Tiểu luận công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa công nghệ chế biến sữa lên men kefir

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
--------

TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

Đề tài: CÔNG

NGHỆ CHẾ BIẾN KEFIR

GVHD: Th.S LÊ VĂN NHẤT HOÀI
LỚP: ĐHTP6B
DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN:
1. NGUYỄN THỊ THẢO ANH
12126141
2. PHẠM THỊ HẠNH
10056061
3. NGUYỄN THỊ BÍCH HẠNH
10067631
4. TRẦN THỊ HOA
10050211
5. NGUYỄN TUẤN HUY
10078591
6. NGUYỄN THỊ NGỌC HUYỀN
10056341
7. NGUYỄN THỊ THÙY HƯƠNG
10057681
8. CAO THỊ HƯỚNG
10296891

9. NGUYỄN THỊ KIM TUYỀN
10058731
10. NGUYỄN QUANG THANH UYÊN 12073481

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2014.
MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU

Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối
nhất. Các sản phẩm từ sữa bò cũng đa dạng và phong phú nhất. Từ nguyên liệu sữa bò
người ta đã chế tác ra vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác
nhau.
Các sản phẩm từ sữa có thể ở dạng rắn như phomai, dạng hạt đơn điệu như
trong sữa bột, dạng lỏng như trong các sản phẩm sữa cô đặc với đường, dạng đặc mịn
màng đôi khi có thêm hương sắc của trái cây như trong các sản phẩm sữa lên men
(sữa chua). Về thành phần, đa số các sản phẩm sữa có thành phần chủ yếu là protein
casein, song cũng có sản phẩm như bơ có thành phần kết cấu chính là chất béo. Tuy
nhiên, những sản phẩm được chế biến từ sữa thì khó có thể bảo quản được lâu vì sữa
là thực phẩm giàu giá trị dinh dưỡng nên dễ bị các vi sinh vật xâm nhiễm gây hư
hỏng. Để có được một sản phẩm vừa có giá trị dinh dưỡng cao vừa bảo quản được lâu
và thu hút được người tiêu dùng thì không phải là dễ dàng.
Bởi thế, trên thế giới hiện nay đã có nhiều loại sản phẩm được chế biến từ sữa
đáp ứng được các yêu cầu trên. Đặc biệt, một sản phẩm lên men được từ sữa với sự
tham gia của một số nhóm vi sinh vật dưới dạng hạt kefir (kefir grains) đó là sữa lên
men kefir.


Vậy, quy trình công nghệ để sản xuất ra sản phẩm kefir ra sao? Các thiết bị

chính nào để tạo ra chất lượng cho sản phẩm? Và các yếu tố nào ảnh hưởng đến quá
trình chế biến tạo ra sản phẩm?
Đề tài: “Công nghệ chế biến kefir” được trình bày sau đây, bao gồm các phần
sau:
-

Tổng quan về sản phẩm sữa lên men và sữa lên men kefir.
Nguyên tắc, nguyên lý trong công nghệ chế biến kefir.
Quy trình công nghệ chế biến kefir.
Thiết bị - máy móc sử dụng trong công nghệ chế biến.
Các chỉ tiêu chất lượng và giá trị dinh dưỡng, lợi ích của sản phẩm kefir.


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA LÊN MEN

1. Giới thiệu chung
1.1. Khái niệm về sữa lên men [1]
Sữa lên men (fermented milks hoặc cultured
milks) là tên gọi cho các sản phẩm chế biến từ sữa
nhờ quá trình lên men bởi nhóm vi khuẩn lactic hoặc
tổ hợp vi khuẩn lactic và nấm men làm thay đổi các
thành phần bình thường có trong sữa mà đặc trưng là
quá trình sinh thành axit lactic từ đường lactose và
trong một số sản phẩm đặc biệt có cả tự tạo thành ethanol. Thành phần protit có trong
sữa bị pepton hóa nên làm tăng khả năng tiêu hóa. Các sản phẩm sữa lên men rất đa
dạng, nổi tiếng trên thế giới gồm có yaourt (yoghurt), kefir, ymer, filmjolk, koumiss…

1.2. Thành phần của sữa lên men [1]
1.2.1. Vi sinh vật
Giống vi sinh vật

Loài
Vi khuẩn

Lactobacillus

L. delbrueckii
L. delbrueckii ssp lactis
L. delbrueckii ssp bulgaricus
L. helveticus
L. acidophilus
L. casei
L. kefir

Lactoco

L. lactic ssp lactis
L. lactic ssp lactis var
diacetylatis
L. lactic ssp cremoris

Leuconostoc

L. mesenteroides
L. mesenteroides ssp
dextranicum

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 4


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài
L. mesenteroides ssp cremoris

Stretococcus

S. thermophiles

Pediococcus

P. pentosaceus
P. acidilactis

Acetobacter

A. aceti
Nấm men

Kluyveromyces

K. marxianus ssp marxianus
K. marxianus ssp bulgaricus
K. lactis

Candida

C. kefir

Saccharomyces

S. cerevisiae
S. lactic

Torulaspora

T.delbrueckii
Nấm sợi

Geotrichum

G. candidum

Chủg VSV dùng trong sản xuất sữa lên men:

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 5


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài
Lactobac
il

bulgaricus

lus

Streptococcus themophilus

1.2.2. Sữa
Sữa nguyên liệu có thể là sữa bò tươi, sữa bột, sữa cô đặc… Sữa tươi được sử
dụng phải thỏa các yêu cầu sau:
-

Tổng số tế bào VSV càng thấp càng tốt.
Không chứa thể thực phẩm (bacteriophage).
Không chứa kháng sinh.
Không chứa các enzyme.
Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh
dụng cụ hoặc thiết bị chứa sữa, không chứa những chất ngăn cản quá trình lên
men.
Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và

hàm lượng chất khô không béo. Lượng chất béo trong sữa sẽ được điều chỉnh nhờ quá
trình chuẩn hóa để phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm. còn lượng chất khô không béo
– theo qui định của WHO/FAO – không được thấp hơn 8,2%. Khi tăng hàm lượng
chất khô trong sữa nguyên liệu, đặc biệt là tăng hàm lượng casein và protein huyết
thanh thì sẽ làm cho cấu trúc khối đông trở nên bền và ổn định hơn, tránh được hiện
tượng tách huyết thanh trong một số sản phẩm yaourt truyền thống.
1.2.3. Nguyên liệu khác
- Chất tạo vị ngọt: glucose, saccharose, các chất ngọt không sinh năng lượng
-

(aspartame).
Puree trái cây: puree tự nhiên (không có bổ sung đường) và puree có bổ sung

-

đường. Hàm lượng đường trong puree thường chiếm 50-55%.
Hương liệu và chất màu.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 6


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

-

Các chất ổn định: gelatin, pectin, agar-agar... giúp sản phẩm có được cấu trúc,

1.3.
-

độ nhớt theo yêu cầu.
Lợi ích của sữa lên men
Sữa lên men là nguồn thực phẩm giàu protein. Bổ sung từ 2-3 hộp sữa lên men
mỗi ngày có thể khiến cơ thể mạnh mẽ hơn và chống lại nhiều bệnh tật, nhiễm

-

trùng.
Có nhiều vi khuẩn có ích tốt cho đường ruột: Điều này giúp hạn chế các vi sinh
vật gây hại có thể gây nhiễm trùng đường ruột, giúp điều chỉnh tiêu hóa hoặc

-

tăng cường hệ thống miễn dịch của bạn.
Trong một hộp sữa lên men có chứa khoảng 1,4 microgram vitamin và khoảng
60% những chất dinh dưỡng cần thiết mỗi ngày.Với tỷ lệ đạm và carbohydrates
cao, nó được coi là một bữa ăn nhẹ rất tốt cho cơ thể những lúc mệt mỏi hoặc
ăn sau khi luyện tập thể dục thể thao. Ngoài ra, chúng còn rất nhiều công dụng

1.4.

khác nữa, rất tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.
Các sản phẩm sữa lên men có mặt trên thị trường [2]
Một số sản phẩm lên men từ sữa phổ biến trên thế giới:
VSV sử dụng

Tên sản phẩm

VK ưa ấm lactococci và
leuconostoc

Buttermilk, Taetmjolk, Kjaddermilk,
Viili, Aerin, Smetanka…

Lactobacillus

Yakult, Buttermilk Bungarie…

Streptococci chịu nhiệt và
lactobacilli

Yaourt, Prostokvasha, Ryazhenka,
Varenets, Skyr, Ayran, Gioddu, Tan,
Tulum, Torba, Kurut, Gruzovina, Lebem,
Dahi, Lassi, Snezhanka…

Hỗn hợp VK lactic và nấm men,
đôi khi có cả micrococci và VK
acetic

Kefir, Koumiss, Brano, Hooslanka,
Maconi…

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 7


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Yakult

Vinamilk

Ba vì

Dutch lady

2. Tổng quan về sữa lên men Kefir
2.1. Khái niệm [2]
Sữa lên men kefir là một sản phẩm đã có từ rất lâu. Nguyên liệu để sản xuất
kefir có thể là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò. Theo Oberman H và Libudzisz. Z (1998),
đầu tiên người ta lên men sữa thành kefir trong túi làm bằng da thú hoặc bồn bằng gỗ
sồi. Đến cuối thế kỷ thứ 19, kefir trở thành sản phẩm quen thuộc của người dân các
nước vùng Đông Âu (Nga, Ucraina, Ba Lan, Czech, Hungari…) và các nước vùng
Scandinavia. Từ đầu thế kỷ 20, kefir đã được sản xuất ở quy mô công nghiệp.
Hệ vi sinh vật sử dụng trong sản xuất kefir bao gồm vi khuẩn lactic và nấm
men. Chúng cùng phát triển cộng sinh trên môi trường sữa. Do đó, sản phẩm kefir có
vị chua đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men.
Sữa lên men kefir là dạng thực phẩm mang giá trị dinh dưỡng cao.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 8


Môn: Công nghệ chế biến sữa

2.2.

