Tải bản đầy đủ

Khảo sát quy trình sản xuất sữa chua ăn có đường tại công ty cổ phần sữa an sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ HỒNG NHUNG
Tên đề tài:
KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA ĂN CÓ ĐƯỜNG
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA AN SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Đại học chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Thực phẩm

Khoa

: CNSH - CNTP


Khóa học

: 2014 - 2018

Thái Nguyên – 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ HỒNG NHUNG
Tên đề tài:
KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA ĂN CÓ ĐƯỜNG
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA AN SINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Đại học chính quy

Ngành/chuyên ngành

: Công nghệ Thực phẩm

Lớp

: K46 CNTP

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2014 - 2018

Người hướng dẫn

: ThS. Nguyễn Thị Đoàn
KS. Ngô Quang Ninh

Thái Nguyên – 2018


i
LỜI CÁM ƠN

Trong suốt thời gian thực tập tại Công ty Cổ phần sữa An Sinh, bên cạnh nỗ
lực của bản thân còn nhiều sự giúp đỡ của các anh chị trong công ty, các thầy cô và
các bạn.
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn tới kỹ sư Ngô Quang Ninh, trưởng phòng
sản xuất của Công ty Cổ phần sữa An Sinh và toàn thể các anh chị trong công ty đã
tận tình giúp đỡ, chỉ bảo để tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo: Nguyễn Thị Đoàn, giảng viên Bộ môn
Công nghệ thực phẩm, Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
thực tập cũng như trong thời gian hoàn thành khóa luận này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè, gia đình và những người
luôn động viên ủng hộ tôi trong suốt thời gian qua.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Sinh viên

Lê Thị Hồng Nhung

năm 2018


ii
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

TCHQVN:

Tổng cục Hải quan Việt Nam

HACCP:

Hazard Analysis and Critical Control Point (Hệ thống phân tích mối
nguy và xác định điểm kiểm soát trọng yếu)

5S:

SERI, SEITON, SEISO, SEIKETSU, SHITSUKE (Sàng lọc, Sắp xếp,
Sạch sẽ, Săn sóc, Sẵn sàng)

SSOP:

Sanitation Standard Operating Procedures (Quy phạm vệ sinh chuẩn)

QA:

Quality Assuarance (Đảm bảo chất lượng)


iii
DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Một số acid béo có trong sữa ........................................................... 7
Bảng 2 .2: Giới hạn pH môi trường của vi khuẩn lactic ............................... 15
Bảng 2.3: Thị trường nhập khẩu sữa và sản phẩm từ sữa 9 tháng 2017 ....... 23
Bảng 3.1: Thời gian mất màu xanh methylen ................................................. 28


iv
DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Sơ đồ tổng thể mặt bằng công ty ....................................................... 5
Hình 2.2. Lactobacillus bulgaricus ................................................................. 11
Hình 2.3. Streptococcus thermophilus ............................................................ 12
Hình 2.4. Sơ đồ chung sản xuất sữa chua ...................................................... 17
Hình 4.1. Sơ đồ sản xuất sữa chua tại Công ty Cổ phần sữa An Sinh............ 31
Hình 4.2. Hệ thống cấp sữa nguyên liệu vào tank bảo quản .......................... 32
Hình 4.3. Sản phẩm sữa chua ăn có đường tại Công ty Cổ phần sữa An Sinh .....35
Hình 4.4. Thiết bị trao đổi kiểu tấm bản ......................................................... 36
Hình 4.5. Bồn lên men có cánh khuấy............................................................. 38
Hình 4.6. Thiết bị phối trộn............................................................................. 40
Hình 4.7. Máy đồng hóa .................................................................................. 41
Hình 4.8. Máy dán màng cốc sữa chua........................................................... 43


v
MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................ ii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iv
PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................. 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................... 2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .................................................................... 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài..................................................................... 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
2.1. Giới thiệu về Công ty Cổ phần sữa An Sinh.............................................. 4
2.1.1.Tên đầy đủ, thông tin liên lạc ................................................................... 4
2.1.3. Cơ sở vật chất, trang thiết bị ................................................................... 4
2.2. Tổng quan về sữa chua ............................................................................... 6
2.2.1. Nguyên liệu sản xuất sữa chua ................................................................ 6
2.2.2. Lên men lactic trong sản xuất sữa chua .................................................. 9
2.2.3. Một số biến đổi hóa sinh trong quá trình lên men sữa chua ................. 15
2.2.4. Quy trình chung sản xuất sữa chua ....................................................... 17
2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa chua trong nước và trên thế giới ....... 21
2.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa chua trong nước ............................. 21
2.3.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới .................................... 22


