Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………..…………………… 2 ATÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ VAØ THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA........................................... ...3 I. TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ 3 II. THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA .......................................................... ............3 1 Dinh döôõng 3 2 Enzyme 9 a Enzyme oxy hoùa sinh hoïc .................................................... ........9 b Enzyme thuûy phaân ……………………………………… …..10 3Vi sinh vaät trong söõa vaø vai troø cuûa noù …..11 a Naám moác............................................................... ......................11 b Naám men ………………………………………………… …..12 c Vi kuaån…………………………………………… …………..12 B TAÙC ÑOÄNG CUÛA ENZYME LEÂN CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA CAÙC CAÙCH BAÛO QUAÛN SÖÕA………………………………………………….….……………..................14 I. TAÙC ÑOÄNG CUÛA ENZYME LEÂN CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA ……………………… ………………………………………14 1Thuûy phaân chaát beùo 14 2 Thuûy phaân protein 16 3 Caùc bieán ñoåi hoùa hoïc vaø hoùa sinh khaùc lieân quan ñeán söï trao ñoåi chaát cuûa heä vi sinh vật trong sữa 16 II. CAÙC CAÙCH BAÛO QUAÛN…………………… ………………………17 1 Baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä thaáp 18 2 Baûo quaûn söõa ôû nhieät doä cao 19 2.1 Thanh truøng söõa 22 2.2 Tieät truøng söõa 23 3Baûo quaûn söõa baèng phöông phaùp hoùa hoïc 24 CKIEÅM TRA CHAÁT LÖÔÏNG SÖÕA………………………………….… …………………...25 DENZYME ÖÙNG DUÏNG TRONG SAÛN XUAÁT PHOMAT…… ….…….28 I. Giôùi thieäu chung 28 II. Phaân loïai saûn phaåm phomat 29 III. Nguyeân lieäu sản xuất phomat 31 IV. Quy trình saûn xuaát phomat 32 V. Söï thay ñoåi thaønh phaàn söõa trong saûn xuaát phomat 43 VI. Saûn phaåm coøn laïi sau khi taùch khoái ñoâng tuï 50 VII. Caùc enzyne söû duïng trong ñoâng tuï söõa 52 VIII. CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT……………………………..54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………....62 Lời mở đầu Mỗi chúng ta ai cũng không còn xa lạ với “ sữa”. Đặc biệt là những bà mẹ có con nhỏ. Sữa và các sản phẩm từ sữa đang dần dần trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển một cách hoàn thiện của trẻ nhỏ. Không những thế sữa còn mang lại nguồn dinh dưỡng hổ trợ cho sự hồi phục sức khỏe của những người mới bệnh dậy hay những người cao tuổi. Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ. Ngoài các thành phần chính là protein, lactose, lipit, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzyme, các nguyên tố vi lượng không thay thế. Protein của sữa rất đặc biệt, chứa nhiều và hài hòa các acid amin cần thiết cơ thể người sự dụng protein sữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ protein của thành phẩm nào khác. Từ sữa người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau: sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, sữa bột, lên men yaourt, kefir, phô mai, bơ, kem. Trong đó phô mai là một sản phẩm đạt giá trị dinh dưỡng cao nhất và được các nước NaUy, Hà lan. Chính vì những lợi ích mà sữa mang lại cho chúng ta, hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một vài điều cơ bản về sữa, các cách bảo quản sữa trước khi chế biến, cách xác định chất lượng sữa và các sản phẩm từ sữa. A TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ VAØ THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA 2 ITÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ : Söõa laø moät chaát loûng maùu traéng ñuïc, coù ñoä nhôùt lôùn hôn hai laàn so vôùi nöôùc, coù vò ñöôøng nheï vaø coù muøi ít roõ neùt. Söõa thöôøng coù nhöõng tính chaát sau : Maät ñoä quang ôû 15 oC 1,030 – 1,034 Tyû nhieät 0,93 Ñieåm ñoâng 0,55 oC pH 6,5 – 6,6 Ñoä axit( oD) 16 18 Chæ soá khuùc xaï ôû 20 oC 1,35 II THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA : 1. DINH DÖÔÕNG: Söõa laø moät hoãn hôïp vôùi caùc thaønh phaàn chính bao goàm : nöôùc(khoûang 90%), protein, chaát beùo,ñöôøng lactose,caùc vitamin (A, D, E, B1, B2, B6, B12), caùc hormon, caùc chaát khoùang…Tuy nhieân haøm löôïng caùc chaát trong söõa coù theå dao ñoäng trong moät khoûang roäng vaø phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö chuûng ñoäng vaät, tình traïng sinh lyù cuûa töøng con vaät, ñieàu kieän chaên nuoâi (thaønh phaàn thöùc aên gia suùc,cheá ñoä cho aên, thôøi tieát …) a) Nöôùc: a) H2O Trong söõa coù 2 daïng : nöôùc töï do vaø nöôùc lieân keát Nöôùc töï do chieám 96 – 97 % toång löôïng nöôùc. Coù theå taùch ra ñöôïc trong quaù trình coâ ñaëc hoaëc saáy. Trong quaù trình baûo quaûn caùc saûn phaåm söõa, nöôùc töï do coù theå boác hôi hoaëc bò ngöng tuï treân beà maët saûn phaåm. Nöôùc lieân keát chieám khoûang 34%. Haøm löôïng nöôùc phuï thuoäc vaøo caùc thaønh phaàn trong heä keo : protein, phosphatit, polysaccharid, … Nöôùc lieân keát thöôøng ñöôïc gaén vôùi caùc nhoùm nhö : NH2, COOH, OH, =NH, CO – NH, …Tuøy moãi loïai söõa maø haøm löôïng nöôùc lieân keát coù trong saûn phaåm khaùc nhau. b) Ñöôøng lactose: Ñöôøng lactose trong söõa coù haøm löôïng trung bình 50gl,laø moät disaccharride do moät phaân töû glucose vaø moät phaân töû galactose lieân keát vôùi nhau taïo thaønh. Toàn taïi döôùi hai daïng vaø lactose: Daïng lactose monohydrate C12H22O11. H2O (phaân töû lactose ngaâm moät phaân töû nöôùc) Daïng lactose anhydrous C12H22O11 (phaân töû lactose khan). Khi bò thuûy phaân lactose cho ra moät phaân töû ñöôøng glucose vaø moät phaân töû ñöôøng galactosetheo phöông trình toång quaùt: C12H22O11 + H2O C6H12O 6 + C6H12O 6 Ñöôøng lactose cuûa söõa raát nhaïy caûm bôûi nhieät. Giöõa 110130 oC xaûy ra daïng maät nöôùccuûa tinh theå ñöôøng. Treân 150 oC ta nhaân ñöôïc maøu vaøng vaø ôû 170 oC coù maùu naâu ñaäm hình thaønh bôûi quaù trình carame hoùa. Ñöôøng lactose coøn coù theå len men döôùi taùc duïng cuûa vi sinh vaät taïo ra caùc saûn phaåm khaùc nhau coù lôïi nhöng ñoâi khi coù haïi. c) Protein: Protein trong söõa bao goàm nhieàu loïai : lactalbulin, lactoglobulin, proteosepeptone, Serumalbuminm, Imunoglobulin. Trong ñoù thaønh phaàn chieám tæ leä cao nhaát, laø thaønh toá quan troïng nhaát cuûa protit coù trong söõa laø casein. Casein trong söõa chuùng toàn taïi döôùi daïng mixen(pH 4,6). Moãi mixen chöùa khoûang 65% nöôùc, phaàn coøn laïi laø caùc loïai casein vaø khoùang(Ca,Mg,P vaø Citrate). Caùc mixen naøy khoâng ñoàng nhaát vôùi nhau neân ñöôïc phaân chia thaønh 4 thaønh phaàn khaùc bieät nhau ,, va ø casein: casein: 60% casein toàn phaàn casein: 30% casein toàn phaàn casein: 48% casein toàn phaàn casein: 26% casein toàn phaàn s1 casein: do söï phaân boá ñieän tích vaø caùc phaàn öa beùo khoâng ñoàng ñeàu treân phaân töû protein neân moät ñaàu maïch s1 casein tích ñieän vaø coù tính öa nöôùc, coøn ñaàu maïch kia coù tính kî nöôùc. Phaân töû s1 casein coù caáu truùc laù xeáp vaø voøng cung . s2 casein: coù tính öa nöôùc cao nhaát trong caùc loïai casein do phaân töû cuûa noù chöùa nhieàu nhoùm phosphoryl vaø goác cation. casein:coù tính öa beùo cao nhaát. Phaân töû casein goàm 10% caáu truùc xoaén , 13% caáu truùc laù xeáp vaø 77% caáu truùc khoâng traät töï. casein:chæ chöùa moät goác phosphoryl. Töông töï nhö casein, casein coù tính löôõng cöïc. Ñaàu amino cuûa phaân töû protein thì öa beùo coøn ñaàu carboxyl, nôi lieân keát vôùi nhoùm glucid (goàm galactose,Nacetylglucosamin vaø N acetylneuraminic) laïi öa nöôùc, casein goàm 23% vuøng xoaén , 31% vuøng laù xeáp vaø 24% vuøng voøng cung . casein: 1, 2 vaø 3 casein laø nhöõng saûn phaám cuûa quaù trình thuûy phaân casein bôùi plasmine töø trong maùu ñoäng vaät. d) Chaát beùo: Ñaëc ñieåm cuûa chaát beùo coù trong söõa Chaát beùo cuûa söõa coù 2 loïai : Chaát beùo ñôn giaûn(glyxerit vaø sterit) coù haøm löôïng 3545gl goàm acid beùo no vaø khoâng no: acid oleic(C18 khoâng no),acid palmitic(C16 khoâng no), acid stearic (C18 khoâng no). Coù coâng thöùc toång quaùt: Chaát beùo phöùc taïp trong söõa thöôøng coù chöùa moät ít P, N, S trong phaân töû. Teân goïi chung laø phosphoaninolipid, ñaïi dieän laø lexitin vaø xephalin. Goàm 2 nhoùm chính: + Nhoùm 1: hôïp chaát vôùi glyxerol Coù acid phosphoric trong phaân töû + Nhóm 2: hôïp chaát vôùi glyxerol Ñaëc tính hoaù lyùù cuûa chaát keo: Maät ñoä quang ôû 15oC 0,910,95 Ñieåm noùng chaùy 3136 oC Ñieåm hoùa raén 2530 oC Chæ soá iot 2545 Chæ soá xaø phoøng hoùa 218235 Chæ soá acid bay hôi khoâng hoøa tan 1,53 Chæ soá acid bay hôi hoøa tan ñöôïc 2630 Chæ soá khuùc xaï 1,4531,462 Caáu truùc cuûa chaát beùo coù trong söõa Chaát beùo coù trong söõa toàn taïi döôùi daïng huyeàn phuø cuûa caùc haït hình caàu (tieåu caáu) hoaëc hình oâvan vôùi ñöôøng kính töø 210 µm tuøy thuoäc vaøo gioáng boø saûn sinh ra söõa. Caáu truùc cuûa tieåu caàu goàm 2 phaàn:phaàn coù theå hoøa tan ñöôïc vaø phaàn khoâng theå hoøa tan ñöôïc. Caùc tieåu caàu naøy ñöôïc vaây quanh bôûi moät maøng protit, beà maët beân trong cuûa maøng coù 1 lôùp phuï coù baûn chaát laø phospholipid coù thaønh phaàn chuû yeáu laø lexitin vaø xephalin. Ngoøai ra maøng tieåu caàu coøn chöùa nhieàu chaát khaùcvôùi haøm löôïng nhoû, trong ñoù chuû yeáu laø :Fe, Cu, caùc enzyme phosphatase mang tính kieàm taäp trung trong phaàn protit vaø enzyme reñuctase coù trong phaàn khoâng hoøa tan ñöôïc. e) Caùc vitamin : Laø chaát höõu cô chæ coù ôû daïng veát trong söõa nhöng raát caàn cho söï phaùt trieån, toàn taïi cuõng nhö hoïat ñoäng cuûa caùc cô quan. Ñöôïc chia laøm 2 loïai: Vitamin hoøa tan trong nöôùc goàm:B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, biotin(vitamin H),vaø acid folic … Vitamin hoøa tan trong chaát beùo goàm:A,D,E. f) Caùc muoái khoùang: Thöôøng bao goàm : muoái clorua (2,01gl), phosphat (3,32 gl), xitrat(3,21gl), natri bicarbonat(0,25gl), natri sunfat (0,18gl), muoái canxi protein(0,16gl). Caùc kim loïai naëng coù trong söõa :Fe(11,5mg), Cu(0,20,5mg), Zn(23mg), Mn(0,05mg)… 2 ENZYME: Traûi qua nhieàu nghieân cöùu, ñeán nay ñaõ phaùt hieän ñöôïc trong söõa coù hôn 60 loïai enzyme khaùc nhau. Chuùng do tuyeán vuù tieát ra hoaëc do caùc vi sinh vaât trong söõa toång hôïp neân. Trong ñoù coù moät soá enzyme quan troïng aûnh höôûng ñeán chaát löôïng söõa cuõng nhö quaù trình baûo quaûn söõa : a Enzyme oxi hoùa sinh hoïc: YÙ nghóa thöïc teá: söï laøm maát maøu xanh cuûa metylen theå hieän moái lieân quan giöõa toác ñoä laøm maát maøu cuûa xanh metylen cho vaøo trong söõa vôùi löôïngvi sinh vaät coù trong saûn phaåm. Catalase: ñöôïc tieát ra töø nhieàu loïai VSV. Söõa töôi töø nhöõng con vaät khoûe maïnh chöùa moät löôïng catalase raát thaáp, söõa bò nhieãm VSV thöôøng coù hoïat tính catalase raát cao. Laø enzyme phaân huûy nöôùc oxy giaø, giaûi phoùng ra O 2 ôû daïng töï do döôùi daïng phaân töû khoâng hoïat ñoäng. Phaân töû löôïng 240. 000 Da, pH toái thích 6,87,0. Enzyme naøy khaù beàn nhieät neân caàn phaûi ñun noùng söõa ñeán 70 oC trong 30 phuùt ñeå phaù huûy noù. b Caùc enzyme thuûy phaân: Lipase:Trong söõa, moät soá lipase haáp phuï leân maøng bao xung quanh caùc haït caàu beùo, moät soá khaùc tìm thaáy trong plasma, chuùng lieân keát vôùi caùc mixen cuûa casein. Laø enzyme xuùc taùc thuûy phaân lieân keát este trong triglyxerid vaø giaûi phoùng ra caùc acid beùo töï do. Enzyme lipase quan troïng nhaát trong söõa laø mLPL (milk Lipo Prtein Lipase),laø moät glycoprotein goàm 2 tieåu phaàn. Phaân töû löôïng moãi tieåu phaàn 50. 000Da. Coù pH toái öu laø 8,9. Haøm löôïng mLPL trong söõa chæ khoûang 12mgl, noù chæ xuùc taùc thuûy phaân lieân keát este trong cô chaát triglycerid ôû daïng nhuõ töông taïi beà maët tieáp xuùc pha giöõa chaát beùo vaø nöôùc. Caùc enzyme lipase khaùc xuùc taùc thuûy phaân caùc ests hoøa tan vaø khoâng nhuõ hoùa. Lipase khoâng beàn nhieät,vôùi nhieät ñoä xaáp xæ 70oC trong vaøi giaâu cuõng coù theå laøm noù maát hoïat tímh. Tronh ñieàu kieän moâi tröôøng acid caokìm haõm hoïat ñoäng cuûa lipase vaø kìm haõm cuõng xaûy ra khi trong moâi tröôøng coù maët cuûa moät vaøi loïai kim loïai naëng(Cu,Fe,.. ). Aùnh saùng maët trôøi phaù huûy nhanh choùng chuùng. Phosphatase: Caùc phosphatase tìm thaáy trong söõa chuû yeáu thuoäc nhoùm phosphomonoesterase. Laø enzyme xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân lieân keát este giöõa acid phosphoric vaø glyxerin. Coù 2 daïng: o Phosphatase kieàm coù pH toái thích laø 9,6 Enzyme naøy ñöôïc hoïat hoùa bôûi Mg2+, Mn2+ vaø bò voâ hoaït hoùa bôûi Zn2+, Be2+,I2. Coù khoaûng 3040% löôïng enzyme ñöôïc phaân boá trong caùc haït caàu beùo, phaàn coøn laïi ôû döôùi daïng lipo protein. Coù khaû naêng taùi hoïat hoùa. o Phosphatase acid: coù pH toái thích laø 4,7 vaø laø enzyme beàn nhieät nhaát trong söõa. Ñeå voâ hoïat noù hoaøn toaøn, ta caàn gia nhieät söõa ñeán 96 oC trong ít nhaát laø 5 phuùt. Bò voâ hoïat bôûi NaF. Trong suoát chu kì tieát söõa ôû boø, hoïat tính phosphatase acid trong söõa khaù oå ñònh. Ngöôïc laïi hoïat tính phosphatase kieàm taêng daàn vaøo khoûang cuoái chu kì tieát söõa. Protease: Nhieàu loïai vi sinh vaät coù theå tieát ra enzyme naøy. Laø enzyme xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân protein taïo caùc saûn phaåm pepton vaø acid amin. Caùc protease acid trong söõa coù pH toái thích laø 4,0, coùn protease kieàm hoïat ñoäng maïnh nhaát ôû pH=7,58,0. Chuùng bò kìm cheá hoïat ñoäng trong ñieàu kieän moâi tröôøng acid, ngoaøi ra chuùng coøn bò öùc cheá hoïat ñoäng ôû moâi tröôøng nhieät ñoä thaáp vaø bò phaù huûybôûi söï ñoát noùng khoûang 80 oC trong 10 phuùt. Amylase: Laø enzyme thuûy phaân tinh boät thaønh caùc dextrin. Chuùng bò phaù vôõ hoøan toøan khi chòu taùc ñoäng cuûa söï ñoát noùnh khoûang 65 oC trong 30 phuùt. Lysozyme: Laø enzyme xuùc taùc phaûn öùng thuûy phaân lieân keát giöõa acid muramic vaø glucosamine cuûa mucopolysaccharide trong maøng teá baøo vi khuaån, töø ñoù gaây phaân huûy teá baøo. Hoïat ñoäng ôû pH toái thích 7,9. Haøm löôïng lysozyme trong söõa boø trung bình laø 130gl. thaáp hôn khoûang 3000 laàn trong söõa ngöôøi (400mgl). 3 VI SINH VAÄT TRONG SÖÕA VAØ VAI TROØ CUÛA NOÙ Heä vi sinh vaät tìm thaáy trong söõa bao goàm : naám moác, naám men vaø vi khuaån a) Naám moác : Ø Loaøi naám moác nhaän ñöôïc trong söõa chu yeáu laø loøai Mucor vaø Rhizopus vôùi soá löôïng lôùn. Ngoaøi ra coøn coù caùc loaøi Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide vaø Monilia. Chuùng phaùt trieån thích hôïp treân caùc moâi tröôøng acid vaø trong söõa taïo ra acid lactic. Phaàn ñoâng caùc naám moác tieát ra enzyme lipase coù khaû naêng thuûy phaân chaát beùo vaø enzyme protease coù vai troø phaân huûy caùc chaát chöùa nitô. Vì vaäy chuùng gaây ra nhöõng aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình saûn xuaát phomat daïng nhaõo cuõng nhö quaù trình baûo quaûn söõa. b) Naám men: Haàu heát naám men coù daïng hình caàu, elip hoaëc hình truï, chuùng coù kích höôùc lôùn nhaát töø 29m vaø ngaén nhaát töø 15m. Phaàn ñoâng caùc loøai naøy chuyeån ñöôøng thaønh röïôu vaø sinh saûn theo kieåu naûy choài. Caùc loøai naám men coù trong söõa goàm : Saccharomyces, Mycorderma vaø Torula. c) Vi khuaån: Laø caùc teá baøo ñoàng nhaát coù kích thöôùc nhoû. Vi khuaån Lactic: Vi khuaån Lactic coù hình caàu hoaëc hình gaäy, ñöùng rieâng leû hoaëc taïo chuoãi, Gram(+). Nhieät ñoä sinh tröôûng toái öu 2547 oC. Ñeå toàn taïi trong moâi tröôøng söõa,vi khuaån lactic toång hôïp naêng löôïng ATP töø cô chaát lactose. Vaø quaù trình toång hôïp naêng löôïng treân tao ra saûn phaåm laø acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO 2 … Vì vaäy chuùng ñöôïc öùng duïng trong saûn xuaát caùc saûn phaåm nhö : yaourt, kefir, phoâ mai vaø moät soá loaïi bô . Tuy nhieân gioáng vi khuaån lactic duøng trong saûn xuaát coâng nghieäp laø töø nhöõng canh tröôøng VSV thuaàn khieát ñöôïc nhaân leân qua nhieàu caáp töø moät teá baøo vi khuaån ban ñaàu ñaõ qua tuyeån choïn. Coøn nhöõng vi khuaån lactic coù maët trong söõa töôi sau khi vaét laø nhöõng VSV taïp nhieãm,chuùng seõ taïo ra nhöõng chuyeån hoùa ngoøai yù muoán trong quaù trình baûo quaûn söõa tröôùc khi cheá bieán nhö: giaûm pH, ñoâng tuï casein … xuaáthieän caùc hôïp chaát môùi nhö ethanol,acid acetic … laøm thay ñoåi thaønh phaàn vaø giaù trò caûm quan cuûa söõa. Caùc vi khuaån lactic nhieãm vaøo söõa thuoäc nhieàu gioáng khaùc nhau :StreptoCoCcus, LactoCoCcus, Lactobacillus, LeuconostoC, Bifidobacterium … Khi thanh truøng söõa ôû 80 oC, haàu heát caùc vi khuaån lactic nhieãm trong söõa seõ bò tieâu dieät. Vi khuaån Coliform: Trong söõa vi khuaån Coliform seõ chuyeån hoùa ñöôøng lactose taïo acid lactic vaø caùc acid höõu cô khaùc, khí CO2, H2 …Chuùng cuõng phaân giaûi protein trong söõu töôi taïo ra caùc saûn phaåm khí laøm cho söõa coù muøi khoù chòu. ÔÛ nhieät ñoä 75 oC trong khoaûng 20 giaây, vi khuaån Coliform seõ bò tieâu dieät. Vi khuaån sinh acid butyric (gioáng Clostridium) : Laø vi khuaån Gram (+), thuoäc nhoùm kò khí baét buoäc, coù khaû naêng sinh baøo töû. Nhieät ñoä sinh tröôûng toái öu ôû 37 oC. Teá baøo sinh döôõng hình que, coøn teá baøo chuùa baøo töû thöôøng coù daïng hình thoi hoaëc hình duøi troáng. Vi khuaån Clostridium chuyeån hoùa ñöôøng trong söõa thaønh nhieàu saûn phaåm khaùc nhau nhö acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2,H2 … laøm thay ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc vaø giaù trò caûm quan cuûa söõa trong quaù trình baûo quaûn. Caùc baøo töû Clotridium khaù beàn nhieät. Vì vaây ñeå tieâu dieät ñöôïc hoøan toøan caùc baøo töû Clostridium ta phaûi tieät truøng trong thôøi gian daøi hoaëc duøng caùc giaûi phaùp kó thuaät nhö : vi loïc, ly taâm hoaëc söû duïng chaát khaùng khuaån ñeå loïai boû hoaëc öùc cheá chuùng. Vi khuaån propionic ( gioáng Propionibacterium ); Vi khuaån propionic coù hình caàu, xeáp thaønh ñoâi hoaëc chuoãi, Gram (+),thuoäc nhoùm kò khí baét buoäc. Nhieät ñoä sinh tröôûng toái öu laø 30 oC. Vi khuaån propionic chuyeån hoùa ñöôøng thaønh acid propionic, acid acetic,khí CO2 …laøm hoûng söõa. Tuy nhieân trong coâng ngheä saûn xuaát moät soá loïai phoâ mai nhö Emmenthal,Gruyøere…ngöôøi ta söû duïng canh truôøng Propionibacterium thuaàn khieát ñeå taïo ra caáu truùc loã hoûng (maét phoâ mai ) vaø höông vò ñaëc tröng cho saûn phaåm. Haáu heát chuùng bò tieâu dieät khi thanh truøng söõa ôû 75 oC trong 20 giaây. Vi khuaån gaây thoái: Caùc gioáng vi khuaån gaây thoái thöôøng gaëp trong söõa laø Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligens, Bacillus, MicroCoCcus … Chuùng coù daïng hình caàu hoaëc hình gaäy, thuoäc nhoùm hieáu khí laãn kî khí. Nhöõng vi khuaån naøy coù khaû naêng sinh toång hôïp protease ngoïai baøo trong moâi tröôøng söõa. Protease seõ xuùc taùc quaù trình thuûy phaân protein taïo ra caùc saûn phaåm polipeptide, peptide vaø acid amin. Moät soá acid amin tieáp tuïc bò phaân huûy taïo NH3, H2S…laøm cho söõa coù muøi khoù chòu. Vaø cuõng coùvaøi gioáng vi khuaån coù khaû naêng sinh toång hôïp lipase ngoïai baøo. Enzyme naøy xuùc taùc quaù trình thuûy phaân caùc chaát beùo trong söõa taïo nhieàu saûn phaåm coù muøi oâi. Caùc protease vaø lipase naøy raát beàn nhieät vaø nhanh choùng laøm hö hoûng söõa. Ngoài ra, coøn coù moät soá vi khöaån gaây thoái taïo ra khí (CO2, H2…), sinh toång hôïp caùc acid höõu cô laøm giaûm pH söõa vaø gaây ñoâng tuï protein. B TAÙC ÑOÄNG CUÛA ENZYME LEÂN CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA CAÙC CAÙCH BAÛO QUAÛN SÖÕA: I. TAÙC ÑOÄNG CUÛA ENZYME LEÂN CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA SÖÕA: 1 Thuûy phaân chaát beùo: Chaát beùo trong söõa (chuûa yeáu laø triglixeride) coù theå bò thuûy phaân döôùi xuùc taùc cuûa heä enzyme lipase taïo saûn phaåm laø caùc acid beùo töï do, mono hoaëc diglixeride (coù theå taïo glixerol nhöng ñieàu naøy ít xaûy ra. Caùc acid beùo naøy ñöôïc tìm thaáy trong söõa ôû daïng töï do hoaëc daïng muoái Vieäc thuûy phaân chaát beùo, giaûi phoùng caùc acid beùo töï do, ñaëc bieät caùc chaát beùo coù phaân töû löôïng thaáp nhö acid butyric, acid caproic…laøm cho söõa coù muøi oâi kheùt. Ñaëc bieät, Caùc vi khuaån nhieãm vaøo söõa coù khaû naêng sinh toång hôïp lipase ngoïai baøo thuoäc nhoùm Gram() nhö Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligens, Enterobacter … vaø caû nhoùm gram (+) nhö Bacillus, MicroCoCcus … Nhieät ñoä toái öu choù quaù trình sinh toång hôïi lipase bôûi caùc loøai vi khuaån laø 2021oC. Khi baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä thaáp, nhìn chung hoïat tính xuùc taùc cuûa lipase giaûm. Tuy nhieân moät soá nghieân cöùu ñaõ chöùng minh raèng vaøi loïai lipase trong söõa coù theå hoïat ñoäng ôû nhieät ñoä raát thaáp, ngay caû ôû 0oC. Beân caïnh ñoù caùc, caùc lipase ngoïai baøo töø VSV laø nhöõng enzyme beàn nhieät. Quaù trình thanh truøng söõa ñoâi khi khoâng öùc cheá ñöôïc hoøan toøan hoïat tính cuûa chuùng. Cuï theå ñeå giaûm 90% hoïat tính lipase cuûa moät soá loøai vi sinh vaât thuoäc gioáng Pseudomonas, quaù trình thanh truøng söõa ôû 74 oC caàn dieãn ra trong thôøi gian toái thieåu laø 54 phuùt, coøn ôû 130 oC toái thieåu laø 5,2 phuùt. Chæ coù phöông phaùp tieät truøng söõa ôû nhieät ñoä cao trong moät khoûang thôøi gian xaùc ñònh thì môùi coù theå öùc cheá ñöôïc hoàn toàn hoïat tính nhoùm enzyme lipase. 2 Thuûy phaân protein : Quaù trình thuûy phaân protein ñöôïc xuùc taùc bôûi heä enzyme protease. Caùc saûn phaåm thu ñöôïc seõ phuï thoäc vaøo möùc ñoä thuûy phaân, coù theå laø caùc polypeptid vôùi phaân töû löôïng khaùc nhau hoaëc coù theå laø caùc peptid hoaëc acid amin. Moät soá peptid laøm cho söõa coù vò ñaéng. Moät trong soá nhöõng enzyme protease quan troïng do tuyeán vuù tieát ra laø protease kieàm. Cô chaát xuùc taùc cuûa noù thöôøng laø caùc casein. Quaù trình thuûy phaân laøm taêng haøm löôïng casein coù trong söõa. Tuy nhieân, chính caùc protease do vi sinh vaât nhieãm vaøo söõa tieát ra (chuû yeáu laø nhoùm vi khuaån caàn öa laïnh ) môùi gaây neân nhöõng bieán ñoåi saâu saéc veà thaønh phaàn protein laãn muøi vò cuûa söõa. Theo keát quaû nghieân cöùu tröôùc ñaây, moät soá vi khuaån nhö Psedomonas fluorrescens coù theå sinh toång hôïp protease ôû nhieät ñoä raát thaáp (3 oC ). Caùc enzyme naøy coù pH toái öu laø 78, nieät ñoä toái öu trong khoûang 4050 oC. Tuy nhieân chuùng vaãn hoïat ñoäng ôû caùc giaù trò pH vaø nhieät ñoä thaáp. Kaû naêng beàn nhieät cuûa caùc protease naøycoù cao hôn caø lipase. ÔÛ 150 oC phaûicaàn ñeán 10 giaây môùi coù theå voâ hoïat ñöôïc chuùng. Chính vì theá trong söõa töôi thanh truøng hoaëc tieät truøng UHT, ñoâi khi ngöôøi ta vaãn phaùt hieän thaáy hoïat tính protease. Muùc ñoä thuûy phaân proein caøng saâu saéc thì muøi vò cuûa söõa caøng bò bieán ñoåi. Thöïc teá cho thaáy khi haøm löôïng vi sinh vaät nhieãm trong söõa töø 10.000.000 tbml hoaëc cao hôn, quaù trình thuûy phaân protein seõ ñöôïc taêng cöôøng. Ñaëc bieät neáu söû duïng ñeå saûn xuaát phoâmai, vieäc thuûy phaân protein seõ laøm giaûm löôïng casein trong söõa nguyeân lieäu, töø ñoù laøm giaûm hieäu suaát thu hoài saûn phaåm trong quaù trình ñoâng tuï vaø aûnh huôûng ñeán hieäu quaû kinh teá. Ñeå traùnh caùc hieän töôïng treân, ta caàn xöû lyù nhieät ñeå voâ hoïat caùc enzyme vaø tieâu dieät heä VSV nhieãm vaøo söõa. 3 Caùc bieán ñoåi hoùa hoïc vaø hoùa sinh khaùc lieân quan ñeán söï trao ñoåi chaát cuûa heä VSV trong söõa: Caùc VSV khaùc nhau coù theå coù nhöõng con ñöôøng trao ñoåi chaát khaùc nhau nhöng ñeàu nhaèm muïc ñích taïo ra naêng löôïng ATP vaø vaät chaát TB ñeå phuïc vuï cho söï toàn taïi vaø sinh tröôûng cuûa chuùng trong moâi chaát söõa. Keát quaû laø nhöõng chuyeån hoùa naøy cuõng laøm thay ñoåi saâu saéc thaønh phaàn cuûa söõa. Ñoái vôùi nhoùm vi khuaån lactic, ñeå sinh toång hôïp ATP,moät soá loøai coù theå chuyeån hoùa ñöôøng lactosethaønh acid latic theo chu trình ñöôøng phaân (chu trình EMP). Nhieàu saûn phaåm trung gian vaø saûn phaåm phuï cuûa quaù trình chuyeån hoùa naøy xuaát hieän trong söõa nhö: acetaldehyde, diacetyl, acetoin, caùc acid höõu cô … Ñoái vôùi nhoùm vi khuaån propionic, trong quaù trình toång hôïp naêng löôïng, chuùng chuyeån hoùa ñöôøng thaønh acid propionic, acid acetic, khí CO2 … vaø nhieàu saûn phaåm phuï khaùc. II CAÙC CAÙCH BAÛO QUAÛN SÖÕA Nguyeân lyù trong baûo quaûn : Ngaên ngöøa hoaëc laøm chaäm caùc phaûn öùng enzyme töï thaân cuûa thöïc phaåm ( söï töï phaân huûy). ÖÙc cheá VSV sinh tröôûng vaø phaùt trieån hoaëc tieâu dieät VSV Haïn cheá hoaëc giaûm thieåu söï phaù hoïai cuûa coân truøng hoaëc caùc nguyeân nhaân khaùc Caùc phöông phaùp baûo quaûn söõa chuû yeáu ñöôïc ñeà caäp ñeán laø caùc phöông phaùp vaät lyù, coùn caùc phöông phaùp hoùa hoïc thì phaàn lôùn bò caám, caùc phöông phaùp sinh hoïc chæ ñoâi khi ñöôïc söû duïng vaø thay ñoåi phuï thuoäc vaøo yeâu caàu cuûa söõa. Caùc phöông phaùp vaât lyù coù theå keå ñeán laø: Phöông phaùp laøm laïnh :laøm laïnh vaø laïnh ñoâng. Phöông phaùp ñun noùng : Söõa thanh truøng vaø söõa tieät truøng. Phöông phaùp ñun noùng vaø laøm khoâ töøng phaàn : söõa coâ ñaëc tieät truøng. Phöông phaùp ñun noùng vaø laøm khoâ daïng boät : söõa boät. Phöông phaùp hoùa hoïc ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp coù lieân quan ñeán vaán ñeà baûo quaûn söõa baèng khí oxy. Phöông phaùp sinh hoïc coù nguoàn goác töø vieäc cheá bieán caùc loïai söõa leân men trong ñoù söõa chua laø ñaïi dieän. 