Đánh giá mức độ vệ sinh an toàn tực phẩm của một số loại sữa tươi tiệt trùng trên thị trường hiện nay

DANH MỤC CÁC BẢNGBảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa...4Bảng 4.1: Kết quả sự biến đổi tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùng Vinamilktheo thời gian...54Bảng 4.2: K

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-o0o -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ VỆ SINH AN TOÀN THỰC PHẨM CỦA MỘT SỐ LOẠI SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG

TRÊN THỊ TRƯỜNG HIỆN NAY

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Mã số ngành : 111

GVHD: KS PHẠM MINH NHỰT SVTH : HỒ YẾN THU

Tp.HCM, tháng 06 năm 2009

1 Tên Đồ án:

Đánh giá mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm của một số loại sữa tươi tiệt

trùng trên thị trường hiện nay

2 Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp

- Tiến hành phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật: tổng vi sinh hiếu khí, Coliforms,

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP : 05DSH

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN

Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

Điểm tổng kết

LỜI CẢM ƠN !

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học KỹThuật Công Nghệ Tp.HCM, Ban Chủ Nhiệm Khoa Môi Trường và Công Nghệ SinhHọc, cùng tất cả quí thầy cô bộ môn Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học đã giảngdạy, hướng dẫn để em có được nền kiến thức như ngày hôm nay

Và em xin đăc biệt chân thành cảm ơn KS PHẠM MINH NHỰT Tuy thời

gian làm đề tài có hạn nhưng nhờ thầy đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn và truyền đạtnhững kinh nghiệm quý báu, để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình Cùng với kiến thức cơ bản, chuyên ngành và sự bổ sung rất quan trọng từ luậnvăn tốt nghiệp có được trong suốt thời gian qua đã cho em một hành trang hết sứccần thiết để em bước vào cuộc sống

Em cũng chân thành cảm ơn quí thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm, quí thầy

cô phụ trách văn phòng khoa và các bạn sinh viên lớp 05DSH đã giúp đỡ và đónggóp ý kiến trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tại trường

Lời cuối em xin cảm ơn Bố, Mẹ người đã tận tụy, lo lắng, động viên và hy sinhsuốt đời cho em có được ngày hôm nay!

Tp.HCM, ngày 25 tháng 06 năm 2009

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Điểm bằng số……… Điểm bằng chữ………

Tp.HCM, ngày tháng năm 2009

(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Nhiệm vụ đồ án ii

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii

Lời cảm ơn iv

Mục lục v

Danh mục các chữ viết tắt x

Danh mục các bảng xi

Danh mục các hình xii

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 2

1.3 Nội dung 2

1.4 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu về sữa 3

2.1.1 Một số tính chất vật lý của sữa 3

2.1.1.1 pH của sữa 4

2.1.1.2 Điểm đông đặc của sữa 4

2.1.2 Thành phần hóa học của sữa 4

2.1.2.1 Lactose 5

2.1.2.2 Các hợp chất có chứa nitơ 5

2.1.2.3 Chất béo 6

2.1.2.4 Khoáng 7

2.1.2.5 Vitamin 7

2.1.2.6 Hormone 7

2.1.2.7 Các hợp chất khác 7

2.1.3 Hệ vi sinh vật bình thường trong sữa 7

2.1.3.1 Vi khuẩn 7

2.1.3.3 Nấm mốc 12

2.1.4 Nguồn gốc các vi sinh vật nhiễm vào sữa 13

2.1.4.1 Bầu vú động vật cho sữa 13

2.1.4.2 Người và thiết bị vắt sữa 13

2.1.4.3 Thiết bị chứa sữa 13

2.1.4.4 Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa 14

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng 14

2.2.1 Tiệt trùng trong bao bì 14

2.2.1.1 Quy trình tiệt trùng 15

2.2.1.2 Thuyết minh quy trình 15

2.2.2 Tiệt trùng ngoài bao bì sử dụng phương pháp nhiệt độ siêu cao UHT (ultra high temperature) 17

2.2.2.1 Quy trình tiệt trùng 17

2.2.2.2 Thuyết minh quy trình 18

2.2.3 Các biến đổi diễn ra trong quá trình tiệt trùng 20

2.2.3.1 Biến đổi hóa học 20

2.2.3.2 Biến đổi cảm quan 20

2.3 Các quá trình biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng sữa tươi 21

2.3.1 Biến đổi vật lý 21

2.3.2 Biến đổi hóa học 21

2.3.2.1 Thủy phân chất béo 21

2.3.2.2 Oxy hóa chất béo 21

2.3.2.3 Thủy phân protein 22

2.3.2.4 Thủy phân các acid amin 22

2.3.2.5 Các biến đổi hóa học khác liên quan đến sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa 22

2.3.3 Các biến đổi sinh học 22

2.4 Các vi sinh vật gây bệnh trong sữa 24

2.4.1 Tổng vi sinh hiếu khí (TPC) 24

2.4.2 Coliforms 24

2.4.2.1 Phân loại Coliforms 25

2.4.2.2 Đặc tính và hình thái của Coliforms 25

2.4.2.3 Cơ chế gây bệnh của Coliforms 26

2.4.2.4 Các triệu chứng khi nhiễm Coliforms 26

2.4.3 Escherichia coli (E.coli) 26

2.4.3.1 Phân loại E.coli 27

2.4.3.2 Đặc tính và hình thái của E.coli 27

2.4.3.3 Cơ chế gây bệnh của E Coli 28

2.4.3.4 Các triệu chứng khi nhiễm E.coli 28

2.4.4 Salmonell spp .28

2.4.4.1 Phân loại Salmonella spp .29

2.4.4.2 Đặc tính và hình thái của Salmonella spp .29

2.4.4.3 Cơ chế gây bệnh của salmonella spp .30

2.4.4.4 Các triệu chứng khi nhiễm Salmonella spp .31

2.4.5 Staphylococcus aureus 31

2.4.5.1 Phân loại Staphylococcus aureus 31

2.4.5.2 Đặc tính và hình thái của Staphylococcus aureus .31

2.4.5.3 Cơ chế gây bệnh của Staphylococcus aureus .32

2.4.5.4 Các triệu chứng khi nhiễm Staphylococcus aureus 32

2.5 Tình hình sử dụng sữa tươi tiệt trùng ở Việt Nam hiện nay 32

2.5.1 Chất lượng sữa tươi tiệt trùng trên thị trường Việt Nam hiện nay 33

2.5.2 An toàn của sữa tươi tiệt trùng hiện nay 34

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Địa điểm và thời gian 39

3.2 Vật liệu 39

3.2.1 Mẫu 39

3.2.2 Môi trường, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 39

3.2.2.1Môi trường 39

3.2.2.2 Dụng cụ 39

3.2.2.3 Thiết bị 40

3.3 Bố trí thí nghiệm 40

3.4.1 Định lượng tổng số vi sinh hiếu khí (TPC) trong sữa tươi tiệt trùng bằng

phương pháp đổ đĩa 42

3.4.1.1 Nguyên tắc 42

3.4.1.2 Quy trình phân tích 42

3.4.2 Định lượng Coliforms trong sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp đếm khuẩn lạc 43

