Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ BÌNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA
BỔ SUNG NGÔ NGỌT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
Khoa

: CNSH & CNTP

Khoá học

: 2013 – 2017

Thái Nguyên, năm 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ BÌNH
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA
BỔ SUNG NGÔ NGỌT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
Lớp

: K45 - CNTP

Khoa

: CNSH & CNTP

Khoá học

: 2013 – 2017

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Phạm Thị Tuyết Mai

Thái Nguyên, năm 2017


i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp,
bên cạnh sự nỗ lực,cố gắng của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ và tạo điều

kiện thuận lợi của các thầy cô giáo bộ môn cùng các đơn vị tập thể.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Ths. Phạm Thị Tuyết Mai –
Giảng viên khoa CNSH – CNTP – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, người
đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện và hoàn
thiện tốt bài khóa luận của mình.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa CNSH – CNTP đã
giúp đỡ em thực hiện và hoàn thiện tốt khóa luận tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất,
song do buổi đầu bước vào làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với
thực tế sản xuất cũng như những hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không
thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong nhận được sự chia sẻ và những
ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, ngày

tháng năm 2017

Sinh viên
Lê Thị Bình


ii
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Nghĩa đầy đủ của từ, thuật ngữ

Từ, thuật ngữ viết tắt

CT

(cả tiếng anh và tiếng việt)
Công thức
Food and Agriculture Organization of the United Nations:

FAO

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc.

HDL

High Densitylipoprotein: Cholesterol có lợi.

LDL

Low Densitylipoprotein: Cholesterol có hại.

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam.

WHO

World Health Organization: Tổ chức Y tế Thế giới


iii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thị trường sữa thế giới. ..............................................................................4
Bảng 2.2. Chỉ tiêu các đại lượng vật lý của sữa bò. ....................................................5
Bảng 2.3. Thành phần hóa học trong 1 lít sữa. ...........................................................5

Bảng 2.4. Các axit béo no chủ yếu trong sữa ..............................................................7
Bảng 2.5. Thành phần axit amin trong sữa (mg%) .....................................................9
Bảng 2.6. Hàm lượng các vitamin trong sữa (mg/l)....................................................9
Bảng 2.7. Hàm lượng các chất khoáng vi lượng có trong sữa (mg/kg) ....................10
Bảng 2.8. Hàm lượng các chất khoáng đa lượng có trong sữa (mg/kg) ...................10
Bảng 2.9. Tỉ lệ phần trăm các thành phần của hạt ngô (theo % chất khô)…………22
Bảng 2.10. Bảng thành phần hóa học của hạt ngô ....................................................24
Bảng 2.11. Bảng phân bố các chất trong hạt ngô (% khối lượng hạt) ......................24
Bảng 2.12. Bảng thành phần hóa học các loại protein trong ngô .............................26
Bảng 3.1. Tiêu chí đánh giá sữa chua bổ sung ngô ngọt...........................................33
Bảng 3.2. Tiêu chuẩn quy định chất lượng ...............................................................34
Bảng 4.1. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ sữa tươi : sữa
ngô .............................................................................................................................39
Bảng 4.2. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô ngọt khi
thay đổi tỷ lệ đường lactose bổ sung .........................................................................40
Bảng 4.3. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô ngọt khi
thay đổi tỷ lệ đường sucrose bổ sung ........................................................................42
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống bổ sung đến chất lượng sản phẩm .................43
Bảng 4.5: Bảng chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô ngọt................. 46


iv
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt dự kiến ............................35
Hình 4.1. Quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt .........................................45


v
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... iv
MỤC LỤC ..................................................................................................................v
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................2
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ............................................................................................2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................2
1.3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ..............................................................................2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ...............................................................................2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................3
2.1. Tổng quan về sữa nguyên liệu .............................................................................3
2.1.1. Một số tính chất về sữa bò ................................................................................4
2.1.2. Thành phần hoá học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi ........5
2.1.3. Các yêu cầu quan trọng của nguyên liệu sữa sản xuất sữa chua .....................11
2.1.4. Các sản phẩm chế biến từ sữa .........................................................................11
2.2. Tổng quan về sữa chua .......................................................................................13
2.2.1. Khái niệm sữa chua .........................................................................................13
2.2.2. Đặc điểm và tính chất của sữa chua ................................................................13
2.2.3. Quá trình lên men lactic trong sữa chua..........................................................14
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic ........................................16
2.2.5. Lợi ích của việc sử dụng sữa chua ..................................................................17
2.3. Tổng quan về ngô ...............................................................................................19
2.3.1. Giới thiệu chung về cây ngô ...........................................................................19
2.3.2. Đặc điểm sinh trưởng và phân loại ngô ..........................................................20
2.3.3. Cấu tạo bắp ngô, cấu tạo hạt ngô, thành phần hóa học ...................................22
2.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................27

