Công nghệ sản xuất sữa chua

  • 48 trang
  • file .pdf
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
NHẬN XÉT CỦA THẦY CÔ
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
GVHD: Nguyễn Minh Hải 1
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
I. Giới thiệu về sữa chua ------------------------------------------------------------------------- 5
1/ Nguồn gốc sữa chua ------------------------------------------------------------------- 5
2/ Phân loại sữa chua --------------------------------------------------------------------- 5
3/ Một số lợi ích của sữa chua ---------------------------------------------------------- 6
4/ Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua ---------------------------------------------------- 8
II. Nội dung ---------------------------------------------------------------------------------------- 10
1/ Tổng quan về nguyên liệu ------------------------------------------------------------ 10
a. Nguyên liệu chính ------------------------------------------------------------- 10
b. Nguyên liệu phụ --------------------------------------------------------------- 21
2/ Quy trình sản xuất sữa chua ---------------------------------------------------------- 22
a. Sơ đồ ---------------------------------------------------------------------------- 23
b. Thuyết minh quy trình -------------------------------------------------------- 24
Nhâp nguyên liệu ------------------------------------------------ 24
Phối trộn ---------------------------------------------------------- 24
Lọc ----------------------------------------------------------------- 25
Bồn cân bằng ----------------------------------------------------- 25
Xử lý nhiệt -------------------------------------------------------- 25
Đồng hóa 1 ------------------------------------------------------- 25
Thanh trùng 1 ---------------------------------------------------- 25
Làm lạnh 1 -------------------------------------------------------- 26
Ageing ------------------------------------------------------------- 26
GVHD: Nguyễn Minh Hải 2
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Đồng hóa 2 ------------------------------------------------------- 27
Thanh trùng 2 ---------------------------------------------------- 27
Làm nguội -------------------------------------------------------- 27
Lên men ----------------------------------------------------------- 27
Làm lạnh 2 -------------------------------------------------------- 29
Bồn rót ------------------------------------------------------------ 29
Đóng gói, dán nhãn, vô thùng ---------------------------------- 30
III. Tính toán cân bằng vật chất ----------------------------------------------------------------- 30
IV. Lựa chọn thiết bị sản xuất ------------------------------------------------------------------- 35
V. Lời kết ------------------------------------------------------------------------------------------ 46
VI. Tài liệu tham khảo---------------------------------------------------------------------------- 47
GVHD: Nguyễn Minh Hải 3
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
LỜI NÓI ĐẦU
Khi nói đến một trong số các thực phẩm chức năng có những giá trị dinh dưỡng
quý giá cho sức khỏe của người tiêu dùng ta phải kể đến đầu tiên đó là sữa chua. Sữa
chua rất giàu dinh dưỡng, nó giúp giảm stress, tăng cường hệ miễn dịch, chống lão hóa,
tăng cường tuổi thọ hay là thực phẩm làm đẹp không thể thiếu cho phái nữ …Sữa chua
còn được biết đến nhiều nhất như là sản phẩm thực phẩm hiệu quả trong vai trò tăng
cường hoạt động của hệ tiêu hóa.
Để đáp ứng nhu cầu canxi cho cơ thể ngoài thông qua việc uống sữa (đặc biệt là
người Việt Nam) ngày nay ta có rất nhiều lựa chọn và sữa chua là một trong những biện
pháp hiệu quả.
Hiện nay, sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn trên khắp
thế giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ vì giá trị dinh dưỡng mà còn
các ưu điểm như giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng và đặc biệt là hương vị đặc trưng
mà các vi sinh vật lên men lactic trên sữa mang lại cho sữa chua.
Với những lợi ích về dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế to lớn mà sữa chua đem
lại, không gì ngạc nhiên khi sữa chua trở thành một trong những đề tài nghiên cứu đáng
quan tâm. Vì vậy nhóm quyết định chọn sữa chua làm đề tài cho đồ án 2.
