Seminar môn công nghệ lên men công nghệ lên men trong sản xuất sữa chua

VI SINH VẬT SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA  Vi sinh vật được sử dụng phổ biến nhất là vi khuẩn Lactic trong sản xuất sữa chua..  Các chủng men lactic được sử dụng rộng rãi t

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

SEMINAR MÔN CÔNG NGHỆ LÊN MEN

CÔNG NGHỆ LÊN MEN TRONG

SẢN XUẤT SỮA CHUA

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN THỊ CẨM VI

Người thực hiện: 1/ PHẠM LƯƠNG ANH ĐÀO – 62101092

2/ PHẠM NGUYỄN QUỐC KỲ – 62101130 3/ NGUYỄN TRƯƠNG Ý NHI – 62101157 4/ NGUYỄN HUỲNH TẤN THÀNH – 62101177

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Hình 1-1: Lactobacillus bulgaricus 4

Hình 1-2: Streptococcus thermophilus 4

Hình 2-1: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men sữa chua 5

Hình 3-1: Phân loại sữa chua 8

Hình 3-2: Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống 8

Hình 3-3: Quy trình sản xuất sữa chua dạng khuất trộn 9

Hình 3-4: Quy trình sản xuất sữa chua dạng uống 9

Hình 3-5: Quy trình sản xuất sữa chua dạng đông lạnh 10

Hình 3-6: Quy trình sản xuất sữa chua dạng cô đặc 10

Hình 3-7: Hương vị sữa chua 11

Hình 4-1: Sữa chua có tiềm năng làm cách mạng hóa cuộc chiến chống ung thư 16

DANH MỤC BẢNG Bảng 3-1: Thành phần của sữa chua thường, ít béo và không béo 11

Bảng 3-2: Bảng tiêu chuẩn thành phần hóa lý của sữa chua 12

Bảng 3-3: Bảng tiêu chuẩn thành phần vi sinh của sữa chua 13

Bảng 3-4: Bảng tiêu chuẩn thành phần cảm quan của sữa chua 13

Bảng 3-5: Bảng tiêu chuẩn hàm lượng kim loại nặng của sữa chua 14

Bảng 3-6: Tiêu chuẩn quốc tế về sữa chua của Ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm Codex của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) trong Tiêu chuẩn Codex cho Sữa lên men (2003) 14

Bảng 3-7: Bảng tiêu chuẩn giới hạn vi sinh của sữa chua 15

Bảng 3-8: So sánh các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh theo tiêu chuẩn SLS và WHO 15

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 NGUYÊN LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA 4

1.2 VI SINH VẬT SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA 4

CHƯƠNG 2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA 5

2.1 CHUẨN HÓA 6

2.2 XỬ LÝ NHIỆT 6

2.3 ĐỒNG HÓA 7

2.4 LÊN MEN 7

CHƯƠNG 3 PHÂN LOẠI VÀ TIÊU CHUẨN SẢN XUẤT SỮA CHUA 8 3.1 PHÂN LOẠI 8

3.1.1 Dựa vào tính chất vật lý 8

3.1.3 Dựa vào thành phần hóa học 11

3.1.4 Dựa vào hương vị 11

3.2 TIÊU CHUẨN SẢN PHẨM 12

3.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 12

3.2.2 Tiêu chuẩn Codex 14

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU MỚI LIÊN QUAN ĐẾN SỮA CHUA 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng Trong sữa có chứa glucid,

protein, lipid, một số khoáng chất và vitamin Những hợp chất này rất cần thiết trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người Từ sữa người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau Trong đó yaourt (sữa chua) là một trong những sản phẩm được làm từ sữa Nó được tạo thành nhờ quá trình lên men lactic Chính vì vậy mà yaourt

có một vị chua đặc trưng Nó thường được bảo quản ở nhiệt độ thấp từ 2 - 4°C Các vi khuẩn lactic có trong yaourt rất có lợi cho quá trình tiêu hoá thức ăn ở cơ thể người Ngoài các giá trị dinh dưỡng từ sữa, yaourt còn có chức năng làm chậm quá trình lão hoá và kéo dài tuổi thọ cho con người Chính vì vậy mà yaourt là một sản phẩm rất phổ biến trên thế giới

