Công nghệ sản xuất yagourt

Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong mộtkhoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tìnhtrạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi thành phầ

Chương 1: Nguyên liệu sữa bò tươi 1.1 Nguồn gốc nguyên liệu sữa bò:

Sữa là một loại nguyên liệu rất cần thiết cho đời sống con người, nó chomột giá trị dinh dưỡng cao Giống bò ở Hà Lan có thể cho sản lượng và chấtlượng sữa cao Việt Nam ta đã nhập giống bò này về và lai tạo thành giống bòsữa nuôi ở các nông trại với sản lượng sữa cho ra không kém Hiện nay, bòsữa được nuôi ở một số nơi như: Củ Chi, Bình Dương, Đồng Nai…và đangphát triển trại bò lan dần ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như: Bến Tre,Cần Thơ…

Mỗi ngày các nông trại nuôi bò sữa có thể cung cấp hàng triệu lít sữa chocác nhà máy, xí nghiệp Bò cho sữa đều đặng mỗi ngày nên ta có thể thuhoạch sữa bò liên tục 365 ngày một năm

1.2 Giới thiệu sơ lược về nguyên liệu sữa bò:

1.2.1 Sơ lược về sữa bò:

Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất

có trong máu Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể.Những chất này có khả năng đồng hóa cao Vì vậy, từ lâu con người đã biết sửdụng sữa như một loại thực phẩm bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ sơsinh

Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng,vitamin Ngoài ra, còn có chất màu và nhiều chất khác Trong các chất trên,trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chấtkhô của sữa Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa.Chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đếnlipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không béo

Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau Chúng luônthay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức

ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của convật, loài, giống và nhiều yếu tố khác

B ảng 1.1 Thành phần hóa học của sữa từ các loại động vật khác nhau:

Tổngchấtkhô(%)

Béo(%)

Protein(%)

Casein(%)

Lactose(%)

1.2.2 Tính chất vật lý của sữa bò tươi:

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein vàmột số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vàohàm lượng -Caroten có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu từtrắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa đã được tách béo – skimmilk) thường tronghơn và ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ Sữatươi có giá trị pH trung bình là 6,6 Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vikhuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic vàlàm giảm giá trị pH của sữa Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷtrọng của sữa càng thấp

Tỷ trọng 1.028 – 1.038 (g/l)

Tỷ nhiệt 0.93

1.2.3 Thành phần hóa học của sữa bò tươi:

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose,protein và các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàmlượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamine, hormone, cácchất màu và khí Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong mộtkhoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tìnhtrạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn giasúc, chế độ cho ăn, thời tiết…)

B ảng 1.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)

Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bìnhNước

Tổng các chất khô:

LactoseProteinChất béoKhoáng

85,5 89,510,5 14,53,6 5,52,9 5,02,5 6,00,6 0,9

87,513,04,83,43,90,8

1.2.3.1 Nước : là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng vai trò quan

trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho cácphản ứng sinh hóa Hàm lượng nước trong sữa chiếm 87% Phần lớn lượngnước trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng Người ta làm bay hơi nước

ở sữa để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ

1.2.3.2 Tổng các chất khô: được hiểu là hàm lượng các chất còn lại trong

sữa sau quá trình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng nước (dạng không liênkết) có trong sữa Đại lượng này thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm(%) khối lượng Chất khô không béo là hiệu số giữa tổng các chất khô (TS) vàhàm lượng chất béo trong sữa Từ bảng 1.1, ta suy ra giá trị trung bình củahàm lượng chất khô không béo trong sữa bò là 13,0 – 3,9 = 9,1%

Đường lactose: lactose là một disaccharid do một phân tử glucose và

một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành Trong sữa đường lactosetồn tại dưới hai dạng :

Dạng-lactose monohydrate: C12H22O11.H2O Dạng-lactose khan: C12H22O11

Tỷ lệ hàm lượng giữa -lactose monohydrate và -lactose khan trongsữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa

Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên.Ngoài lactose, trong sữa bò còn có glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l),galactose (20mg/l) và các hợp chất glucid chứa nitơ như N-acetylglucosamine, N-acetyl galactosamine, acid N-acetyl neuraminic Tuy nhiên,hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết Ở nhiệt độ cao, lactose bị biếnđổi thành sản phẩm caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bịcaramen hóa nên màu của sữa đã khử trùng thường sẫm hơn sữa 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 men thành acid lacticgọi 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 rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa nhưsữa chua, phômai…

Các hợp chất có chứa nitơ:

Hình 1.3 S ơ đồ thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa

Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein Các proteincủa sữa là những protein hoàn thiện Trong thành phần protein của sữa có tới

