Công nghệ lên men kem chua

MỤC LỤC
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU .................................................................................. 4
1.1.
Cream ......................................................................................................................... 4
1.1.1.
Giới thiệu ............................................................................................................ 4
1.1.2.
Tính chất vật lý ................................................................................................... 4
1.1.3.
Thành phần hóa học............................................................................................ 4
1.1.4.
Tiêu chí lựa chọn cream ..................................................................................... 6
1.2.
Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất kem chua ............................................................. 7
1.2.1.
Đặc điểm chung của giống vi khuẩn lactic ......................................................... 8
1.2.1.1.Vi khuẩn Lactococcus ........................................................................................ 8
1.2.1.2.Vi khuẩn Leuconostoc ........................................................................................ 9
1.2.2.
Tiêu chí chọn giống .......................................................................................... 10
1.3.
Chất ổn định ............................................................................................................. 10
1.3.1.
Guar gum .......................................................................................................... 10
1.3.2.
Gelatin .............................................................................................................. 11
1.4.
Natricitrate ................................................................................................................ 11
1.5.
Sữa bột gầy ............................................................................................................... 12
2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............................................................................................ 11

2.1.
Quy trình sản xuất .................................................................................................... 12
2.2.
Giải thích quy trình ................................................................................................... 13
2.2.1.
Chuẩn hóa ......................................................................................................... 13
2.2.2.
Phối trộn ........................................................................................................... 13
2.2.3.
Đồng hóa .......................................................................................................... 14
2.2.4.
Thanh trùng ...................................................................................................... 16
2.2.6.
Cấy giống.......................................................................................................... 17
2.2.7.
Lên men ............................................................................................................ 17
2.2.8.
Làm lạnh ........................................................................................................... 22
2.2.9.
Bao gói .............................................................................................................. 22
2.2.10. Lưu trữ .............................................................................................................. 23
3. SẢN PHẨM...................................................................................................................... 23
3.1.
Mô tả sản phẩm .................................................................................................... 23
3.2.
Chỉ tiêu chất lượng ............................................................................................... 24
3.2.1.
Chỉ tiêu hóa lý .................................................................................................. 24
3.2.2.
Chỉ tiêu cảm quan ............................................................................................. 24

3.2.3.
Chỉ tiêu vi sinh.................................................................................................. 24
3.2.4.
Sheft-life của sản phẩm .................................................................................... 24
4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................................................. 25
4.1.
Sự thay đổi hương vị trong kem chua ...................................................................... 25
4.2.
Sự thay đổi cấu trúc trong kem chua ........................................................................ 26
4.3.
Quy trình sản xuất kem chua lên men trong bao bì .................................................. 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 29
1.

1


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Cream ............................................................................................................................ 4
Hình 2. Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris ................................................................. 8
Hình 3. Hình thái vi khẩn Lactococcus ..................................................................................... 9
Hình 4. Cấu trúc guar gum ...................................................................................................... 11
Hình 5. Cấu trúc gelatin ........................................................................................................... 11
Hình 6. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất kem chua ........................................................... 13
Hình 7. Thiết bị phối trộn ........................................................................................................ 14
Hình 8. Thiết bị đồng hóa áp lực cao ....................................................................................... 15
Hình 9. Hệ thống thanh trùng HTST ....................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 10. Thiết bị lên men ........................................................................................................ 19
Hình 11. Cơ chế lên men của vi khuẩn lactic .......................................................................... 20
Hình 12. Sinh tổng hợp chất tạo hương từ citrate .................................................................... 21

Hình 13. Sinh tổng hợp acetaldehyde từ một số vi khuẩn lactic ............................................. 21
Hình 14. Thiết bị làm lạnh dạng ống lồng ống ........................................................................ 22
Hình 15. Hệ thống rót và đóng nắp sản phẩm ......................................................................... 22
Hình 16. Sản phẩm kem chua .................................................................................................. 24
Hình 17. Quy trình sản xuất kem chua lên men trong bao bì .................................................. 24

2


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Thành phần hóa học của Light cream và một số loại cream khác ................................. 5
Bảng 2 Thành phần gần đúng của lipid trong cream ................................................................. 5
Bảng 3 Thành phần acid béo trong Light cream và một số loại cream khác ............................. 5
Bảng 4 Thành phần lactose trong sữa và các sản phẩm từ sữa .................................................. 6
Bảng 5 Thành phần khoáng trong sữa và các sản phẩm từ sữa ................................................. 6
Bảng 6 Sự khác nhau giữa Lc lactic subsp lactic va Lc lactic subsp cremoris .......................... 9
Bảng 7 Tiêu chuẩn chất lượng của kem chua .......................................................................... 24

3


1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1. Cream
1.1.1. Giới thiệu
Nguyên liệu chính trong sản xuất kem chua là cream. Các nhà máy sản xuất kem chua
có thể thu nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp ly tâm hoặc thu mua cream
từ những nhà máy chế biến sữa khác. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cream và hàm
lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 30 – 40% (nhỏ nhất là 12%).
Cream là phần nhẹ nhất trong sữa
Có những thành phần chính giống của sữa nhưng với hàm lượng khác so với sữa. Hàm

lượng béo trong cream cao hơn sữa nhưng hàm lượng nước và chất khô không béo (chủ yếu là
protein và đường lactose) thì ít hơn.
Trong quy trình này chọn Light cream (lipid tổng 19,3% chất khô) làm nguyên liệu
chính.

Hình 1. Cream
1.1.2. Tính chất vật lý
Cream là một hệ nhũ tương dầu - nước. Các giọt cầu béo phân tán trong môi trường
vừa có protein, đường lactose, khoáng, vitamin.
Phần lớn, các hạt cầu béo có đường kính 0,5-10m, trung bình 3-4m.
Cream có màu trắng và độ nhớt cao.
1.1.3. Thành phần hóa học

4


Bảng 1 Thành phần hóa học của light cream và một số loại cream khác (Nguồn: Hargrove
and Alford (1974), USDA (1981C))
Lipid
Độ ẩm Protein
Glucid
Tro
Ca
Na
tổng
P (%)
(%)
(%)
tổng (%)
(%)

(%)
(%)
(%)
Cream
Half and half
80.6
3.0
11.5
4.3
0.7
0.10
0.09
0.04
(milk and cream)
Light
73.7
2.7
19.3
3.7
0.6
0.10
0.08
0.04
Medium, 25% fat
68.5
2.5
25.0
3.5
0.5
0.10

