Công Nghệ Chế Biến Sữa Cô Đặc Không Đường Và Có Đường

Công Nghệ Chế Biến Sữa Cô Đặc Không Đường Và Có Đường. giúp các bạn có thể hiểu rõ về cách sản xuất 2 loại sữa cô đặc theo quy mô công nghiệp hiện đại cũng như những ứng dụng của 2 loại sữa này và xu thế phát triển..

MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

& CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA CÔ ĐẶC

GVHD: ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI

Sinh viên thực hiện:

Tp Hồ Chí Minh, 28/05/2014

đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đề tài.

Chúng em cũng xin cảm ơn quý Thầy cô Viện Công nghệ sinh học- thực phẩm đã truyền đạt và giúp đỡ chúng em hoàn thành bài tiểu luận này

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy cô Trân trọng!

với sự phát triển của con người và đặc biệt là trẻ nhỏ Từ rất lâu, con người đã biết cách chếbiến và bảo quản sữa để kéo dài thời gian sử dụng và đưa vào thương mại Ngoài sữa tươithanh trùng, tiệt trùng, còn có sữa đặc, sữa bột và đặc biệt là các phẩm lên men như yoghurt,kefir và pho mát,…

Sữa phần lớn được lấy từ sữa bò, bên cạnh đó còn có sữa dê, sữa trâu,…Thời gian gần đây,thị trường sữa đang trong giai đoạn cạnh tranh rất khốc liệt Do mặt hàng này đa dạng vềmẫu mã, chủng loại và đặc biệt là người dân biết chú trọng nhiều hơn đến vấn đề sức khỏe

Sử dụng sữa rất tốt cho sức khỏe nhưng vấn đề bảo quản sữa không phải là dễ dàng, nhất làsau khi bao bì đã được mở Do trong sữa có hàm lượng dinh dưỡng cao nên vi sinh vật rất dễtồn tại và phát triển Vì thế, chúng ta cần chú trọng rất nhiều đến vấn đề vệ sinh, an toàn thựcphẩm ngay cả trong sản xuất cho đến việc hướng dẫn cách bảo quản cho người tiêu dùng

Từ việc nhìn nhận trên đây, nhóm em đã tiến hành tìm hiểu đề tài “CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA CÔ ĐẶC” để có thể nắm bắt được những yêu cầu cần thiết trong quá trình chế biến cũng như củng cố và nâng cao kiến thức về chuyên ngành thực phẩm

III. NỘI DUNG

A CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM SỮA CÔ ĐẶC

1. 1.1 Khái niệm và phân loại

Việc phân loại sữa dựa trên cách thức sản xuất và hàm lượng chất béo Hàm lượngchất béo trong sữa thay đổi phụ thuộc vào loại sữa, ví dụ sữa nguyên chất (sữa béo) có hàmlượng chất béo khoảng 4%; sữa nguyên chất đã được chuẩn hóa - mặt hàng sữa phổ biến trênthị trường, có hàm lượng chất béo tối thiểu là 3,5%; sữa tách bơ một phần (sữa ít béo) chứa1,7% chất béo; sữa tách bơ (sữa gầy) chứa khoảng 0,1% chất béo; và ngoài ra còn có loại sữavới 1% chất béo

• Phân loại sữa nói chung:

- Sữa nguyên chất (sữa béo – sữa nguyên kem)

- Sữa ít béo

- Sữa tách béo

- Sữa với 1% chất béO

- Sữa hữu cơ:

- Sữa Jersey (từ bò Jersey – Anh) và sữa Guernsey (từ bò Guernsey – Anh)

- Sữa được thêm hương vị (sữa thêm hương vị)

• Phân loại sữa qua quá trình xử lí bằng nhiệt:

Khoảng 99% sản phẩm sữa trên thị trường Anh Quốc đều trải qua quá trình xử lí bằngnhiệt nhằm kéo dài hạn sử dụng trước khi được tung ra thị trường

- Sữa Thanh trùng:

Thanh trùng là phương pháp xử lí bằng nhiệt sữa phổ biến nhất Đây là một phươngpháp khử trùng ở mức tương đối thấp, nhằm loại bỏ các vi khuẩn có hại mà không làm ảnhhưởng đến giá trị dinh dưỡng cũng như vị của sữa

Quá trình chủ yếu là hâm nóng sữa nguyên liệu đến nhiệt độ không thấp hơn 71,7oCtrong thời gian tối thiểu là 15 giây (tối đa là 25 giây) Công đoạn này được gọi là „Nhiệt độcao – Thời gian ngắn“ (HTST)

Tiếp thu các khuyến cáo của Ủy ban tư vấn về an toàn vi sinh trong thực phẩm(ACMSF) đối với Tổ chức quản lý chất lượng thực phẩm của chính phủ Anh Quốc, ngànhcông nghiệp các sản phẩm sữa đã quyết định kéo dài thời gian thanh trùng đến 25 giây ởnhiệt độ 72oC, nhằm loại bỏ khuẩn M paratuberculosis (MAP) khỏi sữa

Nhiệt từ sữa qua thanh trùng sẽ được truyền một phần qua hệ thống trao đổi nhiệt đểlàm nóng sữa nguội đưa vào thanh trùng Sau khi được thanh trùng, sữa được làm lạnh độtngột xuống nhiệt độ 6oC bằng nước lạnh Quá trình này giúp duy trì chất lượng sữa.