3.4.2.1 Nguyên tắc 43

3.4.2.2 Quy trình phân tích 43

3.4.3 Định lượng Escherichia coli (E.coli) trong sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp lên men nhiều ống MPN ( Most Probable Number) 44

3.4.3.1 Các hệ thống thường dùng trong phương pháp lên men nhiều ống MPN .45

3.4.3.2 Nguyên tắc 45

3.4.3.3 Quy trình phân tích 45

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả đánh giá cảm quan 47

4.1.1 Hình dạng bịch sữa 47

4.1.1.1 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 47

4.1.1.2 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 47

4.1.2 Trạng thái sữa 48

4.1.2.1 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 48

4.1.2.2 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 49

4.1.3 Màu sắc 50

4.1.3.1 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 50

4.1.3.2 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 50

4.1.4 Mùi 50

4.1.4.1 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 50

4.1.4.2 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 51

4.1.5 Vị 51

4.1.5.1 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 51

4.1.5.2 Đối với sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 52

4.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh 53

4.2.1 Kết quả phân tích tổng vi sinh hiếu khí 53

4.2.1.1 Kết quả phân tích tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 53

4.2.1.2 Kết quả phân tích tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 55

4.2.2 Kết quả phân tích định lượng Coliforms 56

4.2.2.1 Kết quả phân tích định lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk .56

4.2.2.2 Kết quả phân tích định lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng Vixumilk .58

4.2.3 Kết quả phân tích số lượng E.coli 59

4.2.3.1 Kết quả phân tích số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk 59

4.2.3.2 Kết quả phân tích số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng Vixumilk 61

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 64

5.2 Kiến nghị 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

S gallinarum pullorumg Salmonella gallinarum pullorumg

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa 4Bảng 4.1: Kết quả sự biến đổi tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùng Vinamilktheo thời gian 54Bảng 4.2: Kết quả sự biến đổi tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùng Vixumilktheo thời gian 55

Bảng 4.3: Kết quả sự biến đổi số lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk

theo thời gian 57

Bảng 4.4: Kết quả sự biến đổi số lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng Vixumilk

theo thời gian 58

Bảng 4.5: Kết quả sự biến đổi số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk theo

thời gian 60

Bảng 4.6: Kết quả sự biến đổi số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng Vixumilk theo

thời gian 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sữa tươi 3

Hình 2.2: Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa 5

Hình 2.3: Streptococcus lactis được xem qua kính hiển vi 8

Hình 2.4: Streptococcus cremoris được xem qua kính hiển vi 9

Hình 2.5: Streptococcus diacetilactis được xem qua kính hiển vi 10

Hình 2.6: Lactobacillus casei được xem qua kính hiển vi 10

Hình 2.7: Khuẩn lạc đặc trưng của Lactobacillus plantarum trên môi trường LMDA 11

Hình 2.8: Khuẩn lạc đặc trưng của Saccharomyces cerevisiae trên môi trường YGD Agar 12

Hình 2.9 : Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp tiệt trùng trong bao bì 15

Hình 2.10 : Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp tiệt trùng ngoài bao bì sử dụng phương pháp nhiệt độ siêu cao UHT (ultra high temperature) 18

Hình 2.11: Khuẩn lạc đặc trưng của Coliform trên môi trường VRB 26

Hình 2.12: Khuẩn lạc đặc trưng của E.coli trên môi trường EMB 27

Hình 2.13: Khuẩn lạc đặc trưng của samonella trên môi trường XLD 30

Hình 2.14: Khuẩn lạc đặc trưng của Staphylococcus aureus trên môi trường Mannitol salt agar 32

Hình 2.15: Hộp sữa tươi tiệt trùngDutch Lady không bình thường 35

Hình 2.16: Bịch sữa tươi Vinamilk bị trương phình không bình thường 36

Hình 2.17: Những bịch sữa tươi tiệt trùng Vixumilk bị phình to 37

Hình 2.18: Hộp sữa tươi tiệt trùng Vinamilk hông bình thường về hình dạng và hương vị 37

Hình 3.1: Bố trí thí nghiệm 41

Hình 4.1: Bịch sữa tươi tiệt trùng Vinamilk bị phình to (trái) và bịch sữa tươi tiệt trùng Vinamilk hình dạng bình thường (phải) 47

Hình 4.2: Bịch sữa tươi tiệt trùng Vixumilk bị phình to (trái) và bịch sữa tươi tiệt trùng Vixumilk hình dạng bình thường (phải) 47

Hình 4.3: Bịch sữa tươi tiệt trùng Vixumilk bị phình to và hở mối hàn 48Hình 4.4: Mẫu sữa tươi tiệt trùng Vinamilk bị lợn bợn, vón cục (trái) và mẫu sữa tươitiệt trùng Vixumilk có trạng thái bình thường (phải) 49Hình 4.5: Mẫu sữa tươi tiệt trùng Vixumilk bị lợn bợn, vón cục (trái) và mẫu sữatươi tiệt trùng Vixumilk có trạng thái bình thường (phải) 49Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùngVinamilk theo thời gian 54Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi tổng vi sinh hiếu khí của sữa tươi tiệt trùngVixumilk theo thời gian 55

Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi số lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng

Vinamilk theo thời gian 57

Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi số lượng Coliforms của sữa tươi tiệt trùng

Vixumilk theo thời gian 58

Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng

Vinamilk theo thời gian 60

Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi số lượng E.coli của sữa tươi tiệt trùng

Vixumilk theo thời gian 61

Chương 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Sữa là sản phẩm có từ rất lâu khoảng 6000 năm trước, rất giàu dinh dưỡng.Trong sữa có chứa glucid, protein, lipid, một số khoáng chất và vitamin Những hợpchất này rất cần thiết trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người Từ sữa người ta

có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau như: sữa tươi tiệt trùng, sữa chua,sữa bột, sữa đặc, bơ, phomat…Chính vì vậy mà từ trước đến nay, công nghiệp chếbiến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành công nghiệp thực phẩm

Vì sữa tươi là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, được sử dụng rộng rãikhông chỉ ở Việt Nam mà còn ở cả thế giới Tuy nhiên, vì sữa giàu dinh dưỡng nênsữa là môi trường rất thích hợp cho sự phát triển của nhiều loài vi sinh vật cho nênsữa rất khó bảo quản Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngànhcông nghiệp chế biến sữa rất phát triển nên việc bảo quản và chế biến sữa có nhiềuthuận lợi Có rất nhiều phương pháp bảo quản sữa nhưng phổ biến nhất là phươngpháp thanh trùng và tiệt trùng, chúng không những có ý nghĩa lớn trong bảo quản màcòn làm tăng giá trị cảm quan đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng Với nhữngtính chất và ứng dụng quan trọng của sữa, đòi hỏi sữa phải đáp ứng tốt các chỉ tiêu visinh, chỉ tiêu hoá lý, chỉ tiêu cảm quan…Việc này bắt buộc ta phải kiểm soát chấtlượng sữa ở tất cả các giai đoạn từ khâu thu nhận, vận chuyển, bảo quản, chế biến…Tuy nhiên, hiện nay tình hình sản xuất, chế biến, phân phối và sử dụng các sản phẩmsữa tươi tiệt trùng trên phạm vi cả nước chưa được tổ chức, quản lý chặt chẽ Các sảnphẩm sữa tươi tiệt trùng không đủ chất lượng, không hợp vệ sinh, không rõ nguồngốc hiện diện khắp nơi trên thị trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻngười tiêu dùng Theo thống kê của Bộ Y tế, mỗi năm cả nước có khoảng 250 đến

500 vụ ngộ độc thực phẩm với 7.000 đến 10.000 người bị ngộ độc trong đó khoảng

100 đến 200 ca tử vong Trong số các vụ ngộ độc thực phẩm có khoảng 70 đến 100

vụ ngộ độc do sữa tươi gây ra và nguyên nhân đều là do các chỉ tiêu vi sinh vật vượtquá cao so với quy định cho phép, tuy chưa có ca tử vong nào do ngộ độc sữa tươigây ra nhưng điều đáng quan tâm ở đây là ngay cả các sản phẩm sữa tươi tiệt trùngcủa những công ty nổi tiếng như Vinamilk, Dutch Lady cũng không đủ tiêu chuẩn vệ

sinh an toàn thực phẩm, điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đến tâm lý của người tiêudùng trong khi đó sữa tươi tiệt trùng lại là một phần rất quan trọng trong khẩu phần

ăn hàng ngày đặc biệt là đối với trẻ em hiện nay [4;5;14]

Với tầm quan trọng và ý nghĩa thực tế của việc đánh giá chất lượng sữa và được

sự chấp thuận của khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Kỹ

Thuật Công Nghệ Tp.HCM Chúng tôi thực hiện đề tài “ Đánh giá mức độ vệ sinh

an toàn thực phẩm của một số loại sữa tươi tiệt trùng trên thị trường hiện nay”.

Đề tài này được thực hiện dưới sự hướng dẫn của KS Phạm Minh Nhựt và đượcthực hiện tại trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM, phòng thí nghiệm visinh vật

1.2 Mục đích

- Đánh giá sự biến đổi một số chỉ tiêu vi sinh ảnh hưởng đến chất lượng vệ sinh

an toàn thực phẩm (VSATTP) của một số loại sữa tươi trên thị trường theo thời gian

- Đề xuất những khuyến cáo về chất lượng của các loại sữa phân tích

1.3 Nội dung

- Tiến hành phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật: tổng vi sinh hiếu khí, Coliforms,

Escherichia coli (E.coli) của sữa tươi tiệt trùng Vinamilk và Vixumilk.

- Khuyến cáo cho người tiêu dùng cần lựa chọn sản phẩm đạt yêu cầu khi sử dụng

- Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao mức độ VSATTP của sữa tươi tiệttrùng

1.4 Phạm vi nghiên cứu

- Phân tích sữa tươi tiệt trùng Vinamilk và Vixumilk

- Phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu vi sinh:

+ Xác định tổng vi sinh hiếu khí (TPC)

+ Định lượng Coliforms

+ Định lượng Escherichia coli (E coli)

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu về sữa

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồnthức ăn để nuôi sống động vật non Từ xưa con người đã biết sử dụng sữa từ cácđộng vật nuôi để chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau Hiện nay, ngànhcông nghiệp chế biến sữa tập trung sản xuất trên ba nguồn nguyên liệu chính là sữa

bò, sữa dê và sữa cừu Ở nước ta sữa bò là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngànhcông nghiệp thực phẩm.[4;7]

2.1.1 Một số tính chất vật lý của sữa

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một

số chất khoáng trong sữa tạo nên Sữa bò thường có màu trắng đục đến vàng nhạt, cómùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ.[4]

Hình 2.1: Sữa tươi

Bảng 2.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa [4]

2.1.1.1

sữa

pHcủa sữathườngđượcxácđịnh ở 200C Theo định nghĩa:

pH = - lg[ H+]

Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6 Sữa non (phần sữa đầu tiên trong chu

kỳ tiết sữa của động vật) có giá trị pH thấp hơn thường vào khoảng 6,0 Khi sữa bịnhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyễn hóa đường lactosetrong sữa thành acid lactic và làm giảm pH của sữa.[4]

2.1.1.2 Điểm đông đặc của sữa

Điểm đông đặc của sữa thường dao động trong khoảng từ -0,54 – -0,590C.Người ta thường sử dụng chỉ tiêu này để kiểm tra xem sữa có bị pha loãng với nướchay không Tuy nhiên, khi xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc của sữa sẽ giatăng do sự kết tủa của một số muối phosphate có trong sữa.[8]

2.1.2 Thành phần hóa học của sữa

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 hàm lượng nhỏnhư các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone và khí Hàm lượng cácchất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tốnhư chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi(thành phần thức ăn gia súc, chế độ ăn, thời tiết…).[7]

Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactoseliên kết tạo thành Trong sữa lactose tồn tại dưới hai dạng : -lactose monohydrate

C12H22O11.H2O và -lactose anhydrous C12H22O11 Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng nàyphù thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa

Khi hòa tan đường -lactose monohydrate dạng tinh thể vào nước, góc quaycủa dung dịch là +89,4º Nếu giữ dung dịch này ở nhiệt độ phòng, sau 24h góc quay

sẽ giảm xuống giá trị +55 Đó là do một số phân tử -lactose monohydrate đãchuyển sang -lactose anhydrous Khi đó trong dung dịch sẽ tồn tại cân bằng:

 - lactose monohydrat  lactose anhydrousLactose là đường khử, độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với các loạiđường khác Lactose có thể bị phân hủy tạo ra glucose và galactose nhờ enzyme  -galactosidase [2]

2.1.2.2 Các hợp chất có chứa nitơ

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 ureic

Casein (75 – 85%) Protein hoà tan (15- 25%)

s1 s1 -casein - lactoglobulin

s2 s1 -casein -actalbulin

-casein Proteose - peptone

-casein Serum - albumin

 -casein Immunoglobulin

Hình 2.2: Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa [4]

a Casein

Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tồn tại dưới dạngmicelle Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein vàkhoáng Mỗi micelle có khoảng 400 – 500 tiểu micelle tạo thành Các phân tử s1 s1 và

-casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo vùng ưa béo, còn các phân tử  –casein được bố trí tại biên tiểu cầu micelle

- s1 s1 -casein : một đầu tích điện và có tính ưa nước, còn một đầu kị nước

- s2 s1 -casein : có tính ưa nước cao nhất trong các loại casein

- -casein : có tính ưa béo cao nhất

- -casein : có tính lưỡng cực, một đầu ưa béo và một đầu ưa nước

-  -casein : là sản phẩm của quá trình phân hủy -casein

b Protein hòa tan

- -galactoglobulin : cấu trúc không trật tự, có dạng hình cầu

- -lactalbumin : là protein dạng hình cầu, cấu trúc của nó gần giốnglyzozyme, là một metalloprotein

- Peptone-proteose : là sản phẩm thủy phân từ  -casein

- Immunoglobulin : IgM, IgA, IgG, được tổng hợp bởi lymphocyte B

- Serum-albumin : có nguồn gốc từ máu

c Các hợp chất chứa nitơ phi protein

Gồm các acid amin tự do, nucleotide, ure, acid uric.[4]

