Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bổ sung bắp cải tím nha đam

LỜI CẢM ƠN  Sau gần 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm, đến nay đề tài của em đã cơ bản được hoàn thành. Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn hẹp nên không thể tránh được những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận được những lời nhận xét, đánh giá, góp ý kiến từ phía thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn. Để hoàn thành đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản thân em còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của mọi người xung quanh. Lòng biết ơn sâu sắc nhất con xin gửi đến Ba Mẹ đã vất vả nuôi dưỡng, dạy dỗ, cho con đi học để có được như ngày hôm nay. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. NGUYỄN MINH TRÍ đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài. Chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Chế biến và bộ môn Công nghệ Thực phẩm trường đại học Nha Trang đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt 4 năm học qua. Lời cảm ơn chân thành em cũng xin gửi đến các Thầy Cô phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành đề tài. Ngoài ra em còn gửi lời cảm ơn đến những người bạn đã động viên, góp ý và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Nha Trang, tháng 6 năm 2011 Sinh viên thực hiện Đỗ Thị Dung ii MỤC LỤC Lời cảm ơn............................................................................................................... I Mục lục................................................................................................................... II Danh mục chữ viết tắt ............................................................................................VI Danh mục các bảng ................................................................................................VI Danh mục các hình vẽ, đồ thị ............................................................................... VII Lời mở đầu ........................................................................................................ - 1 Chương 1 Tổng quan..........................................................................................................................- 4 1.1 Tổng quan về sữa chua: ................................................................................. - 4 1.1.1 Khái niệm chung về sữa chua: .................................................................... - 4 1.1.2 Phân loại sản phẩm sữa chua: ..................................................................... - 4 1.1.3 Các loại sữa chua:....................................................................................... - 4 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của sữa chua. ............................................................... - 5 1.1.5 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sữa chua........................................ - 7 1.1.5.1 Các nghiên cứu về sữa chua ở trong nước...............................................- 7 1.1.5.2 Các nghiên cứu về sữa chua ở nước ngoài ...............................................- 7 1.2 Tổng quan về vi khuẩn lactic và ứng dụng của nó trong sản xuất sữa chua .... - 8 1.2.1 Hiểu biết chung về vi khuẩn lactic ............................................................. - 8 1.2.1.1 Lịch sử của quá trình lên men lactic......................................................... - 8 1.2.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic. ..................................................................... - 9 1.2.3 Cơ chế của quá trình lên men lactic. ......................................................... - 10 1.2.4 Những ứng dụng của lên men lactic.......................................................... - 17 1.2.4.1 Những ứng dụng trong công nghệ thực phẩm ........................................ - 17 1.2.4.2 Một số ứng dụng khác của vi khuẩn lactic ............................................. - 18 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic. ................................. - 19 1.2.5 Quá trình đông tụ sữa. .............................................................................. - 21 1.2.6 Hệ vi sinh vật của sữa……………………………………………………..- 22 - iii 1.2.6.1 Hệ vi sinh vật có lợi trong sữa................................................................ - 22 1.2.6.2 Vi sinh vật có hại trong sữa.................................................................... - 23 1.2.7 Các vi khuẩn sử dụng trong công nghệ sản xuất sữa chua ........................ - 24 1.3.1 Nguồn gốc, đặc điểm của cây nha đam. ................................................... - 25 1.3.2 Điều kiện trồng trọt và chăm sóc: ............................................................. - 27 1.3.3 Thành phần hóa học cây nha đam: ........................................................... - 27 1.3.4 Tình hình nghiên cứu về nha đam trong nước và thế giới.......................... - 29 1.3.4.1 Tình hình nghiên cứu về nha đam trong nước. ....................................... - 29 1.3.4.2 Tình hình nghiên cứu về nha đam trên thế giới. .................................... - 29 1.3.4.3 Tác dụng cụ thể của cây nha đam........................................................... - 29 1.3.5 Một số nghiên cứu khác:........................................................................... - 31 1.3.6 Một số sản phẩm được sản xuất từ nha đam. ............................................ - 33 1.4 Tổng quan về bắp cải tím............................................................................. - 34 1.4.1 Nguồn gốc và đặc điểm của bắp cải tím .................................................... - 34 1.4.2 Phân loại bắp cải:...................................................................................... - 35 1.4.3 Thành phần bắp cải trong 100g ................................................................ - 35 1.4.4 Giá trị dinh dưỡng của bắp cải tím ............................................................ - 36 1.4.6 Tình hình nghiên cứu bắp cải trong và ngoài nước.................................... - 38 1.4.6.1Trong nước ............................................................................................. - 38 1.4.7 Một số sản phẩm từ bắp cải tím ............................................................... - 40 Chương 2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................ - 41 2.1 Vật liệu nghiên cứu:..................................................................................... - 41 2.1.1 Nguồn nguyên liệu chính .......................................................................... - 41 2.1.2 Nguyên liệu phụ: ...................................................................................... - 41 2.1.3 Bao bì ....................................................................................................... - 42 2.1.4 Các dụng cụ và thiết bị ............................................................................. - 42 2.2 Phương pháp nghiên cứu. ............................................................................ - 42 2.2.1 Phương phấm đánh giá cảm quan.............................................................. - 42 2.2.2 Phương pháp hóa học................................................................................ - 42 - iv 2.2.3 Phương pháp vi sinh. ................................................................................ - 42 2.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................... - 43 2.3.1 Mục tiêu của đề tài ................................................................................... - 43 2.3.2 Nội dung nghiên cứu ................................................................................ - 43 2.3.4 Thuyết minh quy trình. ............................................................................. - 45 2.4 Bố trí thí nghiệm. ........................................................................................ - 46 2.4.1 Xác định tỉ lệ sữa đặc/nước.......................................................................- 46 2.4.2 Xác định thời gian chần bắp cải tím.......................................................... - 47 2.4.3 Xác định tỉ lệ phối trộn dịch bắp cải tím vào dịch sữa............................... - 49 2.4.4 Xác định chế độ chần nha đam. ................................................................ - 50 2.4.5 Xác định tỉ lệ vi khuẩn bổ sung................................................................ - 51 2.4.6 Xác định thời gian bổ sung nha đam. ..................................................................................- 52 2.4.7 Xác định tỉ lệ nha đam bổ sung vào dịch sữa ............................................ - 53 2.4.8 Xác định tỉ lệ hương cho vào sản phẩm .................................................... - 54 2.4.9 Xác định thời gian lên men....................................................................... - 55 2.4.10 Xác định thời gian làm lạnh..................................................................................................- 56 2.4.11 Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm trong thời gian bảo quản……………...-56Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận ………………………………………….-57- 3.1.1 Kết quả xác định tỉ lệ sữa đặc/nước .......................................................... - 57 3.1.2 Kết quả thời chần bắp cải. ........................................................................ - 58 3.1.3 Xác định chế độ chần nha đam. ................................................................ - 61 3.1.4 Xác định tỷ lệ phối trộn dịch bắp cải tím vào dịch sữa. ............................. - 63 3.1.5 Kết quả xác định vi khuẩn lactic bổ sung vào trong dịch sữa. ................... - 64 3.1.6 Kết quả xác định tỷ lệ bổ sung hương vải vào dịch sữa…………………...-663.1.7 Kết quả xác định tỷ lệ phối trộn nha đam vào dịch sữa. ............................ - 67 3.1.8 Kết quả xác định thời gian lên men........................................................... - 68 3.1.9 Kết quả xác định thời gian để bổ sung nha đam ........................................ - 70 3.1.10 Kết quả xác định thời gian ủ chín ( thời gian làm lạnh)........................... - 71 - v 3.1.11 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm trong thời gian bảo quản………………………………………………………………………………-733.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm. .................................................................... - 74 3.2.1 Kiểm tra thành phần hóa học trong thành phẩm. ....................................... - 74 3.2.2 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh trong thành phẩm...........................................................................- 75 3.3 Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung bắp cải tím nha đam............................ - 77 3.3.1 Quy trình sản xuất..................................................................................... - 77 3.3.2 Thuyết minh quy trình: ............................................................................. - 78 3.3.3 Sơ bộ tính giá thành sản phẩm. ................................................................. - 79 4.2 Kiến nghị..................................................................................................... - 81 Tài liệu tham khảo............................................................................................. - 82 - Phụ lục vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TSBTNM-M: Tổng số bào tử nấm men - mốc BT: Bào tử BTTN : Bố trí thí nghiệm NXB : Nhà xuất bản DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng thành phần một số chất trong 100g Nha Đam khô .................... - 28 Bảng 1.2 Thành phần hóa học trong Nha Đam ................................................. - 28 Bảng 1.3 Các thành phần đường có trong nha đam............................................ - 29 Bảng 1.4 Thành phần bắp cải trong 100 g.......................................................... - 35 Bảng 3.1.1 Bảng nhận xét cảm quan sau khi phối trộn sữa đặc/ nước ............... - 57 Bảng 3.1.2 Bảng trạng thái cảm quan và điểm cảm quan các mẫu thí nghiệm xác định thời gian chần bắp cải tím.......................................................................... - 59 Bảng 3.1.3Bảng nhận xét cảm quan sau khi chần nha đam ................................ - 61 Bảng 3.1.4 Bảng nhận xét cảm quan khi phối trộn dịch bắp cải vào dịch sữa.... - 63 Bảng 3.1.5 Bảng điểm cảm quan xác định tỷ lệ vi khuẩn bổ sung vào dịch sữa . - 65 Bảng 3.1.6 Bảng nhận xét cảm quan sau khi bổ sung hương vải. ....................... - 66 Bảng 3.1.7 Bảng nhận xét cảm quan sau khi phối trộn....................................... - 67 Bảng 3.1.8 Trạng thái cảm quan và điểm cảm quan của các mẫu sữa với các thời gian lên men...................................................................................................... - 69 Bảng 3.1.9 Bảng xác định thời gian bổ sung nha đam vào dịch sữa ................... - 70 Bảng 3.1.10 Bảng đánh giá cảm quan sau khi ủ chín sữa chua bắp cải nha đam. - 71 Bảng 3.1.11 Bảng xác định protein tổng số (%) trong sản phẩm........................ - 74 Bảng 3.1.12 Bảng xác định pH trong sản phẩm sữa chua bắp cải tím nha đam .. - 74 Bảng 3.2.1 Bảng kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm sữa chua...................... - 75 Bảng 3.2.2 Đánh giá cảm quan chung sản phẩm sữa chua bổ sung bắp cải tím, nha đam. .................................................................................................................. - 75 - vii Bảng 3.2.3 Bảng chi phí nguyên liệu tính để sản xuất 1000 hũ sữa chua bắp cải tím nha đam............................................................................................................. - 80 - DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình1.1 sữa chua............................................................................................... - 8 Hình 1.2.Vi khuẩn lactic............................................................................................. - 8 Hình 1.3 Cơ chế tạo acid lactic trong quá trình lên men sữa chua ........................ - 14 Hình 1.4 Biểu diễn quá trình chuyển hóa đường trong sữa do vi khuẩn lactic. .... - 16 Hình 1.5 Sản phẩm thạch nha đam. ......................................................................... - 33 Hình 1.6 Sản phẩm nước uống nha đam…………………………………………- 33Hình 1.7 Sản phẩm nước uống hỗ trợ tim mạch ..................................................... - 33 Hình 2.1 Sơ đồ BTTN để xác định tỉ lệ phối trộn sữa đặc nước............................ - 47 Hình 2.2 Sơ đồ BTTN để xác định thời gian chần bắp cải tím .............................. - 48 Hình 2.3 Sơ đồ BTTN để xác định tỉ lệ phối trộn dịch bắp cải tím vào dịch sữa . - 49 Hình 2.4 Sơ đồ BTTN để xác định chế độ chần nha đam ...................................... - 50 Hình 2.5 Sơ đồ BTTN để xác định tỉ lệ bổ sung vi khuẩn ..................................... - 51 Hình 2.6 Sơ đồ BTTN để xác định thời gian bổ sung nha đam ............................. - 52 Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ lệ sữa đặc/ nước và chất lượng sản phẩm .......................................................................................................................... - 57 Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian chần bắp cải tím và chất lượng sản phẩm ......................................................................................................... - 60 Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian chần nha đam và chất lượng sản phẩm .................................................................................................................... - 62 Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dịch sữa/dịch bắp cải tím đến chất lượng sản phẩm. ........................................................................................................ - 64 Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ vi khuẩn ảnh hưởng đến chất lượng sữa chua. . - 65 Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hương vải bổ sung vào sản phẩm sữa chua bắp cải tím nha đam. .............................................................................................................. - 67 Hình 3.7 Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ nha đam và dịch sữa đến điểm cảm quan về vị của sữa chua. ............................................................................................................. - 68 - viii Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn chọn thời gian lên men tối ưu .....................................- 69 Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn mẫu thí nghiệm chọn thời gian bổ sung nha đam tối ưu- 71 Hình 3.10 Biểu đồ Ảnh hưởng của thời gian ngâm chín đến điểm cảm quan của sữa chua.............................................................................................................................- 72 Hình 3.11 Biểu đồ đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản………………………………………………………………………………-73Hình 3.12 Hình ảnh của sản phẩm bắp cải tím nha đam………………...……….-75Hình 3.13 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bắp cải tím, nha đam……...…...…-76- -1- LỜI MỞ ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu con người ngày càng đa dạng, trong đó nhu của con người đối với thực phẩm ngày càng cao, luôn đòi hỏi những loại thực phẩm mới, ngon, bổ dưỡng. Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều sản phẩm được chế biến ra không những cung cấp dinh dưỡng đơn thuần mà còn có tác dụng chữa bệnh cho con người. Các sản phẩm này xuất phát từ nguồn nguyên liệu phong phú vốn có của đất nước như ngũ cốc, thịt, trứng, sữa… ứng dụng không thể thiếu tạo sự phong phú cho mặt hàng thực phẩm là các sản phẩm lên men, trong đó đặc biệt là sử dụng lên men lactic. Sản phẩm sữa chua có nguồn gốc phương tây đến nay đã trở thành món ăn ưa thích ở khắp mọi nơi, ngay cả Việt Nam. Sữa chua là sản phẩm được xếp hạng trong 10 thực phẩm bổ dưỡng nhất thế giới. Sữa chua không chỉ là món ăn ngon miệng, cung cấp nhiều dưỡng chất mà còn có khả năng giúp con người tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh tật, cải thiện hệ tiêu hóa. Các thành phần trong sữa chua có tác dụng hữu hiệu với sức khỏe, giúp tạo sự cân bằng và bổ sung vi khuẩn tốt cho đường ruột, giảm thiểu những vi khuẩn có hại. Ngoài ra, sữa chua còn tự sinh sản