Đề tài : Qúa trình lên men trong sản xuất sữa chua các loại

HCMKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tiểu luận: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ĐỀ TÀI: QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA CÁC LOẠI GVHD: NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ LỚP: 11CDTP2 NHÓM: 10... Trong quytrìn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tiểu luận: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

ĐỀ TÀI:

QUÁ TRÌNH LÊN MEN TRONG SẢN XUẤT

SỮA CHUA CÁC LOẠI

GVHD: NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƯ LỚP: 11CDTP2

NHÓM: 10

DANH SÁCH NHÓM VÀ BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Quy trình sản xuất sữa lên men Kefir,tổng hợp bài, một số ứng dụng của sữachua

Quy trình công nghệ sản xuất sữa chuauống

Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua

yaourt, tổng hợp bài, kết luận.

Quy trình công nghệ sản xuất sữa chuađặc dạng “stirred type”

Tình hình nghiên cứu và sản xuất yaourt,thiết bị thường dùng trong công nghệ sảnxuất sữa chua, mở đầu

MỤC LỤC

A PHẦN MỞ ĐẦU .3

B PHẦN NỘI DUNG .4

I TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT YAOURT 4

II QUÁ TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA CÁC LOẠI 6

1 QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC 6

1.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua yaourt 6

1.1.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua đặc dạng “stirred type” 12

1.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua uống 19

2 QUÁ TRÌNH LÊN MEN HỖN HỢP 24

Quy trình sản xuất sữa lên men Kefir 24

III THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮACHUA 31

IV MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA SỮA CHUA 32

C KẾT LUẬN .35

D TÀI LIỆU THAM KHẢO .36

PhầnA: Phần mở đầu

Sữa là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng trong đó có chứa glucid, protein, lipit,một số khoáng chất và vitamin Những hợp chất này rất cần thiết trong khẩu phần ănhàng ngày của con người Từ sữa người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩmkhác nhau Trong đó sữa chua ( yaourt ) là một trong những sản phẩm của sữa Nóđược tạo thành nhờ quá trình lên men lactic Chính vì vậy mà yaourt có một vị chua

có trong yaourt rất có lợi cho quá trình tiêu hóa thức ăn ở cơ thể người Ngoài cácgiá trị dinh dưỡng từ sữa, yaourt còn có chức năng làm chậm quá trình lão hóa và kéodài tuổi thọ cho con người Chính vì vậy mà yaourt là một sản phẩm rất phổ biến trênthế giới

Đôi khi đại đa số chúng ta ai cũng biết làm ra sản phẩm yaourt bằng cách lên mensữa Nhưng ít có ai biết cụ thể về thành phần của yaourt cũng như những vi sinh vật

đã tham gia vào quá trình lên men Để làm sáng tỏ hơn xung quanh về vấn đề nàynhóm đã tìm hiểu về đề tài: “Quá trình lên men trong sản xuất sữa chua các loại”

PHẦN B: PHẦN NỘI DUNG.

I Tình hình nghiên cứu và sản xuất yaourt:

Yaourt được những người du mục vùng Mount Elbus phát hiện từ xưa Ngàynay, Yaourt được tiêu thụ mạnh tại các nước vùng địa trung hải, trung tâm châu Âu

và châu Á

Trên thị trường hiện nay sản phẩm yaourt rất đa dạng về chuẩn loại Cấu trúc

và mùi vị luôn được các nhà sản xuất thay đổi mùi vị để phù hợp với thị hiếu và thóiquen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau Ở các nước Tây Âu, sữa chuađược sử dụng phổ biến từ đầu thế kỷ XX Trạng thái, mùi vị của sữa chua yauort cókhác nhau ở mỗi vùng, đặc biệt độ đặc, độ loãng phụ thuộc vào thị hiếu của mỗinước

