Đề tài Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt

an xử lý kéo dài ở 250 MPa, quá trình cải tạo micelle chỉ xuất hiện trong các mẫu chứa casein micelles không bị biến tính ( hình 4a). Những nghiên cứu ban đầu đã có những dấu hiệu cho thấy là khi được xử lý ở áp suất nằm trong vùng 200-400 MPa, sữa có thể bị ảnh hưởng mạnh đến các đặc tính lưu biến, GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 23 điều này dẫn tới một sự quan tâm đặc biệt đến các sản phẩm làm từ sữa được xử lý áp suất cao. Như là một hệ quả của các sự biến đổi trên, các đặc tính của casein micelle trong sữa xử lý áp suất cao thay đổi đáng kể so với sữa không xử lý. Các đặc tính mới của casein micelle mang lại lợi ích tiềm năng lớn về các chức năng công nghệ, đặc biệt là đặc tính đông tụ do acid hay rennet, như đã được ghi lại bởi Huppertz et al. (2006). Thời gian gel hóa Gel acid đạt được từ sữa gầy xử lý nhiệt cho thấy thời gian tạo gel ngắn hơn (~28phút) các mẫu khác xử lý áp suất cao hay không xử lý áp suất (~48 phút; hình 4). Hình 5 : Tác động của đồng hóa áp suất cao hay xử lý nhiệt hay cả 2 lên thời gian gel hóa (G′ ≥1 Pa) của gel acid từ sữa gầy với 3% glucono-δ-lactone ( độ lệch chuẩn = 1.69 phút ) Sữa gầy được đồng hóa ở áp suất trong dãy 0-350MPa cho thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa nào về thời gian gel hóa. Điều này là mâu thuẫn với Serra et al. (2008), người đã tìm ra tốc độ kết hợp trong sữa gầy là lớn nhất (100 tới 300 MPa), lớn hơn sữa gầy xử lý nhiệt (90°C, 90 giây). Điều này có thể do sự tăng bề mặt cho phép ảnh hưởng qua lại lớn hơn từ sự phá vỡ casein. GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 24 Tác động chủ yếu của nhiệt là làm biến tính whey protein trong khối gel và quá trình tái kết hợp có thể là nguyên nhân làm biến đổi cấu trúc vi mô của gel yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt (Lucey et al., 1998b). Sữa được đồng hóa ở áp suất 300 tới 350 MPa đã được lựa chọn để xử lý nhiệt (73 và 78°C theo thứ tự). Tuy nhiên thời gian tác dụng ngắn nên cũng không đủ làm biến tính whey protein trên diện rộng. (Dannenberg và Kessler, 1988) và Gracia-Julia et al. (2008) khi so sánh ảnh hưởng của áp suất cao (100 tới 300 MPa) và xử lý nhiệt thời gian ngắn (59 tới 85°C trong ~4 giây) lên sự tái kết hợp của whey protein đã phân tách đã đề nghị rằng trong khi xử lý nhiệt, có một sự hình thành liên kết disulfide, còn trong xử lý áp suất cao có một ưu thế của tương tác hydro. Khi xử lý kết hợp ( đồng hóa áp suất cao trước hay sau xử lý nhiệt) các giá trị giống nhau trong thời gian gel hóa đã được nhận thấy (~28 phút) và không có sự khác nhau có ý nghĩa nào giữa thứ tự của các biện pháp xử lý. Thời gian gel hóa của gel acid đạt được bởi sự xử lý kết hợp là thấp hơn từ sữa gầy không có xử lý và sữa chỉ sử dụng đồng hóa áp suất cao (~48 phút). Tuy nhiên, không có sự khác nhau có ý nghĩa nào được chỉ ra khi so sánh với thời gian hình thành gel acid từ sữa gầy chỉ sử dụng xử lý nhiệt. Kết quả này cũng đồng ý với Walsh-O’Grady et al. (2001), người đã nhận thấy thời gian gel hóa bằng acid với glucono-δ-lactone khi mẫu được chỉ xử lý nhiệt (90°C, 10 phút) hay trong sự kết hợp với áp suất thủy tĩnh cao (700 MPa, 20 phút) và thời gian gel hóa lớn hơn khi mẫu chỉ được xử lý áp suất. Một xử lý nhiệt ( 90°C, 5 phút) đẩy mạnh sự biến tính hoàn toàn của whey protein, tạo điều kiện thuận lợi cho casein khi chuyển về dạng gel hóa và do đó làm giảm thời gian gel hóa (Walsh-O’Grady et al.,2001). Cấu trúc vi mô Yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt, sữa nguyên và sữa xử lý kết hợp áp suất thủy tĩnh cao ( 300 và 676 MPa) và xử lý nhiệt đã được quan sát dưới kính hiển vi điện tử ( hình 6 ) GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ảnh hưởng của áp suất cao đến chất lượng yaourt Trang 25 Hình 6 : Ảnh qua kính hiển vi điện tử của một số loại yaourt làm từ sữa kết hợp áp suất thủy tĩnh cao (676MPa trong 5phút) và xử lý nhiệt (850C trong 30 phút) Ngoại trừ yaourt làm từ sữa nguyên ( sữa không qua xử lý) thể hiện micelle có kích cỡ không đều và khu vực liên kết trải rộng, yaourt làm từ sữa xử lý 676 MPa trong 5 phút thể hiện micelle tròn nhỏ và đồng nhất hơn khi so sánh với yaourt làm từ sữa xử lý nhiệt (micelle không đều và có góc cạnh). Yaourt được kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô tương tự , không phụ thuộc vào việc xử lý nhiệt trước hay sau áp suất thủy tĩnh cao. Sự tái kết hợp của các tiểu micelle trong suốt quá trình lên men có thể giải thích tại sao yaourt làm từ sữa xử lý 300 MPa và xử lý nhiệt thể hiện kết cấu vi mô giống như yaourt chỉ xử lý nhiệt. Yaourt làm từ sữa kết hợp xử lý 676 MPa và xử lý nhiệt cho thấy casein micelle có kích thước trung gian. 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