Biến đổi dinh dưỡng của sữa trong sản xuất sữa chua - Yaourt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM -----š›&š›----- BÀI TẬP LỚN DINH DƯỠNG Đề tài: “Biến đổi dinh dưỡng của sữa trong sản xuất sữa chua - yaourt” Giảng viên hướng dẫn : Trần Thị Thu Trà Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hồng Long - 20604220 Nguyễn Bảo Đăng - 60900555 Nguyễn Duy Hiếu - 60900812 TPHCM, 1/6/2011 Mục lục: CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SỮA CHUA - YAOURT …………………………2 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA – YAOURT………...……..9 CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI DINH DƯỠNG................................................................10 CHƯƠNG 4: CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM YAOURT…………………...21 CHƯƠNG 5: CƠNG DỤNG SẢN PHẨM YAOURT…………………………….22 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….24 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SỮA CHUA - YAOURT Sữa lên men yaourt là một sản phẩm rất nổi tiếng thế giới.Nĩ được những người du mục vùng phát hiện từ xưa. Ngày nay, yaourt được tiêu thụ mạnh tại các nước vùng Địa Trung Hải, trung tâm châu Âu và Châu Á. Định nghĩa sữa chua - yaourt: Sữa chua - yaourt (sữa lên men) là tên gọi chung cho các sản phẩm chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi: nhĩm vi khuẩn lactic hoặc tổ hợp vi khuẩn lactic và nấm men. Phân loại: Trên thị trường hiện nay, sản phẩm yaourt rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc và mùi vị yaourt luơn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thĩi quen sử dụng của khách hàng tại các nước khác nhau. Sản phẩm yaourt được phân loại như sau: Dựa trên cấu trúc, mùi vị cĩ 5 loại: Yaourt truyền thống (set type): sản phẩm cĩ cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý rồi được rĩt vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đơng (coagulum) và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Yaourt dạng khuấy (stirred type): khối đơng xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phân hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trinh sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dụng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rĩt sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy sẽ khơng cĩ cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống. Yaourt uống (drinking type) hay yaourt dạng lỏng: khối đơng xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hồn tồn. Sản phẩm cĩ dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dung khơng cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn và phương pháp đồng hĩa đẻ phá hủy cấu trúc gel của khối đơng và làm giảm dộ nhớt cho sản phẩm. Yaourt lạnh đơng (frozen type): sản phẩm cĩ dạng tương tự như kem (ice-cream). Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dung, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đơng để làm tăng độ cứng cho sản phẩm (hardening) rồi bao gĩi. Yaourt cơ đặc (concertrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn như lên men sữa, cơ đặc, làm lạnh và bao gĩi sản phẩm. Trong quá trình cơ đặc người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Yaourt cơ đặc cịn cĩ tên gọi là strained yaourt hay labneh. Ngày nay, để đa dạng hĩa hơn nữa sản phẩm yaourt trên thị trường người ta cĩ thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc puree trái cây vào sản phẩm. Dựa trên hàm lượng chất béo cĩ 3 loại: Một khĩa phân loại khác cho yaourt là dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm. Lượng chất béo trong yaourt cĩ thể dao động từ 0 -10%, thơng thường là từ 0.5-3.5%. Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức Nơng lương FAO, sản phẩm yaourt cĩ thể chia thành ba nhĩm như sau: Yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo trong sản phẩm khơng thấp hơn 3%. Yaourt “bán gầy “(partially skimmed yarourt): hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5% - 3,0%. Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo khơng lớn hơn 0,5%. Nguyên liệu: Sữa: Yaourt cĩ thể được sản xuất từ sữa tươi, sữa bột, sữa cơ đặc, sữa hồn nguyên (reconstituted milk ) hoặc sữa tái chế (recombined milk ). Dùng sữa tươi để sản xuất yaourt: sữa tươi sử dụng trong sản xuất yaourt phải cĩ chất lượng tốt. Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau: Tổng số tế bào VSV trong sữa tươi càng thấp càng tốt Khơng chứa thực thể khuẩn (bacteriophage). Khơng chứa kháng sinh. Khơng chứa các enzim. Khơng chứa dư lượng hĩa chất cĩ nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ hoặc thiếc bị đựng sữa. Hàm lượng các chất trong sữa bị: Protein: Chất béo: Khống: Hàm lượng khống trong sữa: 8÷10 g/l Chiếm hàm lượng cao (khống đa lượng): Ca, P, Mg, K, Na, Cl… Chiếm hàm lượng thấp (khống vi lượng): Zn, Fe, I, Cu, Mo… Vitamin: hàm lượng một số vitamin trong sữa bị (mg/l). Đường: Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta bổ sung đường (glucose, saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến. Đường cĩ thể được bổ sung trực tiếp hoặc dưới dạng puree trái cây. Đường lactose: α - lactose monohydrate C12H22O11.H2O (ngậm 1 phân tử). β - lactose anhydrous C12H22O11 (khan). Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng, chất tạo ngọt (sweetener), thơng dụng nhất là aspartame. Trái cây: Trái cây các loại như: thơm, dâu, sơri, táo …được bổ sung vào yaourt thường dưới dạng puree. Cĩ hai dạng puree: puree tự nhiên (khơng cĩ bổ sung thêm đường) và puree cĩ bổ sung thêm đường. Hàm lượng đường trong puree thường chiếm 50÷55%. Phụ gia: Một số sản phẩm yaourt cịn được bổ sung thêm hương liệu và chất màu trong quá trình sản xuất. Tùy theo tình hình của mỗi quốc gia mà bảng danh mục các phụ gia hương liệu và màu được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với liều lượng tối đa quy định cĩ thể sẽ khác nhau. Đối với một số sản phẩm, người ta cĩ sử dụng chất ổn định để yaourt cĩ được cấu trúc, độ nhớt… theo yêu cầu. Các chất ổn định thường sử dụng là gelatin, pectin, agar-agar…Chúng là những chất ưa nước và cĩ thể liên kết với nước. Loại chất ổn định và hàm lượng sử dụng tối ưu cho từng sản phẩm sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Vi sinh vật trong sản xuất yaourt: Chất lượng sữa chua phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của chủng. Đối với từng loại sữa chua, người ta dùng các chủng khác nhau, đảm bảo sao cho sữa chua cĩ mùi vị đặc trưng. Một số chủng vi sinh vật thường dùng: Streptococcus lactic, Streptococcus cremoric, Streptococcus diacetyl lactic, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus… Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này khơng chỉ sản sinh ra acid lactic mà cịn các acid bay hơi, khí CO2, este, diacetyl. Kết quả tạo cho sản phẩm cĩ mùi thơm đặc trưng. Vi khuẩn cần thiết trong quá trình chế biến yaourt là Streptococcus Thermophilus và Lactobacillus Bulgaricus. Hai lồi vi khuẩn nĩi trên thuộc lồi vi khuẩn hiếu khí và chịu được mơi trường cĩ độ acid thấp (pH = 4 ÷ 4,5). L.bulgaricus cĩ khả năng thủy phân casein thành một số acid amin do đĩ tạo điều kiên cho S.thermophilus phát triển. Trong sản xuất sữa chua bằng nuơi cấy hỗn hợp hai lồi trên cho thấy: ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất, pH của sữa thích hợp cho lồi Streptococcus hoạt động chiếm ưu thế và đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu. Hoạt động 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 khĩ phát triển. Lúc này Lactobacillus sẽ thay thế chỗ và sự vĩn cục của sữa bắt đầu. Sữa chua cĩ thể được sản xuất từ sữa tươi tự nhiên hoặc sữa bột hịa tan với sữa tươi. Sau khi thanh trùng ở nhiệt độ 950C, sữa được làm lạnh đến nhiệt độ 42 – 460C và cấy hai loại vi khuẩn trên để thực hiện quá trình lên men ở nhiệt độ 40 – 500C trong thời gian 2 – 3h. Để sản phẩm cĩ độ chua nhẹ và thơm, người ta cĩ thể sử dụng tế bào của vi khuẩn Streptococcus ở giai đoạn non và khi mơi trường lên men cĩ độ acid thấp. Ngược lại, muốn sữa chua cĩ độ acid cao thì cần sử dụng tế bào Streptococcus già hơn hoặc sử dụng Lactobacillus Nhiều người cho rằng Streptococcus tạo ra acid lactic cịn Lactobacillus quyết định mùi vị và cấu trúc sản phẩm, nhưng cũng cĩ giả thuyết cho rằng Streptococcus thúc đẩy nhiều quá trình sinh hố tạo hương thơm đặc trưng. Khi lấy từng giống riêng lẻ thì mùi vị và cấu trúc khơng bằng sự kết hợp cân đối giữa 2 lồi. Do đĩ, tỷ lệ giữa 2 giống thích hợp nhất là 1:1. Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 ÷ 500C trong mơi trường cĩ độ acid cao và cĩ thể tạo đến 2,7% acid lactic từ đường lactose. Streptococcus thermophilus là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 ÷ 400C nhưng chỉ phát triển được trong mơi trường cĩ độ acid thấp hơn Lactobacillus bulgaricus. CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA – YAOURT CHƯƠNG 3: BIẾN ĐỔI DINH DƯỠNG Chuẩn hĩa: Mục đích quá trình chuẩn hĩa là hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm yaourt. Hàm lượng chất béo trong yaourt thành phẩm thường dao động trong khoảng 0,5 ÷ 3,5%. Hàm lượng chất béo trong sữa tươi thường dao động trong khoảng 2,5 ÷ 6%. Thực hiện: Ly tâm phân riêng: 1 dịng sữa gầy (0,1% béo). 1 dịng cream (40% béo). Tùy theo hàm lượng yêu cầu. Phối trộn: 1 phần cream. Sữa gầy. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khơ: Theo Bourgeois và Larpent (1989), tổng hàm lượng chất khơ tối ưu cho quá trình lên men trong sản xuất yaourt là từ 14÷16%. Thực tế, mỗi nhà sản xuất sẽ chọn một giá trị thích hợp cho sản phẩm của mình. Thơng thường, sữa tươi cĩ hàm lượng chất khơ khoảng 11,5 ÷ 12,7%. Để tăng hàm lượng chất khơ trong sữa tươi, chuẩn bị cho quá trình lên men, ta cĩ thể chọn một trong những giải pháp thơng dụng dưới đây: Trong sữa bị tươi, hàm lượng chất khơ: 11,5 - 12,7% Hiệu chỉnh hàm lượng chất khơ trong sữa nguyên liệu: 14 ÷ 16% Phương pháp: Cơ đặc trong điều kiện chân khơng. Cơ đặc sữa trong điều kiện chân khơng để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định. Thể tích sữa sau quá trình cơ đặc thường giảm đi từ 10÷20%. Khi đố, tổng hàm lượng chất khơ trong sữa sẽ tăng từ 1,5÷3,0%. Các nhà sản xuất cĩ thể sử dụng thiết bị bài khí, kết hợp cơ đặc sữa trong điều kiện chân khơng Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi: hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường khơng cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi. Bổ sung thêm sữa cơ đặc vào sữa tươi. Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane. Dịng sản phẩm khơng qua màng (retentate) thốt ra từ thiết bị siêu lọc cĩ hàm lượng chất khơ cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi. Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị sẵn cĩ mà mỗi nhà máy sẽ chọn một giải pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khơ trong nguyên liệu sữa tươi. Bài khí: Giảm lượng chất khí hịa tan. Hàm lượng chất khí hịa tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt. Khi đĩ, hiệu quả của các quá trình đồng hĩa và thanh trùng sẽ tăng, các hợp chất bay hơi cĩ mùi khĩ chịu trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng sản phẩm yaourt sẽ tốt hơn. Nếu như các nhà sản xuất bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất khơ, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm gia tăng lượng khí hịa tan trong sữa. Khi đĩ, trong quá trình sản xuất bắt buộc phải cĩ quá trình bài khí. Đồng hĩa: Mục đích của quá trình đồng hĩa là tránh hiện tượng tách pha của chất béo trong quá trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm yaourt. Thơng thường, đồng hĩa được thực hiện ở áp lực 200÷250bar, nhiệt độ sữa từ 65÷700C. Theo Luquet (1985), trong quy trình cơng nghệ sản xuất yaourt cĩ hàm lượng chất béo thấp, các nhà sản xuất khơng nên bỏ qua giai đoạn đồng hĩa sữa nguyên liệu. Quá trình đồng hĩa sẽ ảnh hưởng tốt đến cấu trúc micelle trong sữa và cải thiện cấu trúc gel của yaourt thành phẩm. Xử lý nhiệt: Mục đích của quá trình xử lý nhiệt là tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hệ VSV và các enzyme cĩ trong sữa. Ngồi ra, quá trình này cịn làm biến tính sơ bộ các protein sữa, đặc biệt là các whey protein. Nhờ đĩ, trong quá trình lên men lactic, khối đơng được hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thốt huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản yaourt. Theo Bylund Gosta (1995), đĩ là β-lactoglobulin – thành phần chính trong whey protein – đã tương tác với κ – casein trong cấu trúc micelle làm cải thiện cấu trúc khối đơng của yaourt. Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng. Chế độ xử lý là 90 ÷ 950C trong 3 ÷ 5 phút. Lên men lactic: Diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn. Lactose được chất mang-protein (enzyme permease) vận chuyển qua màng. Trong sản xuất yaourt, người ta sử dụng nhĩm vi khuẩn lactic lên men đồng hình. Hai loại phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Trong thực tế, chúng cĩ thể sống cộng sinh với nhau (symbiosis). Thơng thường, tỷ lệ giữa cầu khuẩn và trực khuẩn trong canh trường giống là 1 :1 hoặc 2 :1. Tuy nhiên, tỷ lệ này cĩ thể thay đổi tùy thuộc vào hoạt tính của chuấn sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm. Hiện nay, các nhà máy sản xuất yaourt với năng suất lớn thường mua chế phẩm vi khuẩn lactic để sử dụng. Như vậy, họ khơng cần đầu tư chi phí nhân cơng, nhà xưởng và nguyên liệu cho quá trình giữ giống và nhân giống tại nhà máy. Để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng, các nhà sản xuất thường hoạt hĩa vi khuẩn giống trên mơi trường được pha chế từ bột sữa gầy. Hàm lượng chất khơ trong mơi trường hoạt hĩa dao động từ 9÷12%. Trước khi hoạt hĩa giống, mơi trường cần phải được thanh trùng ở 90÷950C trong thời gian 30÷45 phút. Quá trình hoạt hĩa được thực hiện trong thiết bị vơ trùng cĩ dạng hình trụ, đáy cơn và được chế tạo bằng vật liệu thép khơng rỉ. Nhiệt độ hoạt hĩa được duy trì ở 430C. Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85÷900D. Giống vi khuẩn lactic sau khi được hoạt hĩa, được cấy vào bồn chứa sữa nguyên liệu (trường hợp sản xuất yaourt truyền thống) hoặc bồn lên men (trường hợp sản xuất yaourt dạng khuấy hoặc yaourt uống). Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hĩa giống, nếu chưa sử dụng ngay, ta cần làm lạnh giống để hạn chế sự gia tăng nhanh độ chua của canh trường. Việc tăng nhanh độ chua của canh trường giống sẽ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic. Trường hợp giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh trường về nhiệt độ 10 ÷ 120C. Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường nên được duy trì ở 50C. Cần chú ý là khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánh khuấy của thiết bị hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đều các tế bào vi khuẩn lactic trong mơi trường sữa. Nhờ đĩ, quá trình lên men sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn. Đối với các sản phẩm Yaourt : Sản phẩm Yaourt truyền thống: Sau khi cấy giống vi khuẩn, mơi trường sẽ được đảo trộn và gia nhiệt lên đến 43- 470C rồi đưa qua thiết bị rĩt vào bao bì và đĩng nắp. Các thiết bị đều làm việc trong mơi trường vơ trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ mơi trường ngồi vào sữa. Hiện nay, người ta thường sử dụng loại bao bì nhựa với khối lượng sản phẩm 200g/ 1 bao bì cho loại yaourt truyền thống. Tiếp theo, các bao bì chứa hỗn hợp sữa và giống vi khuẩn lactic được đưa vào phịng lên men. Nhiệt độ lên men tối ưu thường là 42 - 430C. Mặc dù sữa được đựng trong các bao bì kín nhưng phịng lên men phải luơn được vệ sinh sạch sẽ. Người ta sử dụng khơng khí vơ trùng cĩ qua hệ thống vi lọc membrane để thơng khí cho phịng lên men. Thời gian lên men phụ thuộc vào chủng vi khuẩn sử dụng, trạng thái sinh lý của giống và yêu cầu về độ chua của yaourt thành phẩm. Trên mơi trường sữa, thời gian thế hệ Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus khoảng 20 - 30 phút. Thơng thường, quá trình lên men kết thúc sau 2,5 - 3 giờ. Độ chua yaourt đạt 70-800D. Tiếp theo, ta cần làm lạnh mơi trường lên men để ổn định cấu trúc gel của sản phẩm, tránh hiện tượng tách huyết thanh trong sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn. Các bao bì chứa yaourt sẽ được đưa vào phịng làm lạnh để đưa yaourt về nhiệt độ 18 - 200C trong vịng 30 - 40 phút. Cuối cùng, ta hạ nhiệt độ yaourt xuống 40C và bảo quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt độ 2 - 40C. Các nhà máy sản xuất sản phẩm yaourt truyền thống với năng suất lớn, người ta sử dụng dây chuyền thiết bị hoạt động liên tục. Sữa tươi đã cấy giống vi khuẩn được bơm vào máy rĩt. Tiếp theo, các bao bì chứa hỗn hợp sữa - giống vi khuẩn được đi qua máy đĩng nắp rồi lên hệ thống băng tải đi vào phịng lên men. Thời gian lưu của chúng trong phịng lên men là 2,5 - 3 giờ. Sau đĩ, các băng tải sẽ tiếp tục đưa chúng vào phịng lạnh để hạ nhiệt độ đạt giá trị yêu cầu rồi đi đến kho bảo quản lạnh. Đối với sản phẩm yaourt truyền thống cĩ bổ sung hương liệu, trên hệ thống đường ống vận chuyển sữa từ bồn cấy giống đến máy rĩt vào bao bì và đĩng nắp, người ta sẽ bổ sung phụ gia vào. Lượng phụ gia bổ sung được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Sản phẩm yaourt dạng khuấy: Điểm khác biệt cơ bản giữa yaourt dạng khuấy và dạng tryền thống là quá trình len men được thực hiện trong thiết bị hình trụ dung tích lớn và cĩ cánh khuấy. Chính vì vậy mà yaourt dạng khuấy khơng giữ lại được cấu trúc gel của khối đơng tụ được hình thành trong quá trình lên men truyền thống. Cần phải chú ý la sản phẩm yaourt dạng khuấy luơng được bổ sung them purée trái cây và một số phụ gia khác. Khi quá trình lên men kết thúc (pH canh trường giảm xuống cịn 4,2- 4,6 tùy thuộc vào từng loại sản phẩm), người ta bơm yaourt vào thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ từ 15-220C Tổng thời gian hạ nhiệt độ cho tồn khối sản phẩm trong bồn len men là 20-30 phút. Tiếp theo, yaourt được đưa vào bồn chứa tạm, chuẩn bị cho giai đoạn rĩt sản phẩm. Việc bổ sung purée và các phụ gia khác như hương liệu, chất màu, chất ổn định… sẽ được