Sản phẩm yaourt có thể được phân loại như sau:

sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giốngrồi được rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiệnkhối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học Trong quytrình sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồilên men trong thiết bị chuyyên dùng tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sảnphẩm vào bao bì Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồngnhất như yaourt truyền thống

quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng,người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt là sau quá trình lênmen, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa

để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

 Yaourt lạnh đông: sản phẩm có dạng tương tự như kem quá trinh lên men sữađược thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau khi lên men

sẽ được đem đi xử lí và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi baogói

men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm Trong quá trình cô đặc,người ta tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm.Yaourt cô đặc còn có têngọi là strained yaourt hay labneh

Ngày nay, để đa dạng hóa sản phẩm yaourt trên thị trường, người ta có thể bổsung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc puree trái cây vào sản phẩm Mặtkhác phân loại yaourt dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm Lượng chất béotrong yaourt có thể dao động từ 0 – 10%, thông thường là từ 0.5 – 3.5% Theo tổchức thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có thể chia thành

ba nhóm sau:

Sau quá trình lên men, yaourt có chứa sinh khối vi khuẩn lactic và một sốenzyme ngoại bào do chúng tiết ra Do đó, sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ

chỉ tiêu chất lượng khác của yaourt Các vi khuẩn lactic có trong yaourt rất có lợiquá trình tiêu hóa thức ăn ở cơ thể người Ngoài các giá trị dinh dưỡng thông thường,một số nhà khoa học đã cho rằng sữa lên men yaourt còn có chức năng làm chậmquá trinh lão hóa và kéo dài tuổi thọ cho người sử dụng

Để kéo dài thời gian bảo quản và giảm chi phí trong việc vận chuyển, bảo quảnsản phẩm, người ta có thể sử dụng quá trình thanh trùng hoặc tiệt trùng UHT trongquy trình sản xuất một số dạng yaourt Khi đó, nhóm vi khuẩn lactic và các vi sinhvật bị nhiễm vào sản phẩm sẽ bị tiêu diệt hoặc ức chế Yaourt uống - dạng lỏng - qua

xử lí tiệt trùng UHT có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng Tuy nhiên, một số quốc gia

hiện nay không cho phép sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt hoặc ức chế nhóm vikhuẩn lactic trong sản phẩm nhằm giữ lại những nét truyền thống cho sản phẩmyaourt và những lợi ích do nhóm vi khuẩn lactic mang đến cho người sử dụng.

Dựa theo đặc tính của sự lên men sữa, các sản phẩm sữa chua có thể chia làm hailoại.thứ nhất là nhóm sản phẩm do kết quả của quá trình lên men lactic, ví dụ: sữachua yoghurt( sữa chua trắng, sữa chua uống…) thứ hai là nhóm sản phẩm của quátrình lên men hỗn hợp: lên men lactic và lên men rượu, ví dụ: sữa chua kefir,koumiss…

II QUÁ TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA CÁC LOẠI

1 QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC

1.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua yaourt

 Nguyên liệu sản xuất sữa chua

Trong sản xuất sữa chua yaourt thường sử dụng hai loại sau:

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

sữa đến 2.7% acid lactic từ đường lactose pH tối thích của chúng là 5.2-5.6

 Streptococus thermophilus: phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở

Trong sản xuất sữa chua, việc cấy hỗn hợp hai loại vi khuẩn này cho kết quả tốt

hơn chỉ riêng là từng loại L bulgaricus có chứa enzyme phân giải protein nên có khả

năng amino acid từ casein Các amino acid này, quan trọng nhất là valine, có vai trònhư các chất kích thích hoạt động cho S thermophilus Kinh nghiệm cho thấy sữa

chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốt nhất khi tỷ lệ S thermophilus/L bulgaricus bằng 1/1.

