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

ó góc cạnh). Yaourt được kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô tương tự , không phụ thuộc vào việc xử lý nhiệt trước hay sau áp suất thủy tĩnh cao. Sự tái kết hợp của các tiểu micelle trong suốt quá trình lên men có thể giải thích tại sao yaourt làm từ sữa xử lý 300 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô giống như yaourt chỉ xử lý nhiệt. Yaourt làm từ sữa kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt cho thấy casein micelle có kích thước trung gian. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 26 Xử lý nhiệt sau quá trình xử lý áp suất thủy tĩnh cao đẩy mạnh sự tái kết hợp của micelle làm cho kết cấu vi mô của các loại yaourt này tương tự yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt. yaourt xử lý nhiệt và sau đó xử lý áp suất thủy tĩnh cao cũng thể hiện kết cấu vi mô giống như mẫu chỉ xử lý nhiệt. Tuy nhiên khi xử lý nhiệt, một phần casein micelle bị biến tính, điều này có thể giải thích các kết quả trên. Labnehs không xử lý và dạng khuấy đã được giới thiệu qua hình ảnh phóng to trong hình 7 và 8, theo thứ tự, dạng không qua xử lý đã được giới thiệu ở hình 6. Quan sát các hình ảnh (2500×) ta có thể thấy rằng, labneh không xử lý ( hình 7a) có kết cấu rắn chắc hơn 2 loại labneh khuấy khác ( UF-AF và RO-AF). Hình 7 : hình ảnh quan sát qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý (a), sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men(b), và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men (c). (a) (b) (c) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 27 Hình 8 : hình ảnh quan sát qua kính hiển vi điện tử các labneh dạng khuấy: không qua xử lý (a), sản xuất bằng siêu lọc sau khi lên men(b), và sản xuất bởi thẩm thhấu ngược sau khi lên men (c). (a) (b) (c) Sự hư hỏng đã không được tìm ra trong kết cấu của labneh làm từ sữa hoàn nguyên và sữa siêu lọc trước khi lên men; những lỗ trống và cấu trúc protein có liên quan tới sự phân phối đều của casein. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 28 Hình 9: Hình ảnh qua kính hiển vi điện tử của set-type labnehs: (a) (b) (a) Được sản xuất với siêu lọc trước khi lên men hay sữa hoàn nguyên (b) Kết cấu liên tục, không bị hỏng thể hiện là mũi tên đen. Phóng đại : 2500× Ghi chú : lactobacilli = l, streptococci = s và lỗ trống = *. Lượng hư hỏng của mắt nối casein dường như có liên quan tới độ biến dạng của membrane siêu lọc và thẩm thấu ngược. Bao gồm cả những thay đổi trong quá trình chế biến, một loại nguyên liệu có thể được sản xuất có ít hư hỏng trong kết cấu và cấu trúc tốt hơn. Nói tóm lại, xử lý siêu lọc sữa lên men dường như là phương pháp tốt để sản xuất yaourt cô đặc chất lượng tốt. Khả năng giữ whey Khi đánh giá khả năng tách whey của yaourt xử lý siêu lọc và yaourt có bổ sung thêm bột sữa gầy Yaygin ( 1999) đã ghi nhận rằng yaourt siêu lọc có khả năng giữ whey nhiều hơn. Phương pháp hiệu chỉnh chất khô có ảnh hưởng tới khả năng giữ whey (p<0.05). Mặc dù tất cả các loại yaourt là giống nhau về vẻ bề ngoài, các đặc tính lưu biến và khả năng giữ whey là khác nhau. Yaourt làm từ xử lý kết hợp áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt thể hiện sự tăng lên về khả năng đàn hổi theo áp suất khi so sánh với các biện pháp ( hình 10) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 29 Hình 10 : Ảnh hưởng của áp suất cao lên ứng suất đàn hồi của một vài loại yaourt Việc xác định khả năng giữ whey của yaourt đã được ghi lại trước đây bằng nhiều phương pháp đo khác nhau. (Van Vlietetal.,1991; Johnston et al. ,1998; Schkodaetal.,1999). Khi xác định bởi máy ly tâm, yaourt làm từ sữa chỉ xử lý áp suất thủy tĩnh cao thể hiện khả năng giữ nước cao nhất. Trong khi sữa làm từ các biện pháp xử lý khác ngoại trừ sữa nguyên chất thể hiện thấp hơn về khả năng giữ whey , không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các loại khác. Khả năng xuyên thấm của yaourt xử lý siêu lọc được nhận thấy là thấp hơn yaourt làm từ sữa có bổ sung bột sữa gầy. Tuy nhiên, khả năng giữ whey ở đây là giá trị whey xuất hiện từ yogurt trên một tờ giấy lọc, yogurt làm từ sữa được làm bền bằng xử lý nhiệt và sau đó áp suất thủy tĩnh cao > 400MPa thể hiện khả năng giữ whey lớn nhất( hình 10) . GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 30 Hình 11 : Khả năng xuyên thấm trung bình của yaourt làm từ sữa được làm bền bằng xử lý áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp Dựa trên cơ sở là độ xuyên thấm liên quan tới giới hạn độ yếu của whey và từ đó dễ dàng bị đẩy ra khỏi gel yaourt , giá trị của phương pháp sử dụng giấy lọc đã được xem là phương pháp tốt nhất để đánh giá sự xuyên thấm. Yaourt làm từ sự kết hợp áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt làm tăng khả năng đàn hồi ( hình 10). Hình 12: Môđun đàn hồi trung bình (G′; ω = 6.28s−1) của yaourt làm từ sữa được làm bền bởi áp suất thủy tĩnh cao và xử lý nhiệt kết hợp Ở mức trung bình của áp suất 400 và 500 MPa, yaourt làm từ sữa chỉ sử dụng áp suất thủy tĩnh cao không thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa về mô-đun đàn hồi khi so sánh với yaourt làm từ sữa nguyên. Giá trị môđun đàn hồi lớn nhất và GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 31 ứng suất lớn nhất được nhận thấy ở sữa được làm bền bởi áp suất > 500 MPa được ghi nhận bởi Needs et al (2000) trong yaourt không béo có 10.4% chất khô và Harte et al (2002) trong yaourt nguyên kem có 10% chất khô. Tuy nhiên, yaourt làm trong các thí nghiệm này có lượng béo thấp hơn (0.4%) và hoặc tổng chất khô thấp (7.25%), do đó chất béo và whey protein có thể có tác động quan trọng lên đặc tính lưu biến của yaourt làm từ sữa xử lý áp suất thủy tĩnh cao. Gel acid đạt được từ sữa đồng hóa áp suất cao ở 350 MPa thể hiện một sự giảm sút gần như tuyến tính trong khả năng giữ whey trong thời gian so sánh với các mẫu xử lý ở áp suất thấp hơn, trong đó khả năng giữ whey giảm nhanh chóng trong suốt 10 phút đầu ly tâm ( hình 12A). Hình 13: Khả năng giữ whey. Sự giảm đi gần như tuyến tính này về khả năng giữ whey không được nghiên cứu trong các mẫu yaourt từ bất kỳ điều kiện chế biến khác. Khả năng giữ whey của các mẫu xử lý ở 350 MPa sau khi ly tâm trong 25 phút là 43%, những mẫu xử lý áp suất thấp hơn là 22%. Các mẫu xử lý nhiệt hay không xử lý thể hiện GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 32 sự giảm sút nhanh hơn về khả năng giữ whey trong suốt 15 phút đầu tiên của quá trình ly tâm và một sự suy giảm chậm hơn sau này ( tương tự như mẫu đồng hóa áp suất cao <350MPa), với mẫu xử lý nhiệt vẫn duy trì nhiều hơn ~6% khi so sánh với mẫu không xử lý và đồng hóa áp suất cao <350MPa ( hình 13A và 13C).). Serra et al. (2007) đã nhận thấy tốc độ đuổi whey thấp hơn trong các mẫu yaourt làm từ sữa đồng hóa áp suất cao > 200 MPa so với mẫu xử lý nhiệt (90°C, 90 giây). Khi xử lý nhiệt và đồng hóa áp suất cao kết hợp, kết quả tương tự như trong các phương pháp xử lý khác ( ngoại trừ mẫu đồng hóa áp suất cao ở 350MPa) về khả năng giữ whey, trong đó sự giảm xuống nhanh chóng trong 10 phút đầu dưới lực ly tâm, sau đó là sự giảm chậm lại ( hình 13B và 13 D). Khả năng giữ whey của gel acid được sản xuất theo sự kết hợp đồng hóa áp suất cao trước xử lý nhiệt cho thấy sự giữ được lớn hơn của whey khi so sánh với mấu chỉ xử lý nhiệt và không xử lý từ sữa nguyên chất . Khi sử dụng xử lý nhiệt trước đồng hóa áp suất cao, mẫu cho thấy giá trị whey giữ được thấp hơn (~3%) so với mẫu xử lý nhiệt nhưng lại lớn hơn (~3%) so với mẫu không xử lý. Không có tác động có ý nghĩa nào lên khả năng giữ whey do áp suất chế biến cao hơn được quan sát trong sự kết hợp đồng hóa áp suất cao- xử lý nhiệt và xử lý nhiệt- đồng hóa áp suất cao. Tuy nhiên, có một sự tăng lên trung bình trong khả năng giữ whey khoảng 6% đã được nhận thấy trong đồng hóa áp suất cao-xử lý nhiệt so với xử lý nhiệt-đồng hóa áp suất cao. Lucey et al. (1998a) đã nhận thấy rằng gel acid từ sữa gầy có giá trị G’ thấp hơn thì cũng có khả đuổi whey thấp hơn bởi vì kết cấu yếu. Các mẫu có giá trị G’ lớn hơn ( đồng hóa áp suất cao và xử lý nhiệt kết hợp) không cho thấy một sự tăng lên rõ ràng về khả năng giữ whey như là các mẫu đồng hóa áp suất cao ở 350MPa ( có giá trị G’ thấp hơn. Serra et al (2008) đã ghi nhận tỷ lệ của whey bị đuổi trong yaourt có được từ sữa gầy đồng hóa áp suất cao như là một tác động của sự tăng lên về áp suất. Các tác giả này đã giải thích sự tăng lên của lượng nước giữ lại được như là kết quả của sự biến tính whey protein và sự tăng diện tích bề mặt của sự gãy vỡ caseins. Tuy nhiên, điều này không giải thích sự cải thiện về khả năng giữ whey của mẫu chỉ có đồng hóa áp suất cao. Điều đó dẫn tới chế biến sữa với đồng hóa áp suất cao ( 300 đến 350MPa) sau đó xử lý nhiệt (90°C, 5 phút) là phương pháp chế biến tốt nhất để thu được gel acid với khả năng giữ whey cao. c. Chỉ tiêu vi sinh Quá trình xử lý bằng áp suất cao nhìn chung sẽ làm giảm lượng vi sinh vật ( ở đây bao gồm cả vi khuẩn lactic và các vi sinh vật nhiễm khác) có trong sản phẩm GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 33 yaourt cuối cùng.Yêu cầu quan trọng đối với sản phẩm sữa tươi được dùng để sản xuất yaourt là tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt, trong thành phần sữa không chứa thể thực khuẩn , không chứa các chất kháng sinh, không chứa các enzyme có thể ảnh hưởng xấu đến giống vi sinh vật được cấy vào sữa để thực hiện quá trình lên men. Thông thường, trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, lượng vi sinh vật được kiểm soát thông qua các quá trình nhiệt, nhưng quá trình xử lý áp suất cũng được sử dụng trong một số trường hợp để làm giảm lượng vi sinh vật trong sữa, nhất là trong các trường hợp quá trình xử lý nhiệt có tác động không tốt, làm biến đổi chất lượng của sản phẩm( như quá trình sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để thay thế quá trình xử lý nhiệt trong bảo quản yaourt). Lopez –Fandino và các cộng sự( 1996) đã kết luận rằng áp suất ở 100 MPa sự thay đổi về số lượng của các vi sinh vật trong sữa là không đáng kể .Còn trong một nghiên cứu khác của P. Kolakowski, A. Reps và cộng sự thì quá trình xử lý ở áp suất cao sẽ cải thiện các chỉ tiêu vi sinh của sữa nguyên liệu. Theo đó thì mức độ vô hoạt của các giống vi sinh vật sẽ tăng lên cùng với quá trình xử lý áp suất càng cao. Tổng lượng vi sinh vật trong sữa sẽ giảm đi rõ rệt ở áp suất trên 200Mpa, và ở áp suất 800 MPa, hơn 90% lượng vi sinh vật ban đầu bị vô hoạt. Khả năng mẫn cảm với áp suất của các loài vi sinh vật là khác nhau và phụ thuộc vào đặc điểm của từng loài. Nhóm vi sinh vật chịu nhiệt thường có khả năng chịu được áp suất cao tốt hơn so với các loài vi sinh vật khác. Hình 14:Mức độ vô hoạt của các vi sinh vật trong sữa xử lý áp suất cao GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 34 Các giống nấm men, nấm mốc, các vi sinh vật chịu lạnh, và coliform dưới tác dụng của áp suất cao sẽ giảm về số lượng nhanh hơn so với các vi sinh vật chịu được môi trường acid, cũng như các vi sinh vật chịu nhiệt. Cũng theo các tác giả này thì các vi khuẩn gram âm sẽ có mức độ mẫn cảm với áp suất cao hơn so với các vi khuẩn gram dương. Theo đó thì nấm men và nấm mốc là có mức độ mẫn cảm cao nhất khi xử lý bằng áp suất cao, chúng hoàn toàn bị tiêu diệt ở áp suất xử lý 400 MPa và cao hơn. Còn các vi sinh vật chịu nhiệt và các giống coliform thì không tồn tại trong sữa xử lý ở áp suất 600 MPa, bất chấp lượng giống cấy ban đầu. Hai tác giả khác là Lopez-Fandino(1996) và Yuanbin (1996) cũng đã đồng ý về sự giảm nhanh chóng của hai loại vi sinh vật này trong sữa khi áp suất xử lý tăng lên. Lopez-Fandino và cộng sự (1996) trong các nghiên cứu của mình đã không tìm thấy các vi sinh vật chịu nhiệt, và cùng với đó là sự giảm nhanh chóng đến 90% tổng lượng vi sinh vật ban đầu có trong sữa ở áp suất xử lý 300 MPa trong 30 phút. Đối với mức độ vô họat gần như hoàn toàn các sinh vật trong sản phẩm sữa, Timson và Short(1965) đã làm thí nghiệm và cho kết quả là không tìm thấy được tế bào sinh dưỡng nào trong sữa sau khi xử lý ở áp suất 1020 MPa trong 10 phút ở 130C ( đối với số tế bào ban đầu trong sữa là 106 khuẩn lạc/ cm3).Trong khoảng áp suất xử lý từ 200-1000 MPa trong thời gian 15 phút, ở điều kiện nhiệt độ phòng, P. Kolakowski, A. Reps và các cộng sự đã kết luận rằng không thể đạt tới sự vô hoạt hoàn toàn đối với các giống vi sinh vật chịu nhiệt và các vi sinh vật sống trong môi trường axit. Cũng trong nghiên cứu của mình, P. Kolakowski, A. Reps và cộng sự đã so sánh quá trình xử lý áp suất cao với quá trình xử lý nhiệt thường được sử dụng để thanh trùng sữa về hiệu quả ức chế vi sinh vật và đi đến kết luận rằng : xử lý áp suất trên 600 MPa sẽ cho hiệu quả tương tự như quá trình thanh trùng nhiệt ở 720C trong 15 giây ( đây là điều kiện thanh trùng thường được sử dụng trong công nghệ chế biến sữa). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 35 Bảng 4: Ảnh hưởng của áp suất cao lên các chủng vi khuẩn lactic khác nhau, trong các môi trường nuôi cấy khác nhau Đối với công nghệ sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để thay thế quá trình xử lý nhiệtnhằm kéo dài thời gian bảo quản của yaourt, đối tượng ức chế ở đây là các vi sinhvật được cấy vào sữa để thực hiện quá trình lên men. Hai chủng được sử dụngthông dụng nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Sauquá trình lên men tạo thành khối đông, trong sản phẩm yaourt sẽ tồn tại một lượnglớn hệ vi khuẩn lactic, hệ vi sinh vật này có thể gây ra những biến đổi ảnh hưởngđến chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản như: Quá trình lên men lactic: đường lactose sẽ được vi khuẩn chuyển hóa thành acid lactic, sự lên men lactic trong quá trình bảo quản sẽ làm thay đổi dần các giá trị cảm quan như mùi, vị… của sản phẩm. Quá trình thủy phân protein: một số chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp hệ enzyme protease. Chúng sẽ xúc tác thủy phân protein tạo các sản phẩm như polypeptide, peptide…điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc gel của yaourt. Một số peptide gây ra vị đắng cho sản phẩm, ảnh hưởng không tốt đến chất lượng cuối cùng. Do tồn tại những ảnh hưởng bất lợi trên nên cần phải khống chế lượng vi khuẩn lactic ở một mức độ thích hợp để đảm bảo tốt nhất cho chất lượng sản phẩm. Theo Dr. D. F. Farkas, áp suất thủy tĩnh cao sẽ vô hoạt vi khuẩn bằng cách làm biến tính protein trong thành tế bào vi khuẩn. Sự biến tính nếu không được tế bào sữa chữa kịp thời sẽ dẫn đến sự ngăn cản các quá trình vận chuyển nước, ion và các chất dinh dưỡng qua màng tế bào và do đó tế bào sẽ chết. Còn trong nghiên cứu của Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008), với áp suất xử lý trên 300 MPa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 36 sẽ làm giảm toàn bộ số lượng của Lactobacillus bulgaricus. Trái lại Streptoccocus thermophilus lại có khả năng chịu áp suất cao hơn, ở áp suất trên 1000 MPa vẫn không vô hoạt hoàn toàn giống vi khuẩn này. Xử lý bằng áp suất cao còn có tác dụng vô họat một số enzyme bất lợi trong sữa như các enzyme protease. Dưới tác động của áp suất cao, các enzyme này ( có bản chất là protein) sẽ bị biến tính, phá vỡ các liên kết hóa trị trong phân tử, do đó, các phản ứng hóa sinh do các enzyme này xúc tác sẽ không xảy ra, kết quả là cấu trúc khối đông sẽ ổn định và bền vững hơn. Tóm lại, quá trình xử lý bằng áp suất cao có thể được thực hiện trước quá trình cấy giống lên men với mục đích đồng hóa sữa, hoặc thực hiện sau quá trình lên men để kéo dài thời gian bảo quản. Các quá trình này, dù ít hay nhiều đều có tác động đến hệ vi sinh vật trong sữa, có tác dụng làm giảm lượng vi sinh vật ban đầu, và nhìn chung , đây là những biến đổi có lợi cho quá trình sản xuất và bảo quản yaourt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 37 3. Quy trình công nghệ sản xuất yaourt có sử dụng áp suất cao a. Sơ đồ khối : Sữa nguyên lliệu Chuẩn hóa Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô Bài khí Đồng hóa Cấy giống Xử lý nhiệt Rót sản phẩm Bảo quản lạnh Lên men Làm lạnh Phối trộn Làm lạnh Bảo quản lạnh Rót sản phẩm Phối trộn Lên men Yaourt truyền Yaourt khuấy Hoạt hóa Vi khuẩn lactic dạng đông khô thương mại Phối trộn Bao bì Purre trái cây Hương liệu GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 38 b. Giải thích qui trình : ( những quá trình có sử dụng áp suất cao ) Trong phần nội dung giải thích quy trình sản xuất yaourt, chúng em chỉ đề cập đến các quá trình có sử dụng áp suất cao như : quá trình đồng hóa áp suất cao, quá trình siêu lọc. Nếu so sánh với áp suất của đồng hóa, siêu lọc không phải là quá trình có sử dụng áp suất cao. Tuy nhiên, nếu so sánh với các quá trình phân riêng khác, áp suất ứng dụng trong quá trình siêu lọc vẫn có thể được xem là cao. Do đó, trong bài báo cáo này, siêu lọc vẫn được xếp vào nhóm quá trình có sử dụng áp suất cao. Bên cạnh đó, trong phần này, chúng em sẽ đề cập đến phương pháp sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để kéo dài thời gian bảo quản của yaourt. Quá trình đồng hóa áp suất cao: Đồng hóa là một quá trình thường được áp dụng trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa . Mục đích chính của quá trình đồng hóa là ổn định hệ nhũ tương trong sữa, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực. Có nhiều phương pháp đồng hóa khác nhau, một trong những phương pháp đó là sử dụng áp lực cao. Trong phương pháp này , các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ cao. Kích thước của khe hẹp có thể dao động trong khoảng 15÷300 atm và tốc độ dòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp có thể lên tới 50 ÷ 200m/s. Cơ chế của phương pháp đồng hóa áp lực cao có thể dựa vào một số nguyên lý như sau: Nguyên lý chảy rối : khi hệ nhũ tương được bơm với tốc độ cao đến khe hẹp, nhiều dòng chảy rối với các vi lốc xoáy sẽ xuất hiện. Tốc độ bơm càng lớn thì số dòng chảy rối sẽ xuất hiện càng nhiều và kích thước các vi lốc xoáy sẽ càng nhỏ. Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm cho các hạt này vỡ ra. Nguyên lý xâm thực khí: hệ nhũ tương được bơm đến khe hẹp với tốc độ cao sẽ làm xuất hiện các bong bóng hơi trong hệ. Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm cho các hạt này vỡ ra. Theo nguyên lý này thì sự đồng hóa chỉ xảy ra khi hệ nhũ tương rời khỏi khe hẹp, do đó đối áp giữ một vai trò quan trọng và sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa. Các kết quả thực nghiệm đã khẳng định điều này. Tuy nhiên, sự đồng hóa vẫn có thể xảy ra mà không cần sự xuất hiện của các bong bóng khí, nhưng hiệu quả của quá trình sẽ thấp hơn. Ngoài ra, do cấu tạo của thiết bị, khi thoát khỏi khe hẹp, các hạt phân tán sẽ tiếp tục va đập vào một bề mặt cứng. Hiện tượng này cũng góp phần làm vỡ và giảm kích thước của các hạt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 39 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa áp suất cao: - Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương: phương pháp đồng hóa áp lực cao thường được dùng để đồng hóa các hệ nhũ tương dầu trong nước có hàm lượng chất béo không lớn hơn 12%. - Nhiệt độ: nhiệt độ thấp sẽ kém hiệu qủa do một số chất béo chuyển sang dạng rắn, nhiệt độ quá cao thì chi phí năng lượng cho quá trình đồng hóa sẽ cao. - Áp suất: áp suất càng lớn thì hiện tượng chảy rối và hiện tượng xâm thực khí càng dễ xuất hiện , kết quả là các hạt pha phân tán được tạo thành có kích thước nhỏ và hệ nhũ tương sẽ có độ bền cao. Trong công nghiệp chế biến sữa, áp suất đồng hóa thường dao động từ 100÷250 bar. - Chất nhũ hóa: có tác dụng ngăn hiện tượng tách pha sau quá trình đồng hóa. Hình 15 : Thiết bị đồng hóa sử dụng áp suất cao 1-motor chính 2- bộ truyền đai 3- đồng hồ đo áp suất 4- trục quay 5- piston 6- hộp piston 7- bơm 8- van 9- bộ phận đồng hóa 10- hệ thống tạo p suất thủy lực GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 40 Hình 16 : Sự phá vỡ cấu trúc của các phân tử khi đi qua thiết bị đồng hóa Những tác động của quá trình đồng hóa lên sản phẩm sữa dùng cho sản xuất yaourt: Các tính chất sau được ghi nhận là tăng lên trong sản phẩm sữa được dùng làm yaourt có sử dụng quá trình đồng hóa: Độ nhớt: sự tăng độ nhớt được cho là do sự giảm kích thước các hạt cầu béo và sự tăng khả năng hấp thụ các chất của phân tử micell casein sẽ làm tăng số lượng các hạt lơ lửng trong sữa. Hoạt tính của enzym xanthan oxydase: các enzym này tập trung nhiều trong các hạt cầu béo, trong quá trình đồng hóa, các hạt cầu béo bị phá vỡ, giảm kích thước, đồng thời giải phóng ra một lượng lớn enzym này. Màu sắc sữa ( trở nên trắng hơn): sự tăng lên về số lượng của các hạt cầu béo ảnh hưởng đến sự phản xạ và phân tán của ánh sáng. Sự thủy phân chất béo: sự tăng lên về diện tích bề mặt tiếp xúc của các phân tử béo sẽ làm tăng khả năng xúc tác của các enzym lipase, ngoài ra sự phá vỡ màng bao các hạt cầu béo có thể làm tăng khả năng thủy phân chất béo từ các giống vi sinh vật được cấy vào để thực hiện quá trình lên men ở các quá trình sau. Sự hòa tan hoàn toàn, đặc biệt đối với các sản phẩm có làm bổ sung thêm bột sữa gầy. Hàm lượng photpholipid trong sữa bột gầy tăng lên: đây là kết quả tất yếu của quá trình vận chuyển các hạt cầu béo sang sữa gầy. Sự tạo bọt: do sự tăng lên của hàm lượng photpholipid trong sữa gầy, quá trình bơm yaourt vào thiết bị lên men có thể sẽ sinh ra nhiều bọt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 41 Sự tăng lên của về số lượng của các hạt cầu béo, hàm lượng photpholipid ,và protein trong sữa gầy có thể làm tăng khả năng giữ nước của khối đông tụ(Samuelsson v Christiansen, 1978). Độ chua của sản phẩm sẽ tăng lên cùng với sự tăng áp suất đồng hóa (Volkova v Radulov, 1986). Ngược lại một số tính chất khác cũng giảm đi so với sản phẩm sữa không qua quá trình đồng hóa: Kích thước các hạt cầu béo: sự giảm kích thứơc này sẽ giúp ngăn chặn quá trình tái kết hợp chất béo trong thời gian lên men yaourt. Sự ổn định của protein: sự biến tính của bản thân phân tử protein và sự thay đổi của cân bằng muối khoáng trong sữa sẽ dẫn đến những thay đổi trong tương tác giữa các phân tử protein. Khả năng kết hợp giữa các phần tử trong sữa: sự thay đổi trong cấu trúc của các phân tử protein trong sữa sẽ có khuynh hướng làm giảm liên kết giữa các chất trong sữa (Grigorov, 1966;Kessler v Kammerlehner, 1982; Kneifel v Seiler 1993). Trong cơng nghiệp sữa , quá trình đồng hóa thường được kết hợp với quá trình xử lý nhiệt đi kèm để tăng hiệu quả đồng hóa. Hinh 17 : Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa khác nhau lên độ nhớt của sữa. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 42 Quá trình siêu lọc : Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống và yaourt khuấy, quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất khô có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tùy vào nguồn sữa nguyên liệu, vốn đầu tư máy móc thiết bị và yêu cầu của sản phẩm mà lựa chọn phương pháp thực hiện cho phù hợp. Trong bài báo cáo này, chúng em lựa chọn phương pháp siêu lọc ( ultrafiltration ) nhằm mục đích hiệu chình hàm lượng chất khô trong sữa nguyên liệu. Yaourt có tổng hàm lượng chất khô cao nhằm để tạo nên cấu trúc cho sản phẩm cuối cùng.Thông thường, trong các quy trình sản xuất hiện nay, người ta thường sử dụng phương pháp bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi. Hiện nay, để đảm bảo về giá trị dinh dưỡng của protein trong sữa và nâng cao chất lượng của yaourt, người ta thường sử dụng phương pháp siêu lọc. Siêu lọc là kỹ thuật sử dụng membrane để phân riêng các phân tử có kích thước từ 500-300000 Da (Jacek Domagała ). Trong quy trình sản xuất yaourt, quá trình siêu lọc thường dùng để làm tăng hàm lượng của casein và các protein hòa tan khác, do đó làm tăng hàm lượng chất khô. Dòng sản phẩm không qua màng ( retentate ) có hàm lượng chất khô cao sẽ được sử dụng để bổ sung vào sữa tươi trong quy trình sản xuất. Việc ứng dụng quá trình siêu lọc cần phải có những điều kiện công nghệ xác định. Đó là việc lựa chọn kích thước của màng phù hợp, sự ảnh hưởng của thành phẩn và đặc tính của dòng sản phẩm yêu cầu. Điều này rất quan