vi
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 25
3.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ......................................... 25
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 25
3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 25
3.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 25
3.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 25
3.3.1. Phương pháp thu thập thông tin ............................................................ 25
3.3.2. Phương pháp phân tích .......................................................................... 26
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 31
4.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua ăn có đường tại Công ty Cổ
phần sữa An Sinh ............................................................................................ 31
4.1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ .................................................................... 31
4.1.2. Thuyết minh quy trình........................................................................... 32
4.2. Khảo sát một số công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất ................. 36
4.2.1. Khảo sát công đoạn gia nhiệt ................................................................ 36
4.2.2. Khảo sát công đoạn thanh trùng ............................................................ 37
4.2.3. Khảo sát công đoạn lên men ................................................................ 38
4.3. Khảo sát một số thiết bị trong dây chuyền sản xuất ................................ 40
4.3.1. Bồn phối trộn......................................................................................... 40
4.3.2. Máy đồng hóa ........................................................................................ 41
4.3.3. Máy rót và bao gói vô trùng .................................................................. 42
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 44
5.1. Kết luận .................................................................................................... 44
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 45


1

PHẦN I
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Sữa là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Sữa được chế biến và sử dụng rộng
khắp ở nhiều quốc gia và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong khẩu phần dinh
dưỡng trong bữa ăn của mỗi gia đinh. Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa nhiều
chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất, các thành phần trong sữa hài hòa làm cơ
thể dễ hấp thụ. Các sản phẩm từ sữa đa dạng, phong phú, đáp ứng tốt nhu cầu, thị
hiếu của người tiêu dùng. Từ nguyên liệu sữa bò có thể sản xuất ra rất nhiều sản
phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau.
Qua quá trình lên men hương vị và đặc tính khác của sữa được hình thành
tạo cho sữa chua có sự hấp dẫn về hương vị và giá trị cảm quan. Từ lâu sữa chua
được biết đến như một nguồn bổ sung canxi, kẽm và các vi khuẩn có lợi cho đường
ruột. Sữa chua có các công dụng nổi bật như: hỗ trợ tiêu hóa, bổ sung vi khuẩn có
lợi cho đường ruột: vì sữa chua có rất nhiều các vi sinh vật probiotic. Tăng cường
sức đề kháng: ăn sữa chua thường xuyên cũng làm tăng khả năng miễn dịch của cơ
thể. Giúp giảm cân: ăn sữa chua hằng ngày giúp bạn có một vòng eo lý tưởng. Một
nghiên cứu của tiến sĩ Michael Zemel từ đại học Tennessee, Knoxville: khi ăn sữa
chua cơ thể tiết ra ít Cortisol hơn, giúp cho các acid amin dễ dàng đốt cháy các chất
béo làm giảm hàm lượng mỡ bụng trong vòng eo. Ngăn ngừa cao huyết áp: trung
bình khoảng 70% chúng ta tiêu thụ lượng muối trong cơ thể ít hơn hàm lượng muối
hấp thụ, quá trình này diễn ra thường xuyên khiến xảy ra các bệnh suy thận, tim và
cao huyết áp. Chỉ cần sử dụng sữa chua hàng ngày, kali có trong sữa chua sẽ giúp
cơ thể loại bỏ muối dư thừa trong cơ thể của bạn. Giảm cholesterol, bảo vệ răng
miệng, acid latic có trong sữa chua cũng góp phần bảo vệ nướu, lợi rất tốt. Bổ sung
canxi giúp xương và răng chắc khỏe, giúp làm đẹp da và bảo vệ tóc. Vì sữa chua có
tác dụng hữu hiệu đối với sức khỏe như vậy, ngày nay sữa chua không chỉ được sử
dụng ở thành phố mà nó đã và đang được sử dụng rộng rãi ở nông thôn, dành cho
mọi lứa tuổi.


2

Sữa là thực phẩm giàu chất dinh dưỡng nên đây là môi trường thuận lợi cho
sự phát triển của vi sinh vật. Chính vì vậy, việc bảo quản sữa tươi là rất khó khăn.
Sữa rất dễ hư hỏng bởi điều kiện bên ngoài. Để khắc phục những nhược điểm này
người ta chế biến sữa thành các sản phẩm khác nhau như: sữa thanh trùng, sữa
tiệt trùng, sữa chua… nhằm kéo dài thời gian bảo quản, tăng thêm giá trị dinh
dưỡng, cảm quan cho sữa, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của con người bằng các
công nghệ tiên tiến của các nước phát triển trên thế giới như Italia, Thụy Điển,
Đan Mạch, Hà Lan…
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, để hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất sữa chua
ăn có đường, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát quy trình sản xuất sữa
chua ăn có đường tại Công ty Cổ phần Sữa An Sinh”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
- Tìm hiểu được quy trình sản xuất sữa chua ăn có đường của Công ty Cổ
phần sữa An Sinh.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tìm hiểu được sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua ăn có đường
của Công ty Cổ phần sữa An Sinh.
- Khảo sát được một số công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất sữa chua
ăn có đường của Công ty Cổ phần sữa An Sinh.
- Tìm hiểu được một số thiết bị trong dây chuyền sản xuất sữa chua ăn có
đường của Công ty Cổ phần sữa An Sinh
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Thực hiện đề tài giúp sinh viên có thể bổ sung, học hỏi thêm được kiến thức
trong thực tiễn, nhằm nâng cao kiến thức lý thuyết đã được học trên lớp, có thêm
kinh nghiệm trong việc quan sát, làm việc trong thực tế.
Đề xuất các quy trình sản xuất phù hợp cho quy trình sản xuất sữa chua ăn
có đường của công ty cổ phần sữa An Sinh.