Khi sử dụng hỗn hợp hai loại vi khuẩn lactic trên, người ta thấy: ở giai đoạn đầu

của quá trình lên men pH thích hợp cho S thermophilus hoạt động chiếm ưu thế và

đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu hoạt độ của các enzyme phân hủy

casein của L bulgaricus kích thích sự phát triển của S thermophillus và đôi khi cũng làm cho độ acid tăng lên Việc làm cho S thermophillus khá phát triển, L bulgaricus

thay thế

Sự phát triển

bulgaricus dưới dạng bột đóng gói kín

Các chất ổn định

Chất ổn định được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua cũng nhưtạo dạng gel bền vững làm cho sữa không bị tách whey trong quá trình bảo quản Chất ổn định là một nhóm chất phụ gia đưa vào thực phẩm phải đạt được các yêu cầusau:

- Không mang tính chất dinh dưỡng

- Không độc hại đối với sức khỏe con người

- Được làm từ nguyên liệu đã được lực chọn cẩn thận chể phẩm này phảihoàn toàn tuân theo những quy định về tính đồng nhất và độ tinh khiết theo

tiêu chuẩn của Hội đồng chung châu Âu, Mỹ, Tổ chức lương thực thế giớiFAO…

- Trước khi sử dụng cần kiểm tra kỹ lưỡng và phải được phép sử dụng tùytheo luật của mỗi nước

Thành phần chính của chất ổn định bao gồm:

- Polysaccharide Là những chất có vai trò làm đặc( tạo gel) làm cho sảnphẩm tuy ở dạng rắn nhưng vẫn mềm, phù hợp với sở thích người tiêudùng

- Monodiglyceride E471 có tác dụng làm bền nhũ tương Nó là chất hoạtđộng bề mặt có vai trò ngăn chặn sự tập hợp của các cấu tử cùng pha nên

 Cơ chế quá trình lên men, tạo sản phẩm

a Cơ sở lí thuyết của quá trình lên men yaourt:

Lactose được coi là nguồn năng lượng cần thiết cho vi khuẩn trao đổi chất, cũng như

là nguồn gốc tạo nên hàng loạt các phản ứng tổng hợp các chất

Trong các sản phẩm lên men từ sữa người ta nhận thấy có 3 dạng lên men chính:

Các dạng lên men khác cũng xảy ra trong quá trình sản xuất sữa chua được coi là sựphối hợp của các dạng lên men chính.Bên cạnh đó còn có những quá trình lên menđặc trưng riêng cho từng sản phẩm ví dụ như: lên men axetic, propionic…

 Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa chua dựavào thành phần của sản phẩm lên men mà người ta chia thành: lên men lacticđiển hình và lên men lactic không điển hình.

Emzyme lactoseLactose Glucose + Galactose

Galactose + ATP Galactose-1-phosphate + ADP

acidpyruvic cũng chuyển thành andehit axetic

Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua đặc.

Acid lactic đóng vai trò rất quan trọng đối với sự đông tụ sữa trong quá trình sảnxuất sữa chua đặc

Bình thường các micelle casein trong sữa tích điện âm nên chúng đẩy nhau vàđiều đó làm cho các micelle casein tồn tại dưới dạng keo

Acid lactic tạo ra từ quá trình lên men sẽ làm giảm pH của sữa, khi pH của sữabằng pH của casein(4.7) các micelle bị trung hòa về điện tích và micelle casein sẽđông tụ tạo thành gel, khi pH giảm xuống pl, các micelle casein được tái hòa tan Và

cơ sở này được ứng dụng trong sản xuất sữa chua khi dừng quá trình lên men của sữachua đặc ở pH = 4.7 còn ở sữa chua uống pH=4.1

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

Caseinnate Acid lactic Acid ceiseic Lacteta calcium Calcium ( Quyện sữa)

khối đông tụ bền chặt hơn

b Quy trình sản xuất sữa chua yaourt:

 Sữa tươi:

thế bằng sữa bột nguyên hay sữa bột gầy

chất tẩy rữa, chất sát khuẩn… có khả năng ức chế quá trình lên men

 Vi khuẩn lactic:

Vi khuẩn lactic có vai trò rất quan trọng trong sản xuất sữa chua Nó lên men đườnglactose tạo acid lactic làm cho sữa chua đông tụ, đồng thời còn tạo ra chất thơm đặctrưng cho sản phẩm.