0.07
0.04
Light whipping
63.5
2.2
30.9
3.0
0.5
0.07
0.06
0.03
Heavy whipping
57.7
2.0
37.0
2.8
0.4
0.06
0.06
0.04
Bảng 2 Thành phần gần đúng của lipid trong cream (Nguồn Kurtz (1974)
Thành phần (%)
Sản phẩm
Chất béo
Phospholipid Cholesterol Acid béo tự do
tổng
Milk
4
0.035
0.014

0.008
Separated milk
0.06
0.015
0.002
0.002
Cream
10
0.065
0.032
0.017
Cream
20
0.12
0.06
0.032
Cream
40
0.21
0.12
0.06
Butter milk from 20% cream
0.4
0.07
0.007
0.002
Butter milk from 40% cream
0.6
0.13
0.012

0.002
Bảng 3 : Thành phần acid béo trong light cream và một số loại cream khác (trong 100g
cream) (Nguồn USDA (1976) and Posatu et al (1975). Pdapted from National Dairy
Council 1983A. Never Knowledge of Milk and Other Fluid Dairy Product, Rosemont, I1,
With permission)
Acid béo (g)
Acid béo no
Lipid Acid Buty Cap- Cap- Cap- Lau- My- Palm Steatổng
béo
-ric
roic rylic ril
ric
rysti i-tic ric
Sản phẩm
no
c
4:0
6:0
8:0
10:0 12:0 14:0 16:0 18:0
Light cream
19.31 12.02 0.63 0.37 0.22 0.48 0.54 1.94 5.08 2.34
Medium cream, 25% fat 25.00 15.56 0.81 0.48 0.28 0.63 0.70 2.51 6.58 3.03
Light whipping cream
30.91 19.34 1.08 0.30 0.31 0.63 0.37 3.29 8.84 3.37
Heavy whipping cream
37.00 23.03 1.20 0.71 0.41 0.93 1.04 3.72 9.73 4.48
Acid béo chưa no
Acid béo chưa Palmitoleic Oleic
Linoleic

Linolenic
Sản phẩm
no
16:1
18:1
18:2
18:3
Light cream
6.30
0.43
4.86
0.44
0.28
Medium cream, 25% fat 8.15
0.56
6.29
0.56
0.36
Light whipping cream
9.97
1.01
7.66
0.62
0.27
Heavy whipping cream
12.06
0.83
9.31
0.84
0.54

5


Bảng 4 Thành phần lactose trong sữa và các sản phẩm từ sữa (Nguồn: USDA (1976) and
Welsh 91978))
Carbohydrate
Weight/Unit
Lactose/Unit Lactose (%)
tổng (g/Unit)
Milk
Whole
224g
1c
11
4.5
11.4
Lowfat, 2%
244g
1c
9 – 13
3.7 – 5.3
11.7 – 13.5
Skim
244g
1c
12 – 14
4.9 – 5.7
11.9 – 13.7
Buttermilk

245g
1c
9 – 11
3.7 – 4.5
11.7
Chocolate
244g
1c
10 – 12
4.1 – 4.9
25.9
Sweeterned
306g
1c
35
11.4
166.5
condensed whole
Cream
Half and half
15g
1T
0.6
4
0.64
Light
15g
1T
0.6
4

0.55
Whippied cream
3g
1T
0.4
13
0.38
topping
Yogurt
Lowfat
227g
11 – 15
4.8 – 6.6
16.0 – 43.2
228g
8oz
Bảng 5 Thành phần khoáng trong sữa và các sản phẩm sữa (Nguồn: USDA (1976))
Khoáng (mg/100g)
Sản phẩm
Ca
P
Mg
Na
Whole milk
119
93
13
49
Lowfat milk
122

95
14
50
Half and half
105
95
10
41
Light cream
96
80
9
40

K
152
154
130
122

1.1.4. Tiêu chí lựa chọn cream
Để đánh giá chất lượng cream người ta dựa và ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và
vi sinh.
- Chỉ tiêu cảm quan: mùi và vị cream là hai chỉ tiêu quan trọng nhất. Cream không được
có mùi vị lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa.
- Chỉ tiêu hóa lý: ngoài hàm lượng chất béo, người ta thường quan tâm tới chỉ số iod
của cream.
- Chỉ tiêu vi sinh:
 Cream không được nhiễm chất kháng sinh và chất tẩy rửa công nghiệp. Những
chất này sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn lactic và kéo dài thời gian lên men. Hơn nữa, hàm

lượng sản phẩm trao đổi chất do vi khuẩn giống tạo ra sẽ không cân đối và ảnh hưởng không
tốt đến hương vị sản phẩm.
 Hàm lượng vi sinh vật trong cream càng thấp càng tốt. Người ta thường chú ý
đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh tổng hợp enzyme lipase chịu nhiệt.
Trong quá trình thanh trùng cream hầu hết các vi sinh vật bị tiêu diệt. Tuy nhiên, lipase từ vi
khuẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạt tính ở nhiệt độ 1000C. Enzyme này xúc tác quá trình thủy
phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu. Giải pháp để khắc phục

6


hiện tượng này là phải tiến hành thanh trùng ngay sữa tươi khi mới nhập về nhà máy rồi bảo
quản ở nhiệt độ thấp (2 – 40C) trước khi đem vào chế biến. Chế độ thanh trùng 63 – 650C
trong 15 giây. Khi đó nhóm vi sinh vật ưa lạnh – nguồn sinh tổng hợp lipase chịu nhiệt – sẽ bị
tiêu diệt hoàn toàn. Nếu các nhà máy sản xuất không có điều kiện thanh trùng sữa tươi mới
thu mua thì phải tiến hành làm lạnh và bảo quản sữa ở 2 – 40C. Trong thời gian tối đa 24 giờ
tiếp theo, ta phải thực hiện quá trình thanh trùng sữa.
 Trong trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt
như cream có độ chua cao (15 – 200D) thì cần tiến hành xử lý cream trước khi đưa vào sản
xuất. Một trong những phương pháp thông dụng là rửa cream bằng nước sạch với tỷ lệ
cream/nước là 1/2 (v/v). Sau đó, người ta tiến hành ly tâm để tách nước. Ngoài ra, có thể sử
dụng phương pháp trung hòa để làm giảm độ chua của nguyên liệu cream. Hóa chất thường
dùng là CaO, Ca(OH)2…
1.2. Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất kem chua
Quá trình lên men sử dụng vi khuẩn lactic, gồm các loài như:
- Lactococcus lactis subsp lactic
- Lactococcus lactis subsp cremoris
- Lactococcus lactis subsp lactis biovar diacetylactis (or Cit + Lactococci)
- Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris
Giải thích : Cũng như với tất cả sản phẩm sữa lên men, giống khởi động quá trình lên

men là rất quan trọng để sản xuất kem chua có chất lượng tốt. Tổ hợp giống vi khuẩn lactic ưa
ấm được sử dụng cho kem chua để tạo acid và hương cho sản phẩm. Nhóm vi khuẩn lactic tạo
acid gồm : Lactococcus (Lc) lactis subsp lactic và Lc lactis subsp cremori. Nhóm vi khuẩn tạo
hương gồm: Lc lactis subsp lactis biovar diacetylactis (or Cit + Lactococci) và Leuconostoc
mesenteroides subsp cremoris.
Vi khuẩn Lactococcus (Lc) lactis subsp lactic và Lc lactis subsp cremori phát triển
mạnh mẽ trên cơ chất lactose, trong khi vi khuẩn Lc lactis subsp lactis biovar diacetylactis (or
Cit + Lactococci) và Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris đòi hỏi sự có mặt của một
lượng acid citric cần thiết để tạo diacetyl (tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm).
Acid citric nên được bổ sung vào cream ở dạng natri citrate.
Vi khuẩn Lc lactis subsp lactis biovar diacetylactis (or Cit + Lactococci) và
Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris tạo ra lượng acid rất ít so với hai loại trên nhưng
lại đòi hỏi điều kiện acid cho sự phát triển và lên men citrate. Vì vậy hoạt động của nhóm vi
khuẩn tạo acid lactic là cần thiết để tạo môi trường có pH thích hợp cho nhóm vi khuẩn tạo
hương sinh ra diacetyl (pH ≈ 5).
Ngoài ra, sau khi lên men citrate tạo diacetyl, một phần diacetyl bị chuyển đổi thành
acetoin (không có hương vị). Việc sử dụng chủng Leuconostoc hạn chế quá trình biến đổi
diacetyl thành acetoin do đó giữ lại được hàm lượng diacetyl cao.
Do đó, việc kết hợp Lactococcus (Lc) lactis subsp lactic và Lc lactis subsp cremori
với Lc lactis subsp lactis biovar diacetylactis (or Cit + Lactococci) và Leuconostoc
mesenteroides subsp cremoris sẽ nâng cao hương vị và cấu trúc của kem chua.

7


1.2.1. Đặc điểm chung của giống vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacterium.
Gram dương.
Hình cầu hoặc trực khuẩn ngắn, không tạo bào tử, không di động và yếm khí tùy tiện.
Không sinh catalase, không phân hủy H2O2.

Không khử nitrat.
Lên men đường tạo thành acid lactic và các sản phẩm phụ khác.
Vi khuẩn lên men lactic được chia thành 2 loại:
 Vi khuẩn lên men lactic đồng hình
 Vi khuẩn lên men lactic dị hình
- Trong công nghệ vi sinh, các vi khuẩn lactic đồng hình luôn chiếm ưu thế, tuy nhiên
các vi khuẩn lactic dị hình vẫn được sử dụng để tạo mùi, vị, cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm.
-

1.2.1.1. Vi khuẩn Lactococcus
-

Lactococcus lactis là vi khuẩn lên men lactis đồng hình, thuộc họ Streptococcaceae.
Trong sản xuất kem chua, ta dùng ba loại vi khuẩn là:
 Lactococcus lactis subsp lactis
 Lactococcus lactis subsp cremoris
 Lactococcus lactis subsp lactis biovar diacetylactis

Hình thái
Dạng hình cầu, thường gắn với nhau thành cặp hay chuỗi ngắn tùy thuộc vào điều kiện
sinh trưởng.

a

b
c
Hình 2. Hình thái vi khuẩn Lactococcus :
a) Lactococcus lactis subsp lactis ; b)Lactococcus lactis subsp cremoris ; c)Lactococcus
lactis subsp lactis biovar diacetylactis
Tính chất sinh lý

-

Là vi khuẩn lên men đồng hình, yếm khí tùy tiện.

8


- Sản xuất acid lactic L(+), khi nuôi ở điều kiện pH thấp có thể sản xuất acid lactic D(-).
Do khả năng sản xuất được acid lactic nên Lc lactis là một trong các vi sinh vật quan trọng
nhất trong ngành công nghiệp sữa. Khi Lc lactis subsp lactis được thêm vào sữa, chúng thực
hiện quá trình trao đổi năng lượng, sử dụng enzym để sản xuất ATP. Sản phẩm phụ của quá
trình là acid lactic sẽ được thải vào môi trường lên men. Sử dụng nguồn nguyên liệu là đường
lactose.
- Đối với vi khuẩn Lactococcus lactis subsp lactis biovar diacetylactis chúng có khả
năng chuyển hóa citrat.
- Nhiệt độ bắt đầu sinh trưởng: 100C
- Nhiệt độ phát triển tối ưu: 28 - 320C
- Chịu được pH 4,5
Bảng 6 Sự khác nhau giữa Lc lactic subsp lactic va Lc lactic subsp cremoris
Lactococcus lactis subsp Lactococcus lactis subsp
Đặc điểm
lactis
cremori
0
Phát triển ở nhiệt độ 40 C
+
Phát triển trong NaCl 4%
+
Phát triển ở pH 9,2
+

Phát triển trong methylen xanh 0,1%
+
Thủy phân arginine
+
Sản xuất acid từ maltose
+
Sản xuất acid từ ribose
+
-

1.2.1.2. Vi khuẩn Leuconostoc
-

Là vi khuẩn lên men lactic dị hình, thuộc họ Leuconostocaceae.
Trong sản xuất kem chua, dùng vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris.

Hình thái
-

Hình cầu, trong môi trường acid chúng trở nên dài và nhọn.

