Tạo khối đông Tạo sữa cream giàu GOS
Hình 4.4. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cottage giàu GOS.
Sữa gầy Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Xử lý với enzyme Tách whey Sản phẩm Acid hóa Cắt và nấu Làm nguội Ngâm/trộn Bảo quản Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Xử lý với enzyme Thanh trùng Làm nguội Bảo quản β-galactosidase Giống/acid whey
http://www.ebook.edu.vn 58
Tạo khối đông: Khối đông trong sản xuất phô mai cottage được tạo thành bởi quá trình acid hóa, có thể bổ sung rennet hoặc không. Sữa nguyên liệu để sản xuất khối đông cho phô mai cottage thường là sữa gầy.
Nếu sữa được đông tụ bằng cách nuôi cấy canh trường sinh acid lactic thì quá trình xử lí với enzyme lactase có thể được tiến hành trước hoặc tiến hành đồng thời cùng với quá trình nuôi cấy canh trường. Nếu tiến hành đồng thời hai quá trình này, các điều kiện phản ứng như: pH, nhiệt độ, và thời gian phản ứng cần được lựa chọn sao cho enzyme và canh trường hoạt động tốt, dù những điều kiện này có thể ít tối ưu hơn đối với enzyme lactase. Trong nghiên cứu, hỗn hợp sữa được giữ ở khoảng 30 – 400C
trong 0.5 – 16 giờ để có ít nhất 20 % hàm lượng lactose có trong sữa thành GOS và
khối đông hình thành.
Nếu sữa được đông tụ bằng cách cho trực tiếp acid vào thì quá trình xử lí với enzyme lactase phải được tiến hành trước.
Khối đông hình thành sẽ được cắt và nấu ở nhiệt độ khoảng 48 – 600C. Sau khi nấu, khối đông được tách whey và làm nguội. Sau khi tách whey, khối đông còn rất ít GOS. Khối đông thu được có thểđược dùng để sản xuất ngay hoặc được bảo quản ở 0 – 50C cho đến khi cần.
Tạo sữa cream giàu GOS: sữa cream thu được có thểđược dùng để sản xuất ngay hoặc được bảo quản ở nhiệt độ 0 – 50C cho đến khi cần.
Tỉ lệ phối trộn khối đông và sữa cream để tạo phô mai cottage là 50 – 70% khối đông và khoảng 50 – 30 % sữa cream.
http://www.ebook.edu.vn 59
4.3.2.2. Phô mai cream giàu GOS và ít lactose
Các sản phẩm phô mai cream thu được từ 3 quy trình sau đ ều chứa khoảng 1 – 36% chất béo, khoảng 5 – 15 % protein, khoảng 45 – 75% ẩm.
(1)Quá trình không tách whey
Hình 4.5. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cream theo phương pháp không tách whey.
Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Xử lí với enzyme
Phô mai cream β-galactosidase Phối trộn Gia nhiệt Đồng hóa Làm nguội Acid hóa Cream Giống/acid Phụ gia Gia nhiệt Đồng hóa
http://www.ebook.edu.vn 60
(2)Quá trình kết hợp
Hình 4.6. Sơ đồ quy trình sản xuất phô mai cream theo phương pháp kết hợp.
Cream
Phụ gia
Phô mai cream
whey Giống/acid Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Acid hóa Tách whey β-galactosidase Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Xử lý với enzyme Phối trộn Gia nhiệt Đồng hóa
http://www.ebook.edu.vn 61
(3) Quá trình bao gồm tách whey và hoàn lại GOS từ whey:
Hình 4.7. Sơ đồ quy trình sản xuất theo phương pháp thu hồi GOS.
Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Thanh trùng Đồng hóa Làm nguội Xử lí với enzyme
Phô mai cream β-galactosidase Làm nguội Acid hóa Giống/acid Gia nhiệt Đồng hóa Tách whey Whey Thu hồi GOS Phối trộn Cream Phụ gia
http://www.ebook.edu.vn 62
4.3.3. Các quá trình của một quy trình sản xuất phô mai giàu GOS và ít lactose 4.3.3.1. Chuẩn bị sữa nguyên liệu
Sữa nguyên liệu nên chứa ít nhất khoảng 7% lactose vì khi đó, h oạt tính transgalactosyl của enzyme lactase sẽ có hiệu quả hơn. Cơ chất sữa có hàm lượng lactose thích hợp nhất là 20 – 50%. Khi hàm lượng lactose trong sữa quá 50%, độ tan của lactose giảm.