1 Kyõ thuaät baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä thaáp: a. Laøm laïnh coâng nghieäp söõa töôi: Ñeå cung caáp moät löôïng lôùn söõa ñöôïc laøm laïnh cho trung taâm söõa phaûi ñöôïc thöïc hieän nhö sau: söõa ñöôïc caùc traïm thu mua vaø ñuôïc laøm laïnh giaùn tieáp ñeán khoûang 10 oC. Nhôø caùc xe hoaëc caùc taøu chôû caùch nhieät, söõa ñöôïc chôû ñeán trung taâm cheá bieán söõa vaø ôû ñoù söõa ñöôïc laøm laïnh phuï tröôùc khi ñöa söõa vaøo chai. Nhieät ñoä cuûa söõa trong chai töø 23 oC vaøo thôøi ñieåm giao haøng. Vì vaây trung taâm coù theå giao haøng haèng ngaøy, theo ñuùng thaønh phaàn cuûa söõa töôi ñöôïc thu hoïach töø tröôùc ñoù chöa ñeán 3 giôø. Trong thöïc teá, chæ coù moät vaøi quoác gia thöïc hieân giaûi phaùp laøm laïnh naøy cho caùc loïai söõa töôi sau khi thu nhaän ñöôïc. Vaø kyõ ngheä naøy chöa ñöôc ñeà caäp moät caùch roäng raõi b. Laøm laïnh ñoâng söõa: Ñaây laø moät daïng baûo quaûn ñöôïc nghieân cöùu tuø naêm 1897. Vaøo naêm ñoù, Danois Casse, ñaõ thí nghieäm laøm laïnh ñoâng söõa coù dung tích söõa töø 13 ñeán 15. Giö yeân nhieät ñoä trong suoát thôøi gian baûo quaûn, khi tieâu thuï söõa ñöôïc laøm noùng chaûy baèng phöông phaùp ñun noùng trong noài caùch thuûy. Tuy nhieân phöông phaùp D. Casse chæ tieán haønh laøm laïnh ñoâng moät phaàn söõa vaø ñöôïc öùng duïng ôû nhieàu nöôùc. Cuûng nhö phöông phaùp laøm laïnh thì phöông phaùp naøy cuõng chæ cho pheùp baøo quaûn trong moät thôøi gian khaù ngaén. Vì vaäy ñeå keùo daøi thôøi gian baûo quaûn caàn phaûi söû duïng phöông phaùp laïnh ñoâng hoøan toøan. Ñeå traùnh hieän töôïng phaân chia caùc caáu töû coù trong söõa, ta caàn phaûi thöïc hieän laøm laïnh ñoâng thaät nhanh vôùi moät lôùp moûng söõa vaø vôùi moät nhieät thaáp thích öùng. Töø 1928, Corblin ñaõ thöïc hieän thaønh coâng vieäc laøm laïnh ñoâng söõa trong thôøi gian 8 phuùt baèng dung dòch muoái ôû 15 oC vôùi chieàu daøy lôùp kem söõa 1 cm. Phöông phaùp naøy ñöôïc toàn taïi trong nhieàu naêm ôû nhieàu nöôùc. Vaøo naêm 1956, Vermoux ñaõ ñoå söõa thaønh lôùp moûng treân maët troáng laøm baèng kim loïai ñaõ ñöôïc laøm laïnh ñeán 20 oC bôùi taùc nhaân tröïc tieáp laø amoniac. Söõa ñoâng thaønh khoái töùc khaéc döôùi daïng maøng moûng vaø ñöôïc laáy ra nhôø dao naïo. Saûn phaåm hieän nay thu ñöôïc döôùi daïng tuyeát vaø ñöôïc ñoùng goùi töï ñoäng trong giaáy nhoâm. Suï giao nhaän caùc goùi söõa vaø vieäc baûo quaûn chuùng ñeán luùc baùn cho ngöôøi tieâu duøng caàn phaûi thöïc hieän ôû nhieät ñoä xaáp xæ 5 oC. Ñeå ñaûm baûo coù ñöôïc söï keát tinh ñoàng nhaát, ngöôøi ta theâm vaøo söõa 2ooo alginat. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy chöa phaùt trieån do chi phí ñaàu tö cao. 2 Kyõ thuaät baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä cao: Phöông phaùp söû duïng nhieät ñoä cao ñöôïc duøng phoå bieán treân toaøn theá giôùi. Taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä cao coù taùc duïng ñaëc tröng hôn laø taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä thaáp. Taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä cao cho pheùp tieâu dieät caùc loïai vi sinh vaät vaø chuû ñoäng ñieàu khieån ñöôïc söï phaùt trieån cuûa chuùng khi caàn thieát. Vieäc xöû lyù söõa ôû nhieät ñoä cao koâng chæ ñôn thuaàn laø phöông phaùp baûo quaûn maø coùn coù theå laøm taêng chaát löôïng ban ñaàu trong moät soá tröôøng hôïp. Lyù thuyeát xöû lyù söõa ôû nhieät ñoä cao tuy coøn chua ñöôïc giaûi thích roõ, nhöng coù öu vieät roõ neùt laø ôû nhieät ñoä cao coù khaû naêng tieâu dieät taát caû VSV ñeå keùo daøi thôøi gian baûo quaûn. Nhieät ñoä thöôøng sö ûduïng laø treân 100 oC. Coøn ñoái vôùi saûn phaåm chæ caàn baûo quaûn trong thôøi gian ngaén, coù theå söû duïng nhieät ñoä thaâp hôn 100 oC, nhung phaûi ñaûm baûo loïai tröø taát caû caùc VSV coù khaû naêng gaây beänh. Trong tröôøng hôïp ñun noùng ôû nhieät ñoä treân 100 oC laø phöông phaùp tieät truøng vaø nhaän ñöôïc söõa tieät truøng. Trong tröôøng hôïp ñun noùng ôû nhieät ñoä thaáp hôn 100 oC laø phöông phaùp thanh truøng vaø nhaän ñöôïc söõa thanh truøng. Nhieät ñoä söû duïng vaø thôùi gian ñun noùng coù aûnh höôûng saâu saéc ñeán caáu truùc cuûa söõa thoâng qua vieäc bieán ñoåi caùc thaønh phaàn chính chieám tæ leä cao trong söõa nhö: Taùc ñoäng leân chaát beùo: Caùc glyxerit thöôøng ít thay ñoåi bôûi taùc ñoäng cuûa phöông phaùp ñun noùng. ÔÛ nhieät ñoä raát cao môùi coù theå xuaát hieän caùc thay ñoåi veà thaønh phaàn nhu taïo ra moät vaøi loïai acid khoâng no coø maïch mgaén hoïac taïo ra caùc ñoàng phaân cuûa caùc acid beùo, coù nghóa töø moät phaân töû glyxerit seõ chuyeån thaønh nhieàu phaân töû khaùc. Ngöôïc laïi, caáu truùc lyù hoùa cuûa caùc tieåu caàu beùo chòu aûnh höôûng ñaùng keå bôûi söï ñun noùng:treân 65 oC, protein cuûa maøng bò bieán tính vaø taát caû caùc glyxerit ñeàu trôû thaønh daïng loûng. Chaát beùo hoøan toøan bò noùng chaûy vaø xuaát hieän maøng crem ñoàng thôøi gaây ra söï keát dính ôû beà maët caùc caàu beùo. Taùc ñoäng leân caùc chaát chöùa nitô: Caùc protein hoøa tan ñöôïc ñeàu bò bieán tính khoâng thuaän nghòch baét ñaàu töø nhieät ñoä khoûang 60 oC trong vaøi phuùt. Caùc imunoglobinñeàu laø caùc chaát nhaïy caûm vôùi nhieät nhaát (89% bò bieán tính trong 30 ph ) sau ñoù ñeán lactoglobulin (32%)vaø cuoái cuøng laø lactalbumin (6%). Maët khaùc, söï ñoát noùng laøm giaûi phoùng caùc goác töï do –SH thöôøng song haønh vôùi söï bieán chaát cuûa caùc chaát naøy. Söï giaûi phoùng caùc goác töï do coù lieân quan ñeán caùc hôïp phaàn coù löu huøynh vaø ñeán caùc chaát khöû coù theå oxy hoùa bôûi oxy khoâng khí. Goác töï do –SH laø nguyeân nhaân hình thaønh vò da trong söõa ñun noùng Söï coù maët cuûa caùc nhoùm –SH trong söõa ñun noùng seõ laøm thay ñoåi ñieän theá oxy hoùa ¬¬_ khöû coù taùc duïng laøm roái loïan söï phaùt trieån cuûa caùc VSV, nhaát laø ñoái vôùi caùc vi khuaån. Hôn nöõa söï coù maët cuûa caùc khöû trong söõa coù vai troø baûo veä caùc chaát beùo choáng laïi söï oxy hoùa. ÔÛ nhieät ñoä 120130 oC trong nhieàu giôø coù theå gaây ra söï hö hoûng ñaùng keå thaønh phaàn casein. Ngöôïc laïi, do caáu truùc phöùc taïp cuûa caxi phosphoCazeinat neân coù söï bieán tính khi nhieät ñoä vöôït quaù 7580 oC. Thaät vaäy, vieäc ñun noùng gaây taùc ñoäng ñeán söï caân baèng voán ñöôïc hình thaønh giöõa caùc mixen phosphoCazein vaø caùc muoái khoùang hoøa tan ñöôïc. Ñaëc bieät haøm löôïng muoái canxi hoøa tan coù trng söõa bò giaûm trong quaù trình chuyeån hoùa do moät phaàn caùc muoái hoøa tan ñöôïc chuyeån thaønh caxi triphosphat khoâng hoøa tan. Chính chuùng cuõnghình thaønh neân caùc moái lieân keát phöùc taïp giöõa casein vaø lactoglobulin. Söï thay ñoåi veà lyù hoùa keå treân laø nguyeân nhaân gaây caûn trôû quaù trình ñoâng tuï nhôø men dòch vò. Nhöõng thay ñoåi treân cuõng giaûi thích ñöôïc vì sao söï ñoâng tu xaûy ra trong daï daøy cuûa treûñang buù vaø vì sao khi ngöôøi ta duøng söõa ñun noùng seõ deã tieâu hoùa hôn khi duøng söõa töôi töï nhieân. Taùc ñoäng leân thaønh phaàn ñöôøng lactose: Khi ñun noùng söõa treân 100 oC trong moät thôøi gian, lactose bò phaân huûy taïo thaønh caùc axit höõu cô, caùcloïai röôïu vaø aldehyt. Moät trong soá caùc saûn phaåm phaân huûy naøy chuû yeáu laø do loøai lactobacilli. Ñun noùng ôû nhieät ñoä cao coùn laøm phaân huûy söõa baèng moät quaù trình khaùc. Vieäc ñun noùng deã daøng daãn ñeán laøm taân taïo ra caù maøu naâu ñaäm hay nhaït cho saûn phaåm. Chaúng haïn, do caùc acid amin töï do phaûn öùng vôùi ñöôøng lactose taïo ra maøu naâu cho saûn phaåm thöôøng xaûy ra khi nhieät ñoä ñun noùng vöôït quaù 80oC. Söï xuaát hieän caùc chaát maøu melanoidin naøy thöôøng keøm theo laøm taêng ñoä acid cuûa moâi tröôøng cuõng nhö laøm taêng muøi da vaø muøi chaùy cho saûn phaåm. Caùc bieán ñoåi naøy laøm giaûm giaù trò thöïc phaåm cuûa söõa bôûi moät soá acid amin caàn thieát (ñaëc bieät laø lysin), tham gia vaøo phöùc chaát giöõa lactose protein, maø phöùc chaát naøy khoâng coù moät loïai enzyme tieâu hoùa naøo coù theå phaân taùch ñöôïc. Taùc ñoäng ñeán enzyme : ÔÛ 75 oC phosphotase kieàm bò phaù huûy töùc khaéc. Trong khi ñoù caàn phaûi ñaït tôùi 8082 oC trong vaøi giaây ñeå phaù huûy enzyme reductase cuõng nhö peroxydase. ÔÛ 8590 oC tieâu dieät ñöôïc moät vaøi loaïi enzyme lipase cuûa VSV. Taùc ñoäng ñeán caùc vitamin : ÔÛ nhieät doä ñun noùng thaáp khoâng coù taùc duïnh phaù huûy caùc vitamin. Nhieät ñoä hieän söû duïng phoå bieán trong coâng nghieäp cheá bieán söõa vôùi trình ñoä hieän ñaïi khoâng gaây toån thaát vitamin ñaùng keå maø chính oxy môùi laø yeáu toá chính trongcôù cheá phaân huûy caùc vitamin. Khi ñun noùng ñeán 80 oC trong ñieàu kieän coù oxy töï do seõ gaây maát maùc ñaùng keå moät soá vitamin ( A, B1, B12, C );khi ñun noùng ôû 100110 oC ñöôïc thöïc hieän trong ñieàu kieän khoâng coù khoâng khí thì gaàn nhö toøan boä caùc loïai vitamin ñöôïc baûo toøan, ngay caû vitamin C voán laø loïai vitamin khoâng beàn vöõng bôûi nhieät. Moät vaøi kim loïai nhö Cu, Fe… xuùc taùc maïnh quaù