- Sữa tiệt trùng:

Sữa tiệt trùng hiện diện trên thị trường ở cả 3 dòng: Sữa nguyên chất, sữa ít béo vàsữa tách béo Sữa tiệt trùng trải qua quá trình xử lí bằng nhiệt ở mức độ cao hơn, qua đó loại

bỏ gần như hoàn toàn tất cả các vi khuẩn trong sữa đưa vào xử lí

Trước tiên, sữa được hâm nóng lên nhiệt độ khoảng 50oC, sau đó được thuần nhất hóa(xem phía dưới để hiểu thêm về quá trình thuần nhất sữa) Tiếp theo, sữa được đổ vào chai vànút chặt, chống sự xâm nhập của không khí bên ngoài

Không có quy định pháp luật nào về quá trình tiệt trùng sữa, mà thông thường, sữađược đóng trong chai kín sẽ được truyền trên băng tải vào buồng hơi nơi chúng tiếp tục đượchâm nóng đến nhiệt độ khoảng từ 110oC cho đến 130oC trong khoảng từ 10 đến 30 phút.Tiếp theo, việc làm lạnh sữa được tiến hành bằng cách ngâm trong bể nước, phun nước hoặcđôi khi là bằng không khí ở nhiệt độ thường, rồi đóng thùng

Quá trình tiệt trùng làm thay đổi khẩu vị và màu sắc cũng như làm giảm một chút giátrị dinh dưỡng của sữa, cụ thể là các vitamin nhóm B và C bị tác động phân ra do nhiệt

- Sữa tiệt trùng UHT:

Sữa tiệt trùng UHT là dạng sữa đã được xử lí bằng nhiệt ở nhiệt độ tối thiểu là 135oCnhằm tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật có hại trong sữa nguyên liệu Sau quá trình xử líbằng nhiệt, sữa sẽ được đóng gói trong bao bì tiệt trùng

Tất cả các sản phẩm sữa được phân phối trên thị trường qua hệ thông siêu thị và ngườiđưa sữa đều phải được thanh trùng, tức là hâm nóng đến 71,7oC nhằm đảm bảo an toàn chongười sử dụng và kéo dài hạn sử dụng Tuy vậy, sữa tiệt trùng UHT nhờ việc xử lí ở nhiệt độrất cao và bảo quản trong bao bì tiệt trùng cho thời gian sử dụng lâu hơn

Sữa tiệt trùng UHT hiện diện ở cả 3 dòng: Sữa nguyên chất, sữa ít béo và sữa tách béo

- Sữa qua xử lí bay hơi (sữa đặc không đường)

Sữa đặc không đường là sản phẩm sữa đã qua quá trình cô đặc và tiệt trùng Nó cóhàm lượng các chất gấp đôi so với sữa tiêu chuẩn

Hình 2: Sữa đặc có đường DUTCH LADY

Quá trình sản xuất sữa đặc không đường bao gồm các quá trình chuẩn hóa, xử lí bằngnhiệt và cô đặc thông qua việc làm bay hơi nước ở áp suất thấp trong khoảng nhiệt độ từ 60-

- Sữa đặc (sữa đặc có đường):

Sữa đặc có đường được cô đặc theo đúng phương pháp áp dụng với sữa đặc khôngđường, rồi sau đó được bổ sung thêm đường

Sữa đặc có đường không được tiệt trùng và có khả năng bảo quản bằng chính nồng độđường cao có trong nó Sữa đặc có đường có thế được sản xuất từ sữa nguyên chất, sữa ít béohay sữa tách béo

Quá trình xử lí nhiệt được sử dụng đối với sữa đặc có đường chỉ là giữ sữa đã quachuẩn hóa ở nhiệt độ 110-115oC trong khoảng từ 1 đến 2 phút

Sau đó, sữa được thuần nhất, thêm đường rồi tiến hành làm bay hơi nước ở nhiệt độthấp (giữa 55oC-60oC) Hàm lượng các chất trong sữa có đường cao hơn 3 lần so với sữathông thường

Tiếp đó, sữa được làm lạnh nhanh xuống 30oC rồi đóng thùng

Sữa đặc có đường thường được sử dụng trong ngành công nghiệp bánh kẹo có đường,cho các sản phẩm kẹo đường có bơ, caramen và kẹo mềm Ngoài ra theo cách truyền thống,sữa đặc có đường cũng được sử dụng để pha sữa uống

sữa đặc đóng hộp Bằng phát minh của Gail Borden được chính phủ Hoa Kỳ ghi nhận bảnquyền và cấp số U.S Patent No 15,553 ngày 19 Tháng Tám, 1856.

3. 1.3.Tiêu chuẩn chất lượng về sản phẩm sữa cô đặc

TCVN 5539-2002 sữa đặc có đường- quy định kỹ thuật Tiêu chuẩn này áp dụng cho sữa đặc

có đường được chế biến từ sữa tươi hoặc sữa bột, chất béo sữa, có bổ sung đường

- Định nghĩa: sản phẩm cô đặc được chế biến từ sữa tươi và đường kính hoặc từ sữabột, chất béo sữa ( kể cả dầu thực vật) và đường kính

- Chỉ tiêu cảm quan: Bảng 1: Chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc có đường

Tên chỉ

tiêu

Đặc trưng của sữa đặc có đường

Màu - Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt sang vàng

kem đậm

- màu đặc trưng của sản phẩm đối với sữa có bổ sung phụ liệu

Mùi, vị Thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm Không có mùi vị lạ

Trạng thái Mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường

- Chỉ tiêu hoá lý: Bảng 2 : Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc có đường

Hàm lượng chất khô, % khối lượng ≥ 71.0

Hàm lượng chất béo, % khối lượng ≥ 6.5

Hàm lượng sacaroza, % khối lượng ≥ 43.0

Tạp chất không tan trong nước, mg/kg ≤ 5.0

- Các chất nhiễm bẫn: Bảng 3: Hảm lượng kim loại và độc tố vi nấm cho phép

8

- Chỉ tiêu vi sinh:

Bảng 4: Chỉ tiêu vi sinh cỉa sản phẩm sữa đặc có đường

Tống vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm 104

Nhóm Coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm 10

Ecoli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm 0

Salmonela, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm 0

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm 0

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm 10

- Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và dư lượng thuốc thú y theo quyết định867/1998/QĐ-BYT ngày 4/4/1998 của Bộ Y tế về “danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đốivới lương thực, thực phẩm”

- Phụ gia thực phẩm theo “ Quy định danh mục các chất phụ gia được phép sử dụngtrong thực phẩm” ban hành kèm theo quyết định 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/1/2001của Bộ Y tế

4. 1.4 Tình hình tiêu thụ sữa trong và ngoài nước.

a) Hiện trạng sản xuất sữa trong nước

• Sản xuất sữa tươi nguyên liệu trong nước

Số lượng bò sữa năm 2012 tăng trưởng cơ học cáo đáng kể so với năm 2011 vì một sốcông ty sản xuất sữa lớn như TH True Milk và VINAMILK nhập khẩu một số lượng lớn bòsữa từ nước ngoài về như Australia và New Zealand Theo số lượng thống kế của Tổng cụcThống kê ngày 01.4.2012 thì số lượng bò sữa cả nước tăng từ 1.387 con từ 156.979(01.4.2011) lên 158366 (01.4.2012), tăng 0,88% Tuy nhiên, số liệu này phản ánh chưa chínhxác điều kiện thực tế vì trong gần 01 năm thì số lượng bò sữa tăng chỉ tương ứng với số bò

mà 2 công ty nếu trên nhập về Vậy, đàn bò cả nước trong một năm đều không sinh sản? Vấn

đề thống kê về chăn nuôi cần phải được cải tiến thông qua tăng cường tổng điều tra và tăng

số lần điều tra thường xuyên (điều tra theo mẫu) 4 lần (lần/quý)

Theo số liệu thống kê 01.10.2012 của Tổng cục Thống kê thì tổng đàn bò sữa cả nướcđạt 166.989 con, tăng 24.278 con, với tốc độ tăng trưởng đạt 17%/năm

Trong tổng đang bò này thì số lượng bò cái sữa là 98372 con, chiếm 58,91%

Hiện nay, Tổng cục Thống kê đã công bố số liệu thống kê 01.10.2012 về sản lượngsữa tươi nguyên liệu Theo đó, tổng sản lượng sữa tươi nguyên liệu sản xuất năm 2012 đạtkhoảng 381.740 tấn, tăng khoảng 10,5% so với năm 2011, đáp ứng khoảng 22% tổng lượngsữa tiêu dùng cho cả nước với nhu cầu tiêu dùng khoảng 14 lít/người/năm

• Tình hình sản xuất sữa

Theo báo cáo tháng 12/2012 của Bộ Công thương, chỉ số sản xuất công nghiệp đối vớichế biến sữa và các sản phẩm sữa tăng 40,2% so với tháng bình quân năm gốc 2005; tăng5,8% với với tháng 11/2012; tăng 6,6% so với cùng kỳ năm 2011 Hết tháng 12/2012, cảnước sản xuất được 6.400 tấn sữa bột, giảm 11,5% so với tháng 11/2012 và giảm 4,3% so vớicùng kỳ năm 2011 Lũy kế đến hết tháng 12/2012, cả nước ta sản xuất được khoảng 75,1ngàn tấn sữa bột, đạt 107,3% kế hoạch đề ra cho năm 2012 (sản xuất 70 ngàn tấn sữa bột).Tính đến 01/11/2012, chỉ số tồn kho đối với sữa và sản phẩm sữa giảm 2,4% và giảm 7,0%

so với cùng kỳ năm 2011

Hiện tại đây ngành chế biến sữa là ngành cho tỷ lệ tồn kho thấp nhất so với các ngànhkhác Trong 10 tháng năm 2012, Công ty Vinamilk đã tiêu thụ trên 3 tỷ 343 triệu sản phẩm,tăng 18,4% so với cùng kỳ năm 2011 Trong 10 tháng đầu năm 2012, Vinamilk thu mua 134triệu lít sữa bò tươi nguyên liệu của bà con nông dân và từ 5 trang trại của Vinamilk, trị giá1.480 tỷ đồng, tăng 14.53% về sản ượng so với cùng kỳ năm 2011 Sản lượng sữa doVinamilk thu mua chiếm gần 60% sản lượng sữa được khai thác trên cả nước Dự kiến đếnhết năm 2012, Vinamilk sẽ tiêu thụ trên 4 tỷ sản phẩm Hiện nay thị phần sản xuất sữa trênthị trường Việt Nam của một số công ty lớn như sau: Vinamilk chiếm 40%, Dutch Lady là

25, Mộc Châu là 10%, IDP là 5%, Hanoimilk là 5% và các công ty khác 15%

b) Biến động giá sữa trên thị trường quốc tế

Phân tích giá sữa (FOB) và sản phẩm sữa tháng 11/2012 cho cả thị trường châu ĐạiDương và châu Âu do Cơ quan Tiếp thị nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ công bố đềugiảm giá 1,45% đối với sữa bột gày và tăng giá 0,70% đối với sữa bột nguyên kem so vớitháng 10/2012 và tăng 3,51% đối với sữa bột gày và giảm 4,86% đối với sữa bột nguyên kem

so với cùng kỳ năm 2011

Trên thị trường châu Đại Dương, biến động giá bơ, sữa bột gầy, sữa bột nguyên kem

và phó mát Cheddar tháng 11/2012 tương ứng 0,00%, 1,10%, 2,27% và 0,64% so với tháng10/2012; so với cùng kỳ năm 2011 thì biến động tương ứng là -15,03%, -1,10%, -5,92% và0,16% Tương tự như thị trường châu Đại Dương, trên thị trường châu Âu, biến động giá bơ,sữa bột gầy, sữa bột nguyên kem, dầu bơ và váng sữa tháng 11/2012 so với tháng 10/2012tương ứng -5,83%, 1,81%, 0,65%, -5,06% và 0,47%; so với cùng kỳ năm 2011 thì thay đổitương ứng -11,24%, 8,43%, -3,91%, 26,93% và 0,96%