Có nhiều nguyên liệu sữa với hàm lượng lactose khác nhau:
- Sữa tươi chứa khoảng 3.5 – 4 % lactose. Các dạng sữa khác như dạng cô đặc và bột có hàm lượng lactose cao hơn.
- Whey bột chứa 78 – 80% lactose và sữa bột không béo (non-fat dry milk) chứa khoảng 52% lactose.
- Whey protein concentrate dạng khô chứa khoảng 48.5% lactose, trong khi dạng
lỏng chứa khoảng 37.5% lactose.
- Cream chứa khoảng 2% lactose và milkfat dạng khô chứa rất ít hoặc không có lactose.
Sữa nguyên liệu truyền thống để sản xuất phô mai là sữa tươi và cream. Vì vậy, hỗn hợp sữa nguyên liệu đó chứa ít lactose. Sữa nguyên liệu thích hợp được dùng ở đây là các thành phần sữa dạng lỏng cô đặc hay dạng bột như whey protein concentrate, milk protein concentrate, whey phô mai, sữa gầy, permeate của sữa và permeate của whey. Chúng có thể thay một phần hay toàn bộ hỗn hợp sữa tươi và cream.
Sữa nguyên liệu cũng có th ể được bổ sung ‘các thành phần sữa tùy ý’ (ODI, optional dairy ingredients) vào các quá trình sản xuất phô mai truyền thống. Thuật ngữ ODI được định nghĩa là ‘cream, sữa, sữa gầy, buttermilk, whey phô mai, hay bất kì thành phần này ở dạng tách nước, milkfat tách nước, cream tách nước, phô mai sữa gầy cho sản xuất, và albumin từ whey phô mai’.
Ngoài ra, sữa nguyên liệu có thể chứa cream và/hoặc milkfat, nhưng các thành phần này nên được bổ sung sau khi xử lí enzyme β-galactosidase vì các thành phần này làm loãng nồng độ lactose của sữa nguyên liệu ban đầu.
http://www.ebook.edu.vn 63
4.3.3.2. Thanh trùng
Sữa thường được thanh trùng trước và sau khi tiến hành quá trình xử lí enzyme hay nuôi cấy canh trường lactic. Quá trình thanh trùng cần phải đạt hiệu quả để bất hoạt enzyme lactase vì quá trình xử lí enzyme lactase không đặc trưng cho quy trình sản xuất phô mai. Chế độ thanh trùng thường ở nhiệt độ khoảng 66 – 930C trong 1 giây – 30 phút.
Ngoài ra, sau khi phối trộn các thành phần sữa đã được xử lí với phụgia, người ta tiến hành thanh trùng lần cuối hỗn hợp ở nhiệt độ 76 – 930C trong khoảng 5 – 20 phút, để bất hoạt canh trường hay enzyme lactase, góp phần thay đổi protein sữa và chất ổn định để tạo cấu trúc.
Thiết bị thanh trùng thường sử dụng là thiết bịtrao đổi nhiệt bản mỏng.
4.3.3.3. Đồng hóa
Quá trình đồng hóa thường được thực hiện sau quá trình phối trộn và thanh trùng để tạo một hỗn hợp sữa đồng nhất và tạo cấu trúc tốt cho sản phẩm.
Thiết bị đồng hóa thường là thiết bị 2 cấp Gaulin. Quá trình đ ồng hóa ở bước thứ nhất có áp suất khoảng 3000 – 5000 psi và bước thứ hai là 500 – 1000 psi.
4.3.3.4. Xử lí với enzyme β-galactosidase
Tỉ lệ E/S hay hoạt lực của enzyme: Enzyme lactase có hoạt tính transgalactosyl thích hợp nhất là khoảng 500 – 1500 đơn vị trên 100 g sữa cơ chất. Hoạt lực của enzyme hay lượng enzyme cho vào nhiều hay ít sẽảnh hưởng tới thời gian phản ứng. Do đó, lượng enzyme cho vào nên được chọn lựa sao cho cân bằng với chi phí mua enzyme và thời gian phản ứng đểđạt lượng GOS mong muốn.
