CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CNTP



GVHD: Nguyễn Thủy Hà



Sữa chua có thể được sản xuất từ sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc, sữa hoàn nguyên hoặc

sữa tái chế. Sữa tươi sử dụng trong sản xuất yaourt 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 trực khuẩn.







Không chứa kháng sinh







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.



 Chuẩn hóa



Mục đích của quá trình chuẩn hóa là hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm

yaourt.

Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp, ta sẽ bổ sung cream vào. Lượng

chất béo trong cream tối thiểu không thấp hơn 12% và thường dao động từ 35-40%.

Ngược lại, nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo cao, ta có thể bổ sung sữa gầy

hoặc quá trình ly tâm để tách bớt chất béo ra khỏi sữa.

Hàm lượng chất béo dao động từ 0.5-3%.

 Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô



Theo Bourgeis và Larpent (1989), tổng hàm lượng chất khô 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. Thông thường sữa tươi với hàm lượng chất khô

khoảng 11,5-12,7%. Để tăng hàm lượng chất khô trong sữa tươi, chuẩn bị cho quá

trình lên men, ta có thể chọn một trong những phương pháp sau:

- Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay đi một lượng nước nhất định.

Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10-20%. Khi đó, tổng hàm lượng

chất khô trong sữa sẽ tăng từ 1,5-3%. Các nhà sản xuất có thể sử dụng thiết bị bài

khí, kết hợp cô đặc trong điều kiện chân không hoặc thiết bị cô đặc sữa dạng màng

rơi.

20



ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CNTP



GVHD: Nguyễn Thủy Hà



- Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi: hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường

không cao hơn 3% so với khối lượng sữa tươi.

- Bổ sung thêm sữa đặc vào sữa tươi.

- Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc (ultra-filtration) trên thiết bị membrane.

Dòng sản phẩm không qua màng (retentate) thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng

chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi.

 Bài khí



Hàm lượng chất khí hòa tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt. Khi đó, hiệu

quả quá trình đồng hóa và thanh trùng sẽ tăng. Các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu

trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng yaourt sẽ tốt hơn.

Nếu như các nhà sản xuất bổ sung sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàm lượng chất

khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm gia tăng lượng khí hòa tan trong sữa. Khi đó,

trong quy trình sản xuất bắt buộc phải có quá trình bài khí.

 Đồng hóa



Mục đích của quá trình đồng hóa là tránh hiện tượng tách pha của chất béo trong quá

trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm sữa chua. Bình thường,

đồng hóa được thực hiện dưới áp lực 200-250 bar, nhiệt độ từ 65-700C.

 Xử lí nhiệt



Mục đích: Tiêu diệt hoặc ức chế tối đa các hệ vi sinh vật và các enzyme có trong sữa.

Ngoài ra quá trình này còn làm biến tính sơ bộ các protein có trong sữa (đặc biệt là

các whey protein). Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thành

với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản

yaourt.

Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

hoặc ống lồng. Chế độ xử lý là từ 90-95oC trong 3-5phút.

 Hoạt hóa:



Hiện nay, các nhà máy sản xuất yourt với năng xuất lớn thường mua chế phẩm vi

khuẩn lactic để sử dụng. Như vậy họ không cần đầu tư chi phí nhân công, nhà xưởng,

21



ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CNTP



GVHD: Nguyễn Thủy Hà



nguyên liệu cho quá trình nhân giống và giữ 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 hóa vi khuẩn giống trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy. Hàm lượng

chất khô trong môi trường hoạt hóa dao động từ 9-12%. Trước khi hoạt hóa giống,

môi trường cần phải được thanh trùng ở 90-95oC trong thời gian 30-45 phút.

Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, đáy côn

và được chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ. Nhiệt độ hoạt hóa được duy trì ở 43 oC.

Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85-90oD.

 Cấy giống vi khuẩn lactic



Trong sản suất yaourt, người ta thường sử dụng nhóm vi khuẩn lactic đồng hình. Hai

chủng phổ biến nhất là Strepcoccocus themophilus và Lactobacillus bulgaricus.

Chúng có thể sống cộng sinh vơi nhau. Thông thường, tỉ lệ cầu khuẩn và trực khuẩn

trong canh trường giống thường là 1:1. Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể thay đổi tùy thuộc

vào hoạt tính của chúng sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của sản

phẩm.

Giống vi khuẩn lactic sau khi được hoạt hóa được chứa vào bồn chứa sữa nguyên liệu

với tỉ lệ tối thiểu 0,5% và tối đa là 7%. Nếu chưa được sử dụng ngay, ta cần làm lạnh

giống để để hạn chế sự gia tăng nhanh độ chua của canh trường. Việc tăng nhanh độ

chua của canh trường giống sẽ gây ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic.

Trường hợp giống được sử dụng trong 6h tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh trường

về nhiệt độ 10-12oC. Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6h, nhiệt độ canh trường

nên được duy trì ở 5oC.

