Những biến đổi hóa sinh trong quá trình sản xuất bơ

MỤC LỤC 1. Giới thiệu chung 3 2. Nguyên liệu trong sản xuất bơ 3 2.1. Cream 3 2.2. Vi sinh vật 4 2.3. Các chất phụ gia 5 3. Quy trình sản xuất bơ 5 4. Những biến đổi hóa sinh trong quá trình sản xuất bơ 6 4.1. Giai đoạn thanh trùng 6 4.2. Giai đoạn lên men 6 4.3. Xử lý nhiệt lạnh 7 4.4. Tạo hạt bơ và xử lý 8 5. Kết luận 10 1.Giới thiệu chung: Bơ là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa. Hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm. Dựa vào quy trình sản xuất và lượng muối có trong sản phẩm người ta có thể phân loại sản phẩm thành 2 nhóm là: + Bơ ngọt (bơ không lên men): Trong quy trình sản xuất bơ không có quá trình lên men lactic + Bơ chua (bơ lên men): Quá trình lên men lactic được thực hiện sau khi thanh trùng cream nguyên liệu nhằm tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm. 2. Nguyên liệu sản xuất bơ: Gồm 3 thành phần chính: Cream Vi sinh vật Các chất phụ gia 2.1. Cream: Là nguyên liệu chính trong quá trình sản xuất bơ. Các nhà máy sản xuất bơ có thể thu nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm hoặc thu mua cream từ những nhà máy chế biến.(sữa tươi sau khi ly tâm thường chứa phần lớn là lipid từ 1040% tùy theo loại cream,ngoài ra còn có đường chủ yếu là lactose,và protein sót lại trong sữa) Chất lượng cream được đánh giá dựa trên các nhóm chỉ tiêu: Cảm quan, hóa lý, vi sinh. + Chỉ tiêu cảm quan: Không được có mùi vị lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa + Chỉ tiêu hóa lý:Hàm lượng chất béo: Thường dao động ở khoảng 3540%, thấp nhất là 12%. Chỉ số iod: Nếu chỉ số iod quá thấp (42%) bơ thành phẩm sẽ có cấu trúc rất mềm. + Chỉ tiêu vi sinh: Hàm lượng VSV trong cream càng thấp càng tốt. Người ta thường chú ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh tổng hợp enzyme lipase chịu nhiệt trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các VSV bị tiêu diệt. Enzyme này xúc tác quá trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu ảnh hưởng đến cấu trúc bơ thành phẩm, ngoài ra còn gây cho bơ mùi khó chịu. 2.2 Vi sinh vật : Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn Lactic dạng LD như Streptococcus diacetylactic và Leuconostoss citrovorum. Trong quá trình lên men, ngoài acid lactic còn sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi như aldehyde acetic, diacetyl…Các sản phẩm này sẽ tạo cho bơ hương vị đặc trưng. Nhân giống VSV: Môi trường nhân giống phổ biến nhất là sửa gầy. Trước khi nhân giống, sữa gầy được thanh trùng ở 9095 độ C, trong thời gian1530 phút . Quá trình nhân giống được thực hiện ở 20 độ C. Cấy giống VSV: Lượng giống VSV cấy vào cream trong sản xuất bơ phụ thuộc vào chỉ số iod của nguyên liệu và nhiệt độ lên men. Bảng 1: Chế độ xử lý nhiệtlạnh và giống cấy cho quá trình lên men cream tương ứng với chỉ số iod khác nhau của nguyên liệu Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt lạnh(ᵒC) Lượng giống cấy(%vv) 40 20811 5 Vai trò của acid lactic: + Hạ pH làm tăng quá trình đông tụ của bơ, dễ tạo hình cho bơ + Tăng khả năng bảo quản vì pH thấp + Cuối cùng và quan trọng nhất là tạo hương vị chua đặc trưng cho bơ. 2.3. Các chất phụ gia: + Chất màu: Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides có trong cream nguyên liệu quyết định + Muối NaCl: Yêu cầu độ tinh sạch của muối không được thấp hơn 99,7%. Muối được sử dụng để cải thiện hương vị, ngoài ra nó còn đóng vai trò bảo quản, cải thiện sự bền chặt trong bơ + Chất chống Oxy hóa: Phổ biến nhất là gallat propyle, gallat octyl…Hàm lượng không được vượt quá 0,01%. + Các gia vị khác: Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc thị hiếu người tiêu dùng và quy định của mỗi nước nhằm đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thị trường. 3. Sơ đồ sản xuất bơ lên men: Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất bơ lên men

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA: HÓA BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA SINH Đề tài: Những biến đổi hóa sinh trình sản xuất bơ MỤC LỤC Giới thiệu chung Nguyên liệu sản xuất bơ .3 2.1 Cream 2.2 Vi sinh vật 2.3 Các chất phụ gia Quy trình sản xuất bơ Những biến đổi hóa sinh trình sản xuất bơ 4.1 Giai đoạn trùng .6 4.2 Giai đoạn lên men .6 4.3 Xử lý nhiệt- lạnh .7 4.4 Tạo hạt bơ xử lý Kết luận 10 GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang 1.Giới thiệu chung: - Bơ sản phẩm chế biến từ chất béo sữa Hàm lượng chất béo bơ cao chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm - Dựa vào quy trình sản xuất lượng muối có sản phẩm người ta phân loại sản phẩm thành nhóm là: + Bơ (bơ không lên men): Trong quy trình sản xuất bơ trình lên men lactic + Bơ chua (bơ lên men): Quá trình lên men lactic thực sau trùng cream nguyên liệu nhằm tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Nguyên liệu sản xuất bơ: Gồm thành phần chính: - Cream - Vi sinh vật - Các chất phụ gia 2.1 Cream: Là nguyên liệu trình sản xuất bơ Các nhà máy sản xuất bơ thu nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi phương pháp li tâm thu mua cream từ nhà máy chế biến.(sữa tươi sau ly tâm thường chứa phần lớn lipid từ 1040% tùy theo loại cream,ngoài có đường chủ yếu lactose,và protein sót lại sữa) - Chất lượng cream đánh giá dựa nhóm tiêu: Cảm quan, hóa lý, vi sinh + Chỉ tiêu cảm quan: Không có mùi vị lạ, đặc biệt mùi ôi chất béo bị oxy hóa + Chỉ tiêu hóa lý:Hàm lượng chất béo: Thường dao động khoảng 35-40%, thấp 12% - Chỉ số iod: Nếu số iod thấp (42%) bơ thành phẩm có cấu trúc mềm GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang + Chỉ tiêu vi sinh: Hàm lượng VSV cream thấp tốt Người ta thường ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh chúng có khả sinh tổng hợp enzyme lipase chịu nhiệt trình trùng cream, hầu hết VSV bị tiêu diệt Enzyme xúc tác trình thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo nguyên liệu ảnh hưởng đến cấu trúc bơ thành phẩm, gây cho bơ mùi khó chịu 2.2 Vi sinh vật : Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn Lactic dạng LD Streptococcus diacetylactic Leuconostoss citrovorum Trong trình lên men, acid lactic sinh tổng hợp hợp chất dễ bay aldehyde acetic, diacetyl…Các sản phẩm tạo cho bơ hương vị đặc trưng - Nhân giống VSV: Môi trường nhân giống phổ biến sửa gầy Trước nhân giống, sữa gầy trùng 90-95 độ C, thời gian15-30 phút Quá trình nhân giống thực 20 độ C - Cấy giống VSV: Lượng giống VSV cấy vào cream sản xuất bơ phụ thuộc vào số iod nguyên liệu nhiệt