Tỉ lệ Ut/Uh: Tỉ lệ hoạt tính transgalatosyl và hoạt tính thủy phân (Ut/Uh) của enzyme trong nghiên cứu phải lớn hơn 0.3. Tỉ lệ có thểđạt được cao nhất là 0.8. Do sự cân bằng của phản ứng nên không quá 80% lactose trong nguyên liệu sữa được chuyển
hóa thành GOS và thành các sản phẩm thủy phân (chủ yếu là glucose và một ít
galactose).
Thời gian và nhiệt độ phản ứng: Sữa nguyên liệu xử lí với enzyme lactase trong khoảng thời gian và nhiệt độ sao cho có ít nhất khoảng 20% lactose trong hỗn hợp tạo
http://www.ebook.edu.vn 64
thành GOS. Quá trình xử lí với enzyme trong nghiên cứu được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 40 – 650C trong 0.5 – 2 giờ.
Sữa nguyên liệu sau khi được xửlí enzyme để đạt lượng GOS mong muốn có thể được làm lạnh đông hay sấy khô và bảo quản để sau này sử dụng.
4.3.3.5. Quá trình acid hóa
Sữa nguyên liệu có thể được acid hóa đến pH 4.3 – 5.2 (4.6 – 4.8) bằng cách bổ sung trực tiếp acid hay nuôi cấy canh trường sinh acid lactic vào sữa nguyên liệu:
- Có thể bổ sung một hay nhiều acid thực phẩm vô cơ hoặc hữu cơ như: acid citric, acid acetic, acid lactic, acid malic, acid fumaric, acid tartaric, acid hydrochloric, acid sulfuric, acid phosphoric, gluconic acid, glucono-delta-lactone.
- Canh trường sinh acid lactic đối với sản phẩm phô mai cream thường có một hay nhiều loài vi khuẩn như: Leuconostoc lactis, Lactococcus lactis subsp.cremoris, Lactobacillus acidophilus, L.bulgaricus, L.casei, L.helveticus, Streptococcus thermophilus [6,93]. Canh trường cho vào có thể là canh trường khởi động (~1%) [30] hay canh trường cho vào trực tiếp ( DVS, direct vat set) ở dạng lạnh đông hay sấy khô. Để đạt pH theo yêu cầu, quá trình lên men sữa được tiến hành ở nhiệt độ 15 – 450C trong 2 – 24 giờ (khoảng 18 – 220C trong 12 – 16 giờ).
4.3.3.6. Bổ sung phụ gia
Các chất phụgia thường được cho vào trước quá trình thanh trùng và đồng hóa lần cuối:
- Chất ổn định thường là những chất tạo gel như: gum (carob, guar, xanthan), carrageenan, gelatin, tinh bột, maltodextrin. Các chất ổn định có thể được sử dụng kết hợp nhưng tổng liều lượng sử dụng nằm trong khoảng 0.1 – 1.0 %. - Muối ănđược bổ sung với liều lượng là 0.5 – 1.5%.
- Các phụ gia khác: chất tạo ngọt (tự nhiên và/hoặc nhân tạo), calcium, vitamin, flavoring, chất tạo màu, và các thành phần khoáng,…
Các puree trái cây hay hạt đã được tiệt trùng có thểđược trộn với hỗn hợp sau quá trình đồng hóa, trước khi đóng gói.
http://www.ebook.edu.vn 65
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
Prebiotic là một thành phần thực phẩm có khảnăng cải thiện hệ tiêu hóa và hỗ trợ hệ miễn dịch. Khái niệm prebiotic ra đời mới đây và những bằng chứng khoa học về tác dụng đến sức khỏe chưa hoàn toàn thuyết phục. Tuy nhiên, với bản chất là carbohydrate, prebiotic đã có lịch sử sử dụng an toàn từ lâu trong công nghiệp thực phẩm. Vì vậy, prebiotic sẽ tiếp tục phát triển về sốlượng và khảnăng ứng dụng của nó trong công nghiệp thực phẩm cũng như trong y học.