3

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Tạo ra sản phầm sữa chua ăn có chất lượng tốt về cả cảm quan và sức khỏe
nhằm tạo niềm tin khi sử dụng sản phẩm cho người tiêu dùng.
Đây là sữa chua tự nhiên được làm hoàn toàn từ sữa tươi sạch nguyên chất
nên lưu giữ nguyên vẹn những dưỡng chất quan trọng hỗ trợ phát triển thể lực, trí
lực,…được lên men tự nhiên an toàn cho người sử dụng.
Giúp cho sinh viên có thêm kĩ năng làm việc thực tế sau khi ra trường về các
quản lí chất lượng, quan sát, đánh giá sản phẩm.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về Công ty Cổ phần sữa An Sinh
2.1.1.Tên đầy đủ, thông tin liên lạc
Tên công ty: CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA AN SINH
Địa chỉ: thôn Đìa Mối – phường An Sinh – thị xã Đông Triều – tỉnh Quảng Ninh
Mã số thuế: 5701426324
Điện thoại: 02033592345
Fax: 0333604221
Lĩnh vực kinh doanh chủ yếu:
Sản xuất và kinh doanh các sản phẩm sữa:
- Sữa tươi thanh trùng
- Sữa chua ăn có đường
- Sữa chua uống
- Sữa chua nếp cẩm
- Sữa chua dẻo
- Sữa bánh
2.1.2. Quá trình hình thành và phát triển
Công ty cổ phần Sữa An Sinh được thành lập từ năm 2010, ban đầu tại
xã Bình Khê công ty có tên gọi là Công ty Cổ phần sữa tươi Đông Triều, sau
khi thu mua lại được đổi tên và hoạt động cho đến nay dưới tên Công ty Cổ
phần sữa An Sinh.
Công ty có mã số thuế 5701426324 được cấp ngày 14/09/2010, cơ quan
Thuế đang quản lý: Chi cục Thuế thị xã Đông Triều.
2.1.3. Cơ sở vật chất, trang thiết bị
2.1.3.1. Cơ sở vật chất
Công ty cổ phẩn sữa An Sinh được trên địa bàn thôn Đìa Mối xã An Sinh thị
xã Đông Triều tỉnh Quảng Ninh. Với diện tích tổng gần 1500m2, diện tích nhà
xưởng gần 1300m2 còn lại khoảng 200m2 là phần khuôn viên của công ty.


5

2.1.3.2.Trang thiết bị sản xuất
- Tank bảo quản sữa nguyên liệu
- Lò hơi
- Nồi thanh trùng sữa
- Nồi nấu bánh sữa
- Hệ thống làm lạnh cưỡng bức
- Kho lạnh
- Kho ủ sữa chua
- Máy phân tích sữa
- Máy chiết rót, dán màng cốc
- Máy gói bánh sữa
- Máy đồng hóa
2.1.3.3. Sơ đồ tổng thể mặt bằng công ty