Đại đa số chúng ta ai cũng biết yaourt được làm bằng cách lên men sữa Nhưng

ít ai biết cụ thể về thành phần của yaourt cũng như những vi sinh vật đã tham gia vào quá trình lên men và quá trình đó diễn ra như thế nào Để làm sáng tỏ hơn xung quanh những vấn đề ấy, nhóm chúng em làm đề tài này với mục đích đó

Trước khi bắt đầu bài báo cáo, nhóm chúng em xin cảm ơn cô đã cho chúng em

cơ hội để được tìm hiểu đề tài vô cùng hay và thực tế này Do còn nhiều hạn chế về kiến thức cũng như kinh nghiệm nghiên cứu nên bài báo cáo này sẽ còn nhiều thiếu sót, chúng em rất mong nhận được ý kiến nhận xét và sự chỉ bảo quý báu của cô để bài báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 NGUYÊN LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA

 Nguyên liệu chính sản xuất sữa chua – là sữa Có thể sử dụng sữa tươi, sữa bột hay sữa động vật đã được xử lý để làm sữa chua

 Tùy vào tính chất của sữa sẽ cho ra những loại sữa chua khác nhau Ví dụ như: sữa nguyên chất sẽ cho ra sữa chua với hương vị đặc trưng và chất béo của sữa, sữa tách béo (sữa gầy) cho ra loại sữa chua không béo

1.2 VI SINH VẬT SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA

 Vi sinh vật được sử dụng phổ biến nhất là vi khuẩn Lactic trong sản xuất sữa chua Lactic acid sản sinh trong quá trình lên men đóng vai trò như một chất ức chế hoạt động các vi sinh vật khác

 Các chủng men lactic được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sữa chua gồm:

Lactobacillus bulgaricus1 và Streptococcus thermophilus 2

1 Lactobacillus là tên của một chi gồm các vi khuẩn Axit lactic (LAB) Thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương Chúng là vi khuẩn kỵ khí, có dạng hình que (trực khuẩn) hay hình cầu L bulgaricus có phạm vi tối ưu là 43 – 46°C.

2 Đây là vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn gram dương, kỵ khí, dễ dàng lên men và thuộc nhóm các vi khuẩn liên cầu Nó cũng được phân loại là vi khuẩn axit lactic S thermophilus có khoảng nhiệt độ phát triển tối ưu là 35 – 42°C

Hình 1-1: Lactobacillus bulgaricus

CHƯƠNG 2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA

Hình 2-3: Sơ đồ quy trình công nghệ lên men sữa chua

2.1 CHUẨN HÓA

 Mục đích: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa đến giá trị 3,5%

 Tiến hành: sữa được gia nhiệt đến 65°C ở thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng, sau

đó được bơm vào máy ly tâm hoạt động theo phương pháp liên tục Hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị: một dòng là sữa gầy và một dòng là cream (chất béo sữa) Sau đó, một phần cream sẽ được phối trộn lại với sữa gầy để đạy hàm lượng chất béo theo yêu cầu sản xuất là 3,5%

 Các biến đổi chính trong quá trình:

o Vật lý: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng

 Thiết bị sử dụng: máy ly tâm và hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự động

 Thông số kỹ thuật:

o Nhiệt độ dòng sữa trước khi vào thiết bị ly tâm dao động trong khoảng 55-65°C

o Thời gian ly tâm: 30 phút

2.2 XỬ LÝ NHIỆT

 Mục đích:

o Tiêu diệt các enzyme và các vi sinh vật

o Bài khí: tách các khí phân tán và hoa tan ra khỏi sữa nguyên liệu

o Ổn định thành phần protein có trong sữa và gây biến tính sơ bộ các protein sữa đặc biệt như các whey protein

