tổng quan hệ vi sinh vật gây hư hỏng sủa và đề xuất biện pháp hạn chế

i MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH CÁC HÌNH v LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành đề tài này, ngoài sự phấn đấu của bản thân còn nhận được nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô, gia đình và bạn bè… Con xin ghi nhớ công ơn ba mẹ, người đã sinh thành dưỡng dục, dìu dắt con những bước đi dầu đời tạo cho con hành trang vô giá để con bước vào cuộc sống Em xin cảm ơn đến quý Thầy Cô Bộ môn Công nghệ sinh học Khoa môi trường và công nghệ sinh học, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy em trong suốt thời gian theo học tại trường. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Huỳnh Văn Thành và Phạm Minh Nhựt đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài này. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Ngoc Hương ii Chương 1: Giới thiệu 1 1.1.Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích 2 1.3. Nội dung nghiên cứu 2 Chương 2: Tổng quan 3 2.1 Giới thiệu về sữa tươi 3 2.1.1. Sơ lượt về nguyên liệu sữa bò 3 2.1.2. Thành phần vật lý 3 2.1.3. Thành phần hóa học 4 2.1.3.1. Nước 4 2.1.3.2. Lipid 4 2.1.3.3. Protein 5 2.1.3.4. Carbohydrate 6 2.1.3.5. Chất khoáng 7 2.1.3.6. Vitamin 7 2.1.3.7. Enzyme 8 2.1.3.8. Các chất khí 10 2.1.3.9. Các chất miễn dịch 10 2.2. Các chỉ tiêu chất lượng 10 2.2.1. Các chỉ tiêu cảm quan 11 2.1.1.1. Trạng thái 11 2.1.1.2. Màu sắc 11 2.1.1.3. Mùi vị 11 2.2.2. Các chỉ tiêu lý hóa 11 2.2.2.1. Tỷ khối 11 2.2.2.2. Độ acid 12 2.2.3. Các chỉ tiêu vi sinh 12 2.3. Các chỉ tiêu biến đổi sữa tươi trước khii chế biến 12 2.3.1. Các biến đổi sinh học 13 2.3.2. Các biến đổi hóa học và hóa sinh 13 2.3.3. Các biến đổi vật lý 16 iii 2.3.4. Các biến đổi hóa lý 16 Chương 3: Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa bò tươi 18 3.1. Công nghệ sản xuất sữa đặc có đường 18 3.1.1. Thuyết minh quy trình 18 3.1.2. Sơ đồ công nghệ 19 3.1.3. Thuyết minh quy trình 20 3.1.3.1. Quá trình lọc 20 3.1.3.2. Quá trình chuẩn hóa 21 3.1.3.3. Quá trình đồng hóa 22 3.1.3.4. Quá trình thanh trùng sữa 23 3.1.3.5. Quá trình bốc hơi và cô đặc 26 3.1.3.6. Quá trình làm lạnh và kết tinh 29 3.1.3.7. Một số quá trình còn lại 30 3.2. Sữa tươi tiệt trùng 32 3.2.1. Quy trình công nghệ 32 3.2.1. Thuyết minh quy trình 32 3.2.2.1. Phối trộn 32 3.2.2.2. Lọc, đồng hóa 33 3.2.2.3. Tiệt trùng làm lạnh 33 3.2.2.4. Rót sản phẩm và bảo quản lạnh 33 3.2.3. Các loại thiết bị cần cho quá trình sản xuất sữa tiệt trùng 33 3.2.3.1. Bơm kiểu vòng chất lỏng 33 3.2.3.2. Máy đồng hóa 34 3.2.3.3. Vỉ trao đổi nhiệt 35 Chương 4: Hệ vi sinh vật trong sữa và đề xuất biện pháp hạn chế 37 4.1 nguồn gốc các vi sinh vật nhiễm vào sữa 37 4.1.1. Bầu vú động vật cho sữa 37 4.1.2. Người và thiết bị cho sữa 37 4.1.3. Thiết bị chứa sữa 38 4.1.4. Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa 38 4.2. Hệ vi sinh vật bình thường trong sữa 38 iv 4.2.1 vi khuẩn 38 4.2.1.1. Nhóm vi khuẩn lactic 38 4.2.1.2. Nhóm vi khuẩn propionic 42 4.2.1.3. Nhóm vi khuẩn sinh acid Butyric 42 4.2.1.4. Nhóm vi khuẩn gây thối sữa 42 4.2.2. Nấm mốc 43 4.2.3. Nấm men 45 4.3. Các vi sinh vật gây bệnh trong sữa 46 4.3.1. Colifrom 46 4.3.2. E.coli 47 4.3.3. Samonella 49 4.3.4. Staphylococcus aureus 52 4.4. Phương pháp xác định vi sinh vật xâm nhập vào sữa 52 4.4.1. Định lương Colifrom trong sữa tiệt trùng bằng phương pháp đếm khuẩn lạc 52 4.4.2. Định lượng E.coli trong sữa tiệt trùng bằng phương pháp lên men nhiều ống 54 4.5. Đề xuất một số biện pháp hạn chế 56 4.5.1. Phương pháp hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào sữa khi sữa vừa mới vắt 56 4.5.2. Các phương pháp bảo quản sữa 57 Chương 5: Kết luận và kiến nghị 60 5.1. Kết luận 60 5.2. Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH  Tựa hình Trang v Hình 2.1. Thành phần dinh dưỡng của sữa 4 Hình 2.2. Công thức cấu tạo hóa học của lactose 7 Hình 3.1. Công nghệ sản xuất sữa đặc có đường 19 Hình 3.2. Cấu tạo thiết bị lọc 21 Hình 3.3. Các hạt cầu béo trước và sau quá trình đồng hóa 22 Hình 3.4. Cầu béo được phá vỡ qua khe hẹp của thiệt bị đồng hóa 23 Hình 3.5. Hệ thống thanh trùng UHT trao đổi nhiệt bằng ống 26 Hình 3.6. Hệ thống bốc hơi một cấp dạng màng rơi 27 Hình 3.7. Hệ thống cô đặc sữa ba nồi liên tục xuôi chiều 28 Hình 3.8. Thùng kết tinh 30 Hinh 3.9. Thiết bị đóng lon 31 Hình 3.10. Thiết bị đóng gói 31 Hình 3.11. Công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng 32 Hình 3.12. Hoạt động máy đồng hóa 35 Hình 3.13. Hoạt động của vỉ trộn 36 Hình 4.1. Streptococcus lactis quan sát dưới kính hiển vi 39 Hình 4.2. Streptococcus cremoris quan sát dưới kính hiển vi 40 Hình 4.3. Streptococcus diacetilactis quan sat dưới kính hiển vi 41 Hình 4.4. Lactobacillus casei quan sat dưới kính hiển vi 41 Hình 4.5. Khuẩn lạc đặc trưng của Lactobacillus plantarum trên môi trường LMDA 42 Hình 4.6. chuyển đổi sinh học của aflatoxin B1 và B2 thành M1 và M2 45 Hình 4.7. Khuẩn lạc Saccharomyces cerevisiae trên môi trường YGD Agar .46 Hình 4.8. Khuẩn lạc đặc trưng của Coliform trên môi trường VRB 47 Hình 4.9. Khuẩn lạc đặc trưng của E.coli trên môi trường EMB 48 Hình 4.10. Khuẩn lạc đặc trưng của Samonella spp. trên môi trường XLD 50 Hình 4.11. Khuẩn lạc đặc trưng của Staphylococcus aureus trên môi trường Mannitol salt agar 52 vi Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 1 - Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ thực phẩm ở nước ta đã không ngừng đổi mới, nâng cao chất lượng cũng như đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm, nhằm đáp nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Song song với sự phát triển của các ngành thực phẩm khác, ngành công nghệ chế biến sữa đang giữ một vị trí quan trọng trong việc tạo ra những sản phẩm với đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người như các axit amin không thay thế (từ protit sữa) các vitamin A, vitamin D các khoáng chất đặt biệt như canxi, photpho… các nguyên tố vi lượng khác. Sữa được xem là sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao do đó các sản phẩm chế biến từ sữa rất phong phú và đa dạng phù hợp với mọi lứa tuổi như sữa tươi, sữa bột, sữa đặt có đường, sữa chua… và đặt biệt là sữa tươi Sữa tươi là nguồn dinh dưỡng tự nhiên hữu ích rất giàu các chất đạm, sinh tố và khoáng chất cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày. Tuy nhiên chất lượng của sữa tươi không ổn định, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như giống bò, thời kỳ tọa sữa, mùa trong năm, thời điểm trong ngày … Mặt khác do sữa tươi chứa nhiều các thành phần dinh dưỡng nên dễ nhiễm vi sinh vật. Quá trình thu sữa, bảo quản và chế biến sữa, đặc hiệu là các vi khuẩn gây hư hỏng sữa và những vi sinh vật gây bệnh trong sữa. Những vi sinh vật này làm thay đổi chất lượng sữa, tạo ra các sản phẩm thứ cấp làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Do đó, vấn đề thu sữa bảo quản và chế biến sữa là vấn đề rất quan trọng ảnh hưởng trước hết tới sức khỏe của con người và sau đó là hiệu quả kinh tế. Với tính khoa học và ý nghĩa thực tiễn nêu trên, đồng thời để sự chấp nhận của Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề suất biện pháp hạn chế”. Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 2 - 1.2. Mục đích Nhằm tìm ra được nguyên nhân các vi sinh vật xâm nhập vào sữa từ đó cho ta hướng khắc phục tình trạng nhiễm khuẩn vào sữa, đề ra các biện pháp hữu hiệu để khắc phục tình trạng nhiễm khuẩn đó. 1.3. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm, chủ yếu là trong sữa. - Tìm hiểu các phương pháp xác định vi sinh vật này. - Các biện pháp khắc phục các tình trạng nhiễm khuẩn. - Tìm hiểu phương pháp sản xuất sữa đặc có đương. - Tìm hiểu phương pháp sản xuất sữa tươi tiệt trùng. Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 3 - Chương 2: TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu về sữa tươi 2.1.1. Sơ lược về nguyên liệu sữa bò Sữa bò là một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, không chỉ thể hiện qua hàm lượng các chất dinh dưỡng và tỷ lệ giữa chúng mà còn được thể hiện qua tính đặc hiệu của các thành phần dinh dưỡng đó. Sữa đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể về acid amin không thay thế, acid béo không no, khoáng (đặc biệt là Ca và P) và các vitamin. Trong sữa có một số thành phần như: lipid, carbohydrate, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác. Trong các chất trên từ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chất khô của sữa. Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa, chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đến lipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không béo. Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu khác. 2.1.2. Thành phần vật lý của sữa Sữa tươi ở dạng lỏng, hơi nhớt có màu trắng đục hay vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng, vị hơi ngọt. - Mật độ quang ở 15 0 C 1,030 – 1,034 - Tỷ trọng : 1,028 – 1,034 - Nhiệt độ sôi : 100,2 0 C - Nhiệt độ đông đặc : 0,55 0 C - Độ nhớt : 1,7 – 2,5 cp - PH biến thiên từ 6,5 – 6,8 - Chỉ số khúc xạ ở 20 0 C 1,35 Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 4 - - Đô axit được tính bằng độ Dornic – 0 D 16 - 18 ( decigram axit lactic / lit sữa ) 2.1.3. Thành phần hóa học của sữa bò tươi Hình 2.1: Thành phần dinh dưỡng của sữa. 2.1.3.1. Nước Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi hòa tan các chất hưu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%. 2.1.3.2. Lipid Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Chất béo của sữa dưới dạng những hình cầu rất nhỏ. Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu như: loài giống, tùy từng con vật, thời gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa… các hạt chất béo kích thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yên lặng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa. Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid chưa no. Trong số những acid béo trong sữa có nhiều [...]... đưa vào chế biến cho phù hợp và có năng suất cao 2.3 Các biến đổi của sữa tươi trước khi chế biến Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và hóa sinh có thể diễn ra Tuy nhiên tốc độ các biến đổ trên phụ thuộc vào thành phần GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 12 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế hóa học và hệ vi. .. lượng chất béo, hàm lượng protein, độ acid, - Các chỉ tiêu về vi sinh gồm tổng số vi sinh vật (tạp trung) trong 1ml sữa, vi trùng gây bệnh, nấm mốc, GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 10 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế 2.2.1 Chỉ tiêu cảm quan 2.1.1.1 Trạng thái Ở điều kiện bình thường sữa tươi là một khối chất lỏng đồng nhất, không