Tiểu luận cấu trúc sữa chua cấu trúc thực phẩm

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………...Trang 2
I.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SỮA CHUA………………………………………….Trang 3
I.1. Phân loại yaourt…………………………………………………………….…….Trang 3
1. Phân loại dựa theo thời điểm tiến hành quá trình lên men:……………………….Trang 3
2.Phân loại theo dạng yaourt:……………………………………………………..…..Trang 4
3. Phân loại dựa vào hàm lượng béo trong sản phẩm:……………………………….Trang 4
I.2.

Nguyên liệu trong sản xuất yaourt:……………………………………………Trang 5

II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA:…………………………Trang 6
II.1.Chuẩn hóa::………………………………………………………………………Trang 6
II.2. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô:………………………………………………...Trang 6
II.3. Bài khí………………………………………………………………………...…Trang 6
II.4. Đồng hóa………………………………………………………………………...Trang 6
II.5.Xử lý nhiệt:……………………………………………………..………………...Trang 7
II.6. Cấy giống vi khuẩn lactic……………………………………………………......Trang 7
II.7. Lên men và bảo quản sản phẩm………………………………………………....Trang 8
III.CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC SẢN PHẨM YAOURT………………………...Trang 10
III.1. Các biến đổi hoá sinh và sinh học diễn ra trong quá trình lên men lactic……Trang 10
1.Các biến đổi hoá sinh và sinh học……………………………………………...….Trang 10
2. Sự thay đổi thành phần của sữa trong lên men sữa chua……………………...….Trang 12
2.1 Biến đổi đường sữa (lactose): ………………………………………………......Trang 12
2.2 Biến đổi protein sữa : …………………………………………………………...Trang 12
2.2 Biến đổi chất béo sữa : …………………………………………………………Trang 13
=======================================================================================
Page 1

III.2. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm yaourt……………………………………...…..Trang 13
III.3. Các yếu tố tác động đến cấu trúc sản phẩm Yaourt…………………………..Trang 13
1.Chất lượng của sữa nguyên liệu……………………………………………..…….Trang 13
2. Quá trình chuẩn bị trước khi lên men…………………………………………….Trang 14
3. Quá trình lên men……………………………………………………..…………..Trang 14
4. Phụ gia sử dụng trong sản xuất yaourt……………………………………………Trang 15
III.4. Các biến đổi không mong muốn………………………………………………Trang 16
Một số hình ảnh về sản phẩm sữa chua……………………………………………...Trang 17
Tài liệu tham khảo……………………….…………………………………………..Trang 18

MỞ ĐẦU
=======================================================================================
Page 2


Sữa là thực phẩm tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo. Sữa chứa hầu hết các chất
dinh dưỡng cần thiết cho người như: protein, lipid, các vitamin, các muối khoáng. Từ sữa,
có thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng, được ưa chuộng như: bơ, phomai, sữa chua…
Yaourt, một sản phẩm được lên men từ sữa, là loại thực phẩm có tác dụng tốt đố i với
cơ thể và được dùng rất phổ biến. Do trong quá trình lên men yaourt, tạo ra acid lactic có
khả năng ngăn chặn bệnh ung thư và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein,
giúp bảo quản sữa. Sản phẩm sẽ có độ tiêu hoá cao bởi các chất đã chuyển sang dạng cơ thể
dễ hấp thụ, đặt biệt là đối với người già và trẻ em.
Trên thị trường hiện nay, các sản phẩm sữa chua rất đa dạng về chủng loại, cấu trúc
cũng như mùi vị. Cấu trúc của sản phẩm Yaourt là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình
chế biến sữa chua và ảnh hưởng lớn đến tính chất cảm quản của sản phẩm.

I.

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SỮA CHUA

Sữa chua hay Yaourt là một trong những sản phẩm được biết là lâu đời nhất có nguồn
gốc từ miền Trung - Tây Âu. Nó được khám phá bởi những người dân tộc với nguyên liệu
ban đầu từ sữa dê và cừu. Việc sử dụng sữa bò có thể là mới đến sau này. Nguyên nhân
xuất hiện sản phẩm sữa lên men là do sự nhiểm bẩn trong quá trình vắt và sử dụng sữa dẫn
đến sự phát triển của các nguồn vi sinh vật khác nhau. Người ta không thể ngăn ngừa sữa
=======================================================================================
Page 3


