BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRẦN THỊ MINH
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH
SẢN XUẤT SỮA CHUA CÀ PHÊ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm
GVHD: TS. NGUYỄN MINH TRÍ
Nha Trang, năm 2012
LỜI CẢM ƠN
Sau gần 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm, đến nay đề tài “nghiên cứu
quy trình sản xuất sữa chua cà phê” đã cơ bản được hoàn thành. Tuy đã có nhiều
cố gắng nhưng không thể tránh được những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận
được những lời nhận xét, đánh giá, góp ý kiến từ phía thầy cô và các bạn để đề tài
được hoàn chỉnh hơn.
Để hoàn thành được đề tài này em đã được nhiều sự giúp đỡ của mọi người
xung quanh. Vậy qua đây em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả.
Con cảm ơn bố mẹ đã luôn tích cực tin tưởng, ủng hộ và hỗ trợ tất cả những
gì có thể để con có thể thực hiện tốt nhiệm vụ của mình.
Em cảm ơn TS.NGUYỄN MINH TRÍ người đã hướng dẫn tận tình, giúp đỡ
em hoàn thành tốt đề tài.
Cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Chế biến và bộ môn Công nghệ Thực phẩm
trường đại học Nha Trang đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý
báu trong suốt 4 năm học qua.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô phòng thí nghiệm đã tạo điều
kiện tốt cho em hoàn thành đề tài.
i
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về sữa chua 2
1.1.1. Khái niệm về sữa chua 2
1.1.2. Phân loại sữa chua. 2
1.1.3. Lợi ích của sữa chua 3
1.1.4. Một số quy trình sản xuất sữa chua. 5
1.1.4.1. Sản xuất sữa chua từ sữa bò tươi 5
1.1.4.2. Sản xuất sữa chua đậu nành 6
1.1.5.Quá trình lên men lactic 7
1.1.5.1. Lịch sử quá trình lên men lactic. 7
1.1.5.2. Đặc điểm của vi khuẩn lactic. 7
1.1.5.3. Cơ chế của quá trình lên men lactic 8
1.1.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic. 12
1.1.5.5. Các vi khuẩn lactic sử dụng trong công nghiệp sản xuất sữa chua 14
1.2. Tổng quan về sữa bò 16
1.2.1. Giá trị dinh dưỡng của sữa 16
1.2.2. Một số thành phần của sữa 16
1.2.2.1 Nước 16
1.2.2.2 Chất khô. 17
1.2.2.3 Các vitamin 17
1.2.2.4. Các chất khoáng 17
1.2.2.5. Các enzym 17
cho vào 35
2.3.3. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan. 37
2.3.4. Phương pháp đánh gía chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 40
2.3.5. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu hóa học. 40
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41
3.1. Kết quả nghiên cứu 41
3.1.1. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ nước cho vào dịch sữa 41
3.1.2. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ bổ sung sữa tươi 42
3.1.3. Xác định tỉ lệ bổ sung cà phê. 43
3.1.4. Kết quả xác định tỉ lệ và thời gian lên men 44
3.2. Đề xuất quy trình thực nghiệm sản xuất sữa chua cà phê 47
iii
3.2.1. Quy trình sản xuất sữa chua cà phê 47
3.2.2.Thuyết minh quy trình: 48
3.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm. 49
3.4. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm 50
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 52
4.1. Kết luận 52
4.2. Ý kiến đề xuất 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO: 53 vDANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.Thành phần khối lượng của quả cà phê tươi 23
Bảng 1.2.Thành phần hóa học của nhân cà phê: 23
Bảng 1.3. Các cấu tử chất thơm trong hạt cà phê. 23
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn quy định cấp chất lượng 37
Bảng 2.2. Bảng điểm cơ sở về trạng thái của sữa chua cà phê 38
Bảng 2.3. Bảng điểm cơ sở về vị của sữa chua cà phê 38
Bảng 2.4. Bảng điểm cơ sở về mùi của sữa chua cà phê 39
Bảng 2.5. Bảng điểm cơ sở về màu của sữa chua cà phê 39
Bảng 3.1. Bảng mô tả chất lượng cảm quan các mẫu với tỉ lệ nước. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.2. Mô tả chất lượng cảm quan của sản phẩm khi bổ sung sữa tươi Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Mô tả chất lượng các mẫu khi bổ sung cà phê Error! Bookmark not
defined.
