ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Lý thuyết: Các thành phần của sữa, đặc điểm, tính chất của các thành phần trong sữa; Các quá trình biến đổi của sữa trong quá trình bảo quản sữa; .... Các dạng bài tập: tính toán tỷ trọng, hàm lượng chất béo, độ tươi, độ chua của sữa...
Trang 1ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA VÀ CÁC SẢN
- Hàm lượng nước trong sữa chiếm 78%/lít sữa
- Phần lớn lượng nước ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người talàm bốc hơi nước ở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột lànhững sản phẩm dễ vận chuyển và dễ dàng bảo quản hơn sữa tươi
1.2 Lipid:
- Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa
+ Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng Có lại sữa ítbéo, khoang 3g/100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g/100ml sữa VD:đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3,9%
+ Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ (3-4um)
+ Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống,tùy từng con vật, thời gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa
+ Các hạt chất béo kích thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo
có kích thước nhỏ Khi để sữa yên lặng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽnổi lên trên bề mặt thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa
- Chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhua, trong đó 2/3 là acid bé no vàcòn lại là acid béo không no Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiềuacid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ: acid caproic)
+ Chất béo của sữa cũng dễ xảy ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thànhphần và tính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy hóa… làm giảm chất lượngcủa sữa và làm lỏng sữa
+ Ngoài chất béo thuộc nhóm lipid của sữa còn có phosphatit và một số chất khácnhưng hàm lượng không nhiều, phosphatit có khoảng 0,5-0,7 g/lít sữa, trong đó chủyếu là lecithin
Trang 2- Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozin
- Protein ở trạng thái không bền: gồm phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat vàcanxi phosphat Trong đó có: casein, lactobumin, lactoglobulin chiếm 6% trongtoàn bộ lượng protein trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàmlượng không đáng kể
NH2-R-COOH ↔ NH3-R-COOCasein + kim loại (K, Na, Mg) → caseinat + canxi phosphat → canxiphosphat caseinat(mixen)
+ Casein đều được phosphoryl hóa: casein K – có tỷ lệ phosphoryl thấp nhất và bềnkhi có mặt canxi
+ Casein anpha và beta: ở pH=7, nhiệt độ 20 độ C + CaCl2 0,4M sẽ kết tủa
+ Casein K:
Ở pH=7, nhiệt độ 20 độ C + CaCl2 0,4M vẫn ở dạng hào tan
Chứa glucid (5%)
Chứa 2 gốc cys/mol không có cầu di truyền
Có khả năng ổn định các casein khác bơi ion Ca2+, tạo hệ phức mixen dạng keo bềnvững
Dễ bị thủy phân bởi chymosin ở dạng liên kết peptid giữa Phe105 và Met106 do đó sữa
Trang 3+ Casein anpha, beta, K có đường kính 20nm, đầu kị nước vào trong.
+ Casein K nằm phía ngoài rất háo nước, giống bộ rễ tự do và mềm dẻo, dày 7nmnổi trong sữa, bảo vệ cho canxi
- Khả năng động tụ của casein – tác động của enzyme
Casein bị thủy phân dưới tác dụng của renin (protease) phá hủy vỏ háo nước của casein do đó các canxi dễ tiếp cận với anpha, beta-casein tạo gel
K-Khả năng tạo gel sẽ giảm khi đun ở nhiệt độ cao (120 độ trong 15 phút)
- Khả năng đông tụ của casein – lên men lactic:
Sữa tươi có pH là 6,6-6,7 và các mixen, mang điện tích âm, đẩy nhau và tồn tại ở dạngkeo Khi giảm pH và quá trình lên men lactic thì các ion H+ của acid sẽ liên kết với cácmixen casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích, dẫn đến đông tụ mixen casein
Lactabumin: Sau khi kết tủa cansein bằng acid, phần nước sữa còn lại (whey)
+ Khi đun trên 60 độ C, phản ứng tạo cầu sunfua với các casein
+ Ở nhiệt độ cao, các hợp chất chứa lưu huỳnh (H2S) được giải phóng, tạo mùi(cooker flavor) cho sữa
1.4 Glucid:
- Lacrose chiếm vị trí hàng đầu trong glucis sữa
- Tồn tại ở 2 dạng tự do và liên kết với các protein và các glucus khác
- Tye lệ lactose tự do/lactose liên kết là 8/1
- Có 2 dạng: anpha và beta-lacrose
- Lactose:
Trang 4+ Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen.