khởi bị chua ngay cả khi sữa đã được nấu sôi, nên đã quen dần với vị chua của sản phẩm
chua và dần dần đi sâu vào nghiên cứu để hiểu rõ giá trị sử dụng của nó. Người ta còn nhận
thấy rằng acid tạo thành trong quá trình lên men sữa có khả năng ngăn chặn bệnh ung thư
và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa. Do đó, dần dần
yaourt được biết và được tiêu thụ ở nhiều quốc gia.
Sự hình thành acid trong quá trình lên men làm cho casein trong sữa bị keo tụ và làm
cho sữa có độ đặc giống như gel. Để yên một thời gian gel này bị co lại và nước sữa bị tách
ra. Hiện tượng này được ứng dụng trong sản xuất phomai, tuy nhiên hiện tượng co gel và
tách nước sữa không có lợi trong các sản phẩm sữa lên men vì chúng cần một cấu trúc đồng
nhất. Các sản phẩm sữa lên men tuy có nhiều tên gọi khác nhau nhưng có thể chia thành vài
nhóm chính, sự khác nhau của các nhóm này phụ thuộc vào: loại sữa sử dụng, loại vi sinh
vật và phương pháp chế biến sữa trước và sau khi lên men.
Loại sữa: các loại sữa khác nhau sẽ cho sản phẩm khác nhau ngay khi chúng được lên
men ở cùng một điều kiện. Ví dụ như yaourt làm từ sữa cừu có mùi và cấu trúc khác
yaourt làm từ sữa bò. Tuy nhiên, có thể sản xuất sản phẩm lên men nào đó từ nhiều loại sữa
khác nhau mà tính chất sản phẩm không thay đổi đáng kể.
Loại vi sinh vật: giống men được tìm thấy trong các sản phẩm sữa lên men cổ truyền
phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ xung quanh. Quá trình lên men đồng thể vi khuẩn lactic tạo
ra acid lactic là chủ yếu, trong khi quá trình lên men dị thể sản phẩm là acid lactic và hổn
hợp các chất khác nhau như các acid hữu cơ, aldehyde, CO2. Một số vi khuẩn lactic trong

điều kiện thích hợp có thể lên men acid citric thành một số sản phẩm khác và diacetyl,
diacetyl là một chất mùi quan trọng trong một số sản phẩm lên men, do đó các vi khuẩn này
được gọi là các vi khuẩn tạo mùi. Trong các sản phẩm lên men cổ truyền có thể tìm thấy
nhiều hổn hợp giống men khác nhau tùy theo thời tiết, theo mùa và làm thay đổi tính chất
của sản phẩm. Do đó để điều khiển quá trình lên men nên cấy vào sữa giống men sử dụng
đặc trưng cho sản phẩm.
I.1. Phân loại yaourt
1. Phân loại dựa theo thời điểm tiến hành quá trình lên men:
•
Yaourt dạng “set type” hay còn gọi là sữa chua truyền thống: trong quy trình sản
xuất, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì, quá trình lên
men xảy ra ngay trong bao bì nên làm xuất hiện khối đông (coagulum) và tạo cấu trúc gel
mịn đặc trưng cho sản phẩm.
•
Yaourt dạng “stirred type” hay còn gọi là sữa chua dạng khuấy: Khối đông xuất
hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học.
Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men trong thiết bị
=======================================================================================
Page 4


chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy
sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống.
•
Yaourt uống “drink type”hay yaourt dạng lỏng: khối đông xuất hiện trong sản phẩm
sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng, người
tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử
dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối
đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.
2.Phân loại theo dạng yaourt:

•
Yaourt lạnh đông ( frozen type ): sản phẩm có dạng tương tự như kem ( ice- cream).
Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo, hỗn hợp sau lên
men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm (hardening) và
sau đó bao gói, đem đi tiêu thụ.
•
Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan
trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc,
người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Yaourt cô đặc còn có tên gọi là
strained yaourt hay labneh.
3. Phân loại dựa vào hàm lượng béo trong sản phẩm:
Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có
thể được chia thành ba nhóm như sau:
•

Yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%.

•
Yaourt “bán gầy” (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo nằm trong khoảng
0,5 ÷ 0,3 %.
•

Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5 %.

I.2.

Nguyên liệu trong sản xuất yaourt

•
Yaourt có thể được sản xuất từ sữa tươi, sữa bột, sữa cô đặc, sữa hoàn nguyên

(reconstituted milk) hoặc sữa tái chế (recombined milk).
•
Sữa tươi sử dụng trong sản xuất yaourt phải có chất lượng tốt và phải thỏa mãn các
yêu cầu sau:
–

Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.

=======================================================================================
Page 5


–

Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage)

–

Không chứa kháng sinh.

–

Không chứa các enzime.

