BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

QUY TRÌNH SẢN SUẤT YAOURT BỔ SUNG
PROBIOTIC

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM

Sinh viên thực hiện: Trần Phong Lan ðài
MSSV: 0811110012
Lớp: 08CSH1

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 05 năm 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

QUY TRÌNH SẢN SUẤT YAOURT BỔ SUNG
PROBIOTIC

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM

Sinh viên thực hiện: Trần Phong Lan ðài
MSSV: 0811110012
Lớp: 08CSH1

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 05 năm 2011


TRƯỜNG ðẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Phiếu giao nhiệm vụ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Lớp: 08CSH1
Hệ ñào tạo: Cao ðẳng chính quy
Làm khóa luận tại: Nhà
Thời gian làm ñồ án: Từ ngày 09 / 05 /2006 ñến 20 / 06 /2006
Sinh viên: Trần Phong Lan ðài
Số ñiện thoại hoặc e mail:
ðịa chỉ liên lạc khi cần thiết: 27/c2 Tổ 5, KP4, FLinh Xuân, Q
Thủ ðức, TP HCM
Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hoài Hương
Số ñiện thoại: 0985247045
Gặp GV tại: Trường ðh Kỹ Thuật Cơng Nghệ TP HCM
e mail của GV:

Nội dung và yêu cầu khi làm ñồ án:
1. Hàng tuần báo cáo công việc ñã làm và kế hoạch làm trong tuần tới
2. Thời gian và ñịa ñiểm làm việc: Buổi sáng , Tại phòng thí nghiệm hoặc văn phòng
khoa
3. ðề tài tốt nghiệp và các yêu cầu về chuyên môn: Quy trình sản xuất yaourt có bổ
sung probiotic. Yêu cầu nắm vững kiến thức chuyên ngành áp ụng trong quy trình
sản xuất. ðặc ñiểm của sản phẩm.
TP Hồ Chí Minh ngày 15 tháng 06 năm 2011
Cán bộ hướng dẫn

1


LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ Giảng
viên hướng dẫn. Các nội dung trình bày và kết quả trong khóa luận này là trung
thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước
ñây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, ñánh
giá ñược chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phần tài liệu
tham khảo. Ngoài ra, ñề tài còn sử dụng một số nhận xét, ñánh giá cũng như số
liệu của các tác giả, cơ quan tổ chức khác, và cũng ñược thể hiện trong phần tài
liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước
Hội ñồng, cũng như kết quả khóa luận của mình.
TP.HCM, ngày 15 tháng 06 năm 2011
Tác giả

Trần Phong Lan ðài



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

MỤC LỤC
LỜI MỞ ðẦU ..................................................................................................... 01
Chương một : TỔNG QUAN VỀ VSV TRONG SẢN PHẨM....................... ...02
1.1. Giới thiệu sản phẩm ...................................................................................... 03
1.2. Phân loại yaourt............................................................................................. 04
1.2.1. Phân loại dựa theo thời ñiểm tiến hành quá trình lên men......................... 04
1.2.2. Phân laoi5 theo dạng yaourt ....................................................................... 04
1.2.3. Phân loại dựa vào hàm lượng béo trong sản phẩm .................................... 05
1.3. Giới thiệu về sản phẩm yaourt bổ sung probiotic ......................................... 05
1.3.1. Giới thiệu.................................................................................................... 05
1.3.2. Phân loại ..................................................................................................... 06
1.4 Vi sinh vật trong sản xuất yaourt. .................................................................. 07
1.4.1. ðặc ñiểm vi sinh vật. .................................................................................. 08
1.4.2. Cơ chế lên men và ñông tụ sữa trong sản xuất yaourt ............................... 08
1.4.2.1. Lên men ñồng hình (ñiển hình): .............................................................. 10
1.4.2.2. Lên men dị hình (không ñiển hình):........................................................ 10
1.4.3. Cơ chế tạo hương, vị và cấu trúc ñặc trưng của yaourt ............................. 12
1.4.3.1. Cơ chế tạo hương vị ................................................................................ 13
1.4.3.2. Cơ chế tạo cấu trúc .................................................................................. 14
1.5. Vi sinh vật probiotics. ................................................................................... 18
1.5.1 ðặc ñiểm probiotics. ................................................................................... 18
1.5.1.1 Lịch sử. .................................................................................................... 18
1.5.1.2 Khái niệm. ................................................................................................ 19
1.5.1.3 Các vi sinh vật có lợi là probiotic ............................................................ 19
1.5.2 Cơ chế và lợi ích từ probiotic ...................................................................... 27
Chương hai : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ........................................................ 30


