1

Quá trình lên men Sản xuất yaourt

2

Quá trình lên men

• Theo định nghĩa của Pasteur thì “ sự lên men là sự sống không có oxy phân tử”

• Trong lĩnh vực công nghiệp (thực tiễn đời sống): quá trình lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ là đường bị biến đổi dưới tác dụng của enzym vi sinh vật. sự hình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí

3

Lợi ích của phương pháp lên men• Điều kiện lên men (pH và nhiệt độ) trung bình → duy trì (đạt được) tính chất dinh dưỡng và đặc tính cảm quan của thực phẩm.

• Sản phẩm có mùi vị hay cấu trúc mà các phương pháp khác không thể đạt được.

• Tiêu thụ năng lượng thấp do quá trình lên men xảy ra ở điều kiện trung tính.

• Nguồn đầu tư và chi phí sản xuất tương đối rẻ• Công nghệ tương đối đơn giản

4

Các sản phẩm lên men

• Sản phẩm thực phẩm– Lên men lactic– Các sản phẩm thịt cá– Lên men rau quả– Các sản phẩm từ sữa– Thức uống có cồn– Lên men dấm và các acid thực phẩm khác

• Dược phẩm và công nghiệp sinh học

5

Sản phẩm lên men từ sữa

• Dùng rộng rãi trong công nghiệp chế biến các sản phẩm sữa: sữa chua, yaourt, phomai, bơ sữa…

• Hương vị, cấu trúc mỗi loại khác nhau do sự khác biệt về nồng độ acid lactic sinh ra, aldehyde, ceton, acid hữu cơ…

• Tăng giá trị dinh dưỡng, tác dụng chữa bệnh, dễ tiêu hoá và bảo quản

6

Sản xuất yaourt

Là sản phẩm được biết nhiều nhất trong các sản phẩm lên men, và phổ biến ở hầu hết các nước trên thế giới.

Được tiêu thụ mạnh ở các nước vùng Địa Trung Hải, trung tâm Châu Âu và Châu Á.

7

Phân loại

8

Phân loại

• Dạng set (dạng truyền thống): được ủ và làm lạnh trong các loại bao gói như hũ.

9

• Dạng khuấy trộn: được ủ trong bồn và làm lạnh trước khi đóng gói

10

• Loại uống: tương tự như loại khuấy trộn, nhưng sữa đông tụ được chuyển thành dạng lỏng trước khi đóng gói.

11

• Loại đông lạnh: được ủ trong bồn chứa và đông lạnh như kem

12

• Dạng cô đặc: ủ trong bồn chứa, cô đặc và làm lạnh trước khi đóng gói

13

Yaourt bổ sung hương vị

• Thông thường dạng sirô hoặc pure trái cây được cho vào yaourt.

• Tỉ lệ trái cây là 15%

• Hỗn hợp trái cây có thể cho vào yaourt trước hoặc cùng với quá trình đóng gói.

• Cũng có thể bổ sung hương như: vani, mật ong, cà fê…

• Có thể bổ sung các chất ổn định

14

Yaourt bổ sung hương vị

• Thành phần của yaourt trái cây:– Chất béo: 0.5-3%– Lactose: 3-4.5 %– Chất khô sữa không béo (MSNF): 11-13%– Chất ổn định (nếu có): 0.3-0.5%– Trái cây: 12-18%

15

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng Yaourt

Sữa nguyên liệu Tiêu chuẩn hóa sữa

Chất phụ gia Việc loại khí

Đồng hóa Xử lý nhiệt

Men giống Quá trình nhân giống

Thiết kế qui trình sản xuất

16

17

Yêu cầu của sữa nguyên liệu chế biến yaourt

• Phải có hàm lượng vi khuẩn thấp.

• Không chứa các enzyme và các hợp chất

hóa học kiềm hãm sự phát triển của men

giống.

• Không chứa chất kháng sinh và các vi

sinh vật kiềm hãm sự phát triển của men

giống.

18

Chuẩn hóa

• Chất béo– Yaourt có hàm lượng chất béo từ 0-10%.– Thường dùng nhất là hàm lượng béo 0.5-3%– Có thể được phân thành các nhóm sau

19

Chuẩn hóa

• Hàm lượng chất khô– Theo qui định của FAO/WHO và nhỏ nhất là

8.2%.– Để chuẩn hóa hàm lượng chất khô:

• Cô đặc ( 10-20% thể tích sữa bị bay hơi)• Thêm vào bột sữa không kem, dùng đến 3%.• Thêm vào sữa cô đặc

20

Vấn đề

• Để được hỗn hợp chứa C % chất béo thì cần thêm vào bao nhiêu kg cream chứa A% chất béo và bao nhiêu kg sữa không cream chứa B% chất béo.

• Giả sử – C : 3 % béo– B : 0,05% béo– A : 40 % béo

21

Giải quyết vấn đề

• Áp dụng phương trình hình chữ nhật, ta có:

C3 %

A40%

C-B3-0,05%

A-C40-3%

B0,05%

22

• Vậy hỗn hợp là – 2,95 kg cream 40% béo– 37 kg sữa không cream 0,05% béo

• Thu được 39,95 kg sản phẩm được chuẩn hóa chứa 3% béo.

23

• Để tính lượng của A và B cần thiết để thu được lượng (X)mong muốn của C, áp dụng công thức sau:

• 1. lượng của A

• 2. lượng của B

CABC

BCX

CABC

CAX

24

• Ví dụ áp dụng công thức tính kg của A và của B để thu được 20 kg của C.

• Cần bao nhiêu lít sữa nguyên (4g béo/100g) và sữa không kem ( 0,1g béo/100g) để sản xuất 1000 lít yaourt chứa 1,5 g béo/100g.

