sản phẩm lên men từ sữa Yogurt

Từ 2000 năm trước công nguyên ở vùng Trung Đông, yaourt đã được sản xuất như một loại thực phẩm có thể kéo dài thời gian sử dụng của sữa.. THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU: Yaourt là sản phẩm lên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ DẦU KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BK TP.HCM

LÊ THỊ KIỀU OANH

-1-

NĂM HỌC 2003-2004

Mục lục

Lời nói đầu 1

I THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU 2

1 Sữa nguyên liệu 2

2 Chủng vi sinh vật sử dụng 4

3 Chất phụ gia 6

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT YAOURT 7

III GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 8

1.Chuẩn bị nguyên liệu 8

2 Tiêu chuẩn hoá 9

3 Đồng hoá 10

4 Thanh trùng 10

5 Cấy giống 11

6 Lên men 12

7 Làm lạnh-ủ chín 13

8 Phối trộn 13

9 Rót vô trùng, đóng hộp 14

IV SẢN PHẨM 15

V NHỮNG THÀNH TỰU VỀ CÔNG NGHỆ 16

VI CẤU TẠO-NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ DÙNG TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT .21

VII PHỤ LỤC 24

Lời kết .25

Tài liệu tham khảo 26

Mục lục .27

Lời mở đầu

Yaourt, còn được gọi là yogurt, yogurt hay yoghurt theo định nghĩa của Mỹ (21 CFR 131.200) là sản phẩm lên men từ sữa bằng giống vi khuẩn L bulgaricus và S thermophilus Tên gọi Yogurt có nguồn gốc từ tiếng Thổ Nhĩ Kỳ, và trong tiếng Assyri cổ Yogurt có nghĩa là “cuộc sống” Từ 2000 năm trước công nguyên ở vùng Trung Đông, yaourt đã được sản xuất như một loại thực phẩm có thể kéo dài thời gian sử dụng của sữa Theo các nhà nghiên cứu, yaourt được tìm ra bởi các bộ lạc du cư ở Đông Âu và Tây Á và nhanh chóng trở thành một thực phẩm thơm ngon không thể thiếu trong bữa ăn của cư dân vùng Trung Đông và Địa Trung Hải

Tác động tích cực của yaourt đối với sức khỏe con người được nhận ra vào năm 1910 bởi một nhà nghiên cứu người Nga, Ilya Metchnikoff, khi nghiên cứu đã thấy rằng người nông dân nghèo Bulgari- thường sử dụng một lượng lớn yaourt, lại sống rất thọ và khỏe mạnh Ngày nay, những tiến bộ về khoa học đã chứng minh được vấn đề trên và yaourt được sử dụng phổ biến khắp thế giới với lượng tiêu thụ ngày càng tăng Trong nội dung bài viết này sẽ tìm hiểu về thành phần hóa học của yaourt và quy trình sản xuất yaourt trong công nghiệp

-3-

I THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU:

Yaourt là sản phẩm lên men từ sữa nhờ sự chuyển hóa của các vi khuẩn lactic, kết quả của quá trình lên men là đường lactose trong sữa được chuyển hoá thành acid lactic, acid acetic, diacetyl, acetaldehyde và nhiều hợp chất hoá học khác tạo cho sản phẩm một mùi vị đặc trưng Dựa vào cách tiến hành quá trình lên men và dạng của

sản phẩm sau khi lên men mà chia yaourt thành 4 loại:

¾ Yaourt dạng “set type” hay còn gọi là yaourt dạng gel (hai dạng sản phẩm

là set-type plain yogurt và sundea-style fruited yogurt): ngay sau khi bổ sung chủng vi

sinh vật, tiến hành rót hộp sau đó lên men ngay trong hộp

¾ Yaourt dạng “stirred type” còn gọi là yaourt dạng paste (có các sản phẩm

stirred-type plain yogurt và Swiss-style fruited yogurt): bổ sung chủng vi sinh vật và

tiến hành lên men trong thiết bị lên men lớn, sau đó mới tiến hành rót hộp

¾ Yaourt uống dạng lỏng: sản xuất tương tự như loại “stirred type”, nhưng sau

khi lên men, yaourt sẽ được cho qua thiết bị đồng hóa để chuyển sang dạng lỏng rồi

tiến hành rót hộp

¾ Yaourt đông lạnh: sau khi lên men tiến hành đông lạnh

Trạng thái, mùi vị của yaourt những vùng khác nhau có thể thay đổi tùy theo

khẩu vị, truyền thống của từng vùng nhưng thành phần chủ yếu của yaourt gồm sữa nguyên liệu và chủng vi sinh vật lên men Ngoài ra còn có thể thêm trái cây, hương

liệu để tăng giá trị cảm quan của sản phẩm

1 Sữa nguyên liệu:

1.1 Thành phần hóa học của sữa:

Bảng 1: Thành phần hóa học của sữa các loài khác nhau (tính cho 100g)

