KHẢO sát CÔNG NGHỆ lên MEN sữa CHUA

TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN
KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ LÊN MEN SỮA CHUA
TỪ VI KHUẨN LACTIC


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
1.1.Đặt vấn đề...................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và yêu cầu...................................................................................1
1.2.1. Mục tiêu...............................................................................................1
1.2.2. Yêu cầu................................................................................................1
1.3. Ý nghĩa.......................................................................................................2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học.................................................................................2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU.............................................................................3
2.1. Sữa chua.....................................................................................................3
2.1.1. Giới thiệu chung về sữa chua..............................................................3
2.1.2. Thành phần dinh dưỡng của sữa chua................................................4
2.2. Giới thiệu chung về vi khuẩn Lactic..........................................................5
2.2.1. Đặc điểm của vi khuẩn Lactic.............................................................5
2.2.2. Phân loại vi khuẩn lactic.....................................................................6
2.2.3. Tính chất của vi khuẩn lactic đối với q trình lên men sữa chua.....6
2.2.4. Quá trình lên men sữa chua từ vi khuẩn Lactic..................................7
2.2.5. Lên men Lactic....................................................................................8
2.2.6. Thuộc tính bảo quản của vi khuẩn axit lactic.....................................9
2.2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men Lactic..........................................9
KẾT LUẬN.................................................................................................12
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................13

MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Sữa chua là một trong những sản phẩm sữa lên men được tiêu thụ rộng rãi

nhất và sự phổ biến của nó đang ngày càng tăng trên tồn cầu. Nhiều người thích
sữa chua vì hàm lượng dinh dưỡng tuyệt vời của nó. Sữa chua được sử dụng để
chữa rối loạn đường ruột, các vấn đề về dạ dày, các vấn đề về thận, v.v. Đặc tính
chữa bệnh của sữa chua có liên quan đến sự tích tụ của các hóa chất như lizin,
streptomixin, ... Khi kháng sinh đi vào ruột, nó sẽ tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng gây
bệnh, dẫn đến ruột sạch hơn. Sữa chua cũng kéo dài tuổi thọ của một người. Sự phát
triển của một chủng nấm men hoạt động với một số lượng đáng kể các tế bào sống,
khi được đưa vào sữa sẽ thúc đẩy quá trình lên men, là một trong những yêu cầu
quan trọng nhất trong quá trình tổng hợp thành cơng chủng nấm men.
Các lồi vi khuẩn axit lactic (LAB) là vi sinh vật tiềm năng và đã được ứng
dụng rộng rãi trong quá trình lên men thực phẩm trên tồn thế giới. Q trình lên
men sữa dựa trên hoạt động của LAB, nơi có thể chuyển hóa sữa sang chất lượng
tốt của các sản phẩm sữa lên men. LAB có vai trị trong q trình lên men sữa để
tạo ra axit quan trọng như chất bảo quản và tạo ra hương vị của sản phẩm. Chúng
cũng tạo ra các exopolysaccharid cần thiết cho quá trình hình thành cấu trúc. LAB
được cơng nhận là an tồn, chúng có thể được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển
các sản phẩm sữa lên men mới. Xuất phát từ thực tế trên, tôi tiến hành “Khảo sát
công nghệ lên men sữa chua từ vi khuẩn lactic”.
1.2. Mục tiêu và yêu cầu
1.2.1. Mục tiêu
Khảo sát được công nghệ lên men sữa chua từ vi khuẩn lactic.
1.2.2. Yêu cầu
- Tìm hiểu được cơng nghệ lên men sữa chua
- Tìm hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

3


1.3. Ý nghĩa
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Hỗ trợ sinh viên củng cố, hệ thống hóa và bổ sung thơng tin thực tế quan
trọng vào lý thuyết đã tiếp thu, cũng như có thêm kinh nghiệm và khả năng tiếp cận
sản xuất để phục vụ cho việc học và việc làm trong tương lai.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Hỗ trợ sinh viên phát triển các kỹ năng làm việc thực tế hơn trong tương lai,
chẳng hạn như cách giám sát và đánh giá quy trình sản xuất.