Trong sản xuất sữa chua yaourt thường sử dụng 2 dạng sau:

 Lactobacilllus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển ở nhiệt độ

khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose pH tối thích của L bulgaricus

là 5,2-5,6

 Streptôccus thermophiles (S thermophiles): Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và

có khả năng chịu nhiệt đến 650C trong 30 phút pH tối thích của S.thermophiles là 6.6-6.8

Trong sản xuất sữa chua, việc cấy hỗn hợp 2 loại vi khuẩn này cho kết quả tốt hơn là

chỉ sử dụng riêng từng loài L bulgaricus có chứa enzyme phân giải protein nên có

khả năng phân tách một số amino acid từ casein Các aminoacid này quan trọng nhất

là valine, có vai trò như các chất kích thích hoạt động S thermophiles Kinh nghiệm cho thấy sữa chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốt nhất khi tỉ lệ S thermophiles/ L bulgaricus

bằng 1/1

Khi sử dụng hỗn hợp 2 loại vi khuẩn lactic trên, người ta thấy: Ở giai đoạn đầu của

quá trình lên men, pH thích hợp cho S thermophiles hoạt động chiếm ưu thế và đảm

bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu Hoạt độ của enzyme phân hủy casein

của L.bulgaricus kích thích sự phát triển của S.thermophilus khó phát triển, L.

bulgaricus thay thế

Khi sử dụng hỗn hợp 2 loại vi khuẩn thì nhiêt độ thích hợp cho quá trình lên men phụthuộc vào tỉ lệ giữa hai loại vi khuẩn đó

Ví dụ:

 Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của hỗn hợp 2 loại vi khuẩn này là

43-450C

công nghiệp người ta sử dụng hỗn hợp S.thermophilus và L bulgaricus dưới

dạng bột đóng gói kín

chỉ có vai trò của S.thermophilus Nhưng các nghiên cứu gần đây cũng đã nhấn mạnh đến vai trò của L bulgaricus trong việc tạo nên hương thơm cho

sản phẩm, trong đó thành phần của acctaldehyde được coi là thành phần quantrọng góp phần tạo nên hương thơm đặc trưng của sữa chua

1.1.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua đặc dạng “stirred type”

Sữa chua dạng khuấy (stirred type): Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau

quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học Trong quy trình sảnxuất, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng,tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì Sữa chua dạng khuấy sẽkhông có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như sữa chua truyền thống

Chuẩn bị men cái là công đoạn rất quan trọng trong sản xuất sữa chua vì nólàm tăng hoạt tính của chủng vi khuẩn sử dụng

Sơ đồ công nghệ sản xuất men cái sữa chua.

a Các quá trình sản xuất men cái sữa chua

 Trộn – hòa tan:

để đưa vào bồn men Bột sữa gầy sẽ được trộn hòa tan với nước ở trong bồn nhờcánh khuấy

 Thanh trùng:

diệt vi sinh vật gây bệnh

 Làm nguội:

cho quá trình lên men

 Cấy men:

Men giống khô sẽ được cho vào bồn và khuấy đều trong 10 phút

 Lên men:

pH của men cái sẽ giảm xuống 4.3 – 4.5 thì tiến hành làm lạnh men cái

 Làm lạnh:

nhiệt độ này không quá 48 giờ

 Sản xuất sữa chua

b Các quá trình sản xuất sữa chua đặc dạng “stirred type”

 Trộn – hòa tan:

- Sữa tươi được nâng nhiệt lên 55 – 60oC và qua bộ phận định lượng để đưa vàobồn.

