Hệ vi sinh vật trong sữa và một số sản phẩm sữa

Hệ vi sinh vật trong sữa và một số sản phẩm sữa, Hệ vi sinh vật trong sữa và một số sản phẩm sữa, Hệ vi sinh vật trong sữa và một số sản phẩm sữa, Hệ vi sinh vật trong sữa và một số sản phẩm sữa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÀI TIỂU LUẬN HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA VÀ MỘT SỐ SẢN PHẨM SỮA CHUA Họ tên sinh viên: NGUYỄN THÙY LINH Ngành: BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM Niên khóa: 2006 - 2010 Tháng 11 năm 2008 MỤC LỤC I MỞ ĐẦU II HỆ VI SINH VẬT SỮA 2.1 Nguồn vi sinh vật nhiễm vào sữa 2.1.1 Hệ vi sinh vật bình thường sữa sản phẩm từ sữa 2.1.2 Hệ vi sinh vật không bình thường sữa III SỮA CHUA 3.1 Khái quát 3.2 Nguyên liệu sản xuất sữa chua 10 3.3 Vi khuẩn sử dụng sản xuất sữa chua 10 3.4 Cơ chế trình lên men vi khuẩn lactic 13 3.5 Quy trình sản xuất sữa chua 20 a.Sữa chua dạng tĩnh 20 b.Sữa chua dạng động 20 c.Sữa chua kefir 21 d.Sữa uống lên men yakult 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 I.MỞ ĐẦU Sữa thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo vắt từ vú động vật khỏe, nuôi dưỡng tốt làm việc nặng Sữa chứa hầu hết chất dinh dưỡng cần thiết cho thể protein, lipit, vitamin, muối khống sữa mơi trường dinh dưỡng tốt cho phát triển vi sinh vật Hiện có nhiều sản phẩm chế biến từ sữa, chúng không cung cấp dinh dưỡng cho người mà phương pháp để bảo quản sữa Vì em làm tiểu luận để tìm hiểu hệ vi sinh vật sữa ứng dụng vi sinh vật sản xuất sữa chua Thành phần hóa học sữa:  Protein bao gồm casein ( 2,7% ) không bị thay đổi sữa bị đun nóng hay đun sơi Anbumin ( 0,4% ) glubulin ( 0,2% ) bị đơng tụ sữa bị đun nóng đến 80oC  Lipit chiếm 4% lipit đơn giản có chứa cacbon, hydro, oxy lipit phức tạp nguyên tố cịn có ngun tố khác lưu huỳnh, photpho, nitơ  Glucid: glucid sữa lactoza, dễ bị phân hủy thành gluco galacto để tham gia vào trình lên men lactic tạo axit lactic sản phẩm bay khác  Chất khống:hầu hết dạng dễ đồng hóa, ngun tố kali, natri, magie, sắt số nguyên tố vi lượng khác  Các vitamin: gồm vitamin tan nước ( B1, B2, PP, C ), vitamin tan chất béo ( A, D, E) II.HỆ VI SINH VẬT SỮA 2.1 Nguồn vi sinh vật nhiễm vào sữa Trong sữa bị ln tìm thấy lượng lớn vi sinh vật Những nguồn nhiễm vi sinh vật vào sữa thường là:  Từ vú bị:ở vú bị có nhiều loài vi khuẩn, 50% vi khuẩn khơng có hại sữa tươi Các vi khuẩn vú bị thường gặp Micrococcus, ngồi cịn tìm thấy Streptococcus trực khuẩn đường ruột  Từ da bò: dụng cụ vắt sữa chứa đựng sữa, thức ăn ni bị,… Hệ vi sinh vật sữa thường gặp nhiều vi khuẩn, số dạng nấm men, nấm mốc Trong số có số có ích, số khơng có hại gì, số ảnh hưởng xấu tới sữa sản phẩm từ sữa Trong sữa phân thành hệ vi sinh vật bình thường hệ vi sinh vật khơng bình thường gây tật sữa nhóm vi sinh vật gây bệnh 2.1.1 Hệ vi sinh vật bình thường sữa sản phẩm từ sữa Thông thường sữa chứa số vi sinh vật, gồm có vi khuẩn, nấm men nấm mốc Trong số vi khuẩn chiếm chủ yếu với lồi phổ biến : vi khuẩn lactic sau vi khuẩn butyric, propionic, vi khuẩn gây thối, nhóm trực khuẩn đường ruột…  Vi khuẩn  Các vi khuẩn lactic : nhóm vi khuẩn