+ Khi khử trùng, một phần lacrose bị caramen hóa nên màu cửa sữa sau khi khửtrùng thường sẫm hơn lúc chưa khử trùng, đồng thời lactose có thể kết hợp với cácnhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanodin có màu sẫm:
C12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6+ Tác dụng của vi khuẩn lactic → lactose → acid lactic → sản xuất phô mai và sữachua
+ Tác dụng của vi khuẩn propiotic → lactose → acid ptopionic, acid acetic và khíCO2
1.5 Chất khoáng:
- Hàm lượng chất khaongs trong sữa khoảng 0,6-0,8%
- Hàm lượng chất khoáng trong sữa bò khoảng 0,7%
- Các muối Clorua (KCl, NaCl2, CaCl2, MgCl2 ), các muối phosphat (KH2PO4,K2HPO4, NaH2PO4, Na2HPO4 ), các muối citrat (K2C6H6O7,Na2C6H6O7 )
- Muối canxi có ý nghĩa quan trọng đối với người già và trẻ em:
+ Tỷ lệ Ca/P = 1/1,31 dạng dễ hấp thụ: Mg (12mg%), K (113-117mg%), Na 22mg%)
(30-+ Tỷ lệ K/Na = 3,3
- Ý nghĩa của chất khoáng:
+ Muối Canxi có ý nghĩa quan trọng: Ca thấp → sữa sẽ không đông tụ hoặc đông tụchậm
+ Muối của acid phosphoric: giữa cân bằng hệ keo của sữa
+ Muối K, Na: giữ cân bằng muối trong sữa
+ Muối acid limonic: có vai trò quan trọng tạo chát thơm cho sữa
1.6 Vitamin:
Trong sữa bò có rất nhiều loại viatmin tan trong chất éo (A, D, K, E ), nhóm vitamin tantrong nước (B1, B2, B12, C, PP )
Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức
ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loài gia súc
- Vitamin A:
+ Có nhiều trong sữa, nhất là trong sữa non và chế phẩm cb từ sữa nhất là trong bơ.+ Hàm lượng vitamin Acecook trong sữa khoảng 0,2-2 mg/l
Trang 5- Vitamin B1: chứa khoảng 0,4mg/l Trong quá trình khử trùng và bảo quản, hàmlượng vitamin B1 giảm dần, có thể giảm tới 15-20% hoặc hơn.
- Vitamin B2: chứa khoảng 1,7mg/l Hàm lượng vitamin b2 có nhiều nhất là trongsữa non, vitamin B2 giảm dần khi vắt
- Vitamin PP: chứa khoảng 1,5mg/l Vitamin PP được tổng hợp ngay trong cơ thểcon bò
- Vitamin C: chứa khoảng 5-20mg/l có nhiều nhất trong sữa non Vitamin C bị biếđổi nhiều khi tiệt trùng
- Vitamin D: trong sữa khoảng 0,002mg/l Vitamin D không bị biến đổi trong quátrình khử trùng sữa
Catalase: sữa vắt từ bò bị bệnh viêm tuyến sữa thì hàm lượng catalase cao.Enzyme bị phá hủy ở nhiệt độ 75 độ C sau 60 giây
Photphatase: xâm nhập vào sữa, phosphatase kiềm (9-10), acid (4-4,3).Phosphatase kiềm bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng (60 độ C trong 30phút) 80 độ C
Protease: tuyến sữa, điều kiện tối ưu là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ từ 37-42 độ
C, phá hủy hoàn ở 75 độ C
1.8 Các chất khí:
- Các khí: N2, CO2, O2
- Hàm lượng các chất khí trong sữa không nhiều khoảng 50-90 ml/lít sữa
- Các chất khí thường tạo thành các bọt khí ở trong sữa, bọt khí này là nơi thíchhợp cho các loại VSV ẩn nấp và phát triển
- Sữa càng có nhiều chất khí càng không có lợi
- Trong quá trình khử trùng, hàm lượng chất khí trong sữa giảm
Trang 62 Tính chất hóa học, vật lý của các thành phần sữa
SNF – Hàm lượng chất khô không mỡ (%)
W – Hàm lượng nước (%): W = 100 – F – SNF
Ví dụ: với F=3,2; SNF=8,5 Tính d15,5℃ → d15,5℃ =
1003,2
0,93+
8,51,608+(100−3,2−8,5) = 1,036g/m3
- Giá trị trung bình: 1,8 centipa
- Theo SI: 1pascan = 1N/s; 1poa = 0,1 pascan giây (Ns/m2); 0,01poa = 1 centipa
- Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần sữa:
+ Như protein còn các muối lactose không ảnh hưởng tới độ nhớt
Trang 7+ Hàm lượng chất béo càng cao thì độ nhớt càng cao.
- Độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ:
+ Khi nhiệt độ tăng lên đến 60 độ C thì độ nhớt giảm nhưng nếu ở nhiệt độ cao hơnthì độ nhớt lại tăng
+ Do khi đun nóng đến 60 độ C sẽ tăng tốc độ chuyển động của các phân tử (tínhchất chung của phần lớn các dung dịch), còn khi trên 60 độ C lại do sự thay đổi hóa
lý của các protein khiến cho các phân tử của chúng lớn lên
Sữa cô đặc có độ nhớt tăng lên 2-3 lần
Sữa cô đặc có độ nhớt: 20-30 poa, do tính chất protein thay đổi, có thêm đường
c Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng:
Áp suất thẩm thấu trong sữa:
Mối quan hệ giữa áp suất thẩm thấu vào nhiệt độ đóng băng:
- Từ nhiệt độ đóng băng có thể tính được áp suất thẩm thấu theo định luật Mariot:
Boyle 1 phân tử gam chất/1 lít dung dịch tạo áp suất 22,4at Nhiệt độ đóng băng củadung dịch đó so với nước giảm đi 1,86 độ C
+ Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,555 độ C thì áp suất thẩm thấu là:
- Sự tạo bọt tong quá trình sấy, cô đặc… liên quan đến sức căng bề mặt của sữa
- Đơn vị đo: dyn/cm2 = 10-3 N/m
- Sức căng bề mặt của sữa nguyên liệu là 42,4 – 46,5 dym/cm; sữa gầy 47,2-51,9dym/cm (của nước là 72,7 dym/cm)
Trang 8- Độ dẫn điện trong sữa là 46.10-4 Ω (trong khoảng 38.10-4 – 60.10-4)
- Độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian có thai, giống giá súc vàbệnh tật
- Khi pha nước, độ dẫn điện giảm
- Khi độ acid tăng, độ dẫn điện tăng
f Nhiệt dung riêng:
- Nhiệt dung riêng được xác định bằng lượng nhiệt cần thiết để đun nóng 1 đơn vịkhối lượng 1kg lên 1 độ C
- Ở nhiệt độ cao hơn, khi toàn bộ mỡ sữa ở trạng thái lỏng, nhiệt độ sẽ giảm khihàm lượng chất béo tăng
- Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt chậm
- Hệ số dẫn nhiệt (a) là tỷ số giữa hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng: a =/C.Đơn vị đo hệ số dẫn nhiệt: m2/s hoặc m2/h: 1m2/h = 2,778.10-4 m2/s
- Hệ số dẫn nhiệt càng cao thì quá trình đun nóng hay làm lạnh càng nhanh
2.2 Tính chất hóa học:
a Độ acid chung:
- Độ acid chung bằng độ Thorner (0T) được tính taons qua trọng lượng ml NaOH0,1N để trung hòa acid tự do có trong 100ml sữa hoặc độ Dornic (0D) với NaOH0,125N hoặc theo % acid lactic
- Độ acid phụ thuộc:
Trang 9+ Các muối acid phosphoric và limonic.