vón cục,... nuôi, giống loài và tuổi các loại gia súc GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng -7- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E, K ), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP ) Vitamin A có nhiều trong sữa, nhất là trong sữa non và có nhiều trong các sản phẩm chế biến từ sữa... tăng lên thì tỉ khối của sữa giảm đi, và ngược lại Tỉ khối của sữa tươi thường thay đổi trong phạm vi 1.028-1.038 Khi sữa tươi bị pha thêm nước thì tỉ khối giảm xuống GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 11 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế Do thành phần hóa học của sữa phụ thuộc vào điều kiện thời tiết chăn nuôi và chế độ vắt sữa, nên tỉ khối của sữa... đặc biệt khi có mặt của không khí và kim loại Thanh trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa hầu như không làm mất vitamin C Các vitamin khác chịu ảnh hư ng hoặc không bị ảnh hư ng dưới sự xử lý nhiệt vừa phải GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 15 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế - Lactose:ở nhiệt độ cao trên... làm lạnh sữa diễn ra nhanh sẽ làm xuất hiện các tinh thể chất béo với kích thước nhỏ và chúng không làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ giọt béo Ngược lại nếu quá GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 16 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế trình làm lạnh diễn ra chậm (từ 20 phút trở lên) sẽ xuất hiện các tinh thể lớn và chúng sẽ làm membrane bị rách,... Ngọc Hư ng - 14 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế d Phân hủy các acid amin Các phản ứng phân hủy acid amin thường gặp là desamin hóa, decarboxyl hóa… Sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là acid không bão hòa, acid béo bão hòa, khí NH3, CO2…Chúng làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học hoặc và mùi vị của sữa e Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác liên quan. .. SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 26 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế Sản phẩm vào Tác nhân gia nhiệt (hơi) 1 1 Hơi thứ Nước 3 2 2 Sản phẩm cô đặc 1- Buồng gia nhiệt sơ bộ sữa nhờ hơi ngưng tụ 2- Buồng gia nhiệt sữa đến nhiệt độ sôi 3- Buồng tách hơi thứ và sữa cô đặc Hình 3.6: Hệ thống bốc hơi một cấp dạng màng rơi Đối với sữa đường các nhà sản xuất thường chọn thiết... Ngọc Hư ng -8- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế các chất oxy hóa khác Enzyme có pH tối thích là 6.8 Trong sữa non, hàm lượng enzyme thường cao hơn Khi đun nóng sữa đến 80oC trong vài giây, lactoperoxydase sẽ bị vô hoạt Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo Enzyme này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước và. .. 24 - Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế thực hiện trong điều kiện vô trùng Vì vậy mà quá trình UHT còn được gọi là quá trình vô trùng Các sản phẩm thành phần dạng lỏng hay sữa được thanh trùng UHT được sữ dụng một cách rộng rãi Có hai loại hệ thống xữ lý UHT: - Hệ thống trực tiếp: sữ dụng hơi nước tiếp xúc với sản phẩm - Hệ thống gián tiếp: sữ dụng phương pháp . Trường và Công Nghệ Sinh Học, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề suất biện pháp hạn chế . Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và. chỉ tiêu về vi sinh gồm tổng số vi sinh vật (tạp trung) trong 1ml sữa, vi trùng gây bệnh, nấm mốc, Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh. Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hư ng - 3 - Chương 2: TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu