Nghiên cứu sản xuất chủng khởi động và ứng dụng trong sản xuất sữa chua, phomat

Theo thống kê của FAO, mức tiêu thụ các sản phẩm từ sữa của người Việt Nam là 14,8 lít/người/năm, còn thấp so với Thái Lan (23 lít/người/năm) và Trung Quốc (25 lít/người/năm). Trong ngành công nghiệp sản xuất pho mát, các vi khuẩn lactic với vai trò là giống khởi động được sử dụng nhằm tạo lập các đặc điểm đặc trưng về cảm quan, cấu trúc và dinh dưỡng cho sản phẩm. Hiện nay giống khởi động cho lên men sữa chua và phomat ở Việt Nam phải hoàn toàn nhập ngoại. Việc nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và thiết bị sản xuất giống khởi động cho sữa chua và cho phomat chưa được nghiên cứu đáng kể. Việc chủ động trong việc sản xuất giống khởi động giúp giảm chi phí cho nhập khẩu đồng thời giúp công nghiệp sản xuất chế phẩm vi sinh trong nước có bước tiến triển.

Nhằm phục vụ cho nhu cầu ngành sữa đang phát triển mạnh trong nước, nhóm nghiên cứu do ThS. Đặng Thu Hương,Viện Công nghiệp Thực phẩm đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chủng khởi động và ứng dụng trong sản xuất sữa chua, phomat” với các nội dung chính gồm: Tuyển chọn chủng giống khởi động cho lên men sữa chua và phomat; Nghiên cứu phối hợp chủng giống để lên men sữa chua và lên men phomat; Công nghệ sản xuất chế phẩm giống khởi động cho sản xuất sữa chua, phomat; Quy trình công nghệ sản xuất giống khởi động cho lên men sữa chua, phomat; Kiểm tra độc tính cấp của chế phẩm giống khởi động lên men sữa chua, phomat; Tiêu chuẩn cơ sở cho chế phẩm giống khởi động lên men sữa chua và phomat; Sản xuất và thử nghiệm ứng dụng giống khởi động để sản xuất sữa chua và phomat.

1. Từ 180 chủng vi khuẩn lactic đã tuyển chọn 6 chủng vi khuẩn lactic lên men đồng, hình phù hợp cho lên men sữa. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng hồ sơ chủng giống: định tên, đặc tính sinh lý sinh hóa, phổ lên men 49 loại đường, 19 enzyme nội bào.

- Streptococcus thermophilus T21 - ưa nhiệt, phát triển tốt ở 30- 45oC, lên men đường glucose, lactose, sinh tổng hợp pepX 806,1 IU/mg protein, EPS, giống khởi động cho lên men sữa chua hoặc phomat;

- Streptococcus thermophilus VNY3 - ưa nhiệt, phát triển tốt ở 30-  45oC, lên men đường glucose, lactose, sinh tổng hợp pepX 381,4 IU/mg protein, EPS, giống khởi động cho lên men sữa chua hoặc phomat;

- Lactobacillus bulgaricus VNY - ưa nhiệt, phát triển tốt ở 30- 45o, lên men đường glucose, lactose, sinh tổng hợp pepX 109 IU/mg protein, EPS, giống khởi động cho lên men sữa chua;

- Lactococcus lactis subsp. cremoris VNC53 - ưa ấm, phát triển tốt ở 15- 37oC lên men đường glucose, lactose, citrate, galactose tổng hợp pepX 167,95 IU/mg protein, EPS, giống khởi động cho lên men phomat;

- Lactococcus lactis subsp. cremoris M11- ưa ấm, phát triển tốt ở 15 – 37oC lên men đường glucose, lactose, citrate, galactose tổng hợp pepX 206,80 IU/mg protein, EPS, giống khởi động cho lên men phomat;

- Lactococcus lactis subsp. lactis VNC1- ưa ấm, 15 – 37oC, phát triển  tốt lên men đường glucose, lactose, citrate, galactose sinh tổng hợp EPS, giống khởi động cho lên men phomat.

2. Giống khởi động cho sữa chua là tập hợp giống VNY3/VNY4 vởi tỷ lệ giống 106/106 CFU/ml sữa. Sản phẩm sau lên men 8h có đạt pH sau lên men 4,3, độ, axit 0,78 mmol axit lactic/100g, khả năng chống oxy hóa là 76,97% DPPH. Cảm quan cho thấy bề mặt bóng và mịn, cấu trúc chắc, dẻo, có mùi thơm của sữa lên men, vị hài hòa mang đặc trưng của sữa chua.

3. Giống khởi động cho pho mat là các tập hợp giống VNC1/VNC53, VNC1/VNY3, M11/T21 phù hợp cho lên men phomat với tỷ lệ giống 106/106 CFU/ml. Sản phẩm phomat tươi có hương vị hài hòa, cấu trúc hấp dẫn hơn khi lên men bởi từng chủng. Đã bước đầu nghiên cứu về hương vị của phomat tươi bằng phân tích hợp chất dễ bay hởi bởi kỹ thuật GC-MS.

- Tập hợp VNC1/VNC53 lên men đông tụ sữa 7h, tương ứng pH là 4,8, EPS đạt 99,15 mg/l, khả năng chống oxy hóa đạt  68,59% DPPH.

- Tập hợp giống VNC1/VNY3 lên men đông tụ sữa sau 8h đạt pH là 4,38, EPS  là 155,13 mg/l, khả năng chống oxy hóa đạt 84,87% DPPH.