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Vai trò sữa lên men kefir

Kefir có các lợi khuẩn và nấm men rất tốt cho đường tiêu hóa, giúp hấp thu tốt

dinh dưỡng của thức ăn. Ngoài ra nó còn chứa các chất khoáng và các acid amin thích
hợp cho quá trình chữa bệnh, chống oxi hóa, duy trì chức năng của cơ thể. Kefir rất
giàu Ca và Mg, là những chất giúp cho hệ thần kinh khỏe mạnh.
Kefir cung cấp nhiều vitamin B12, B1 và vitamin K. Nó giúp cơ thể hấp thụ
các loại vitamin khác như acid folic và acid pantothenic. Thêm vào đó, kefir rất giàu
phospho, đây là khoáng chất cần thiết cho con người, để sử dụng cacbonhydrat,
protein, chất béo giúp tế bào phát triển tốt và duy trì năng lượng.
Vậy kefir có vai trò quan trọng trong khả năng miễn dịch, giảm căng thẳng thần
kinh, làm tan sạn mật, sạn thận, điều hòa huyết áp, làm ngưng sự tăng trưởng của tế
bào ung thư và những lợi ích sức khỏe khác. Sản phẩm sữa lên men kefir tuy đã có
mặt rất lâu trên thị trường, song vẫn là một sản phẩm mới ở Việt Nam.
2.3. Nguyên liệu trong công nghệ chế biến sữa lên men kefir [2]
2.3.1. Sữa
2.3.1.1. Tính chất hóa lý
- Sữa tươi ở dạng lỏng, hơi nhớt có màu trắng đục hay vàng nhạt, có mùi thơm
đặc trưng, vị hơi ngọt.
- Tỷ trọng của sữa biến thiên từ 1.028 – 1.038 (g/l).
- pH biến thiên từ 6.5 - 6.8.
- Độ acid từ 0.14 – 0.18% acid lactic.
- Độ nhớt của sữa : 2.0cP tại 200 C.
2.3.1.2. Thành phần hóa học của sữa
Bảng: Thành phần hóa học của 1 số loại sữa.
Thành
phần

Tổng
chất khô

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Béo
(%)

Protein
(%)

Trang 9

Casein
(%)

Lactos
e (%)


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

(%)
Bò

12.60

3.80

3.35

2.78

4.75

Dê

13.18

4.24

3.70

2.8

4.51

Cừu

17.00

5.30

6.30

4.6

4.6

Những thành phần hóa học có trong sữa như:
Nước: Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan

trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng
sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lit sữa. Phần lớn lượng nước
ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng.
Lipit: Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm
lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo,
khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100ml sữa.
Đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3.9%. Trong thành phần chất béo của sữa có
tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo chưa
no. Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước
(ví dụ acid caproic).
Protein: Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein. Hàm lượng
protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới hạn
3.0-4.6%. Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5%. 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 được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin,
triptophan và lyzin, Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%,
lactalbumin chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có
trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể.
Glucid: Glucid có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa
khoảng 4.5-5.1% tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9%.
Lactose ở trong sữa dưới dạng hòa tan, dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị
lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic. Dưới tác dụng của vi khuẩn
propionic, acid lactic có thể chuyển hóa thành acid propionic, acid acetic và khí
cacbonic. Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai.
Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 10


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong sữa khoảng 0.6-0.8% tùy từng
loại sữa. Hàm lượng khoáng trong sữa bò khoảng 0.7%. Chất khoáng trong sữa có rất
nhiều loại như: kali, canxi, natri, magiê, sắt, mangan, iốt, nhôm, crôm… Trong đó,
kali và canxi nhiều nhất. Các loại muối khoáng ở trong sữa có nhiều loại, phổ biến là
muối photphat, clorua, citrat, caseinat…
Vitamin: Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể,
nhưng hàm lượng các vitamin không cao lắm. 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
tuổi của các loại gia súc, Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo
(vitamin A, D, E, K…), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…).
Enzyme: Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất của enzim là nhiệt độ và
pH. Nhiệt độ thích hợp của enzim là 25-50 0C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của
enzim, nhiệt độ cao làm phân hủy enzim. Trong sữa có nhiều loại enzim khác nhau,
chúng ảnh hưởng tới chất lượng của sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa. Một số
enzyme quan trọng có trong sữa là enzim photphataza, enzim lipaza, enzim
peroxidaza, enzim lactaza.
Các chất khí: Trong sữa tươi thường có chứa một số chất khí như khí nitơ, khí
cacbonic, khí oxi… Hàm lượng các chất khí trong sữa không nhiều: trong một lít sữa
có khoảng 50-90 ml các chất khí. Sữa càng có nhiều chất khí càng không có lợi. Trong
quá trình khử trùng, hàm lượng các chất khí ở trong sữa giảm 3.10.
Các chất miễn dịch: Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau. Các chất
miễn dịch có tác dụng bảo vệ sữa khỏi sự hư hỏng. Hàm lượng các chất miễn dịch
không nhiều nhưng nó đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể. Chất miễn dịch rất dễ bị
phá hủy bởi nhiệt độ (65-700C). Ngoài ra, sữa còn chứa một lượng bạch cầu.
2.3.2. Vi sinh vật
Trong sản xuất hạt giống kefir, người ta sử dụng tổ hợp giống vi sinh vật dưới
dạng kefir. Các hạt kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt. Hình dạng không ổn định và

thường kết chùm với nhau có đường kính khoảng tử 0.3 – 2 cm. Hạt Kefir có chứa vi
khuẩn lactic và nấm men, đôi khi người ta còn thấy chứa vi khuần A.acetic và

