hiệu quả (Ananta,Volkert, & Knorr, 2005)

Protein trong sữa nguyên kem có thể bảo vệ tế bào khỏi tổn thương các thành phần của màng tế bào (Castro, Teixeira, & Kirby, 1995) Cách thức là phủ lớp protein ngoài thành tế bào, cùng với đó calci trong sữa làm tăng khả năng sống sót vi khuẩn sau khi khử nước (King & Su, 1993) Theo Corcoran et al (2004) cho rằng khi có mặt của prebiotics polydextrose và inulin trong môi trường sấy phun (RSM) không nâng cao khả năng tồn tại vi khuẩn hoặc bảo

quản Khả năng sống sót của L helveticus trong quá trình sấy phun được cải

thiện bằng cách thêm 1% sorbitol (Santivarangkna, Kulozik, & Foerst, 2006)

Các nghiên cứu chứng minh rằng carbohydrates có thể bảo vệ hiệu quả vi khuẩn probiotic trong suốt quá trình sấy đông khô Nghiên cứu chỉ ra rằng các cryprotectants có thể tạo ra các lớp glass-phase có nhiệt độ trung gian và do đó các tế bào có thể sống sót dựa trên glass-phase mà không có sự kết tinh đá trong nội bào (Fowler & Toner, 2005) Nó cũng giải thích rằng trehalose là một cryoprotectant có hiệu quả trong quá trình freezing and freeze-drying, có thể

nâng cao khả năng sống sót của L acidophilus (Conrad, Miller, Cielenski, & de

trehalose, và tương tác mạnh mẽ ion lưỡng cực và liên kết hydro, giữa trehalose

và biomolecule (Patist & Zoerb, 2005)

Trong nghiên cứu gần đây nhất trong phòng thí nghiệm, đã so sánh hiệu

quả bảo vệ của một loạt các disaccharides với khả năng tồn tại của vi khuẩn L rhamnosus GG trong quá trình freeze-drying và bảo quản, và đã tìm thấy

trehalose, trehalose/lactose and lactose/ maltose hầu hết các disaccharides có hiệu quả trong cả hai quá trình lạnh đông and sấy đông khô (chưa công bố)

Các chất tan đã được chứng minh có lợi cho probiotic, hiệu quả trong môi trường acid Ví dụ, với sự hiện diện của 19.4 m mol glucose kết quả 106 vi khuẩn có khả năng tồn tại sau 90 phút bằng mô hình giống dịch ruột với pH 2.0

so sánh với control (Corcoran, Stanton, Fitzgerald, & Ross, 2005) Trong công trình nghiên cứu này, sự hiện diện của glucose do kết quả sự cung cấp ATP theo đường thủy giải F0F1-ATPase, có thể ngăn chặn proton vào tế bào và vì thế làm tăng khả năng sống sót vi khuẩn trong điều kiện mô hình dạ dày

Chức năng sinh lý của tế bào Tầm quan trọng các hoạt động của tế bào đối với sự thành công trong việc sấy probiotic đã được chứng minh ở trên, khía cạnh này vài nhân tố được đề xuất là có hiệu quả đối với khả năng tồn tại của probiotic trong quá trình khử nước, như stress treatment, sự phát triển các pha của canh trường probiotic trước khi khử nước, pha sinh trưởng và sự biến đổi gen

Sử dụng các yếu tố stress dưới mức gây chết nhằm nâng cao khả năng đáp lại stress trước khi khử nước đã được chứng minh là một phương pháp khả thi, bảo đảm có hiệu quả với canh trường vi sinh vật và duy trì các hoạt động sinh lý trong suốt quá trình khử nước (de Urraza & de Antoni, 1997; Desmond

và cộng sự, 2002; Kim, Khunajakr, & Dunn, 1998; Lorca & de Valdez, 1998; Teixeira và cộng sự, 1995) Nó cũng giải thích là vi khuẩn phản ứng lại để thay đổi môi trường xung quanh bằng cách biến đổi quá trình trao đổi chất nhằm nâng cao sức đề kháng (Pichereau, Hartke, & Auffray, 2000)

