1

1 1 Cô cheá cuûa quaù trình leân men vi khuaån Lactic 1 1 Leân men lactic ñoàng hình (ñieån hình) Leân mem lactic ñoàng hình laø quaù trình leân men trong ñoù caùc saûn phaåm axit lactic taïo ra chieá[.]

1 Cơ chế trình lên men vi khuẩn Lactic: 1.1 Lên men lactic đồng hình (điển hình): Lên mem lactic đồng hình trình lên men sản phẩm axit lactic tạo chiếm 90% tổng số sản phẩm lên men lượng nhỏ axit acetic, aceton, di-acetyl, ………… Phương trình chung biểu diễn trình lên men: C6H12O6 CH3CHOHCOOH + 21,8.104 J Trong trình lên men lactic đồng hình, glucoza chuyển hoá theo chu trình Embden-Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho qui trình tất loai enzym aldolase, hydro tách dehydro hoá triozophophat dược chuyển đến pyruvat Vì vi khuẩn lên men lactic đồng hình enzyme cacboxylase axit pynivic không phân huỷ mà tiếp tục khử thành axit lactic theo sơ đồ chuyển hoá đây: Sơ đồ 1: C6H12O6 NAD+ + NADH(H2CH3COCOOH ) CH3CHOHCOOH Sơ đồ 2: Glucose Glucose - – photphat Fructose – – photphat Fructose –1, – diphotphat Photpho dioxyaceton Photphoglyceraldehyde Axit – 1,3 – diphotphoglyceric Axit pyruvic Axit lactic Cũng có số tác giả cho lên men lactic đồng hình tiến hành theo hai giai đoạn : Giai đoạn 1: thời kỳ sinh trưởng cấp số mũ vi khuẩn, từ hexoza nhờ oxi hoá photphoglyceraldehyde kèm theo việc khử pividinnucleotide (PN) để tạo axit photphoglyceriaic PCH2-CHOH + H2O + PN P.CH2CHOG-COOH + PNH2 Giai đoạn 2: chất nhận hydro PN-H2 tăng mà oxy hoá khử môi trường giảm xuống dẫn đến nhường hydro từ PN-H cho axit photphoglycerinic để khử thành axit lactic CH2OP-CHOH-COOH + H2O ( PN-H2 ) CH3CHOHCOOH + H3PO4 + PN + H2O Tuỳ thuộc vào tính đặc hiệu quang học enzym lactate- dehydrogenase có mặt lactataxemase mà loại axit lactic dạng tạo D(-), L(+) DL 1.2 Lên men lactic dò hình: Lên men lactic dò hình trình lên men sản phẩm axit lactic tạo lượng đáng kể sản phẩm phụ axit acetic, etanol, axit xucxinic, CO2,……… Phương trình chung biển diễn trình lên men: C6H12O6 CH3CHOHCOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2 … Trong đó, axit lactic chiếm khoảng 40%, axit xucxinic khoảng 20%, rượu êtylic axit acetic 10% laọi khí 20% khí mà thay vào tích luỹ lượng axit foocmic Như vậy, sản phẩm phụ khác đáng kể tạo thành trình lên men lactic dò hình chứng tỏ trình phức tạp so với lên men lactic đồng hình Trong vi khuẩn lên men lactic dò hình enzyme sơ đồ Embden-marehof aldolase triozophotphatizomerase bước đầu phân giải đường glucose vi khuẩn theo đường pentozophotphat, tức thông qua glucose6photphat, 6-photphogluconat ribulose-5-photphat chuyển thành xilulose -5-photphat, hợp chất tiếp tục biến đổi thành photphoglyceraldehyde acetylphotphat tác dụng enzyme pentozophotpho xelolase Những vi khuẩn dò hình thành axit acetic kèm theo tổng hợp ATP Acetylphophat khử thành etanol thông qua