độ lên men Bảng 1: Chế độ xử lý nhiệt-lạnh giống cấy cho trình lên men cream tương ứng với số iod khác nguyên liệu Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt- lạnh(ᵒC) 40 20-8-11 - Vai trò acid lactic: Lượng giống cấy(%v/v) 2-3 5 + Hạ pH làm tăng trình đông tụ bơ, dễ tạo hình cho bơ + Tăng khả bảo quản pH thấp + Cuối quan trọng tạo hương vị chua đặc trưng cho bơ 2.3 Các chất phụ gia: GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang + Chất màu: Màu sắc bơ hợp chất carotenoides có cream nguyên liệu định + Muối NaCl: Yêu cầu độ tinh muối không thấp 99,7% Muối sử dụng để cải thiện hương vị, đóng vai trò bảo quản, cải thiện bền chặt bơ + Chất chống Oxy hóa: Phổ biến gallat propyle, gallat octyl…Hàm lượng không vượt 0,01% + Các gia vị khác: Việc lựa chọn gia vị phụ thuộc thị hiếu người tiêu dùng quy định nước nhằm đa dạng hóa sản phẩm bơ thị trường Sơ đồ sản xuất bơ lên men: Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất bơ lên men - Thuyết minh quy trình: Vi khuẩn Lactic nhân giống môi trường sữa gầy phương pháp nhân giống theo nhiều cấp sau cấy vào cream trải qua trùng Hỗn hợp tiếp tục lên men xử lý nhiệt lạnh Lên men chuyển đường lactose thành axit Lactic, xử lý nhiệt lạnh để kết tinh lượng chất béo có cream Giai GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang đoạn tạo xử lý hạt bơ Muối thêm vào giai đoạn nhằm tạo vị tăng hiệu bảo quản bơ Cuối bao gói để tạo bơ thành phẩm Những biến đổi hóa sinh trình sản xuất bơ lên men: 4.1.Giai đoạn trùng: + Mục đích: Tiêu diệt VSV ức chế hoạt tính enzyme cream + Phương pháp thực hiện: Nhiệt độ trùng sử dụng 90-955ͦ C thời gian tối đa 15-20 giây Nếu cream có chất lượng tốt, người ta thường gia nhiệt nhanh nguyên liệu đến 95 5ͦC làm nguội nhanh Nếu tăng nhiệt độ thời gian trùng hiệu trình tăng, nhiên cream có mùi nấu ảnh hưởng xấu đến chất lượng bơ thành phẩm + Trường hợp cream có mùi lạ: Sử dụng phương pháp khí điều kiện chân không để tách cấu tử dễ bay khỏi cream Quá trình khí kết hợp thực trình trùng 4.2 Giai đoạn lên men: Quá trình lên men theo hai đường đồng hình dị hình, enzyme latatdehydgogenase, enzyme aldolase loại enzyme chủ yếu sử dụng trình lên men Enzyme aldolase sử dụng giai đoạn lên men để chuyển hóa đường thành acid lactic sản phẩm phụ - Mục đích sử dụng vi khuẩn Lactic để sinh tổng hợp acid lactic sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua hương vị đặc trưng cho cream - Điều khiển trình lên men: Tốc độ acid hóa cream chế độ xử lý nhiệt ảnh hưởng đến cấu trúc bơ thành phẩm - Yêu cầu kĩ thuật sau trình lên men: + Độ chua phần không béo cream cần đạt quanh giá trị 36ᵒSH + Hàm lượng diacetyl cream khoảng 1- 1,5 ppm 4.3 Xử lý nhiệt lạnh: - Mục đích: Là kết tinh lượng chất béo cream - Nguyên tắc thực hiện: Do cream chứa hỗn hợp chất béo có điểm nóng chảy khác nên nhiệt độ kết tinh khác Tốc độ kết tinh độ tinh khiết tinh thể phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt Thông thường, người ta dựa vào số iod cream để chọn để chọn chế độ xử lý nhiệt- lạnh tối ưu - Phương pháp thực hiện: Trong trình trùng cream 90-95 ̊C , tất chất béo trạng thái lỏng, hạ nhiệt độ xuống khoảng 40 ̊C để kết tinh phần chất béo, sau nâng nhiệt độ lên để triglycerid có điểm nóng chảy