2.1.2.3 Chất béo

Gồm 2 loại

- Lipid đơn giản : triglyceride với rượu

- Lipid phức tạp : gồm hai nhóm là hợp chất với glycerol và với sphingosineCác chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính từ 0,1  20µm,m,

do đó có thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Nếu ta không đồng hóasữa tươi thì trong thời gian bảo quản các hạt dầu béo có xu hướng kết hợp lại thànhchùm và nổi lên bề mặt sữa tạo nên váng sữa.[4]

2.1.2.4 Khoáng

Nhiều nhất là Ca, P, Mg, chúng tham gia vào cấu trúc micelle và tồn tại ởdạng muối hòa tan Các nguyên tố khác là K, Na, Cl đóng vai trò chất điện ly.Ngoài ra còn có Zn, Fe, I, Cu cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người.[4]

2.1.2.5 Vitamin

Chia làm hai nhóm:

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

- Vitamin tan trong chất béo: A, D, E

Hàm lượng vitamin nhóm B thường ổn định tuy nhiên hàm lượng vitamin tantrong chất béo bị ảnh hưởng bởi thành phần thức ăn.[3]

2.1.2.6 Hormone

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trìnhsinh trưởng và phát triển của động vật Chúng được chia làm ba nhóm:proteohormone, hormone peptide và hormone steoride.[4]

2.1.2.7 Các hợp chất khác

Các khí như: CO2, O2, N2 ngoài ra còn có các chất khác như kháng sinh, chấttẩy rửa, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ.[4]

2.1.3 Hệ vi sinh vật bình thường trong sữa

Hệ vi sinh vật thường gặp trong sữa nhiều nhất là vi khuẩn, một số dạng nấmmen, nấm mốc Trong số này một số có ích, một số không gây tác hại gì, một số cóảnh hưởng xấu tới sữa và sản phẩm, có thể có một số vi khuẩn gây bệnh Trong sốcác vi khuẩn, phổ biến nhất là các vi khuẩn lactic, ít hơn là vi khuẩn butyric,propionic, vi khuẩn gây thối, nhóm trực khuẩn đường ruột Hệ vi sinh vật và sốlượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi và phụ thuộc vào mức độ nhiễm visinh vật trong quá trình vắt sữa.[6]

Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi,Gram (+) Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động từ khoảng 25 – 470C Người ta chia

vi khuẩn lactic thành hai nhóm:

- Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của

nó chiếm tỷ lệ trội hơn so với các sản phẩm phụ khác Vi khuẩn lactic đồng hình điển

hình gồm có: các liên cầu khuẩn Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, S.

bulgaricum

Hình 2.3: Streptococcus lactis được xem qua kính hiển vi.[23]

+ Streptococcus lactis : Streptococcus lactis có tế bào hình ovan, cơ thể hơi

dài, thường xếp thành đôi hoặc chuổi ngắn Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng của

vi khuẩn này là 30 – 350C Ở nhiệt độ này nó có thể làm đông tụ sữa sau 10 – 12h

Streptococcus phát triển Sữa chua do vi khuẩn này có mùi thanh khiết, nhưng cũng

có khi một vài chủng của giống này cho sữa mùi khê hoặc có mùi vị lạ Lactis có vai

trò rất quan trọng trong sản xuất các sản phẩm sữa chua, bơ và phomat

+ Streptococcus cremoris: Các tế bào cremoris thấy trong sữa thường xếp

thành chuỗi dài Giống này lên men lactic, nhiệt độ thích hợp cho phát triển là 20 –

250C Ở nhiệt độ này nó có thể làm đông tụ sữa sau 10 – 12h phát triển Sữa chua do

vi khuẩn này cũng có mùi thanh khiết, vì vậy nó được dùng làm chín kem khi sảnxuất bơ

Hình 2.4: Streptococcus cremoris được xem qua kính hiển vi.[23]

- Vi khuẩn lactic dị hình: Các sản phẩm được tạo thành từ quá trình chuyểnhóa đường gồm có acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO2 Hàm lượng acid lacticthu được không cao hơn nhiều so với hàm lượng các sản phẩm còn lại Vi khuẩnlactic dị hình điển hình gồm có: các liên cầu khuẩn lactic sinh hương như:

Streptococcus, S citrivirus, S paracitrovorus, S diacetilactis, trực khuẩn Betabacter Phần lớn các vi khuẩn này có enzym citratase, nhờ enzym này chúng có

khả năng lên men được acid citric Tế bào của chúng nhỏ hơn vi khuẩn lactic đồnghình, thường đứng riêng lẽ hoặc xếp thành đôi hay thành chuỗi dài ngắn khác nhau.Nhiệt độ thích hợp cho chúng phát triển là 30 - 350C

+ S citrivirus phát triển chủ yếu trong sữa và không gây đông sữa.

+ S paracitrovorus phát triển mạnh hơn S citrivirus và ở nhiệt độ tối, thích

gây đông sữa sau 2 – 3 ngày

+ S diacetilactis tạo thành acid lactic nhiều hơn cả, làm đông sữa sau 16

-48h và làm cho sữa có mùi dễ chịu, sử dụng kết hợp với vi khuẩn lactic đồng hình sẽcho mùi vị tốt hơn.[4;6]

Hình 2.5: Streptococcus diacetilactis được xem qua kính hiển vi.[17]

Hình 2.6: Lactobacillus casei được xem qua kính hiển vi.[22]

- Trực khuẩn lactic ưa nhiệt : là những tế bào hình que lớn có thể đứng riênghay xếp thành chuỗi, phát triển tốt ở nhiệt độ 40 – 450C, làm đông tụ sữa sau 12h,

gồm: Lactobacillus casei, Lactobacillus lactic [6]

- Trực khuẩn lactic ưa ẩm: là những tế bào hình que nhỏ thường xếp thànhhình chuỗi, phát triển tốt ở nhiệt độ 20 – 300C, có cơ chế sinh trưởng và phát triểnchậm, khả năng làm đông tụ sữa kém, thời gian từ 2 – 3 ngày, gồm các loại:

Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei ứng dụng làm chín phomat, lên men

sữa chua kefia.[6]

Hình 2.7: Khuẩn lạc đặc trưng của Lactobacillus plantarum

b Nhóm trực khuẩn đường ruột

Nhóm trực khuẩn đường ruột thường xâm nhập vào sữa trong quá trình vắtsữa, có loài làm đông sữa có loài không làm đông sữa, hoạt động không theo cơ chếnào cả và sản phẩm cuối cùng là axit propionic, acid acetic, acid butyric, H2,

CO2 gồm các loại: Coliforms, E.coli, Samonell [2]

c Nhóm vi khuẩn propionic

Nhóm này tồn tại phổ biến trong sữa, đây là loại trực khuẩn không sinh bào

tử, không di động, hô hấp tùy tiện nhưng phát triển tốt trong điều kiện yếm khí.Nhiệt độ thích hợp phát triển là từ 30 – 350C Sử dụng cơ chất là đường lactose tạothành sản phẩm chính là axit propionic và một lượng nhỏ acid acetic, acid formic,

CO2 Ứng dụng để làm chín phomat, làm sữa chua đông tụ sau 7 – 10 ngày.[2]

d Nhóm vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium)