Hình 3. Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris

9


Tính chất sinh lý
- Là vi khuẩn lên men lactic dị hình, sản phẩm cuối cùng là acid lactic, ethanol, CO2 và
nhiều hợp chất hóa học mới khác. Chúng là những sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ của
quá trình lên men. Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoặc

thấp hơn). Một số chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi, đóng vai trò quan trọng trong việc góp
phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho sản phẩm lên men lactic. Trong sản phẩm kem
chua, đáng chú ý nhất là tỷ lệ diacetyl : acetaldehyde.
- Leuconostoc cũng chuyển acetaldehyde thành ethanol, acetaldehyde là sản phẩm
không cần thiết cho mùi vị của kem chua.
- Khi cho vào môi trường nấm men và cao thực vật chúng phát triển rất mạnh. Lên men
đường sản xuất lượng acid lactic có giới hạn, vì thế chúng ít khi làm đông tụ sữa.
- Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris có khả năng lên men lactose, galactose và
glucose.
- Nhiệt độ tối ưu: 18 - 250C.
- Phát triển ở pH 4,5 - 5,0.
1.2.2. Tiêu chí chọn giống
- Vi sinh vật không sinh tổng hợp độc tố ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng.
- Tỷ lệ về hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất ngoại bào do giống vi sinh vật sinh
tổng hợp trong quá trình lên men phải cân đối và ảnh hưởng tốt đến chỉ tiêu cảm quan, hóa lý
của thực phẩm. Ví dụ tỉ lệ của acid lactic, ethanol, CO2, diacetyl…
- Vi sinh vật phải có hoạt tính lên men cao để hạn chế sự hư hỏng của sản phẩm do
nhiễm vi sinh vật lạ vào môi trường lên men, rút ngắn được thời gian lên men, tiết kiệm được
chi phí năng lượng và tăng năng suất.
- Vi sinh vật dễ thích nghi với những biến đổi của môi trường, hoạt tính của vi sinh vật
ổn định và dễ bảo quản trong một khoảng thời gian càng dài càng tốt.
1.3. Chất ổn định
Cấu trúc gel không đủ bền để giữ được trạng thái gel trong suốt quá trình vận chuyển
và bảo quản. Để đảm bảo giữ được trạng thái bền chặt cho sản phẩm người ta thường bổ sung
thêm những chất ổn định không phải sữa. Chất ổn định được sử dụng để sản xuất kem chua là
guar gum và gelatin.
1.3.1. Guar gum
Bột guar nhận được từ nội nhũ các cây họ đậu Cyamopsis tetragonobola sau khi bóc
vỏ và loại bỏ mầm hạt. Ngoài guaran polysaccharide, bột guar còn chứa từ 10 – 15% ẩm, 5 –
6% protein, 2,5% xơ thô và 0,5 – 0,8% tro. Loại cây này được trồng ở Ấn Độ, Pakistan và

vùng Texas (Mỹ) để làm thức ăn cho súc vật.
Guar gum chứa các gốc β-D-mannopyranosyl liên kết với nhau qua liên kết 1,4glucoside. Cứ cách một gốc đường lại có một gốc nhánh D-galactopyranosyl nối với mạch
chính qua liên kết α-1,6-glucoside.

10


Hình 4. Cấu trúc guar gum
Guar gum dùng bổ sung vào kem chua phải đạt các chỉ tiêu quy định về hóa lý và vi
sinh.
1.3.2. Gelatin
Gelatin là sản phẩm của quá trình thủy phân một phần collagen. Collagen có cấu tạo
màng và những sợi nhỏ, là một bộ phận cấu trúc trong mô động vật, tồn tại trong da, xương và
mô liên kết.
Gelatin là các polypeptid cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành phần protein chính
trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật. Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm 3 acid
amin chủ yếu là glycine, proline và hydroproline.
Trong phân tử gelatin, các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc có khả năng
giữ nước. Phân tử lượng của gelatin khoảng vài nghìn đến vài trăm nghìn đơn vị Carbon.
Thành phần acid amin có trong gelatin là: Aspartic acid (6%), Arginine (8%), Alanine (9%),
Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (25%), Glycine (27%), các acid amin khác
(10%).

Hình 5. Cấu trúc gelatin
Guar gum dùng bổ sung vào kem chua phải đạt các chỉ tiêu quy định về hóa lý và vi
sinh.
1.4. Natri citrate
Sử dụng để tăng hương vị cho kem chua. Do vi khuẩn lactic dị hình lên men tạo
diacetyl thông qua con đường chuyển hóa citrate, do đó việc bổ sung một lượng nhỏ natri

11


citrate và môi trường lên men đóng vai trò như cung cấp nguồn citrate khởi động cho sự tạo
thành diacetyl, tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm.
Ngoài ra, natri citrate còn đóng vai trò ổn định pH của môi trường.
Natri citrate dùng bổ sung vào kem chua phải đạt các chỉ tiêu quy định về hóa lý và vi
sinh. Lượng sử dụng trong khoảng 0.1 – 0.15% (w/w).
1.5. Sữa bột gầy
Là sản phẩm đã tách béo, hàm lượng béo < 0.5% chất khô.
Sử dụng để bổ sung vào cream trong quá trình chuẩn hóa (nếu cần).
2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Quy trình sản xuất

12


Cream

Natri citrate

Guar gum, gelatin

Chuẩn hóa

Phối trộn

Ngâm

Đồng hóa

Vi khuẩn lacitc

Thanh trùng

Nhân giống

Cấy giống

Lên men

Làm lạnh

Bao gói

Lưu trữ

Kem chua

Hình 6. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất kem chua
2.2. Giải thích quy trình
2.2.1. Chuẩn hóa
Mục đích công nghệ:
- Chuẩn bị: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong cream.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Hóa học: thay đổi hàm lượng chất béo trong cream. Nếu cream có hàm lượng chất béo
thấp, ta sẽ bổ sung thêm cream có hàm lượng béo cao vào (Heavy cream hàm lượng chất béo
36 – 40% chất khô). Nếu cream có hàm lượng chất béo cao, bổ sung sữa gầy (hàm lượng chất
béo < 0.5% chất khô) để giảm hàm lượng béo trong cream.

13


Vật lý: có sự thay đổi về tỷ trọng, độ nhớt, điểm đông đặc, thể tích.
Thiết bị: thực hiện trong thiết bị phối trộn, là thiết bị hình trụ đứng, đáy côn, bên trong
có cánh khuấy và ngoài có vỏ áo gia nhiệt.
Thông số công nghệ:
- Cường độ khuấy
- Nhiệt độ: 650C
-

2.2.2. Phối trộn
Mục đích công nghệ:
- Chuẩn bị: tạo hỗn hợp nguyên liệu và phụ gia đồng nhất.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Hóa lý: hình thành nên hệ nhũ tương mới.
- Vật lý: xảy ra sự khuếch tán phân tử, có sự thay đổi về tỷ trọng, độ nhớt, điểm đông
đặc, thể tích.
Thiết bị: là thiết bị hình trụ đứng, đáy côn, bên trong có cánh khuấy và ngoài có vỏ áo
gia nhiệt.

Hình 7. Thiết bị phối trộn
-

Thông số công nghệ:
Cường độ khuấy
Nhiệt độ: 650C
Thời gian lưu
2.2.3. Đồng hóa
Mục đích công nghệ:

14


- Hoàn thiện: quá trình đồng hóa sẽ làm giảm kích thước hạt cầu béo và phân bố đều
chúng trong sản phẩm, tránh hiện tượng tách pha của chất béo xảy ra trong quá trình lên men,
làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm và tăng độ bền của sản phẩm kem chua.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: giảm kích thước hạt cầu béo trong hệ nhũ tương, nhiệt độ của hệ cũng tăng
trong quá trình đồng hóa.
- Hóa lý: làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương, làm
thay giá trị năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt trong hệ.
Thiết bị: Thiết bị đồng hóa áp lực cao môt cấp

1 -

2 3 4 5 -

-

Bộ phận sinh lực
(forcer) thuộc hệ
thống tạo đối áp.
Vòng đập (impact
ring)
Bộ phận tạo khe hẹp
(seat)
Hệ thống tạo đối áp
(hydraulic actuator)
Khe hẹp

Hình 8. Thiết bị đồng hóa áp lực cao
Nguyên lý hoạt động của thiệt bị:
Thiết bị đồng hóa sử dụng áp lực cao gồm hai bộ phận: bơm cao áp và hệ thống tạo

đối áp.
Hệ phân tán sẽ được bơm piston đưa vào thiết bị đồng hóa và được tăng áp lực lên rất
cao (50 -300 bar) tại đầu vào của khe hẹp (5). Người ta sẽ tạo ra đối áp lên một hệ phân tán
bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp được tạo ra bởi bộ phân sinh lực (1) và bộ phận
tạo khe hẹp (3). Đối áp này được duy trì bởi một bơm thủy lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất
đồng hóa sẽ bằng áp suất tác động lên bơm thủy lực.
Bộ phận tạo khe hẹp (3) được thiết kế và chế tạo với một góc nghiêng 5 0 trên bề mặt
để gia tốc hệ phân tán theo hướng vào khe hẹp đồng thời tránh sự ăn mòn các chi tiết máy có
liên quan. Thông thường, người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn hơn đường
kính hạt của pha phân tán. Đi ngang qua khe hẹp tốc độc chuyển động của hệ nhũ tương có
thể được tăng lên đến 100-400 m/s và quá trình đồng hóa chỉ diễn ra trong khoảng 10 -15
giây. Trong suốt thời gian này, toàn bộ năng lượng áp suất đươc cung cấp từ bơm piston sẽ
được chuyển hóa thành động năng. Một phần năng lượng này sẽ được chuyển thành áp suất
để đẩy hệ nhũ tương đi tiếp sau khi rời khe hẹp. Một phần khác được thoát ra dưới dạng nhiệt

15


năng. Theo tính toán, chỉ có 1% năng lượng được sử dụng phục vụ cho mục đích đồng hóa:
phá vỡ các hạt của pha phân tán.
Thiết bị đồng hóa một cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, một
khe hẹp và một hệ thống thủy lực tạo đối áp.
Thông số công nghệ:
- Nhiệt độ: 650C
- Áp suất: 12-15MPa

2.2.4. Thanh trùng
Mục đích công nghệ:
- Chuẩn bị: tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật và các enzyme trong cream, nhờ đó
giống vi khuẩn lactic sẽ phát triển tốt hơn trong quá trình lên men. Nhiệt độ thanh trùng cao
còn làm biến tính sơ bộ các whey protetin, cải thiện khả năng liên kết với nước, hạn chế sự
mất nước ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản kem chua.
- Hoàn thiện: cải thiện chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm, nhất là các chỉ tiêu liên quan đến
vi sinh vật gây bệnh.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: thay đổi tỷ trọng, độ nhớt của hỗn hợp.
- Hóa học: nhiệt độ cao làm xảy ra một số phản ứng hóa học, quan trọng nhất là phản
ứng Maillard giữa đường lactose và nhóm amin của các acid amin và peptide.
- Hóa lý: làm biến tính và đông tụ một số protein, có thể cải thiện độ nhớt của sản
phẩm.
- Sinh học: ức chế và tiêu diệt vi sinh vật.
- Hóa sinh: ức chế và tiêu diệt một số enzyme.
Thiết bị: hệ thống thanh trùng HTST.

Hình 9. Hệ thống thanh trùng HTST

16


Ban đầu cream sẽ được đưa qua bồn gia nhiệt bằng hơi nước, sau đó qua hệ thống
đường ống để giữ nhiệt, cuối cùng cream sẽ được qua thiết bị làm nguội đến nhiệt độ thích
hợp để lên men.
Thông số công nghệ
Quá trình thanh trùng HTST có 3 giai đoạn:
- Giai đoạn gia nhiệt: cream sau khi đồng hóa được đưa vào bồn gia nhiệt bằng hơi
nước đến 850C

