ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đối với thực phẩm ngày càng cao, luôn đòi hỏi những loại thực phẩm mới, ngon, bổ dưỡng. Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều sản phẩm được chế biến ra không những cung cấp dinh dưỡng mà còn có tác dụng chữa bệnh cho con người. Các ứng dụng không thể thiếu tạo sự phong phú đó, là các sản phẩm lên men, đặc biệt là lên men lactic. Sản phẩm sữa chua đến nay đã trở thành món ăn ưa thích ở khắp mọi nơi, ngay cả Việt Nam.
Sữa chua không chỉ cung cấp nhiều dưỡng chất mà còn có khả năng giúp con người tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh tật, cải thiện tiêu hóa. Trong các loại nông sản, cà rốt là một loại rau củ được tiêu thụ rộng rãi và phong phú. Chẳng phải ngẫu nhiên mà người ta gọi “ cà rốt là một loại sâm bình dân” nếu như nó không phải là một loại củ có giá trị dinh dưỡng cao. Những sản phẩm trên thị trường hiện nay như nước ép cà rốt, nectar chỉ sử dụng một phần nhỏ chất xơ hòa tan để chế biến sản phẩm còn những chất xơ không hòa tan khác không được tận dụng hết.
Chính vìvậy, để tận thu hết những chất dinh dưỡng đó, cà rốt được chọn làm nguyên liệu phối trộn trong đề tài này nhằm cung cấp và bổ sung thêm những chất xơ không hòa tan cần thiết cho sức khỏe con người. Trên thị trường hiện nay, có khá nhiều sản phẩm sữa chua được đa dạng từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nhưng thường là các sản phẩm ăn liền và đã được chế biến, đóng hộp. Các sản phẩm đó đã được lên men và sản phẩm người tiêu dùng sử dụng thường là dạng lỏng của sữa chua uống hoặc đặc sánh của sữa chua truyền thống. Tuy nhiên, sản phẩm bột sữa chua hoàn toàn chưa xuất hiện trên thị trường.
Với một gói bột sữa chua cà rốt thành phẩm, người tiêu dùng chỉ cần cho nước vào và lên men theo thời gian hướng dẫn thích hợp sẽ được sản phẩm sữa chua sử dụng ngay. Sản phẩm không những tiện lợi, ngon miệng mà còn cung cấp nhiều dưỡng chất thiết yếu cho cơ thể. Dựa trên cơ sở đó, đề tài “ Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột sữa chua cà rốt (Daucuscarota var sativa)” được thực hiện. SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Khoá Luận Tốt Nghiệp 1.
TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA 1. Lịch sử phát triển của sữa chua trên thế giới Yaourt còn được gọi là yoghurt hay yogurt theo định nghĩa của Mỹ ( 21 CFR 131.200- Yogurt) là sản phẩm lên men từ sữa bằng giống vi khuẩn Lactobacillus. Bulgaricus và Streptococcus. Tên gọi Yogurt có nguồn gốc từ tiếng Thổ Nhĩ Kỳ, và trong tiếng Assyri cổ yogurt có nghĩa là “cuộc sống”.
Từ năm 2000 trước công nguyên ở vùng trung đông, yaourt đã được sản xuất như một loại thực phẩm có thể kéo dài thời gian sử dụng của sữa. Theo các nhà nghiên cứu, yaourt được tìm ra bởi các bộ lạc du cư ở Đông Âu và Tây Á và nhanh chóng trở thành một thực phẩm thơm ngon không thể thiếu trong bữa ăn của cư dân vùng Trung Đông và Địa Trung Hải [2]. Tác động tích cực của yaourt đối với sức khỏe con người được nhận ra vào năm 1910 bởi một nhà nghiên cứu người Nga, Ilya Metchnikoff, khi nghiên cứu đã thấy rằng người nông dân nghèo Bulgari thường sử dụng một lượng lớn yaourt lại sống rất thọ và khỏe mạnh. Ngày nay những tiến bộ về khoa học đã chứng minh được vấn đề trên và yaourt được sử dụng phổ biến khắp thế giới với lượng tiêu thụ ngày càng cao [2].
Các loại sữa chua trên thị trường SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 2 Khoá Luận Tốt Nghiệp 1. Lịch sử phát triển của sữa chua tại Việt Nam Sữa chua du nhập vào Việt Nam vào khoảng giữa thế kỉ XX, và nhanh chóng trở thành sản phẩm được quan tâm và sử dụng rộng rãi. Nó được khám phá bởi những người dân tộc với nguyên liệu ban đầu là sữa dê và cừu. Việc sử dụng sữa bò có thể nói là mới đến sau này.
Nguyên nhân xuất hiện của sữa lên men là do sự nhiễm bẩn trong quá trình vắt và sử dụng sữa dẫn đến sự phát triển của các nguồn vi sinh vật khác nhau. Người ta không thể ngăn ngừa sữa khỏi bị chua ngay cả sữa chua sau khi được nấu chín, nên đã quen dần với vị chua của sản phẩm chua và dần dần đi sâu vào nghiên cứu để hiểu rõ giá trị sử dụng của nó. Người ta còn nhận thấy rằng acid tạo thành trong quá trình lên men sữa có khả năng ngăn chặn bệnh ung thư và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa. Do đó, dần dần yaourt được biết và được tiêu thụ ở nhiều quốc gia.
Chính vìvậy nó cũng được xem là sản phẩm tiềm năng và có khả năng chiếm lĩnh thị trường cao ở nước ta trong tương lai [3]. TỔNG QUAN VỀ SỮA 1. Giới thiệu về sữa Sữa là một nguồn thức ăn quan trọng, chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng với tỷ lệ cân đối, rất cần thiết trong khẩu phần ăn của con người. Các sản phẩm từ sữa cũng rất đa dạng và phong phú.
Cùng với sự phát triển công nghiệp, công nghệ sữa cũng phát triển với rất nhiều sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau. Sữa chua là một sản phẩm lên men dân gian mà con người phát hiện được trong quy trình bảo quản và sử dụng sữa. Trong sản xuất sữa chua, nguyên liệu chủ yếu là sữa. Sữa dùng trong sản xuất sữa chua có thể bao gồm nhiều loại: sữa tươi, sữa bột hay sữa đặc.
Ở đây, tôi chọn nguyên liệu là sữa bột [8]. Tính chất vật lý Sữa có dạng lỏng, màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị ngọt nhẹ và có mùi ít rõ nét. Tỷ trọng của sữa ở trong khoảng 1028 – 1032 g/l ở 200C. Điểm đông đặc trong khoảng - 0,512 : - 0,5500C [8].
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 3 Khoá Luận Tốt Nghiệp 1. Cấu trúc hóa lý Sữa là một dung dịch keo. Về phương diện hóa lý, sữa có thể được coi là: ● Một hệ nhũ tương dầu trong nước với những giọt béo nằm phân tán trong pha huyết thanh sữa (serum) liên tục. ● Một hệ chất keo - huyền phù (colloid suspension) của các micelle casein, các protein hình cầu và các phân tử lipoprotein.
● Một dung dịch phân tán gồm lactose, các protein hòa tan, chất khoáng, vitamin và các thành phần khác [8]. Thành phần hóa học Bảng 1. Thành phần hóa học của sữa Thành phần chính Khoảng dao động Giá trị thực Nước 85,5% - 89,5% 87,0% Chất khô 10,5% - 14,5% 13,0% Chất béo 2,5% - 6,0% 3,9% Protein 2,9% - 5,0% 3,4% Lactose 3,6% - 5,5% 4,8% Chất khoáng 0,6% - 0,9% 0,8% “Nguồn Dairy processing handbook” 1. Nước Trong sữa, nước tồn tại dưới hai dạng: nước tự do và nước liên kết.
● Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nó có thể được tách trong quá trình cô đặc, sấy vìkhông có liên kết hóa học với chất khô. ● Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 – 4% và có hàm lượng phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các phosphatid, polysaccharide [8]. Lipid Lipid của sữa bao gồm các chất béo, các phosphatid, glycolipid, steroid.
Chất béo sữa Chất béo sữa được coi là thành phần quan trọng. SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 4 Khoá Luận Tốt Nghiệp • Về mặt dinh dưỡng: Chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E). • Về vai trò: Chất béo có ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của các sản phẩm lên men. • Về thành phần: Có tới 98% - 99% chất béo sữa là các triglyceride, 1-2% còn lại là các phosphatid, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E, K.
Chất béo sữa chứa nhiều các acid béo no, có khối lượng phân tử thấp. • Về cấu tạo: Chất béo được cấu tạo từ các thể cầu mỡ có đường kính từ 0. Các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0.925 g/cm3) và chúng có xu hướng nổi lên trên bề mặt sữa [8]. Phosphatid và glycolipid Các phosphatid và glycolipid đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành mảng các cầu mỡ.
Trong thành phần của chúng có cả các acid béo hòa tan trong chất béo và acid béo hòa tan trong nước. Hàm lượng phosphatid và glycolipid khoảng 0.05%, trong đó mảng của các cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% [8]. Protein Các hợp chất chứa Nitơ trong sữa bao gồm 2 loại: Protein (95%) và các hợp chất chứa Nitơ phi protein (5%). Tỷ lệ này không bao gồm phần protein có trong màng tiểu cầu của chất béo sữa.
Protein là hợp chất hữu cơ quan trọng của sữa. Protein sữa có giá trị dinh dưỡng cao, nó chứa 18 loại acid amin khác nhau, trong đó có đầy đủ 8 acid amin không thay thế với tỷ lệ cân đối. Do đó, các protein của sữa là những protein hoàn hảo [8]. SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 5 Khoá Luận Tốt Nghiệp Bảng 1.
Thành phần các acid amin trong sữa Acid amin %/lít Acid amin %/lít Acid amin %/lít Glycine 2. Phân loại Protein trong sữa có thể chia thành 2 loại: Các casein ( protein đông tụ được) và các protein của huyết thanh sữa ( whey protein, protein hòa tan). Trong protein hòa tan thìchủ yếu là α-lactalbumin và β-lactoglobulin, còn các protein khác hàm lượng không đáng kể [8]. SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 6 Khoá Luận Tốt Nghiệp Bảng 1.
Thành phần protein trong sữa Hàm lượng trong Tỷ lệ so với tổng Loại protein số protein (%) sữa ( g/kg) α S1 − casein (1) 10.5 Whey protein α − lactalbumin 1.4 Tổng whey protein 6.3 Protein của màng cầu mỡ 0.7 100 (1) Gọi chung là α s − casein (2) Bao gồm γ − casein SVTH: Nguyễn Thị Thu Hồng Trang 7 Khoá Luận Tốt Nghiệp c. Các thành phần chính của protein trong sữa Casein: Là thành tố quan trọng nhất của protein trong sữa, nó chiếm gần 80% lượng protein sữa. 3 loại casein chính của sữa là αs, β, κ− casein. Các casein là những protein liên hợp (conjugated protein), trong phân tử của chúng có chứa những acid amin có nhóm hydroxy được ester hóa với acid phosphoric, acid này lại liên kết với canxi trong sữa để tạo thành canxiphosphate − là cầu nối giữa các tiểu micelle bên trong micelle casein.
• αs − casein là một chuỗi peptid dài 199 acid amin, trọng lượng phân tử 23 kdal. Khi có mặt ion Ca2+ ở mức độ có trong sữa sẽ tạo thành dạng muối Ca2+ không tan.