Ñoái vôùi caùc vi khuaån leân menlactic ñoàng hình, pH moâi tröôøng thöôøng khoâng aûnh höuôûng ñeán caùc saûn phaåm ñaëc tröng cuûa quaù trình leân men coøn ñoái vôùi caùc vi khuaån leâ[r]
(1)1 Cơ chế trình lên men vi khuaån Lactic:
1.1 Lên men lactic đồng hình (điển hình):
Lên mem lactic đồng hình q 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 leân men:
C6H12O6 CH3CHOHCOOH + 21,8.104 J
Trong trình lên men lactic đồng hình, glucoza chuyển hố theo chu trình Embden-Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho qui trình tất loai enzym aldolase, cịn hydro tách dehydro hố triozophophat dược chuyển đến pyruvat Vì vi khuẩn lên men lactic đồng hình khơng có enzyme cacboxylase axit pynivic không phân huỷ mà tiếp tục khử thành axit lactic theo sơ đồ chuyển hoá đây:
Sơ đồ 1:
C6H12O6
2CH3COCOOH
CH3CHOHCOOH
Sơ đồ 2: Glucose
Glucose - – photphat Fructose – – photphat Fructose –1, – diphotphat
Photpho dioxyaceton Photphoglyceraldehyde Axit – 1,3 – diphotphoglyceric
Axit pyruvic Axit lactic
(2)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 hố khử mơi trường
giảm xuống dẫn đến nhường hydro từ PN-H2 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 dị hình:
Lên men lactic dị hình trình lên men ngồi sản phẩm axit lactic cịn 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% đơi khơng có khí mà thay vào tích luỹ lượng axit foocmic Như vậy, sản phẩm phụ khác đáng kể tạo thành trình lên men lactic dị hình chứng tỏ trình phức tạp so với lên men lactic đồng hình
(3)Có thể tóm tắt sau:
C6H12O6
Ribuloza -5 –photphat Xilulosse – – photphat
Photphoglycerraldehyt Acety photphat
CH3COCOOOH CH3CHO
-2H
+NADH(+H+) + CO
2 +2H+ +2H2O
CH3CHOHCOOOH HOOCCH2COCOOH CH3CH2OH CH3COOOH
+ H+ Etanol 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 CO2 tiếp nhận
hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau:
CH3COCOOH + CO2 COOH-CH2-CO-COOH
COOHCH2COCOOH+2 Dehydrase -H2 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
(4) Theo quan điểm tiến hoá sinh lý vi sinh vật học người ta cho lên men lactic đồng hình hướng tiến hố độc lập lên men dị hình [ 1,2,3 ]
1.3 Cơ chế trình chuyển hoá đường sữa Vi khuẩn lactic gây nên có thể biểu diễn theo sơ đồ sau:
Lactose
Glucose Galactose
Các sản phẩm trung gian
CH3COOH
Acid pyruvic
+ H H2O
+2H + O
CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOOH CH3CHO
Acid lactic Acetaldehyde CH3COOH
Acid acetic + O
CO2 + O +CH3OH
CH3CH2OH CH3COOH CH3CHOHOCCH3
EÂtanol Aceton
-2H
CH3COCOCH
Di-acetyl
Lên men đồng hình
(5)Acetadehyde, Êtanol, Acid Acetic, Aceton, Di-acetyl tổ hợp tạo mùi vị đặc trưng cho sữa chua, giúp sữa chua có mùi vị khác hẳn sản phẩm khác [ ]
2 Các yếu tố ảnh hưởng lên men lactic:
2.1 Nguồn glucid:
Để trì sống, điều hồ q trình chuyển hố tế bào vi khuẩn cần sử dụng nguồn glucid có mơi 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 Nước C6H12O6 + C6H12O6
Lactose
Lactose glucose galactose
Glucose galactose VK Các hợp chất khác + Sinh lượng
Một số loại đường khác vi khuẩn lactic sử dụng chọn lọc: + Đisaccarit: Saccarose, maltose……
+ Polysaccarit: dextrin, tinh boät,……
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 nghĩa quan trọng phát triển vi sinh vật khơng có 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+ trong
môi trường làm tăng khả lên men lactic Ngồi ra, Casein cịn chất đệm có tính trung hồ lượng acid sinh trình lên men
+ Pepton:
Trong mơi trường sữa có sẳn nguồn pêpton nhu cầu peptone thể vi khuẩn cao cần bổ sung peptone từ bên ngồi vào mơi trường sữa để đảm bảo lượng peptone đủ để làm tăng tốc độ lên men