Hình 2.1. Sơ đồ tổng thể mặt bằng công ty


6

Nhân sự:
Tổng số lao động trực tiếp: 50 công nhân
Công nhân được đào tạo kỹ thuật và đánh giá nghiêm ngặt trước khi vào
làm việc.
Được đào tạo định kỳ hàng năm và đánh giá trình độ tay nghề toàn bộ công
nhân viên trong công ty.
Hàng năm Công ty cũng tạo điều kiện cho công nhân nghỉ, giao lưu văn hóa
văn nghệ - thể dục thể thao với các đoàn thanh niên của các doanh nghiệp bên
ngoài Công ty nhằm tăng thêm sức khỏe, học hỏi, tăng tình đoàn kết với các
doanh nghiệp khác.
2.2. Tổng quan về sữa chua
2.2.1. Nguyên liệu sản xuất sữa chua
2.2.1.1. Nguồn gốc sữa chua
Sữa chua là một trong những sản phẩm được biết từ rất lâu có nguồn gốc từ
miền Trung – Tây Âu. Nó được khám phá bởi những người dân tộc với nguyên liệu
ban đầu là sữa dê và cừu. Nguyên nhân xuất hiện sản phẩm sữa lên men là do sự
nhiễm bẩn trong quá trình vắt và sử dụng sữa dẫn đến sự phát triển của các nguồn vi
sinh vật khác nhau. Người ta không thể ngăn ngừa sữa khỏi bị chua ngay cả khi sữa
đã được nấu sôi, nên đã quen dần với vị chua của sản phẩm và dần dần đi sâu vào
nghiên cứu để hiểu rõ giá trị sử dụng của nó. Người ta còn nhận thấy rằng acid tạo
thành trong quá trình lên men sữa có khả năng ngăn chặn bệnh ung thư và hạn chế
sự phát triển của vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa.
Do đó, dần dần sữa được biết đến và tiêu thụ ở nhiều quốc gia. Sự hình thành acid
trong quá trình lên men làm cho casein trong sữa bị đông tụ và làm cho sữa có độ
đặc giống như gel. Để yên một thời gian gel này bị co lại và nước sữa bị tách ra.
Hiện tượng này được ứng dụng trong sản xuất phomat, tuy nhiên hiện tượng co gel
và tách nước sữa không có lợi trong các sản phẩm sữa lên men vì chúng cần một
cấu trúc đồng nhất. Các sản phẩm sữa lên men tuy có nhiều tên gọi khác nhau
nhưng có thể chia thành vài nhóm chính. Sự khác nhau của các nhóm này phụ thuộc


7

vào loại sữa sử dụng, loại vi sinh vật và phương pháp chế biến sữa trước và sau
lên men.
Các sản phẩm sữa chua được phân loại dựa vào thời điểm tiến hành quá trình
lên men:
- Sữa chua truyền thống (set type): sản phẩm có dạng cấu trúc mịn. Trong
quy trình sản xuất sữa chua truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy
giồng rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện
trong sản phẩm khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm.
- Sữa chua dạng khuấy (stirred type): trong quy trình sản xuất, bổ sung chủng
vi sinh vật và tiến hành lên men trong xitec lớn. Sau đó sẽ tiến hành làm lạnh và rót
hộp.
- Sữa chua uống (drink yoghurt): quy trình sản xuất tương tự như sữa chua
dạng khuấy. Chỉ khác rằng sau khi đông tụ, sẽ tiến hành pha chế thành dịch, có thể
qua xử lý nhiệt hoặc không trước khi rót hộp.
2.2.1.2. Thành phần hóa học của sữa chua
a) Protein: Sữa bò chứa khoảng 2,9 - 4% protein. Trong đó chủ yếu là
casein, chiếm khoảng 2,3 – 2,9%. Ngoài ra protein của sữa còn nằm ở dạng đầy đủ
các acid amin không thay thế và rất cân đối về thành phần các acid amin.
b) Chất béo: Chất béo có trong sữa chiếm khoảng từ 3 – 5,2%, chất béo trong
sữa chia ra thành 4 nhóm:
- Mỡ
- Photphatid (photphattidixerin, photphattidinocid)
- Glycolipid
- Steroid
Bảng 2.1: Một số acid béo có trong sữa
Loại chất béo
Acid lauric
Acid meristic
Acid pammitic
Acid stearic

Hàm lượng (%)
0,84 – 3,29
8,33 – 11,94
19,94 – 34
6,4 – 13,65


8

c) Glucid: Đường chủ yếu có trong sữa là lactose. Ngoài ra còn có glactose,
glucose, manose, fructose chiếm tới 4,7% trong sữa. Đường lactose là loại đường
rất dễ lên men và dễ tiêu hóa. Lactose dễ bị thủy phân dưới tác dụng của acid, nhiệt
và enzyme lactase.
d) Khoáng chất: Trong sữa chua có tương đối đầy đủ các yếu tố khoáng
chất. Các khoáng chất này tồn tại ở dạng muối khoáng hoà tan dễ hấp thụ. Nó có tác
dụng giúp cho cơ thể khoẻ mạnh, giúp cho hệ xương vững chắc, tham gia vào cấu
túc tế bào và là tác nhân cho một số phản ứng sinh học diễn ra trong cơ thể. Thành
phần chất khoáng chính trong sữa bao gồm: Ca và Mg giúp xương chắc khoẻ, P,
Na, K, Zn, Mn, Cu tham gia vào cấu trúc tế bào, Fe tham gia vào quá trình tạo nên
cấu trúc hồng cầu (tạo máu).
e) Các Vitamin: Nguồn vitamin trong sữa rất đa dạng và phong phú. Mặc dù
đây là các yếu tố vi lượng nhưng lại là những chất thiết yếu không thể thiếu đối với
cơ thể con người. Tuỳ từng loại vitamin khác nhau mà chúng có những tác dụng
nhất định.
2.2.1.3. Vai trò và tác dụng của sữa chua
Sữa chua rất có lợi cho sức khỏe, nó làm tăng khả năng hấp thụ protein, bổ
sung và tái tạo canxi cho xương, đồng thời có tác dụng giảm cân một cách an toàn.
Hàm lượng canxi trong sữa chua tương đương với hàm lượng canxi trong sữa tươi.
Để cơ thể hấp thụ canxi tốt thì trong khẩu phần ăn của chúng ta cần có một hàm
lượng nhất định vitamin K, E. Sữa chua là nguồn cung cấp vitamin E cho cơ thể nên
canxi trong thức ăn hàng ngày hoặc được bổ sung vào cũng sẽ được hấp thu tối đa.
Nếu mỗi ngày chúng ta sử dụng một hộp sữa chua (100g) thì đã đáp ứng đủ lượng
canxi là 10% so với lượng canxi cần thiết mỗi ngày.
Protein trong sữa ngăn ngừa ung thư dạ dày, calcium và sắt ngăn chặn bệnh
thiếu máu hồng cầu, vitamin A có thể ngăn ngừa ung thư.
Vi khuẩn lactic có tác dụng làm hội chúng không dung nạp lactose, dự phòng
và điều trị tiêu chảy, giải độc các chất gây ung thư, kích thích sự đáp ứng miễn dịch
và làm giảm cholesterol huyết thanh, hạn chế táo bón…


