Quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa bởi vi sinh vật

Quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa bởi vi sinh vật, Quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa bởi vi sinh vật, Quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa bởi vi sinh vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VI SINH THỰC PHẨM Đề tài: VI SINH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Giáo viên hướng dẫn: Họ tên : Lớp : DH06BQ MSSV : 06125189 Nông lâm, ngày 25 tháng 12 năm 2008 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Mục lục Thành phần hóa học tính chất sữa trang 2 Sự lên men lactic số phương pháp chế biến sản phẩm Sữa trang 2.1 Sự lên men lactic trang 2.2 Một số phương pháp chế biến sản phẩm Sữa trang 2.2.1 Sản xuất sữa chua trang 2.2.2 Sữa chua Kefir trang 2.2.3 Sản xuất Bơ trang 2.2.4 Sản xuất Phomai .trang 10 Một số vi khuẩn lactic đặc trưng cho công nghiệp chế biến sữa lên men trang 11 3.1 Streptococcus thermophilus .trang 11 3.2 S.Cremoric trang 11 3.3 S.Diaxetylactic trang 11 3.4 Leuconostoc citrovorum trang 11 Lợi ích sữa chua trang 12 5.Tác hại vi sinh vật sữa trang 13 5.1 Hệ vi sinh vật sữa trang 13 5.2 Tác hại sữa trang 16 5.3 Gây bệnh người trang 17 5.4 Biện pháp phòng ngừa .trang 17 Tài liệu tham khảo trang 18 Hình ảnh: Hình Sản phẩm từ Sữa trang Hình Khuẩn lạc đĩa petri vi khuẩn Lactic .trang Hình Vi khuẩn Lactic khuẩn lạc Streptococcus trang Hình Streptococcus pneumoniae Streptococcus viridans trang Hình Lactobacillus_lactic Lactobacillus_casein .trang Hình Streptococcus Cremoris trang Hình Khuẩn lạc Saccaromyces Mycoderma trang Hình Klebsiella trang Hình Sữa chua- Món ăn bổ dưỡng trang 12 Hình 10 Vi khuẩn E Coli trang 13 Hình 11 Clostridium Sporogenes trang 14 Hình 12 Vi khuẩn gây thối trang 14 Hình 13 Staphylococcus aureus Rhyzopus Stolonifer trang 15 Hình 14 Aspergillus favus trang 15 Hình 15 Penicilium sp trang 16 Hình 16 Sơ đồ nguồn lây nhiễm .trang 17 Bảng1 Thành phần hóa học sữa bò .trang Bảng Bảng tiêu vi sinh vật sữa trang 18 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Thành phần hóa học tính chất sữa: Sữa dung dịch sinh học, tạo thành từ tuyến sữa động vật Sữa chứa đầy đủ chất dinh dưỡng, enzyme, hocmon, khoáng, vitamin cần thiết cho phát triển trẻ em động vật non Ta tham khảo bảng số liệu sau: Hình Sản phẩm từ Sữa Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%) Nước 85 – 89 Chất khô Chất béo - Mỡ sữa - Photphatit 11 - 15 2.9 – 5.0 0.03 – 0.05 Các chất hoạt tính sinh học Vi lượng Enzyme Số lượng nhỏ Vitamin Kháng sinh Chất chứa nitơ Casein Chất phinitơ Hydracabon - Lactoza - Glucoza 2.5 – 4.0 Hocmon 2.3 – 2.9 0.02 – 0.08 Chất màu Chất khí 5.0 – 8.0 4.5 – 5.0 0.01 – 0.1 Bảng1 Thành phần hóa học sữa bị a, Protein: Sữa bị chứa khoảng 2.9 – 4% protein Trong chủ yếu casein, chiếm khoảng 2.3 – 2.9% Ngoài ra, protein sữa nằm dạng đầy đủ acid amin không thay cân đốivề thành phần acid amin b, Chất béo: Chất béo có sữa chiếm khoảng từ – 5.2%, chất béo sữa chia nhóm sau: - Mỡ - Photphatit (Lecithin, Kephalin, photphatidixerin, - photphattidinozit) - Glycolipit - Steroit c, Gluxit: Đường chủ yếu có sữa lactoza Ngồi ra, cịn có galactoza, glucoza, manoza, fructoza