trình phaù huûy vitamin C döôùi taùc ñoäng cuûa nhieät, theùp khoâng gæ khoâng coù phaûn öùng naøy. Taùc ñoäng ñeán heä VSV thoâng thöôøng: ÔÛ 60 oC vaø giöõ nhieät ñoä naøy trong vaøi phuùt laøm cho phaàn lôùn heä sinh naät bò tieâu dieät. Ngoïai trö ømoät soá loøai vi khuaån (caàu khuaån, lieân caàu khuaån vaø caùc tröïc khuaån ) vaãn toàn taïi. 2.1 Thanh truøng söõa: Pasteur ñaõ ñöa ra phöông phaùp baûo quan ôû nhieät ñoä cao maø ngaøy nay ñaõ mang teân oâng :”thanh truøng söõa laø söï tieâu dieät toøan boä heä vi sinh vaät thoâng thöôøng, heä vi sinh vaät gaây beänh baèng caùch söû duïng hôïp lyù nhieät vôùi ñieàu kieän chæ taùc ñoäng ít nhaát ñeán caáu truùc vaät lyù cuûa söõa, ñeán söï caân baèng hoùa hoïc cuõng nhö ñeán caùc caáu töû sinh hoïc, heä enzyme vaø vitamin“. Nhö chuùng ta ñaõ bieát khaû naêng phaù vôõ caáu truùc cuûa caùc loaøi tröïc khuaån chòu nhieät xaûy ra ôû nhieät ñoä 63 oC keùo daøi trong 6 ph hoaëc 71 oC trong 6s ñeán 8s. Tuy nhieân trong thöïc teá ñeå ñaûm baûo phaù huûy hoøan toøan caáu truùc cuûa chuùng, nhöôøi ta thöïc hieän caùc cheá ñoä nhieät töông öùng vôùi thôøi gian nhö sau : 63 oC trong 30 ph hoaëc 72oC trong 12s ñeán 20s. Ñoái vôùi taïp truøng coù trong söõa nhieät ñoä vaø thôùi gian ñun noùng phuï thuoäc vaøo chaát löôïng ban ñaáu cuûa söõa. Neáu söõa thu hoïach ñaùp öùng chæ tieâu vi sinh vaät vaø vieäc vaän chuyeån söõa ñoù ñeán nhaø maùy ñöôïc thöïc hieän trong ñieàu kieän voâ khuaån thì nhieät ñoä caàn thieáy ñeå phaù vôõ caáu truùc cuûa tröïc khuaån chòu nhieät coù theå giaûm bôùt trong giôùi haïn cho pheùp. Ngöôïc laïi, neáu söõa töôi bò nhieãm khuaån naëng thì nhieät ñoä söû duïng phaûi taêng leân Nhieät ñoä laøm laïnh: Heä VSV coù trong söõa raát ña daïng vaø soá löôïng seõ taêng leân neáu cheá ñoä baûo quaûn söõa töôi khoâng thích hôïp. Vi khuaån lactic öa aåm coù theå phaùt trieån bình thöôøng ôû nhieät ñoä töø 30 oC ñeán 60 oC. Vì vaäy khoâng giöõ söõa ñaõ ñöôïc thanh truøng ôû nhieät ñoä naøy ñeå traùnh hình thaønh nhanh acid lactic. Maët khaùc, moät vaøi loïai VSV chòu nhieät coù theå taêng soá löôïng ôû nhieät ñoä moâi tröôøng. Do ñoù ñeå tieâu dieät caùc loøai naøy caàn thieát phaûi laøm laïnh söõa raát nhanh ñeán nhieät ñoä 3 – 4 oC. Tuy nhieân söõa ñöôïc thanh truøng khoâng hoøan toøan oån ñònh bôûi caùc baøo töû coøn toàn taïi vaãn phaùt trieån ñöôïc ôû nhieät ñoä thaáp nhöng vôùi toác ñoä chaäm. Neân söõa sau thanh truøng neáu ñöôïc baûo quaûn trong caùc ñieàu kieän thích hôïp thì vaãn coù theå oån ñònh chaát löôïng trong thôøi gian ngaén. Coù 2 hình thöùc thanh truøng söõa: Thanh truøng ôû nhieät ñoä thaáp :laø phöông phaùp ñun noùng söõa ôû 63 oC trong 30 ph. Laø phöông phaùp chaäm vaø giaùn ñoïan nhöng coù öu ñieåm laø khoâng laøm thay ñoåi cac ñaëc tính cuûa söõa, ñaëc bieät laø thaønh phaàn albumin vaø globulin khoâng bò ñoâng tuï vaø traïng thaùi vaät lyù cuûa caùc caàu beùo khoâng thay ñoåi. Tuy nhieân caùc VSV öa nhieät coù theå phaùt trieån ñöôc, ñoù laø nguyeân nhaân gaây taêng löôïng vi sinh vaät cho söõa sau quaù trình thanh truøng. Thanh truøng ôû nhieät ñoä cao : laø phöông phaùp ñun noùng söõa ôû 75 oC ñeán 85 oC trong voøng 15s. Phöông phaùp naøy nhanh lieân tuïc vaù ít laøm thay ñoåi caùc ñaëc tính cuûa söõa nhöng albumin vaø globulin luoân luoân bò ñoâng tuï moät phaàn. 2.2 Tieät truøng söõa: Muïc ñích cuûa vieäc tieät truøng nhaèn giuùp cho söõa baûo quaûn ñöôïc laâu nhôø vaøo taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä cao laøm thay ñoåi caáu truùc cuûa VSV vaø baøo töû. Phöông phaùp naøy thöôøng söû duïng nhieät ñeå ñun noùng saûn phaåm ñeán khoûang 115 oC trong 15 – 20 s. 3 Bảo quản sữa bằng phương pháp hóa học: Sữa là một sản phẩm tự nhiên, ngay bản thân sữa cũng chứa đựng một lượng khá cao các enzyme kháng khuẩn đủ để giúp cho việc bảo quản sữa. Lactoperosidase trong sữa sống cần một lượng H2O2 nhất định để có thể giết chết vi khuẩn. Tuy nhiên, sữa chỉ được bảo quản trong thời gian ngắn. Vì vậy, để bảo quản sữa được lâu hơn ta cần phải bổ sung thêm lượng H2O2. Nhưng thực tế thì phương pháp này không được sử dụng vì nó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe. Lactose _galactosidase Glucose Glucose oxidase H2O2 Lactoperosidase + SCN OSCN Chất kháng khuẩn CKIEÅM TRA CHAÁT LÖÔÏNG SÖÕA: I. Ñoä acid chung: Ñoä acid chung cuûa söõa thöôøng ñöôïc ño baèng ñoä Thorner ( oT ), baèng soá ml NaOH 0,1N caàn ñeà trung hoaø acid töï do coù trong 100 ml söõa. Coù theå ño baèng phaàn traêm axit lactic. Ñöông löôïng gam cuûa acid lactic laø 90 suy ra 1 ml 0,1 NaOH töông öùng vôùi 0,009% acid lactic. Ñoä acid cuûa söõa töôi thöôøng töø 16 – 19 oT. Khi chuaån vôùi chaát chæ thò phenolphtalein coù maøu hoàng nhaït. Phaûn öùng acid naøy phuø hôïp vôùi söï coù maët cuûa casein, muoái acid cuûa axit photphoric vaø xitric, cuûa CO2 hoaø tan trong söõa . II. Chæ soá ñoä töôi: Chæ soá ñoä töôi ñöôïc ño baèng löôïng ml NaOH 0,1N ñeå trung hoøa caùc acid töï do coäng vôùi löôïng H2SO4 0,1N ñeå ñoâng tuï protein coù trong 100ml söõa. a) Phöông phaùp xaùc ñònh ñoä töôi cuûa söõa baèng acid sunfuric noàng ñoä 0,1N Laáy 10ml söõa töôi (ôû cuøng maãu söõa vöøa xaùc ñònh ñoä acid), theâm 20 ml nöôùc caát sau ñoù chuaån baèng H2SO4 0,1N cho ñeán khi xuaát hieän keát tuûa Löôïng H2SO4 0,1N nhaân vôùi 10 laø chæ soá ñoâng tu.ï Chæ soá ñoä töôi khoâng thaáp hôn 60 laø söõa toát, neáu thaáp hôn 60 thì chöùng toû söõa khoâng töôi vì ñoä acid ban ñaàu lôùn neân cho 1 löôïng nhoû hôn 60 ml H2SO4 0,1N söõa ñaõ ñoâng tuï. b) Phöông phaùp xaùc ñònh ñoä töôi cuûa söõa baèng coàn Coàn laø 1 chaát haùo nöôùc. Khi cho vaøo söõa, neáu söõa ñoù khoâng töôi (coù ñoä chua cao) thì khaû naêng laøm maát voû hydrat cuûa caùc protein trong söõa seõ nhanh, laøm cho caùc phaân töû protein lieân keát laïi deã daøng vaø seõ bò ñoâng tuï ngay. Ñaây laø phöông phaùp ñònh tính xaùc ñònh keát quaû nhanh neân ngöôøi ta thöôøng duøng trong saûn xuaát để phaân loaïi söõa toát, trung bình vaø xaáu. III. Chæ tieâu vi sinh vaät: a) Nguyeân taéc : Döïa vaøo tính chaát khöû cuûa enzyme reductaza laøm maát maøu xanh cuûa chaát chæ thò xanh metylen. Enzyme reductaza do vi khuaån tieát ra, löôïng vi khuaån caøng nhieàu thì löôïng enzyme reductaza caøng lôùn vaø söï maát maøu caøng nhanh : b) Caùch tieán haønh Cho 10 ml söõa vaøo oáng nghieäm ( coù nuùt ) vaø 1 ml xanh metylen. Laéc ñeàu. Ñaët oáng nghieäm vaøo noài caùch thuûy coù nhieät ñoä 38 – 40 oC laø nhieät ñoä thích hôïp cuûa reductaza. Chuù yù ñeå möùc nöôùc ngoaøi oáng nghieäm cao hôn möùc söõa trong oáng nghieäm. Sau khi nhieät ñoä cuûa söõa trong oáng nghieäm ñaït 38 – 40 oC thì baét ñaàu tính thôøi gian. Döïa vaøo keát quaû thôøi gian maát maøu ngöôøi ta phaân loaïi chaát löôïng söõa theo phöông phaùp maát maøu xanh metylen nhö trong baûng: Baûng 2: Phaân loaïi söõa döïa vaøo thôøi gian maát maøu cuûa xanh metylen Thôøi gian maát maøu ( phuùt ) Löôïng vi sinh vaät trong 1 ml söõa Chaát löôïng söõa Xeáp loaïi 20 20 120 120 – 330 > 330 ( 5. 5 h ) 20 trieäu 4 – 20 trieäu 500. 000 – 4 trieäu < 500. 000 Raát toài Toài Trung bình Toát IV III II I IV. Taïp chaát cô hoïc ( ñoä saïch, möùc ñoä nhieãm baån ): Trong quaù trình thu nhaän, qua nhieàu khaâu töø duïng cuï, moâi tröôøng khoâng khí v. v… taïp chaát cô hoïc coù theå xaâm nhaäp vaøo söõa. Tuyø theo möùc ñoä nhieãm baån taïp chaát cô hoïc ngöôøi ta chia laøm 3 loaïi : Loaïi I : Treân giaáy loïc haàu nhö khoâng coù hoaëc chæ coù moät vaøi ñoám nhoû thì ñoù laø söõa toát. Loaïi II : Treân giaáy loïc ít ñoám baån thì ñoù laø söõa loaïi trung bình. Loaïi III : Treân giaáy loïc coù nhieàu ñoám baån thì ñoù laø loaïi söõa keùm phaåm chaát . V. Tyû troïng: Ngöôøi ta xaùc ñònh tyû troïng cuûa söõa ñeå qua ñoù ñaùnh giaù ñöôïc phaàn naøo chaát löôïng cuûa söõa. Giaù trò tyû troïng trung bình cuûa söõa töôi ôû 20 oC laø 1,026 – 1,033 gcm3. Khi nhieät ñoä cheânh leäch nhau 1 oC thì giaù trò tyû troïng sai khaùc 0,0002 Khi tyû troïng cuûa söõa ôû 20 oC lôùn hôn 1,030 ta nghó ngay ñeán moät trong caùc nguyeân nhaân sau : Söõa ñaõ bò taùch bôùt chaát beùo Söõa ñaõ bò pha theâm chaát khoâ vaøo (pha theâm söõa boät) D. ENZYME ÖÙNG DUÏNG TRONG SAÛN XUAÁT PHOMAT 1,2,3 I. Giôùi thieäu chung: Phomat laø moät saûn phaåm laâu ñôøi coù töø 9000 naêm tröôùc. Ñaây laø saûn phaåm raát giaøu dinh döôõng ñöôïc cheá bieán töø söõa : söõa boø, söõa cöøu, söõa deâ …. Laø moät saûn phaåm coâ ñaëc, ngöôøi ta tieán haønh ñoâng tuï casein trong söõa sau ñoù ta taùch khoái ñoâng ñoù ra roài cheá bieán tieáp thaønh phomat. Phomat coù haøm löôïng protein lôùn hôn 