thấp hóa lỏng tách GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang khỏi tinh thể hỗn hợp Cuối hạ nhiệt độ cream không thấp lần đầu để tái kết tinh chất béo Khi số triglycerid tiếp tục kết tinh, nhiên độ tinh khiết tinh thể cream tăng, số tinh thể hỗn hợp giảm (Tinh thể hỗn hợp phân tử triglycerid có điểm nóng chảy khác nhau) Bảng 2: Ảnh hưởng tỉ lệ chất béo lỏng chất béo rắn cream đến độ cứng bơ thành phẩm Lượng chất béo lỏng(%) Lượng chất béo rắn(%) Cấu trúc bơ thành phẩm 85 15 Bơ mềm 55 45 Bơ cứng 65-78 22-35 Bơ có độ cứng vừa phải, dễ quết lên bánh 4.4 Tạo hạt bơ xử lý : + Sự tạo bọt: : Khi thiết bị hoạt động, chuyển động xoay khuấy đảo mạnh hỗn hợp cream bên làm xuất bọt khí Các hạt cầu béo phân bố tập trung bề mặt tiếp xúc pha bọt khí pha lỏng hỗn hợp + Sự phá vỡ màng giải phóng chất béo: Nếu khuấy đảo tiếp tục, bọt khí trở nên nhỏ hơn, bọt dày hơn, màng bao xung quanh hạt cầu béo bị vỡ, giải phóng phân tử béo lỏng bên Các phân tử béo tạo nên màng mỏng bề mặt bọt khí hạt cầu béo lại + Sự vỡ bọt: Bọt khí dày số phân tử chất béo giải phóng từ hạt cầu béo lớn Theo thời gian, bọt trở nên bền nổ vỡ + Sự hình thành hạt bơ: Các hạt cầu béo tinh thể béo nhờ phân tử béo dạng lỏng tự lien kếtlại với thành khối hình thành nên hat bơ Lúc đầu kích thước hat bơ nhỏ ta nhìn mắt thường, sau chúng lớn dần GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất bơ không lên men ! Lưu ý: + Trong trường hợp có sử dụng chất màu bổ sung vào hỗn hợp cream thiết bị trước trình khuấy đảo bắt đầu + Để chọn giá trị nhiệt độ thích hợp cho trình tạo hạt bơ, người ta dựa vào hàm lượng chất béo hỗn hợp cream thiết bị Quy trình sản xuất bơ không lên men: Tương tự sản xuất bơ lên men giai đoạn cấy giống lên men Tương tự bơ lên men đơn giản Bỏ qua hai giai đoạn cấy giống lên men Như nguyên liệu cream sau qua trùng đem xử lý nhiệt lạnh tạo số tinh thể chất béo, để đạt tỉ lệ thích hợp chất béo dạng lỏng rắn Sau hỗn hợp đưa vào hệ thống thiết bị hoạt động lien tục để tạo bơ thành phẩm - Người ta đánh giá chất lượng bơ dựa vào tiêu cảm quan, hóa lý vi sinh: + Chỉ tiêu cảm quan: Phổ biến màu sắc mùi vị , đánh giá dựa cấu trúc bơ GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang + Chỉ tiêu hóa lý: Hàm lượng chất béo sản phẩm, độ ẩm hàm lượng chất rắn không béo, hàm lượng muối, độ chua + Chỉ tiêu vi sinh: Gồm tiêu tổng số vi khuẩn, nấm men, nấm sợi Trong nhóm vi sinh vật gây bệnh người ta quan tâm đến salmonella listeria, chúng không phép có mặt bơ thành phẩm Kết luận: Tuy quốc gia chưa có nghành công nghiệp sản xuất bơ Việt Nam sản phẩm bơ ngày trở nên quen thuộc Vì việc nghiên cứu biến đổi trình sản xuất bơ có ý nghĩa quan trọng để xây dựng cho công nghiệp sản xuất bơ đại TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Trang ... nhiệt-lạnh giống cấy cho trình lên men cream tương ứng với số iod khác nguyên liệu Chỉ số iod Chế độ xử lý nhiệt- lạnh(ᵒC) 40 2 0-8 -1 1 - Vai trò acid lactic: Lượng giống cấy(%v/v) 2-3 5 + Hạ pH làm tăng trình đông tụ bơ, dễ tạo hình cho bơ + Tăng... hương vị đặc trưng - Nhân giống VSV: Môi trường nhân giống phổ biến sửa gầy Trước nhân giống, sữa gầy trùng 9 0-9 5 độ C, thời gian1 5-3 0 phút Quá trình nhân giống thực 20 độ C - Cấy giống VSV: Lượng