i

SVTH: TRẦN PHONG LAN ðÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

2.1Công nghệ sản xuất yaourt .............................................................................. 31
2.1.1 Nguyên liệu ................................................................................................. 31
2.1.2 Qui trình sản xuất men giống và probiotic .................................................. 32
2.1.3 Quy trình sản xuất men giống trong phòng thí nghiệm .............................. 35
2.1.4 Quy trình sản xuất yaourt ............................................................................ 41
2.1.4.1 Sơ ñồ công nghệ sản xuất yaourt truyền thống bổ sung probiotic. .......... 41
2.1.4.2 Sơ ñồ công nghệ sản xuất yaourt dạng khuấy bổ sung probiotic ............. 47
2.2 Tiêu chuẩn quốc gia về yaourt ....................................................................... 52
2.2.1Chỉ tiêu hóa lý: ............................................................................................. 52
2.2.2Chỉ tiêu vi sinh vật: ...................................................................................... 53
2.2.3Chỉ tiêu cảm quan: ....................................................................................... 54
Chương ba: KẾT LUẬN HƯỚNG PHÁT TRIỂN............................................. 55

ii

SVTH: TRẦN PHONG LAN ðÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU - HÌNH VẼ, ðỒ THỊ TRONG KHÓA
LUẬN
Bảng 1.1 Các sản phẩm sữa lên men truyền thống và vi sinh vật khởi ñộng ...... 03
Bảng 1.2 Kg sản phẩm yaourt cho người /năm (ở nhiều nước trên thế giới) ...... 06
Bảng 1.3 Sự ña dạng của cấu tạo EPS tạo nên từ các chủng vi khuẩn acid lactic khác
nhau ...................................................................................................................... 17
Bảng 1.4 Các vi sinh vật có lợi là probiotic ......................................................... 10

Bảng 2.1 Thông số kiểm tra chất lượng trong suốt qui trình sản xuất men giống35
Bảng 2.2 Thành phần hóa học (g/100g) của dòng retentate khi xử lý sữa gầy bằng
phương pháp siêu lọc và thẩm thấu ngược........................................................... 43
Bảng 2.3: Chỉ tiêu hóa lý sữa chua theo tiêu chuẩn Việt Nam. ........................... 52
Bảng 2.4 : hàm lượng kim loại nặng .................................................................... 53
Bảng 2.5 : Chỉ tiêu vi sinh vật sữa chua theo tiêu chuẩn Việt Nam .................... 53
Hình 1.1sữa chua uống yakult .............................................................................. 07
Hình 1.2 Sữa vinamilk probi ................................................................................ 07
Hình 1.3 Sữa chua vinamilk probi ....................................................................... 07
Hình 1.4 Lactobacillus bulgaricus........................................................................ 07
Hình 1.5 Streptococcus thermophilus .................................................................. 07
Hình 1.6 Vi khuẩn lactic và eps tạo thành .......................................................... 16
Hình 1.7 Vi Khuẩn Lactobacillus......................................................................... 20
Hình 1.8 Vi khuẩn Lactobacillus cacei ................................................................ 22
Hình 1.9 Vi khuẩn Lactobacillus cacei Shirota.................................................... 22
Hình 1.10 Vi khuẩn Bifiobacterium logum ......................................................... 25
Hình 1.11 Vi khuẩn Lactococcus lactic ............................................................... 26
Hình 1.12 Nấm Saccharomyces boulardii............................................................ 27
Hình 2.1Quan sát mẫu vi sinh vật ........................................................................ 36


