THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA CÓ BỔ SUNG PURÉE TỪ CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA CÓ BỔ SUNG PURÉE
TỪ CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

Họ và tên sinh viên: ĐÀO THANH TẤN
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM
VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI
Niên khóa: 2005 – 2009

Tháng 08/2009


THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN SỮA CHUA
CÓ BỔ SUNG CÀ RỐT VÀ BÔNG CẢI XANH

Tác giả

Đào Thanh Tấn

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Bảo quản và Chế biến Nông sản Thực phẩm và Dinh Dưỡng Người

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Nguyễn Minh Xuân Hồng

Tháng 08 năm 2009
i

LỜI CẢM ƠN
Trân trọng cảm ơn:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm
Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho
chúng tôi trong suốt quá trình học tại trường.
Cô Nguyễn Minh Xuân Hồng đã tận tình hướng dẫn chúng tôi trong suốt thời
gian thực hiện khóa luận này.
Các cán bộ phụ trách Phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Thực Phẩm và Phòng thí
nghiệm Vi Sinh đã tạo mọi điều kiện cho chúng tôi thực hiện tốt khóa luận này.
Và cám ơn:
Gia đình đã động viên giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt cho tôi trong suốt những
năm học tập và thực hiện khóa luận này.
Các bạn bè đã luôn động viên và chia sẻ cùng tôi những khó khăn trong suốt
thời gian học tập cũng như hết lòng hỗ trợ tôi trong thời gian tiến hành khóa luận.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2009
Đào Thanh Tấn

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Thử nghiệm chế biến sữa chua có bổ sung purée từ cà rốt và bông cải
xanh” được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Kỹ Thuật Thực Phẩm và Phòng thí nghiệm
Vi Sinh từ tháng 4/2009 đến tháng 8/2009. Nhằm mục đích đa dạng hóa sản phẩm sữa
lên men bằng cách bổ sung purée quả vào trong sữa chua.
Các thí nghiệm được tiến hành nhằm chọn ra những thông số kỹ thuật tối ưu
cho quá trình lên men cũng như tỷ lệ phối trộn purée nhằm tạo hương vị hấp dẫn cho

sản phẩm.
Trong thí nghiệm 1, chúng tôi khảo sát thời gian tốt nhất cho quá trình lên men
cũng như tốc độ thích nghi của vi sinh vật dạng đông khô ở môi trường lên men. Kết
quả thu được cho thấy thời gian tốt nhất cho quá trình lên men là 4 giờ ở nhiệt độ
43 oC.
Trong thí nghiệm 2, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men giống và tỷ lệ
đường đến hàm lượng acid lactic sinh ra và giá trị cảm quan của sản phẩm. Kết quả
chúng tôi chọn được tỷ lệ men giống là 8 % và tỷ lệ đường là 10 % cho hàm lượng
acid lactic đạt yêu cầu và có giá trị cảm quan cao nhất.
Ở thí nghiệm 3, chúng tôi tiến hành chế biến sữa chua có bổ sung purée từ cà
rốt và bông cải xanh. Kết quả tỷ lệ purée phối trộn là 13 % và tỷ lệ giữa cà rốt và bông
cải xanh là 2:1 cho giá trị cảm quan cao nhất.
Ở thí nghiệm 4, chúng tôi thực hiện so sánh mức độ ưa thích của sản phẩm so
với sản phẩm hiện có trên thị trường là sữa chua Vinamilk dâu. Kết quả cho thấy mức
độ ưa thích của sản phẩm đạt điểm trung bình tổng quát là 7,17 điểm.

iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH........................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ viii
Chương 1: MỞ ĐẦU .......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2 Mục đích ..............................................................................................................1
1.3 Yêu cầu ................................................................................................................2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................................3
2.1 Sơ lược về nguyên liệu sữa ..................................................................................3
2.1.1 Tình hình sản xuất sữa trong nước................................................................3
2.1.2 Một số tính chất vật lý của sữa......................................................................4
2.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò ....................................................................5
2.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa.................................................................................9
2.1.5 Một số sản phẩm chế biến từ sữa ................................................................11
2.2 Quá trình lên men lactic trong sữa.....................................................................12
2.2.1 Vi sinh vật trong sản xuất yaourt ................................................................12
2.2.2 Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt ...................................................13
2.2.3 Chuẩn bị chủng vi sinh vật trong sản xuất yaourt.......................................15
2.3 Sơ lược về cà rốt (Daucus carota) và bông cải xanh (broccoli)........................16
2.3.1 Cà rốt (Daucus carota)................................................................................16
2.3.2 Bông cải xanh (broccoli).............................................................................17
2.4. Các phương pháp đo lường sự tăng trưởng của vi sinh vật ..............................18
2.4.1. Mật độ vi sinh vật.......................................................................................18
2.4.2. Các phương pháp đếm vi sinh vật ..............................................................19
iv


2.4.3. Sự tăng trưởng của vi sinh vật....................................................................22
2.5 Phân loại sữa chua dựa vào thời điểm tiến hành quá trình lên men ..................24
2.6 Yêu cầu đối với sản phẩm..................................................................................24
2.7 Một số quy trình chế biến sản phẩm sữa chua ...................................................26
2.8 Lợi ích của sản phẩm sữa chua bổ sung purée so với sản phẩm sữa chua không
bổ sung .......................................................................................................................28
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................30
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .....................................................................30
3.2 Nguyên liệu và dụng cụ sử dụng........................................................................30
3.2.1 Nguyên liệu .................................................................................................30

