TRUONG DAI HOC CAN THO KHOA CONG NGHE
LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC
Xác định thành phân dưỡng chất và sự thay đổi hàm lượng hydroxymethylfurfural (HME)
của sữa bị tươi trong quá trình gia nhiệt
CÁN BO HUONG DAN: SINH VIEN THUC HIEN:
ThS Nguyén Thi Tuyét Nhung Nguyễn Thị Thu Vân
MSSV: 2082248
Nganh: Cong nghé Hoa hoc — Khéa34
Thang 04/2012
Trang 2LOI CAM ON
5) % CR
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã gặp khơng ít khĩ khăn Nhưng với sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình từ gia đình, thầy cơ và bạn bè đã giúp em vượt qua nhưng khĩ khăn đĩ và hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình
Con xin chân thành cảm ơn ba mẹ, những người đã sinh thành và dạy dỗ cũng như tạo mọi điêu kiện thuận lợi nhật cho con đê con vững bước trên con đường học tập Cảm ơn ba mẹ vì đã luơn quan tâm và động viên con trong suơt thời gian qua
Em xin chân thành cảm ơn cơ Nguyễn Thị Tuyết Nhung và thầy Vũ Trường Sơn đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức và đưa ra những lời khuyên rất
bồ ích đối với em, giúp em hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình
Em xin cảm ơn quý thây cơ đã truyền đạt từ kiến thức đại cương đến kiến thức chuyên ngành cho em, giúp em cĩ một hành trang chắc chăn để bước tiếp trên con đường học tập
Em xin cảm ơn quý thầy cơ trong Bộ mơn Cơng nghệ Hĩa học, trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành luận văn một cách tốt đẹp Xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên của lớp Cơng nghệ Hĩa học khĩa 34
rất nhiều vì đã động viên và giúp đỡ tơi rất nhiều Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn đến
bạn Nguyễn Ngọc Thành (Cơng nghệ Hĩa học khĩa 34) và bạn Quách Thị Ngọc Diễm (Đại học Cửu Long) đã tận tình giúp đỡ và chia sẻ nhưng khĩ khăn với tơi trong suốt quá trình làm luận văn
Dù đã rất cố gắng nhưng trong luận văn này chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi thiếu sĩt Rất mong được quý thây cơ chỉ dẫn thêm
Kính chúc quý thầy cơ và các bạn luơn khỏe mạnh và thành cơng trong cơng việc cũng như trong cuộc sống
Xin chân thành cảm ơn mọi người!
Nguyễn Thị Thu Vân
Trang 4
NHAN XET CUA CAN BO PHAN BIEN
Trang 5TĨM LƯỢC
#2 %* G§
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, sữa bị tươi là một loại thực phẩm đĩng vai trị khá quan trọng trong việc cung cấp nguồn dinh dưỡng và năng lượng cho con người Vì vậy, đã cĩ rất nhiều cơng trình nghiên cứu về các thành phần đưỡng chất thiết yếu trong sữa bị tươi và từ đĩ xây đựng nên những tiêu chuẩn quy định về hàm lượng của các dưỡng chất đĩ Hiện nay, các tiêu chuẩn về lượng chất béo, đạm, đường, vi sinh trong sữa bị tươi đều đã được nghiên cứu và xây dựng các tiêu chuẩn một cách hồn chỉnh Bên cạnh các thơng số tiêu chuẩn về hàm lượng chất béo, đạm, đường, vi sinh trong sữa bị tươi, các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu một thơng số mới của sữa bị tươi đĩ là hàm lượng hydroxymethylfurfural (HMF)
HMF 1a chat duoc sản sinh một cách tự nhiên trong sữa bị tươi Lượng HMF sinh ra sé gia tang theo thời gian bảo quản sữa tươi Ngồi ra, nhiệt độ bảo quản sữa
tươi cũng liên quan trực tiếp đến hàm lượng HMF được sinh ra Thời gian bảo quản
càng lâu và nhiệt độ càng cao thì lượng HMF trong sữa sinh ra càng nhiều HMF sinh ra cĩ thể làm thay đổi màu và mùi của sữa bị tươi Nĩ cĩ thể làm sữa cĩ màu sẫm hơn và mùi thơm sữa cũng sẽ nhiều hơn
Việc tiến hành nghiên cứu HMF trong sữa bị tươi đã được tiến hành rộng
khắp trên thế giới Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa cĩ cơ sở nghiên cứu và phân tích về
hàm lượng HMEF trong sữa bị tươi Do đĩ, việc thực hiện đề tài “Xác định hàm lượng hydroxymethylfurfural cĩ trong sữa bị tươi tại các nơng hộ ở thành phố Cần Thơ” nhằm đặt một tiền đề cho việc nghiên cứu về HMF trong sữa bị tươi ở Việt
Nam được phát triển, đồng thời nhằm tìm ra khoảng thời gian và nhiệt độ tối ưu khi
tiến hành gia nhiệt sữa bị tươi sao cho hàm lượng HMEF đạt như mong muốn
Các mẫu sữa dùng để tiến hành thí nghiệm trong đề tài này được lấy từ trại
chăn nuơi thực nghiệm của trường Đại học Cần Thơ và hợp tác xã bị sữa Long Hịa Tiến hành khảo sát hàm lượng HME trong sữa bị tươi ở các nhiệt độ 659C,
75°C, 85°C và 95°C ở các mốc thời gian 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90 và 105 phút Kết
quả thu được như sau:
Mẫu sữa trại chăn nuơi thực nghiệm trường Dai hoc Cần Thơ:
Ở 65°C: hàm lượng HME sau 105 phút gia nhiệt đạt 6,59 mg/kg sữa tươi
Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0142 mgHME/kg sữa tươi.phút `
Trang 6
Ở 75°C: hàm lượng HMEF sau 105 phút gia nhiệt đạt 9,25 mg/kg sữa tươi Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0152 mgHME/kg sữa tươi.phút”
Ở 85°C: hàm lượng HME sau 105 phút gia nhiệt đạt 10,65 mg/kg sữa tươi Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0053 mgHMR/kg sữa tươi.phút `
G 95°C: ham luong HMF sau 105 phút gia nhiệt đạt 21,46 mg/kg sữa tươi
Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0131 mgHMEF/kg sữa tươi.phút `
Năng lượng hoạt hĩa E, 14 13,865 kJ/mol
Mẫu sữa hợp tác xã bị sữa Long Hịa:
Ở 65°C: hàm lượng HME sau 105 phút gia nhiệt đạt 3,29 mg/kpg sữa tươi Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0100 mgHM/kg sữa tươi.phút `
Ở 75°C: hàm lượng HMEF sau 105 phút gia nhiệt đạt 3,12 mg/kg sữa tươi Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0086 mgHME/kg sữa tươi.phút”
G 85°C: ham lượng HMEF sau 105 phút gia nhiệt đạt 4,66 mg/kg sữa tươi
Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0114 mgHME/kg sữa tươi.phút”
Ở 95°C: hàm lượng HME sau 105 phút gia nhiệt đạt 7,78 mg/kg sữa tươi
Hằng số tốc độ phản ứng k xác định được là 0,0102 mgHME/kg sữa tươi.phút `
Năng lượng hoạt hĩa E, 1a -3,5 kJ/mol
Các kết quả thu được đều cĩ sự khác biệt cĩ ý nghĩa thống kê (P<0,01)
Trang 7
MỤC LỤC #2 s* G§ (9), 8001/9 002222 .Ơ i MỤC LLỤC o 0555 5 5 5 S999 99 96 9999904 09 090094 9.0 609 000.06.060 066 808000 Hi DANH MỤC HÌNH 5-5 G< S5 sEs<EsESEESEsESSeEsESSEsEstEsssessesesee vii -9):8./10/98:7.0)162-‹ ,ƠỎ ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU - 5-5-5 sec sss£esese seseseeEessessesess 1
1.1 Dat VAI GG cee 1
1.2 Muc tiéu thi nghidm u e — 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU <5 sec s=sess=s=sesss 3 “s00 9200157032)00000)0ìv)0057/ 0000880 3
2.1.1 Lịch sử phát triỂn - - + xxx ST TT TT TH H1 1g gen 3 2.1.2 Vai trị của HMEF trong một số lĩnh vực của đời sống ¬ 7 “Mu v04 5 vn 7
2.1.2.2 Trong cơng nghệ thực phẩm -E+EEz EEEEEEEEEEEEeErkkeerererkd 8 2.1.2.3 Trong y QOC e= 9
Trang 82.2.2.8 Các chất kháng sỉnhh - ¿52 52 S2 391212 1 1 1113151171515 1 11x re 15
2.2.2.9 CAc Chat SAC 6 .eeeceeceecsecseeesssseesesseesessseesecneesessesseseecsneeseeaeeaesatesneentenenees 15
»„ŠƠ5 0© 0n 15
2.2.3 Các nguyên nhân ảnh hưởng thành phần sữa 2 + + <+< 5£: 16 2.2.4 Bảo quản và chế biến sữa tươi - - Sen St H2 ri 17 "NÊN? áo) on e 17
2.2.4.2 Một số phương pháp chế biến sữa tươi - ¿c5 ccSececesrerereở 18 2.2.5 Kiểm nghiệm sữa tươii G3 SE kề 5 151137151 5 11k rkrrrrrki 20 2.2.5.1 Trang thai Cam Qua 0n — 20