+ Các protein (casein, albumin, globumin)
+ CO2 tồn tại dưới dạng hòa tan trong sữa
- Cơ sở tính toán độ acid chung: NaOh + C3H6O3 → C3H5O3Na + H2O
- Đương lượng phân tử của acid là 90 1ml NaOH = 10T; 1 ml NaOH tương đương0,09% acid lactic
c Tính chất oxy hóa khử của sữa:
Trong thành phần sữa có rất nhiều chất có khả năng dễ bị OXH, bị khử: protein, lipid,lactose, vitamin C, vitamin E, B2, enzyme, chất màu…
rH2 = E h
0,029+2 pH ở nhiệt độ 18 độ CThế OXH-K E h hoặc rH2 cho phép đánh giá các quá trình sinh năng lượng xảy ra trong
Trang 10Cl-+ Các muối này hòa tan trong sữa mang tính chất là những dung dịch đệm, do đósữa luôn có pH = 6,7.
+ Các muối kém hòa tan: canxi phosphat, trobasic tồn tại ở dạng keo
Dung dịch huyền phù:
- Các protein trong sữa ở dạng phân tử lớn có kích thước từ 15-200nm
+ Albumin: 15-50nm
+ Globumin: 25-50nm
+ Casein: 40-200nm, do có kích thước lớn nên rất dễ dàng hút nước
- Khi nhóm này phân ly sẽ tạo thành các điện tích dương và âm với số lượng xácđịnh
- Hai yếu tố (háo nước và có điện tích) thường quy định sự bền vững của protein
ở dạng keo Khi hai yếu tố này bị phá hủy sẽ dẫn đến sự dông tụ protein và sữa
- Yếu tố háo nước quan trọng hơn độ bền của sữa, độ háo nước cao sẽ không bịđông tụ ngay cả ở điểm đẳng điện
Dung dịch nhũ tương:
- Là các hạt cầu mỡ trong sữa:
+ Kích thước cầu mỡ trong sữa xác định sự biến đổi chất béo vào sp trong hàng loạtcác quá trình công nghệ (ly tâm, đồng hóa, quá trình sản xuất phô mai, bơ)
+ Số lượng trung bình trong 1ml sữa có khoảng 3000-4000 triệu cầu mỡ với đườngkính trung bình 3um (giới hạn dao động 0,3-10um)
+ Nhũ tương chất béo của sữa khá bền vững, không phá vỡ khi thanh trùng, tiệttrùng, làm lạnh tới nt thấp, tác độn cơ học của bơm, cánh khuấy vẫn không làmphá vỡ được màng bao cầu mỡ
3 Thành phần chất lượng của sữa nguyên liệu
Trang 114 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần, chất lượng của sữa
4.1 Các yếu tố ảnh hưởng thành phần của sữa:
a Giống bò:
Chọn giống bò Jersey do các thành phần dinh dưỡng có trong sữa bò gần như bằng nhau
a Chu kì vắt sữa:
- Hàm lượng chất béo và protein trong sữa là cao nhất trong giai đoạn đầu và cuối
thời kỳ cho con bú và thấp nhất khi sản lượng sữa cao nhất cho đến thòi kỳ trungbình
- Thông thường, sự gia tăng sản lượng sữa đi cùng giảm tỷ lệ chất béo và protein
trong sữa
- Sữa đầu có sự khác biệt rõ ràng nhất về hình thức, cấu trúc và thành phần.
- Trong các thời kì vắt sữa tiếp theo, sự thay đổi thành phần không quá rõ rệt nếu
các yếu tố khác không có biến đổi đặc biệt
- Trong sản xuất nên thu nhận:
+ Sữa từ ngày 25-30 để sản xuất: do các thành phần dinh dưỡng gần bằng nhau
+ Sữa các ngày đầu: sẽ dùng cho bê uống
b Tình trạng sức khỏe:
- Khi bò đau ốm, thành phần, sản lượng sữa biến đổi rõ rệt.