+ Acid amin:
Vi khuẩn lactic hấp thụ dễ dàng
(6)Đối với vi khuẩn sinh hương, acid amin việc cần thiết cho phát triển vi khuẩn mà cịn 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 khơng có khả sinh tổng hợp vitamin mơi trường sữa bên ngồi có đủ loại vitamin cần thiết cho phátt triển vi khuẩn lactic nên không cần bổ sung thêm từ bên
Loài vi khuẩn Ribiflavin Piridoxin Acid folicVitamin B
12 Tianin
Lact.Jugurti + + - -
-Lact.Lulveticum + + - -
-Lact.Bulgaricum + - +- -
-Lact.Lactis + - - +-
-Lact.Acidphilus + - + +-
-2.4 Muối khoáng nguyên tố vi lượng:
+ Nhu cầu khơng lớn khơng cần bổ sung thêm từ vào mà cần sử dụng chất có sẳn mơi trường sữa
+ Trong loai muối khoáng P chiếm tỉ lệ cao
Chú ý : Nồng độ muối NaCl môi trường khơng q 6.5% tiêu diệt hết loại vi khuẩn lactic
2.5 Nhu caàu Oxy:
+ Vi khuẩn lactic vừa có khả sống mơi trường có oxy vừa sống mơi trường khơng có oxy
+ Theo nghiên cứu cho vi khuẩn lactic phát triển tốt mơi 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
(7)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 bị giảm
+ Nồng độ ion H+ ảnh hưởng đến độ phân ly chất dinh dưỡng môi
trường
+ pH mơi trường khác cịn làm độ phân tán chất keo độ xốp thành tế bào không đồng việc chống lại tác động bên ngồi khác dẫn đến làm thay đổi hình dạng tế bào
Với vi khuẩn lactic loại cầu khuẩn chịu pH so với trực khuẩn
Loài vi khuẩn pHmin pHop pHmax
Trực khuẩn ưa nhiệt 3.5 - 4.25 5.5 – 6.5 –
Strep.Lactic 4.75 – 6.5 8.5
Strep.Thermophilus 4.75 - 8.5
Strep.Faccalis 4.5 - 10
Đối với vi khuẩn lên menlactic đồng hình, pH mơi trường thường khơng ảnh hưuởng đến sản phẩm đặc trưng trình lên men cịn vi khuẩn lên men lactic dị hình ngược lại
+ Khi pH mơi trường cao sản phẩm tạo thành chủ yếu acid lactic
+ Khi pH môi trường thấp sản phẩm tạo thành ngồi acid lactic cịn 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 bị ảnh hưởng pH mơi trường
2.8 Các chất khaùng sinh:
Các chất kháng sing ảnh hưởng lớn đến vi khuẩn lactic
(8)+ Streotomycin: có tính kháng sinh mạnh, có khả tiêu diệt vi khuẩn gram + vi khuẩn gram –
trơng q 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:
(9)3.2 Theo qui mô công nghiệp:
Qui trình sản xuất sữa chua đặc: [ ]
Sữa đặc có đường
Khuấy
Khuấy
Chiết hủ
Ủ
Bảo quản lạnh
Sữa chua
T = 60-700 C
t = 3h
1,5 lon nước nguội lon nước sôi
(10)Qui trình sản xuất sữa chua uống: [ ]
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hố
Hiệu chỉnh SNF
Bài khí
Đồng hố
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men
Phối trộn
Bảo quản lạnh
Sữa chua Rót sản phẩm
Puree
(11)
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hoá
Hiệu chỉnh SNF
Bài khí
Đồng hố
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men
Phối trộn
Tiệt trùng UHT Đồng hố
Puree
Hương liệu
Rót sản phẩm
Bảo quản TSữa chua phịng
(12)Giải thích bước qui trình :
3.2.1 Chuẩn hố:
+ Mục đích:điều chỉnh hàm lượng chất béo
Do nhu cầu khách hàng ngày nâng cao, họ địi hỏi an tồn 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 tốn tách bớt cream 3.2.2 Hiệu chỉnh SNF:
+ Mục đích :xác định hàm lượng chất khơ có sữa Yếu tố quan trọng định đến độ cứng sản phẩm sữa chua tạo thành
Nếu hàm lượng chất khơ q thấp khả đơng tụ sản phẩm sữa chua thấp
Nếu hàm lượng chất khơ q 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 khơng phá vỡ mùi hương đặc trưng sữa chua
Khi sữa có nhiều khí làm giảm khả truyền nhiệt nghĩa làm tăng chi phí cho trình sản xuất bước trùng, đồng hoá,………
(13)+ Nguyên tắc thực hiện: kết hợp nhiệt độ với áp lực chân không + Thông số kỷ thuật: T=70oC, áp suất tương ứng.