acetyldehyt photphoglyceraldehyde thông qua axit pynivic mà tạo thành axit lactic Có thể tóm tắt sau: C6H12O6 Ribuloza -5 –photphat Xilulosse – – photphat Photphoglycerraldehyt CH3COCOOOH +NADH(+H+) CH3CHOHCOOOH + CO2 HOOCCH2COCOOH + H+ Acety photphat CH3CHO -2H + +2H +2H2O CH3CH2OH Etanol CH3COOOH Axit acetic HOOC(CH2)2COOH Axit xucxinic + Axit lactic tạo thành từ axit pynivic tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình : CH3COCOOH + dehydrase-H2 CH3CHOHCOOH + dehydrase + Axit xucxinic tạo thành từ axit pynivic tác dụng với CO tiếp nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau: CH3COCOOH + CO2 COOHCH2COCOOH+2 Dehydrase -H2 COOH-CH2-CO-COOH COOH(CH2 )2 COOH + H2O + 2Dehydrase + Etanol axit acetic tạo thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình CH3CHO + H2O + aldehydrase C2H5OH + CH3COOH + aldehydrase + Việc sinh khí liên quan đến điều kiện yếm khí tỉ lệ hợp chất phụ sinh phụ thuộc vào môi trường dinh dưỡng loại vi khuẩn lactic ⇒ Theo quan điểm tiến hoá sinh lý vi sinh vật học người ta cho lên men lactic đồng hình hướng tiến hoá độc lập lên men dò hình [ 1,2,3 ] 1.3 Cơ chế trình chuyển hoá đường sữa Vi khuẩn lactic gây nên biểu diễn theo sơ đồ sau: Lactose Glucose Galactose Các sản phẩm trung gian CH3COOH Acid pyruvic +H H2O +2H +O CH3CHOHCOOH Acid lactic CH3CHOHCOOH CH3COOH Acid acetic CO2 CH3CHO Acetaldehyde +O +O +CH3OH CH3CH2OH CH3COOH CH3CHOHOCCH3 Êtanol Aceton -2H CH3COCOCH Di-acetyl Lên men đồng hình Lên men dò hình Acetadehyde, Êtanol, Acid Acetic, Aceton, Di-acetyl tổ hợp tạo mùi vò đặc trưng cho sữa chua, giúp sữa chua có mùi vò khác hẳn sản phẩm khác [ ] Các yếu tố ảnh hưởng lên men lactic: 2.1 Nguồn glucid: Để trì sống, điều hoà trình chuyển hoá tế bào vi khuẩn cần sử dụng nguồn glucid có môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon Nguồn cung cấp glucid quan trọng cung cấp cho vi khuẩn đường lactoza Hầu hết vi khuẩn lactic có enzyme lactose nên thuỷ phân lactose thành glucose galactose C12H22O11 Lactose Nước Lactose C6H12O6 + glucose C6H12O6 galactose VK Glucose galactose Các hợp chất khác + Sinh lượng Một số loại đường khác vi khuẩn lactic sử dụng chọn lọc: + Đisaccarit: Saccarose, maltose…… + Polysaccarit: dextrin, tinh bột,…… Đối với lên men lactic đồng hình vi khuẩn lactic chuyển hoá khoảng 98% Glucid thành acid lactic 2.2 Nguồn Azốt: Các nguồn Azốt có ý nghóa quan trọng phát triển vi sinh vật nguồn tổng hợp chất phức tạp cấu tạo nên nguyên chất tế bào vi sinh vật Vi sinh vật đòi hỏi nguồn Azốt cao đặc biệt là: + Protit: Sự tương tác Casein sữa với vi khuẩn lactic có diện ion H + môi trường làm tăng khả lên men lactic Ngoài ra, Casein chất đệm có tính trung hoà lượng acid sinh trình lên men + Pepton: Trong môi trường sữa có sẳn nguồn pêpton nhu cầu peptone thể vi khuẩn cao cần bổ sung peptone từ bên vào môi trường