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
B
ảng

Tên

Trang

1

Một vài tính chất hóa lý của các mẫu yaourt trong suốt 14
ngày bảo quản

18

2

Th
ành ph
ần 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 ch
ất 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 ph
ầ
n dinh dư
ỡ
ng c
ủ

a 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
1
5

3

Đ
ộ

nh
ớ
t đ
ộ
ng h
ọ
c c
ủ
a m
ộ
t vài lo
ạ
i yaourt


2
1

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
2
2

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
2
3

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
2
5

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

2
6

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
2
7

9

Ả
nh qua kí
nh hi
ể
n vi đi
ệ
n t
ử

c
ủ
a set
-
type labnehs

2
8


10

Ảnh hưởng của áp suất cao lên ứng suất đàn hồi của một vài
loại yaourt
2
9

11

Khả năng xuyên thấm trung bình của yogurt làm từ sữa đượ
c
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

Kh
ả


năng gi
ữ

whey

3
1

14

M
ứ
c đ
ộ

vô ho
ạ
t c
ủ
a các vi sinh v
ậ
t trong s
ữ
a x
ử

lý áp su
ấ
t cao


3
3

15

Thi
ế
t b
ị

đ
ồ
ng hóa s
ử

d
ụ
ng áp su
ấ
t cao

39

16

S
ự

phá v
ỡ


c
ủ
a các c
ấ
u trúc phân t
ử

khi qua thi
ế
t b
ị

đ
ồ
ng hóa

4
0

17

Ả
nh hư
ở
ng c
ủ
a áp su
ấ
t đ

ồ
ng hóa khác nhau lên đ
ộ

nh
ớ
t c
ủ
a s
ữ
a

4
1

18

Mô hình h
ệ

th
ố
ng siêu l
ọ
c

4
3

19


Thi
ế
t b
ị

x
ử

lý áp su
ấ
t th
ủ
y t
ĩnh

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/m
2

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 =10
5
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 ( 90
0
C, 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 4
o

C thì sản phẩm có vị
aldehyde điển hình, có vị chua gắt và không có hậu vị lạ. Khi được bảo quản ở
20
o
C 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 4
o
C, 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 20
o
C, 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 ( >26
o
SH) ( 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 (
o
SH) 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 20
0
C 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 30
0
C.

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 (85
0
C 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.