18 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ 8 axit amin không thay thếđược là Valine, Leucin, Isoleucin, Methyonine, Treonine, Phenyalanine,Triptophan và Lyzine Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếmkhoảng 7585%, -lactalbumin chiếm khoảng 12% và -lactoglobulin chiếmkhoảng 6% trong toàn bộ lượng protein trong sữa và còn một vài loại proteinkhác nhưng hàm lượng không đáng kể

Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò (100%)

Protein (95%) Các hợp chất chứa nitơ phi protein (5%):

Acid amin tự do Nucleotide Ure Acid uric Protein hòa tan (15 25%):

-lactoglobulin

-lactalbumin

Proteose-peptone Serum-albumin Immunoglobulin

Phân đọan protein hòa tan (không đông tụ ở pH = 4.6)

tụ ở pH = 4.6)

casein không tan trong sữa tươi Các protein này chứa nhóm photphate (trong

đó photpho chiếm khoảng 0,8% trong toàn casein) và nhóm photphate này kếthợp với ion Ca2+ Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa s-casein và-casein kết khối và kết tủa

- Protein hòa tan g ồm : -lactoglobulin, -lactalbumin, peptone-proteose,

immunoglobulin Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng Hàm lượngcủa chúng rất thấp Màng protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanhcác hạt béo, góp phần làm ổn định hệ nhũ tương trong sữa

-lactalbumin: còn gọi là albumin của sữa Hàm lượng -lactalbumin

trong sữa không nhiều, khoảng 0,5-1,0% tùy theo từng loại sữa Trong sữanon có nhiều -lactalbumin hơn trong sữa thường Khác với casein, -lactalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan Dưới tác dụng của nhiệt độ cao -lactalbumin bị đông tụ Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độđông tụ nhanh hơn Các enzym làm đông tụ casein không có khả năng làmđông tụ -lactalbumin Sau khi đông tụ, -lactalbumin mất khả năng hòa tanlại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi

lactoglobulin : còn gọi là globulin của sữa Hàm lượng

-lactoglobulin ở trong sữa khoảng 0,1-0,2% tùy từng loại sữa -lactoglobulincũng có nhiều trong sữa non dưới dạng hòa tan Nó cũng bị đông tụ khi nhiệt

độ tăng và không bị đông tụ dưới tác dụng của enzym làm đông tụ casein Saukhi bị đông tụ, -lactoglobulin cũng mất khả năng hòa tan lại trong nước

1.2.3.3 Enzym :

Là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein Sự có mặt củacác enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữatrong quá trình bảo quản, từ đó là giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa Tuynhiên, một số enzym có trong sữa như lactoperoxydase, lysozym có vai tròkháng khuẩn Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá

trình bảo quản trước khi chế biến Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng caothì thành phần enzym có trong sữa càng đa dạng và họat tính enzym sẽ càngcao.

Lactoperoxydase: enzym này luôn có trong sữa động vật, nó do tuyến vú

tiết ra Enzym xúc tác phản ứng chuyển hóa oxy từ hydrogen peroxyde (H2O2)đến các chất oxy hóa khác Enzym có pH tối thích là 6,8 Trong sữa non, hàmlượng enzym thường cao hơn Khi đun nóng sữa đến 80oC trong vài giây,lactoperoxydase sẽ bị vô hoạt

Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu

béo Enzym này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước

và oxy tự do Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh chứa một lượng catalaserất thấp Sữa nhiễm vi sinh vật thường có họat tính catalase rất cao Catalase

bị vô hoạt ở 75oC sau thời gian 1 phút hoặc vô hoạt ở 65-68oC sau 30phút

Lipase: người ta tìm thấy một hệ enzym lipase trong sữa bò Chúng xúc tác

thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phóng ra các acid béo tự do

Sự thủy phân triglycerid làm tích lũy các acid béo tự do trong sữa Quá trìnhphân giải tiếp các acid béo này làm cho sữa có mùi ôi khét và mùi kim loại

Phosphatase: Các phosphatase tìm thấy trong sữa chủ yếu thuộc về nhóm

phosphomonoesterase Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữaacid phosphoric và glycerin Có hai dạng phosphomonoesterase trong sữa :phosphatase kiềm và phosphatase acid

Phosphatase kiềm: có pH tối thích là 9,6 Một trong những tính chất đặc

trưng của phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hóa của nó Sau quá trìnhthanh trùng, nếu ta kiểm tra ngay mẫu sữa thì không phát hiện thấy hoạt tínhphosphatase kiềm Tuy nhiên, sau một thời gian bảo quản, trong sữa sẽ xuấthiện trở lại hoạt tính enzym này Người ta gọi đây là hiện tượng tái hoạt hóacủa phosphatase kiềm và đến nay vẫn chưa tìm được lời giải thích rõ ràng về

hiện tượng này Để tránh hiện tượng hoạt hóa của phosphatase kiềm, ta cầnlàm lạnh nhanh sữa sau quá trình thanh trùng và bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp(2oC) Một số nghiên cứu cho rằng, sự có mặt của ion Ca2+và Mg2+thúc đẩyquá trình tái hoạt hóa enzym, ngược lại, các ion Co2+, Cu2+ và Ni2+ lại kìmhãm hiện tượng này.