Bảng 3.4. Kết quả đo độ chua các mẫu 45
Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh trong thành phẩm 50
Bảng 3.6. đánh giá chất lượng sản phẩm 50
Bảng 3.7.Chi phí nguyên liệu tính cho 1kg sản phẩm (10 hũ) sữa chua cà phê 51
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong xã hội hiện đại, cuộc sống của con người ngày càng nâng cao thì nhu
cầu thực phẩm của họ cũng ngày một tăng về số lượng lẫn chất lượng. Thực phẩm
được chế biến ra phải đạt yêu cầu cung cấp dinh dưỡng mặt khác cũng phải thỏa
mãn về thị hiếu, sở thích.
Sữa chua là một sản phẩm của sự lên men sữa, từ lâu đã được biết đến lợi
ích của chúng đối với sức khỏe cũng như sự ngon lành mà chúng mang lại. Được ưa
thích và phù hợp với hầu hết mọi đối tượng sử dụng nên sữa chua thành sự lựa chọn
phổ biến.
Trên thị trường hiện nay đã có nhiều sản phẩm sữa chua với nhiều hương vị
khác nhau như sữa chua trái cây, sữa chua nha đam, sữa chua không đường…
Nhằm mục đích tạo hương vị mới cho sản phẩm sữa chua, giúp cho người tiêu dùng
có thêm sự lựa chọn cho khẩu vị của mình nên sản phẩm sữa chua cà phê được
nghiên cứu và đề xuất quy trình sản xuất.
Trong quá trình thực hiện đề tài này không thể không có những sai sót do
hiểu biết còn hạn hẹp, điều kiện thực hiện còn thủ công nên rất mong những góp ý
từ thầy cô và bạn bè để đề tài hoàn thiện hơn.
Nha Trang, tháng 6 năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Minh.
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sữa chua
1.1.1. Khái niệm về sữa chua.
lượng chất béo trong sữa chua có thể dao động từ 0- 10%, thông thường từ 0,5- 3,5%.
Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm
yaourt có thể chia thành 3 nhóm:
- yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp hơn 3%.
- Yaourt “bán gầy” (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo nằm
trong khoảng 0,5-3%.
- Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo < 0,5%.
1.1.3. Lợi ích của sữa chua
Sữa chua là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao mặt khác có hương vị thơm ngon
phù hợp với khẩu vị nhiều người nên được ưa thích. Sữa chua có chứa hàm lượng acid
lactic cao và chứa một lượng lớn glucoza, lactoza, saccharoza… các chất béo.
Sữa chua có nhiều tác dụng đối với người mắc bệnh đường ruột, kích thích
tiêu hóa vì trong sữa chua có nhiều vi khuẩn có lợi cho đường ruột, có khả năng
tổng hợp và chuyển hóa các chất làm cho sữa chua giàu vitamin và khoáng chất.
Acid lactic giúp thúc đẩy quá trình tiết dịch của dạ dày, tăng khả năng tiêu hóa
protein bằng cách kết tủa chúng thành hạt mềm và mịn, giúp cơ thể sử dụng triệt để
canxi, phospho, sắt. Với hàm lượng carbohydrate, protein ở mức vừa phải, sữa chua
giúp duy trì lượng đường huyết ổn định. Bên cạnh đó, trong sữa chua có nhiều
canxi, có vai trò là chất xúc tác, giúp cơ thể tiêu đốt các tế bào mỡ nhanh hơn phù
hợp với những người ăn kiêng.[10] Hình 1.1. Sữa chua
4
Theo nghiên cứu mới nhất của các chuyên gia Đại học Tennessee (Mỹ),
những ai dùng thực đơn có hàm lượng calo thấp, chú trọng nhiều đến sữa chua sẽ
Hình 1.2. Qui trình sản xuất sữa chua từ sữa bò tươi
Làm lạnh
Bảo quản lạnh
Sữa nguyên liệu
Kiểm tra chất lượng
Làm lạnh
Tiêu chuẩn hóa
Gia nhiệt
Đồng hóa
Thanh trùng
Làm nguội
Bổ sung khuẩn lên men
Rót hủ
Lên men
6
Làm sạch
Ngâm
Tách vỏ
Xay ướt
Lọc
Dịch sữa
Đun sôi
Bổ sung sữa bột (5%)
Bổ sung vi khuẩn (8%)
Lên men (40-45
0
C, 8h)
Bổ sung đường (8%)
Rót hủ
Làm lạnh
Bảo quản lạnh
7
1.1.5. Quá trình lên men lactic.[1, 5, 7]
1.1.5.1. Lịch sử quá trình lên men lactic
Trong quá trình tồn tại và phát triển, con người đã sử dụng các đặc tính bảo
quản và chế biến thực phẩm của vi khuẩn lactic trong cuộc sống.Từ lâu đời, các hạt
ngũ cốc lên men được sử dụng ở các nước Châu Phi và Ấn Độ. Một số phương
pháp làm bánh từ lên men bột mì đã có từ hàng nghìn năm trước ở châu Âu, châu
Mỹ. Làm phomat đã được biết đến vào khoảng 150 năm trước CN ở Jerusalem.
