nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa chua trà xanh quy mô phòng thí nghiệm

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM






KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT SỮA CHUA TRÀ XANH
QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM




GVHD : Ths. Lê Thị Hồng Ánh.
SVTH : Trần Mạnh Tùng.
MSSV : 106110099.

Tp.HCM, tháng 08 năm 2010.
ii

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành
phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm, cùng với các
quý thầy cô đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi học tập và
nghiên cứu cũng như cung cấp cho tôi những kiến thức rất bổ ích
về chuyên môn cũng như về xã hội trong suốt thời gian tôi theo
học tại trường.
Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đặc biệt đến cô Lê

Thị Hồng Ánh – giáo viên hướng dẫn đồ án, với sự hướng dẫn và
giúp đỡ tận tình của cô đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp
này.
Thời gian thực hiện đề tài có giới hạn, kiến thức bản thân
còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất
mong nhận được sự thông cảm và ý kiến đóng góp của quý thầy cô
để đề tài tốt nghiệp được đầy đủ và hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Tp.HCM, tháng 08 năm 2010.
Trần Mạnh Tùng.
iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Sữa chua là sản phẩm được mọi lứa tuổi ưu chuộng và có sức tiêu thụ mạnh không chỉ
ở Việt Nam mà cả trên toàn thế giới. Các sản phẩm sữa chua vô cùng phong phú, đa dạng về
chủng loại và hương vị.
Sữa chua mang hương vị trà xanh Nhật Bản là sự kết hợp mang tính mới lạ, độc đáo
góp phần làm phong phú thêm cho dòng sản phẩm sữa lên men, đồng thời đây cũng là một
sản phẩm hướng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Sữa chua mang đến cho cơ thể một đường
tiêu hóa khỏe mạnh, làn da trắng sáng. Thành phần tinh chất trà xanh Nhật Bản mang lại tinh
thần sảng khoái, tinh khiết và khả năng chống lão hóa cho người sử dụng.
Xuất phát từ nguyên nhân đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ
sản xuất sữa chua trà xanh quy mô phòng thí nghiệm”.
Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã thực hiện những nội dung sau:
- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu sữa và quá trình lên men, bột trà xanh Matcha.
- Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất như:
+ Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như: nồng độ chất khô ban đầu của sữa, tỷ lệ
men cái, nhiệt độ đến quá trình lên men trong sản xuất sữa chua.
+ Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men cái đến quá trình lên men trong sản xuất sữa chua.
+ Xác định tỉ lệ phối trộn siro thích hợp cho sản phẩm sữa chua
Sau quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thu được kết quả như sau:

- Điều kiện tối ưu cho quá trình lên men sữa chua để sản phẩm đạt yêu cầu chất lượng là:
+ Nồng độ chất khô ban đầu của sữa chiếm 20% khối lượng của sữa.
+ Tỷ lệ men cái cho vào sữa nguyên liệu: 10g men cái dùng cho 100g sữa.
+ Nhiệt độ lên men 45
o
C, thời gian τ = 180 phút.
- Để tạo được sản phẩm có hương vị thơm ngon tỷ lệ phối trộn siro là 9g/ 100g sữa chua.

iv
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Bìa i
Nhiệm vụ đồ án
Lời cảm ơn . ii
Tóm tắt đồ án iii
Mục lục iv
Danh sách hình vẽ vii
Danh sách bảng biểu ix
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 2
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4
2.1 Tổng quan về nguyên liệu 5
2.1.1 Sữa tươi 5
2.1.2 Bột trà xanh Matcha 15
2.1.3 Vi khuẩn lactic 21
2.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic 22
2.3 Tổng quan về quá trình đông tụ sữa 25
2.4 Quy trình sản xuất sữa chua dạng đặc “stirred type” 26
2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất 26

2.4.2 Thuyết minh quy trình 27
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
3.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị 31
3.1.1 Nguyên liệu 31
v
3.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 33
3.2 Sơ đồ nghiên cứu 34
3.3 Phương pháp nghiên cứu 35
3.3.1 Khảo sát nguyên liệu 35
3.3.2 Khảo sát quá trình lên men 36
3.3.3 Khảo sát quá trình phối trộn siro 43
3.4 Phương pháp phân tích 45
3.4.1 Xác định độ pH 45
3.4.2 Xác định hàm lượng chất khô bằng khúc xạ kế 45
3.4.3 Xác định hàm lượng acid lactic theo % acid latic 45
3.4.4 Phân tích cảm quan 46
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 50
4.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu 51
4.1.1 Nguyên liệu sữa 51
4.1.2 Nguyên bột trà xanh 51
4.2 Kết quả khảo sát quá trình lên men 53
4.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men 53
4.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men cái đến quá trình lên men 58
4.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 62
4.3 Kết quả quá trình phối trộn siro 64
4.4 Kết quả phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp sản phẩm 69
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71
5.1 Kết luận 72
5.2 Kiến nghị 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO I

PHỤ LỤC A III
PHỤ LỤC B VI
vi

























vii
Danh sách hình vẽ

Hình 2.1: A – Sơ đồ tổ chức của micelle; B – Sơ đồ tổ chức của submicelle. 8
Hình 2.2: Công thức cấu tạo của α – Lactose và β – Lactose 9
Hình 2.3: Sự tạo thành acid lactic từ lactose bởi vi khuẩn lactic 9
Hình 2.4: Bột trà xanh Matcha. 15
Hình 2.5: Quy trình sản xuất bột trà xanh Matcha. 17
Hình 2.6: Công thức cấu tạo của L – theanin 17
Hình 2.7: Vi khuẩn lactic. 22
Hình 2.8: Quá trình chuyển hóa đường lactose do vi khuẩn lactic 24
Hình 2.9: Quá trình sản xuất hương thơm của vi khuẩn lactic. 24
Hình 2.10: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua 26
Hình 3.1: Sữa tươi nguyên chất. 31
Hình 3.2: Sữa đặc có đường. 31
Hình 3.3: Bột trà xanh Matcha. 32
Hình 3.4: Giống vi sinh vật. 32
Hình 3.5: Thiết bị sấy ẩm 33
Hình 3.6: Brix kế cầm tay 33
Hình 3.7: Sơ đồ nghiên cứu 34
Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong sữa đến
quá trình lên men. 38
Hình 3.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men cái đến quá trình lên
men. 40
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 42
Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ siro phối trộn đến sản phẩ. 44
Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trích ly. 50
Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian đến quá trình trích ly. 52
viii
Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến pH trong quá trình lên
men. 54
Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến độ Bx trong quá trình
lên men. 54

Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến độ chua trong quá trình
lên men. 55
Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ men đến pH trong quá trình lên men. 58
Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ men đến độ Brix trong quá trình lên men.58
Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ men đến độ chua trong quá trình lên
men 59
Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ men đến pH trong quá trình lên men. 62
Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ Brix trong quá trình lên
men 62
Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chua trong quá trình lên
men 63
Hình 4.12: Các mẫu với tỷ lệ phối trộn siro trà xanh 6%, 9%, 12%, 15%. 67
Hình 5.1: Sản phẩm sữa chua trà xanh. 72







ix
Danh sách bảng biểu
Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò tươi 5
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của sữa 6
Bảng 2.3: Một số đặc điểm hóa lý của chất béo sữa 7
Bảng 2.4: Một số vitamin có trong sữa bò tươi 10
Bảng 2.5: Một số nguyên tố khoáng có trong sữa bò tươi 11
Bảng 2.6: Thành phần hóa học của Matcha 17
Bảng 2.7: Bảng điểm đánh giá cảm quan cho sản phẩm sữa chua 19
Bảng 4.1: Kết quả khảo sát độ pH, % acid lactic, độ Brix của nguyên liệu sữa. 51

Bảng 4.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly bột trà. 51
Bảng 4.3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly bột trà 52
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong sữa đến quá trình lên men…… 54
Bảng 4.5: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về cấu trúc của sản phẩm khi khảo sát hàm
lượng chất khô…………………………………… 57
Bảng 4.6: Bảng phân tích phương sai của thí nghiệm 2.1. 58
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của tỷ lệ men cái đến quá trình lên men. 59
Bảng 4.8: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về cấu trúc của sản phẩm khi khảo sát tỷ lệ men
cái. 61
Bảng 4.9: Bảng phân tích phương sai của thí nghiệm 2.2. 62
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men. 63
Bảng 4.11: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về cấu trúc của sản phẩm khi khảo sát nhiệt độ
lên men. 64
Bảng 4.12: Bảng phân tích phương sai của thí nghiệm 2.3. 65
Bảng 4.13: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về cấu trúc của sản phẩm khi khảo sát tỷ lệ
phối trộn siro. 66
Bảng 4.14: Bảng phân tích phương sai về ưu thích cấu trúc của thí nghiệm 3.1. 67
x
Bảng 4.15: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về mùi vị của sản phẩm khi khảo sát tỷ lệ phối
trộn siro. 67
Bảng 4.16: Bảng phân tích phương sai về ưu thích mùi vị của thí nghiệm 3.1. 68
Bảng 4.17: Kết quả cảm quan mức độ ưa thích về màu sắc của sản phẩm khi khảo sát nồng độ
chất khô. 68
Bảng 4.18: Bảng phân tích phương sai về ưu thích màu sắc của thí nghiệm 3.1. 69
Bảng 4.19: Kết quả cảm quan sản phẩm hoàn thành. 70
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.
- Trang 1-

Chương 1:

GIỚI THIỆU
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.
- Trang 2-
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Sữa chua là một loại sản phầm chế biến từ sữa được lên men với các chủng vi
khuẩn có lợi cho đường ruột làm thay đổi các thành phần trong sữa, đặc biệt là quá
trình chuyển hóa đường lactose tạo thành acid lactic. Sản phẩm sữa chua có mùi vị
thơm ngon đặc trưng, góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm từ sữa.
Sữa chua được phát hiện đầu tiên tại Bungari cách đây hơn 4500 năm, với tên gọi
là “Yaourt”. Ở các nước khác, sữa chua có các tên gọi khác nhau như ở Anh được gọi
là “Yoghurt hay Yogurt”, ở Ai Cập là “Leberi”, ở Ấn Độ là “Gadhi”,…
Sữa chua là một loại thực phẩm được ưu chuộng trên toàn thế giới, nó không chỉ
có mùi vị thơm ngon mà còn rất giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe. Ngoài các
thành phần dinh dưỡng như protein, lipid, glucid, nó còn chứa nhiều vitamin, chất
khoáng và các chất cần thiết giúp cân bằng hệ vi khuẩn trong đường ruột, tăng cường
khả năng đề kháng của cơ thể. Thành phần dinh dưỡng trong sữa chua cũng dễ hấp
thụ vào cơ thể nhiều hơn gấp 3 lần so với sữa tươi.
Sữa chua có thể được chia làm hai loại: nhóm sản phẩm do kết quả của quá trình
lên men lactic (sữa chua dạng đặc, sữa chua uống,…) và nhóm sản phẩm của quá
trình lên men hỗn hợp (sữa chua kefir, koumiss,…).
Từ lâu trà xanh không chỉ được dùng làm loại thức uống thông dụng mang lại

cảm giác tỉnh táo, sảng khoái tinh thần mà còn được xem như một vị thuốc quý ứng
dụng nhiều trong y học cổ truyền. Ngày nay, các nghiên cứu khoa học tiên tiến đã
chứng minh được những tác dụng vô cùng có lợi cho sức khỏe từ trà xanh, thành phần
polyphenol trong trà xanh có tác dụng phòng chống và chữa trị nhiều loại bệnh, đặc
biệt là bệnh ung thư, khả năng chống lão hóa và kéo dài tuổi thọ hiệu quả. Vì vậy, các
sản phẩm thực phẩm chế biến được kết hợp với trà xanh ngày càng đa dạng và có sức
thu hút lớn với sự quan tâm của người tiêu dùng.
Khi xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người được nâng cao thì ý thức của
việc sử dụng các sản phẩm có lợi cho sức khỏe luôn được quan tâm đúng mức. Với
mong muốn tạo ra sản phẩm mới hướng đến sức khỏe của người tiêu dùng, tôi chọn
đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua trà xanh quy mô phòng thí nghiệm”.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.
- Trang 3-
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.
Tiến hành nghiên cứu chế biến sữa chua với trọng tâm giải quyết các vấn đề liên
quan đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm. Trên cơ sở đó tôi tiến hành
nghiên cứu các vấn đề sau đây:
Khảo sát hiệu suất trích ly trà xanh trong nước.
Khảo sát tỷ lệ phối trộn siro trà xanh.
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men cái đến quá trình lên men.
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men.
Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm.

Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 4 -


Chương 2:

TỔNG QUAN
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 5 -
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.
2.1.1. Sữa tươi. [8]
Sữa nguyên liệu thường được sử dụng trong lên men lactic sản xuất sữa chua là
sữa bò tươi. Sữa bò tươi là một trong những loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao,
sản lượng cung cấp dồi dào. Thành phần các chất dinh dưỡng trong sữa được xem là
đầy đủ và cân đối nhất cho cơ thể con người. Trong sữa bao gồm các thành phần như:
proteine, đường, lipid, muối khoáng, tất cả các loại vitamin chủ yếu, enzyme, các
nguyên tố vi lượng không thay thế và đặc biệt có các chất miễn dịch.
Ngoài việc cung cấp năng lượng cho cơ thể, sữa còn cung cấp những chất cần
thiết cho quá trình trao đổi chất giúp phát triển thể chất, tăng sức đề kháng và giải độc
cho cơ thể con người.
2.1.1.1. Tính chất vật lý của sữa tươi. [3], [7], [9]
Sữa là một chất lỏng đục, có màu trắng đến vàng nhạt, độ nhớt lớn hơn hai lần so
với nước, có vị ngọt nhẹ và mùi ít rõ nét. Độ đục của sữa là do các chất béo, proteine
và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào
hàm lượng β – carotene có trong chất béo của sữa.
Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò tươi.
Chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
pH
-
6.5 ÷ 6.7
Độ chua
o

D
15 ÷ 18
Tỷ trọng
g/cm
3

1,028 ÷ 1,036
Điểm đông đặc
o
C
- 0,54 ÷ - 0,59
Chỉ số khúc xạ ở 20
o
C
-
1,35 ÷ 1,36



Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 6 -
2.1.1.2. Thành phần hóa học của sữa tươi. [3], [7], [8] ,[9], [10]
Thành phần hóa học chính của sữa bao gồm: nước, protein, lactose và các chất
béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác như vitamin, khoáng, enzyme, chất
khí,… Trong sữa bò tươi khoảng 87% là nước và 13% chất khô. Hàm lượng của các
thành phần hóa học trong sữa bò có thể dao động ở phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào
sự khác biệt về giống, điều kiện tự nhiên và điều kiện chăn nuôi.
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của sữa.
Thành phần chính

Khoảng dao động
Giá trị thực
Nước
85,5% ÷ 89,5%
87%
Chất khô
Chất béo
Protein
Lactose
10,5% ÷ 14,5%
2,5% ÷ 6,0%
2,9% ÷ 5,0%
3,6% ÷ 5,5%
13%
3,9%
3,4%
4,8%
Nước:
Nước là thành phần chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong sữa (khoảng 87%). Nước tồn tại
trong sữa ở dạng tự do và liên kết. Nước ở dạng tự do là chủ yếu, chiếm 96 ÷ 97%
tổng lượng nước và có thể tách ra khỏi sữa vì không có liên kết hóa học với chất khô.
Nước liên kết chiếm một tỷ lệ nhỏ khoảng 3 ÷ 4%, nước liên kết có trong các phân tử
protein, phosphatide, polysaccharide của sữa. Nước liên kết thường được gắn với các
nhóm –NH
2
, –COOH, –OH, =NH, –CO–NH–,… Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ
nhỏ hơn 0
o
C, không hòa tan muối, đường. Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước
kết tinh với lactose dưới dạng C