GVHD: Nguyễn Minh Hải 4
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SỮA CHUA
Sữa là nguồn dinh dưỡng vô cùng to lớn, chứa hàm lượng dinh dưỡng quý báo cần
thiết cho cơ thể như các axit amin không thay thế, axit béo không no, protein,
cacbonhydrate, khoáng chất và vitamin v.v… Sữa chua (hay yaourt, yogurt) là sữa bò
tươi hoặc sữa hoàn nguyên được cho lên men với các chủng vi khuẩn có lợi cho đường
ruột (ví dụ: Lactobacillus bulgaricus, Streptocoocus thermophilus) giúp chuyển đường
sữa thành axit lactic tạo ra độ chua của một loại thực phẩm hấp dẫn, đây là một sản phẩm
rất thông dụng và phổ biến, cung cấp không những hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết
mà còn mang đến những lợi ích về y học cho nhân loại.
1/ Nguồn gốc sữa chua:
Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện cách đây hàng
ngàn năm. Ngày xưa, người ta nuôi dê và cừu rồi lấy sữa của chúng dự trữ trong các bầu
chứa nước, đến thời tiết ấm áp, sữa được dữ trữ trở nên vón cục. Và điều này đã khởi đầu
cho kỷ nguyên của thực phẩm sữa chua.
2/ Phân loại sữa chua:
Sữa chua là một sản phẩm rất phổ biến ở nước ta và trên thế giới. Trên thị trường hiện
nay, sản phẩm này rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc và mùi vị sữa chua luôn được các
nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Sản phẩm có thể phân
loại như sau:
- Sữa chua truyền thống
GVHD: Nguyễn Minh Hải 5
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu sau khi
được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men được diễn ra trong bao
bì làm xuất hiện khối đông.
- Sữa chua dạng khuấy
Khối đông trong sản phẩm sau quá trình lên men được phá huỷ một phần do sự
khuấy trộn cơ học. Sữa được lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là làm lạnh rồi
rót vào bao bì.
- Sữa chua uống
Khối đông xuất hiện sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn bằng phương
pháp khuấy trộn hoặc đồng hoá, làm giảm độ nhớt, tạo ra sản phẩm sạng lỏng.
3/ Một số lợi ích của sữa chua:
Trong 100g sữa chua chứa khoảng:
- 100Kcal (bằng khoảng ½ chén cơm hay 2
trái chuối xanh)
- Chất đường (15,4g)
- Chất đạm (3,1g)
- Chất béo (3g)
- Canxi và một số loại vitamin
+ Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột
GVHD: Nguyễn Minh Hải 6
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Mỗi hộp sữa chua đều có các men vi sinh có ích sống trong đường tiêu hóa. Điều
này giúp hạn chế các vi sinh vật gây hại có thể gây nhiễm trùng đường ruột, vì vậy tích
cực ăn nhiều sữa chua để nhận được nhiều men vi sinh có ích giúp điều chỉnh tiêu hóa
hoặc tăng cường hệ thống miễn dịch.
+ Giảm kích thước vòng eo:
Ăn sữa chua đều đặn hàng ngày có thể giảm kích thước vòng eo. Được biết những
người ăn nhiều sữa chua khi kết hợp cùng chế độ cắt giảm số lượng calo giúp giảm 22%
kích cỡ vòng eo so với những người ăn kiêng đã bỏ qua các bữa ăn nhẹ với sữa chua.
+ Chứa nhiều các vitamin
Ăn sữa chua giúp
cung cấp một nguồn quan
trọng của kali, riboflavin,
phốt pho, iốt, kẽm và
vitamin B5. Sữa chua cũng
chứa B12 giúp duy trì các tế bào máu đỏ và giữ cho hệ thống thần kinh hoạt động tốt.
Những vitamin B12 này được tìm thấy chủ yếu ở các sản phẩm động vật, chẳng hạn như
thịt gà và cá vì thế nó cung cấp nhiều dưỡng chất. Các vitamin D có trong sữa chua
không phải là tự nhiên, nhưng nó giúp tăng cường hấp thu canxi cho cơ thể.
+ Khôi phục sức khỏe nhanh hơn
Với tỷ lệ đạm và carbohydrates cao, sữa chua còn giàu protein cao nên nó được
coi là một bữa ăn nhẹ rất tốt cho cơ thể những lúc mệt mỏi hoặc ăn sau khi luyện tập thể
dục thể thao. Ngoài ra, các protein trong sữa chua cũng có thể giúp tăng lượng nước hấp
thụ ruột, cải thiện tình trạng ẩm hóa cho làn da.
+ Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp
GVHD: Nguyễn Minh Hải 7
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Việc tiêu thụ muối mỗi ngày bằng cách này hay cách khác theo thời gian đều có
thể dẫn đến tăng huyết áp, suy thận và bệnh tim. Nhưng chỉ cần tiêu thụ sữa chua thì các
kali trong sữa chua có thể giúp xóa sạch một số natri dư thừa của cơ thể.
+ Chữa cảm lạnh
Ăn từ 2-3 hộp sữa chua mỗi ngày có thể khiến cơ
thể mạnh mẽ hơn và chống lại nhiều bệnh tật, nhiễm
trùng.
Những nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn lành mạnh
trong sữa chua giúp gửi tín hiệu đến tế bào miễn dịch
trong cơ thể nhằm chống lại các vi khuẩn gây hại.
4/ Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua
a. Chỉ tiêu cảm quan
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1. Màu sắc
Màu trắng sữa
2. Mùi vị
Đặc trưng cho từng loại sản phẩm
3. Trạng thái
Mịn, đặc sệt
b. Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu
Protein: được phân cắt thành các acid amin
Lipid: được thủy phân thành các acid béo và glyceryl
Glucid
GVHD: Nguyễn Minh Hải 8
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
c. Chỉ tiêu chỉ điểm vi sinh
Giàu protein
Giàu vitamin
Cholesterol: không
d. Chỉ tiêu vệ sinh về hóa lý, vi sinh vật, kim loại nặng
Bảng 1-Các chỉ tiêu về hóa lý
Tên chỉ tiêu Mức cho phép
1. Hàm lượng chất khô không chứa chất
8.2
béo, % khối lượng, không nhỏ hơn
2. Hàm lượng chất béo, % khối lượng >0.5
3. Độ acid 75-140
4. Đường saccharose 15
5. Gelatin Theo qui định của nhà sản xuất
Bảng 2-Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Tên chỉ tiêu Mức cho phép
1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số
104
khuẩn lạc trong 1g sản phẩm
2. Nhóm coliform, số vi khuẩn trong
10
1g sản phẩm
3. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn
0
trong 1g sản phẩm
4. E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản
0
phẩm
5. Salmonella, số vi khuẩn trong 25g
0
sản phẩm
6. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc
10
trong 1g sản phẩm
Độc tố vi nấm: Aflatoxin M1: không lớn hơn 0.5µg/l
Bảng 3-Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua
Tên chỉ tiêu Mức tối đa
1. Asen, mg/l 0.5
2. Chì, mg/l 0.5
3. Cadimi, mg/l 1.0
4. Thủy ngân, mg/l 0.05
GVHD: Nguyễn Minh Hải 9
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
II. NỘI DUNG
1/ TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
a. Nguyên liệu chính
* Sữa bò tươi:
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của con cái thuộc động vật có vú;
cung cấp nguồn dinh dưỡng đầy đủ, thiết yếu để nuôi con trong giai đoạn đầu đời, trước
khi con non có thể tiêu hoá các loại thức ăn khác.
Sữa trong giai đoạn đầu (4 - 7 ngày) của chu kỳ sữa (chu kỳ sữa là khoảng thời
gian từ khi bắt đầu tiết sữa - sau khi đẻ, đến khi kết thúc tiết sữa - cạn sữa) được gọi là
sữa non. Sữa non có thành phần khác rất
nhiều so với sữa thường, nó rất giàu
protein, chất béo no, canxi, vitamin để con
non dễ dàng hấp thu trong điều kiện hệ tiêu
hoá chưa phát triển; đặc biệt nó chứa kháng
thể từ cơ thể mẹ truyền sang, giúp con non
chống chịu lại bệnh tật trong giai đoạn đầu
khi cơ chế miễn dịch chưa được hoàn thiện.
Tuy nhiên, sữa non không được sử dụng
trong chế biến thành sữa thành phẩm do
cấu trúc protein yếu, dễ bị biến đổi do nhiệt (xử lí nhiệt là khâu đầu tiên trong chế biến tất
cả các loại sản phẩm sữa).