sữa để đảm bảo lượng peptone đủ để làm tăng tốc độ lên men + Acid amin: Vi khuẩn lactic hấp thụ dễ dàng Theo nghiên cứu, vi khuẩn lactic phát triển tốt môi trường có đầy đủ 16 loại acid amin Đối với vi khuẩn sinh hương, acid amin việc cần thiết cho phát triển vi khuẩn mà kích thích tạo hương thơm Trong acid amin, senin có tác dụng ức chế phát triển nhiều loài Streptococus 2.3 Vitamin: Vi khuẩn lactic khả sinh tổng hợp vitamin môi trường sữa bên có đủ loại vitamin cần thiết cho phátt triển vi khuẩn lactic nên không cần bổ sung thêm từ bên Loài vi khuẩn Lact.Jugurti Lact.Lulveticum Lact.Bulgaricum Lact.Lactis Lact.Acidphilus Ribiflavin + + + + + Piridoxin + + - Vitamin Acid folic + + B12 + + - Tianin - 2.4 Muối khoáng nguyên tố vi lượng: + Nhu cầu không lớn không cần bổ sung thêm từ vào mà cần sử dụng chất có sẳn môi trường sữa + Trong loai muối khoáng P chiếm tỉ lệ cao Chú ý : Nồng độ muối NaCl môi trường không 6.5% tiêu diệt hết loại vi khuẩn lactic 2.5 Nhu cầu Oxy: + Vi khuẩn lactic vừa có khả sống môi trường có oxy vừa sống môi trường oxy + Theo nghiên cứu cho vi khuẩn lactic phát triển tốt môi trường có nồng độ oxy thấp 2.6 Nhiệt độ: + Tuỳ loại vi khuẩn khác mà nhiệt độ thích hợp cho khác nhau: VSV ưa lạnh: tmin = 0oC tmax =20 – 30oC top = -10oC VSV ưa ấm: tmin = 3oC tmax =45 – 50 oC top = 20 -35oC VSV ưa nóng: tmin = 30oC tmax =80oC top = 50 -60oC + Nhiệt độ không ảnh hưởng đến cường độ phát triển mà ảnh hưởng đến khả phát triển chúng + Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ: * Rút ngắn thời gian lên men * Hạn chế nhiễm vi sinh vật lạ khác * Sản phẩm thu đạt kết mong muốn 2.7 pH môi trường: pH môi trường ảnh hưởng đến hoạt động phát triển vi sinh vật, có mặt ion H+ tác động lên tế bào vi sinh vật theo nhiều cách: + Ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt tế bào làm thay đổi tích điện bề mặt màng từ dẫn đến hoạt độ loại enzym bò giảm + Nồng độ ion H+ ảnh hưởng đến độ phân ly chất dinh dưỡng môi trường + pH môi trường khác làm độ phân tán chất keo độ xốp thành tế bào không đồng việc chống lại tác động bên khác dẫn đến làm thay đổi hình dạng tế bào Với vi khuẩn lactic loại cầu khuẩn chòu pH so với trực khuẩn Loài vi khuẩn Trực khuẩn ưa nhiệt Strep.Lactic Strep.Thermophilus Strep.Faccalis pHmin 3.5 - 4.25 4.75 4.75 4.5 pHop 5.5 – 6.5 – 6.5 6-7 6-7 pHmax 7–8 8.5 8.5 10 Đối với vi khuẩn lên menlactic đồng hình, pH môi trường thường không ảnh hưûng đến sản phẩm đặc trưng trình lên men vi khuẩn lên men lactic dò hình ngược lại + Khi pH môi trường cao sản phẩm tạo thành chủ yếu acid lactic + Khi pH môi trường thấp sản phẩm tạo thành acid lactic có thêm acid acetic, nhiều sản phẩm khác Qua nhiều nghiên cứu người ta nhận thấy lượng di-acetyl tạo nhiều pH = 4.6 – 5.2 , yếu tố làm tăng mùi hương cho sản phẩm Tác dụng chất kháng sinh vi khuẩn lactic