Ngày nay ở nhiều gia đình đã có kinh nghiệm áp dụng các phương pháp lên men
tự nhiên từ các chất hữu cơ bằng các vi khuẩn sinh acid lactic để sản xuất các sản
chung vi khuẩn lactic là nhóm khó nuôi, dễ giảm hoạt lực.
Trong tự nhiên, các vi khuẩn lactic phân bố ở những nơi như:
- Sữa và những nơi chế biến sữa
- Đường ruột và niêm mạc của người và động vật
- Ngoài ra ta còn có thể gặp ở các sản phẩm thịt, cá, đồ uống, rau quả muối,
đường bột…
- Người ta có thể phân lập vi khuẩn lactic trên môi trường dinh dưỡng chọn
lọc thường từ các sản phẩm sữa, sữa chua, bột chua, dưa muối…
1.1.5.3. Cơ chế của quá trình lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa gluxit thành acid lactic nhờ hoạt động
sống trực tiếp 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.
Trong lên men đồng hình thì sản phẩm chủ yếu là acid lactic.
Còn trong dị hình thì sản phẩm khá đa dạng, bao gồm: acid lactic, etanol,
acid axetic, acid sucinic, các este, diaxetyl, CO
2
, H
2
…
Các vi khuẩn đồng hình bắt buộc thì thiếu enzym phosphoketolaza là loại
enzym tồn tại trong các vi khuẩn lactic lên men dị hình. Mặt khác các vi khuẩn lên
men lactic dị hình lại thiếu enzym aldolaza có tác dụng phân cắt chất fructoza 1,6-
diphotsphat trong lên men đồng hình.
Lên men đồng hình:
Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:
C
6
H
12
2 CH
3
CHOHCOOH Sơ đồ 2:
Glucose
Glucose – 6 – photphat
Fructose – 6 – photphat
Fructose – 1,6 –di photphat Photpho dioxyaceton photpho glyceraldehyde
Acid 1,3 diphotphoglyceric
Acid pyrvic
Acid lactic
2NAD
+
2NADH(H
+
)
không lên men và đồng hóa được lactose. Nhiệt độ tối thích khoảng 42-45°C, nhiệt
độ tối thiểu là 20°C, tích tụ được 2,5% acid, được ứng dụng trong sản xuất acid
lactic từ tinh bột và sản xuất bánh mỳ.
- Lactobacillus plantarum: trực khuẩn nhỏ, thường kết đôi hoặc chuỗi, nhiệt
độ tối thích là 30°C, tích tụ khoảng 1,3% acid, giống này thấy chủ yếu trong muối
chua rau dưa và ủ thức ăn xanh trong chăn nuôi.
11
- Lactobacillus sporogenes: là tế bào dài và mảnh (khoảng 0,3-0,9 µm), nhiệt
độ tối thích khoảng 30-37°C, sinh bào tử.
* Lên men lactic dị hình
Cơ chế Trong lên men lactic dị hình thì sản phẩm ngoài acid lactic còn có ethanol,
acid acetic, acid succinic, các ester, diacetyl, CO
2
…
Số lượng những sản phẩm này hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật,
môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh. Thông thường lượng acid lactic
thường chiếm 40% lượng đường đã phân hủy, acid succinic gần 20%, rượu etylic
khoảng 10% và các khí khoảng 20%. Đôi khi lượng khí ít hơn và thêm vào đó là
lượng acid formic. Như vậy, các sản phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá
trình lên menlactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men
đồng hình
Acetadehyde, Ethanol, Acis Acetic, Aceton, Di- acetyl chính là tổ hợp tạo ra
mùi vị đặc trưng cho sản phẩm sữa chua, giúp sữa chua có mùi vị khác hẳn các sản
phẩm khác.
Glucose
Acid lactic
Ethanol
+CH
3
OH+CO
2
+H
2
Acid succinic
Methanol
12
Các liên cầu khuẩn tạo hương: Lactobacillus diacetylactic, Streptococcus
citovonus,…Ngoài acid, CO
2
, chúng còn tạo thành các chất thơm như ester,
diacetyl,… làm cải thện hương vị cho sữa chua.
