BẢO QUẢN SỮA BÒ SAU THU HOẠCH (VẮT)

BÀI: BẢO QUẢN SỮA BÒ SAU THU HOẠCH (VẮT)  I. GIỚI THIỆU: Sữa bò là một loại nguyên liệu quan trọng và được sử dụng phổ biến hầu như khắp thế giới. Sữa bò có thể được sử dụng trực tiếp hoặc làm nguyên liệu để chế biến nên các sản phẩm vô cùng đa dạng như: sữa bột, sữa chua (yogurt), bơ, phô mai… Thành phần của sữa bò bao gồm: - Nước chiếm 87%, trong đó: + Nước tự do 96-97% + Nước liên kết 3-4% - Chất khô chiếm 13%, trong chất khô gồm có: + Chất béo sữa (4%) + Protein (3,4%) + Đường lactose (3,8%) + Các vitamin và chất khoáng (0,8%). Sữa bò được vắt trực tiếp từ những con bò sữa bằng thủ công hay bằng máy. Chất lượng của sữa phụ thuộc vào giống bò, chế độ dinh dưỡng cũng như quá trình vắt. Tuy nhiên, quá trình bảo quản sữa trước khi sử dụng hoặc chuyển đến nơi sản xuất cũng đóng vai trò quan trọng đến chất lượng sũa.Vì là một sản phẩm có tính sinh học nên những biến đổi của sữa bò chủ yếu do 2 nguyên nhân sau: - những biến đổi Hóa Học và Hóa Sinh - những biến đổi do Vi Sinh Vật Tiêu chí đánh giá chất lượng của sữa bò: - chất lượng vệ sinh của sữa: + màu, mùi, vị + tạp chất, tỷ lệ nhiễm vi sinh, nấm, men + tính acid, tính khúc xạ, độ đậm đặc... - thành phần của sữa: + tỷ lệ bơ + vật chất khô II. NHỮNG BIẾN ĐỔI HÓA HỌC VÀ HÓA SINH: Các biến đổi hóa học trong quá trình bảo quản sữa nguyên liệu bao gồm những phản ứng giữa các chất có trong thành phần và tạo ra những hợp chất mới. Biến đổi hóa học xảy ra nhờ xúc tác của emzyme thì được gọi là biến đổi hóa sinh. Enzyme trong sữa có từ 2 nguồn gốc: do tuyến vú tiết ra và VSV nhiễm trong sữa tổng hợp nên. Do đó, lượng VSV trong sữa càng nhiều thì sữa càng chứa nhiều loại enzyme khác nhau và hoạt tính của chúng sẽ càng cao. Từ đó, tốc độ các biến đổi hóa sinh sẽ càng nhanh và thành phần hóa học của sữa sẽ thay đổi nhanh chóng trong quá trình bảo quản. a) Thủy phân chất béo (lipolysis): 97-98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride, có thể bị thủy phân dưới tác dụng của hệ enzyme lipase, tạo thành sản phẩm là các acid béo tự do, mono- hoặc diglyceride. Triglyceride + H2O  Diglyceride + Acid béo lipase Các acid béo là sản phẩm của quá trình thủy phân lipid có thể được tìm thấy trong sữa dưới dạng tự so hoặc muối. Khi các triglyceride tồn tại dưới dạng các hạt cầu béo, enzyme lipase khó tiếp xúc với cơ chất nên quá trình thủy phân khó xảy ra hoặc xảy ra với tốc độ rất chậm. Ngược lại, khi các hạt cầu béo bị phá hủy do tác động cơ học ( bơm, khuấy trộn...) thì quá trình thủy phân sẽ diễn ra nhanh hơn. Theo Luquet (1985), khi hàm lượng VSV trong sữa bò từ 5000 – 10.000 tb/m, quá trình thủy phân triglyceride được xúc tác chủ yếu do hệ lipase từ tuyến vú động vật cho sữa tiết ra. Khi lượng VSV từ 10.000 – 10.000.000 tb/ml , thì hệ lipase ngoại bào của các VSV trong sữa sẽ đóng vai trò chủ lực trong việc xúc tác thủy phân. Các vi khuẩn nhiễm vào sữa có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào thuộc nhóm Gram(-) như Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Enterobacter....và cả nhóm Gram(+) như Bacillus, Micrococcus. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp lipase của các vi khuẩn trên là khoảng 20-21oC. Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, nhìn chung hoạt tính xúc tác của lipase giảm. Việc thủy phân chất béo, giải phóng các acid béo tự do sẽ làm cho sữa có mùi ôi khét. Thông qua hàm lượng acid béo tự do có trong sữa, ta có thể đánh giá mức độ thủy phân chất béo. Sữa tươi được xem là có chất lượng tốt khi chỉ số acid < 0,5-0,8 meq/100g chất béo. b) Oxy hóa chất béo: Các acid béo không bão hòa có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại vị trí các nối đôi trong phân tử của chúng. Kết quả là tạo ra các hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại: Các phản ứng oxy hóa chất béo không bão hòa cáng được tăng cường khi có mặt muối sắt và đồng. Ngoài ra, tốc độ sẽ tăng nhanh khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo, cần hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trong sữa bằng phương pháp bài khí sữa trước khi bão quản, tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời. Ngoài ra có thể sử dụng các chất chống oxy hóa như dodecyl gallate Ngoài ra thanh trùng sữa ở nhiệt độ trên 80oC cũng hạn chế được quá trình oxi hóa chất béo. c) Thủy phân protein: Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzyme protease. Các sản phẩm thu được có thể là các polypeptid, peptid hoặc acid amin. Một số peptid ngắn mạch làm sữa có vị đắng. Một trong số nhưng enzyme protease quan trọng do tuyến vú tiết ra là protease kiềm. Cơ chất xúc tác của nó thường là các β-casein. Quá trình thủy phân làm tăng lượng γ-casein có trong sữa. Tuy nhiên, chính các protease do VSV nhiễm nào sữa tiết ra mới gây nên nhưng biến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị sữa. Mức độ thủy phân càng sâu sắc thì mùi vị càng biến đổi. Khi hàm lượng VSV nhiễm trong sữa > 10.000.000 tb/ml quá trình thủy phân protein sẽ được tăng cường. Để tránh hiện tượng trên, ta cần sử lý nhiệt để vô hoạt các enzyme và tiêu diệt hệ VSV nhiễm vào sữa. d) Phân hủy các acid amin: Các phản ứng phân hủy aa thường gặp là desamin hóa, decarboxyl hóa...Sản phẩm thu được là cetoacid, acid không bão hòa, acid béo bão hòa, NH3, CO2... Chúng làm thay đổi sau sắc thành phần hóa học và mùi vị của sữa. Những yếu tố thúc đây phản ứng phân giải aa bao gồm sự tiếp xúc của sữa với ánh sáng mặt trời, sự có mặt oxy trong sữa, bảo quản sữa ở nhiệt độ cao... Ta cần khống chế các yếu tố trên khi bảo quản nguyên liệu. e) Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác liên quan đến sự trao đổi chất của hệ VSV trong sữa: Các VSV khác nhau có những con đường trao đổi chất khác nhau nhằm tạo năng lượng ATP và vật chất TB phục vụ cho sự tồn tại và sinh trưởng của chúng trong sữa. Kết quả của những quá trình này cũng làm thay đổi thành phần hóa học của sữa. Ta xét vài ví dụ: - Với nhóm vi khuẩn lactic, để tổng hợp ATP, một số loài có thể chuyển hóa đường lactose acid lactic theo chu trình đường phân ( chu trình EMP). Sinh ra các sản phẩm trung gian, sản phẩm phụ xuất hiện trong sữa như acetaldehyde, diacetyl, acetoin... -Với nhóm vi khuẩn propionic, chúng chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, CO2...và nhiều sản phẩm phụ khác. III. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA: 1. Hệ vi sinh vật bình thường của sữa Hệ vi sinh vật trong sữa và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi tùy thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa. Các VSV có thể được thành hai nhóm chính: procaryote và eucaryote 1.1. Procaryote Nhóm VSV Procayote co nhân chưa hoàn chỉnh. Vùng nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan trọng cho nhóm procaryote là vi khuẩn. Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi có thể dao động từ vài nghìn đến vàu triệu khuẩn lạc (colony forming units CFU ) trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc. Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn gây thối. 1.1.1. Vi khuẩn lactic Là vi khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng được tìm thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của động vật. Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ tạo thành chuỗi, Gram (+). Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu giao động trong khoảng 25- 47oC. Để tồn tại trong sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose. Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên. Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: - Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó chiếm tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác. + Lactobacillus caesi: Đây là những trực khuẩn rất ngắn (1,15µm ´ 0,5µm´ 1,0µm) gây lên men chua sữa tự nhiên. Hô hấp yếm khí tùy tiện. Lên men tốt glucoza, maltoza, lactoza tạo trong môi trường 0,8- 1% acid lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong 10- 12 giờ. Nguồn nitơ cho vi khuẩn này cần cung cấp là pepton. Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là 10oC, tối ưu là 35oC và cao nhất là 45oC. Chúng thủy phân cazein và gelatin rất yếu. - Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm từ quá trình chuyển hóa gồm có acid lactic, acid acetic, Ethanol, khí CO2…Hàm lượng acid lactic thu được không cao nhiều hơn so với các sản phẩm còn lại. Vi khuẩn Leuconostoc: có hình cầu, trong môi trường acid chúng trở nên dài và nhọn ra, lên men đường tạo chất thơm như acety, metyleacbimiot hoặc acetoin. Điển hình là Leuconostoc citrovoum dùng để chế men trong sản xuất bơ. Leuconostoc dextracicum kháng nhiệt sản sinh dextran keo từ một số đường. - Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như yoghurt, kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta chỉ sử dụng các loài vi khuẩn lactic để thực hiện những chuyển hóa cần thiết. Ví dụ như: Streptococcus lactic phát triển ở 30- 35oC và làm đông tụ sữa ở nhiệt độ này sau 10- 12h, nó là tác nhân của quá trình chế biến sữa chua; Streptococcus cremoris phát triển ở nhiệt độ 20- 25oC, khi chúng phát triển trên sữa làm sữa có mùi đặc biệt dễ chịu, ứng dụng trong chế biến bơ nhất là bơ chua. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là giống vi khuẩn thuần khiết được nhân lên qua nhiều cấp từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã qua tuyển chọn. Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những chuyển hóa ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến. Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như Streptococcus, Latococcus, Lactobacilus, Leuconostoc, Bifidobacterium, …Chúng thuộc nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình, khi thanh trùng ở 80oC hầu hết các vi khuẩn lactic bị nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. - Các trực khuẩn lactic: là tác nhân của quá trình chế biến sữa chua, phomat, ủ lên men thức ăn gia súc. Bao gồm Lactobacterium bulgarium tích tụ đến 3,2% acid lactic, 40-45oC, gây đông tụ sữa sau 12h. Lactobacterium helveticum là trực khuẩn phomat phát triển ở nhiệt độc 22- 50oC tạo độ acid trong sữa là 200-300oT, Lactobacterium lactic phát triển ở nhiệt độ 22-50oC, ngoài ra còn có hai trực khuẩn xếp chuỗi là Lactobacterium casei có thể phát triển ở nồng độ muối cao 5,5% và Lactobacteriium plantararum. Cả hai có tác dụng trong quá trình ủ phomat. Betabacterium Causasium, Betabacterium breve: hai loại này khi phát triển trong sữa cho độ acid thấp, không tạo được những cục đông. + Lactobacillus cuemeris fermenti: Thường thấy chúng trong sữa ủ chua. Trực khuẩn không chuyển động, thường tồn tại tế bào đơn bào và có khi tạo thành chuỗi. Thường thường chuỗi được tạo thành trong thời gian lên men. Kích thước tế bào (3-8 ´ 0,3 ´ 1,0 µm) khả năng tạo acid tối đa trong môi trường 0,9- 1,2%. 1.1.2. Vi khuẩn Coliform - Được tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trong phân. Người ta cũng tìm thấy trong đất, nước hoặc thực vật nhiễm phân có chứa Coliform, đây là vi khuẩn Gram (-), kỵ khí tùy tiện. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30 – 44OC - Trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa đường lactic tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2, … Chúng cũng phân giải Protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở nhiệt độ 75OC trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. 1.1.3. Vi khuẩn sinh acid butyric Được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân,… Do đó, chúng dễ bị nhiễm vào sữa. Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở 37oC. Tế bào sinh dưỡng hình que, tuy nhiiên do nội bào tử (endospore) có kích thước lớn hơn chiều ngang của tế bào sinh dưỡng nên tế bào chứa bào tử thường có hình thoi hoặc hình dùi trống. Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, aceton, khí CO2, H2,… làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Các bào tử khá bền với nhiệt độ. Ví dụ như Clostridium sporogenes có giá trị D115oC = 3,2 phút và D121oC = 12 phút ( D là thời gian triệt trùng cần thiết ở một nhiệt độ cố định để tổng số tế bào Clostridium gỉam đi 10 lần). Như vậy, quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, lọc ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium. 1.1.4. Vi khuẩn propionic (Giống Propionibacteium) Được tìm thấy trong dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại, trong đất… Chúng có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí không bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của vi khuẩn là 30oC. Vi khuẩn Propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2,… làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal, Gruyère,… Người ta thường sử dụng canh trường Propionibacteium thuần khiết để tạo ra lỗ hỏng (mắt phô mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20 giây. 1.1.5. Vi khuẩn gây thối Đó là các loại vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptyde, peptide và axit amin tiếp tục bị phân hủy tạo NH3, H2S,… làm cho sữa có mùi khó chịu. Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzym này xúc tác quá trình thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi. Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là: + Vi khuẩn hiếu khí như: bacterium fluorescens, Protcus vulgaris, bacillus subtulis, Bacillus mesentericus. + Vi khuẩn yếm khí như: bacillus putrificus, Bacillus botilinus. Ngoài ra còn: Pseudomionas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus sprogenes, Bacillus megatherium…Chúng có dạng hình cầu hoặc hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kỵ khí. Trong tự nhiên, các vi khuẩn này thường tìm thấy trong phân trong nước hoặc thức ăn gia súc…Đáng chú ý hơn là loài Pseudomonase fluoescens. Các enzym protease và lipase được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá tình phân giải protein (Proteolysis) và lipid (Lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên, một số vi khuẩn gây thối còn tạo khí (CO2, H2,…) sinh tổng hợp các acid hữu cơ làm giảm pH sữa và gây đông tụ protien. Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được Protease có chức năng xúc tác tương tự như remin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa. 1.1.6. Vi khuẩn gây đắng (Streprococcus liquefacciens) nhiệt độ thích hợp 30oC, có khả năng tạo các acid, tạo enzym đông tụ sữa các aciid và enzym này có tác dụng đồng thời lên protein của sữa làm sữa đặc lại thành cục và độ acid giảm, loại này phát triển trong sữa và các sản phẩm sữa gây quá trình pepton hóa do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm. 1.1.7. Các vi khuẩn sinh hương Gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả năng tạo trong sữa các acid bay hơi như acid acetic, acid