2.2.5.2 Độ sạch cơ chất - ¿+ x22 11.21.111.111 20 "5S S9 {C voi nai 000 20
“5S 6c ố e 20
2.2.5.5 Thử nghiệm xanh methylen (kiểm tra độ nhiễm bắn vi sinh vật) 21
2.2.5.6 Xac dinh dO thanh trong 21
2.2.5.7 Phát hiện sữa đậu nành được pha thêm trong sữa bị tươi 21
Trang 92.3.2 Các phương pháp xác định HMF trong sữa ẶẶĂẶSĂSSSss+++e 27
2.3.2.1 Xác định HMF bằng phương pháp quang phố của WHITE (1979) 27
2.3.2.2 Xác định HME bằng phương pháp KEENEY và BASSETTE 27
2.3.2.3 Xác định HME bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 28
2.4 Xác định hằng số tốc độ phản ứng và năng lượng hoạt hĩa 28
2.4.1 Hằng số tốc độ phản Ứng - - ket ST SE TT ng ri 28 2.4.2 Năng lượng hoạt hĩa - - - 5< << + x11 TH KH nh 29 2.4.3 Dong hoc ctla phan UM nh 30
CHUONG 3: PHUONG TIEN VA PHUONG PHAP TIEN HANH THI NGHIEM .cscscsssscsssssscsssssscssssessesesessesesesessesssesesesssessesesessesecsssssesesssessoss 32 3.1 Phuong tién tién hanh thi nghiém oo cece ceeeseseseseseseseeceeseeeseeeseen 32 3.1.1 Thời gian va dia Giém oo cecsceceecscsescsesesescsesesescscscscscevaeecasseesaeas 32 3.1.2 Thiết bị - dụng CỤ - 5: SE 2 E1 1215 1211391515131 1111 111101313 xe, 32 3.1.3 H6a 32
3.1.4 Nguyén 1iGU 32
3.2 Bồ trí thí nghiệm - CS SH ST 2121111 101111111101 011101110111 1H 32 3.2.1 Muc dich thi nghidm oo — 33
3.2.2 Sơ đồ bồ trí thí nghiệm và cách tiến hành .- -¿- 2 <2 szzcez 33 3.2.2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .- - + 5-2 S2 SEE SE E1 2115 11x xe 33 co cân 0) 0 34
3.3 Các thơng số cần xác định - - ket cv TT T1 TH grrrryg 37 CHƯƠNG 4: KẾT QUÁ - THẢO LUẬN -. 5- c5 5cscscsssessesessse 38 4.1 Thành phần dưỡng chất trong sữa bị tươii - + + se cecxcxexeererered 38 4.1.1 Mẫu sữa ở trại chăn nuơi thực nghiệm trường Đại học Cần Thơ 39
4.1.2 Mẫu sữa hợp tác xã bị sữa Long Hịa - + 55c sec secresee 43 4.2 Sự biến đổi hàm lượng HME trong sữa bị tươi - 2-5-5555 se se cecxẻ 47 4.2.1 Mẫu sữa trại chăn nuơi thực nghiệm trường Đại học Cần Thơ 47
4.2.2 Mẫu sữa hợp tác xã bị sữa Long Hịa - 7-2 552 S+ sec secresee 51
Trang 10
4.3 Hằng số tốc độ phản ứng (k) và năng lượng hoạt hĩa (E;) - - 55
4.4 So sánh kết quả ước đốn và kết quả thực nghiệm .- 2 2< +scz=s2 57 CHUONG 5: KET LUAN — KIEN NGHỊ .- 5-5 sec scssessssse 64 {ca 8 -“-“ 1 64
Trang 11DANH MỤC HÌNH %2 s%* G§ Hình Tên hình Trang
2.1 Cơng thức cẫu tạo của hydroxymethylfurfural 3
2.2 Sơ đồ phản ứng Maillard gây ra sự biến đơi màu và mùi 4 2.3 Sơ đồ sự chuyên hĩa của đường futose thành HME 9
2.4 Cơng thức cấu tạo lactose 14
2.5 _ Xác định quang phổ cực đại của HME 27
2.6 Su tao phic gitta HMF va acid thiobarbituric 29 2.7 Gian dé nang luong hoat héa theo tiến trình phản ứng 30 2.8 Hình vẽ minh hoa anh hưởng của nhiệt độ đến hằng số tốc độ 31
phản ứng
3.1 Mẫu thí nghiệm sau khi đã lưu trữ theo thời gian và nhiệt độ cần 35
thiết
3.2 Mẫu thí nghiệm sau khi thêm 2 ml TCA 40% 35
3.3 Máy đo quang phố UV - Vis 36
Trang 124.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 Hàm lượng đường cĩ trong sữa bị tươi biến đối trong quá trình gia nhiệt Hàm lượng đạm cĩ trong sữa bị tươi biến đơi trong quá trình gia nhiệt
Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của hàm lượng HMF trong sữa theo thời gian và nhiệt độ
Hàm lượng HMEF thay đổi theo thời gian và nhiệt độ
Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của hàm lượng HMF trong sữa theo thời gian và nhiệt độ
Hàm lượng HMEF thay đổi theo thời gian và nhiệt độ
Biêu đơ so sánh sơ liệu thực nghiệm và lý thuyêt mâu sữa trại
chăn nuơi thực nghiệm ở 65°C
Biêu đơ so sánh sơ liệu thực nghiệm và lý thuyêt mâu sữa trại
chăn nuơi thực nghiệm 6 75°C
Biêu đơ so sánh số liệu thực nghiệm và lý thuyết mẫu sữa trại
chăn nuơi thực nghiệm ở 85°C
Biêu đơ so sánh sơ liệu thực nghiệm và lý thuyêt mâu sữa trại
chăn nuơi thực nghiệm ở 95°C
Trang 13
DANH MUC BANG
%2 CR
Bang Tén bang Trang
2.1 Thanh phan sữa đầu và sữa thường 11
4.1 Hàm lượng chất béo (Fat) tính theo % trong sữa bị tươi 39 4.2 Ham lượng chất đường (Lactose) tính theo % trong sữa bị tươi 40 4.3 Ham luong chat dam (Protein) tinh theo % trong sữa bị tươi 41 4.4 Hàm lượng chất béo (Fat) tính theo % trong sữa bồ tươi 43 4.5 Hàm lượng chất đường (Lacfose) tính theo % trong sữa bị tươi 44 4.6 Hàm lượng chất đạm (Protein) tính theo % trong sữa bị tươi 45
4.7 Hàm lượng HMEF (umol/lit) biến đổi theo thời gian và nhiệt độ 41
4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến hàm lượng 48 HME cĩ trong sữa (mg HME/kg sữa tươi)
4.9 _ Hàm lượng HMF (umol/lit) biến đổi theo thời gian và nhiệt độ 51
4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian gia nhiệt đến hàm lượng 52 HME cĩ trong sữa (mg HME/kg sữa tươi)
4.11 Các thơng số động học được tính đựa vào phương trình bậc nhất 55 của sự biến đơi hàm lượng HME trong sữa bị tươi
4.12 So sánh kết quả thực nghiệm (C tn) và lý thuyết (C It) cha mau 58 sữa trại chăn nuơi thực nghiệm
4.13 So sánh kết quả thực nghiệm (C tn) và lý thuyết (C lt) của mẫu 60
sữa Long Hịa
Trang 14
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vẫn đề
Từ lâu sữa bị tươi đã được biết đến như một loại thực phẩm giàu chất dinh
dưỡng và cân thiết cho sự phát triển tối ưu của cơ thể con người Trong sữa bị tươi cĩ chứa rất nhiều dưỡng chất như đạm, đường, béo cung cấp năng lượng, các vitamin và khống chất cho chúng ta Vì vậy sữa bị tươi là một thực phẩm thiết yếu
trong đời sống hàng ngày của con người Ngồi ra, hiện nay sữa bị tươi cịn được
ứng dụng trong các lĩnh vực như mỹ phẫm và được phẩm
Chính vì sự cần thiết và tầm quan trọng của sữa bị tươi mà các nhà khoa học
trên thế giới đã nghiên cứu rất nhiều về sữa bị tươi và đưa ra những tiêu chuẩn cần thiết về hàm lượng các dưỡng chất cần thiết cho cơ thể con người Bên cạnh các tiêu
chuẩn về hàm lượng chất béo, đường, đạm, các yếu tố vi sinh trong sữa bị
tươi các nhà khoa học đang trên đường nghiên cứu để xây dựng một tiêu chuẩn
cho một hợp chất được sinh ra tự nhiên trong sữa bị tươi đĩ là
hydroxymethylfarfural (thường được viết tắt là HMF)
Hydroxymethyl furfural (HMF) được sinh ra một cách tự nhiên trong sữa bị
tươi nhờ hai tác chất là protein sữa (đạm sữa) và đường trong sữa theo cơ chế của phản ứng Maillard Chất này hầu như khơng cĩ tác động xấu đến cơ thể con người Đến nay vẫn chưa cĩ ghi nhận nào về ảnh hưởng tiêu cực của HME trong sữa bị tươi đến cơ thể con người HMF được sinh ra ngay ở nhiệt độ thường nhưng với tốc độ rất chậm Tuy nhiên, khi được gia nhiệt trong các quá trình thanh trùng, tiệt trùng sữa hoặc thời gian bảo quản lâu thì lượng HMEF trong sữa bị tươi sẽ được sinh ra đáng kể HME sinh ra cĩ thể làm thay đơi màu và mùi của sữa bị tươi Nĩ cĩ thể
làm sữa cĩ màu sẫm hơn và mùi thơm sữa cũng sẽ nhiều hơn
Việc nghiên cứu về HMF trong sữa bị tươi đã được thực hiện ở khá nhiều quốc gia Tuy nhiên, hiện nay ở Việt Nam vẫn chưa cĩ cơ sở nghiên cứu, phân tích về hàm lượng HMEF trong sữa bị tươi Vì vậy, trong bài này chúng tơi tiễn hành
khảo sát hàm lượng HMEF trong sữa bị tươi với hai nhân tố ảnh hưởng đến sự hình