sinh bò ảnh hưởng pH môi trường 2.8 Các chất kháng sinh: Các chất kháng sing ảnh hưởng lớn đến vi khuẩn lactic + Penicilin: lượng nhỏ đủ để ức chế nhiều loài vi khuẩn lactic + Streotomycin: có tính kháng sinh mạnh, có khả tiêu diệt vi khuẩn gram + vi khuẩn gram – trông trình lên men, hàm lượng chất kháng sinh tạo môi trường đủ lớn làm giảm hiệu suất lên men 3.Qui trình sản xuất sữa chua: 3.1 Theo qui mô gia đình: Sữa đặc có đường lon nước sôi Khuấy hủ 1,5 lon nước nguội Khuấy Chiết hủ T = 60-700 C Ủ t = 3h Bảo quản lạnh Sữa chua 3.2 Theo qui mô công nghiệp: Qui trình sản xuất sữa chua đặc: [ ] Sữa nguyên liệu Chuẩn hoá Hiệu chỉnh SNF Bài khí Đồng hoá Thanh trùng Cấy giống Lên men Puree Phối trộn Hương liệu Rót sản phẩm Bảo quản lạnh Sữa chua Qui trình sản xuất sữa chua uống: [ ] Sữa nguyên liệu Chuẩn hoá Hiệu chỉnh SNF Bài khí Đồng hoá Thanh trùng Cấy giống Lên men Puree Chất ổn đònh Phối trộn Hương liệu Đồng hoá Tiệt trùng UHT Rót sản phẩm Bảo quản Tphòng Sữa chua uống Giải thích bước qui trình : 3.2.1 Chuẩn hoá: + Mục đích:điều chỉnh hàm lượng chất béo Do nhu cầu khách hàng ngày nâng cao, họ đòi hỏi an toàn dùng sản phẩm, hàm lượng béo điều mà họ quan tâm hàng đầu làm thay đổi dáng người mảnh mai người gái gây bệnh béo phì trẻ em Hàm lượng béo cao dễ gây tượng tách pha sản phẩm sữa chua + Ngyên tắc thực hiện: Nếu hàm lượng béo thấp ta tiến hành tính toán bổ sung thêm cream Nếu hàm lượng béo cao ta tiến hành tính toán tách bớt cream 3.2.2 Hiệu chỉnh SNF: + Mục đích :xác đònh hàm lượng chất khô có sữa Yếu tố quan trọng đònh đến độ cứng sản phẩm sữa chua tạo thành Nếu hàm lượng chất khô thấp khả đông tụ sản phẩm sữa chua thấp Nếu hàm lượng chất khô cao sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứng cao + Giải pháp kỷ thuật: Cô đặc chân không Bổ sung bột sữa gầy Bổ sung sữa cô đặc Siêu lọc 3.2.3 Bài khí: + Mục đích: Trong sữa có nhiều khí lạ cần loại trừ không phá vỡ mùi hương đặc trưng sữa chua Khi sữa có nhiều khí làm giảm khả truyền nhiệt nghóa làm tăng chi phí cho trình sản xuất bước trùng, đồng hoá,……… Trong trường hợp trùng sau đóng hộp, nhiệt độ trùng thể tích khí tăng lên làm vỡ hộp + Nguyên tắc thực hiện: kết hợp nhiệt độ với áp lực chân không + Thông số kỷ thuật: T=70oC, áp suất tương ứng + Thiết bò gia nhiệt: ống lồng ống, mỏng tác nhân gia nhiệt nước 3.2.4 Đồng hoá: + Mục đích: ổn đònh hệ nhủ tương, hạn chế tượng tách pha + Nguyên tắc thực hiện: sử dụng áp lực cao + Thông số kỷ thuật: T=55-70oC, P = 100-250 bar + Phương pháp thực hiên: Đồng hoá toàn phần : cấp cấp Đồng hoá phần: dòng cream ( 10% max), dòng sữa gầy + Thiết bò: đơn giản cần có thay đổi tiết diện đột ngột tạo nên va đập, tượng chảy rối, tượng xâm thực 3.2.5 Thanh trùng: + Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh ức chế hoạt động vi sinh vật khác + Phương pháp thực hiện: HTST( High