Thành phần Bò Trâu Người

Năng lượng, kcal 61.0 97.0 70.0

¾ Protein: protein trong sữa có giá trị dinh dưỡng cao do chứa đến 19 loại acid

amin và đầy đủ các acid amin không thay thế với một tỷ lệ cân đối Protein của sữa chủ yếu là casein (chiếm 83% so với tổng khối lượng protein), lactoalbumin và lactoglobulin, trong đó casein giữ vai trò quan trọng trong chế biến sữa chua vì dưới

tác động của acid hay enzym, casein bị đông tụ lại tạo cấu trúc gel đặc trưng cho yaourt

¾ Lipid: chất béo trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình

cầu (tiểu cầu) hay hình oval có đường kính từ 2-10 µm Bao quanh các tiểu cầu này là lớp màng phospholipid kỵ nước giúp ngăn chặn sự kết dính của các tiểu cầu lại với nhau dẫn đến quá trình tách béo làm mất tính đồng nhất của sữa Trong sữa tồn tại hai loại lipid: lipid đơn giản và lipid phức tạp, trong phân tử có chứa P, N, S gồm phosphatid, sterol và các dẫn xuất

¾ Đường: trong sữa loại đường chủ yếu là lactose, ngoài ra còn có một lượng

nhỏ đường đơn như glucose (14mg/100g), và galactose (12mg/100g), fructose Đường lactose trong sữa tồn tại dưới hai dạng đồng phân là α- và β-lactose và hai dạng này luôn cân bằng nhau theo những tỷ lệ xác định Khi bị thủy phân, lactose sẽ tạo ra một phân tử glucose và một phân tử galactose

Lactose trong sữa có ý nghĩa quan trọng do có thể lên men dưới tác dụng của vi sinh vật tạo ra các sản phẩm khác nhau:

Š Lên men rượu: dưới tác dụng của enzym lactase, đường lactose bị thủy phân

tạo glucose và galatose, sau đó glucose lên men rượu tạo thành rượu và CO2 Quá trình này sinh ra nhiều sản phẩm trung gian tạo hương vị đặc trưng của sữa lên men

Š Lên men lactic: xảy ra tương tự như men rượu nhưng sản phẩm sau cùng là

acid lactic, acetyl, diacetyl… được ứng dụng để sản xuất các loại yaourt, kefir, kem chua…

Š Lên men propionic: vi khuẩn propionic sử dụng acid lactic và muối lactat cho

ra sản phẩm cuối cùng là propyonic, acid acetic, CO2, H2O Quá trình lên men này dùng trong công nghệ sản xuất phomat dạng nhão chín

Š Lên men butyric: vi khuẩn butyric lên men cho sản phẩm cuối cùng là acid

butyric, CO2, H2 làm cho sữa có mùi xốc, khét, ảnh hưỡng đến chất lượng của sản phẩm Đây là quá trình có hại, nên hạn chế trong sản xuất

Lactose rất nhạy cảm với nhiệt độ Trong sữa ở khoảng nhiệt độ 1300C sẽ xảy ra các phản ứng tạo màu Melanoidin và Caramel làm sữa có màu vàng Độ ngọt của lactose rất thấp, do đó trong chế biến các sản phẩm từ sữa nếu cần có thể bổ sung thêm các loại đường để tăng giá trị cảm quan

-5-

¾ Vitamin và chất khoáng: Sữa là một trong những nguồn thực phẩm chứa

nhiều loại vitamin nhất tuy hàm lượng không cao Về chất khoáng, calcium và phoshorus trong sữa đặc biệt dễ được cơ thể hấp thụ, nguyên nhân một phần vì chúng

có mối liên kết với casein Thành phần cụ thể như sau:

Bảng 2 :Thành phần vitamin và khoáng chất trong 100ml sữa bò

¾ Các sắc tố và chất khí của sữa: lượng khí hoà tan trong sữa khoảng 70ml/l,

trong đó có 50-70% CO2, 5-10% O2, 20-30% NO2

¾ Enzym: thành phần enzym của sữa rất đa dạng gồm các loại:

Š Nhóm enzym thủy phân như: lipaza, phosphataza, amylaza

Š Nhóm enzym oxy hoá khử : lactoperoxydaza, reductaza, catalaza

Sự xuất hiện các enzim trong sữa là do tuyến sữa tổng hợp nên hoặc do vi sinh vật tiết ra, vì vậy khi vắt sữa và bảo quản sữa phải giữ gìn mức độ vệ sinh cao Tuy nhiên các enzym này hầu hết bị phá hủy ở nhiệt độ 60-800C trong quá trình chế biến

¾ Nước: chiếm tỉ lệ khá lớn trong sữa và thường ở dạng tự do là chủ yếu, làm

cho các chất dinh dưỡng của sữa có mức độ hòa tan cao Tuy nhiên nước nhiều gây khó khăn cho công tác vận chuyển và bảo quản

1.2 Chủng loại:

Sản xuất yaourt có thể dùng các loại sữa khác nhau như sữa tươi nguyên kem, sữa tươi tách béo, sữa hoàn nguyên pha từ sữa bột hay sữa cô đặc tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng nhà máy Yêu cầu đối với sữa nguyên liệu trong sản xuất yaourt

phải đạt được các chỉ tiêu sau:

¾ Độ sạch vi sinh vật nhóm A (tổng số vi sinh vật trong 100 ml sữa nhỏ hơn

75.000 và chỉ số trực khuẩn ruột là 3)

¾ Độ sạch cơ giới nhóm 1 (500 ml sữa chảy qua phễu lọc dung tích 500 ml

không để lại cặn)

¾ Độ chua không quá 200T (độ Tecne)

¾ Hàm lượng Lipid trong khoảng 3.2-6%

¾ Không chứa các chất kháng sinh (penicillin, streptomycin…), bacteriophage

(thực khuẩn thể)

¾ Không chứa những chất ngăn cản quá trình lên men như chất tẩy rửa, chất sát khuẩn…

2 Giống vi sinh vật trong lên men sữa:

Giống vi khuẩn lactic lên men sữa có hai nhóm lớn là Thermophilic và Mesophilic Mesophilic thích hợp phát triển ở nhiệt độ mát từ 25-300C và dùng trong sản xuất các loại phomai, kem chua, bơ chua… Giống vi sinh vật dùng để sản xuất sữa chua trong công nghiệp thuộc nhóm Thermophilic, nhiệt độ phát triển tối ưu là 38-

450C Về nguyên tắc có thể sử dụng các loài khác nhau của vi khuẩn lactic để lên men

sữa như: Streptococcus thermophilus, S lactic, S.diacetylactic, S.cremoris,

Lactobacteriaceas, Lactobacillus bulgaricus, Betacoccus citrororus…, tuy nhiên sẽ tạo

ra các hương vị khác nhau, đặc trưng cho từng loại sản phẩm

Trong sản xuất yaourt, giống VSV thường dùng nhất để lên men sữa là hai loài

Streptococcus salivaricus subsp thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus Hai loài trên đều là vi khuẩn kỵ khí chịu dưỡng và chịu được môi trường có

pH từ 4-4.5

¾ L bulgaricus: là loại vi khuẩn lactic lên men điển hình, phát triển tốt trong

môi trường ở nhiệt độ 40-450C và độ acid khoảng 100 -1100T Quá trình lên men của

L.bulgaricus sinh ra các sản phẩm phụ chủ yếu là acetaldehyd tạo nên hương vị đặc

trưng của yaourt

¾ S thermophilus: cũng là loại vi khuẩn lactic lên men điển hình, phát triển tốt

ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37-400C S thermophilus có khả năng chịu

đun nóng tới 650C trong 30 phút nhưng chỉ phát triển ở pH khoảng 90-1000T, thấp hơn

pH của L bulgaricus Trong quá trình lên men, S thermophilus có vai trò chủ yếu là chuyển hóa đường lactose thành acid lactic