thành HME trong sữa bị tươi là thời gian và nhiệt độ gia nhiệt Như đã nĩi trên,
lượng HMF trong sữa bị tươi là một yếu tơ tạo nên mùi thơm hấp dẫn của sữa Do
đĩ, đây cũng là một lý do mà chúng tơi quyết định tiến hành khảo sát sự thay đơi của hàm lượng HMEF trong sữa bị tươi và đưa ra lời khuyên về mức nhiệt độ và thời
Trang 15
gian gia nhiệt để đạt được lượng HMF thích hợp, giúp sữa cĩ mùi thơm hấp dẫn mà
khơng tạo ra mùi quá gắt gây khĩ chịu cho người tiêu dùng và gây lãng phí về thời gian và lượng nhiệt cần cung cấp
1.2 Mục tiêu thí nghiệm
Khảo sát sự thay đổi của tỷ lệ các dưỡng chất trong sữa bị tươi theo thời gian và nhiệt độ trong quá trình gia nhiỆt
Khảo sát sự thay đối của hàm lượng HMEF theo thời gian và nhiệt độ trong quá
trình gia nhiệt sữa bị tươi
Xác định hằng số tốc độ phản ứng (hệ số gĩc của phương trình động học) của phản ứng sinh ra HMF trong quá trình gia nhiệt sữa bị tươi
Tính năng lượng hoạt hĩa của phản ứng tạo thành HME trong sữa bị tươi
trong quá trình gia nhiệt
Trang 16
CHƯƠNG 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Hydroxymethylfurfural (HMF)
Hydroxymethylfurfural hay 5 — (hydroxymethyl) — 2 — furfural (CsH.O3) là sản phẩm của sự khử nước của đường Nĩ cĩ khối lượng phân tử là 123,11 g/mol,
khối lượng riêng 1.29 g/cm” ở điều kiện 25°C và 100 kPa Nhiệt độ nĩng chảy của
HME vào khoảng 30 — 34°C và nhiệt độ sơi 114 — 116°C HMF cĩ màu vàng khi ở
thể rắn và hịa tan tốt trong nước Phân tử của nĩ gồm một vịng furan, cĩ chứa hai
nhĩm chức là rượu và aldehyde HMEF cĩ thể được tạo ra trong quá trình đun nĩng
sữa, các loại nước hoa quả, mật ong Nĩ cĩ nguồn gốc từ cellulose mà khơng cần cĩ quá trình lên men cellulose thành đường
O
Hình 2.1: Cơng thức cấu tạo của hydroxymethylfurfural (Nguồn: htfp://en.wikipedia.org/wik/Hydroxymethylfurfural)
2.1.1 Lịch sử phát triển
Năm 1912, nhà hĩa học người Pháp Louis Maillard đã phát hiện phản ứng giữa glucose và acid amin gây ra sự biến đổi màu của nước hoa quả, mật ong, ngũ cốc mà khơng cần cĩ sự hiện diện của các enzym tạo màu Phản ứng này được gọi là phản ứng Maillard và được biểu điễn theo sơ đồ hình 2.2
Trang 17
GAY RA SV’ BIEN DOI MAU VA GLUCOSE + RNH; MÙI A - HạO GLUCOSYLAMINE SỰ TẠO THANH REDUCTONES tt HOH»C—C C—CHO CHUYEN VI 2Ơ „ AMADORI o HMF + RNH; Hi H—C—N—R fon - HạO HO—C—H H—C—OH H—á— on if nen HOH2C—C 2 —CHENR v 0
1-AMINO-1-DEOXY-FRUCTOSE - 38 HO DẠNG BASE SCHIFF (1,2 - ENOL FORM) —_— CUA HME ——
Hình 2.2: Sơ đồ phản ứng Maillard gây ra sự biến đổi màu và mùi
Bước đầu tiên trong phản ứng Maillard là sự kết hợp giữa đường glucose và acid amin tạo thành phức đường amin Phản ứng này cĩ thể xảy ra ngay trong điều kiện lạnh và sau một vài giờ thì đạt trạng thái cân bằng Nhưng ở nhiệt độ cao thì phức đường amin bị đồng phân hĩa (hay cịn gọi là chuyển vị Amadori) và kết quá là giữa nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai phát sinh ra nối kép và tạo thành 1 — amino — 1 — deoxy — frutose San pham của sự chuyển vị Amadori sé tiếp tục bị khử
nước theo hai hướng khác nhau tạo thành những sản phẩm phân ly khác nhau phụ
thuộc vào điều kiện mơi trường và nhiệt độ
Hướng thứ nhất: Sự khử nước của l — amino — 1 — deoxy — frutose tạo thành
dang base schiff cua hydroxymethylfurfural Sau d6, dang base schiff cha HMF sé
tiếp tục bị phân hủy tạo thành HME và các acid amin tự do
Hướng thứ hai: Sự khử nước của 1 — amino — 1 — deoxy — frutose tao thành
các reductone mạch hở
Trang 18
Kêt quả của sự tạo thành các reductone mạch hở và hydroxymethylfurfural là
nguyên nhân gây ra sự biên đơi vê màu và mùi vị trong những sản phâm cĩ chứa đường và acid ammn như trong sữa, mật ong, nước trái cây
Phản ứng Maillard
Phan tng Maillard hay con goi 14 phan tng ozamin, cacbonylamin, aminoza,
malanoidin, là phản ứng khá phơ biến và cĩ vai trị quan trọng trong sản xuất thực
phẩm Chất tham gia phản ứng là protein hoặc các sản phẩm phân giải của chúng và øluxit qua nhiều giai đoạn trung gian phức tạp cuối cùng tạo thành các melanoidin
Điều kiện để phản ứng cĩ thể xảy ra là chất tham gia phản ứng phải cĩ nhĩm cacbonyl ( - C = O) Khác với phản ứng caramen hĩa, phản ứng ozamin địi hỏi năng lượng hoạt hĩa bé hơn, nhưng để tiến hành phản ứng bắt buộc trong mơi trường phản ứng phải cĩ nhĩm amrn hoặc nhĩm amoniac
Dựa vào màu sắc các sản phẩm cĩ thê chia thành ba giai đoạn kê tiệp nhau: * Sản phẩm của giai đoạn đầu khơng màu và khơng hấp thụ ánh sáng cực tím
v Sản phẩm của giai đoạn thứ hai khơng màu hoặc cĩ màu vàng nhưng hấp
thụ mạnh ánh sáng cực tím
v Sản phẩm của giai đoạn cuối cĩ màu đậm
Thực tế trong hỗn hợp phản ứng cĩ chứa đồng thời tất cả các sản phẩm, nhưng tỷ lượng của sản phẩm này hay sản phẩm khác chiếm ưư thế là phụ thuộc mức độ
tiến hành phản ứng
Các giai đoạn của phản ứng tạo melanoidin a) Giai đoạn đầu :
Giai đoạn đầu của phản ứng melanoidin là sự ngưng tụ đường với acid amin tạo thành bazơ schiff (hợp chất hữu cơ cĩ nhĩm -HC=N) hoặc glucozit
Trang 19
O N—R HN—R lu mm H—Ù
4—b—oH H—Ù—OH H——on
HO—È—H + HạN—R ee HO—b—H HO—©—H O
u—b—on HO doy H—©—OH
H—Ơ—OQH H——OH Ho
non ƠHạOH khạOH
glucoza base schiff N - glucozit
Khi ở nhiệt độ cao thì phức đường amin bị đồng phân hĩa hay cịn gọi là chuyển vị nội phân Amadori Kết quả là giữa nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai phát sinh ra nối kép và tạo thành 1 — amin — 1 — dezoxy — 2 — xetoaza: i oA 1 COOH H—C—H—N R" phứ đương amin | H H COOH | - amin - 1- -2- R'—C—CH,NH-CH-R" 1 - amin - 1 - dexoxy - 2 - xetoza I OH COOH
R'—C—CH-NH-CH-R" dang enol cua 1 - amin - 1 - dezoxy - 2 - xetoza
b) Giai doan trung gian
Phụ thuộc vào điều kiện mơi trường giai đoạn trung gian cĩ thể tiến hành theo các con đường sau:
Tạo thành furfural và hoặc hydroxymetylfurfural: Nếu cấu tử đầu tiên của sự hình thành melanoidin là glucoza thì sản phẩm chuyên vị Amadori khi đun nĩng sẽ
chuyên sang dạng furan và sau đĩ thành base schiff của hydroxymethylfurfural
Trang 20
Tạo thành reducton mạch hở: Các aminodezoxytoza được tạo thành khi chuyển vị Amađori cĩ thể bị khử đi hai phân tử HạO để tạo thành các reducton cĩ sáu cacbon Reducton là những hợp chất hữu cơ cĩ tính khử mạnh đo cĩ nhĩm endiol Thơng thường, nhĩm endiol của reducton được liên kết với gốc aldehyde
hoặc acid Do đĩ những hợp chất này rất nhạy với phản ứng oxy hĩa khử Khơng
phải chỉ riêng reducton mà cả các dạng dehydro của nĩ cũng gĩp phân tạo nên màu nau
Phân hủy đường để tạo thành aldehyde, aceton, diacetyl Một số chất tạo thành khi phân hủy đường cĩ mùi và vị đễ chị do đĩ quyết định chất lượng sản phẩm
Phân hủy các hợp chất amin: Sản phẩm chuyên vị Amadori cĩ thê kết hợp với acid amin tao ra CO, va H,O Base schiff tao thanh bi thuy phan thanh aldehyde va
amin Chính hợp chất amin này sẽ cho các sản phẩm nitơ và cĩ màu vàng nâu sau
này
c) Giai đoạn cuối
Giai đọan cuối cùng này bao gồm rất nhiều phản ứng phức tạp, chủ yếu là hai phản ứng sau:
- _ Phản ứng ngưng tụ andol tạo thành polyme màu nâu khơng chứa nItơ - _ Phản ứng trùng hợp aldehydeamin tạo thành các hợp chất nitơ đị vịng
Giai đoạn cuối cùng của phản ứng melanoidin sẽ tạo nên các polyme khơng no