Như vậy, giá FOB đối với bơ, sữa bột gày và sữa bột nguyên kem tháng 11/2012 ở thịtrường châu Âu cao hơn thị trường châu Đại Dương tương ứng là 35,19%, 2,97% và 13,70%.Giá trung bình đối với bơ, sữa bột gầy và sữa bột nguyên kem của 2 thị trường vào tháng11/2012 so với tháng 10/2012 tăng tương ứng 3,47%, -1,45% và 0,70% và thay đổi tươngứng -12,89%, 3,51% và -4,86% so với cùng kỳ năm 2011

Theo dự báo của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ thì giá sữa và sản phẩm sữa bán lẻ sẽ tăng3,5-4,0% trong năm 2012 do tác động của lạm phát trung bình khoảng 2-3%/năm, do nềnkinh tế thế giới đã hồi phục, đi cùng với sức ép về gia tăng dân số, đô thị hóa, thu nhập đượccải thiện và nhận thức của công đồng về vai trò dinh dưỡng của sữa và sản phẩm sữa đối với

sự phát triển của còn người, đặc biệt là trẻ em Theo báo cáo của Bộ Công thương, chỉ số giásữa và các sản phẩm từ sữa tăng cao nhất trong tháng 9, tăng 7% so với tháng 8, lên 187,7điểm so với 175,6 điểm trong tháng 8, mức tăng mạnh nhất kể từ trước tháng 1/2011 Nhucầu 5 toàn cầu về các sản phẩm từ sữa vẫn duy trì khá vững trong khi giá thức ăn chăn nuôităng cao là nguyên nhân làm giá tăng mạnh Giá sữa kỳ hạn loại III của Mỹ trong tháng 9tăng 5,6% tại Chicago, sau khi tăng 7,9% trong tháng 8, đây là mức tăng tháng thứ 5, và tăng23% kể từ đầu năm

c) Thuận lợi và khó khăn trong sản xuất, kinh doanh, tiêu dùng sữa

• Thuận lợi

- Tăng trưởng kinh tế cao kéo theo thu nhập của người dẫn được cải thiện, tăng dân số

và tốc độ đô thị hóa cao sẽ kéo theo việc tiêu dùng sữa và sản phẩm sữa ngày càng tăng Sữa

và sản phẩm sữa có vai trò quan trọng trong nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng, đặcbiệt là trẻ em và người già Hiện nay tiêu dùng sữa quy đổi ở Việt Nam là 14 lít/người/năm

- Nước ta có những vùng có khí hậu phù hợp với chăn nuôi bò sữa như Mộc Châu,Sơn La; Đà Lat, Lâm Đồng; Ba Vì, Hà Nội là nơi có thể phát triển chăn nuôi bò sữa quy

mô lớn;

- Cả nước đã và đang hình thành các doanh nghiệp tham gia vào chuỗi giá trị khép kínsản phẩm chăn nuôi như Vinamilk, TH True Milk, Mộc Châu là những doanh nghiệp hàngđầu và là mô hình mẫu cho phát triển ngành sữa

• Khó khăn

- Chăn nuôi bò sữa không phải là nghề truyền thống ở Việt Nam, trong khi phần lớnsản lượng sữa tươi nguyên liệu do các hộ chăn nuôi bò sữa có quy mô nhỏ từ 4-10 con, vìvậy chi phí sản xuất cao, sức cạnh tranh sản phẩm chưa cao, chất lượng và vệ sinh an toànthực phẩm chưa đáp ứng tốt yêu cầu của doanh nghiệp chế biến sữa và chưa xử lý môitrường phù hợp;

- Nguồn nguyên liệu thức ăn để chăn nuôi bò sữa vẫn phải nhập khẩu chiếm 80% (cỏkhô có hàm lượng nên phụ thuộc rất nhiều vào biến động giá thế giới, ảnh hưởng đến chi phíđầu vào và ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm

- Trong khi, nước ta chủ động được nguồn sữa tươi nguyên liệu thì việc nhập khẩu sữahộp, đặc biệt là sữa hộp cho trẻ em vẫn đang bị chi phối mạnh từ các doanh nghiệp nướcngoài kinh doanh sản phẩm này ở Việt Nam

B CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT SỮA CÔ ĐẶC

Phần lớn lượng nước ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốchơi nước ở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễvận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi

Nước trong sữa tồn tại ở hai dạng là nước tự do và nước liên kết

no và còn lại là acid béo chưa no Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiều acid 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 thành phần vàtính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượng của sữa vànhiều khi làm hỏng sữa Ngoài chất béo thuộc nhóm lipid của sữa còn có photphatit và một

số chất khác nhưng hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5-0.7g trong một lít sữa,trong đó chủ yếu là lexitin

III. Protein:

Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein Protein là một trong nhữnghợp chất hữu cơ quan trọng của sữa có giá trị dinh dưỡng cao Hàm lượng protein của cácloại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới hạn 3.0-4.6% Riêng đối vớisữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5% Các protein của sữa là những protein hoàn thiện.Trong thành phần protein của sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ cácacid aminn không thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin,triptophan và lyzin

Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu : Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin chiếm12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và còn một vài loạiprotein khác nhưng hàm lượng không đáng kể Casein là nhóm protein chủ yếu trong proteincủa sữa Nó bao gồm nhiều loại casein khác nhau, αcasein, β casein, κ- casein, α- casein làthể phức hợp phosphoryl gồm có αs1, αs2, αs3, αs4, αs5, αs6 – casein β-casein là thànhphần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong sữa người κ-casein là mộtglycoprotein và nó hiện diện khắp nơi trong thể mixen casein Chính vì vậy mà mixen ởtrạng thái ổn định