Sức đề kháng mã hóa bằng hệ thống bảo vệ có thể chia ra thành hai cấp Loại đầu tiên gồm có một hệ thống đặc biệt để cảm ứng giới hạn tối đa bởi các yếu tố stress hóa học hoặc vật lý (như heat shock), cho phép các phần tử sống sót thay đổi liều lượng gây chết khi gặp cùng tác nhân (Desmond, Stanton, Fitzgerald, Collins, & Ross, 2001; Gouesbet, Jan, & Boyaval, 2001; Pichereau

và cộng sự, 2000)

Loại đề kháng thứ hai bao gồm nhiều hệ thống chuẩn bị cho tế bào chịu đựng các yếu tố thay đổi khác nhau của môi trường mà không cần đã trải qua quá trình chuẩn bị trước (Desmond và cộng sự, 2001; Gouesbet và cộng sự, 2001; Pichereau và cộng sự, 2000) Cơ chế này được biết đến như là cross-protection (Kim, Perl, Park, Tandianus, & Dunn, 2001)

Thực tế là sự thích nghi trước (pre-adaptation) với nhiệt hoặc dung dịch muối để cải thiện sức chịu đựng nhiệt của probiotic trong quá trình sấy phun Ví

dụ, L paracasei NFBC 338, thích nghi trước bằng cách thêm 0.3M NaCl, thì có

ý nghĩa đặc biệt với sức chống chịu tác nhân nhiệt khi sấy phun (nhiệt độ dòng

ra giữa 95-100oC) hơn tế bào kiểm chứng không làm thích nghi trước (33.46 ± 2.3% so với 8.27 ± 4.42% sống sót, theo thứ tự) (Desmond và cộng sự, 2001) Mặc dù không hiệu quả bằng homologous stress, mức độ crossprotection theo thứ tự heat ~ salt > hydrogen peroxide > bile (Stanton và cộng sự, 2002)

Growth phase: Sự phát triển canh trường vi khuẩn thể hiện ở 4 pha: lag, log, ổn định và suy vong Sự phản ứng lại các tác nhân của canh trường vi khuẩn biến đổi phụ thuộc vào pha phát triển

Thật vậy, vi khuẩn đang ở trong pha ổn định tăng khả năng chống cự tác nhân và chịu được nhiều kiểu tác nhân khác nhau, hơn vi khuẩn trong pha log, vì thiếu carbon và tình trạng kiệt quệ nguồn thức ăn gây ra sự phản ứng lại các tác nhân để tế bào sống sót (Brashears & Gilliland, 1995; Lorca & de Valdez, 1999; Morgan và cộng sự, 2006; van de Guchte và cộng sự, 2002) Vì thế pha phát triển tối ưu cho sự tồn tại vi khuẩn qua việc khử nước là pha ổn định

Tỷ lệ số lượng tế bào vi khuẩn L rhamnosus ở pha ổn định phục hồi là

cao nhất sau quá trình sấy (31-50% sống sót), trong khi đó tế bào vi khuẩn pha log chỉ 14% sống sót, và pha lag cao nhất đạt được chỉ 2% tế bào sống sót dưới cùng điều kiện sấy (Corcoran và cộng sự, 2004)

Tuy nhiên theo những nghiên cứu mới đây, trong sấy đông khô vi khuẩn acid lactic, thường sử dụng các tế bào cuối pha log (Champagne, Mondou, Raymond, & Roy, 1996) hoặc đầu pha ổn định (Carvalho và cộng sự, 2004, Wang và cộng sự, 2004; Zayed & Roos, 2004) Theo nguồn khác Sarela và cộng

sự, (2004) cho rằng không có sự khác nhau về mức độ ổn định giữa sấy đông

khô và bảo quản của tế bào B animalis subsp lactis phát triển ở cuối pha log

(15 h) hay đầu pha ổn định (22 h) Thú vị là Carvalho và cộng sự, (2003) cho

thiện sức đề kháng trong quá trình bảo quản dưới dạng khô pH của môi trường phát triển của canh trường probiotic cũng ảnh hưởng sự sống sót trong quá trình sấy khô