- Giai đoạn giữ nhiệt: cream được đưa vào một hệ thống ống giữ nhiệt (bên trong có
cánh khuấy), nhiệt độ được duy trì ở 850C trong 5 giây.
- Giai đoạn làm nguội: sau giai đoạn giữ nhiệt cream tiếp tục được đưa vào bồn làm
nguội (tác nhân lạnh là nước đá hoặc glycon) đến nhiệt độ 28 – 300C (nhiệt độ thích hợp để
cấy giống).
2.2.5. Cấy giống
Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình lên men. Nhẹ nhàng khuấy trộn cho đến
khi canh trường và cream thành hỗn hợp (khoảng 30 phút).
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học: lượng vi khuẩn lactic cần trong môi trường lên men tăng.
- Hóa học: việc bổ sung canh trường giống vào không làm thay đổi đáng kể thành phần
nguyên liệu.
Thiết bị: được thực hiện ngay trong thiết bị lên men.
Thông số công nghệ
- Tỷ lệ giống cấy vào môi trường: 0,52% (v/v).
- Nhiệt độ: 28 – 300C.
- Cấy giống cùng lúc
2.2.6. Lên men
Mục đích công nghệ:
- Chế biến: quá trình lên men diễn ra làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm
quan của cream, chuyển cream thành sản phẩm kem chua.
- Bảo quản: quá trình lên men tạo môi trường acid, làm pH giảm (pH khoảng 4,5), ức
chế vi sinh vật (kể cả vi khuẩn lactic giống), kéo dài thời gian bảo quản kem chua.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học: sinh khối của vi sinh vật tăng cao, tốc độ sinh trưởng nhanh.
- Hóa sinh, hóa học: thành phần dinh dưỡng giảm, thành phần sản phần trao đổi chất
tăng. Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình), acid
lactic, ethanol, CO2 (lên men dị hình), trong dịch lên men còn xuất hiện cả trăm hợp chất hóa
học mới khác. Chúng là những sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên
men. Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoaặc ít hơn). Một

số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp
phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic. Đáng chú ý nhất là
diacetyl và acetaldehyde.

17


 Vi khuẩn lên men lactic đồng hình tham gia chuyển đường lactose thành acid
lactic tạo vị chua cho sản phẩm. Chúng có thể tạo được đến 0.8% acid lactic trong sữa và giữa
vai trò chính trong việc hạ pH trong sản phẩm lên men.
C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2CH3CH(OH)COOH + 2ATP
 Vi khuẩn lên men chuyển lactose thành ethanol, acid lactic, acetate và CO2. Ngoài
ra, còn chuyển citrate thành diacetyl, là một trong các hợp chất hương chính tạo hương vị đặc
trưng cho kem chua. Việc sử dụng Leuconostoc ít có xu hướng biến đổi diacetyl thành acetoin
do đó giữ lại được hàm lượng diacetyl cao. Leuconostoc cũng chuyển acetaldehyde (một chất
tạo hương không cần thiết trong kem chua) thành ethanol.
C6H12O6 + ADP + Pi → CH3CH(OH)COOH + C2H5OH + CO2 + ATP
Ngoài ra những chủng này sẽ chuyển citrate thành diacetyl tạo nên hương vị đặc trưng
cho kem chua. Sau đó một phần diacetyl bị chuyển đổi thành acetoin - một hợp chất không có
hương vị.
Sau những nghiên cứu người ta phát hiện rằng chủng Leuconostoc ít có xu hướng biến
đổi diacetyl thành acetoin do đó giữ lại được hàm lượng diacetyl cao (D-winters,2002).
Leuconostoc cũng chuyển acetaldehyde thành ethanol. Acetaldehyde là một chất được
chứng minh là thức đẩy cho sự phát triển của Leuconostoc mesenteroides subsp cremoris.
Acetaldehyde là loại chất liên quan đến hương vị của sữa chua (táo xanh) nhưng nó không
được xem là chất hương cho sản phẩm kem chua.
-

Hóa lý:
 Khí CO2 sinh ra, một phần hòa tan vào canh trường.

 Độ pH giảm làm đông tụ một số protein hòa tan trong canh trường.
 Sự tạo thành gel:
+ Chủng vi khuẩn tạo acid sẽ làm tăng độ đặc thông qua việc tạo ra
exopolysacchride ngày càng được phát triển. Những chuỗi polysaccharide này chứa
galactose, glucose, fructose, mantose và những đường khác. Số lượng và loại
polysaccharide phụ thuộc và chủng vi khuẩn và điều kiện phát triển. Các
exopolysaccharide tương tác với mạng lưới protein tạo thành một mạng lưới vững
chắc hơn và tăng cường khả năng nhốt nước.
+ Khi pH môi trường giảm về giá trị 4.6 – điểm đẳng điện của casein, sẽ làm giảm
lực đẩy tĩnh điện giữa các phân tử với nhau. Khi đó, tương tác giữa các gốc kỵ nước
của những phân tử protein sẽ chiếm ưu thế, casein sẽ chuyển sang trạng thái không
hòa tan và sẽ xuất hiện các khối đông tụ trong sữa.
+ Bên cạnh mạng lưới protein, thì các hạt cầu béo sẽ tập hợp lại, mỗi tập hợp gồm
khoảng 105 hạt cầu béo. Các phân tử casein hấp thụ lên trên màng của các hạt cầu béo
mới được tạo thành, trong trường hợp hàm lượng chất béo cao thì tạo thành liên kết
giữa các hạt cầu béo làm gia tăng độ đặc của kem chua.
- Vật lý: quá trình lên men tỏa nhiệt làm tăng nhiệt độ môi trường, tỷ trọng môi trường
cũng thay đổi.
Thiết bị:

18


Nhìn chung các thiết bị nhân giống vi sinh vật thường có dàng hình trụ đứng, chế tạo
bằng thép không gỉ. Bên trong thiết bị có hệ thống cánh khuấy. Xung quanh thiết bị là lớp vỏ
áo cho tác nhân điều nhiệt để ổn định nhiệt độ canh trường trong quá trình nhân giống. Phần
trên nắp thiết bị có các cửa với nhiều chức năng khác nhau: cửa thông cánh khuấy gắn với
motor, cửa nạp giống, cửa vào và ra cho không khí, cửa nạp chất phá bọt, cửa nạp chất điều
chỉnh pH… Cửa nạp môi trường và tháo canh trường ra khỏi thiết bị được bố trí ở đáy thiết
bị. Trong thiết bị còn có các đầu dò pH, nhiệt độ, oxy… để nhà sản xuất có thể theo dõi các

giá trị này trong quá trình lên men. Ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát, van lấy mẫu.
Trong thực tế sản xuất, thiết bị nhân giống thường thiết kế dạng vô trùng (aseptic
design). Đó là những thiết bị kín và có thể chịu được áp lực cao. Nhà sản xuất có thể dung hơi
vô trùng trực tiếp và vệ sinh thiết bị.

