Đề tài Công nghệ sản xuất sữa và thức uống

MỤC LỤC Trang I/ GIỚI THIỆU CHUNG ……………………………………………………….3 1/ Kháng thể ……………………………………………………………………………………3 1.1/ Định nghĩa …………………………………………………………………………………3 1.2/ Cấu tạo và phân loại ……………………………………………………………………….3 1.2.1/ Cấu tạo ……………………………………………………………………………………3 1.2.2. Phân lớp kháng thể ……………………………………………………………………….4 1.2.3/ Cơ chế miễn dịch của cơ thể người ………………………………………………………4 2/ Hệ kháng thể trong sữa bò ……………………………………………………………………7 II/ NHỮNG SẢN PHẨM CÓ SỬ DỤNG HỆ KHÁNG THỂ SỮA BÒ ……………………….8 1/ Sữa lên men Kefir …………………………………………………………………………….8 2/ Nu Vim ………………………………………………………………………………………10 3/Vistrum ……………………………………………………………………………………….12 4.Sữa bột Dielac anpha …………………………………………………………………………13 5/Các dạng đồ uống có bổ sung Colostrum …………………………………………………….14 III/ GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA …………………………...14 1/ Nguyên liệu ………………………………………………………………………………….14 2/Quy trình sản xuất ……………………………………………………………………………16 3/Giải thích quy trình công nghệ ……………………………………………………………….17 3.1/Chuẩn hóa …………………………………………………………………………………..17 3.2/Đồng hóa …………………………………………………………………………………...17 3.3/Thanh trùng ………………………………………………………………………………...18 3.4/Cấy giống vi khuẩn lactic …………………………………………………………………..19 3.5/Lên men …………………………………………………………………………………….20 3.6/Làm lạnh …………………………………………………………………………………....21 3.7/Ủ chín ………………………………………………………………………………………21 3.8/Làm lạnh ……………………………………………………………………………………21 3.9/Rót sản phẩm và đóng nắp …………………………………………………………………21 3.10/Bảo quản sản phẩm ……………………………………………………………………….22 4/ Sản phẩm …………………………………………………………………………………….23 I/ GIỚI THIỆU CHUNG: 1/ Kháng thể: 1.1/ Định nghĩa: Kháng thể là các phân tử immunoglobulin ,có bản chất glycoprotein, do các tế bào lympho B cũng như các tương bào (biệt hóa từ lympho B) tiết ra để hệ miễn dịch nhận biết và vô hiệu hóa các tác nhân lạ, chẳng hạn các vi khuẩn hoặc virus. Mỗi kháng thể chỉ có thể nhận diện một kháng nguyên duy nhất. 1.2/ Cấu tạo và phân loại: 1.2.1/ Cấu tạo: Hình 1: Cấu trúc một phân tử kháng thể. Phân tử kháng thể cấu tạo từ 4 chuỗi polypeptide, gồm: Hai chuỗi nặng giống hệt nhau Hai chuỗi nhẹ cũng giống hệt nhau. Có hai loại chuỗi nhẹ κ (kappa) và λ (lambda), do đó hai chuỗi nhẹ của mỗi phân tử immunoglobulin chỉ có thể cùng là κ hoặc cùng là λ. Các chuỗi của immunoglobulin liên kết với nhau bởi các cầu nối disulfide và có độ đàn hồi nhất định (hình 2 và 3). Một phần cấu trúc của các chuỗi thì cố định nhưng phần đầu của hai "cánh tay" chữ Y thì rất biến thiên giữa các kháng thể khác nhau, để tạo nên các vị trí kết hợp có khả năng phản ứng đặc hiệu với các kháng nguyên tương ứng, điều này tương tự như một enzyme tiếp xúc với cơ chất của nó. Có thể tạm so sánh sự đặc hiệu của phản ứng kháng thể-kháng nguyên với ổ khóa và chìa khóa. 1.2.2. Phân lớp kháng thể: Các kháng thể được phân thành 5 lớp hay isotype IgG, IgA, IgM, IgE et IgD (xem bảng 1). IgG Hình 2: Bề mặt một phân tử IgG IgG là loại immunoglobulin monomer. Có 4 thứ lớp: IgG1 (66%), IgG2 (23%), IgG3 (7%) và IgG4 (4%). IgA Hình 3: Ig A IgA được tiết trong sữa, nước mắt và nước bọt. Nó còn được tiết tại các mô niêm nhầy (trong ống tiêu hóa và hệ hô hấp). Lớp immunoglobulin này chống lại (bằng cách trung hòa) các tác nhân gây bệnh tại những nơi chúng được tiết ra. Có hai dạng IgA là IgA1 (90%) và IgA2 (10%). Khác với IgA1, các chuỗi nặng và nhẹ của IgA2 không nối với nhau bằng các cầu disulfide mà bằng các liên kết không đồng hóa trị. IgA có dạng dimer nối với nhau bằng hai chuỗi phụ. Thứ nhất là một chuỗi J (join - nối; không phải là các gene J của immunoglobulin), một polypeptide có khối lượng phân tử 1,5 kDa, giàu cysteine và khác biệt hoàn toàn với các chuỗi immunoglobulin khác. Thứ hai là một chuỗi polypeptide có tên secretory component cùng có khối lượng phân tử 1,5 kDa. IgA còn tồn tại dưới dạng trimer và tetramer . IgM Hình 4: IgM IgM là immunoglobulin đầu tiên được sản xuất bởi tế bào B trưởng thành IgM ở dạng polymer do các immunoglobulin liên kết với nhau bằng các cầu nối đồng hóa trị disulfide, thường là với dạng pentamer (penta = 5) hoặc hexamer (hexa = 6). Khối lượng phân tử của nó khá lớn, xấp xỉ 900 kDa. Nhờ tính chất polymer, IgM rất "nhạy" kháng nguyên. Nó còn được gọi là các "kháng thể tự nhiên" vì lưu hành trong máu ngay cả khi không có kháng nguyên. IgE Hình5: Immunoglobulin E IgE là loại immunoglobulin monomer trong đó carbonhydrate chiếm tỷ lệ khá lớn. Khối lượng phân tử của IgE là 190 kDa. IgE có trên màng bào tương của bạch cầu ái kiềm và tế bào mast ở mô liên kết. IgE giữ một vai trò trong phản ứng quá mẫn cấp cũng như trong cơ chế miễn dịch chống ký sinh trùng. Kháng thể loại IgE cũng có trong các dịch tiết và là loại immunoglobulin dễ bị hủy bởi nhiệt. IgD Hình 6: Ig D IgD là loại immunoglobulin monomer chiếm chưa đầy 1% trên màng tế bào lympho B. Chức năng của IgD chưa được hiểu biết đầy đủ, nó thường biểu hiện đồng thời với IgM. Để tiêu diệt tác nhân gây bệnh bị gắn kháng thể, nhiều bạch cầu sử dụng các FcR (thụ thể của Fc, R: receptor) bề mặt tương ứng với từng lớp IgG, IgA, IgM, IgE và IgD. Thông thường một tế bào B sản xuất đồng thời nhiều lớp kháng thể: chúng khác nhau ở phần C các chuỗi nặng nhưng giống hệt nhau ở tính đặc hiệu với một kháng nguyên. Một loại tế bào lympho chỉ có thể sản xuất ra một loại kháng thể, mỗi dạng tế bào có thể nhận ra và phản ứng lại với một kháng nguyên riêng biệt. IgG IgA IgM IgE IgD Vị trí chủ yếu Máu Niêm nhầyCác dịch tiết Lympho BMáu Bạch cầu ái kiềmTế bào mast Lympho B Tỷ lệ 70% đến 75% 15% đến 20% cáckháng thểtrong huyết thanh 10% < 1% < 1% "Hóa trị"1 2 2 - 4 2 - 10 2 2 Vai trò Trung hòa các độc tố,vi khuẩn và virus Ngưng tụ, trung hòacác vi khuẩn, virus Ngưng tụ,con đường cổ điển của bổ thể Dị ứng,trung hòa cácký sinh trùng Hoạt hóa cáctế bào lympho B Bảng 1: Tóm tắt tính chất của các lớp (isotype) immunoglobulin khác nhau. 1.2.3/ Cơ chế miễn dịch của cơ thể người: Hệ thống miễn dịch của cơ thể người là hệ thống những tác động nhằm chống lại sự nhiễm trùng. Hệ thống này được chia làm 2 hệ thống chức năng chính: hệ thống miễn dịch chủ động và hệ thống miễn