iii

SVTH: TRẦN PHONG LAN ðÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hình 2.2 Phân lập vi sinh vật trong buồng cấy vô trùng ...................................... 36
Hình 2.3 Pha chế và hấp khử trùng môi trường nuôi cấy .................................... 37
Hình 2.4 Cấy vi sinh vật ....................................................................................... 37
Hình 2.5 Thu dịch lên men .................................................................................. 38
Hình 2.6 Ly tâm thu sinh khối ............................................................................. 38
Hình 2.7 Thu dịch lên men và ñông khô mẫu vi sinh vật .................................... 38
Hình 2.8 Máy ñông khô mẫu ............................................................................... 39
Hình 2.9 Cấy ñịnh lượng ...................................................................................... 39
Hình 2.10 Kiểm tra hoạt tính bacteriocin ............................................................. 40
Hình 2.11 Bảo quản ñóng gói trong nito lỏng...................................................... 40
Hình 2.12 : Thiết bị ñồng hóa áp suất cao ........................................................... 44
Hình 2.13 : thiết bị trao ñổi nhiệt dạng tấm. ........................................................ 45
Hình 2.14 Thiết bị lọc túi tháo rời........................................................................ 48
Hình 2.15 Thiết bị ñồng hóa 2 cấp ....................................................................... 49
Hình 2.16 Thùng lên men..................................................................................... 50
Hình 2.17 Thiết bị ñóng gói ................................................................................. 52
Sơ ñồ 1.1 Phân loại sữa lên men bổ sung probiotic ............................................. 06
Sơ ñồ 1.2 Các con ñường lên men lactose của vi khuẩn lactic ............................ 09
Sơ ñố 1.3 Lên men di hình .................................................................................. 11

Sơ ñồ 1.4 Cơ chế lên men của vi khuẩn lactic .................................................... 13
Sơ ñồ 1.5 Cơ chế tạo thành acetaldehyde trong Yaourt ....................................... 14
Sơ ñồ 1.6 Sinh tổng hợp EPS của Lactobacillus rhamnosus ............................... 16
Sơ ñồ 2.1 Quy trình sản xuất men giống và vi khuẩn probiotic .......................... 33
Sơ ñồ 2.2 Quy trình sản xuất yaourt truyền thống bổ sung probiotic ................. 41
Sơ ñồ 2.3: Quy trình sản xuất yaourt dạng khuấy bổ sung probiotic ................... 47

iv

SVTH: TRẦN PHONG LAN ðÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

LỜI MỞ ĐẦU
Thực phNm là yếu tố quan trọng song hành với sự sinh tồn của loài người. Theo quá
trình tiến hoá và phát triển của loài người, thực phNm cũng được phát triển theo. Cùng
với sự tiến triển của khoa học công nghệ, công nghệ chế biến thực phNm cũng phát
triển.Thời gian gần đây, chúng ta thường nghe nhiều về khái niệm “Probiotics” mà
không phải ai cũng hiểu Probiotics là gì. Probiotics trên thực tế chính là các vi khuNn
sống có lợi đường ruột, khi ăn vào đem lại các lợi ích sức khoẻ con người nhờ cải thiện
hệ vi sinh đường ruột và chức năng của ruột. Bifidobacteria và Lactobacillus là hai
probiotics thông dụng nhất hiện nay. Các nhà khoa học đã tìm được rất nhiều bằng
chứng chứng minh vai trò to lớn của chúng trong giảm nguy cơ bệnh tiêu chảy, đặc biệt
là tiêu chảy cấp và tiêu chảy do sử dụng kháng sinh. Probiotics còn giúp tăng cường hệ
miễn dịch, ngăn ngừa ung thư...Chính vì những lợi ích probiotic mang lại và probiotic
cũng là chủ đề được các nước trên thế giới để ý đến về khả năng kỳ diệu của các vi

sinh vật được gọi là probiotic nên em đã chọn đề tài này. Em muốn hiểu thêm về một
lĩnh vực hay được nhiều người quan tâm và điều quan trọng hơn là có thể giúp em vận
dụng những điều mình tìm hiểu vào thực tế, cụ thể hơn là cho công việc trong tương
lai. Em hy vọng rằng đề tài này còn phát triển hơn nữa trong tương lai và càng ngày
càng nhiều người sử dụng sản phNm probiotic, đặc biệt là yaourt probiotic.

