Nghiên cứu quy trình chế biến sữa chua nha đam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHAN TÚ EM
MSSV: 2071742

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN
SỮA CHUA NHA ĐAM

Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cán bộ hướng dẫn
Th.s LÊ MỸ HỒNG

Năm 2011

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Em xin trân trọng cảm tạ cô Lê Mỹ Hồng, cô hướng dẫn thực hiện đề tài đã tận tình
giúp đỡ để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Xin trân trọng cảm tạ quí thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm và thư viện khoa đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu luận văn.
Xin chân thành cảm tạ tất cả quí thầy cô của Trường, Khoa, Bộ môn đã đào tạo,
truyền đạt các kiến thức cần thiết cho em trong suốt 4 năm học.
Chân thành cảm ơn các bạn cùng lớp đã giúp đỡ và đóng góp những ý kiến cho tôi
trong thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng xin được cảm tạ và biết ơn cha mẹ đã nuôi dưỡng, bảo bọc và tạo mọi điều
kiện thuận lợi để con học tập và có được thành quả như hôm nay.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

i

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Để tạo ra sản phẩm sữa chua nha đam có chất lượng tốt nhằm đem đến cho con người
một thực phẩm bổ dưỡng và thơm ngon cần tiến hành các khảo sát và tìm ra được
công thức phối chế thích hợp.
Vì vậy tiến hành khảo sát lên men ở 4 nhiệt độ 35, 40, 45, 50oC và tỷ lệ sữa bột 0, 4,
8, 12, 16%. Với khảo sát này đã tìm được nhiệt độ lên men thích hợp là 45 oC và tỷ lệ
sữa bột 12%. Với nhiệt độ và tỷ lệ sữa bột này tạo được sản phẩm có chất lượng tốt cả
về trạng thái, mùi, vị.
Đa dạng hóa sản phẩm sữa chua ăn bằng cách bổ sung nha đam ở hai dạng xay
nhuyễn và cắt nhỏ với tỷ lệ 0, 10, 20, 30, 40%. Qua đó tìm được dạng nha đam xay
với tỷ lệ 20%. Với dạng và tỷ lệ này sản phẩm có trạng thái tốt.
Sữa chua ăn không phải ai cũng thích, có người thích ăn nhưng cũng có người thích
uống hơn vì vậy phối chế thêm dạng uống nhưng sữa chua dạng uống rất dễ bị phân
lớp và không ổn định theo thời gian vì vậy khảo sát bổ sung CMC vào với tỷ lệ 0; 0,1;
0,2; 0,3; 0,4; 0,5%. Qua khảo sát tìm được tỷ lệ CMC 0,4% với tỷ lệ này thì trạng thái
sản phẩm được ổn định.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

ii

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM TẠ..............................................................................................................i
TÓM LƯỢC...............................................................................................................ii
MỤC LỤC.................................................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................v
DANH SÁCH BẢNG................................................................................................ vi
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU............................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề.........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................1
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .....................................................................2
2.1.Giới thiệu nguyên liệu sữa..................................................................................2
2.1.1. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng......................................................2
2.1.1.1. Nước ...........................................................................................................2
2.1.1.3. Protein.........................................................................................................2
2.1.1.4. Carbohydrat.................................................................................................3
2.1.1.5. Chất khoáng ................................................................................................ 4
2.1.1.6. Vitamin .......................................................................................................4
2.1.1.7. Các enzyme trong sữa .................................................................................4
2.1.1.8. Giá trị dinh dưỡng của sữa...........................................................................4
2.1.2. Các loại sữa dùng trong sản xuất sữa chua......................................................5
2.1.2.1. Sữa bò tươi và sữa bột .................................................................................5
2.1.2.2. Sữa đặc có đường ........................................................................................5
2.1.2.3. Sữa chua......................................................................................................6
2.2. Nguyên liệu nha đam ........................................................................................6
2.2.1. Sơ lược về nha đam........................................................................................6
2.2.2. Thành phần hóa học của nha đam...................................................................7
2.2.3. Tác dụng dược lý............................................................................................ 8
2.3. Chất ổn định CMC (Carboxy Methyl Cellulose)................................................9
2.4. Cơ sở khoa học của quá trình sản xuất sữa chua .............................................. 10
2.4.1. Vi sinh vật trong lên men sữa chua............................................................... 10
2.4.2. Quá trình sinh hóa trong sản xuất sữa chua................................................... 11
2.4.2.1. Sự chuyển hóa của đường lactose trong quá trình lên men......................... 11
2.4.2.2. Các quá trình biến đổi sinh hóa khác ......................................................... 13
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sữa chua.................................. 13
2.4.4. Đồng hóa sữa ............................................................................................... 14
2.4.5. Giới thiệu quá trình thanh trùng.................................................................... 14
CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................... 17