dịch thụ động. miễn dịch chủ động có nghĩa là cơ thể sản sinh ra kháng thể của chính bản thân mình, chống lại một kháng nguyên nào đó. Miễn dịch thụ động tức là kháng thể có sẵn đi vào dòng máu được lấy từ một cá thể khác. Miễn dịch thụ động cũng được tạo ra một cách chủ động bằng cách tiêm những kháng thể đặc hiệu lấy trong huyết thanh được lấy từ máu người, bò, ngựa. Miễn dịch thụ động chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn vì các kháng thể phân hủy chậm ở trong dòng máu và cơ thể không có gì thay thế được. Hệ miễn dịch người có khả năng sản xuất ra trên 1012 loại kháng thể đặc hiệu khác nhau. Trong khi những kết quả nghiên cứu mới nhất cho thấy genome người chỉ có khoảng 3*105 gene, như vậy một kháng thể không thể chỉ là sản phẩm của một gene duy nhất. 2/ Hệ kháng thể trong sữa bò: Sữa bó có 3 loại immonoglobulin là IgG,IgA và IgM. Trong số các immunoglobulin này thì IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất.Trong sữa non thì hàm lượng IgG1 có thể chiếm đến 80% tổng khối lượng các protein hòa tan trong sữa. IgM là một glycoprotein. Cả IgG và IgM đều hoạt động như những kháng thể theo cùng một cơ chế là liên kết với kháng nguyên và tạo ra mạng lưới không gian 3 chiều không tan. Bê khi mới sinh ra không có 3 loại immunoglubulin IgA, IgM, IgG. Tuy nhiên sữa non của bò rất giàu 3 loại kháng thể trên. Tên protein Hàm lượng(% tổng kl protein trong sữa) Phân tử lượng(Da) b-lactoglobulin 7-12 18000 a-lactalbumin 2-5 14200 Proteose-pepton 2-4 400-40000 Immunoglobulin 1.9-3.3 152000-950000 Serum-albumin 0.7-1.3 66300 Bảng 2:Thành phần các protein hòa tan trong sữa bò. II/ NHỮNG SẢN PHẨM CÓ SỬ DỤNG HỆ KHÁNG THỂ SỮA BÒ: 1/ Sữa lên men Kefir: Hình 7: sản phẩm sữa Kefir Sữa chua Kefir có tên thương mại là Basic Plus , là một dạng thực phẩm chức năng , là sữa chua có bổ sung immunoglobulin - kháng thể từ sữa non của bò, thành phần kháng thể này có tên thương mại là Proventra [TM] . Basic Plus do hãng Life ways và GalaGen Inc hợp tác sản xuất năm 1998, tại Hoa Kỳ. Đây là một trong những dòng sản phẩm đầu tiên có chứa những thành phần tự nhiên có trong sữa non (Colostrum) của bò, chủ yếu là kháng thể sữa non của bò. Basic Plus có vị béo, không hậu vị, hương trái cây, là loại kefir được bổ sung immunoglobulin từ sữa non của bò, giúp tăng cường hệ miễn dịch, thích hợp cho người có hệ miễn dịch kém và cho những ai muốn tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể. Sữa non Clostrum rất giàu immunoglobulin, là những kháng thể , khi đi vào cơ thể người, chúng sẽ tạo ra hệ miễn dịch thụ động cho cơ thể con người.Vì đây cũng là những chất tồn tại trong sữa bò, thức uống mà con người vẫn sử dụng nên nó không gây độc cho cơ thể người. Kefir Basic Plus được sử dụng như thực phẩm bổ sung thêm cho khẩu phần của những người ăn kiêng. Kefir Basic Plus là nằm trong top 15 theo xếp hạng của tạp chí Dairy Foods năm 1998. Kefir Basic Plus được bảo quản ở nhiệt độ lạnh , nó chứa canh trường sữa lên men kefir và cấu tử miễn dịch tự nhiên Proventra. Kefir là một thức uống rất giàu protein, vitamin và các chất khoáng, là một loại sữa lên men sử dụng nấm kefir . 