2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ..................................................................27
2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................................28
PHẦN 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....29
3.1. Đối tượng ...........................................................................................................29
3.1.1. Nguyên vật liệu ...............................................................................................29
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................29
3.1.3.Hóa chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu.............................................................29
3.1.4.Thời gian, địa điểm tiến hành ..........................................................................30
3.1.5.Nội dung nghiên cứu ........................................................................................30
3.2.Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................30


vi
3.2.1.Phương pháp bố trí thí nghiệm .........................................................................30
3.2.2..Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô ngọt ..36
3.2.3.Phương pháp phân tích .....................................................................................36
3.2.4.Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................38
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .....................................39
4.1. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ sữa tươi và sữa ngô đến chất lượng sản phẩm .....39
4.2. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ đường lactose bổ sung đến chất lượng cảm quan
sản phẩm. ...................................................................................................................40
4.3. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ đường sucrose bổ sung đến chất lượng cảm quan
sản phẩm. ...................................................................................................................42
4.4. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ giống bổ sung đến chất lượng sản phẩm..............43
4.5. Hoàn thiện quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt ................................45
4.6. Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô
ngọt ............................................................................................................................46
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................47
5.1. Kết luận ..............................................................................................................47
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................47

1
PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong thời đại kinh tế tri thức, hòa cùng nhịp sống ngày một hiện đại thì nhu
cầu về thực phẩm ngày một tăng lên cả về chất và lượng. Để đáp ứng nhu cầu này
thì nhiều sản phẩm được sản xuất ra không đơn thuần chỉ cung cấp chất dinh dưỡng,
tốt cho sức khỏe mà còn đảm bảo về mặt cảm quan. Các sản phẩm này xuất phát từ
nguồn nguyên liệu phong phú, đa dạng vốn có như ngũ cốc, rau quả, trứng,
sữa,…Trong đó, các sản phẩm lên men đặc biệt là lên men lactic được ứng dụng
rộng rãi. Sữa chua cũng là một sản phẩm lên men lactic từ sữa, rất được ưa chuộng
trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Sữa chua có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng và
quan trọng hơn cả là nó mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
Sữa chua là một loại thực phẩm được lên men một cách tự nhiên nên rất tốt
cho sức khỏe con người. Quá trình lên men tạo cho sữa chua có hương vị thơm
ngon, bổ dưỡng. Không chỉ có vậy mà quá trình lên men còn tạo ra trong sữa chua
một số vi khuẩn sinh enzym proteaza, có lợi cho đường ruột, kích thích hệ tiêu hóa
làm việc tốt hơn. Ngoài ra còn có vi khuẩn lactic sinh ra trong quá trình lên men
giúp kích thích sự gia tăng về số lượng các vi khuẩn có lợi trong đường ruột, khử
một số hoạt tính gây hại, giúp cơ thể sử dụng triệt để canxi, phospho, sắt, làm tăng
interferron gama trong cơ thể, kích thích sự tiêu hóa, tăng khả năng tiêu hóa, tăng
cường hệ miễn dịch, tạo cảm giác ngon miệng và tăng khả năng hấp thụ các chất
dinh dưỡng có trong thực phẩm. Theo nghiên cứu, nếu chúng ta sử dụng sữa chua
đều đặn hằng ngày còn có tác dụng chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn
chế các bệnh đường ruột, giảm viêm loét dạ dày và ngăn ngừa nguy cơ loãng xương
[12].
Hiện nay thị trường sữa chua đang phát triển mạnh cùng với xu hướng của
người tiêu dùng là lựa chọn sản phẩm tự nhiên giàu dưỡng chất, an toàn nhưng phải

đảm bảo cảm quan tốt. Biết được vai trò quan trọng và lợi ích của việc sử dụng sữa
chua cũng như để tạo nên sự khác biệt, đa dạng về chủng loại. Chính vì vậy đề tài


2
nghiên cứu của em là tạo sản phẩm mới kết hợp tính truyền thống với hương vị tự
nhiên “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt để
tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, có màu sắc, hương vị hấp dẫn, an toàn, chất
lượng dinh dưỡng cao, nhằm đa dạng hóa sản phẩm phù hợp với thị hiếu người
tiêu dùng.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu được ảnh hưởng của các thông số công nghệ (tỷ lệ phối trộn giữa
sữa tươi tiệt trùng và dịch sữa ngô, tỷ lệ đường lactose bổ sung, tỷ lệ đường sucrose
bổ sung, tỷ lệ men giống bổ sung).
- Xây dựng được quy trình sản xuất sữa chua bổ sung ngô ngọt.
- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sữa chua bổ sung ngô ngọt.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Tạo ra sản phẩm tốt có giá trị dinh dưỡng cao có nguồn gốc từ thiên nhiên,
đồng thời tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có để tạo ra sản phẩm mới, có giá
trị dinh dưỡng và cảm quan. Đặc biệt an toàn cho người tiêu dùng.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Làm đa dạng hóa sản phẩm sữa chua.
- Tạo ra sản phẩm có hương vị thơm ngon, có nguồn gốc thiên nhiên.
- Tạo đầu ra cho sản phẩm ngành nông nghiệp.