propionic và nhiều chất thơm (diacetin, các ete). Đa số chúng có enzym itritaza nên có thể gây lên men acid citric. Các vi khuẩn sinh hương gồm Streptococcus citrovorus phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 30oC. Streptiococcus paracitrovorus và Streptococcus dicetilactis, nhiệt độ thích hợp để phát triển là 35oC. Nó có khả năng tạo thành diacetin. Chất mà chỉ với hàm lượng rất nhỏ cũng cho sản phẩm có mùi dễ chịu. Các vi khuẩn này gây đông tụ sữa sau 16- 18h giờ, thậm chí sau 2- 3 ngày. 1.2. Eucaryote Nhóm VSV eucaryote có nhân hoàn chỉnh. Nằm trong tế bào chất, nhân được bao bọc bởi màn nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thông tin di truyền. Hai đại diện của nhóm eucaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi. 1.2.1. Nấm men Nấm men (yeasts): là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, oval hoặc hình trứng… Nấm men được tìm thấy trong tự nhiên: trên thực vật, trong đất, nước… Một số loài nấm men thường gặp trọng sữa như Saccharomycesi cereviae, Kluyveromyces marxianus, Debaromuces hanseni, Torulopsis lactis condensi…Nhiều loài nấm men thuộc nhóm kỵ khí tùy tiện. Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa. Các nấm men không phân giải được gluxit thì không được dùng trong công nghệ sản xuất sữa chỉ riêng có giống Toralopsis thì được ứng dụng trong công nghệ chế biến bơ. Để tăng thời hạn bảo quản của bơ, một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo enzym phân hủy protein, lipit làm cho các sản phẩm sữa có vị đắng khó chịu Ở một số địa phương, nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men truyền thống từ sữa. Như cộng hòa liên bang Nga, kefir là sản phẩm lên men từ sữa bởi hệ sinh vật gồm vi khuẩn lactic và nấm men. Các sản phẩm chính của quá trình lên men ethanol, acid lactic, CO2,… tạo vị chua và nồng đặc trưng cho kefir. 1.2.2. Nấm sợi Nấm sợi (moulds): có dạng sợi, phân nhánh. Trong tự nhiên nấm sợi thường tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, trên quần áo, sách vở,…trên một số vật liệu vô cơ dính bụi như thấu kính, máy ảnh, ống nhòm… Nấm sợi vân có thể phát triển, sinh acid và làm mờ các vật liệu này. Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20oC – 30oC. Dưới đây là một số loại thường nhiễm trong sữa: Penicillium camembertii, P. roquefiortii, P. casei, Geotrichum candiidum, Rihizopus stolonifer,… Trong số nấm sợi nói trên, vài loài thuộc giống Penicillium được sử dụng trong sản.xuất một số loại phô mai. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhiều khó khăn trong công nghiệp chế biến sữa, đặc biệt là sản xuất phô mai và ảnh hương xấu đến chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt hầu hết các loài nấm mưn và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ 10 – 15 giây. Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các qui định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng. 2. Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa - Sữa bị acid hóa: do sự biến đổi lactoza thành acid lactic. Hiện tượng đột ngột này là do Streptococcus lactic. Khi độ acid lên đến 35 – 40oT cazein sẽ lên bông nếu đun nóng sữa. Ngoài ra có thể do những vi khuẩn khác như Coli Staphilococcus và một số vi sinh vật ở vú. - Sữa đông tụ ở acid thấp: có khi cazein đông tụ ở acid thấp. Hiện tượng này là do sự có mặt của vi khuẩn tạo Prezua. Đó là những vi khuẩn Micrococcus caseolyticus và Micrococcus liquefaciens, Bacillus subtilis, Proteus vulgaris. Những vi khuẩn này thường hình thành nha bào và phát triển tốt ở nhiệt độ thấp, chúng có khả năng làm đông tụ sữa để nguội. Điểm chung giữa casein α- và β là các axit amin được este hóa thành axit phosphoric. Axit