- Các bệnh đường ruột, sản lượng sữa giảm, thậm chí ngừng hẳn.
- Bệnh lao làm giảm lượng lactose, chất béo giảm khoảng 1%, protein tăng 5-7% do
tăng lactobulin, lactobumin
- Bệnh viêm vú làm giảm hàm lượng chất béo, protein, muối khoáng tăng, lactose
giảm…
c Thức ăn:
- Thức ăn thô:
+ Nguồn thức ăn thô xanh: chủ yếu là cỏ Thức ăn thô chủ yếu là rơm
+ Không có loại thức ăn nào khác có thể thay thế hoàn toàn được cho cỏ
+ Một bò sữa 400kg cần ăn 20-30kg cỏ tươi và 2-3kg rơm, có thể sản xuất 5kgsữa/ngày
- Khi giảm lượng thức ăn thô (cellulose) thì hàm lượng chất béo trong sữa giảm đi.
- Thức ăn giảm glucid như củ cải đường với mức 15-30kg/ngày kích thích sự tăng
sản lượng sữa và hàm lượng chất béo trong sữa
- Có thể sử dụng cho bò ăn các loại phụ phẩm như bã bia, bã đậu nành, bã sắn…
- Các chế phẩm:
+ r(BST): làm tăng tiết sữa 15-20%
+ Enzyme Feedadd NC3: bổ sung vitamin B, D giúp hấp thu tốt, tăng năng suất sữa
Trang 12- Các chế phẩm giúp bò:
+ Tiêu hóa tốt
+ Tăng năng suất sữa
+ Bổ sung các vitamin, khoáng chất
→ Làm thay đổi tỷ lệ các thành phần có trong sữa thành phẩm
d Các yếu tố khác:
- Mùa:
+ % lipid và protein trong sữa là cao nhất trong mùa thu và mùa đông, thấp nhất trongmùa xuân và hè
+ Có mùa xuân tươi tốt, ít chất xơ làm giảm chất béo sữa
+ Thời tiết nóng và độ ẩm cao làm giảm chất lượng chất khô, bò tăng khả năng phânloại thức ăn dẫn đến lượng lương thực thô xanh và lượng chất xơ thấp hơn
- Tuổi: hàm lượng protein trong sữa giảm dần theo tuổi.
4.2 Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sữa:
Thay đổi tỷ lệ thành phần của sữa cũng gián tiếp làm thay đỏi chất lượng sữa
a Yếu tố cá thể:
- Tuổi có thai lần đầu: thể vóc kém dẫn đến chậm thành thực về tính, bầu vú phát
triển kém, năng suất sữa không cao
- Tuổi của bò cái: bước vào giai đoạn 7-9 năm tuổi, sản lượng sữa bò giảm hẳn.
- Thời gian phối giống: thời gian phối giống chuẩn giúp sức của bò cd cải thiện, từ
đó chất lượng và thời gian cho sữa của bò cũng tăng theo
b Chu kì vắt sữa:
- Sữa đầu:
+ Có màu vàng tối
+ Dễ bị đông tụ khi gia nhiệt d chứa nhiều albumin, globumin
+ Hàm lượng muối khoáng cao, lactose thấp
+ Chứa nhiều chất miễn dịch và các licoxit có tác dụng bảo vệ cơ thể bê
+ Có chức năng sinh hóa và dinh dưỡng đặc biệt với bê
+ Không dùng trong công nghiệp chế biến
c Tình trạng sức khỏe:
- Vi khuẩn bệnh lao: tồn tại kéo dài trong sữa, thậm chí sau khi lên men.
- Vi khuẩn sảy thai truyền nhiễm: mãn tính có thể bị thải qua sữa trong vòng 7-8
năm, xử lý nhiệt 60 độ C trong 30 phút có thể làm mất đọc tính vi khuẩn
Trang 13- Vi rút gây nở mồm long móng: có thể nhiễm vào sữa, tiêu diệt ở 50 độ C.
- Virut bệnh than: ở bò cũng có khả năng nhiễm vào sữa Sữa này phải bỏ đi.
d Các yếu tố khác
- Chế độ chăm sóc:
+ Chế độ sinh hoạt, giải trí có ảnh hưởng đến chất lượng sữa bò
+ Chất lượng sữa bò cao hơn khi bò được nuôi theo chế độ đặc biệt
- Khí hậu: Thời tiết mát mẻ, thông thoáng sẽ giúp lượng sữa tăng rõ rệt so với khi
sản xuất trong thời tiết rét, ẩm ướt hay nóng nực
- Dinh dưỡng:
+ Khi mức độ dinh dưỡng thấp, bò sẽ không đủ năng lượng để tổng hợp sữa
+ Thừa dinh dưỡng sẽ dẫn đến khả năng béo phí – nguyên nhân kìm hãm khả năng tạosữa ở bò cái
4.3 Các yếu tố cơ học ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng sữa:
a Nhiệt độ:
- Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp các chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng,
độ nhớt của sữa sẽ thay đổi chút khi ta so sánh với sữa vừa thu hoạch từ cơ thể bòmẹ.casein, ion canxi, phosphat thoát ra khỏi mixen dưới tác dụng của nhiệt độ thấp
sẽ làm giảm kích thước mixen trong sữa
+ Sản phẩm thủy phân, giải phóng các acid béo tự do, đặc biệt là các acid béo có phân
tử lượng thấp như acid butyric, acid caproic làm cho sữa có mùi ôi khét
c Oxy hóa và ánh sáng:
Dưới tác dụng của Oxy và ánh sáng mặt sẽ diễn ra:
- Phản ứng phân giải acid amin.