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 11


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

A.raccens. Ngoài tế bào vi sinh vật, hạt Kefir còn chứa protein (30% tổng chất khô) và
cacbohydrat.
Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65 – 80% tổng số sinh vật
trong hạt kefir. Chúng gồm các loài ưa ấm và ưa nhiệt, thực hiện quá trình lên men
lactic theo cơ chế đồng hình lẫn dị hình. Nhóm vi khuẩn lactococci chiếm 20%,
Bacilli chiếm 69%, Streptococci 11 - 12% tổng số tế bào.
Nấm men chiếm 5 – 10% tổng số vi sinh vật trong hạt, có cả loài lên men và
không lên men được đường lactose. Ở vị trí bề mặt kefir xuất hiện các loại nấm men
lên men được đường lactose. Còn các vị trí sâu bên trong hạt kefir, các loại nấm men
không lên men được đường lactose. Hệ vi sinh vật trong kefir không gây bệnh, có khả
năng ngăn chặn bệnh từ những vi khuẩn gây bệnh như Salmonella và Singella.

2.3.2.1.

Nguồn gốc hạt kefir

Cách đây hàng nghìn năm, kefir được biết đến như một thứ nấm dùng chữa
bệnh, nó xuất xứ từ cách nuôi riêng của các tu sĩ Ấn Tạng. Đây là loại nấm vi khuẩn

có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm nhiều loài vi khuẩn và
nấm men được chứng minh là rất có lợi cho sức khoẻ. Dân miền núi Caucasus thuộc
nước Xô Viết cũ - nguyên quán của kefir - đã bào chế nó từ sữa của các sinh vật khác
nhau và Kefir được lên men tự nhiên trong những túi da thú, theo các bộ tộc người ở
đây họ xem kefir như là quà tặng của đấng Allah, như nguồn tài sản của gia đình và
của bộ tộc, họ tiêu thụ kefir từ thuở ấu thơ và cứ như vậy duy trì từ thế hệ này đến thế
hệ khác. Họ không hề biết đến bệnh ung thư, bệnh lao, bệnh dạ dày… và họ thọ đến
trung bình là 110 tuổi. Núi Caucasus là vùng duy nhất trên địa cầu mà người ta đạt sức
khoẻ hoàn toàn ở lứa tuổi này. Từ rất sớm các bác sĩ Nga đã rất tin tưởng rằng kefir có
lợi cho sức khoẻ và có khả năng chữa bệnh.
Mãi đến những năm đầu của thế kỷ 20 hạt kefir mới được sản xuất với số lượng
nhỏ ở Moscow. Nguyên liệu để sản xuất Kefir có thể là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò.
Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 12


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Theo Oberman H và Libudiziz Z (1998) đầu tiên người ta lên men sữa thành kefir
trong các túi bằng da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi. Đến cuối thế kỉ 19, Kefir trở thành sản
phẩm quen thuộc của dân các nước vùng đông âu (Nga, Ucraina, Balan, Czech,
Hungari...) và các nước vùng Scandinavia. Tuy nhiên để sản xuất sản phẩm kefir cho
mục đích thương mại mà vẫn giữ được chất lượng như sản phẩm truyền thống là một
điều không dễ dàng vì theo truyền thống thì người ta không sử dụng những vật dụng
bằng kim loại cho quá trình chế biến mà chỉ từ các dụng cụ bằng gỗ, đất sét hoặc da
thú. Đến 1950, một phương pháp sản xuất kefir mới đã được công nhận về chất lượng
đó là phương pháp lên men có khuấy trộn.

Hiện nay có hai loại kefir, một loại có vị ngọt được lên men với nước trái cây
và đường, một loại được lên men từ sữa. Hệ vi sinh vật sử dụng trong sản phẩm kefir
bao gồm vi khuẩn lactic và nấm men. Chúng cùng phát triển cộng sinh trên môi
trường sữa. Do đó, sản phẩm Kefir có vị chua đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men.

Hình: Hạt kefir sau khi được vớt ra khỏi sữa.
2.3.2.2. Hình thái hạt kefir
Kefir được hình thành từ các màng bao bọc mỏng không theo một quy tắc nào
cả bao gồm protein, lipit, polysaccharide. Những màng bao bọc với hình dạng phát
triển không nhất định, hình thành các thùy phức tạp và không đồng đều, các thùy này
lại có xu hướng trở về nguyên bản có cấu trúc sinh học bao gồm các thùy con bao
quanh mình. Với dấu hiệu phát triển đặc biệt như thế, chúng phát triển hình thành các
hạt con, mỗi tiểu thùy kết nối với nhau bởi đểm ở giữa, xòe ra trong khi nó được gắn
với các điểm trung tâm của hạt giống mẹ.
Các vi sinh vật có trong hạt Kefir (Oberman H và cộng sự, 1998)