trọng trong việc ứng dụng quá trình siêu lọc trong quy trình sản xuất. Mục đích : mục đích của quá trình siêu lọc là khai thác. Phương pháp thực hiện : Trong nghành sữa, người ta thường sử dụng hệ thống siêu lọc như hình vẽ. Hình 18: Mô hình hệ thống siêu lọc GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 43 1.Bình giữ nhiệt 2.Thiết bị gia nhiệt 3.Bình nhập liệu 4.Nhiệt kế 5.Bơm 6.Thiết bị đo áp suất Đầu tiên, sữa sẽ được gia nhiệt trước bởi một thiết bị gia nhiệt. Sau đó, bơm sẽ vận chuyển dòng nguyên liệu đến màng lọc. Có 2 dòng sản phẩm thoát ra : dòng sản phẩm qua màng gọi là dòng permeate, dòng sản phẩm không qua màng goi là dòng retentate. Trong quá trình siêu lọc, dòng ratentate chứa các đại phân tử như casein, whey protein, chất béo…Trong permeate, lactose và khoáng là 2 thành phần chủ yếu. Quá trình sẽ kết thúc khi hàm lượng chất khô trong dòng retentate đo được đúng theo yêu cầu. Dòng retentate chứa hàm lượng chất khô cao sẽ được dung để thêm vào sữa tươi nhằm mục đích hiệu chỉnh nồng độ chất khô. Biến đổi-Ảnh hưởng : Trong quá trình siêu lọc, nhiệt độ và áp suất là 2 thông số có ảnh hưởng trực tiếp đến dòng sản phẩm. Để nghiên cứu những ảnh hưởng của quá trình siêu lọc, người ta lấy dòng sữa này và tiến hành quá trình lên men tạo sản phẩm yaourt. Sau đó, các phân tích về những đặc tính vật lý, thuộc tính cảm quan đã được tiến hành. Bảng 5 : Các tính chất của sản phẩm yaourt. 6 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 44 Dựa vào kết quả ta thấy, tỷ lệ protein/lactose của sản phẩm yaourt được quan sát ( yaourt ứng dụng quá trình siêu lọc ) cao hơn so với giá trị của sản phẩm thương mại truyền thống. Lý do được đưa ra là hàm lượng protein trong sản phẩm này cao hơn gần 30% hàm lượng protein trong sản phẩm yaourt thương mại. Hàm lượng lactose giảm đi khoảng 50% so với sản phẩm thương mại. Trong quá trình siêu lọc, chất béo cũng bị cô đặc vì nó cũng là những phân tử có kích thước khá lớn. Tuy nhiên, theo kết quả cho trên bảng thì hàm lượng béo trong sản phẩm quan sát vẫn nhỏ hơn trong sản phẩm thương mại. Một kết quả khác được ghi nhận là độ chua của sản phẩm thu được vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được. Như vậy, có thể thấy rằng, ảnh hưởng của quá trình siêu lọc đến chất lượng của sản phẩm chủ yếu do sự gia tăng hàm lượng chất khô. Những tác động khác đến cấu trúc của protein hầu như không đáng kể. Một điều cũng dễ thấy là quá trình siêu lọc với nhiệt độ và áp suất không cao thì khả năng làm thay đổi cấu trúc của sản phẩm là rất ít ( trong trường hợp sử dụng cùng loại membrane ). Thông số công nghệ : Trong quá trình siêu lọc, áp suất, nhiệt độ, kích thước của membrane là các thông số được quan tâm nhiều nhất. Với thông số về kích thước membrane, tùy vào nguồn nguyên liệu mà sử dụng các loại membrane có kích thước rất khác nhau. Tuy nhiên, theo tác giả Jacek Domagała, kích thước membrane thường được sử dụng trong công nghiệp sữa là 10-30 kDa. Hầu hết việc sử dụng kích thước membrane bao nhiêu đều dựa vào những nghiên cứu thực nghiệm. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 45 Áp suất trong quá trình siêu lọc là một thông số quan trọng, có tác động lớn đến quá trình. Theo nghiên cứu của Noelia Rinaldoni, và cộng sự, áp suất tối ưu cho quá trình siêu lọc khoảng 1-2 bar. Áp suất này không cao nhưng nếu so với các quá trình phân riêng khác, siêu lọc vẫn được xem như là một quá trình có sử dụng áp suất cao. Để tăng tốc độ dòng permeate, người ta tiến hành tăng áp suất để mà tăng sự đối lưu trên bề mặt của membrane. Tuy nhiên, khi áp suất tăng đến khoảng 2 bar, việc này gặp khó khăn. Vì vậy, hiên nay áp suất 1,5 bar được sử dụng chủ yếu trong quá trình siêu lọc. Cần nói thêm rằng, thông số nhiệt độ có mối liên hệ với áp suất. Chính vì vậy, khi xác định nhiệt độ của quá trình siêu lọc thường phải kèm theo thông số về áp suất. Theo Noelia Rinaldoni, khi thực hiện quá trình siêu lọc ở 22±0.5 OC và 1.5±0.05 bar, kết quả thu được có ảnh hưởng rất tốt đến chất lượng của sản phẩm yaourt. Ảnh hưởng của kích thước membrane đến quá trình siêu lọc Trong quá trình siêu lọc, kích thước membrane là một thông số quan trọng. Loại màng lọc đươc sử dụng cũng có ảnh hưởng đến sự đáng giá cảm quan của yaourt như tính bền, tính dẻo, khả năng liên kết của của khối đông. Sự ảnh hưởng của kích thước membrane đến chất lượng của yaourt được Jacek Domagała và cộng sự nghiên cứu. Tác giả nghiên cứu với 3 loại màng kích thước khác nhau : 10 kDa, 30 KDa và 100 KDa. Kết quả nghiên cứu cho thấy loại membrane sử dụng có ảnh hưởng đến protein, tổng hàm lượng chất khô, chất béo và hàm lượng lactose có trong sữa. Với 2 loại membrane kích thước 10 và 30 KDa, kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng chất khô thu được cao hơn so với loại 100 kDa. Lý do được đưa ra là sự di chuyển qua màng của các phân tử có kích thước lớn hơn kích thước của membrane 10 và 30 KDa chậm hơn so với loại 100 KDa. Trong quá trình quan sát hiện tượng khi sử dụng membrane loại 10 KDa, tổng lượng protein cao hơn rất nhiều so với loại 100 KDa. Bên cạnh đó, hàm lượng béo trong dòng retentate cũng cao hơn. Với loại membrane có kích thước 100 kDa, dòng retentate có hàm lượng lactose đặc biệt thấp so với 2 loại màng còn lại. Bênh cạnh đó, việc giảm kích thước của màng lọc tỷ lệ nghich với thời gian của quá trình siêu lọc. Loại membrane kích thước 10 kDa có thời gian siêu lọc dài hơn so với 2 loại còn lại. Một cách tổng quát, kích thước của màng membrane có ảnh hưởng lớn đến thành phần của dòng retentate và permeate. Do đó, sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm yaourt khi sử dụng phương pháp này trong quá trình sản xuất. Sự GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 46 ảnh hưởng này chủ yếu do sự thay đối về hàm lượng chất khô và protein của sữa sau khi thực hiện quá trình siêu lọc. Theo Tamime and Muir, sự thay đổi này có ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất cảm quan và cấu trúc của sản phẩm yaourt. Ứng dụng áp suất thủy tĩnh cao