Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt)
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BÀI BÁO CÁO
KHẢO SÁT SỰ LÊN MEN TRONG SẢN XUẤT YAOURT
Họ và tên sinh viên: TRẦN TIẾN HẢI MSSV: 06125034
Ngành: BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM Niên khóa: 2006- 2010
Trang 2DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT YAOURT
Trang 31 Cấy giống vi khuẩn lactic:
Trong sản xuất yaourt, người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lên men đồng hình, hai loài
phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và lactobacillus bulgaricus Trong thực tế
chúng có thể sống cộng sinh với nhau Thông thường tỷ lệ giữa cầu khuẩn và trực khuẩn trong môi trường giống là 1:1 hoặc 2:1 Tuy nhiên tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc vào hoạt tính của chúng sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm Hiện nay các nhà máy sản xuất yaourt với năng suất lớn thường mua chế phẩm vi khuẩn lactic để sử dụng, như vậy họ không cần đầu tư chi phí nhân công, nhà xưởng và nguyên liệu cho quá trình giữ giống và nhân giống tại nhà máy
Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, đáy côn
và được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ Nhiệt độ hoạt hóa được duy trì ở 43oC Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua môi trường đạt 85-90oD
Giống vi khuẩn lactic sau khi được hoạt hóa, được cấy vào bồn chứa sữa nguyên liệu với tỉ lệ tối thiểu là 0,5% và tối đa là 7%(v/v) Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hóa giống, nếu chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh giống để hạn chế sự gia tăng độ chua của môi trường việc tăng nhanh độ chua của môi trường giống sẽ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic
Trường hợp giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo ta chỉ cần làm lạnh môi trường
về nhiệt độ 10-20oC Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ nhiệt độ môi trường nên được duy trì ở 5oC
Cần chú ý là khi tiến hành cấy 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 sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn
Trang 42 CÁC BIẾN ĐỔI HÓA SINH VÀ SINH HỌC DIỄN RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC
Trong công nghệ vi sinh vật, nhìn chung các vi khuẩn lactic đồng hình luôn chiếm
ưu thế Tuy nhiên, trng công nghệ sản xuất một số thực phẩm lên men truyền thống như
pho mai, kefir … các vi khuẩn lactic dị hình đôi khi vẫn sử dụng nhằm mục đích đa dạng
hóa các chỉ tiêu về mùi, vị và cấu trúc cho sản phẩm
Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn đầu tiên, đường
lactose trong sữa sẽ được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào nhờ những cơ chế vận
chuyển đặc trưng của màng tế bào chất(cytoplasmic membrane) Tiếp theo, lactose sẽ
được thủy phân thành hai monosaccharid rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau
Trang 5Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài
streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis … chu trình
đường chính chuyển hóa glucose thành acid lactic Acid lactic là sản phẩm chủ lực trong quá trình lên men lactic đồng hình
Phương trình tổng quát quá trình lên men lactic đồng hình :
Các vi khuẩn lactic dị hình như giống Leuconostoc do không có một số enzym của chu trình đường phân nên chúng chuyển hóa glucose giai đoạn đầu theo chu trình
pentose-phosphate và tạo ra sản phẩm trung gian là xylulose-5-P Chất này sẽ được
chuyển hóa tiếp thành glyceraldehyde-3-P rồi tiếp tục đi theo giai đoạn cuối của chu trình
đường phân để tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic như trong quá trinh lên men đông
hình Theo một con đường trao đổi chất khác, xylulose-5-P sẽ được chuyển hóa thành
acetyl-P và tiếp theo sau đó là thành ethanol Trong quá trình lên men dị hình, các sản
Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hình
thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất ( lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào
để phục vụ cho các hoạt động trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại, các
men Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác
Trong quá trình lên men lactic, ngoài sản phẩm acid lactic ( lên men đồng hình), acid lactic, ethanol, CO2 ( lên men dị hình), trong dịch lên men còn xuất hiện cả trăm hợp chât hóa học mới khác Chúng là những sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp ( vài ppm hoặc ít hơn) Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi Chúng đóng vai trò quan trọng
Trang 6trong việc góp phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic.
Đáng chú ý nhất là diacetyl và acetaldehyde.