α-casein và β- casein không tan trong sữa tươi Các protein này chứa nhóm photphat(photpho chiếm khoảng 0.8% trong toàn casein) và nhóm photphat này kết hợp với ion Ca2+

Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa α- casein và β- casein kết khối và kếttủa

Hai phân tử casein có thể tồn tại một cách ổn định trong sữa là do có sự hiện diện của

γ casein Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt mixen có kíchthước từ 0.003fm đến 0.3fm Trung bình mỗi hạt chứa hàng ngàn phân tử α- casein và β-

casein Hiệu quả bảo vệ của γ- casein có thể là do nó góp phần gia tăng điện tích âm của hạt

mà không kết hợp với ion Ca2+

Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô Trong thành phần chất khôcasein chiếm khoảng 93% và muối (chủ yếu là canxi photphat) chiếm khoảng 7%.Lactoglobulin còn gọi là globulin của sữa Hàm lượng lactoglobulin trong sữa khoảng 0,1%theo khối lượng và chiếm tỉ lệ 3% so với lượng protein chung Globulin sữa có nhiều trongsữa non, thuộc loại protein đơn giản và là protein hoàn thiện Trong sữa, globulin tồn tại dướidạng keo và có độ phân tán kém hơn so với albumin sữa khoảng 18.000

Globulin có 3 dạng đồng phân: β glactoglobulin, epglobulin và pseudogglobulin.Chúng khác nhau về khả năng hòa tan nước và tính kháng trùng

β lactoglobulin không tan trong nước, hòa tan tốt trong dung dịch muối loãng,epglobulin tan trong nước khi có mặt muối Pseudoglobulin hòa tan trong nước nguyên chất.Lactoalbumin còn gọi là albumin của sữa Hàm lượng lactoalbumin trong sữa không nhiềukhoảng 0.5-1.0% tùy từng loại sữa

Trong sữa non có nhiều lactoalbumin hơn sữa thường Khác với casein, lactoalbumin

ở trong sữa dưới dạng hòa tan Dưới tác dụng của nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ.Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh và mau Các enzyme làmđông tụ casein không có khả năng làm đông tụ lactoalbumin Sau khi đông tụ, lactoalbuminmất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi

IV. Glucid :

Glucid có ở trong sữa chủ yếu là lactose Hàm lượng lactose trong sữa khoảng 5.1% tùy theo từng loại sữa Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9% Nó thuộc nhómchất hydratcacbon, là disaccharide chứa hai monosaccharit là galactose và glucose Đườnglactose tan trong nước dưới dạng phân tử trong dung dịch Lactose ít ngọt hơn 30 lần so vớiđường mía Lactose ở trong sữa dưới dạng hòa tan Lactose khó bị thủy phân hơn các loạiđường khác Lactose bị thủy phân sẽ cho một phân tử glucose và một phân tử galactose

4.5-C12H22O11 C6H12O6 + C6H12O6

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phầnlactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫm hơn lúc chưa khửtrùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo

thành hợp chất melanoidin có màu sẫm Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên menthành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acidlactic có thể chuyển hóa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic Phản ứng này là

cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãivào việc sản xuất ra các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phômai…

V. Chất khoáng:

Nhiều công trình nghiên cứu đã xác nhận lượng chất khoáng của sữa có thể thỏa mãnđầy đủ nhu cầu về chất khoáng cho cơ thể Hàm lượng chất khoáng trong sữa khoảng 0.6-0.8% tùy từng loại sữa Hàm lượng khoáng trong sữa bò khoảng 0.7%

Chất khoáng trong sữa có rất nhiều loại như: kali, canxi, natri, magiê, sắt, mangan,iốt, nhôm, crôm,… Trong đó kali và canxi nhiều nhất Các loại muối khoáng ở trong sữa cónhiều loại, phổ biến là muối photphat, clorua, citrat, caseina

VI. Vitamin:

Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm lượngcác vitamin không cao lắm Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vàonhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loại gia súc Trongsữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E, K…), nhóm vitamin tantrong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…)

Vitamin A có nhiều trong sữa, nhất là trong sữa non và có nhiều trong các sản phẩmchế biến từ sữa nhất là trong bơ Hàm lượng vitamin A trong sữa khoảng 0.2-2 mg/l sữa.Hàm lượng vitamin A trong sữa nhiều hay ít thường phụ thuộc vào hàm lượng carotene cótrong thức ăn của gia súc Vitamin D hàm lượng vitamin D trong sữa khoảng 0.002 mg/l sữa.Vitamin D không bị biến đổi trong quá trình khử trùng sữa Vitamin B1 trong sữa khoảng0.4 mg/l sữa Trong quá trình khử trùng và bảo quản, hàm lượng vitamin B1 giảm dần, có thểgiảm tới 15-20% hoặc hơn nữa Vitamin B2 trong sữa khoảng 1.7 mg/l sữa Hàm lượngvitamin B2 có nhiều nhất là trong sữa non, những ngày vắt sữa tiếp theo thì hàm lượngvitamin B2 giảm dần Vitamin B12 trong sữa khoảng 0.1-0.3 mg/l sữa

Vitamin PP trong sữa khoảng 1.5 mg/l sữa Thức ăn của bò không ảnh hưởng đến hàmlượng của vitamin PP trong sữa Vitamin PP được tổng hợp ngay trong cơ thể con bò.Vitamin C hàm lượng vitamin C trong sữa tahy đổi trong một giới hạn rất rộng, khoảng 5-20

mg/l sữa Trong sữa non có nhiều vitamin C, nhưng càng về cuối thời kỳ tiết sữa lượngvitamin C trong sữa giảm dần Trong quá trình khử trùng, lượng vitamin C trong sữa giảm,đặc biệt là khử trùng có không khí thì hàm lượng vitamin C giảm nhiều