hịa tan được trong nước, sau đĩ là các polyme khơng no và khơng hịa tan được trong nước, nhưng đều cĩ màu đậm và goi chung 14 melanoidin Khi nhiệt độ cao
thì quá trình xảy ra mãnh liệt hơn nhưng melanoidin tạo thành cĩ hương thơm kém
hơn và ít hịa tan trong nước hơn
(Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2004)
2.1.2 Vai trị của HMF trong một số lĩnh vực của đời sống 2.1.2.1 Trong cơng nghệ hĩa học
HMF cĩ thê được chuyển đổi sang 2,5 — dimethylfuran (DME), là một nhiên liệu sinh học cĩ khả năng vượt trội ethanol Mới đây, các kỹ sư nhiên liệu sinh học ở trường Đại học WIsconsin, Mỹ, tuyên bố họ đã tìm ra một giải pháp với một loại đường đơn giản gọi là fructose cĩ thê chuyển thành nhiên liệu cĩ nhiều tính ưu việt vượt trộ1 ethanol
Trang 21
Quy trình của họ sản xuất ra 2,5 đemethylfuran, hay DMF cĩ chứa năng lượng
nhiều hơn 40% so với ethanol Bên cạnh đĩ nĩ khơng hồ tan trong nước, ít bay hơi hơn và dễ lưu trữ Trong quá trình này các enzyme sắp xếp lại các carbonhydrate thực vật thành đường oxy hố cao, tức là fructose Bước tiếp theo 14 chuyén fructose
thành chất hố học trung gian, hydroxymethylfurfural, bằng cách sử dụng acid xúc
tác và một chất hồ tan ở điểm sơi thấp Bước này sẽ tách 3 nguyên tử oxy
Ở bước cuối cùng, HMFE được chuyển thanh DMF bang cách để nĩ trong chất xúc tác ruteni đồng, tiếp tục tách ra hai nguyên tử ơxi nữa và chuyên khí thành chất lỏng ở nhiệt độ thấp để thuận tiện sử dụng như một nhiên liệu thơng dụng cho các phương tiện giao thơng Theo các nhà khoa học, fructose cĩ thể chiết xuất trực tiếp từ hoa quả hoặc chế biến từ đường glucose
(Nguồn: http://nlsh.khcn-moit.gov.vn )
Ngồi ra, khi oxy hĩa HME cho ra 2„5 — furandicarboxylic acid cĩ thể thay thế terephthalic acid trong sản xuất các polyester
2.1.2.2 Trong cơng nghệ thực phẩm
HME thực tế khơng cĩ trong sản phẩm tươi sống nhưng nĩ được tạo ra một cách tự nhiên trong quá trình lưu giữ và chế biến cĩ gia nhiệt các thực phẩm cĩ
đường HME được sinh ra trong phản ứng Maillard cũng như trong quá trình
caramen hĩa Mơi trường acid là mơi trường thuận loi cho viéc sinh ra HMF
Trong các thực phẩm như mứt, rượu, bánh quy thì hàm lượng HME cĩ thê được sử dụng như một chỉ báo quá nhiệt trong quá trình gia nhiệt Sự cĩ mặt của HMF trong các sản phẩm làm biến đổi màu, làm giảm giá trị của một số sản phẩm Do đĩ, trong quá trình xử lý các sản phẩm trên ta cần chú ý đến hàm lượng HMF dé đảm bảo chất lượng sản phẩm
(Nguồn: htfp://en.wikipedia.org/wik/Hydroxymethylfurfural)
Trong các ngành cơng nghiệp sản xuất rượu, bia, cơ đặc đường hay các sản phẩm rau quả đĩng hộp, người ta luơn cố gắng hạn chế sự phản ứng tạo thành HME
vì quá trình này gây tỐn thất tinh bột và đường Đồng thời, HME sinh ra sẽ làm thực
phẩm bị sẫm màu và mắt đi mùi hương tự nhiên của chúng
Tuy nhiên, khơng phải lúc nào sự cĩ mặt của HMF cũng làm giảm giá trị thực
phẩm trên thị trường Đối với một số thực phẩm như bánh mì hoặc bia đen thì người ta lại tạo điều kiện để phản ứng Maillard được sinh ra tối đa vì màu sắc của vỏ bánh mì cũng như màu sẫm của malt bia đen hầu như đều do hàm lượng HME quyết
định
Trang 22
2.1.2.3 Trong y học
Hydroxymethylfurfural duoc tim thay 1a c6 thé gan két voi hemoglobin trong tế bào hồng cầu hình liềm Nghiên cứu sơ bộ bằng cách sử dụng chuột được biến
đổi gen cĩ tế bào hồng cầu hình liềm đã cho thấy uống HMF ức chế sự hình thành
các tê bào hơng câu hình liêm trong máu
(Nguén: http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxymethylfurfural)
2.1.3 Các phương pháp sản xuất hydroxymethylfurfural
Cùng với việc sản xuất furan, HMF cũng cĩ thể được sản xuất bằng sự khử nước của đường futose Trong phương pháp này, utose được loại nước bằng acid hydrochloric va HMF duoc trich ly liên tục bằng methyl isobutyl ketone ở 180°C
Hiệu suất chuyển hĩa là 77% OH HO H H O O HỌ HỒ HO OH OH -H,0 wn OH 1 2 OH 3 i HO O H O \ \ '\ý »=g \/®% OH 4
Hình 2.3: Sơ đồ sự chuyên hĩa của đường fđutose thành HMFE
1: Frutopyranose; 2:Frutofuranose; 3,4: san phẩm trung gian của phản ứng khử
nước; 5:HME
Chromous clorua xúc tác chuyển đổi trực tiếp cả fuctose (hiệu suất đạt trên 90%) và glucose (hiệu suất đạt trên 70%) thành HME Cellulose được chuyển đơi
Trang 23
trực tiếp thành HME (hiệu suất 50%, độ tỉnh khiết 96%) Crom clorua xúc tác
chuyển đơi glucose thành frutose
(Nguồn: htfp://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxymethylfurfural)
Tháng 4/2009, các nhà khoa học ở phịng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái
Bình Dương (Mỹ) đã tiến hành nghiên cứu và biến đổi trực tiếp các cellulose thành
HMF với hiệu suất chuyên hĩa 57 — 90% và đạt độ tinh khiết là 96%
(Nguén: http://vst.vista.gov.vn/home/database )
Trang 24
2.2 Sữa bị
2.2.1 Định nghĩa
Sữa bị tươi là sữa được vắt từ bị và là nguồn dinh đưỡng tự nhiên hữu ích Nĩ vốn giàu dinh dưỡng, cung cấp các chất đạm, vitamin, khống chất cần thiết cho nhu cầu dinh đưỡng hằng ngày
(Nguồn: htfp://dantri.com.vn/c7/s7-150387/phan-biet-khai-niem-cac-loai-sua- nuoc.htm)
2.2.2 Các chất cĩ trong sữa bị
Trong sữa bị cĩ nước, các chất hữu cơ (casein, albumin, globulin, lactose, lipit, vintamin, hoocmơn, các chất hoạt tính sinh học ) và các chất khống đa-vi lượng, tính ra cĩ đến trên 100 loại các chất dinh đưỡng khác nhau Sữa bị trong 5-7 ngày đầu của chu kỳ tiết sữa gọi là sữa đầu, những ngày tiếp theo gọi là sữa thường
Thành phần sữa đầu và sữa thường cĩ nhiều điểm khác nhau
Bảng 2.1: Thành phần sữa đầu và sữa thường Thành phân Sữa đầu Sữa thường M6 (%) 3,6 3,5 Chất khơ tách mỡ (%) 18,5 8,6 Lactose (%) 3,1 4.6 Khống (%) 0,97 0,75 Vitamin A (ppm trong mỡ) 42-48 8,0 Choline (ppm) 370-690 130 Protein (%) 14,3 3,0 Casein (%) 5,2 2,6 Albumin (%) 1,5 0,47 Immunoglobulin (%) 5,5-6,8 0,09 (Nguén: http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/ky-thuat-chan-nuoi-bo-sua-thanh-phan-va- cac-yeu-to-anh-huong-den-san-luong-sua.492378 html) 2.2.2.1 Nuoc
Nước giữ vai trị quan trọng, là dung mơi hịa tan các chất hữu cơ và vơ cơ; là mơi trường cho các phản ứng sinh hĩa, trong đĩ cĩ phản ứng lên men
2.2.2.2 Hợp chất chứa nitơ trong sữa
Trong sữa các chất chứa nitơ trung bình chiếm 3,4%, trong đĩ cĩ 3,3% là protein, 0,1% là chất phi protein
Trang 25
Protein sữa (đạm trong sữa): Protein sữa cĩ thể thu được nhờ các phương pháp sa lắng, kết tủa bằng cồn hay đun nĩng, điện di hay sắc ký Bằng các phương pháp trên người ta xác định được một số loại protein sau: Casein: 2 — 4,5%, a- lactoalbumin: 0,5 — 1%, B-lactoglobulin: 0,1%
Casein trong sữa thuộc nhĩm photpho protein, gồm cĩ 3 dạng là ơ, B và y Các dạng trên chỉ khác nhau về hàm lugng photpho (a: 1%P, B: 0,6 — 0,7%P, y: 0,05 —
0,1%P) Trong đĩ, hai dạng œ và B chiếm tỷ lệ lớn (85%), cịn dạng y chỉ chiếm 15%
(Trần Như Khuyên, Nguyễn Thanh Hải, 2007)
Casein cĩ thể keo hĩa và tính chất này đã được ứng dụng trong cơng nghiệp
chế biến sữa Bình thường, casein ở dạng phức chất casein-canxi-photphat Chất
này bền vững bởi 2 lớp màng bảo vệ (lớp điện tích trái dẫu và lớp nước liên kết)
Nếu cĩ tác dụng của mơi trường bên ngồi phá vỡ màng liên kết, các phức chất liên kết lại với nhau tạo thành kết tủa (keo hĩa) Cĩ thê keo hĩa bằng acid lactic hoặc men chymozin, theo phản ứng sau:
Ht
Casein-canxi-photphat — Casein trung hoa vé dién — Két tua Chymozin
Casein-canxi-photphat >> Paracasein + Ca" > Kết tủa
Sữa đã tách casein biến thành trong, nước cịn lại chứa các protein hịa tan như a-lactoalbumin, B-lactoglobulin va globulin khang thé Albumin khơng cĩ photpho,
chiếm tỷ lệ khá nhỏ trong sữa (0,4 - 0,6%) Albumin của sữa dé tiéu héa hon 2 1an
so v6i albumin trong tring Albumin rất dễ bị kết tủa khi gap nhiệt độ cao (60°C bắt
dau két tua, 80 — 100°C thì kết tủa hồn tồn) do đĩ cần phải chú ý khi cơ đặc, thanh
trùng
Globulin chiếm khoảng 0,2% trong sữa thường và từ 8 — 15% trong sữa non Globulin cĩ tính kháng trùng cao nên thích hợp dùng để nuơi dưỡng trẻ sơ sinh Ngồi ra cịn cĩ các chất chứa nitơ phi protein gồm các acid amin tự do, uric, creatin, trong đĩ acid amin cĩ ý nghĩa hơn cả
Trang 26
2.2.2.3 Lipid
Lipid sữa (cịn được gọi là béo sữa, mỡ sữa) được cấu tạo từ các thành phần: glyxerit, photphatit, glycolypid và steroit Lipid cĩ độ sinh năng lượng cao nhất về mặt dinh dưỡng (1g mỡ cho 9,3 kcal)
Glyxerit (triglyxerIt): Được tạo thành từ glyxerin và acid béo Các acid béo cĩ
mach cacbon da dang, tit C, — Cy4, gồm các acid béo no và khơng no cĩ nối đơi Photphatic (glyxerin + acid béo + P + gốc base) và glycolipid (glyxerin + acid béo + gốc đường): Hai thành phần này tham gia vào cấu tạo vỏ hạt mỡ (photphatic chiếm 60% vỏ hạt mỡ) Sữa đầu thường chứa photphatic nhiều gấp 3 — 4 lần sữa thường)
Steroit: Gồm hai thành phần chính là sterol và sterit Sterol cĩ cholesterol
(dưới tác dụng của tia cực tím biến thành vitamin Da) và ergosterol (đưới tác dụng
của tia cực tím biến thành vitamin D¿) Sterit là este của acid béo 2.2.2.4 Duong (glucid)
Monosacarit: Gồm glucose, galactose 6 dang tu do Ngoai ra cdn & dang lién
kết với protein, acid amin, acid photphoric
Disacarit: Chủ yếu là lactose được cấu tạo từ D-glucose và D-galactose Lactose ở đạng tự do là chính, ngồi ra cịn một phân rất nhỏ ở dạng liên kết với các protein Lactose tồn tại ở 4 đạng chính: (œ và B hydrat; œ và B hydrit Bình thường a và B hydrat luơn cân bằng, nếu cĩ tác động nào đĩ phá vỡ sự cân bằng này thì cĩ sự
dịch chuyển giữa chúng (B chuyền thành ơ) Ứng dụng tính chất này để chế biến sữa
đặc cĩ đường sao cho cĩ tỉnh thể kết tỉnh nhỏ nhất
(Lê Văn Liễn và cộng sự, 1997)
Lactose cịn được gọi là B — D — galactopiranozit (1 > 4) D—- glucopiranoza Ở nhiệt độ thường lactose hịa tan trong nước ít hơn saccarose mười lần nhưng ở 100°C thì độ hịa tan của nĩ xấp xỉ saccarose Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và cĩ nhiều dang tinh thé Vitamin B, cé thé rc ché su két tinh cha lactose D6 ngot ctia lactose chi bang 1/6 saccarose
Trang 27
CHạOH CHạOH
Hình 2.4: Cơng thức cấu tạo lactose
Lactose khĩ bị thủy phân bởi acid hơn saccarose Đề thủy phân phải đun sơi với acid và khơng xảy ra sự nghịch đảo
Enzym — galactosidaza (lactaza) do phan ruột chay của trẻ em tiết ra thủy phân dễ dàng lactose Đáng chú ý là enzym này bị mắt đi nhanh hay chậm tùy thuộc
vào sắc tộc Ở trẻ em da màu, enzym mật đi nhanh hơn cĩ khi đến hơn 3 tuơi Ở trẻ em da trắng thì chậm hơn
Ngồi ra trong sữa cịn cĩ các glucid phức tạp khác (oligosacarit) (Nguồn: Lê Ngọc Tú, 2004)
2.2.2.5 Khống
Hàm lượng khống trong sữa được đặc trưng bởi hàm lượng khống cịn lại
sau khi loại nước và các chất hữu cơ Trong sữa cĩ khoảng 40 loại khống, quan
trọng nhất là Na, Ca, Mg, K, P, CI, Tỷ lệ Ca/P = 1/31 rất phù hợp với đặc điểm
tiêu hĩa, hấp thu của gia súc non Các khống vi lượng đĩng một vai trị quang trọng trong việc hình thành sữa và làm tăng giá trị đinh dưỡng của sữa Khống tồn tại chủ yếu ở dạng muối và liên kết casein hoặc protein khác
2.2.2.6 Các emzym trong sữa
Sữa chứa hầu hết các men cĩ trong tự nhiên Các men này vào sữa theo tuyến sữa và từ vi sinh vật trong khơng khí hay dụng cụ chứa sữa Đa số các men bị mắt
hoạt tính ngay cả khi thanh trùng ở nhiệt độ thấp (60 — 65°C) Sự cĩ mặt một số
men trong sữa được dùng làm chỉ tiêu trong kiểm tra chất lượng sữa
Trang 28
2.2.2.7 Các vitamin
Sữa chứa hầu hết các vitamin trong tự nhiên Các vitamin A, D do thức ăn
cung cấp Các vitamin nhĩm B phần lớn được tổng hợp trong đạ cỏ nhờ vi sinh vật
da co và sau đĩ đi vào tuyến sữa Trong quá trình thanh trùng, chế biến, nhiều vitamin bị mắt hoặc biến chất trong khi một số khác lại được tơng hợp Ví dụ thanh trùng làm hao hut 20% vitamin A; vitamin C, Bị; đều giảm trong khi acid pholic,
cholin lại tăng trong quá trình làm sữa chua
2.2.2.8 Các chất kháng sinh
Các chất kháng sinh cĩ trong sữa do:
- _ Dùng kháng sinh để điều trị bệnh cho gia súc
- _ Cho kháng sinh vào với mục đích bảo quản - Do cdc tuyén vi sinh vat trong sữa tiết ra
- Do tuyén sira téng hợp nên (kháng thể do các hạch lâm ba của tuyến sữa tạo ra)
Nĩi chung sự cĩ mặt của kháng sinh trong sữa là khơng cĩ lợi vì nĩ làm ảnh hưởng xâu đên chât lượng sản phẩm Một sơ vi khuân lactic cĩ khả năng tơng hợp các chât kháng sinh cho nên các sản phẩm sữa chua đêu cĩ tác dụng chữa bệnh rât
tốt
2.2.2.9 Các chất sắc tổ
Sữa cĩ màu ngà vàng do (do nhĩm caroten) Hàm lượng caroten phụ thuộc vào thức ăn của gia súc, giống, thời vụ, Nước sữa trong cĩ màu vàng xanh là do cĩ chứa lacto flavin (vitamin B;), ngồi ra trong sữa cịn cĩ chất chlorofit (diép luc) cĩ màu xanh lá cây
2.2.2.10 Các chất khí
Trang 292.2.3 Các nguyên nhân ảnh hưởng thành phân sữa
Chế độ đinh dưỡng trong thức ăn cho bị: Nguồn dinh dưỡng cung cấp từ thức
an hang ngay cho bo dong vai tro quan trong đối với bị sữa Để cĩ thể sản xuất ra
nhiều sữa cĩ chất lượng cao, bị cần ăn nhiều loại thức ăn cĩ chất lượng cao và tỷ lệ
thức ăn thơ / tỉnh bảo đảm đúng khẩu phân
Các giai đoạn trong chu kỳ tiết sữa: Khi bị mới đẻ sữa cĩ chất lượng cao nhất, sau đĩ chất lượng sữa giảm dẫn
Chu kỳ tiết sữa: Sau khi đẻ tuyến sữa bắt đầu tiết và liên tục cho đến khi cạn sữa.Giai đoạn tiết như vậy gọi là chu kỳ tiết sữa Tiếp sau đĩ tuyến sữa ngưng hoạt
động một thời gian ngắn để chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo Thời gian ngừng tiết sữa
gọi là thời gian cạn sữa Những bị nuơi dưỡng tốt trong thời gian vắt sữa thì chu kỳ tiết sữa đến 300 ngày hoặc hơn và giai đoạn cạn sữa là 45 — 60 ngày
Sau khi đẻ lượng sữa sẽ tăng lên đạt đỉnh cao nhất ở tháng thứ 2 hoặc thứ 3, sau đĩ giảm xuống Đối với bị cái cĩ sức sản xuất cao, hệ số hụt sữa khoảng 5 — 6%/thang
Bị bình thường cho năng suất sữa lớn nhất vào chu kỳ tiết sữa thứ 3 Bị đẻ
lứa thứ nhất chỉ cho năng suất sữa bằng khoảng 75% năng suất sữa của bị trưởng thành Lữa thứ 2 năng suất sữa khoảng 85% năng suất sữa của chu kỳ thứ 3
Bệnh tật: Bệnh tật ảnh hưởng đến sản lượng sữa, mỡ sữa, protein sữa Bị cái cĩ thể mắc các loại bệnh khác nhau trong thời gian tiết sữa Bệnh viêm vú bị thường rất phổ biến trên đàn bị sữa, sữa được vắt ra từ bĩ cĩ bệnh viêm vú thường bi loại Người ta cho rằng riêng bệnh viêm vú đã làm thiệt hại 3,5% sản lượng sữa cả đàn, cộng thêm những thiệt hại do những trường hợp viêm vú lầm sàng đã làm cho sữa xấu khơng dùng được, làm thiệt hại đến 5% sản lượng sữa
