Đang tải... (xem toàn văn)
quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun
Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== MỤC LỤC Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC 1 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== chú ý, khi làm mục lục không để dấu hai chấm ở cuối đế mục, canh chỉnh format chưa đều)Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC 1. Lịch sử và định nghĩa probiotic: 1.1. Lịch sử probiotic: Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20, Henry Tisser (1900), một bác sỹ người Pháp đã quan sát và thấy rằng phân của những đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hình trứng hoặc hình chữ Y hơn những đứa trẻ khỏe mạnh. Sau đó năm 1907,Elie Metchnikoff - người Nga, đạt giải Nobel–đã chứng minh được rằng việc tiêu thụ Lactobacillus sẽ hạn chế các nội độc tố của hệ vi sinh vật đường ruột. Ông giải thích được điều bí ẩn về sức khỏe của những người Cô-dăc ở Bulgary, họ sống rất khỏe mạnh và tuổi thọ có thể lên tới 115 tuổi hoặc hơn, nguyên nhân có thể làdo họ tiêu thụ rất lớn các sản phẩm sữa lên men, điều này được ông báo cáo trong sách “sự kéo dài cuộc sống” –The Prolongation of life (1908). Có thể nói Tisser và Metchnikoff là người đầu tiên đưa ra những đề xuất mang tính khoa học về probiotic, làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về probiotic. Năm 1930, nhà khoa học người Nhật Minoru Shirota phân lập các vi khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh. Cùng năm đó, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã chứng minh là Lactobacillus acidophilus có khả năng làm giảm bệnh táo bón thường xuyên. Các nhà khoa học đại học Havard phát hiện ra các vi khuẩn đường ruột đóng một vai trò quyết định trong quá trình tiêu hóa, giúp tiêu hóa thức ăn, cung cấp một số vitamin và các chất dinh dưỡng khác nhau mà cơ thể vật chủ không tự sản xuất ra được. Sau đó 5 năm, một trong các đồ uống lên men – đặt tên là “Yakult” từ sữa được cho là hỗ trợ sức khỏe đường ruột (intestinal health) được sản xuất. Khái niệm chung probiotics được chấp nhận ở Châu Á trong nhiều năm khi các sản phẩm lên men từ sữa probiotic đầu tiên được giới thiệu ở Châu Âu những năm của thập niên 80. 2 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== Ngày nay, các sản phẩm probiotic có chứa Bifidobacteria hoặc Lactobacillus được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến trên khắp thế giới như những nguồn thực phẩm chính giúp tăng cường sức khỏe cho con người cũng như vật nuôi. 1.2. Định nghĩa probiotic Probiotics are “ live microorganisms which when administered in adequate amounts a confer a health benefit on the host” (FAO/WHO) - Có thể định nghĩa probiotic như sau: “Probiotic là một hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn mà khi cung cấp cho người hay động vật thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ bằng cách tăng cường các đặc tính của vi sinh vật trong hệ tiêu hóa” - Đặc điểm cơ bản của probiotic +Probiotic là những vi sinh vật sống +Khi các probiotic được cung cấp với liều lượng thích hợp thì mang lại những hiệu quả mong muốn. 1.3. Vai trò và cơ chế hoạt động của Probiotic 1.3.1. Vai trò của probiotic - Tăng “thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích cả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu, cùng với việc sinh ra sIgA ở màng nhầy. - Kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, virus, nấm có hại. - Có khả năng chịu được acid dạ dày, muối mật, có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột do đó hạn chế sự có mặt của vi sinh vật có hại. - Sinh ra các chất chống lại vi sinh vật gây bệnh như ( samonella, E. coli, Clostridium …) 3 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== - Phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dạ dày… - Giảm triệu chứng dị ứng, triệu chứng không dung nạp được lactose. - Ngăn chặn ung thư đường ruột, ung thư ruột kết. 1.3.2. Cơ chế hoạt động Có rất nhiều cách giải thích khác nhau về cơ chế tác động, nhưng phần lớn các tài liệu về probiotic đề cập đến ba khía cạnh sau: (1) cạnh tranh loại trừ; (2) đối kháng vi khuẩn; (3) điều chỉnh miển dịch (Steiner, 2006). Cạnh tranh loại trừ là đặc tính đấu tranh sinh tồn điển hình của các vi sinh vật. Hình thức cạnh tranh loại trừ thường thấy ở các vi sinh vật ruột là cạnh tranh vị trí bám dính. Các vi sinh vật probiotic cư ngụ và nhân lên trong ruột, khóa chặt các vị trí thụ cảm và ngăn cản sự bám dính của các vi sinh vật khác như E. coli, Salmonella Một số nấm men probiotic (Saccharomyces cereviese; S.boulardii) không chỉ tranh vị trí bám dính của các vi khuẩn khác mà còn gắn kết các vi khuẩn có roi (phần lớn là những vi khuẩn có hại) thông qua các cơ quan thụ cảm mannose và đẩy chúng ra khỏi vị trí bám dính ở niêm mạc ruột (Czerucka và Rampal, 2002). Tuy nhiên, cạnh tranh dinh dưỡng là phương thức cạnh tranh khốc liệt nhất vì sự sinh sôi với số lượng lớn của một loài vi sinh vật nào đó là một đe dọa nghiêm trọng đối với các loài khác về nguồn cơ chất cho phát triển. Đồng thời với cạnh tranh loại trừ, các vi sinh vật probiotic còn sản sinh các chất kìm hãm vi khuẩn như lactoferrin, lysozym, hydrogen peroxide cũng như một số axit hữu cơ khác. Các chất này gây tác động bất lợi lên vi khuẩn có hại chủ yếu là do sự giảm thấp pH trong ruột (Conway, 1996). 4 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== Phản ứng miễn dịch được kích thích và hoạt tính kháng thể của vật chủ tăng lên Cạnh tranh chất dinh dưỡng: các sinh vật probiotic cạnh tranh với các vi sinh vật gây bệnh các chất dinh dưỡng quan trọng. Cạnh tranh loại trừ: các sinh vật probiotic khóa chặt các vị trí thụ cảm do đó loại trừ được các vi sinh vật gây bệnh Màng chắn: nơi các sinh vật probiotic chiếm giữ các thụ cảm trên bề mặt ruột, độc tố được loại trừ Gây bệnh: các vi sinh vật gây bệnh và chất độc của chúng bám vào niêm mạc và các thụ cảm trên ruột và phá hủy chúng Các vi sinh vật probiotic cư ngụ và nhân lên trong ruột, ngăn cản sự bám dính và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh Hình 1.3.2. Minh hoạ cơ chế tác động của probiotic Ruột là cơ quan miễn dịch lớn nhất ở động vật có vú. Giữa hệ vi sinh vật ruột và hệ thống miễn dịch có mối tương tác đặc thù. Năng lực miễn dịch thể dịch và miễn dịch tế bào của hệ thống miễn dịch đường ruột bị ảnh hưởng rất lớn bởi sự cân bằng của hệ vi sinh vật ruột (Cebra, 1999). Thông qua tương tác với hệ thống miễn dịch ruột, các probiotic có thể điều chỉnh cả miễn dịch thụ động và chủ động hoặc cả hai. Tác động điều chỉnh miễn dịch đặc hiệu của probiotic phụ thuộc vào chủng giống hoặc các loài vi khuẩn probiotic (Dugas và ctv, 1999). Tuy nhiên, cơ chế tác động của 5 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== probiotic đối với việc nâng cao chức năng miễn dịch vẫn còn chưa được hiểu biết đầy đủ. 1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn chủng vi sinh vật probiotic 1.4.1. Các tiêu chí để lựa chọn các chủng probiotic 1.4.1.1. Về mặt sản xuất - Có thể phát triển nhanh chóng với số lượng lớn trong điều kiện lên men đơn giản và rẻ. - Có thể tồn tại và phát triển trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí. - Có thể sống sót qua quá trình li tâm, lọc. đông lạnh hoặc sấy lạnh mà không mất số lượng đáng kể. - Có khả năng hoạt hóa nhanh sau khi được sử dụng. - Có thể sống sót dưới những điều kiện biến đổi khác nhau trong chế biến thực phẩm bao gồm cả các quá trình nhiệt độ cao trên 45 0 C cũng như chịu đựng được nồng độ ethanol và sodium clorine cao. 1.4.1.2. Khả năng sống sót trong ruột - Khả năng chịu được các dịch tiêu hóa + Acid dạ dày và muối mật ảnh hưởng mạnh đến sự sống sót của vi sinh vật. + Các chủng có khả năng phát triển và thực hiện qúa trình trao đổi chất dưới sự có mặt của lượng mật sinh lý (lượng mật bình thường trong cơ thể người). Thì có khả năng sống sót tốt hơn trong suốt quá trình ở trong đường ruột. - Khả năng cư trú trong ruột + Khi các vi khuẩn có lợi có khả năng bám chặt vào tế bào bên trong đường ruột, chúng mới có khả năng cư trú tạm thời khoảng một thời gian trong hệ thống ruột. + Những chỗ cư trú gần các mô bào và màng nhầy khá giàu chất dinh dưỡng, đối với một số vi sinh vật gây bệnh đường ruột thì khả năng 6 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== bám chặt được xem là điều kiện trước hết đối với việc xâm chiếm và lây nhiễm. 1.4.1.3. Đặc tính riêng - Có khả năng sử dụng probiotic (oligosaccharides, inulin, tinh bột) để phát triển. - Khả năng tổng hợp hay sử dụng vitamin ( Nhóm B, folate, vitamin k) - Có khả năng ngăn chặn các mầm bệnh: Samonella, typhimurium, Clostridium perfringens, Clostridium difficile, Escherichia coli, Candida albicans… - Có hoạt tính beta-galactosidase - Có khả năng tổng hợp acid, hydrogen peroxide, các bacteriocin - Có thể sử dụng kết hợp với các vi sinh vật khác. 1.4.1.4. Tính an toàn - Không gây độc, không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. 1.4.2.Các chủng vi khuẩn thường dùng làm probiotic Hiện nay, các chủng vi khuẩn được sử dụng với vai trò là các probiotic chủ yếu thuộc Lactobacillus và Bifidobacterium , ngoài ra Enterococcus và Streptococus cũng được sử dụng ít hơn. Những vi khuẩn này thường cư trú trong ruột. Một số chủng tiêu biểu bao gồm Lactobacillus acidophilus, gồm Lactobacillus casei, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnous, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium bifidum. Bên cạnh những vi khuẩn còn có nấm men Saccharomyces boulardii cũng được xem là probiotic. 7 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== Bảng 1.1. Những vi sinh vật được sử dụng làm probiotic ở người 1.4.3. Chủng Lactobacillus Hầu hết các vi sinh vật acid lactic đều thuộc họ lactobacillaceae và được sắp xếp vào 4 chi: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus và Leuconotoc. Đặc điểm chung + Về mặt hình thái: vi khuần lactic có dạng lưỡng cầu, tứ cầu, liên cầu và dạng hình que, đứng đơn độc hoặc thành chuỗi. + Khả năng sinh tổng hợp của các vi khuẩn lactic thuộc dạng yếu. + Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao. Để sinh trưởng bình thường, ngoài một nguồn carbon, chúng cần nitơ một phần dưới dạng các acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng và chất khoáng. Vai trò của vi khuẩn lactic: + Sinh ra acid lactic, tạo ra nhiều chất chống vi khuẩn khác nhau như acid hữu cơ, diacetyl, hidrogen peroxide và các bacteriocin nên ngăn cản được sự hiện diện và phát triển của các vi khuẩn gây bệnh. 8 Chủng lactobacillus Chủng Bifidobacterium Các chủng vi khuẩn lactic khác Các chủng vi sinh vật khác L. acidophilus L. amylovorus L. casei L.rhamnosus L. caucasicus L. crispatus L. paracase L. plantarum L. reuteri B. adolescentis B. bifidum B. breve B. infantis B. lactis B. longum Enterococcus faecium Enterococcus faecalis Lactobacillus lactic Bacillus subtilis Saccharomyces Boulardii Saccharomyces Cerevisiae. Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== + Phòng ngừa và ngăn chặn rối loạn tiêu hóa, giúp cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột, khôi phục lại cân bằng vi khuẩn tự nhiên trong cơ thể. + Chuyển lactose thành acid lactic, hạn chế dị ứng do cơ thể không dung nạp được lactose. + Một số vi khuẩn lactic có khả năng bảo vệ chống lại sự phân hủy và đột biến AND in vitro và in vivo. 1.4.4. Loài lactobacilli + Lactobacilli sống chủ yêu ở ruột non với khoảng 10 2 – 10 5 cfu/ml ruột hồi, và ít hơn 1% trong ruột kết. + Đến nay người ta đã tìm thấy 56 loài thuộc giống Lactobacillus. Lactobacilli được sử dụng như các probiotic bao gồm: L. Bulgaricus. L. Casei, L. Cellobiosus, L. Crispatus, L. Fermentum,… Cơ chế tác động: + Sinh ra acid lactic, hydrogen peroxide, một số chất giống bacteriocin ngăn chặn sự phát triển của một số vi khuẩn và nấm, sinh ra các biosurfactant có thể bảo vệ chống một số vi khuẩn bám vào biểu mô. + Lactobacilli còn điều chỉnh các tế bào miễn dịch bằng cách kích thích hoạt động của lympho bào, các đại thực bào và giảm cytokine. 1.4.5. Lactobacillus acidophillus - Thường có mặt ở ruột non và giúp giữ cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, được xem như là một chất kháng sinh tự nhiên chống lại các vi sinh vật có hại. - Lên men cellobiose, galactose, laxctose, maltose và sucrose. Không lên men được mannitol, melezitose, rhamnose, sorbitol và xyloseo. - Giúp cho việc sinh ra hay hấp thụ vitamin B (folic acid, niacin). Giúp giảm cholesterol trong máu và giải được một số độc tố. 9 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== - Nguồn cung cấp: sữa chua, có giá trị lâu dài trong việc chữ bệnh cũng như có những giá trị dinh dưỡng cần thiết. - Tác dụng chính của Lactobacillus acidophillus: + Sinh ra một số chất kháng sinh mạnh trong ruột bao gồm acidophilin, acidolin, lactocidin và becteriocin giúp ngăn chặn khả năng sinh trưởng của một số loài vi sinh vật gây bệnh như campylobacter, listeria và staphylococci. + Sinh enzyme lactase giúp phân giải đường sữa. + Làm giảm sự phát triển của các u bướu, có khả năng trung hòa hiệu quả và ngăn chặn các chất gây ung thư + Làm giảm cholesterol trong máu. 1.4.6. Lactobacillus rhamnosus - Lactobacillus rhamnosus đặc biệt liên quan đến sự phòng ngừa hay giảm bớt những rối loạn đường ruột như tính không dung nạp được đường lactose, bệnh tiêu chảy do virut hay vi khuẩn gây ra, táo bón, viêm đường ruột, dị ứng thức ăn. - Ngoài ra Lactobacillus rhamnosus tăng cường hoạt động của hệ miễn dịch + Tăng bạch huyết cầu lên 3 lần so với bình thường. + Sự lưu thông của các chất kháng sinh cũng tăng lên 6-8 lần. + Tăng mức globulin miễn dịch và hoạt hóa trực tiếp các đại thực bào. 1.4.7. Lactobacillus casei - Vai trò: + Tiết “ peptidoglucan” kích thích sự thực bào bằng các tế bào thực bào. Thành tế bào của Lactobacillus casei có chứa “ teichonic acid” có vai trò quan trọng trong khả năng bám chặt của vi khuẩn này vào các tế bào biểu mô. 10 [...]... Escheriachia coli gây ra 20 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== Hình 1.2: Hình ảnh một số Probiotic a: Bacillus licheniformis 21 b: Bacillus subtilis Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== 3 Công thức chế phẩm probiotic Bảng 2: Tóm tắt... và cơ chế sấy phun Việc bố trí cơ cấu phun, cửa cấp tác nhân sấy vào buồng sấy, hình dạng và kích thước buồng sấy, phương pháp tách sản phẩm sấy ra khỏi khí thải Có ảnh hưởng lớn đến sự hoà trộn đồng đều giữa dòng tác nhân sấy và dòng hạt vật liệu sấy, tức là ảnh hưởng lớn cường độ sấy, chất lượng và năng suất quá trình sấy 30 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ======================================================... sót