phosphoric này liên kết với canxi (có chứa nhiều trong sữa) để hình thành các liên kết nội phân tử và ngoại phân tử. Điều này khiến casein dễ dàng tạo chuỗi polymer có chứa một vài loại casein giống hay khác nhau. Do có nhiều nhóm phosphate và những nhóm kỵ nước trong phân tử casein, các phân tử polyme được hình thành từ casein rất đặc biệt và bền. Những phân tử này được cấu tạo từ hàng trăm và hàng nghìn những phân tử đơn lẻ và hình thành nên dung dịch keo, tạo nên màu trắng của sữa. Những phức chất này được gọi là các micelle casein - Sữa bị phân giải protein (sữa thối): có một số nấm như Geotrichum, Penicilium, Mucor có khả năng phân giải acid lactid. Khi acid lactic biến mất chất đạm dễ bị thoái hóa, các vi khuẩn tạo prezua cũng phân giải protein và có tác động không cần trong dung dịch có độ acid ban đầu. - Sữa bị đắng: gây ra do những trực khuẩn có bào tử cần khuẩn ở vú làm sữa giảm chất lượng. Micrococcus caseiamara, các loại vi khuẩn gây thối cho nha bào không bị tiêu diệt khi khử khuẩn bằng phương pháp Pasteur vì thế chúng có khả năng gây hỏng sữa sau khi thanh trùng. Nấm men Torula amara cũng có khả năng làm cho sữa đắng, sữa bị phân giải lipit (sữa ôi). - Sữa bị ôi: Sữa bị ôi do Bacterium fluorescens. Vi khuẩn này tạo lipaza phân giaii lipit tạo acid butyric, andehyt của rượu và các chất làm cho sữa có vị ôi hoặc thủy phân protit đến dạng peptid, albumin. - Sữa có mùi vị xà phòng: Một số vi khuẩn như Bacterium lactic, Saponacci từ rơm cỏ vào sữa thủy phân chất béo và cazein làm thành muối amoniac gọi là muxin làm cho sữa trở nên dính nhớt, thành sợi, lầy nhầy. - Sữa có màu sắc: + Sữa có màu xanh: do trong sữa có phát triển Pseudomonsas cyanofenes, Bacilus cyanofenes, Bacterium syncyancum, Bacterium coerulemn và Bacterium indigonacceum. + Sữa màu vàng: do sự phát triển của Pseudomonas synxantha, Bacterium synxanthum chỉ sống trong sữa đã đun sôi không có vi khuẩn lactic. + Sữa có màu vàng kim gây ra do Sarcina, Bacterium flulvocum, Saccharomyces. + Sữa có màu đỏ do sự phát triển của Serratia marcecens hoặc Bacillus lactic, Elythrogenes kết tủa cazein sau đó pepton hoá chất này sẽ làm cho sữa có màu đỏ. - Sữa đắng và mặn: có nhiều loài vi khuẩn phát triển trong sữa làm thay đổi mạnh thành phần hóa học của sữa làm giảm lượng lactoza, làm tăng chất muối nên sữa đắng và mặn. Sự bài tiết không bình thường của vú động vật do tác động của Streptiococcus mastitolis cũng làm cho sữa bị đắng. IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN THÔNG DỤNG: 1) LÀM LẠNH ĐÔNG MỘT PHẦN SỮA: Đây là một dạng bảo quản được nghiên cứu từ năm 1897. Vào năm đó, Danois Casse, đã thí nghiệm làm lạnh đông sữa có dung tích sữa từ 1/3 đến 1/5. Giữ yên nhiệt độ trong suốt thời gian bảo quản, khi tiêu thụ sữa được làm nóng chảy bằng phương pháp đun nóng trong nồi cách thủy. Phương pháp D. Casse chỉ tiến hành làm lạnh đông một phần sữa và được ứng dụng ở nhiều nước, nhất là ở Italia trước Chiến tranh thế giới lần thứ hai. Cũng như phương pháp làm lạnh, phương pháp này chỉ cho phép bảo quản trong một thời gian khá ngắn. Vì vậy để kéo dài thời gian bảo quản cần phải sử dụng phương pháp lạnh đông hoàn toàn. Để tránh được hiện tượng phân chia các cấu tử có trong sữa, chúng ta cần phải thực hiện làm lạnh đông thật nhanh với một lớp mỏng sữa và với một nhiệt độ thấp thích ứng. Từ 1928, Corblin đã thực hiện thành công việc làm lạnh đông sữa trong thời gian 8 phút bằng dung dịch nước muối ở -15oC với chiều dày lớp sữa 1cm. Phương pháp này được tồn tại trong nhiều năm ở nhiều nước, kể cả ở Pháp. Vào năm 1956, Vermoux đã đổ sữa thành lớp mỏng trên mặt trống làm bằng kim loại đã được làm lạnh đến -20oC bởi tác nhân trực