MÔN VI SINH vật học THỰC PHẨM đề tài CÔNG NGHỆ lên MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG sản XUẤT sữa CHUA

1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA GVHD LIÊU MỸ ĐÔNG LỚP 10DHĐB2 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM o0o0o MÔN VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 STT TÊN MSSV PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 1.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA GVHD: LIÊU MỸ ĐƠNG LỚP: 10DHĐB2 TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -o0o0o - MÔN: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC ＆ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA STT TÊN MSSV Phan Mạc Ngọc Thiên Nhi 2028190250 PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Tìm tài liệu Nguyễn Thị Hậu Giang 2028190220 Tìm tài liệu Nguyễn Thị Thảo My 2028190 Tìm tài liệu Nguyễn Thị Mỹ Duyên 2028190217 Làm Word Phan Lê Hồng Gia 2018190219 Làm PP TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2020 Mục lục LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………4 I CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC………………………5 Vi Sinh Vật Lên Men Lactic……………………………….5 Cơ Chế Của Quá Trình Lên Men Lactic………………… 2.1 Lên men lactic đồng hình…………………………… 2.2 Lên men lactic dị hình……………………………… Ứng Dụng Quá Trình Lên Men Lactic Trong Thực Phẩm 3.1 Sản xuất acid lactic………………………………… 3.2 Chế biến sản phẩm sữa………………………… 3.3 Muối chua rau quả……………………………………9 3.4 Ủ chua thức ăn gia súc………………………………10 II ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA…… 11 Giới Thiệu Sữa Chua……………………………………12 1.1 Định nghĩa………………………………………… 12 1.2 Phân loại………………………………………… 12 1.3 Lợi ích …………………………………………….13 1.4 Nguyên liệu……………………………………… 13 Sơ Đồ Qui Trình Sản Xuất Sữa Chua………………… 14 Thuyết minh qui trình sản xuất sữa chua……………….15 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất sữa chua 16 Khảo sát thị trường loại sữa chua…………….….17 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………… 18 LỜI MỞ ĐẦU Vi Sinh vật học Thực Phẩm môn học nghiên cứa loại vi sinh vật mà nhìn mắt thường có thực phẩm mà người sử dụng hàng ngày Khi học mơn học chúng em có hội để tìm hiểu loại vi khuẩn, virut, biết cấu tạo,hình thái chúng, điều kiện cần để chúng tồn phát triển Ngồi ra, học thêm nhiều ứng dụng vi sinh vật thực phẩm q trình lên men Ở sinh vật có cách lên men chủ yếu “Q trình lên men yếm khí” “Q trình lên men hiếu khí” Nhóm 3, may mắn thầy phân cơng tìm hiểu Lên men Lactic q trình thuộc vào nhóm lên men yếm khí Và ứng dụng nhiều đời sống hàng ngày Acid lactic lần tách từ sữa bò lên men chua vào năm 1780 nhà toán học người Thụy Điển Schaele Năm 1857,Pasteur chứng minh lên men nhóm vi khuẩn lactic Năm 1878, lister phân lập thành công vi khuẩn Lactic đặt tên Bacterium lactis ( gọi Streptococcus lactis) ; sau nhà khoa học liên tiếp phân lập nhiều loài vi khuẩn lactic khác Công nghệ lên men để sản xuất acid lactic nói hình thành từ năm 1881 Nhóm vi khuẩn Lactic có ý nghĩa quan trọng số công nghệ sản xuất acid lactic, công nghệ chế biến muối rau quả; thịt cá; sản xuất men tiêu hóa y học;… , đặc biệt công nghệ sản xuất sữa, cịn tác nhân gây lên men nhằm sản xuất hàng loạt sản phẩm từ sữa khác yaourt, sữa chua, fomat, bơ I CÔNG NGHỆ LÊN MEN LACTIC Lên men lactic trình chuyển hóa kỵ khí đường với tích lũy acid lactictrong môi trường Vi sinh vật lên men lactic Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium Đây trực khuẩn, cầu khuẩn không tạo bào tử hầu hết khơng di động, hơ hấp tùy tiện Chúng có khả lên men nhiều loại đường đơn đường đơi khơng có khả lên men loại glucid phức tạp tinh bột Sự phát triển cần có có mặt