Những nghiên cứu về sự lên men của hai loại vi khuẩn này cho thấy trong sản xuất yaourt, việc cấy hỗn hợp cả hai loài cho kết quả sinh ra acid lactic tốt hơn chỉ dùng một loài duy nhất Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men, pH của sữa thích hợp

cho loài S thermophilus hoạt động chiếm ưu thế, bảo đảm cho quá trình lên men bắt đầu L bulgaricus có chứa enzym phân giải protein nên có khả năng phân tách được

một số acid amin từ casein -đặc biệt là valin- có vai trò như chất kích thích sự phát

triển của S thermophilus trong môi trường lên men và do đó độ acid tăng lên Yếu tố

pH cao làm cho S thermophilus bị ức chế và L bulgaricus phát triển tốt, do đó quá

trình lên men được tiếp tục

Ngoài ra, các giống vi khuẩn lactic Thermophilic khác cũng được thêm vào để

làm tăng giá trị dinh dưỡng như Lactobacillus acidophilus có khả năng tạo ra chất

kháng sinh tự nhiên, acidophilin; Bifidobacterium spp là thành phần của hệ vi sinh vật

-7-

tự nhiên trong ruột người Các sản phẩm như Biohurt được sản xuất từ các giống đặc biệt này, rất hữu ích cho sự phục hồi hệ sinh vật tự nhiên trong ruột của người bệnh

3 Chất phụ gia:

Trong sản xuất yaourt thường bổ sung các chất phụ gia như chất ổn định, chất tạo hương, đường, chất tạo ngọt, vitamin, khoáng nhằm tăng chất lượng của sản phẩm

¾ Chất ổn định: cho vào với tỷ lệ 0.5-0.7%, mục đích là để giữ vững cấu trúc gel, bảo đảm sản phẩm được mịn, đồng nhất và không bị tách lớp sau khi đóng gói Các chất ổn định thường dùng là gelatin, các loại gum có nguồn gốc tảo biển (lagin, sodium alginate và carrageenan), gum có nguồn gốc thực vật (như locust bean gum, carob gum) và pectin Lựa chọn chất ổn định phải lưu ý đến tính chất hóa học của từng loại như: hoạt tính của gelatin phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và sẽ bị thoái hóa ở nhiệt độ cao; ngược lại, các chất ổn định có nguồn gốc tảo biển và carboxy methyl cellulose (CMC) là những loại có khả năng chịu nhiệt tốt

¾ Hương vị, trái cây: tùy theo yêu cầu sản phẩm có thể dùng trái cây tươi, mứt trái cây hay hương trái cây

¾ Đường, chất tạo ngọt: nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau của ngưới tiêu dùng, ta có thể sử dụng thêm đường, đối với những người bị bệnh tiểu đường nhưng vẫn thích ăn ngọt thì ta có thể cho thêm các chất tạo ngọt

¾ Vitamin, khoáng: nhằm mục đích tăng giá trị dinh dưỡng, ta có thể cho thêm một số vitamin và khoáng như vitamin C, Canxi

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT YAOURT:

-9-

Lên men

Lên men

Chuẩn bị nguyên liệu

Tiêu chuẩn hoá

Rót vô trùng Trộn Làm lạnh, ủ

Rót vô trùng

Đồng hoá Trộn

Yaourt dạng paste

Phụ gia

Yaourt

dạng gel

Làm lạnh, ủ

Rót vô trùng

III GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

1 Chuẩn bị nguyên liệu:

Để đảm bảo chất lượng cho các giai đoạn tiếp theo của quy trình cần phải đảm bảo chất lượng ngay từ đầu vào của quy trình, đó là nguyên liệu Tùy theo nguyên liệu sữa sử dụng mà giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu có khác nhau Nếu dùng nguyên liệu sữa bột thì trước hết phải tiến hành hoàn nguyên bằng cách hòa sữa bột trong nước ấm 45-650C Trong trường hợp dùng nguyên liệu sữa tươi thì không qua giai đoạn hoàn nguyên, có thể thực hiện ngay việc chuẩn bị

Nếu dùng nguyên liệu sữa tươi, các cơ sở sản xuất đều có bộ phận thu nhận sữa được đưa đến nhà máy theo giờ nhất định, thường vào sáng sớm hay chiều Việc đầu tiên phải kiểm tra đó là độ sạch của các bồn chứa sữa Tiếp theo, kiểm tra sơ bộ mùi và màu sắc của sữa Khi lấy mẫu để kiểm tra, cần lưu ý phải khuấy sữa cho thật đều,