3.2.2 Dụng cụ .......................................................................................................30
3.2.3 Hóa chất sử dụng.........................................................................................30
3.3 Xác định nhu cầu của người tiêu dùng ..............................................................30
3.3.1 Xác định mục tiêu của sản phẩm.................................................................31
3.3.2 Tiến trình khảo sát.......................................................................................31
3.4 Quy trình chế biến..............................................................................................32
3.4.1 Sơ đồ............................................................................................................32
3.4.2 Thuyết minh quy trình.................................................................................32
3.5 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................33
3.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng lên men của giống .................................33
3.5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng men và hàm lượng
đường đến hàm lượng acid lactic sinh ra, giá trị cảm quan và độ đông đặc..........33
3.5.3 Thí nghiệm 3: Thử nghiệm chế biến sữa chua bổ sung cà rốt (Daucus
carota) và bông cải xanh (broccoli).......................................................................34
3.5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ưa thích của sản phẩm .....................................35
3.5.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian bảo quản của sản phẩm sau lên men .....35
3.6 Phương pháp phân tích.......................................................................................35
3.6.1 Chỉ tiêu về acid lactic:.................................................................................35
3.6.2 Chỉ tiêu cảm quan........................................................................................36
3.6.3 Cách tính số lượng vi sinh vật ở nồng độ khảo sát .....................................37
3.7 Phương pháp xử lí số liệu ..................................................................................37
v


Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....................................................................38
4.1 Nhận định lại nhu cầu thị hiếu và tổ chức lại nhu cầu.......................................38
4.2 Khả năng lên men của giống..............................................................................39
4.3 Ảnh hưởng của hàm lượng men và hàm lượng đường đến hàm lượng acid lactic
sinh ra, giá trị cảm quan.............................................................................................40
4.4 Chế biến sữa chua bổ sung Cà rốt và bông cải xanh .........................................43

4.5 So sánh sự ưa thích của sản phẩm thử nghiệm và sản phẩm trên thị trường.....45
4.6 Thời gian bảo quản của sản phẩm sau lên men .................................................46
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .........................................................................49
5.1 Kết luận ..............................................................................................................49
5.2 Đề nghị...............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................50
PHỤ LỤC ......................................................................................................................52

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Hình thái sinh học của Lactobacillus bulgaricus ghi nhận bởi Jim Steele,
University of Wisconsin ................................................................................................ 13
Hình 2.2: Hình thái sinh học của Streptococcus thermophilus ghi nhận bởi Robert
Hutkins, University of Nebraska ................................................................................... 13
Hình 2.3: Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt ..................................................... 14
Hình 2.4: Hình thái tự nhiên của cà rốt ........................................................................ 17
Hình 2.5: Hình thái tự nhiên của bông cải xanh........................................................... 17
Hình 2.6: Phòng đếm Petroff-Hauser ........................................................................... 19
Hình 2.7: Phương pháp lọc màng để xác định số lượng vi sinh vật............................. 20
Hình 2.8: Đo số lượng vi sinh vật bằng phương pháp đo độ đục................................. 21
Hình 2.9: Đường cong sinh trưởng trong hệ thống kín ................................................ 22
Hình 2.10: Quy trình công nghệ sản xuất yaourt.......................................................... 26
Hình 2.11: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua nhào trộn. ............................................ 27
Hình 3.1: Quy trình công nghệ sản xuất yaourt dự kiến .............................................. 32
Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện tốc độ tăng trưởng của men giống ở 43 oC ....................... 40
Hình 4.2: Sản phẩm sữa chua tự nhiên và sữa chua bổ sung purée.............................. 45
Hình 4.3: Biểu đồ so sánh của hai sản phẩm sữa chua................................................. 45

Hình 4.4: Sản phẩm sữa chua thử nghiệm và sữa chua Vinamilk dâu ......................... 46
Hình 5.1: Qui trình sản xuất sữa chua cà rốt và bông cải xanh từ sữa bò tươi............. 49

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Năng suất sữa trên chu kỳ sữa (1000 kg) ....................................................... 3
Bảng 2.2: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò ................................................. 4
Bảng 2.3: Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng)....... 5
Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của sữa chua......................................................................... 25
Bảng 2.5: Chỉ tiêu về vi sinh vật trong sữa chua .......................................................... 25
Bảng 2.6: Giá trị dinh dưỡng của sữa chua .................................................................. 29
Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí cảm quan theo phương pháp BIBD .......................................... 37
Bảng 4.1: Kết quả nhận định của người tiêu dùng và nhận định lại nhu cầu ............... 38
Bảng 4.2: Bảng kết quả đếm số lượng vi sinh vật ........................................................ 39
Bảng 4.3: Hàm lượng acid lactic (oD) trung bình của các mẫu sữa sau mỗi giờ lên men41
Bảng 4.4: Bảng kết quả điểm cảm quan sữa chua ........................................................ 43
Bảng 4.5: Bảng kết quả số liệu cảm quan sữa chua có bổ sung purée ......................... 43
Bảng 4.6: Kết quả tổng điểm cảm quan của từng nghiệm thức.................................... 44
Bảng 4.7: Kết quả theo dõi các chỉ tiêu trong quá trình bảo quản................................ 46
Bảng 4.8: Kết quả kiểm nghiệm vi sinh của sản phẩm sữa chua cà rốt và bông cải
xanh ............................................................................................................................... 47
Bảng 4.9: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu hóa- lý của sản phẩm sữa chua cà rốt và bông cải
xanh ............................................................................................................................... 47

