Tiểu luận Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt

Đại Học Quốc Gia TP HCM Trường ĐH Bách Khoa Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Bộ môn CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA VÀ ĐỒ UỐNG GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Sinh viên thực hiện : Võ Ngọc Cẩm ( 60600178 ) Kim Thị Doan ( 60600308 ) Lê Bảo Hoàng Long ( 60601299 ) Tháng 11/2009 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 2 LỜI CẢM ƠN Chúng em chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn đã hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn thư viện bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, thư viện khoa Kỹ Thuật Hóa Học, thư viện trường ĐHBK TP HCM đã nhiệt tình giúp đỡ về tài liệu cho đề tài này. Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn sinh viên lớp HC06TP đã nhiệt tình giúp đỡ về tài liệu cũng như đóng góp nhiều ý kiến bổ ích cho sự hoàn thiện của đề tài. Xin chân thành cảm ơn. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 3 MỤC LỤC Phần I : ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tổng quan về yaourt 8 2. Mục đích, ý nghĩa đề tài 10 3. Cơ sở lý thuyết – Pham vi tìm hiểu 11 Phần II : NỘI DUNG 12 1. Khái quát về áp suất cao 12 2. Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng của sản phẩm yaourt 12 3. Quy trình công nghệ 37 Phần III: KẾT LUẬN 54 1. Khả năng ứng dụng của áp suất cao trong sản xuất yaourt 54 2. Hướng phát triển sử dụng áp suất cao trong công nghiệp sữa 55 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 4 DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên Trang 1 Một vài tính chất hóa lý của các mẫu yaourt trong suốt 14 ngày bảo quản 18 2 Thành phần hóa học của Labnehs 19 3 Tác động của áp suất ( 100-1000MPa ) đến độ chua của yaourt 20 4 Ảnh hưởng của áp suất cao lên các chủng vi khuẩn lactic khác nhau, trong các môi trường nuôi cấy khác nhau. 35 5 Các tính chất của sản phẩm yaourt 44 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 5 DANH SÁCH HÌNH Hình Tên Trang 1 Thành phần dinh dưỡng của yaourt 10 2 Ảnh hưởng của áp đồng hóa áp suất cao, xử lý nhiệt hoặc cả 2 đến giá trị của L* của sữa gầy 15 3 Độ nhớt động học của một vài loại yaourt 21 4 Sự phục hồi trong khi xử lý áp suất cao của sữa không có serum protein được xử lý với 0.1 g/L TGase 22 5 Tác động của đồng hóa áp suất cao hay xử lý nhiệt hay cả 2 lên thời gian gel hóa (G′ ≥1 Pa) của gel acid từ sữa gầy với 3% glucono-δ-lactone 23 6 Ảnh qua kính hiển vi điện tử của một số loại yaourt làm từ sữa kết hợp áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt 25 7 Ảnh qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý, sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men 26 8 Ảnh qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý, sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men 27 9 Ảnh qua kính hiển vi điện tử của set-type labnehs 28 10 Ảnh hưởng của áp suất cao lên ứng suất đàn hồi của một vài loại yaourt 29 11 Khả năng xuyên thấm trung bình của yogurt làm từ sữa được xử lý áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp 30 12 Môđun đàn hồi trung bình (G’) của yogurt làm từ sữa được làm bền bởi áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp 30 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 6 13 Khả năng giữ whey 31 14 Mức độ vô hoạt của các vi sinh vật trong sữa xử lý áp suất cao 33 15 Thiết bị đồng hóa sử dụng áp suất cao 39 16 Sự phá vỡ của các cấu trúc phân tử khi qua thiết bị đồng hóa 40 17 Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa khác nhau lên độ nhớt của sữa 41 18 Mô hình hệ thống siêu lọc 43 19 Thiết bị xử lý áp suất thủy tĩnh 49 20 Ảnh hưởng của áp suất cao lên hệ vi khuẩn lactic đối với các sản phẩm yaourt sử dụng giống cấy ban đầu khác nhau 50 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 7 LỜI MỞ ĐẦU Môn học Công nghệ chế biến sữa và đồ uống là một trong các môn học chuyên đề của ngành công nghệ thực phẩm. Nó cung cấp những kiến thức thực tiễn, cụ thể về nguyên liệu, quy trình công nghệ chế biến một số các sản phẩm đồ uống như : nước uống, nước giải khát pha chế, một số các sản phẩm chế biến từ sữa như : sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, yaourt, phô mai… và một số các sản phẩm đồ uống khác. Hiện nay, ngành công nghiệp đồ uống đang có những bước tiến rất nhanh. Bên cạnh về giá trị cảm quan, người tiêu dùng còn đòi hỏi sản phẩm đồ uống phải có chất lượng tốt, có giá trị dinh dưỡng cao. Do đó, việc phát triển những công nghệ mới, kỹ thuật mới, những cải tiến mới là một vấn đề cần thiết trong công nghệ sản xuất sữa và đồ uống. Yaourt- một sản phẩm sữa lên men đang được tiêu thụ với số lượng rất cao trên thế giới. Không chỉ có giá trị cảm quan phù hợp, sản phẩm yaourt còn có giá trị dinh dưỡng rất tốt với sức khỏe của con người. Được sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn, nhóm chọn đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt “. Đề tài được thực hiện nhằm mục đích tìm hiểu những ảnh hưởng của áp suất cao đến những thuộc tính chất lượng của yaourt. Dù đã chuẩn bị rất kỹ nhưng chắc sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Mong thầy và các bạn thông cảm. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 8 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tổng quan về yaourt: Khái niệm: Yaourt hay yogurt- một sản phẩm sữa lên men- được sản xuất nhờ quá trình lên men sữa bởi nhóm vi khuẩn lactic. Trong công nghiệp sản xuất sữa lên men, yaourt là sản phẩm tiêu biểu và được sản xuất phổ biến trên khắp thế giới. Phân loại: Có nhiều khóa phân loại sản phẩm yaourt. Hiện nay, có 2 khóa phân loại phổ biến:  Dựa vào đặc điểm cấu trúc của sản phẩm:  Yaourt truyền thống : quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm.  Yaourt dạng khuấy: quá trình lên men diễn ra ngoài bao bì. Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình sẽ bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học.  Yaourt uống: khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp đồng hóa hoặc khuấy trộn để phá hủy cấu trúc gel của khối đông.  Yaourt lạnh đông: quá trình lên men cũng được thực hiện ngoài bao bì. Để tăng độ cứng cho sản phẩm, hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý lạnh đông.  Yaourt cô đặc: hỗn hợp sản phẩm sau quá trình lên men sẽ được đem đi cô đặc. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa để tao cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm.  Dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm:  Yaourt béo: hàm lượng chất béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%.  Yaourt bán gầy: hàm lượng béo nằm trong khoảng 0,5-3%.  Yaourt gầy : hàm lượng béo không lớn hơn 0,5%. Ngày nay, do nhu cầu ngày càng tăng, người ta có thể bổ sung một số chất tạo hương, tạo vị để đa dạng hóa sản phẩm. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 9 Nguyên liệu:  Sữa nguyên liệu Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất yaourt là sữa nguyên liệu. Có nhiều loại sữa nguyên liệu được sử dụng để sản xuất yaourt: sữa tươi, sữa cô đặc, sữa bột, sữa hoàn nguyên, sữa tái chế. Tùy theo đặc điểm sản phẩm, theo từng quy trình công nghệ mà mỗi nhà máy sử dụng loại nguyên liệu cho phù hợp. Yêu cầu sữa nguyên liệu:  Tổng số vi sinh vật thấp.  Không chứa kháng sinh ( penicillin, streotomycin,…)  Không chứa bacteriophage.  Không chứa dư lượng các hóa chất được sử dụng trong quá trình tẩy rửa và các chất có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Tại nhà máy cần kiểm tra nghiêm ngặt các chỉ tiêu hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo để đánh giá chính xác về chất lượng của sữa trước khi đưa vào sản xuất.  Giống vi sinh vật: Vi sinh vật được sử dụng trong quá trình sản xuất yaourt chủ yếu là nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng hình. Hai loài phổ biến nhất là Streptococcus themophilus (Driessen và Stadhouders, 1982) và Lactobacillus bulgaricus (Shankar 1977). Trong công nghệ sản xuất sữa lên men, vấn đề chuẩn bị chủng vi sinh vật là một khâu rất quan trọng và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy, quá trình chuẩn bị chủng vi sinh vật phải đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng. Tùy theo dạng chủng vi sinh vật sử dụng mà chúng ta sẽ có nhiều cách chuẩn bị khác nhau. Đa số các nhà máy sữa hiện nay đều sử dụng chủng bột thương mại trong sản xuất. Người ta tiến hành cấy chuyển tiếp vài lần để tăng hoạt tính của chủng và rút ngắn thời gian lên men trong sản xuất. Dinh dưỡng của yaourt với sức khỏe con người Yaourt là một nguồn dinh dưỡng hoàn hảo cho con người.Yaourt là sản phẩm giàu protein, canxi, riboflavin, vitamin B6 và vitamin B12. Đây đều là những thành phần dinh dưỡng rất cần thiết cho cơ thể con người.Gần đây, sự tiêu thụ GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 10 yaourt tăng đáng kể. Cùng với sự tăng về số lượng là sự tăng về chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là về dinh dưỡng. Nghiên cứu gần đây được đăng trên tạp chí International Journal of Obesity ngày 11/1/2005 cho thấy “ yaourt low fat “ có khả năng giảm cân ở cơ thể người. Thử nghiệm đã được tiến hành trên những người béo phì với khẩu phần ăn 250g yaourt mỗi ngày. Kết quả là lượng mỡ dự trữ ở bụng được cắt giảm khoảng 81%. Một nghiên cứu khác cho rằng sản phẩm yaourt cũng làm tăng sức đề kháng của cơ thể người (IDF 1998). Hình 1: Thành phần dinh dưỡng của yaourt Nguồn : In-Depth Nutritional Profile for Yogurt 2. Mục đích – Ý nghĩa đề tài: Yaourt là dạng thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, rất cần thiết cho con người và được sản xuất phổ biến trên khắp thế giới. Đây còn là sản phẩm có vai trò sinh học rất cao đối với cơ thể trong việc chống lão hóa và phòng ngừa một số bệnh mãng tính. Đứng trước nhu cầu đó, việc nghiên cứu về quy trình sản xuất yaourt là một vấn đề cần thiết. Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển sản phẩm, tạo ra các sản phẩm mới tốt hơn, phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 11 Đề tài “ Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng của yaourt “ với mục đích khảo sát ảnh hưởng của các quá trình có sử dụng áp suất cao trong quy trình sản xuất đến chất lượng của yaourt. Qua đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của áp suất cao đến sản phẩm yaourt. Từ đó, chúng ta sẽ vận dụng một cách linh hoạt những nghiên cứu mới này trong quy trình sản xuất. 3. Cơ sở lý thuyết - Phạm vi nhiên cứu: Như đã trình bày ở phần trên, sản phẩm yaourt có nhiều loại. Trong phạm vi giới hạn của đề tài này, chúng em sẽ tìm hiếu về quy trình sản xuất yaourt truyền thống và yaourt khuấy. Trên cơ sở quy trình công nghệ sản xuất yaourt truyền thống đã có, chúng em sẽ tập trung tìm hiểu về những ảnh hưởng của áp suất cao đến từng quá trình. Dựa vào đó, đem kết quả so sánh với quy trình không sử dụng áp suất cao, chúng ta sẽ thấy được ưu – khuyết điểm. Đó là cơ sở để chúng ta tiến hành xây dựng một quy trình sản xuất mới nhằm mang lại chất lượng cao nhất cho sản phẩm yaourt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 12 PHẦN II NỘI DUNG 1. Khái quát về áp suất: Định nghĩa áp suất: áp suất là áp lực tác động lên một đơn vị diện tích (đơn vị chuẩn: Pa). 1Pa = 1N/m2 Áp suất cao: thông thường áp suất cao được hiểu là áp suất cao hơn áp suất khí quyển( 760 mmHg, 1 Hg =133,3 Pa). Tuy nhiên khái niệm áp suất cao cũng chỉ mang tính chất tương đối;tùy thuộc vào sản phẩm chế biến, cũng như phụ thuộc vào từng quá trình cụ thể mà khái niệm “áp suất cao” có thể dao động trong những khoảng khác nhau. Một số quá trình công nghệ có trong thực phẩm có sử dụng áp suất cao : ép đùn,sấy phun, đồng hóa, lọc, phân riêng bằng membrane… Trong công nghiệp sản xuất yaourt nói riêng và công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ sữa nói chung, áp suất cao thường được sử dụng trong các quá trình như: phân riêng sữa bằng membrane(siêu lọc), quá trình đồng hóa sữa, vàquá trình xử lý nhiệt. Trong các quá trình này, giá trị áp suất được sử dụng thường có giá trị biến thiên trong một khoảng rất rộng, tùy theo mục đích công nghệ và thiết bị sử dụng . Chẳng hạn như trong quá trình đồng hóa bằng áp suất cao, áp lực được sử dụng dao động trong khoảng 100-250 bar (1bar =105 Pa), và áp suất sử dụng trong thiết bị đồng hóa một cấp và hai cấp cũng khác nhau. 2. Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng của yaourt: Tác động của áp suất cao đền chất lượng của yaourt được xem xét ở nhiều khía cạnh khác nhau. Tuy nhiên, về tổng quát, sự ảnh hưởng này có thể được xem xét ở 3 phương diện chính : cảm quan, hóa lý, vi sinh. a. Chỉ tiêu cảm quan: Hương vị của yaourt là sự kết hợp giữa các cấu tử hương có trong sữa và các hợp chất được tạo thành từ sự chuyển hóa bới các enzyme của vi sinh vật trong quá trình lên men. Theo nghiên cứu của Agnieszka Jankowska và cộng sự ( GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 13 2008), hàm lượng các cấu tử hương phụ thuộc vào hàm lượng của của acid lactic và các hợp chất carbonyl có trong sản phẩm như aldehyde và sự xuất hiện một lượng nhỏ diacetyl. Bên cạnh đó, các cấu tử hương còn phụ thuộc vào một số các yếu tố khác như : đặc tính của vi sinh vật sử dụng, chất lượng của sữa nguyên liệu, cường độ xử lý nhiệt, hàm lượng chất khô, phương pháp và các điều kiện bảo quản ( Tamine, Deeth 1980 ). Như vậy, có thể thấy rằng, với các nhân tố trên, chúng ta có thể điều khiển chúng bằng việc ứng dụng áp suất cao trong quy trình sản xuất. Đây là một trong những hướng nghiên cứu phổ biến hiện nay.Gần đây, các nghiên cứu về ứng dụng áp suất cao trong quá trình siêu lọc để hiệu chỉnh hàm hương chất khô của sữa nguyên liệu; sự kết hợp của quá trình xử lý nhiệt và đồng hóa ớ áp suất cao… đã được tiến hành và thu được một số kết quả về vấn đề trên. Để đánh giá về chất lượng cảm quan của yaourt, chúng ta có thể xét đến nhiều chỉ tiêu. Tuy nhiên, các chỉ tiêu quan trọng nhất đặc trưng cho sản phẩm yaourt có thể kể đến là : sự tinh khiết ( purity ), độ tươi ( refreshing ), cường độ của hương acid trong sản phẩm ( intensity of acid flavor ), độ đồng nhất của khối đông ( homogenous curd ) và màu sắc của sản phẩm ( colouring product ). Màu sắc : Các nghiên cứu xề ảnh hưởng của áp suất cao đến các chỉ tiêu cảm quan của yaourt đều được thực hiện với nhiều phương pháp khác nhau. Đó là sự kết hợp của áp suất cao với xử lý nhiệt, quy trình sử dụng áp suất cao có bổ sung chất ổn định, …Do đó, khi xem xét đến những ảnh hưởng, chúng ta cần lưu ý đến các phương pháp thực hiện của từng nghiên cứu. Trong các nghiên cứu về tác động của áp suất đối với màu sắc của yaourt, có nhiều phương pháp khác nhau đã được tiến hành. Quá trình xử lý áp suất cao ( high pressure ) và quá trình xử lý nhiệt ( thermal treatment ) : Nghiên cứu của A.L.B.PENNA và cộng sự ( 2006 ) được thực hiện bởi 2 phương pháp : kết hợp quá trình xử lý nhiệt - áp suất cao và chỉ xử lý áp suất cao. Thí nghiệm được thực hiện trên 2 đối tượng : sữa nguyên liệu và yaourt. Quá trình chỉ xử lý áp suất cao trên sữa nguyên liệu cho kết quả cường độ màu thấp hơn so với phương pháp còn lại. Kết quả cũng tương tự cho yaourt. Sữa và yaourt có ứng dụng quá trình xử lý nhiệt và áp suất cao luôn cho kết quả cường độ màu cao hơn. Sự phá vỡ cấu trúc micelle dưới tác động của áp suất cao là nguyên nhân quan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 14 trọng nhất làm thay đổi màu sắc của sản phẩm. Nghiên cứu Gervilla (2001) cũng thu được kết quả tương tự . Kết quả cho thấy sự giảm cường độ sáng ( lightness – L * ) cùng với sự xuất hiện màu lục nhạt ( greenness – a* ) và màu vàng nhạt (yellowness – b*) khi xử lý yaourt dưới áp suất cao. Và khi quan sát trên sản phẩm có sử dụng áp suất cao kết hợp với quá trình xửa lý nhiệt thì giá trị của L* lại cao hơn. Lí do được đưa ra là có sự liên quan đến sự phá vỡ cấu trúc micelle của reagin ( một kháng thể có nguồn gốc từ máu ). Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có một giải thích chính xác nào về vấn đề này. Quá trình đồng hóa áp suất cao (high-pressure homogenization - HPH) kết hợp với quá trình xử lý nhiệt ( thermal treatment - TT ). Trong công nghiệp sữa, quá trình đồng hóa là một trong những quá trình quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm. Có 2 phương pháp đồng hóa phổ biến : đồng hóa ở áp suất thường và đồng hóa ở áp suất cao. Nghiên cứu vể đồng hóa ở áp suất cao trên đối tượng sữa nguyên liệu đã được A. Hernández and F. M. Harte thực hiện vào năm 2008. Trên tất cả các mẫu trong quá trình thí nghiệm, khi áp suất đồng hóa lên đến 300 MPa và cao hơn, đều làm giảm giá trị của L* so với khi sử dụng áp suất dưới 300 MPa. Đối với mẩu sữa được xử lý kết hợp HPH và TT ( trước hoặc sau quá trình HPH ) thì giá trị của L* cao hơn so với chỉ sử dụng HPH. Theo nghiên cứu, sẽ không có sự khác biệt khi quá trình TT được xử lý trước hoặc sau quá trình HPH. Như vậy, thứ tự của 2 quá trình TT và HPH không ảnh hưởng đến kết quả, nhưng các thông số công nghệ về nhiệt độ và áp suất sẽ có ảnh hưởng lớn đến giá trị L*. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 15 Hình 2 : Ảnh hưởng của áp đồng hóa áp suất cao ( 0-350 MPa ), xử lý nhiệt ( 900C, 5 phút ), hoặc cả 2 đến giá trị của L* của sữa gầy ( skim milk ). Đồng hóa áp suất cao là quá trình kết hợp áp suất, nhiệt độ, làm biến đổi cấu trúc của micelle. Theo tác giả Roach and Harte (2008), nghiên cứu được thực hiện trên mẫu sữa gầy cho thấy đường kính của micelle giảm đi khi áp suất trong qáu trình đồng hóa lên đến 200 MPa và trong khoảng 200-300 MPa thì kích thước micelle thay đổi không đáng kể. Như vậy, tác động của áp suất cao đến màu sắc của yogurt chủ yếu do những biến đổi về cá thành phần protein trong sữa, đặc biệt là sự thay đổi cấu trúc micelle. Tùy theo mức độ của sự biến đổi này mà mức độ thay đổi màu sắc của sản phẩm sẽ khác nhau. Cường độ hương : Sự tác động của hương vị vào giá trị của áp suất cao cũng được nghiên cứu một cách cụ thể. Nghiên cứu của AgnieszkaJankowska và cộng sự ( 2008 ), quá trình xử lý áp suất 100 – 300 MPa thì kết quả thu được không có ảnh hưởng đáng kể đến các cấu tử hương trong sản phẩm yaourt.Tuy nhiên, khi áp suất khoảng 400 – 1000 MPa, thì kết quả thu được hoàn toàn ngược lại. Một vấn đế khác được đặt ra khi nghiên cứu về sự thay đổi cường độ hương của sản phẩm là điều kiện bảo quản. Sự thay đổi về hương vị thường được cảm GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 16 nhận rõ nhất sau khi yaourt được bảo quản ở một điều kiện nhất định. Khi yaourt được xử lý ở áp suất 400-500 MPa, được bảo quản ở 4oC thì sản phẩm có vị aldehyde điển hình, có vị chua gắt và không có hậu vị lạ. Khi được bảo quản ở 20oC thì không có sự thay đổi rõ ràng. Nhưng trong sản phẩm vẫn xuất hiện vị chua gắt và đáng chú ý là xuất hiện hậu vị là vị ngọt nhẹ. Với yaourt được xử lý ớ áp suất 500-550-600 MPa, mùi vị của sản phẩm có sự khác biệt rõ ràng. Ở nhiệt độ bảo quản 4oC, yaourt có vị đặc trưng của sản phẩm sữa lên men, vị ngọt nhẹ và vị chua hơi gắt. Khi bảo quản ở nhiệt độ 20oC, vị đặc trưng của yaourt không được cảm nhận. Cấu trúc: Trong các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu về cấu trúc được xem như là một trong những chỉ tiêu cơ bản nhất. Thường các thành viên trong hội đồng đánh giá cảm quan sẽ đánh giá thông qua vẻ bề ngoài ( appearance ) của khối đông như độ đồng nhất ( homogenous ), cấu trúc bền vững ( firm ) và độ đặc của sản phẩm ( consistency ). Nghiên cứu của AgnieszkaJankowska và cộng sự ( 2008 ) cho thấy : khi áp suất lên đến 400-1000 MPa sẽ có tác động lớn đến độ đặc cũng như vẻ bề ngoài của sản phẩm yaourt. Tác giả của nghiên cứu cũng cho rằng độ đặc của sản phẩm sẽ gia tăng đáng kể khi tăng áp suất. Đây là mối quan hệ tỷ lệ thuận trong đó độ đặc sẽ tăng nhanh hơn so với sự tăng áp suất. Một nghiên cứu khác cụ thể hơn về vấn đề này được thực hiện bởi M.Serra và cộng sự ( 2007 ). Nghiên cứu được tiến hành thực nghiệm đo 2 giá trị G’( elastic modulus ) và G’’ (viscous modulus ). Cà 2 thông số này được gọi chung là module động lực ( dynamic modulus ). Nghiên cứu trên 2 loại yaourt truyền thống vả yaourt khuấy thì kết quả thu được giá trị của G’ luôn cao hơn giá trị của G’’. Điều đó chứng minh rằng, module đàn hồi của yaourt luôn chiếm ưu thế. Theo tác giả, 2 giá trị này có liên quan đến số lượng và sức bền của cấu trúc mạng lưới liên kết của sản phẩm. Nghiên cứu được thực hiện trên yaourt khuấy cho thấy : giá trị của G’ và G’’ cao hơn khi được đồng hóa với áp suất rất cao ( ultra –high pressure homogenous ). Suốt trong qúa trình bảo quản, giá trị của G’ gia tăng. Tác giả đưa ra 2 hiện tượng để giải thích : hiện tượng acid hóa và có xu hướng khôi phục lại cấu trúc gel. Do đó, cấu trúc của sản phẩm được tái tạo lại một phần và giá trị của G’ tăng. Tuy nhiên, hiện tượng này còn phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác : nhiệt độ bảo quản, thời gian bảo quản,…. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 17 A-Reps và cộng sự ( 2007 ) đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất đến sản phẩm của yaourt khi quy trình sản xuất có bổ sung chất ổn định ( stabilizer ).Yourt không được xử lý áp suất cao có sự đồng nhất, cấu trúc vững chắc của khối đông. Như vậy việc bổ sung thêm chất ổn định có tác dụng bảo vệ cấu trúc micelle nên sự ảnh hưởng của áp suất cao đã được giảm đáng kể. Bên cạnh các chỉ tiêu về cảm quan đã đề cập đến ở trên, áp suất cao còn ảnh hưởng đến một số chỉ tiêu cảm quan khác. Sự thay đổi cấu trúc micelle là nguyên nhân chính gây nên sự biến đổi trên. Tùy vào từng trường hợp cụ thể mà biến đổi đó là có lợi hay có hại. Vấn đề đặt ra ở đây là phải ứng dụng những tác động này một cách phù hợp để phát huy tối đa những ảnh hưởng có lợi, hạn chế mức thấp nhất những ảnh hưởng bất lợi. Đây là một trong những hướng phát triển của nhành công nghiệp sữa hiện nay. b. Chỉ tiêu hóa lý: Tổng chất khô Tổng chất khô của yaourt phụ thuộc rất nhiều vào tổng chất khô ban đầu của loại sữa dùng để lên men. Tổng chất khô trong yaourt trungbình khoảng 15.63- 16.97%. Akalin ( 1993) đã ghi nhận lại rằng tổng chất khô trong sữa tăng lên trong suốt quá trình bảo quản nhưng sự tăng lên này là không có ý nghĩa (p>0.05) và được giải thích là do sự bay hơi nước. Phương pháp hiệu chỉnh nồng độ chất khô bằng siêu lọc có ảnh hưởng đến thành phần chất khô của yaourt . Glover (1971) đã ghi nhận lại rằng một phần chất béo trong sữa đã bị giữ lại trong màng membrane siêu lọc. Bất chấp việc bị tổn thất chất béo kể trên, các mẫu yaourt vẫn được mô tả là có nồng độ chất béo lớn hơn 3%, nên việc phân tích tĩnh được cho là không có ý nghĩa (p>0.05). Một trong số các thông số quan trọng quyết định đến chất lượng của yaourt là protein tổng. Protein tổng thay đổi trong khoảng 4.09-4.58%, là phù hợp với yêu cầu ít nhất 4% protein tổng theo Turkish Food Codex Fernented Milk Bulletin ( Anonym 2001). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 18 Bảng 1: Một vài tính chất hóa lý của các mẫu yaourt trong suốt 14 ngày bảo quản UF: yaourt được làm từ sữa hiệu chỉnh nồng độ chất khô bằng siêu lọc MP: yaourt được làm từ sữa hiệu chỉnh nồng độ chất khô bằng bổ sung thêm bột sữa Thành phần hóa học của labnehs ( concerntrate yogurt ) đã được tổng hợp trong bảng 2. Labnehs làm theo phương pháp truyền thống và làm từ sữa xử lý siêu lọc ( siêu lọc trước và sau khi lên men ) có hợp phần protein và chất béo cao hơn các mẫu khác. Màng membrane phân riêng các hợpc chất có khối lượng phân tử thấp, như là lactose và khoáng vô cơ, đi vào trong dòng permeate hay filtrate trong khi giữ lại protein và chất béo. Do đó, tuy các thành phần này bị tổn thất nhưng cuối cùng vẫn đảm bảo về hàm lượng yêu cầu. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 19 Bảng 2 : Thành phần hóa học của Labnehs UF-AF : yaourt siêu lọc sau khi lên men UF-BF : yaourt siêu lọc trước khi lên men RO-AF: yaourt thẩm thấu ngược sau khi lên men RO-BF: yaourt thẩm thấu ngược trước khi lên men Nói chung phương pháp chế biến yaourt có sử sụng áp suất cao không có ảnh hưởng nhiều tới tổng chất khô cũng như hàm lượng chất béo, protein tổng. Độ chua Một chỉ tiêu hóa lý dễ dàng được đánh giá có liên quan đến độ chua là pH. Giá trị pH của các mẫu yaourt xử lý áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp với xử lý nhiệt thông thường không có sự khác nhau. While Needs et al.(2000) đã ghi nhận lại rằng tốc độ giảm của pH giảm sút trong suốt quá trình lên men của yaourt làm từ sữa gầy với 10 % chất khô đã bị tác động bởi sự xử lý áp suất thủy tĩnh cao, pH ở cuối giai đoạn ủ là tương đương với các loại yaourt khác. Giá trị pH của yaourt làm từ sữa siêu lọc thay đổi không đáng kể xung quanh điểm đẳng điện của casein là 4.64, nằm trong dãy 4.15-4.50 với hệ số thay đổi là 0.26%. Hai loại yaourt tuy có cùng pH nhưng lại có thể có độ chua khác nhau. Độ chua của yaourt là do hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật gây ra và được tích lũy thông qua quá trình bảo quản. Độ chua của yaourt luôn tăng lên trong quá trình bảo quản (p<0.05), độ chua này cũng phù hợp với Turkish Food Codex Fernented Milk Bulletin ( >26oSH) ( Anonym 2001). Nhưng tốc độ tăng độ chua nhanh hay chậm là phụ thuộc vào hoạt tính của vi sinh vật. Độ chua của yaourt sau khi đóng gói liên quan trực tiếp đến thời hạn sử dụng được của yaourt. Do đó độ chua của yaourt tăng càng chậm thì càng kéo dài được thời hạn sử dụng. Sự khác nhau về độ GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 20 chua (oSH) trong thời gian bảo quản giữa mẫu xử lý với siêu lọc và bổ sung bột sữa gầy đã được nhận thấy là có ý nghĩa. Bảng 3 : Tác động của áp suất (100 -1000MPa) lên độ chua của một số loại yaourt . GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 21 Tuy nguyên liệu sữa ban đầu là giống nhau nhưng một lượng đáng kể của lactose đã ở lại dòng permeate (>40%) ở cuối quá trình siêu lọc. Glover( 1971) đã ghi nhận rằng 57% lactose bị giữ lại trong màng membrane. Quá trình siêu lọc đã làm thay đổi đáng kể thành phần hóa học trong sữa, đặc biệt là các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật như đường lactose và muối khoáng. Chính nguyên nhân này đã làm giảm độ chua trong mẫu xử lý siêu lọc. Trong các mẫu xử lý áp suất thủy tĩnh cao, như đã nói ở trên, vi sinh vật trong yaourt sau khi được đóng gói bi tiêu diệt hoặc bị ức chế hoạt tính nên lượng acid sinh ra do quá trình trao đổi chất của chúng cũng giảm đi đáng kể so với các mẫu không qua xử lý. Tóm lại, giá trị pH của yaourt không có sự thay đổi nhiều giữa mẫu có và không xử lý áp suất cao, trong khi đó độ chua lại có sự thay đổi rất nhiều. Độ chua là một chỉ tiêu quan trọng liên quan đến sự ưu thích hay không của người tiêu dùng với sản phẩm, cho nên yaourt xử lý áp suất cao là một lựa chọn tốt để cải thiện độ chua. Độ nhớt Sữa được xử lý ở áp suất cao có độ nhớt tăng. Hình 3 : Độ nhớt động học của một vài loại yaourt GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 22 Hầu hết casein trong sữa tồn tại ở trạng thái các hạt keo đường kính khoảng 200nm. Trong cơ bản chất khô, casein micelles gồm có ~94% casein và 6% khoáng vô cơ, được cho là micellar calcium phosphate (MCP; Fox 2003). Dưới áp suất cao, sự truyền động của casein micelles tăng lên dần dần và tăng lên mau chóng cùng với sự tăng lên của áp suất (100–400 MPa), biểu hiện là sự gãy vỡ casein micelles (Kromkamp et al. 1996; Huppertz et al. 2006a; Orlien et al. 2006) và xảy ra hoàn toàn ở 400 MPa (Huppertz et al. 2006a). Hình 4 : Sự phục hồi ( Normalized light transmission) trong khi xử lý áp suất cao ở 200C trong 45 phút tại 250 (a) hay 300 (b) MPa của sữa không có serum protein được xử lý với 0.1 g/L TGase tại 300C. Ở 250 và 300 MPa, tốc độ gãy vỡ của casein micelles giảm đi dần dần cùng với sự tăng tỷ lệ liên kết ngang, như đã trình bày ở hình 4; liên kết khoáng làm bền, chống lại sự gãy vỡ do áp suất cao gây ra (Mozhaev et al. 1994) vì thế enzyme liên kết ngang sẽ cung cấp thêm chất có khả năng ổn định micelle. Hơn nữa, enzyme liên kết ngang của casein micelle chống lại sự gãy vỡ do áp suất cao bằng cách giữ micelle calcium (O’Sullivan et al. 2002; Smiddy et al. 2006; Huppertz et al. 2007). Sự giải phóng micelle calcium là nguyên nhân hàng đầu dẫn tới sự gãy vỡ micelle dưới áp suất cao (Huppertz and De Kruif 2006). Trong thời gian xử lý kéo dài ở 250 MPa, quá trình cải tạo micelle chỉ xuất hiện trong các mẫu chứa casein micelles không bị biến tính ( hình 4a). Những nghiên cứu ban đầu đã có những dấu hiệu cho thấy là khi được xử lý ở áp suất nằm trong vùng 200-400 MPa, sữa có thể bị ảnh hưởng mạnh đến các đặc tính lưu biến, GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 23 điều này dẫn tới một sự quan tâm đặc biệt đến các sản phẩm làm từ sữa được xử lý áp suất cao. Như là một hệ quả của các sự biến đổi trên, các đặc tính của casein micelle trong sữa xử lý áp suất cao thay đổi đáng kể so với sữa không xử lý. Các đặc tính mới của casein micelle mang lại lợi ích tiềm năng lớn về các chức năng công nghệ, đặc biệt là đặc tính đông tụ do acid hay rennet, như đã được ghi lại bởi Huppertz et al. (2006). Thời gian gel hóa Gel acid đạt được từ sữa gầy xử lý nhiệt cho thấy thời gian tạo gel ngắn hơn (~28phút) các mẫu khác xử lý áp suất cao hay không xử lý áp suất (~48 phút; hình 4). Hình 5 : Tác động của đồng hóa áp suất cao hay xử lý nhiệt hay cả 2 lên thời gian gel hóa (G′ ≥1 Pa) của gel acid từ sữa gầy với 3% glucono-δ-lactone ( độ lệch chuẩn = 1.69 phút ) Sữa gầy được đồng hóa ở áp suất trong dãy 0-350MPa cho thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa nào về thời gian gel hóa. Điều này là mâu thuẫn với Serra et al. (2008), người đã tìm ra tốc độ kết hợp trong sữa gầy là lớn nhất (100 tới 300 MPa), lớn hơn sữa gầy xử lý nhiệt (90°C, 90 giây). Điều này có thể do sự tăng bề mặt cho phép ảnh hưởng qua lại lớn hơn từ sự phá vỡ casein. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 24 Tác động chủ yếu của nhiệt là làm biến tính whey protein trong khối gel và quá trình tái kết hợp có thể là nguyên nhân làm biến đổi cấu trúc vi mô của gel yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt (Lucey et al., 1998b). Sữa được đồng hóa ở áp suất 300 tới 350 MPa đã được lựa chọn để xử lý nhiệt (73 và 78°C theo thứ tự). Tuy nhiên thời gian tác dụng ngắn nên cũng không đủ làm biến tính whey protein trên diện rộng. (Dannenberg và Kessler, 1988) và Gracia-Julia et al. (2008) khi so sánh ảnh hưởng của áp suất cao (100 tới 300 MPa) và xử lý nhiệt thời gian ngắn (59 tới 85°C trong ~4 giây) lên sự tái kết hợp của whey protein đã phân tách đã đề nghị rằng trong khi xử lý nhiệt, có một sự hình thành liên kết disulfide, còn trong xử lý áp suất cao có một ưu thế của tương tác hydro. Khi xử lý kết hợp ( đồng hóa áp suất cao trước hay sau xử lý nhiệt) các giá trị giống nhau trong thời gian gel hóa đã được nhận thấy (~28 phút) và không có sự khác nhau có ý nghĩa nào giữa thứ tự của các biện pháp xử lý. Thời gian gel hóa của gel acid đạt được bởi sự xử lý kết hợp là thấp hơn từ sữa gầy không có xử lý và sữa chỉ sử dụng đồng hóa áp suất cao (~48 phút). Tuy nhiên, không có sự khác nhau có ý nghĩa nào được chỉ ra khi so sánh với thời gian hình thành gel acid từ sữa gầy chỉ sử dụng xử lý nhiệt. Kết quả này cũng đồng ý với Walsh-O’Grady et al. (2001), người đã nhận thấy thời gian gel hóa bằng acid với glucono-δ-lactone khi mẫu được chỉ xử lý nhiệt (90°C, 10 phút) hay trong sự kết hợp với áp suất thủy tĩnh cao (700 MPa, 20 phút) và thời gian gel hóa lớn hơn khi mẫu chỉ được xử lý áp suất. Một xử lý nhiệt ( 90°C, 5 phút) đẩy mạnh sự biến tính hoàn toàn của whey protein, tạo điều kiện thuận lợi cho casein khi chuyển về dạng gel hóa và do đó làm giảm thời gian gel hóa (Walsh-O’Grady et al.,2001). Cấu trúc vi mô Yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt, sữa nguyên và sữa xử lý kết hợp áp suất thủy tĩnh cao ( 300 và 676 MPa) và xử lý nhiệt đã được quan sát dưới kính hiển vi điện tử ( hình 6 ) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 25 Hình 6 : Ảnh qua kính hiển vi điện tử của một số loại yaourt làm từ sữa kết hợp áp suất thủy tĩnh cao (676MPa trong 5phút) và xử lý nhiệt (850C trong 30 phút) Ngoại trừ yaourt làm từ sữa nguyên ( sữa không qua xử lý) thể hiện micelle có kích cỡ không đều và khu vực liên kết trải rộng, yaourt làm từ sữa xử lý 676 MPa trong 5 phút thể hiện micelle tròn nhỏ và đồng nhất hơn khi so sánh với yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt (micelle không đều và có góc cạnh). Yaourt được kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô tương tự , không phụ thuộc vào việc xử lý nhiệt trước hay sau áp suất thủy tĩnh cao. Sự tái kết hợp của các tiểu micelle trong suốt quá trình lên men có thể giải thích tại sao yaourt làm từ sữa xử lý 300 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô giống như yaourt chỉ xử lý nhiệt. Yaourt làm từ sữa kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt cho thấy casein micelle có kích thước trung gian. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 26 Xử lý nhiệt sau quá trình xử lý áp suất thủy tĩnh cao đẩy mạnh sự tái kết hợp của micelle làm cho kết cấu vi mô của các loại yaourt này tương tự yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt. yaourt xử lý nhiệt và sau đó xử lý áp suất thủy tĩnh cao cũng thể hiện kết cấu vi mô giống như mẫu chỉ xử lý nhiệt. Tuy nhiên khi xử lý nhiệt, một phần casein micelle bị biến tính, điều này có thể giải thích các kết quả trên. Labnehs không xử lý và dạng khuấy đã được giới thiệu qua hình ảnh phóng to trong hình 7 và 8, theo thứ tự, dạng không qua xử lý đã được giới thiệu ở hình 6. Quan sát các hình ảnh (2500×) ta có thể thấy rằng, labneh không xử lý ( hình 7a) có kết cấu rắn chắc hơn 2 loại labneh khuấy khác ( UF-AF và RO-AF). Hình 7 : hình ảnh quan sát qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý (a), sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men(b), và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men (c). (a) (b) (c) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 27 Hình 8 : hình ảnh quan sát qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý (a), sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men(b), và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men (c). (a) (b) (c) Sự hư hỏng đã không được tìm ra trong kết cấu của labneh làm từ sữa hoàn nguyên và sữa siêu lọc trước khi lên men; những lỗ trống và cấu trúc protein có liên quan tới sự phân phối đều của casein. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 28 Hình 9: Hình ảnh qua kính hiển vi điện tử của set-type labnehs: (a) (b) (a) Được sản xuất với siêu lọc trước khi lên men hay sữa hoàn nguyên (b) Kết cấu liên tục, không bị hỏng thể hiện là mũi tên đen. Phóng đại : 2500× Ghi chú : lactobacilli = l, streptococci = s và lỗ trống = *. Lượng hư hỏng của mắt nối casein dường như có liên quan tới độ biến dạng của membrane siêu lọc và thẩm thấu ngược. Bao gồm cả những thay đổi trong quá trình chế biến, một loại nguyên liệu có thể được sản xuất có ít hư hỏng trong kết cấu và cấu trúc tốt hơn. Nói tóm lại, xử lý siêu lọc sữa lên men dường như là phương pháp tốt để sản xuất yaourt cô đặc chất lượng tốt. Khả năng giữ whey Khi đánh giá khả năng tách whey của yaourt xử lý siêu lọc và yaourt có bổ sung thêm bột sữa gầy Yaygin ( 1999) đã ghi nhận rằng yaourt siêu lọc có khả năng giữ whey nhiều hơn. Phương pháp hiệu chỉnh chất khô có ảnh hưởng tới khả năng giữ whey (p<0.05). Mặc dù tất cả các loại yaourt là giống nhau về vẻ bề ngoài, các đặc tính lưu biến và khả năng giữ whey là khác nhau. Yaourt làm từ xử lý kết hợp áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt thể hiện sự tăng lên về khả năng đàn hổi theo áp suất khi so sánh với các biện pháp ( hình 10) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 29 Hình 10 : Ảnh hưởng của áp suất cao lên ứng suất đàn hồi của một vài loại yaourt Việc xác định khả năng giữ whey của yaourt đã được ghi lại trước đây bằng nhiều phương pháp đo khác nhau. (Van Vlietetal.,1991; Johnston et al. ,1998; Schkodaetal.,1999). Khi xác định bởi máy ly tâm, yaourt làm từ sữa chỉ xử lý áp suất thủy tĩnh cao thể hiện khả năng giữ nước cao nhất. Trong khi sữa làm từ các biện pháp xử lý khác ngoại trừ sữa nguyên chất thể hiện thấp hơn về khả năng giữ whey , không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các loại khác. Khả năng xuyên thấm của yaourt xử lý siêu lọc được nhận thấy là thấp hơn yaourt làm từ sữa có bổ sung bột sữa gầy. Tuy nhiên, khả năng giữ whey ở đây là giá trị whey xuất hiện từ yogurt trên một tờ giấy lọc, yogurt làm từ sữa được làm bền bằng xử lý nhiệt và sau đó áp suất thủy tĩnh cao > 400MPa thể hiện khả năng giữ whey lớn nhất( hình 10) . GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 30 Hình 11 : Khả năng xuyên thấm trung bình của yaourt làm từ sữa được làm bền bằng xử lý áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp Dựa trên cơ sở là độ xuyên thấm liên quan tới giới hạn độ yếu của whey và từ đó dễ dàng bị đẩy ra khỏi gel yaourt , giá trị của phương pháp sử dụng giấy lọc đã được xem là phương pháp tốt nhất để đánh giá sự xuyên thấm. Yaourt làm từ sự kết hợp áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt làm tăng khả năng đàn hồi ( hình 10). Hình 12: Môđun đàn hồi trung bình (G′; ω = 6.28s−1) của yaourt làm từ sữa được làm bền bởi áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp Ở mức trung bình của áp suất 400 và 500 MPa, yaourt làm từ sữa chỉ sử dụng áp suất thủy tĩnh cao không thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa về mô-đun đàn hồi khi so sánh với yaourt làm từ sữa nguyên. Giá trị môđun đàn hồi lớn nhất và GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 31 ứng suất lớn nhất được nhận thấy ở sữa được làm bền bởi áp suất > 500 MPa được ghi nhận bởi Needs et al (2000) trong yaourt không béo có 10.4% chất khô và Harte et al (2002) trong yaourt nguyên kem có 10% chất khô. Tuy nhiên, yaourt làm trong các thí nghiệm này có lượng béo thấp hơn (0.4%) và hoặc tổng chất khô thấp (7.25%), do đó chất béo và whey protein có thể có tác động quan trọng lên đặc tính lưu biến của yaourt làm từ sữa xử lý áp suất thủy tĩnh cao. Gel acid đạt được từ sữa đồng hóa áp suất cao ở 350 MPa thể hiện một sự giảm sút gần như tuyến tính trong khả năng giữ whey trong thời gian so sánh với các mẫu xử lý ở áp suất thấp hơn, trong đó khả năng giữ whey giảm nhanh chóng trong suốt 10 phút đầu ly tâm ( hình 12A). Hình 13: Khả năng giữ whey. Sự giảm đi gần như tuyến tính này về khả năng giữ whey không được nghiên cứu trong các mẫu yaourt từ bất kỳ điều kiện chế biến khác. Khả năng giữ whey của các mẫu xử lý ở 350 MPa sau khi ly tâm trong 25 phút là 43%, những mẫu xử lý áp suất thấp hơn là 22%. Các mẫu xử lý nhiệt hay không xử lý thể hiện GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 32 sự giảm sút nhanh hơn về khả năng giữ whey trong suốt 15 phút đầu tiên của quá trình ly tâm và một sự suy giảm chậm hơn sau này ( tương tự như mẫu đồng hóa áp suất cao <350MPa), với mẫu xử lý nhiệt vẫn duy trì nhiều hơn ~6% khi so sánh với mẫu không xử lý và đồng hóa áp suất cao <350MPa ( hình 13A và 13C).). Serra et al. (2007) đã nhận thấy tốc độ đuổi whey thấp hơn trong các mẫu yaourt làm từ sữa đồng hóa áp suất cao > 200 MPa so với mẫu xử lý nhiệt (90°C, 90 giây). Khi xử lý nhiệt và đồng hóa áp suất cao kết hợp, kết quả tương tự như trong các phương pháp xử lý khác ( ngoại trừ mẫu đồng hóa áp suất cao ở 350MPa) về khả năng giữ whey, trong đó sự giảm xuống nhanh chóng trong 10 phút đầu dưới lực ly tâm, sau đó là sự giảm chậm lại ( hình 13B và 13 D). Khả năng giữ whey của gel acid được sản xuất theo sự kết hợp đồng hóa áp suất cao trước xử lý nhiệt cho thấy sự giữ được lớn hơn của whey khi so sánh với mấu chỉ xử lý nhiệt và không xử lý từ sữa nguyên chất . Khi sử dụng xử lý nhiệt trước đồng hóa áp suất cao, mẫu cho thấy giá trị whey giữ được thấp hơn (~3%) so với mẫu xử lý nhiệt nhưng lại lớn hơn (~3%) so với mẫu không xử lý. Không có tác động có ý nghĩa nào lên khả năng giữ whey do áp suất chế biến cao hơn được quan sát trong sự kết hợp đồng hóa áp suất cao- xử lý nhiệt và xử lý nhiệt- đồng hóa áp suất cao. Tuy nhiên, có một sự tăng lên trung bình trong khả năng giữ whey khoảng 6% đã được nhận thấy trong đồng hóa áp suất cao-xử lý nhiệt so với xử lý nhiệt-đồng hóa áp suất cao. Lucey et al. (1998a) đã nhận thấy