Được tìm thấy trong đất, phân vì vậy dễ nhiễm vào sữa, là vi khuẩn Gram (+),hình que, kị khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 370C

Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau

như acid butyric, butanol, ethnol, aceton, CO2, H2 làm thay đổi thành phần hóa học

và giá trị cảm quan của sữa.[2]

e Nhóm vi khuẩn gây thối sữa

Nhóm này sử dụng nguyên liệu là protein tạo ra sản phẩm H2S, NH3, gây mùikhó ngửi Ngoài ra những vi khuẩn này còn có khả năng sinh ra enzyme lipase thủyphân lipid, nhóm vi khuẩn này có loại sinh bào tử và loại không sinh bào tử, sinhtrưởng và phát triển tốt ở nhiệt độ nhỏ hơn 250C, gồm các loại sau: Basillus subtilis,

B putrificum, Clostridium botulinum, Proteus vulgaris.[8]

2.1.3.2 Nấm men

Nấm men là những cơ thể đơn bào có hình cầu, oval hoặc hình trứng Nấmmen được tìm thấy trong tự nhiên trên thực vật, trong đất, nước Một số loài nấm

men gặp trong sữa như Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus,

Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis condensi Một số nấm men có thể sử dụng

đường lactose cho quá trình trao đổi chất, chúng phát triển và gây ra những biến đổitrong thành phần hóa học của sữa.[8]

Hình 2.8: Khuẩn lạc đặc trưng của Saccharomyces cerevisiae trên môi

trường YGD Agar.[22]

Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các visinh vật Tuy nhiên, khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa, tathường phát hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau Nguồn gốc của các vi sinhvật trên xuất phát từ: đầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa,thiết bị chứa, môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa [4]

2.1.4.1 Bầu vú động vật cho sữa

Trên cơ thể động vật, đặc biệt là khu vực bầu vú và những khu vực lân cận córất nhiều loài vi sinh vật khác nhau Chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng vàbào tử Trong quá trình vắt sữa, một số vi sinh vật từ các khu vực trên nhiễm vàobình sữa làm cho sữa bị nhiễm vi sinh vật Tuy nhiên, khi bò có tình trạng sức khỏetốt thì số lượng vi sinh vật cư ngụ tại các tuyến trong của núm vú không nhiều vàthông thường chúng thuộc nhóm vi sinh vật vô hại, không sinh độc tố Mỗi lần vắtsữa, người ta thường bỏ những dòng sữa đầu tiên Khi đó, các vi sinh vật cư ngụ tạituyến trong của núm vú dễ dàng bị cuốn trôi theo Như vậy, ta sẽ hạn chế được sựnhiễm khuẩn khi thu hoạch sữa tươi Trong trường hợp động vật bị bệnh viêm vú, sốlượng vi sinh vật, đặc biệt là các vi khuẩn cư ngụ tại các tuyến trong núm vú sẽ tănglên rất nhiều Khi đó, sữa tươi dễ bị nhiễm nhiều vi sinh vật và có chất lượng kém.Con vật cần phải được điều trị, nếu không sẽ gây ra những tổn thất kinh tế đáng kểcho việc khai thác và chế biến sữa.[4]

2.1.4.2 Người và thiết bị vắt sữa

Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng phương pháp thủ công, để hạn chếnhiễm vi sinh vật vào sữa, người vắt phải có sức khỏe tốt và không mắc bệnh truyềnnhiễm Ngoài ra, tình trạng vệ sinh cơ thể và các thao tác kỹ thuật của người vắt sữacũng sẽ ảnh hưởng đến số lượng vi sinh vật có trong sữa

Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng máy, cần chú ý vệ sinh cẩn thận và

vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa Đây là một nguồn dễgây nhiễm vi sinh vật cho sữa.[4]

2.1.4.3 Thiết bị chứa sữa

Các thiết bị hoặc dụng cụ chứa cần phải được vệ sinh sạch sẽ và vô trùngtrước khi đựng sữa tươi Đối với các hộ chăn nuôi bò sữa quy mô nhỏ, ý thức và

phương pháp vệ sinh dụng cụ đựng sữa chưa được quan tâm đúng mức nên đây lànguồn gây nhiễm vi sinh vật phổ biến cho sữa.[7]

2.1.4.4 Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa

Vi sinh vật có khắp nơi trong môi trường sống Chúng tồn tại trong đất, cát,nước, trên thực vật, trong cơ thể động vật, trong không khí Do đó, môi trườngchuồng trại nơi vắt sữa bò cũng là một nguồn gây nhiễm vi sinh vật cho sữa Điềukiện khí hậu nóng ẩm của Việt Nam rất thuận lợi cho các vi sinh vật ưa ấm tồn tại vàphát triển Để hạn chế sự nhiễm vi sinh vật từ môi trường chuồng trại vào sữa ta cần

vệ sinh và tẩy trùng chuồng trại thường xuyên.[7]

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng

Sữa tiệt trùng là một trong những sản phẩm chế biến từ sữa tươi có quy trìnhcông nghệ sản xuất đơn giản Sữa tươi tiệt trùng được xử lý ở nhiệt độ rất cao (trên

1000C) , nhờ đó toàn bộ hệ vi sinh vật và enzyme trong sữa bị vô hoạt Sản phẩm cóthể bảo quản ở nhiệt độ thường trong điều kiện không mở bao bì từ 3 – 6 tháng Ưuđiểm lớn của sữa tươi tiệt trùng là các nhà sản xuất có thể tiết kiệm được chi phí choviệc bảo quản và vận chuyển sản phẩm trong điều kiện nhiệt độ bình thường

Người ta có thể thực hiện quá trình tiệt trùng sữa trước hoặc sau khi đã rót sảnphẩm vào bao bì Trên cơ sở đó, sơ đồ khái quát cho quy trình công nghệ sản xuấtsữa tươi tiệt trùng có những phương án khác nhau.[4]

2.2.1 Tiệt trùng trong bao bì

2.2.1.1 Quy trình tiệt trùng

Hình 2.9 : Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp

tiệt trùng trong bao bì [4]

2.2.1.2 Thuyết minh quy trình

- Chuẩn hóa: mục đích của quá trình chuẩn hóa là hiệu chỉnh hàm lượng chấtbéo trong sữa Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp, ta sẽ bổ sung thêmcream vào Lượng chất béo tối thiểu trong cream không thấp hơn 12% và thường

Sữa nguyên liệu

hoặc nhựa

giao động từ 35 - 40% Ngược lại, nếu hàm lượng chất béo cao ta có thể bổ sung sữagầy hoặc ly tâm để tách bớt chất béo ra khỏi sữa.