–
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 về 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 hiệu chỉnh nhờ quá trình
chuẩn hóa để phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm. Còn lượng chất khô không béo, theo quy

định của WHO- FAO, không được thấp hơn 8,2%.
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,
tránh được hiện tượng tách huyết thanh trong sản phẩm yaourt truyền thống.
Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta bổ sung đường như glucose, saccharose…vào
sữa trong quá trình chế biến bằng con đường trực tiếp hay dưới dạng purée trái cây. Đối với
những sản phẩm dành cho người ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt
(sweetener), thông dụng nhất là aspartame.
Có 2 dạng purée: purée tự nhiên (không bổ sung đường) và purée có bổ sung đường.
Hàm lượng đường trong purée thường chiếm 50÷ 55%
Một số sản phẩm yaourt còn được bổ sung thêm hương liệu và chất màu trong quá
trình sản xuất.
Ngoài ra, đối với một số sản phẩm, người ta còn sử dụng các chất ổn định như
gelatin, pectin, agar- agar… để sản phẩm có được cấu trúc, độ nhớt…theo yêu cầu. Chúng
là những sản phẩm ưa nước và có thể liên kết với nước. Loại chất ổn định và hàm lượng sử
dụng tối ưu cho từng sản phẩm sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm.
II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA
II.1.Chuẩn hóa:
•
Mục đích của quá trình này là hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm. Hàm
lượng chất béo trong yaourt thành phẩm thường dao động trong khoảng 0,5 ÷3,5 %.
II.2. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô:
=======================================================================================
Page 6


•
Tổng hàm lượng chất khô tối ưu cho quá trình lên men trong sản xuất yaourt là từ 14
÷ 16%. Thông thường sữa tươi có hàm lượng chất khô khoảng 11,5 ÷ 12,7%. Để tăng hàm
lượng chất khô trong sữa tươi ta có thể làm theo một số cách sau:

–
Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay hơi đi một lượng nước nhất định.
Thể tích sữa sau khi cô đặc thường giảm đi từ 10 ÷20 %, khi đó, tổng hàm lượng chất khô
trong sữa sẽ tăng từ 1,5 ÷ 3%
–
Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi: hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thường
không cao hơn 3% so với khối lượng sữa.
–

Bổ sung thêm sữa cô đặc vào sữa tươi.

–

Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu học (ultra- filtration) trên thiết bị membrane.

II.3. Bài khí:
•
Hàm lượng chất khí hòa tan trong sữa nguyên liệu càng thấp càng tốt. Khi đó, hiệu
quả của các quá trình đồng hóa và thanh trùng sẽ tăng lên, các hợp chất bay hơi có mùi khó
chịu trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng sản phẩm yaourt sẽ tốt hơn.
•
Nếu bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chình hàm lượng chất khô thì sự khuấy
trộn hỗn hợp sẽ làm gia tăng lượng khí hòa tan trong sữa, khi đó bắt buộc trong quy trình
sản xuất phải có quá trình bài khí.
II.4. Đồng hóa
•
Mục đích của quá trình này là tránh hiện tượng tách pha của chất béo xảy ra trong
quá trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm yaourt.
•
C

Thông thường đồng hóa được thực hiện ở áp lực 200÷250 bar, nhiệt độ sữa từ 65÷70ْ

•
Trong quy trình công nghệ sản xuất yaourt có hàm lượng chất béo thấp, các nhà sản
xuất không nên bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa nguyên liệu vì quá trình này ảnh hưởng tốt
đến cấu trúc micelle trong sữa và cải thiện cấu trúc gel của yaourt thành phẩm.
II.5.Xử lý nhiệt:
•
Mục đích của quá trình này là tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật và
các enzyme có trong sữa.
=======================================================================================
Page 7


•
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 yaourt.
•
Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng
mỏng hoặc ống lồng. Chế độ xử lý là 90 ÷ 95ْ C trong 3÷5 phút.
II.6. Cấy giống vi khuẩn lactic
•
Nhóm vi khuẩn sử dụng là nhóm vi khuẩn lên men đồng hình. Hai loại phổ biến nhất
là streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Để sản phẩm có độ chua nhẹ và
thơm, người ta có thể sử dụng tế bào của vi khuẩn Streptococcus ở giai đoạn trẻ và khi môi
trường lên men có độ acid thấp. Ngược lại, muốn có sữa chua có độ acid cao thì cần sử

dụng tế bào của Streptococcus già hơn hoặc Lactobacillus, vốn là loài phát triển tốt trong
môi trường có độ pH thấp
•
Thông thường tỉ lệ giữa cầu khuẩn và trực khuẩn trong canh trường giống là 1:1
hoặc 2:1. Tuy nhiên, tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sử dụng và
những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm.
•
Để rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng, các
nhà sản xuất thường hoạt hóa vi khuẩn giống trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy.
Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hóa thường giao động từ 9÷12%. Trước khi
hoạt hóa giống, môi trường cần phải thanh trùng ở 90÷95ْ C trong thời gian 30÷45 phút.
Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, đáy côn và được
chế tạo bằng vật liệu thép không rỉ. Nhiệt độ hoạt hóa được duy trì ở 43 ْ C. Quá trình được
xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85÷90ْ D.
•
Giống vi khuẩn lactic sau khi được hoạt hóa, được cấy vào bồn chứa sữa nguyên liệu
(đối với sản xuất yaourt truyền thống) hoặc bồn lên men (đối với sản xuất yaourt dạng
khuấy hoặc uống), với tỉ lệ tối thiểu -0.5% và tối đa -0.7% (v/v).
•
Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hóa giống, nếu chưa sử dụng ngay thì ta làm lạnh
giống để hạn chế sự gia tăng nhanh độ chua của canh trường, ức chế hoạt tính lên men của
vi khuẩn lactic. Trường hợp giống sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh canh
trường về nhiệt độ 10÷20ْ C. Nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh
trường nên duy trì ở 5 ْ C.

=======================================================================================
Page 8


•

Khi tiến hành cấy giống nên cho cánh khuấy của thiết bị hoạt động trong một khoảng
thời gian nhất định để phân bố tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa. Nhờ đó, quá
trình lên men sẽ diễn ra nhanh chóng và đồng đều hơn.
II.7. Lên men và bảo quản sản phẩm
•
Sản phẩm yaourt truyền thống: Sau khi cấy giống vi khuẩn, môi trường sữa sẽ được
đảo trộn đều và gia nhiệt lên đến 43÷45ْ C rồi đưa qua thiết bị rót vào bao bì, đóng nắp. Các
thiết bị đều làm việc trong điều kiện vô trùng. Tiếp theo, các bao bì chứa hỗn hợp sữa và
giống vi khuẩn lactic được đưa vào phòng lên men. Nhiệt độ lên men tối ưu thường là
42÷43ْ C. Thời gian lên men phụ thuộc vào chủng vi khuẩn sử dụng, trạng thái sinh lý của
giống và yêu cầu về độ chua của yaourt thành phẩm. Trên môi trường sữa, thời gian thế hệ
của Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus khoảng 20÷30 phút. Thông
thường, quá trình lên men kết thúc sau 2.5÷3.0 giờ. Độ chua yaourt đạt 70÷80ْ D.
–
Tiếp theo, làm lạnh môi trường lên men để ổn định cấu trúc gel của sản phẩm, đồng
thời làm chậm tốc độ sinh tổng hợp acid lactic của vi khuẩn. Các bao bì chứa yaourt sẽ
được đưa vào phòng làm lạnh để đưa yaourt về nhiệt độ 18÷20ْ C trong vòng 30÷40 phút.
Sau đó hạ nhiệt độ của yaourt xuống 4ْ C và bảo quản sản phẩm trong kho lạnh ở nhiệt độ
2÷4ْ C. Quá trình này giữ vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc gel của yaourt, tránh
hiện tượng tách huyết thanh sữa trong sản phẩm.
–
Đối với các nhà máy năng suất lớn, người ta sử dụng dây chuyền thiết bị hoạt động
liên tục. Sữa tươi đã cấy giống vi khuẩn đươc bơm vào máy rót. Tiếp theo, các bao bì chứa
hỗn hợp sữa- giống vi khuẩn được đi qua máy đóng nắp rồi lên hệ thống băng tải đi vào
phòng lên men. Thời gian lưu trong phòng lên men là 2.5÷3.0 giờ, sau đó các băng tải sẽ
tiếp tục đưa chúng vào phòng làm lạnh để hạ nhiệt độ đạt giá trị yêu cầu rồi đi đến kho bảo
quản.
–
Đối với sản phẩm có bổ sung hương liệu, trên hệ thống đường ống vận chuyển sữa từ
bồn cây giống đến máy rót vào bao bì và đóng nắp, người ta sẽ bổ sung phụ gia vào, lượng