Lactoza chiếm tới 4.7% sữa, dễ bị lên men dễ tiêu hóa Lactoza dễ bị thủy phân tác dụng acid, nhiệt enzyme lactaza C13H22O11H2O → C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza ngậm nước Glucoza Galactoza d, Các chất khoáng: Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Lượng chất khoáng sữa khơng nhiều, có mặt chất khống đóng vai trò quan trọng cân chất dinh dưỡng sữa e, Vitamin: Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng khơng lớn Thuộc hai nhóm: - Nhóm tan chất béo gồm A, D, E - Nhóm tan nước gồm B1, B2, PP, C f, Các chất miễn dịch: Trong sữa có chứa nhiều chất miễn dịch khác Các chất miễn dịch có tác dụng bảo vệ sữa khỏi bị hỏng Hàm lượng chất miễn dịch không nhiều, chúng đóng vai trị quan trọng thể Chất miễn dịch dễ bị phá hủy nhiệt độ 65 ÷ 70oC Các chất miễn dichjtrong sữa bao gồm antioxin, opsonin, bacteriolyzin, precipitin, aglutimin, chứa lượng nhỏ bạch cầu h, Các chất khí: Trong sữa tồn chất khí như: CO2, O2, NO2 Trong sữa cịn phát Ca3NH3 Trong trình bảo quản chế biến, hàm lượng chất khí có thay đổi Sự có mặt chất khí gây khó khăn gia nhiệt, làm sữa dễ trào bọt khử trùng Sự lên men lactic số phương pháp chế biến sản phẩm Sữa: 2.1 Sự lên men lactic: Sự lên men lactic sử dụng rộng rãi việc chế biến sữa thành loại sản phẩm sữa chua, yaourt, fomage… vừa tăng giá trị dinh dưỡng, vừa có tính chất chữa bệnh đường ruột giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà cịn có tác dụng bảo quản lâu sữa tươi Trong trình lên men lactic có tạo thành axit lactic tác dụng enzyme lactatdehydrogenaza vi khuẩn lactic : CH3-CO-COOH → CH3-CHOH-COOH Hình Khuẩn lạc đĩa petri vi khuẩn Lactic Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Trong trình lên men lactoza, nhiều chủng vi khuẩn khơng sản sinh acid lactic mà cho hàng loạt sản phẩm khác acid hữu (axetic, propionic, suxinic…), rượu, este, CO2… Dựa vào sản phẩm trình lên men mà người ta chia thành dạng lên men: - Lên men lactic đồng hình C6H12O6 → 2CH3 – CHOH – COOH + 94 Kcal Glucoza acid lactic - Lên men lactic dị hình 2C6H12O6 → CH3 – CHOH – COOH + HOOC – CH2 – CH2 – COOH Glucoza acid lactic acid succinic + CH3 – COOH + CH3 – CH2OH + CO2↑ + H2↑ cid axetic rượu êtylic Vi khuẩn lactic lên men mono disacarit, tất vi sinh vật sử dụng loại disacarit Các vi khuẩn lactic không lên men tinh bột polysacarit khác (chỉ có lồi L delbrueckii đồng hóa tinh bột) Một số khác sử dụng pentoza acid citric mà chủ yếu vi khuẩn lên men lactic dị hình Vi khuẩn lactic thường có dạng hình cầu (hoặc hình ovan) hình que Theo GS.TS.Trần Minh Tâm Hình Vi khuẩn Lactic khuẩn lạc Streptococcus Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Vi khuẩn lactic có hoạt tính proteaza: phân hủy protein sữa thành peptit acid amin Hoạt tính lồi khác nhau, thường trực khuẩn cao Các vi khuẩn lactic việc tạo thành acid Một số quan trọng việc sản xuất phân tử hữu đem lại hương vị cho sản phẩm lên men, thêm vào hương vị đặc trưng acid lactic (diaxetyl, axetoin, acid bay hơi…) Streptococcus diaxetylactic Các sản phẩm sữa có sử dụng q trình lên men lactic thơng thường là: sữa chua đặc axidophilin, yaourt, fomat, bơ… sử dụng lên men hỗn hợp gồm lên men lactic lên men rượu kefia, kumi… 2.2 Một số phương pháp