- Tập hợp giống, M11/T21lên men đông tụ sữa sau 7h đạt pH là 4,75, EPS  là 101,91 mg/l, khả năng chống oxy hóa đạt là 71,3% DPPH.

4. Đã xây dựng được quy trình công nghệ lên men và thu hồi tạo chế phẩm giống khởi động cho lên men sữa chua.

- Mật độ lên men sinh khối đạt 1÷ 4x109 CFU/ml. Hiệu suất thu hồi của cả quá trình đối với VNY3 là 60-78% với VNY4 là 18÷26%. Chế phẩm giống khởi động đạt mật độ từ 1011 CFU/g, độ ẩm dưới 8%

 - Môi trường MRS cải biến cho VNY3 (g/l) : Peptone- 10, Cao nấm men- 15, Glucose 20g; Tween 80 1g; K2HPO4.3H2O 2,62g; CH3COONa  5g;  (NH4)3citrat  2g;  MgSO4.7H2O-  0,2, MnSO4.4H2O- 0,05; pH 6,2 - 6,6. Tỷ lệ tiếp giống 2-6 % của dịch giống với mật độ  từ 109CFU/ml. Nhiệt độ 41÷42oC, thời gian 12-16 giờ.

 - Môi trường MRS cải biến cho VNY4 là: Peptone- 25, Glucose 20g; Tween 80 1g; K2HPO4.3H2O 2,62g; CH3COONa 5g; (NH4)3citrat 2g; MgSO4.7H2O- 0,2, MnSO4.4H2O- 0,05;  pH 6,2 - 6,6. Tỷ lệ tiếp giống 2-4 % của dịch giống với mật độ từ 109 CFU/ml. Nhiệt độ 41÷42oC, thời gian 12-16 giờ.

5. Đã xây dựng được quy trình công nghệ lên men và thu hồi tạo chế phẩm giống khởi động cho lên men phomat.

- Mật độ lên men sinh khối đạt 2÷ 3x109 CFU/ml. hiệu suất thu hồi của cả quá trình là 66÷ 82%. Chế phẩm giống khởi động đạt mật độ từ 1011 CFU/g, độ ẩm dưới 8%

- Môi trường MRS cải biến cho VNC1 và VNC53 là (g/l) : Peptone- 10, Cao nấm men- 15, Glucose 20g; Tween 80 1g; K2HPO4.3H2O 2,62g; CH3COONa 5g; (NH4)3citrat  2g;  MgSO4.7H2O-  0,2, MnSO4.4H2O- 0,05; pH 6,5÷7,0. Tỷ lệ tiếp giống 2-6 % của dịch giống với mật độ từ 109CFU/ml. Nhiệt độ 30÷ 34oC, thời gian 12-16 giờ.

6. Đã xây dựng bộ Tiêu chuẩn cơ sở (TCCS) cho chế phẩm giống cho lên men sữa chua và phomat với chỉ tiêu chất lượng chính là mật độ tế bào sống đạt 1011CFU/g. Chế phẩm được kiểm nghiệm về độc tính cấp là an toàn, đạt chỉ tiêu VSSATTP.

7. Đã xây dựng được mô hình dây chuyền thiết bị cho sản xuất chế phẩm giống khởi động lên men sữa chua và phomat quy mô 20kg/mẻ bao gồm các thiết bị cho các công đoạn lên men, thu hồi tạo chế phẩm trong khu vực phòng sạch, có các thiết bị phụ trợ. Tiến hành sản xuất thử nghiệm trên mô hình thiết bị thu nhận được 25,95 kg giống khởi động sữa chua và 25,8 kg giống khởi  động cho phomat.

8. Đã xây dựng quy trình công nghệ và mô hình dây chuyền thiết bị để sản xuất phomat mềm với chất lượng ổn định, công suất 300kg/mẻ và đã sử dụng chế phẩm giống khởi động sữa chua và phomat để sản xuất thử nghiệm sữa chua (3000 kg) và phomat (550kg) tại công ty cổ phần sữa Ba Vì, đạt TCCS của công ty.

Như vậy, đề tài đã sản xuất được giống khởi động cho sản xuất sữa chua và phomat với mật độ tế bào sống cao và đã được ứng dụng ở quy mô nhà máy tại Công ty Cổ phần sữa Ba Vì, cho kết quả khả quan. Các sản phẩm sữa chua và phomat được sản xuất bằng chủng khởi động của đề tài đều đạt chất lượng ổn định và hương vị cảm quan được chấp nhận. Giống khởi động cho sản xuất sữa chua và phomat có thể được sử dụng thay thế các loại giống khởi động của nước ngoài, chất lượng tương đương với sản phẩm nhập ngoại. Việc sản xuất giống khởi động trong nước trong tương lai sẽ giúp tiết kiệm ngoại tệ, giảm chi phí cho nhập khẩu. Giống khởi động cho phomat cùng công nghệ và mô hình thiết bị sản xuất phomat sẽ giúp cho các công ty chế biến sữa, đặc biệt là các công ty có quy mô vừa và nhỏ có thể đa dạng hóa sản phẩm, tận dụng nguồn sữa tươi địa phương để chế biến các sản phẩm phomat, có giá trị dinh dưỡng và có thời gian bảo quản lâu dài hơn, đặc biệt trong những thời điểm sữa tươi, sữa chua tiêu thụ chậm.

Nguồn: most.gov.vn