Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt), Quy trình sản xuất sữa chua (lên men Yogurt)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÀI BÁO CÁO KHẢO SÁT SỰ LÊN MEN TRONG SẢN XUẤT YAOURT Họ tên sinh viên: TRẦN TIẾN HẢI MSSV: 06125034 Ngành: BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NƠNG SẢN THỰC PHẨM Niên khóa: 2006- 2010 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT YAOURT Cấy giống vi khuẩn lactic: Trong sản xuất yaourt, người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lên men đồng hình, hai lồi phổ biến Streptococcus thermophilus lactobacillus bulgaricus Trong thực tế chúng sống cộng sinh với Thông thường tỷ lệ cầu khuẩn trực khuẩn môi trường giống 1:1 2:1 Tuy nhiên tỉ lệ thay đổi phụ thuộc vào hoạt tính chúng sử dụng yêu cầu tiêu chất lượng sản phẩm Hiện nhà máy sản xuất yaourt với suất lớn thường mua chế phẩm vi khuẩn lactic để sử dụng, họ khơng cần đầu tư chi phí nhân cơng, nhà xưởng ngun liệu cho q trình giữ giống nhân giống nhà máy Quá trình hoạt hóa thực thiết bị vơ trùng có dạng hình trụ, đáy chế tạo vật liệu thép khơng rỉ Nhiệt độ hoạt hóa trì 43 oC Quá trình xem kết thúc độ chua môi trường đạt 85-90oD Giống vi khuẩn lactic sau hoạt hóa, cấy vào bồn chứa sữa nguyên liệu với tỉ lệ tối thiểu 0,5% tối đa 7%(v/v) Sau trình nhân giống hoạt hóa giống, chưa sử dụng ta cần làm lạnh giống để hạn chế gia tăng độ chua môi trường việc tăng nhanh độ chua môi trường giống ức chế hoạt tính lên men vi khuẩn lactic Trường hợp giống sử dụng ta cần làm lạnh môi trường nhiệt độ 10-20oC Nếu thời gian bảo quản giống dài nhiệt độ mơi trường nên trì 5oC Cần ý tiến hành cấy giống ta nên cho cánh khuấy thiết bị hoạt động khoảng thời gian định để phân bố tế bào vi khuẩn lactic môi trường sữa Nhờ q trình lên men diễn nhanh đồng 2 CÁC BIẾN ĐỔI HÓA SINH VÀ SINH HỌC DIỄN RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC Trong cơng nghệ vi sinh vật, nhìn chung vi khuẩn lactic đồng hình ln chiếm ưu Tuy nhiên, trng công nghệ sản xuất số thực phẩm lên men truyền thống mai, kefir … vi khuẩn lactic dị hình đơi sử dụng nhằm mục đích đa dạng hóa tiêu mùi, vị cấu trúc cho sản phẩm Quá trình lên men lactic diễn tế bào chất vi khuẩn đầu tiên, đường lactose sữa vi khuẩn lactic đưa vào bên tế bào nhờ chế vận chuyển đặc trưng màng tế bào chất(cytoplasmic membrane) Tiếp theo, lactose thủy phân thành hai monosaccharid vào chu trình chuyển hóa khác Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng giống Lactococcus, lồi streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis … chu trình đường chuyển hóa glucose thành acid lactic Acid lactic sản phẩm chủ lực trình lên men lactic đồng hình Phương trình tổng quát trình lên men lactic đồng hình : C6H12O6 + 2ADP +2Pi 2CH3–CH–COOH + 2ATP OH Các vi khuẩn lactic dị giống Leuconostoc khơng có số enzym chu trình đường phân nên chúng chuyển hóa glucose giai đoạn đầu theo chu trình pentose-phosphate tạo sản phẩm trung gian xylulose-5-P Chất chuyển hóa tiếp thành glyceraldehyde-3-P tiếp tục theo giai đoạn cuối chu trình đường phân để tạo thành acid pyruvic acid lactic q trinh lên men đơng hình Theo đường trao đổi chất khác, xylulose-5-P chuyển hóa thành acetyl-P sau thành ethanol Trong trình lên men dị hình, sản phẩm chuyển hóa thu bao gồm acid lactic, ethanol, CO2… Lên men lactic trình trao đổi lượng Các phân tử ATP hình thành q trình chuyển hóa chất ( lactose) vi khuẩn giữ lại tế bào để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất sinh trưởng vi sinh vật Ngược lại, sản phẩm acid lactic, ethanol CO vi khuẩn “thải” vào môi trường lên men Kết hàm lượng acid lactic tích lũy mơi trường lên men ngày tăng, làm giảm pH môi trường kéo theo biến đổi hóa lý khác Trong q trình lên men lactic, sản phẩm acid lactic ( lên men đồng hình), acid lactic, ethanol, CO2 ( lên men dị hình), dịch lên men cịn xuất trăm hợp chât hóa học khác Chúng sản phẩm trung gian sản phẩm phụ trình lên men Hàm lượng chúng dịch lên men thường thấp ( vài ppm hơn) Một số hợp chất nhóm dễ bay Chúng đóng vai trị quan trọng việc góp phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho sản phẩm lên men lactic Đáng ý diacetyl acetaldehyde Quá trình sinh tổng hợp diacetyl liên quan đến chuyển hóa citrate Sinh tổng hợp acetaldehyde