viii

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Sữa là loại thực phẩm có giá trị cao và rất được ưa chuộng trên thị trường hiện
nay, hầu như sữa chua có đủ các chất cần thiết cho cơ thể: protein, lipid, các vitamin,
các muối khoáng. Vì thế nó là thực phẩm rất tốt đặc biệt đối với trẻ em.
Các sản phẩm sữa rất phong phú và đa dạng: sữa tươi, sữa thanh trùng, sữa tiệt
trùng, sữa đặc, sữa bột, kem, bơ, sữa chua, phô mai,…. Trong đó sữa chua là loại thực
phẩm lên men mà con người phát hiện trong quá trình bảo quản sữa.
Trên thị trường hiện nay thì có rất nhiều dạng sữa chua và rất phong phú về
chủng loại. Cấu trúc và mùi vị thay đổi theo từng nhà sản xuất. Mặt khác người ta
cũng có thể bổ sung hương liệu, chất màu tổng hợp, trái cây, các chất dinh dưỡng
khác,… nhằm tăng giá trị dinh dưỡng, cảm quan cho người tiêu dùng.
Cà rốt và bông cải xanh là một trong nhiều loại thực phẩm bổ dưỡng có chứa
một lượng lớn carotene, protid, lipid, glucid, các chất xơ, các nguyên tố vi lượng và
các vitamin như vitamin E và vitamin A, vitamin K và vitamin C giúp tăng khả năng
đề kháng của cơ thể, nhất là chất xơ có khả năng giảm thiểu nguy cơ phát triển ung
thư, đặc biệt là ung thư tá tràng.
Nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cảm quan và làm phong phú cho sản phẩm sữa
chua, được sự chấp nhận của khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Nông
Lâm TP.HCM và sự hướng dẫn của cô Nguyễn Minh Xuân Hồng, chúng tôi thực hiện
đề tài: “Thử nghiệm chế biến sữa chua có bổ sung purée từ bông cải xanh và cà rốt”.
1.2 Mục đích
- Làm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm sữa chua.
- Nhằm làm phong phú hơn sản phẩm sữa chua trên thị trường.

1


1.3 Yêu cầu

- Khảo sát khả năng lên men của giống vi sinh vật lên chất lượng sữa chua
- Khảo sát tỷ lệ men giống và hàm lượng đường lên chất lượng sữa chua
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ purée bổ sung đến chất lượng sữa chua.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về nguyên liệu sữa
2.1.1 Tình hình sản xuất sữa trong nước
Bắt đầu từ năm 2001 việc chăn nuôi bò sữa ở nước ta bắt đầu phát triển mạnh
mẽ nhờ vào các chính sách và giải pháp của nhà nước (Nghị quyết 09/2000/NQ-CP
ngày 15/6/2000 của Chính phủ và Quyết định 167/2001/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính
phủ ngày 26/10/2001 về một số giải pháp và chính sách phát triển bò sữa Việt Nam
thời kỳ 2001-2010). Tổng đàn bò sữa hàng năm tăng nhanh với tốc độ tăng bình quân
giai đoạn 2001-2005 đạt 24,93 %/năm.
Năm 2001 cả nước mới có 41,241 con bò sữa, năm 2002 tăng lên 55,848 con,
tăng trưởng so với năm trước đạt 35,42 %; năm 2003 có 79,243 con có mức tăng
trưởng cao nhất giai đoạn 2001- 2005 là 41,89 %. Năm 2004, đàn bò sữa phát triển chậm
lại có 95,794 con, nguyên nhân do trình độ kỹ thuật chăn nuôi còn thấp, giá thu mua sữa chưa
phù hợp, trong khi đó giá thức ăn tinh và các dịch vụ khác tăng cao nên hiệu quả chăn nuôi bò
sữa không cao. Năm 2005, đàn bò sữa có 104,120 con, tăng trưởng so với năm trước chỉ đạt
9,47 %. Trong giai đoạn 2001- 2005, tốc độ tăng trưởng của bò sữa ở các tỉnh miền Bắc đạt
43,7 %/năm, các tỉnh miền Nam là 22,05 % /năm.
Số lượng tăng và chất lượng đàn bò sữa ngày càng được cải thiện do quá trình chọn
lọc và cải tiến qui trình nuôi dưỡng. Trong giai đoạn từ 1992– 2005, sản lượng sữa bình quân
từ 2,200 kg đã tăng lên 3,500 kg/chu kỳ vắt sữa 305 ngày ở đàn bò lai và 3,200 kg lên 4,600
kg/chu kỳ ở bò thuần HF.
Bảng 2.1: Năng suất sữa trên chu kỳ sữa (1000 kg)