9

Sữa chua có tác dụng giảm kích thước vòng eo. Những người áp dụng ăn
kiêng kết hợp với sữa chua giúp giảm tới 22% kích thước của vòng eo so với những
người chỉ áp dụng ăn kiêng đơn thuần. Theo một nghiên cứu của Tiến sỹ Michael
Zemel từ Đại học Tennessee, Knoxville Mỹ: Khi ăn sữa chua cơ thể tiết ra ít
Cortisol hơn, giúp cho các axit amin dễ dàng đốt cháy các chất béo làm giảm hàm
lượng mỡ bụng trong vòng eo.
Hàm lượng các chất có trong khoảng 180gram sữa chua:
Chất béo: 3,5 gram hoặc ít hơn (ít béo hoặc không béo).
Chất béo bão hòa: 2 gram hoặc ít hơn.
Protein: ít nhất 8 - 10 gram.
Đường: 20 gram hoặc ít hơn.
Canxi: ít nhất 20 phần trăm lượng canxi cần thiết hàng ngày.
Vitamin D: ít nhất 20 phần trăm lượng vitamin D cần thiết hàng ngày [3].
2.2.2. Lên men lactic trong sản xuất sữa chua
2.2.2.1. Chủng vi khuẩn lactic
Acid lactic là một acid hữu cơ có công thức hóa học là CH3-CHOH-COOH.
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae. Acid lactic được phát hiện vào năm
1780 nhờ nhà hóa học Sheele người Thụy Điển, ở sữa chua acid lactic được thừa
nhận là các sản phẩm lên men vào năm 1847. Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm này
có đặc điểm khác nhau nhưng đặc tính sinh lý tương đối giống nhau. Nhóm vi
khuẩn bao gồm nhiều giống khác nhau: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus,
Leuconostoc. Ngày nay người ta bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic những chủng vi
khuẩn thuộc giống Bifidobacterium.
Đặc điểm của vi khuẩn lactic là vi khuẩn Gram dương, không tạo bào tử,
không di động, hô hấp tùy tiện (kỵ khí và hiếu khí) và không chứa các men hô hấp
như xitochrom và catalase. Chúng thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải
hydrat carbon và sinh ra acid lactic, sinh sản bằng hình thức phân đôi tế bào. Tùy
thuộc vào hình dạng tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành dạng hình cầu và
hình que. Kích thước của chúng thay đổi theo từng loài, giống Streptococcus có


