nghiên cứu và sản xuất sữa chua

quy trình sản xuất sữa chua uống có giải thích qui trình

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM Nhóm 1- tổ 2 1. Trâ ̀ n Thi ̣ Diê ̣ u Thuy ́ 3005080051 2. Tô Văn Tài 3005080410 3. Trâ ̀ n Tuấn Tường 3005080065 4. Võ Hoàng Sa 3005080405 Bài tiểu luận môn công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa Đề tài: Sữa chua probio uống Lời mở đầu Sữa là một thực phẩm giàu chất dinh dưỡng. Trong sữa có chứa glucid, protein, lipit, 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 là một trong những sản phẩm của sữa. Nó được tạo thành nhờ quá trình lên men lactic. Chính vì vậy mà yaourt có một vị chua rất đặc trưng. Nó thường được bảo quản ở nhiệt độ thấp từ 2 – 4 0 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. Đôi khi đại đa số chúng ta ai cũng biết làm ra sản phẩm yaourt bằng cách lên men sữa. Nhưng ít có ai biết cụ thể về thành phần của yaourt cũng như những vi sinh vật đã tham gia vào quá trình lên men. Để làm sáng tỏ hơn xung quanh những vấn đề này nhóm chúng tôi làm đề tài này với mục địch đó. Nội dung I. G iới thiệu chung về sữa chua. GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 1 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM 1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sữa chua : Yaourt được những người du mục vùng Mount Elbus phát hiện từ xưa. Ngày nay, Yaourt được tiêu thụ mạnh tại các nước vùng địa trung hải, trung tâm châu Âu và châu Á. Sữa chua là sản phẩm thu được khi lên men lactic sữa động vật, có nhiều ích lợi đối với sức khoẻ mỗi người. Sữa chua có thể làm từ sữa tươi, sữa bột hoặc sữa đặc có đường. Nhờ quá trình lên men lactic, một phần protein trong sữa phân giải thành các axit amin, các chất đường bột chuyển hóa thành đường lactoza dễ tiêu hóa. Trên thị trường hiện nay sản phẩm yaourt rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc và mùi vị yaourt luôn được các nhà sản xuất hay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau. Ở các nước Tây Âu, sữa chua được sử dụng khá phổ biến từ đầu thế kỷ XX. Trạng thái, mùi vị của sữa chua yaourt có khác nhau ở mỗi vùng, đặc biệt độ đặc hoặc loãng phụ thuộc vào thị hiếu của mỗi nước. 2. Phân loại sữa chua. Yaourt truyền thống (Set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất yaourt 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 bì làm xuất hiện khối đong và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Yaourt dạng khuấy (Stirred type) : khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trình sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống. Yaourt uống (drinking type) hay yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn.Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 2 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm. Yaourt lạnh đông (frozen type): sản phẩm có dạng tương tự như kem (icecream) quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ đươc đem đi xử lí và lanh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm (hardening) rồi bao gói. Yaourt 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 sản phẩm. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Yaourt cô đặc còn có tên gọi là strained yaourt hay labneh. Ngày nay, để đa dạng hoá hơn nữa sản phẩm yaourt trên thị trường, người ta có thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc puree trái cây vào sản phẩm. Mặt khác phân loại yaourt dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm. Lượng chất béo trong yaourt có thể dao động từ 0 – 10%, thông thường là từ 0.5 – 3.5 %. Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau: Yaourt béo(Fat yaourt): Hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp hơn 3% . Yaourt “ Bán gầy”(partially skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0.5 – 3% . Yaourt gầy (Skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0.5%. Sau quá trình lên men, yaourt có chứa sinh khối vi khuẩn lactic và một số enzyme ngoại bào do chúng tiết ra. Do đó, sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp(2 – 4 0 C) để hạn chế những biến đổi bất lợi có thể làm thay đổi mùi, vị và các chỉ tiêu chất lượng khác của yaourt. Các vi khuẩn lactic có trong yaourt rất có lợi cho quá trình tiêu hoá GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 3 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM thức ăn ở cơ thể người. Ngoài các giá trị