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 13


Môn: Công nghệ chế biến sữa
ST
T

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Giống vi sinh
vật

Loài vi sinh vật
Lb. brivis
Lb. cellobiosus
Lb. acidepphilus
Lb. Kefir
Lb. casei ssp. Alactosus
Lb. casei ssp. Rhamnosus
Lb. helveticus. Ssplactis

1

Lactobacilli

Lb. delbruevii.ssp.lactic
Lb. paracasei.ssp.paracasei
Lb. caseiLb. Lactis
Lb. plantarum
Lb. delbrueckii. ssp. Hulgaricus
Lb. fructivoransLb. Hilgardii
Lb. kefiranofaciens
Lb. kefirgarnum sp.nov
Lb. parakefir sp.nov
S. thermophiles

2

Streptococ

S. lactis

ci

S. filant
S. durans
Lc. lactis.ssp.lactis

3

Lactococci

Lc. lactis.ssp.lactis var diacetylactis
Lc. lactis.ssp.cremoris

4

Leuconostoc

Leuc. mesesteroides.ssp.dextranicum
Leuc. mesenteroides.ssp.cremoris

5

Acetobacter

Acetobacters casei
K. lactis

6

Kluyveromy

ces

K. marxinnus. ssp. Bulgaricus
K.morxianus. ssp. Marxianus
S. lactis

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 14


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài
S. cerevisiae

7

Sacchromyce
s

S. florentinus
S. globosus
S. unisporus
S.carlsbergensis
C. kefir

8

Candida

C. pseudotropicalis
C. tenuis
C. rancens

9

Torulaspora

T. delbrueckii

Nhờ sự xuất hiện đó mà hạt con tách ra có mẫu hình phát triển như hạt mẹ ban
đầu. Sau một thời gian ngắn, hạt này lại phát triển thành hạt mẹ và tiếp tục nhân
giống. Chu trình như thế tiếp tục phát triển. Trong một vài trường hợp, chúng không
cho bất cứ hạt con nào mà sau một thời gian dài, chúng phát triền thành một hạt có
kích thước lớn hơn nhiều so với hạt ban đầu, người ta gọi đó khối hạt kefir.
Bề ngoài của hạt phát triển không đồng đều, do đó, không có bề mặt phẳng
hoàn toàn, có những chỗ lồi lõm rải rác khắp bề mặt. Nhưng vẫn có bề mặt phẳng ở
một số hạt. Và sau đó, ở một số hạt phẳng này gặp điều kiện thuận lợi lại trở về hạt
nguyên bản, sau đó lại hình thành các hạt xung quanh mình, nơi mà có thể nhân giống
lên. Thường ở vùng không bằng phẳng, thì lại là nơi thích hợp để hình thành nấm
men. Nấm men hình thành những khóm nhỏ trên bề mặt. Stretococci thì bện vào nhau
với các vi khuẩn khác chứ không tạo thành dạng cụm.
Ở sâu bên trong hạt, Lactobacilli chiếm ưu thế và có rất ít tế bào nấm men,
chúng được gói gọn trong dịch polisacharide, các vi khuẩn hình que và nấm men hình
thành các cụm riêng biệt bên ngoài và bên trong hạt. Ở đó Lb.Kefiranoficients được
xem là nguyên nhân hình thành polisacharide hòa tan Kefiran. Trong khi đó L.
bacitophilus là nguyên nhân hình thành vỏ bọc bên ngoài polisacharide mà có thể giúp
hạt co giãn. Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn có thể gây ra sự nhân giống hạt

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 15


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Kefir vì việc nhân giống của hạt không xảy ra khi vắng mặt Lb. kefiranoficients - là vi
khuẩn sinh ra Kefiran ở trung tâm hạt.

Hình: Sự hình thành hạt kefir
2.3.3. Một số chất phụ gia được phép sử dụng
Các chất nhũ hóa như lecithin, monoglycerid và diglycerid, carboxy methyl
cellulose... làm cho thực phẩm trở nên mềm mại, mịn màng, giữ nước, và giữ cho dầu
và nước khỏi tách rời nhau.
Chất làm ngọt: Trong nhóm này có các loại đường tinh chế (sucrose), đường tự
nhiên trong trái cây (fructose, dextrose). Đường cho vị ngọt, làm thực phẩm có màu
nâu cháy và cũng giữ cho thực phẩm khỏi hư hỏng.
Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 16