rằng gel acid từ sữa gầy có giá trị G’ thấp hơn thì cũng có khả đuổi whey thấp hơn bởi vì kết cấu yếu. Các mẫu có giá trị G’ lớn hơn ( đồng hóa áp suất cao và xử lý nhiệt kết hợp) không cho thấy một sự tăng lên rõ ràng về khả năng giữ whey như là các mẫu đồng hóa áp suất cao ở 350MPa ( có giá trị G’ thấp hơn. Serra et al (2008) đã ghi nhận tỷ lệ của whey bị đuổi trong yaourt có được từ sữa gầy đồng hóa áp suất cao như là một tác động của sự tăng lên về áp suất. Các tác giả này đã giải thích sự tăng lên của lượng nước giữ lại được như là kết quả của sự biến tính whey protein và sự tăng diện tích bề mặt của sự gãy vỡ caseins. Tuy nhiên, điều này không giải thích sự cải thiện về khả năng giữ whey của mẫu chỉ có đồng hóa áp suất cao. Điều đó dẫn tới chế biến sữa với đồng hóa áp suất cao ( 300 đến 350MPa) sau đó xử lý nhiệt (90°C, 5 phút) là phương pháp chế biến tốt nhất để thu được gel acid với khả năng giữ whey cao. c. Chỉ tiêu vi sinh Quá trình xử lý bằng áp suất cao nhìn chung sẽ làm giảm lượng vi sinh vật ( ở đây bao gồm cả vi khuẩn lactic và các vi sinh vật nhiễm khác) có trong sản phẩm GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 33 yaourt cuối cùng.Yêu cầu quan trọng đối với sản phẩm sữa tươi được dùng để sản xuất yaourt là tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt, trong thành phần sữa không chứa thể thực khuẩn , không chứa các chất kháng sinh, không chứa các enzyme có thể ảnh hưởng xấu đến giống vi sinh vật được cấy vào sữa để thực hiện quá trình lên men. Thông thường, trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, lượng vi sinh vật được kiểm soát thông qua các quá trình nhiệt, nhưng quá trình xử lý áp suất cũng được sử dụng trong một số trường hợp để làm giảm lượng vi sinh vật trong sữa, nhất là trong các trường hợp quá trình xử lý nhiệt có tác động không tốt, làm biến đổi chất lượng của sản phẩm( như quá trình sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để thay thế quá trình xử lý nhiệt trong bảo quản yaourt). Lopez –Fandino và các cộng sự( 1996) đã kết luận rằng áp suất ở 100 MPa sự thay đổi về số lượng của các vi sinh vật trong sữa là không đáng kể .Còn trong một nghiên cứu khác của P. Kolakowski, A. Reps và cộng sự thì quá trình xử lý ở áp suất cao sẽ cải thiện các chỉ tiêu vi sinh của sữa nguyên liệu. Theo đó thì mức độ vô hoạt của các giống vi sinh vật sẽ tăng lên cùng với quá trình xử lý áp suất càng cao. Tổng lượng vi sinh vật trong sữa sẽ giảm đi rõ rệt ở áp suất trên 200Mpa, và ở áp suất 800 MPa, hơn 90% lượng vi sinh vật ban đầu bị vô hoạt. Khả năng mẫn cảm với áp suất của các loài vi sinh vật là khác nhau và phụ thuộc vào đặc điểm của từng loài. Nhóm vi sinh vật chịu nhiệt thường có khả năng chịu được áp suất cao tốt hơn so với các loài vi sinh vật khác. Hình 14:Mức độ vô hoạt của các vi sinh vật trong sữa xử lý áp suất cao GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 34 Các giống nấm men, nấm mốc, các vi sinh vật chịu lạnh, và coliform dưới tác dụng của áp suất cao sẽ giảm về số lượng nhanh hơn so với các vi sinh vật chịu được môi trường acid, cũng như các vi sinh vật chịu nhiệt. Cũng theo các tác giả này thì các vi khuẩn gram âm sẽ có mức độ mẫn cảm với áp suất cao hơn so với các vi khuẩn gram dương. Theo đó thì nấm men và nấm mốc là có mức độ mẫn cảm cao nhất khi xử lý bằng áp suất cao, chúng hoàn toàn bị tiêu diệt ở áp suất xử lý 400 MPa và cao hơn. Còn các vi sinh vật chịu nhiệt và các giống coliform thì không tồn tại trong sữa xử lý ở áp suất 600 MPa, bất chấp lượng giống cấy ban đầu. Hai tác giả khác là Lopez-Fandino(1996) và Yuanbin (1996) cũng đã đồng ý về sự giảm nhanh chóng của hai loại vi sinh vật này trong sữa khi áp suất xử lý tăng lên. Lopez-Fandino và cộng sự (1996) trong các nghiên cứu của mình đã không tìm thấy các vi sinh vật chịu nhiệt, và cùng với đó là sự giảm nhanh chóng đến 90% tổng lượng vi sinh vật ban đầu có trong sữa ở áp suất xử lý 300 MPa trong 30 phút. Đối với mức độ vô họat gần như hoàn toàn các sinh vật trong sản phẩm sữa, Timson và Short(1965) đã làm thí nghiệm và cho kết quả là không tìm thấy được tế bào sinh dưỡng nào trong sữa sau khi xử lý ở áp suất 1020 MPa trong 10 phút ở 130C ( đối với số tế bào ban đầu trong sữa là 106 khuẩn lạc/ cm3).Trong khoảng áp suất xử lý từ 200-1000 MPa trong thời gian 15 phút, ở điều kiện nhiệt độ phòng, P. Kolakowski, A. Reps và các cộng sự đã kết luận rằng không thể đạt tới sự vô hoạt hoàn toàn đối với các giống vi sinh vật chịu nhiệt và các vi sinh vật sống trong môi trường axit. Cũng trong nghiên cứu của mình, P. Kolakowski, A. Reps và cộng sự đã so sánh quá trình xử lý áp suất cao với quá trình xử lý nhiệt thường được sử dụng để thanh trùng sữa về hiệu quả ức chế vi sinh vật và đi đến kết luận rằng : xử lý áp suất trên 600 MPa sẽ cho hiệu quả tương tự như quá trình thanh trùng nhiệt ở 720C trong 15 giây ( đây là điều kiện thanh trùng thường được sử dụng trong công nghệ chế biến sữa). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 35 Bảng 4: Ảnh hưởng của áp suất cao lên các chủng vi khuẩn lactic khác nhau, trong các môi trường nuôi cấy khác nhau Đối với công nghệ sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để thay thế quá trình xử lý nhiệtnhằm kéo dài thời gian bảo quản của yaourt, đối tượng ức chế ở đây là các vi sinhvật được cấy vào sữa để thực hiện quá trình lên men. Hai chủng được sử dụngthông dụng nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Sauquá trình lên men tạo thành khối đông, trong sản phẩm yaourt sẽ tồn tại một lượnglớn hệ vi khuẩn lactic, hệ vi sinh vật này có thể gây ra những biến đổi ảnh hưởngđến chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản như: Quá trình lên men lactic: đường lactose sẽ được vi khuẩn chuyển hóa thành acid lactic, sự lên men lactic trong quá trình bảo quản sẽ làm thay đổi dần các giá trị cảm quan như mùi, vị… của sản phẩm. Quá trình thủy phân protein: một số chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp hệ enzyme protease. Chúng sẽ xúc tác thủy phân protein tạo các sản phẩm như polypeptide, peptide…điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc gel của yaourt. Một số peptide gây ra vị đắng cho sản phẩm, ảnh hưởng không tốt đến chất lượng cuối cùng. Do tồn tại những ảnh hưởng bất lợi trên nên cần phải khống chế lượng vi khuẩn lactic ở một mức độ thích hợp để đảm bảo tốt nhất cho chất lượng sản phẩm. Theo Dr. D. F. Farkas, áp suất thủy tĩnh cao sẽ vô hoạt vi khuẩn bằng cách làm biến tính protein trong thành tế bào vi khuẩn. Sự biến tính nếu không được tế bào sữa chữa kịp thời sẽ dẫn đến sự ngăn cản các quá trình vận chuyển nước, ion và các chất dinh dưỡng qua màng tế bào và do đó tế bào sẽ chết. Còn trong nghiên cứu của Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008), với áp suất xử lý trên 300 MPa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 36 sẽ làm giảm toàn bộ số lượng của Lactobacillus bulgaricus. Trái lại Streptoccocus thermophilus lại có khả năng chịu áp suất cao hơn, ở áp suất trên 1000 MPa vẫn không vô hoạt hoàn toàn giống vi khuẩn này. Xử lý bằng áp suất cao còn có tác dụng vô họat một số enzyme bất lợi trong sữa như các enzyme protease. Dưới tác động của áp suất cao, các enzyme này ( có bản chất là protein) sẽ bị biến tính, phá vỡ các liên kết hóa trị trong phân tử, do đó, các phản ứng hóa sinh do các enzyme này xúc tác sẽ không xảy ra, kết quả là cấu trúc khối đông sẽ ổn định và bền vững hơn. Tóm lại, quá trình xử lý bằng áp suất cao có thể được thực hiện trước quá trình cấy giống lên men với mục đích đồng hóa sữa, hoặc thực hiện sau quá trình lên men để kéo dài thời gian bảo quản. Các quá trình này, dù ít hay nhiều đều có tác động đến hệ vi sinh vật trong sữa, có tác dụng làm giảm lượng vi sinh vật ban đầu, và nhìn chung , đây là những biến đổi có lợi cho quá trình sản xuất và bảo quản yaourt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 37 3. Quy trình công nghệ sản xuất yaourt có sử dụng áp suất cao a. Sơ đồ khối : Sữa nguyên lliệu Chuẩn hóa Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô Bài khí Đồng hóa Cấy giống Xử lý nhiệt Rót sản phẩm Bảo quản lạnh Lên men Làm lạnh Phối trộn Làm lạnh Bảo quản lạnh Rót sản phẩm Phối trộn Lên men Yaourt truyền Yaourt khuấy Hoạt hóa Vi khuẩn lactic dạng đông khô thương mại Phối trộn Bao bì Purre trái cây Hương liệu GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 38 b. Giải thích qui trình : ( những quá trình có sử dụng áp suất cao ) Trong phần nội dung giải thích quy trình sản xuất yaourt, chúng em chỉ đề cập đến các quá trình có sử dụng áp suất cao như : quá trình đồng hóa áp suất cao, quá trình siêu lọc. Nếu so sánh với áp suất của đồng hóa, siêu lọc không phải là quá trình có sử dụng áp suất cao. Tuy nhiên, nếu so sánh với các quá trình phân riêng khác, áp suất ứng dụng trong quá trình siêu lọc vẫn có thể được xem là cao. Do đó, trong bài báo cáo này, siêu lọc vẫn được xếp vào nhóm quá trình có sử dụng áp suất cao. Bên cạnh đó, trong phần này, chúng em sẽ đề cập đến phương pháp sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để kéo dài thời gian bảo quản của yaourt. Quá trình đồng hóa áp suất cao: Đồng hóa là một quá trình thường được áp dụng trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa . Mục đích chính của quá trình đồng hóa là ổn định hệ nhũ tương trong sữa, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực. Có nhiều phương pháp đồng hóa khác nhau, một trong những phương pháp đó là sử dụng áp lực cao. Trong phương pháp này , các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ cao. Kích thước của khe hẹp có thể dao động trong khoảng 15÷300 atm và tốc độ dòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp có thể lên tới 50 ÷ 200m/s. Cơ chế của phương pháp đồng hóa áp lực cao có thể dựa vào một số nguyên lý như sau: Nguyên lý chảy rối : khi hệ nhũ tương được bơm với tốc độ cao đến khe hẹp, nhiều dòng chảy rối với các vi lốc xoáy sẽ xuất hiện. Tốc độ bơm càng lớn thì số dòng chảy rối sẽ xuất hiện càng nhiều và kích thước các vi lốc xoáy sẽ càng nhỏ. Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm cho các hạt này vỡ ra. Nguyên lý xâm thực khí: hệ nhũ tương được bơm đến khe hẹp với tốc độ cao sẽ làm xuất hiện các bong bóng hơi trong hệ. Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm cho các hạt này vỡ ra. Theo nguyên lý này thì sự đồng hóa chỉ xảy ra khi hệ nhũ tương rời khỏi khe hẹp, do đó đối áp giữ một vai trò quan trọng và sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa. Các kết quả thực nghiệm đã khẳng định điều này. Tuy nhiên, sự đồng hóa vẫn có thể xảy ra mà không cần sự xuất hiện của các bong bóng khí, nhưng hiệu quả của quá trình sẽ thấp hơn. Ngoài ra, do cấu tạo của thiết bị, khi thoát khỏi khe hẹp, các hạt phân tán sẽ tiếp tục va đập vào một bề mặt cứng. Hiện tượng này cũng góp phần làm vỡ và giảm kích thước của các hạt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 39 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa áp suất cao: - Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương: phương pháp đồng hóa áp lực cao thường được dùng để đồng hóa các hệ nhũ tương dầu trong nước có hàm lượng chất béo không lớn hơn 12%. - Nhiệt độ: nhiệt độ thấp sẽ kém hiệu qủa do một số chất béo chuyển sang dạng rắn, nhiệt độ quá cao thì chi phí năng lượng cho quá trình đồng hóa sẽ cao. - Áp suất: áp suất càng lớn thì hiện tượng chảy rối và hiện tượng xâm thực khí càng dễ xuất hiện , kết quả là các hạt pha phân tán được tạo thành có kích thước nhỏ và hệ nhũ tương sẽ có độ bền cao. Trong công nghiệp chế biến sữa, áp suất đồng hóa thường dao động từ 100÷250 bar. - Chất nhũ hóa: có tác dụng ngăn hiện tượng tách pha sau quá trình đồng hóa. Hình 15 : Thiết bị đồng hóa sử dụng áp suất cao 1-motor chính 2- bộ truyền đai 3- đồng hồ đo áp suất 4- trục quay 5- piston 6- hộp piston 7- bơm 8- van 9- bộ phận đồng hóa 10- hệ thống tạo p suất thủy lực GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 40 Hình 16 : Sự phá vỡ cấu trúc của các phân tử khi đi qua thiết bị đồng hóa Những tác động của quá trình đồng hóa lên sản phẩm sữa dùng cho sản xuất yaourt: Các tính chất sau được ghi nhận là tăng lên trong sản phẩm sữa được dùng làm yaourt có sử dụng quá trình đồng hóa: Độ nhớt: sự tăng độ nhớt được cho là do sự giảm kích thước các hạt cầu béo và sự tăng khả năng hấp thụ các chất của phân tử micell casein sẽ làm tăng số lượng các hạt lơ lửng trong sữa. Hoạt tính của enzym xanthan oxydase: các enzym này tập trung nhiều trong các hạt cầu béo, trong quá trình đồng hóa, các hạt cầu béo bị phá vỡ, giảm kích thước, đồng thời giải phóng ra một lượng lớn enzym này. Màu sắc sữa ( trở nên trắng hơn): sự tăng lên về số lượng của các hạt cầu béo ảnh hưởng đến sự phản xạ và phân tán của ánh sáng. Sự thủy phân chất béo: sự tăng lên về diện tích bề mặt tiếp xúc của các phân tử béo sẽ làm tăng khả năng xúc tác của các enzym lipase, ngoài ra sự phá vỡ màng bao các hạt cầu béo có thể làm tăng khả năng thủy phân chất béo từ các giống vi sinh vật được cấy vào để thực hiện quá trình lên men ở các quá trình sau. Sự hòa tan hoàn toàn, đặc biệt đối với các sản phẩm có làm bổ sung thêm bột sữa gầy. Hàm lượng photpholipid trong sữa bột gầy tăng lên: đây là kết quả tất yếu của quá trình vận chuyển các hạt cầu béo sang sữa gầy. Sự tạo bọt: do sự tăng lên của hàm lượng photpholipid trong sữa gầy, quá trình bơm yaourt vào thiết bị lên men có thể sẽ sinh ra nhiều bọt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 41 Sự tăng lên của về số lượng của các hạt cầu béo, hàm lượng photpholipid ,và protein trong sữa gầy có thể làm tăng khả năng giữ nước của khối đông tụ(Samuelsson v Christiansen, 1978). Độ chua của sản phẩm sẽ tăng lên cùng với sự tăng áp suất đồng hóa (Volkova v Radulov, 1986). Ngược lại một số tính chất khác cũng giảm đi so với sản phẩm sữa không qua quá trình đồng hóa: Kích thước các hạt cầu béo: sự giảm kích thứơc này sẽ giúp ngăn chặn quá trình tái kết hợp chất béo trong thời gian lên men yaourt. Sự ổn định của protein: sự biến tính của bản thân phân tử protein và sự thay đổi của cân bằng muối khoáng trong sữa sẽ dẫn đến những thay đổi trong tương tác giữa các phân tử protein. Khả năng kết hợp giữa các phần tử trong sữa: sự thay đổi trong cấu trúc của các phân tử protein trong sữa sẽ có khuynh hướng làm giảm liên kết giữa các chất trong sữa (Grigorov, 1966;Kessler v Kammerlehner, 1982; Kneifel v Seiler 1993). Trong cơng nghiệp sữa , quá trình đồng hóa thường được kết hợp với quá trình xử lý nhiệt đi kèm để tăng hiệu quả đồng hóa. Hinh 17 : Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa khác nhau lên độ nhớt của sữa. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 42 Quá trình siêu lọc : Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống và yaourt khuấy, quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất khô có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tùy vào nguồn sữa nguyên liệu, vốn đầu tư máy móc thiết bị và yêu cầu của sản phẩm mà lựa chọn phương pháp thực hiện cho phù hợp. Trong bài báo cáo này, chúng em lựa chọn phương pháp siêu lọc ( ultrafiltration ) nhằm mục đích hiệu chình hàm lượng chất khô trong sữa nguyên liệu. Yaourt có tổng hàm lượng chất khô cao nhằm để tạo nên cấu trúc cho sản phẩm cuối cùng.Thông thường, trong các quy trình sản xuất hiện nay, người ta thường sử dụng phương pháp bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi. Hiện nay, để đảm bảo về giá trị dinh dưỡng của protein trong sữa và nâng cao chất lượng của yaourt, người ta thường sử dụng phương pháp siêu lọc. Siêu lọc là kỹ thuật sử dụng membrane để phân riêng các phân tử có kích thước từ 500-300000 Da (Jacek Domagała ). Trong quy trình sản xuất yaourt, quá trình siêu lọc thường dùng để làm tăng hàm lượng của casein và các protein hòa tan khác, do đó làm tăng hàm lượng chất khô. Dòng sản phẩm không qua màng ( retentate ) có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi trong quy trình sản xuất. Việc ứng dụng quá trình siêu lọc cần phải có những điều kiện công nghệ xác định. Đó là việc lựa chọn kích thước của màng phù hợp, sự ảnh hưởng của thành phẩn và đặc tính của dòng sản phẩm yêu cầu. Điều này rất quan trọng trong việc ứng dụng quá trình siêu lọc trong quy trình sản xuất. Mục đích : mục đích của quá trình siêu lọc là khai thác. Phương pháp thực hiện : Trong nghành sữa, người ta thường sử dụng hệ thống siêu lọc như hình vẽ. Hình 18: Mô hình hệ thống siêu lọc GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 43 1.Bình giữ nhiệt 2.Thiết bị gia nhiệt 3.Bình nhập liệu 4.Nhiệt kế 5.Bơm 6.Thiết bị đo áp suất Đầu tiên, sữa sẽ được gia nhiệt trước bởi một thiết bị gia nhiệt. Sau đó, bơm sẽ vận chuyển dòng nguyên liệu đến màng lọc. Có 2 dòng sản phẩm thoát ra : dòng sản phẩm qua màng gọi là dòng permeate, dòng sản phẩm không qua màng goi là dòng retentate. Trong quá trình siêu lọc, dòng ratentate chứa các đại phân tử như casein, whey protein, chất béo…Trong permeate, lactose và khoáng là 2 thành phần chủ yếu. Quá trình sẽ kết thúc khi hàm lượng chất khô trong dòng retentate đo được đúng theo yêu cầu. Dòng retentate chứa hàm lượng chất khô cao sẽ được dung để thêm vào sữa tươi nhằm mục đích hiệu chỉnh nồng độ chất khô. Biến đổi-Ảnh hưởng : Trong quá trình siêu lọc, nhiệt độ và áp suất là 2 thông số có ảnh hưởng trực tiếp đến dòng sản phẩm. Để nghiên cứu những ảnh hưởng của quá trình siêu lọc, người ta lấy dòng sữa này và tiến hành quá trình lên men tạo sản phẩm yaourt. Sau đó, các phân tích về những đặc tính vật lý, thuộc tính cảm quan đã được tiến hành. Bảng 5 : Các tính chất của sản phẩm yaourt. 6 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 44 Dựa vào kết quả ta thấy, tỷ lệ protein/lactose của sản phẩm yaourt được quan sát ( yaourt ứng dụng quá trình siêu lọc ) cao hơn so với giá trị của sản phẩm thương mại truyền thống. Lý do được đưa ra là hàm lượng protein trong sản phẩm này cao hơn gần 30% hàm lượng protein trong sản phẩm yaourt thương mại. Hàm lượng lactose giảm đi khoảng 50% so với sản phẩm thương mại. Trong quá trình siêu lọc, chất béo cũng bị cô đặc vì nó cũng là những phân tử có kích thước khá lớn. Tuy nhiên, theo kết quả cho trên bảng thì hàm lượng béo trong sản phẩm quan sát vẫn nhỏ hơn trong sản phẩm thương mại. Một kết quả khác được ghi nhận là độ chua của sản phẩm thu được vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được. Như vậy, có thể thấy rằng, ảnh hưởng của quá trình siêu lọc đến chất lượng của sản phẩm chủ yếu do sự gia tăng hàm lượng chất khô. Những tác động khác đến cấu trúc của protein hầu như không đáng kể. Một điều cũng dễ thấy là quá trình siêu lọc với nhiệt độ và áp suất không cao thì khả năng làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm là rất ít ( trong trường hợp sử dụng cùng loại membrane ). Thông số công nghệ : Trong quá trình siêu lọc, áp suất, nhiệt độ, kích thước của membrane là các thông số được quan tâm nhiều nhất. Với thông số về kích thước membrane, tùy vào nguồn nguyên liệu mà sử dụng các loại membrane có kích thước rất khác nhau. Tuy nhiên, theo tác giả Jacek Domagała, kích thước membrane thường được sử dụng trong công nghiệp sữa là 10-30 kDa. Hầu hết việc sử dụng kích thước membrane bao nhiêu đều dựa vào những nghiên cứu thực nghiệm. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 45 Áp suất trong quá trình siêu lọc là một thông số quan trọng, có tác động lớn đến quá trình. Theo nghiên cứu của Noelia Rinaldoni, và cộng sự, áp suất tối ưu cho quá trình siêu lọc khoảng 1-2 bar. Áp suất này không cao nhưng nếu so với các quá trình phân riêng khác, siêu lọc vẫn được xem như là một quá trình có sử dụng áp suất cao. Để tăng tốc độ dòng permeate, người ta tiến hành tăng áp suất để mà tăng sự đối lưu trên bề mặt của membrane. Tuy nhiên, khi áp suất tăng đến khoảng 2 bar, việc này gặp khó khăn. Vì vậy, hiên nay áp suất 1,5 bar được sử dụng chủ yếu trong quá trình siêu lọc. Cần nói thêm rằng, thông số nhiệt độ có mối liên hệ với áp suất. Chính vì vậy, khi xác định nhiệt độ của quá trình siêu lọc thường phải kèm theo thông số về áp suất. Theo Noelia Rinaldoni, khi thực hiện quá trình siêu lọc ở 22±0.5 OC và 1.5±0.05 bar, kết quả thu được có ảnh hưởng rất tốt đến chất lượng của sản phẩm yaourt. Ảnh hưởng của kích thước membrane đến quá trình siêu lọc Trong quá trình siêu lọc, kích thước membrane là một thông số quan trọng. Loại màng lọc đươc sử dụng cũng có ảnh hưởng đến sự đáng giá cảm quan của yaourt như tính bền, tính dẻo, khả năng liên kết của của khối đông. Sự ảnh hưởng của kích thước membrane đến chất lượng của yaourt được Jacek Domagała và cộng sự nghiên cứu. Tác giả nghiên cứu với 3 loại màng kích thước khác nhau : 10 kDa, 30 KDa và 100 KDa. Kết quả nghiên cứu cho thấy loại membrane sử dụng có ảnh hưởng đến protein, tổng hàm lượng chất khô, chất béo và hàm lượng lactose có trong sữa. Với 2 loại membrane kích thước 10 và 30 KDa, kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng chất khô thu được cao hơn so với loại 100 kDa. Lý do được đưa ra là sự di chuyển qua màng của các phân tử có kích thước lớn hơn kích thước của membrane 10 và 30 KDa chậm hơn so với loại 100 KDa. Trong quá trình quan sát hiện tượng khi sử dụng membrane loại 10 KDa, tổng lượng protein cao hơn rất nhiều so với loại 100 KDa. Bên cạnh đó, hàm lượng béo trong dòng retentate cũng cao hơn. Với loại membrane có kích thước 100 kDa, dòng retentate có hàm lượng lactose đặc biệt thấp so với 2 loại màng còn lại. Bênh cạnh đó, việc giảm kích thước của màng lọc tỷ lệ nghich với thời gian của quá trình siêu lọc. Loại membrane kích thước 10 kDa có thời gian siêu lọc dài hơn so với 2 loại còn lại. Một cách tổng quát, kích thước của màng membrane có ảnh hưởng lớn đến thành phần của dòng retentate và permeate. Do đó, sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm yaourt khi sử dụng phương pháp này trong quá trình sản xuất. Sự GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 46 ảnh hưởng này chủ yếu do sự thay đối về hàm lượng chất khô và protein của sữa sau khi thực hiện quá trình siêu lọc. Theo Tamime and Muir, sự thay đổi này có ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất cảm quan và cấu trúc của sản phẩm yaourt. Ứng dụng áp suất thủy tĩnh cao để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm: Một hướng nghiên cứu mới gần đây cũng cho thấy, sử dụng áp suất cao có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Trong phần này, chúng em sẽ giới thiệu về ứng dụng mới này. Tổng quan về phương pháp: Như đã trình bày ở phần ảnh hưởng của áp suất cao đến giá trị sinh học của yaourt, sau quá trình lên men, hoạt động trao đổi chất của của hệ vi khuẩn lactic trong yaourt có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau cùng, sự sinh tổng hợp các chất không cần thiết có thể làm thay đổi màu sắc, mùi vị của sản phẩm… từ đó sẽ rút ngắn thời gian bảo quản sản phẩm. Yêu cầu đặt ra là phải hạn chế hệ vi khuẩn lactic trong yaourt ở một giá trị nhất định, vừa đảm bảo thời gian bảo quản , vừa đảm bảo lợi ích do hệ vi sinh vật này mang lại( đây là các vi khuẩn probiotic có lợi cho hệ tiêu hóa, theo đề nghị của FAO/WHO(2000), số lượng vi khuẩn lactic trong sản phẩm yaourt nên lớn hơn 107 cfu/g, trong đó lượng Lactobacillus bulgaricus nên duy trì ở mức lớn hơn 106 cfu/g trong thời gian bảo quản). Phương pháp xử lý nhiệt dùng để bảo quản thực phẩm hiện nay không đảm bảo được các chỉ tiêu nêu trên, quá trình xử lý nhiệt sẽ tiêu diệt gần như hoàn toàn hệ vi khuẩn lactic, đồng thời sẽ làm mất đi hương vị của sản phẩm. Vì thế công nghiệp thực phẩm đã nghiên cứu để thay thế phương pháp xử lý nhiệt bằng phương pháp sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để ức chế vi sinh vật mà không làm biến đổi đáng kể các tính chất cảm quan, hóa lý của sản phẩm yaourt. Ảnh hưởng của áp suất cao lên thực phẩm có liên quan đến việc điều khiển hoạt tính vi sinh vật ,tăng hay kiềm hãm họat tính enzyme và các phản ứng hóa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 47 học, sự biến đổi của vi sinh vật để thích nghi với điều kiện mới ( theo Hoover và cộng sự 1989). Xử lý bằng áp suất cao có thể làm giảm hoạt tính của các vi khuẩn có hại trong yaourt. Hiệu quả của phương pháp này trong điều kiện áp suất từ 500-600 MPa, thời gian xử lý vài phút có thể so sánh với phương pháp thanh trùng nhiệt Pasteur trong thời gian ngắn( theo Johnston ,1995). Trong quá trình xử lý áp suất cao, bào tử vi khuẩn có khả năng chịu được áp suất cao hơn so với các tế bào sinh dưỡng, thậm chí chúng có thể tồn tại dưới áp lực 1000 MPa. Để ức chế hoạt động của bào tử vi khuẩn, người ta tiến hành xử lý áp suất cao qua hai bước, bước đầu là xử lý với áp suất thấp để bào tử hoạt hóa, sau đó sử dụng áp suất cao để ức chế hoạt tính của tế bào sinh dưỡng( do bào tử họat hóa). Knorr( 1993), Gould và Tytul(1995) cho rằng nên kết hợp áp suất và xử lý nhiệt độ để ức chế hoạt tính của tất cả các bào tử vi khuẩn. Mức độ vô hoạt vi khuẩn phụ thuộc vào nhiều thông số như: áp suất xử lý , thời gian xử lý sản phẩm , thành phẩn cấu tạo của thực phẩm và bản chất các loài vi sinh vật trong thực phẩm. Trong phương pháp xử lý áp suất cao bằng áp suất thủy tĩnh, thông thường sản phẩm được đóng gói trong bao bì trước khi đưa vào xử lý. Áp suất xử lý có thể dao động trong một khoảng rất lớn tùy thuộc vào bản chất của sản phẩm (từ 50 đến 800 MPa), thời gian xử lý thường là vài phút. Do áp suất thủy tĩnh sẽ tác động đồng đều lên tất cả các mặt của sản phẩm, nên hiệu quả của phương pháp sẽ được nâng cao, sản phẩm ít bị biến đổi về mặt hóa lý cũng như cấu trúc ban đầu. Trong công nghiệp sản xuất yaourt đối tượng áp dụng nhiều nhất phương pháp này là các sản phẩm yaourt truyền thống, đây là nhóm sản phẩm không qua sử lý nhiệt sau quá trình lên men, do đó yêu cầu về điều kiện bảo quản cao hơn so với các sản GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 48 phẩm khác, việc sử dụng áp suất cao sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, qua đó góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Quá trình thực hiện như sau Yaourt đóng gói trong bao bì vô trùng Đặt yaourt vào buồng xử lý áp suất Cho nước vào đầy buồng xử lý áp suất Tăng áp suất trong buồng xử lý đến giá trị cần thiết Giữ áp suất trong thời gian vài phút Giảm áp suất trong buồng xử lý Lấy sản phẩm ra GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 49 Hình 19: Thiết bị xử lý áp suất thủy tĩnh Ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh cao lên giá trị chất lượng của sản phẩm yaourt: Khả năng vô hoạt vi khuẩn: Theo Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) thì sản phẩm yaourt xử lý ở áp suất trong khoảng từ 100- 400 MPa sẽ làm giảm không đáng kể số lượng của Streptococcus thermophilus, với áp suất từ 500- 1000MPa mới thấy sự giảm về số lượng của loài vi sinh vật này. Trong khi đó Lactobacillus bulgaricus gần như bị vô hoạt hoàn toàn ở áp suất xử lý từ 300- 400 MPa. Điều này cho thấy khả năng chịu được áp suất của Streptococcus thermophilus là cao hơn so với Lactobacillus bulgaricus . Nhiều nghiên cứu khác cũng đã chứng minh khả năng chịu áp cao hơn của Streptococcus thermophilus . Điều này được giải thích là do khả năng chống chịu cao của thành tế bào hình cầu đối với sự tăng áp suất( theo Ludwig ,2002). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 50 Trong khi đó,sau khi xử lý áp suất ở 200MPa trong 15 phút , Reps và cộng sự (1999) đã thấy được vô hoạt hoàn toàn của Lactobacillus bulgaricus (tế bào hình que), và sự giảm về số lượng của các giống Streptococci là không đáng kể. Sự vô hoạt của vi khuẩn dưới áp suất cao phụ thuộc vào kiểu giống được sử dụng trong sản phẩm yaourt, tỷ lệ giống cấy ban đầu( ở đây là tỷ lệ giữa Streptrococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus ). Hình 20: Ảnh hưởng của áp suất cao lên hệ vi khuẩn lactic đối với các sản phẩm yaourt sử dụng giống cấy ban đầu khác nhau (a,b,c,d,e) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 51 Ảnh hưởng của áp suất cao lên tính acid của yaourt: Kruk và cộng sự ( 1999) đã chứng minh rằng quá trình xử lý ở áp suất từ 200-1000 MPa không ảnh hưởng lên pH của sản phẩm yaourt sau cùng và chỉ làm thay đổi một phần độ dẫn điện và làm tăng nhẹ điểm đông tụ. Trái lại, Johnson và cộng sự (1992) đã phân tích và thấy được sự giảm nhẹ độ axit trong sản phẩm sữa gầy ( từ 0.01 đến 0.03 đơn vị pH) được xử lý ở 20- 60 MPa trong 1 giờ. Còn theo Schrader và cộng sự (1997) thì sự dao động không đáng kể của tính acid là nhờ những thay đổi trong cấu trúc của các phân tử protein cũng như các thành phẩn muối khoáng trong sữa để đạt được trạng thái cân bằng trong quá trình sử lý áp suất cao. Thêm vào đó, sự giảm tính acid trong sữa có thể có liên quan đến quá trình phân tách của các hợp chất photphat trong sữa (Huppert và cộng sự,2002). Ảnh hưởng của áp suất cao lên hoạt tính kháng khuẩn của vi sinh vật: Tính kháng khuẩn của hệ vi sinh vật lactic trong sữa là do trong quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật này sẽ sinh ra các chất( như acid lactic) có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây hại khác. Tính kháng khuẩn của vi khuẩn lactic sẽ có lợi cho hệ tiêu hóa của con người. Theo Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) thì tính kháng khuẩn của hệ vi khuẩn lactic trong yaourt sẽ bị giảm rất nhiều trong lúc xử lý bằng áp suất cao . Nguyên nhân của sự giảm hoạt tính này được cho là do sự giảm về số lượng của Lactobacillus bulgaricus , đây là giống có nhiệm vụ sản xuất những chất kháng khuẩn bao gồm cả các peroxit , các chất này sẽ là những độc tố có tác dụng ức chế sự phân đôi của các vi khuẩn gây bệnh ( theo Gudkov 1986). Ảnh hưởng của quá trình xử lý bằng áp suất thủy tĩnh cao lên các giá trị cảm quan của sản phẩm yaourt: GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 52 Hương vị của yaourt được tạo thành bởi tất cả các thành phần có trong sữa, cũng như các hợp chất được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của tế bào vi khuẩn lactic, quan trọng nhất là thành phần acid lactic và các hợp chất cacbonyl ( acetic andehit và diacetyl). Hương vị của các sản phẩm yaourt phụ thuộc vào giống vi sinh vật sử dụng để lên men, chất lượng của sữa nguyên liệu ban đầu, cường độ xử lý nhiệt , thành phần chất khô, phương pháp lên men, cũng như điều kiện bảo quản ( theo Tamine, Deeth 1980). Trong các nghiên cứu của mình,Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) nhận thấy rằng quá trình xử lý ở áp suất cao hơn khoảng 400MPa sẽ làm giảm các đặc tính cảm quan của yaourt, bao gồm cấu trúc sản phẩm, độ ổn định của khối đông, mà đặc biệt là sự giảm về hương vị của sản phẩm. Tuy nhiên các tác giả cũng nhận thấy rằng sự thay đổi các đặc tính trên còn phụ thuộc vào yếu tố giống sử dụng ban đầu, vẫn có những sản phẩm sử dụng ở áp suất cao hơn 400 MPa nhưng sự thay đổi về hương vị là không đáng kể. Đánh giá ưu điểm của phương pháp: Nhìn chung từ những kết quả nghiên cứu thu được, có thể nhận thấy phương pháp dùng áp suất cao trong công nghiệp sản xuất yaourt với mục đích bảo quản hứa hẹn sẽ cho nhiều kết quả khả quan. Phương pháp này hoàn toàn có thể thay thế cho phương pháp xử lý nhiệt đang được sử dụng cũng với mục đích bảo quản trong công nghiệp sữa. Hiệu quả của phương pháp này là ít làm biến đổi về cấu trúc sản phẩm, ít gây ra các biến tính về nhiệt thường gặp trong các quá trình xử lý nhiệt, do đó sản phẩm sau quá trình xử lý bằng áp suất cao vẫn đạt được độ đồng nhất và các tính chất cảm quan cần thiết, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất yaourt truyền thống, sản phẩm sau lên men không được xử lý nhiệt mà chỉ GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 53 được bảo quản ở nhiệt độ thấp để ức chế sự phát triển của vi sinh vật thì phương pháp xử lý bằng áp suất cao càng chứng tỏ được ưu thế tuyệt đối so với phương pháp xử lý nhiệt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 54 PHẦN III : KẾT LUẬN 1. Khả năng ứng dụng của áp suất cao trong sản xuất yaourt: Khả năng ứng dụng của áp suất cao vào trong công nghệ sản xuất yaourt là rất lớn. Trên thực tế thì việc sản xuất các loại yaourt đều có xử lý áp suất nhưng với các mức độ khác nhau. Áp suất cao sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn sản xuất trong việc sản xuát yaourt bởi những đặc tính tốt mà yaourt xử lý áp xuất cao có được. Tác động của áp suất cao đến sự đông tụ protein trước đây không được nghiên cứu nhưng hiện nay sữa xử lý áp suất cao đã được nghiên cứu thành công trong việc sản xuất yaourt truyền thông ít béo ( 12% tổng chất khô) cho yaourt có bề mặt mịn và cấu trúc chắc mà không không cần bổ sung thêm polysaccharide. Sữa không tách béo khi được xử lý áp suất cao có khả năng ngăn cản sự tăng acíd trong sản phẩm khi lên men trong bao bì. Khi xử lý áp suất từ 200- 300MPa ở nhiệt độ phòng trong 10 phút thì trong sản phẩm không xảy ra sự acid hóa, giúp duy trì tổng số vi khuẩn lactic ban đầu và cấu trúc của yaourt thành phẩm. Hơn nữa, việc sử dụng áp suất cao cũng góp phần làm phong phú thêm các sản phẩm yaourt. Việc bổ sung thêm puree quả vào trong yaourt góp phần tăng thêm dinh dưỡng cho sản phẩm, làm tăng thêm sự phong phú về mùi vị của yaourt. Việc này đã được áp dụng vào trong thực tế sản xuất và cũng đã đạt được những thành công, tuy nhiên vẫn vấp phải những trở ngại. Ví dụ như khi bổ sung thêm 4% puree xoài vào trong yaourt đã gây nên những ảnh hưởng bất lợi đến mùi vị cũng như cấu trúc của yaourt ngay cả khi được đồng hóa dưới áp suất. Tuy nhiên khi tăng áp suất lên tới 200 Bar lại có thể giảm bớt sự tách whey và làm cho bề mặt yaourt mịn cũng như cải thiện về mùi vị. Quá trình xử lý áp suất cao nên được kết hợp với quá trình xử lý nhiệt ( thermal treatment). Sữa được xử lý đồng hóa áp suất cao và xử lý nhiệt kết hợp đã cho thấy khả năng phản ứng nhanh hơn khi chỉ xử lý đồng hóa áp suất cao. Thời gian đông tụ của loại sữa được xử lý kết hợp này cũng ngắn hơn so với loại sữa chỉ xử lý áp suất. Sự biến tính của whey protein do áp suất hay nhiệt độ có thể dẫn đến sự khác nhau về tương tác giữa casein và whey protein dẫn tới sự tách ra của micelle casein. Quá trình xử lý nhiệt có thể trước hoặc sau xử lý áp suất cao. Khi xử lý kết hợp cả hai quá trình đã cho kết quả là mẫu có giá trị L* (lightness) lớn hơn so với tất cả các mẫu được xử lý khác. Không có sự khác nhau có ý nghĩa nào về giá trị L* giữa mẫu xử lý nhiệt trước và sau xử lý áp suất cao. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 55 2. Hướng phát triển sử dụng áp suất cao trong công nghiệp sữa Trong tương lai cùng với công nghệ mới về membrane, quá trình áp suất cao có thể dẫn tới việc dự đoán trước được về quá trình lên men trong các điều kiện rõ ràng, tạo ra các sản phẩm lên men sữa hợp vệ sinh. Quá trình siêu lọc bằng membrane có thể cho chúng ta khả năng kiểm soát tương đối về thành phần của nguyên liệu sữa đem vào sản xuất, do đó các sản phẩm của quá trình lên men có thể dự đoán được về thành phần cũng như tỷ lệ của chúng trong thành phẩm. Hướng phát triển gần đây của yaourt thương mại là hướng tới sản phẩm ít năng lượng. Điều này có thể đạt được bằng rất nhiều cách, ví dụ như giảm hàm lượng chất béo trong sữa nguyên liệu, bởi thay thế đường bằng chất ngọt tổng hợp ít năng lượng, bởi thay thế chất béo trong sữa bằng chất béo thay thế, bởi bổ sung các chất pha chế dùng cho ăn kiêng (Fernandez-Garcia and McGregor, 1997)... Trong một sự cố gắng để cải thiện sự tiêu thụ yaourt ở các thị trường khác nhau trên thế giới, sản phẩm đã được trộn với một vài loại thành phần khác nhau để tạo ra nhiều loại hương hơn là loại trái cây. Một vài mẫu có thể sử dụng bột trái cây và rau như là chất bổ sung làm tăng các hợp chất tự nhiên, pectin và vitamin C và yaourt có thể có khả năng chữa bệnh đối với các bệnh nhân rối loạn tiêu hóa (Arkhipova and Krasnikova, 1995). Như đã được lựa chọn, thịt củ cà rốt và dịch trích tự nhiên từ rau nguyên liệu đã được sử dụng để tạo hương cho yaourt (Ryckeboer and Louis,1992;Vesely et al.,1995), Trong khi đó Spillman and Farr (1983) đánh giá khả năng chấp nhận của một dãy các loại yaourt hương rau (dưa leo, súp lơ, giá đậu, cần tây, dừa và các loại gia vị). Các đề nghị khác là : yaourt trái cây bổ sung đậu nành, cháo yến mạch và gum arabic (Hoyda et al.,1990) hay là thịt trái cacao (Pina et al.,1998); yaourt để trộn salad bao gồm muối, gia vị, hành khô, tỏi và ngò tây (Steinberg,1983a), Cheddar và phomat (Steinberg,1983b); sử dụng các loại ngũ cốc được xử lý đặc biệt để có cấu trúc khô, giòn khi trrộn với yaourt (Kaufman et al.,1990); yaourt được củng cố calcium để làm tăng lượng calcium của sản phẩm (Pirkul et al.,1997). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Behaviour of partially cross-linked casein micelles under high pressure; Thom Huppertz1,2 và Mary A.Smiddy2; 1: Department of Food and Nutritional Sciences, University College Cork, Cork, Ireland, 2 :NIZO Food Research, PO Box 20, 6710 BA, Ede, the Netherlands 2. Rheology and Microstructure of Labneh (Concentrated Yogurt); B.H.OZER, 1R.A.STENNING, 2 A.S.GRANDISON, 3R.K.ROBINSON 1Harran Universitesi, ZiraatFakultesi, GidaBilimi ve Teknolojisi Bolumu, Sanliurfa, Turkey 2Institute of Food Research Reading Laboratory, Earley Gate, RG66BZ Reading, United Kingdom 3The University of Reading, Department of Food Science and Technology, White knights, RG66AP Reading, United Kingdom 3. Low-Fat Set Yogurt Made from Milk Subjected to Combinations of High Hydrostatic Pressureand Thermal Processing; .Harte, 1L.Luedecke, 2B.Swanson, 2andG.V.Barbosa-Ca ´novas1 1Biological Systems Engineering Department, Washington State University, Pullman 99164-6120 2Department of Food Science and Human Nutrition, Washington State University, Pullman 99164-6376 AmericanDairyScienceAssociation,2003. J.DairySci.86:1074–1082 4. The effect of pressurization on selected properties of yoghurt; Agnieszka Jankowska, Arnold Reps, Anna Proszek, Krystyna Wiśniewska (Chair of Food Biotechnology University of Warmia and Mazuryin Olsztyn); Polish journal of natural sciences. Abbrev.:Pol.J.Natur.Sc.,Vol23(2):482-495,Y.2008 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 57 DOI10.2478/v10020-008-0037-8 5. Manufacture of acid Gels from Skim milk using High-pressure Homogenization; a. Hernández and F. m. Harte1; Department of Food Science and technology, University of tennessee, Knoxville 37996-4539 J. Dairy Sci. 91:3761–3767 doi:10.3168/jds.2008-1321 © American Dairy Science Association, 2008. 6. The principles of ultra high pressure technology and its application in food processing/preservation: A review of microbiological and quality aspects; Maryam Yaldagard1, Seyed Ali Mortazavi2 and Farideh Tabatabaie 1Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashad. P. O. BOX 91775-1111, Iran. 2Department of Food Science and Technology, Ferdowsi University of Mashad, Iran. African Journal of Biotechnology Vol. 7 (16), pp. 2739-2767, 18 August, 2008 Available online at ISSN 1684–5315 © 2008 Academic Journals Accepted 4 July, 2008 7, Yoghurt science and technology (Second edition); A.Y.Tamime (Scottish Agricultural College Auchincruive, Food Standards & Product Technology Department, Ayr KA6 5HW, Scotland) and R.K.Robinson (University of Reading, Department of Food Science & Technology, Reading RG6 2AP, England); Woodhead publishing Limited Abington Hall,Abington Cambridge CB1 6AH, England, 2000 8. Recent Trends in Development of Fermented Milks; Current Nutrition & Food Science, 2007, 3, 91-108; H. K. Khurana1 and S. K. Kanawjia2 1Science and Technology Entrepreneurs Park, Thapar Institute of Engineering and Technology, Patiala – 147004,Punjab, India, GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 58 2Dairy Technology Division, National Dairy Research Institute, Karnal - 132001, Haryana, India 9. Low lactose content yogurt by ultrafiltratio of skim-milk, Noelia Rinaldoni, Mercedes Campderrós, Carlos Menéndez, Antonio Pérez Padilla* Instituto de Investigaciones en Tecnología Química (INTEQUI)-CONICET 10. Changes in texture of yoghurt from ultrafiltrated goat’s milk as influenced by different memebrane types, Jacek Domagała, Beata E. Kupiec. 11. The Effects of High Pressure on Whey Protein Denaturation and Cheese- Making Properties of Raw Milk, R. LOPEZ-FANDINO, A. V. CARRASCOSA, and A. OLANO lnstituto de Fermentaciones Industriales (CSIC), Juan de la Cierva 3. 28006 Madrid, Spain