để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm: Một hướng nghiên cứu mới gần đây cũng cho thấy, sử dụng áp suất cao có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Trong phần này, chúng em sẽ giới thiệu về ứng dụng mới này. Tổng quan về phương pháp: Như đã trình bày ở phần ảnh hưởng của áp suất cao đến giá trị sinh học của yaourt, sau quá trình lên men, hoạt động trao đổi chất của của hệ vi khuẩn lactic trong yaourt có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau cùng, sự sinh tổng hợp các chất không cần thiết có thể làm thay đổi màu sắc, mùi vị của sản phẩm… từ đó sẽ rút ngắn thời gian bảo quản sản phẩm. Yêu cầu đặt ra là phải hạn chế hệ vi khuẩn lactic trong yaourt ở một giá trị nhất định, vừa đảm bảo thời gian bảo quản , vừa đảm bảo lợi ích do hệ vi sinh vật này mang lại( đây là các vi khuẩn probiotic có lợi cho hệ tiêu hóa, theo đề nghị của FAO/WHO(2000), số lượng vi khuẩn lactic trong sản phẩm yaourt nên lớn hơn 107 cfu/g, trong đó lượng Lactobacillus bulgaricus nên duy trì ở mức lớn hơn 106 cfu/g trong thời gian bảo quản). Phương pháp xử lý nhiệt dùng để bảo quản thực phẩm hiện nay không đảm bảo được các chỉ tiêu nêu trên, quá trình xử lý nhiệt sẽ tiêu diệt gần như hoàn toàn hệ vi khuẩn lactic, đồng thời sẽ làm mất đi hương vị của sản phẩm. Vì thế công nghiệp thực phẩm đã nghiên cứu để thay thế phương pháp xử lý nhiệt bằng phương pháp sử dụng áp suất thủy tĩnh cao để ức chế vi sinh vật mà không làm biến đổi đáng kể các tính chất cảm quan, hóa lý của sản phẩm yaourt. Ảnh hưởng của áp suất cao lên thực phẩm có liên quan đến việc điều khiển hoạt tính vi sinh vật ,tăng hay kiềm hãm họat tính enzyme và các phản ứng hóa GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 47 học, sự biến đổi của vi sinh vật để thích nghi với điều kiện mới ( theo Hoover và cộng sự 1989). Xử lý bằng áp suất cao có thể làm giảm hoạt tính của các vi khuẩn có hại trong yaourt. Hiệu quả của phương pháp này trong điều kiện áp suất từ 500-600 MPa, thời gian xử lý vài phút có thể so sánh với phương pháp thanh trùng nhiệt Pasteur trong thời gian ngắn( theo Johnston ,1995). Trong quá trình xử lý áp suất cao, bào tử vi khuẩn có khả năng chịu được áp suất cao hơn so với các tế bào sinh dưỡng, thậm chí chúng có thể tồn tại dưới áp lực 1000 MPa. Để ức chế hoạt động của bào tử vi khuẩn, người ta tiến hành xử lý áp suất cao qua hai bước, bước đầu là xử lý với áp suất thấp để bào tử hoạt hóa, sau đó sử dụng áp suất cao để ức chế hoạt tính của tế bào sinh dưỡng( do bào tử họat hóa). Knorr( 1993), Gould và Tytul(1995) cho rằng nên kết hợp áp suất và xử lý nhiệt độ để ức chế hoạt tính của tất cả các bào tử vi khuẩn. Mức độ vô hoạt vi khuẩn phụ thuộc vào nhiều thông số như: áp suất xử lý , thời gian xử lý sản phẩm , thành phẩn cấu tạo của thực phẩm và bản chất các loài vi sinh vật trong thực phẩm. Trong phương pháp xử lý áp suất cao bằng áp suất thủy tĩnh, thông thường sản phẩm được đóng gói trong bao bì trước khi đưa vào xử lý. Áp suất xử lý có thể dao động trong một khoảng rất lớn tùy thuộc vào bản chất của sản phẩm (từ 50 đến 800 MPa), thời gian xử lý thường là vài phút. Do áp suất thủy tĩnh sẽ tác động đồng đều lên tất cả các mặt của sản phẩm, nên hiệu quả của phương pháp sẽ được nâng cao, sản phẩm ít bị biến đổi về mặt hóa lý cũng như cấu trúc ban đầu. Trong công nghiệp sản xuất yaourt đối tượng áp dụng nhiều nhất phương pháp này là các sản phẩm yaourt truyền thống, đây là nhóm sản phẩm không qua sử lý nhiệt sau quá trình lên men, do đó yêu cầu về điều kiện bảo quản cao hơn so với các sản GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 48 phẩm khác, việc sử dụng áp suất cao sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, qua đó góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Quá trình thực hiện như sau Yaourt đóng gói trong bao bì vô trùng Đặt yaourt vào buồng xử lý áp suất Cho nước vào đầy buồng xử lý áp suất Tăng áp suất trong buồng xử lý đến giá trị cần thiết Giữ áp suất trong thời gian vài phút Giảm áp suất trong buồng xử lý Lấy sản phẩm ra GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 49 Hình 19: Thiết bị xử lý áp suất thủy tĩnh Ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh cao lên giá trị chất lượng của sản phẩm yaourt: Khả năng vô hoạt vi khuẩn: Theo Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) thì sản phẩm yaourt xử lý ở áp suất trong khoảng từ 100- 400 MPa sẽ làm giảm không đáng kể số lượng của Streptococcus thermophilus, với áp suất từ 500- 1000MPa mới thấy sự giảm về số lượng của loài vi sinh vật này. Trong khi đó Lactobacillus bulgaricus gần như bị vô hoạt hoàn toàn ở áp suất xử lý từ 300- 400 MPa. Điều này cho thấy khả năng chịu được áp suất của Streptococcus thermophilus là cao hơn so với Lactobacillus bulgaricus . Nhiều nghiên cứu khác cũng đã chứng minh khả năng chịu áp cao hơn của Streptococcus thermophilus . Điều này được giải thích là do khả năng chống chịu cao của thành tế bào hình cầu đối với sự tăng áp suất( theo Ludwig ,2002). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 50 Trong khi đó,sau khi xử lý áp suất ở 200MPa trong 15 phút , Reps và cộng sự (1999) đã thấy được vô hoạt hoàn toàn của Lactobacillus bulgaricus (tế bào hình que), và sự giảm về số lượng của các giống Streptococci là không đáng kể. Sự vô hoạt của vi khuẩn dưới áp suất cao phụ thuộc vào kiểu giống được sử dụng trong sản phẩm yaourt, tỷ lệ giống cấy ban đầu( ở đây là tỷ lệ giữa Streptrococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus ). Hình 20: Ảnh hưởng của áp suất cao lên hệ vi khuẩn lactic đối với các sản phẩm yaourt sử dụng giống cấy ban đầu khác nhau (a,b,c,d,e) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 51 Ảnh hưởng của áp suất cao lên tính acid của yaourt: Kruk và cộng sự ( 1999) đã chứng minh rằng quá trình xử lý ở áp suất từ 200-1000 MPa không ảnh hưởng lên pH của sản phẩm yaourt sau cùng và chỉ làm thay đổi một phần độ dẫn điện và làm tăng nhẹ điểm đông tụ. Trái lại, Johnson và cộng sự (1992) đã phân tích và thấy được sự giảm