- Quá trình OXH diễn ra nhanh hơn.
→ Sữa có vị kim loại
d Quá trình nuôi bò, vắt, xử lý sữa sau khi vắt:
Trang 14- Con vật cho sữa:
+ Bò nằm nhiều làm cho vú dễ bẩn, nhiễm khuẩn
+ Con vật pahir trong tình trạng vệ sinh tốt trước và sau khi vắt sữa
+ Vú bò bẩn dẫn đến vi khuẩn vào sữa làm giảm chất lượng sữa
+ Bò nhiêm bệnh hoặc đang sử dụng kháng sinh không được lấy sữa
- Môi trường xung quanh:
+ Môi trường xung quanh khu vực nuôi bò có rất nhiều VSV, chất bẩn
+ Cần được vệ sinh sạch sẽ, tránh bụi
- Người vắt sữa: người vắt sữa có thể lây vi khuẩn sang cho bò qua quần áo, tay
- Thiết bị, dụng cụ:
+ Các dụng cụ đựng sữa và các dụng cụ liên quan đến quá trình vắt sữa là nguyênnhân quan trọng gây nhiễm VSV vào sữa
+ Cần được bảo vệ sạch sẽ, nếu có điều kiện vô trùng cẩn thận
- Quá trình vận chuyển sữa đến ni bảo quản:
+ Sau khi vắt, trong sữa có một lượng VSV từ vú bò, môi trường
+ Cần đem đến nơi bảo quản, duy trì ở nhiệt độ thấp càng sớm càng tốt tránh sự biếnđổi bởi không mong muốn của sữa
Trang 155 Các quá trình biến đổi của sữa trong quá trình bảo quản sữa
5.1 Biến đổi hóa học và hóa sinh:
Thủy phân chất béo (lipolysis):
- Khi các triglycerid tồn tại dưới dạng các hạt cầu béo, enzyme lipase rất khó xúc
tác với cơ chất, do đó quá trình thủy phân chất béo khó xảy ra hoặc xảy ra với tốc
độ rất chậm
- Khi hạt cầu béo bị phá hủy do các va chạm cơ học, sự tạo phức giữa enzyme lipase
và cơ chất triglycerid sẽ được thúc đẩy làm tăng quá trình thủy phân lipid
- Việc thủy phân chất béo, giải phóng acid butyric, acid caproic làm cho sữa có
mùi ôi khét
OXH chất béo:
- Các acid béo không bão hòa có trong sữa rất dễ bị OXH tại vị trí các nối đôi trong
phân tử của chúng
- Kết quả tạo ra các hydroperoxit và làm cho sữa có mùi kim loại.
- Các phản ứng OXH chất béo không bão hòa càng được tăng cường khi có mặt
muối sắt và đồng
- Khi để sữa tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời, tốc độ phản ứng OXH sẽ diễn
ra nhanh hơn → khống chế quá trình OXH chất béo
- Hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trong sữa bằng phương pháp bài khí trước khi bảo
quản
- Tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời.
- Sử dụng các chất chống OXH như đoecyl gallate.
- Thanh trùng trên 80 độ C cũng hạn chế được quá trình OXH.
Thủy phân protein (proteolysis):
Xúc tác bởi hệ enzyme protease
- Một số peptid mạch ngắn sau thủy phân làm cho sữa có vị đắng.
- Enzyme protease kiềm do tuyến vú tiết ra với cơ chất xúc tác thường là các
beta-casein làm tăng hàm lượng γ-beta-casein có trong sữa
Trang 16- Protease do VSV nhiễm vào sữa tiết ra (chủ yếu là nhóm các vi khuẩn cận ưa lạnh)
gây nên sự biến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị của sữa
- Trong sữa thanh trùng hoặc tiệt trùng UHT, đôi khi người ta vẫn phát hiện thấy
hoạt tính protein bền nhiệt từ vi khuẩn như Pseudomonas Fluorescens
Phân hủy acid amin:
- Ánh sáng mặt trời + sự có mặt của oxy trong sữa + thời gian bảo quản cao → các
phản ứng phân hủy acid amin: desamin hóa (desamination) + decacboxyl hóa(decacboxylation) → cetocid, acid không bão hòa, khí NH3, CO2 – làm thay đổisâu sắc thành phần hóa học và mùi vị của sữa
Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác:
- Nhóm vi khuẩn lactic → chuyển hóa đường lactose thành acid latic thoe chu trình
đường phân → xuất hiện acetaldehit, diacetyl, aceton, các acid hữu cơ trong sữa
- Nhóm vi khuẩn propionic → quá trình tổng hợp năng lượng, chúng chuyển hóa
đường → acid propionic, acid acetic, khí CO2 và nhiều sản phẩm phụ khác
5.2 Biến đổi vật lý:
- Một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ nhớt, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa
phụ thuộc vào nhiệt độ
- Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp các chỉ tiêu trên sẽ thay đổi chút khi ta so sánh
với sữa vừa thu hoạch từ cơ thể bò mẹ
- Nhìn chung, các biến đổi vật lý của sữa trong quá trình bảo quản là không đáng kể.