Năm

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2003

2004

2005

Bò lai HF

2,2

2,3

2,5

2,8

3,0

3,2

3,3

3,35

3,5

Bò Thuần

3,2

3,4

3,4

3,6

3,8

4,2

4,4

4.5

4.6

( />3


2.1.2 Một số tính chất vật lý của sữa
Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số
chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng
β- caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt. Sữa
bò có mùi rất đặc trưng và có vị ngọt nhẹ. Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò
được trình bày trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò
Đại lượng

Đơn vị đo

Giá trị

pH

-

6,5÷ 6,7

Độ chua

o

15÷ 18

Tỷ trọng

g/cm3

1,028÷ 1,036

Điểm đông đặc

o

- 0,54÷ - 0,59

Thế oxy hóa khử

V

0,10÷ 0,20

Sức căng bề mặt ở 20oC

Dynes/cm

50

Độ dẫn điện

1/ohm.cm

0,004÷ 0,005

Nhiệt dung riêng

Cal/g.oC

0,933÷ 0,954

D
C

(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2004)
a. Giá trị pH của sữa
Giá trị pH thường được xác định ở 20 oC. Theo định nghĩa:
pH = - lg[H+]
Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6.
Sữa non (colostrum) – tức phần sữa đầu tiên trong một chu kỳ tiết sữa của động
vật – có giá trị pH thường thấp hơn và khoảng chừng 6,0.
Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa
đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa.
b. Độ chua
Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua sản phẩm được xác định bằng phương
pháp chuẩn độ. Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa thường được biểu diễn bằng độ
Soxhlet Henkel (oSH), độ Thorner (oTh) hoặc độ Dornic (oD).

4


o

SH: là số ml dung dịch NaOH N/4 cần thiết để chuẩn độ 100 ml sữa có bổ

sung vài giọt phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây. Các
nước Trung Âu thường sử dụng đơn vị này.

o

Th: là số ml dung dịch NaOH N/10 cần thiết để chuẩn độ hỗn hợp 100 ml sữa

và 200 ml nước cất có bổ sung vài giọt penolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng
bền trong 20 giây. Thụy Điển, Nga, Ucraina, Belarus sử dụng đơn vị này.
o

D: là số ml dung dịch NaOH N/9 cần thiết để chuẩn độ 100 ml sữa có bổ sung

vài giọt phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây. Hai nước
Pháp và Hà Lan thường dùng đơn vị này để biểu diễn độ chua của sữa.
c. Tỷ trọng của sữa
Tỷ trọng của sữa do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết định. Các chất béo
có tỷ trọng nhỏ hơn 1 g/cm3. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của
sữa càng thấp.
d. Điểm đông đặc của sữa
Điểm đông đặc của sữa thường dao động trong khoảng từ -0,54÷ -0,59 oC.
Người ta thường sử dụng chỉ tiêu này để kiểm tra sữa tươi có bị pha loãng với nước
hay không. Tuy nhiên, khi xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc của sữa sẽ gia tăng
do sự kết tủa của một số muối phosphat có trong sữa.
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)
2.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò
Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và
các chất béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các
hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormon, các chất màu và khí. Thành phần hóa
học sữa của một số động vật và người (% khối lượng) được trình bày trong Bảng 2.3.
Bảng 2.3: Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng)
Động vật
Bò

Cừu
Dê
Ngựa
Người

Protein tổng
3,4
5,8
3,6
2,2
1,2

Casein
2,8
4,9
2,7
1,3
0,5

Chất béo
3,9
7,9
4,1
1,7
3,8

5

Carbohydrate Khoáng
4,8

0,8
4,5
0,8
4,7
0,8
6,2
0,5
7,0
0,2
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)


Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật,
điều kiện chăn nuôi.
a. Nước
Nước là thành phần chính của sữa, chiếm 85 – 89 % khối lượng. Sự dao động
này do nhiều yếu tố như chế độ dinh dưỡng, sức khỏe của động vật cho sữa, môi
trường và loại thức ăn. Người ta phân biệt hai dạng hiện diện của nước trong sữa là
plasma và serum.
Trong sữa nước giữ vai trò quan trọng: là dung môi hòa tan các chất hữu cơ; là
môi trường cho các phản ứng sinh hóa, trong đó có phản ứng lên men.
b. Các hợp chất có chứa nitơ
Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bao gồm protein và các hợp chất chứa nitơ phi
protein.
Hệ thống protein của sữa rất đa dạng. Có thể phân ra sáu nhóm chính:
- Bốn nhóm casein (αs1, αs2, β, κ).
- Hai nhóm protein hòa tan (β- lactoglobulin, α-lactalbumin).
Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng
micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65 % nước, phần còn lại là các loại casein và

khoáng (gồm calcium, magnesium, phosphate và citrate).
Mỗi micelle có khoảng 400– 500 tiểu micelle hợp thành. Các tiểu micelle liên
kết với nhau nhờ phosphate calci Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Các
tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng
κ- casein khá cao. Do sự bố trí các đầu ưa nước của κ - casein luôn hướng ra vùng
biên nên chính các phân tử κ- casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới
dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa.
Nếu tách κ-casein ra khỏi micelle hoặc lấy đi phần ưa nước của nó, cấu trúc
micelle trở nên không ổn định. Trong trường hợp này nấu như có mặt ion Ca2+ trong
sữa, các micelle sẽ liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein. Các
casein αs và β được phân bố ở trong lòng các micelle dưới dạng liên kết với các calci
phosphate keo.