VII. Enzyme:

Các enzyme là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa học và ảnh hưởngđến giai đoạn và tốc độ của phản ứng Enzyme xúc tác phản ứng mà không bị biến đổi vềlượng nên được gọi là xúc tác sinh học Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất củaenzyme là nhiệt dộ và pH Nhiệt độ thích hợp của enzyme là 25-500C, nhiệt độ thấp làmngừng hoạt động của enzyme, nhiệt độ cao làm phân hủy enzyme Trong sữa có nhiều loạienzyme khác nhau, chúng ảnh hưởng tới chất lượng của sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa

Enzyme lipaza có tác dụng xúc tác quá trình thủy phân chất béo của sữa, tạo thànhglixerin, acid béo và một số sản phẩm khác Những chất này gây cho sữa có mùi vị lạ và làmgiảm chất lượng của sữa Nhiều vi sinh vật có khả năng sản xuất enzyme lipaza, đặc biệt là vikhuẩn bacillus sản xuất ra enzyme lecithinase tấn công vào hợp chất licethin, một loạiphospholipids chứa trong màng hạt béo

Lecithin là hợp chất của glycerol hai acid béo, acid phosphoric và choline, enzymelecithinase hydrate hóa hợp chất này thành diglycerid và phosphoryl choline Lớp màng chấtbéo do đó bị phá hủy, các hạt béo kết tụ lại tách thành lớp kem trên bề mặt dịch sữa Enzymephotphataza có trong sữa tươi, nó có tác dụng xúc tác quá trình thủy phân photpho glycerincủa sữa, tạo thành glycerin, acid béo, acid photphatrit và một số một số sản phẩm khác Sựhiện diện của enzyme phosphataza trong sữa được xác định bằng cách thêm vào sữa ester củaacid photphoric và chất chỉ thị màu có màu sắc thay đổi khi tác dụng với rượu được giảiphóng Phosphataza bị phân hủy bởi nhiệt độ cao trong thời gian ngắn

Enzyme peroxidaza trong sữa tươi mới vắt chưa khử trùng đã có mặt của enzymeperoxidaza Enzyme này có tác dụng xúc tác quá trình oxi hóa chất béo của sữa, làm cho chấtlượng của sữa giảm dần Enzyme peroxidaza bị phá hủy ở nhiệt độ 800C trong vài giây Vìvậy, người ta dựa trên sự có mặt của enzyme này ở trong sữa để xác định xem sữa đã quakhử trùng hay chưa Nếu đã qua khử trùng, sữa không còn hoạt tính enzyme peroxidaza

Enzyme lactaza đường lactose thuộc nhóm hydratcacbon, là nguồn năng lượng lớntrong chế độ ăn Nó phân hủy thành những hợp chất có năng lượng cao, có thể tham gia vào

các phản ứng sinh học, hydratcacbon là nguyên liệu tổng hợp nên các hợp chất hóa học quantrọng trong cơ thể Lactose bị tấn công bởi vi khuẩn lên men lactic, vi khuẩn này sản sinh raenzyme phân hủy lactose gọi là lactaza thành glucose và galactose Galactose chuyển thànhcác acid khác nhau trong đó có acid lactic rất quan trọng khi sữa bị chua tức là đã có sự lênmen lactose thành acid lactic Nếu sữa bị xử lý nhiệt độ cao và lưu ở nhiệt độ đó, nó trở nên

có màu nâu và có vị caramel, quá trình này gọi là caramel hóa và là kết quả của phản ứnggiữa lactose và protein gọi là phản ứng maillard

VIII. Lactose:

Sữa bò chứa khoảng 4.6% đường lactose, là loại đường chỉ tìm thấy trong thành phầncủa sữa Nó thuộc nhóm chất hydratcacbon, là disaccharide chứa hai monosaccharit làgalactose và glucose Đường lactose tan trong nước dưới dạng phân tử trong dung dịch.Lactose ít ngọt hơn 30 lần so với đường mía

IX. Các chất khí:

Trong sữa tươi thường có chứa một số chất khí như khí nitơ, khí cacbonic, khí oxi…Hàm lượng các chất khí trong sữa không nhiều: trong một lít sữa có khoảng 50-90 ml cácchất khí Các chất khí thường tạo thành các bọt khí ở trong sữa, chính những bọt khí này lànơi thích hợp cho các loại vi sinh vật “ẩn nấp” và phát triển Vì vậy sữa càng có nhiều chấtkhí càng không có lợi Trong quá trình khử trùng, hàm lượng các chất khí ở trong sữa giảm

X. Các chất miễn dịch:

Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau Các chất miễn dịch có tác dụng bảo vệsữa khỏi sự hư hỏng Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng nó đóng vai trò quantrọng đối với cơ thể Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy bởi nhiệt độ (65-700C) Ngoài ra sũacòn chứa một lượng bạch cầu

b) 2.1.2.Nguyên liệu khác

 Bột sữa gầy: Hỗn hợp của sữa gầy và chất béo thực vật ở dạng bột, được chế biếnbằng cách loại bỏ nước ra khỏi các thành phần sữa có bổ sung dầu thực vật, mỡ thựcvật hoặc hỗn hợp của chúng

 Đường tinh luyện: được biết đến với cái tên “thị trường” là đường kính, được tinh chế

chủ yếu từ Mía hoặc các loại thực vật có độ ngọt khác như củ cải đường (phổ biến ở

Châu Âu), ép lấy nước Sau quá trình xử lý để đạt độ tinh khiết cao, nước đường sẽkết tinh thành hạt, thường thấy như hạt cát nên hay được gọi là đường cát.