Gram (+) khơng có bào tử, khơng di động, tế bào hình gậy, hình cầu, hơ hấp yếm khí, tùy tiện hiếu khí, khơng sinh catalaza, khơng phân hủy H2O2, khơng khử nitrat, khơng phân giải protein sữa, nhóm vi khuẩn quan trọng sữa có tác dụng lớn bảo quản cung chế biến sản phẩm từ sữa ( bơ, sữa chua, phomat ).Trong trình sống chúng biến đổi đường thành axit lactic.Ngồi tạo số sản phẩm phụ: axit bay hơi, este, axeton, deaxetyl… tạo mùi cho sản phẩm  Các vi khuẩn lactic gây lên men đồng hình ( sản phẩm chủ yếu axit lactic ) lên men dị hình ( ngồi axit lactic cịn có lượng sản phẩm phụ đánh kể )  Các liên cầu khuẩn lactic ( Streptococcus lactis ) có tế bào hình ovan, dài, thường xếp thành đơi chuỗi ngắn Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng 30 - 350C Ở nhiệt độ làm đơng tụ sữa sau 10 - 12 phát triển, sữa chua vi khuẩn có mùi vị khiết Ngồi cịn có Streptococcus cremoris, tế bào thường xếp thành chuỗi dài,giống lên men lactic , nhiệt độ tối thích 20 - 250C,sữa bị đông tụ sau 12 nuôi cấy  Các vi khuẩn sinh hương gồm liên cầu khuẩn có khả tạo thành lượng đáng kể axit bay ( axit axetic, propionic ) chất thơm ( este, diaxetyl ) Gồm có :S citroborus, S paracitrovorus S diacetilactis, nhiệt dộ thích hợp 300C (riêng S diacetilactis phát triển tôt 350C Các vi khuẩn gây đông tụ sữa sau 16 - 18 giờ, chí sau - ngày  Các trực khuẩn lactic ( lactobacillus ) : Là tác nhân trình chế biến sữa chua, phomat, ủ lên men thức ăn gia súc Bao gồm Lactobacterium bulgaricum phát triển ph thích hợp 6,5, nhiệt độ 40 - 450C, gây đông tụ sữa sau 12 giờ, Lacrobacterrium lactic phát triển 22 – 500C, Lactobacterium casei phát triển nồng độ muối cao 5,5% Lactobacterium plantarum Cả hai có tác dụng q trình ủ chín phomat  Vi khuẩn propionic :trực khuẩn khơng sinh bào tử, khơng chuyển động, hiếu khí tùy tiện, phát triển tốt điều kiện kỵ khí Nhiệt độ thích hợp 30-350C ứng dụng sản xuất phomat gây hương vị đặc trưng, khí CO2 sinh tạo mắt phomat  Vi khuẩn Leuconostoc: gồm vi khuẩn lên men lactic dị hình, có dạng hình cầu Trong môi trường axit chúng trở nên dài nhọn , lên men đường tạo chất thơm axetyl, metyleacbimot acetoin, điển hình Leuconostoc citrovorum dùng để chế men sản xuất bơ Leuconostoc mesenteroides Ngồi cịn có số vi khuẩn có tác dụng xấu cho sữa sản phẩm từ sữa trực khuẩn đường ruột ( E.coli-aerogenes ), vi khuẩn gây thối ( Bacterium fluorescens, Bacillus, Proteus vulgaris…) vi khuẩn butyric  Nấm men: lên men đường lacto tạo CO2 rượu, phản ứng sinh hóa trình hình thành số sản phẩm sữa chua  Nấm men rượu ( Saccharomyces ) lên men đường lactoza, có giá trị lớn việc chế biến sữa chua ( kêfia, kumic )  Một số chủng thuộc giống Torulopsis có tác dụng làm rắn bơ  Mycoderma ( nấm men tạo màng ) có hoạt tính proteaza, nấm men gây cho sản phẩm sữa có vị đắng  Nấm mốc: có khả phân giải protein, lipit làm cho sữa có vị đắng Chúng phát triển sau nấm men có sữa hư hỏng nặng Một số loài ứng dụng sản xuất phomat, thường gặp sữa sản phẩm sữa loại sau: Endomyces lactic tạo màu trắng mặt phomat, bơ, Mucor, Ascomycetes, Fungi, Phycomycetes, Aspergillus, Penicillium…thường tạo mặt phomat, bơ vết