Tuơi cĩ thai lần đầu: Sự cịi cọc về thể vĩc thường kèm theo chậm thành thục về tính, bầu vú phát triển kém năng suất sữa thấp Nuơi đưỡng tốt bê cái hậu bị để đạt tiêu chuẩn phối lần đầu vào 16-18 tháng tuơi sẽ cĩ lợi cho chức năng sản xuất sữa của bầu vú bị cái
Tuổi bị cái: Bị cái cĩ thế sinh đẻ 8-10 lứa/đời, nhưng sản lượng sữa/chu kỳ
Trang 30Điều kiện khí hậu: Các điều kiện khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm cao ảnh hưởng
đến việc thu nhận thức ăn Lượng thức ăn thay đơi ảnh hưởng đến lượng sữa, chất lượng sữa Nhiệt độ trên 30°C sẽ làm giảm sản lượng sữa
(Trương Thị Bích Liên, 2010)
( http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/ky-thuat-chan-nuoi-bo-sua-thanh-phan-va-cac-yeu- to-anh-huong-den-san-luong-sua.492378.html)
2.2.4 Bảo quản và chế biến sữa tươi 2.2.4.1 Bảo quản sửa tươi
Sữa mới vắt ra ở nhiệt độ 35-37°C và dù cĩ thuân thủ chặt chẽ điều kiện vệ
sinh vắt sữa đến đâu thì trong sữa vẫn luơn luơn cĩ một lượng vi khuẩn nhất định Các vi khuẩn này phát triển và nhân lên nhanh chĩng, làm cho sữa bị chua, bị hỏng và khơng cịn sử dụng được nữa Chính vì vậy, trong vịng một giờ sau khi vắt, sữa phải được chế biến hoặc phải được đỗ vào tăng bảo quản lạnh Bảo quản lạnh là biện pháp hiệu quả kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật Bằng cách hạ nhiệt độ của sữa xuống 2-5°C, chúng ta cĩ thể giữ sữa tươi được 1-2 ngày
Ở các nước cơng nghiệp phát triển, tất cả các trang trại chăn nuơi bị sữa đều cĩ các thiết bị hiện đại để bảo quản sữa Sữa vắt ra được chuyên thắng theo đường ống vào tăng lạnh Sau đĩ, bằng các xe chuyên dụng, sữa được chuyên đến các nhà máy
Ở Việt Nam, để kéo dài thời gian an tồn của sữa, trong khi phải chờ đợi chuyển đi tiêu thụ, cĩ thể áp dụng biện pháp bảo quản lạnh đơn giản là ngâm cả bình sữa (đã đậy nắp cần thận) vào một bê hoặc một thùng nước đá Trong trường hợp khơng cĩ nước đá, cĩ thể đùng nước lạnh thơng thường
Bảo quản bằng phức chất LPS: Phức chất Lactoperoxydaza (LPS) là phương
tiện bảo vệ tự nhiên cĩ sẵn trong sữa Nĩ bao gồm một enzym (Lactoperoxydaza), liên kết với một anion và một lượng nhỏ Peroxyde Phức chất này oxy hố các cơ
chất đặc trưng trên màng tế bào, dẫn đến rối loạn quá trình trao đơi chất và kết quả
là vi khuẩn cĩ thẻ bị chết
Thơng thường, phức chất này cĩ tác dụng diệt các vi khuẩn Gram - và tác động kìm hãm các vi khuẩn Gram + phát triển
Trong thực tế, để kích thích hệ thống kháng khuẩn trong sữa và kéo dài thời
gian an tồn cho sữa, người ta bố sung một lượng nhỏ (8,5 ppm) Hydrogen
peroxyde (H;O;) và 15 ppm Thiocyanate Lượng bổ sung này rất nhỏ và hồn tồn
khơng độc hại đối với người tiêu dùng sữa, nhưng cĩ tác dụng kháng khuẩn 5-6
Trang 31
ngày (đối với loại sữa được làm lạnh) và tăng thời gian an tồn cho sữa tươi 3-5 giờ
(đối với sữa ở nhiệt độ mơi trường 30°C)
Liên đồn sữa Quốc tế (IDF) đã tiến hành khảo nghiệm và giám định biện
pháp bảo quản sữa bằng phức chất IPS Theo IDF thì biện pháp này cĩ hiệu qua, dé
thực hiện và phù hợp với điều kiện của các nước đang phát triển Từ tháng 7/1991 phương pháp bao quan này cũng đã được Uỷ ban tiêu chuẩn thực phẩm của FAO/WHO chấp nhận Hiện nay FAO đang đề ra những biện pháp ứng dụng rộng rãi cơng nghệ này đề thúc đây sản xuất sữa ở các nước đang phát triển
(Nguồn: htfp://agriviet.com/nd/200-cach-bao-quan-sua-bo/)
2.2.4.2 Một số phương pháp chế biển sữa tươi a) Thanh trùng Pasteur
Thanh trùng Pasteur là phương pháp xử lý nhiệt ở mức độ vừa phải, thơng thường được tiễn hành đưới 100°C Phương pháp này được sử dụng đề kéo đài thời gian bảo quán của thực phẩm trong vài ngày, ví dụ đối với sữa hoặc trong vài tháng với các loại thực phẩm khác Nĩ bảo vệ thực phẩm bằng cách vơ hoạt các enzym và
tiêu diệt vi sinh vật mẫn cảm với nhiệt độ vừa phải cĩ trong thực phẩm (nắm men,
mốc, vi sinh vật khơng cĩ nha bào ) Tuy vậy, phương pháp này gây nên một số thay đối nhỏ về đặc tính cảm quan và giá trị dinh đưỡng của thực phẩm Yêu cầu nhiệt độ cao đến mức nào cũng như thời gian bảo quản lâu hay mau là tùy thuộc vào đơ pH của thực phẩm Với những thực phẩm cĩ độ acid thấp (pH > 4,5) thì mục đích chính của thanh trùng là tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh, trong khi đĩ những thực phẩm cĩ độ acid cao (pH < 4,5) thì mục đích chính của thanh trùng là tiêu diệt các vi khuẩn gây thối hoặc vơ hoạt các enzym
Ví dụ: Nước hoa quả cĩ pH < 4,5; mục đích chính của thanh trùng là vơ hoạt các enzym pectinesterase và polygalacturonase, nhiệt độ thanh trùng là 65°C trong
thời gian 30 phút hoặc 77°C trong thời gian 1 phút; 88°C trong 15 giây
Ngược lại sữa cĩ pH > 4,5; mục đích chính của thanh trùng là tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh như Mycobacterium, Tuberculosis, nhiệt độ thanh trùng 14 63°C
trong 30 phút hoặc 71,5°C trong 15 giây
(Lê Văn Liễn và cộng sự, 1997)
Trang 32
Hiện nay,cĩ rất nhiều phương pháp thanh trùng: thanh trùng bằng phương
pháp nâng cao nhiệt độ, thanh trùng bằng thuốc sát trùng,bằng siêu âm, bằng các tia
ion hố trong đĩ phương pháp thanh trùng bằng cách nâng cao nhiệt độ là cĩ
nhiều ưu điểm và được sử dụng phơ biến hơn cả Yêu câu Kĩ thuật:
Các máy thanh trùng bằng tác dụng của nhiệt độ phải đáp ứng các yêu cầu kĩ
thuật sau:
- _ Phải tiêu diệt được các loại vi khuẩn cĩ hại trong sản phẩm, đảm bảo lượng vi khuẩn cịn sống sĩt thấp đến mức khơng thể phát triển để làm hỏng sản phẩm trong thời hạn
- _ Khơng được làm giảm giá trị sản phẩm bao gồm cả về giá trị dinh dưỡng va giá trị cảm quan
- _ Các bộ phận làm việc của máy khi tiếp xúc với sản phẩm khơng gây hại
cho sản phẩm và ngược lại khơng bị sản phẩm ăn mịn Cĩ thê phân loại các thiết bị thanh trùng theo các cách sau:
- - Theo cấu tạo: Thiết bị thanh trùng loại băng tải, loại trục quay, loại thuỷ
lực
- _ Theo áp suất tạo ra trong thiết bị: Thiết bị thanh trùng ở áp suất khí quyền
cịn gọi là thiết bị thanh trùng hở nắp và thiết bị thanh trùng làm việc ở áp
suất cao hay thết bị thanh trùng cĩ nắp
- Theo cach lam việc: thiết thanh trùng làm việc liên tục, thiết thanh trùng làm việc gián đoạn
(Nguồn: http://thuviencongdong.com/chuyen-de-khoi-nganh-xa-hoi/ )
b) Khử trùng bằng nhiệt độ cao
Khử trùng bằng nhiệt độ cao là một cơng đoạn trong đĩ thực phẩm được đun
nĩng đến nhiệt độ cao trong thời gian cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật và phá hủy
enzym Thực phẩm khử trùng ở nhiệt độ cao cĩ thể được bảo quản trong thời gian
dài đến 6 tháng
Khi khử trùng, thực phẩm sẽ cĩ một số thay đổi về màu sắc, mùi vị và các thuộc tính khác Đối với sữa, sự thay đổi màu sắc trong quá trình xử lý này là rất
khĩ phát hiện Tuy nhiên sữa cĩ thể thay đổi mùi vị chủ yếu do quá trình biến tính
Trang 33
lipid và protein sữa Ngồi ra sữa cĩ thê thay đối chút ít độ nhớt do cĩ sự thay đổi của casein-K dẫn đến tăng hấp phụ canxi và gây vĩn tụ sữa
(Lê Văn Liễn và cộng sự, 1997)
2.2.5 Kiểm nghiệm sữa tươi 2.2.5.1 Trang thai cam quan