2/ Nu Vim : Hình 8: Sản phẩm sữa NUvim Nu Vim là thức uống dưới dạng nước trái cây và có bổ sung vi chất dinh dưỡng giúp tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể người, đó là các kháng thể. Các kháng thể này được tạo ra bằng cách sử dụng chất kích thích miễn dịch cho đàn vật nuôi được chọn lựa trước. Sau đó sẽ được phân tách dưới những điều kiện nghiêm ngặt để tránh làm mất vi chất dih dưỡng. “Nu Vim” không có đường lactose và không có chất béo, được sử dụng để tăng sức mạnh cho các cơ và khớp xương. Nu Vim chứa những vi chất dinh dưỡng đã được đăng kí độc quyền là những vi chất được phân lập từ sữa SBMI .Những vi chất dinh dưỡng đó có tên thương mại là Accuflex và Mune Pro.Accuflex có chứa những phân tử lớn có trong sữa SBMI ,có tác dụng tăng cường hệ thống miễn dịch. Mune Pro có chứa những phân tử nhỏ có trong sữa SBMI , giúp tăng sức khỏe cho các cơ và khớp xương. Accuflex và Mune Pro có trong sữa thường nhưng với hàm lượng thấp, với sữa SBMI thì hàm lương của chúng cao vì đã sử dụng chất kích thích để tăng tính miễn dịch, và những chất này được bảo vệ tráng thất thoát trong quá trình thanh trùng và chế biến. Thành phần của Nu Vim: bột sữa gầy SBMI, Whey protein isolate, Whey protein concentrate, Milk protein concentrate , đường sucralose, vitaminA, không có đường lactose và không có chất béo. 3/Vistrum Hình 9: sản phẩm vistrum Vistrum giúp duy trì sự cân bằng của hệ đường ruột và tăng cường hệ miễn dịch. Vistrum là một hỗn hợp chứa những thành phần: canh trường vi sinh vật có ích, kháng nguyên cấu tử miễn dịch tự nhiên Proventra và các chất xơ hòa tan. Canh trường vi sinh vật có ích: Canh trường vi sinh vật có ích xuất hiện tự nhiên trong hệ đường ruột của người. Những vi sinh vật có ích này giúp việc tiêu hóa dễ dàng hơn bằng cách tạo ra các enzyme và bẻ gãy các liên kết trong các phân tử cabohydrat và những chất xơ không tiêu hóa được để cơ thể có thể hấp thụ được. Canh trường các vi sinh vật có ích sẽ kiềm hãm sự phát triển của những vi sinh vật bất lợi có trong hệ đường ruột, ngoài ra các vi sinh vật có ích này còn giải phóng ra ngoài những chất kháng khuẩn để tiêu diệt các vi khuẩn gây hại hệ đường ruột của người. Cấu tử miễn dịch tự nhiên Proventra: Proventra chứa một hỗn hợp các protein có hoạt tính sinh học. Các protein có hoạt tính sinh học bao gồm: các kháng thể, lactoferrin, lactoperoxidase và cytokines được phân tách từ sữa non của bò. Những cấu tử chứa trong Proventra có nhiều tác dụng; tác dụng làm yếu đi những vi sinh vật không mong muốn, ngăn cản sự phát triển và tấn công của những vi sinh vật trên vào thành đường ruột và tác dụng tăng cường sức khỏe. Chất xơ không hòa tan : Vistrum chứa inulin.Inulin là một chất xơ làm tăng sự phát triển của hệ vi sinh vật có ích. 4.Sữa bột Dielac anpha: Hình 10: sản phẩm sữa bột dielac anpha Sữa bột Dielac anpha được sản xuất theo công thức độc quyền Anpha – công thức được nghiên cứu dưới sụ giám sát của trung tâm nghiên cứu dinh dưỡng Vinamilk ,sản xuất theo các