6


Ở nhiệt độ thấp, các mạch β- casein bị phân ly từ từ và hydroxyphosphate calci
bị tách ra khỏi cấu trúc micelle. Đó là do β- casein có các gốc ưa béo và sự tương tác
giữa các gốc ưa béo thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm. Casein là protein có tính acid
vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid glutamic và acid aspartic. Casein trong sữa
có nguồn gốc từ những chủng bò khác nhau có thể có những cấu trúc bậc một khác
nhau. Tuy nhiên, cấu trúc bậc một của cùng một loại casein (αs1, αs2, β, κ) chỉ khác
nhau bởi vài gốc acid amin trong phân tử protein của chúng.
Các hợp chất chứa nitơ phi protein: acid amin tự do, nucleotide, ure, acid uric.
Vai trò của protein trong sữa là tạo nên kết cấu, tính nhớt, độ chặt và tính đàn
hồi của sản phẩm sữa chua. Nếu sữa có hàm lượng protein cao sẽ làm tăng kết cấu,
tính nhớt, độ đặc và tính đàn hồi của sản phẩm.
c. Chất béo của sữa
Chất béo của sữa có hai loại:
- Lipid đơn giản gồm: glyceride, cholesteride, ceride.

- Lipid phức tạp gồm có hai nhóm chính:
Nhóm 1: hợp chất với glycerol: cephaline, lecithine, galactosyl glyceride,….
Nhóm 2: hợp chất với sphingosine
Chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động
từ 0,1– 20 μm. Trong 1 ml sữa có khoảng 10– 15 tỷ hồng cầu béo. Do đó, ta có thể
xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước. Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong
thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết lại với nhau thành chùm nhờ một
protein kém bền nhiệt là euglobulin. Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng
sẽ nổi lên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy Archimede và tạo nên váng sữa. Khi
đó trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là
lipid; pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như
đường lactose, khoáng, một số protein,….
Chất béo có trong sữa góp phần tạo độ nhờn và láng mịn cho sữa chua. Nhưng
nếu trong quy trình chế biến sữa chua thời gian lên men kéo dài dễ dẫn đến hiện tượng
tách pha của chất béo xảy ra trong quá trình lên men sữa và làm giảm độ đồng nhất
cho sản phẩm.

7


d. Đường lactose
Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactose
liên kết với nhau tạo thành. Trong sữa, lactose tồn tại dưới hai dạng:
- Dạng α- lactose monohydrate C12H22O11.H2O.
- Dạng β- lactose anhydrous C12H22O11
Tỷ lệ hàm lượng giữa α- lactose monohydrate và β- lactose anhydrous trong
sữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa. Lactose là đường khử. Lactose có độ
ngọt thấp hơn nhiều so với các disaccharide và monosaccharide thường gặp và chỉ có
sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên. Ngoài ra, trong sữa còn có
glucose, galactose và các hợp chất glucid chứa nitơ như N- acetyl glucosamin, Nacetyl galactosamin,…. Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết.

Lactose là cơ chất chính của quá trình lên men lactic của vi khuẩn lactic. Vi
khuẩn lactic lên men đường lactose sinh ra acid lactic làm cho sản phẩm có vị chua.
Đồng thời lactose còn là đường sữa nên góp phần tạo độ ngọt cho sản phẩm.
e. Khoáng
Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là
calcium, phospho và magnesium. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần
còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa.
Các nguyên tố khoáng khác như kali, natri, clo,… đóng vai trò chất điện ly.
Cùng với lactose, chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú
động vật với áp lực máu.
Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo,…. Chúng
cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người.
f. Vitamin
Các vitamin trong sữa chia làm hai nhóm:
- Vitamin hòa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C,….
- Vitamin hòa tan trong chất béo gồm: A, D, E.
Nhìn chung, hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định. Tuy
nhiên, hàm lượng vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức
ăn và điều kiện thời tiết….

8


g. Hormone
Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng của động vật.
h. Enzym
Sữa chứa hầu hết các enzym có trong tự nhiên, các enzym này vào sữa theo
tuyến sữa và từ các vi sinh vật trong không khí hay dụng cụ chứa sữa như lipase,
protease.