4


TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Sữa chua
2.1.1. Giới thiệu chung về sữa chua

Hình 2.1: Sữa chua
Sữa chua , là một loại thực phẩm được sản xuất bởi vi khuẩn lên men của sữa,
có kết cấu mềm và đặc hơn so với kết cấu của nguyên liệu thô là sữa . Vi khuẩn
được sử dụng để làm sữa chua được gọi là vi khuẩn ni cấy sữa chua. Q trình
lên men đường trong sữa bởi các vi khuẩn này tạo ra axit lactic , axit này tác động
lên protein của sữa để tạo cho sữa chua có kết cấu và hương vị chua chua đặc trưng.
Sữa bò là loại sữa được dùng phổ biến nhất để làm sữa chua. Sữa từ con trâu
nước , dê , cừu , ngựa , lạc đà , bò Tây Tạng và các loại sữa cây cũng được sử dụng
để sản xuất sữa chua. Sữa được sử dụng có thể được đồng nhất hoặc khơng. Nó có
thể được thanh trùng hoặc thô . Mỗi loại sữa cho kết quả về cơ bản là khác nhau.

Để bù lại vị chua tự nhiên của nó , sữa chua cũng được làm bán ngọt, làm ngọt
và tạo hương vị hoặc đựng trong hộp đựng trái cây hoặc mứt trái cây ở dưới cùng.
Hai kiểu sữa chua thường thấy ở cửa hàng tạp hóa là sữa chua kiểu đặt và sữa chua
kiểu Thụy Sĩ. Sữa chua kiểu cố định được đổ vào từng hộp riêng để đặt, trong khi
sữa chua kiểu Thụy Sĩ được khuấy trước khi đóng gói. Có thể thêm trái cây để tăng

5


vị ngọt. Một lượng lớn đường - hoặc các chất tạo ngọt khác cho sữa chua ít năng
lượng - thường được sử dụng trong sữa chua thương mại.
2.1.2. Thành phần dinh dưỡng của sữa chua
Sữa chua (sữa chua nguyên chất từ sữa nguyên chất) có 81% nước,
9% protein , 5% chất béo và 4% carbohydrate , bao gồm 4% đường (bảng). Một
lượng 100 gram cung cấp 406 kilojoules (97 kcal) năng lượng cho chế độ ăn
uống. Theo tỷ lệ của Giá trị hàng ngày (DV), một khẩu phần sữa chua là một nguồn
giàu vitamin B 12 (31% DV) và riboflavin (23% DV), với hàm lượng vừa phải của
protein, phốt pho và selen (14 đến 19 % DV
Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của sữa chua trên 250g
Năng lượng

620 kJ (149 kcal)

Tổng số carbohydrate

12 g

Tổng chất béo

8,5 g

Cholesterol

32 mg

Chất đạm

9g

Canxi

296 mg

Phốt pho

233 mg

Kali

380 mg

Natri

113 mg

Vitamin A

243 IU

Vitamin C

1,2 mg

Vitamin E

0,1 mg

Vitamin K

0,5 μg

Thiamine

0,1 mg

Riboflavin

0,3 mg

Niacin

0,2 mg

Vitamin B6

0,1 mg

Folate

17,2 μg

Vitamin B12

0,9 μg

Choline

37,2 mg

Nước

215 g

Tro

1,8 g

6


2.2. Giới thiệu chung về vi khuẩn Lactic
2.2.1. Đặc điểm của vi khuẩn Lactic
Vi khuẩn lactic được xếp vào họ Lactobacteriaceae, chúng có thể là cầu
khuẩn, trực khuẩn ngắn hoặc dài nhưng đều là vi khuẩn gram dương, không tạo bào
tử và hầu hết khơng chuyển động. Chúng khơng có cytochrome và enzyme catalase
nhưng tồn tại được trong điều kiện có oxi khơng khí vì có khả năng tổng hợp
enzyme proxydase phân giải H2O2 thành oxi khơng khí.

Hình 2.2: Vi khuẩn Lactic
Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật quan trọng nhất trong kinh doanh sữa;

Nói chung, chúng được sử dụng như một chất lên men trong sản xuất nhiều loại sản
phẩm từ sữa như sữa chua, pho mát và bơ chua. Vi khuẩn lactic cũng được sử dụng
rộng rãi trong kinh doanh sản xuất axit lactic, công nghiệp chế biến thịt và cá, công
nghiệp muối rau quả, sản xuất men tiêu hóa trong y học, ủ chua thức ăn chăn ni
trong cơng nghiệp, ngồi sữa. ngành cơng nghiệp. Sự phong phú của vi khuẩn axit
lactic trong tự nhiên càng chứng tỏ rằng những vi khuẩn này có nhu cầu dinh dưỡng
cao và khả năng phân hủy mạnh mẽ để tạo năng lượng.
- Những vi khuẩn lactic ít gặp trong đất, nước mà thường gặp ở trong sữa và
các sản phẩm của sữa như : Lactobacillus lactis, L. bulgaricus, L. helveticus, L.
casei, L. fermenti, L. Brevis. Streptococcus lactis, S. diacetilatis…