ra loại “kháng sinh” riêng làm chậm quá trình phát triển của các loại vi khuẩn có hại. Hàm lượng canxi dồi dào trong sữa chua còn giúp xương cứng cáp cũng như ngăn ngừa bệnh loãng xương. Protein trong sữa chua ngăn ngừa ung thư dạ dày, đường lactose làm tăng bifidobacteria trong ruột, canxilum, sắt, ngăn chặn bệnh thiêu máu hồng cầu, mặt khác trong sữa chua còn có chất kháng sinh gọi là lactocidine, có khả năng chống lại các vi rút gây bệnh. Bên cạnh đó giá trị dinh dưỡng của nha đam cũng không kém phần quan trọng. Nó cung cấp nhiều dưỡng chất quan trọng như: Nha đam thường chứa thành phần Aloesin có tác dụng sát khuẩn, trị các vết thương ngoài da, giúp nhanh chóng lành không để lại sẹo. Nha đam có tác dụng thổ nhuận trường, làm giảm triệu chứng đau răng, trị các chứng viêm ở tai, mũi, họng, bệnh ngoài da. Nha đam có tác dụng tốt trong điều trị bệnh tiểu đường, viêm bàng quang, viêm niệu đạo, phòng ngừa sỏi niệu. -2- Mặt khác về mặt dinh dưỡng, trong 100g bắp cải cung cấp cho cơ thể 50calo, nhiều muối khoáng nhất là canxi, photpho, kali, sắt. Lượng vitamin C trong bắp cải chỉ thua cà chua, nhưng nhiều gấp 4,5 lần so với cà rốt, 3,6 lần so với khoai tây, hành tây. Trong bắp cải, vitamin C kết hợp sẵn với vitamin P thành phức hợp PC và vitamin C được vitamin P bảo vệ khỏi bị oxy hóa để cho giá trị sinh học cao hơn thuốc vitamin C. Hơn nữa, trong bắp cải vitamin A kết hợp với vitamin P thành một hợp phức, có tác dụng bảo vệ cho thành mạch máu bền vững và bảo vệ cho cơ thể khỏi những tác nhân ôxy hóa. Trong bắp cải còn có các chất chống ung thư như sulforaphane, phenethyl isothiocyanate và indol – 33 carbinol. Phòng chống các bệnh đường tiêu hóa, phòng tiểu đường, chống được bệnh béo phì, phòng ung thư vú, bệnh loét dạ dày tá tràng… Trên thị trường, sản phẩm sữa chua nha đam đã phổ biến và thu hút được rất nhiều khách hàng ưa thích, nhưng một vấn đề mà sản phẩm sữa chua nha đam thường gặp phải đó là hiện tượng màu sắc bị ố vàng trên bề mặt sản phẩm trong quá trình bảo quản và sử dụng, gây mất giá trị cảm quan, nó đang là một vấn đề cần được quan tâm. Với nhịp sống hiện đại hối hả, nhiều người không có thời gian để bổ sung những vitamin cần thiết cho cơ thể để duy trì sự năng động, trẻ trung và có thể giảm được một số bệnh nan y. Bên cạnh đó, có những cơ thể không tiếp thu trực tiếp được bắp cải tím hay nha đam mà chỉ có thể hấp thu khi đã qua chế biến hay bổ sung vào sữa chua. Sữa chua bổ sung bắp cải tím và nha đam không chỉ tạo cảm giác ngon miệng mà còn rất bổ dưỡng. Sản phẩm sữa chua đã có nhiều nhưng chưa phong phú và đa dạng về chủng loại. Vì vậy, việc đa dạng hóa sản phẩm là cần thiết. Xuất phát từ vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu “Quy trình sản xuất sữa chua bắp cải tím nha đam”. Mục đích đề tài: * Mục đích nghiên cứu của đề tài này là đưa ra được quy trình sản xuất sữa chua có bổ sung Nha Đam, Bắp Cải Tím và các thông số cần thiết cho quy trình chế biến. -3- * Hoàn thiện quy trình sản xuất sữa chua có bổ sung nha đam, khắc phục hiện tượng ố vàng của sản phẩm sữa chua nha đam đang có mặt trên thị trường của Vinamilk * Đa dạng hóa sản phẩm từ nha đam và bắp cải tím và sữa chua đồng thời tạo ra sản phẩm mới có giá trị về dinh dưỡng và đáp ứng được tính tiện dụng theo nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng. Nội dung của đề tài bao gồm: 1. Nghiên cứu, xác định các thông số chính và đề xuất quy trình sản xuất. 2. Đánh giá chất lượng sản phẩm và sơ bộ tính chi phí nguyên vật liệu. Ý nghĩa khoa học.  Xác định các thông số có trong quy trình chế biến sữa chua có bổ sung Nha Đam, Bắp Cải Tím Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.  Đa dạng hóa sản phẩm cho mặt hàng sữa chua  Hoàn thiện nhược điểm của sản phẩm sữa chua nha đam có trên thị trường  Tăng giá trị sử dụng của bắp cải tím và nha đam Do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm có hạn nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của quý Thầy Cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn. -4- Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA: 1.1.1 Khái niệm chung về sữa chua: Sữa chua (hay yaourt) là sản phẩm của quá trình lên men lactic. Thông thường sữa chua được chế biến từ các loại sữa và được lên men với các chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột (Lactobacillus bulgaricus, Streptococus thermophilus) giúp chuyển đường thành acid lactic tạo ra độ chua của Hình1.1 sữa chua một loại thực phẩm hấp dẫn.[ 4 ] (Nguồn http://vietbao.vn) Sữa chua có vị chua dịu, lưu vị ngọt vị béo hài hòa, có tác dụng rất tốt đến sức khỏe con người. 