Tỉ lệ sống sót cao nhất (khoảng 80%) đạt được trong sấy đông khô khi tế

bào L reuteri phát triển ở pH=5, và được thu hoạch sau 2.5h ở pha ổn định

(Palmfeldt & Hahn-Hagerdal, 2000) Hơn nữa, tế bào thu được ở điều kiện pH không điều chỉnh (4.5) có sức chịu đựng tác nhân nhiệt, sấy phun, bảo quản dạng khô tốt hơn so ở điều kiện pH đã điều chỉnh (6.5) (Silva và cộng sự, 2005) Hiện tượng này có thể có liên quan đến sự thích nghi môi trường acid, có thể biến đổi chức năng tế bào để nâng cao việc tổng hợp shock nhiệt protein, từ đó cải thiện sức chịu đựng quá trình sấy như mô tả ở trên Silva và cộng sự, (2005) thừa nhận

rằng sức đề kháng cao hơn với vi khuẩn L delbrueckii subsp bulgaricu khi phát

triển dưới điều kiện pH không điều chỉnh có liên quan đến việc tạo ra shock nhiệt protein

Tuy nhiên, Linders và cộng sự, (1997a) cho rằng điều chỉnh pH trong

suốt quá trình phát triển vi khuẩn L plantarum kết quả vi khuẩn hoạt động còn

lại cao hơn sau khi sấy (37% survival) so với điều kiện phát triển không điều chỉnh pH (19% survival)

Môi trường phát triển: Thành phần môi trường phát triển là một nhân tố góp phần tăng tỷ lệ tồn tại canh trường probiotic trong quá trình sấy, ở khía cạnh này tầm quan trọng của sự hiện diện carbonhydrate đã được chứng minh

Ví dụ, sự phát triển của L delbrueckii subsp Bulgaricus với sự có mặt

đường như lactose, sucrose và trehalose hoặc cryoprotectants hóa học như glycerol để tế bào có thể thích nghi với áp suất thấm thấu của quá trình đông lạnh, hoặc làm tan (Panoff, Thammavongs, & Gueguen, 2000) Tỉ lệ sống sót

của L sakei sau khi sấy phun được nâng lên, khi tế bào phát triển có sự hiện

diện của sucrose (Ferreira và cộng sự, 2005) Tymczyszyn, Gomez-Zavaglia, and Disalvo (2007) cho rằng có sự khác nhau hiệu quả phục hồi giữa lactose,

sucrose and trehalose của L delbrueckii subsp Bulgaricus sau khi sấy, khi phát

triển ở hoạt độ nước khác nhau

Người ta đã được chứng minh rằng bảo quản vi khuẩn đã khử nước với sucrose, sau khi phát triển chúng ở môi trường có hoạt độ nước thấp (MRSsucrose) có hiệu quả bằng với sự khử nước có trehalose Lý do cho điều này là tế bào vi khuẩn thích nghi với môi trường có hoạt độ nước thấp

Khả năng sống sót giảm bớt thấp nhất sau khi sấy đông khô thu được khi

L bulgaricus phát triển trong môi trường có sự hiện diện của mannose, so với

fructose, lactose hay glucose (Carvalho và cộng sự, 2003; Carvalho và cộng sự, 2004) Các loại đường khác như fructose, sorbitol cũng được thêm bảo vệ tốt hơn glucose, môi trường phát triển chuẩn có carbohydrate (Carvalho và cộng sự, 2004)

Cơ chế bảo vệ của đường trong môi trường phát triển có khả năng là sự phát triển trong chất nền các loại đường khác nhau tạo ra tế bào với các đặc điểm hình thái và sinh lý khác nhau, vì vậy mang lại sức kháng cự khác nhau với các tác nhân khác nhau (Carvalho và cộng sự, 2004)