7


- Trên bề mặt của thực vật và xác cây đang phân giải như : Lactobacillus
plantarum, L. delbruckii, L. fermenti, L. brevis S. lactis Leuconostoc
mesenteroides…
- Trong ruột và ở trong lớp màng nhày của người và động vật Lactobacillus
acidophilus 167 S. faecalis, S. salivarius, S. bovis, S. pyogenses…
2.2.2. Phân loại vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic được phân thành hai loại dựa trên các sản phẩm tạo ra trong
quá trình lên men: vi khuẩn axit lactic điển hình (đồng hình) và vi khuẩn axit lactic
khơng điển hình (dị hình).
- - Vi khuẩn lactic đồng hình tạo ra 85-90 phần trăm axit lactic. Chúng thiếu
chuỗi vận chuyển điện tử do thiếu porphyrin và cytochromes, do đó chúng phải dựa
vào q trình lên men để thu năng lượng. Nhóm vi khuẩn này gồm có các cầu khuẩn
Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, và các trực khuẩn Lactobacterium
acidopilum, Lactobacterium helveticum, Lactobacilus bulgaricus…
- Vi khuẩn lactic dị sinh tạo ra 50% axit lactic, 25% etanol, 25% axit axetic,
CO2, và nhiều loại hợp chất khác. Nhóm vi khuẩn này gồm có các vi khuẩn sinh

hương Streptococcus votrovorus, Streptococcus diacetylactis … Chỉ có nhóm vi
khuẩn axit lactic đồng hình là có liên quan đến thương mại do sự tạo ra axit lactic
đáng kể trong q trình lên men.
2.2.3. Tính chất của vi khuẩn lactic đối với quá trình lên men sữa chua
Quá trình lên men sữa dựa trên hoạt động của vi khuẩn Lactic, đóng vai trị
quan trọng trong việc chuyển đổi sữa làm nguyên liệu thô thành các sản phẩm sữa
lên men. Trong ngành công nghiệp lên men sữa, các chủng vi khuẩn Lactic công
nghiệp khác nhau được sử dụng làm môi trường nuôi cấy khởi động. Một số đặc
tính của từng chủng vi khuẩn Lactic được chọn lọc riêng lẻ đã được thiết lập và sử
dụng trong sản xuất các sản phẩm sữa lên men công nghiệp. Và để tạo ra hương vị
và kết cấu, bằng cách chuyển đổi protein sữa do các hoạt động phân giải protein của
chúng. Vị axit nhẹ và tươi mát dễ chịu là đặc điểm của các sản phẩm sữa lên men
như sữa chua và pho mát
2.2.4. Quá trình lên men sữa chua từ vi khuẩn Lactic
2.2.4.1. Nguyên Liệu

8


Sữa tươi, sữa bột đặc, sữa nguyên chất hoặc sữa tái chế đều có thể được sử
dụng để làm sữa chua. Chất lượng của sữa tươi được sử dụng trong quá trình làm
sữa chua là rất quan trọng.
Trong sữa tươi, tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng ít càng tốt và nó
khơng chứa vi khuẩn, kháng sinh, enzym hoặc dư lượng hóa chất do q trình làm
sạch và khử trùng dụng cụ hoặc thiết bị được sử dụng để pha sữa.
Hàm lượng chất béo và chất khô không béo là hai đặc điểm quan trọng của sữa
tươi nguyên liệu. Theo kết quả nghiên cứu trước đây, việc tăng nồng độ chất khô
của sữa tươi nguyên liệu, đặc biệt là hàm lượng casein và protein huyết thanh sữa,
làm cho cấu trúc khối động ổn định và ổn định hơn. Không nên tách biệt các sản
phẩm sữa chua truyền thống.