Phosphatase acid: enzym này có pH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt

nhất trong sữa Để vô hoạt nó hoàn toàn, ta cần gia nhiệt sữa đến 96oC và giữ

ở nhiệt độ này trong thời gian tối thiểu là 5 phút Phosphatase acid bị vô hoạtbởi NaF

Lysozym: là một glucosaminidase (hay muramidase) có phân tử lượng

khoảng 1400018000Da và là một enzym bền nhiệt Lysozym xúc tác phảnứng thủy phân liên kết  giữa acid muramic và glucosamine củamucopolysaccharide trong màng tế bào vi khuẩn, từ đó gây phân hủy tế bào.Lysozym trong sữa bò hoạt động ở pH tối thích là 7,9 Hàm lượng lysozymtrong sữa bò trung bình là 130g/l, khoảng 3000lần thấp hơn trong sữa người(400mg/l)

Protease: theo Humber và Alais (1979) thì có hai loại enzym: protease acid

và protease kiềm được tiết ra từ tuyến vú Chúng thường liên kết với casein vàcũng bị kết tủa ở pH = 4,6 Các enzym protease xúc tác phản ứng thủy phânprotein, tạo các sản phẩm như proteose-peptone, peptide và các acid amin tự

do Sản phẩm thủy phân là -casein và các phân đoạn proteose-peptone cóphân tử lượng khác nhau Các protease acid có trong sữa có pH tối thích là4,0, còn protease kiềm hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,58,0 Chúng bị vô hoạthoàn toàn ở 80oC sau 10 phút

1.2.3.4 Lipid :

B ảng 1.4 Thành phần lipid trong sữa bò

Thành phần

Hàm lượng (% so vớitổng khối lượnglipid)

Ghi chú

Lipid đơn giản:

- Glyceride: triglyceride

diglyceridemonoglyceride

- Cholesteride

- Ceride

98,59596230,10,030,02

Là ester của acid béo vàcholesterol

Là ester của acid béo vàrượu cao phân tử

B ảng 1.5 Thành phần các acid béo trong sữa

Tên acid béo

Sốnguyên tửC

% so với tổnglượng acid béotrong sữa

Nhiệt độnóng chảy(oC)

Trạng thái vật

lý ở nhiệt độphòngAcid bão hòa:

3,0 4,51,3 2,20,8 2,51,8 3,82,0 5,07,0 11,025,0 29,0

-7,9-1,5+16,5+31,4+43,6+53,8+62,6

LỏngLỏngLỏngLỏng/rắnRắnRắnRắn

A stearic

A arachidic

1820

3,0 7,00,2

+69,3+75,0

RắnRắn

Acid không bão

30 402,0 3,0Không lớn hơn1.0

Không lớn hơn1.0

+14,0-5,0-5,0-49,5

LỏngLỏngLỏngLỏng

Hàm lượng các acid béo không bão hòa trong sữa được xác định bởi chỉ

số iod của chất béo Chỉ số khúc xạ của sữa thay đổi phụ thuộc vào thành phầnđịnh tính và định lượng các acid béo có trong sữa Đối với sữa bò, chỉ số khúc

xạ dao động từ 4046 Nếu sữa chứa nhiều acid béo nóng chảy ở nhiệt độ caothì lipid sữa sẽ có “cấu trúc cứng” Ngược lại, sữa chứa nhiều acid béo nóngchảy ở nhiệt độ thấp thì lipid sữa sẽ có “cấu trúc mềm” hơn Lipid phức tạpgồm 2 nhóm chính:

- Nhóm 1: hợp chất với glycerol

- Nhóm 2: hợp chất với sphingosine (C18H37NO2)

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động

từ 0,1  20m Trong 1ml sữa có khoảng 1015 tỷ hạt cầu béo Do đó, ta có

thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Các hạt cầu béo được baobọc bởi một lớp màng lipo-protein tích điện âm Các màng này có vai trò làmbền hệ nhũ tương trong sữa Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu làglyceride, phospholipid và protein Phân tử phospholipid có hai đầu: đầu ưabéo (không phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm cầu; đầu

ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo.Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có

xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt làeuglobulin Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên bềmặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy ac-si-met và tạo nên váng sữa Khi đó trongsữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu làlipid; pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữanhư đường lactose, khoáng, một số protein

1.2.3.5 Khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 810g/L Các muối trongsữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong số cácnguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phosphore

và magie Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tạidưới dạng muối hòa tan trong sữa Các nguyên tố khoáng khác như: kali, natri,clo đóng vai trò là chất điện ly (electrolyte) Ngoài ra, sữa còn chứa cácnguyên tố khác như: Zn, Fe, I, Cu, Mo Chúng cần thiết cho quá trình dinhdưỡng của con người

1.2.3.6 Vitamin:

Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm:

- Vitamin hòa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C…

- Vitamin hòa tan trong chất bao gồm: A, D, E, K

B ảng 1.6 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò

Vitamin Hàm lượng Vitamin

Hàmlượng(mg/L)

Vitamin

Hàmlượng(g/L)A

DEK

0.22.0 mg/L0.3750.500

g/L0.751.00mg/L

B1B2B3B5B6

0.441.750.943.460.5

B12CBiotineAcid folic

4.320302.8

1.2.3.7 Hormone:

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quátrình sinh trưởng của động vật Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loạihormone Chúng được chia thành ba nhóm là proteohormone, hormonepeptide và hormone steoride

1.2.3.8 Các hợp chất khác:

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 Tổnghàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa Các chất khí trongsữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chấtkhác và dạng phân tán Khí ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một

số khó khăn trong các quy trình chế biến Do đó, sữa tươi thường được qua xử

lý bài khí trước khi chế biến

1.2.3.9 Hệ vi sinh vật và vai trò của chúng trong sữa bò: được chia làm

2 nhóm

Procaryote: nhóm vi sinh vật procaryote có nhân chưa hoàn chỉnh Vùng

nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin

di truyền cho tế bào Đại diện quan trọng cho nhóm procaryote là vi khuẩn Sốlượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn đếnvài triệu khuẩn lạc trong 1ml sữa Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinhkhá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc

Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là: vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh

acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn gây thối

 Vi khuẩn lactic: rất phổ biến trong tự nhiên Chúng thường được tìm

thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của độngvật Để tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp nănglượng ATP từ cơ chất lactose Acid lactic là một trong những sảnphẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên Dựa vào

nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng,người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: vi khuẩn lactic đồng

hình và vi khuẩn lactic dị hình Trong công nghệ lên men các sản

phẩm từ sữa như: yoghurt, kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta

sử dụng các loài vi khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hoá cần thiết Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là những canh

trường vi sinh vật thuần khiết được nhân lên qua nhiều cấp từ một tế

bào vi khuẩn ban đầu đã qua tuyển chọn Còn các vi khuẩn lactic có

mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những vi sinh vật tạpnhiễm Chúng sẽ tạo ra những chuyển hoá ngoài ý muốn của nhà sảnxuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đông

tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như: ethanol, acidacetic…làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa) Các vi

khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như:

Bifidobacterium…Chúng gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình

lẫn dị hình Khi thanh trùng sữa ở 80oC, hầu hết cácvi khuẩn lacticnhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt

 Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hoá

đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2,H2…Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩmkhí làm cho sữa có mùi khó chịu Ở nhiệt độ 75oC trong khoảng thời

gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt.

 Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): chúng dễ bị nhiễm

vào sữa Trong sữa vi khuẩn này chuyển hoá đường trong sữa thànhnhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton,khí CO2, H2…làm thay đổi thành phần hoá học và giá trị cảm quancủa sữa trong quá trình bảo quản Quá trình thanh trùng sữa không thể

tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt Khi đó, ta

phải dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng

chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.

 Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): được tìm thấy trong

dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại…Vi khuẩn propionic

chuyển hoá đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2…làm

hư hỏng chất lượng sữa Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một sốloại phô mai như Emmenthal…người ta sử dụng canh trường

Propionibacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hổng (mắt phô

mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm Hầu hết các vi khuẩn

propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20giây

 Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp

protease ngoại bào trong môi trường sữa Protease sẽ xúc tác quátrình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptide, peptide vàacid amin Một số acid amin tiếp tục bị phân huỷ tạo NH3, H2S…làmcho sữa có mùi khó chịu Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năngsinh tổng hợp lipase ngoại bào Enzym này xúc tác quá trình thuỷphân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi Các

giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas,

Micrococcus… Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas fluorescens.

Các enzyme protease và lipase được sinh tổng hợp bởi loài vi khuẩnnày rất bền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trìnhphân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.Ngoài hai qua trình thuỷ phân nói trên, một số vi khuẩn gây thối còntạo khí (CO2, H2…), sinh tổng hợp các acid hữu cơ làm giảm pH sữa

và đông tụ protein Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được

protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sựđông tụ casein trong sữa.