1.1.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic. [1, 9]
• Đường
Để duy trì sự sống, điều hòa các quá trình chuyển hóa trong tế bào vi khuẩn
cần sử dụng nguồn glucid có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon.
Nguồn cung cấp glucid quan trọng cung cấp cho vi khuẩn là đường lactoza. Hầu hết
các vi khuẩn lactic đều có enzyme lactose nên thủy phân được lactose thành glucose
và galatose.
C
12
hiện diện của ion H
+
trong môi trường làm tăng khă năng lên men lactic. Ngoài ra
casein còn là chất đệm có tính trung hòa một lượng acid trong quá trình trên lên men
+ Peptone: 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 ngoài vò
môi trường sữa để đảm bảo lượng peptone đủ để làm tăng tốc độ lên men.
+ Acid amin: Vi khuẩn lactic hấp thụ được dễ dàng. Theo các nghiên cứu, vi
khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong môi trường có đầy đủ 16 loại acid amin.
13
Đối với các vi khuẩn sinh hương, acid amin ngoài việc cần thiết cho sự phát
triển của vi khuẩn mà nó còn kích thích sự tạo hương thơm cho sản phẩm. Trong
các acid amin, serin có tác dụng ức chế sự phát triển củ nhiều loài Streptococcus.
• Vitamin:
Vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin và do môi trường
sữa bên ngoài có đủ các loại vitamin cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn lactic
nên không cần bổ sung từ bên ngoài.
• Muối khoáng và các nguyên tố vi lượng.
+ Nhu cầu này không lớn do đó không cần bổ sung thêm từ ngoài vào mà chỉ
cần sử dụng những chất có sẵn trong môi trường sữa.
+ Trong các loại muối khoáng P chiếm tỉ lệ cao nhất.
Chú ý: nồng độ muối NaCl không quá được 6,5 %, nó sẽ tiêu diệt hết các vi
khuẩn lactic.
• Nhu cầu Oxy:
+ Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy và
trong môi trường không có oxy.
+ Theo ngiên cứu cho rằng, vi khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong môi
đông tụ này được thể hiện theo phương trình sau:
NH-R(COO)
2
Ca + 2 CH
3
CHOHCOOH NH
2
-R(COO)
2
+
(CH
3
CHOHCOO)
2
Ca
Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men thì sản phẩm cuối cùng
bao gồm cả sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi chất ngoại bào do vi sinh
vật tiết ra và cơ chất sót. Thành phần và hàm lượng của từng chất sẽ góp phần hình
thành nên hương vị sản phẩm. Do đó, để sản xuất được thực phẩm lên men với chất
lượng mong muốn, chúng ta cần phải:
- Chọn được giống vi sinh vật thích hợp. Một môi trường với thành phần cơ
chất đầy đủ, theo tỷ lệ tối ưu sẽ giúp cho quá trình lên men diễn ra nhanh và sản
phẩm lên men đạt chất lượng tốt.
- Xác định được môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỷ lệ
tối ưu để đảm bảo khả năng lên men của vi khuẩn, thu được sản phẩm lên men có
chất lượng cao nhất.
- Xác định được các điều kiện lên men thích hợp như số lượng giống cấy,
nhiệt độ, pH và thời gian lên men. Ngoài ra, ta còn phải quan tâm đến những vấn đề
khác như việc cung cấp oxy, sự khuấy trộn đối với nhóm vi sinh vật hiếu khí.
1.1.5.5. Các vi khuẩn lactic sử dụng trong công nghiệp sản xuất sữa
L.bulgaricus thể hiện hoạt tính phân giải protein trung bình trong sữa dẫn
đến sự tích lũy các acid amin tự do cao.
- Chủng Bifidobacteria.:
Các vi khuẩn Bifidobacteria không thuộc nhóm Clostridium của các vi khuẩn
Gram dương giống như các vi khuẩn khác. Tế bào của vi khuẩn này có dạng hình
que, hơi cong, có phân nhánh, không điển hình. Mặc dù vậy người ta vẫn xem
chúng như là các vi khuẩn lactic vì có khả năng tạo ra phần lớn acid lactic trong quá
trình lên men.
Bifidobacteria không phát triển trong môi trường sữa bò do trong sữa bò
thiếu các yếu tố sinh trưởng như N_axetyl_D_glucozamin.
Qua một số tìm hiểu về đặc điểm sinh trưởng và phát triển của các vi khuẩn
có khả năng lên men tạo sữa chua ta thấy việc phối hợp một số chủng vi khuẩn
lactic với nhau sẽ góp phần làm tăng khả năng lên men của sữa chua.
Copyright: Tài liệu đại học ©