Cấu trúc và trạng thái của sữa chua các yếu tố ảnh hưởng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC
PHẨM
CHUYÊN ĐỀ:
CẤU TRÚC VÀ TRẠNG THÁI CỦA
SỮA CHUA: CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG
Giáo viên hướng dẫn: Từ Việt Phú
Hà Nội, tháng 6 năm 2011
1
MỤC LỤC
A. Mở đầu
B. Nội dung báo cáo
I. Tính chất cảm quan của thực phẩm
II. Vai trò của đánh giá cảm quan thực phẩm
III. Công nghệ sản xuất sữa chua ăn
IV. Cấu trúc và trạng thái biến đổi trong quá trình xử lý
V. Biến đổi cấu trúc và trạng thái không mong muốn
VI. Lợi ích và tiềm năng
C. Kết luận
2
• MỞ ĐẦU
• Các sản phẩm thực phẩm thường có cấu trúc, trạng thái, màu sắc,
hương thơm và có tính cảm vị khác nhau. Quá trình xử lý như chế biến có
ảnh hưởng lớn đến tính chất cảm quan của thực phẩm.
• Cấu trúc và trạng thái sản phẩm là một trong những yếu tố quan trọng
tạo nên chất lượng của sản phẩm.
• Sản phẩm sữa chua tương đối phổ biến ở Việt Nam, có giá trị dinh
dưỡng cao.
Các yêu cầu về chất lượng sản phẩm cũng như đáp ứng được nhu cầu của
người tiêu dùng ngày càng nâng cao.

B. NỘI DUNG BÁO CÁO
I. Tính chất cảm quan của thực phẩm
• Các tính chất cảm quan của thực phẩm chiếm vị trí rất quan trọng đối
với chất lượng của một sản phẩm thực phẩm. Các tính chất đó bao gồm:
• Tính chất về màu sắc, hình thái là các tính chất được nhận biết bằng
mắt. Chúng gợi lên một sự so sánh và lựa chọn đầu tiên đối với một sản
phẩm.
• Tính chất về cấu trúc của sản phẩm được nhận biết bởi xúc giác hay
thính giác khi ta sờ nắn, nhai sản phẩm. Đây là các tính chất như rắn, mềm,
mịn, nhớt, giòn, độ đồng đều…
• Tính chất về mùi là các tính chất nhận biết được bằng khứu giác khi
chúng ta tiếp xúc gần với sản phẩm nhất là trong khi ăn uống. Thể hiện tính
chất đặc trưng của sản phẩm.
3
• Tính chất về vị và mùi – vị là các tính chất nhận biết được trong
miệng khi ăn hoặc uống sản phẩm. Tính mùi – vị giữ vai trong quan trọng
nhất bởi nó biểu thị bản chât của sản phẩm, nó gọi lên cho ta biết thành phần
hóa học của sản phẩm.
II. Vai trò của đánh giá cảm quan thực phẩm
• Vai trò trong kiểm tra sản phẩm và kiểm soát quá trình sản xuất
Kiểm tra chất lượng sản phẩm và kiểm soát quá trình sản xuất là một hoạt
động quan trọng trong quá trình sản xuất sản phẩm. Trong các hoạt động đó,
phân tích và đánh giá cảm quan giữ vai trò khá quan trọng.
Trả lời cho các câu hỏi sau:
Vấn đề đặt ra là gì?
Đâu là các phương tiện cần thiết?
Công tác chuẩn bị mẫu và báo cáo?
2. Vai trò trong chiến lược phát triển sản phẩm:
Vai trò trong chiến lược phát triển sản phẩm:
Phát triển sản phẩm là vấn đề mang tính thời cuộc, nó được đặt ra thường