i. Các hợp chất khác
Trong sữa còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2, và N2. Thỉnh thoảng,
người ta phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hóa học khác như: chất kháng sinh,
các chất sắc tố, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, nitrate, độc
tố vi sinh vật,….
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004; Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng, 2002)
2.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa
2.1.4.1 Các vi sinh vật bình thường trong sữa
a. Vi khuẩn
Nhóm vi khuẩn lactic: là nhóm vi khuẩn có ý nghĩa quan trọng nhất vì nhờ
chúng mà có thể chế biến các sản phẩm như sữa chua, phomat, bơ,… như các loại vi
khuẩn Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris,….
Streptococcus lactis: vi khuẩn này phát triển tốt nhất trong sữa và một số môi
trường pha chế từ sữa, đây là loại vi khuẩn hiếu khí. Nhiệt độ thích hợp phát triển tốt
nhất là 30÷ 35 oC. Đặc tính sinh hóa quan trọng của chúng là lên men glucose,
galactose, lactose, dextrin, nhưng không lên men saccharose.
Streptococcus cremoris: phát triển tốt ở 20÷ 25 oC. Chúng làm cho sữa đông tụ
nhưng cũng làm cho sữa bị nhớt. Chúng thường cho sản phẩm có mùi dễ chịu và làm
cho sữa có độ chua thấp hơn, thường dùng trong chế biến bơ.
Các vi khuẩn sinh hương: gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả
năng tạo trong sữa các acid dễ bay hơi như acid lactic, acid propionic, diacetyl, este.
Streptococcus paracitrovorus, Streptococcus diacetyllactis phát triển thích hợp ở 35 oC
có khả năng tạo diacetyl.

9


Vi khuẩn gây đắng: Streptococcus liquefaciens phát triển thích hợp ở nhiệt độ
30 oC, có khả năng tạo acid, tạo enzym đông tụ sữa. Các acid và enzym này tác dụng
đồng thời lên protein của sữa làm sữa đặc lại thành cục và độ acid giảm, loại này phát

triển trong sữa và các sản phẩm sữa gây quá trình pepton hoá, do đó tạo vị đắng khó
chịu cho sản phẩm.
Vi

khuẩn

gây

thối:

hiếu khí (Proteus, Bacillus subtilis, Bacillus

mesentericus,…), kỵ khí (Bacillus putrificus, Bacillus butilinus). Vi khuẩn gây thối
không lên men đường sữa, chúng có khả năng tạo enzyme thủy phân protein tạo
pepton và acid tự do làm đắng, NH3 kiềm hóa làm hỏng sữa.
b. Nấm men
Trong sữa và các sản phẩm sữa thường thấy các giống nấm men sinh bào tử và
không sinh bào tử, chúng lên men đường lactose thành carbonic và rượu, đây là một
phản ứng sinh hóa quan trọng trong quá trình hình thành một số sản phẩm sữa chua.
Có loại nấm men không phân hủy lactose được, nhưng vi khuẩn latic trong sữa
chuyển hóa lactose thành glucose và galactose, sau đó nấm men lên men các đường
đơn này thành các sản phẩm cần thiết cho các sản phẩm sữa lên men.
Giống Torulopsis được sử dụng trong chế biến bơ, giống Mycoderma có khả
năng tạo enzym phân hủy protein, lipid, làm cho sản phẩm có vị đắng khó chịu.
c. Nấm mốc
Nấm mốc có khả năng phân giải protein, lipid làm sữa có vị đắng. Các loại nấm
mốc thường gặp trong sữa và các sản phẩm sữa: Endomyces lactis, Mucor,
Aspergillus, Penicillium,…. Nấm mốc thường phát triển sau nấm men, vì thế chỉ thấy
được trong sữa bị hư hỏng hoặc trên phomai mềm.
Endomyces lactic: tạo màng trắng trên bề mặt phomai, bơ, cũng có thể mọc sâu

trong sản phẩm ở lớp gần bề mặt. Mucor, Aspergillus, Penicillium, Clad-Osprium
thường tạo trên bề mặt bơ, phomai những vệt màu khác nhau và gây mùi ôi.
Tất cả nấm mốc thường hiếu khí, thích nghi với môi trường acid và đặc biệt là
trong môi trường đã bị vi khuẩn lactic acid hóa. Chúng không phát triển trong sữa tươi
mà phát triển trong sản phẩm sữa chua, gây kiềm hóa sữa.
Sữa có thành phần vi sinh vật thay đổi theo thời gian bảo quản, sự thay đổi đó
phụ thuộc theo nhiệt độ, thời gian bảo quản và số lượng cũng như tính chất của nhóm
10


vi khuẩn ban đầu trong sữa. Trong 12 giờ đầu trong sữa có nhiều vi khuẩn trong đó vi
khuẩn kiềm hóa và vi khuẩn gây thối rửa chiếm ưu thế. Sau 24 giờ chúng bị nhóm vi
khuẩn lactic kiềm hãm. Sau 72 giờ, nhóm vi khuẩn lactic bị nhóm vi khuẩn chịu acid
kiềm chế. Đến giai đoạn cuối cùng, khi pH của sữa đã giảm xuống nhiều, nấm men,
nấm mốc xuất hiện và phát triển.
2.1.4.2 Các vi sinh vật ít gặp
Streptococcus lactis, Micrococus caseolyticus: làm chua sữa nhanh và đông sữa
ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, còn có Bacterium fturescens, Bacterium lactis,….
2.1.4.3 Vi sinh vật gây bệnh trong sữa
Brucella, Samonella typhi, Vibrio cholerae, Shigella, Staphylococcus aureus,….
(Lê Xuân Phương, 2001)
2.1.5 Một số sản phẩm chế biến từ sữa
- Sữa thanh trùng: sữa được xử lý nhiệt ở nhiệt độ 72– 75 oC trong vài giây. Sữa
thanh trùng có thể bảo quản được 8– 10 ngày ở 4– 6 oC.
- Sữa tiệt trùng: sữa được xử lý ở nhiệt độ cao đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật và
enzym. Thời gian bảo quản và sử dụng sữa ở nhiệt độ thường kéo dài tới vài tháng.
- Sữa cô đặc: sữa được cô đặc để giảm bớt lượng nước và có bổ sung đường
saccharose trong quá trình chế biến hoặc không.
- Sữa bột: sữa được sấy thành dạng bột mịn.
- Sữa lên men: là 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.
- Phô mai: là sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa. Người ta tiến
hành đông tụ casein trong sữa sau đó tách khối đông thu được để chế biến thành phô
mai.
- Bơ: là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa.
- Kem: là sản phẩm chế biến từ sữa có phối trộn thêm các phụ liệu và là sản phẩm
có qua giai đoạn lạnh đông.
(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