20%, lipit nhieàu hôn 30%, caùc muoái khoaùng, vitamin a, B1, B2,…. phomat coù muøi vò ñaëc tröng, baûo quaûn ñöôïc laâu, raát phoå bieán vaø thích hôïp khaåu vò ngöôøi chaâu Aâu, chaâu Myõ. Caùc saûn phaåm cuûa phomat coù nhieàu loaïi vaø khaùc nhau veà caáu truùc, muøi vò, maøu saéc, caùc chæ tieâu hoaù lyù vaø vi sinh. Quy trình saûn xuaát phomat cuõng raát ña daïng. Ta coù theå söû duïng caùc nguyeân lieäu söõa vaø gioâng VSV khaùc nhau ñeå saûn xuaát phomat. II. Phaân loaïi caùc saûn phaåm phomat: Phaân loïai saûn phaåm phomat döïa vaøo 3 yeáu toá sau: a. Phaân loaïi döïa theo haøm löôïng nöôùc: Thoâng qua tyû leä phaàn traêm giöõa löôïng nöôùc vaø toång khoái löôïng phomat ñaõ tröø beùo, ñöôïc kyù hieäu laø MFFB (Moisture on Fat Free Basic). Coâng thöùc ñöôïc tính nhö sau: Döïa vaøo caùch tính giaù trò MFFB, ngöôøi ta chia ra thaønh 5 loïai: Baûng 3: Phaân loaïi döïa theo haøm löôïng nöôùc Loïai saûn phaåm Gía trò MFFB (% ) Phomat raát cöùng ( verry hard ) < 41 Phomat cöùng ( hard ) 49_ 56 Phomat baùn cöùng (semi hard ) 54 _ 63 Phomat baùn meàm ( semi soft ) 61 _ 69 Phomat meàm ( soft ) > 67 b. Phaân loaïi theo quaù trình uû chín: Döïa vaøo quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat coù quaù trình uû chín hay khoâng vaø döïa vaøo heä VSV gaây neân caùc bieán ñoåi trong giai ñoaïn uû chín saûn phaåm. Baûng 4: Phaân loaïi theo quaù trình uû chín: Loaïi saûn phaåm Ñaëc ñieåm Phomat töôi Khoâng qua giai ñoïan uû chín Phomat uû chín Döôïc dieãn ra chuû yeáu: • Beà maët phomat • Beân trong phomat Phomat coù naám moác vaø vi khuaån Heä VSV tham gia: • Beà maët phomat • Beân trong phomat c. Phaân loaïi theo haøm löôïng chaát beùo: Thoâng qua tæ leä phaàn traêm giöõa löôïng chaát beùo vaø toång khoái löôïng phomat ñaõ tröø beùo, ñöôïc kí hieäu FDB (Fat on Dry Basic ). Coâng thöùc ñöôïc tính nhö sau : Döïa vaøo giaù trò FDB, ngöôøi ta chia phomat thaønh 5 loaïi Baûng 5: Phaân loaïi theo haøm löôïng chaát beùo: Loaïi saûn phaåm Giaù trò FDB Phomat coù haøm löôïng chaát beùo raát cao > 60 Phomat coù haøm löôïng chaát beùo cao 45 _ 60 Phomat coù haøm löôïng chaát beùo trung bình 25_ 45 Phomat coù haøm löôïng chaát beùo thaáp 10_ 25 Phomat coù haøm löôïng chaát beùo raát thaáp < 10 III . Nguyeân lieäu saûn xuaát phomat: 1. Söõa :ngöôøi ta coù theå saûn xuaát phomat boø, söõa deâ hoaëc söõa cöøu döôùi daïng söõa töôi ñaõ taùch phaàn beùo hoaëc söõa gaày. Trong saûn xuaát phomat caùc chæ tieâu chaát löôïng söõa raát nghieâm ngaët. Söõa ñöôïc thu nhaän töø nhöõng ñoäng vaät khoûe maïnh,khoâng chöùa khaùng sinh vaø bacteriophage, ngoaøi ra söõa cuõng khoâng bò nhieãm baån caùc chaát taåy röûa chaát saùt truøng töø duïng cuï. Caùc nhaø saûn xuaát thöôøng quan taâm ñeán caùc chæ tieâu cuûa söõa ñaëc bieät nhoùm sinh baøo töû vaø nhoùm VSV öa laïnh. Baøo töû vi khuaån Clotridium tyrobutyricum beàn nhieät,khaû naêng soáng soùt sau quaù trình laø raát lôùn. Trong giai ñoaïn uû chieán phomat, vi khuaån Clostridium leân men chuyeån hoùa acid lactic thaønh acidbutyric vaø khí hydro taïo muøi khoù chieäu vaø gaây hö hoûng cho saûn phaåm,rieâng vi khuaån Pseudomonas coù khaû naêng sinh tröôûng ôû nhieät ñoä thaáp. Caùc enzyme naøy seõ xuùc taùc quaù trìng thuûy phaân lipid vaø proteâin coù theå gaây ra muøi oâi vaø vò ñaéng. Haøm löôïng proteâincasein laø moät chæ tieâu hoùa lyù quan trong,haøm löôïng caøng cao thì hieäu xuaát thu hoài phoâ mai trong saûn xuaát caøng cao 2. Chaát beùo: ñeå saûn xuaát phomat coù ham löôïng chaát beùo cao ngöôøi ta söû duïng theâm cream hoaëc söõa bô, aùc chaát beo naøy phaûi ñaït caùc yeâu caàu nghieâm ngaët 3. Gioáng vi sinh vaät: phoå bieán trong saûn xuaát phomat laø vi khuaån lactic. Ngöôøi ta söû duïng nhoùm vi khuaån lactic öa aåm (Topt=2535 cC ) vaø öa nhieät Topt= 3745 oC ) vôùi cô cheá leân men lactic ñoàng hình hoaëc di hình, ngoaøi ra vi khuaån lactic con taïo saûn phaåm phuï töø quaù trình leân men nhö CO2, acetaldehyde,diaceetyl… moät soá chuûng vi khuaån tham gia vaøo quaù trìng chuyeån hoùa acid citric,quaù trình phaân giaûi proteâin… ñeå taïo neân giaù trò caûm quan vaø chæ tieâu hoùa lyù cho phoâ mai. Caùc loaïi naám moác thuoät gioáng penicillin nhö P.camemberti P.roqueforti ñöôïc söû duïng trong giai ñoaïn uû chín moät soá loaïi phomat baùn meàn 4. Phuï gia vaø caùc nguyeân lieäu khaùc: CaCl2 coù vai troø quan troïng trong quaù trình ñoâng tuï casein. Ngöôøi ta boå sung vaøo söõa döôùi daïng CaCl2 ñeå hieäu chænh thôøi gian ñoâng tuï, oâng cöùng cuûa khoái ñoâng. CO2: khí CO¬2 hoøa tan vaøo söõa laøm giaûm nheï pH cuûa söõa,vieäc suïc CO2 vaøo söõa cho pheùp ruùt ngaén ñöôïc thôøi gian ñoâng tuï casein hoaëc tieát kieäm ñöôïc löôïng chymosin caàn söû duïng. NaNO3 hoaëc KNO3¬: quaù trình thanh truøng khoâng tieâu dieät hoaøn toaøn ñöôïc toaøn boä heä vi sinh vaät coù trong söõa nguyeân lieäu ban ñaàu. Trong saûn xuaát moät soá loai phomat cöùng ngöôøi ta boû qua giai ñoaïn thanh truøng nhieät ñeå saûn phaåm ñaït caáu truùc vaø muøi vò nhö mong muoán. Muoái NaNO3 hoaëc KNO3¬ ñöôïc söû duïng nhö moät taùc nhaân öùc cheá heä VSV nhieâm trong söõa,haøm löôïng toái ña laø30kg100kg söõa,neáu söû duïng quaù nhieàu gaây neân vi khoâng toát cho saûn phaåm. Hieän nay muoái NaNO3 vaø KNO3¬ bò caám söû duïng treân theá giôùi. Chaát maøu: maøu saéc cuûa phomat do caùc hôïp chaát carotenoides hoøa tan trong chaát beùo cuûa söõa taïo neân. Ñeå oån ñònh maøu saéc ngöôøi ta söû duïng chaát maøu töï nhieân nhö carotenoides (E160) hoaëc chlorophylle (E140). Nhöõng nguyeân lieäu khaùc : ñöôøng saccharose, nöôùc eùp traùi caây möùt traùi caây maät ong IV. Qui trình saûn xuaát phomat: 1.Coâng ngheä saûn xuaát phoâ mai meàm khoâng qua giai ñoaïn uû chín (phoâ mai töôi) Chuaån hoùa hieâu chænh haøm löôïng chaát beùo trong söõa nguyeân lieäu. Thanh truøng ôû nhieät ñoä 72oC trong thôøi gian 15 giaây sau ñoù seõ ñöôïc laøm nguoäi veà 2224 0C. Caáy gioáng: ngöôøi ta söû duïng nhoùm vi khuaån öa aåm nhö LactoCoCcus cremoris, LeuconotoC lactis, LeuconostoC cremoris …. ñöôïc thöïc hieän ôû 22 oC, ñeå thöï hieän quaù trình leân men gioáng vi khuaån lactic ñöôïc caáy vaøo söõa theo tyû leä 13%. Leân men :sau khi caáy gioáng leân men lactic ñöôïc thöïc hieän ôû 2022 oC¬. Sau 12 giôø leân men khi giaù trò pH giaûm xuoáng 5,8 thì ngöôøi ta cho enzyme chymosin vaøo. Ñoâng tuï: hoøa tan rennet vôùi nöôùc theo tyû leä 1:10 roài cho vaøo boàn ñoâng tuï,trong quaù trình ñoâng tuï vi khuaån lactic vaãn tieáp tuïc leân men tao acid lactic vaø laøm giaûm pH trong hoãn hôïp, quaù trình keùo daøi khoaûng 46 giôø. Taùch huyeát thanh söõa: coù theå thöïc hieän baèng nhöõng phöông phaùp khaùc nhau. Khuaáy troän: sau quaù trình taùch huyeát thanh söõa coù chöùa casein, nöôùc,chaát beùo,vaø moät soá hôïp chaát khaùc phoái theâm cream hoaëc caùc nguyeân lieäu khaùc. Roùt saûn phaåm:phoâ mai Blanc thöôøng ñöôïc ñöïng trong caùc hôïp plactis vôùi troïng löôïng tònh 150200ghoâïp .
Khoa Cơng nghệ sinh học – Thực Phẩm – Mơi Trường BÀI TIỂU LUẬN CƠNG NGHỆ ENZYME TRONG Q TRÌNH SẢN XUẤT SỮA VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA Thành viên Nguyễn Thị Thanh Nhi 1311110637 13DTP05 Nguyễn Hồng Phi Long 1311110517 13DTP06 Đinh Thế Huy 1311110417 13DTP05 Nguyễn Bảo Nhi 1311110633 13DTP05 Bùi Quốc Cơng 1311110208 13DTP06 TP.HCM, ngày tháng năm 2015 Mục lục LỜI MỞ ĐẦU ………………………………………………… …………………… A-TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ THÀNH PHẦN CỦA SỮA I TÍNH CHẤT VẬT LÝ II THÀNH PHẦN CỦA SỮA 1- Dinh dưỡng .3 2- Enzyme .9 a- Enzyme oxy hóa sinh học b- Enzyme thủy phân ……………………………………… … 10 3-Vi sinh vật sữa vai trò … 11 a- Nấm mốc 11 b- Nấm men ………………………………………………… .… 12 c- Vi kuẩn…………………………………………… ………… 12 B- TÁC ĐỘNG CỦA ENZYME LÊN CÁC THÀNH PHẦN CỦA SỮA & CÁC CÁCH BẢO QUẢN SỮA………………………………………………….….…………… 14 I TÁC ĐỘNG CỦA ENZYME LÊN CÁC THÀNH PHẦN CỦA SỮA ……………………… ………………………………………14 1-Thủy phân chất béo .14 2- Thủy phân protein 16 3- Các biến đổi hóa học hóa sinh khác liên quan đến trao đổi chất hệ vi sinh v ật sữa 16 II CÁC CÁCH BẢO QUẢN…………………… ………………………17 1- Bảo quản sữa nhiệt độ thấp 18 2- Bảo quản sữa nhiệt dộ cao 19 2.1- Thanh trùng sữa 22 2.2- Tiệt trùng sữa 23 3-Bảo quản sữa phương pháp hóa học 24 C-KIỂM TRA CHẤT LƯNG SỮA………………………………….… ………………… 25 D-ENZYME ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT PHOMAT…… .….