chế biến sản phẩm Sữa: 2.2.1 Sản xuất sữa chua: Làm nguội: Dịch sữa sau đồng hóa làm nguội đến nhiệt độ cấy men 44 ÷ 46 0C, tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn lên men lactic hoạt động Cấy men: Men chứa vi khuẩn lactic cấy vào bồn ủ với tỷ lệ ÷ 5% khuấy 10 phút Sau để n tạo điều kiện cho q trình lên men lactic Quá trình ủ men kết thúc pH dịch sữa đạt 4.65 ÷ 4.75, kết hợp với khuấy nhẹ để phá vỡ thể đông tụ sữa Sau giảm nhiệt độ dịch sữa xuống tới 250C chuyển đến bồn rót Từ nhiệt độ lên men 42 ÷ 460C giảm đột ngột xuống 250C kìm hãm trình lên men tiếp tục vi sinh vật * Lưu ý: Sự lên men sữa chua tiến hành theo kiểu dân gian (lên men tự nhiên – nhờ hệ vi khuẩn lactic có sẵn sữa), nhiên kiểu có tính chất gia đình quy mơ nhỏ giai đoạn đầu có vi khuẩn gây thối rữa hoạt động nên làm giảm phẩm chất sản phẩm, dẫn đến hư hỏng sản phẩm Do để ổn định sản xuất; chất lượng sản phẩm cao, công nghiệp người ta phải trùng Pasteur sữa (thanh trùng nhiệt 80 ÷ 900C) để nguội đến nhiệt độ phù hợp lên men, lúc cấy vi khuẩn lactic khiết vào 2.2.2 Sữa chua Kefir: Là sản phẩm sữa lên men có lâu đời nhất, phổ biến châu Âu Nguyên liệu dùng để làm sữa chua Kefir sữa dê, sữa cừu sữa bị Quy trình sản xuất sữa chua Kefir đơn giản, trước tiên sữa đồng hóa áp Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa suất 175÷ 200 bar, trùng 90÷ 950C phút, sau làm nguội đến 260C cho hạt Kefir vào Hạt có chứa sẵn số loại vi khuẩn lactic như: · Streptococcus lactic Hình Streptococcus pneumoniae Streptococcus viridans · Lactobacillus caucasicus Hình Lactobacillus_lactic Lactobacillus_casein · Streptococcus Cremoris Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình Streptococcus Cremoris · Nấm men Hình Khuẩn lạc Saccaromyces Mycoderma · Vi khuẩn khác Aerobacter, klebsiella… Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình Klebsiella Sau cho hạt Kefir vào, giữ nhiệt độ 260C cho lên men từ 12 - 14 giờ, pH đạt 4.5÷ 4.6 làm lạnh nhanh xuống 14 - 160C, giữ thời gian nhiệt độ thấp gọi thời gian ủ chín Trong giai đoạn vi khuẩn lactic không hoạt động nấm men Kefir lại hoạt động mạnh tạo thành sản phẩm độc đáo có chứa 0.6 ÷ 0.8% rượu, 0.6÷ 0.9% acid lactic, 50% khí CO2 Sản phẩm sữa chua Kefir có trạng thái đồng nhất, độ đặc vừa phải, có vị chua (pH từ 4.3÷ 4.4) có mùi thơm tự nhiên men Kefir Ngồi ra, sản phẩm cịn có tính chất bổ dưỡng chữa bệnh, loại sản phẩm tiêu biểu cho dạng lên men hỗn hợp 2.2.3 Sản xuất Bơ: Là sản phẩm chế biến từ chất béo sữa có sử dụng lên men lactic Chất béo tách khỏi sữa sở khác tỷ trọng sữa chất béo phương pháp ly tâm d dịch chất béo = 0.93, d dịch sữa = 1.036 Chất béo sau tách acid khử trùng Pasteur, để nguội cấy vi khuẩn lactic khiết để lên men lactic Sau lên men ta thu bơ chín có vị chua, mùi thơm dễ chịu Bơ chín đánh nhuyễn, nhào cho đồng nhất, tách nước khỏi bơ thành phẩm Tùy theo vị nước thêm muối ăn vào bơ với tỷ lệ khác tối đa 10% Sản phẩm bảo quản nhiệt độ lạnh 2.2.4 Sản xuất Phomai: 10 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Phomai sản phẩm chế biến từ sữa có sử dụng q trình lên men lactic Đây mơt thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản lâu, phổ biến thích hợp vị người châu Âu, châu Mỹ Quá trình chế