1
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Chương I

TỔNG QUAN VỀ VI SINH
VẬT TRONG SẢN PHẨM

2
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.1. Giới thiệu sản ph m

_ Yaourt là một loại thực phNm mà ai cũng đều biết. Đây là một loại thức ăn ngon
miệng đồng thời là một thực phNm có giá trị dinh dưỡng cao.
_ Công nghệ lên men sữa do người du mục vùng Muont Elbus phát hiện ra từ xa xưa,
xuất hiện đầu tiên ở các nước Đông Âu như: Bungari, Tuckey… với nhiều tên gọi khác
nhau nhưng tên gọi phổ biến là yaourt.
_ Các vi sinh vật đống vai trò khởi động trong yaourt là: Lactobacillus bulgaricus và
Streptococcus thermophilus.
_ Yaourt khác với các sữa lên men khác ở sự phân biệt như:
Mùi: Mùi chua đặc trưng của các aicd lactic, diacetyl và acid acetic...
Vị : Vị Chua của acid lactic, ngọt của đường và vị béo của sữa.
Màu: thông thường là màu trắng của sữa hoặc màu của các chất tạo hương khác.

Bảng 1.1 Các sản ph m sữa lên men
truyền thống và vi sinh vật khởi động
của chúng.
Robert W. Hutkins,( First edition,
2006). Microbiology and Technology
Fermented Foods

3
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.2. Phân loại yaourt.
1.2.1. Phân loại dựa theo thời điểm tiến hành quá trình lên men:

–

Yaourt dạng “set type” hay còn gọi là sữa chua truyền thống: trong quy trình sản
xuất, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì, quá
trình lên men xảy ra ngay trong bao bì nên làm xuất hiện khối đông (coagulum) và
tạo cấu trúc gel mịn đặc trưng cho sản phNm.

–

Yaourt dạng “stirred type” hay còn gọi là sữa chua dạng khuấy: Khối đông xuất
hiện trong sản phNm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ
học. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu được xử lý và cấy giống rồi lên men
trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phNm vào bao
bì. Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền
thống.

–

Yaourt uống “drink type”hay yaourt dạng lỏng: khối đông xuất hiện trong sản
phNm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phNm có dạng lỏng, khi sử
dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên
men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá
hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phNm.
1.2.2. Phân loại theo dạng yaourt:

–

Yaourt lạnh đông ( frozen type ): sản phNm có dạng tương tự như kem ( icecream). Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo,
hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho
sản phNm (hardening) và sau đó bao gói, đem đi tiêu thụ.


–

Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn
quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phNm. Trong quá trình
cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phNm. Yaourt cô đặc còn có
tên gọi là strained yaourt hay labneh.
4
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.2.3. Phân loại dựa vào hàm lượng béo trong sản ph m:
Sản phNm yaourt có thể được chia thành ba nhóm như sau:
–

Yaourt béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo trong sản phNm không thấp hơn
3%.

–

Yaourt “bán gầy” (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo nằm trong
khoảng 0,5 ÷ 0,3 %.

–


Yaourt gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5 %.

1.3. Giới thiệu về sản ph m yaourt bổ sung probiotic
1.3.1. Giới thiệu
Metshnikoff khám phá ra họat tính tiêu diệt vi sinh vật có hại trong đường ruột của
một số vi khuNn lactic dẫn đến khái niệm probiotic. Sữa lên men được coi là “chất
mang” vi khuNn probiotic thuận lợi nhất đến vị trí họat động của chúng là đường ruột.
Từ đó dòng sản phNm sữa lên men probiotic ra đời.
Hàng trăm năm qua ai cũng thấy được công dụng của yaourt đối với sức khỏe con
người và ngày nay họ càng nhắc đến công dụng của yaourt nhiều hơn chính vì có các
vi sinh vật probiotic. Hiện yaourt hay các loại sữa lên men có probiotic đang được mọi
người quan tâm và sử dụng nó như một thực phNm chức năng để phòng chống một số
bệnh tật.
Theo nghiên cứu của ĐH California, ăn yaourt mỗi ngày giúp giảm các triệu chứng dị
ứng, giảm 25% nguy cơ cảm lạnh so với những người không ăn, công dụng tăng cường
miễn dịch càng tăng lên khi lợi khuNn Probiotics được bổ sung vào yaourt.
Tìm hiển thị trường trong những năm gần đây về lượng tiêu thụ Yaourt cho mỗi người
trên thế giới cho thấy:

5
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Bảng 1.2: Kg sản ph m yaourt cho người/năm ( ở nhiều nước trên thế giới)


(Applied and Environmental
Microbiology, June 2009, p.