…….28 I Giới thiệu chung 28 II Phân lọai sản phẩm phomat .29 III Nguyên liệu sản xuất phomat 31 IV Quy trình sản xuất phomat .32 V Sự thay đổi thành phần sữa sản xuất phomat 43 VI Sản phẩm lại sau tách khối đông tụ .50 VII Các enzyne sử dụng đông tụ sữa 52 VIII CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG Q TRÌNH SẢN SUẤT…………………………… 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………………… 62 Lời mở đầu Mỗi khơng xa lạ với “ sữa” Đặc biệt bà mẹ có nhỏ Sữa sản phẩm từ sữa trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho phát triển cách hồn thiện trẻ nhỏ Khơng sữa mang lại nguồn dinh d ưỡng hổ trợ cho hồi phục sức khỏe người bệnh dậy hay người cao tuổi Sữa loại thực phẩm có giá trị dinh d ưỡng cao Trong sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết dễ thể hấp thụ Ngồi thành phần protein, lactose, lipit, muối khống có tất c ả lo ại vitamin chủ yếu, enzyme, ngun tố vi lượng khơng thay Protein sữa đặc biệt, chứa nhiều hài hòa acid amin cần thiết thể người dụng protein sữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng protein thành phẩm khác Từ sữa người ta sản xuất nhiều loại thực phẩm khác nhau: sữa trùng, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa bột, lên men yaourt, kefir, phơ mai, bơ, kem Trong phơ mai sản phẩm đạt giá trị dinh dưỡng cao nước NaUy, Hà lan Chính lợi ích mà sữa mang lại cho chúng ta, hơm s ẽ tìm hiểu vài điều sữa, cách bảo quản sữa tr ước chế biến, cách xác định chất lượng sữa sản phẩm từ sữa A - TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ THÀNH PHẦN CỦA SỮA [2] I-TÍNH CHẤT VẬT LÝ : Sữa chất lỏng máu trắng đục, có độ nhớt lớn hai lần so với nước, có vò đường nhẹ có mùi rõ nét Sữa thường có tính chất sau : Mật độ quang 15 oC Tỷ nhiệt Điểm đông pH Độ axit( oD) Chỉ số khúc xạ 20 oC 1,030 – 1,034 0,93 -0,55 oC 6,5 – 6,6 16 -18 1,35 II- THÀNH PHẦN CỦA SỮA : DINH DƯỢNG: Sữa hỗn hợp với thành phần bao gồm : nước(khỏang 90%), protein, chất béo,đường lactose,các vitamin (A, D, E, B1, B2, B6, B12), hormon, chất khóang…Tuy nhiên hàm lượng chất sữa dao động khỏang rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủng động vật, tình trạng sinh lý vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc,chế độ cho ăn, thời tiết …) a) Nước: a) H2O Trong sữa có dạng : nước tự nước liên kết Nước tự chiếm 96 – 97 % tổng lượng nước Có thể tách trình cô đặc sấy Trong trình bảo quản sản phẩm sữa, nước tự bốc bò ngưng tụ bề mặt sản phẩm Nước liên kết chiếm khỏang 3-4% Hàm lượng nước phụ thuộc vào thành phần hệ keo : protein, phosphatit, polysaccharid, … Nước liên kết thường gắn với nhóm : -NH2, -COOH, -OH, =NH, -CO – NH, …Tùy lọai sữa mà hàm lượng nước liên kết có sản phẩm khác b) Đường lactose: Đường lactose sữa có hàm lượng trung bình 50g/l,là disaccharride phân tử glucose phân tử galactose liên kết với tạo thành Tồn hai dạng α- β- lactose: -Dạng α-lactose monohydrate C12H22O11 H2O (phân tử α-lactose ngâm phân tử nước) -Dạngβ- lactose anhydrous C12H22O11 (phân tử β- lactose khan) Khi bò thủy phân lactose cho phân tử đường glucose phân tử đường galactosetheo phương trình tổng quát: C12H22O11 + H2O C6H12O + C6H12O Đường lactose sữa nhạy cảm nhiệt Giữa 110-130 oC xảy dạng mật nướccủa tinh thể đường Trên 150 oC ta nhân màu vàng 170 oC có máu nâu đậm hình thành trình carame hóa Đường lactose len men tác dụng vi sinh vật tạo sản phẩm khác có lợi có hại c) Protein: Protein sữa bao gồm nhiều lọai : α-lactalbulin, βlactoglobulin, proteose-peptone, Serum-albuminm, Imunoglobulin Trong thành phần chiếm tỉ lệ cao nhất, thành tố quan trọng protit có sữa casein Casein sữa chúng tồn dạng mixen(pH 4,6) Mỗi mixen chứa khỏang 65% nước, phần lại lọai casein khóang(Ca,Mg,P Citrate) Các mixen không đồng với nên phân chia thành thành phần khác biệt α-,β-,γva øκ - casein: α- casein: 60% casein tồn phần β- casein: 30% casein tồn phần γ- casein: 4-8% casein tồn phần κ- casein: 2-6% casein tồn phần αs1- casein: phân bố điện tích phần ưa béo không đồng phân tử protein nên đầu mạch αs1- casein tích điện có tính ưa nước, đầu mạch có tính kỵ nước Phân tử αs1- casein có cấu trúc xếp vòng cung β αs2- casein: có tính ưa nước cao lọai casein phân tử chứa nhiều nhóm phosphoryl gốc cation β- casein:có tính ưa béo cao Phân tử β- casein gồm 10% cấu trúc xoắn α, 13% cấu trúc xếp β 77% cấu trúc không trật tự κ- casein:chỉ chứa gốc phosphoryl Tương tự β- casein, κ- casein có tính lưỡng cực Đầu amino phân tử protein ưa béo đầu carboxyl, nơi liên kết với nhóm glucid (gồm galactose,N-acetylglucosamin N- acetylneuraminic) lại ưa nước, κ- casein gồm 23% vùng xoắn α, 31% vùng xếp β 24% vùng vòng cung β γ- casein: γ1, γ2 γ3- casein sản phấm trình thủy phân β- casein bới plasmine từ máu động vật d) Chất béo: Đặc điểm chất béo có sữa Chất béo sữa có lọai : - Chất béo đơn giản(glyxerit sterit) có hàm lượng 35-45g/l gồm acid béo no không no: acid oleic(C18 không no),acid palmitic(C16 không no), acid stearic (C18 không no) Có công thức tổng quát: - Chất béo phức tạp sữa thường có chứa P, N, S phân tử Tên gọi chung phosphoaninolipid, đại diện lexitin xephalin Gồm nhóm chính: + Nhóm 1: hợp chất với glyxerol Có acid phosphoric phân tử + Nhóm 2: hợp chất với glyxerol Đặc tính hoá lýù chất keo: Mật độ quang 15oC Điểm nóng cháy Điểm hóa rắn Chỉ số iot Chỉ số xà phòng hóa Chỉ số acid bay không hòa tan Chỉ số acid bay hòa tan Chỉ số khúc xạ 0,91-0,95 31-36 oC 25-30 oC 25-45 218-235 1,5-3 26-30 1,453-1,462 Cấu trúc chất béo có sữa Chất béo có sữa tồn dạng huyền phù hạt hình cầu (tiểu cấu) hình ôvan với đường kính từ 2-10 µm tùy thuộc vào giống bò sản sinh sữa Cấu trúc tiểu cầu gồm phần:phần hòa tan phần hòa tan Các tiểu cầu vây quanh màng protit, bề mặt bên màng có lớp phụ có chất phospholipid có thành phần chủ yếu lexitin xephalin Ngòai màng tiểu cầu chứa nhiều chất khácvới hàm lượng nhỏ, chủ yếu :Fe, Cu, enzyme phosphatase mang tính kiềm tập trung phần protit enzyme ructase có phần không hòa tan 10 Hoạt tính enzyme phụ thuộc vào pH Giá trò pH tối ưu rennin 6,0 Khi giảm pH sữa từ giá trò tự nhiên 6,6÷6,7 6,0 tốc độ đông tụ tăng đáng kể Và pH ảnh hưởng đến cấu trúc micelle sữa,khi giảm pH photphat calci bò tách khỏi cấu trúc micelle làm giảm điện tích micelle, nhờ thời gian đông tụ rút ngắn Hàm lượng rennin sử dụng: Hàm lượng rennin ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy phân liên kết peptide phân tử κ _casein Tốc độ trình đông tụ sữa phụ thuộc vào va chạm micelle giải phóng phân đọan caseinomacropeptide Vậy hàm lượng rennin ảnh hưởng đến trình đông tụ cấu trúc khối đông Hàm lượng rennin sử dụng nhiều tốc độ phản ứng thuỷ phân κ-casein lớn, số micelle giải phóng phân đoạn caseinomacropeptide bề mặt chúng nhiều chúng va chạm vào với làm cho tốc độ đông tụ nhanh Trong thực tế sản xuất, với rennin có hoạt lực 1:10 000÷1:15 000, người ta thường sử dụng 30ml enzyme rennin cho 100kg sữa tươi Ta cần hoà lượng enzyme vào thể tích nước tối thiểu gấp hai lần thể tích enzyme cho vào bồn đông tụ chứa sẵn nguyên liệu sữa tươi, sau khuấy thời gian 2÷3 phút Hay ta phun dung dòch rennin lên bề mặt khối sữa Calci : Ion calci làm giảm điện tích casein chúng tạo liên kết với nhóm tích điện phân tử casein, làm giảm lực đẩy tónh điện micelle với giúp cho trình đông tụ sữa diễn nhanh dễ dàng Trong trình sản xuất, người ta thường sử dụng muối clorua calci (CaCl 2) để bổ sung vào sữa trước thực trình đông tụ, hàm lượng dùng khoảng – 20g cho 100kg sữa tươi Việc bổ sung CaCl làm giảm pH sữa, có 53 lợi cho trình đông tụ Nếu bổ sung hàm lïng cao, khối đông tụ trở nên cưng gây khó khăn việc chế biến CO2 : Việc bổ sung CO2 vào sữa làm giảm pH tự nhiên sữa xuống 0,1÷ 0,3 đơn vò Khi thời gian đông tụ rút ngắn, đồng thời tiết kiệm lượng nhỏ enzyme đông tụ sữa mà thời gian đông tụ không thay đổi Sự thay đổi thành phần hóa học khác: Chất béo bò thủy phân trình lên men thành acid béo no, acid béo không no, từ chuyển tiếp thành chất thơm sản phẩm khác Sự chuyển hoá phức tạp khối phomat lên men tạo nên đa dạng, phong phú sản phẩm phomat Mùi vò đặc trưng phomat đònh: acid amin tự do, loại acid hữu cơ, rượu, mùi thơm nhiều hợp chất khác VI Thành phần lại sữa tách khối phomat ra: Sau tạo kết tủa casein enzyme đông tụ sữa hay điểm đẳng điện ta thu dung dòch sữa lại ( gọi whey), chứa: α-lactalbumin, β-lactoglobulin lượng nhỏ protein albumin Protein lactoserum, đặc biệt α-lactalbumin có giá trò dinh dưỡng cao Thành phần acid amin chúng giống với thành phần acid amin lý tưởng o α-lactalbumin: có thành phần acid amin tương tự casein Điểm đẳng điện pH=5,1 Không bò tụ men sữa o β-lactoglobulin: có điểm đẳng điện pH=5,3 Khi đun nóng, đầu sunfua bắt đầu hình thành β-lactoglobulin, β-lactoglobulin 54 casein K, α-lactalbumin β-lactoglobulin Rennin không làm đông tụ β-lactoglobulin Rennin không làm đông tụ βlactoglobulin điều kiện thường