Tiểu luận vi sinh Hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và phương pháp xử lý

Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sữa là một loại thực phẩm phổ biến trong cuộc sống của loài người. Sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho người như protein, lipit, các vitamin, các muối khoáng , do đó nó cũng là môi trường dinh dưỡng rất tốt cho các loài vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh, hệ vi sinh vật có lợi như vi khuẩn lactic, vi khuẩn sinh hương… thì cũng có hệ vi sinh vật có hại như vi khuẩn gây đắng, nấm mốc, nấm men Việc nghiên cứu hệ vi sinh vật gây hư hỏng trong sữa giúp cho chúng ta hạn chế hệ vi sinh này bằng các phương pháp xử lý khác nhau phù hợp với từng loại sản phảm từ sữa. Do đó nhóm của chúng em xin lựa chọn đề tài : “Hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và phương pháp xử lý”. Do thời gian ngắn, nên trong quá trình làm bài không tránh khỏi sai sót, mong cô thông cảm và góp ý cho chúng em. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 5 năm 2011. Nhom 3 Trang 1 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN CÁC CHẤT TRONG SỮA 1.1. Nước 3 1.2. Lipid 4 1.3. Protein 4 1.4. Enzym 8 1.5. Glucid 8 1.6.Vitamin 9 1.7. Các chất khoáng 10 1.8.Các chất miễn dịch 10 1.9. Các chất khí 11 CHƯƠNG 2: VI SINH VẬT TRONG SỮA TƯƠI 2.1. Các nguồn nhiễm vi sinh trong nguyên liệu sữa 12 2.2. Ảnh hưởng từ vật nuôi 12 2.3. Môi trương chuồng tại 14 2.4. Thiết bị vắt sữa 15 CHƯƠNG 3. XỬ LÝ NHIỆT SỮA 3.1 Nhiệt độ cao, thời gian ngắn (HTST) 19 3.2 Nhiệt độ thấp, thời gian dài (ESL) 20 3.3 Tiệt trùng sữa 16 CHƯƠNG 4.TIỆT TRÙNG SỮA 4.1.Sữa tiệt trùng UHT 22 4.2.Sữa thanh trùng 23 4.3.Sữa bột 24 4.4.Sữa đặc có đường 25 4.5.Sữa đặc không đường 26 4.6.Kem 27 4.7.Bơ 28 4.8.Pho mai 29 4.9.Sữa chua 30 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 LỜI NHẬN XÉT 33 Nhom 3 Trang 2 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN CÁC CHẤT TRONG SỮA Sữa là một dung dịch sinh học, được tạo từ tuyến sữa của động vật Nó chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng như: enzym, hormon, khoáng, vitamin, các chất cần thiết cho sự phát triển cho trẻ em, động vật còn non. Thành phần hóa học của sữa gồm: nước, protein, chất béo, gluxit, các chất khoáng, vitamin, các chất miễn dịch, các chất khí. Đối với các loài động vật khác nhau thì thành phần hoá học của sữa sẽ khác nhau, ngay cả ở những động vật cùng loài cũng không giống nhau. Thành phần và chất lượng của sữa ở các loài hay ở những động vật cùng loài luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần thức ăn, điều kiện chăn nuôi, sức khoẻ, trọng lượng của con vật, thời kỳ tiết sữa, phương pháp vắt sữa, loài giống và nhiều yếu tố khác. Thành phần chính của sữa bò: Thành phần chính Biến động (%) Trung bình (%) Nước Vật chất khô Lipide Protein Lactose Khoáng 85.5 – 89.5 10.5 – 14.5 2.5 – 6.0 2.9 – 5.0 3.6 – 5.5 0.6 – 0.9 87.5 13.0 3.9 3.4 4.8 0.8 1.1. Nước. Trong sữa có hai dạng nước: nước tự do và nước liên kết. Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Có thể tách ra được trong quá trình cô đặc hoặc sấy. Trong quá trình bảo quản các sản phẩm từ sữa (vd: pho mát), Nước tự do có thể bị bốc hơi hoặc bị ngưng tụ trên bề mặt sản phẩm. Nhom 3 Trang 3 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Nước liên kết chiếm khoảng 3 – 4%. Hàm lượng nước phụ thuộc vào các thành phần trong hệ keo: protein, phosphatit, polysaccharid,…Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như, - NH 2 , - COOH, - OH, = NH, - CO – NH -, Như vậy, tuỳ mỗi loại sữa mà hàm lượng nước liên kết có trong sản phẩm khác nhau. 1.2. Lipid. Lipid trong sữa tạo thành một dạng đồng nhất với sữa. Lúc này nó ở dạng hạt nhỏ li ti trong sữa, với đường kính vào khoảng 0,1 – 20 micrometer. Thể đồng nhất này nằm ở dạng các hạt sữa và chất béo nhỏ li ti. Xung quanh từng hạt là các màng mỏng, dầy khoảng 5 – 10nm. Lipid của sữa gồm các thành phần thuộc loại triglycerid, di- và mono triglycerid, các acid béo, các sterol, các carotenoid, các vitamin (A, D, E và K), các chất khác, Cấu trúc của các màng bao quanh hạt lipid bao gồm: phospholipid, acid nucleic, enzyms, khoáng chất và nước. Độ dày của lớp màng thường xuyên thay đổi do chính bản thân các chất tạo nên lớp màng. Trong quá trình chế biến sữa, lớp lipid này thường được loại bớt ra để dùng cho các sản phẩm khác. 1.3. Protein. Protein là chất tạo nên cơ thể sống. Các dạng protein mà ta ăn hàng ngày, được đưa vào cơ thể và được phân cắt thành những thành phần nhỏ hơn, sau đó đi tới từng bộ phận của cơ thể và cung cấp dưỡng chất cho cơ thể. Các phân tử protein được cấu trúc nên từ các amino acid. Thông thường một protein được cấu tạo bởi từ 100 – 200 phân tử amino acid. Protein có tính lưỡng tính. Tùy theo môi trường có độ pH là bao nhiêu mà ta sẽ có dạng protein tương ứng. Trong sữa thường có pH = 6,6. Nhom 3 Trang 4 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Các dạng protein có trong sữa: Protein Lượng protein / sữa (g/kg) % / tổng lượng protein (w/w) Casein - α S1 – casein - α S2 – casein - β - casein - κ - casein Tổng casein 10 2,6 10,1 3,3 26 30,6 8,0 30,8 10,1 79,5 Whey protein (protein huyết thanh) - α - lactabumin - β - lactoglobulin - Albumin - Immunoglobulin - Các loại khác Tổng lượng whey protein 1,2 3,2 0,4 0,7 0,8 6,3 3,7 9,8 1,2 2,1 2,4 19,3 Protein liên kết (protein màng) 0,4 1,2 Tổng lượng protein 32,7 100 Thành phần acid amin của sữa Nhom 3 Trang 5 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Acid amin Thành phần (%) k-casein p- lactoglobulin d- lactoalbumin Alanin Aginin Acid asparaginic Valin Glicin Acid glutamic Histidin Isoleucin Leucin Methionin Tirozin Prolin Serin Treonin Triptophan Cistein và Cistin Phenilalanin 3.0 4.1 7.1 7.2 2.7 22.4 3.1 6.2 8.2 2.8 6.3 11.3 6.3 4.9 1.7 0.34 5.0 6.90 2.74 11.44 5.75 1.40 19.14 1.60 6.82 11.7 3.16 3.55 5.13 3.51 5.24 1.94 3.40 3.5 2.1 1.2 18.7 4.7 3.2 12.9 2.9 6.8 11.5 1.0 5.4 1.5 4.8 5.5 7.0 6.4 4.5 1.3.1 Casein Casein là protein chính trong sữa. Casein có thể gắn với nhau ở dạng micell tạo thành lớp trên mặt sữa. Ngoài ra α – casein và β - casein khi ở dạng muối của calci thì không tan trong nước, còn k- casein thì vẫn tan trong nước. Chính vì vậy, phụ thuộc vào hàm lượng k- casein có trong casein mà casein sẽ phân lớp đến mức nào ở trong sữa. Nhom 3 Trang 6 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Trong quá trình liên kết với nhau, nếu các thành phần kỵ nước hướng ra ngoài thì phức hợp casein sẽ không hòa tan trong sữa, và sẽ tạo