+ Thiết bị gia nhiệt: ống lồng ống, mỏng tác nhân gia nhiệt nước 3.2.4 Đồng hố:
+ Mục đích: ổn định 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 hố tồn phần : cấp cấp
Đồng hố phần: dịng cream ( 10% max), dòng sữa gầy
+ Thiết bị: 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) : 72-75oC vòng
15-20 s
+ Thiết bị 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 mơi trường thích hợp để tiến hành nhân giống đến lượng cần thiết
Dung dịch sữa sau trùng cần làm nguội xuống đến khoảng 420C (nhiệt độ
này không làm ảnh hưởng đến chất lượng giống ) tiến hành cấy giống vào với tỉ lệ 0.5 -7 %
3.2.7 Leân men:
Q trình lên men thực bioreactor có phận điều khiển: nhiệt độ tự động, pH mơi trường tự động
Q trình lên men thực nhiệt độ T = 42oC, 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 bị rót: phải vô trùng
(14)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 mịn màng, tươi tắn đồng thời chữa chứng hôi miệng
Hãng Vinamilk có mặt hàng sữa chua đặc:
+ Sữa chua trắng 2500đ
+ Sữa chua có bổ sung mứt dâu 3000đ + Sữa chua có bổ sung hương trái 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
+ Trị bệnh đường tiêu hoá
+ Giảm cholesterol, chống béo phì, ngăn ngừa ung thư
Giá hộp: 3000đ + Tăng cường hệ miễn dịch 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 dịch, sản xuất kháng thể
+ Giảm cholesterol có máu + Giảm stress, bớt căng thẳng có độ rượu nhẹ
(15)Giá 2000đ hộp 4.2 Sữa chua uống:
Sữa chua YaO sản xuất từ nguồn sữa tươi giàu dinh dưỡng kết hợp với nước ép trái tươi,
lên men lactic tạo thành loại nước uống thơm ngon,
bổ dưỡng hộ trợ kích thích hoạt động tiêu hố bé ngày Đặc biệt, cịn có bổ sung thêm Canxi, vitamin C đảm bảo phát triển tối ưu chiều cao
tăng cường sức đề kháng cho bé
Sữa chua YaO đóng chai nhựa 110 ml với hương vị : cam, dâu, trái
Sữa chua uống tiệt trùng Yomilk chế biến từ sữa bò tươi nguyên chất nước ép trái tươi Yomilk có hương vị thơm ngon giúp bạn có giây phút thoải mái sảng khối đồng thời cịn cho bạn vóc dáng khẻo đẹp, tính cách động
Yomilk có hương vị: 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 xơhồ tan chiết xuất từ thực vật, có tác dụng hỗ trợ đường tiêu hố hoạt động tốt hơn, giúp bạn ln có da mịn màng, thân hình cân đối đồng thời mang đên cho bạn vẻ đẹp tự nhiên
Yomilk* có hương vị : cam, dâu, chanh, trái đông
strong bao bì 180 ml
(16)