5.3 Các biến đổi hóa lý:
Thay đổi cấu trúc mixen:
Mixen dạng cầu có đường kính 20-30nm
- Khi giảm nhiệt độ sữa, hàm lượng beta-casein trong mixen cũng sẽ bị giảm do một
số phân tử beta-casein thoát ra khỏi casein và hòa tan hoàn toàn trong sữa
- Canxi (giảm 6-10%) và phospho (giảm 3-4%).
- Một số phân tử casein, Ca2+, phosphat thoát ra khỏi mixen dưới tác dụng của
nhiệt độ thấp sẽ lam giảm kích thước mixen trong sữa
Trang 17- Mức độ hydrate hóa của các mixen sẽ tăng làm trạng thái keo của mixen sẽ trở nên
bền hơn
Sự thay đổi hệ nhũ tương:
- Quá trình làm lạnh diễn ra chậm (từ 20 phút trở lên) sẽ xuất hiện các tinh thể lớn
và chúng sẽ làm các membrane bị rách, nứt
- Các tác động cơ học (khuấy trộn với tốc độ quá cao) sẽ làm thay đổi cấu trúc màng
bảo vệ các giọt báo trong sữa, khiến triglycerit dễ tách khỏi hạt cầu và dễ tiếp xúcvới enzyme lipase hơn → khi đó, thành phần và kích thước các giọt béo sẽ thayđổi
- Khi giảm nhiệt độ sữa được diễn ra nhanh chóng sẽ làm xuất hiện các tinh thể chất
béo với cấu trúc nhỏ không làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ giọt béo
Trang 186 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu chất lượng của sữa: tỷ trọng, độ chua, độ tươi, đông tụ, VSV
- Đưa nhiệt độ của dung dịch sữa vê 20 độ C Rớt từ từ dung dịch sữa vào ống đong
sao cho không tạo ra bọt khí Đặt ống đong lên mặt bàn phẩng gần nguồn sáng
- Thả nhẹ dụng cụ đo tỷ trọng vao dung dịch sữa và dể dao động tự do, sau khi dụng
cụ đo tỷ trọng đã đứng yên, để ngang tầm mắt, ghi lại số đọc được trên thang chia
độ của dụng cụ đo tỷ trọng và nhiệt độ của dung dịch sữa
Công thức tính tỷ trọng:
Tỷ trọng của dung dịch sữa ở nhiệt độ khác 20 độ C, tính bằng g/ml
d20 = dt + 0,0002(t-20)Trong đó: dt – tỷ trọng của dung dịch sữa ở nhiệt độ khi thử, g/ml
t – nhiệt độ của dung dịch sữa khi thử, độ C
- Nhiệt độ thực hiện của dung dịch sữa khi thử không được chênh lệch quá ± 5 độ C
so với nhiệt độ chuẩn (20 độ C)
- Bảo quản sữa tươi nguyên liệu ở 2-6 độ C, <48h.
- Sữa nguyên liệu được vận chuyển trong xe lạnh chuyên dùng cho thực phẩm, đảm
bảo chất lượng và an toàn vệ sinh cho sản phẩm
6.2 Xác định độ tươi:
Trang 19Xác định độ tươi có 3 phương pháp: Xét nghiệm cồn, xét nghiệm bằng phương pháp cảmquan (thử) và xét nghiệm bằng H2SO4 0,1N.
a Xét nghiệm cồn:
Phương pháp xác định nhanh nhất chất lượng sữa
Nguyên tắc: Cồn là một chất háo nước Khi cho vào sữa không tươi (có độ chuacao) thì có thể làm mất vỏ hydrat của các protein trong sữa, từ đó các phân tử liênkết lại dễ dàng dẫn dến đông tụ sữa
Dụng cụ: ống nghiệm chia độ, cồn etylic 75%
Quy trình thực hiện:
Đổ 3ml sữa vao ống nghiệm chia độ 20ml → vưa lắc nhẹ nhành vưa cho 3ml côn etylic75% → quan sát hiện tượng kết bông
- Nếu không có kết tủa → sữa có chất lượng tốt.
- Trên thanh ống có hạt kết tủa thì sữa đó kém tươi, độ acid của sữa tăng vượt giới
hạn độ acid (khoảng 21-22 độ T)
- Trên thành ống có hạt kết tủa lớn va dịch sữa hình như bị đặc, đem ống nghiệm hơ
nóng trên bếp điện, nếu sữa có độ tươi quá kém, độ acid khoảng 26-29 độ T
Ưu nhược điểm của phương pháp xét nghiệm cồn:
- Ưu: Nhanh, dễ làm; không đòi hỏi dầu tư lớn mà độ chính xác vẫn cao.
- Nhược: tỷ lệ canxi cao trong sữa sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác của phương pháp;
không áp dụng với sữa trâu, dê, cừu
b Xét nghiệm bằng H2SO4 0,1N:
Lấy 10ml sữa tươi (cùng mẫu sữa vừa xác định độ acid), thêm 20ml nước cất sau đóchuẩn bằng H2SO4 0,1N tới khi xuất hiện kết tủa
- Chỉ số đông tụ = V(ml) dung dịch H2SO4 0,1N x 10.