lớp. Còn ngược lại thì phức hợp casein (micell) sẽ lẫn đều vào trong sữa. PH của sữa nằm vào khoảng 6.6 – 6.7 và casein micell mang điện tích âm. Khi pH giảm thì các ion H + của acid sẽ liên kết với các casein micell mang điện tích âm và làm giảm điện tích của casein micell. Tới điểm giới hạn thì sẽ bị đông tụ. Theo lý thuyết casein sẽ bị đông tụ tại điểm đẳng điện pI là 5.1 – 5.3. Tuy nhiên, trong môi trường sữa casein đông tụ tốt nhất ở pH 4.5 – 4.7. Khi lượng acid trong môi trường quá lớn thì casein sẽ tái hòa tan tạo thành muối và acid. Dưới tác động của renin thì casein cũng bị đông tụ. Lúc này casein bị thủy phân một phần tạo thành các paracasein không tan và caseinopeptit hòa tan. Các paracasein kết hợp với nhau tạo thành gel không tan. 1.2.2. Whey protein. Whey protein là tên thường gọi của các protein huyết thanh có trong sữa. Nếu như ta có thể loại bỏ được casein trong sữa gầy bằng nhiều phương pháp khác nhau (vd: thêm các loại acid khác nhau vào), thì với whey protein các phương pháp đó không gây ảnh hưởng đến độ hòa tan của nó. Khi gia nhiệt, một số loại whey casein cũng có thể bị mất đi cấu trúc rự nhiên và trở thành dạng complex như là casein. Chính vì điều này mà lượng protein đông tụ trong sữa cũng bị thay đổi tùy thuộc vào phương thức xử lý và vào loại sữa. Trong whey protein có một lượng α - lactabumin, đây là loại protein có giá trị dinh dưỡng cao. Các amino acid của loại whey protein này có nhiều loại thuộc về dạng amino acid thường gặp trong các cơ thể sống. Nhom 3 Trang 7 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Các dạng sản phẩm của whey protein thường được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm. 1.4. Enzym. Enzym là một nhóm protein có khả năng hoạt động như một xúc tác sinh học. Mỗi loại enzym đặc trưng cho một dạng phản ứng. Enzym có hoạt tính cao nhất ở nhiệt độ 25 – 50 0 C. Mỗi enzym sẽ có khả năng hoạt động ở các điều kiện khác nhau về nhiệt độ, pH, Các enzym trong sữa có thể có từ bản thân động vật đi vào hoặc do vi sinh vật tạo ra. Các dạng enzym quan trọng nhất là: peroxidaza, catalaza, phosphataza, lipaza. 1.5. Glucid Chủ yếu là lactoza. Ngoài ra còn có galactoza, glucoza, manoza, fructoza. Lactoza chiếm tới 4.7% trong sữa, là loại đường dễ lên men và dễ tiêu hóa. Lactoza dễ bị thủy phân dưới tác dụng của axit, nhiệt, enzym lactaza C 13 H 22 O 11 .H 2 O  C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Lactoza ngậm nước glucoza galactoza Sản phẩm thủy phân của lactoza kết hợp với axit amin, cho sản phẩm melanoidin. Khi đun nhiệt độ cao, sữa bị caramen hóa. Melanoidin và các sản phẩm khác sẽ làm biến màu sữa Đường sữa rất dễ bị lên men cho nên việc bảo quản sữa gặp nhiều khó khăn Quá trình lên men được thực hiện bởi các vi khuẩn: Lactic, Propionic, Butyric. Dưới tác dụng của enzym có trong vi khuẩn, lactoza bị tách ra thành glucoza và galactoza, sau đó tiếp tục phân giải thành acid lactic. C 6 H 12 O 6 vi khuẩn lactic 2CH 3 CH(OH)COOH Glucoza Acid lactic Nhom 3 Trang 8 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ 3CH 3 CH(OH)COOH VKpropionic     → 2CH 3 CH 2 COOH + CH 3 COOH+H 2 O+CO 2 Acid lactic Acid butyric Acid acetic 3CH 3 CH(OH)COOH VKbutyric → CH 3 CH 2 CH 2 COOH+ 2CO 2 +2H 2 O Acid lactic Acid butyric 1.6. Vitamin. Vitamin