12
H
22
O
11
.H
2
O.
Lipid:
Lipid của sữa bao gồm chất béo, các phosphatid, glycolipid, sterol.
 Chất béo sữa:
Chất béo sữa là một thành phần quan trọng trong sữa. Ngoài khả năng sinh năng
lượng cao chất béo của sữa còn có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A,D,E).
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 7 -
Chất béo trong sữa bao gồm 98 ÷ 99% là các triglyceride, còn lại là các di –
monoglyceride, các acid béo, sterol, carotenoid, vitamin (A, D, E và K) và một số hợp
chất hòa tan trong chất béo như: cholesterol, squalene, phytene, β – carotene,…
Trong sữa có 18 loại acid béo, các acid béo chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong sữa là
myrictic acid, palmitic acid, stearic acid và oleic acid.
Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, còn gọi là cầu mỡ. Cầu mỡ có
đường kính dao động từ 0,1 ÷ 20µm. Trong 1ml sữa có khoảng 3 ÷ 4 tỷ cầu mỡ. Cầu
mỡ là phân tử lớn nhất và nhẹ nhất trong sữa. Mỗi cầu mỡ được bao bọc bởi một
màng mỏng. Thành phần màng bao gồm phospholipids, lipoprotein, cerebroside,
protein, nucleacid, enzyme, nguyên tố vi lượng và nước. Độ dày và thành phần của
lớp màng không cố định, phụ thuộc vào sự thay đổi của môi trường xung quanh dịch
sữa. Màng bao của cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bị phá
hủy bởi các enzyme có trong sữa.
Bảng 2.3: Một số đặc điểm hóa lý của chất béo sữa. [9]

Tên đặc điểm
Đơn vị
Giá trị
Nhiệt độ nóng chảy
o
C
28 ÷ 46
Nhiệt độ đông đặc
o
C
19 ÷ 26
Tỷ trọng ở 15,5
o
C
g/l
0,93
Chỉ số iod
(theo Hubl)
24 ÷ 46
Chỉ số xà phòng hóa
(theo Koettstorfer)
218 ÷ 235

 Phosphatid và glycolipid:
Các phosphatid và glycolipid đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng
cầu mỡ, thành phần bao gồm các acid béo hòa tan trong chất béo và acid béo hòa tan
trong nước. Hàm lượng các phosphatid và glycolipid khoảng 0,031 ÷ 0,05%. Màng
cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% các phosphatid và hàm lượng phosphatid trong sữa non gấp
2 ÷ 3 lần sữa bình thường.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất

sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 8 -
Các hợp chất chứa nitơ:
Các hợp chất chứa nitơ trong sữa chiếm khoảng 3,4%, bao gồm 3,3% protein và
0,1% các hợp chất phi protein.
Thành phần protein trong sữa bao gồm các casein (αs
1
, αs
2
, β, κ), các whey
protein và các protein có trong màng cầu mỡ. Trong thành phần protein của sữa có
đến 19 loại acid amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin không thay thế.
Các casein (αs
1
, αs
2
, β, κ) là thành phần protein chủ yếu, chiếm khoảng 80% hàm
lượng protein trong sữa. Các casein là một loại protein phức tạp tồn tại trong sữa dưới
dạng phức hợp calcium phosphate caseinate (micelle). Mỗi micelle có đường kính từ
20 – 300 nm, bao gồm 70% là nước và 30% là chất khô.

A B
Hình 2.1: A – Sơ đồ tổ chức của micelle; B – Sơ đồ tổ chức của submicelle.
Các whey protein chiếm tỷ lệ khoảng 20% protein trong sữa, bao gồm α –
lactalbumin, β – lactoglobulin, serum albumin, immunoglobulin, miscellaneous. Các
whey protein, đặc biệt là α – lactalbumincó giá trị dinh dưỡng rất cao. Thành phần
amino acid của chúng rất giống với thành phần amino acid lý tưởng. Khi sữa bị gia
nhiệt, các whey protein bị biến tính và liên kết với casein làm giảm khả năng đông tụ
của casein bằng rennin và giảm khả năng liên kết với ion Ca
2+

.
Lastose:
Glucid có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng
4,8 ÷ 4,9% tổng chất khô. Lactose ở trong sữa tồn tại dưới dạng: tự do và liên kết với
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 9 -
các protein và glucid khác. Tỷ lệ lactose tự do / lactose liên kết là 8/1. Ngoài ra,
lactose còn tồn tại ở hai dạng α và β. Khi nhiệt độ thay đổi thì có sự chuyển đổi từ
dạng α sang β và ngược lại.