xuyên cho nhà sản xuất và phải nhanh chóng được giải quyết trong khuôn
khổ thời gian giới hạn. Các phép thử trong đánh giá cảm quan là cơ sở cho
nhà sản xuất có thể đưa ra quyết định cho mình.
Cần trả lời cho các câu hỏi:
Lựa chọn mẫu như thế nào?
Báo cáo như thế nào?
4
III. Qui trình công nghệ sản xuất sữa chua ăn
5
IV. Biến đổi cấu trúc và trạng thái trong quá trình xử lý
• Sữa nguyên liệu
- Độ vệ sinh cao, tổng số vi khuẩn thấp.
- Không chứa kháng sinh (pecnicilin, streptomycin…), bacteriophage
(thực khuẩn thể).
- Không chứa các chất tẩy rửa, chất sát khuẩn, những chất ngăn cản
quá trình lên men.
Ngoài ra, khi ta tăng hàm lượng chất khô trong sữa nguyên liệu, đặc
biệt là tăng hàm lượng casein và protein huyết thanh sữa sẽ làm cho cấu trúc
khối đông trở nên bền và ổn định hơn
• Chất ổn định
Có rất nhiều chất được sử dụng cùng với các nguyên liệu để làm sữa
chua với mục đích ra sự ổn định về mặt cấu trúc cho sản phẩm.Các chất ổn
định được sử dụng với nhiều mục đích như nhằm tránh hiện tượng tách
nước, tạo độ sánh, tạo độ đồng đều, chống lại các tác động xấu của nhiệt
độ… Một vài các chất thường được sử dụng là:
• Tinh bột: các loại tinh bột biến tính đã được sử dụng rộng rãi
trong thời gian gần đây với mục đích như cải thiện nâng cao các đặc tính của
sản phẩm như có tác dụng làm dày sản phẩm, giữ nước không bị tách lớp, ổn
định cấu trúc…
• Gelatin: đây cũng là 1 chất đựơc sử dụng rộng rãi để làm ổn

định cấu trúc sản phẩm sữa chua. Gelatin là protein được tách chiết từ da,
6
xương của các loại gia súc, lợn và nhiều loại cá. Nó có đặc điểm là nhiệt độ
nóng chảy của gelatin gần với nhiệt độ của cơ thể người .
• Pectin : Được sử dụng như một thành phần nguyên liệu để sản
xuất sữa chua. Nó tạo ra sự ổn định về mặt cấu trúc cho sản phẩm rất tốt.
Khả năng tạo gel: các pectin và acid pectinic có các nhóm hydroxyl (-OH)
nên có khả năng hydrat hóa cao. Các phân tử pectin mang điện tích âm nên
chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, do đó làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt
của dung dịch, vì vậy khi làm giảm độ tích điện và độ hydrat hóa sẽ làm cho
các phân tử pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một
mạng lưới 3 chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
• Carageena: gel tạo thành khi làm lạnh với sự có mặt của những
muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và
tiếp theo là sự tổ hợp của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm
lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp
• Các công đoạn trước khi lên men
+ Trộn có nâng nhiệt: Quá trình xử lý nhiệt làm biến tính sơ bộ các
protein 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 protein. Đó là do β-
lactoglobulin- thành phần chính trong whey protein- đã tương tác với κ-
casein trong cấu trúc micelle làm cải thiện cấu trúc khối đông của sữa chua.
+ Đồng hóa: Giai đoạn đồng hóa sữa nguyên liệu nhằm giảm kích
thước các cầu mỡ, phân bố chúng đồng đều làm tránh hiện tượng tách pha
của chất béo xảy ra trong quá trình lên men sữa và cải thiện trạng thái cho
7
sản phẩm: quện sữa mịn, đồng nhất. Quá trình này ảnh hưởng tốt đến cấu
trúc micelle trong sữa và cải thiện cấu trúc gel của sữa chua thành phẩm.
+ Thanh trùng: Là biện pháp xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật,

tăng khả năng hydrat hóa của casein(khả năng giữ nước tốt, hạn chế sự tách
nước, quện sữa mịn, chắc)
+ Ngoài ra, khả năng đông tụ của sữa sẽ giảm khi lượng ion điện tích
dương giảm(chủ yếu ion Ca
2+
). Người ta cho thêm CaCl
2
với lượng 0,02 ÷
0,04% trong một số thời điểm trong năm.
• Quá trình lên men và ủ chín
- Sự hình thành acid lactic trong quá trình lên men làm cho phức hệ
calcium- caseinate- phosphate bị mất ổn định, casein trong sữa bị keo tụ và
làm cho sữa có độ đặc giống như gel.
- Khi quá trình lên men kết thúc, môi trường lên men được làm để ổn
định cấu trúc gel của sản phẩm, đồng thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp
acid lactic của vi khuẩn. Sau đó bảo quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt
độ 3÷6
o
C. Quá trình này giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc
gel của sữa chua, tránh hiện tượng tách huyết thanh sữa trong sản phẩm.
• Chủng nấm men
• Sữa chua được sản xuất từ quá trình lên men sữa bởi hai chủng
Lactobacilus Bulgaricus và Streptococcus Thermophilus.
• Đường trong sữa là đường Latose được lên men để tạo thành
acid Lactic và đây là nguyên nhân gây nên đặc tính đông tụ cho sữa chua.
Ban đầu Streptococcus thermophilus giảm pH của sữa xuống còn khoảng 5-
5.5
8
Lactobacillus bulgaricus chuyển hoá đường Lactose để tạo thành acid
Lactid.