là các dạng chất hữu cơ có rất ít trong động thực vật. Đây là những thành phần rất quan trọng của cơ thể sống. Các dạng vitamin thường gặp trong sữa là: A, B 1 , B 2 , C, D A E B1 B2 B6 0.4 – 0,3 mg/lit sữa 0,2 – 1,9 mg/lit sữa 0,2 – 0,7 mg/lit sữa 1,0 – 2,8 mg/lit sữa 0,5 – 1,7 mg/lit sữa C PP D B12 13,0 – 28 mg/lit sữa 0,04 mg/lit sữa 0.65 mg/lit sữa 0.005 mg/lit sữa Trong quá trình xử lý, một phần các vitamin bị phân hủy. Chính vì vậy, đối với sản phẩm cần xử lý nhiệt cao, phải bổ sung thêm một số loại vitamin cần thiết trong quá trình chế biến. 1.7. Các chất khoáng. Lượng các chất khoáng trong sữa không nhiều. Nhưng đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng trong sữa Các chất khoáng trong sữa: Các chất khoáng Hàm lượng (mg/kg) Các chất khoáng Hàm lượng (mg/kg) Fe 0,1 – 0,6 Mn 0,06 Nhom 3 Trang 9 Chuyên đề 3 GVHD: Th.S ĐÀO HỒNG HÀ Zn Co Cu 0,48 – 3,0 0,11 0,05 – 0,4 I Pb 0,05 – 0,2 0,02 – 1,2 Ngoài thành phần chất khoáng ra, trong sữa còn có các chất khoáng đa lượng nhưng chúng nằm ở dạng muối photphat, muối clorua, các muối khác. Chất khoáng đa lượng Hàm lượng (mg%) Chất khoáng đa lượng Hàm lượng (mg%) K Na Ca S 144.0 43.7 124.0 31.8 Mg Cl P 12.2 104.5 110.0 1.8. Các chất miễn dịch. Có nhiều chất miễn dịch khác nhau, có tác dụng bảo vệ sữa khỏi bị hư hỏng Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể. Dễ bị phá hủy ở T=65-70 o C Trong sữa bao gồm: antioxin, opsonin, bacteriolyzin, precipitin, aglutimin, 1 lượng nhỏ bạch cầu. 1.9. Các chất khí. Trong sữa tồn tại các chất khí như: CO 2 chiếm 50-70%, O 2 : 5-10%, NO 2 : 20- 30%. Trong quá trình bảo quản và chế biến, hàm lượng các chất khí này có thay đổi. Sự có mặt của các chất khí gây khó khăn khi gia nhiệt, làm sữa dễ trào bọt khi khử trùng. Nhom 3 Trang 10 [...]... vật khác Khi sữa chua bị hư hỏng nghĩa là nó đã bị nhiễm vi sinh vật khác KẾT LUẬN Sau bài chuyên đề này chúng em đã : - Tìm hiểu thêm về sữa - Hiểu biết thêm về các nguồn lây nhiễm vi sinh vào sữa tươi gây hư hỏng sữa - Quá trình xử lý nhiệt - Đưa ra được các phương pháp bảo quản Qua đó chúng ta nhận thấy rằng có nhiều vi sinh vật có lợi cho thực phẩm nhưng cũng có loài gây hư hỏng cho thực phẩm Nên... CHƯƠNG 2: VI SINH VẬT TRONG SỮA TƯƠI 2.1 Các nguồn nhiễm vi sinh trong nguyên liệu sữa Sữa là tổng hợp trong tế bào đặc biệt của tuyến vú và gần như vô trùng khi tiết vào các phế nang của bầu vú Ô nhiễm vi sinh vật trong sữa tươi thường có thể xảy ra từ ba nguồn chính: từ bên trong bầu vú, từ bên ngoài của bầu vú và từ bề mặt xử lý sữa và các trang thiết bị lưu trữ Quan trọng không kém là nhiệt độ và. .. động của vi sinh trong lên men sữa Để kiểm soát bệnh vi m vú cần vệ sinh vắt sữa tốt, sử dụng một thuốc khử trùng núm vú sau khi vắt sữa những cách như thế này cũng đã giảm nhiễm khuẩn liên cầu khuẩn và tụ cầu nhưng đã có rất ít thành công trong vi c ngăn ngừa vi m vú do E coli xâm nhập vào bên trong bầu vú Sữa lấy từ bò khỏe mạnh bằng phương pháp vô trùng có số lượng thấp các vi sinh vật, thường ít hơn... độ cao cho phép tiêu diệt các loại vi sinh vật và chủ động điều khiển được sự phát triển của chúng khi cần thiết Vi c xử lý sữa ở nhiệt độ cao không chỉ đơn thuần là phương pháp bảo quản Phương pháp đun nóng có thể làm tăng chất lượng ban đầu sản