Temperater Short Time) : 72-75 oC vòng 1520 s + Thiết bò trùng: ống lồng ống, mỏng 3.2.6 Cấy giống: Giống sau phân lập từ nhiều nguồn khác nhau, lựa chọn loại có khả cao đồng thời tìm môi trường thích hợp để tiến hành nhân giống đến lượng cần thiết Dung dòch sữa sau trùng cần làm nguội xuống đến khoảng 42 0C (nhiệt độ không làm ảnh hưởng đến chất lượng giống ) tiến hành cấy giống vào với tỉ lệ 0.5 -7 % 3.2.7 Lên men: Quá trình lên men thực bioreactor có phận điều khiển: nhiệt độ tự động, pH môi trường tự động Quá trình lên men thực nhiệt độ T = 42 oC, thời gian lên men t = -6 h , pH = 4,5 – 4,6 3.2.8 Rót sản phẩm: Bao bì thường sử dụng: nhựa ( sữa chua đặc), giấy (sữa chua uống) Yêu cầu bao bì: + Kín + Phải vô trùng Thiết bò rót: phải vô trùng 4.Sản phẩm sữa chua VINAMILK có mặt thò trường: 4.1 Sữa chua đặc: Sữa chua Vinamilk sản xuất dây chuyền kỉ thuật đại Châu Âu cho đời sản phẩm dinh dưỡng chất lượng tốt Sữa chua Vinamilk làm từ men vi sinh vật sống, gây dựng men có lợi cho đường ruột hổ trợ tiêu hoá Sử dụng sữa chua ngày giúp cho bạn có da mòn màng, tươi tắn đồng thời chữa chứng hôi miệng Hãng Vinamilk có mặt hàng sữa chua đặc: + Sữa chua trắng + Sữa chua có bổ sung mứt dâu + Sữa chua có bổ sung hương trái Giá hộp: 3000đ 2500đ 3000đ 3000đ Sữa chua Plus sản phẩm sữa chua có bổ sung canxi, chất xơ, béo Sữa chua có tác dụng: + Tăng cường hấp thụ canxi đồng thời đốt cháy lượng mỡ dư + Trò bệnh đường tiêu hoá + Giảm cholesterol, chống béo phì, ngăn ngừa ung thư + Tăng cường hệ miễn dòch thể Kefir laoi men vi sinh vật có lợi cho thể: Ức chế vi khuẩn gây bệnh đường ruột phát triển + Kích thích hệ thống miễn dòch, sản xuất kháng thể + Giảm cholesterol có máu + + Giảm stress, bớt căng thẳng có độ rượu nhẹ + Không đường thích hợp cho bò bệnh tiểu đường Giá 2000đ hộp 4.2 Sữa chua uống: Sữa chua YaO giàu dinh dưỡng kết hợp với lên men lactic tạo thành bổ dưỡng hộ trợ kích bé ngày Đặc biệt, vitamin C đảm bảo phát tăng cường sức đề kháng sản xuất từ nguồn sữa tươi nước ép trái tươi, loại nước uống thơm ngon, thích hoạt động tiêu hoá có bổ sung thêm Canxi, triển tối ưu chiều cao cho bé Sữa chua YaO ml với hương vò : cam, dâu, trái đóng chai nhựa 110 Sữa chua uống tiệt trùng Yomilk chế biến từ sữa bò tươi nguyên chất nước ép trái tươi Yomilk có hương vò thơm ngon giúp bạn có giây phút thoải mái sảng khoái đồng thời cho bạn vóc dáng khẻo đẹp, tính cách động Yomilk có hương vò: cam, dâu, chanh, trái với hộp giấy 180 ml Sữa chua tiệt trùng Yomilk * sản xuất từ sữa bò tươi nguyên chất, men lactic nước ép trái tươi Đặc biệt có bổ sung thêm chất xơhoà tan chiết xuất từ thực vật, có tác dụng hỗ trợ đường tiêu hoá hoạt động tốt hơn, giúp bạn có da mòn màng, thân hình cân đối đồng thời mang đên cho bạn vẻ đẹp tự nhiên Yomilk* có hương vò : cam, dâu, chanh, trái đông strong bao bì 180 ml [5]