màu khác gây mùi hôi Oidium lactic tạo bề mặt sữa váng chua lớp trắng đặc biệt có mùi thơm Mốc thường làm hỏng lipit sữa Tất nấm mốc không phát triển sữa tươi mà phát triển mạnh sữa chua gây kiềm hóa sữa 2.1.2 Hệ vi sinh vật khơng bình thường sữa  Sữa bị axit hóa:do biến đổi lactoza thành axit lactic Hiện tượng đột ngột Streptococcus lactic, ngồi vi khuẩn khác Coli Staphylococcus, Micrococcus số vi sinh vật vú Micrococcus luteus bacteria on blood agar www.britannica.com/EBchecked/topic-art/380299 Staphylococcus aureus www.cassiopeaonline.it/ /staph_bacterium.html  Sữa đông độ axit thấp: có mặt vi khuẩn Prezua, vi khuẩn Micrococcus caseolyticus Micrococcus liquefaciens, Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, chúng có khả làm đơng sữa để nguội  Sữa bị phân giải protein: có số nấm Geotrichum, Penicillium, Mucro có khả phân giải axit lactic Khi axit lactic biến chất đạm dễ bị thối hóa, vi khuẩn tạo prezua phân giải protein có tác động khơng cần dung dịch có độ axit ban đầu  Sữa bị đắng: gây trực khuẩn có bào tử Micrococcus caseiamara, hay nấm men Torula ama có khả làm cho sữa đắng  Sữa bị ôi:do Bacterium fluorescens tạo lipaza phân giải lipit tạo axit butyric, andehyt rượu chất khác làm cho sữa bị  Sữa có mùi vị xà phịng: Bacterium lactic, Saponacci thủy phân chất béo casein làm cho sữa trở nên dính nhớt, thành sợi, lầy nhầy  Sữa có màu sắc: màu xanh, vàng, đỏ…chủ yếu Pseudomonas cyanofenes, P.synxntha, Bacillus cyanofenes… Pseudomonas fluorescens www.scienceclarified.com/As-Bi/Bacteria.html  Sữa đắng mặn:vi sinh vật phát triển làm giảm lượng đường lactoza, tăng chất muối nên sữa đắng mặn III SỮA CHUA 3.1 Khái quát Nguồn gốc từ Bungari với tên gọi yaourt, nhiều nước khác có tên gọi riêng cho yoghurt Ở nước ta sử dụng phổ biến loại sữa chua yoghurt Người ta chia yoghurt thành ba loại phụ thuộc vào thời điểm trình lên men:  Sữa chua dạng “set type” sau bổ sung chủng, người ta rót vào hộp lên men hộp Lên men 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 đồng hình, glucoza chuyển hóa theo chu trình Embden-Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho qui trình tất loai enzym aldolase, cịn hydro tách dehydro hóa triozophophat chuyển đến pyruvat Vì vi khuẩn lên men lactic đồng hình khơng có enzyme cacboxylase axit pynivic không phân hủy mà tiếp tục khử thành axit lactic theo sơ đồ sau: Sơ đồ 1: C6H12O6 NAD+ CH3CHOHCOOH Sơ đồ 2: NADH(H+) 2CH3COCOOH Glucose Glucose - – photphat Fructose – – photphat Fructose –1, – diphotphat Photpho dioxyaceton Photphoglyceraldehyde Axit – 1,3 – diphotphoglyceric Axit pyruvic Axit lactic Lên men lactic đồng hình chia thành hai giai đoạn: Giai đoạn 1: thời kỳ sinh trưởng cấp số mũ vi khuẩn, từ hexoza nhờ oxi hóa photphoglyceraldehyde kèm theo việc khử pividinnucleotide (PN) tạo axit photphoglyceriaic PCH2-CHOH + H2O + PN P.CH2CHOG-COOH 14 + PNH2 Giai đoạn 2: chất nhận hydro PN-H tăng mà oxi hóa khử mơi trường giảm xuống dẫn đến nhường hydro từ PN-H2 cho axit photphoglycerinic nên khử thành axit lactic CH2OP-CHOH-COOH + H2O ( PN-H2 ) CH3CHOHCOOH + H3PO4 + PN + H2O Tùy thuộc vào đặc tính sinh học enzym