Quá trình sinh tổng hợp diacetyl liên quan đến sự chuyển hóa citrate
Trang 7Sinh tổng hợp acetaldehyde ở một số vi khuẩn lactic ưa nhiệt
3 SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN CỦA SỮA TRONG LÊN MEN SỮA CHUA
3.1 Biến đổi đường sữa ( lactose):
Quá trình chủ yếu xảy ra trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa
glucose và galactose dưới tác dụng cua enzym lactaza, sau đó các sản phẩm đường đơn
này sẽ tiếp tục chuyển hóa theo các phản ứng trung gian phức tạp thành axit pyruvic, từ axit pyruvic se khử hydro tạo thành axit lactic làm sữa bị axit hóa và sau đó bị đông tụ lại
Quá trình hình thành axit lactic theo chuỗi phương trình sau
Lactose ngâm nước Galactose Glucose
Trang 82C6H12O6 4CH3COOH + 4CH3CHOH-COOH
Axit lactic axit pyruvic
3.2 Biến đổi protein sữa:
Trong quá trình lên men axit lactic được tạo ra nhiều thì quá trình tách ion Canxi ra khỏi Casein càng nhanh Cấu trúc của casein bị thay đổi nhiều và tạo thành khối casein bị vón cục lại khi ở pH đẳng nhiệt
Cazeinat Canxi Axit lactic Axit Cazeinic Canxi lactat
Chính các casein chứa trong sữa ở dạng Canxi Cazeinat tác dụng với axit lactic tạo
ra axit Cazeinic và Canxi lactat Axit Cazeinic tự do không hòa tan, do đó gây đông tụ sữa Ngoài quá trình lên men chính chuyển hóa lactose thành axit lactic còn các quá trình
diaxetin… Đặc biệt là loại nấm men gây lên men rượu trong sữa chua chỉ phân giải được đường lactose, không phân giải các đường khác như saccarose, glucose…, nhờ đặc điểm này nó phát triển tốt trong sữa ( vì đường trong sữa chủ yếu la lactose) nên được gọi là nấm men sữa
C12H22O11 + H2O 4C2H5OH + 4CO2 + CH3COCOOH
Axit pyruvic
CH3COCOOH CH3CHO + CO2
Axetaldehyt
CH3CHO + H2O CH3CH2OH
Rượu Etylic
Nếu tiếp tục cho lên men sản phẩm, casein sẽ bị phân hủy, tạo thanh pepton và các
sản phẩm khác ( quá trình pepton hóa hóa này tạo thành enzym proteaza phân hủy protein
Trang 9thành dạng đơn giản dễ tiêu hóa hơn là pepton, tăng khả năng tiêu hóa cho cơ thể người).
Vi sinh vật vẫn chuyển hóa tiếp tục thì casein sẽ bị chuyển hóa thành axit amin và các khí
NH3, H2S… tạo mùi vị khó chịu cho sản phẩm
Khi quá trình lên men diễn ra, đường lactose chuyển hóa thanh axit lactic, axit này sẽ ngưng kết Casein ở pH=4-5 Sữa đông đặc lại, có vị chua dịu, các protid phần lớn bị đông
tụ, phần nhỏ còn lại được vi sinh vật sử dụng thành các chất đơn giản hơn Các vitamin hầu như không bi tổn thất mà còn được tăng lên do sự tổng hợp của vi khuẩn gây chua lactic như vitamin B1,C
4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN:
Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa như yaourt, kefir, phô mai, bơ… các giai đoạn xử lý sản phẩm sau quá trình lên men thường đơn giản, sản phẩm cuối cùng, bao gồm cả sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi chất ngoại bào do vi sinh vật tiết ra và cơ chất sót Thành phần và hàm lượng của từng chất sẽ góp phần hình thành nên hương vị sản phẩm, do đó để sản phẩm được thực phẩm lên men với chất lượng mong muốn chúng ta cần phải:
+ chọn được giống vi sinh vật thích hợp
+ xác định được môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỷ lệ tối ưu + xác định được các điều kiện lên men thích hợp như lượng giống cấy, nhiệt độ và thời gian lên men Ngoài ra ta còn phải quan tâm đến những vấn đề khác như việc cung cấp oxy, sự khuấy trộn…
_Giống vi sinh vật
_Môi trường lên men:
Một môi trường với thành phần cơ chất đầy đủ, theo tỷ lệ tối ưu sẽ giúp cho quá trình lên men diễn ra nhanh và sản phẩm lên men đạt chất lượng tốt
Sữa được xem là một môi trường lên men hoàn hảo chứa đầy đủ các nguyên tố cơ bản, khoáng và các yếu tố sinh trưởng cần thiết cho quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, nên việc bổ sung thêm các chất dinh dưỡng khác vào môi trường sữa là không cần thiết Tuy nhiên để sản phẩm lên men đạt được các chỉ tiêu hóa lý ( hàm lượng hydratcarbon,
Trang 10lipid…) và cảm quan ( cấu trúc, mùi vị…) mong muốn, trong một số trường hợp người ta
sử dụng bột sữa gầy, đường saccharose hoặc cream để bổ sung vào môi trường sữa trước khi lên men
_Điều kiện lên men:
+ Lượng giống cấy
+ Nhiệt độ
+ Thời gian lên men
+ Cung cấp oxy cho nhóm vi sinh vật hiếu khí