Những tác dụng của prebiotic đối với sức khỏe là những tương tác phức tạp. Vì vậy, cơ chế tác dụng của prebiotic sẽ tiếp tục được nghiên cứu và giải thích tỉ mỉhơn.
Trong tương lai, nhiều loại prebiotic mới sẽđược phát hiện.
Prebiotic được ứng dụng là một thành phần của thực phẩm. Quá trình bổ sung prebiotic vào sản phẩm thực phẩm được xem là đơn giản nhưng chưađược công bố cụ thể. Vì vậy, công việc của các kỹ sư thực phẩm là đưa ra những công thức bổ sung prebiotic tối ưu cho những sản phẩm mới; xác định và ứng dụng đặc tính công nghệ của prebiotic vào các sản phẩm mới đó.
Các sản phẩm chứa prebiotic và probiotic đang ngày càng tăng và sẽ tiếp tục tăng. Các sản phẩm sữa vẫn chiếm ưu thế trong những sản phẩm chứa prebiotic. Tuy nhiên, khả năng ứng dụng prebiotic vào thực phẩm vượt xa probiotic do tính ‘không sống’ của nó. Vì vậy, các sản phẩm chứa prebiotic sẽđa dạng hơn.
Ở Việt Nam, thức ăn và nước uống nhiễm vi sinh vật là rất nhiều. Vì vậy, probiotic có thể thích hợp hơn để hỗ trợ chức năng miễn dịch cho cơ thể. Probiotic sẽ tiếp tục phát triển ở những sản phẩm nó đã chiếm ưu thế như các sản phẩm sữa. Tuy nhiên, prebiotic vẫn có tiềm năng để phát triển trên các sản phẩm khác sữa. Do đó, sự thành công và phát triển của các sản phẩm probiotic là dự báo sự thành công của các sản phẩm prebiotic.
http://www.ebook.edu.vn 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn ThịChính và Trương Thị Hòa (2005). Vi sinh vật y học. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 258 trang.
2. Trịnh Hữu Hằng (2007). Sinh học cơ thểđộng vật. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 311 trang.
3. Tạ Thúy Lan và Trần Thị Loan (2007). Giải phẫu sinh lí người. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, 542 trang.
4. Hoàng Gia Lợi (2005). Ung thư đại trực tràng. Bài giảng lý thuyết cho học viên Sau Đại học. Học viện Quân y, 20 trang.
5. Phạm Đình Lựu (2001). Sinh lý học y khoa.Bài giảng cho sinh viên. Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh, 279 trang.
6. Lê Văn Việt Mẫn (2004). Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống, Tập 1: Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 294 trang.
7. Phạm Hoàng Phiệt (2006). Miễn dịch – Sinh lý bệnh. Nhà xuất bản y học, 327 trang.
Tiếng Anh
8. Amadio L. và cộng sự (2009).The prebiotic effects of a new mixture of soluble
fermentable fibres in the treatment of chronic constipation. Pelviperineology,Vol.
28, 55-58.
9. Bakó K. B. và cộng sự (2007). Hydrolysis of pectin by Aspergillus niger
polygalacturonase in a membrane bioreactor. Journal of Food Engineering, Vol. 78, 438 – 442.
10.Barrett J. S. và Gibson P. R. (2007). Clinical Ramifications of Malabsorption of
Fructose and Other Short-chain Carbohydrates. Practical Gastroenterology, 51 –
http://www.ebook.edu.vn 67
11.Bettler J. và Euler A.R. (2006). An Evaluation of The Growth of Term Infants Fed
Formula Supplemented with Fructo-oligosaccharide. International Journal of
Probiotic and Prebiotic Vol. 1, No. 1, 19 – 26.
12.Biliaderis C.G. và Izydorczyk M.S. (2007). Functional Food Carbohydrates. CRC
Press, 561 pages.
13.Boehm G. và Moro G. (2008). Structural and Functional Aspects of Prebiotic Used
in Infant Nutrition. The Journal of Nutrition, Vol. 138, 1818 – 1828.