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Giữ cho thực phẩm an toàn, tươi lâu hơn acid acetic như giấm để muối dưa

gang, làm sữa chua, pha chế dầu giấm, và trong các sản phẩm chế biến từ cà chua.
Màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên để tăng tính cảm quan cho sản phẩm.
2.4. Tìm hiểu về bao bì sử dụng trong công nghệ chế biến kefir
2.4.1. Giới thiệu chung [9]
Kefir là một sản phẩm đòi hỏi các điều kiện bảo quản nghiêm ngặt, sản phẩm
rất dễ dàng biến đổi, chất lượng suy giảm, thậm chí hư hỏng nếu có sự xâm nhập
của các yếu tố bên ngoài. Do đó, bao bì chứa đựng kefir phải đạt các yêu cầu cần
thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm kefir tốt nhất trong suốt thời gian bảo quản.
Bao bì kefir phải có các chức năng cơ bản của bao bì như: chứa đựng, bảo vệ, thông
tin, marketing, sản xuất, phân phối, môi trường, văn hóa. Bên cạnh đó, bao bì kefir
phải có các đặc tính chuyên biệt nhằm đảm bảo yêu cầu về độ kín, chống bất kì sự
xâm nhập nào từ môi trường ngoài như của oxy, ánh sáng, không khí vào môi
trường trong cũng như chống thấm bất kì thành phần nào của sữa. Đồng thời bao
bì còn đảm bảo được các yêu cầu khác như : Độ bền dẻo, độ bền chống va đập,
chống sự thấm dầu, dung môi, chống tĩnh điện, bền thời tiết, dễ in ấn, không bị biến
đổi dưới tác dụng của nhiệt độ.
Nhằm đáp ứng các yêu cầu trên, ngành công nghiệp bao bì nói chung và bao
bì kefir nói riêng đã và đang phát triển không ngừng nhằm sản xuất ra các loại bao
bì tốt nhất. Hiện nay các sản phẩm kefir trên thị trường thường được đóng gói
trong hũ, chai, hộp giấy được làm từ vật liệu PP hoặc giấy nhiều lớp (Tetrapark).

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 17


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Một số loại bao bì chứa Kefir
2.4.2. PP (Polypropylen)
2.4.2.1. Đặc tính
- Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm dẻo
như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt khả
-

năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ.
PP không màu, không mùi, không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn lửa

-

màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su.
Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.
Chịu được nhiệt độ cao hơn 1000C, tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao
bì PP (1400C) – cao hơn so với PE – có thể gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu

trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng.
- Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
2.4.2.2. Công dụng
- Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầu
-

chống oxy hóa một cách nghiêm nhặt.
Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.
PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng
tính chống thắm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở
bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 18


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Bao bì Kefir từ vật liệu PP

2.4.2.3. Tiêu chuẩn về bao bì PP
Bảo vệ:
-

Bảo vệ sản phẩm tránh tác động cơ học làm dập nát sản phẩm, thất thoát

-

sản phẩm ra bên ngoài.
Bảo vệ sản phẩm khỏi sự xâm nhập của: các chất cơ học: bụi, cát, sạn; các tác
nhân hóa lý: oxy, ánh sáng, hơi ẩm, mùi; các tác nhân sinh học như côn
trùng, gặm nhấm và quan trọng nhất là vi sinh vật tồn tại ngoài môi trường

-

xâm nhập từ bên trong vào.
Bao bì phải không bị ăn mòn bởi môi trường của thực phẩm và vật liệu, bao
bì không đi vào môi trường thực phẩm.

Chứa đựng:

Đây là chức năng cốt lõi nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc xếp, bảo
quản và phân phối sản phẩm từ nơi sản xuất đến người tiêu dùng. Việc chứa đựng
thực phâm trong bao bì có hình dáng, kích thước, thể tích, trọng lượng cụ thể tùy
thuộc vào từng loại sản phẩm.
Cung cấp thông tin:
Bao bì có thể cung cấp đầy đủ các thông tin về sản phẩm đến khách hàng
một cách dễ dàng bằng cách in trực tiếp hoặc dán nhãn ngoài bao bì. Cung cấp các
thông tin cơ bản:

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 19


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

-

Tên nhà sản xuất (cá nhân, tập thể, công ty), địa chỉ sản xuất, ngày sản xuất,

-

tên cơ quan cho đăng ký, cửa hiệu đăng ký chất lượng sản phẩm.
Tên thành phẩm, thời hạn sử dụng, cách sử dụng.
Thành phần hóa học cơ bản của sản phẩm: thường cung cấp thành phần
chất khô và phụ gia sử dụng để người sử dụng phòng ngừa những biến cố có

-

thể xảy ra.
Thành phần cấu tạo của sản phẩm.
Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu.
Thành phần phụ gia.
Cách khuyến cáo khi sử dụng.
Cơ quan đăng ký và chất lượng sản phẩm.
Tên thương hiệu
Tất cả các thông tin phải chính xác và nhà sản xuất phải chịu trách nhiệm

trước pháp luật về những thông tin mình đưa ra trên bao bì. Trước khi sản xuất
doanh nghiệp phải tiến hành đăng ký chất lượng với cơ quan quản lý tiêu chuẩn
chất lượng và đăng ký nhãn hàng ở cơ quan nhà nước có thẩm quyền để được bảo
đảm về quyền sở hữu công nghiệp và phải thực hiện toàn bộ những chỉ tiêu chất
lượng đã đăng ký.
Cung cấp các thông tin nhằm tiếp thị, quảng cáo sản phẩm: hình dạng bao bì,
các biểu tượng, hình ảnh, chữ viết, màu sắc sản phẩm thu hút sự chú ý khách hàng,
nhằm giúp khách hàng nhận diện sản phẩm và có ấn tượng về sản phẩm đó.
Các thông tin về giá thành, khuyến mãi…: cung cấp các thông tin thuận lợi
trong quá trình quản lý, vận chuyển, bảo quản, phương thức sử dụng và thông tin
về vệ sinh an toàn thực phẩm.
Tạo sự hấp dẫn tiện lợi trong phân phối, quản lý và tiêu dùng:
-

