tiểu luận môn học đề tài lên men lactic sữa chua truyền thống

Một số loại chế phẩm đã được bổ sung như:Probiotic, Prebiotic,…vào thức uống hoặc thực phẩm giúp làm tăng giá trị dinhdưỡng cũng như gia tăng sức đề kháng và hệ miễn dịch đường ruột của

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

Đề tài: LÊN MEN LACTIC SỮA CHUA TRUYỀN THỐNG

Mã lớp học phần: 420300336902

Giảng viên hướng dẫn: Lưu Huyền Trang

Lớp: DHTP17A Nhóm: 7

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 1 NĂM 2023

Tìm hiểu sơ đồ - quytrình sản xuất, viết lời

100%

Phạm Ngọc

Tú Trinh 21016611

Tìm hiểu các chủng visinh vật được sử dụng,đặc điểm, tính chất vàvai trò của chúng trongquá trình lên men

100%

Nguyễn

Huyền Trân 21027221

Tìm hiểu về các biếnđổi trong quá trình lênmen

100%

Lê Hoàng Yến Vi 21021411

Giới thiệu tổng quan vềsữa chua gồm nguồngốc, lịch sử và tên gọi 100%Vương Thanh Nhã 20087991

Tìm hiểu các thiết bịsản xuất trong côngnghiệp sản xuất sữachua

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 4

PHẦN 2: NỘI DUNG 5

2.1 Giới thiệu về lên men lactic: 5

2.1.1 Khái niệm: 5

2.1.2 Cơ chế chuyển hóa của sự lên men: 5

2.2 Tổng quan về sữa chua: 6

2.2.1 Giới thiệu chung: 6

2.2.2 Nguồn gốc, lịch sử, tên gọi, phân loại: 7

2.3 Nguyên liệu về thiết bị trong công nghệ lên men sản xuất: 8

2.3.1 Nguyên liệu chính: 8

2.3.2 Nguyên liệu phụ: 10

2.3.3 Thiết bị sản xuất: 11

2.4 Quy trình công nghệ lên men sản xuất sữa chua: 15

2.4.1 Sơ đồ - quy trình sản xuất: 15

2.4.2 Thuyết minh quy trình: 17

2.4.3 Các biến đổi trong quá trình lên men……… 18

2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men……… 19

PHẦN 3: KẾT LUẬN……….……… …21

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

Hệ sinh vật trên thế giới rất đa dạng và phong phú với số lượng giống và

các chủng loài khác nhau cùng sinh sống, phát triển Hệ vi khuẩn cũng là mộttrong những hệ sinh vật có các chủng loại đa dạng trên thế giới và hệ ấy cũng

là ngọn nguồn của sự sống, kể từ khi sự sống xuất hiện và cho tới hiện tại, conngười ta vẫn chưa thể khám phá hết được giống loài và khả năng của nó

Vi khuẩn được xem là cái nôi của những mầm bệnh nhưng bên cạnh đó

nó cũng có những mặt tốt có thể giúp ích cho con người Ví dụ như trong hàngtrăm, hàng triệu loài vi khuẩn, có một loài vi khuẩn có thể dùng để lên menthực phẩm Và đó là vi khuẩn lactic mà con người đã phát hiện và ứng dụng nóvào đời sống

Từ thuở xa xưa, con người đã biết sử dụng vi khuẩn lactic để lên men,hay còn gọi là lên men lactic để tạo ra những thực phẩm bổ dưỡng, tốt cho sứckhỏe Càng về sau, con người đã dốc sức nghiên cứu về việc bổ sung thêm cácloại vi sinh vật khác có lợi vào trong quá trình lên men nhằm cải tiến và giatăng hương vị, đẩy nhanh quá trình lên men, làm cho các sản phẩm lên menngày càng hoàn thiện hơn Một số loại chế phẩm đã được bổ sung như:Probiotic, Prebiotic,…vào thức uống hoặc thực phẩm giúp làm tăng giá trị dinhdưỡng cũng như gia tăng sức đề kháng và hệ miễn dịch đường ruột của cơ thể.Điều này là một bước ngoặt quan trọng trong việc lên men lactic để tạo ra cácloại đồ uống