β-lactoglobulin bò biến tính xử lý nhiệt độ cao nên sau lên men β-lactoglobulin chuyễn vào quện sữa Mỗi năm công nghiệp sản xuất phomat sản sinh lượng lớn nước sữa tách từ phomat Nước sữa tách từ phomat (còn gọi whey) whey có chứa thành phần lactose chiếm khoảng 70÷75% thành phần whey Thủy phân lactose sử dụng chủ yếu acid galactosidase, nhằm chuyển đổi whey vào thành phần thức ăn hữu ích, thủy phân lactose thành glucose hay galactose Quá trình thủy phân cho phép sản phẩm sữa sử dụng nhiều Đối với người mà ruột có lượng acid galactosidase thấp, thuỷ phân lactose lượng lactose đến máu, nước tiểu tới ruột già Ta xem ảnh hưởng thể chứa lượng lactose mức: 55 nh hưởng đến khả nước từ mô hay ảnh hưởng đến hiệu ứng thẩm thấu Do mật độ acid giảm dẫn đến khả hấp thụ canxi Lên men lactose đường ruột hệ vi sinh vật sản sinh lượng H2 CO2 gây bệnh đầy ,tiêu chảy… Sự thuỷ phân lactose sữa ngăn chặn kết tinh sản phẩm: sữa đông đặc, sữa cô đặc Trong việc sản xuất thức uống có mùi vò sữa, thuỷ phân lactose sữa giảm bớt yêu cầu lượng đường từ 20÷41% giảm bớt lượng calo khoảng 10% Sử dụng sữa thuỷ phân để sản xuất sữa chua phomat giảm bớt thời gian acid hoá, tăng nhòp độ phát triển cấu trúc hương vò sản xuất phomat Đồng thời sữa thủy phân giúp cho sinh vật khả sử dụng lactose nguồn cacon sản phẩm lên men từ sữa Thêm vào thủy phân lactose từ dang tan, không thành glucose galactose với độ hòa tan tăng 3÷4 lần độ tăng 0,8 Nước sữa thủy phân sử dụng thay tạo vi (vò lactose đặc trưng) sản phẩm như: siro trái đóng hộp đồ uống nhẹ, công nghiệp bánh kẹo Tóm lại, nước sữa thuỷ phân sử dụng theo cách sau: Như dạng siro với đầy đủ chất dinh dưỡng sử dụng sữa, bánh kẹo thức uống Như chất tạo màu sản phẩm bánh kẹo Như môi trường lên men nhanh sản xuất yoghurt, phomat, bia rượu Như thay sản xuất kem để ngăn chặn tình trạng có sạn kết tinh lactose VII Các enzyme sử dụng đông tụ sữa: 56 Quá trình đông tụ casein sữa thực nhiều enzyme khác nhau, chế phẩm enzyme từ nguồn động vật (rennin, pepsin,…) có số enzyme từ nguồn thực vật số loài VSV có khả sinh tổng hợp enzyme có hoạt tính đông tụ sữa Từ nguồn động vật: Rennin (còn có tên gọi chymosin): có vai trò thay đổi sữa từ dạng dung dòch sang dạng khối (gel) Hoạt động enzyme khoảng thai bò tháng thứ 3-4 ngày tuổi bê bú Khi vật lớn, bắt đầu ăn, tạo rennin thay pepsin Rennin tác động lên chất casein sữa bò lọai sữa khác Đặc tính thủy phân casein rennin phụ thuộc nhiều vào pH Ở pH = 6,8 rennin phân cắt trung bình 1/33 pH = 2,3 phân cắt 1/8 số liên kết peptit phân tử casein Rennet: rennet hổn hợp chymosin, gọi rennin pepsin trích từ dòch dày động vật bú bò, cừu Tỷ lệ pepsin/rennin thay đổi, rennin dày động vật chưa cai sữa sau thay pepsin Pepsin: hoạt động dòch vò động vật có vú, chim, bò sát, heo tập trung tế bào phần đáy bao tử Khi tiết, enzyme dạng tiền enzyme không hoạt động gọi pepsinogen Điểm đẳng điện pepsin thấp gần pH = Pepsin bền pH khoảng từ 4÷5, vùng hoạt lực enzyme có phần thay đổi giảm đi, từ pH = 5,5 trở pepsin không hoạt động Nói chung khả đông tụ pepsin Có hai loại pepsin: Pepsin A, pepsin B: Pepsin A tìm thấy hệ tiêu hoá động vật có vú, Pepsin B tìm thấy dày heo với hàm lượng thấp • Từ nguồn thực vật: Một số phế phẩm enzyme từ thực vật có khả làm đông tụ casein sữa, quan trọng enzyme chiết từ Cynara cardunculus, enzyme thuộc nhóm aspartic protease khả đông tụ không thua rennin Từ xưa, người ta sử dụng dòch chiết hoa Cynara cardunculus làm tác nhân đông tụ sữa để 57 chế biến số loại phomat Tuy nhiên, hiên người ta không sản xuất với quy mô lớn, sản xuất thủ công • Từ nguồn VSV: Một số loài VSV có khả sinh tổng hợp enzyme có hoạt động đông tụ sữa, tính đặc hiệu chúng khác Đáng ý enzyme đông tụ sữa từ Rhizomucor michei Rhizomucor pusillus Enzyme bền nhiệt có hoạt lực thủy phân protein cao Enzyme đông tụ sữa từ Cryphonectria parasitica proteease acid với hoạt tính thủy phân cao Ngoài thành tựu kỹ thuật di truyền giúp việc chuyển gen rennin từ bê vào tế bào VSV vi khuẩn E Coli, nấm men Kluyveromyces lactis nấm mốc Aspegillus niger Chúng sinh tổng hợp enzyme gây đông tụ sữa với phân tử protein có trật tự acid amin hòan toàn giống với rennin tách từ bê VIII CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG Q TRÌNH SẢN SUẤT [4], [5] 1.Thiết bò trùng sữa nguyên liệu: Giải thích: 58 Steam: nước condensate: nước ngưng tụ heating water: nước nóng cooling water: nước lạnh unpasteurised milk: sữa chưa trùng vacuum breaker: khóa chân không pastuerised milk: sữa trùng van điều khiển 2.Máy ly tâm: Máy dùng cho việc tách chất béo có sữa chuẩn bò cho khâu chuẩn hóa 2.1.Nguyên lý làm việc: Cream: bơ sữa skimmilk: sữa gầy outlet pump:lổ thóat bolw hood: nấp đậy distribution hole: lổ phân bố disc stack: hệ thống đóa ly tâm lock ring: vòng khóa distributor:thiết bò phân phối sliding bowl bottom: nấp trượt bowl body:nấp đáy hollow bowl spindle:ống đứng 59 60 Do lực ly tâm, thành phần khối lượng khác sữa phân bố theo đường kính thiết bò Với tốc độ quay lớn, thành phần béo phân bố tập trung gần trục quay tách khỏi sữa, phần lại phân bố phía xa trục đưa thu sữa gầy 2.2.Cơ cầu truyền động: Giải thích: hệ thống ống dẫn ống thẳng đứng thùng chứa cặn nắp đậy động thắng, phanh bánh truyền động 61 Hệ thống tiêu chuẩn hóa: Hệ thống gồm thùng chứa nguồn sữa có thành phần xác đònh, đường ống dẫn, bơm hệ thống điều khiển Tùy theo yêu cầu sữa chuẩn hóa, hệ thống điều khiển điều chỉnh lưu lượng dòng nguyên liệu khác nhau, cuối cùng, ta thu dòng hổn hợp có thành phần đạt yêu cầu 4.Thùng làm phomat thiết bò liên quan: Sữa lên men, đông tụ thùng, sau đó, sữa đông tụ cắt nhỏ hệ thống cánh khuấy dao cắt gắn trực tiếp thùng 62 Bộ dao cắt thiết kế từ cắt đặt song song nhau, độâng quay, cắt khối sữa đông tụ thành khối nhỏ hơn, đồng thời whey tách Sau thời gian đông tụ, whey đưa khỏi thùng qua ống tháo dao cắt sữa đông tụ thùng whey Thùngchứa tách Whey 5.Các thiết bò tách whey: Sau tháo whey khỏi thùng lên men, hạt đông tụ qua thiết bò nhằm tách whey triệt để Thiết bò đơn giản, cho hổn hợp gồm hạt sữa đông tụ phần whey lỏng vào thiết bò, whey qua lưới lọc, hạt sữa đông tụ giữ lại lưới Ngoài ra, sản xuất phomat cứng loại cheddar, nhà sản xuất sử dụng hệ thống tách whey gồm nhiều băng tải Trên băng tải có bố trí lổ thóat nước Các băng tải đặt chồng lên nhằm tiết kiệm diện tích Mặt khác, hệ thống này, việc tách whey, có tác động khác cho việc sản xuất phomat kéo, nhào trộn( nhằm tạo cấu trúc cho phomat), hay nghiền nhỏ, phối trộn thêm muối 63 Băng chuyền tách whey Dòch whey chảy qua lổ băng chuyền, khối đông tụ giữ lại bên Whey tách khỏi hổn hợp Các khối đông tụ chuyển từ băng chuyền tách whey sang băng chuyền làm chảy Trên băng chuyền này, khối đông tụ làm chảy tác dụng nhiệt giàn lên băng chuyền Lượng phomat chảy chuyển qua băng chuyền làm nguội Tại đây, phomat chảy đảo trộn, đánh tơi kéo giản nhằm tạo cấu trúc phomat Phomat làm nguội, đông cứng cắt nhỏ, trộn muối 64 6.Máy nén, ép, tạo hình cho phomat: Nguyên lý hoạt động đơn giản, hạt phomat ép từ xuống Lực ép tạo từ hệ thống xylanh nằm bên trục ép Máy ép phomat Ngoài ra, công nghệ sản xuất phomat cứng cheddar, người ta sử dụng thiết bò tạo dạng khối cho phomat Các hạt phomat nghiền ướp muối đưa lên đỉnh tháp Khi tháp đầy, khối đông đun nóng khối cột Hệ thống chân không hoạt động toàn khối cột làm cho sản phẩm đồng nhất, whey không khí Các khối tiêu chuẩn có trọng lượng từ 18 - 20 kg, cắt xén, đóng bao chân không đưa băng tải Tháp thiết kế với chiều cao – m, chứa khoảng 680 kg/h với chu kỳ hoạt động khoảng 1.5 phút/sản phẩm 65 Máy tạo khối phomat 7.Thiết bò gia nhiệt nhào trộn: Trong sản xuất phomat cheddar, sau nghiền nhỏ sữa đông tụ, chuẩn bò cho ép tạo bánh phomat, hạt sữa đông tụ cho vào thiết bò Tại đây, hạt đông tụ gia nhiệt đảo trôn trục vít nhằm làm tăng khã tách whey nhiệt độ cao, tạo cấu trúc cho phomat Giải thích: Nơi cấp nguyên liệu Thùng chứa nước nóng Trục vít Băng chuyền Sữa đông tụ vào thiết bò làm nóng, nhiệt lượng cung cấp nước nóng thùng nhằm tách whey triệt để Các trục vit đảo trộn sữa đông tụ đồng thời làm di chuyển khỏi thiết bò 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn _ Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống _ tập 1: Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa Lâm Xuân Thanh _ Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa _ tập 1, tập Nguyễn Đức Lượng _ Công nghệ enzyme LÂM XUÂN THANH, Giáo trình Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học Kỹ thuật, năm 2003 LÊ THỊ LIÊN THANH - LÊ VĂN HOÀNG, Công nghệ chế biến sữa sản phẩm sữa, NXB Khoa học Kỹ thuật 67