phụ gia bổ sung được xác định bằng phương pháp thực nghiệm
•
Sản phẩm yaourt dạng khuấy: điểm khác biệt cơ bản giữa yaourt dạng khuấy và
yaourt truyền thống là quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị hình trụ dung tích lớn
có cánh khuấy. Sản phẩm yaourt dạng khuấy luôn được bổ sung thêm purée trái cây và một
số phụ gia khác.
–
Khi quá trình lên men kết thúc (pH canh trường giảm xuống còn 4.2÷4.6, tùy thuộc
vào từng loại sản phẩm)., người ta bơm yaourt vào thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ từ 43 ْ C
=======================================================================================
Page 9


xuống 15÷22ْ C. Tổng thời gian hạ nhiệt độ cho toàn bộ khối sản phẩm trong bồn lên men là
20÷30 phút. Sau đó yaourt được rót vào bồn chứa tạm, chuẩn bị cho giai đoạn rót sản phẩm.
–
Việc bổ sung purée và các phụ gia khác như hương liệu, chất màu, chất ổn định…sẽ
được bơm trực tiếp vào đường ống vận chuyển yaourt từ bồn chứa tạm đến thiết bị rót sản
phẩm vào bao bì. Để purée và các phụ gia được phân bố đều trong toàn bộ khối sản phẩm,
người ta phải tính tốc độ thích hợp cho hai bơm hoạt động: một bơm cho yaourt và một
bơm cho hỗn hợp purée và phụ gia. Ngoài ra, người ta còn đặt một thiết bị phối trộn dạng
ống trên đường vận chuyển hỗn hợp yaourt, purée và phụ gia trước khi rót vào máy để cải
thiện độ đồng nhất của sản phẩm.
–
Cần chú ý là hỗn hợp purée và các chất ổn định phải ở trạng thái đồng nhất thì quá
trình phối trộn chúng với yaourt mới thực hiện dễ dàng. Hơn nữa, chúng phải qua thanh
trùng nhiệt nhằm tiêu diệt các tế bào sinh dưỡng có thể nhiễm vào thành phẩm. Người ta
thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt hình trụ, bên ngoài có vỏ áo gia nhiệt, bên trong có
cánh khuấy và các thanh chắn để thanh trùng hỗn hợp purée và phụ gia. Nhiệt độ và thời
gian thanh trùng được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Nếu nhiệt độ cao và thời

gian thanh trùng kéo dài thì sự tổn thất hương sẽ càng lớn và có sự thay đổi về cấu trúc của
purée trái cây.
•
Sản phẩm yaourt uống: quá trình lên men sản xuất yaourt uống cũng được thực
hiện trong thiết bị lên men tương tự như đối với sản phẩm yaourt dạng khuấy. Khi kết thúc
lên men, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc gel của khối đông rồi làm lạnh
yaourt về 18÷20ْ C, sau đó bơm vào bồn chứa tạm. Tiếp theo ta bổ sung thêm đường, phụ
gia, hương liệu, chất màu…vào yaourt rồi tiếp tục khuấy trộn hỗn hợp. Yaourt uống có thể
bảo quản ở nhiệt độ thấp 2÷4ْ C hoặc ở nhiệt độ phòng.
–
Đối với nhóm sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ thấp, ta có hai quy trình xử lý trực tiếp
như sau:
•
Quy trình 1: hỗn hợp yaourt và các phụ gia được đưa vào thiết bị đồng hóa, mục
đích của quá trình đồng hóa là làm giảm kích thước hạt béo, phân bố đều chúng trong sản
phẩm, phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm độ nhớt và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm.
Áp lực đồng hóa có thể thay đổi từ 50÷200 bar. Tiếp theo, sản phẩm được làm lạnh vể 20ْ C
rồi đưa vào thiết bị rót và đóng nắp. Thời gian bảo quản sản phẩm từ 2÷3 tuần ở 2÷4ْ C.
•
Quy trình 2: hỗn hợp yaourt và các phụ gia được đưa vào thiết bị thanh trùng dạng
bảng mỏng hoặc ống lồng rồi đi vào thiết bị đồng hóa vô trùng. Sau khi được làm nguội,
sản phẩm được đưa vào thiết bị rót và đóng nắp trong điều kiện vô trùng.