tiêu chuẩn HACCP của tập đoàn Kiểm định ,nghiên cứu và chứng nhận SGS Hà Lan. Công thức Anpha gồm Colostrum ,DHA và một số vi chất dinh dưỡng khác. Sản phẩm sữa bột Dielac anpha được sản xuất cho trẻ sơ sinh để cung cấp năng lượng và các kháng nguyên miễn dịch giúp trẻ được bảo vệ khỏi những tác nhân gây bệnh trong giai đoạn đầu cuộc sống. Dielac anpha được sản xuất theo công thức độc quyền anpha với Colostrum : là một loại sữa non , có tính chất đặc biệt quan trọng đối với trẻ từ khi chào đời đến 6 tháng tuổi. Bovine Colostrum được nổi bật với tính chất ngoài khả năng cung cấp các dưỡng chất hoàn hảo nhất để tăng trưởng, còn cung cấp một lượng lớn các kháng thể tự nhiên , đặc biệt là IgA – có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch của trẻ , cũng như bảo vệ hệ tiêu hóa và phá hủy các tác nhân gây bệnh.Ngoài ra còn có các chất DHA , Omega 3 và Omega 6 ( tỉ lệ 1:9) , Inulin và Oligofructo(FOS) , Ca và vitamin D (tỉ lệ 0.5). 5/Các dạng đồ uống có bổ sung Colostrum: Fonterra vừa phát triển một kỹ thuật có thể cho phép bổ sung Colostrum vào các dạng đồ uống với thời gian bảo quản dài , mở ra nhiều cơ hội cho nhiều loại sản phẩm mới ở châu Á. Colostrum là sữa non mà động vật có vú tiết ra sau khi sinh con ,nó có chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng rất tốt cho cơ thể của con vật mới sinh, trong đó đặc biệt hàm lượng immunoglobulin rất cao.Hàm lượng immunoglobulin cao sẽ đóng vai trò là hệ miễn dịch cho cơ thể mới sinh cho đến khi hệ miện dịch củaa con vật mới sinh được phát triển toàn diện. Tuy nhiên , từ trước cho tới nay Colostrum chỉ thích hợp để bổ sung vào các dạng đồ uống tươi với thời gian bảo quản ngắn, và được bảo quản trong tủ lạnh.Đó là vì kĩ thuật sản xuất trước đây sử dụng quá trình nhiệt để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm - mà những quá trình nhiệt hay phá hủy những hợp chất sinh học và những cấu tử dinh dưỡng có trong sữa non Colostrum. Phương pháp của Fonterra là sử dụng quá trình rót chai ở điều kiện lạnh tiêu chuẩn , thời gian thực hiện quá trình là 1 giây, tất cả các quá trình tự nhiên sẽ bị đình chỉ , không sử dụng phụ gia hay chất bảo quản nào để các cấu tử dinh dưỡng , hương vị và màu sắc của sản phẩm không bị thay đổi. Một trong những sản phẩm thức uống từ sữa có bổ sung Colostrum ở trên là Colostrum Shot, có thời hạn bảo quản là trên 6 tháng ở nhiệt độ bình thường ,mặc dù nó được sản xuất để được tiêu thụ như là một thức uống lạnh. Kĩ thuật mà hãng Fonterra áp dụng có thể cho phép thêm Colostrum vào các loại đồ uống khác nhau như yaourt dạng lỏng, nhưng hiện tại chỉ mới áp dụng cho các loại đồ uống từ sữa mà có tính acid. III/ GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA KEFIR: Trong số các sản phẩm có bổ sung kháng thể sữa bò, ta sẽ tim hiểu quy trình sản xuất sữa Kefir. 