dinh dưỡng thong thường, một số nhà khoa học đã cho rằng sữa lên men yaourt còn có chức năng làm chậm quá trình lão hoá và kéo dài tuổi thọ cho người sử dụng. Để kéo dài thời gian bảo quản và giảm chi phí trong việc vận chuyển, bảo quản sản phẩm, người ta có thể sử dụng quá trình thanh trùng hoặc tiệt trùng UHT trong quy trình công nghệ sản xuẩt một số dạng yaourt. Khi đó, nhóm vi khuẩn lactic và các vi sinh vật bị nhiểm vào sản phẩm sẽ bị tiêu diệt hoặc ức chế. Yaourt uống – dạng lỏng – qua xử lí tiệt trùng UHT có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, một số quốc gia hiện nay không cho phép sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt hoặc ức chế nhóm vi khuẩn lactic trong sản phẩm nhằm giữ lại những nét truyền thống cho sản phẩm yaourt và những lợi ích do nhóm vi khuẩn lactic mang đến cho 3. Nguyên liệu sản xuất sữa chua. Yaourt có thể được sản xuất từ sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc, sữa hoàn nguyên (reconstituted milk) hoặc sữa tái chế (recombined milk). Sữa tươi sử dụng trong sản xuất yaourt phải có chất lượng tốt và phải thỏa mãn các yêu cầu sau: – Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt. – Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage) – Không chứa kháng sinh. – Không chứa các enzime. – Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ hoặc thiết bị chứa sữa, không chứa những chất ngăn cản quá trình lên men. Hai chỉ tiêu về hóa lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm lượng chất khô không béo. Lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu chỉnh nhờ quá trình chuẩn hóa để phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm. Còn lượng chất khô không béo, theo quy định của WHO- FAO, không được thấp hơn 8,2%. GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 4 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM Khi ta tăng hàm lượng chất khô trong sữa nguyên liệu, đặc biệt là tăng hàm lượng casein và protein huyết thanh sữa sẽ làm cho cấu trúc khối đông trở nên bền và ổn định hơn, tránh được hiện tượng tách huyết thanh trong sản phẩm yaourt truyền thống. Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta bổ sung đường như glucose, saccharose…vào sữa trong quá trình chế biến bằng con đường trực tiếp hay dưới dạng purée trái cây. Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là aspartame. Có 2 dạng purée: purée tự nhiên (không bổ sung đường) và purée có bổ sung đường. Hàm lượng đường trong purée thường chiếm 50÷ 55% Một số sản phẩm sữa chua còn được bổ sung thêm hương liệu và chất màu trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, đối với một số sản phẩm, người ta còn sử dụng các chất ổn định như gelatin, pectin, agar- agar… để sản phẩm có được cấu trúc, độ nhớt…theo yêu cầu. Chúng là những sản phẩm ưa nước và có thể liên kết với nước. Loại chất ổn định và hàm lượng sử dụng tối ưu cho từng sản phẩm sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA UỐNG PROBIO 1. Giới thiệu chung về probiotics: Thuật ngữ probiotic có nghĩa là “cho sự sống” và hiện tại nó được dùng để gọi tên cho những vi sinh vật mà có tác dụng có lợi cho con người và động vật. Theo định nghĩa của Tổ chức y tế thế giới và Tổ chức lương nông thế giới (WHO/FAO) đề nghị vào năm 2001 thì “Probiotics là những vi sinh vật sống mà khi tiêu thụ vào một lượng đầy đủ sẽ có lợi về mặt sức khỏe cho người sử dụng” . Theo như định nghĩa này thì những vi sinh vật sống không chỉ bao gồm những vi khuẩn có lợi mà còn có cả nấm men như là nấm men Saccharomyces cerevisiae. Như chúng ta đã biết, đường ruột chúng ta có sự hiện diện rất lớn hệ vi sinh vật mà có vai trò hỗ trợ các chức năng về tiêu hóa và miễn dịch. Có khoảng hơn 100 ngàn tỉ khuẩn trong hệ đường ruột của chúng ta, chúng bao gồm cả những vi sinh vật có lợi GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 5 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM (như các loài thuộc nhóm Lactobacillus, Bifidobacteria) và vi sinh vật gây hại (chẳng hạn như Clostridium, Staphylococcus, ). Các vi sinh vật có lợi sẽ có tác động có lợi cho sức khỏe như là tổng hợp vitamin, giảm sự hình thành các chất gây hại trong ruột, hỗ trợ tiêu hóa, giúp hấp thu tốt hơn và cải thiện sự rối loạn của đường ruột cũng như là tăng cường sức đề kháng, giúp phòng bệnh. Ngược lại, các vi sinh vật gây hại sẽ gây ra những tác động xấu cho cơ thể như hình thành