Bang phương pháp cảm quan, xem xét màu sắc, mùi vị cũng như các trạng thái khác của sữa
2.2.5.2 Độ sạch cơ chất
Lẫy 500 mI sữa cho vào ống đong với nước cất vừa đủ 1000 ml dé yén trong 2 giờ, vật bân sẽ lắng xuống đưới Gạn lọc lớp nước bên trên qua một miếng vải, khi cịn độ 50 ml lại thêm nước đủ 100 ml và để yên trong 2 giờ, rồi lại lọc Cứ như vậy cho đến khi nước trong suốt thì đỗ hết lên vải lọc Rửa cặn lần cuối bằng nước cất, cơn, ete Để khơ và cân Cĩ thể khơng cân mà chỉ dựa vào số cặn trên vải mà kết luận: Nhĩm 1: khơng cĩ cặn; nhĩm 2: 1 — 2 cặn; nhĩm 3: nhiều cặn
2.2.5.3 Xác định tỷ trọng
Tỷ trọng sữa là tỷ số giữa khối lượng riên của sữa so với nước, được đo bằng tỷ trọng kế dùng riêng cho sữa (lactodesimetre) Sữa sau khi đã làm đồng đều thì hạ nhiệt độ xuống 20°C, đỗ vào ống đong từ từ tránh sủi bọt Khi đến 3/4 dung tích ống đong thì thơi Cho tỷ trọng kế vào và đọc kết quá trên tỷ trọng kế, đồng thời ghi luơn nhiệt độ của sữa, sau đĩ tính kết quả theo nhiệt độ như sau: Nếu nhiệt độ là
20°C, kết quả đọc được là kết quả đúng: nếu nhiệt độ lớn hay nhỏ hơn 20°C thì cộng
thêm hay bớt đi 0,0002 cho mỗi độ lớn hơn hay nhỏ hơn 2.2.5.4 Độ chua
Độ chua của sữa được tính theo độ Toocne (Thorner) hay °T là số ml NaOH
0,1 N dung để trung hịa độ chua của 100 ml sữa Lấy 25 ml sữa + 5 giọt
phenolphtalein (pha 1% trong cơn), sau đĩ chuẩn độ bằng NaOH 0,1 N cho đến khi xuất hiện màu hồng bên thì dừng và đọc kết quả
°T = n.100/25
n: s6 mol NaOH 0,1 N ding trong chuẩn độ Cĩ thể xác định độ chua của sữa bằng thí nghiệm cồn theo nguyên lý: Chất đạm trong sữa sẽ bị kết tủa bởi cồn khi
độ chua > 20”T Trộn 5 ml sữa với 5 ml cơn 68°, lắc đều và theo dõi sự kết tủa
Trang 34
2.2.5.5 Thứ nghiệm xanh methylen (kiểm tra độ nhiễm bẩn vi sinh vật)
Khi các vi sinh vật làm ơ nhiễm sữa phát triển, chúng sẽ làm tăng hiệu thế oxy hĩa khử và nếu cho 1 chất màu vào sữa, chất đĩ sẽ bị oxy hĩa trở thành mắt màu
hoặc màu sắc bị thay đơi Tùy thuộc mức độ mất màu mà xác định độ nhiễm vi sinh
vật của sữa Lấy 10 ml sữa + 1 ml xanh methylen, cho vào ống nghiệm rồi lắc đều
Cho ống nghiệm vào cách thủy ở nhiệt độ 40°C rồi đặt vào tủ ấm Cứ nửa giờ lắc
một lần và theo dõi thời gian mất màu của sữa
Nếu mat màu trước 15 phút: Sữa bị nhiễm khuẩn rất nặng
Nếu mắt màu trong vịng 15 phút đến 1 giờ: Sữa bị nhiễm khuẩn nặng Nếu mắt màu trong vịng 1 — 3 giờ: Sữa bị nhiễm khuẩn nhẹ
Nếu mắt màu sau 3 giờ: Sữa đạt tiêu chuẩn vệ sinh 2.2.5.6 Xác định độ thanh trùng
Trong sữa tươi cĩ các men photphataza, peroxydaza khi đun nĩng ở một nhiệt độ và với thời gian nhất định các men này sẽ bị phân hủy (photphataza ở
60°C, peroxydaza ở 80°C) Tuy nhiên nếu sữa cĩ chứa kim loại nhất là Cu thì phản
ứng bao giờ cũng dương tính, do đĩ phải sử dụng phản ứng xác định aldehydro- oxydaza
Phan tmg xac dinh aldehydro-oxydaza
Nguyên ly: peroxydaza + H,O > [O] + H,O + peroxydaza
[O] + 2KI + H,O > I, + 2 KOH
I; tao thành sẽ kết hợp với tinh bột tào thành một hợp chất màu xanh
Tiến hành như sau: 5 ml sữa + 5 giọt HạO; (3%) + 5 giọt thuốc thử KI, cho
vào bình tam giác, lắc đều và theo đõi màu sắc Nếu cĩ màu xanh là chưa đun, cĩ
màu xanh nhạt là đã đun nhưng chưa đên 80°C, khơng cĩ màu xanh là đã đun trên
80C
2.2.5.7 Phát hiện sữa đậu nành được pha thêm trong sữa bị tươi
Nguyên lý: Saponin trong sữa đậu nành khi gặp NaOH hoặc KOH sẽ tạo thành
hợp chất màu vàng
Thuốc thử: KOH hoặc NaOH 25%; hỗn hợp cồn + ete (v/v = 1⁄4)
Tiến hành: Cho vào ống nghiệm 2 ml sữa, 3 ml hỗn hợp dung dich cén-ete, 5
ml thuốc thử NaOH 25%, lắc đều rồi để yên trong vịng 5 — 10 phút Theo dõi màu
Trang 35
sắc của phản ứng Nêu sữa cĩ lần đậu nành sẽ chuyên sang màu vàng Nên làm một mâu trăng đê đơi chứng
2.2.5.8 Xác định sữa bị trung hịa
Sữa bị đã chua được gian dối bằng cách trung hịa với natricacbonat (natricacbonat cịn cĩ tác dụng làm cho sữa chua khi đun khơng bị vĩn) Phát hiện bằng cách trộn 5 ml sữa với 5 ml acid rosalic (0,5 ø/100 ml cồn), quan sát màu sắc Nếu cĩ màu hồng là sữa cĩ natricacbonat
(Lê Văn Liễn và cộng sự, 1997)
2.2.6 Ứng dụng của sữa
2.2.6.1 Ứng dụng của sữa trong thực phẩm
Một ly sữa tươi cung cấp gần 30% lượng canxi và hơn 23% phốt pho cần thiết mỗi ngày Ở các nước phát triển, sữa tươi được xem là thực phẩm tất giàu dinh dưỡng, giàu vitamin và khống chất từ thiên nhiên, rất tốt cho cơ thể Sữa tươi khơng những được sử dụng thường xuyên như một thức uống hàng ngày, mà cịn
dùng dưới nhiều hình thức khác nhau từ pha chế, trộn với trái cây, làm bánh và
thêm vào các mĩn ăn
Các bác sĩ và chuyên gia dinh dưỡng luơn khuyến khích người tiêu dùng uống
sữa tươi 100% thiên nhiên vì khơng chỉ dé uống, mùi vị thơm ngon, sữa tươi cịn dễ hấp thu và cĩ thể uống thường xuyên, liên tục dễ đàng với các hình thức bao bì đĩng gĩi tiện dụng
2.2.6.2 Ứng dụng của sữa trong y học
Hãy uống 0,51 sữa tươi mỗi ngày sẽ giúp bạn giảm nguy cơ đột quy và đau tim, - lời khuyên của các nhà khoa học Ngồi ra, sữa cũng cĩ tác dụng làm giảm khả năng phát triển của bệnh tiểu đường và bệnh ung thư ruột
Cac nha khoa hoc cua Truong Dai hoc Reading va Dai hoc Cardiff của Anh đã cơng bố kết quả của hơn 324 nghiên cứu trên tồn thế giới cĩ liên quan tới mối liên
hệ giữa sức khỏe của con người và việc tiêu thụ sữa của hàng nghìn người dân Nghiên cứu phát hiện ra rằng, những người hàng ngày uống khoảng trên 0,51 (con số chính xác trong nghiên cứu là 0,568261 lít) sữa giảm tới 15-20% nguy cơ phát
triển của bệnh tim mạch
Giáo sư lan Givens thuộc trường Đại học Reading nĩi: trong sữa cĩ chứa các protein cĩ thê làm giảm huyêt ap, cĩ tác động tích cực tới tim và mạch máu
Trang 36
Các nhà khoa học cũng phát hiện thêm là: nhờ uống sữa mức độ phát triển của bệnh tiểu đường ở những người thử nghiệm cũng giảm 4-9% Chỉ số này cũng được tìm thấy ở những người mắc bệnh ung thư ruột Và cũng cĩ tín hiệu khả quan đối với những người mắc các loại ung thư khác, ung thư tuyến tiền liệt và bàng quang
Kết quả nghiên cứu khơng nhằm chỉ rõ sự khác biệt của việc dùng sản phẩm sữa cĩ
hàm lượng chất béo cao hay thấp trong bối cảnh gần đây các phương tiện truyền thơng cĩ đưa tin thảo luận về việc tăng mức độ cholesterol trong máu cĩ liên quan tới việc tiêu thụ các sản phẩm sữa Nĩ chỉ nhằm làm sáng tỏ vấn đề: con người cĩ lợi nhiều hơn hại khi uống sữa
Đồng thời các nhà nghiên cứu cũng muốn nhắc nhở thêm: sữa vẫn là nguồn
cung cấp canxi lớn cho cơ thể, do đĩ, thức uống đặc biệt này là cĩ ích đối với trẻ em
Một ly sữa cũng cĩ tác dụng làm giảm đáng kế cảm giác đĩi Điều đĩ giúp bạn tránh phải ăn nhiều gây ảnh hưởng trực tiếp tới trọng lượng cơ thể và làm giảm mức độ béo phì ở một số người
(Nguén: http://www.suatuoi.com.vn/loi-ich-cua-sua/207-uong-sua-tuoi-tranh-nguy- co-dot-quy-va-dau-tim.html)
Đạm sữa để tiêu, giàu acid amin nên cĩ thé giúp chống lại tình trạng suy nhược, kiệt sức, thiếu máu, khĩ tiêu hĩa đạm từ cá thịt Casein trong sữa giàu metionin, cholin giúp làm giảm nguy cơ các bệnh về gan, tim, thận Sữa chua chứa các men cĩ lợi cho đường ruột, tốt cho đạ đày, thận Ngồi ra, sữa cịn giúp