3
PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về sữa nguyên liệu
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi con cái của động vật có vú
(gồm cả động vật đơn huyệt). Khả năng tạo ra sữa là một trong những đặc điểm để
phân định động vật có vú với các loài động vật khác. Sữa được tạo ra là nguồn dinh
dưỡng ban đầu cho động vật lúc mới sinh, để chúng ăn trước khi chúng có thể tiêu
hóa được các loại thực phẩm khác [13]. Sữa được tiết ra ban đầu gọi là sữa non. Sữa
non có chứa các kháng thể từ mẹ để cung cấp cho con non do đó sữa non giúp con
non giảm được nguy cơ nhiễm một số bệnh. Ngoài ra sữa là một loại chất giúp cải
thiện giúp cải thiện dinh dưỡng, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Tỷ lệ các
chất dinh dưỡng có trong sữa của các loài động vật là khác nhau nhưng chúng đều
bao gồm các thành phần chính như: nước, chất béo, protein, đường lactose, vitamin
và khoáng chất. Những con vật cho nhiều sữa nhất là: trâu, bò, cừu và dê. Sữa được
chế biến và sử dụng rộng khắp ở nhiều quốc gia và ngày càng chiếm vị trí quan
trọng trong bữa ăn của mỗi gia đình. Ở Việt Nam, sữa bò là nguồn dinh dưỡng quan
trọng cho con người, vừa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực
phẩm, do đó sữa đóng vai trò vô cùng quan trọng [12].
Sữa và các sản phẩm về sữa là những loại thực phẩm truyền thống và thông
dụng ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ. Sản xuất sữa trên thế giới trong năm 2009
ước đạt 701 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2008. Tốc độ tăng trưởng sản xuất ở các
nước đang phát triển nhanh hơn các nước phát triển và rõ nét vào năm 2010. Dự
kiến là tăng trưởng ở các nước đang phát triển sẽ là 4% so với sản lượng ở các nước
phát triển, trong khi sản lượng sữa ở các nước phát triển không thấy thay đổi. Sản
lượng sữa năm 2010 tăng khoảng 2% lên 714 triệu tấn [9].


4
Bảng 2.1. Thị trƣờng sữa thế giới.

Nội dung

2008

2009

2010

Tổng sản lượng sữa (triệu tấn)

691,7

700,9

713,6

Tổng thương mại (triệu tấn)

40,5

38,6

40,6

Nhu cầu các nước đang phát triển (kg/người/năm)

65,6

65,7

67,2

Nhu cầu các nước phát triển (kg/người/năm)

248

248

247,6

Tình hình tiêu thụ sữa ở Việt Nam khá thấp so với thế giới. Theo như báo cáo
ngành sữa 2009 thì trung bình người Việt tiêu thụ 9 lít sữa/người/năm [9]. Con số
này chưa được 1/10 so với lượng sữa tiêu thụ trung bình của các nước đang phát
triển như Phần Lan, Thụy Sỹ, Na Uy, Mỹ, Pháp hay các nước trong khu vực như
Thái Lan, Singapore,… Tuy nhiên mấy năm gần đây lượng sữa tiêu thụ đã tăng lên
và trong 10 năm tới nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sữa dự báo sữa tăng mạnh. Theo Quy
hoạch ngành công nghiệp chế biến sữa đã được Bộ Công Thương phê duyệt tháng
6/2010, mức tiêu thụ sữa trên đầu người vào năm 2005 đạt 20 – 21 kg. Đến năm
2020 con số dự kiến sẽ đạt 27 – 28 kg/người/năm.
2.1.1. Một số tính chất về sữa bò [6].
Sữa là một chất keo màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước, có vị
đường nhẹ và có mùi không rõ nét, gồm chất béo và protein phân tán trong nước
dạng dung dịch. 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 ngà đến màu vàng nhạt, có
mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa bò thường có những tính chất được thể hiện ở
bảng sau:


5
Bảng 2.2. Chỉ tiêu các đại lƣợng vật lý của sữa bò.

Đại lƣợng

Đơn vị

Giá trị

-

1,030÷1,034

Dornic

16÷18

g/cm3

1,028÷1,036

Mật độ quang (15oC)
Độ chua
Tỷ trọng
Điểm đông
pH
Nhiệt dung riêng

o

o

C

-0,54oC÷ -0,59oC

-

6,5÷6,7

Cal/g.oC

0,932÷0,954

2.1.2. Thành phần hoá học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi
Bảng 2.3. Thành phần hóa học trong 1 lít sữa.
Thành
Phần
Nước (g/l)
Gluxit
(40 – 60g/l)

Chất béo
(25 – 45g/l)
Hợp chất chứa
nitơ
(25 – 40g/l)
Chất
Khoáng
(25 – 40g/l)
Chất khô tổng
số (g/l)
Các chất khác

Đặc điểm
Pha lỏng
Dạng tự do: ở trạng thái phân tử
Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin,
axit sianic ở trạng thái keo, được liên kết
với protein <1g/l
Ở dạng cầu béo: là những giọt chất béo có
đường kính từ 1 - 10µ, được bao bọc bằng
một màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương
Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất
béo: các sắc tố (β-caroten), sterol
(cholesterol), các vitamin
Ở dạng mixen 28g
Ở dạng huyền phù 4,7g
Ở dạng nitơ phi protein 0,3g
Ở trạng thái keo và hòa tan
Sữa đã được làm bốc hơi
Các chất xúc tác sinh học: Vitamin (A, D,
E, K, B1, B2, PP,…) và các enzym
Các chất khí hòa tan: CO2, O2, N2, chiếm
4 – 5% thể tích của sữa