1.3.2. Phân loại:
Sữa lên men bổ sung probiotic

Sữa uống: sinh khối probiotic
được tăng sinh trong sữa bột gầy

Yaourt: Sản phNm dùng để ăn
có cấu trúc như yaourt truyền

Yaourt truyền thống bổ
sung probiotic

Yaourt do vsv probiotic
đóng vai trò khởi động

Sơ đồ 1.1 Phân loại sữa lên men bổ sung probiotic

6
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hình 1.1 sữa chua uống yakult


Hình 1.2 Sữa vinamilk probi

Hình 1.3 Sữa chua vinamilk probi
1.4. Vi sinh vật trong sản xuất yaourt.

Hình 1.4 Lactobacillus bulgaricus
Photo: Jeff Broadbent, Utah state
University

Hình 1.5 Streptococcus thermophilus
Photo: Robert Hutkins, University of
Nebraska

7
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.4.1. Đặc điểm vi sinh vật
Vi khuNn lên men yaourt là vi khuNn lên men lactic thuộc bộ Lactobacillales. Đây là
những trực khuNn, cầu khuNn Gram dương, không tạo bào tử, không di động, kị khí
chịu oxy. Chúng có khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không
có khả năng sử dụng các loại glucid phức tạp. Đây là các vi khuNn đòi hỏi nhiều yếu tố
tăng trưởng trong môi trường dinh dưỡng như các aicd amin, vitamin và khoáng vi
lượng. Quá trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trường axit pH từ 5,5 – 6, khi pH

nhỏ hơn 4,5 quá trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men vi
sinh vật từ 15 - 50oC. Tuy nhiên, mỗi loài có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu
nhiệt độ lớn hơn 80oC vi khuNn lactic bi tiêu diệt hoàn toàn
Vi khuNn lactic sinh sản bằng cách phân cắt tế bào, với điều kiện thuận lợi thời gian thế
hệ chúng chỉ là 25 phút, không thuận lợi kéo dài tới 24 giờ.
Theo truyền thống người ta thường sử dụng phối hợp hai vi khuNn lactic: trực khuNn L.

bulgaricus và cầu khuNn S. thermophilus theo tỉ lệ 1:1. Sự kết hợp này bảo đảm lên
men nhanh và giá trị cảm quan cao nhất. Để hiểu rõ vai trò của giống trong lên men
yaourt chúng ta tìm hiểu cơ chế hoạt động của vi khuNn lactic trong lên men sữa dưới
đây.
1.4.2. Cơ chế lên men và đông tụ sữa trong sản xuất yaourt.
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển
hình là vi khuNn lactic. Lên men lactic là một trong những loại hình lên men phát triển
nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên men lactic chính là lên men đồng hình và lên
men dị hình.

8
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

A

B


CO2

Ethanol

lactate
Sơ đồ 1.2: Các con đường lên men lactose của vi khu n lactic.
A) Lên men lactic đồng hình, B) Lên men lactic dị hình
9
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

1.4.2.1. Lên men đồng hình (điển hình):
Trong trường hợp này acid pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Meyerhorf. Sau
đó acid pyruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactate
dehydrogenase. Lượng acid lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ
pyruvic bị khử cacbon để tạo thành acid acetic, ethanol, CO2 và acetone. Phương trình
chung biểu diễn quá trình lên men:
C6H12O6

2 CH3CHOHCOOH

+ 21,8.104 J

Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucoza được chuyển hoá theo chu trình
Embden-Meyerhorf, vi khuNn sử dụng cho qui trình này tất cả các loai enzyme

aldolase, còn hydro tách ra khi dehydro hoá triosophosphate được chuyển đến
pyruvate. Vì trong vi khuNn lên men lactic đồng hình không có enzyme carboxylase
cho nên acid pyruvic không phân huỷ thành CO2 mà tiếp tục khử thành axit lactic theo
(sơ đồ 1.2.A).
1.4.2.2 Lên men dị hình (không điển hình):
Xảy ra trong trường hợp vi khuNn lactic không có các enzyme cơ bản của con đường
Embden-Meyerhorf, do đó xylulose 5- phosphate sẽ được tạo thành theo con đường
pentose phosphate (PP).
Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, ngoài ra còn có
sản phNm phụ khác như: acid succinic, acid axetic, ethanol và CO2 (Sơ đồ 1.2B). Các
sản phNm phụ tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm.
Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:
C6H12O6

CH3CHOHCOOH+HOOC(CH2)COOH +CH3COOH +C2H5OH + CO2..