peptone, axit amin hay muối amơn Chúng có u cầu đặc biệt chất dinh dưỡng giàu vitamin, axit amin khoáng chất Quá trình lên men xảy tốt mơi trường axit pH từ 5,5 ÷ 6, pH nhỏ 5,5 trình lên men bị dừng lại Nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men từ 15 ÷ 50 ℃.Tuy nhiên, lồi có khoảng nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ lớn 80 ℃ vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn Cơ chế trình lên men lactic Quá trình lên men lactic gồm bước chính:  Glucose chuyển hóa theo chu trình đường phân  Pyruvate bị khử trực tiếp nhờ NADH để tạo lactate sản phẩm cuối khơng giải phóng CO₂ Hình Cơ chế lên men lactic 2.1 Lên men lactic đồng hình Trong trường hợp acid pyruvic tạo thành theo sơ đồ Embden-Mayerhorf-Pamas (EMP) Sau acid pyruvic tạo thành axit lactic tác dụng enzyme lactatdehydrogenase Sự lên men tạo sản phẩm acid lactic chiếm 90-98%tổng sản phẩm lên men , sản phẩm phụ acid acetic, ethanol, co2, aceton,lượng sản phẩm phụ thuộc vào có mặt oxy Một số vi khuẩn lactic lên men đồng hình: streptococcus lactis, streptococus lactis, streptococcus cremiris, streptococcus thermophilus, lactobacillus bulgaricus, lactobaccillus casei, lactobacillus acidophilus, lactobacillus delbriieckii (HÌNH) 2.2 Lên men lactic dị hình Xảy trường hợp vi khuẩn lactic khơng có enzyme sơ đồ Embden-Mayerhorf-Pamas ( aldolase triozophotphatizomerase), xylulose 5-photphat tạo thành theo đường pentosse-photphat (PP).Sự lên men tạo sản phẩm 50%là acid lactic.sản phẩm phụ acid sucanic 20%, ethanol 10%và loại khí gồm 20% Một số vi khuẩn lactic lên men dị hình:Lactobacillus brevis, lactobacillus lycopersici (HÌNH) Phương trình tổng qt: C₆H₁₂O₆ → CH₃CHOHCOOH + CH₃COOH + C₂H₅OH + COOH(CH ₂)₂COOH + CO₂ Glucose acid latic(40%) acid acetic ethanol acid succinic Hình Lên men lactic đồng hình dị hình Ứng dụng trình lên men lactic thực phẩm 3.1 Sản xuất acid lactic Nguyên liệu dùng để sản xuất axit lactic là: rỉ mật,đường, tinh bột đường hoa Nồng độ đường sử dụng cho trình lên men lactic từ đến 20% Nếu nguyên liệu rỉ mật phải làm để loại bỏ hợp chất nitơ Quá trình lên men lactic xảy xa tốt môi trường axit, nhiên vi khuẩn lactic khơng có khả chịu đựng nồng độ axit cao Khi nồng độ axit cao ảnh hưởng đến phát triển vi khuẩn, cần phải điều chỉnh độ pH môi trường từ 6,3 ÷ 6,5 Trong thực tế sản xuất người ta thường xuyên bổ sung vôi cacbonat canxi để giữ pH môi trường không thay đổi Axit lactic thu thu dạng canxilactat Nhiệt độ tối ưu cho trình lên men lacic 50℃, q trình lên men lactic có nhiều vi khuẩn tham gia sản phảm thu ngồi axit lactic cịn có CO₂ số sản phẩm tiêu thụ khác Người ta sản xuất axit lactic theo cách lên men đồng hình sau tinh chế thành axit lactic tinh khiết để ứng dụng vào nghành công nghệ thực phẩm, thay axit citric sản xuất bánh kẹo, đồ hộp… Trong công nghiệp nhẹ,axit lactic dung môi công nghiệp sản xuất sơn, vecni, nhuộm thuộc da Trong công nghiệp rượu, axit lactic dùng đạng muối canxi 3.2 Chế biến sản phẩm sữa Trong sữa chứa đường, cazein loại muối khống khác nên mơi trường thuận lợi cho vi sinhh vật phát triển Trong sữa bình thường chứa nhiều vi sinh vật (khoảng 300 đến 400 tế bào/ml),vi sinh vật xâm nhập vào sữa nhiều đường khác Để sản xuất sản phẩm sữa khác người ta dùng giống vi khuẩn lactic khác Ứng dụng vi sinh vật vào chế biến sữa biết từ lâu - Sản xuất sữa chua: nguyên tắc làm sữa chua phát triển vi khẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein sữa chua bị đông tụ Sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt có mùi vị thơm ngon Quá trình làm sữa chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình dị hình Vi khuẩn lactic đồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm tạo thành mùi vị đặc trưng sữa chua - Sản xuất phomat: Để sản xuát phomat người ta dùng enzim enzyme đông kết thu cazein sữa, sau tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng Tùy loại phomat mà q trình ủ chín người ta sử dụng lồi vi sinhh vật khác Các loại vi sinh vật thường sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic,nấm móc… 3.3 Muối chua rau Muối chua rau nhằm hai mục đích sau đây: bảo quản nguyên liệu làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan rau Nguyên tắc để muối chua rau tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng vi khuẩn gây thối rữa Hiện có nhiều snar phẩm rau muối chụa sử dụng rộng rãi Việt Nam giới Quá trình muối chua rau tiến hành sau: Lựa chọn rau ↓ Quản lí sơ ↓ Phơi nắng ↓ Cho thêm đường, muối, nước ↓ Lên men ↓ Muối chua Thông thường muối chua rau người ta sử dụng 3% lượng muối so với rau Nếu nồng độ muối thấp rau dễ bị thối Nếu nồng độ muối cao trình lên men chậm, tạo thành axit lactic giảm Tác dụng số trình trình muối chua rau -Quá trình phơi nắng; làm giảm lượng nước có nguyên liệu -Cho thêm muối, đường: tạo áp suất thẩm thấu, làm nguyên liệu, dễ nén chặt, không bị nát trở nên giịn Làm tăng nhanh q trình lên men Nhiệt độ thích hợp cho q trình lên men 26÷35 ℃ Tuy nhiên, nhiệt độ vi khuẩn butyric phát triển mạnh nên thực tế người ta khống chế nhiệt độ khoảng 20 ÷ 25℃ thông thường vi khuẩn lactic chịu nhiệt độ thấp so với vi khuẩn khác muối chua cần tăng nhanh nhiệt độ axit để loại trừ khả nhiễm số loài vi sinh vật khác 3.5 Ủ chua thức ăn gia súc Từ lâu người ta biết sử dụng trình lên men lactic đẻ ủ chua thức ăn gia súc Phương pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết trại chăn nuôi gia súc Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc đem phơi khô làm giảm 50% giá trị chúng ta đem ủ chua giảm 10% giá trị Đặc biệt phương pháp ủ chua tăng nhiều số dinh dưỡng khác thức ăn Một phương pháp phổ biến ủ chua thức ăn thủ công Các loại thức ăn gia súc thực vật băm nhỏ cho vào vật chứa, cho thêm nước vo gạo Sau ủ kín đén ngày cho gia súc ăn Quá trình ủ chua thức ăn gia súc thường qua giai đoạn sau:  Giai đoạn 1: giai đoạn phát triển hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật khác có thành phần nguyên liệu, từ nước từ khơng khí  Giai đoạn 2: trình lên men lactic đồng hình xảy mạnh Các loại vi khuẩn lactic phát triển điều kiện yếm khí, có oxy vi khuẩn gây thối phát triển tạo thành mùi khó chịu ảnh hưởng đến thức ăn ủ chua Chất lượng khối ủ phụ thuộc nhiều vào phát triển vi khuẩn lactic  Giai đoạn 3: ủ tới thời kỳ chín vi khuẩn lactic bị tiêu diệt lượng axit lactic tạo thành nhiều môi trường Trong giai doạn khối ủ khong mà bị lẫn đất cát, vi khuẩn butyric phát triển, gây cho khối ủ có vị đắng mùi khó chịu Nhiệt độ thích hợp cho khối ủ 25 ÷ 30℃ Hiện q trình ủ chua người ta cho thêm muối với nồng độ từ 0,1 ÷ 0,5％ so với nguyên liệu Cho thêm muối để làm tăng khả trích ly chất tăng cường khả chao đổi chất vi sinh vật 10 II ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA Giới thiệu sữa chua 1.1 Định nghĩa Sữa chua gì? Sữa chua cịn có tên gọi khác yaourt, sản phẩm bơ sữa tạo vi khuẩn lên men sữa Sữa chua có màu trắng, dẻo; có vị sánh chua q trình lên men lactic vị từ sữa.trrong sữa chua có nhiều khống chất như: canxi, kiềm, acid lactic, vitamin A, vitamin C… Vì hàm lượng loại thực phẩm cao Hình Một dạng sữa chua 1.2 Phân loại a) Yaourt truyền thống (set type) - Sản phẩm có cấu trúc gel - Quá trình lên men diễn bao bì làm xuất khối đong tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm b) Yaourt dạng khuấy (stirred type) - Sữa nguyên liệu xử lý, cấy