• Hai chủng này có tác dụng tương hỗ lẫn nhau.Tỷ lệ cocci/bacilli
là 1:1 hoặc 2:1 thì sữa chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốt nhất( pH, mùi vị, hương
thơm).
Enzyme proteolytic được tạo ra từ chủng L.Bulgaricus sẽ phá vỡ cấu
trúc protein để chuyển thành các liên kết peptid và các acid amin
• Các liên kết peptid này kích thích sự phát triển của L.
thermophilus để sản sinh ra acid formid và carbon dioxide
• Đây là những chất kích thích cho sự phát triển của chủng
L.bulgaricus
• Vào giai đoạn cuối quá trình lên men pH có thể giảm xuống còn
4.2-4.4
• Acid lactic đông tụ protein trong sữa (casein) làm sữa chuyển
sang trạng thái sệt .
Acetaldehyde là sản phẩm chuyển hoá của cả hai chủng
.Acetaldehyde với diacetyl và acid acetic… là nhân tố đem lại cho sữa chua
mùi vị đặc trưng
• Qúa trình lên men có thể kéo dài từ 3÷ 20h, nhiệt độ lên men tối
ưu là 42-43
o
C
• Đường, chất tạo màu, bột quả, mứt thường được bổ xung thêm
vào để tăng thêm tính đa dạng cho sản phẩm
V. Biến đổi cấu trúc và trạng thái không mong muốn
1. Trạng thái và cấu trúc bề ngoài của sản phẩm:
9
Có rất nhiều nguyên nhân dẫn tới sự thiếu sót hay có nhưng biểu hiện
không tốt về mặt cấu trúc bên ngoài của sản phẩm.Nó có thế ở ngay khâu
ban đầu như lựa chọn các nguyên liệu hay trong quá trình phối trộn và quá
trình sản xuất. Do vậy chúng ta cần phải xác định rõ được nguyên nhân để
có biện pháp khắc phục ngay và hợp lý. Trước khi đưa vào sản xuất chúng ta

cần phải quan sát kiểm tra xem các nguyên liệu ban đầu có bị chảy nước, có
mùi lạ hay có bị lên men hay không … vì nếu các nguyên liệu này đưa vào
sản xuất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm sữa chua
2. Hiện tượng tách Whey:
Đây là hiện tượng trên bề mặt hộp sữa xuất hiện 1 lớp chất màu vàng
xanh. Hiện tượng này xuất hiện là do quá trình đảo trộn khuấy lắc quá quy
định, quá trình đồng hóa không đạt(kích thước các cầu mỡ lớn hơn so với
quy định), chế độ sử lý nhiệt cũng như quá trình bảo quản lạnh không đúng
quy định, độ pH của sản phẩm quá thấp do sự hình thành của các lợ axit béo.
Để hạn chế hiện tượng này điều đầu tiên chúng ta phải kiểm tra lại toàn bộ
quá trình sản xuất để đảm bảo rằng quy trình sản xuất thời gian và nhiệt độ
sử lý là đúng.
3. Hiện tượng tạo màng:
Hiện tượng này xảy ra khi chúng ta sử dụng 1 lượng quá nhiều các
chất bảo quản, hay sử dụng không đúng chất ổn định cấu trúc. Để giảm hiện
tượng này chúng ta cần giảm bớt lượng chất ổn định mà đã sử dụng. Lựa
chọn chất làm ổn định cấu trúc phù hợp để tạo ra công thức sản xuất sản
phẩm hợp lý nhất.
• Trạng thái của sữa mềm quá:
10
Đặc điểm của các sản phẩm dạng này là rất dễ chảy và nó có dạng
nước. Khi sử dụng sản phẩm thì bề mặt lưỡi của ta gần như không cảm nhận
được. Đây là hiện tượng xảy ra khi sản phẩm của ta có tổng hàm lượng các
chất khô ít hơn quy định. Do quá trình sử lý nhiệt quá, hay do một tác động
lắc mạnh nào đó làm ảnh hưởng tới cấu trúc của sản phẩm. Để giảm bớt hiện
tượng này chúng ta nên bổ xung thêm các chất ổn định để liên kết các cấu tử
đó, bổ xung thêm nguyên liệu để tăng hàm lượng chất rắn trong sản phẩm.
• Bề mặt sản phẩm không được mịn:
Hiện tượng này được quan sát thấy trên bề mặt sản phẩm có các phần
tử nhỏ nổi lên. Đây là hiện tượng xảy ra khi sữa nguyên liệu được đưa vào