Hình 10. Thiết bị lên men
1- Thiết bị điều nhiệt
2- Thiết bị nhân giống
3- Thiết bị lên men
4- Hệ thống lọc và tách bụi vi sinh vật

5- Valve
6- Bộ phận lọc hơi
7- Thiết bị đo pH

19


Lactobacillus lactic
Lactobacillus bulgaricus
Lactobacillus helveticus
Streptococcus thermophilus

Lactococcus
Môi trường ngoại bào
Lactose
Màng tế
bào chất

PEP/PT

S

Tế bào chất

Lactose

Lactose

Permease

Permease

Lactose

Lactose

Lactose-P

Galactose-6-P

Leuconostoc

Glucose

Galactose

Glucose

ATP
ATP

ADP

Glucose-6-P

ADP

ATP

Galactose-1-P

ADP

Glucose-1-P

Glucose-6-P
NAD+
NAD+ + H+

Tagatose-6-P
ATP
ADP
Tagatose-1,6-di
P

Fructose-6-P
ATP

6-phosphatgluconate

NAD+

ADP

NAD+ + H+

Fructose-1,6-di P

2-keto-6-phosphatgluconate

Ribulose-5-P
Glyceraldehyde-3-P

Dihydroxyaceton-P

NAD
+

+

CO2

Xylulose-5-P

P1

NAD + H

+

1,3-diphosphoglycerate

Acetyl-P
CoASH

ADP
P1

ATP
3-diphosphoglycerate

Acetyl-CoA
NAD+ + H+

2-diphosphoglycerate

NAD+
CoASH
H
Acetaldehyd
e
NAD+ + H+

Phosphoenopyruvat
e ADP
ATP
Pyruvat
NAD+ + H+ e
NAD+
H

Chu trình Tagatose

NAD+
Ethanol

Lactate

Chu trình đường phân

Chu trình Leloir
phânLeloir

Hình 11. Cơ chế lên men của vi khuẩn lactic

20


Acetate
Citrat
e

CO2
Pyruvat
e

Oxaloacetate

CO2
Acetaldehyde-TPP
Acetyl-CoA

Acetolactate
CoASH + TPP
2,3-btanediol

Acetoin

NAD(P)+

NAD(P)
H

Diacetyl

NAD(P)+

NAD(P)H

Hình 12. Sinh tổng hợp chất tạo hương từ citrate (Cogan và Fordan, 1994)
Glucose

Glucose-6-P

Fructose-1,6-di P

Pyruvate

6-phosphogluconat
Alanine
Lysine

Serine

Xylose-5-phosphat

Acetyl-CoA

Acetate

Acetaldehyde

Hình 13. Sinh tổng hợp acetaldehyde ở một số vi khuẩn lactic (Varnam và Sutherland, 1994)
Thông số công nghệ: quá trình lên men thực hiện qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn đầu: 28 – 300C, giai đoạn này kết thúc khi pH đạt khoảng 5.0. Sau đó hạ
nhiệt độ chuyển sang giai đoạn hai.
- Giai đoạn hai: 20 – 220C, quá trình lên men kết thúc khi pH = 4,54,55 hoặc nồng độ
acid 0,70,9%
- Tồng thời gian lên men: 8 - 10 giờ.
2.2.7. Làm lạnh
Mục đích công nghệ:
- Bảo quản: khi giảm nhiệt độ, sự sinh trưởng và trao đổi chất của vi khuẩn lactic bị ức
chế, nhờ đó làm chậm sự thay đổi các chỉ tiêu cảm quan và hóa lý của sản phẩm.
- Hoàn thiện: ổn định cấu trúc và cải thiện độ bền gel của sản phẩm kem chua.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học: nhiệt độ giảm ức chế hoạt động của vi khuẩn lactic, hạn chế sự lên men là
thay đổi chất lượng sản phẩm về mặt hóa lý và cảm quan.
- Vất lý: giảm nhiệt độ của hỗn hợp kem chua.

21

-

Hóa lý: tăng độ bền cho hệ gel của sản phẩm, hạn chế sự tách pha.
Thiết bị: trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống.

Hình 14. Thiết bị làm lạnh dạng ống lồng ống

-

Thông số công nghệ:
Nhiệt độ làm lạnh: 4100C, thời gian: 16-18 giờ.
Tác nhân làm lanh là nước đá hoặc glycol.
2.2.8. Bao gói

Mục đích công nghệ:
- Hoàn thiện: làm tăng sự tiện dụng và giá trị cảm quan của sản phẩm
- Bảo quản: tránh hiện tượng nhiễm bụi bản, vi sinh vật… vào dầu trong quá trình phân
phối, vận chuyển, mua bán… Để dầu không bị biến đổi tính chất, thay đổi thành phần.
Biến đổi nguyên liệu: hầu như là không có
Thiết bị: sử dụng hệ thống thiết bị rót và đóng nắp tự động và hoạt động liên tục. Sử
dụng bao bì plastic đã được vô trùng, dạng ly hình trụ đáy nhỏ hơn miệng.
Quá trình rót sản phẩm và đóng nắp được thực hiện trong điều kiện vô trùng để hạn
chế các vi sinh vật từ môi trường xung quanh nhiễm vào sản phẩm.

Hình 15. Hệ thống rót và đóng nắp sản phẩm

22


-

Thông số công nghệ:
Nhiệt độ rót.
Tốc độ rót, đóng nắp.
Bao bì sử dụng:

Hộp và nắp plastic, loại 114g hoặc 228g.

Hộp và nắp kim loại phủ polyethylene, loại 2.5kg hoặc 4.5kg.
2.2.9. Lưu trữ

-

Mục đích công nghệ: hoàn thiện, ổn định tính chất cảm quan của sản phẩm.
Biến đổi nguyên liệu: ổn định cấu trúc gel và trạng thái bề mặt của sản phẩm.
Thiết bị: sử dụng tủ lạnh hoạc phòng lạnh
Thông số công nghệ:
Nhiệt độ lưu trữ: 350C, thời gian: 2448 giờ.

3. SẢN PHẨM
3.1. Mô tả sản phẩm
Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm của Mỹ định nghĩ kem chua (sour cream) là
sản phẩm của quá trình lên men lactic. Phải có ít nhất 18% chất béo và 0,5% acid.
Kem chua được đặc trưng bởi vị chua. Tuy nhiên xu hướng trong các sản phẩm sữa
lên men là nhắm đến một hương vị hài hòa, cảm nhận được các hợp chất thơm được tạo ra từ
quá trình lên men acid lactic. Các hợp chất thơm quan trọng trong kem chua bao gồm
diacetyl, acid acetic, acetaldehyde và dimethyl sulfide. Kem chua có độ nhớt cao, trạng thái
gel, bề mặt bóng láng. Kem chua phải đạt được độ đồng nhất và không bị hiện tượng tách pha
trong quá trình bảo quản.
Kem chua có thời hạn sử dụng trong vòng từ 12 - 14 ngày, nếu được bào quản trong

điều kiện 40C. Khi thời gian bảo quản tăng lên, cường độ của cảm giác chi chích trong miệng,
mùi chua, vị đắng tăng lên.