=======================================================================================
Page 10


–
Đối với nhóm sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ phòng, người ta sử dụng phương pháp
tiệt trùng UHT để tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sản phẩm. Quy trình xử lý như

sau: Hỗn hợp yaourt và các phụ gia được bơm vào thiết bị đồng hóa rồi vào thiết bị tiệt
trùng UHT. Thông thường, người ta sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp trên thiêt bị
trao đổi nhiệt bảng mỏng hoặc ống lồng. Trong điều kiện vệ sinh sản xuất tốt và sữa nguyên
liệu đạt các chỉ tiêu về vệ sinh, sản phẩm chỉ chứa vi khuẩn lactic và không bị nhiễm các vi
sinh vật khác. Ta có thể sử dụng chế độ tiệt trùng nhiệt độ thấp 110÷115ْ C trong thời gian
5÷7 giây. Tiếp theo, yaourt được làm nguội rồi đi vào thiết bị rót, đóng nắp sản phẩm.
III.CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC SẢN PHẨM YAOURT
III.1. Các biến đổi hoá sinh và sinh học diễn ra trong quá trình lên men lactic.
1.Các biến đổi hoá sinh và sinh học
Trong công nghệ vi sinh vật, nhìn chung các vi khuẩn lactic đồng hình luôn chiếm
ưu thế. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số thực phẩm lên men truyền thống như
phômai, kefir ... các vi khuẩn lactic dị hình đôi khi vẫn được sử dụng nhằm mục đích đa
dạng hoá các chỉ tiêu về mùi, vị và cấu trúc cho sản phẩm.
Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn. Đầu tiên, đường
lactose trong sữa sẽ được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào nhờ những cơ chế vận
chuyển đặc trưng của màng tế bào chất (cytoplasmic membrane). Tiếp theo, lactose sẽ được
thuỷ phân thành hai monosaccharid rồi đi vào các chu trình chuyển hoá khác nhau.
Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài
Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus,
Lactobacillus lactis ... chu trình đường phân là con đường chính chuyển hoá glucose thành
acid lactic. Acid lactic là sản phẩm chủ lực trong quá trình lên men lactic đồng hình.
Phương trình tổng quát quá trình lên men lactic đồng hình :
C6H12O6 + 2ADP +2Pi 2CH3-CH-COOH + 2ATP
Các vi khuẩn lactic dị hình như giống Leuconostoc do không có một số enzym của
chu trình đường phân nên chúng chuyển hoá glucose giai đoạn đầu theo chu trình pentosephosphate và tạo ra sản phẩm trung gian là xylulose-5-P. Chất này sẽ được chuyển hoá tiếp
thành glyceraldehyde-3-P rồi tiếp tục đi theo giai đoạn cuối của chu trình đường phân để
tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic như trong quá trình lên men đồng hình. Theo một con
đường trao đổi chất khác, xylulose-5-P sẽ được chuyển hoá thành acetyl-P và tiếp theo sau
=======================================================================================

Page 11


đó là thành ethanol. Trong quá trình lên men dị hình, các sản phẩm chuyển hoá chính thu
được bao gồm acid lactic, ethanol, CO2 ...
Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng. Các phân tử ATP được hình
thành trong quá trình chuyển hoá cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để
phục vụ cho các hoạt động trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật. Ngược lại, các sản
phẩm như acid lactic, ethanol và CO2 sẽ được vi khuẩn "thải" vào môi trường lên men. Kết
quả là hàm lượng acid lactic tích luỹ trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm
pH môi trường và kéo theo những biến đổi hoá lý khác.
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
hoá 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 hoặc 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.
Quá trình sinh tổng hợp diacetyl liên quan đến sự chuyển hoá citrate
Sinh tổng hợp acetaldehyde ở một số vi khuẩn lactic ưa nhiệt.

2. Sự thay đổi thành phần của sữa trong lên men sữa chua
2.1 Biến đổi đường sữa (lactose):
Quá trình chủ yếu xảy ra trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa thành
glucose và galactose dưới tác dụng của enzimβ- D Galactosidase. Sau đó các sản phẩm
đường đơn này tiếp tục chuyển hóa theo các phản ứng trung gian phức tạp thành axit
piruvic. Từ axit piruvic sẽ khử hydro tạo thành axit lactic.
Phức hệ calcium- caseinate- phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid lactic
dẫn đến sự tạo thành khối đông yaourt.
Sự tạo thành những thành phần mùi trong yaourt do bởi quá trình lên men của đường

sữa như: acetaldehyde (2,4 ÷ 4,1 ppm), aceton (1 ÷ 4 ppm), acetoin (2,5 ÷ 4 ppm), diacetyl
(0,4 ÷ 13 ppm).
2.2 Biến đổi protein sữa :

=======================================================================================
Page 12


Trong quá trình lên men axit lactic được tạo ra nhiều thì quá trình tách ion Canxi ra
khỏi Cazein càng nhanh. Cấu trúc của casein bị thay đổi nhiều và tạo thành khối casein bị
vón cục lại khi ở pH đẳng nhiệt.
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 CO2, các vi khuẩn sinh hương tạo axeton, diaxetin.
Đặc biệt là loại nấm men gây lên men rượu trong sữa chua chỉ phân giải được đường
lactose, không phân giải các đường khác như saccarose, glucose ., nhờ đặc điểm này nó
phát triển tốt trong sữa (vì đường trong sữa chủ yếu là lactose) nên được gọi là nấm men
sữa.
Nếu tiếp tục cho lên men sản phẩm, cazein sẽ bị phân hủy, tạo thành pepton và các
sản phẩm khác (quá trình pepton hóa hóa này tạo thành enzym proteaza phân hủy protein
thành dạng đơn giản dễ tiêu hóa hơn là pepton, tăng khả năng tiêu hóa cho cơ thể người). Vi
sinh vật vẫn chuyển hóa tiếp tục thì cazein sẽ bị chuyển hóa thành axit amin và các khí
NH3, H2S tạo mùi vị khó chịu cho sản phẩm.
Khi quá trình lên men diễn ra, đường lactose chuyển hóa thành axit lactic, axit này sẽ
ngưng kết Cazein ở pH= 4 - 5. Sữa đông đặc lại, có vị chua dịu, các protid phần lớn bị đông
tụ, phần nhỏ còn lại được vi sinh vật sử dụng thành các chất đơn giản hơn. Các vitamin hầu
như không bị tổn thất mà còn được tăng lên do sự tổng hợp của vi khuẩn gây chua lactic
như vitamin B1, C.
2.3. Biến đổi chất béo

Giống vi khuẩn lên men yaourt cũng có thể phân giải lipid ở mức độ nào đó (đặc
biệt đối với các triglyceride mạch ngắn) và sản phẩm phân giải này góp phần vào mùi sản
phẩm cuối cùng.
III.2. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm yaourt
Người ta đánh giá chất lượng sữa yaourt thông qua ba nhóm chỉ tiêu cơ bản
•

Chỉ tiêu cảm quan: cấu trúc, màu sắc, mùi, vị.
1,Mùi: sản phẩm phải có mùi thơm đặc trưng của yaourt, hết mùi sữa, không có mùi

lạ.
2,Vị: sản phẩm có vị chua vừa phải, không quá chua cũng không quá ngọt.
3,Cấu trúc và hình thái: sản phẩm có cấu trúc chắc chắn, không tách nước, không
đông đá, mặt cắt mịn, béo không bị phân lớp, liên kết rất tốt.
=======================================================================================
Page 13


•

Chỉ tiêu hóa lý: tổng hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo, độ chua…

•
Chỉ tiêu vi sinh: tổng số tế bào vi khuẩn lactic và các vi sinh vật nhiễm khác.Đối với
nhóm sản phẩm yaourt không qua xử lý nhiệt sau quá trình lên men, hệ vi khuẩn lactic
trong yaourt có thể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong
quá trình bảo quản.
III.3. Các yếu tố tác động đến cấu trúc sản phẩm Yaourt
1.Chất lượng của sữa nguyên liệu
Sữa nguyên liệu sử dụng trong sản xuất yaourt phải có chất lượng tốt và phải thỏa

mãn các yêu cầu đã nêu ở phần trên, tuy nhiên để sữa chua có thể đông tụ và có cấu trúc gel
thì hai chỉ tiêu tiên quyết là:
–

Không chứa kháng sinh.

–
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.
Nếu hai chỉ tiêu này không được đáp ứng, sữa chua sẽ không đông tụ được.
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, tránh được hiện tượng tách huyết thanh trong sản phẩm yaourt truyền thống.
2. Quá trình chuẩn bị trước khi lên men
Giai đoạn đồng hóa sữa nguyên liệu trong quá trình sản xuất sữa chua làm tránh hiện
tượng tách pha của chất béo xảy ra trong quá trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất
cho sản phẩm yaourt. Quá trình này ảnh hưởng tốt đến cấu trúc micelle trong sữa và cải
thiện cấu trúc gel của yaourt thành phẩm.
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 yaourt.
3. Quá trình lên men

=======================================================================================
Page 14


Sự hình thành acid lactic trong quá trình lên men làm cho phức hệ calciumcaseinate- 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 2÷4ْ C. Quá trình này giữ vai trò quan trọng
trong việc ổn định cấu trúc gel của yaourt, tránh hiện tượng tách huyết thanh sữa trong sản
phẩm.
4. Phụ gia sử dụng trong sản xuất yaourt
Trong sản xuất sữa chua còn khâu kỹ nghệ rất quan trọng, đó là sử dụng phụ gia và
chất ổn định nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua khi lưu hành trên thị trường cũng
như tạo dạng gel bền vững cho sản phẩm (không tách pha).
Chất ổn định (palsgaard) là một nhóm chất phụ gia đưa vào thực phẩm phải đạt các
yêu cầu sau:
–

Không mang tính chất dinh dưỡng.