đào thải nước tiêu dễ dàng, cần cho việc giải độc với những người làm việc hầm
mỏ, tiếp xúc hĩa chất
(Trần Như Khuyên, Nguyễn Thanh Hải, 2007)
2.2.6.3 Ứng dụng của sữa trong mỹ phẩm
Từ thời xưa, con người đã biết dùng sữa tươi để làm đẹp, sữa tươi chứa protein, enzyme, acid lactic giúp khắc phục các chứng bong da, mụn trứng cá, giữ âm, làm mịn da, chống lão hĩa, tăng sức đề kháng cho da Nếu kết hợp uống sữa với mát xa da mặt, hiệu quả càng tốt hơn Trước đây, các mỹ nữ trong cung đình thường được ngâm mình trong bồn tắm đây sữa tươi khoảng 2 lần/tuần, nhằm giúp da min màng
(Nguồn: htfp://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BB%AFa_t%C6%B0%C6%A1i)
Ngày nay, ngồi cách dùng trực tiếp sữa tươi để làm đẹp, người ta dùng sữa tươi như một thành phần quan trọng giúp giữ âm, làm mịn da, chống lại sự lão hĩa
Trang 37
của da một cách hiệu quả trong các sản phầm chăm sĩc sắc đẹp như sữa tăm, sữa rửa mặt, các loại kem dưỡng đa
2.2.7 Một số lưu ý khi sử dụng sữa tươi
Khơng uơng sữa tươi vào lúc bụng đĩi cơn cào Tơt nhât là hãy ăn nhẹ một
chút gì đĩ trước khi uơng sữa
Khơng cho trẻ em dưới 1 tuổi trở uống sữa tươi, do hệ tiêu hĩa chưa hồn
chỉnh nên khĩ hấp thu
Khơng cho đường vào lúc sữa đang nĩng, vì trong sữa bị và đường cĩ chứa lysine sẽ phản ứng khi nhiệt độ cao, sinh ra lysine goc glucose, chat nay cé hai cho cơ thê Cách làm chính xác là đê sữa vừa âm mới cho đường
Trong sữa tươi cĩ chất gây ngủ uống sữa tươi tốt nhất là vào lúc trời gần tối hoặc trước khi ngủ nửa tiếng đồng hồ sẽ giúp dễ ngủ hơn
Khơng nên đun sữa bằng lửa nhỏ Dun nhu vay sé lam giảm vitamin trong sữa,
giảm giá trị định đưỡng Vì đun sữa bằng lửa nhỏ, thời gian đun kéo dài, chất đinh
dưỡng trong sữa càng dễ bị oxy hĩa Cách làm khoa học là đun to lửa, khi sơi rút lửa ngay Như vậy, vừa giữ được thành phần của sữa, lại vừa cĩ hiệu quả sát trùng
sữa
Tránh đun sữa quá lâu Vì sữa giàu protein, khi bị nĩng những hạt protein ở thể keo sẽ cĩ biến chuyền rất lớn Khi sữa ở 60 —- 62°C bắt đầu cĩ hiện tượng mắt nước, hạt protein từ dạng keo lỏng chuyển sang keo đặc và lắng xuống Sữa bị cịn
chứa muối acid photphoric khơng ổn định, nếu để nĩng lâu, canxi photphoric mang
tính acid sẽ trở thành canxi photphoric trung tính, lắng đọng lại khiến cho sữa mat giá trị sẵn cĩ Ngồi ra, khi đun sơi đến 100 độ thì đường trong sữa bắt đầu chảy nên sữa sẽ cĩ màu nâu và dần phân giải thành acid lactic, đồng thời sản sinh ra acid formic, khiến sữa cĩ vị chua, ảnh hưởng đến mùi vị sữa Vì vậy, sữa chỉ nên đun sơi
khơng nên đun lâu
(Nguồn: htfp://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BB%AFa t%C6%B0%C6%A1i)
Trang 38
2.3 Giới thiệu về HMEF trong sữa
Sữa tươi vừa mới vắt ra cĩ rất ít hoặc hầu như khơng cĩ HMF Tuy nhiên,
trong quá trình tơn trữ và chế biến sữa (bằng các phương pháp cĩ gia nhiệt), hàm lượng HME sẽ tăng lên theo thời gian và nhiệt độ Sự cĩ mặt của HMF trong sita 1a một điều khơng thể tránh được trong quá trình bảo quản sữa vì nĩ được sinh ra một cách tự nhiên từ đường lactoza cĩ trong sữa
Hàm lượng HMEF trong sữa quá cao sẽ dẫn đến sự biến đổi màu (làm cho sữa cĩ màu sậm hơn nhưng vì bản thân sữa cĩ màu trắng ngà nên rất khĩ nhận biết), đồng thời ảnh hưởng đến vị của sữa (HME sinh ra do sự caremen hĩa nếu sữa bị gia nhiệt quá cao), từ đĩ làm giảm giá trị của sữa trên thị trường Song khơng phải sự hiện diện của HMF luơn mang ý nghĩa tiêu cực Ở một hàm lượng vừa đủ, HMF tạo nên mùi thơm đặc trưng của sữa HME càng nhiều, sữa càng cĩ mùi thơm hấp dẫn
2.3.1 Các tác nhân ảnh hưởng đến lượng HME trong sữa
HME trong sữa được sinh ra chủ yếu do phản ứng Maillard và một phần cũng do sự caramen hĩa (nếu cĩ) Vì vậy, các tác nhân ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của phản ứng Maillard cũng ảnh hướng đến hàm lượng HMEF được sinh ra
2.3.1.1 Đường và acid amin
Theo tác giả Kretovic, cường độ của phản ứng phụ thuộc vào bản chất của đường khử Glucose phản ứng mãnh liệt hơn cả Sau đĩ là galactose va lactose
Khả năng tham gia phản ứng của acid amin phụ thuộc vào độ dài của mạch cacbon va vi trí của nhĩm ammn so với nhĩm cacboxyl Nhĩm amin càng xa nhĩm
cacbonyl thì tham gia phản ứng càng mạnh; œ — acidamin hoạt động kém hon B — acidamin
Ngồi ra, tỷ lệ acid amin và đường cũng ảnh hưởng đến cường độ phản ứng Tý lệ giữa acid amin và đường thích hợp nhất là 1/2 hoặc 1/3 Tuy nhiên phản ứng vẫn cĩ thê xảy ra ngay cả khi nồng độ acid amin khơng đáng kê và tỉ lệ giữa acid amin và đường cĩ thể đạt tỉ lệ 1/40, thậm chí là 1/300
2.3.1.2 Nước
Đề phản ứng Maillard tiến hành cực đại thì xung quanh mỗi phân tử protein
phải tạo nên lớp đơn phân gÏlucose và lớp đơn phân nước Như vậy, sự cĩ mặt của nước là điều kiện rất cần thiết để tiến hành phản ứng Nồng độ chất tác dụng càng cao, lượng nước càng ít thì phản ứng xảy ra càng mạnh
Trang 39
2.3.1.3 Nhiệt độ và pH
Ở 0°C và đưới 0°C, phản ứng hầu như khơng xảy ra Từ 95 — 100°C, phản ứng
sẽ cho các sản phẩm cĩ cảm quan tốt (màu sậm, mùi khét và vị đắng)
Phản ứng Maillard cĩ thể tiến hành trong một khoảng pH khá rộng Tuy nhiên trong mơi trường kiềm phản ứng xảy ra nhanh hơn Trong mơi trường axit pH < 3, phản ứng xảy ra rất yếu và chủ yếu là sự phân hủy đường nhưng khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng nhanh ngay cả trong mơi trường axit (pH = 2)
2.3.1.4 Thời gian bảo quản sữa
Trong quá trình bảo quản sữa, dù ở nhiệt độ thấp hay nhiệt độ mơi trường thì phản ứng tạo HME vẫn xảy ra dù rất chậm do acid amin và đường sẵn cĩ trong sữa
Thời gian bảo quản càng lâu, HMF được sinh ra càng nhiều
2.3.1.5 Chất kìm hãm và chất tăng tốc độ phản ứng
Phan ứng Maillard phụ thuộc vào nhĩm cacbonyl của acid amm Do đĩ, chất kìm hãm phản ứng là các chất phản ứng được với nhĩm cacbonyl như đimedon, hydroxylamin, bisunfit
Các chất tăng tốc phản ứng là acid lactic và photphat Muối của acid lactic và dung dịch đệm photphat làm tăng tốc độ phản ứng rất mạnh
(Lê Ngọc Tú, 2004)
Ngồi ra, sự cĩ mặt của các lon kim loại như Mg, Mn, Fe (II), Zn cing anh hưởng đến hàm lượng HME trong sữa Khi hàm lượng các ion này tăng lên thì hàm lượng của HMEF cũng tăng lên tương ứng, đặc biệt là ở nhiệt độ cao
(Nguồn: http://www.rsc.org/publishing/journals/A1/article.asp?doi=ai9953200515)
Trang 40
2.3.2 Các phương pháp xác định HMFE trong sữa
2.3.2.1 Xác định HMF bằng phương pháp quang phổ của WHITE (1979)
Phương pháp này dựa trên sự hấp thu cực đại tia cực tím của HME ở bước sĩng 284 nm bat ey SS Sap — — iii] bd | |———— (3) 36 d4 2.33 Sàap|)¿ ndhuec 12 3/(3/3 22/23/47 s
hg TP Me the 24@ 132 26 TÌM tối lỔA 343 Sia 320 328 3Á9 196 366 sỉ g Hình 2.5: Xác định quang phố cực đại của HME
(Nguồn: http://hera.ugr.es/doi/15007182.pdf)
2.3.2.2 Xác định HMF bằng phương pháp KEENEY và BASSETTE
Phương pháp này dựa trên sự tạo phức của HMEF với acid thiobarbituric (TBA) Hợp chất phức được tạo thành từ HMF và acid thiobarbituric cĩ độ hấp thu cực đại ở bước sĩng 443nm Sau khi đo được độ hấp thu của phức, ta cĩ thé tính ra nồng độ HMIE dựa vào cơng thức (1)
Nơng độ HMF (umol/1 sữa) = (Độ hấp thụ - 0,055)*87.5 (I)
(Nguén: Lab of Food technology KU Leuven)