Trong đó, ngòai acid lactic còn có acid succinic và acid formic. Như vậy, các sản phNm
phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men dị hình chứng tỏ rằng quá
trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình

10
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

C6H12O6

Ribulose -5 –phosphate
Xylulose – 5 – photphat
Phosphoglyceraldehyte

Acetyl photphat

CH3COCOOOH
+

+NADH(+H )
CH3CHOHCOOOH

CH3CHO

+ CO2

+2H

HOOCCH2COCOOH
+ H+

+

CH3CH2OH
Etanol

-2H
+2H2O
CH3COOOH
Acid acetic


HOOC(CH2)2COOH
Acid succinic
Sơ đồ 1.3: Lên men dị hình
Acid lactic được tạo thành từ acid pyruvic do sự tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ
dehydrase theo phương trình :
CH3COCOOH + dehydrase -H2

CH3CHOHCOOH+dehydrase

Acid succinic tạo thành từ acid pyruvic do tác dụng với CO2 và tiếp theo là sự tiếp
nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau:
CH3COCOOH + CO2

COOH-CH2-CO-COOH

COOHCH2COCOOH+2Dehydrase-H2

COOH(CH2 )2COOH + H2O+ 2Dehydrase

Etanol và acid acetic tạo thành nhóm men aldehydrase tức acetaldehyde theo phương
trình:
2 CH3CHO+H2O+ aldehydrase

C2H5OH+ CH3COOH + aldehydrase

Việc sinh ra các khí liên quan đến điều kiện yếm khí tứ là các hợp chất phức sinh ra
phức thuộc vào môi trường dinh dưỡng và các loại vi khuNn lactic.

11

SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hai vi khuNn lactic chịu trách nhiệm lên men sữa chua thì L. bulgaricus lên men dị
hình, trong khi đó , S. thermophilus lên men đồng hình. Hai vi khuNn này cộng sinh với
nhau trong môi trường sữa tạo nên sản phNm yaourt giàu dinh dưỡng và cảm qquan.
1.4.3. Cơ chế tạo hương, vị và cấu trúc đặc trưng của yaourt.
Yaourt được ưa chuộng bởi ba yếu tố tạo thành giá trị cảm quan của sản phNm: đó là
hương, vị và cấu trúc đặc trưng. Các đặc tính cảm quan này gắn liền với đặc tính hóa lý
của sản phNm, tạo nên nhờ lên men lactic đồng và dị hình. Mối quan hệ giữa đặc tính
cảm quan và hóa lý với lên men lactic của các vi khuNn khởi động được tóm tắt trong
sơ đồ 1.4. Vi khuNn lactic lên men lactose sinh acid lactic tạo vị chua cho sản phNm,
đồng thời làm giảm pH đến điểm đẳng điện làm protein đông tụ tạo cấu trúc gel. Đồng
thời lên men lactic dị hình sinh chất tạo hương là aldehyde. Chất này cũng được tạo ra
từ amino acid threonine, một sản phNm thủy phân sữa của vi khuNn lactic. Gần đây
người tiêu dùng có xu hướng ưa chuộng sản phNm bio (không phụ gia, không chất bảo
quản), nên cấu trúc tự nhiên của yaourt do vi sinh vật khởi động tạo ra đóng vai trò
ngày càng quan trọng, nhằm lọai trừ việc sử dụng chất ổn định cấu trúc như gelatin,
alginate, pectin.... Hiện có nhiều nghiên cứu về vai trò của polysaccharide ngoại bào
(EPS) trong việc tạo cấu trúc mịn, đặc sệt và dẻo cho yaourt.