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

iii

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

3.1. Phương tiện thí nghiệm ................................................................................... 17
3.1.1. Thời gian và địa điểm................................................................................... 17
3.1.2. Nguyên liệu.................................................................................................. 17
3.1.3. Thiết bị......................................................................................................... 17
3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 17
3.2.1. Phương pháp thí nghiệm............................................................................... 17
3.2.2. Phương pháp phân tích ................................................................................. 17
3.3. Quy trình thí nghiệm ....................................................................................... 18
3.3.1. Quy trình nghiên cứu chế biến sữa chua nha đam dạng ăn............................ 18
3.3.2. Quy trình nghiên cứu chế biến sữa chua nha đam dạng uống........................ 18
3.4. Nội dung và bố trí thí nghiệm.......................................................................... 19
3.4.1. Thí nghiệm 1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ sữa bột và nhiệt độ đến quá trình
lên men và chất lượng của sữa chua ăn................................................................ ...19
3.4.2. Thí nghiệm 2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nha đam và dạng nha đam bổ
sung đến quá trình lên men và chất lượng của sữa chua ăn........................... ..20
3.4.3. Thí nghiệm 3. Khảo sát ảnh hưởng của CMC đến mức độ ổn định trạng thái,
mùi, vị của sữa chua uống........................................................................... ...21
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... ..23
4.1. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ lên men và tỷ lệ sữa bột bổ sung đến hàm
lượng acid sinh ra theo thời gian lên men và chất lượng của sữa chua ăn ..... ..23
4.2. Kết quả ảnh hưởng của nha đam bổ sung đến hàm lượng acid sinh ra theo thời
gian lên men và chất lượng sản phẩm sữa chua ăn .................................................. ..28
4.3. Kết quả ảnh hưởng của CMC đến chất lượng của sản phẩm sữa chua uống.... 32
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 34
5.1. Kết luận .......................................................................................................... 34
5.2. Đề nghị ........................................................................................................... 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 35
PHỤ LỤC.................................................................................................................vii

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

iv

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Công thức cấu tạo của đường lactose............................................................ 3
Hình 2.2. Bẹ nha đam .................................................................................................6
Hình 2.3. Bụi nha đam ................................................................................................ 6
Hình 2.4. Mặt cắt ngang của nhánh nha đam............................................................... 6
Hình 2.5. Công thức cấu tạo của CMC........................................................................9
Hình 2.6. Sơ đồ chuyển hóa lactose thành acid lactic ................................................ 11
Hình 2.7. Sơ đồ tóm lược sự chuyển hóa của các chất trong quá trình lên men sữa ... 12
Hình 4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid sinh ra theo thời gian
lên men sản phẩm không sử dụng sữa bột............................................................ 23
Hình 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid sinh ra theo thời gian
lên men sản phẩm sử dụng 4% sữa bột ................................................................ 23
Hình 4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid sinh ra theo thời gian
lên men sản phẩm sử dụng 8% sữa bột ................................................................ 23
Hình 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid sinh ra theo thời gian
lên men sản phẩm sử dụng 12% sữa bột ............................................................. 24
Hình 4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng acid sinh ra theo thời gian
lên men sản phẩm sử dụng 16% sữa bột .............................................................. 24
Hình 4.6. Hàm lượng acid sinh ra theo thời gian lên men của 5 tỷ lệ nha đam
với dạng nha đam xay nhuyễn ............................................................................. 28
Hình 4.7. Hàm lượng acid sinh ra theo thời gian lên men của 5 tỷ lệ nha đam
với dạng nha đam cắt nhỏ.................................................................................... 28
Hình 4.8. Ảnh hưởng của CMC đến độ nhớt của sản phẩm sữa chua uống................ 32