- Bài khí: quá trình bài khí là quá trình bắt buộc khi sữa chứa nhiều khí, đặcbiệt khi hàm lượng các chất dễ bay hơi trong sữa tăng cao Mục đích của quá trìnhbài khí là tăng hiệu quả truyền nhiệt cho quá trình tiệt trùng và cải thiện hương vị củasản phẩm

- Đồng hóa: quá trình đồng hóa có thể thực hiện trên toàn bộ sữa nguyên liệuhoặc chỉ đồng hóa một phần thể tích sữa nguyên liệu Trong trường hợp này chophép các nhà sản xuất tiết kiệm chi phí năng lượng, cũng như sử dụng thiết bị đồnghóa công suất nhỏ cho một dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng với năng suất lớn

- Rót sản phẩm: sau khi đồng hóa sữa sẽ được thiết bị chiết rót rót vào bao bìthủy tinh hoặc nhựa đã được xử lý sạch

- Tiệt trùng: quá trình tiệt trùng sữa có thể thực hiện theo hai phương pháp+ Phương pháp gián đoạn: sử dụng nồi hấp (autoclave) dạng hình trụ đứnghoặc nằm ngang, bên trong có bàn xoay hoặc không Bộ phận này giúp đảo trộn sữatrong từng bao bì, nhờ đó sự phân bố nhiệt trong sản phẩm sẽ đồng đều hơn và hiệuquả tiệt trùng sẽ cao hơn Sữa sau đồng hóa sẽ được gia nhiệt lên đến 800C và rót vàobao bì, tiếp theo sữa sẽ được đưa vào thiết bị tiệt trùng thông dụng nhiệt độ 1100C -

1250C và thời gian sữa đi qua vùng này từ 20 – 30 phút Năng suất hoạt động củathiết bị loại nhỏ là 2000 sản phẩm/giờ (bao bì dung tích 0,5lit), loại lớn 16000 sảnphẩm/giờ (bao bì dung tích 1lit)

* Thiết bị tiệt trùng hydrolock: tương tự như trên sữa sẽ được đưa vào vùngtiệt trùng rồi qua vùng làm nguội trước khi ra khỏi thiết bị Thời gian lưu một sảnphẩm trong thiết bị là 30 – 35 phút Vùng tiệt trùng có nhiệt độ khoảng 1320C –

1400C và thời gian sữa đi qua vùng này từ 10 – 12phút Năng suất hoạt động củathiết bị có thể lên đến 12000 sản phẩm/giờ [4]

2.2.2 Tiệt trùng ngoài bao bì sử dụng phương pháp nhiệt độ siêu cao UHT (ultra high temperature)

2.2.2.1 Quy trình tiệt trùng

Hình 2.10 : Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp tiệt trùng ngoài bao bì sử dụng phương pháp nhiệt độ siêu cao UHT

(ultra high temperature) [4]

2.2.2.2 Thuyết minh quy trình

Đa số sản phẩm sữa tươi tiệt trùng hiện nay trên thị trường đều sử dụngphương pháp tiệt trùng UHT do những ưu điểm: quá trình sử dụng nhiệt độ cao (143

Sữa nguyên liệu

trùng

biến đổi xấu ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà vẫn tiêu diệt được hầu hết các

vi sinh vật và bất hoạt hầu như hoàn toàn enzyme

- Qúa trình chuẩn hóa và bài khí của phương pháp tiệt trùng sữa ngoài bao bì

sử dụng phương pháp nhiệt độ siêu cao UHT tương tự như phương pháp tiệt trùngsữa trong bao bì

- Đồng hóa: Qúa trình đồng hóa sữa có thể thực hiện trước hoặc sau quá trìnhtiệt trùng UHT Nếu quá trình đồng hóa thực hiện sau tiệt trùng thì sản phẩm sẽ đạtđược độ đồng nhất cao, tuy nhiên cần phải thực hiện đồng hóa sữa trong điều kiện vôtrùng nên chi phí thiệt bị và vệ sinh sản xuất sẽ tăng cao

- Tiệt trùng UHT: có hai phương pháp gia nhiệt sữa là trực tiếp và gián tiếp.+ Tiệt trùng UHT bằng phương pháp gia nhiệt trực tiếp: đầu tiên, sữa sẽ đượcgia nhiệt sơ bộ lên đến 950C trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng hoặc dạngbảng mỏng Tiếp theo, để phối trộn sữa và hơi, người ta sử dụng thiết bị dạng ốngnằm ngang với đầu phun hơi hoặc thiết bị phối trộn hình trụ Nhiệt độ hỗn hợp saukhi phối trộn khoảng 140 – 1500C Thời gian tiệt trùng chỉ kéo dài vài giây Sau đóhỗn hợp sữa, hơi nước sẽ được làm nguội và tách bớt một phần nước trong thiết bịchân không Rời thiết bị này nhiệt độ sữa giảm xuống còn 800C Sữa sẽ được tiếp tụclàm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng hoặc dạng bảng mỏng xuống

200C rồi đi vào bồn trữ vô trùng hoặc máy rót sản phẩm Năng suất hoạt động của hệthống thiết bị tiệt trùng có thể dao động từ 2000 – 30000 lit/giờ

+ Tiệt trùng UHT bằng phương pháp gia nhiệt gián tiếp: ta sử dụng thiết bịtrao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng Tác nhân gia nhiệt là nước nóng vàhơi, tác nhân làm nguội là nước lạnh Năng suất hoạt động của hệ thống tiệt trùngUHT bằng phương pháp gia nhiệt gián tiếp từ 1000 – 30000 lit/giờ

- Tiệt trùng bao bì: có nhiều phương pháp khác nhau để tiệt trùng bao bì,thông dụng và hiệu quả nhất là phương pháp sử dụng H2O2 Đầu tiên người ta sửdụng vòi phun H2O2 lên bề mặt bao bì, phần diện tích tiếp xúc với H2O2 chiếmkhoảng 30 – 40% tổng diện tích bề mặt bao bì Tiếp theo, ta sử dụng không khí nóng

vô trùng (1800C) để đuổi phần H2O2 dư Ngoài ra người ta có thể sử dụng kết hợp haiphương pháp phun H2O2 và chiếu UV lên bao bì Tác động tương hỗ của chúng sẽlàm tăng hiệu quả tiệt trùng bao bì

- Rót sản phẩm: yêu cầu quan trọng của quá trình rót sản phẩm là phải thựchiện trong điều kiện vô trùng để tránh tái nhiễm vi sinh vật vào thành phẩm Do đó,vấn đề vệ sinh thiết bị, nhà xưởng tại khu vực rót sản phẩm và bao gói cần phải đượcquan tâm hàng đầu Sữa tiệt trùng được rót trong bao bì giấy Điểm khác nhau quantrọng giữa bao bì dành cho sữa tiệt trùng so với bao bì dành cho sữa thanh trùng là épsát bên trong lớp giấy có hai lớp polyethylene mỏng được ngăn cách với nhau bởimột lớp nhôm Cấu trúc này giúp ngăn cản triệt để ánh sáng và oxy không khí từ môitrường bên ngoài có thể xâm nhập vào bên trong hộp Nhờ vậy sản phẩm có thể bảoquản được ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài Các nhà máy luôn bố trí một thiết bị

vô trùng để chứa sản phẩm bên cạnh thiết bị rót Khi thiết bị rót gặp sự cố kỹ thuậtsữa sau tiệt trùng sẽ được bơm vào thiết bị dự trữ nói trên.[4]

2.2.3 Các biến đổi diễn ra trong quá trình tiệt trùng

Do quá trình tiệt trùng diễn ra ở nhiệt độ cao và thời gian dài hơn so với quátrình thanh trùng, bên cạnh những biến đổi có lợi như tiêu diệt tế bào sinh dưỡng,bào tử vi sinh vật, vô hoạt enzyme thì cũng có một số biến đổi bất lợi xảy ra.[4]