1.1.2 Phân loại sản phẩm sữa chua: [4 ] * Các dạng sữa chua: - Sữa chua uống: dạng lỏng như nước. Hàm lượng protein của sữa chua uống khoảng 1g. - Sữa chua ăn: dạng sệt do chất casein trong sữa được đông đặc. Hàm lượng protein trong 100g sữa chua là ≥2,9g. 1.1.3 Các loại sữa chua: [4, 5 ] Yaourt truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. Yaourt dạng khuấy (stirred type) : Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trình sản xuất dạng Yaourt khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dụng, tiếp -5- theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như Yaourt truyền thống. Yaourt uống (drinking type) hay Yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng người tiêu dùng không cần muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta dùng phương pháp khuấy trộn hay đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và giảm độ nhớt cho sản phẩm. Yaourt lạnh đông (frozen type): sản phẩm có dạng tươi như kem, quá trình lên men sua chua được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau khi lên men sẽ được đem đi xử lý và làm lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói. Yaourt cô đặc (concentrated Yaourt): Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như: lên men sữa, cô đặc, làm lạnh, đóng gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Yaourt cô đặc còn có tên gọi là strained yaourt hay labneh. Mặt khác, phân loại Yaourt dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm. Lượng chất béo trong Yaourt có thể dao động từ 0 -10%, thông thường là từ 0,5 – 3,5% theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm Yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau: * Yaourt béo (Fat Yaourt): Hàm lượng chất béo không thấp hơn 3% * Yaourt bán gầy (partially skimmed Yaourt): Hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5 – 3 % * Yaourt gầy (skimmed Yaourt): Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%. 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của sữa chua. [2, 6, 10, 15] Sữa chua là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có hương vị thơm ngon, hấp dẫn nên được nhiều người ưa thích. Ở nhiều nước, sữa chua đã được trở thành món ăn yêu thích hàng ngày. -6- Ngoài giá trị dinh dưỡng cao sữa chua còn có tác dụng chữa bệnh về đường ruột, kích thích tiêu hóa, giảm cholesterol.. trong sữa chua có nhiều loại vi sinh vật khác, nhờ sinh tổng hợp và chuyển hóa, nó làm thêm giàu thêm các loại vitamin, nhờ sự có mặt của vi khuẩn lactic trong sữa chua có tác dụng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn gây thối rữa trong ruột già của con người. Khi ăn sữa chua con người đã đưa vào cơ thể một lượng vi khuẩn lactic. Những vi khuẩn này phân giải lactose, glucose, saccarose.. thành acid lactic, làm thay đổi pH của môi trường ruột già từ kiềm (môi trường thích hợp với vi khuẩn gây thối) sang acid không thích hợp cho vi khuẩn gây thối rữa, làm cho chúng bị tiêu diệt. Mặt khác, một số vi khuẩn Lactic như Lactoacidofillus, Lactobacillus có khả năng tạo ra một số loại Bacteriocin có tính kháng khuẩn. Acid lactic còn giúp thúc đẩy quá trình kích thích dịch vị của dạ dày, tăng khả năng tiêu hóa protein trong sữa bằng kết tủa chúng thành những hạt mềm, mịn và đặc hơn. Ngoài ra, nó còn giúp cho con người sử dụng triệt để Canxi, Photpho, Sắt… Acid lactic cũng được coi là một chất dinh dưỡng cung cấp năng lượng, trong cơ thể con người nó được sử dụng như một nguồn năng lượng cung cấp trong quá trình hô hấp, cung cấp 3,36 Kcal/g hoặc có thể chuyển hoá thành glucose hoặc glycogen. Với hàm lượng carbohydrate, protein ở mức vừa phải, sữa chua vừa có tác dụng giảm đói vừa giúp duy trì lượng đường huyết ổn định. Bên cạnh đó, trong sữa chua có nhiều canxi, có vai trò là chất xúc tác, giúp cơ thể tiêu đốt các tế bào mỡ nhanh hơn phù hợp với những người ăn kiêng. Theo nghiên cứu mới nhất của các chuyên gia Đại học Tennessee (Mỹ), những ai dùng thực đơn có hàm lượng calo thấp, chú trọng nhiều đến sữa chua sẽ giảm được 61% lượng mỡ toàn phần và 81% lượng mỡ bụng so với những người ăn cùng thực đơn nhưng không có sữa chua. Acid lactic trong sữa chua có tác dụng ngăn ngừa sự xâm nhập và kiềm chế hoạt động của các loại vi khuẩn có hại cho làn da. Đồng thời, các vi khuẩn lên men -7- chua có thể tiết ra chất kháng sinh tự nhiên, kích thích quá trình làm lành da, giúp mau liền sẹo, tái tạo da mới. Không chỉ ăn ngon, bổ dưỡng mà sữa chua còn rất tốt cho răng miệng. Nó làm giảm hàm lượng vi khuẩn và hydrosunfua gây mùi trong miệng, thậm chí giảm các mảng bám răng và các bệnh về lợi. 1.1.5. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sữa chua Có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về sữa chua trong đó có cả nghiên cứu trong nước và ngoài nước. 1.1.5.1. Các nghiên cứu về sữa chua ở trong nước Sữa chua du nhập vào Việt Nam từ Tây Âu và từ đó cho đến nay đã được rất nhiều các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu về tính năng ứng dụng cũng như cách chế biến chúng. Vì sản phẩm sữa chua tương đối dễ làm nên về công nghệ sản xuất ít được nghiên cứu mà người ta chỉ nghiên cứu về những tác dụng tích cực của nó và có cần bổ sung thêm các dưỡng chất cần thiết khác đối với sức khỏe con người hay không. Hiện nay, hãng sữa chua Vinamilk đã cho ra đời rất nhiều loại sữa chua và chất lượng của hãng này đang đứng đầu Việt Nam. 1.1.5.2. Các nghiên cứu về sữa chua ở nước ngoài Có rất nhiều tài liệu nước ngoài đã và đang nghiên cứu về sữa chua cũng như đã có rất nhiều tác giả ở các nước khác nhau nghiên cứu về việc sử dụng cũng như công dụng của sữa chua.  Theo nghiên cứu của ông Stellihililen - một nhà nghiên cứu người mỹ thì sữa chua có khả năng làm giảm colesterol và để có được kết luận này ông đã làm thí nghiệm với những chú lợn bằng cách cho những con lợn chứa hàm lượng Colesterol cao cho chúng ăn sữa chua và những con lợn đối chứng ăn sữa thường thì thấy hàm lượng colesterol trong máu của chúng giảm hai lần.  Còn những nhà khoa học Pháp ở trường đại học LILLE thì kết luận rằng các trường hợp rối loạn đường ruột giảm nhiều ở các bệnh nhân ăn sữa chua. -8-  Theo bác sỹ David Kessler viết trong cuốn “chỉ dẫn về thức ăn chữa bệnh” thì kết luận rằng lactobacillus acid ophic có thể làm tăng chỉ số interferol gamma giúp hệ miễn dịch đấu tranh chống lại bệnh tật. Theo các nhà y học thuộc viện Minnesota (Mỹ ) nghiên cứu về sữa chua cho biết thì nó là vị thuốc quý đối với người bị bệnh loãng xương mà không ăn được sữa, một cốc sữa chua có thể cung cấp nửa khẩu phần canxi hàng ngày. 1.2. Tổng quan về vi khuẩn lactic và ứng dụng của nó trong sản xuất sữa chua 1.2.1. Hiểu biết chung về vi khuẩn lactic [ 1, 6, 9] Hình 1.2 Vi khuẩn lactic (Nguồn http://viet bao.com.vn) 1.2.1.1 Lịch sử của quá trình lên men lactic Theo nhiều tài liệu thì quá trình lên men lactic có thể được hình thành trước khi sự xuất hiện cuộc sống loài người trên trái đất (Buchta, 1983). Trong suốt quá trình tồn tại và phát triển, con người đã sử dụng các đặc tính bảo quản và chế biến thực phẩm của vi khuẩn lactic trong sinh hoạt hàng ngày. Năm 1975, các nhà khảo cổ đã phát hiện các lát bánh mì hóa thạch có niên đại vào khoảng 3560 đến 3538 trước công nguyên tại vùng hồ Biel của Thụy Sỹ. Dựa trên các căn cứ về cấu trúc, kích cỡ, sự phân bố, người ta thấy sự miêu tả quá trình làm lên men từ bột mì. Ngày nay, mặc dù đã trải qua hàng ngàn năm nhưng các loại bánh làm theo kiểu này vẫn tồn tại và phát triển tại Châu Âu, Bắc Mỹ (Cerl – Ho Lee, 1991). Từ lâu đời nay, các hạt ngũ cốc lên men được sử dụng như một thói quen truyền thống ở các nước Châu Phi và Ấn Độ (Souane,1991). H.J.Nisen và các cộng sự năm1990 đã cho rằng -9- một số sách cổ khoảng trên 3000 năm trước công nguyên ở vùng Uruk, Wark (Irac) có chứa những thông tin về các sản phẩm lên men. Hiện nay, ở nhiều gia đình có kinh nghiệm áp dụng các phương pháp lên men tự nhiên các chất hữu cơ động thực vật bằng các vi khuẩn sinh acid lactic để sản xuất các sản phẩm hực phẩm, cụ thể, vào khoảng 150 năm trước công nguyên ở Jerusalem đã có cuốn sách “Tympocom valley” hướng dẫn chế biến làm phomat. Các khám phá mang tính khoa học về lên men lactic được khởi đầu dựa trên những đặc điểm về hóa học và tính khác biệt của acid lactic từ các loại sữa lên men đã được Carl Wilhelm Scheele (1780) thực hiện ở Thụy Điển Louis Pasteur (1857) có hai bài viết về phương pháp lên men acid lactic phủ nhận học thuyết tự sinh và chứng minh các vi khuẩn là nguyên nhân gây ra quá trình lên men. Năm 1980 Wilhelm Strorch và Hermann Weimann là những người đầu tiên tách được vi khuẩn lactic từ kem và sữa lên men tự nhiên và đã tạo ra phương pháp nuôi cấy thuần chủng dùng cho công nghiệp chế biến sữa. 1.2.2 Đặc điểm của Vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic được ứng dụng nhiều trong việc chế biến loại thức ăn chua như sữa chua, muối chua rau quả, thịt chua, nem chua, tôm chua, ủ chua thức ăn gia súc hoặc để sản xuất acid lactic… Các vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacter teriaceae. Mặc dù các vi khuẩn này không đồng nhất về mặt hình thái gồm hình cầu, hình que, nhưng về mặt sinh lý chúng tương đối đồng nhất. Tất cả đều có đặc điểm chung là vi khuẩn Gram dương, không tạo thành bào tử, trừ Sporolactobacillus, hầu như không có khả