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

v

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2010

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1.Thành phần hóa học của sữa bò tươi và sữa bột ...........................................5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của sữa đặc có đường Ngôi Sao Phương Nam ............5
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của sữa chua trắng Vinamilk ......................................6
Bảng 4.1. Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men............... 25
Bảng 4.2. Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỷ lệ sữa bột đến quá trình lên men ........ 25
Bảng 4.3. Kết quả thông kê biến đổi acid theo thời gian lên men .............................. 26
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men và tỷ lệ sữa bột đến giá trị cảm quan
về trạng thái của sản phẩm sữa chua ăn ............................................................... 26
Bảng 4.5.Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men và tỷ lệ sữa bột đến giá trị cảm quan
về mùi của sản phẩm sữa chua ăn ........................................................................ 27
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men và tỷ lệ sữa bột đến giá trị cảm quan
về vị của sản phẩm sữa chua ăn ........................................................................... 27
Bảng 4.7. Kết quả thống kê ảnh hưởng của dạng nha đam đến quá trình lên men, %
tính theo acid lactic ............................................................................................. 29
Bảng 4.8.Kết quả thống kê hàm lượng acid sinh ra theo tỷ lệ nha đam bổ sung......... 29
Bảng 4.9. Kết quả thống kê biến đổi hàm lượng acid theo thời gian lên men, % tính
theo acid lactic .................................................................................................... 30
Bảng 4.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ và dạng nha đam bổ sung đến trạng thái
sản phẩm sữa chua ăn .......................................................................................... 30
Bảng 4.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ và dạng nha đam bổ sung đến mùi sản phẩm
sữa chua ăn.......................................................................................................... 31
Bảng 4.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ và dạng nha đam bổ sung đến vị sản phẩm
sữa chua ăn.......................................................................................................... 31
Bảng 4.13. Ảnh hưởng của CMC đến giá trị cảm quan sản phẩm sữa chua uống.... 32

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

vi

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong cuộc sống ngày nay khi mà đời sống vật chất ngày càng đầy đủ thì bửa ăn của
hầu hết mọi người toàn là những thức ăn giàu năng lượng và rất khó tiêu hóa chính
vì vậy mà bệnh tim mạch và đường ruột ngày càng nhiều. Đặc biệt là người già và
trẻ em vốn có hệ tiêu hóa rất kém mà khi tiêu hóa kém sẽ không còn cảm giác ngon
miệng khi ăn. Hậu quả nghiêm trọng hơn là lâu ngày sẽ dẫn đến những bệnh về
đường tiêu hóa rất nguy hiểm. Vì vậy sữa chua cả dạng ăn và uống không những
khắc phục được những hậu quả đó mà còn đem đến cho chúng ta sức khỏe tốt hơn.
Sữa chua nha đam là một thực phẩm rất bổ dưỡng bởi nó không những cung cấp đầy
đủ vitamin, khoáng chất đặc biệt là nguồn protein đầy đủ, cân đối, dể hấp thu mà nó
còn cung cấp nguồn lợi khuẩn và những dưỡng chất có lợi từ gel của nha đam sẽ
giúp ít cho sức khỏe con người rất nhiều.
Mặc dù sữa chua nha đam đã có mặt trên thị trường nhưng nó chưa đa dạng và đó là
sản phẩm bí mật của nhà máy nên việc tìm ra công thức chế biến và đa dạng hóa
thêm sản phẩm sữa chua ăn và uống từ nha đam là điều cần thiết và góp phần phát
triển thêm sản phẩm ngành Công Nghệ Thực Phẩm.
1.2. mục tiêu nghiên cứu
Tạo ra sản phẩm sữa chua nha đam có chất lượng tốt. Để đạt được mục tiêu trên,
tiến hành các khảo sát:
 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ sữa bột và nhiệt độ đến quá trình lên men và chất
lượng sản phẩm sữa chua ăn.
 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nha đam và dạng nha đam bổ sung đến quá trình
lên men và chất lượng sản phẩm sữa chua ăn.
 Khảo sát ảnh hưởng của CMC đến mức độ ổn định trạng thái, mùi vị của sữa
chua uống.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

1

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu nguyên liệu sữa
2.1.1. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng
Thành phần hóa học trong sữa thường được phân làm hai nhóm, nhóm chủ yếu bao
gồm nước, protein, chất béo, lactose, khoáng và nhóm thứ yếu như vitamin,
enzyme, hợp chất sterol, chất màu, hợp chất nitơ phi protein, phospholipid và các
khí hòa tan.
2.1.1.1. Nước
Nước là thành phần chính của sữa nó dao động trong khoảng 80,32%  90,37%, nó
là môi trường để phân tán các thành phần khác của sữa.
2.1.1.2. Chất béo sữa
Chất béo là thành phần quan trọng nhất trong sữa, hơn 95% chất béo hiện diện trong
sữa dưới dạng phân tán ở kích thước nhỏ từ 0,5  15 m .
Mỗi hạt chất béo được bao bằng một màng bao gồm lớp mỏng protein,
phospholipid, và khoảng ¾ là enzyme phosphatase nhằm bảo vệ chất béo, ngăn cản
chúng kết hợp lại với nhau, nếu cấu trúc màng chất béo bị biến đổi các hạt chất béo
có thể tiến lại gần rồi kết dính lại với nhau, làm mất đi tính đồng nhất của sữa.
Lipid sữa được phân thành hai loại là lipid đơn giản (công thức phân tử chỉ có C, H,
O, gồm những ester của acid béo no và không no, trong đó quan trọng nhất là acid
Oleic C18 không bảo hòa, acid Palmatic C16 bão hòa và acid Stearic C18 bão hòa, 3
acid này chiếm 70  75% tổng số acid béo) chiếm từ 35  40g. lipid phức tạp (công
thức phân tử ngoài C, H, O còn có P, N, S và các nguyên tố khác: Leucithin,
Cefalin…) chiếm 0,3  0,5g.
2.1.1.3. Protein
Protein trong sữa là các hợp chất hữu cơ phức tạp gồm 3 loại chính là casein,
globulin và lactoalbumin ở dạng keo phân tán. Trong đó casein chiếm tỷ lệ cao nhất.
Có thể phân thành hai dạng protein chủ yếu:
Phức chất casein, hiện diện trong sữa ở dạng huyền phù keo.
Protein nước sữa, hiện diện dưới dạng dung dịch.
Casein chiếm khoảng 80% trong protein sữa
Các cấu tử casein gồm alpha (s1)-casein, alpha (s2)-casein, beta-casein, kappa
casein. Casein hòa tan kém ở pH: 4,5-4,7.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