Eucaryote: nhóm VSV này có nhân hoàn chỉnh, nằm trong tế bào, nhân

được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thông tin

di truyền Hai đại diện của nhóm này thường được tìm thấy trong sữa là nấmmen và nấm sợi

 Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, oval hoặc

hình trứng…Một số loài nấm men thường gặp trong sữa là

Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hanseni,…Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá

trình trao đổi chất Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biếnđổi về thành phần hoá học trong quá trình bảo quản sữa

 Nấm sợi: có dạng hình sợi, phân nhánh Một số loài nấm sợi thường

nhiễm vào sữa: Penicillium camemberti, P.roqueforti, P.casei,…Trong số các nấm sợi trên, vài loài thuộc giống Penicillium

được sử dụng trong sản xuất một số loại phô mai Việc nhiễm nấmsợi vào sữa gây nhều khó khăn trong công nghệ chế biến sữa

Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt, hầu hết cácloài nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở

75oC trong thời gian từ10-15 giây Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêmngặt các quy định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa saukhi đã qua thanh trùng

1.3 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong sữa:

Sữa tươi là môi trường rất thích hợp cho sự xâm nhập và phát triển củacác loại vi sinh vật Do sự phát triển của vi sinh vật nên trong sữa tươi có xảy

ra nhiều quá trình sinh hóa phức tạp, trong đó có biến đổi có lợi như sự lên

men lactic, nhưng chủ yếu là các quá trình biến đổi có hại, làm giảm chấtlượng của sữa và cuối cùng dẫn đến hư hỏng.

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

 Sự lên men lactic (sự lên men chua của sữa): chúng phân giải

đường lactose thành nhiều chất phức tạp, chủ yếu là tạo thành acidlactic Sự lên men lactic được ứng dụng trong việc sản xuất sữachua.Sự lên men lactic xảy ra chủ yếu do tác động của vi khuẩnlactic Vi khuẩn lactic không bền vững dưới tác động của nhiệt độcao Khi đun nóng sữa tới 60-650C trong khoảng 15-30 phút vi khuẩnlactic sẽ bị tiêu diệt

 Sự lên men butiric: là quá trình biến đổi không có lợi của sữa Dưới

tác dụng của vi khuẩn này, đường lactose và các muối của acid lactic

bị lên men tạo thành acid butyric, một số chất khí, một số hợp chấtacid… làm giảm chất lượng của sữa Vi khuẩn butyric hoạt độngmạnh 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 hủy các hợp chất protein của sữa thành những sảnphẩm có mùi thối khó chịu Ngoài ra, bản thân các loại vi khuẩn gâythối rữa có thể tự tiết ra các chất độc hoặc phân giải protein thành cácchất độc làm cho sữa bị nhiễm độc, chất lượng của sữa giảm dần,thậm chí còn không dùng làm thực phẩm được nữa

1.4 Các phương pháp bảo quản sữa bò tươi:

Sữa sau khi vắt, lượng vi sinh vật thay đổi khá nhiều Bản thân sữa cònchứa nhiều hệ enzym xúc tác cho các phản ứng sinh hóa làm giảm giá trị củasữa Để hạn chế sữa bị giảm chất lượng, người ta tiến hành bảo quản sữa bằngnhiều phương pháp khác nhau ở điều kiện thích hợp như là:

 Phương pháp vật lý: làm lạnh, đun nóng

 Phương pháp hóa học: dùng một số hóa chất để tiêu diệt hoặc ức chế sựsinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.

 Phương pháp sinh học: chủ yếu nhờ quá trình lên men lactic để ức chế

sự phát triển của vi sinh vật khác

1.5 Các chỉ tiêu của chất lượng sữa:

Khi đánh giá chất lượng của sữa tươi, người ta thường tiến đánh giáđồng thời các chỉ tiêu như sau:

 Chỉ tiêu về cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị …

 Chỉ tiêu lý hóa: tỷ khối, hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo, độacid …

 Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi sinh vật ( tạp trùng ) trong 1ml sữa, vi trùnggây bệnh, nấm mốc …

Chương 2: Tổng quan về chăn nuôi bò sữa ở Việt Nam 2.1.Tình hình chăn nuôi :

Sau khi có quyết định 167/2001/QĐ-TTG của thủ tướng chính phủ ngày26/10/2001 phong trào phát triển bò sữa ở nước ta bước vào giai đoạn mới,tổng đàn bò sữa hàng năm tăng nhanh, tốc độ tăng trung bình giai đoạn 2001-

)

Tỷ lệ

%/sovói cảnướcnăm2005

Đông Nam Bộ là vùng có số lượng đàn bò sữa cao nhất nước và TâyNguyên có số lượng đàn bò thấp nhất nước