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất chuyển hóa như mannitol, sorbitol and glutamate còn trong tế bào chịu trách nhiệm hoạt động tồn tại riêng biệt trong quá trình khử nước (Wisselink, Weusthuis, Eggink, Hugenholtz, & Grobben, 2002), và sự hình thành những chất chuyển hóa này phụ thuộc vào nguồn carbon trong môi trường phát triển (Kets, Galinski, de Wit, de Bont, & Heipieper, 1996)

Vài tác nhân khác, bao gồm sự hiện diện của sodium chloride trong môi trường phát triển và sự cô đặc môi trường cũng tác động đến sự sống sót của probiotic sau quá trình khử nước Linders và cộng sự, (1997) chứng minh rằng

sự có mặt của 1mol hoặc 1.25mol NaCl trong quá trình phát triển của L plantarum giảm bớt độ hoạt động còn lại sau khi sấy tầng sôi Hoạt độ nước còn

lại sau khi sấy thường cao hơn cho tế bào phát triển trong MRS loãng với tế bào phát triển trong MRS cao Tuy nhiên ảnh hưởng không đáng kể

2.6.2 Vi bao

2.6.2.1 Nguyên liệu và phương pháp

Vi bao vi khuẩn: Bifidobacterium lactis (Bb-12, Chr Hansen, Denmark) đã

được bao bọc thành công trong các vi bao (microcapsules) với 1ml của bead slurry chứa khoảng 108 cfu

Trước khi bao bọc, vi khuẩn đã được cấy trong nước thịt MRS (Oxoid Inc., Nepean, ON, Canada) thêm L-cysteine đã khử trùng 0.5g/L (Sigma,Oakville,

ON, Canada) tại 370C trong 24h Môi trường dự trữ đã được kiểm soát tinh khiết

và duy trì trên MRS agar với cysteine 0.5g/L ủ trong điều kiện kị khí sử dụng hệ

được thu bằng ly tâm 3000 x g trong 10 phút tại 50C, rửa với dung dịch đệm phosphate đẳng trương (PBS, 0.01M NaH2PO4, 0.137M NaCl, 2.68mM KCl,

pH 7.0, Fisher Scientific), và chứa lại trong peptone saline (dung dịch muối đẳng trương) (PS, 8.5 gL_1 NaCl, 1.0 gL_1 peptone (Difco, Fisher Scientific), pH 7.0) Hàm lượng tế bào đã rửa được đếm sau 3 ngày nuôi cấy trong môi trường

kị khí tại 370C Tế bào sau khi rửa được đem đi vi bao

2.6.2.2 Sự cố định vi bao bằng gel alginate

Cố định vi bao bằng gel alginate được tạo có hoặc không có B lactis Bb-12

sử dụng kỹ thuật đông bên ngoài theo Sheu and Marshall (1993) và được mô tả bởi Hansen và cộng sự, (2002)

Trong thời gian ngắn vi bao được cố định bằng gel alginate với đường kính trung bình 20µm được tạo ra bằng trộn 18g alginate solution (10g/L, môi trường

có tính nhớt, A2033, Sigma, Oakville ON), với 1g PS Hỗn hợp trên chuyển thành thể sữa trong 100g dầu thực vật chứa 5g/L Tween 80 (P8074, Sigma), sử dụng thìa khuấy có từ tính đặt chế độ 300rpm trong 20 phút Sự đông đặc bắt đầu khi thêm 32ml Ca2+, hệ nhũ tương bao gồm 60g dầu thực vật, 5g/L Eween

80 và 62.5mMol CaCl2 Vi bao alginate thành hình trong quá trình khuấy 20 phút 40 ml PS+ CaCl2 (0.05M) đã được thêm vào và được tách bằng phễu Hỗn hợp lỏng được điều chỉnh theo tỉ lệ 1:1 (v/v) giữa vi bao alginate và lipid