- Lần lượt đổ bột sữa gầy, chất ổn định + đường (tỉ lệ 1/5), đường còn lại vàophễu trộn Khi mở van đáy phễu, các nguyên liệu sẽ được hút và trộn vào sữatươi

- Trong quá trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy trong bồn trộn được hoạt động

để khuấy đều dịch sữa trong bồn trộn Sau khi trộn xong, ngừng khuấy trongkhoảng thời gian 20 phút để tách bọt và hydrat hóa

- Dầu bơ được cho vào sau cùng, cho cánh khuấy hoạt động để trộn đều

 Gia nhiệt sơ bộ 1:

Dịch sữa từ bồn trộn sẽ được bơm qua lọc để loại bỏ tạp chất có thể lẫn vàotrong quá trình trộn, sau đó đi vào bồn cân bằng Nhờ có van phao trong bồn cânbằng nên mực sản phẩm được giữ ở mức cố định làm cho quá trình sản xuất đượcliên tục, giảm dao động của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào hệ thống Sữa từ

thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Trong một số nhà máy, người ta còn cho sữa đi quathiết bị tách khí bằng chân không trước khi qua thiết bị đồng hóa

 Đồng hóa 1:

Tại máy đồng hóa, nhờ hoạt đông của 3 piston, dịch sữa sẽ được gia tăng ápsuất lên 200bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hóa cấp 1 Khi đó các hạt chất béo

sẽ được chia nhỏ kích thước Sau đó dịch sữa tiếp tục đi qua van đồng hóa cấp 2 với

áp suất 50bar để phân tán đồng đều trong dung dịch sữa

 Thanh trùng 1:

nhiệt với nước nóng Nhiệt độ thanh trùng được điều khiển theo giá trị đã cài đặt nhờ

bộ kiểm soát nhiệt độ tự động

 Làm lạnh 1:

dạng tấm qua 3 giai đoạn

- Giai đoạn 1: sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổinhiệt dạng tấm tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữachuẩn bị đi vào quá trình đồng hóa 1

- Giai đoạn 2: sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 củathiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

- Giai đoạn 3: sữa ra khỏi ngăn thứ 3 sẽ đi vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi

 Ủ chín (Ageing):

cho các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng ổn định Bồn ageing là loại bồn 2 vỏ

 Gia nhiệt sơ bộ 2:

là nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hóa 2

 Đồng hóa 2:

Tại máy đồng hóa, nhờ hoạt đông của 3 piston, dịch sữa sẽ được gia tăng áp suất lên200bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hóa cấp 1 Khi đó các hạt chất béo sẽ đượcchia nhỏ kích thước Sau đó dịch sữa tiếp tục đi qua van đồng hóa cấp 2 với áp suất50bar để phân tán đồng đều trong dung dịch sữa

 Thanh trùng 2:

Dịch sữa sau khi ra khỏi thiết bị đồng hóa 2 sẽ đi vào ngăn thứ nhất của thiết bị trao

Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt, dịch sữa sẽ được tuần hoàn về lại bồn cân bằng

trong thời gian 5 phút

- Giai đoạn 2: sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 và

 Lên men:

Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 – 5% và được khuấy đều Nhiệt

quá trình lên men xảy ra Sau khoảng 3 – 5 giờ, pH của dịch sữa sẽ giảm xuống 4.7 –4.8 thì ngưng ủ

 Làm lạnh 2:

đường sữa đưa đi làm lạnh có sử dụng một van tiết lưu với áp suất, điều chỉnhkhoảng 1.5 – 2.5bar để làm mịn sữa chua Sữa chua sau khi làm lạnh được đưa vàobồn trữ để chuẩn bị đóng hộp

 Đóng hộp:

Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ được đưa đến máy rót để đóng hộp

GVHD: Nguyễn Thị Quỳnh Như Page 19

Sữa tươi + Bột sữa gầy + Đường +

Chất ổn định + Dầu bơ

Trộn – Hòa tan