Tại Việt Nam, vi khuẩn lactic thường xuất hiện chủ yếu trong các sảnphẩm lên men truyền thống như dưa cải muối chua, sữa chua, cơm mẻ và một

số sản phẩm men tiêu hóa khác

Như vậy, bài tiểu luận này sẽ giúp các bạn hiểu thêm về sự lên menlactic, về sự tham gia của vi khuẩn lactic trong quá trình lên men tạo ra sảnphẩm chúng ta thường sử dụng hàng ngày Đó là quá trình lên men lactic để sảnxuất sữa chua

Too long to read on your phone? Save

to read later on your computer

Save to a Studylist

PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1 Giới thiệu về lên men lactic:

2.1.1 Khái niệm:

Lên men lactic là quá trình lên men yếm khí, sản phẩm tạo ra là axitlactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic Bản chất của quá trình này là sựchuyển hóa đường thành axit pyruvic không bị phân giải sâu xa hơn mà thunhận hydro tạo thành axit lactic

C6H O12 6 CH3CHOHCOOH

Trong quá trình phát triển của vi khuẩn lactic, khi nồng độ của axit lacticđạt đến 2-3% sẽ ức chế các hoạt động của các loại vi sinh khác, kể cả E Coli.Chính vì thế người ta đã ứng dụng quá trình lên men lactic để sản xuất nhiềusản phẩm, thực phẩm khác nhau dùng trong đời sống hằng ngày.[1]

2.1.2 Cơ chế chuyển hóa của sự lên men:

Có hai kiểu lên men lactic:

Lên men lactic đồng hình: Sản phẩm tạo thành là axit lactic, quá trình

lên men phụ thuộc vào giống vi khuẩn sử dụng Sự chuyển hóa đường glucosethành axit lactic xày ra theo chu trình Embden - Meyerhof để tạo thành axitpyruvic, sau đó chuyển thành axit lactic khối lượng lớn nhờ vi sinh vật Axitlactic được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, công nghiệp hóa học

và y học Vi sinh vật sử dụng thông thường là họ Lactobacillus vàStreptococcus

Người ta thường dùng dịch thủy phân tinh bột và cặn sữa làm nguyênliệu Trong quá trình sản xuất cần duy trì lượng đường trong môi trường ở nồng

độ 10-15% Sau 2-3 ngày nồng độ axit lactic sẽ đạt tới 90% Lúc này nồng độaxit cao sẽ kìm hãm vi khuẩn phát triển, do đó người ta thường thêm CaCO3

vào môi trường, axit lactic sẽ chuyển thành muối, để có thể duy trì pH ở 5,5-6.Quá trình sinh hóa của sự lên men lactic diễn ra gần giống như quá trình lênmen rượu: glucose pyruvat lactat Tuy nhiên, hiệu suất sản phẩm rất caolên đến 90% lượng đường sử dụng

Lên men lactic dị hình: Sản phẩm tạo thành cũng là axit lactic, etanol,

axit acetic, CO Thông thường, axit lactic chiếm khoảng 40%, axic succinic2

chiếm gầm 20%, rượu etylic khoảng 10% và các chất khác khoảng 20% Quátrình lên men lactic dị hình không có ý nghĩa công nghiệp do tạo nhiều sảnphẩm cuối nên việc tách và cô lập các sản phẩm khác nhau là rất tốn kém Vikhuẩn lên men lactic dị hình là Lactobacillus brevis, Leuconostocmesenteroides đi kèm với vi khuẩn lên men lactic đồng hình Lactobacillusplantarum [2], [3]

2.2 Tổng quan về sữa chua:

2.2.1 Giới thiệu chung:

Sữa chua là thức ăn được chế biến bằng cách cho lên men lactic Trongquá trình lên men, casein trong sữa sẽ bị đông đặc lại, các vi khuẩn lactic sẽphát triển Sữa chua có vị chua dịu, vị béo hài hòa, có tác dụng rất tốt đối vớisức khỏe con người