2

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Hầu hết protein casein hiện diện trong một thể hạt keo do sự kết hợp với các thành
phần khác được gọi là micell casein, nó mang một lượng lớn calcium, phospho. Cấu
trúc toàn bộ các thành phần casein, calcium phosphate và các muối khác được biết
như calcium caseinate-calcium phosphate hoặc gọi là phức chất casein.
Protein nước sữa (whey): Whey là phần dịch còn lại khi chất béo và casein bị kết
tủa, trong đó vẫn còn chứa một số chất béo và casein nguyên thủy trong sữa. Những
protein whey quan trọng bao gồm albumin, globulin, globulin miễn dịch và globulin
kháng thể.
2.1.1.4. Carbohydrat
Carbohydrat của sữa chủ yếu là đường lactose hay còn gọi là đường sữa, trung bình
mỗi lít sữa chứa khoảng 50g lactose. Lactose là một disaccharide của hai đường đơn
là glucose và galactose. Lactose trong sữa có ý nghĩa rất quan trọng vì nó dễ bị một
số vi sinh vật gây lên men, chuyển hóa lactose thành acid lactic và những sản phẩm
phụ khác (acetyl, metyl, diacetyl).
Độ ngọt của lactose kém saccharose 30 lần, độ hòa tan trong nước cũng kém hơn.
Khi gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactose.
Ở nhiệt độ cao hơn, xảy ra sự biến màu do sự xuất hiện các melanoid tạo thành khi
các acid amin của sữa tác dụng với lactose.

Hình 2.1. Công thức cấu tạo của đường lactose

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

3

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.1.5. Chất khoáng
Các muối khoáng hiện diện trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hóa và chiếm khoảng
0,72%. Có khoảng 40 loại khoáng trong sữa chủ yếu là các nguyên tố: Ca, P, Na, K,
Mg, Fe…ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng khác như: Cu, Zn, Mn, Al,
Ag…chiếm hàm lượng rất nhỏ nhưng có giá trị sinh học rất lớn đối với cơ thể
người.
2.1.1.6. Vitamin
Sữa chứa hầu hết các vitamin cần thiết cho cơ thể người, ngoài các vitamin tan hoặc
kết hợp với chất béo sữa như vitamin A, D, E, K. Tất cả các vitamin tan trong nước
cũng được tìm thấy trong plasma sữa. Những vitamin quan trọng thuộc nhóm này là
vitamin C, B. Vitamin C là nguồn quan trọng trong sữa, với một lượng lớn acid
ascorbic (50ppm) chúng hoạt động như chất chống oxi hóa. Tuy nhiên chúng rất dễ
bị mất hoặc biến tính khi chế biến ở nhiệt độ cao.
2.1.1.7. Các enzyme trong sữa
Enzyme là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein. Sự có mặt của các
enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong
quá trình bảo quản làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa.
Enzyme lipase: Hòa tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cầu mỡ, lipase
phân hủy một phần chất béo của sữa và làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng,
mùi ôi. Lipase bị phá hủy ở 75 oC sau 60 giây.
Enzyme protease xúc tác phản ứng thủy phân protein tạo các peptid gây vị đắng cho
sữa.
Enzyme phosphatase: Xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa các acid
phosphoric và glycerin.
2.1.1.8. Giá trị dinh dưỡng của sữa
Sữa là một trong những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng nhất. Trong sữa có đầy đủ
các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ hấp thu. Ngoài các thành phần chính là protein,
lactose, lipid, muối khoáng còn có các vitamin và các nguyên tố vi lượng cần thiết.
Protein của sữa đặc biệt chứa nhiều và hài hòa các acid amin cần thiết cho cơ thể.
Lipid của sữa cũng giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, có độ tiêu hóa cao do
nhiệt độ nóng chảy thấp, chứa nhiều acid béo và các vitamin.
Hàm lượng muối canxi và phosphor trong sữa cao giúp cho quá trình tạo thành
xương, các hoạt động của não.
2.1.2. Các loại sữa dùng trong sản xuất sữa chua