1/ Nguyên liệu: Nguyên liệu dùng trong sản xuất Kefir có thể là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò. Đầu tiên nguời ta lên men sữa thành kefir trong các túi làm bằng da thú hoặc bồn gỗ sồi. Từ đầu thế kỷ 20 thì Kefir đã trở thành một sản phẩm được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Sữa: yêu cầu chung là không chứa kháng sinh và đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh Vi sinh vật : Sử dụng vi khuẩn lactic và nấm men, đôi khi có cả vi khuẩn A.aetic và A.racens, dưới dạng hạt Kefir. Chúng phát triển cộng sinh trên môi trường sữa tạo cho sản phẩm Kefir có vị chua đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men. Các hạt Kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và thường kết chùm với nhau có đường kính trung bình từ 0.3-2.0cm. Ngoài ra hạt Kefir còn chứa cả protein chiếm khoảng 30%, và carbohydrade chiếm 25-50%. Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65-80% tổng số vi sinh vật trong hạt Kefir, chúng bao gồm những loài ưa ấm và ưa nhiệt và lên men đồng hình lẫn dị hình. Nhóm vi khuẩn lactic lactococci chiếm 20% tổng số tế bào. Nấm men chiếm khoảng 5-10% tổng số vi sinh vật trong hạt kefir gổm những loài lên men được lẫn không được đường lactose. Các loài lên nấm men lên men được đường lactose thường được tìm thấy ở những vị trí gẩn bề mặt hạt Kefir. Ngược lại, những loài nấm men không lên men được đường lactose được tìm thấy tại các vị trí bên sâu trong hạt kefir Lactobacilli Cocci Nấm men L.brevis L.cellobiosus L.acidophilus L.kefir L.cacei ssp. alactosus L.casei ssp. rhamnousus L.helveticus L.delbrueckii ssp lactis L. actis ssp lactis L. lactis ssp lactis var diacetylactis S. thermophilus S. filant S. durans Leuc. Mesenteroides ssp dextranicum Leuc. Mesenteroides ssp cremoris Kluyveromyces lactis K. marxianus ssp. bulgaricus K. marxianus ssp. marxianus S. florentinus S. globosus Candida kefir C. pseudotropicalis Torulaspora delbrueckii Bảng3: Các vi sinh vật có trong hạt kefir Sữa nguyên liệu Chuẩn hóa Cấy giống Rót sản phẩm và đóng nắp Thanh trùng Làm lạnh ủ chín Đồng hóa Bao bì Kefir (bào quản lạnh) Làm lạnh Lên men Giống vsv 2/Quy trình sản xuất: 3/Giải thích quy trình công nghệ: 3.1/Chuẩn hóa : Quá trình chuẩn hòa hiệu chỉnh hàm lượng béo trong sữa nguyên liệu. Sản phẩm Kefir có hàm lượng chất béo dao động trong khoảng 0.5-6%, thông thường là 2.5-3%. Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng béo thấp thì ta bổ sung cream. Liệu chất béo trong cream thưởng 35-40% Ngược lại, nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng cao thì ta có thể bổ sung sữa gầy hoặc sử dụng quá trình ly tâm tách béo từ sữa nguyên liệu thành sữa gầy rồi phối trộn với cream hoặc AMF để đạt được hàm lượng béo yêu cầu. Thiết bị: Hình 11: Thiết bị chuẩn hóa sữa nguyên liệu 3.2/Đồng hóa : Mục đích: Cải thiện hệ số truyền nhiệt chuẩn bị cho quá trình thanh trùng Tăng độ bền hệ nhũ tương giúp bảo quản sản phẩm, cải thiện cấu trúc. Nguyên tắc : sử dụng áp lực cao Đồng hóa có thề thực hiện trên toàn bộ sữa nguyên liệu (đồng hóa toàn phần) hoặc đồng hóa một phần, trường hợp này cho phép các nhà sản xuất tiết kiệm chi phí năng lượng, cũng như sử dụng thiết bị đồng hóa công suất nhỏ trong một dây chuyền sản xuất lớn Cách thực hiện quá trình đồng hóa một phần : sữa tươi