biến phomai gồm giai đoạn sau: Giai đoạn lên men sữa, kết tủa casein: Sữa sau trùng Pasteur 85 - 950C từ 15 - 20 phút, dùng chế phẩm men Renin vi khuẩn lactic để kết tủa sữa Vi khuẩn lactic lên men sinh acid lactic, làm giảm pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi để casein kết tủa emzym Renin giúp cho giúp cho kết tủa casein tốt hơn, casein lắng xuống thu Phomai Ngoài tác dụng kết tủa, Renin thủy phân phần casein thành pepton, acid amin… Giai đoạn ép nén tách huyết thanh: Phần casein kết tủa ép từ 20 ÷ 24 giờ, nhiệt độ 35 ÷ 500C Trong thời gian lên men lactic tiếp tục mạnh mẽ Phomai lúc có thành phần chủ yếu casein lipid Huyết sữa bị loại chứa lactoza, lactalbumin, lactoglobulin… Giai đoạn muối Phomai: Khối Phomai sau tách huyết cho vào bể nước muối nồng độ 24% ngâm vài ngày để tăng vị mặn, tạo đồng thành phần cho khối phomai kìm hãm vi sinh vật có hại phát triển chủ yếu trực khuẩn đường ruột Giai đoạn ủ chín: Sau muối xong, khối Phomai chuyển vào hầm lên men nhiệt độ 50 ÷ 570C, độ ẩm 80 ÷ 90% Q trình lên men chậm dần đường lactoza dã bị tách hầu hết giai đoạn ép nén Trong khối phomai, vi khuẩn Propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid axetic CO2 Cả hai acid làm cho Phomai có vị chua, hăng đặc biệt Sự lên men propionic kết thúc sau ÷ 2.5 tháng Giai đoạn gọi q trình ủ chín Tuy vậy, q trình ủ chín Phomai tiếp tục thời gian cho Phomai hồn tồn chín Trong thời gian casein tiếp tục phân giải thành đạm tác dụng enzym Renin vi khuẩn lactic Khi Phomai chín 2/3 casein phân giải thành pepton, acid amin NH3 Phomai bảo quản lạnh, bao gói số vật liệu thích hợp, cách ẩm chống oxy hóa tốt để sử dụng lâu dài vận chuyển xa Theo http://vietsciences.free.fr 11 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Một số vi khuẩn lactic đặc trưng cho công nghiệp chế biến sữa lên men: 3.1 Streptococcus thermophilus Nhiệt độ lên men thích hợp 40-450C Lên men lactoza đến axit lactic 0.70% Nhiệt độ lên men sữa Stretococcus thermophilus 40- 45 thích hợp (CN chế biến sữa- Lâm Xuân Thanh- NXB KHKT) 3.2 S.Cremoric Nhiệt độ lên men thích hợp 25-300C Lên men lactoza đến axit lactic 0.70% 3.3 S.Diaxetylactic Nhiệt độ lên men thích hợp 25-300C Lên men lactoza đến axit lactic 0.70% 3.4 Leuconostoc citrovorum: Nhiệt độ lên men thích hợp 25-300C Lên men lactoza đến axit lactic 0.70% Tất vi khuẩn lactic có đặc điểm chung là: - Đó vi khuẩn Gram dương, nói chung bất động, không sinh bào tử - Khả tổng hợp nhiều hợp chất cần cho sống vi khuẩn yếu - Do đó, chúng vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, hiếu khí, loại có khả lên men hiếu khí kỵ khí Nói chung vi khuẩn lactic sữa bao gồm bacilli cooci Đa số bị tiêu diệt 70 C Một số khác bị tiêu diệt 800C Các vi khuẩn lactic sử dụng lactoza( sữa có thành phần lactoza dồi dào, chiếm vị trí hàng đầu gluxit sữa) sản sinh axit lactic( làm cho sữa chua có độ chua, ngon, bảo quản sữa tốt pH thấp ngăn ngừa vi sinh vật khác phát triển) Khả lên men chủng vi khuẩn khác khác nhau.Thường tạo 0.5- 1.5% axit lactic, cá biệt tạo tới 3% - Để phát triển vi khuẩn lactic cần nguồn nitơ có từ nguồn chuyển hóa casein tác dụng proteaza - Trong số vi khuẩn lactic S.Diaxetylactic Leuconostoc citrovorum lên men axit