nhẹ độ axit trong sản phẩm sữa gầy ( từ 0.01 đến 0.03 đơn vị pH) được xử lý ở 20- 60 MPa trong 1 giờ. Còn theo Schrader và cộng sự (1997) thì sự dao động không đáng kể của tính acid là nhờ những thay đổi trong cấu trúc của các phân tử protein cũng như các thành phẩn muối khoáng trong sữa để đạt được trạng thái cân bằng trong quá trình sử lý áp suất cao. Thêm vào đó, sự giảm tính acid trong sữa có thể có liên quan đến quá trình phân tách của các hợp chất photphat trong sữa (Huppert và cộng sự,2002). Ảnh hưởng của áp suất cao lên hoạt tính kháng khuẩn của vi sinh vật: Tính kháng khuẩn của hệ vi sinh vật lactic trong sữa là do trong quá trình trao đổi chất của các vi sinh vật này sẽ sinh ra các chất( như acid lactic) có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây hại khác. Tính kháng khuẩn của vi khuẩn lactic sẽ có lợi cho hệ tiêu hóa của con người. Theo Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) thì tính kháng khuẩn của hệ vi khuẩn lactic trong yaourt sẽ bị giảm rất nhiều trong lúc xử lý bằng áp suất cao . Nguyên nhân của sự giảm hoạt tính này được cho là do sự giảm về số lượng của Lactobacillus bulgaricus , đây là giống có nhiệm vụ sản xuất những chất kháng khuẩn bao gồm cả các peroxit , các chất này sẽ là những độc tố có tác dụng ức chế sự phân đôi của các vi khuẩn gây bệnh ( theo Gudkov 1986). Ảnh hưởng của quá trình xử lý bằng áp suất thủy tĩnh cao lên các giá trị cảm quan của sản phẩm yaourt: GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 52 Hương vị của yaourt được tạo thành bởi tất cả các thành phần có trong sữa, cũng như các hợp chất được tạo thành trong quá trình trao đổi chất của tế bào vi khuẩn lactic, quan trọng nhất là thành phần acid lactic và các hợp chất cacbonyl ( acetic andehit và diacetyl). Hương vị của các sản phẩm yaourt phụ thuộc vào giống vi sinh vật sử dụng để lên men, chất lượng của sữa nguyên liệu ban đầu, cường độ xử lý nhiệt , thành phần chất khô, phương pháp lên men, cũng như điều kiện bảo quản ( theo Tamine, Deeth 1980). Trong các nghiên cứu của mình,Agnieszka Jankowska và cộng sự (2008) nhận thấy rằng quá trình xử lý ở áp suất cao hơn khoảng 400MPa sẽ làm giảm các đặc tính cảm quan của yaourt, bao gồm cấu trúc sản phẩm, độ ổn định của khối đông, mà đặc biệt là sự giảm về hương vị của sản phẩm. Tuy nhiên các tác giả cũng nhận thấy rằng sự thay đổi các đặc tính trên còn phụ thuộc vào yếu tố giống sử dụng ban đầu, vẫn có những sản phẩm sử dụng ở áp suất cao hơn 400 MPa nhưng sự thay đổi về hương vị là không đáng kể. Đánh giá ưu điểm của phương pháp: Nhìn chung từ những kết quả nghiên cứu thu được, có thể nhận thấy phương pháp dùng áp suất cao trong công nghiệp sản xuất yaourt với mục đích bảo quản hứa hẹn sẽ cho nhiều kết quả khả quan. Phương pháp này hoàn toàn có thể thay thế cho phương pháp xử lý nhiệt đang được sử dụng cũng với mục đích bảo quản trong công nghiệp sữa. Hiệu quả của phương pháp này là ít làm biến đổi về cấu trúc sản phẩm, ít gây ra các biến tính về nhiệt thường gặp trong các quá trình xử lý nhiệt, do đó sản phẩm sau quá trình xử lý bằng áp suất cao vẫn đạt được độ đồng nhất và các tính chất cảm quan cần thiết, đặc biệt trong công nghiệp sản xuất yaourt truyền thống, sản phẩm sau lên men không được xử lý nhiệt mà chỉ GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 53 được bảo quản ở nhiệt độ thấp để ức chế sự phát triển của vi sinh vật thì phương pháp xử lý bằng áp suất cao càng chứng tỏ được ưu thế tuyệt đối so với phương pháp xử lý nhiệt. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 54 PHẦN III : KẾT LUẬN 1. Khả năng ứng dụng của áp suất cao trong sản xuất yaourt: Khả năng ứng dụng của áp suất cao vào trong công nghệ sản xuất yaourt là rất lớn. Trên thực tế thì việc sản xuất các loại yaourt đều có xử lý áp suất nhưng với các mức độ khác nhau. Áp suất cao sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn sản xuất trong việc sản xuát yaourt bởi những đặc tính tốt mà yaourt xử lý áp xuất cao có được. Tác động của áp suất cao đến sự đông tụ protein trước đây không được nghiên cứu nhưng hiện nay sữa xử lý áp suất cao đã được nghiên cứu thành công trong việc sản xuất yaourt truyền thông ít béo ( 12% tổng chất khô) cho yaourt có bề mặt mịn và cấu trúc chắc mà không không cần bổ sung thêm polysaccharide. Sữa không tách béo khi được xử lý áp suất cao có khả năng ngăn cản sự tăng acíd trong sản phẩm khi lên men trong bao bì. Khi xử lý áp suất từ 200- 300MPa ở nhiệt độ phòng trong 10 phút thì trong sản phẩm không xảy ra sự acid hóa, giúp duy trì tổng số vi khuẩn lactic ban đầu và cấu trúc của yaourt thành phẩm. Hơn nữa, việc sử dụng áp suất cao cũng góp phần làm phong phú thêm các sản phẩm yaourt. Việc bổ sung thêm puree quả vào trong yaourt góp phần tăng thêm dinh dưỡng cho sản phẩm, làm tăng thêm sự phong phú về mùi vị của yaourt. Việc này đã được áp dụng vào trong thực tế sản xuất và cũng đã đạt được những thành công, tuy nhiên vẫn vấp phải những trở ngại. Ví dụ như khi bổ sung thêm 4% puree xoài vào trong yaourt đã gây nên những ảnh hưởng bất lợi đến mùi vị cũng như cấu trúc của yaourt ngay cả khi được đồng hóa dưới áp suất. Tuy nhiên khi tăng áp suất lên tới 200 Bar lại có thể giảm bớt sự tách whey và làm cho bề mặt yaourt mịn cũng như cải thiện về mùi vị. Quá trình xử lý áp suất cao nên được kết hợp với quá trình xử lý nhiệt ( thermal treatment). Sữa được xử lý đồng hóa áp suất cao và xử lý nhiệt kết hợp đã cho thấy khả năng phản ứng nhanh hơn khi chỉ xử lý đồng hóa áp suất cao. Thời gian đông tụ của loại sữa được xử lý kết hợp này cũng ngắn hơn so với loại sữa chỉ xử lý áp suất. Sự biến tính của whey protein do áp suất hay nhiệt độ có thể dẫn đến sự khác nhau về tương tác giữa casein và whey protein dẫn tới sự tách ra của micelle casein. Quá trình xử lý nhiệt có thể trước hoặc sau xử lý áp suất cao. Khi xử lý kết hợp cả hai quá trình đã cho kết quả là mẫu có giá trị L* (lightness) lớn hơn so với tất cả các mẫu được xử lý khác. Không có sự khác nhau có ý nghĩa nào về giá trị L* giữa mẫu xử lý nhiệt trước và sau xử lý áp suất cao. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 55 2. Hướng phát triển sử dụng áp suất cao trong công nghiệp sữa Trong tương lai cùng với công nghệ mới về membrane, quá trình áp suất cao có thể dẫn tới việc dự đoán trước được về quá trình lên men trong các điều kiện rõ ràng, tạo ra các sản phẩm lên men sữa hợp vệ sinh. Quá trình siêu lọc bằng membrane có thể cho chúng ta khả năng kiểm soát tương đối về thành phần của nguyên liệu sữa đem vào sản xuất, do đó các sản phẩm của quá trình lên men có thể dự đoán được về thành phần cũng như tỷ lệ của chúng trong thành phẩm. Hướng phát triển gần đây của yaourt thương mại là hướng tới sản phẩm ít năng lượng. Điều này có thể đạt được bằng rất nhiều cách, ví dụ như giảm hàm lượng chất béo trong sữa nguyên liệu, bởi thay thế đường bằng chất ngọt tổng hợp ít năng lượng, bởi thay thế chất béo trong sữa bằng chất béo thay thế, bởi bổ sung các chất pha chế dùng cho ăn kiêng (Fernandez-Garcia and McGregor, 1997)... Trong một sự cố gắng để cải thiện sự tiêu thụ yaourt ở các thị trường khác nhau trên thế giới, sản phẩm đã được trộn với một vài loại thành phần khác nhau để tạo ra nhiều loại hương hơn là loại trái cây. Một vài mẫu có thể sử dụng bột trái cây và rau như là chất bổ sung làm tăng các hợp chất tự nhiên, pectin và vitamin C và yaourt có thể có khả năng chữa bệnh đối với các bệnh nhân rối loạn tiêu hóa (Arkhipova and Krasnikova, 1995). Như đã được lựa chọn, thịt củ cà rốt và dịch trích tự nhiên từ rau nguyên liệu đã được sử dụng để tạo hương cho yaourt (Ryckeboer and Louis,1992;Vesely et al.,1995), Trong khi đó Spillman and Farr (1983) đánh giá khả năng chấp nhận của một dãy các loại yaourt hương rau (dưa leo, súp lơ, giá đậu, cần tây, dừa và các loại gia vị). Các đề nghị khác là : yaourt trái cây bổ sung đậu nành, cháo yến mạch và gum arabic (Hoyda et al.,1990) hay là thịt trái cacao (Pina et al.,1998); yaourt để trộn salad bao gồm muối, gia vị, hành khô, tỏi và ngò tây (Steinberg,1983a), Cheddar và phomat (Steinberg,1983b); sử dụng các loại ngũ cốc được xử lý đặc biệt để có cấu trúc khô, giòn khi trrộn với yaourt (Kaufman et al.,1990); yaourt được củng cố calcium để làm tăng lượng calcium của sản phẩm (Pirkul et al.,1997). GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Behaviour of partially cross-linked casein micelles under high pressure; Thom Huppertz1,2 và Mary A.Smiddy2; 1: Department of Food and Nutritional Sciences, University College Cork, Cork, Ireland, 2 :NIZO Food Research, PO Box 20, 6710 BA, Ede, the Netherlands 2. Rheology and Microstructure of Labneh (Concentrated Yogurt); B.H.OZER, 1R.A.STENNING, 2 A.S.GRANDISON, 3R.K.ROBINSON 1Harran Universitesi, ZiraatFakultesi, GidaBilimi ve Teknolojisi Bolumu, Sanliurfa, Turkey 2Institute of Food Research Reading Laboratory, Earley Gate, RG66BZ Reading, United Kingdom 3The University of Reading, Department of Food Science and Technology, White knights, RG66AP Reading, United Kingdom 3. Low-Fat Set Yogurt Made from Milk Subjected to Combinations of High Hydrostatic Pressureand Thermal Processing; .Harte, 1L.Luedecke, 2B.Swanson, 2andG.V.Barbosa-Ca ´novas1 1Biological Systems Engineering Department, Washington State University, Pullman 99164-6120 2Department of Food Science and Human Nutrition, Washington State University, Pullman 99164-6376 AmericanDairyScienceAssociation,2003. J.DairySci.86:1074–1082 4. The effect of pressurization on selected properties of yoghurt; Agnieszka Jankowska, Arnold Reps, Anna Proszek, Krystyna Wiśniewska (Chair of Food Biotechnology University of Warmia and Mazuryin Olsztyn); Polish journal of natural sciences. Abbrev.:Pol.J.Natur.Sc.,Vol23(2):482-495,Y.2008 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 57 DOI10.2478/v10020-008-0037-8 5. Manufacture of acid Gels from Skim milk using High-pressure Homogenization; a. Hernández and F. m. Harte1; Department of Food Science and technology, University of tennessee, Knoxville 37996-4539 J. Dairy Sci. 91:3761–3767 doi:10.3168/jds.2008-1321 © American Dairy Science Association, 2008. 6. The principles of ultra high pressure technology and its application in food processing/preservation: A review of microbiological and quality aspects; Maryam Yaldagard1, Seyed Ali Mortazavi2 and Farideh Tabatabaie 1Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashad. P. O. BOX 91775-1111, Iran. 2Department of Food Science and Technology, Ferdowsi University of Mashad, Iran. African Journal of Biotechnology Vol. 7 (16), pp. 2739-2767, 18 August, 2008 Available online at ISSN 1684–5315 © 2008 Academic Journals Accepted 4 July, 2008 7, Yoghurt science and technology (Second edition); A.Y.Tamime (Scottish Agricultural College Auchincruive, Food Standards & Product Technology Department, Ayr KA6 5HW, Scotland) and R.K.Robinson (University of Reading, Department of Food Science & Technology, Reading RG6 2AP, England); Woodhead publishing Limited Abington Hall,Abington Cambridge CB1 6AH, England, 2000 8. Recent Trends in Development of Fermented Milks; Current Nutrition & Food Science, 2007, 3, 91-108; H. K. Khurana1 and S. K. Kanawjia2 1Science and Technology Entrepreneurs Park, Thapar Institute of Engineering and Technology, Patiala – 147004,Punjab, India, GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 58 2Dairy Technology Division, National Dairy Research Institute, Karnal - 132001, Haryana, India 9. Low lactose content yogurt by ultrafiltratio of skim-milk, Noelia Rinaldoni, Mercedes Campderrós, Carlos Menéndez, Antonio Pérez Padilla* Instituto de Investigaciones en Tecnología Química (INTEQUI)-CONICET 10. Changes in texture of yoghurt from ultrafiltrated goat’s milk as influenced by different memebrane types, Jacek Domagała, Beata E. Kupiec. 11. The Effects of High Pressure on Whey Protein Denaturation and Cheese- Making Properties of Raw Milk, R. LOPEZ-FANDINO, A. V. CARRASCOSA, and A. OLANO lnstituto de Fermentaciones Industriales (CSIC), Juan de la Cierva 3. 28006 Madrid, Spain