Để tăng vị ngọt cho sữa chua, người ra bổ sung đường glucose , saccharose ...
vào sữa trong quá trình chế biến. Đường có thể được bổ sung trực tiếp hoặc dưới
dạng puree trái trái cây đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng , các nhà
sản xuất sử dụng chất tạo ngọt, thông dụng nhất là aspartame. Trái cây có các loại
như thơm, dâu, táo ... được bổ sông vào yaourt dưới dạng puree.
Hương liệu và chất tạo màu cũng được thêm vào một số sản phẩm sữa chua
trong quá trình sản xuất. Danh sách các thành phần và chất phụ gia tạo màu được
phép sử dụng trong chế biến thực phẩm, cũng như liều lượng tối đa được đề xuất, có
thể thay đổi tùy theo tình hình ở mỗi quốc gia. Có thể thêm chất ổn định trong một
số sản phẩm để tạo cho sữa chua có độ sệt khi cần thiết. Gelatin, pectin và agar-agar
là những chất ổn định điển hình vì chúng ưa nước và có thể liên kết với nước. Thử
nghiệm sẽ được sử dụng để xác định loại chất ổn định và số lượng sử dụng thích
hợp cho từng sản phẩm.
2.2.4.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men sữa chua
Lactose là nguồn năng lượng quan trọng cho quá trình trao đổi chất của vi
khuẩn cũng như là chất xúc tác cho một số q trình tổng hợp. Có ba hình thức lên
men trong các sản phẩm sữa: lên men rượu, lên men lactic (thông thường) và lên
men butyric. Sự kết hợp của q trình lên men chính là các hình thức lên men khác
xảy ra trong quá trình sản xuất sữa chua. Ngồi ra, mỗi sản phẩm đều có quy trình
lên men riêng, chẳng hạn như lên men acetic hoặc propionic ...

9


2.2.4.3. Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua đặc
Axit lactic hỗ trợ q trình đơng tụ của sữa trong quá trình sản xuất sữa chua
đặc. Bởi vì các micelle casein trong sữa mang điện tích âm, chúng chống lại nhau,
khiến chúng tồn tại dưới dạng chất keo.
Quá trình lên men tạo ra axit lactic, làm giảm độ pH của sữa. Và Cơ sở này
được ứng dụng trong quá trình sản xuất sữa chua khi dừng quá trình lên men của

sữa chua đặc ở pH = 4.7 . Còn ở sữa chua uống pH = 4.1
2.2.5. Lên men Lactic
Lên men là q trình ni cấy vi sinh vật để tạo sinh khối (tăng sinh) hoặc
thúc đẩy vi sinh vật tạo ra các sản phẩm trao đổi chất (hợp chất sinh hóa), như
chuyển đường thành axit, khí, rượu ... của nấm men hoặc vi khuẩn, hoặc lên men
axit lactic trong cơ tế bào trong điều kiện thiếu oxy.
Quá trình lên men lactic xảy ra theo một trong hai cơ chế: lên men đồng hình
và lên men dị hình. Trong lên men đồng hình thực tế chỉ xuất hiện acid lactic, cịn
trong lên men dị hình các sản phẩm cuối cùng khá đa dạng: acid lactic, ethanol, acid
acetic và CO2. Chỉ có lên men đồng hình là có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
Trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp enzyme lactose
Đường galactose chuyển hóa thành glucose
Galactose + ATP D Galactose - 1 – phosphate + ADP
Galactose -1 – phosphate D Glucose -1- phosphate
Glucose – 1- phosphate D Glucose -6- phosphate
Glucose -6- phosphate D glucose + H3PO4
Đường glucose chuyển hóa thành axit pyruvic theo chu trình glycolysis của
embden – meyrhof
Axit pyruvic tiếp tục chuyển thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme tacte
dehydrogenase. Bên cạnh đó dưới tác dụng của enzyme decarboxylase của vi khuẩn
lactic acid pyruvic cũng chuyển hóa thành andehit axetic.
2.2.6. Thuộc tính bảo quản của vi khuẩn axit lactic
Sữa và các sản phẩm sữa lên men là cơ chất thuận lợi cho sự phát triển của vi
sinh vật có thể dẫn đến tình trạng hư hỏng. Các đặc điểm được biết đến nhiều nhất
của LAB liên quan đến đặc tính bảo quản là khả năng tạo ra axit của chúng, từ đó