bơm trực tiếp vào đường ống vận chuyển yaourt từ bồn chứa tạm đến thiết bị rĩt sản phẩm vào bao bì. Để purée và các phụ gia được phân bố đều trong khối sản phẩm, người ta phải tính tốc độ thích hợp cho hai bơm hoạt động: một bơm cho yaourt vào và một bơm cho hỗn hợp purée và phụ gia. Ngồi ra, người ta cịn đặt một thiết bị phối trộn dạng ống trên đường vận chuyển hỗn hợp yaourt, purée và phụ gia trước khi vào máy rĩt để cải thiện độ đồng nhất cảu sản phẩm. Cần chú ý là hỗn hợp purée và các chất ổn định phải ở trạng thái đồng nhất thì quá trình phối trộn chúng với yaourt mới được thực hiện dễ dàng. Hơn nữa chúng phải qua thanh trùng nhiệt nhằm tiêu diệt các tế bào sinh dưỡng cĩ thể nhiễm vào thành phẩm. Người ta thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt hình trụ, bên ngồi cĩ vỏ áo gia nhiệt, bên trong cĩ cánh khuấy và các thanh khuấy để thanh trùng hỗn hợp purée và phụ gia. Nhiệt độ và thời gian thanh trùng kéo dài thì sự tổn thất hương sẽ càng lớn và cĩ sự thay đổi về cấu trúc của purée trái cây. Sản phẩm yaourt uống: Quá trình lên men sản xuát yaourt uống cũng được thực hiện trong thiết bị lên men tương tự như đối với sản phẩm yaourt dạng khuấy. Khi kết thúc lên men, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc gel của khối đơng rồi làm lạnh yaourt về 18-200C, sau đĩ bơm vào bồn chứa tạm. Tiếp theo, ta bổ sung thâm đường, các phụ gia như hương liệu, chất màu… vào yaourt rồi tiếp tục khuấy trộn hỗn hợp. Yaourt uống cĩ thể bảo quản ở nhiệt độ thấp (2 - 40C) hoặc ở nhiệt độ phịng. Qui trình 1: Hỗn hợp yaourt và các phụ gia được đưa vào thiết bị đồng hĩa. Mục đích của quá trình đồng hĩa là làm giảm kích thước hạt béo, phân bố đều chúng trong sản phẩm, phá vỡ cấu trúc gel của khối đơng, giảm độ nhớt và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm. Áp lực đồng hĩa cĩ thể thay đổi từ 50 - 200bar. Tiếp theo, sản phẩm được làm lạnh về 200C rồi đưa vào thiết bị rĩt và đĩng nắp. Thời gian bảo quản sản phẩm từ 2 - 3 tuần ở nhiệt độ 2 - 40C. Qui trình 2: Hỗn hợp yaourt và các phụ gia được đưa vào thiết bị thanh trùng dạng bảng mỏng hoặc ống lồng rồi đi vào thiết bị đồng hĩa vơ trùng. Sau khi được làm nguội, sản phẩm được đưa vào thiết bị rĩt và đĩng nắp vơ trùng. Do quá trình thanh trùng khơng thể tiêu diệt được tồn bộ hệ vi khuẩn lactic trong yaourt nên sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (2 - 40C). Thời gian bảo quản cĩ thể kéo dài 1 - 2 tháng. Qui trình 3: Đối với nhĩm sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ phịng, người ta sử dụng phương pháp tiệt trùng UHR để tiêu diệt tồn bộ hệ VSV cĩ trong sản phẩm. Quy trình xử lý như sau: Hỗn hợp yaourt và các phụ gia được bơm vào thiết bị đồng hĩa rồi vào thiết bị tiệt trùng UHT. Thơng thường, người ta sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp trên thiết bị trao đổi nhiệt bảng mỏng hoặc ống lồng. Trong điều kiện vệ sinh sản xuất tốt và sữa nguyên liệu đạt các chỉ tiêu về vi sinh, sản phẩm chỉ chứa vi khuẩn lactic, khơng chứa vi khuẩn khác. Ta cĩ thể sử dụng chế độ tiệt trùng ở nhiệt độ thấp 110 - 1150C trong thời gian 5 - 7 giây. Tiếp theo, yaourt được làm nguội và đi vào thiết bị rĩt, đĩng nắp sản phẩm. Khi đĩ người ta cĩ thể bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phịng, nơi thống mát. Thời gian bảo quản từ 3 - 6 tháng. Lên men đồng hình: 2 chu trình: Chu trình Tagatose : Vi khuẩn Lactococcus. Sản phẩm: acid lactic. Chu trình đường phân : Vi khuẩn: Lactobacillus lactic. Lactobacillus bulgaricus. Lactobacillus helveticus. Streptococcus thermophilus. Lactose được chất mang-protein (enzyme permease) vận