Trên thị trường, có 2 loại đường tinh luyện là RE (refined extra) và RS (refined standard)

 Chất ổn định : chiếm 0.3% khối lượng gồm muối phosphat và citrate của Na, K

2. 2.2.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI

 Giống: tuỳ theo giống bò khác nhau sẽ cho sữa có hàm lượng sữa khác nhau

 Chế độ nuôi dưỡng và chăm sóc:

Khẩu phần nhiều thức ăn thô, sữa có tỉ lệ chất béo cao Khẩu phần nhiều thức ăn tinh,sữa có tỉ lệ chất béo thấp Hàm lượng đạm trong khẩu phần cao sẽ nâng cao tỉ lệ đạm trongsữa Gây stress cho bò, trời nắng nóng, cung cấp thiếu nước cho bò sữa thì sản lượng sữa sẽgiảm Sản lượng sữa cao, tỉ lệ chất béo thấp

 Tuổi, tình trạng sức khoẻ và vệ sinh thân thể bò :

Bò trưởng thành sản lượng sữa cao hơn bò cái tơ (lứa thứ nhất)

Bò có tầm vóc lớn sản xuất sữa cao hơn bò có tầm vóc nhỏ Tình trạng sức khoẻ tốtsau khi sinh thì sự sản xuất sữa sẽ cao và kéo dài hơn

Bò có thể mắc phải các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm đến sức khoẻ người tiêu dùngsữa như: bệnh lao hoặc vật mang vi trùng sẽ truyền mầm bệnh cho sữa và người vắt sữa hoặcảnh hưởng đến chất lượng và sản lượng sữa

Vệ sinh thân thể kém lúc vắt sữa, môi trường vắt sữa và dụng cụ vắt sữa kém vệ sinh,không vệ sinh bầu vú trước khi vắt là những điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn từ môi trườngxâm nhập vào sữa

 Giai đoạn cho sữa :

Sữa đầu chu kì thì tỉ lệ béo cao, sau đó giảm dần và cuối chu kì tăng dần lên Thôngthường tỉ lệ chất béo cao vào tháng thứ nhất, nhì và tháng thứ 9, 10 của chu kì tiết sữa

 Vắt sữa :

Người vắt sữa: tay chân, áo quần, ý thức vệ sinh kém tạo điều kiện cho vi khuẩn lâynhiễm sang sữa Không loại bỏ những tia sữa đầu, vắt không kịp sữa sẽ làm ảnh hưởng chất

lượng Sự thải sữa có liên quan mật thiết đến thần kinh nội tiết Gây stress cho bò, hay mắcbệnh đều ảnh hưởng đến chất lượng sữa Những tia sữa đầu vắt ra từ bầu vú có tỉ lệ chất béorất thấp, trái lại những tia sữa cuối chất béo rất cao (6 ÷ 7%).

 Dụng cụ chứa sữa và môi trường xung quanh :

Dụng cụ chứa sữa và môi trường xung quanh đóng vai trò quan trọng trong việc đảmbảo chất lượng sữa

 Thời gian khai thác, vận chuyển, bảo quản :

Thời gian khai thác và thu sữa kéo dài trong điều kiện nhiệt độ thời tiết nắng nóng sẽtạo điều kiện tốt cho vi khuẩn trong sữa phát triển Bảo quản lạnh ức chế sự phát triển của vikhuẩn trong sữa, nên đảm bảo chất lượng sữa trước khi đến nhà máy

 Sữa có mùi vị không tự nhiên:

Nguyên nhân có thể là do thức ăn, cỏ, mùi của việc xử lý thức ăn, thuốc tẩy rửa,thuốc sát khuẩn Khi sữa bị nhiễm vi khuẩn đường ruột và vi khuẩn huỳnh quang từ rơm, cỏ

có thể làm cho sữa có mùi lạ Nấm men và trực khuẩn đường ruột có thể làm cho sữa bị sủibọt

 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong sữa

Ở điều kiện bình thường sữa tươi là một khối chất lỏng đồng nhất, không vón cục,không có lớp chất béo nổi trên mặt, có độ nhớt khoảng 1.1-2.5 đơn vị (lấy độ nhớt của nước

là một đơn vị), không có cặn, không có tạp chất lạ, không có rác bẩn,… Thông qua trạng tháibên ngoài của sữa có thể nhận xét tổng quát về chất lượng sữa Chẳng hạn khi các chấtprotein của sữa bị đông tụ thì sữa tạo thành những vón cục lợn cợn, khi chất béo của sữa ítthì độ nhớt của sữa thấp, khi sữa bị biến đổi do tác dụng của các loại vi khuẩn như vi khuẩnlactic, vi khuẩn butyric,… cũng làm cho sữa bị vón, độ nhớt thay đổi…

Sữa tươi có màu sắc thay đổi từ trắng ngà đến vàng nhạt Qua màu sắc của sữa có thểphán đoán sơ bộ được chất lượng của sữa Sữa có nhiều chất béo thì màu vàng hơn nhữngloại sữa bình thường, ngược lại khi sữa đã bị lấy đi một phần chất béo hoặc bị pha thêm nướcthì thường có màu vàng nhạt hơn sữa bình thường hoặc có màu vàng ánh xanh, sữa có màuxám hoặc ánh hồng có thể do vú bò bị viêm hoặc do ảnh hưởng của thức ăn lạ

Do sự phát triển của vi sinh vật nên trong sữa tươi có xảy ra nhiều quá trình sinh hóaphức tạp, trong đó có biến đổi có lợi như sự lên men lactic, nhưng chủ yếu là các quá trìnhbiến đổi có hại, làm giảm chất lượng của sữa và cuối cùng là dẫn đến hư hỏng.