10

dạng hình tròn hoặc hình ovan, đường kính tế bào 0,5𝜇𝑚. Sau khi phân chia theo
một phương chúng thường xếp riêng biệt, cặp đôi hoặc chuỗi ngắn. Giống
Leuconostoc có dạng hơi dài hoặc hình ovan, đường kính từ 0,5- 0,8 𝜇𝑚 và chiều
dài khoảng 1 – 3 𝜇𝑚. Sau khi phân chia chúng thường sắp xếp thành từng chuỗi,
không tạo thành đám tập chung. Giống Latobacillus có dạng hình que, tùy vào điều
kiện của môi trường sống mà hình dạng của chúng thay đổi từ hình que ngắn đến
dài, sắp xếp thành chuỗi hay đứng riêng lẻ. Giống Pedicoccus là những tứ cầu
khuẩn hoặc song cầu khuẩn, có hoạt tính thủy phân protein rất yếu. Giống
Bifidobacterium là những trực khuẩn, khi mới phân lập có thể phân nhánh dạng chữ
Y, V và tập hợp thành khối. Sau nhiều lần cấy truyền chúng trở thành dạng trực
khuẩn dạng thẳng hoặc hơi uốn cong.
Quá trình lên men của acid lactic xảy ra tốt nhất trong môi trường acid pH từ
5,5 – 6, nếu pH nhỏ hơn 5,5 thì quá trình lên men dừng lại. Nhiệt độ của quá trình
lên men khoảng 15 – 50°C. Tuy nhiên mỗi loài đều có một khoảng nhiệt độ thích
hợp khác nhau, nên lơn hơn 80℃ vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn. Độ ẩm dễ
tạo điều kiện kỵ khí cho vi khuẩn lactic, làm cho quá trình lên men tích lũy nhanh
chóng.
Chất lượng sữa phụ thuộc nhiều vào chất lượng của acid lactic, đối với từng
loại sữa chua người ta dùng các chủng khác nhau, đảm bảo sao cho sữa chua có mùi
vị đặc trưng. Một số chủng vi sinh vật thường dùng: Streptococcus lactic,
Streptococcus cremoric… Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này
không chỉ sản sinh ra acid lactic mà còn có các acid bay hơi, khí CO2, este, diacetyl.
Kết quả tạo cho sản phẩm có mùi thơm đặc trưng. Vi khuẩn cần thiết cho quá trình
sản xuất sữa chua là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Hai
loài vi khuẩn này thuộc loài vi khuẩn hiếu khí và chịu được môi trường có độ acid
thấp (pH từ 4 – 4,5). Lactobacillus bulgaricus có khả năng thủy phân casein thành
một số acid amin do đó tạo điều kiện cho Streptococcus thermophilus phát triển.
Trong sản xuất sữa chua bằng nuôi cấy hỗn hợp, hai loài trên cho thấy: ở giai đoạn
đầu của quá trình sản xuất pH của sữa thích hợp cho loài Streptococcus hoạt động


11

chiếm ưu thế và đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu. Hoạt động của
các enzyme phân hủy casein của Lactobacillus kích thích sự phát triển của
Streptococcus, độ acid tăng lên, pH của sữa thay đổi làm cho Streptococcus khó
phát triển. Lúc này Lactobacillus sẽ thay thế chỗ và sự vón cục của sữa bắt đầu [1].
2.2.2.2. Quá trình lên men
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae. Acid lactic được phát hiện vào
năm 1780 nhờ nhà hóa học Sheele người Thụy Điển, ở sữa chua acid lactic được
thừa nhận là các sản phẩm lên men vào năm 1847. Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm
này có đặc điểm khác nhau nhưng đặc tính sinh lý tương đối giống nhau. Nhóm vi
khuẩn bao gồm nhiều giống khác nhau: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus,
Leuconostoc. Ngày nay người ta bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic những chủng vi
khuẩn thuộc giống Bifidobacterium.
Lactobacillus bulgaricus lên men đồng hình, là trực khuẩn tròn đôi khi ở
dạng hạt, thường kết thành chuỗi dài, Gram dương không có khả năng di động.
Chúng có khả năng lên men được các loại đường glucose, lactose, galactose, không
lên men được saccarose, xylose, arabinose, sorbose, dulcitol, mannitol, dextrin,
inulin. Đây là giống ưa nhiệt, nhiệt độ tối thích cho phát triển là 40 – 45℃, tối thiểu
là 15 – 20℃, loại này có thể tạo 2,7% acid lactic từ đường lactose.

Hình 2.2. Lactobacillus bulgaricus
Streptococcus thermophilus là cầu khuẩn kết thành chuỗi dài, chủ yếu lên
men lactic đồng hình. Giống ưa ấm, phát triển tốt nhất ở 50℃ và sinh sản tốt nhất ở
37 - 45℃. Trong môi trường nó tích tụ được 0.8 – 1% acid. Thường dùng phối hợp


12

với trực khuẩn lactic (thường là Lactobacillus bulgaricus) để chế biến sữa chua và
các loại đặc biệt, sữa chua nấu chín và phomai…