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của α – Lactose và β – Lactose.
Ở nhiệt độ cao, lactose được chuyển hóa tạo thành các melanoid có màu nâu, do
phản ứng với các acid amin trong sữa. Lactose có thể lên men dưới tác dụng của vi
khuẩn tạo ra các sản phẩm khác nhau, đặc biệt là sự tạo thành acid lactic từ sự lên
men của vi khuẩn lactic. Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào việc sản xuất
ra các sản phẩm chế biến từ sữa như sữa chua, phomat,…

Hình 2.3: Sự tạo thành acid lactic từ lactose bởi vi khuẩn lactic.



Lactose
Vi khuẩn lactic
Enzyme lactase
Glucose + Galactose
Glucose + Galactose
Enzyme từ vi khuẩn lactic
Aicd lactic
Nghiên cứu công nghệ sản xuất

sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 10 -
Vitamin và chất khoáng:
 Vitamin:
Trong sữa bò tươi có chứa hầu hết các loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng
hàm lượng các vitamin trong sữa không nhiều. Số lượng và hàm lượng các loại
vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống
loài và độ tuổi của bò. Vitamin A, D do thức ăn của bò cung cấp. Các vitamin nhóm
B phần lớn được tổng hợp bởi vi khuẩn trong ngăn thứ nhất của dạ dày bò.
Bảng 2.4: Một số vitamin có trong sữa bò tươi. [8]
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Nhóm tan trong chất béo
Vitamin A
Vitamin D
Vitamin E
Vitamin K

mg/kg
μg/kg
mg/kg
mg/kg

0,15 ÷ 0,6
0,6
0,5 ÷ 1,5
0,05 ÷ 5,0
Nhóm tan trong nước
Vitamin B

1

Vitamin B
2

Vitamin B
6
Pantothenic acid
Biotine
Niacin
Vitamin C
Folic acid

mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg

0,4
1,7
0,3
3,0
0,03
1,0
20
0,06

Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 11 -
 Chất khoáng:
Hàm lượng chất khoáng có trong sữa bò tươi khoảng 0,8% tổng chất khô, bao
gồm 25 nguyên tố nhóm đa lượng và 10 nguyên tố vi lượng.
Bảng 2.5: Một số nguyên tố khoáng có trong sữa bò tươi. [8]
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Nhóm đa lượng
K
Ca
P
Cl
Na

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

1500
1200
3000
1000
500

Nhóm vi lượng
Zn
Si
Al
Fe
Cu

μg/l
μg/l
μg/l
μg/l
μg/l

4000
1500
500
400
120

Các hợp chất khác:
Enzyme: trong sữa có chứa các enzyme thường gặp trong tự nhiên. Chúng có mặt
trong sữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và nhiều nguồn khác.
Enzyme có nhiệt độ hoạt động tối thích từ 25 – 50
o
C và ngưng hoạt động hoàn toàn
vào khoảng nhiệt độ 50 – 120
o
C. Mỗi enzyme có một khoảng pH tối thích riêng.
Trong công nghiệp chế biến sữa, người ta quan tâm nhiều đến các enzyme sau: lipase,
catalase, peroxidase, photphatase.

Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 12 -
Các chất khí: chiếm tỷ lệ khoảng 70ml/lít sữa, các chất khí chủ yếu CO
2
, O
2
, N
2
.
Các chất khí có trong sữa tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển và đồng thời gây trở
ngại cho quá trình gia nhiệt của sữa. Các chất khí có thể được loại bỏ bằng các
phương pháp gia nhiệt.
Sắc tố trong sữa: sữa có màu ngà vàng là do sự có mặt của nhóm carotenoid mà
đại diện là carotene. Sữa có màu xanh là do có chứa chlorophylle. Màu xanh vàng của
nước sữa (whey) là do sắc tố riboflavin (vitamin B
12
). Màu trắng của sữa là do sự
khuyếch tán ánh sáng bởi các micelle protein.
2.1.1.3. Vi sinh vật trong sữa tươi. [4], [8], [14]
Thành phần và số lượng hệ vi sinh vật trong sữa luôn thay đổi và phụ thuộc vào
mức độ nhiễm vi sinh vật trong quá trình vắt sữa, bảo quản cũng như trong quá trình
chế biến sữa bò. Hệ vi sinh vật được tìm thấy trong sữa bao gồm: vi khuẩn, nấm men,
nấm mốc.
Vi khuẩn:
 Vi khuẩn lactic:
Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hay trực khuẩn, đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi,
Gram (+). Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện. Các vi khuẩn lactic lên men các loại
đường khác nhau ở các điều kiện khác nhau. Trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic
tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose. Acid lactic là một trong những sản

phẩm được sinh ra trong quá trình tổng hợp năng lượng.
Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, vi
khuẩn lactic được chia thành hai nhóm:
Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng (85 ÷
95%) vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác. Một số vi khuẩn lactic lên
men đồng hình: L.pasteurianus, L.brevis, L.lycopessici, S.cumoris, S.lactic, S.falcalis.
Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành bao gồm 50% acid lactic,
20 ÷ 25% khí CO
2
, 20 ÷ 25% ethanol và acid acetic. Một số vi khuẩn lactic lên men
dị hình: L.acidophillus, L.bulgaricus, L.casei.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 13 -
 Vi khuẩn Coliform:
Vi khuẩn Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (+), kỵ khí không bắt buộc,
nhiễm vào sữa từ phân chuồng, đất,
Trong sữa, vi khuẩn Coliform chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các
acid hữu cơ khác (acid butyric, acid acetic,…), khí CO
2
, H
2
,… Chúng cũng phân giải
protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Vi khuẩn
Coliform bị tiêu diệt bởi điều kiện thanh trùng HTST (72 – 75
o
C trong 15 – 20 giây).
 Vi khuẩn butyric (Clotridium):
Vi khuẩn butyric là dạng trực khuẩn, Gram (+), kỵ khí bắt buộc, có khả năng sinh
bào tử. Chúng xâm nhập vào sữa từ thức ăn, phân chuồng, quá trình vắt sữa không vệ

sinh,…
Vi khuẩn butyric chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau
như acid butyric, butanol, etanol, aceton, khí CO
2
, H
2
,… làm thay đổi thành phần hóa
học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản.
Các bào tử butyric có khả năng kháng nhiệt cao nên quá trình thanh trùng sữa
không tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử. Khi đó ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật
khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế vi
khuẩn này.
 Vi khuẩn propionic (Propionibacterium):
Vi khuẩn propionic có dạng hình cầu, xếp thành đôi hoặc thành chuỗi, Gram (+),
không sinh bào tử, thuộc nhóm kỵ khí không bắt buộc.
Vi khuẩn propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí
CO
2
,… làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, ở một số loại phomat vi khuẩn
propionic thuần khiết được sử dụng để tạo thành “mắt” và mùi thơm đặc trưng. Ngoài
ra vi khuẩn propionic còn có khả năng tổng hợp vitamin B
12
trong sữa.
Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75
o
C trong thời
gian 20 giây.

Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.