phẩm trong một số trường hợp Ở nhiệt độ cao, tiêu diệt được tất cả các vi sinh vật để kéo dài thời gian bảo quản nhiệt độ thường sử dụng là 1000C Còn đối với... vi sinh vật bị tiêu diệt Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn ( cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuân vẫn tồn tại.Trong các vi sinh vật kháng nhiệt chủ yếu là vi sinh vật ưu nóng, chúng phát triển mạnh ở nhiệt độ cao 45- 60 0C Một số vi sinh vật có khả năng sinh bào tử ( các vi khuẩn, nấm mốc) chỉ có thể tiêu diệt ở nhiệt độ hơn 1000C Các phương pháp xử lý nhiệt: - Nhiệt độ cao, thời gian ngắn (HTTS)... trùng ở nhiệt độ cao thường hoạt động liên tục 3.2 Nhiệt độ thấp, thời gian dài (ESL) Phương pháp này được tiến hành khi đun nóng sữa ở 630C trong 30 ph Đó là phương pháp chậm và gián đoạn nhưng có ưu điểm là không làm thay đổi các đặc tính của sữa, đặc biệt là thành phần albumin và globulin không bị đông tụ và trạng thái vật lý của các cầu béo không thay đổi Tuy nhiên, các vi sinh vật ưa nhiệt có thể... 136 282 540 vắt sữa, điều 3 bình cái, dụng cụ 10,0 136 1200 13700 kiện vệ sinh 15,5 136 24700 640000 kém CHƯƠNG 3 XỬ LÝ NHIỆT SỮA Phương pháp xử lý nhiệt nhằm mục đích cải thiện chất lượng sữa và các sản phẩm sữa kéo dài thời gian bảo quản bằng cách phá huỷ các enzym và các vi khuẩn không mong muốn Phương pháp bảo quản sử dụng nhiệt độ cao được dùng phổ biến trên toàn thế giới Tác dụng của... nước) và hoạt độ nước thấp (0.86%) Vi c cho thêm đường vào sữa trong quá trình cô đặc, cho phép bảo quản sản phẩm cuối cùng mà không cần tiệt trùng khi đóng sữa vào bao bì Đường có sữa tạo ra áp suất thẩm thấu rất cao ức chế sự phát triển của vi sinh vật Nguyên tắc chế biến loại sữa này như sau: Sữa được lựa chọn qua làm sạch và tiêu chuẩn hóa rồi tiến hành xử lý nhiệt ở 105 – 110 o C trong một vài giây... hơn 102-103cfu ml-1 , sữa sau khi vắt ra có thể được vô trùng Các vi sinh vật phổ biến nhất và phân lập được là Streptococcus và các chế phẩm Corynebacteriumbovis Phát hiện thường xuyên và thường cao hơn khi bò bị vi m vú, bệnh vi m vú của mô, là nguyên nhân chính gây thiệt hại kinh tế trong nghành công nghiệp sữa Ở Anh và xứ Wales, nơi mà ước tính chi phí của ngành công nghiệp sữa khoảng 90 triệu dolar... 630C, do đó là nguyên nhân gây tăng số lượng vi sinh vật sau quá trình thanh trùng 3.3 Tiệt trùng sữa Tiệt trùng sữa được ứng dụng trong công nghiệp đầu tiên tại Thụy Sĩ, đến năm 1899 mới sử dụng Mục đích của kỹ thuật này nhằm đảm bảo cho sữa bảo quản được lâu nhờ vào tác động của nhiệt độ cao gây biến tính cấu trúc vi sinh vật và bào tử nếu có Để thực hiện vi c này, thông thường sử dụng nhiệt để đun . loài vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Bên cạnh, hệ vi sinh vật có lợi như vi khuẩn lactic, vi khuẩn sinh hư ng… thì cũng có hệ vi sinh vật có hại như vi khuẩn gây đắng, nấm mốc, nấm men Vi c. men Vi c nghiên cứu hệ vi sinh vật gây hư hỏng trong sữa giúp cho chúng ta hạn chế hệ vi sinh này bằng các phương pháp xử lý khác nhau phù hợp với từng loại sản phảm từ sữa. Do đó nhóm của. xin lựa chọn đề tài : Hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và phương pháp xử lý . Do thời gian ngắn, nên trong quá trình làm bài không tránh khỏi sai sót, mong cô thông cảm và góp ý cho chúng em.