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

4

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.2.1. Sữa bò tươi và sữa bột
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của sữa bò tươi và sữa bột
Sữa bò tươi

Sữa bột

Nước (%)

86,2

2,0

Đạm hữu cơ protein (%)

3,9

27,0

Lipid (%)

4,4

28,0

Carbohydrat (%)

4,8

37,0

Khoáng (%)

0,2

6,0

Ca (mg%)

120

900,0

P (mg%)

95

750,0

Fe (mg%)

0,1

0,8

Vitamin A (mg%)

0,05

0,47

Vitamin B1 (mg%)

0,05

0,15

Vitamin B2 (mg%)

0,19

0,61

Vitamin PP (mg%)

0,1

0,6

Thành phần

(Lâm Xuân Thanh,2008)

2.1.2.2. Sữa đặc có đường
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của sữa đặc có đường Ngôi Sao Phương Nam
Thành phần
Độ ẩm

Tỉ lệ (%)
28

Carbohydrat

57,3

Đạm

2,8

Béo

10,7

Khoáng

1,1

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

5

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.2.3. Sữa chua
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của sữa chua trắng Vinamilk
Thành phần

Tỉ lệ (%)

Carbohydrat

17,0

Đạm

2,9

Béo

2,9

2.2. Nguyên liệu nha đam
2.2.1. Sơ lược về nha đam
Cây nha đam thường được dân gian gọi là cây lưỡi hổ, hổ thiệt, long tu… và có tên
khoa học là Aloe vera - thuộc họ Asphodelacea.
Các tên gọi khác của nha đam là lô hội, cây lili của sa mạc, cây bất tử.

Hình 2.2. Bẹ nha đam

Hình 2.3. Bụi nha đam

Đặc điểm thực vật
Nha đam là loại cây sống lâu năm, dạng thân cỏ, mập, màu xanh lục nhạt, thân
ngắn, phần trên mang lá tập trung thành hình hoa thị. Lá hình mũi mác dày, mọng
nước, bên trong lá có nhiều chất nhầy dạng gel trong suốt, lá không cuống mọc
thành vành rất sít nhau, mép có răng cưa thưa và thô cứng như gai nhọn, lá dài
30  50 cm, rộng 5  10 cm, dày 1  2 cm ở phía cuống. Khi ra hoa thì trục hoa nhô
lên ở giữa bó lá, dài khoảng 1 m, hoa mọc thành chùm dài có màu vàng hay đỏ.
Đặc điểm vi phẩu
Lá cắt ngang có những đặc điểm sau:
Khi cắt ra chất nước cốt màu hơi vàng vị đắng chảy ra. Lớp trong ruột của lá trong
suốt như thạch, mềm, không đắng, gọi là chất gel hoặc nhầy, đây là thành phần quan
trọng nhất của nha đam.

Hình 2.4. Mặt cắt ngang của nhánh nha đam
Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

6

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Điều kiện sống
Ở Việt Nam, nha đam có khoảng 200 loài và được chồng ở khắp nơi do nó có khả
năng thích nghi được với nhiều loại đất khác nhau và khả năng chịu khô hạn rất
giỏi, cây không chịu được nhiệt độ lạnh dưới 4,5oC.
Thông thường vòng đời của nha đam từ 18  24 tháng, có thể thu hoạch bốn lần/năm
2.2.2. Thành phần hóa học của nha đam
Ngoài thành phần chủ yếu là nước, trong nha đam chứa các chất khô có thể chia
thành 10 nhóm sau:
Vitamin
Trong nha đam chứa lượng lớn các vitamin, đặc biệt là vitamin chống oxy hóa như
vitamin A (   carotene), vitamin C và vitamin E. Trong nha đam cũng có một
lượng vitamin D và B12 ở dạng vết, đây là loại vitamin rất ít thấy từ nguồn gốc thực
vật. Vì vậy nha đam là nguồn cung cấp vitamin B12 cho người ăn chay.
Enzyme
Đây là những chất xúc tác sinh hóa có tác dụng giúp tiêu hóa, ăn những mô chết của
vết thương, giảm đau. Một số enzyme trong nha đam như Oxidase, Amylase,
Catalase, Lipase, Alinase…
Chất khoáng
Trong nha đam có nhiều chất khoáng như Ca, Na, K, Mn, Mg, Cu, Zn.
Hợp chất đường
Bao quanh phần gel bên trong và được biết như những chất mucopolysaccharid (một
trong những chất thuộc nhóm polysaccharid chứa đường amin và acid uronic) làm
tăng hệ thống miễn dịch và giúp giải độc. Nha đam chứa cả đường mono và
polysaccharid và quan trọng nhất là sự kết hợp của đường glucose và mannose tạo
thành glucomannans. Một số hợp chất polysaccharid không được hấp thụ sẽ bám
vào những tế bào ở màng ruột như những hàng rào ngăn cản những chất hấp thu
không mong muốn. Một số đường có trong nha đam như glucose, mannose, glucomannans, galactose, aldonentose, L-rhamnose, xylose, glucorunic acid, arabinose.
Lignin (chất gỗ)
Là những chất trơ, giúp những thành phần khác có thể được da hấp thu. Lignin là
hình thức tách nước từ đường để tạo ra cấu trúc vòng thơm.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