số vi khuẩn lactic ưa nhiệt SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN CỦA SỮA TRONG LÊN MEN SỮA CHUA 3.1 Biến đổi đường sữa ( lactose): Quá trình chủ yếu xảy lên men sữa chua đường lactose chuyển hóa glucose galactose tác dụng cua enzym lactaza, sau sản phẩm đường đơn tiếp tục chuyển hóa theo phản ứng trung gian phức tạp thành axit pyruvic, từ axit pyruvic se khử hydro tạo thành axit lactic làm sữa bị axit hóa sau bị đơng tụ lại Q trình hình thành axit lactic theo chuỗi phương trình sau C12H22O11H2O Lactose ngâm nước C6H12O6 Galactose + C6H12O6 Glucose 2C6H12O6 4CH3COOH + Axit lactic 4CH3CHOH-COOH axit pyruvic 3.2 Biến đổi protein sữa: Trong trình lên men axit lactic tạo nhiều trình tách ion Canxi khỏi Casein nhanh Cấu trúc casein bị thay đổi nhiều tạo thành khối casein bị vón cục lại pH đẳng nhiệt NH2-R(COO)2Ca + 2CH3CHOH-COOH NH2R(COOH)2 + (CH3CHOH- COO)2Ca Cazeinat Canxi Axit lactic Axit Cazeinic Canxi lactat Chính casein chứa sữa dạng Canxi Cazeinat tác dụng với axit lactic tạo axit Cazeinic Canxi lactat Axit Cazeinic tự khơng hịa tan, gây đơng tụ sữa Ngồi q trình lên men chuyển hóa lactose thành axit lactic cịn trình lên men phụ tạo axit bay hơi, rượu, khí CO 2, cá vi khuẩn sinh hương tạo axeton, diaxetin… Đặc biệt loại nấm men gây lên men rượu sữa chua phân giải đường lactose, không phân giải đường khác saccarose, glucose…, nhờ đặc điểm phát triển tốt sữa ( đường sữa chủ yếu la lactose) nên gọi nấm men sữa C12H22O11 + H2O 4C2H5OH + 4CO2 + CH3COCOOH Axit pyruvic CH3COCOOH CH3CHO + CO2 Axetaldehyt CH3CHO + H2O CH3CH2OH Rượu Etylic Nếu tiếp tục cho lên men sản phẩm, casein bị phân hủy, tạo pepton sản phẩm khác ( trình pepton hóa hóa tạo thành enzym proteaza phân hủy protein thành dạng đơn giản dễ tiêu hóa pepton, tăng khả tiêu hóa cho thể người) Vi sinh vật chuyển hóa tiếp tục casein bị chuyển hóa thành axit amin khí NH3, H2S… tạo mùi vị khó chịu cho sản phẩm Khi trình lên men diễn ra, đường lactose chuyển hóa axit lactic, axit ngưng kết Casein pH=4-5 Sữa đơng đặc lại, có vị chua dịu, protid phần lớn bị đông tụ, phần nhỏ lại vi sinh vật sử dụng thành chất đơn giản Các vitamin không bi tổn thất mà tăng lên tổng hợp vi khuẩn gây chua lactic vitamin B1,C CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN: Trong công nghiệp sản xuất sản phẩm lên men từ sữa yaourt, kefir, phô mai, bơ… giai đoạn xử lý sản phẩm sau trình lên men thường đơn giản, sản phẩm cuối cùng, bao gồm sinh khối vi sinh vật, sản phẩm trao đổi chất ngoại bào vi sinh vật tiết chất sót Thành phần hàm lượng chất góp phần hình thành nên hương vị sản phẩm, để sản phẩm thực phẩm lên men với chất lượng mong muốn cần phải: + chọn giống vi sinh vật thích hợp + xác định môi trường lên men với thành phần chất đầy đủ theo tỷ lệ tối ưu + xác định điều kiện lên men thích hợp lượng giống cấy, nhiệt độ thời gian lên men Ngồi ta cịn phải quan tâm đến vấn đề khác việc cung cấp oxy, khuấy trộn… _Giống vi sinh vật _Môi trường lên men: Một môi trường với thành phần chất đầy đủ, theo tỷ lệ tối ưu giúp cho trình lên men diễn nhanh sản phẩm lên men đạt chất lượng tốt Sữa xem môi trường lên men hoàn hảo chứa đầy đủ nguyên tố bản, khoáng yếu tố sinh trưởng cần thiết cho trình trao đổi chất vi sinh vật, nên việc bổ sung thêm chất dinh dưỡng khác vào môi trường sữa không cần thiết Tuy nhiên để sản phẩm lên men đạt tiêu hóa lý ( hàm lượng hydratcarbon, lipid…) cảm quan ( cấu trúc, mùi vị…) mong muốn, số trường hợp người ta sử dụng bột sữa gầy, đường saccharose cream để bổ sung vào môi trường sữa trước lên men _Điều kiện lên men: + Lượng giống cấy + Nhiệt độ + Thời gian lên men + Cung cấp oxy cho nhóm vi sinh vật hiếu khí ... trường lên men Kết hàm lượng acid lactic tích lũy mơi trường lên men ngày tăng, làm giảm pH môi trường kéo theo biến đổi hóa lý khác Trong q trình lên men lactic, sản phẩm acid lactic ( lên men. .. acid lactic, ethanol, CO2 ( lên men dị hình), dịch lên men xuất trăm hợp chât hóa học khác Chúng sản phẩm trung gian sản phẩm phụ trình lên men Hàm lượng chúng dịch lên men thường thấp ( vài ppm... trình lên men chuyển hóa lactose thành axit lactic cịn q trình lên men phụ tạo axit bay hơi, rượu, khí CO 2, cá vi khuẩn sinh hương tạo axeton, diaxetin… Đặc biệt loại nấm men gây lên men rượu