12
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Sữa = lactose + protein =chất khô không béo
Threonine
(nhờ protease)

Polysaccharide
ngoại bào (EPS)

Vi khu n lactic

Lên men lactic dị
hình

Lên men lactic
đồng dị hình

Tạo độ
mịn và
dẻo

Acid lactic

Acetaldehyde

Tạo gel protein
pI =4.6


Hương

Vị

Cấu trúc

Sơ đồ 1.4: Cơ chế lên men của vi khu n lactic
1.4.3.1 Cơ chế tạo hương vị
Aldehyde được xác định có mặt trong yaourt khỏang 25 ppm chính là tác nhân tạo
hương chính cho yaourt. Aldehyde tạo nên nhờ hai con đường chính:
- Con đường 1: Chuyển hóa trực tiếp từ pyruvate nhờ pyruvate decarboxylase hoặc
qua trung gian acetyl-CoA nhờ aldehyde decarboxylase (Sơ đồ 1.5). Con đường này
chỉ xảy ra đối với vi khuNn lên men dị hình.

13
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Sơ đồ 1.5: Cơ chế tạo thành acetaldehyde trong yaourt
- Con đường 2: aldehyde được tạo thành từ threonine nhờ serine hydroxymethyl
transferase. Threonine chỉ có được khi vi khuNn khởi động có hoạt tính protease đáng
kể. Cũng cần nói thêm rằng amino acid tự do chính là yếu tố tăng trưởng của vi khuNn
lactic, thiếu hoạt tính protease vi khuNn lactic sẽ hoạt động yếu trong môi trường sữa.
1.4.3.2. Cơ chế tạo cấu trúc

Cấu trúc cơ bản của yaourt là cấu trúc gel tạo nên nhờ casein đông tụ ở pH = pI =4.6.
Sự tạo thành cấu trúc gel này đơn thuần do acid lactic tạo nên độ chua nhất định. Tuy
nhiên chỉ với acid lactic và sữa sản phNm yaourt không hình thành vì còn thiếu vắng
một dạng cấu trúc khác rất được người tiêu dùng quan tâm, đó là cấu trúc mịn, dẻo, đặc
sệt. Trước kia, người tiêu dùng có thể dễ dãi chấp nhận cấu trúc mịn, dẻo, đặc sệt trên
nhờ phụ gia thuộc nhóm ổn định cấu trúc như gelatin, pectin, alginate, bản chất là giữ
bền vững cấu trúc gel. Thật ra trong yaourt đã có các chất ổn định cấu trúc tự nhiên là
14
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

các polyasaccharide ngoại bào (EPS). EPS tạo thành nang vi khuNn lactic, phân tử khối
của EPS từ 10 kDa để lớn hơn 1.000 kDa (Welman and Maddox, 2003). Số lượng các
monomer hiện trong những EPS từ khoảng 50 đến hơn 5.000. Các monosaccharides
thường xuyên nhất được tìm thấy là glucose và galactose, nhưng rhamnose, mannose,
fructose, arabinose và xylose, và các dẫn xuất đường, N-acetylgalactosamine và
N-acetylglucosamine, cũng thường gặp.

(Applied and Environmental Microbiology,
June 2009, p. 3554-3563, Vol. 75, No. 11)

Sơ đồ 1.6: Sinh tổng hợp EPS của Lactobacillus rhamnosus
A) Gene chịu trách nhiệm tổng hợp EPS
B) Sơ đồ sinh tổng hợp EPS


15
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Hinh 1.6: Vi khu n lactic và EPS tạo
thành
Robert W. Hutkins,( First edition, 2006).
Microbiology and Technology Fermented
Foods

Trong bảng 1.3 ta thấy rõ thành phần monomer của EPS sinh ra từ vi sinh vật khởi
động yaourt (L. bulgaricus và S. thermophilus) là glucose (Glu), galactose (Gal) và
rhamnose (Rha). Ngày nay người ta đã xác định được gene chịu trách nhiệm sinh tổng
hợp EPS (Sơ đồ 1.6) và cơ chế sinh tổng hợp.

16
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
QUY TRÌNH SẢN XUẤT YAOURT BỔ SUNG PROBIOTIC

Bảng 1.3: Sự đa dạng của cấu tạo EPS tạo nên từ các chủng vi khu n acid lactic

khác nhau.(Applied and Environmental Microbiology, June 2009, p. 3554-3563, Vol.
75, No. 11)

17
SVTH: TRẦN PHONG LAN ĐÀI
MSSV: 0811110012
TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2011