 Tiến hành: nhiệt độ sữa được gia tăng lên 90-95°C trong thời gian là 3 phút

 Các biến đổi chính:

o Vật lý: nhiệt độ tăng

o Hóa sinh-lý: enzyme bị vô hoạt, một số protein hòa tan bị biến tính và hình thành các hợp chất với casein

o Hóa học: xảy ra các phản ứng không có lợi: phản ứng phân hủy acid amin, phản ứng tạo màu và mùi caramel và mailard

o Sinh học: ức chế hệ vi sinh vật có trong sữa đáp ứng các yêu cầu cho phép về vi sinh

2.3 ĐỒNG HÓA

 Mục đích: các hạt chất béo trong sữa dễ dàng liên kết với nhau tạo thành các hạt cầu chất béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành mảng gây nên sự phân lớp Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất trạng thái ổn định của sữa trong quá trình bảo quản Việc đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo nhầm tránh hiện tượng tách pha của chất béo trong quá trình lên men, làm cho chúng phân bố đều hơn, tăng sự đồng nhất cho các sản phẩm sữa chua Quá trình đồng hóa ảnh hường đến cấu trúc micelle của sữa

và cải thiện cấu trúc gel của thành phẩm

 Tiến hành: đồng hóa ở 200-250 bả, ở nhiệt độ từ 65-70°C

 Các biến đổi chính:

o Vật lý: giảm kích thước của pha phân tán, nhiệt độ tăng, thể tích thay đổi

o Hóa lý: ổn địng hệ nhũ tương

o Thiết bị đồng hóa 2 cấp

2.4 LÊN MEN

 Cấy giống:

o Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men

o Tiến hành: giống được thực hiện trong quá trình lên men, là 2 loại Lactobacillus bulgaricus và Streptococus thermophilus dưới dạng chế phẩm vi khuẩn lactic Tiến hành hoạt hóa giống, sau đó cấy vào bồn lên men có chứa sữa Có thể dùng cánh khuấy để phân bổ đều tế bào vi khuẩn lactic vào môi trường sữa

 Lên men:

o Mục đích: chế biến

o Bản chất: quá trình lên men là quá trình chuyển hóa đường trong sữa thành lactic acid và một số thành phẩm khác Chủng vi sinh vật dùng để sản xuất sữa chua gồm 2 loại:

 Lactobacillus bulgaricus: là loại vi khuẩn điển hình phát triển tốt tại nhiệt độ t = 45-50°C, tạo ra được 2,7% lượng lactic acid từ đường

 Streptococus thermophilus: phát triển mạnh tại nhiệt độ t = 50°C, sinh satn tại nhiệt dộ t = 37-40°C, pH thấp Trong sản xuất ta dùng hỗn hợp cả hai loại trên trong môi trường có độ pH = 4-4,5 với t = 40-42°C

o Tiến hành: Thiết bị dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, được làm bằng thép không rỉ và có cánh khuấy Trong suốt quá trình lên men, nhiệt độ luôn được khồng chế trong khoảng 42-43°C Thời gian tiến hành lên men là 2-3h Giai đoạn lên men kết thúc khi độ chua của sữa đạt 70-80°D Chú ý thường xuyên kiểm tra độ pH và nhiệt độ cảu bồn lên men

CHƯƠNG 3 PHÂN LOẠI VÀ TIÊU CHUẨN SẢN XUẤT SỮA

CHUA

3.1 PHÂN LOẠI

3.1.1 Dựa vào tính chất vật lý

Sữa chua được chia thành 5 loại chính là:

 Sữa chua dạng truyền thống: Có cấu trúc mềm mịn Được ủ và làm lạnh

trong các loại bao gói như hũ sau khi được cấy giống và lên men

Hình 3-5: Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống

Hình 3-4: Phân loại sữa chua

(Giải thích hình ảnh: Quy trình thực hiện, đổ sữa đã qua sơ chế vào cốc hoặc hũ, gọi chung là vật chứa Tiếp theo, đem toàn bộ chúng vào phòng ủ để các

vi khuẩn lactic phân chia và tạo acid lactic làm cho sữa chua lên men, protein trong sữa (gọi là cazein) kết tủa làm sữa chuyển sang trang thái đặc Sau đó, đem toàn bộ sữa chua đã lên men cho vào phòng làm mát nhanh để giảm quá trình lên men của sữa chua, giúp bảo quản lâu hơn)

 Sữa chua dạng khuấy trộn: Không có cấu trúc mềm mịn như dạng truyền

thống Được ủ trong bồn và làm lạnh trước khi đóng gói

(Giải thích hình ảnh: Quy trình thực hiện, xử lí sữa  cấy giống  cho vào bể ủ để

vi khuẩn lactic thực hiện quá trình lên men  dẫn qua máy làm lạnh  đóng gói)

 Sữa chua dạng uống: Quy trình thực hiện tương tự với sữa chua dạng khuấy

nhưng sau giai đoạn lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn để phá hủy khối đông (ở bước 3) Do đó, sữa chua dạng uống có dạng lỏng

Hình 3-6: Quy trình sản xuất sữa chua dạng khuất trộn

Hình 3-7: Quy trình sản xuất sữa chua dạng uống

 Sữa chua dạng đông lạnh: Có dạng tương tự như kem Quá trình lên men sẽ

được thực hiện và đem đi làm đông cứng sản phẩm bằng máy làm đông

 Sữa chua cô đặc: Sữa sau khi lên men, khuấy đều và làm lạnh sẽ được quay ly

tâm bằng phễu tách để tách váng sữa và nước (bước 2) Do đó, loại sữa chua này sẽ đặc hơn sữa chua truyền thống

3.1.2.

Hình 3-8: Quy trình sản xuất sữa chua dạng đông lạnh

Hình 3-9: Quy trình sản xuất sữa chua dạng cô đặc

3.1.3 Dựa vào thành phần hóa học

 Sữa chua béo (Fat yaourt): Hàm lượng chất béo sản phẩm thường khá cao

khoảng hơn 3%

 Sữa chua ít béo (Partially skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo Yaourt “

Bán gầy” nằm trong khoảng 0.5 – 3%

 Sữa chua không béo (Skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo Yaourt gầy

không lớn hơn 0.5%

Hàm lượng chất béo cùng với độ pH và độ acid chuẩn độ của ba loại sữa chua này được thể hiện trong Bảng 3.1.2-1

Bảng 3-1: Thành phần của sữa chua thường, ít béo và không béo

thường Sữa chua ít béo

Sữa chua không béo

Được điều chỉnh từ các Khuyến nghị về Quy tắc Tiêu chuẩn Thực phẩm của FDA3

và Úc, New Zealand

3.1.4 Dựa vào hương vị

 Tự nhiên: Là vị nguyên bản của

sản phẩm, được tạo ra bởi các thành phần của sữa chua khi kết hợp với nhau

 Trái cây: Trong một số quy trình

sản xuất sữa chua, trái cây có thể được sử dụng dưới dạng xay nhuyễn để tăng vị ngọt cho sản phẩm

 Hương liệu: Nhiều công ty sử dụng

hương liệu hoặc các chất phụ gia khác để đa dạng hóa hương vị của sữa chua

3 Tiêu chuẩn FDA là những quy định khắt khe của Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đưa

ra để giám sát độ an toàn những sản phẩm thuộc danh mục quản lý của mình lưu hành trên thị trường Hoa Kỳ.