tiếp là amoniac. Sữa đông thành khối tức khắc dưới dạng màng mỏng và được lấy ra nhờ dao nạo. Sản phẩm hiện nay thu được dưới dạng tuyết và được đóng gói tự động trong giấy nhôm. Sự giao nhận các gói sữa và việc bảo quản chúng đến lúc bán cho người tiêu dùng cần phải thực hiện ở nhiệt độ xấp xỉ -5oC. Để đảm bảo có được sự kết tinh đồng nhất, người ta thêm vào sữa 2% Alginat. Tuy nhiên, phương pháp này chưa phát triển do chi phí đầu tư cao. 2) PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SỮA BẰNG PHỨC CHẤT LPS: Phức chất Lactoperoxydaza (LPS) là phương tiện bảo vệ tự nhiên có sẵn trong sữa. Nó bao gồm một enzym (Lactoperoxydaza), liên kết với một anion và một lượng nhỏ Peroxyde. Phức chất này oxy hoá các cơ chất đặc trưng trên màng tế bào, dẫn đến rối loạn quá trình trao đổi chất và kết quả là vi khuẩn có thể bị chết. Thông thường, phức chất này có 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 toàn cho sữa, người ta bổ sung một lượng nhỏ (8,5 ppm) Hydrogen peroxyde (H2O2) và 15 ppm Thiocyanate. Lượng bổ sung này rất nhỏ và hoàn toàn không độc hại đối với người tiêu dùng sữa, nhưng có tác dụng kháng khuẩn 5-6 ngày (đối với loại sữa được làm lạnh) và tăng thời gian an toàn cho sữa tươi 3-5 giờ (đối với sữa ở nhiệt độ môi trường 30oC). Liên đoàn 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 có hiệu quả, dễ thực hiện và phù hợp với điều kiện của các nước đang phát triển. Từ tháng 7/1991 phương pháp bảo quản 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 công nghệ này để thúc đẩy sản xuất sữa ở các nước đang phát triển 3) PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SỮA Ở NHIỆT ĐỘ THẤP: Cho đến ngày nay, các phương pháp bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp chưa được sử dụng rộng rãi (ngoại trừ ở một vài nước). Bởi vì vấn đề bảo quản sữa ở trạng thái lạnh đặt ra các vấn đề về kỹ thuật và kinh tế rất lớn, mà hiện nay còn nhiều khó khăn chưa giải quyết được. Tuy nhiên trong tương lai phương pháp này sẽ được phát triển một khi chất lượng của các loại sữa đảm bảo mà không cần thiết qua xử lý nhiệt cùng với sự phát triển của trang thiết bị làm lạnh. Tính chất của sữa được giữ ở trạng thái lạnh: - như đã biết "men lactic" là nguyên nhân chính gây ra sự axit hóa sữa sẽ hoạt động chậm lại một cách mạnh mẽ khi nhiệt độ của khối sữa đạt xấp xỉ lactic của sữa sẽ ngừng lại khi nhiệt độ đạt C và đặc biệt là sự hình thành axit C. Điều này có thể không xảy ra với các enzym khác. Đặc biệt, đối với các loài vi sinh vật chứa enzym thủy phân cazein phát triển tốt ngay ở C làm biến tính các protit của sữa và sản sinh ra các chất độc rất nguy hiểm trước hết là đối với trẻ còn bú. Để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, người ta cần phải làm đông lạnh. Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng, phần lớn các vi sinh vật bị ức chế hoạt động. Tuy nhiên, khi nhiệt độ của khối sữa trở lại bình thường, thì chúng lại hoạt động trở lại để tái thiết lập sự sống của chúng. Việc bảo quản sữa ở trạng thái lạnh chỉ có thể có hiệu quả khi sữa phải hết sức sạch sẽ, không bị hư hỏng, được thu hoạch trong các điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, cũng như được xử lý bằng các phương pháp thích hợp. Nếu quá trình làm lạnh tiến hành ở nhiệt độ trên điểm đóng băng sẽ không làm thay đổi cả về thành phần lẫn cấu trúc của sữa. Ngược lại, sự đông lạnh sẽ dẫn đến một số biến đổi lý hóa làm mất tính đồng nhất của sữa. Đặc biệt, trong khi làm lạnh đông chậm sẽ xảy ra quá trình phân chia các cấu tử khác nhau: trước tiên là sự hình thành các tinh thể đá từ nước và các thành phần hòa tan được, tập trung trong phần chưa được đông lạnh. Tiếp tục