 Phối trộn:



Sau khi cấy giống vi khuẩn, môi trường sữa được đảo trộn đều và gia nhiệt lên đến

43-45oC rồi đưa qua thiết bị rót vào bao bì, đóng nắp.

Đối với sản phẩm yaourt truyền thống có bổ sung hương liệu, trên hệ thống đường

ống vận chuyển sữa từ bồn cấy giống đến máy rót vào bao bì và đóng nắp, người ta

sẽ bổ sung phụ gia vào. Lượng phụ gia bổ sung được xác định bằng phương pháp

thực nghiệm. Các nhà sản xuất cần quan tâm các chỉ tiêu vi sinh của những phụ gia

22



ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CNTP



GVHD: Nguyễn Thủy Hà



sử dụng để hạn chế hiện tượng nhiễm vi sinh vật lạ từ những phụ gia này vào môi

trường trước khi lên men.

 Rót sản phẩm:



Các thiết bị rót sản phẩm đều làm việc trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi

sinh vật từ môi trường bên ngoài vào sữa. Hiện nay người ta thường sử dụng loại bao

bì nhựa với khối lượng sản phẩm 200g/1 bao bì.

 Lên men:



Các bao bì chứa hộp sữa và giống vi khuẩn lactic được đưa vào phòng lên men. Nhiệt

độ lên men tối ưu thường là 42-43oC. Mặc dù sữa được đựng trong các bao bì kín

nhưng phòng lên men phải luôn được vệ sinh sạch sẽ. Người ta sử dụng không khí vô

trùng có qua hệ thống lọc membrance để thông khí cho phòng 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 môi trường sữa, thời gian

thế hệ của Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus khoảng 20-30

phút. Thông thường quá trình lên men kết thúc sau 2,5-3h. Độ chua yaourt đạt 7080oD.

 Làm lạnh



Sau quá trình lên men kết thúc, ta cần làm lạnh canh trường để ổn định cấu trúc gel

của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh trưởng tổng hợp acid lactic của vi

khuẩn. Các bao bì chứa yaourt sẽ được đưa về phòng lạnh để đưa yaourt về nhiệt độ

18-20oC trong vòng 30-40 phút.

 Bảo quản lạnh



Cuối cùng, yaourt được hạ nhiệt độ xuống 4 oC và bảo quản sản phẩm trong kho lạnh

ở nhiệt độ 2-4oC.

Mục đích: ổn định cấu trúc gel của yaourt, tránh hiện tượng tách huyết thanh sữa

trong sản phẩm.

CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN - BÀN LUẬN - ĐỀ NGHỊ

3.1.



KẾT LUẬN

23



ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CNTP



GVHD: Nguyễn Thủy Hà



Sữa chua là một trong những sản phẩm từ sữa. Nó được tạo thành nhờ quá trình lên

men lactic. Chính vì vậy sữa chua có một vị chua rất đặc trưng. Nó thường được bảo

quản ở nhiệt độ thấp từ 2-4°C. Các vi khuẩn lactic có trong sữa chua rất có lợi cho

quá trình tiêu hóa thức ăn ở cơ thể người. Ngoài các giá trị dinh dưỡng , sữa chua

còn có chức năng làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ cho con người.

Chính vì vậy sữa chua là một sản phẩm rất phổ biến trên thế giới.

Sản xuất sữa chua là một đề tài lớn và quá trình sản xuất cũng khá phức tạp. Quy

trình sản xuất sữa chua là một quy trình khép kín. Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất

sữa chua cũng rất đa dạng về chủng loại và số lượng.

Sản phẩm sữa chua luôn chứa các acid lactic và các sản phẩm phụ từ quá trình lên

men như: diacetyl, acid acetic, khí …

 Nhược điểm



Đối với nhóm sản phẩm sữa chua không qua xử lý nhiệt sau quá trình lên men, hệ vi

khuẩn lactic trong sữa chua có thể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng đến chất

lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản.

Quá trình lên men lactic: đường lactose sẽ được vi khuẩn chuyển hóa thành acid

lactic. Đây là quá trình sinh tổng hợp ATP của vi khuẩn. Tuy nhiên tốc độ chuyển

hóa chậm do nhiệt độ thấp. Sự lên men lactic trong quá trình bảo quản làm thay đổi

các giá trị cảm quan như mùi, vị,… của sản phẩm.

Quá trình thủy phân protein: một số chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp

hệ enzyme protease. Chúng sẽ xúc tác thủy phân protein tạo các sản phẩm như:

polypeptide, peptide,… Điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc gel của sữa chua.

Tuy nhiên tốc độ quá trình thủy phân protein cũng rất chậm do nhiệt độ thấp.

3.2.



BÀN LUẬN



Để sản xuất thực phẩm lên men với chất lượng mong muốn, chúng ta cần phải:

 Chọn được giống vi sinh vật thích hợp.

 Xác định được môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỷ lệ tối ưu.



24