Khối
Lƣợng

%

902

87,4

49

4,75

39

3,78

33

3,2

9

0,87

130

12,6


6
2.1.2.1. Nước
Trong sữa nguyên liệu hàm lượng nước chiếm 85 – 89,5% khối lượng nguyên
liệu, trong đó chủ yếu là nước tự do, một tỷ lệ nhỏ là nước liên kết.
Nước tự do trong sữa chiếm 96 – 97% tổng lượng nước, ở dạng các hạt có kích
thước khác nhau, phân bố tương đối đồng đều trong sản phẩm và thường bị bay hơi
trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô.

Nước liên kết chiếm khoảng 3 – 4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc thành
phần nằm trong hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit. Hàm lượng nước liên kết
trong các sản phẩm sữa khác nhau thì khác nhau (sữa gầy 2,13 – 2,59%, sữa non
4,15%, nước tách ra trong sản xuất bơ 1,75%,…). Nước liên kết đóng băng ở nhiệt
độ nhỏ hơn 0oC, không hòa tan trong muối, đường.
2.1.2.2. Chất béo
Chất béo sữa (milk fat) được coi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng,
chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A,
D, E). Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái
của sản phẩm. Có tới 98 – 99% chất béo của sữa là các triglyxerit, 1 – 2% còn lại là
các photpholipit, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E và K.
Trong sữa có 18 axit béo. Mỗi glyxerol có thể kết hợp với ba phân tử axit béo.
Axit béo này có thể cùng loại hoặc khác loại. Vì vậy số glyxerit khác nhau là vô
cùng lớn. Chất béo sữa bao gồm các triglyxerit, diglyxerit, axit béo, sterol,
carotenoit, viatmin A, D, E, K và một số chất khác.
Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu có đường kính từ 0,1 - 20µm
(đường kính trung bình từ 3 đến 4µm). Trong 1ml sữa có khoảng 3000 – 4000 triệu
cầu mỡ, các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0,925 g/cm3) và
chúng có xu hướng nổi lên trên bề mặt sữa. Thành phần của các cầu mỡ gồm
photpholipit, lipoprotein, protein, axit nucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng và
nước. Chất béo của sữa khác với mỡ động vật khác là chứa nhiều axit béo no, có
khối lượng phân tử thấp.


7
Chất béo của sữa khác với mỡ động vật khác là chứa nhiều axit béo no, có
khối lượng phân tử thấp.[12]
Bảng 2.4. Các axit béo no chủ yếu trong sữa
Số nguyên tử

Điểm nhiệt độ

Tỷ lệ so với

cacbon

nóng chảy

tổng số (%)

Butyric

4

-8

3,0÷4,5

Caproic

6

-2

1,3÷2,2

Caprilic

8

16

0,8÷2,5

Capric

10

31

1,8÷3,8

Lauric

12

44

2,0÷5,0

Miristic

14

54

7,0÷11,0

Palmitic

16

63

25,0÷29,0

Stearic

18

70

7,0÷13,0

Oleic

18:1

+14

30,0÷40,0

Linoleic

18:2

-11

-

Linoleic

18:3

-5

0,3÷3,0

Các axit béo
Các axit béo no

Các axit béo không no

2.1.2.3. Đường lactose
Đường trong sữa được gọi là lactose và chỉ tìm thấy duy nhất trong sữa động
vật. Lactose tạo vị hơi ngọt cho sữa. Trong sữa đường lactose tồn tại dưới 2 dạng:
dạng α-lactose monohydrate C12H22O11.H2O và dạng β-lactose anhydrous
C12H22O11. Ngoài lactose, trong sữa còn chứa glucose (hàm lượng 70mg/l),
galactose (20mg/l) và các hợp chất glucide chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, Nacetyl galactosemine, axit N-acetyl neuraminic…tuy nhiên hàm lượng các chất này
rất thấp.
Độ ngọt của lactose kém saccaroza 30 lần, độ hòa tan trong nước kém hơn
saccaroza. Khi gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactose. Ở nhệt độ cao hơn


8
100oC xảy ra biến màu do sự xuất hiện các melanoit tạo thành khi các axit amin của
sữa tác dụng với lactose và lactose bị phân giải một phần tạo thành các axit lactic,
axit formic…làm cho sữa có màu nâu và tăng độ chua của sữa lên 1 – 2oT.
2.1.2.4. Các hợp chất có chứa nitơ
a. Casein

Casein là một photphoprotein, là thành phần protein chủ yếu trong sữa, trong
thành phần của nó có chứa gốc axit phosphoric. Hợp chất này cấu thành khoảng 800
protein có trong sữa động vật và chứa tất cả các axit amin thông thường. Trong sữa
casein tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micell chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là
các loại casein và khoáng (bao gồm canxi, magie, phosphate và citrate). Casein
trong sữa có nguồn gốc từ những giống bò khác nhau có thể có cấu trúc bậc một
khác nhau.
b. Hệ thống protein trong sữa
Trong dung dịch sữa có chứa hai kiểu protein khác nhau:
- Protein hòa tan: Gồm albumin, imunoglobumin, lisozim, lactoperoxydaza,
lactoferin.
- Protein ở trạng thái keo không đều: Gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các
caseinat và canxi phosphat.
- Protein trong sữa còn đầy đủ các axit amin không thay thế và rất cân đối về
thành phần các axit amin.