11


2.2 Quá trình lên men lactic trong sữa
2.2.1 Vi sinh vật trong sản xuất yaourt
Chất lượng sữa chua phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của chủng. Đối với
từng loại sữa chua, người ta dùng các chủng khác nhau, đảm bảo sao cho sữa chua có
mùi vị đặc trưng.
Một số chủng vi sinh vật thường dùng: Streptococcus lactis, Streptococcus
cremoris, Streptococcus diacetyl lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus
bulgaricus….
Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này không chỉ sản sinh ra acid
lactic mà còn các acid bay hơi, khí CO2, este, diacetyl. Kết quả tạo cho sản phẩm có
mùi thơm đặc trưng. Vi khuẩn cần thiết trong quá trình chế biến yaourt là
Streptococcus Thermophilus và Lactobacillus Bulgaricus. Streptococcus thermophilus
phát triển nhanh hơn Lactobacillus bulgaricus và nhiệt độ thích hợp cao hơn một ít.
Đến khi sự phát triển của Streptococcus thermophilus bị chậm lại do acid sinh ra, lúc
này Lactobacillus bulgaricus sẽ phát triển và làm độ acid tăng lên đến khi đạt cân bằng
giữa 2 loài. Khi đó sản phẩm đã được ổn định.
Nhiều người cho rằng Streptococcus tạo ra acid lactic còn Lactobacillus quyết
định mùi vị và cấu trúc sản phẩm, nhưng cũng có giả thuyết cho rằng Streptococcus

thúc đẩy nhiều quá trình sinh hoá tạo hương thơm đặc trưng.
Khi lấy từng giống riêng lẻ thì mùi vị và cấu trúc không bằng sự kết hợp cân
đối giữa 2 loài. Do đó, tỷ lệ giữa 2 giống thích hợp nhất là 1: 1.
Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ
45÷ 50 oC trong môi trường có độ acid cao và có thể tạo đến 2,7 % acid lactic từ đường
lactose.

12


Hình 2.1: Hình thái sinh học của Lactobacillus bulgaricus ghi nhận bởi Jim Steele,
University of Wisconsin
( />Streptococcus thermophilus là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình,
phát triển tốt ở nhiệt độ 50 oC và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37÷ 40 oC nhưng chỉ phát triển
được trong môi trường có độ acid thấp hơn Lactobacillus bulgaricus.
(Nguyễn Thị Xuân, 2001)

Hình 2.2: Hình thái sinh học của Streptococcus thermophilus ghi nhận bởi Robert
Hutkins, University of Nebraska
( />2.2.2 Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt
Quá trình sinh hóa chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose đầu tiên
được chuyển hóa thành glucose và galactose sau đó, các đường đơn này chuyển thành
acid pyruvic và cuối cùng chuyển thành acid lactic theo sơ đồ trong Hình 2.3.
13


Lactose
Glucose

Galactose

Sản phẩm trung gian

C2H5OH

Acetaldehyde
CH3CHO

Acid pyruvic

+CO3, CH3CHO

CH3COCOOH
Acetoin
CH3COCHOHCH3
+2H +2H2O

1/2O2

-2H

Acid lactic Acid lactic CO2 + CH3COOH CH3COOH CH3COCOCH3
(lên men

(lên men dị thể)

đồng thể)
Hình 2.3: Quá trình sinh hóa trong sản xuất yaourt
Acid lactic làm giảm giá trị pH của sữa đến điểm đẳng điện của protein sữa gây
nên hiện tượng đông tụ của chúng.

Ngoài ra, do casein hiện diện trong sữa dưới dạng caseinate, chất này dưới tác
dụng của acid lactic được sinh ra tạo thành acid caseinic và lactat calcium. Acid
caseinic tự do không hòa tan do đó tạo thành khối đông.
Ngoài sản phẩm chính là acid lactic, quá trình lên men đường lactose còn cho
nhiều sản phẩm phụ khác là các acid dễ bay hơi, rượu, ete, aceton và diacetyl. Các biến
đổi sinh hóa chủ yếu trong quá trình lên men yaourt như sau:
a. Trao đổi chất carbohydrat
- Lactose bị phân hủy bên trong tế bào vi khuẩn bằng enzyme β- D galactosidase
tạo thành glucose và galactose. Glucose được sử dụng chủ yếu chuyển thành acid
lactic.
- Phức hệ calcium– caseinate– phosphate bị mất ổn định do sự hình thành acid
lactic dẫn đến sự tạo thành khối đông yaourt.