lactate- dehydrogenase có mặt lactataxemase mà loại axit lactic dạng tạo D(-), L(+) DL B lên men lactic dị hình: Lên men lactic dị hình q trình lên men sản phẩm tạo ngồi axit lactic cịn có lượng đáng kể axit acetic, etanol, axit sucsinic, CO 2,……… Phương trình chung biểu diễn trình lên men: C6H12O6 CH3CHOHCOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2 … Trong đó, axit lactic chiếm khoảng 40%, axit sucsinic khoảng 20%, rượu êtylic axit acetic 10% loại khí 20% Trong vi khuẩn lactic lên men dị hình khơng có enzyme sở dụng sơ đồ Embdenmarehof aldolase triozophotphatizomerase bước đầu phân giải glucose theo đường pentozophotphat, tức thông qua glucose-6photphat, 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 tạo thành axit axetic kèm theo tạo thành ATP Acetylphophat khử thành etanol thông qua acetyldehyt photphoglyceraldehyde thơng qua axit pynivic mà tạo thành axit lactic Có thể tóm tắt sau: C6H12O6 Ribuloza -5 –photphat 15 Xilulosse – – photphat Photphoglycerraldehyt Acety photphat CH3COCOOOH CH3CHO -2H +NADH(+H+) CH3CHOHCOOOH +2H+ + CO2 HOOCCH2COCOOH CH3CH2OH + H+ HOOC(CH2)2COOH Etanol +2H2O CH3COOOH Axit acetic ( Axit sucsinic ) + Axit lactic tạo thành từ axit pynivic tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình : CH3COCOOH + dehydrase-H2 CH3CHOHCOOH + dehydrase + Axit sucsinic tạo thành từ axit pynivic tác dụng với CO tiếp nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau: CH3COCOOH + CO2 COOHCH2COCOOH + 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 16 CH3CHO + H2O + aldehydrase C2H5OH + CH3COOH + aldehydrase + Việc sinh khí liên quan đến điều kiện yếm khí, tỷ lệ hợp chất phụ sinh phụ thuộc vào thành phần dinh dưỡng loại vi khuẩn lactic C chế chuyển hóa đường từ sữa biểu diễn sau Lactose Glucose Galactose sản phẩm trung gian CH3COOH Acid pyruvic +H H2 O 17 +2H +O CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOOH CH3CHO Acid lactic Acetaldehyde CH3COOH Acid acetic +O CO2 +O CH3CH2OH +CH 3OH CH3COOH CH3CHOHOCCH3 Etanol Aceton -2H CH3COCOCH Di-acety Chính sản phẩm phụ tạo mùi vị đặc trưng cho sữa chua Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men lactic nguồn glucid: Vi khuẩn sử dụng glucid nguồn cung cấp cacbon, loại đường sử dụng phổ biến lactose C12H22O11 nước C6H12O6 + C6H12O6 Lactose Lactose Glucose galactose glucose VK galactose hợp chất khác + Sinh lượng Đối với lên men đồng hình vi khuẩn chuyển hóa khoảng 98% đường thành axit lactic Nguồn azốt: Nguồn azot có ý nghĩa quan trọng dùng để tổng hợp nên hợp chất phức tạp cấc tạo nên nguyên sinh chất tế bào vi sinh vật 18 Vi sinh vật đòi hỏi nguồn azot cao đặc biệt là: + Protit + Pepton + Acid amin 2.3 Vitamin: Vi khuẩn lactic khơng có khả tổng hợp vitamin nên nhận từ mơi trường ngồi Loại vi khuẩn Lact.Jugurti Lact.Lulveticum Lact.Bulgaricum Lact.Lactis Lact.Acidphilus Ribiflavin + + + + + Piridoxin + + - Vitamin Acid folic + + B12 + + - Tianin - Muối khoáng nguyên tố vi lượng Nhu cầu không cần nhiều sữa đáp ứng đủ khơng cần phải bổ sung thêm, nhiên cần phải điếu chỉnh lượng muối thích hợp để khơng ức chế phát triển vi khuẩn lactic ( NaCl