các chất gây hoại tử trong ruột, các chất gây ung thư,…Vì vậy sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột là rất quan trọng để duy trì lượng vi sinh vật có lợi chiếm ưu thế để hỗ trợ các chức năng về tiêu hóa và miễn dịch. Tuy nhiên, trong cuộc sống hàng ngày, hệ đường ruột của chúng ta rất dễ bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài làm rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột, chẳng như sự lão hóa, dùng kháng sinh, chế độ ăn không cân bằng, căng thẳng và làm việc quá sức, hay sự nhiễm khuẩn từ những thức ăn không vệ sinh,… Các nhân tố này sẽ làm cho các vi sinh có lợi giảm đi, và tạo điều kiện cho vi sinh gây hại tăng lên, gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Điều đó cho thấy vai trò của vi sinh vật có lợi trong hệ đường ruột là rất quan trọng để duy trì sức khỏe và phòng bệnh. Tầm quan trọng của vi sinh có lợi đối với sức khỏe từ lâu đã được biết đến. Và có thể nói, người tiên phong trong việc ứng dụng chủng khuẩn có lợi probiotic để cải thiện sự rối loạn của vi sinh đường ruột và giúp phòng bệnh là Tiến sĩ Minoru Shirota – trường Đại học Kyoto –Nhật Bản. Năm 1930, Giáo sư Minoru Shirota đã chọn lọc được chủng khuẩn axít lactic kháng mạnh axít, tiến đến ruột non mà vẫn tồn tại – chủng Lactobacillus casei Shirota Lactocillu bulgaricus GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 6 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM Streptococcus thermophilus Các loài vi sinh vật thường dung để lên men sữa chua. Giống vi sinh vật Loài Vi khuẩn Lactobacillus L.delbrueckii L.delbrueckii ssp lactis L.delbrueckii ssp bulgaricus L.helveticus L.acidophilus L.casei L.kefir Lactococus L.lactis ssp lactis L.lactis ssp lactis var diacetylatis L.lactis ssp cremoris Leuconostoc Stretococcus Pediococcus Acetobacter L.mesenteroides L.mesenteroides ssp dextranicum L.mesenteroides ssp cremoris S.thermophilus P.pentosaceus P.acidilactis A.aceti Nấm men Kluyveromyces Candida Saccharomyces Torulaspora K.marxianus ssp marxianus K.marxianus ssp bulgaricus K.lactis C.kefir GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 7 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM S.cerevisiae S.lactis T.delbrueckii 2. Những đặc điểm chung của probiotics: Tuy nhiên, không phải tất cả những vi sinh vật sống có lợi nào cũng là probiotic, mà theo đánh giá của tổ chức FAO và WHO cho rằng tiêu chuẩn quan trọng nhất để chọn chủng khuẩn probiotic sử dụng dưới dạng thực phẩm là chủng khuẩn đó phải có khả năng sống sót qua hệ tiêu hóa . Tuy nhiên, hầu hết các chủng probiotic là ngoại bào, và khó có thể cư trú trong ruột. Vì vậy tiêu thụ hàng ngày probiotic là cần thiết. Một Probiotic để sản xuất thực phẩm dùng cho người cần đáp ứng những điều kiện sau • Chúng phải tiến đến ruột non mà vẫn tồn tại. Có nghĩa là chúng phải kháng được axít dịch vị dạ dày và dịch vị mật để tiến đến ruột non mà vẫn tồn tại để hỗ trợ các chức năng về tiêu hóa và miễn dịch. • Chúng phải được chứng minh là an toàn khi sử dụng. Sự an toàn rất quan trọng cho thực phẩm probiotic bởi vì chúng là những vi sinh vật sống và có thể nhân dòng trong ruột. • Chúng phải được dùng dưới dạng thực phẩm. Nghĩa là chủng khuẩn probiotic phải còn sống trong thực phẩm cho đến khi nó được tiêu thụ mà không có sự phát triển của các vi sinh vật khác. Và chúng phải có mùi vị dễ chịu, dễ uống. • Chúng phải có hiệu quả có lợi và đáng tin cậy. Nghĩa là hiệu qủa có lợi của chủng probiotic phải được chứng minh một cách khoa học bằng các dữ liệu lâm sàng, thử nghiệm trên động vật và trên người. • Sản phẩm có giá cả hợp lý. Người tiêu dùng cần tiêu thụ thực phẩm chức năng chứa chủng khuẩn probiotic trong một thời gian dài để thu nhận đầy đủ các hiệu quả có lợi của chúng. Giá thành thấp sẽ tạo điều kiện cho người tiêu dùng có điều kiện tiêu thụ chúng hàng ngày để duy trì hệ đường ruột khỏe mạnh. 3. Những tác dụng tốt của probiotic đối với sức khỏe con người: GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 8 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM Tác dụng tốt của probiotic đối với sức khỏe cho con người từ lâu đã được ghi nhận là có một vai trò quan trọng.Ruột là hệ thống cơ quan lớn hàng thứ 2 sau hệ hô hấp trong cơ thể con người. Trong suốt cuộc đời 1 con người bình thường, đường ruột phải làm nhiệm vụ lưu thông và tiêu hoá một con số khổng lo hơn 60 tấn thức ăn. Và vì thế, đường