Con người đã biết cách chăn nuôi một số loài động vật để khai thác sữa, phục vụ
cho nhu cầu tiêu dùng thực phẩm của mình từ lúc còn rất sơ khai. Bò là loài động vật đầu
tiên được sử dụng với mục đích khai thác sữa, sau hàng ngàn năm thuần hoá và lai tạo,
đến nay nhiều giống bò chuyên dụng sản xuất sữa đã được tạo ra. Hiện tại, bò sữa là loài
động vật sản xuất sữa phổ biết nhất, phần lớn sữa được sản xuất ra trên thế giới có nguồn
GVHD: Nguyễn Minh Hải 10
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
gốc từ bò sữa. Ngoài ra có thể kể đến một số loài động vật sản xuất sữa cũng khá phổ
biến như dê, cừu, trâu, tuy nhiên khả năng sản xuất sữa của các loài này nhỏ hơn rất
nhiều so với bò sữa.
Ở nước ta, sữa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm.
Sữa bò tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt. Các yêu cầu
quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:
- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.
- Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage).
- Không chứa kháng sinh (penicillin,
streptomycin,…)
- Không chứa các enzyme.
- Không chứa dư lượng hoá chất có
nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh
dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa.
Hai chỉ tiêu quan trọng của sữa nguyên liệu
là hàm lượng chất béo và hàm lượng chất
khô không béo.
 Tính chất vật lý của sữa bò:
- Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và môt số chất
khoáng trong sữa tạo nên.
- Sữa có màu trắng đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng beta - carotene
có trong chất béo của sữa.
- Sữa có mùi đặc trưng, có vị ngọt nhẹ.
- Có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước. Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau:
o Mật độ quang ở 15oC 1,030 – 1,034
o Tỷ nhiệt 0,93
o Điểm đông - 0,55oC
o pH 6,5 – 6,6
GVHD: Nguyễn Minh Hải 11
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
o Độ axit được tính bằng 16 - 18
độ Dornic - oD
(decigam axit lactic/ lit sữa)
o Chỉ số khúc xạ ở 20oC 1,35
 Thành phần hóa học của sữa bò tươi:
Thành phần hóa học của 1000ml sữa bò
Thành phần Hàm lượng % Thành phần Hàm lượng %
Nước 85 – 89 Các chất hoạt tính Số lượng nhỏ
sinh học
Chất khô 11 – 15% Vi lượng Số lượng nhỏ
Chất béo 2,9 – 5,0 Enzyme Số lượng nhỏ
Mỡ sữa 0,03 – 0,05 Vitamin 5,0 – 8,0
Photphate 2,5 – 4,0 Kháng sinh
Chất chữa nitơ 2,3 – 2,9 Hoocmon
Casein 0,02 – 0,08 Chất màu
Chất phinitơ 4,5 – 5,0 Chất khí
Cacbonhydrate 0,01 – 0,1
Lactose
Glucose
Nước :
Là thành phần chủ yếu của sữa, là dung môi hoà tan các chất hữu cơ và vô cơ, là
môi trường cho các phản ứng hoá sinh. Phần lớn nước trong sữa có thể thoát ra ngoài khi
đun nóng.
GVHD: Nguyễn Minh Hải 12
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Tổng hàm lượng chất khô:
Tổng các chất khô được hiểu
là hàm lượng các chất còn lại
trong sữa sau quá trình bài khí và
làm bốc hơi toàn bộ lượng nước
(dạng không liên kết) có trong sữa.
Chất khô không béo là hiệu
số giữa tống các chất khô và hàm
lượng chất béo trong sữa. Giá trị
hàm lượng chất khô không béo
trong sữa bò thường là 9, 1 %.
Đường lactose:
Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactose liên
kết với nhau tạo thành. Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới 2 dạng 𝛼 - lactose và 𝛽 –
lactose. Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng này phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa.
Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên.
Lactose là đường khử, độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với disaccharide và
monosaccharide thường gặp, lactose có thể bị thủy phân bởi enzyme lactaza.
Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành caramen. Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần
lactose bị caramen hoá nên sữa sẽ có màu sậm hơn sữa chưa khử trùng.
Ngoài lactose, trong sữa còn có galactose (20mg/l), glucose (hàm lượng trung bình
70mg/l), các hợp chất glucid chứa N (hàm lượng thấp hoặc dạng vết).
Chất béo:
Chất béo trong sữa thường dạng hình cầu. Trong 1ml sữa có khoảng 10 – 15 tỷ hạt
cầu béo. Thành phần chủ yếu của các hạt là glyceride, phospholipid và protein.
GVHD: Nguyễn Minh Hải 13
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Chất khoáng
Lượng chất khoáng trong sữa không nhiều nhưng sự có mặt các chất khoáng đóng
vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của sữa
Vitamin
Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng không lớn lắm, các vitamin thuộc 2
nhóm chính là:
Nhóm tan trong chất béo gồm A, D, E
Nhóm tan trong nước gồm B1, B2, C
Hợp chất chứa nitơ
 Casein
Là những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic, là thành phần chủ yếu của protein sữa. Casein tồn tại dưới dạng
micelle, mổi micelle chứa 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (Ca, K,
Mg, phosphate và citrate).
Chú thích:
A – Tiểu micelle
B – Đầu ưa nước của ĸ – casein
C – Phosphate
D – ĸ – casein
E – Tương tác kỵ nước
Các micelle có hàm lượng ĸ – casein khá cao với đầu ưa nước luôn hướng ra
ngoài, nếu lấy đi dầu ưa nước này hoặc giảm hàm lượng ĸ – casein thì cấu trúc micelle
GVHD: Nguyễn Minh Hải 14
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
trở nên không ổn định, nếu có mặt cúa Ca2+ trong sữa thì các micelle sẽ liên kết lại với
nhau tạo nên hiện tượng đông tụ casein.
 Enzyme
Enzyme là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein.
Tính đến nay có hơn 60 enzyme khác nhau được tìm thấy trong sữa. Enzyme đầu
tiên được tìm thấy trong sữa là lactoperoxydase.
Sự có mặt của các enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa
học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa.
Tuy nhiên một số enzyme như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò kháng khuẩn, tham
gia vào việc ổn định chất lượng trong quá trình bảo quản trước khi chế biến.
Hàm lượng VSV trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đa dạng
và hoạt tính càng cao.
Hormone
Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh
trưởng của động vật. Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loại hormone. Chúng được
chia là 3 nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong đó
prolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa bò
là 50µg/l, trong sữa non là 230µg/l.
 Hệ vi sinh vật trong sữa:
Nguồn gốc hệ vi sinh vật
trong sữa
- Bầu vú động vật cho sữa: đây là nơi có
nhiều loài vi sinh vật khác nhau. Chúng
tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng
hoặc bào tử. Trong quá trình vắt sữa
một số vi sinh vật có thể bị rơi vào bình
GVHD: Nguyễn Minh Hải 15
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
chứa làm cho sữa bị nhiễm vi sinh vật. Vì vậy, ta cần vệ sinh bầu vú và các khu vực lân
cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn chế số lượng vi sinh vật bị nhiễm vào sữa.
Vi khuẩn hiện diện xung quanh Vi khuẩn xâm nhập vào bên trong
bầu vú động vật bầu vú
- Người và thiết bị vắt sữa: nếu vắt sữa bằng phương pháp thủ công, để hạn chế nhiễm vi
sinh vật, người vắt sữa phải có sức khoẻ tốt, không mắc bệnh truyền nhiễm, vệ sinh cơ
thể tốt, thao tác kỹ thuật đảm bảo vệ sinh. Nếu quá trình vắt sữa bằng máy, cần chú ý vệ
sinh và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa.
- Thiết bị chứa sữa.
- Môi trường chuồng trại nơi
vắt sữa: vi sinh vật tồn tại ở
khắp mọi nơi nên dễ dàng lây
nhiễm vào sữa. Do đó, cần
phải đảm bảo vệ sinh môi
trường nơi vắt sữa.