- Bò Holstein thuần chủng (bò HF): đây là giống bò sữa chuyên dụng

cao sản của Hà Lan Màu lông đen vá trắng hoặc trắng vá đen, tỷ lệ đen trắngthông thường là 50% - 50% Bò Hà Lan thuần thường có 6 điểm trắng: giữatrán, chóp đuôi và 4 chân Đây là giống bò có sản lượng sữa nhiều và tốt nhất

và được nuôi với tỷ lệ cao nhất trong các giống bò sữa hiện nay

Được nhập về Việt Nam từ những năm 1963-1964 tại Mộc Châu (tỉnhSơn La) và hiện được nuôi ở đó với quy mô lớn.Sản lượng sữa đạt 5500 –6000kg/305 ngày.Tỉ lệ mỡ sữa là 3.6%

Hình 2.1 Hình dáng c ủa bò Holstein

- Bò Jersey thuần chủng: có nguồn gốc từ đảo Jersey ở eo biển

Mangche giữa Anh và Pháp Đây là giống bò sữa có tầm vóc nhỏ nhất nhưng

có ngoại hình rất đẹp và hiệu suất cho sữa khá cao Bò có sắc lông màu nâunhạt đốm đen.Bò có khả năng gặm cỏ tốt.Tuy có nguồn gốc từ xứ ôn đớinhưng có khả năng chịu được khí hậu của nhiệt đới

Ưu điểm là khả năng chống chịu tốt, dễ thích nghi và chịu kham khổ tốthơn bò HF, sản lượng sữa chỉ bằng 1/3-1/2 bò HF (3500-4000kg/chu kỳ 270ngày) nhưng tỷ lệ mỡ sữa cao từ 5.2 - 5.8%, chất lượng sữa thơm ngon.Bò này

có sự trưởng thành sinh dục sớm, con cái từ 12-14 tháng tuổi đã cho phối lầnđầu

Hình 2.2 Hình dáng c ủa bò Jersey

Ngoài ra còn có một số giống bò lai: chúng được sinh sản bằng phươngpháp thụ tinh nhân tạo, tinh đực giống đều là tinh bò Holstein Friesian thuầnchủng:

- Bò lai HF Jersey: con lai được tạo ra từ bò mẹ Jersey thuần với tinh bòđực giống Hà Lan

- Bò AFS: đây là một giống bò lai của Australia, được lai tạo giữa giống

bò địa phương với bò Holstein Friesian và bò Siwan Giống bò này tuy sảnlượng sữa không cao như bò HF, nhưng có ưu điểm là khoẻ mạnh, ít ốm đau,thích nghi được với những vùng thời tiết khí hậu khô nóng

2.3 Tình hình phát triển giống bò sữa ở Việt Nam :

Bò HF thuần chủng được đưa về Việt Nam (cụ thể là ở Mộc Châu vàLâm Đồng) từ những năm 1963-1964 cùng với 114 con bò lang trắng đen từTrung Quốc Năm 1975-1976 nhập 879 con Hoslstein Friesian từ Cu Ba Trảiqua 9-10 thế hệ đàn bò này đã thích nghi với khí hậu cũng như môi trường tạiViệt Nam

Năm 2001-2002 nhập 49 con bò Hoslstein Friesian từ Mỹ theo chươngtrình phát triển bò sữa quốc gia, nhằm phát triển nguồn gen quý à một giống

bò có tầm vóc to lớn và cho sản lượng sữa cao Trong chương trình phát triển

bò sữa của tỉnh Sơn La năm 2003 nhập 374 bò Hoslstein Friesian từ Australia

và chúng được nuôi, sinh sản và sản xuất tại Mộc Châu

Bò sữa ở nước ta cho năng suất thấp hơn các giống bò ngoại Cơ cấu củađàn bò sữa Việt Nam hiện nay chủ yếu là bò lai HF được lai từ giống bòHolstein của Hà Lan chiếm gần 85% tổng đàn bò sữa, tỷ lệ máu bò lai HF ởđàn bò lai thường từ 50%, 75% và 87,5% Số lượng bò thuần HF chiếm 14%tổng đàn Số còn lại là các giống bò khác

2.4 Điều kiện vắt sữa :

Đối với các loài động vật khác nhau thì thành phần hoá học của sữa sẽkhác nhau, ngay cả ở những động vật cùng loài cũng không giống nhau.Thành phần và chất lượng của sữa ở các loài hay ở những động vật cùng loàiluôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần thức ăn, điều kiệnchăn nuôi, sức khoẻ, trọng lượng của con vật, thời kỳ tiết sữa, phương pháp

vắt sữa, loài giống và nhiều yếu tố khác Sau đây là một số yếu tố quan trọng

cụ thể ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng của các thành phần trong sữa:Loài, giống động vật: sữa vắt từ các loài động vật khác nhau thì khácnhau, ngay cả sữa vắt từ một loài động vật nhưng giống khác nhau cũng sẽkhác nhau mặc dù điều kiện chăn nuôi và phương pháp vắt sữa giống nhau