2.2.2 Nguồn gốc, lịch sử, tên gọi, phân loại:

a) Nguồn gốc:

Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus phát hiện từxưa Ngày nay, sữa chua được tiêu thụ mạnh tại các nước vùng địa trung hải,trung tâm châu Âu và châu Á

b) Lịch sử:

Sữa chua là một loại thực phẩm cổ xưa đã có nhiều tên gọi qua hàngthiên niên kỷ: katyk (Armenia), dahi (Ấn Độ), zabadi (Ai Cập), mast (Iran),leben raib (Ả Rập Xê Út), laban (Iraq và Lebanon), roba (Sudan), iogurte(Brazil), cuajada (Tây Ban Nha), coalhada (Bồ Đào Nha), dovga (Azerbaijan)

và matsoni (Georgia, Nga và Nhật Bản) Người ta tin rằng các sản phẩm sữa đãđược đưa vào chế độ ăn uống của con người vào khoảng 10000 – 5000 nămtrước Công nguyên, với việc thuần hóa động vật sản xuất sữa (bò, cừu và dê,

cũng như bò Tây Tạng, ngựa, trâu và lạc đà).[4] Tuy nhiên, sữa rất dễ bị hưhỏng, gây khó khăn cho việc sử dụng Vào thời điểm đó, những người chănnuôi gia súc ở Trung Đông đã mang sữa trong túi làm từ đường ruột động vật.Người ta phát hiện ra rằng khi sữa tiếp xúc với dịch vị khiến sữa bị đông lại và

bị chua, điều đó có thể làm cho sữa được bảo quản trong một thời gian dài.[5]

c) Tên gọi:

Axit lactic hay axit sữa là một hợp chất hóa học đóng vai trò rất quantrọng trong nhiều quá trình sinh hóa và lần đầu được phân tách vào năm 1780bởi nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele Axit lactic là một axitcarboxylic với công thức hóa học C3H O6 3 Nó có một nhóm hydroxyl đứng gầnnhóm carboxyl khiến nó là một axit alpha hydroxy (AHA)

Trong dung dịch, nó có thể mất một proton từ nhóm acid, tạo ra ionlactate CH3CH(OH)COO−

Khi vận động mạnh và cơ thể không cung cấp đủ oxy nữa, thì cơ thể sẽthoái hóa glucose từ các tế bào để biến thành axit lactic Quá trình này sinh ra150kJ năng lượng

d) Phân loại:

Sữa chua truyền thống (Set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn.

Trong quy trình sản xuất sữa chua truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được

xử lí, cấy giống rồi được rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bìlàm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

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 sản xuất sữa chua dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lí vàcấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làmlạnh và rót sản phẩm vào bao bì Sữa chua dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gelmịn và đồng nhất như sữa chua truyền thống

Sữa chua uống (Drinking type): Khối đông xuất hiện trong sản phẩm

sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, khi sửdụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt là sau quá trìnhlên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồnghóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

Sữa chua đông lạnh (Frozen type): Sản phẩm có dạng tương tự như

kem, quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dụng, tiếp theohỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lí và làm đông để tăng độ cứng cho sảnphẩm rồi bao gói

Sữa chua cô đặc (Concentrated yaourt): Quy trình sản xuất bao gồm

các giai đoạn quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sảnphẩm Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sảnphẩm Sữa chua cô đặc còn có tên gọi là Strained yaourt hay Labneh

Sữa chua béo (Fat yaourt): Hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp

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

Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus)

Streptococcus thermophilus (S thermorphilus)

c) Đặc điểm, tính chất của vi sinh vật được sử dụng:

Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus): Là vi khuẩn lên men điển

hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 50 C trong môi trường có độ axit cao L.0

bulgaricus có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactose

pH tối thích của là 5.2 - 5.6

Streptococcus thermophilus (S thermorphilus): Phát triển tốt ở nhiệt

độ 50 C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 - 400C Đây cũng là vi khuẩn lactic lên0

men điển hình có khả năng chịu nhiệt đến 650C trong 30 phút pH tối thích của

là 6.6 - 6.8

d) Vai trò của vi sinh vật trong quá trình lên men:

Trong sản xuất sữa chua, việc cấy hỗn hợp hai loại vi khuẩn này cho kếtquả tốt hơn là chỉ sử dụng riêng từng loài có chứa enzyme phângiải protein nên có khả năng phân tách được một số amino axit từ casein Cácamino axit này, quan trọng nhất là valine, có vai trò như các chất kích thíchhoạt động Kinh nghiệm cho thấy sữa chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốtnhất (về pH, mùi vị, hương thơm) khi tỉ lệ / bằng1/1

Khi sử dụng hỗn hợp hai loại vi khuẩn lactic trên, người ta thấy: Ở giaiđoạn đầu của quá trình lên men, pH thích hợp cho hoạt độngchiếm ưu thế và đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu Hoạt độ

của các enzyme phân huỷ casein của kích thích sự phát triển của

Hầu hết glucose sẽ chuyển hóa thành axit acetic làm nên vị chua củasản phẩm

Lượng đường của sữa chua thường không cố định và có thể dao động

từ 4,7% đến 18,6% hoặc cao hơn.[8]

b) Phụ gia:

Chất ổn định thường gặp trong sản xuất sữa chua công nghiệp là pectin(INS 440) và gelatin, khi cho hai chất này vào sản phẩm thì sản phẩm sẽchuyển từ dạng lỏng sang dạng sệt hoặc đông đặc

Trong sữa chua Mono- và diglyceride của axit béo (E471) đề cập đếnmột loại phụ gia thực phẩm tự nhiên bao gồm diglyceride và monoglycerideđược sử dụng như một chất nhũ hóa.[8]

c) Trái cây và hương vị:

Ngoài sữa chua truyền thống thì hiện nay thị trường còn có các loại sữachua trái cây như nha đam, kiwi, đào, xoài, chanh dây, dưa lưới, lựu,…đượcthêm vào trong quá trình sản xuất nhằm tăng khẩu vị cho người tiêu dùng cónhiều dinh dưỡng và có nhiều lợi ích cho người sử dụng

Hương vị sữa chua trong quá trình lên men lactic có vị chua nhẹ, thơmmùi sữa, đồng thơi các loại sữa chua có nhiều hương như trái cây, thạch sẽ cómùi vị đặc trưng của từng loại trái cây trong sữa chua đó, để khích thích thịhiếu tiêu dùng của khách hàng.[8]

Ngoài ra, để tăng vị ngọt cho sữa chua, người ta bổ sung đường(glucose,saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến Đường có thể bổ sungtrực tiếp hoặc dưới dạng purée trái cây đối với những sản phẩm dành cho người

ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt, thông dụng nhất là aspartame Trái cây các loại như thơm, dâu, sơri, táo,…được bổ sung vào sữa chuathường dưới dạng purée Có hai dạng purée:

Purée tự nhiên (không bổ sung thêm đường)

Purée có bổ sung thêm đường.[7]

2.3.3 Thiết bị sản xuất:

Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị làm việc liên tục

Sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa ở trên thiết bị, tiếptheo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gianhẹp giữa các đĩa ly tâm Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phânchia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyểnđộng về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêngcao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay Sau cùng, cả hai dòngsản phẩm sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài

Trước khi đưa vào thiết bị tách béo, sữa tươi thường được gia nhiệt lênđến 55 - 65oC.[9],[10]

Thông số kĩ thuật:

b) Thiết bị bài khí:

Ngăn chặn sự oxy hóa và chuyển màu, đồng thời, loại bỏ các khí cótrong sản phẩm và loại bỏ vi khuẩn bụi, dừng các hạt upping, hiê ’u năng sửdụng cao, giảm bong bóng nhiê ’t đô ’ trong quá trình chiết rót, giảm sự mài mòn.Giúp cấu trúc gel đồng nhất, hạn chế bọt khí => Tăng hiệu quả truyềnnhiệt, giảm sự oxy hóa.[9],[10]

d) Thiết bị trao đổi nhiệt:

Thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị dùng để trao đổi nhiệt giữa một hoặcnhiều chất tải nhiệt Các chất tải nhiệt có thể được ngăn cách bởi các ống haycác tấm để ngăn cản sự pha trộn hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các chất tải nhiệt.[9],[10]

Thông số kĩ thuật:

Năng suất 14.000l/ giờ

Kích thước 1670 x 800 x 750mm

Áp suất đồng hóa 250 bar

Công suất động cơ 17 KW

f) Máy chiết rót:

Đây là một thiết bị thực hiện các công việc liên hoàn bao gồm: đưa hũvào, rót sữa chua vào hũ, hàn cắt sơ bộ, cắt Ngoài ra, máy còn được trang bịmột tủ cấp điện cùng bảng điều khiển hệ thống, gió tiệt trùng, cụm máy nénthủy lực và thiết bị vệ sinh bộ phận rót

Để thực hiện tạo hũ, nhựa cần được làm mềm và tiêu diệt vi sinh vật ở

15000C Mức nhiệt có thể điều chỉnh tùy theo loại nhựa được sử dụng Sữachua sau khi được rót vào hũ sẽ được chuyển qua mâm hàn kín miệng dướimức nhiệt 180 - 240 C Đây là khâu quan trọng, vì nếu miệng hũ không được0

hàn kín sẽ khiến vi khuẩn dễ dàng xâm nhập và gây hư hỏng sản phẩm.[9],[10]

2.4 Quy trình công nghệ lên men sản xuất sữa chua:

2.4.1 Sơ đồ - quy trình sản xuất:

2.4.2 Thuyết minh quy trình:

Bước 1: Nhập nguyên liệu

Nhập nguyên liệu và kiểm tra chất lượng sữa là bước đầu tiên trong quy

trình sản xuất sữa chua Cần kiểm tra và tiệt trùng dụng cụ chứa sữa tươi

nguyên liệu trước khi nhập sữa nguyên liệu Khi nhập sữa phải khuấy đều sữa,

đo nhiệt độ, lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu lý hóa, chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu vệsinh

Bước 2: Phối trộn

Sữa bò tươi, sữa bột gầy, sữa bột 25% béo, nước đun nóng được trộnđều để tạo thành thể đồng nhất, Hàm lượng sữa bột gầy và sữa bột gầy sử dụngthường không cao hơn 3% so với lượng sữa tươi Yêu cầu là sữa bột phải tantrong nước, không để lại hạt thô, không có hạt cháy xém tránh để lại màu Chất ổn định được thêm vào để ổn định sữa, tạo thành gel ổn định vàsản phẩm không bị tách lớp trong quá trình bảo quản Bước phối trộn của quytrình sản xuất sữa chua có thể thực hiện các bước như sau: sữa tươi (2 – 3ºC)

→ pha hoàn toàn → đun nóng (5 – 10 phút) → sữa 50ºC → sữa bột gầy, sữabột 25% béo → trộn đường, chất ổn định (15 phút)

Bước 3: Lọc

Mục đích loại bỏ các tạp chất trong quá trình vắt sữa và vận chuyển,ngoài việc loại bỏ các váng sữa còn sót lại trong quá trình hoàn nguyên sữa bột.Dung dịch đã trộn được bơm qua bộ lọc hình ống, sau đó được chuyển sang bểcân bằng

Bước 4: Bể cân bằng

Bể cân bằng giúp đảm bảo mực trộn ở mức không đổi giúp quá trình sảnxuất sữa chua được liên tục, giảm biến động dòng chảy của sản phẩm và tránhtạo bọt khí trong sản phẩm

Bước 5: Xử lý nhiệt

Việc xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạngtấm mỏng hoặc ống lồng Chế độ xử lý là 90 – 95ºC trong 3-5 phút để tiêu diệthoặc ức chế đến mức tối đa Ngoài ra, quy trình sản xuất sữa chua này cònlàm biến tính trước protein trong sữa Kết quả là trong quá trình lên men lactic,một khối sữa đông được hình thành với cấu trúc ổn định khi bảo quản sữa chua