Hệ vi sinh vật:
GVHD: Nguyễn Minh Hải 16
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng luôn thay đổi. Trong đó các vi sinh vật có thể
chia làm 2 nhóm chính: prokaryote và eukaryote.
 Prokaryote
Nhóm vi sinh vật prokaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Đại diện quan trong cho nhóm
prokaryote là vi khuẩn (bacteria).
Các nhóm nhóm vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn
lactic, coliforms, vi khuẩn sinh axit butyric, vi khuẩn sinh
axit propionic và các vi khuẩn gây thối.
- Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt
độ sinh trưởng tối ưu là 25 - 47OC. Để tồn tại trong môi
trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất
lactose.
- Vi khuẩn Coliforms: nhóm vi khuẩn gram (-), kị khí tuỳ tiện, nhiệt độ sinh trưởng tối
ưu 30 - 44OC. Trong sữa, Coliforms sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các
acid hữu cơ khác, khí CO2… Chúng cũng phân giải protein trong sữa tạo ra các sản
phẩm khí làm sữa có mùi khó chịu, Coliforms bi tiêu diệt ở 75OC sau 20 giây.
- Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): vi khuẩn gram (+), kị khí bắt buộc.
Chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như axit butyric,
butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2… Làm thay đổi thành phần hoá học và cảm
quan của sữa.
GVHD: Nguyễn Minh Hải 17
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ. Trong quá trình thanh trùng sữa không
thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clotridium chịu nhiệt. Cho nên phải dùng các
giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn.
- Vi khuẩn Propionic (giống Propionibacterium): có trong dạ cỏ và đường ruột của
nhóm động vật nhai lại, gram (+), kị khí không bắt buộc, chuyển hoá acid propionic,
acid acetic, khí CO2… làm hư hỏng chất lượng sữa, bị tiêu diệt ở 75OC sau 20 giây.
- Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào
trong môi trường sữa. Protease sẽ tiếp xúc quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản
phẩm như polypeptide, peptide và axit amin. Một số axit amin tiếp tục phân huỷ tạo
NH3, H2S…làm sữa có mùi khó chịu.
Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào, enzyme này
xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi.
Một số giống thường gặp là: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus…Dạng hình cầu
hoặc gậy, hiếu khí lẫn kỵ khí.
Trong đó cần chú ý đến loài Pseudomonas fluorescens, vì enzyme protease và lipase
được tổng hợp bởi loài này thường rất bền với nhiệt, chúng là nguyên nhân chính gây
nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.
Pseudomonas fluorescens
 Eukaryote
Nhóm vi sinh vật eukaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Hai đại diện của nhóm
eukaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi.
GVHD: Nguyễn Minh Hải 18
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
- Nấm men: cơ thể đơn bào, hình cầu, oval hoặc trứng…Một số loài thường gặp
Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus…thuộc nhóm kỵ khí tuỳ tiện.
Chúng sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Thường được sử dụng trong
sản xuất sữa chua truyền thống.
Saccharomyces cerevisiae
- Nấm sợi: hình sợi, phân nhánh. Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc,
nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 200C đến 300C. Một số loài nấm sợi thường nhiễm vào
sữa là: Penicillium camembertii, P. roquefortii, P. casei, Rhizopus stolonifer…
Rhizopus stolonifer
Penicillium camembertii
GVHD: Nguyễn Minh Hải 19
Đồ án 2: Công Nghệ Sản Xuất Sữa Chua
Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở
750C trong 10 – 15 giây.
+ Men cái:
Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic. Lên men
lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic lên men
đường lactoza có trong sữa để tạo thành axit lactic. Để tiến trình lên men nhanh và ổn
định, người ta cho thêm loại vi khuẩn Leuconostoc hoặc nấm mốc.
 Lên men Lactic đồng hình
Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90 - 98% tổng sản phẩm lên men,
sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO2, axetoin…
 Lên men Lactic dị hình
Còn gọi là lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic còn
nhiều sản phẩm phụ: axit acetic, rượu ethylic, CO2, dextran…
Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi sinh
vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
 Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus):
Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 500C trong môi trường có
độ axit cao. Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactose.
 Streptococcus thermophilus(S. thermophilus)
GVHD: Nguyễn Minh Hải 20