Do vậy, trong lĩnh vực chăn nuôi bò sữa người ta phải chọn giống cho nhiềusữa và sữa có chất lượng tốt

Điều kiện chăn nuôi: thời tiết, thức ăn, chuồng trại có ảnh hưởng tới sốlượng và chất lượng sữa Thông thường, sữa vắt vào mùa hè ít lipid hơn sữavắt vào mùa đông; sữa vắt vào mùa hè, mùa xuân nhiều vitamin và chất màuhơn sữa vắt vào mùa đông

Thể trạng của con vật: sữa vắt từ các con vật khoẻ mạnh thì khác hẳn từcác con vật ốm yếu, như sữa vắt từ con bò bị bệnh lao thì trong thành phần sữavắt có nhiều vi trùng lao, sữa vắt từ các con vật bị viêm vú thì trong sữa vắt cócác tế bào hồng cầu …

Thời kỳ tiết sữa: là khoảng thời gian bắt đầu có sữa đến khi hết sữa Thời

kỳ tiết sữa ở các con vật không giống nhau Thời kỳ tiết sữa của bò sữa trungbình từ 8 đến 10 tháng Trong khoảng thời gian 7-10 ngày đầu của thời kỳ tiếtsữa, sữa vắt trong thời gian này được gọi là sữa non (sữa đầu) có thành phầnkhá đặc biệt: hàm lượng protein sữa non nhiều hơn sữa thường có khi gấp 2-3lần; chất khoáng, chất miễn dịch và chất men nhiều hơn sữa thường rất thíchhợp cho bê con nhưng sữa non có mùi vị kém thơm ngon hơn sữa thường do

đó khi vắt sữa bò người ta không lấy sữa non Sữa vắt trong những ngày cuốicủa thời kỳ tiết sữa gọi là sữa cuối hoặc sữa già, sữa già có vị đắng hơn vànhiều enzym lipase hơn sữa thường

Phương pháp vắt sữa: để vắt được nhiều sữa trước hết con vật phải thuộcgiống cho nhiều sữa, kỹ thuật chăn nuôi phải tốt, nhưng ngoài ra còn một yếu

tố quan trọng có ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng sữa vắt được đó làphương pháp vắt sữa Có nhiều phương pháp vắt sữa: vắt bằng tay, bằng máy,phối hợp vắt bằng máy và bằng tay Sử dụng phương pháp nào là do tùy từngnông trại chăn nuôi bò hay do thói quen của từng con vật thì sữa vắt sẽ vừanhiều, vừa tốt.

2.5 Phương pháp vắt sữa bò:

Quá trình vắt sữa quyết định đến sản lượng sữa thu hoạch được từ mỗicon bò cũng như các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa, chỉ có thể chế biến ra các sảnphẩm tốt khi sữa có nguyên liệu tốt

Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh vào những thời điểm nhất địnhtrong ngày, thường là lúc sáng sớm và chiều tối

Sữa vắt ra được làm lạnh ngay, tránh mọi biến đổi xấu đối với sữa.Trong trường hợp vắt sữa bằng tay, sữa được lọc qua vải màng (vài lớp), đểloại bỏ những tạp chất cơ học có kích thước lớn Có thể phải lọc nhiều lần, sau

đó làm lạnh tại chỗ trong thiết bị chuyên dùng

Hiện nay, có 2 phương pháp vắt sữa phổ biến:

 Phương pháp vắt sữa thủ công

 Phương pháp sử dụng máy vắt sữa

Ở nước ta hiện nay, chủ yếu là vắt sữa bằng tay Sau đó được vận chuyểntới các cơ sở chế biến hoặc nhà máy bằng ôtô lạnh

2.5.1 Phương pháp vắt sữa thủ công:

2.5.1.1 Đặc điểm:

Phương pháp vắt sữa thủ công là phương pháp vắt sữa bằng tay Phươngpháp này đơn giản nhưng tốn nhiều thời gian, nhân công và khó kiểm soát đểđảm bảo sự ổn định cho các chỉ tiêu vi sinh của sữa Phương pháp vắt sữa thủ

Đối với phương pháp vắt sữa thủ công, ta cần chú ý đến các vấn đề sauđây:

 Con vật phải trong tình trạng vệ sinh tốt

 Nơi vắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ, tránh bụi

 Người vắt sữa cũng phải trong tình trạng vệ sinh tốt, không bị bệnhtruyền nhiễm

 Các dụng cụ đựng sữa và các dụng cụ khác có liên quan đến quá trìnhvắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ Nếu có điều kiện nên vô trùng cẩnthận

 Sau khi vắt sữa xong, cần rửa lại núm vú bò bằng nước sạch và lau khô

Ta cũng có thể sử dụng các dung dịch sát trùng để ức chế vi sinh vật,hạn chế sự di chuyển của chúng vào tuyến trong của núm vú

2.5.1.2 Kỹ thuật vắt sữa:

Vắt sữa bò đúng kỹ thuật là nhằm hạn chế đến mức tối đa sữa cặn tồn tạitrong tuyến bào, tránh viêm vú, đồng thời kích thích quá trình sinh tổng hợpsữa trong tuyến sữa Sự tiết sữa của bầu vú là hoạt động phản xạ có điều kiệndiễn ra theo hai pha:

 Pha 1: là pha thần kinh có thời gian tiềm phục ngắn khoảng 1 - 4 giây

 Pha 2: là pha thần kinh thể dịch.Pha này có liên quan đến hoạt động củahormon oxytoxin Thời gian tiềm phục khoảng 30 - 40 giây.Nhưngoxytoxin từ thùy sau tuyến yên thường kéo dài trong vòng 3 - 5 phút.Sau đó hoạt động của oxytoxin sẽ hết hiệu lực

2.5.1.3 Chuẩn bị vắt sữa:

Trước hết, phải dọn sạch chỗ vắt sữa Con bò nào hay đá nên buộc chânsau lại (buộc chân không ảnh hưởng tới chất lượng sữa vắt được) Ngoài ra,cũng phải buộc đuôi vào đùi để tránh bò quật đuôi làm bụi, phân rơi vào sữa.Lau sạch vú bằng khăn sạch đã nhúng nước ấm 40 - 500C Sau đó, tiếnhành xoa bóp vú: dùng hai bàn tay ôm lấy phía trước và phía sau vú, tay trái ởphía trước, tay phải ở phía sau, hai tay ôm khum khum bầu vú, ép chặt vàonhau, vừa ép vừa làm cho bầu vú chảy đi chảy lại trong lòng bàn tay, làm nhẹnhàng từ trên xuống dưới, đến núm vú thì nắm lấy và vuốt nhẹ vài cái Xongdùng cả hai bàn tay nâng mạnh bầu vú lên vài lần (như con bê thúc vú mẹ), rồilại tiếp tục xoa bóp.Như vậy, độ 4-5 lần, đến khi thấy bầu vú cứng lên và cácnúm vú vểnh ra, đó là dấu hiệu sữa xuống đầy bầu vú Xoa bóp độ 2-3 phút làxong toàn bộ

2.5.1.4 Vắt sữa:

Có thể vắt hai vú trước, hai vú sau, cũng có thể chéo góc: vú phải phíatrước và vú trái phía sau vắt trước, vú phải phía sau và vú trái phía trước vắtsau Khi sữa đã gần cạn (nghĩa là vắt không còn chảy thành tia mạnh nữa) thìtập trung hai tay vắt một núm cho kiệt sữa (gọi là vắt kiệt) Khi vắt kiệt nênvắt lần lượt từ vú phải phía trước sang vú trái phía trước, rồi đến vú trái phíasau và cuối cùng là vú phải phía sau

Nên ngồi vắt bên trái bò, do đó lúc bắt tay trái ở phía trước và tay phải ởphía sau

Hình 2.3 T ư thế người ngối vắt sữa bò

Nếu núm vú bò to thì nên vắt nắm: nắm chặt núm vú vào mấy ngón tay,rồi lần lượt bóp chặt ngón trỏ và ngón cái trước làm thành một vòng đai khôngcho sữa chảy ngược lên bầu vú Sau đó lần lượt bóp chặt ngon giữa, rồi đếnnhón đeo nhẫn và ngón út để tống sữa ra ngoài Các động tác này làm theomột trình tự đều đặn, cứ mỗi phút người vắt sữa giỏi có thể bóp được từ 100 -

120 lần, vắt càng nhanh thì lượng sữa càng nhiều

Nếu núm vú ngắn nhỏ thì nên vắt vuốt: dùng hai tay cái và tay trỏ đểvuốt, ngón tay cái áp chặt vào núm vú, ngón tay trỏ vòng trở lại quay núm vú

và vuốt mạnh cả hai ngón từ trên xuống dưới Lúc đầu cũng cần làm từ từ, sautăng dần lên càng nhanh càng tốt

Hình 2.4 V ắt sữa bò bằng cách vắt nắm