• Cần bao nhiêu lít kem (50g/100g) và sữa nguyên kem (4g béo/100g) để sản xuất 1000 lít chứa 10g béo/100g?

25

Chuẩn hóa

• Nguyên tắc của quá trình chuẩn hóa chất béo

26

Chất phụ gia

• Đường hay chất tạo ngọt– Để tạo vị– Dùng đường sacharose hay glucose, riêng lẻ

hay kết hợp với trái cây.– Đối với người ăn kiêng, dùng chất tạo ngọt.– Chú ý đối với những trái cây ngọt, thường chỉ

bổ sung 12-18% trái cây.– Quá nhiều đường trong sữa trước giai đoạn

ủ, bất lợi cho quá trình lên men.

27

Chất phụ gia

• Chất ổn định– Tăng độ nhớt và phòng tránh sự phân tách

trong yaourt– Dùng quá mức chất ổn định làm cho sản

phẩm quá cứng.– Đối với yaourt tự nhiên thì yêu cầu không

thêm vào chất ổn định.– Dùng trong sản phẩm yaourt trái cây.– Chất ổn định (0,1-0,5%) như: gelatin, pectin,

agar-agar, tinh bột.

28

Loại khí

• Tạo thuận lợi cho quá trình đồng hóa

• Giảm nguy cơ vỡ hộp trong quá trình xử lí nhiệt

• Cải thiện tính ổn định và độ nhớt cho yaourt

• Khử mùi lạ

29

Đồng hóa

• Đồng hóa– Ổn định hệ nhũ tương– Hạn chế hiện tương tách pha

• Xử lí nhiệt– Tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh– Ức chế hoạt động của các vi sinh vật khác.

30

Men giống

• Để thõa mãn nhu cầu về độ chua và hương thơm cho sản phẩm yaourt.

• Để sản phẩm có độ chua nhẹ và thơm: dùng tế bào của vi khuẩn Strepcoccus ở giai đoạn trẻ, môi trường lên men có độ axit thấp.

• Sản phẩm có độ axit cao, dùng tế bào của Streptococcus già hơn hoặc dùng Lactobacillus

31

Men giống• Lactobacillus bulgaricus (L.bulgaricus):

– Topt: 45-500C trong môi trường có độ axit cao• Streptococcus thermophilus (S.thermophilus)

– Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C– Vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình– Phát triển trong môi trường có độ axit thấp hơn

L.bulgaricus– Đây là hai loài vi khuẩn đặc trưng sử dụng trong

sản xuất sữa chua, thuộc loại vi khuẩn hiếu khí, chịu được môi trường có độ axit thấp (pH từ 4-4.5)

32

Men giống

• Sử dụng hỗn hợp cho kết quả sinh ra axit lactic tốt hơn là chỉ sử dụng riêng từng loài.

• Giai đoạn đầu của quá trình sản xuất, pH của sữa thích hợp cho loài Streptococcus hoạt động chiếm ưu thế, và quá trình lên men lactic bắt đầu.

• Lactobacillus có chứa enzym phân giải protein nên có khả năng phân tách một số axit amin từ casein, kích thích sự phát triển của Streptococcus, làm cho độ axit tăng lên.

• pH sữa thay đổi Streptococcus khó phát triển.• Lactobacillus chiếm ưu thế.

33

• Nhân giống

• Thiết kế dây chuyền sản xuất

34

35

Qui trình chế biến một số loại yaourrt

36

37

Quá trình sinh hoá trong sản xuất yaourt

38

Chỉ tiêu chất lượng chính của yaourt

• Mùi – Mùi thơm đặc trưng của yaourt– Không có mùi lạ

• Vị– Vị chua vừa phải

• Cấu trúc và hình thái– Cấu trúc chắc chắn– Không tách nước, không phân tán– Mặt cắt mịn, béo không bị phân lớp

39

Bài tập

• Dữ liệu bài toán: nguyên liệu (g/100g) dùng để sản xuất yaourt là – Sữa tách béo (chất khô không béo (SNF) 9, nước 91

và 0,1 chất béo)– Sữa bột tách béo (SNF 97 và nước 3)– Cream (chất béo 50, SNF 4,5)– Chủng giống (SNF 12)

• Tính – Lượng nguyên liệu cần thiết để sản xuất 500 lít yaourt

chứa 1,5 hàm lượng béo, chất khô không béo 14,5

40

Tính theo phương pháp hình chữ nhật

• Chuẩn hóa hàm lượng chất khô

14,5

9 97-14,5=82,5

14,5-9=5,597

SNF trong sữa gầy

SNF trong bột sữa gầy

lit75,46888

5005,82

Lượng sữa gầy cần là

Lượng sữa bột gầy cần là kg25,3188

5005,5

41

• Chuẩn hóa hàm lượng chất béo

1,5

0,1 50-1,5=48,5

1,5-0,1=1,450

Chất béo trong sữa gầy

Chất béo trong cream

lit97,4859,49

5005,48

Lượng sữa gầy tăng thêm

Lượng cream cần là lit03,149,49

5004,1

42

Thành phần trong sản phẩm yaourt được tính như sau

Sản phẩm

Khối lượng (lít hay kg)

Khối lượng chất béo

Khối lượng chất khô không béo

Sữa gầy 485,97

Bột sữa gầy

31,25

Cream 14,03

Giống 3%

15

Tổng 546,25 7,51 76,48

49,0100

97,4851,0

74,43

100

97,4859

31,30100

25,3197

02,7100

03,1450

63,0

100

03,145,4

8,1100

1512

43

37,125,546

51,7100

% chất béo trong yaourt là

00,1425,546

48,76100

% chất khô không béo trong yaourt là