Phân tích cấu trúc mẫu vi bao: Bước tiếp theo được kết hợp trong giai đoạn chuẩn bị mẫu để có được số lượng vi bao lớn nhất để có thể được quan sát bằng kính hiển vi

Để bảo đảm quan sát thấy được tập hợp các đặc trưng, polylysine hydrobromide được dùng như một xúc tác gắn kết, để duy trì lượng vi bao ở dạng thể nền, và phủ lớp kính cho sự quét electron của kính hiển vi (CSEM) hoặc một bộ lọc bằng polycarbonate (SPI-PORE màng polycarbonate, kích thức

lổ 0.2µm) cho TEM

Để đạt lượng thấp nhất bead trong suốt quá trình chuẩn bị cho TEM, các bead được giữ lại trên bộ lọc polycarbonate được dùng với bộ phận lọc Bước cố định đầu tiên được điều khiển bằng dùng bộ lọc để bảo đảm duy trì cao nhất lượng mẫu khi chúng được nhuộm và rửa đệm

Vi bao vi khuẩn probiotic bằng kỹ thuật nhũ hóa: Kỹ thuật nhũ hóa đã được sử dụng để vi bao probiotic (Sheu & Marshall, 1993) Trước tiên 120ml sodium alginate vô trùng 3% (v/w) được trộn lẫn với 30ml chứa 9.0–10.0

log10cfu/g kết hợp L acidophilus 33200, L casei 279 B longum 536 and

L rhamnosus GG 50ml hỗn hợp sodium alginate và vi khuẩn probiotic trên được

pha trộn cẩn thận cho vào becher 200ml có chứa dầu thực vật đã vô trùng (Eta Blended Vegetable Oil, Goodman Fielder Pty Ltd., Melbourne, Australia), và khuấy trộn 200 vòng/phút sử dụng thìa khuấy từ tính (IEC Industrial Equipment

& Control Pty Ltd., Melbourne, Australia) Calcium chloride (0.1 M) được thêm vào cẩn thận phía bên beaker trong khi nhũ tương bị phá hủy

Sự hòa tan sodium alginate và vi khuẩn probiotic (của L acidophilus

33200, L casei 279, B longum 536 và L rhamnosus GG) kết hợp với dầu thực

vật đã được mô tả ở phần trên: Hệ nhũ tương được tạo thành bằng cách đồng nhất hỗn hợp tại các tốc độ, áp suất, thời gian khác nhau sử dụng Ultra-Turrax benchtop (Ika Laboratory and Analytical Equipment, Staufen, Germany), được

mô tả dưới đây

Chuẩn bị alginate beads dùng máy đồng nhất Ultra-Turrax benchtop, hệ nhũ tương được chuẩn bị bằng cách đồng nhất hỗn hợp 200ml tại 8000rpm và 13500rpm với thời gian tương ứng 2 hoặc 4 phút Để chuẩn bị alginate beads sử dụng máy đồng nhất the Avestin Inc piston, hệ nhũ tương bằng cách chuyển hỗn hợp đi qua máy đồng nhất 2 hoặc 3 lần với áp suất tương ứng 5 hoặc 10 Mpa Calcium alginate beads được tạo thành bằng cách đồng nhất 200ml hỗn hợp sử dụng máy trộn 2 hoặc 4 phút Nhiệt độ đồng nhất sử dụng trong mỗi quá trình

xử lý ở 21oC

Sau mỗi quá trình xử lý đồng nhất, mỗi hệ nhũ tương được chuyển vào becher Calcium chloride (0.1 M) được thêm vào cẩn thận phía bên cạnh becher trong khi khuấy trộn sử dụng thìa khuấy từ tính với tốc độ 200rpm Hỗn hợp đã khuấy trộn ít nhất 10 phút để đảm bảo hệ nhũ tương bị phá hủy hoàn toàn những calcium alginate nhỏ hình cầu được tạo thành

CHƯƠNG 3 : QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAI CHEDDAR

3.1 Giới thiệu chung

3.1.1 Định nghĩa:

Phomai là khối động tụ từ nguyên liệu sữa, là một loại vật chất hình thành

từ quá trình đông tụ sữa, sau đó có sự tách nước từ khối đông và cho vào khuôn

ép

3.1.2 Nguồn gốc và lịch sử Phomai

Việc chế biến phomat lần đầu tiên cách đây 8000 năm tại vùng thung lũng Tirgis – Euphrates ( nay thuộc quốc gia Iraq ) do sự tình cờ dùng các túi đựng nước làm bằng bao tử cừu heo bò để đựng sữa của những người dân du mục Chính sự kết hợp ngẫu nhiên của hệ vi sinh vật có trong sữa, tuyến enzyme bên trong bao tử cùng với nhiệt độ ấm đã tạo ra phomat nguyên thủy, về sau do sự khám phá ra nhiều châu lục mới cùng với các cuộc di dân, phomat đã trở thành sản phẩm phổ biến trên thế giới

Tuy nhiên việc sản xuất phomai chỉ được phát triển mạnh mẽ vào cuối thế kỉ

19, khi những nhà máy lớn sản xuất phomai đồng loạt được xây dựng ở Thụy sĩ, Pháp, Đức, Ý, Hà Lan , Bán đảo Hà Lan cũng như Anh, Mỹ, Canada và Úc 3.1.3 Thành phần hóa học của Phomai

Phomai là sản phẩm có giá trị về dinh dưỡng và năng lượng

Bảng 2 Thành phần hóa học của Phomai

3.1.4 Phân loại Phomai

Ngày nay có khoảng 2000 loại phomai nhưng chỉ có khoảng 400 loại là được mô tả chính thức vào năm 1972 và đến năm 1999 các loại phomai được mô

tả chính thức là 625 loại Do sự đa dạng của các loại phomai vì vậy có một hệ thống phân loại phomai FAO ( the food and agricultural organisetion ) tổ chức nông lương thế giới và thị trường phomai đã phân chia phomai thành 3 hệ thống như sau:

3.1.4.1 Dựa theo hàm ẩm của phomai

Phomat mềm ( soft chesse ) có độ ẩm từ 50 -80 % ví dụ như Cottage, Baker „s, Quarg,

Phomat hơi mềm : ( semi – soft chesse ) có độ ẩm từ 39-50% ví dụ như Bleu, Limburger, pasta Flilata, Phomat cứng ( hard chesse ) có độ ẩm tối đa là 39% ví dụ như Cheddar, Swiss, Stilton, Phomat rất cứng (very …….) có độ

ẩm tối đa là 34% ví dụ như Asiago Old, Parmesan, Romano

3.1.4.2 Dựa theo hàm lượng béo trong phomai

Lượng chất béo trong phomai thường được biểu diễn thông qua tỉ lệ phần trăm giữa lượng chất béo và tổng khối lượng phomai đã trừ béo

Phomai có hàm lượng béo rất cao Phomai có hàm lượng béo cao Phomai có hàm lượng béo trung bình Phomai có hàm lượng béo thấp

Phomai gầy

>60%

45- 60 %

25 – 45 % 10- 25%

< 10%

3.1.4.3 Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất phomai

Có quá trình ủ chín hay không và dựa vào hệ VSV gây nên các biến đổi trong giai đoạn ủ chín sản phẩm , người ta chia phomai thành 2 nhóm chính : Phomai tươi , Phomai có qua giai đoạn ủ chín

Bảng 3 Phân loại Phomai theo hàm lượng béo

Phomai tươi Phomai có qua giai đoạn ủ

chín

Không qua giai đoạn ủ chín

Hệ VSV tham gia trong quá trình ủ

chín

- Vi khuẩn

- Vi khuẩn và nấm mốc Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín

diễn ra chủ yếu :