2.2.3.1 Biến đổi hóa học

- Một số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin B1, B2 và C, trong quá trìnhtiệt trùng, tổn thất vitamin B1 từ 20 – 50%, tổn thất vitamin B2 và C có thể lên đếngần 100%.[4]

- Ở nhiệt độ cao, các hợp chất khử như đường lactose tác dụng với những hợpchất chứa nhóm –NH2 (acid amin, peptide…) theo phản ứng Maillard hình thành nêncác hợp chất khử và chất màu

- Một số protein có trong sữa có thể bị biến tính một phần Tuy nhiên, biến đổinày không ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng của sữa tiệt trùng Thực tế cho thấycác enzyme trong cơ thể người sử dụng dễ dàng “tấn công” những protein đã bị biếntính sơ bộ trong thực phẩm, nhờ đó khả năng tiêu hóa của protein sẽ tốt hơn.[4]

2.2.3.2 Biến đổi cảm quan

Sau quá trình tiệt trùng màu sắc sữa trở nên sậm hơn khi ta so sánh với sữatươi Sản phẩm thoảng mùi caramel và mùi nấu

- Sữa tươi tiệt trùng bằng phương pháp UHT ở nhiệt độ cao trong thời gian

phẩm Cụ thể hàm lượng vitamin B chỉ tổn thất 3%, hàm lượng lysine bị giảm 0,4 –0,8% so với giá trị ban đầu.[4]

* Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi sau tiệt trùng

- Màu sắc: sản phẩm không bị sậm màu quá nhiều so với sữa tươi và có màutrắng ngà đồng đều

- Mùi vị: không có sự thay đổi đáng kể về mùi vị so với sữa tươi, có mùi thơmđặc trưng, vị ngọt mát

- Trạng thái: sản phẩm có trạng thái lỏng đồng nhất, không có cục vón

- Tổng hàm lượng chất khô không ít hơn 8%

- Độ axit không quá 220T.[7]

2.3 Các quá trình biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng sữa tươi

2.3.1 Biến đổi vật lý

Một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụthuộc vào nhiệt độ Nếu bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp các chỉ tiêu trên sẽ thay đổikhông đáng kể so với sữa vừa thu hoạch từ cơ thể bò mẹ.[4]

2.3.2 Biến đổi hóa học

2.3.2.1 Thủy phân chất béo

Khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride chiếm đến 97 –98% Các hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase tạo sảnphẩm là các acid béo tự do, mono- hoặc diglyceride Khi hàm lượng vi sinh vật trongsữa bò từ 5000 – 100000 tế bào/ml, quá trình thủy phân diglyceride được xúc tác chủyếu bởi hệ lipase do tuyến vú động vật cho sữa tiết ra Ngược lại, khi lượng vi sinhvật trong sữa lên đến 100000 – 10000000 tế bào/ml hệ lipase ngoại bào của các visinh vật trong sữa sẽ chiếm ưu thế và chúng đóng vai trò chủ lực trong việc xúc tácthủy phân lipid Việc thủy phân chất béo, giải phóng các acid béo tự do, đặc biệt làcác acid béo có phân tử lượng thấp như acid butyric, acid caproic làm cho sữa cómùi ôi khét.[4]

2.3.2.2 Oxy hóa chất béo

Các acid béo không bão hòa có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại vị trí các nốiđôi trong phân tử của chúng, kết quả của quá trình oxy hóa này sẽ tạo ra cáchydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại Các phản ứng oxy hóa acid béo

không bão hòa càng tăng lên khi có mặt muối sắt và đồng Ngoài ra, khi để sữa tiếpxúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời, tốc độ phản ứng oxy hóa sẽ diễn ra nhanh hơn.

Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo ta cần hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trongsữa bằng phương pháp bài khí sữa trước khi bảo quản, trong quá trình thanh trùngsữa ở nhiệt độ trên 800C cũng hạn chế được quá trình oxy hóa chất béo.[4]

2.3.2.3 Thủy phân protein

Qúa trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzyme protease, các sảnphẩm thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ thủy phân và có thể là các polypeptide vớiphân tử lượng khác nhau, peptid hoặc acid amin Một số peptid làm cho sữa có vịđắng Chính những protease do vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra mới gây nên nhữngbiến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị của sữa.[4]

2.3.2.4 Thủy phân các acid amin

Các phản ứng phân hủy acid amin thường gặp là desamin hóa, decarboxylhóa sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là, acid không bão hòa, acid béo bãohòa, khí NH3, CO2 chúng làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và mùi vị củasữa Những yếu tố thúc đẩy phản ứng phân giải acid amin bao gồm sự tiếp xúc củasữa với ánh sáng mặt trời, sự có mặt oxy trong sữa, bảo quản sữa ở nhiệt độ cao tacần khống chế các yếu tố trên khi bảo quản sữa nguyên liệu.[4]

2.3.2.5 Các biến đổi hóa học khác liên quan đến sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa

Các vi sinh vật khác nhau có thể có những con đường trao đổi chất khác nhau,kết quả của những chuyển hóa này làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học của sữa

Ví dụ, đối với nhóm lactic, để sinh tổng hợp ATP một số loài có thể chuyển hóađường lactose thành acid lactic theo chu trình đường phân, nhiều sản phẩm trunggian và sản phẩm phụ của quá trình chuyển hóa này xuất hiện trong sữa nhưacetaldehyde, diacetyl, acetoin, các acid hữu cơ Đối với nhóm vi khuẩn propionic,trong quá trình tổng hợp năng lượng, chúng chuyển hóa đường thành acid propionic,acid acetic, khí CO2 và nhiều sản phẩm phụ khác.[4]

2.3.3 Các biến đổi sinh học

Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa được xem là biến đổi sinh học

và phát triển Quá trình trao đổi chất của hệ vi sinh vật trong sữa cũng gồm hai quátrình: dị hóa và đồng hóa

- Dị hóa: là quá trình hệ vi sinh vật phân giải chất dinh dưỡng trong sữa nhờ

hệ enzyme nhằm mục đích tạo ra năng lượng (ATP) và các hợp chất hữu cơ đơn giản(đường đơn, acid amin, acid béo ) Năng lượng (ATP) sẽ được sử dụng cho các hoạtđộng sống của vi sinh vật còn các hợp chất hữu cơ đơn giản được xem là những tiền

tố vật liệu để xây dựng tế bào

- Đồng hóa: là quá trình tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ cao phân tử(glycogen, protein, lipid ) cho cơ thể sinh vật, quá trình này được thực hiện từ cáctiền tố và năng lượng do quá trình dị hóa cung cấp

Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật làm thay đổi thành phần hóa học và cáctính chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi vị ):

+ Sữa bị axit hóa: do sự chuyển hóa mạnh đường lactose thành acid lactic bởi

các vi khuẩn: Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus.

+ Sữa có mùi ôi: vị này xuất hiện khi bảo quản lạnh sữa dài ngày, do sự phângiải lipid, protein, tạo thành acid butyric, các aldehit, acetone, este và một số chất

khác, gồm các loài sau: Bacterium fluoreseens, nấm mốc có hệ enzyme protease,

lipase

+ Sữa có vị đắng: có thể do dư vị của một số thức ăn chăn nuôi hoặc chủ yếu

do một số vi khuẩn có khả năng thủy phân protein thành peptone, gồm các loại:

Micrococcus, Monococcus.

+ Sữa có mùi xà phòng: xuất hiện trong sữa có nhiễm vi khuẩn đường ruột, vi

khuẩn huỳnh quang như Bacterium fluoreseens, B lactis từ rơm, cỏ khô Chúng thủy

phân protein thành NH3 và tồn tại trong sữa dạng muối amôn của các acid béo làmcho pH tăng lên sữa có tính kiềm mạnh

+ Sữa có màu xanh là do trong sữa có các loại vi khuẩn: Pseudomonas

cyanogenes, Bacillus cyanogenes

+ Sữa có màu vàng là do Bacillus lactis kết tủa casein sau đó peptone hóa chất

này tạo thành màu đỏ

+ Sữa bị sủi bọt do sự hoạt động nhiều của vi sinh vật tạo thành bọt khí Tathường thấy nấm men và vi khuẩn đường ruột gây ra tật này trong sữa nguyên liệu

+ Sữa tạo thành cục là do Catemularia fuliginea gây ra, sữa tiếp xúc với mốc

phát triển đặc sệt lại sau đó nổi lên những cục hình cúc áo, đó chính là vùng khuẩnlạc mốc phát triển Mốc này chịu được nhiệt độ cao, phát triển được trong điều kiệnthiếu oxi, trong quá trình phát triển nó phân huỷ protein

+ Sữa mốc thường là do Penicilium glaucum, nguyên nhân làm cho mốc phát

triển là không khí còn trong hộp

+ Hộp sữa bị phồng là do trong sữa còn nấm men, vi khuẩn butyric và trựckhuẩn đường ruột sẽ tạo thành nhiều khí làm phồng nắp hộp Trong số đó thường gặpnhất là nấm men có thể lên men được sacarose, làm hỏng lượng đường trong sữa.[2;3;6]

2.4 Các vi sinh vật gây bệnh trong sữa

Sữa có thể bị nhiễm vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật Nguồn nhiễm

là sữa của những con bò bị bệnh hoặc từ không khí, nước, dụng cụ bị bẩn, ruồi nhặnghoặc do công nhân vắt sữa Các vi sinh vật gây bệnh trong sữa gồm có tổng vi sinh

hiếu khí (TPC), Coliforms, E.coli, Salmonella, Staphylococcus aureus Trong đó chủ

yếu là nhóm vi khuẩn đường ruột.[2]

tế bào hiện diện trong mẫu và được biểu diễn dưới dạng số đơn vị hình thành khuẩnlạc (colony forming unit, CFU), số lượng đơn vị hình thành khuẩn lạc cho phép ướcđoán được số lượng vi sinh vật trong một đơn vị khối lượng mẫu Tổng số vi khuẩnhiếu khí hiện diện trong mẫu chỉ thị mức độ vệ sinh của thực phẩm, qua đó đánh giákhả năng hư hỏng cũng như thời gian bảo quản của sữa.[3;5]

2.4.2 Coliforms

Coliforms và Coliforms phân được xem là nhóm vi sinh vật chỉ thị an toàn vệ

sinh thực phẩm, số lượng hiện diện của chúng trong mẫu phân tích dùng để chỉ thị

số lượng Coliforms cao đồng nghĩa với khả năng hiện diện của các vi sinh vật khác

cũng rất lớn Tuy nhiên mối liên hệ giữa số lượng vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vậtgây bệnh vẫn còn đang tranh cãi về cơ sở khoa học Chúng được tìm thấy trongđường ruột hệ tiêu hóa động vật, trong phân, trong đất, nước hoặc thực vật nhiễm

phân có chứa Coliforms.[5]

2.4.2.1 Phân loạiColiforms

- Coliforms chịu nhiệt là những Coliforms có khả năng lên men lactose và sinh hơi

trên môi trường canh EC ở 440C trong 24 giờ

- Coliforms phân (E.coli giả định) là những Coliforms chịu nhiệt có khả năng sinh

indol trong canh Trypton ở 440C trong 24 giờ

- E.coli là Coliforms phân có nghiệm pháp IMViC lần lượt là (+)(+)(-)(-).[6]

Ngoài ra, căn cứ vào nhiệt độ vi sinh vật có thể phát triển, người ta chia

Coliforms thành hai nhóm:

- Nhóm Coliforms không có nguồn gốc từ phân động vật.

- Nhóm Coliforms có nguồn gốc từ phân các loài động vật, còn gọi là Coliforms phân gồm: Escherichia, Klebsiella, Citrobacter và Enterobacter Hiện các phương pháp kiểm nghiệm chỉ xác định được các thành viên thuộc nhóm Coliforms này.[5]

2.4.2.2 Đặc tính và hình thái của Coliforms

Coliforms là những vi sinh vật hình gậy, thuộc nhóm Gram (-), không tạo bào

tử, kị khí tùy tiện, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30 - 440C, pH thíchhợp 4,4 - 9,0 Sau 12 - 16h trên môi trường thạch chúng có khả năng phát triển mạnh

và tạo ra khuẩn lạc có thể nhìn thấy được Trong sữa, Coliforms sẽ chuyển hóa

đường lactose tạo acid lactic, các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2 Chúng cũng phângiải protein tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu Ở nhiệt độ 750C

trong khoảng thời gian 20 giây Coliforms sẽ bị tiêu diệt.[5;24]

Hình 2.11: Khuẩn lạc đặc trưng của Coliform trên môi trường VRB.[20]

2.4.2.3 Cơ chế gây bệnh của Coliforms

Đây là một loại vi khuẩn nguy hiểm đối với sức khỏe con người, nhất là đối

với những bệnh nhân có hệ miễn nhiễm yếu Coliforms có trong phân người, lây lan qua đường nước cầu cống Khi sử dụng thực phẩm có chứa Coliforms, một khi vào

cơ thể người ta thì có thể xâm nhập nhanh vào máu, lan qua những cơ quan khác, rấtnguy hại cho sức khỏe.[9]

2.4.2.4 Các triệu chứng khi nhiễm Coliforms

Khi bị nhiễm Coliforms có thể gây mủ vết thương, gây viêm phổi, nhiễm

khuẩn hệ hô hấp, suy yếu hệ miễn dịch, có thể gây chứng mệt mỏi, đau khớp xương,bắp thịt nhức nhối, lên cơn sốt, làm đau đầu Một khi vào đến phổi thì gây những cơn

ho, vào bao tử thì có thể gây chứng xuất huyết…[9]

2.4.3 Escherichia coli (E.coli)

E coli là trực khuẩn đường ruột được phân lập từ phân người lần đầu tiên vào

năm 1885, do Escherich và được đặt tên là Bacterium coli commune, ngày nay nó

được gọi là Escherichia coli (thường được viết tắt là E coli) E coli là một trong

những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (baogồm chim và động vật có vú) Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức

ăn Sự có mặt của E.coli trong nước là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân.

[10;24]