hạ thấp nhiệt độ, một số các cấu tử kết tụ lại (trong trường hợp dung dịch vượt quá điểm quá bão hòa). Đặc biệt, đối với chất béo có trong sữa sẽ bị thay đổi một cách sâu sắc, các triglyxerit ngoại vi (nằm ở phía ngoài) bắt đầu kết tinh từ C gây ra sự co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu béo bị phá vỡ và có thể bị kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo. Đặc biệt cần lưu ý hiện tượng trên trong quá trình làm lạnh, bởi ở nhiệt độ lạnh tất cả các chất béo hầu hết được tập trung ở bề mặt và thành từng khối. Vì vậy, cần phải thận trọng phòng ngừa các hiện tượng có thể xảy ra khi làm lạnh sữa và nhất thiết phải đồng nhất hóa nghiêm ngặt trước khi phân phối vào bao bì. Sữa làm lạnh đông chậm, sau khi tan giá sẽ xuất hiện vón cục của cazein và của chất béo. Điều này rất nguy hiểm nhưng người ta có thể tránh được bằng cách làm lạnh đông nhanh.. Với phương pháp này cho phép phân tán được các cấu tử, làm cho chúng không có khả năng liên kết với nhau làm xuất hiện các hiện tượng vón cục và sữa làm lạnh đông sẽ ổn định trong trạng thái đồng nhất. Làm lạnh công nghiệp sữa tươi: Trong thực tế, chỉ một vài quốc gia (chẳng hạn Thụy Sĩ) thực hiện giải pháp làm lạnh các loại sữa tươi sau khi thu nhận được. Như đã lưu ý ở phần trên, kỹ thuật bảo quản các loại sữa theo phương pháp này áp dụng cho sữa mới thu nhận. Vì vậy, kỹ nghệ này chưa được đề cập một cách rộng rãi. Làm thế nào để cung cấp một lượng lớn sữa được làm lạnh cho trung tâm sữa: sữa được các trạm thu mua và được làm lạnh gián tiếp đến khoảng 10oC. Nhờ các xe hoặc các tàu chở cách nhiệt, sữa tiếp tục được chuyển đến trung tâm chế biến sữa và ở đó sữa được làm lạnh phụ trước khi đưa sữa vào chai. Nhiệt độ của sữa trong chai từ 2-3oC vào thời điểm giao hàng. Vì vậy trung tâm có thể giao hàng hàng ngày, theo đúng thành phần của sữa tươi được thu hoạch từ trước đó chưa đến 3h. [...]... nghiệp sữa tươi: Trong thực tế, chỉ một vài quốc gia (chẳng hạn Thụy Sĩ) thực hiện giải pháp làm lạnh các loại sữa tươi sau khi thu nhận được Như đã lưu ý ở phần trên, kỹ thu t bảo quản các loại sữa theo phương pháp này áp dụng cho sữa mới thu nhận Vì vậy, kỹ nghệ này chưa được đề cập một cách rộng rãi Làm thế nào để cung cấp một lượng lớn sữa được làm lạnh cho trung tâm sữa: sữa được các trạm thu mua... lạnh gián tiếp đến khoảng 10oC Nhờ các xe hoặc các tàu chở cách nhiệt, sữa tiếp tục được chuyển đến trung tâm chế biến sữa và ở đó sữa được làm lạnh phụ trước khi đưa sữa vào chai Nhiệt độ của sữa trong chai từ 2-3oC vào thời điểm giao hàng Vì vậy trung tâm có thể giao hàng hàng ngày, theo đúng thành phần của sữa tươi được thu hoạch từ trước đó chưa đến 3h ... lạnh sữa và nhất thiết phải đồng nhất hóa nghiêm ngặt trước khi phân phối vào bao bì Sữa làm lạnh đông chậm, sau khi tan giá sẽ xuất hiện vón cục của cazein và của chất béo Điều này rất nguy hiểm nhưng người ta có thể tránh được bằng cách làm lạnh đông nhanh Với phương pháp này cho phép phân tán được các cấu tử, làm cho chúng không có khả năng liên kết với nhau làm xuất hiện các hiện tượng vón cục và sữa ... giải aa bao gồm tiếp xúc sữa với ánh sáng mặt trời, có mặt oxy sữa, bảo quản sữa nhiệt độ cao Ta cần khống chế yếu tố bảo quản nguyên liệu e) Các biến đổi hóa học hóa sinh khác liên quan đến... polypeptid, peptid acid amin Một số peptid ngắn mạch làm sữa có vị đắng Một số enzyme protease quan trọng tuyến vú tiết protease kiềm Cơ chất xúc tác thường β-casein Quá trình thủy phân làm tăng... chỉnh Vùng nhân mạch AND xoắn kép nằm tế bào chất, lưu giữ thông tin di truyền cho tế bào Đại diện quan trọng cho nhóm procaryote vi khuẩn Số lượng vi khuẩn sữa bò tươi sau dao động từ vài nghìn