ruột cũng là nơi được xem là lối vào đầu tiên của các vi khuẩn có hại xâm nhập vào cơ thể thông qua thức ăn và nước bọt. Vì đường ruột là lối xâm nhập đầu tiên của các loại vi khuẩn nên trong thực tế, khoảng 70%-85 % các tế bào miễn dịch của cơ thể được tìm thấy ở đây. Probiotics đã được chứng minh là có thể nâng cao khả năng miễn dịch và sức đề kháng của ruột bằng cách tác động tích cực lên một số chức năng của hệ miễn dịch tại đây giúp chúng ta bảo vệ sức khoẻ trước các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài. Cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột, giúp cải thiện tình trạng tiêu chảy và táo bón: Hệ vi sinh vật đường ruột không những có vai trò hỗ trợ rất lớn đối với hệ tiêu hóa mà còn có ý nghĩa rất lớn đối với hệ miễn dịch. Vì vậy mà khi hệ vi sinh vật đường ruột bị ảnh hưởng bởi các tác nhân như stress, kháng sinh, chế độ ăn uống không cân bằng, sự nhiễm khuẩn, hay sự lão hóa, sẽ làm cho hệ vi sinh vật đường ruột bị rối loạn, nghĩa là lượng vi sinh có lợi giảm đi và tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh gây hại tăng lên. Với sự bổ sung của lượng khuẩn probiotic sẽ giúp cải thiện và duy trì hệ vi sinh đường ruột được cân bằng, nó giúp làm tăng vi sinh vật có lợi (bao gồm các chủng thuộc nhómLactobacillus và Bifidobacteria) và làm giảm các vi sinh vật gây hại (như Clostridia perfringens, Staphylococcus aureus,…). Trong trường hợp sự rối loạn vi sinh đường ruột do dùng kháng sinh làm cho các vi sinh gây hại tăng lên, và gây ra tiêu chảy. Hiệu quả của probiotic cải thiện tình trạng bệnh tiêu chảy do dùng kháng sinh đã được ghi nhận.Tuy nhiên, hiệu quả này phụ thuộc vào chủng probiotic sử dụng và liều dùng cho điều trị. Các chủng khuẩn probiotic sẽ ức chế các vi sinh gây hại phát triển có thể bằng nhiều cách: Bằng cách làm giảm pH của hệ đường ruột dưới mức ngưỡng mà các vi sinh vật gây GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 9 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM bệnh có thể phát triển trong môi trường có chứa các sản phẩm trao đổi chất cuối cùng như là axít lactic, axít acetic,  Chủng khuẩn probiotic sẽ tạo ra các hợp chất kháng khuẩn (bacteriocin) để ức chế và tiêu diệt vi sinh gây hại.  Cạnh tranh vị trí gắn lên nội mô ruột: khi thu nhận probiotic, chúng sẽ cạnh trạnh vị trí gắn, để lại rất ít vị trí gắn cho vi sinh vật gây bệnh. Lúc đó, vi sinh vật gây bệnh sẽ qua ruột và bị loại ra khỏi cơ thể nếu không có vị trí gắn sẵn có.  Kích thích sự hình thành kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh.  Ức chế sự hình thành các chất gây hoại tử, giảm độc tố do các vi vinh vật đường ruột tạo ra. Bình thường, một số chất gây hại như ammonia, phenols, indole, hydrogen sulfide, …sẽ được giải độc ở gan và bài tiết trong hệ tiêu hóa và ra ngoài nước tiểu. Một vài chất gây hại này bắt nguồn từ thực phẩm và một số thì được tạo ra từ các các vi sinh vật gây hại trong đường ruột. Tuy nhiên, khi hệ vi sinh đường ruột bị rối loạn do tác nhân nào đó như là chế độ ăn uống không cân bằng, ăn quá nhiều hàm lượng protein và chất béo, và tích lũy trong ruột, sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật gây hại trong đường ruột tăng lên và chiếm ưu thế, chẳng hạn như Coliform, Clostridium, Bacteroides, Lúc đó, một vài trong số chúng không được giải độc ở gan, và sẽ đi đến các cơ quan khác, gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Nếu tình trạng này kéo dài có thể phát sinh những rối loạn về gan và thậm chí gây ung thư.  Cải thiện tình trạng không dung nạp lactose Tình trạng không dung nạp lactose là trường hợp lactose không được phân giải thành các chất đơn giản hơn để hấp thu vào máu do sự thiếu hụt men lactase. Lactose không được phân giải và không được hấp thu sẽ tích lũy trong ruột và gây ra một số triệu chứng khó chịu cho bệnh nhân như là đau bụng, tiêu chảy, sôi bụng,…Probiotic có thể hỗ trợ cải thiện tình trạng này bằng cách hỗ trợ hoạt tính enzyme phân giải GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 10 . được sản xuất từ sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc, sữa hoàn nguyên (reconstituted milk) hoặc sữa tái chế (recombined milk). Sữa tươi sử dụng trong sản xuất. thiệu chung về sữa chua. GVHD.Nguyễn Thị Thảo Minh Trang 1 Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TpHCM 1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sữa chua : Yaourt