Hình 2.3. Streptococcus thermophilus
Hai loài vi khuẩn này thuộc loài vi khuẩn hiếu khí và chịu được môi trường có
độ acid thấp (pH từ 4 – 4,5). Lactobacillus bulgaricus có khả năng thủy phân casein
thành một số acid amin do đó tạo điều kiện cho Streptococcus thermophilus phát
triển [1].
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic nhờ vi sinh
vật, điển hình là vi khuẩn lactic. Lên men lactic là loại hình lên men phát triển nhất
trong thiên nhiên. Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng. Các phân tử
ATP được hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ được vi khuẩn giữ lại
trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật.
Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi
trường lên men. Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường và kéo
theo những biến đổi hóa lý khác.
Trong quá trình lên men lactic, ngoài sản phẩm là acid lactic, acid acetic,
ethanol, CO2 trong dịch lên men còn xuất hiện nhiều hợp chất hóa học khác. Chúng
là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men. Hàm lượng của
chúng trong dịch lên men thường rất thấp. Một số hợp chất trong nhóm rất rễ bay
hơi. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc
trưng cho những sản phẩm sữa chua. Khi nồng độ của acid lactic đạt 2 – 3% sẽ ức
chế hoạt động của các vi sinh vật khác, kể cả E.coli. Chính vì thế nên lên men lactic


13

được ứng dụng để sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau như: sữa chua, bơ chua,
phomai, dưa chua [2]...
Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic:
C6H12O6

2C3H6O3 + 136 Kj (32,4 Kcal)

Lên men lactic gồm có lên men đồng hình và lên men dị hình:
Lên men lactic đồng hình: Lượng acid lactic tạo thành chiếm hơn 90%, chỉ
một lượng nhỏ pyruvat bị khử carbon chuyển thành acid acetic, ethanol, CO2 và
acetoin. Lượng sản phẩm phụ tạo ra phụ thuộc sự có mặt của oxy. Các chủng vi sinh
vật được sử dụng trong lên men đồng hình như: Lactobacterium casein,
Lactobacterium cremoris, Lactobacterium bulgaricus delbrucki… Phương trình
tổng quát trong quá trình lên men đồng hình:
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi

2CH3CHOHCOOH + 2ATP

Trong một số trường hợp, lên men đồng hình có thể được chuyển sang dạng dị
hình khi điều kiện lên men thay đổi.
Lên men lactic dị hình: Chỉ có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, ngoài ra còn
có các sản phẩm phụ khác nhau như acid acetic, ethanol, CO2, các sản phẩm phụ
tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm. Phương trình tổng quát trong quá
trình lên men dị hình:
C6H12O6

CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH

Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật,
môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh. Acid lactic thường chiếm 40%
lượng đường đã được phân hủy, acid suecinic 20%, rượu etylic 10%, acid acetic
10% và các loại khí gần 20% [2].
2.2.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic
a) Nguồn gluxit
Để duy trì sự sống, điều hoà các quá trình chuyển hoá trong tế bào vi khuẩn
cần sử dụng nguồn gluxit có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon.
Nguồn cung cấp gluxit quan trọng cho vi khuẩn là đường lactose. Hầu hết các vi
khuẩn lactic đều có enzyme lactose nên thuỷ phân được lactose thành glucose và
galactose.
C12H22O11

Nước

C6H12O6

+

C6H12O6


14

Lactose

Lactose

Glucose và galactose

glucose
VK

galactose

Các hợp chất khác + Sinh năng

lượng
Nồng độ đường để lên men từ 5 - 20% [2].
b) Nguồn nito
Các nguồn nito có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật nếu
không có các nguồn này thì không thể tổng hợp được các chất phức tạp cấu tạo nên
nguyên chất trong tế bào vi sinh vật.
Vi sinh vật đòi hỏi nguồn nito rất cao đặc biệt là:
+ Protid: Sự tương tác giữa casein trong sữa với vi khuẩn lactic khi có
sự hiện diện của ion H + trong môi trường làm tăng khả năng lên men lactic.
Ngoài ra, casein còn là chất đệm có tính trung hoà một lượng acid sinh ra trong
quá trình lên men.
+ Pepton: Trong môi trường sữa đã có sẵn nguồn pepton nhưng do nhu cầu
pepton đối với cơ thể vi khuẩn rất cao do đó cần bổ sung pepton từ bên ngoài vào
môi trường sữa để đảm bảo lượng pepton đủ để làm tăng tốc độ lên men.
+ Axit amin: Vi khuẩn lactic hấp thụ được dễ dàng.
c) Vitamin:
Vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin và do môi trường
sữa bên ngoài có nay đủ các loại vitamin cần thiết cho sự phátt triển của vi khuẩn
lactic nên không cần bổ sung thêm từ bên ngoài.
d) Muối khoáng và các nguyên tố vi lượng:
Nhu cầu này không lớn do đó không cần bổ sung thêm từ ngoài vào mà chỉ
cần sử dụng những chất có sẵn trong môi trường sữa. Trong các loại muối khoáng P
chiếm tỉ lệ cao nhất. Nồng độ muối NaCl trong môi trường không được quá 6.5%
nó sẽ tiêu diệt hết các loại vi khuẩn lactic.
e) Nhu cầu Oxy:
Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy và vừa
sống được trong môi trường không có oxy. Theo nghiên cứu cho rằng vi khuẩn
lactic phát triển tốt nhất trong môi trường có nồng độ oxy thấp.
f) Nhiệt độ:


15

Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến cường độ phát triển mà còn ảnh hưởng đến
khả năng phát triển của chúng nữa. Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ: Rút ngắn thời
gian lên men, hạn chế sự nhiễm các vi sinh vật lạ khác, sản phẩm thu được đạt kết
quả như mong muốn.
g) pH môi trường:
Đối với các vi khuẩn lên men lactic đồng hình, pH môi trường thường không
ảnh hưuởng đến các sản phẩm đặc trưng của quá trình lên men còn đối với các vi
khuẩn lên men lactic dị hình thì ngược lại.
+ Khi pH môi trường cao thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid lactic.
+ Khi pH môi trường thấp thì sản phẩm tạo thành ngoài acid lactic còn có
thêm acid acetic, và nhiều sản phẩm khác.
Qua nhiều nghiên cứu người ta nhận thấy rằng lượng di-acetyl tạo ra nhiều
nhất tại pH = 4.6 – 5.2, đây chính là yếu tố làm tăng mùi hương cho sản phẩm [2,3].
Bảng 2.2: Giới hạn pH môi trường của vi khuẩn lactic [5]
Loài vi khuẩn

pHmin

pHop

pHmax

Trực khuẩn ưa nhiệt

3.5 - 4.25

5.5 – 6.5

7–8

Streptococcus Lactic

4.75

6 – 6.5

8.5

Streptococcus Thermophilus

4.75

6-7

8.5

Streptococcus Faccalis

4.5

6-7

10

h) Các chất kháng sinh:
Các chất kháng sinh ảnh hưởng rất lớn đến vi khuẩn lactic: Penicilin chỉ một
lượng rất nhỏ cũng đủ để ức chế nhiều loài vi khuẩn lactic. Streotomycin có tính
kháng sinh rất mạnh, có khả năng tiêu diệt cả vi khuẩn gram + và vi khuẩn gram –
trong quá trình lên men, hàm lượng chất kháng sinh tạo ra trong môi trường đủ lớn
sẽ làm giảm hiệu suất lên men [3].
2.2.3. Một số biến đổi hóa sinh trong quá trình lên men sữa chua
Lên men là quá trình quan trọng nhất trong sản xuất sữa chua, là quá trình
lên men lactic, nhóm men lactic là rất quan trọng trong công nghệ sản xuất. Giai
đoạn đầu, dưới tác dụng của enzym lactase, đường lactose bị thủy phân tạo thành


16

glucose và galactose. Sau đó các đường đơn này chuyển thành acid pyruvic và cuối
cùng chuyển thành acid lactic. Acid pyruvic bị khử sẽ cho sản phẩm là acid lactic,
theo phản ứng sau:
C12H22O11

+

H2 O

C6H12O6

Lactose

+

Glucose

C6H12O6

C6H12O6
Galactose

CH3 - CO - COOH
Codehydrogenase

CH3 – CO – COOH +

2H+

Acid pyruvic

CH3 - CO - CHOH - COOH
Acid lactic

Diễn biến của quá trình lên men, acid lactic được tạo thành sẽ làm giảm pH
của sữa. Khi pH = 4,4 – 4,6 là điểm đẳng điện của protein, các casein bị đông tụ.
Các casein tồn tại dưới dạng caseinat canxi phân tán đều trong dịch sữa. Sự có mặt
của các acid lactic sẽ gây ra phản ứng tạo acid casein không hòa tan, nhờ đó từ dạng
lỏng chuyển sang trạng thái đông tụ.
Các biến đổi trong quá trình lên men
Trao đổi chất carbohydrate:
- Lactose bị phân hủy bên trong tế bào vi khuẩn bằng enzyme dgalactosidase tạo thành glucose và galactose. Glucose được sử dụng biến thành acid
lactic.
- Tạo thành những thành phần mùi trong sữa chua: acetaldehyde, aceton,
diacetyl.
Biến đổi protein:
- Phức hệ calcium – caseinate – phostphate bị mất ổn định, tạo thành khối đông.
- Protein bị thủy phân tạo thành peptide và acid amin, tạo thành mùi cho sản phẩm.
- Cả Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus đều tạo được
enzyme peptidase phân giải protein gây đắng cho sản phẩm.
Thủy phân chất béo: thủy phân chủ yếu các triglyceride mạch ngắn.


17

Các chất khác: gia tăng thành phần niacin, các vitamin nhóm B bị phân hủy khá
nhiều [3].
2.2.4. Quy trình chung sản xuất sữa chua

Sữa nguyên liệu

Tiêu chuẩn
hóa
Gia nhiệt
Đồng hóa
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men
Làm nguội
Rót
Bảo quản lạnh

Sữa chua

Hình 2.4. Sơ đồ chung sản xuất sữa chua [5]


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×