14.Bosscher D. và cộng sự (2009). Food-based strategies to modulate the composition
of the intestinal microbiota and their associated health effects.Journal of physiology
and pharmacology, Vol. 60, Suppl 6, 5 – 11.
15.Bouhnik Y. và cộng sự (1997). Administration of Transgalacto-Oligosaccharides
Increases Fecal Bifidobacteria and Modifies Colonic Fermentation Metabolism in Healthy Humans. The Journal of Nutrition, Vol. 127, 444–448.
16.Bruzzese E. và cộng sự (2009). A formula containing galacto- and fructo-
oligosaccharides prevents intestinal and extra-intestinal infections: An observational study. Clinical Nutrition, 1–6.
17.Cashman K. (2003). Prebiotic and Calcium Bioavailability. Current Issues
Intestinal Microbiology 4, 21-32.
18.Charalampopoulos D. và Rastall, R.A. (2009). Prebiotic and Probiotic Science and
Technology. Springer Science+Business Media, LLC, 1237 pages.
19.Chen H. M. và cộng sự (2005). The Preparation and Bioactivity Research of Agaro-
Oligosaccharides. Food Technology Biotechnology, Vol. 43, No. 1, 29–36.
20.Chen, C. S. và cộng sự (2002). Optimization of the enzymic process for
manufacturing low-lactose milk containing oligosaccharides. Process Biochemistry,
Vol. 38, 801-808.
21.Cho S. S. và Finocchiaro E.T.(2010). Handbook of Prebiotic and Probiotic
Ingredients, Health Benefits and Food Applications. CRC Press, 417 pages.
22.Cinquin C. và cộng sự (2006). Comparative effects of exopolysaccharides from
http://www.ebook.edu.vn 68
inaninvitro colonic model with immobilized cells. FEMS Microbiol Ecol, Vol. 57,
226–238.
23.Delzenne N. M. (2003). Oligosaccharides: State of the art. Proceedings of Nutrition
Society, Vol. 62, 177 – 182.
24.Djouzi Z. và Andrieux C. (1997). Compared effects of three oligosaccharides on
metabolism of intestinal microflora in rats inoculated with a human faecal flora.
British Journal of Nutrition, Vol. 78, 313-324.
25.Engel L. và cộng sự (2008). Membrane-Chromatography-Reactor-System for the
Continuous Synthesis of Galactosyl-Oligosaccharides. Desalination, Vol. 224 46 –
51.
26.FAO (2007). Technical Meeting on Phrebiotics. September 15-16.
27.Farnworth E. R.(2008). Handbook of Fermented Functional Foods, Second Edition.
CRC Press, 551 pages.
28.Feeney M. J. (2006). Probiotic, Prebiotic and Synbiotics: Evolving Science and
Emerging Products. Health Connections, Issue 4, Vol. 1.
29.Fotiadis C. I. và cộng sự (2008). Role of probiotic, prebiotic and synbiotics in chemoprevention for colorectal cancer. World Journal of Gastroenterology, Vol.
14, 6453-6457.
30.Fox P. F. và cộng sự (2000). Fundamentals of Chesse Science. Aspen Publishers,
Inc, 559 pages.
31.Gibson G. R. và Rastall R. A. (2006). Prebiotic:Development & Application.John
Wiley & Sons Ltd, 249 pages.
32.Gibson G. R. và Roberfroid M. B. (2008). Handbook of Prebiotic. CRC Press, 475
pages.
33.Gibson G. R. và Williams C. M. (2000). Functional foods, Concept to product.
Woodhead Publishing Ltd, 365 pages.
34.Gibson G. R. và cộng sự (2004). Dietary modulation of the human colonic
microbiota: updating the concept of prebiotic. Nutrition Research Reviews, Vol. 17,
http://www.ebook.edu.vn 69
35.Gindy A. E. và cộng sự (2009). Improvement of Extracellular â-Galactosidase
Production by Thermophilic Fungi Chaetomium thermophile and Thermomyces lanuginosus. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, Vol.3, No. 3, 1925
– 1932.
36.Gonzalez R. và cộng sự (2009). Experimental and Modeling Study of Galactosyl-
Oligosaccharides Formation in Continuous Recycle Membrane Reactors (CRMR).