10


thể hiện hoạt tính kháng khuẩn. Q trình axit hóa sữa bảo vệ sữa chống lại các vi

sinh vật gây hư hỏng và sự sinh sôi của mầm bệnh. LAB cũng giải phóng các chất
chuyển hóa kháng vi sinh vật được gọi là bacteriocins. Cả axit và vi khuẩn đều có
tiềm năng lớn được sử dụng trong bảo quản thực phẩm, được coi là chất bảo quản tự
nhiên an toàn.
2.2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men Lactic
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Hoạt động của vi khuẩn lactic chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt độ. Vi khuẩn
lactic có một khoảng nhiệt độ rộng để phát triển. Hầu hết các vi khuẩn axit lactic có
thể phát triển mạnh ở nhiệt độ từ 15 đến 40 độ C. Vi khuẩn ưa nhiệt là những vi
khuẩn phát triển mạnh nhất ở nhiệt độ từ 40 đến 45 độ C. Vi khuẩn ưa nhiệt là
những vi khuẩn phát triển mạnh nhất ở nhiệt độ từ 20 đến 40 độ C.
 Ảnh hưởng của pH
pH có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của vi khuẩn lactic, đáng chú ý là hệ
thống enzym của chúng. Kết quả là, pH có tác động đến sự trao đổi chất của vi
khuẩn lactic. Độ pH tối ưu cho các chủng vi khuẩn axit lactic khác nhau là khác
nhau.
 Ảnh hưởng của oxi
Vi khuẩn lactic có thể tồn tại trong nhiều mơi trường khác nhau, từ kỵ khí
đến vi sinh, tùy thuộc vào sự có mặt hoặc khơng có của hệ thống enzym oxy hóa
khử cytochrome và catalase trong tế bào. Mặt khác, vi khuẩn lactic có thể sử dụng
oxy phân tử để oxy hóa một số hợp chất vì chúng có hệ thống enzyme oxy hóa
FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), một hệ thống enzyme peroxidase bên trong
có thể thực hiện các hoạt động thay thế cho hệ thống enzyme. Để vận chuyển ion
H +, cần có enzym dehydrogenase, và sau đó oxy được sử dụng làm chất nhận
hydro. Ở vi khuẩn axit lactic, q trình oxy hóa xảy ra thường xuyên, dẫn đến việc
tạo ra H2O2.
 Ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu
Màng tế bào vi khuẩn có tính bán thấm. Hoạt động trao đổi chất qua màng tế
bào phụ thuộc vào hệ enzyme permerase nằm trên màng tế bào và áp suất thẩm thấu

11


của từng cơ chất có trong mơi trường. Áp suất thẩm thấu của môi trường tỷ lệ với
nồng độ chất khơ hịa tan trong mơi trường.
 Nguồn glucid
Cần sử dụng nguồn carbon của glucose trong môi trường dinh dưỡng như một
nguồn carbon trong tế bào vi khuẩn để duy trì sự sống và kiểm soát các hoạt động
trao đổi chất. Lactose là một nguồn cung cấp glucose đáng kể cho vi sinh vật.
Lactose thủy phân lactose thành glucose và galactose trong phần lớn vi khuẩn lactic.
 Pepton
Trong môi trường sữa đã có sẵn nguồn peptone nhưng do nhu cầu peptone đối
với cơ thể vi khuẩn rất cao do đó cần bổ sung peptone từ bên ngồi vào mơi trường
sữa để đảm bảo lượng peptone đủ để làm tăng tốc độ lên men.
 Acid amin
Theo các nghiên cứu, vi khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong mơi trường có
đầy đủ 16 loại acid amin. Đối với các vi khuẩn sinh hương, acid amin ngoài việc
cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn mà nó cịn kích thích sự tạo hương thơm.
Trong các acid amin, senin có tác dụng ức chế sự phát triển của nhiều lồi
Streptococus.
 Vitamin
Vi khuẩn lactic khơng có khả năng sinh tổng hợp vitamin và do mơi trường
sữa bên ngồi có nay đủ các loại vitamin cần thiết cho sự phátt triển của vi khuẩn
lactic nên không cần bổ sung thêm từ bên ngồi.
 Muối khống và các nguyên tố vi lượng
Nhu cầu này không lớn do đó khơng cần bổ sung thêm từ ngồi vào mà chỉ
cần sử dụng những chất có sẳn trong mơi trường sữa. Trong các loại muối khoáng, P
chiếm tỉ lệ cao nhất.

12

KẾT LUẬN
1. Khảo sát được quy trình lên men lactic .
2. Khảo sát được quy trình sản xuất sữa chua từ vi khuẩn lactic.
4. Sơ bộ đánh giá được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic.

13


TÀI LIỆU THAM KHẢO
I.

Tài liệu tiếng Việt
1. Giáo trình đại học, “ Công nghệ lên men” , Khoa CNSH – CNTP –
Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
2. TCVN 7030:2002, Sữa chua – Quy định kỹ thuật. 2002. Bộ Khoa học và
Công nghệ

II.Tài liệu internet

3. />4. />
14