sản xuất bị gia nhiệt ở nhiệt độ cao, hay do quá trình gia nhiệt sử lý với tốc
độ nhanh, hiện tượng kết tủa của protein sữa….Hiện tượng này có thể giảm
bớt nếu ta tiến hành đồng hóa tốt và qua hệ thống màng lọc trước khi tiến
hành rót vào hộp.
• Hiện tượng hao ngót sản phẩm:
Đây là hiện tượng khi quan sát ta thấy khoảng cách từ bề mặt sản
phẩm sữa tơí nắp hộp trở nên xa hơn bình thường và kèm theo hiện tượng
tách Whey. Hiện tượng này có thế xảy ra do hiện tượng sốc nhiệt, hàm
lượng axit trong sản phẩm quá cao, sử dụng liều lượng, nồng độ cũng như
các chất ổn định không đúng quy định. Hoặc là khối sữa sau khi rót đang
trong quá trình để yên để tạo sự kết dính sản phẩm thì bị tác động một lực
vào đó. Để khắc phục hiện tượng này chúng ta cần đảm bảo rằng sản phẩm
sau khi vào hộp phải được làm lạnh và để yên cho tới khi các cấu tử trong đó
liên kết lại với nhau thành khối thống nhất.
• Hiện tượng sản phẩm bị nhớt:
11
Hiện tượng này chúng ta có thể quan sát đựợc khi dung thìa xúc sản
phẩm thì nó xuất hiện các bọt khí giữa khoảng không của thìa và vỏ hộp.
Hiện tượng này chúng ta có thể cảm nhận được khi sử dụng. Đây là hiện
tượng có thể do các nguyên nhân sau: do quá trình bổ xung chất ổn định
không chính xác, sản phẩm bị nhiễm VSV hay do quá trình sử lý nhiệt
không đúng hay do hàm lượng đường trong sản phẩm quá cao. Để xem xét
nguyên nhân dẫn tới hiện tượng này thì chúng ta cần xem xét điều chỉnh chế
độ gia nhiệt, tiếp đó ta cần xem xét tỉ lệ phối trộn các thành phần nguyên
liệu trong đó có đúng không, kiểm tra lại chế độ vệ sinh để đảm bảo rằng
toàn bộ hệ thống thiết bị trước khi đưa vào sản xuất phải được sạch sẽ .
• Sản phẩm bị nhạt:
Hiện tượng này xảy ra do ta tiến hành gia nhiệt quá mức hỗn hợp các
chất khi sản xuất, do quá trình phối trộn các chất làm ngọt không phù hợp.
Hoặc do các chất đưong bổ xung vào trong quá trình sản xuất không có khả