9
Bảng 2.5. Thành phần axit amin trong sữa (mg%) [6]
Casein

Thành phần
L-Lactoglubulin

D-lactoalbumin

Alanin
Arginin
Axit asparaginic
Glycin

Axit glutamic

3,0
4,1
7,1
2,7
22,4

6,9
2,74
11,44
1,4
19,14

2,1
1,2
18,7
3,2
12,9

Histidin
Izoleucin
Leucin
Metionin
Tyrosin
Prolin

3,1
6,2
8,2

2,8
6,3
11,3

1,60
6,82
11,7
3,16
3,55
5,13

2,9
6,8
11,5
1,0
5,4
1,5

Serin
Treonin
Triptophan
Cystein và Cystin

6,3
4,9
1,7
0,34

3,51
5,24

1,19
3,40

4,8
5,5
7,0
6,4

Axit amin

2.1.2.5. Các vitamin và khoáng chất
- Các vitamin: hàm lượng các vitamin trong sữa tương đối thấp và nó bao gồm
các vitamin tan trong nước và vitamin tan trong dầu. Hàm lượng các vitamin này bị
ảnh hưởng bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết.
Bảng 2.6. Hàm lƣợng các vitamin trong sữa (mg/l)
Vitamin

mg/l

Vitamin

mg/l

Vitamin

mg/l

A

0,3

B1

0,4

Nicotinamat

1

B

0,001

B2

1,7

Axit pantothenic

3

C

20

B6

0,5

Biotin

0,04

E

1,4

B12

0,005

Axit folic

0,05


10
- Các khoáng chất: Các chất khoáng trong sữa bao gồm các chất tro, hàm
lượng này dao động từ 8 – 10g/l. Nó bao gồm các nguyên tố: Ca, Mg, Na, K, Fe,
Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn. Trong đó Mg, K, Cl, P, S chiếm tỷ lệ cao trong
sữa. Các chất khoáng như K, Na, Cl đóng vai trò như chất điện ly. Ngoài ra, trong
sữa còn có các nguyên tố như Zn, Fe, I, Cu…chúng là những chất khoáng rất cần
thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của con người [6].
Bảng 2.7. Hàm lƣợng các chất khoáng vi lƣợng có trong sữa (mg/kg)

Fe

Hàm lƣợng
(mg/kg)
0,1 – 0,6

Pb

Hàm lƣợng
(mg/kg)
0,02 – 1,2

Co

0,11

Zn

0,48 – 3,0

Mn

0,06

Cu

0,05 – 3,4

I

0,05 – 0,2

Chất khoáng

Chất khoáng

Ngoài các chất khoáng vi lượng ra thì trong sữa còn bao gồm các chất khoáng
đa lượng. Các chất này nằm dưới các dạng muối.
Bảng 2.8. Hàm lƣợng các chất khoáng đa lƣợng có trong sữa (mg/kg)

K

Hàm lƣợng
(mg/kg)
144,0

Mg

Hàm lƣợng
(mg/kg)
12,2

Na

43,7

Cl

104,5

Ca

124,0

P

110,0

S

31,8

Chất khoáng

Chất khoáng

2.1.2.6. Các hợp chất khác
a. Enzym
Trong sữa có nhiều nhóm enzym hiện diện:
- Lipase: Có thể làm cho sữa và các sản phẩm của sữa bị trở mùi xấu đi do
chúng thủy phân glycerid và giải phóng axit béo tự do.
- Protease: Được hình thành tự nhiên trong sữa và chúng không bị phân hủy
hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng, có thể tạo vị đắng cho sữa.


11
- Phosphatase: Thủy phân liên kết ester với gốc phosphate.
b. Các chất màu
Màu sắc của sữa và mỡ sữa là do sự có mặt của nhóm carotenoit (đại diện là
carotin). Hàm lượng carotin này trong sữa vào mùa hè khoảng 0,3 – 0,6 mg/kg, mùa
đông khoảng 0,05 – 0,2 mg/kg. Trong sữa còn có sắc tố xanh của clorofin, màu
vàng của lactoflavin, màu trắng của sữa do khuyếch tán ánh sáng bởi mixen protein.
Cường độ màu sắc của sữa phụ thuộc vào các yếu tố hàm lượng chất béo trong sữa,
thức ăn, loài động vật cho sữa, chất bẩn tồn tại trong sữa [12].
c. Các chất khí

Các chất khí chủ yếu trong sữa là CO2, O2, N2 ở dạng hòa tan, chiếm tỷ lệ
trung bình khoảng 70ml/lít sữa. Trong đó 50 – 70% là khí CO2, 5 – 10% là khí O2,
20 – 30% là khí N2. Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5 – 6% thể tích sữa.
Chúng thường tồn tại ở dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với chất khác và ở dạng
phân tán.
2.1.3. Các yêu cầu quan trọng của nguyên liệu sữa sản xuất sữa chua [16].
- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.
- Không chứa thể thực khuẩn (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 và thiết bị sữa.
- Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng trong sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo
và hàm lượng chất khô không béo. Lượng chất khô không béo – theo quy định của
WHO/FAO không được thấp hơn 8,2%, lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu
chỉnh nhờ quá trình chuẩn hóa để phù hợp với yêu cầu của sản phẩm.
2.1.4. Các sản phẩm chế biến từ sữa [16]
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghệ hiện đại cùng với nhu
cầu ngày càng tăng lên của người dân thì sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa đã
được sản xuất ra với nhiều chủng loại ngày càng đa dạng để đáp ứng nhu cầu của


12
mọi lứa tuổi. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều sản phẩm sữa đa dạng về mẫu
mã cũng như chủng loại: sữa tươi, sữa bột, sữa đặc, phomat, yaout…
2.1.4.1. Sữa tươi
Là các loại sữa động vật (bò, dê, cừu…) ở dạng nguyên liệu thô, dạng nước,
chưa qua chế biến hoặc mới qua sơ chế được sử dụng rộng rãi cho công nghệ chế
biến đơn giản, phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Tùy thuộc vào thời gian
bảo quản người ta có thể chế biến thanh trùng hoặc tiệt trùng.

2.1.4.2. Sữa bột
Sữa bột là một sản phẩm sản xuất từ sữa ở dạng bột khô, được thực hiện bằng
cách làm bốc hơi sữa để khô sau đó nghiền nhỏ, tán nhỏ thành bột. Sữa bột có thời
hạn sử dụng lâu hơn so với sữa nước và không cần phải làm lạnh, do bản thân nó có
độ ẩm thấp. Sữa bột được sử dụng rất ưa chuộng trên thị trường với nhiều mục đích
khác nhau như: sản xuất sữa pha lại, làm bánh…
2.1.4.3. Sữa đặc
Sữa đặc hay còn gọi là sữa đặc có đường là một loại thực phẩm bằng sữa, chủ
yếu là sữa bò, giảm phần nước và nấu với đường để sệt lại trước khi đóng lon.
Trước kia sữa đặc có hai loại : sữa đặc có đường và sữa đặc không đường. Loại sữa
đặc không đường sau này không còn được sản xuất nữa nên sữa đặc hiểu theo ngày
nay đồng nghĩa với sữa đặc có đường.
2.1.4.4. Phomat
Phomat hay còn gọi là phomai là thực phẩm được làm bằng cách kết đông và
lên men sữa của trâu, bò, dê, cừu hoặc từ những động vật quý hơn. Phomat có thể
được tạo thành sau khi axit hóa sữa bằng cách cấy vi khuẩn rồi thêm vào enzym
renet (hay những enzym thay thế khác).
Phomat chứa một lượng protein và chất béo tương đối cao, cung cấp một năng
lượng tương đương với thịt heo (2500-4000 kcal).


13
2.2. Tổng quan về sữa chua
2.2.1. Khái niệm sữa chua
Sữa chua là một dạng sản phẩm được chế biến từ sữa, được lên men một cách
tự nhiên nhờ vi khuẩn lactic, có cấu trúc gel mịn. Mọi loại sữa đều có thể dùng để
làm sữa chua nhưng trong cách chế tạo hiện đại sữa bò được sử dụng nhiều nhất.
Trong quá trình lên men, casein trong sữa bị đông tụ, vi khuẩn lactic phát triển làm
cho sữa chua có vị chua dịu, vị béo hài hòa, thơm ngon bổ dưỡng, có tác dụng rất
tốt đối với sức khỏe con người [6].

2.2.2. Đặc điểm và tính chất của sữa chua
2.2.2.1. Đặc điểm của sữa chua
Sữa chua là các sản phẩm lên men có nguồn gốc từ Kapca và nhanh chóng
phổ biến sang các nước khác trên thế giới trong đó sữa chua là một trong những
sản phẩm được coi là thực phẩm lý tưởng cho sức khỏe. Đa số chúng ta đều yêu
thích loại thực phẩm này bởi hương vị , sự tiện lợi và hơn hết là nó rất tốt đối với
sức khỏe.
Do sữa chua được lên men tự nhiên nên có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa rất tốt bởi
các chất đều đã được chuyển hóa tới dạng cơ thể dễ hấp thụ. Nó có tác dụng kích
hích sự tiết dịch vị, kích thích sự trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống
chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối rữa ở ruột. Ngoài các thành phần dinh dưỡng
như protein, lipid, glucid, sữa chua còn chứa nhiều vitamin, các chất kháng thể rất
có ý nghĩa điều trị một số bệnh [14].
Theo FAO/WHO thì hàm lượng chất béo của sữa chua như sau:
Sữa chua: hàm lượng chất béo ít nhất là 3%.
Sữa chua một phần từ sữa gầy: thấp nhất là 0,5%, cao nhất là 3%.
Sữa chua từ sữa gầy: cao nhất là 0,5%.
Hàm lượng chất khô không béo là 8,2% [2].
2.2.2.2 Một số chất chính trong sữa chua
Acid lactic: hàm lượng acid lactic trong sữa chua khoảng 0,7 – 0,9%. Cả hai
vi khuẩn Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus đều sinh ra acid