năng chuyển động. Chúng thu nhận năng lượng nhờ phân giải các hợp chất Cacbonhydrat và bài tiết ra môi trường acid. Khác với các vi khuẩn đường ruột là nhóm cũng sinh ra acid lactic, vi khuẩn lactic là nhóm lên men bắt buộc không chứa các Xytocrom và enzim Catalaza. Tuy nhiên chúng có khả năng sinh trưởng và phát triển khi có mặt của oxi không khí. Mặc dù chúng thuộc nhóm kị khí nhưng cũng thuộc hiếu khí. Nhu cầu của nhóm vi khuẩn lactic rất phức tạp, không có một loài nào có thể phát triển trên môi trường muối khoáng thuần khiết chứa glucoza và NH+4. Đa số chúng cần hàng - 10 - loạt các vitamin và acid amin. Vì thế người ta thường nuôi cấy chúng trên các môi trường phức tạp chứa một lượng cao nấm men, dịch cà chua. Trong tự nhiên, các vi khuẩn lactic phân bố ở những nơi như: Sữa và những nơi chế biến sữa, đường ruột, niêm mạc của người và động vật Ngoài ra có thể gặp vi khuẩn trong các sản phẩm thịt, cá, đồ uống, rau quả muối, đường, bột... Người ta có thể phân lập vi khuẩn lactic trên môi trường dinh dưỡng chọn lọc, thường từ các sản phẩm sữa, sữa chua, dưa chua... 1.2.3 Cơ chế của quá trình lên men lactic Trong quá trình lên men sữa chua do vi khuẩn lactic xảy ra hai quá trình lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình. Quá trình lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm axit lactic tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ acid acetic, acetone, di-acetyl… Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm acid lactic còn tạo ra một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như acid acetic, etanol, acid xucxinic, CO2… Lên men đồng hình: [ 18] Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men: C6H12O6  2 CH3CHOHCOOH + 21,8.104 J Quá trình lên men đồng hình, glucoza được chuyển hóa theo chu trình Embeden – Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho hệ quy trình này tất cả các loại enzyme aldolase, còn hydro tách ra khi dehydro hóa triozophotphat được chuyển đến pyruvat. Vì trong vi khuẩn lên men lactic đồng hình không có enzyme cacboxylase, cho nên acid pyruvic không phân hủy nữa mà tiếp tục khử thành acid theo sơ đồ chuyển hóa dưới đây: - 11 - Sơ đồ 1: C 6H 12O 6 2NAD+ 2NADH(H+) 2CH3COCOOH 2 CH3CHOHCOOH Sơ đồ 2: Glucose Glucose – 6 – photphat Fructose – 6 – photphat Fructose – 1,6 –di photphat Photpho dioxyaceton photpho glyceraldehyde Acid – 1,3 –diphotphoglyceric Acid pyrvic Acid lactic Cũng có một số tác giả cho rằng lên men lactic đồng hình tiến hành theo hai giai đoạn: Giai đoạn 1: thời kỳ sinh trưởng cấp số mũ của vi khuẩn, từ hexozan nhờ sự oxy hóa photphoglyceraldehyde kèm theo việc khử pividinnucleotide (PN) để tạo thành acid photphoglyceriaic. - 12 - PCH2OP-CHOH + H2 O + PN  P.CH2CHOG-COOH + PNH2 Giai đoạn 2: do chấp nhận hidro là PN-H2 tăng mà thế oxy hóa khử của môi trường giảm xuống dẫn đến sự nhường hydro từ PN-H2 cho photphoglyceric để khử nó thành acid lactic. CH2OP-CHOH-COOH + H2O(PN-H2)  CH 3CHOHCOOH + H 3PO4 + PN + H2 O Tùy thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzyme lactate – dehydrogenase và sự có mặt của lactataxemase mà loại acid lactic dạng nào được tạo ra D (-), L(-) hoặc DL * Một số chủng lên men lactic đồng hình - Streptococcus lactic: là cầu khuẩn hoặc trực khuẩn rất ngắn, khi còn non thì kết song đôi hoặc chuỗi ngắn. Giống này ưa ẩm, phát triển tốt nhất ở 30-35°C, làm đông tụ sữa sau 10-12h, trong môi trường nó tích tụ được 0,8-1% acid, nhiệt độ tối thiểu cho sự phát triển là 10°C. - Streptococcus cremoric: tế bào hình cầu và xếp thành chuỗi dài, ưa ẩm và tạo thành acid trong môi trường, nhiệt độ tối thích là 25°C, nhiệt độ tối thiểu là 10°C, nhiệt độ tối đa là 36-38°C, khi sử dụng được phối hợp với Streptococus lactic. - Streptococcus thermophilus: tế bào hình cầu kết thành chuỗi dài, phát triển tốt nhất ở 42-45°C, tích tụ khoảng 1% acid, dùng kết hợp với trực khuẩn lactic để chế biến sữa chua nói chung và các loại đăc biệt như sữa chua nấu chín, phomat. - Lactobacillus bulgaricus: trực khuẩn tròn (đôi khi ở dạng hạt), thường kết thành chuỗi dài, không lên men đường saccarose, đây là giống ưa nhiệt, nhiệt độ tối thích trong khoảng 42-45°C, nhiệt độ tối thiểu là 15-20°C, nó tạo thành acid mạnh tích tụ trong sữa tới 2,5% acid lactic. - Lactobacillus casei: trực khuẩn nhỏ, thường gặp ở dạng chuỗi dài hoặc ngắn, tích tụ tới 1,5% acid, nhiệt độ tối thích khoảng 30-35°C, nhờ có hoạt tính protease nên phân hủy được casein trong sữa thành acid amin. - Lactobacillus acidophilus: trực khuẩn dài chịu nhiệt, nhiệt độ tối thích khoảng 30-40°C, nhiệt độ tối thiểu là 20°C, trong sữa nó tích tụ tới 2,2% acid. Trực