đo nhiệt độ rồi mới lấy mẫu để phân tích Sữa được kiểm tra về các chỉ tiêu hoá lý, cảm quan, vi sinh Các chỉ tiêu cần được kiểm tra thường xuyên đó là độ acid chung, hàm lượng chất béo, tỉ trọng và độ sạch bao gồm độ sạch cơ giới và độ sạch vi sinh vật

¾ Làm sạch:

Ở giai đoạn này sữa sẽ được lọc tạp chất, mục đích là loại các tạp chất ở trạng thái lơ lửng trong dịch sữa để đạt yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất sữa chua Lọc sữa còn có tác dụng kéo dài thời gian giữ được độ tươi cho khối sữa, chất lượng tăng

do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật có hại theo cặn Quá trình làm sạch phải tiến hành nhanh để tránh bị nhiễm vi sinh vật Sau quá trình làm sạch khối sữa hầu như không thay đổi về thành phần hóa học, tuy nhiên có sự thay đổi về màu sắc: màu có thể trắng hơn

Có hai phương pháp lọc: phương pháp thủ công dùng vải lọc và phương pháp cơ học dùng máy lọc sữa ly tâm Yêu cầu sau khi lọc sữa phải đạt được độ sạch cơ giới nhóm 1: cho 500 ml sữa qua phễu lọc dung tích 500 ml có lót giấy lọc, không có cặn bã trên giấy lọc là đạt yêu cầu

¾ Làm lạnh:

Nếu sau khi lọc sữa chưa được chế biến ngay mà phải trữ trong bồn chứa thì quá trình làm lạnh là cần thiết Mục đích của quá trình làm lạnh là kiềm hãm sự hoạt động của vi sinh vật, giữ chất lượng sữa được ổn định và kéo dài thời gian bảo quản trong khi chờ chế biến ở những giai đoạn tiếp theo Do sữa sẽ bị nhiễm vi sinh vật trong vòng hai giờ sau khi vắt nên việc làm lạnh phải được thực hiện càng nhanh càng tốt

Nhiệt độ làm lạnh thường từ 4-60C và ở nhiệt độ này có thể giữ được trong vòng 48h tùy theo chất lượng sữa đầu vào

24-Bảng 4: Biến đổi của hệ vi sinh vật trong bảo quản lạnh sữa

Lượng vi sinh vật sau 24h

Lượng vi sinh vật sau 48h

Đánh giá chất lượng

không tăng lên tăng 30 lần tăng 4700 lần

Tốt Tốt Trung bình

tăng 3 lần tăng 21 lần tăng 2540 lần

Tốt Tốt Trung bình

tăng 4 lần tăng 100 lần tăng 4700 lần

Tốt Trung bình Trung bình

2 Tiêu chuẩn hóa:

Sau khi có kết quả kiểm tra chất lượng sữa, nếu không đạt yêu cầu về nguyên liệu trong sản xuất yaourt, sữa cần phải qua quá trình tiêu chuẩn hóa, mục đích là để đảm bảo đúng yêu cầu về chất lượng đầu vào của quy trình

Nếu nguyên liệu thừa lipid thì bổ sung thêm sữa gầy, ngược lại nếu nguyên liệu có hàm lượng lipid thấp hơn yêu cầu thì phải dùng cream sữa để bổ sung Nguyên liệu sữa nhận về thường có tỷ lệ lipid cao hơn tiêu chuẩn của sản phẩm Trong sản xuất, thường giảm tỷ lệ lipid bằng hai cách:

¾ Tách bớt lipid nhờ máy ly tâm mỡ sữa: khi ly tâm, mỡ sữa là phần nhẹ hơn sẽ chuyển động về tâm là trục quay và theo các lỗ nhỏ trên thân trục ra ngoài, phần sữa không mỡ nặng hơn chuyển động ra xung quanh và đi ra ngoài Nhiệt độ cao làm độ nhớt khối sữa giảm, do đó việc tách càng nhanh Nhiệt độ tối ưu cho hiệu suất tách sữa cao nhất là 35-400C

¾ Trộn sữa với sữa gầy: để thực hiện, trước hết phải tính lượng sữa gầy cần thiết để trộn theo công thức:

Mo = Ms* (Ls- Ltc) /( Lc –Lo ) Với Mo: khối lượng sữa không chứa Lipid (kg)

Ms: khối lượng sữa nguyên chất (kg)

Ls: tỷ lệ lipid trong sữa nguyên liệu (kg)

Ltc: tỷ lệ lipid của sữa tiêu chuẩn (%), trong sản xuất yaourt là 3.2-6%

-11-

Lo: tỷ lệ lipid của sữa gầy (%)

Sau khi tính toán được lượng sữa gầy cần dùng, đem trộn hai loại sữa với nhau cho đều

3 Đồng hóa:

Đây là quá trình không thể thiếu trong các quy trình công nghệ sản xuất yaourt Mục đích của quá trình nhằm giảm kích thước của các hạt cầu béo, phân bố chúng đồng đều trong dung dịch cùng với casein và các chất khác, tạo hỗn hợp đồng nhất và tránh hiện tượng nổi lên của các hạt cầu mỡ trong cấu trúc gel của sản phẩm Ngoài

ra, đồng hóa còn giúp cấu trúc của sản phẩm được mịn, đồng nhất và khó tách nước Một mục đích khác của đồng hóa là chuẩn bị cho quá trình thanh trùng được hiệu quả hơn Tùy theo điều kiện sản xuất mà quá trình đồng hóa có thể thực hiện trước hay sau quá trình thanh trùng

Có 3 phương pháp thực hiện quá trình đồng hóa: phương pháp cơ học, phương pháp dùng áp suất cao kết hợp với nhiệt độ cao hay sử dụng sóng siêu âm có tần số cao Trong sản xuất yaourt, phương pháp dùng áp suất cao kết hợp với nhiệt độ cao để phá vỡ các hạt cầu béo được sử dụng phổ biến, thường là ở 60-700C và 200 bar Trong sữa nguyên liệu, kích thước hạt cầu béo trong sữa phân bố rất đa dạng, từ 1 - 100 µm; sau khi đồng hóa, kích thước của các hạt cầu béo sẽ đều hơn, từ 0.2 – 3 µm

Quá trình đồng hóa làm nguyên liệu sữa xảy ra nhiều biến đổi Trước hết là biến đổi về mặt vật lý do có sự thay đổi kích thước của hạt phân tán (hạt cầu mỡ) và sự thay đổi về nhiệt độ Nhiệt độ cao cũng làm biến đổi hàm lượng các vitamin nhưng trong thời gian ngắn thì sự thay đổi này không đáng kể, do đó có thể xem như không có sự thay đổi về hóa học Về mặt hóa lý có sự biến đổi phân bố của các hạt pha phân tán trong pha liên tục và diện tích bề mặt tiếp xúc pha tăng lên rõ rệt

Trong quy trình công nghệ sản xuất sữa chua uống, đồng hóa được thực hiện thêm một lần nữa trước khi rót hộp Nguyên nhân chủ yếu là ở sữa chua uống dạng lỏng, yêu cầu về độ phân tán của hạt cầu mỡ trong khối sữa cao hơn nhiều so với ở yaourt dạng bán rắn Thực hiện quá trình đồng hóa lần thứ hai sẽ phân nhỏ lại hạt béo, phân tán đồng đều các chất vào nhau, giúp cho sản phẩm trong thời gian bảo quản dài mà vẫn không xảy ra hiện tượng tách pha Quá trình này thường được thực hiện ở nhiệt độ 30-400C và 150-160 bar

4 Thanh trùng:

Mục đích của thanh trùng là tiêu diệt các vi sinh vật có hại gây trở ngại cho quá trình lên men bình thường của giống chuẩn Nếu đạt được điều trên, quá trình lên men sẽ kiểm soát được và sản phẩm bảo quản được lâu hơn do không bị phân hủy bởi các

vi sinh vật có hại

Những biến đổi trong quá trình thanh trùng:

¾ Biến đổi về vật lý: trước hết là sự biến đổi về nhiệt độ Trong quá trình gia nhiệt, do sự chênh lệch về nhiệt độ giữa môi trường đun nóng và sữa, nhiệt độ sữa tăng lên dần, tốc độ tăng nhiệt độ chậm dần từ ngoài vào trung tâm do khoảng cách giữa chúng và nguồn nhiệt xa dần Những điểm có cùng khoảng cách đến nguồn nhiệt thì nhiệt độ bằng nhau Do vậy, trong dung dịch sữa sẽ hình thành trường nhiệt độ, trong đó lớp ngoài cùng có nhiệt độ cao nhất, phần sữa ở tâm có nhiệt độ thấp nhất Đây là vấn đề cần lưu ý, phải chọn chế độ thanh trùng sao cho khối sữa ở tâm cũng đạt được nhiệt độ yêu cầu

¾ Biến đổi hoá lý – hoá học: quá trình thanh trùng không xảy ra sự chuyển pha, thể tích khối sữa có thể giảm do một phần lượng nước sẽ bốc hơi, độ nhớt khối sữa cũng giảm nhưng độ hòa tan lại tăng lên Khi được thanh trùng, sữa sẽ có sự thay đổi về thành phần hóa học trong vật liệu do sự bốc hơi nước và các chất dễ bay hơi làm cho cường độ mùi giảm

Thông số công nghệ: thường sữa được thanh trùng ởù 2 chế độ:

¾ Thanh trùng ở 85 - 87oC trong 5 -10 phút

¾ Thanh trùng ở 90 – 92oC trong 2 -3 phút

5 Cấy giống:

Chất lượng của giống vi sinh vật lên men quyết định chất lượng của yaourt Giống gốc vi sinh vật lên men lactic được cung cấp thường ở ba dạng:

¾ Dạng 1: dạng này vi sinh vật được bảo quản bằng phương pháp đông khô

Chúng phải được nhân giống ít nhất qua 3 thế hệ trước khi đưa vào nuôi cấy

¾ Dạng 2: vi sinh vật hoạt động được đưa trực tiếp vào quy trình sản xuất Ưu

điểm là tránh được sự lây nhiễm trong giai đoạn lên men và tạo ra chất lượng đồng đều của sản phẩm trong cả năm Nhược điểm lớn nhất là đắt tiền hơn dạng 1

¾ Dạng 3: giống dạng 2 nhưng hoạt tính mạnh hơn do chủng VSV được cô đặc

Có cùng ưu và nhược điểm

Nếu phải dùng hỗn hợp giống gồm nhiều loài khác nhau thì phải chú ý phối hợp cho thích hợp, không nên nuôi cấy nhiều giống vi khuẩn khác nhau trên cùng một môi trường vì điều kiện nuôi cấy các giống không giống nhau, có thể xảy ra hiện tượng cạnh tranh làm thay đổi thành phần giống

-13-

Theo kinh nghiệm của các chuyên gia và nhà sản xuất thì yaourt đạt tiêu chuẩn tốt nhất (về pH, vị, hương thơm…) khi tỷ lệ cocci/bacilli là 1:1 hoặc 2:1 Muốn sản

phẩm yaourt nhẹ và thơm người ta có thể sử dụng tế bào của vi khuẩn Streptococcus ở

giai đoạn trẻ, ngược lại muốn sản phẩm có độ acid cao thì cần sử dụng tế bào của

Streptococcus già hơn hoặc sử dụng Lactobacillus, vốn là loài phát triển tốt ở môi

trường có độ acid cao

Hoạt tính giống bị giảm đi khi làm lạnh và bảo quản, vì vậy giống chuẩn bị xong tốt nhất phải dùng ngay Nếu cần phải bảo quản lạnh thì làm lạnh giống chuẩn ngay xuống 4 - 60C và giữ ở nhiệt độ đó cho đến khi dùng

Lượng giống cần dùng thường bằng 4-5% lượng sữa

6 Lên men:

Theo quy trình công nghệ sản xuất sữa chua dạng paste, sau khi thanh trùng và cấy men sẽ tiến hành lên men trong các thiết bị lên men Còn trong sản xuất sữa chua dạng gel, quá trình lên men sẽ tiến hành sau giai đoạn rót hộp Các biến đổi xảy ra trong lên men ở hai công nghệ sản xuất đều tương tự nhau