14
lactic từ glucose. Galactose được tạo thành trong quá trình thủy phân lactose không
chuyển thành acid lactic mà vẫn tồn tại trong sữa chua. CO2, acid acetic, ethanol
cũng sinh ra trong quá trình sản xuất sữa chua nhưng với hàm lượng nhỏ.
Acetaldehyde (ethanal): hàm lượng acetaldehyde trong sữa chua khoảng
10mg/kg. Nó được tạo thành chủ yếu do Lactobacillus bulgaricus. Chất quan trọng
có thể tạo được acetaldehyde là threonine, một acid amin có trong sữa.

Diacetyl: hàm lượng diacetyl trong sữa chua khoảng 0,8 – 1,5mg/kg. Nó được
tạo thành từ acid pyruvic trong quá trình lên men.
Polysaccharide: các vi khuẩn trong sữa chua sinh ra một lớp glycocalix chủ
yếu là chuỗi polysaccharide được tạo thành từ galactose và các loại đường khác có
exopolysaccharide. Polysaccharide đóng vai trò quan trọng đối với độ chắc và độ
nhớt của sữa chua, đặc biệt trong sữa chua khuấy [2].
2.2.3. Quá trình lên men lactic trong sữa chua
2.2.3.1. Vi sinh vật trong sữa chua
Hệ vi sinh vật trong sữa chua bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc. Một số
loài vi khuẩn lactic như: Streptococcus lactic, S. cremoric, S. thermophilus chỉ có
tác dụng lên men lactose và tạo ra acid lactic. Một số khác như S. diacetylactic,
Leuconostoc citrovorum lại có khả năng tạo chất thơm. Vi khuẩn cần thiết và quan
trọng nhất trong sản xuất sữa chua là vi khuẩn lactic với hai loài đặc trưng:
Lactobacillus bulgaricus (L.bulgaricus): là vi khuẩn lên men điển hình, phát
triển tốt nhất ở nhiệt độ 45 – 50oC trong môi trường có độ acid cao. Loài này có thể
tạo ra trong khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường glucose.
Streptococcus thermophilus (S. thermophilus): phát triển tốt nhất ở nhiệt độ
50oC và sinh sản tốt nhất ở nhiệt độ 37 – 40oC. Đây cũng là vi khuẩn lactic chịu
nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ đun nóng đến 65oC trong 30 phút
nhưng chỉ phát triển được trong môi trường có độ acid thấp hơn Lactobacillus
bulgaricus.
Cả hai vi khuẩn này phát triển riêng rẽ trong sữa nhưng chúng hỗ trợ lẫn nhau
khi dùng trong sản xuất. Streptococcus themophilus sinh ra axit fomic và CO2, các


15
chất này kích thích sự phát triển của Lactobacillus bulgaricus. Hàm lượng oxy
trong sữa cũng rất quan trọng. Nếu hàm lượng oxy nhiều hơn 4mg/kg sữa sẽ ức chế
sự phát triển của S. thermophilus. Lactobacillus bulgaricus sinh ra các peptide và
các acid amin, các chất này kích thích sự phát triển của S. thermophilus [2]. Khi lấy

từng giống riêng lẻ để lên men sữa thì tỷ lệ thích hợp nhất giữa hai giống là 1:1.
2.2.3.2. Bản chất của quá trình lên men
Lên men là quá trình quan trọng nhất trong sản xuất sữa chua. Đó là quá trình
lên men lactic:
C12H22O11

+

H2 O

Lactoza
C6H12O6

→

C6H12O6

+

C6H12O6

Glucoza
→

CH3-CO-COOH

Glucoza
CH3-CO-COOH

Fructoza

axit Pyruvic
→

Axit Pyruvic

CH3-CHOH-COOH
axit lactic

Lên men là một quá trình oxy hóa khử xảy ra trong cơ thể sinh vật nhằm cung
cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào vi sinh vật, bởi lẽ cơ thể sống
luôn cần năng lượng mà năng lượng đó tàng trữ dưới dạng ATP.
Các phản ứng hóa sinh trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển
hydro ở dạng (H+ +e) dưới tác dụng của enzym dehydrogenaza. Trong quá trình đó
hydro được tách ra khỏi cơ chất chuyển đến tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ. Hợp
chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm lên men rồi tích tụ lại trong môi
trường dinh dưỡng. Tùy theo sản phẩm tích lũy nào chiếm ưu thế mà ta có thể lên
men lactic, lên men rượu…[6].
2.2.3.3. Cơ chế của quá trình lên men
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa gluxit thành axit lactic nhờ hoạt động
của các vi khuẩn lactic. Tùy theo đặc điểm lên men của vi khuẩn lactic mà người ta
chia thành hai kiểu lên men: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình.