- Trên bề mặt khối phomai

- Trong bề sâu khối phomai

3.2 Công nghệ sản xuất Phomai Cheddar

3.2.1 Nguyên liệu trong sản xuất Phomai

3.2.1.1 Sữa Người ta có thể sản xuất phô mai từ sữa bò, sữa dê, hoặc sữa cừu dưới dạng sữa tươi, sữa đã tách một phần béo hoặc sữa gầy

Trong sản xuất phô mai, yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng sữa rất nghiêm ngặt Sữa phải được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không có chứa kháng sinh và Bacteriophage Ngoài ra, sữa cũng không bị nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ các dụng cụ chứa và hệ thống đường ống vận chuyển sữa

Các nhà sản xuất thường quan tâm đến chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc biệt là nhóm vi khuẩn sinh bào tử (giống Clostridium) và nhóm VSV ưa lạnh (giống Pseudomanas) Chỉ tiêu hóa lý: Hàm lượng protein – casein trong sữa là một chỉ tiêu hóa lý quan trọng, sữa nguyên liệu có hàm lượng casein càng cao thì hiệu suất thu hồi phô mai trong sản xuất sẽ càng cao

3.2.1.2 Chất béo

Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc sữa bơ, các chất béo cần phải đạt yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh vật 3.2.1.3 Tác nhân gây đông tụ sữa

Bảng 4 Phân loại Phomai theo qui trình sản xuất

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là Renet Chế phẩm thương mại dạng bột mịn hoặc dạng lỏng

Có thể sử dụng Renet kết hợp với các tác nhân đông tụ sữa khác như một

số chế phẩm protease có nguồn gốc từ VSV

3.2.1.4 Giống vi sinh vật Trong sản xuất phô mai , tùy thuộc loại sản phẩm mà các nhà sản xuất có thể sử dụng một loài hoặc tổ hợp nhiều loài VSV khác nhau

Nhóm vi khuẩn Lactic: Nhóm vi khuẩn Latic ưa ấm và ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hoặc dị hình Chúng tạo acid Lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ casein trong sữa và tạo độ chua trong khối đông, tạo giá trị cảm quan và chỉ tiêu hóa lý đặc trưng cho phô mai thành phần Vi

khuẩn Lactic như: Lactobacillus, Lactobacillus Lactic, Lactobacillus Bulgaricus, Streptococcus, Leuconostoc

Các loài nấm mốc: Thuộc giống Penicillum như P cameberti, P Roquefort… được sử dụng trong giai đoạn ủ chín một số loại phô mai bán

mềm Nhóm VSV này có khả năng sinh tổng hợp enzyme protease và lipase ngoại bào, xúc tác chuyển hóa protein và lipid trong khối đông, tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm Ngoài ra còn góp phần cho việc trung hòa pH của sản phẩm để thích hợp cho hoạt động của các enzyme tạo mùi

Nhóm vi khuẩn Propionic: Probionicbacterium được sử dụng trong giai

đoạn lên men phụ, giai đoạn ủ chín trong một số loại phô mai với mục đích tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúc của phô mai cứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm

Các VSV khác: được bổ sung để tạo màu, tạo mùi đặc trưng cho từng loại phô mai

3.2.1.5 Phụ gia và các nguyên liệu khác

CaCl2: ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein, bổ sung Ca2+ vào sữa dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc độ cứng của khối đông

CO2: khí CO2 hòa tan vào sữa sẽ làm giảm nhẹ pH sữa, sục CO2 vào sữa cho phép rút ngắn thời gian đông tụ casein hoặc tiết kiệm được lượng Renet cần sử dụng

NaNO3, KNO3: tác nhân ức chế hệ VSV nhiễm trong sữa

Chất màu: màu sắc của phô mai do các hợp chất carotenoides hòa tan trong chất béo của sữa tạo nên, cường độ màu có thể bị thay đổi theo thời tiết trong năm, có thể sử dụng các chất màu tự nhiên như carotenoides (E160) hoặc chlorophylle (E140) để ổn định màu sắc cho phô mai

Những nguyên liệu phụ khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mứt trái cây, mật ong… được sử dụng trong sản xuất một số loại phomai tươi để làm đa dạng hóa hương vị của sản phẩm