Quá trình chính xảy ra trong lên men sữa là đường latose chuyển hóa thành glucose và galactose, các đường đơn này sẽ bị chuyển hóa thành acid pyruvic, sau đó thành acid lactic Acid lactic sinh ra tác dụng với phức caseinat canxi làm tách canxi ra khỏi phức và chuyển nó về dạng acid ceisenic không hòa tan làm đông tụ casein Ngoài ra, khi acid lactic sinh ra nhiều sẽ làm pH giảm xuống, khi xuống đến giá trị đẳng điện của casein (ở khoảng pH 4.8) cũng gây đông tụ casein Do đó sữa có sự thay đổi trạng thái từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ

Ở yaourt dạng gel, cấu trúc gel hình thành do sự đông tụ của casein không bị xáo trộn nên có tính bền vững hơn là ở yaourt dạng paste phải rót hộp sau khi đông tụ Sản phẩm của quá trình lên men do các vi sinh vật lactic không chỉ có acid lactic mà còn có các sản phẩm phụ như acid bay hơi, este, diacetyl, acetoin, aldehyde … Kết quả làm cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng

Bảng 5: Thành phần sản phẩm tạo thành của quá trình lên men lactic và citric trong sữa

Acedtoin (p.p.m.) (p.p.m.) Diacetyl acid (%) Volatile

12 0.71 4.80 4.8 0.08 32.5 1.3 1.25

Tùy theo chủng vi sinh và nhiệt độ lên men mà thời gian lên men có khác nhau,

có thể 3h, 4h đến 12h Nếu dùng giống gốc là hỗn hợp gồm L.bulgaricus và S

thermophilus với tỷ lệ 1:2 thì nhiệt độ lên men tối ưu là 450C Thường căn cứ vào đặc điểm đông tụ của sữa và độ chua để kết thúc quá trình lên men, sữa đông tụ phải đặc, đồng nhất, không có nước tách ra và độ chua đạt khoảng 75-800T, pH của hỗn hợp lên men đạt khoảng 4.7 – 4.8

7 Làm lạnh-ủ chín:

Khi sữa lên men đạt yêu cầu cần kết thúc nhanh chóng quá trình lên men bằng cách làm lạnh để ức chế sự hoạt động của vi khuẩn lactic, nếu không độ chua sẽ tăng lên và nước sẽ tách ra, gây hiện tượng tách pha Trong quá trình này pH của khối sữa tiếp tục giảm xuống còn 4.3 - 4.4, đây cũng điểm dừng mong muốn Sản phẩm sau khi làm lạnh sẽ được giữ ở nhiệt độ thấp khoảng 4 - 60C ít nhất 6h Đây là giai đoạn ủ chín, rất cần thiết để cho sản phẩm có mùi vị và trạng thái cần thiết Sau giai đoạn này ta thu được yaourt là sản phẩm hoàn thiện: lipid trở nên rắn, nước tự do liên kết với protein làm protein trương nở, lượng ẩm tự do giảm làm cho sản phẩm trở nên mịn Đối với sữa chua dạng paste và sữa chua uống, sau khi làm lạnh, nếu sản phẩm là yaourt nguyên chất thì có thể đến giai đoạn rót hộp, còn nếu sản phẩm là yaourt trái cây thì phải qua quá trình phối trộn hương liệu

8 Phối trộn:

Ở Mỹ, phần lớn người tiêu dùng không thích mùi quả hạch của acetaldehyde, do đó yaourt thường được bổ sung thêm hương liệu, trái cây Trong sản xuất, hương liệu và trái cây có thể được bổ sung ở nhiều giai đoạn khác nhau tùy theo công nghệ sử dụng Trái cây thêm vào có thể ở dạng mứt trái cây hoặc dạng tươi đã xay nhuyễn Sản phẩm dạng Swiss- style yogurt, trái cây sẽ cho vào sau quá trình lên men và được phân phối đều khắp Để tăng độ mịn cho sản phẩm có thể lọc qua màn bằng thép trước khi tiến hành quá trình ủ để sản phẩm đặc lại Thành phần trái cây thêm vào chứa 17-40% trái cây, 22-40% đường, 10-24% xiro bắp loại đặc, 3-5% hồ tinh bột, 0.1% hương liệu thiên nhiên nhiên hay 1.25% hương liệu tổng hợp, 0.01% chất tạo màu, 0.1% kali sorbate và lượng acid citric vừa đủ để điều chỉnh pH khoảng 3.7-4.2 Sản phẩm dạng Sundea-style yogurt, trái cây sẽ nằm dưới đáy của hộp chứa Có

2 kiểu thêm trái cây:

-15-