7

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Saponin
Là những chất tạo bọt chiếm khoảng 3% của gel nha đam, có khả năng làm sạch và
khử trùng.
Acid béo
Gồm Cholesterol, Campesterol, B.Sisoterol và Lupeol là những acid béo có nguồn
gốc thực vật và là những tác nhân chống viêm.
Acid Salicylic
Là hợp chất giống Aspirin có tác dụng chống viêm và vi khuẩn.
Acid amin
Nha đam cung cấp 17 acid amin cần thiết trong cơ thể, trong đó có 7 acid amin
không thay thế gồm Valine, Leucine, Isoleucine, Methionine, Threonine,
Phenyalanine và Lysine.
2.2.3. Tác dụng dược lý
Làm lành vết thương
Nha đam có chứa nhiều khoáng chất như Ca, Mg, Zn, Cr… có chứa nhiều vitamin C
và E. Các chất này là tiền chất cơ bản đẩy nhanh tiến trình làm lành da. Canxi giữ
vai trò quan trọng trong hệ thống thần kinh và mô cơ, nó cũng là chất xúc tác chính
trong tất cả các quá trình chữa lành vết thương.
Chống viêm nhiễm dị ứng
Nha đam có tác dụng làm lành vết đứt, vết loét, vết phỏng hay vết sưng do côn trùng
cắn đốt trên da vì nó có chứa những hợp chất hữu cơ gồm vitamin, các hormone.
Chất Magnesium lactate…có tác dụng ức chế phản ứng Histamin, ức chế và loại trừ
Bradykinin là những thành phần gây phản ứng dị ứng và viêm.
Chống sự lão hóa tế bào
Nha đam có chứa Canxi có liên quan đến tân dịch trong tế bào cơ thể, duy trì sự cân
bằng giữa trong và ngoài tế bào, tạo ra các tế bào khỏe mạnh.
Nha đam có chứa 17 acid amin cần thiết để tổng hợp protein và mô tế bào.
Nha đam có chứa các chất khoáng như Canxi, Phospho, Đồng, Sắt, Magie, Natri,
Kali
Giải độc cơ thể
Nha đam có chứa Potassium cải thiện và kích thích chức năng gan, thận, hai cơ quan
chủ yếu của việc loại trừ chất độc trong cơ thể.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

8

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Nha đam có phần xơ cuốn sạch các thành phần chất thải nằm kẹt trong các nếp gấp
của ruột.
Sinh năng lượng và dinh dưỡng
Nha đam có chứa vitamin C thúc đẩy quá trình trao đổi chất, sinh năng lượng cần
thiết và duy trì hoạt động miễn dịch giúp phòng được nhiều bệnh.
Nha đam có chứa các acid amin để tạo protein giúp hình thành tế bào và mô. Nha
đam chứa enzyme cần thiết để phân giải các chất đường, đạm và béo trong dạ dày
và ruột.
Điều trị bệnh tiểu đường
Vì có khả năng kích thích chất insulin tiết ra từ tùy tạng, do đó làm giảm lượng
đường glucose đến mức chấp nhận được.
Phòng ngừa sỏi niệu
Các Anthraquinon sẽ kết hợp các ion Calcium trong đường tiểu thành hợp chất tan
được để tống ra ngoài theo nước tiểu.
Trong mỹ phẩm
Nha đam có chứa chất Lignin, là chất giúp thấm sâu và luân chuyển cùng với các
yếu tố khác mà nó liên kết, đây là lý do nhiều sản phẩm dược phẩm, mỹ phẩm pha
trộn với nha đam. Lignin tẩy sạch tế bào chết, kích thích tái sinh tế bào mới.
2.3. Chất ổn định CMC (Carboxy Methyl Cellulose)