chuyển qua màng. Lactose → glucose + galactose Glucose đi vào chu trình đường phân. Sản phẩm: acid lactic. Lên men dị hình: Vi khuẩn Leuconostoc. Lactose được chất mang - protein (enzyme permease) vận chuyển qua màng. Lactose → glucose + galactose Glucose vào chu trình leloir. Sản phẩm: Acid lactic. Ethanol. CO2. Biến đổi hĩa sinh diễn ra trong quá trình lên men: Trao đổi chất Cacbohydrat: Lactose bị thuỷ phân bên trong tế bào vi khuẩn bằng enzim β- D Galactosidase tạo thành glucose và galactose. Glucose được sử dụng chủ yếu chuyển hố thành acid lactic. Phức hệ calcium- caseinate- phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid lactic dẫn đến sự tạo thành khối đơng yaourt. Sự tạo thành những thành phần mùi trong yaourt do bởi quá trình lên men của đường sữa như: acetaldehyde (2,4 ÷ 4,1 ppm), aceton (1 ÷ 4 ppm), acetoin (2,5 ÷ 4 ppm), diacetyl (0,4 ÷ 13 ppm). Lên men đồng hình: 1 mol lactose → 4 mol ATP + 4 mol acid lactic ATP vi khuẩn giử lại trong tế bào. Phục vụ cho: Hoạt động trao đổi chất. Sinh trưởng của vi sinh vật. Sản phẩm: acid lactic, ethanol và CO2… được vi khuẩn thải vào mơi trường lên men. Acid lactic tích lũy trong mơi trường lên men ngày càng tăng: → Giảm PH mơi trường xuống PH = 4,6 Protein: Đơng tụ protein: PI = 4,6 – điểm đẳng điện của casein. Giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử với nhau. Tương tác giữa các gốc kỵ nước của những phân tử protein chiếm ưu thế. Casein chuyển sang trạng thái khơng tan → xuất hiện các khối đơng tụ trong sữa. Hình thành nên cấu trúc gel đặc trưng của sec - yaourt. Thuỷ phân protein Giống vi khuẩn trong sản xuất yaourt cĩ khả năng thuỷ phân protein ở mức độ thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng hĩa học và phản ứng enzim tạo thành những hợp chất mùi. Cả Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus đều tạo được enzim peptidase phân giải protein tạo thành các peptid gây đắng. Kết quả của quá trình thuỷ phân protein là tạo thành nhiều acid amin tự do. Thuỷ phân chất béo: Giống vi khuẩn lên men yaourt cũng cĩ thể phân giải lipid ở mức độ nào đĩ (đặc biệt đối với các triglyceride mạch ngắn) và sản phẩm phân giải này gĩp phần cĩ ý nghĩa vào mùi sản phẩm cuối cùng. Các chất khác: Thành phần niacin, acid pholic gia tăng nhưng các vitamin khác như vitamin B1, B12, B6, B5 bị phân hủy tương đối nhiều. Làm lạnh: Cải thiện cấu trúc và độ bền gel của yaourt. Biến đổi tương tự quá trình lên men. Tốc độ các biến đổi và mức độ chuyển hĩa thấp hơn lên men → do giảm nhiệt độ → sự sinh trưởng và trao đổi chất của vi khuẩn lactic bị ức chế Bảo quản sản phẩm: Biến đổi: hĩa học, hĩa sinh, sinh học → tương tự lên men. Lên men lactic → chuyển hĩa đường thành acid lactic → tăng độ chua của yaourt. Sự thủy phân protein: Một số chủng vi khuẩn lactic sinh tổng hợp protease → ảnh hưởng cấu trúc gel của yaourt do bị thủy phân. Hiện tượng tách huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel dễ xảy ra. Peptide tạo thành → gây vị đắng cho sản phẩm. Chương 4: Chỉ tiêu đánh giá sản phẩm yaourt Người ta đánh giá chất lượng yaourt thơng qua 3 nhĩm chỉ tiêu cơ bản: Chỉ tiêu cảm quan: Cấu trúc gel. Màu sắc. Mùi và vị. Chỉ tiêu hĩa lý: Độ chua. Tổng hàm lượng chất khơ. Tổng hàm lượng chất béo. Hàm lượng các thành phần dinh dưỡng khác (carbohydrate, protein, khống, vitamin...) Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi khuẩn lactic Các vi sinh vật nhiễm thường gặp. Chương 5: Cơng dụng của sản phẩm yaourt Sữa chua cĩ cơng dụng tương tự như sữa về mặt bổ dưỡng, bổ sung chất đạm, khống chất, nhất là calci nhưng quan trọng ở chổ nĩ giúp những người khơng dung nhận lactose vẫn dùng được sữa, giúp ngừa tiêu chảy và rối loạn đường ruột do dùng sữa bị. Chúng ta biết rằng sữa bị tươi chứa 4,26% lactose và sữa chua chứa 3% lactose nhưng sữa chua khơng gây rối loạn đường ruột cho người khơng dung nạp lactose (thiếu men lactase) vì cĩ sự hiện diện của các vi sinh vật lên men lactic, cịn gọi probiotic trong sữa chua. Sữa chua giúp hấp thu tốt các chất khống Ca, Fe, Zn, Mg, Mn…nhờ cĩ độ pH 4 vì chứa khoảng 1% acid lactic và 2% acid acetic sẽ giữ cho các kim loại trên trong thực phẩm ở dạng cation hĩa trị 2 rất dễ hấp thu. Sữa chua chống rối loạn đường tiêu hĩa: Sữa chua cũng giúp chống rối loạn đường ruột cho những người thường bị tiêu chảy do dùng nhiều kháng sinh, hoặc bị “lạnh bụng” mỗi khi ăn mĩn lạ…Đĩ là do sữa chua giúp tái lập lại hệ vi sinh vật ruột vốn bị kháng sinh hủy hoại. Những người thường dùng mỹ phẩm làm rối loạn hệ vi khuẩn da mặt, gây nổi mụn khĩ trị, cĩ thể dùng yaourt làm mặt nạ mỗi tuần vài lần sẽ giúp ích lớn. (Yaourt loại tốt chứa 1% acid lactic với pH 4 và chứa tới 125 triệu vi sinh Lactobacillus bulgaricus và 125 triệu S. thermophilus sẽ giúp đẩy các vi khuẩn cĩ hại ra khỏi da mặt hoặc ra khỏi đường ruột). Các vi sinh vật lên men lactic của sữa chua cũng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh và các vi sinh vật lên men thối ở ruột cho nên thường dùng sữa chua giúp ngừa các chứng ung thư đường ruột, nhất là ở đại tràng và trực tràng. Các vi khuẩn lên men lactic cũng sinh ra một lượng nhỏ hydrogen peroxide cĩ khả năng ức chế tự cầu khuẩn (Staphylococcus aureus) và Campylobacter jejuni là hai vi khuẩn thường gây ngộ độc thực phẩm (đau bụng, tiêu chảy, đơi khi cĩ phân máu…). Tác dụng chống ung thư của sữa chua: Các thí nghiệm trên tế bào chuột cho thấy yaourt cĩ tác dụng tăng khả năng số tế bào miễn dịch như tế bào lympho B và đại thực bào. Các nhà nghiên cứu Nga đã phân lập được các hĩa hợp chất từ vách tế bào của men Lactobacillus bulgaricus cĩ tính ức chế sự tăng trưởng của khối u trên động vật thí nghiệm. Họ cũng phân lập được một hợp chất chống khối u từ men L. bufgaricus var. tumornecroticans. Sữa chua cũng cĩ tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư Ehrlich. Trên động vật thí nghiệm (in vivo) tác dụng chống ung thư cũng được chứng minh trên chuột với cùng loại tế bào ung thư Ehrlich. Nghiên cứu hồi cứu trên 3.000 phụ nữ thường dùng rượu, hoặc sữa chua thì thấy nhĩm dùng sữa chua hằng ngày cĩ tần suất ung thư vú giảm rõ rệt. Nghiên cứu gần đây nhất trên 120.852 đàn ơng Hà Lan trong gần 3 năm thì thấy rằng tỷ lệ ung thư ruột già / trực tràng của họ giảm xuống khi mức tiêu thụ sản phẩm sữa lên men như sữa chua tăng lên. Sữa chua giúp giảm mỡ máu: Nghiên cứu thĩi quen ăn uống của một nhĩm người, khi dùng 4 hũ sữa chua / ngày trong 20 ngày sẽ giảm 29% cholesterol huyết. Một nghiên cứu trên 3 nhĩm Thỏ được cho ăn hoặc sữa chua, hoặc sữa bị hay calci trong 16 tuần cùng với chế độ ăn giàu cholesterol thì thấy nhĩm dùng sữa chua cholesterol thấp nhất rồi đến nhĩm calci. Liều lượng và độc tính nếu cĩ của sữa chua: sữa chua khơng cĩ gây phản ứng phụ nào ngoại trừ khi dùng quá nhiều. Tuy sữa chua cĩ độ Ph rất thấp (Ph = 4) nhưng những người đau dạ dày vẫn dùng được. Liều dùng hằng ngày từ 240 – 480 ml sữa chua và khơng nên dùng quá 500 ml/ngày để tránh các tác dụng nghịch do quá liều (thừa cân, rối loạn hệ sinh thái ruột). TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn - Cơng nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa – NXB đại học Quốc Gia TPHCM – 2010. Sữa chua & sức khỏe – www.tailieu.vn Google hình ảnh.