- Chỉ số độ tươi không thấp hơn 60 la sữa tốt, nếu thấp hơn 60 chứng tỏ sữa không
Trang 20- Việc biến màu của giấy lọc được so sánh với thanh chuẩn.
- Loại 1: Trên giấy lọc hầu như không có hoặc chỉ có vài đốm nhỏ Đó là sữa tốt.
- Loại 2: Trên giấy lọc có ít đốm bẩn Đó là sữa loại trung bình.
- Loại 3: Trên giấy lọc có nhiều đốm bẩn Sữa có phẩm chất kém.
Trong quá trình thu nhận, qua nhiều khâu từ dụng cụ, môi trường, không khí, các tạp chất
cơ học có thể xâm nhập vào sữa
6.4 Xác định độ chua:
Nguyên tắc: Trung hòa acid trong sữa bằng NaOH Lượng NaOH cần thiết đểtrung hòa lượng acid trong sữa là một chỉ số về độ tươi của sữa
Quy trình tiến hành:
- Cho sữa tươi vào cốc (hoặc bình tam giác) có dung tích 100ml rồi thêm 20ml nước
cất, 3 giọt phenolphtalein, lắc đều trung hòa hỗn hợp này bằng NaOH 0,1N cho tớikhi có màu hồng nhạt không màu sau 30 giây
- Độ acid sữa theo độ Thorner: 0T = V(ml) NaOH 0,1N x 10
- Sữa thông thường có độ T từ 16-19 độ T.
Trang 21 Nguyên tắc:
Dựa vào tính chất khử của enzyme reductase làm mất màu xanh cả chỉ thị methylen.Enzyme reductase do vi khuẩn tiết ra, lượng vi khuẩn tiết ra, lượng vi khuẩn càng nhiềuthì lượng enzyme reductase càng lớn và sự mất màu càng nhanh
Dụng cụ, thiết bị:
- Ống nghiệm đánh dấu 4ml, pipet 1ml.
- Tủ ấm hay nồi cách thủy ở 30 độ C.
- Dung dịch xanh methylen chuẩn hóa: hòa tan 195ml nước cất với 5 ml methylen
trong dung dịch cồn bão hòa (sử dụng 1 tuần)
Cách tiến hành:
- Cho 1ml dung dịch xanh methylen vào ống nghiệm, cho thêm sữa đén vạch 4ml.
- Cho tất cả vào nồi cách thủy 38 độ C (nhiệt độ thường của reductase) và ghi thời
gian cần thiết làm mất màu xanh methylen
- Thời gian cần thiết để làm mất màu thay đổi tùy theo nhiều yếu tố và chỉ có thể
giải thích đúng khi tiến hanhf làm nhiều mẫu Thời gian mất màu xanh methylen
tỷ lệ nghịch với số lượng vi khuẩn hoạt động trong sữa
Kết quả:
Dựa vào thời gian mất màu, người ta phân loại được chất lượng sữa:
Thời gian mất màu (phút) Lượng VSV trong 1ml sữa Chất lượng sữa Xếp loại
Phương pháp xác định trị số peroxit của chất béo sữa (milk fat) dạng khan
Trị số peroxit (peroxit value):
- Lượng chất có trong mẫu thử xác định được bằng quá trình quy định trong tiêu
chuẩn này
- Trị số peroxit được biểu thị bằng mili mol oxy trên kg.
Cách tiến hành:
Trang 22- Hòa tan phần mẫu thử vào hỗn hợp metanol/1-decanol/n-hexan, thêm amoni
thioxyanat
- Peroxit oxy hóa sắt (II) tạo phức chất sắt (III) màu đó với amoni thioxyanat.
Fe2+ + SCN- + H2O2 → Fe(SCN)3
- Sau thời gian phản ứng quy định, tính lượng chất tạo thành bằng phép đo quang
- Đối với mẫu bơ:
+ Cho một lượng mẫu thử thích hợp vào ống ly tâm
+ Làm tan chảy mẫu thử trong tủ sấy cài đặt ở nhiệt độ 40-45 độ C
+ Tách chất béo bằng máy ly tâm ở gia tốc hướng tâm nhỏ nhất là 350g/5 phút
+ Lọc butterfat tách được còn ấm qua giấy lọc khô gấp nếp trên phễu thủy tinh đểtrong tủ ở nhiệt độ 40-45 độ C
+ Trộn mẫu đã hóa lỏng, tránh để không khí lẫn vào mẫu thử Tiến hành phép xácđịnh khi mẫu thử đang ở trạng thái lỏng
Chuẩn bị mẫu trắng thuốc thử:
9,9ml hỗn hợp
metanol/1-decanol/n-hexan vào ống
nghiệm
0,005ml dung dịch amonithioxyanat vào hỗn hợptrong ống nghiệm và trộn
Thêm 0,05ml dung dịch sắt(III) clorua vào hỗn hợptrong ống nghiệmChuyển vào cuvet đo quang Đậy nắp, để yên 10 phút
Tiến hành đo quang hỗn hợp (sử dụng dung dịch mẫu trắng là hỗn hợp
metanol/1-decanol/n-hexan)
Em của mẫu trắng thuốc thử không được vượt quá 0,03 đơn vị
E1 – độ hấp thụ quang của mẫu trắng hỗn hợp metanol/1-decanol/n-hexan
Trang 23 Tính và biểu thị kết quả:
- Tính độ tắt quang:
E của phức chất sắt (III) màu đỏ, theo công thức:
E = E2 – (Em + E1)Với: E2 – độ hấp thụ quang của mẫu thử
Em – độ hấp thụ quang của mẫu thử trắng đã hiệu chỉnh
E1 – độ hấp thụ quang của mẫu trắng thuốc thử
- Tính khối lượng Fe3+:
Khối lượng Fe3+ (mc) tính bằng ug: mc = E/b
Với: E – độ hấp thụ quang của phức chất sắt (III) màu đỏ
b – độ hấp thụ phân tử của phức chất sắt (III) màu đỏ
- Tính trị số peroxit:
Tính trị số peroxit của chất béo, PV, biểu thị bằng mili mol oxy trên kg, bằng công thức:
PV = (0,5.mc)/(55,84.m)Với: mc – khối lượng Fe3+ thu được, ug
m – khối lượng của phần mẫu thử, g
55,84 – khối lượng nguyên tử Fe3+, mili mol
6.7 Xác định hàm lượng chất béo:
Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp gerber
Nguyên tắc:
- Trong sữa, chất béo dạng hình cầu, phía ngoài có các cầu mỡ có màng bao bọc,
muốn phá vỡ màng cầu mỡ cần dùng H2SO4 đặc để chuyển muối canxi caseinatthành hợp chất casein-acid sufuric
- Cho rượu isoamilic vào tạo thành 1 este tách hoàn toàn chất béo.