- Trang 14 -
Nấm men:
Nấm men thuộc cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, hình elip, hình bầu dục,
hình dài. Tế bào nấm men có kích thước lớn gấp từ 5 ÷ 10 lần tế bào vi khuẩn. Nấm
men có thể sinh sản bằng cách nảy chồi, phân đôi hay sinh sản bằng bào tử. Trong
môi trường có oxy nấm men phân hủy đường thành CO
2
và nước. Trong môi trường
không có oxy nấm men chuyển hóa đường thành rượu ethylic và nước.
Nấm men phát triển tốt ở pH 4,5 ÷ 5, nhiệt độ 20 ÷ 30
o
C. Các tế bào nấm men
thường không phát triển ở nhiệt độ dưới 0
o
C hoặc trên 47
o
C. Các tế bào sinh trưởng
và bào tử của nấm men bị tiêu diệt hoàn toàn ở nhiệt độ 60 ÷ 62
o
C trong vài phút.
Các loài nấm men chính có trong sữa là: Saccharomyces, Mycorderma, Torula.
Nấm mốc:
Nấm mốc có khả năng phân giải protein và lipit nên thường gây vị đắng trong
các sản phẩm sữa. Nấm mốc chỉ được tìm thấy trong các sản phẩm hư hỏng nặng
hoặc trên phomat mềm.Tất cả nấm mốc thường hiếu khí, thích nghi môi trường acid
và đặc biệt môi trường đã được vi khuẩn lactic acid hóa, nhiệt độ tối thích 20 ÷ 30
o
C.
Chúng không phát triển trong sữa tươi mà phát triển mạnh trong sữa chua. Nấm mốc
sẽ bị tiêu diệt bởi chế độ thanh trùng HTST (ở 72 ÷ 75

o
C trong 15 ÷ 20 giây).
Nấm mốc thường có mặt trong sữa là loài Mucor và Rhizopus với số lượng lớn.
Ngoài ra còn có các loài Penicilium, Aspergilus, Geotrichum, Oide và Monilia.
2.1.1.4. Yêu cầu chất lượng của sữa. [8]
Sữa tươi dùng trong sản xuất yaourt phải có chất lượng tốt. Một số 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 (bacteriphage).
 Không chứa kháng sinh, các enzyme.
 Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ
sinh dụng cụ hay thiết bị đựng sữa.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa chua trà xanh. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN.
- Trang 15 -
2.1.2. Bột trà xanh Matcha.
2.1.2.1. Nguồn gốc. [16]
Matcha là một loại sản phẩm trà xanh xay mịn đặc
trưng của Nhật Bản. Matcha có màu xanh đậm, vị hơi ngọt,
ít chát và hương vị mạnh hơn các loại trà khác. Mùi vị của
Matcha chủ yếu được tạo nên từ các acid amin có trong nó.
Matcha được xem là loại trà tốt nhất và có giá trị nhất trong
tất cả các loại trà tại Nhật.
Phương thức chế biến trà Matcha có nguồn gốc từ Trung Quốc, nhưng đến năm
1191 một thầy Zen có tên là Eisai đã đưa cách thức chế biến loại trà đặc biệt này từ
Trung Quốc đến Nhật Bản. Tại Nhật, các chủ đồn điền trà ở vùng Uji đã dần hoàn
thiện lên kỹ thuật sản xuất đặc biệt cho Matcha.
Vào thế kỷ 16, thầy Zen có tên Senno Rikyu đã đưa Matcha vào sử dụng trong
hoạt động nghệ thuật “Trà đạo Nhật Bản”, do chính ông phát minh ra. Ngày nay, “Trà
đạo” được xem là nét văn hóa truyền thống đặc trưng của nước Nhật, và nó có tầm

ảnh hưởng rất lớn đến các nước khác trên thế giới.
Theo các nhà tâm linh, trà không chỉ là một loại thức uống mà còn là một loại
thuốc thần kỳ dùng để giữ sức khỏe và có sức mạnh làm cho con người ta sống lâu
hơn. Vì vậy mà Matcha đã có được vị trí quan trọng trong giới thượng lưu và các nhà
tâm linh ở Nhật, trong suốt thời gian 750 năm sau khi được đưa tới Nhật nó vẫn là
một loại trà bí mật.
Trong thời hiện đại, Matcha được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp
thực phẩm như một loại phụ gia tạo hương vị và màu thực phẩm cho các sản phẩm
khác nhau như kem mochi, mì soba, chocolate matcha, bánh kem và một số loại bánh
kẹo wagashi của Nhật Bản.
Các vùng sản xuất trà Matcha nổi tiếng ở Nhật Bản là Uji ở Kyoto, Nishio ở
Aichi, Shizuoka và phía Bắc của Kyūshū.


Hình 2.4: Bột trà xanh
Matcha.