Hình 2.5. công thức cấu tạo của CMC

CMC dùng trong thực phẩm tồn tại ở dạng bột màu trắng, không mùi, không vị, có
tính hút ẩm, có khả năng tan trong nước lạnh và nóng. Tan và trương nở mạnh trong
nước nóng.
CMC giúp ổn định pha rắn, ngăn cản sự phân ly tinh dầu-nước, tạo độ nhớt. Nên
CMC được cho vào sữa chua uống nhằm chống lại sự lắng, phân lớp, giúp ổn định
trạng thái sản phẩm.
Liều lượng sử dụng thông thường 0,1-0,5%.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

9

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Ở pH 5-9 dung dịch ít thay đổi tính chất, nhưng ở pH<3 độ nhớt gia tăng hoặc kết
tủa. Do đó không xử dụng CMC cho sản phẩm có pH<3.
2.4. Cơ sở khoa học của quá trình sản xuất sữa chua
2.4.1. Vi sinh vật trong lên men sữa chua
Đặc tính chung
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacterium, thường là những trực khuẩn hoặc cầu
khuẩn tạo bào tử, thường không chuyển động và yếm khí tùy tiên. Phần lớn chúng
phát triển bình thường nếu thiếu oxi. Hầu hết không có khả năng lên men tinh bột,
sự phát triển của nó cần một số acid amin hay các hợp chất chứa nitơ khác (peptone,
polysacharid và protein tan).
Phân loại
Vi khuẩn lactic gồm hai giống:
+Trực khuẩn Lactobacterium
+Cầu khuẩn Streptococcus
Chúng được chia làm hai loại dựa vào sản phẩm mà chúng sinh ra trong quá trình
lên men:
Nhóm vi khuẩn lên men đồng hình là: Streptococcus thermophillus, Streptococcus
cremoric, Streptococcus lactic, Lactobacillus bulgaricus. Chúng sử dụng nguồn
cacbon và sinh ra acid lactic là chủ yếu.
Nhóm vi khuẩn lên men dị hình là: Streptococcus diacetylactic, Leuconostoc
citrovorum. Ngoài tạo ra acid lactic còn các chất khác như acid acetic, CO2, hydro,
đặc biệt là tạo ra diacetyl tạo mùi thơm cho sản phẩm.
Khả năng lên men của các loài vi khuẩn khác nhau là không giống nhau. Phần lớn vi
khuẩn lactic có khả năng tạo thành từ 0,5  1,5% acid lactic.
Trong sản xuất sữa chua ăn người ta thường sử dụng chủng vi sinh vật (hay men
giống) là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
Hiện nay trong sản xuất sữa chua người ta thường sử dụng 2 loại:
+Trực khuẩn Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, lên men ở
nhiệt độ 40  45oC trong môi trường có độ acid cao. Có thể tạo ra trong khối sữa đến
2,7% acid lac tic từ đường glucose. pH tối thích là 5,2  5,6.
+Liên cầu khuẩn Streptoccocus thermophillus lên men ở nhiệt độ 40  45oC. Là vi
khuẩn lactic điển hình có khả năng chịu nhiệt đến 65oC trong 30 phút, pH tối thích
6,6  6,8.

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

10

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Trong sản xuất sữa chua việc cấy hỗn hợp hai loại vi khuẩn này cho kết quả tốt hơn
là chỉ sử dụng riêng từng loài. L.bulgaricus có khả năng sử dụng enzyme phân giải
protein nên có khả năng phân tách được một số acid amin từ casein. Các acid amin
này quan trọng nhất là valine, có vai trò như chất kích thích hoạt động của
Streptoccocus thermophilus.
2.4.2. Quá trình sinh hóa trong sản xuất sữa chua
2.4.2.1. Sự chuyển hóa của đường lactose trong quá trình lên men
Quá trình lên men diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn. Đầu tiên đường
lactose trong sữa được vi khuẩn lactic đưa vào tế bào nhờ cơ chế vận chuyển đặc
trưng của màng tế bào chất và vi khuẩn lactic tổng hợp enzyme lactase phân giải
lactose tạo thành glucose và galactose rồi đi vào chu trình chuyển hóa tiếp theo.
Lactose
Galactose
Glucose
Glucose-6-phosphat
Fructose-6-P
Fructose-1-6-di-P
Glyceraldehyde-3-P
1,3-diphosphoglycerate
Acid pyruvic
Acid lactic
Hình 2.6. Sơ đồ chuyển hóa lactose thành acid lactic

Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài
Streptococcus thermophylus, Lactobacilus bulgaricus, Lactobacilus helveticus,
Lactobacilus lactic... con đường chính là chuyển hoá glucose thành acid pyruvic.
Acid pyruvic tiếp tục chuyển hóa thành acid lactic dưới tác dụng của enzyme
lactatedehydrogenase.
Enzyme lactatedehydrogenase
CH3COCOOH

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

CH3CHOHCOOH

11

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

Trong quá trình lên men các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển
hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình
trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật. Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic,
ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men. Kết quả là hàm lượng acid
lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng.
Bình thường các micelle casein trong sữa tích điện âm nên chúng đẩy nhau và điều
đó làm cho các micelle casein tồn tại dưới dạng keo nhưng khi acid lactic sinh ra sẽ
làm giảm pH của sữa đến điểm đẳng điện (pI) của casein (4,5  4,7) các micelle
casein sẽ đông tụ tạo thành gel.
Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng
hình), acid acetic, ethanol, CO2 (lên men dị hình) trong dịch lên men còn nhiều sản
phẩm phụ khác. Chúng là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên
men. Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoặc ít
hơn) tuy nhiên chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên
mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic. Đáng chú ý nhất là diacetyl và
acetaldehyde, đây là những hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng
cho sản phẩm lên men từ sữa.
Lactose
Glucose

Galactose
Acetaldehyde
CH3CHO

Sản phẩm trung gian

C2H5OH

+CO2, CH3CHO
Acid pyruvic
CH3COCOOH
+1/2O2
+2H

Acetoin
CH3COCHOHCH

+1/2O2
+N2O
+2H

Acid Lactic
Lên men
đồng thể

Acid
Lactic

-2H

CO2+CH3COOH

CH3COOH

Diacetyl
CH3COCOCH3

Lên men dị thể

Hình 2.7. Sơ đồ tóm lược sự chuyển hóa các chất trong quá trình lên men sữa

Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

12

Luận văn tốt nghiệp đại học khóa 33- 2011

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.2.2. Các quá trình biến đổi sinh hóa khác
Thủy phân protein
Giống vi khuẩn trong sản xuất sữa chua có khả năng thủy phân protein ở mức độ
thấp tạo thành các peptid và acid amin, các chất này tham gia vào các phản ứng hóa
học và phản ứng enzyme tạo thành những hợp chất mùi.
Kết quả của quá trình thủy phân protein là tạo thành nhiều acid amin tự do
(23,6  70mg/100ml).
Thủy phân chất béo
Giống vi khuẩn lên men sữa chua cũng có thể phân giải lipid ở mức độ nào đó (đặc
biệt đối với các triglyceride mạch ngắn) và sản phẩm phân giải này góp phần có ý
nghĩa vào mùi của sản phẩm cuối cùng.
Các chất khác
Tính trên trung bình, có sự gia tăng về thành phần niacin, acid folic trong quá trình
lên men, nhưng các vitamin khác như vitamin B1, B12, B6, B5 bị phân hủy tương
đối nhiều.
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sữa chua.
Môi trường lên men
Hai chỉ tiêu hóa lý quan trong nhất của môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men
là hàm lượng chất khô và pH. Để quá trình lên men diễn ra nhanh và chất lượng sản
phẩm tốt thì cần tính toán chính xác hàm lượng chất khô tối ưu của môi trường
trước khi lên men. Bởi trong quá trình lên men vi khuẩn lactic sử dụng chất khô
trong môi trường sữa để sinh trưởng và phát triển đồng thời tạo ra acid lactic, nếu
chất khô nhiều thì tốc độ lên men nhanh.
Hoạt tính trao đổi chất và sự sinh trưởng của vi sinh vật phụ thuộc vào pH của môi
trường do pH ảnh hưởng đến hoạt tính các enzyme trong tế bào và cơ chế vận
chuyển các chất của màng tế bào chất.
Điều kiện lên men
Lượng giống cấy: nếu lượng giống cấy quá ít, thời gian lên men sẽ kéo dài, các vi
sinh vật tạp nhiễm trong môi trường lên men dễ phát triển và có thể gây hư hỏng sản
phẩm. Ngược lại, nếu lượng giống cấy quá nhiều, mặc dù thời gian lên men có thể
được rút ngắn nhưng sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, ngoài ra còn ảnh
hưởng đến lợi nhuận kinh tế.
Nhiệt độ: Khi nhiệt độ lên men thấp, quá tình lên men sẽ kéo dài, còn nhiệt độ quá
cao các hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn lactic bị ức chế.
Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

13