3.2.2 Qui trình sản xuất Phomai Cheddar

Huyết thanh sữa Nhân giống

Vi khuẩn lactic

3.2.2.1 Thuyết minh qui trình công nghệ Giai đoạn chuẩn bị sữa nguyên liệu: Giai đoạn chuẩn bị sữa tươi được coi

là rất quan trọng và ảnh hưởng lớn đến hượng vị phomai thành phẩm Sữa sẽ được chuẩn hóa về hàm lượng chất béo theo tiêu chuẩn Sữa nguyên liệu sau khi qua các giai đoạn chuẩn bị, đồng hóa như trên thì được đem đi thanh trùng

C trong 10 phút Nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm, lên

men đồng hình như Streptococcus lactics, Streptococcus cremorios ….được sử

dụng trong sản xuất phomai Cheddar Để thực hiện quá trình lên men, giống vi khuẩn lactic được cấy vào sữa theo tỉ lệ 1 – 3 %(v/v)

Lên men: sau khi cấy giống, hỗn hợp sữa và canh trường giống được khuấy trộn đều để đạt độ đồng nhất Quá trình lên men lactic được thực hiện ở

33 – 36 oC Sau 1– 2 giờ lên men, pH sữa đạt 6,1 – 6.3, người ta sẽ bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và cho enzyme rennet vào

Đông tụ: sau khi bổ sung renet với CaCl2 vào sữa, quá trình đông tụ kéo dài 2 giờ Tiếp theo là giai đoạn tách huyết thanh sữa Kế đến là quá trình xử lý đặc biệt, khối đông sẽ tiếp tục được acid hóa bởi nhóm vi khuẩn lactic trong khoảng thời gian 2 – 2,5 giờ Trong quá trình này cũng xảy ra hiện tượng kết dính giữa các khối đông lại với nhau, đây là quá trình đặc trưng trong công nghệ sản xuất phomai Cheddar

Nghiền khối đông và ướp muối: các khối đông kết dính với kích thước lớn được đem nghiền tạo nên những mảnh nhỏ với hình dạng tương đối đồng nhất Tiếp theo là quá trình ướp muối, người ta trộn muối dạng hạt khô mịn với các mảnh nhỏ của khối đông, hỗn hợp được đem đi đổ khuôn và ép để tạo hình

Đổ khuôn, ép và bao gói: giai đoạn đổ khuôn và ép tạo hình được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng dưới áp lực chân không

Ủ chín: quá trình ủ chín phomai Cheddar được thực hiện ở 4 – 8oC, độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ủ không lớn hơn 80% Trong giai đoạn ủ chín, vi khuẩn lactic đồng hình sẽ thực hiện tiếp một số biến đổi sinh học và

hóa sinh tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm Trong trường hợp không tuân thủ nghiêm ngặt các thông số công nghệ và điều kiện vệ sinh không đảm bảo, khối lượng đông tụ có thể bị nhiễm những vi sinh vật lạ như nhóm vi khuẩn gây thối Sự trao đổi chất của chúng sẽ gây nên những biến đổi xấu, làm giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm phomaithời gian + Biến đổi hóa sinh và hóa học

Đường lactose sẽ tiếp tục chuyển hóa thành acid lactic và nhiều sản phẩm phụ khác

Protein bị thủy phân một phần do xúc tác của nhóm enzyme protease

Sự phân hủy một số acid amin tự do trong khối đông tạo ra các sản phẩm như NH3, CO2, H2S…gây mùi khó chịu cho phomai thành phẩm

+ Biến đổi vật lý : sự sinh trưởng của vi sinh vật thường kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt Do đó trong quá trình ủ chín ta cần làm thoáng khí phòng ủ để đuổi nhiệt, đuổi CO2 Thời gian ủ chín kéo dài từ 4 – 10 tháng

Bảng 5 Một số chỉ tiêu hóa lý của phomai Cheddar