Thành công hay thất bại của một mặt hàng trên thị trường phụ thuộc không
nhỏ vào bao bì của nó. Bao bì có thể hướng dẫn người tiêu dung từ lúc chọn
mua đến lúc sử dụng. Do vậy người ta gọi bao bì là người bán hàng thầm

-

lặng, đây là phương thức quảng cáo hiệu quả nhất mà ít tốn kinh phí.
Để tạo được sự hấp dẫn thì bao bì phải đẹp, hình dáng thích hợp. Các sản
phẩm hấp dẫn có thể bao gói trong bao bì nhìn thấy được.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 20


Môn: Công nghệ chế biến sữa
-

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Ví dụ: các sản phẩm cho trẻ em cần có màu sắc sang, hình dáng phong phú
(như hình các con thú, vật nuôi, hình hoa quả…), cần làm cho kích cỡ bao bì
lớn hơn so với trọng lượng sản phẩm bên trong. Các sản phẩm cung cấp cho
tiệc tùng, cưới hỏi (trà, rượu, một số loại bánh…) thì bao bì cần đẹp vượt
hơn so với sản phẩm bên trong. Ngược lại, các sản phẩm bán cho đối tượng
là người bình dân thường dùng hàng ngày thì bao bì phải phù hợp với chất
lượng bên trong.

2.4.3. Bao bì Tetrapark
2.4.3.1. Đặc tính
Có cấu tạo rất đặc biệt, gồm có 6 lớp trong đó giấy chiếm 75% và nhôm nhựa
chiếm 25%. Mỗi lớp của bao bì có những chức năng, công dụng riêng. Cụ thể như
sau (tính từ ngoài vào trong).
-

Polyethylene: có tác dụng chống thấm nước. Polyethylene được sản xuất từ

-

sự trùng hợp khí ethylene (C2H4) tạo thành mạch polymer -(-CH2-CH2-)n.
Giấy: để in các thông tin của sản phẩm lên bao bì.
Carton: tạo độ cứng cho bao bì, định hình sản phẩm.
Polyethylene: để kết nối phần carton với nhôm.
Giấy nhôm: có tác dụng ngăn ngừa ánh sáng từ môi trường bên ngoài tác
động đến sản phẩm, ngăn ngừa sự khuếch tán của nước và các cấu tử khác,

-

bảo vệ hương thơm, mùi vị của sản phẩm.
Polyethylene: giúp cho việc hàn kín từ bên trong bao bì một cách dễ dàng

bằng phương pháp ép nhiệt.
2.4.3.2. Cấu trúc bao bì Tetrapark

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 21


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

-

Lớp 1 (màng HDPE): Chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và

-

tránh bị trầy xước.
Lớp 2 (giấy in ấn): Trang trí và in nhãn.
Lớp 3 (giấy kraft): Có thể gấp nếp tạo hình dáng hạt, lớp này có độ cứng và dai

-

chịu đựng được những va chạm cơ học.
Lớp 4 (màng copolymer của PE): Lớp keo kết dính giữa giấy kraft và màng
nhôm. Lớp kết dính giữa nhôm và giấy kraft được cấu tạo bởi PE đồng trùng
hợp – là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm

-

mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và hơi nước tốt.
Lớp 5 (màng nhôm): Ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi.
Lớp 6 (ionomer hoặc copolymer của PE): Lớp keo kết dính giữa màng nhôm

-

và màng LDPE trong cùng.
Lớp 7 (LDPE): Cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm
bên trong.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 22

Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

Bao bì Kefir từ vật liệu Tetrapark
2.4.3.3. Ưu nhược điểm bao bì Tetrapak
Ưu điểm:
-

Trước tiên về mặt kinh tế, bao bì Tetra Pak rẻ hơn rất nhiều so với các bao bì

-

bằng thủy tinh, bằng gỗ hay kim loại.
Đặc biệt lợi thế là chi phí vận chuyển giảm, siêu nhẹ nhưng bền và dai.
Tetra Pak thuận tiện hơn nhiều vì không phải lưu giữ vỏ chai hay can nhôm

-

để đi đổi hay trả lại.
Khả năng tái sinh tốt.
Giữ được các vitamin còn nguyên vẹn đến tay người tiêu dùng.
Bảo đảm cho sữa, thực phẩm giữ nguyên được hương vị của chúng.
Bề mặt tương đối phẳng, độ trắng của giấy đảm bảo cho tính chất của hình
ảnh tạo thành rào chắn giúp cho các loại thực phẩm dạng lỏng ổn định
không bị xâm hại bởi các tác nhân (vi sinh) có thể xuất hiện bởi ánh sáng và

-

không khí.
Không cần dùng đến hệ thống trữ lạnh và xe đông lạnh trong quá trình phân

-

phối sản phẩm.
Các hệ thống chế biến và đóng gói Tetra Pak vận hành đơn giản, tiết giảm chi

-

phí thiết bị, kinh tế trong việc phân phối.
Có thể tái chế.
Có khả năng chống thấm mùi, khí, dầu mỡ và sự xâm nhập của vi sinh vật.