NH2-R(COO)6Ca3 + 3H2SO4 → H2N-R(COOH)6 + 3CaSO4NH2-R(COO)6 + H2SO4 → H2SO4-NH2 + R(COOH)6H2SO4 + 2 C5H11OH → (C5H11O2)SO2 + 2H20
Cách tiến hành:
Trang 24- Đưa nhiệt độ của mẫu về nhiệt độ của pipet và ống gerber Cho 10ml H2SO4 đặc
vào ống gerber
- Cho thêm 10,77ml sữa, tránh làm sao để acid và sữa không bị trộn lẫn Sau đó cho
thêm qml cồn isoamylic
- Đậy chặt nút ống gerber, dốc ngược ống lên và lắc nhẹ nhiều lần để cho tan hết hạt
sữa vón, dung dịch biến thành màu đen
- Đặt ống gerber vaò nồi cách thủy (ở 70 độ C)/5 phút Lấy ống ra lau khô rồi cho
quay ly tâm trong 5 phút với tốc độ 100 vòng/phút Sau đó lấy ra đọc kết quả
Cách đọc:
- Điều chỉnh nút cao su sao cho phần đáy của cột mỡ đúng vạch số 0, đọc lượng
chất béo trực tiếp (theo tỷ lệ %) theo bề mặt của cột mỡ
- Đặt ống gerber vào nồi cách thủy thêm 3 phút nữa và đọc kết quả lần thứ hai.
Tính kết quả:
Hàm lượng chất béo trong sữa là: Wf = B – A
Trong đó: B – số đọc ở đỉnh cột chất béo
A – số đọc ở đáy cột chất béo
Trang 25Câu 7: Các công nghệ chế biến các sản phẩm từ sữa: Sữa thanh trùng, sữa tươi tiệt trùng, sữa chua, sữa bột, phô mai, bơ.
Sữa tươi thanh trùng:
A Chuẩn bị nguyên liệu:
Hộ nông dân: Lọc
Ra thẳng nhà máy (trang trại)
Điểm thu mua: Nhiệt độ 2-4 đọ C
Kiểm tra chất lượng 1
Trang 26 Chỉ sử dụng sữa loại I
Chỉ tiêu VSV theo pp mất màu xanh metylen với thời gian ≥ 330ph (5,5h) sau thanh trùng vẫn còn VSV (rất ít, hạn chế hoạt động)
Tạo chất cơ học xâm nhập gần như không có môi trường vắt sưac sạch sẽ
Tỷ trọng sữa D = 1,029 – 1,-34 g/ml sữa không bị pha chất khô/ tách chất béo
Độ chua không quá 210T khi thanh trùng không bị biến tính
B Ly tâm, tiêu chuẩn hóa, đồng hóa
Thiết bị li tâm, tiêu chuẩn hóa
Thu cream và sữa gầy (hoặc sữa có hàm lượng béo nhất định)
Loại các tạo chất cơ học
Tách sữa với lượng lớn VSV ra nhằm xử lý riêng
Kết hợp với quá trình tiêu chuẩn hóa
Đồng hóa:
Đồng hóa 1 cấp: 1 bơm piston, một khe hẹp, một hệ thống thủy lực
Đồng hóa 2 cấp: 1 bơm piston, hai khe hẹp, hai hệ thống thủy lực
C Thanh trùng, làm lạnh
Sữa sau đồng hóa có thể thanh trùng ở 630C – 30s/ 750C – 15s/850C – 3s
Làm lạnh: 40C
D Hoàn thiện sản phẩm
Sữa sau làm lạnh được đưa đi rót chai/ hộp (bao bì thủy tinh, màng ghép, )
Điều kiện vô trùng
Vận chuyển, bảo quản
Sữa tươi tiệt trùng:
450C)
Thiết bị
ly tâm, tiêu chuẩn hóa (vận tốc sữa 2-3cm/s)
Thiết bị đồng hóa
Sữa sau đồn
g hóa