với hàm lượng béo cao được đưa vào máy ly tâm để tạo ra hai dòng sản phẩm: cream và sữa gầy. Phần thể tích được sử dụng trở lại với dòng sữa gầy sẽ đưa tiếp vào thiết bị đồng hóa. Trên đường vào thiết bị, người ta bổ sung một lượng sữa gầy vào cream sao cho hảm lượng chất béo trong hỗn hợp khi đi vào máy đồng hóa không lớn hơn 10%. Chế độ đồng hóa thường sử dụng: áp lực từ 175-200 bar, nhiệt độ sữa khi vào thiết bị 65-70oC. Thiết bị: Hình 12: Thiết bị đồng hóa sữa 3.3/Thanh trùng: Mục đích: tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hệ vi sinh vật và các enzyme trong sữa. Ngoài ra, quá trình này cón làm biến tính sơ bộ một số protein có trong sữa, đặc biệt là whey protein. Nhờ đó trong quá trình lên men lactic, khối đông hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi khối đông khi bảo quản. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ thanh trùng là 90-95oC, thời gian thanh trùng 5 phút. Thiết bị: trong quá trình thanh trùng sữa, người ta thường dùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng ống. Hình 13: Thiết bị thanh trùng ống lồng ống. 3.4/Cấy giống vi khuẩn lactic: Sữa tươi/ sữa gầy/sữa hoàn nguyên Thanh trùng Cấy giống Xử lý Nhân giống Lọc thô Giống vi sinh vật Hạt kefir Hạt kefir Giống vsv cho sản xuất Quá trình chuẩn bị giống vi sinh vật để lên men kefir được thực hiện như sau: Môi trường chuẩn bị giống có thể là sữa tươi, sữa gầy, hoặc sữa hoàn nguyên. Hàm lượng chất khô trong môi trường khoảng 11-12%. Đầu tiên người ta thanh trung môi trường 90-95oC trong thời gian 30-45 phút. Thời gian thanh trùng kéo dài nhằm vô hoạt enzyme và ức chế đến mức tối thiểu cự có mặt của vi sinh vật lạ trong môi trường, giúp cho giống phát triển tốt và không bị tạp nhiễm. tiếp theo, môi trường sẽ được làm nguội về 22-24oCd9e63 chuẩn bị cấy giống. Người ta sử dụng hạt kefir để cấy vào môi trường. Lượng giống cấy ban đầu từ 3.5-5.0% (theo khối lượng). Quá trình nhân giống được thực hiện ở 23-25oC. Do hạt kefir có kích thước lớn, chúng thường bị chìm xuống đáy thiết bị. Do đó, việc khuấy trộn môi trường trong quá trình nhân giống là cần thiết. Thông thường, người ta khuấy đảo môi trường trong thời gian 10-15 phút sau mỗi 2-5 giờ. Quá trính nhân giống được xem là kết thúc khi pH môi trường giảm xuống 4.5. Tiếp theo canh trường được đem lọc. Các hạt kefir được đem đi xử lý bằng cách rửa chúng trong nước vô khuẩn ở nhiệt độ thấp 6-10oC để loại bỏ tạp chất trên bề mặt hạt. người ta cũng có thể sử dụng sữa gầy để rửa hạt. Hạt kefir sau khi rửa được đem bảo quản trong nước vô khuẩn hoặc dung dịch NaCl 0.9%. khi cần nhân giống cho mẻ sản xuất tiếp theo, người ta sẽ sử dụng tiếp các hat45 kefir này để nhân gống. Dịch thu được sau quá trình lọc thô chứa vi khuẩn lactic và nấm men. Có thể sử dụng để đem cấy vào môi trường sữa nguyên liệu để sản xuất kefir. Lượng giống cấy từ 3-5%(v/v). nếu sau quá trình nhân giống nhưbtren6 vẫn chưa đủ dùng, ta tiến hành nhân giống thêm một cấp nữa. lượng giống cấy thu được đem cấy vào môi trường sữa tươi/ sữa gầy/ sữa hoàn nguyên đã qua thanh trùng. Quá trình này được thực hiện ở 23oC, thời gian nuôi trung bình là 20 giờ. 3.5/Lên men: Trong quá trình lên men kefir, vi khuẩn lactic sẽ chuyển hóa đường lactose thành acid citric, lactose và CO2. Trong dịch lên men chứa hàng trăm sản phẩm phụ từ quá trình lên men lactic và lên men etanol nói trên. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành hương vị cho sản phẩm. Nhiệt độ lên men được chọn ở23-25oC, thời gian lên men trung bình là 12 giờ. Khi đó độ chua của sản phẩm đạt từ 85-100oTh. Thiết bị: sử dụng bồn lên men có cánh khuấy, cho cánh khuấy hoạt động trong thời gian nhất định để phân bồ đều các tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa. Nhờ đó quá trình lên men sẽ diễn ra nhanh và đồng đều hơn. Hình 14: Thiết bị lên men. 3.6/Làm lạnh: Trong quá trình lên men, đồng thời với việc khuấy trộn ta tiến hành làm lạnh, đưa dịch lên men về nhiệt độ 14-16oC. đây là giai đoạn chuần bị cho quá trình ủ chín của sản phẩm. 3.7/Ủ chín: Ở nhiệt độ trên,tốc độ trao đổi chất của vi khuẩn lactic và nấm men chậm lại. tuy nhiên việc tổn thất các cấu tử hương cùng với khí CO2 bay lên là không đáng kể. Mùi vị kefir được cải thiện đáng kể trong quá trình ủ chín. Thời gian ủ chín là 12-14 giờ. Độ chua của sản phẩm tiếp tục tăng lên 110-120oC. 3.8/Làm lạnh: Sau khi kết thúc quá trình ủ chín, ta tiến hành làm lạnh sản phẩm về 5-8oC để hạn chế tối đa hoạt động trao đổi chất của hệ vi sinh vật trong kefir. Chú ý là phải hạn chế sự khuấy trộn để tránh cho không khí xâm nhpa65 váo và làm tách lớp một phần huyết thanh trên bề mặt sản phẩm kefir. Thiết bị sử dụng thường là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống để làm lạnh. 3.9/Rót sản phẩm và đóng nắp: Quá trình này được thực hiện trong điều kiện vô trùng để hạn chế vi sinh vật từ môi trường ngoài xâm nhập vào sản phẩm. do đó vấn đề vệ sinh thiết bị, nhà xường tại khu rót sản phẩm và bao gói cần được quan tâm hàng đầu. Loại bao bì phổ biến sử dụng cho sản phẩm kefir là bao bì giấy. loại bao bì này có nhược điểm là giá thành khá cao so với các loại bao bì khá. Ưu điểm của loại bao bì này là nhẹ nhàng, phong phú về hình thức và mẫu mã, dễ phân hủy. 3.10/Bảo quản sản phẩm: Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ không lớn hơn 6oC. trong quá trình bảo quản hệ vi sinh vật trong kefir vẫn tiếp tục trao đổi chất với môi trường. Dù ở nhiệt độ thấp, quá trình trao đổi chất của vi sinh vật cũng sẽ làm thay đổi dần các chỉ tiêu hóa lý (độ chua, hàm lượng etanol..), chỉ tiêu cảm quan (mùi, vị) của sản phẩm. Thời gian bảo quản kefir tối đa khoảng 1-2 tuần ở 4-6oC. 4/ Sản phẩm: Hình 15: Sản phẩm Kefir. Để đánh giá Kefir người ta sử dụng các chỉ tiêu sau đây: Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi vị Chỉ tiêu hóa lý: độ chua, hàm lượng etanol, hàm lượng CO2 hòa tan, tổng hàm lượng chất khô, chất béo… Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn, nấm men… Thông thường độ chua của Kefir dao động trong khoảng 110-120o Th, hàm lượng acid lactic chiếm 0.8-0.9%, hàm lượng CO2 hòa tan 0.08-0.20%, hàm lượng ethanol 0.5-2.0%.