Hình 3-10: Hương vị sữa chua

3.2 TIÊU CHUẨN SẢN PHẨM

3.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

3.2.1.1 Hóa lý

Bảng 3-2: Bảng tiêu chuẩn thành phần hóa lý của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu

Sữa chua

Sữa chua đã tách một phần chất béo

Sữa chua gầy

Hàm lượng chất khô không chứa chất

Hàm lượng chất béo, % khối lượng > 2,0 0,5 – 2

< 0,5

3.2.1.2 Vi sinh

Bảng 3-3: Bảng tiêu chuẩn thành phần vi sinh của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Không xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1g sản

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản

3.2.1.3 Cảm quan

Bảng 3-4: Bảng tiêu chuẩn thành phần cảm quan của sữa chua

Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ sung

3.2.1.4 Các chất nhiễm bẩn

 Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua: được quy định trong bảng 3.2.1.4-1.

Bảng 3-5: Bảng tiêu chuẩn hàm lượng kim loại nặng của sữa chua

 Độc tố vi nấm của sữa chua: Aflatoxin M14: không lớn hơn 0,5 mg/L

 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và dư lượng thuốc thú y của sữa chua: Theo

“Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực, thực phẩm” Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT

3.2.2 Tiêu chuẩn Codex

3.2.2.1 Giới thiệu

Codex Alimentarius, hay "Quy tắc Thực phẩm" là tập hợp các tiêu chuẩn, hướng dẫn và quy tắc thực hành được Ủy ban Codex Alimentarius thông qua Ủy ban, còn được gọi là CAC, là bộ phận trung tâm của Chương trình Tiêu chuẩn Thực phẩm Chung của FAO/WHO và được FAO5 và WHO thành lập để bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và thúc đẩy các hoạt động công bằng trong thương mại thực phẩm

3.2.2.2 Tiêu chuẩn về sữa chua

Độ acid chuẩn độ theo % acid lactic (% m/m) ≥ 0,6%

Tổng số vi sinh vật cấu thành môi trường môi

7

Vi sinh vật được dán nhãn (CFU’s/g, tổng số)

(b) ≥ 106

Bảng 3-6: Tiêu chuẩn quốc tế về sữa chua của Ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm Codex của Tổ

chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) trong Tiêu chuẩn Codex cho Sữa lên men (2003)

(a) Hàm lượng protein là 6,38 nhân với phương pháp tổng nitơ kjeldahl

4 chất chuyển hóa của aflatoxin B1 trên người và động vật

5 Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc hay Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc)

6 Đơn vị hình thành khuẩn lạc trên gam cho chất rắn

(b) Áp dụng khi công bố hàm lượng được đưa ra trên nhãn đề cập đến sự hiện diện của một vi sinh vật cụ thể đã được thêm vào như một chất bổ sung cho giống khởi động cụ thể

Bảng 3-7: Bảng tiêu chuẩn giới hạn vi sinh của sữa chua

Bảng 3-8: So sánh các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh theo tiêu chuẩn SLS 7 và WHO 8

Tổng số đĩa (log10 CFU’s g-1) 7,1788(c) 1,19600 Tổng số nấm men và nấm mốc (log10 CFU’s g-1) 5,0272(c) 1,17371 (c): dưới mức tiêu chuẩn SLS và WHO được chấp nhận

(d): dưới mức tiêu chuẩn WHO được chấp nhận và trên mức tiêu chuẩn SLS được chấp nhận

7 Tiêu chuẩn cho sữa chua nguyên chất- Tiêu chuẩn quốc gia về sữa chua Viện Tiêu chuẩn Sri Lanka (SLSI) là

cơ quan cao nhất ở Sri Lanka tham gia vào các hoạt động tiêu chuẩn hóa, chẳng hạn như xây dựng tiêu chuẩn quốc gia, thực hiện các tiêu chuẩn này, thử nghiệm và đánh giá các sản phẩm thực phẩm.

8 Tổ chức Y tế Thế giới