của vi khuẩn lactic trong điều kiện cực đoan 34 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== CHƯƠNG III: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT SỮA CHUA 1.GIỚI THIỆU CHUNG BỘT SỮA CHUA Sữa chua là sản phẩn lên men từ sữa với vi khuẩn S thermophilus và L.bulgaricus rất giàu protein Sản phẩm này được người tiêu dùng ưa chuộng bởi hương... thành sản phẩm Hình 3.1 Một số hình ảnh sản phẩm bột sữa chua Để nâng cao thời gian bảo quản của sữa chua, có thể thực hiện bằng cách hạ thấp hàm lượng nước có trong sản phẩm với việc loại nước của Whey Hoặc một cách khác 35 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== nữa là sấy khô ví dụ như sấy đông khô, sấy phun hoặc sấy bằng. .. ở điều kiện lạnh Bột này có thể được tạo ra bằng các phương pháp khác nhau như sấy thăng hoa, sấy phun, sấy bằng vi sóng và sấy chân không Sấy thăng hoa cho đến nay đánh giá là phương pháp tốt nhất nhằm sấy khô sản phẩm có chứa vi khuẩn với khả năng suy trì tỉ lệ sống cao Tuy nhiên, chi phí sấy thăng hoa đã cản trở quá trình đưa phương pháp này vào quy mô sản xuất lớn Hiện tại, sấy phun được nghiên... suất, kích thước hạt phun, nhiệt độ sấy, thời gian sấy, kích thước và dạng buồng sấy) Hệ thống sấy phun có những nhược điểm sau: Lưu lượng tác nhân lớn, tốn kém trong khâu chuẩn bị dung dịch (nguyên liệu sấy) và hệ thống phun có giá thành cao, hệ thống có kích thước lớn, nhất là khi sử dụng tác nhân sấy có nhiệt độ thấp 28 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ======================================================... bị sấy được sử dụng rộng rãi nhất là trong công nghiệp sữa 2 Sấy phun: Mục đích: nhằm cấp nhiệt để làm bốc hơi nhanh lượng nước trong dung dịch sau phối trộn, tạo ra sản phẩm dạng bột mịn (không cần nghiền) với độ hút ẩm thấp, bảo quản được lâu Dùng thiết bị phun để thực hiện quá trình sấy phun dịch chanh Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình: 26 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp. .. tin của một vài sản phẩm probiotic có mặt trên thị trường VI SINH VẬT SỬ DỤNG VÀ MẬT ĐỘ SẢN NƯỚC SẢN PHẨM BioGuard E.lac BioSix Lactacids Adepro Lactizym Ferment XUẤT Việt Nam Hàn Quốc Việt Nam Việt Nam Việt Nam Việt Nam Trung Quốc 25 (CFU/G) Vi khuẩn Lactic Bacillus 107 2 x 107 5 10 7 10 107 6 x 105 109 Nấm men 4 x 107 105 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ======================================================... ung loét trong hệ thống tiêu hóa ( do vi khuẩn Helicobacter Pylori gây ra) có liên quan đến chế độ ăn uống hàng ngày do ít sử dụng các sản phẩm sữa lên men và rau quả, sử dụng quá nhiều sữa, thịt, tinh bột 16 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== + Vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh... phun ra có dạng hình nón với góc đỉnh bằng từ 90 - 1400 Các van phun thuỷ lực được ứng dụng rộng rãi hơn Nguyên tử hoạt động của chúng là ḍòng dung dịch phun ra gặp ḍòng không khí hoặc hơi quá nhiệt có mật độ 29 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== lớn Do chênh lệch tốc độ mà xuất hiện lực ma sát làm cho dung dịch . Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== MỤC LỤC Chương 1 – TỔNG QUAN VỀ PROBIOTIC 1 Quy trình sản xuất bột sữa. hàng ngày do ít sử dụng các sản phẩm sữa lên men và rau quả, sử dụng quá nhiều sữa, thịt, tinh bột. 16 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== +. của probiotic phụ thuộc vào chủng giống hoặc các loài vi khuẩn probiotic (Dugas và ctv, 1999). Tuy nhiên, cơ chế tác động của 5 Quy trình sản xuất bột sữa chua probiotic bằng phương pháp sấy phun ====================================================== probiotic