Một số quá trình biến đổi chủ yếu xảy ra trong bảo quản sữa tươi:

+ Sự lên men lactic: hay còn gọi là sự lên men chua của sữa Chúng phân giải đường lactosethành nhiều chất phức tạp, chủ yếu là tạo thành acid lactic Sự lên men lactic được ứng dụngtrong việc sản xuất sữa chua Sự lên men lactic xảy ra chủ yếu do tác động của vi khuẩnlactic

+ Sự lên men butiric: là quá trình biến đổi không có lợi của sữa Dưới tác động của vi khuẩnnày, đường lactose và các muối của acid lactic bị lên men tạo thành acid butyric, một số chấtkhí, một số hợp chất acid… làm giảm chất lượng của sữa Vi khuẩn butyric hoạt động mạnh

ở nhiệt độ khoảng 400C

+ Sự thối rữa: hiện tượng sữa tươi bị thối rữa là do nhiều loại vi sinh vật phát triển phân hủycác hợp chất protein của sữa thành những sản phẩm có mùi thối khó chịu Ngoài ra, bản thâncác loại vi khuẩn gây thối rữa có thể tự tiết ra các chất độc hoặc phân giải protein thành cácchất độc làm cho sữa bị nhễm độc, chất lượng của sữa giảm dần, thậm chí không còn dùnglàm thực phẩm được nữa

Một số loại vi sinh vật phát triển ở sữa cũng có thể làm thay đổi màu sắc của sữa Ví

dụ như vi khuẩn pseudomonas synantha, Bactricum synxanthum phát triển trong sữa đã đunsôi không còn vi khuẩn lactic sinh màu vàng kim loại trên mặt sữa Mùi vị Sữa tươi có mùithơm đặc trưng dễ chịu, vị hơi ngọt Khi sữa có mùi vị lạ chứng tỏ sữa đã bị biến đổi chấtlượng

Sữa là môi trường rất thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật, do đó khi vi sinh vậtxâm nhập vào sữa chúng phát triển rất nhanh chóng, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu nóng

ẩm ở nước ta Những vi sinh vật này chúng xâm nhập vào sữa và gây ra những hư hại như:làm chua sữa, làm biến đổi màu của sữa, gây ra mùi hôi,… Vì thế khi thu nhận nguyên liệusữa tươi người ta thường kiểm tra rất cẩn thận bằng cách thử hoạt lực của enzyme reductaza

và phân loại sữa ra thành nhiều loại tốt, trung bình hay xấu để đưa vào chế biến cho phù hợp

và có năng xuất cao

Do thành phần hóa học của sữa phụ thuộc vào điều kiện thời tiết chăn nuôi và chế độvắt sữa, nên tỉ khối của sữa cũng thay đổi theo thời tiết Về mùa lạnh và khô thì tỉ khối củasữa thường lớn hơn mùa nóng và ẩm.

Độ acid của sữa là số ml dung dịch NaOH hay KOH nồng độ 0.1N cần thiết để trunghòa lượng acid có trong 100ml sữa tươi, với chất chỉ thị phenolphthalein Độ acid của sữađược ký hiệu là 0T Độ acid của sữa tươi mới vắt khoảng 16-180T, tuy vậy có loại sữa tươimới vắt có độ acid thấp hơn 160T hoặc cao hơn 180T Sau khi vắt một thời gian vi khuẩnlactic ở trong sữa phát triển làm tăng lượng acid lactic ở trong sữa nên độ acid của sữa tăngdần Khi bảo quản hay vận chuyển, nhất là trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta, độacid của sữa sẽ tăng dần lên, có thể tới 20-250T hay hơn nữa Đối với sữa tươi dùng để uốngtrực tiếp thường khống chế độ acid trong phạm vi không lớn hơn 200T Đối với sữa tươi dùng

để chế biến ra các sản phẩm khác thì khống chế độ acid lớn hơn một chút không sao, nhưngtối đa chỉ đạt là từ 23-250T

Chất béo và protein sữa bị thay đổi hóa học trong quá trình bảo quản Những thay đổinày có 2 dạng: sự ôi hóa và sự phân giải lipid Sản phẩm tạo nên có mùi khó chịu

Sự ôi hóa chất béo: xảy ra tại các nối đôi của các acid béo không no tạo nên mùi kim loại,trong đó lecithin là chất dễ tấn công nhất

- Sự ôi hóa protein: do sự ôi hóa amino acid dưới tác dụng của ánh sáng, gây ra mùikhó chịu Chỉ một vài phút để dưới ánh sáng cũng đủ gây ra phản ứng này, do đó sữakhông nên để trực tiếp dưới ánh sáng

- Sự phân giải lipid: là sự phân cắt chất béo thành glycerol và acid béo, tạo mùi vị chua,mùi này gây ra bởi sự hiện diện của các acid béo tự do thấp phân tử Sự phân cắt nàytạo ra dưới tác dụng của enzyme lipaza Tuy nhiên quá trình này không xảy ra cho đếnkhi lớp màng của hạt béo bị phá hủy và chất béo bị lộ ra Trong công nghệ sữa sự pháhủy màng rất dễ xảy ra dưới tác dụng cơ học như: bơm, khuấy, đánh sữa

• Ảnh hưởng của xử lý nhiệt lên các thành phần hóa học:

• Chất béo:

Chất béo không bị ảnh hưởng ở nhiệt độ dưới 1000C Sự kết tụ các hạt béo xảy ra ởnhiệt độ cao Sự phân tách chất béo bị giảm nếu sữa bị gia nhiệt cao hơn 750C Casein khôngthấy bị thay đổi ở nhiệt độ dưới 1000C, nhưng rất dễ thấy sự biến đổi của casein micelle khinhiệt độ của sữa trên 650C Protein dịch sữa bị biến tính ở nhiệt độ trên 650C và hầu như bị