16
Trong lên men lactic đồng hình thì sản phẩm chỉ là axit lactic. Các vi khuẩn
lên men lactic đồng hình có thể kể đến là Steptococus, Strepto Cremoris,
Lactobacterium Bulgaricus, Lacidophilus, L.delbruclkii, L. cucumerisfermentati.
Còn trong lên men latic dị hình thì sản phẩm cuối cùng khá đa dạng bao gồm:
axit lactic, axetal, axit sucsinic, các este, diaxetyl, CO2, H2…Các vi khuẩn lên men

lactic dị hình gồm có Es.cherichia Coli và nhiều vi khuẩn trong giống Leuconostoc
và giống phụ Beta bacterium.
Các vi khuẩn lên men đồng hình thì thiếu enzym phosphoketolaza là một
enzym tồn tại trong vi khuẩn lên men dị hình. Mặt khác, các vi khuẩn lên men dị
hình lại thiếu enzym aldolaza có tác dụng phân cắt hợp chất fructoza-1,6 diphosphat
trong lên men đồng hình [6].
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic
Quá trình lên men lactic chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố. Trong những yếu
tố đó có thể kể đến như: giống vi sinh vật, môi trường lên men và điều kiện lên men
(số lượng giống, nhiệt độ và thời gian lên men). Ngoài ra quá trình lên men còn chịu
ảnh hưởng của các yếu tố khác như việc cung cấp oxy và sự khuấy trộn…[12].
2.2.4.1. Giống vi sinh vật
Trong quá trình lên men các sản phẩm từ sữa, người ta sử dụng tổ hợp vi sinh vật
gồm nhiều loại khác nhau. Khi đó mối tương tác sinh học giữa các loài sẽ mang lại
những tác động có lợi cho quá trình sinh trưởng và trao đổi chất của tổ hợp giống [6].
2.2.4.2. Môi trường lên men
Môi trường lên men với cơ chất đầy đủ, theo tỷ lệ tối ưu sẽ giúp cho quá trình
lên men đạt chất lượng tốt. Sữa chứa đầy đủ các nguyên tố cơ bản, khoáng và các
yếu tố sinh trưởng cần thiết, được xem là môi trường hoàn hảo cho quá trình trao
đổi chất của vi sinh vật.
Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng nhất của môi trường lỏng ảnh hưởng đến quá
trình lên men là hàm lượng chất khô và pH.
Khi hàm lượng các chất khô hòa tan trong môi trường quá cao, màng tế bào vi
sinh vật không thể duy trì sự cân bằng áp lực thẩm thấu được nữa, tế bào chất có thể


17
bị co lại, tế bào bị biến dạng và hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật giảm đi. Do đó,
quá trình lên men diễn ra nhanh và chất lượng sản phẩm tốt, ứng với mỗi loại vi sinh
vật, ta cần xác định hàm lượng chất khô tối ưu cho môi trường trước khi lên men.

Hoạt tính trao đổi và sinh trưởng của vi sinh vật phụ thuộc vào pH môi trường
do pH ảnh hưởng đến hoạt tính các enzyme trong tế bào và cơ chế vận chuyển các
chất của màng tế bào chất. Mỗi loài vi sinh vật sẽ có một khoảng pH tối thích tương
ứng. Nhìn chung các vi sinh vật sử dụng trong các sản phẩm lên men thì khoảng pH
tối ưu nằm trong vùng axit hoặc axit yếu (pH=4-6) [6].
2.2.4.3. Điều kiện lên men
Lượng giống cấy: nếu lượng giống cấy quá ít, thời gian lên men sẽ kéo dài.
Các vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình lên men dễ phát triển và có thể gây hư
hỏng sản phẩm. Ngược lại, nếu giống cấy quá nhiều, thời gian lên men được rút
ngắn, tuy nhiên lượng sản phẩm phụ tạo thành sẽ thay đổi gây ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm. Hơn nữa việc tăng lượng giống sẽ làm tăng chi phí cho quá trình
sản xuất.
Nhiệt độ: Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa thường sử
dụng tổ hợp vi sinh vật và nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng của mỗi loài khác
nhau. Do đó, ứng với từng quá trình lên men và tổ hợp vi sinh vật sử dụng người ta
xác định nhiệt độ lên men tối ưu bằng thực nghiệm. Thông thường khi nhiệt độ lên
men quá thấp, quá trình lên men sẽ kéo dài. Nhưng nếu nhiệt độ lên men quá cao
hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật giảm và những hợp chất tạo hương dễ thất
thoát hơn.
Thời gian lên men: tùy thuộc vào sản phẩm và hoạt tính loài vi sinh vật sử
dụng. Trong quá trình sản xuất, người ta xác định thời điểm kết thúc quá trình lên
men và ủ chín sản phẩm thông qua việc lấy mẫu đánh giá kiểm tra một số chỉ tiêu
hóa lí và cảm quan [6].
2.2.5. Lợi ích của việc sử dụng sữa chua [6].
Sữa chua là một sản phẩm có hàm lượng chất dinh dưỡng cao và có hương vị
thơm ngon hấp dẫn nên được rất nhiều người ưa thích. Sữa chua có hàm lượng axit