–

Không độc hại với sức khỏe con người.

–
Được làm từ nguyên liệu đã được lựa chọn cẩn thận. Chế phẩm này hoàn toàn tuân
theo những quy định về tính đồng nhất và độ tinh khiết theo tiêu chuẩn của Hội đồng chung
châu Âu, Mỹ, Cộng hòa Liên bang Đức, Tổ chức lương thực Thế giới FAO…
–
Trước khi sử dụng cần kiểm tra kỹ lưỡng và phải được phép sử dụng tùy theo luật của
mỗi nước.
Thành phần chính của chất ổn định gồm:
–
Polysacarit (CMC- Na, carragenan, alginat…) là những chất có vai trò làm đặc (tạo
gel) làm cho sản phẩm tuy ở dạng rắn nhưng vẫn mềm, phù hợp với sở thích của người tiêu

dùng.
–
Monodiglyxerit E471 có tác dụng làm bền hệ nhũ tương, là chất hoạt động bề mặt có
vai trò ngăn cản sự tập hợp của các cấu tử cùng pha nên có khả năng đồng nhất sản phẩm.
Ở Viêt Nam, trong công nghệ sản xuất sữa chua đặc sử dụng chất ổn định có mã hiệu
5846 có thành phần chủ yếu là pectin, gelatin, tinh bột biến tính…nhằm tạo cấu trúc ổn định
=======================================================================================
Page 15


cho sữa chua nhờ khả năng cắt và oxy hóa mạch polysacarit thành những mạch ngắn nên
làm tăng khả năng keo hóa góp phần làm bền trạng thái gel của sản phẩm.
–
Agar: gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang
cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổi hợp của các chuỗi xoắn.
–
Carrageenan: 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. Được chiết xuất từ loại tảo đỏ có nguồn gốc từ Ireland , mọc dọc theo bờ biển Anh,
Pháp, Tây Ban Nha, Island .
–
Alginate: gel tạo thành khi có thêm các cation chủ yếu là Ca 2+ hay ở pH thấp. Các
phân tử liên kết chéo với nhau bằng các ion.
–
Pectin: 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.

III.4. Các biến đổi không mong muốn
Sau khi kết thúc quá trình lên men nếu để yên không làm lạnh, một thời gian gel này
bị co lại và nước sữa bị tách ra. Hiện tượng này được ứng dụng trong sản xuất phomai, tuy
nhiên hiện tượng co gel và tách nước sữa không có lợi trong các sản phẩm sữa lên men vì
chúng cần một cấu trúc đồng nhất.
Trong quá trình lên men axit lactic được tạo ra nhiều thì quá trình tách ion Canxi ra
khỏi Cazein càng nhanh. Cấu trúc của casein bị thay đổi nhiều và tạo thành khối casein bị
vón cục lại khi ở pH đẳng nhiệt.
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 CO2, các vi khuẩn sinh hương 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 NH3, H2S tạo mùi vị khó chịu cho sản phẩm.

=======================================================================================
Page 16


Quá trình thủy phân protein: một số chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp
hệ enzyme protease. Chúng sẽ xúc tác thủy phân protein tạo ra các sản phẩm như
polypeptide, peptide…Điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc gel của yaourt, một số
peptide gây ra vị đắng cho sản phẩm. Tốc độ của quá trình này cũng rất chậm do nhiệt độ
thấp.

Một số hình ảnh về sản phẩm sữa chua

=======================================================================================
Page 17

Tài liệu tham khảo
1. Lê Ngọc Tú (chủ biên). Hoá học thực phẩm. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003.
2. Lê Ngọc Tú (chủ biên). Biến hình sinh học các sản phẩm từ hạt. NXB Khoa học và
Kỹ thuật, 2000.
3. Lương Đức Phẩm. Vi sinh vật học và an toàn vệ sinh thực phẩm. NXB Nông nghiệp,
2000.
4. Gosta Bylund M.S., Dairy Processing Hand Book, Tetra Pak Processing Systems

AB. Sweden, 1995.
5. TS. Lâm Xuân Thanh. Giáo trình công nghệ các sản phẩm sữa. NXB Khoa học và
Kỹ thuật, 2004.

=======================================================================================
Page 18