23


Hình 16. Sản phẩm kem chua
3.2. Chỉ tiêu chất lượng
3.2.1. Chỉ tiêu hóa lý
Thành phần
Chất béo (%)

Bảng 7 Tiêu chuẩn chất lượng của kem chua
Hàm lượng
1820

Chất khô tổng (%)
Tổng lượng guar gum và gelatin (%)
pH
Ca (mg/100g)
P (mg/100g)
Mg (mg/100g)
Na (mg/100g)
K (mg/100g)

0,10,5
4.5 – 4.55
116
85
11

53
144

3.2.2. Chỉ tiêu cảm quan
-

Màu sắc: màu trắng sáng
Trạng thái: gel có cấu trúc bền, không tách pha, bề mặt mịn.
Mùi vị: vị chua, béo đặc trưng của sản phẩm
3.2.3. Chỉ tiêu vi sinh

-

Tổng số vi khuẩn lactic.
Tổng số vi sinh vật hiếu khí.
Tổng số nấm men, mấn mốc.
Coliform tổng số
Escherichia coli
Staphylococcus aureus
Salmonella
Bacillus cereus
3.2.4. Sheft-life của sản phẩm

Kem chua có thời hạn sử dụng trong vòng 12– 14 ngày.
Một nhân tố quan trọng nhất quyết định thời hạn sử dụng của kem chua đó là chất
lượng của kem. Nếu kem không có chất lượng tốt thì kem chua sẽ mau chóng phát triển
hương vị xấu. Hai nhân tố tác động đến chất lượng kem là chất lượng scream và quá trình xử
lý sơ bộ cream. Cream có chất lượng tốt khi được sản xuất từ những nguồn sữa tươi có chất
lượng tốt. Sữa tươi chất lượng tốt có hàm lượng vi khuẩn thấp và có nguồn gốc từ những con
bò khỏe mạnh. Tuy nhiên nếu không nhanh chóng làm lạnh và giữ sữa tươi ở nhiệt độ thấp

trước khi thanh trùng thì chất lượng sữa tươi cũng sẽ bị biến đổi. Hơn nữa, khoảng thời gian
giữa khâu lấy sữa và thanh trùng càng ngắn càng tốt. Những yếu tố khác cũng không kém

24


phần quan trọng như là việc làm sạch tất cả các bề mặt tiếp xúc với sữa và nếu không cần thiết
thì hạn chế việc vận chuyển sữa.
Ngoài ra sự phát triển của nấm men và nấm mốc trên bề mặt cũng ảnh hưởng đến chất
lượng của kem chua. Hạn chế sự phát triển của nấm men và nấm mốc bằng cách đẩy mạnh
việc vệ sinh trong suốt dây chuyền sản xuất.
Khi sử dụng chất ổn định phù hợp thì sản phẩm giữ được cấu trúc lâu và ổn định hơn.
4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
4.1. Sự thay đổi hương vị trong kem chua
Với hàm lượng chất béo cao nên kem chua rất dễ bị biến đổi về mùi vị do sự ôi hóa
chất béo và phản ứng oxi hóa chất béo. Ngoài ra, còn có một số dạng khiếm khuyết về hương
vị bao gồm thiếu các cấu tử hương của quá trình lên men hay hàm lượng acid quá cao.
- Sự ôi hóa chất béo:
 Sự ôi hóa do thủy phân là do sự cắt các acid béo tự do ra khỏi glycerol trong phân
tử triglyceride.
 Phản ứng này được xúc tác bởi enzyme lipase, enzyme này có thể là một lipase
lipoprotein sữa hoặc có nguồn gốc từ vi sinh vật.
 Triglyceride được bảo vệ khỏi hoạt đông của enzyme lipase lâu khi ở trong các hạt
cầu béo sữa nguyên vẹn. Tuy nhiên, hư hỏng của các giọt cầu sẽ dẫn đến sự thủy
phân chất béo một cách nhanh chóng bởi enzyme lipase, các chỗ hư hỏng thường ở
trên bề mặt của các giọt cầu và chính những chỗ này lipase tấn công vào
triglyceride.
 Vì thế, sự phòng ngừa phải được tiến hành để ngăn cản sự hư hỏng của các hạt béo
sữa cho đến khi thanh trùng, quá trình thanh trùng làm biến tinh hầu hết các loại
lipase. Do đó, nguyên liệu sữa hoặc kem phải được thanh trùng trước hoặc ngay

sau đồng hóa để đảm bảo rằng bất hoạt được enzyme lipase.
 Kem từ nguồn sữa tươi chất lượng kém có thể phát triển quá trình ôi hóa mùi vị
trong suốt thời gian bảo quản vì một vài lipase từ vi sinh vật có tính chịu nhiệt và
không bị bất hoạt trong suốt quá trình thanh trùng.
- Oxi hóa chất béo:
 Sự tự oxi hóa chất béo sữa là một phản ứng với oxi theo cơ chế gốc tự do. Những
acid béo không bão hòa và phospholipid là những cơ chất cơ bản bị bẻ gãy thành
những chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn như là các aldehyde và ketone.
 Kem bị oxi hóa sẽ có mùi vị và hương lạ. Phản ứng oxi hóa được xúc tác bởi
những ion kim loại hóa trị hai như sắt và đồng.
 Vì thế, cách ngăn ngừa tốt nhất là tránh sự tiếp xúc của kem hay sữa với những
kim loại này. Do đó, phải chú ý đến những chi tiết và đường ống làm từ những kim
loại này vì nó có thể gây ra phản ứng tự oxi hóa đáng kể.
- Sự thiếu cấu tử hương của quá trình lên men:
 Việc lựa chọn canh trường khởi động sẽ quyết định đến các cấu tử hương. Để cải
thiện hương vị có thể chuyển sang lên men trong canh trường khác có chứa các
chủng có khả năng tạo hương nhiều hơn hoặc những chủng chuyển diacetyl thành
acetoin chậm.

25