citric đến CO2 diaxetyl tạo mùi thơm cho sữa chua Lợi í ch sữa chua: 12 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình Sữa chua- Món ăn bổ dưỡng Sữa chua trở thành ăn có dinh dưỡng cao, độ hấp thụ lớn, nhờ vi khuẩn lactic, nên sữa chua có tác dụng chữa bệnh đường ruột, bệnh dày bệnh tiêu hóa nói chung Sữa chua đặc biệt thích hợp với người già, trẻ em, người ốm dậy, người mắc bệnh tiêu hóa Trong ruột ln ln tồn hệ vi khuẩn kỵ khí hiếu khí để giúp việc tiêu hố xenlulơ (chất xơ), thuỷ phân chất hữu để làm cho việc tiết phân dễ dàng, vi khuẩn cịn tạo vitamin nhóm B, K đặc biệt làm nhiệm vụ rào cản sinh học giúp thể chống lại bệnh nhiễm khuẩn Mặc dù sữa chua tốt, không nên lạm dụng, ăn nhiều Mỗi ngày người lớn nên ăn 100-200g, trẻ em ăn Đặc biệt cần lưu ý, phải đảm bảo vệ sinh chế biến sữa chua đề phòng nhiễm tạp khuẩn dễ gây tiêu chảy Sữa chua để hạn không sử dụng Theo KH&DS Tác hại vi sinh vật sữa: 5.1 Hệ vi sinh vật sữa: - Procaryote: + Vi khuẩn lactic 13 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa + Coliform + Vi khuẩn sinh acid Butyric (giống Clostridium) + Vi khuẩn Propionic + Vi khuẩn gây thối - Eucaryote: + Nấm men: Saccharomyces, Mycoderma + Nấm mốc: Rhyzopus Stolonifer, Aspergillus favus, Penicilium Hình 10 Vi khuẩn E Coli Hình 11 Clostridium Sporogenes 14 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình 12 Vi khuẩn gây thối 15 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình 13 Staphylococcus aureus Rhyzopus Stolonifer Hình 14 Aspergillus favus 16 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Hình 15 Penicilium sp 5.2 Tác hại sữa:         Sữa bị Sữa có mùi vị xà phịng Sữa có màu sắc Sữa đắng mặn Sữa bị acid hóa Sữa bị đắng Sữa bị đơng tụ Sữa bị phân giải protein 17 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Người thiết bị vắt sữa Bầu vú động vật cho sữa Nguồn gốc Thiết bị chứa sữa Mơi trường chuồng trại Hình 16 Sơ đồ nguồn lây nhiễm 5.3 Gây bệnh người:        Bệnh thương hàn phó thương hàn Bệnh tả Bệnh kiết lị Bệnh bạch hầu Bệnh tinh hồng nhiệt Bệnh viêm tủy xám Bệnh trúng độc 5.4 Biện pháp phòng ngừa: Đảm bảo giữ vệ sinh, thao tác trình:  Trong trình thu gom sữa  Trong trình vận chuyển sữa  Trong trình bảo quản trước chế biến 18 Vi sinh thực phẩm Ứng dụng lên men sản phẩm Sữa Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc g sản phẩm 5.104 Nhiễm Coliform, số vi khuẩn g sản phẩm 10 E.Coli, số vi khuẩn g sản phẩm Salmonella, số vi khuẩn 25 g sản phẩm Staphylococcus aureus, số vi khuẩn g sản phẩm 10 Clostridium perfringen, số vi khuẩn g sản phẩm Baccilius cereus, số vi khuẩn g sản phẩm 102 Nấm men nấm mốc, số khuẩn lạc g sản phẩm 10 Bảng Bảng tiêu vi sinh vật sữa TÀI LIỆU THAM KHẢO: Hóa sinh cơng nghiệp Lê Ngọc Tú cộng NXB Khoa học Kỹ thuật , Hà Nội 1997 Food Chemistry Belitz H.D Springer – Verlag, 1999 Vi sinh vật học Nguyễn Lân Dũng cộng NXB Giáo dục, Hà Nội 2000 Microbiology – an introduction Tortora G.J., Funke B R., Case C L 6th edition, Addition Wesley Long Inc., 1998 Microbiology of fermented food Wood B.J.B Blackie academic professional, 1998 http://vietsciences.free.fr & http://vietsciences.net thucphamvadoisong.vn http://bioinfo.bact.wisc.edu/themicrobialworld/homepage.html 19