năng bền nhiệt tốt do vậy độ ngọt của chúng bị giảm khi tiến hành thanh
trùng. Nếu như nồng độ axit trong sản phẩm quá cao nó cung gây ra cảm
giác nhạt của sản phẩm.
• Về mùi :
• Mùi Acetaldehyt: Đây là mùi chúng ta có thể ngửi thấy tương
tự như mùi của trái táo xanh bị lên men bởi VK. Đây là hiện tượng xảy ra do
lượng chủng giống bổ xung vào đó không phù hợp, nhiệt độ trong quá trình
sản xuất không đúng quy định, thời gian ử lạnh của sản phẩm chưa đủ hay
do pH của sản phẩm quá cao.
• Mùi nấu: Mùi nấu của sản phẩm sữa chua nó tương tự như mùi
của đường bị Caramen. Mùi caramen có thể là do ta tiến hành thanh trùng
12
sản phẩm ở nhiệt độ cao và trong thời gian dài. Hoặc các nguyên liệu ban
đầu đưa vào sản xuất sữa chua cũng bị xử lý nhiệt không đúng cách. Bổ
xung quá lượng đường vào sản phẩm cũng như lượng mứt quả bổ xung vào
đó quá nhiều. Để giảm hiện tượng này chúng ta cần quan tâm đến chế độ
thanh trùng, và quản lý nghiêm ngặt nguyên liệu ban đầu khi đưa vào sản
xuất.
• Mùi chua: Trong các sản phẩm sữa chua thì hàm lượng axit
nhất định để tạo ra môi trường đông tụ protein sữa. Tuy nhiên nếu hàm
lượng axit này lên quá cao nó sẽ ảnh hưởng tới vị cấu trúc trạng thái vào tạo
cảm giác khó chịu cho người sử dụng. Vị chua của sản phẩm có thể do chế
độ nhiệt trong quá trình sản xuất không đúng, pH quá thấp hoặc sản phẩm
sau khi được mở ra đã không đựoc bảo quản lạnh hay làm lạnh chậm. Để
hạn chế sự tăng vị chua của sản phẩm ta cần kiểm tra lại các điều kiện sử lý
nhiệt của quá trình sản xuất cũng như điều chỉnh qúa trình làm lạnh đúng .
• Mùi lạ: Sản phẩm sữa đôi khi có mùi lạ có thể do lây nhiễm
mùi của các chất tẩy rửa, dầu mỡ của thiết bị, các chất sát trùng lây nhiễm
vào vùng để nguyên liệu ban đầu mà không đựoc sử lý khi đem vào sử dụng.
Cũng có thể việc sử dụng các chất bảo quản các chất chống nấm mốc. Để

hạn chế hiện tượng này xẩy ra thì cần phải đảm bảo rằng các tanks sử dụng
cũng như các đường ống phải được vệ sinh sạch sẽ khô ráo . Hạn chế sử
dụng các chất bảo quản.
Ngoài ra, trong quá trình lên men, chính các casein chứa trong sữa ở
dạng Canxi Cazeinat tác dụng với axit lactic tạo ra axit Cazeinic và Canxi
lactat. Axit Cazeinic tự do không hòa tan, do đó gây đông tụ sữa. Ngoài quá
trình lên men chính chuyển hóa lactose thành axit lactic còn các quá trình
lên men phụ tạo các axit bay hơi, rượu, khí CO
2
, các vi khuẩn sinh hương
13
tạo axeton, diaxetin. Nếu tiếp tục cho lên men sản phẩm, cazein sẽ bị phân
hủy, tạo thành pepton và các sản phẩm khác. Vi sinh vật vẫn chuyển hóa tiếp
tục thì cazein sẽ bị chuyển hóa thành axit amin và các khí NH
3
, H
2
S tạo mùi
vị khó chịu cho sản phẩm.
VI. Lợi ích và tiềm năng
• Những sản phẩm thực phẩm dùng để ăn uống thì việc đánh giá,
lựa chọn và sử dụng chúng trước hết được xác định trực quan thông qua các
cơ quan cảm giác. Trước hết thông qua các tính chất cảm quan của thực
phẩm, trong đó có tính chất cấu trúc và trạng thái của sản phẩm.
• Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản
phẩm sữa chua, từ đó tìm hiểu bản chất của sự ảnh hưởng, để có được các đề
xuất nhằm nâng cao chất lượng đáp ứng được với nhu cầu của người tiêu
dùng.
• Giúp cho các nhà sản xuất có được cơ sở kiểm tra, kiểm soát và
có những điều chỉnh kịp thời, chính xác.

C. KẾT LUẬN
• Đánh giá các tính chất cảm quan là thực sự quan trọng trong
ngành công nghệ thực phẩm. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản
phẩm.
• Qua việc đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng
thái của sản phẩm chúng ta thấy được tầm quan trọng của chúng đối với một
sản phẩm. Chúng giúp cho việc hoàn thiện quy trình công nghệ và có hướng
đến sự phát triển mới cho sản phẩm.
• Thấy được những yếu tố, tính chất không mong muốn, từ đó
hạn chế được những rủi ro trong sản xuất, giúp ổn định sản phẩm.
14
TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PGS,TS. Lâm Xuân Thanh. 2004. Giáo trình công nghệ các sản phẩm
sữa. NXB Khoa học và kỹ thuật.
• PGS. Hà Tuyên Tư. 2006. Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm.
NXB Khoa học và kỹ thuật.
• Lê Ngọc Tú. 2003. Hóa học thực phẩm. NXB Khoa học và kỹ thuật
15