giống lên men thiết bị chuyên dùng, trình làm lạnh rót sản phẩm vào bao bì 11 c) Yaourt uống (drinking type) - Khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy hoàn toàn - Sử dụng phương pháp khuấy trộn phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel khối đông giảm độ nhớt cho sản phẩm d) Yaourt cô đặc (concentrated yaourt) - Huyết sữa tách khỏi sản phẩm 1.3 Lợi ích - Sự lên men lactic sử dụng rộng rãi việc chế biến sữa chua, fomai…vừa tăng giá trị dinh dưỡng, vừa có tính chất chữa bệnh đường ruootjgiups ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà cịn có tác dụng bảo quản lâu sữa tươi Kích thích đáp ứng miễn dịch làm giảm cholesterol huyết thanh, trở nên nhiều chất bổ dưỡng dễ hấp thụ vào máu Có thể mà hấp thụ sữa chua nhiều gấp lần sữa tươi, dùng cho người bệnh vừa khỏi, suy nhược biếng ăn tốt 1.4 Nguyên liệu a) Sữa Nguyên liệu dùng để sản xuất sữa chua gồm: sữa tươi, sữa bột, sữa đặc, sữa hồng ngun,… - Sữa phải có chất lượng tốt đảm bảo yêu cầu sau:  Độ vệ sinh cao, tổng số vi khuẩn thấp  Không chứa kháng sinh (pencilin, steptomicin…)  Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ q trình tẩy rửa vệ sinh dụng cụ từ thiết bị đựng sữa, chất ngăn cản trình lên men b) Thành phần khác - Chất tăng vị (glucose, saccharose,…) bổ sung trực tiếp dạng purée trái cây( thơm, dâu, táo…) - Các chất phụ gia hương liệu, chất màu,…hoặc chất ổn định như(gelatin, pectin,…) chúng có tác dụng làm ngăn chặn q trình tách nước, làm tăng độ nhớt yaourt thành phẩm - Vi khuẩn lên men  Streptococcus thermophilus ( phát triển tốt nhiệt độ 39℃)  Lactobacillus bulgaricus ( phát triển tốt 45℃) 12 Hình Vi khuẩn Streptococcus Sơ đồ qui trình sản xuất sữa chua Nguyên liệu → Phối trộn → Gia nhiệt → Đồng hoá → Làm lạnh → Ageing → Thanh trùng → Đồng hoá → Hạ nhiệt → Cấy men → Ủ → Làm lạnh → Bồn rót → Đóng gói, dán nhãn Hình Sữa chua 13 Thuyết minh qui trình sản xuất sữa chua + Nguyên liệu: Nếu nguyên liệu sữa bột khơng đường thêm đường để đạt nồng độ – 10% + Phối trộn: Bột sữa, đường, bơ, chất ổn định phối nhiệt độ 45℃ để q trình hồ tan đồng + Gia nhiệt: nâng nhiệt độ lên 60℃ cho thích hợp q trình đồng hoá + Đồng hoá: được thực máy đồng hoá tạo áp suất cao khoảng 200 bar hệ thống bơm pitton để phá vỡ hạt béo vào nguyên liệu phân tán chất khác tạo thành hỗn hợp đồng nhứt + Làm lạnh: Dòng sữa cho qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng vĩ có nước lạnh bên ngồi để nhiệt độ cịn 5℃ Dẫn tới bồn ageing + Ageing: Sữa để yên bồn 1-2 giờ, 5℃ + Thanh trùng: nâng nhiệt lên 95℃ phút + Đồng hoá 2: ở 95℃, 200 bar + Hạ nhiệt: tới nhiệt độ thích hợp q trình lên men vi khuẩn lactic (43℃) + Cấy men: Men sử dụng giống vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus (hình que) Streptococus thermophilus (hình cầu) thuộc chủng Streptococea, họ Lactobacteriaceas Sữa sau hạ nhiệt xuống 43℃ (pH lúc phải đạt khoảng 4,4 – 4,5) lúc men từ bồn men bơm vào bồn cấy men Lượng men bơm vào chiếm 5% tổng khối lượng sản phẩm + Giai đoạn ủ: 43℃; -5 giờ, pH sau ủ khoảng 4,7 – 4,8 Ủ nhằm mục đích tạo đủ thời gian, tạo điều kiện thích hợp cho q trình lên men chuyển hoá đường lactose thành acid lactic + Làm lạnh: 15℃ để hạn chế trình lên men + Bồn rót: Sau làm lạnh, sữa chuyển sang bồn rót để chuẩn bị đóng gói 14 + Đóng gói, dán nhãn: Cuộn nhựa tiệt trùng 115℃, đem dập khuôn chuyển đến bồn rót Sữa chua rót vào dán nhãn (nhãn tiệt trùng tia hồng ngoại) Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất sữa chua - Hàm lượng chất khô: không chứa chất béo, phần trăm khối lượng không 8,2 - Hàm lượng chất béo, phần trăm khối lượng: sữa chua (20%), suaxaw chua tách phần chất béo (0,5 - 2), sữa chua gầy (