14


- 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).
b. Thủy phân protein
- Giống vi khuẩn trong sản xuất yaourt có khả năng thủy phân protein ở mức độ
thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng hóa
học và phản ứng enzyme tạo thành những hợp chất mùi.
- Cả Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus đều tạo được
enzyme peptidase phân giải protein tạo thành các peptid gây đắng. Kết quả của quá
trình thủy phân protein là tạo thành nhiều acid amin tự do.
c. Thủy phân 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 có ý
nghĩa vào mùi sản phẩm cuối cùng.

d. Các chất khác
- Thành phần niacin, acid folic gia tăng nhưng các vitamin khác như vitamin B1,
B12, B6, B5 bị phân hủy tương đối nhiều.
2.2.3 Chuẩn bị chủng vi sinh vật trong sản xuất yaourt
Chuẩn bị chủng là khâu quan trọng, quyết định chất lượng của các sản phẩm
sữa lên men. Chủng giống thường gồm Streptococcus thermophilus và Lactobacillus
bulgaricus. Để tăng hoạt tính chủng rút ngắn thời gian lên men trong sản xuất, cần cấy
chuyển tiếp vài lần. Chủng giống được chuẩn bị như sau: sữa tươi được xử lí nhiệt, sau
đó làm nguội đến nhiệt độ lên men, cấy giống vào, lên men, sau đó làm lạnh và bảo
quản.
Có 2 nhóm lên men lactic cơ bản tùy theo sản phẩm của quá trình chuyển hóa
glucose. Loại vi khuẩn sinh ra phần lớn acid lactic sau quá trình chuyển hóa glucose là
vi khuẩn lên men lactic đồng hình như: Lactococcus, Streptococcus, Pediococcus và
hầu hết Lactobacillus spp. Loại vi khuẩn này sinh ra năng lượng gấp 2 lần vi khuẩn lên
men dị hình. Chúng sẽ phát triển tùy vào nồng độ glucose, pH và hàm lượng chất dinh
dưỡng trong môi trường. Bên cạnh vi khuẩn lên men lactic đồng hình, loại vi khuẩn
15


lên men lactic dị hình trong quá trình lên men sẽ sinh ra một lượng nhỏ acid lactic, các
chất thơm như acetyl– aldehyt, diacetyl. Một số vi khuẩn lên men dị hình thường gặp
là: Leuconostoc, Carnobacterium, Lactosphaera, Lactobacillus brevls,… Vi khuẩn
Lactobacillus được chia làm 3 nhóm nhỏ: Betabacterium, Streptobacterium,
Thermobacterium. Nhóm Streptobacteria (như Lactobacillus casei và Lactobacillus
plantarum) sinh ra khoảng 1,5 % acid lactic và nhiệt độ phát triển tối ưu là 30 oC, trong
khi đó nhóm Thermobacteria (như Lactobacillus acidophilus và Lactobacillus
bulgaricus) có thể sinh ra lượng acid lactic khoảng 3 % và nhiệt độ phát triển tối ưu là
40 oC.
(Vương Thị Việt Hoa; Nguyễn Lân Dũng, 2009)
2.3 Sơ lược về cà rốt (Daucus carota) và bông cải xanh (broccoli)

2.3.1 Cà rốt (Daucus carota)
Loại củ sắc đỏ cam này là một loại thực phẩm cung cấp rất nhiều dinh dưỡng.
Với hàm lượng caroten, protein, carbohydrate, phospho, sắt,… cà rốt có công dụng bổ
trung hạ khí, lợi phổi, điều trường vị, an ngũ tạng… Không chỉ là một món ăn ngon
miệng, đẹp mắt mà còn là một loại củ bổ sung một lượng lớn vitamin cho cơ thể, giúp
ngăn ngừa khả năng thiếu vitamin của cơ thể, cà rốt còn là nguồn thực phẩm được
dùng rộng rãi trên khắp thế giới. Ở Đức, người ta ước tính cà rốt chiếm 10 % tổng
lượng rau quả mà họ sử dụng. Ở nước ta thời vụ chính ở Miền Bắc: gieo tháng 9 - 10,
thu hoạch từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau.
Tuy cà rốt chỉ có 8 % carbohydrate, nhưng chúng là một nguồn hữu dụng về
chất xơ, potassium và các khoáng chất khác được dùng vào việc sản xuất năng lượng.
Cà rốt chứa các carotenoid rất quan trọng vì alpha– carotene và beta– carotene đều có
thể được cơ thể chuyển hóa thành vitamin A. Các carotene còn bảo vệ thành phần của
võng mạc mắt, giúp có thị lực tốt, vì vậy có câu ngạn ngữ nói “ăn cà rốt sẽ giúp bạn
thấy trong bóng tối” là có căn cứ thực tế.
Lợi ích chính: Cà rốt là một nguồn carotene rất phong phú– sắc tố màu vàng
cam tạo ra màu đặc trưng của loại củ này. Chúng là các chất chống oxy hóa quan trọng
để giúp bảo vệ bệnh tim mạch vành và một số bệnh ung thư.

16