Nhược điểm:
-

Không chịu được nhiệt độ cao.
Khả năng chịu lực không cao.
Không chịu được va chạm mạnh, biến dạng trong khi vận chuyển và trưng

-

bày.
Dễ thấm nước làm cho bao bì dễ rách.
Không thể nhìn thấy được sản phẩm bên trong.
Bao bì gồm nhiều lớp phần lớn chỉ áp dụng trên dây chuyền đống gói vô
khuẩn.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 23


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC, NGUYÊN LÝ TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

1. Sản xuất men giống Kefir [2]
Mục đích của sản xuất men giống kefir là nhằm tăng lượng men giống để đủ
giống cho sản xuất.
Quá trình sản xuất men giống kefir bao gồm 4 giai đoạn chính:
-

Pha tiềm phát.
Pha log.
Pha ổn định.
Pha suy vong.
Ở pha tiềm phát vi khuần và nấm men trong kefir giống tiến hành tổng hợp các

dưỡng chất để chuẩn bị cho quá trình nhân đôi nên số lượng tế bào vi khuẩn cũng như
nấm men tăng ít. Mặc dù môi trường nuôi cấy rất giàu dưỡng chất nhưng kefir chưa
tăng số lượng do ở giai đoạn này kefir mới được kích hoạt, đang phải làm quen với
môi trường.
Đến pha log kefir nhân đôi, phát triển nhanh làm gia tăng số lượng vi khuẩn và
nấm men một cách nhanh chóng, nhờ môi trường đầy dưỡng chất nên kefir mới phát
triển nhanh.
Pha ổn định: Khi số lượng vi khuẩn và nấm men đủ nhiều chúng sẽ sử dụng

gần hết lượng cơ chất trong môi trường nên số lượng vi sinh vật sinh ra cũng bằng với
số lượng vi sinh vật chết đi.
Pha suy vong: Đến giai đoạn này thì cơ chất trong môi trường đã cạn kiệt, số
lượng vi sinh vật chết đi nhiều hơn hẳn số được sinh ra nên số lượng vi sinh vật giảm
nhanh đáng kể.
Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 24


Môn: Công nghệ chế biến sữa

GVHD: Th.S Lê Văn Nhất Hoài

2. Sản xuất sữa lên men kefir [2]
Cơ sở của quá trình lên men:
-

Lên men lactic.
Lên men ethanol.
Quá trình đông tụ casein.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.
Mặc dù là một sản phẩm lên men có lịch sử lâu đời nhưng mãi đến cuối thế kỉ

XIX các nhà khoa học mới bắt đầu lưu ý đến các yếu tố có trong sữa lên men kefir.
Quá trình lên men gắn liền với sản xuất thực phẩm, là sự chuyển đổi
carbonhydrate thành các acid hữu cơ, rượu, CO2 bằng việc sử dụng vi khuẩn và nấm
men trong điều kiện yếm khí. Trong sữa, các quá trình lên men là kết quả của hoạt
động của vi khuẩn lactic và nấm men. Vi khuẩn lactic sử dụng cơ chất là nguồn
lactose trong sữa để lên men và cho ra sản phẩm cuối cùng là acid lactic, acid acetic,

CO2 và hydrogen. Nấm men như Saccharomyces cerevisiae cũng có lên men lactose
và các đường khác, nó cũng góp phần trong việc sản xuất ra acid lactic làm tăng nồng
độ acid trong sản phẩm và các sản phẩm trung gian cũng được tạo thành như peptone,
peptide, acid béo và một số chất mùi tạo nên hương vị đặc trưng riêng của sản phẩm
kefir.
Lên men và việc hình thành các hợp chất hương: trong sản xuất kefir với các
loại ngũ cốc, quá trình lên men acid lactic làm giảm độ pH, nhưng quá trình lên men
của nấm men làm gia tăng ethanol. Các quá trình lên men rượu thứ cấp có hể làm thay
đổi hương vị cũng như có thể làm phồng sản phẩm hoặc xảy ra việc rò rỉ do CO 2 tiếp
tục được sinh ra. Sản phẩm kefir cuối cùng theo Kooman (1986) có khoảng 0.8% acid
lactic, ethyl alcohol 1.0% và CO 2 với một lượng nhỏ acid acetic, các hợp chất dễ bay
hơi như diacetyl, acetylaldahyde, exopolysaccharides, acid hữu cơ, các vitamin và
chất khoáng. pH của sản phẩm kefir khoảng 4.6.
Quá trình lên men sản phẩm Kefir gồm hai giai đoạn chính là: Lên men nhờ
các vi khuẩn lactic và lên men rượu nhờ nấm kefir trong đó có sinh ra khí CO 2 tạo nên
mùi vị đặc trưng cho sản phẩm. Quá trình lên men rượu diễn ra nhanh chóng và mạnh
mẽ ở nhiệt độ khoảng 10-200C.

Đề tài: Công nghệ chế biến kefir

Trang 25