CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU SỮA

Mở đầu Chương 1: CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA SỮA TƯƠI Động vật cho sữa Công nghiệp chế biến sữa: bò (90%), dê, cừu, trâu Ø  Định nghĩa sữa Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Lưu ý: Sữa non (colostrum) vs sữa bình thường (transitional milk)? Ø  1.1 Tính chất vật lý, cấu trúc thành phần hoá học sữa tươi 1.2 Hệ vi sinh vật sữa 1.3 Vắt sữa, vận chuyển, bảo quản sữa trước chế biến 1.4 Nguyên nhân biến chất sữa tươi 1.5 Tiểu luận - Nguyên liệu 1.1.1 Tính chất vật lý, cấu trúc hố lý sữa tươi 1.1.1.1 Một số tính chất vật lý sữa tươi −  Chất lỏng đục, màu trắng đến vàng nhạt −  Mùi đặc trưng, vị nhẹ −  Một số tiêu quan trọng √  Tỉ trọng 1.028 – 1.036 g/cm3 √  pH 6.5 – 6.7 √  Độ chua 15 – 18 0D √  Điểm đông đặc -0,54 – -0,59 oC √  Thế oxy hóa khử 0,1 – 0,2V √  Sức căng bề mặt 50 dynes/cm √  Độ dẫn điện 0,004 – 0,005 /ohm.cm √  Nhiệt dung riêng 0,933 – 0,954 cal/g oC 1.1.1 Tính chất vật lý, cấu trúc hố lý sữa tươi 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi đơn vị:%w/w 1.1.1.2 Cấu trúc hố lý Cấu phần Kích thước (m) Hạt cầu béo 10 -10 -5 -6 -7 Nhũ Dung Huyền Dung tương dịch keo phù keo dịch Các thành phần Khoảng biến thiên Giá trị trung bình X Nước 85,5÷89,5 87,0 Tổng chất khơ 10,5÷14,5 13,0 - Lactose 3,6÷5,5 4,8 Casein micelle 10 -10 -8 Whey protein 10 -10 -8 -9 -9 10 -10 -10 X - Protein 2,9÷5,0 3,4 -9 -10 X - Chất béo 2,5÷6,0 3,9 - Khống 0,6÷0,9 0,8 Đường Chất khống 10 -10 X X 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.1 Nước Có dạng: -  Nước tự do: 96÷97% tổng lượng nước -  Nước liên kết: 3÷4% tổng lượng nước Nhiệt độ đóng băng < 00C, khơng hòa tan muối, đường Dạng đặc biệt nước liên kết nước kết tinh với lactose dạng C12H22O11.H2O Một số hợp chất khác: hợp chất chứa N phi protein, chất màu, enzyme, vitamin, hormone khí 1.1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khô Ø  Chất béo sữa: ü  Lipid đơn giản (98.5%) ü  Lipid phức tạp (1%) ü  Các chất tan béo (0.1%) d = 0,925g/cm3 1.1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khơ Ø  Chất béo sữa: 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khô Ø  Các hợp chất chứa nitơ Các hợp chất nitơ Nitơ phi protein 5% Acid amine, nucleotide, ure, acid uric Nitơ protein 95% Casein (80%) Protein hũa tan (20%) , ,, D = 0,1ữ20àm (3ữ4àm) Micell Đông tụ pI 4.6 β -lactoglobulin α -lactalbumin Peptone-proteose Immunoglobulin Serum-albumin Whey protein 10 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khô Ø  Các hợp chất chứa nitơ -  Tiểu micelle: 10 phân tử casein (đk: 10÷15nm) -  Micelle: 400 - 500 tiểu micelle tạo thành micelle (đk: 200÷400nm) Phân tử caseinκ Liên kết Nhóm PO4 11 Phần kỵ nước CASEIN àCASEIN MICELLE Khơng đơng tụ pH 4.6 Khi biến tính (to) đơng tụ casein 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khô Ø  Các hợp chất chứa nitơ ENZYME ü  Do tuyến vú tiết VSV tổng hợp ü  Ảnh hưởng: §  Biến đổi thành phần hoá học sữa giảm chất lượng, hư hỏng sữa §  Có vai trò kháng khuẩn (lactoperoxydase, lysozyme) ổn định chất lượng sữa 12 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi ENZYME -  Peroxidase: tiêu diệt 800C /vài giây -  Lipase : bị phá hủy 750C sau 60 giây Lưu ý: hòa tan tốt chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cầu béo -  Catalase): bị phá hủy 750C sau 60 giâyà kiểm tra xem sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú hay khơng -  Phosphatase: + Phosphatase kiềm (pH 9÷10): bị phá hủy hoàn toàn 650C /30 phút 800C tức thời Lưu ý: khả tái hoạt sau trùng + Phosphatase acid (pH 4÷4,3): bị vơ hoạt hồn toàn 96 C />5 phút NaF - Protease: + Protease acid (pH=4.0) + Protease kiềm (pH=7,5-8) bị vô hoạt 800C /1 phút 13 1.1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khơ Ø  Muối khống ü  Hàm lượng 8-10g/l, tồn dạng hòa tan dung dịch keo (kết hợp với casein) •  Đa lượng: nhiều Ca, P, Mg, K, Na… •  Vi lượng: Zn, Si, Al, Fe, Cu, I, Mn, F, Se, Cr, Co/Pb, As… ü  Phổ biến muối photphat, clorua, citrat, caseinat 15 1.1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khơ Ø  Lactose (C12H22O11 glucose+galactose) + Tồn dạng: dạng tự dạng liên kết + Dạng đồng phân: α-(C12H22O11.H2O) β-(C12H22O11) + Khả hòa tan thấp, độ thấp + Nhiệt độ cao: phản ứng caramel, maillard + Lên men tác dụng VK lactic + Kết tinh chậm, tinh thể cứng có nhiều dạng tinh thể Vtm B2 ức chế kết tinh lactose 14 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.2 Chất khô Ø  Vitamin − Tan nước: B1, B2, B3, B5, B6, C… − Tan chất béo: A, D, E Vitamin A (retinol) D (calciferol) 16 mg/l 0,3 Vitamin B12 (cyanocobalamin) 0,001 B3 (nicotinamit) mg/l 0,005 E (tocoferol) 1,4 B5 (acid pantothenic) B1 (thiamin) 0,4 C (acid ascorbic) 20 B2 (lactoflavin) 1,7 H (biotin) 0,04 B6 (pyrodoxin) 0,5 M (acid folic) 0,05 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.3 Các hợp chất khác 1.1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1.1.2.3 Các hợp chất khác Ø  Các chất khí sữa Ø  Các chất hoá học khác (sữa bị nhiễm hoá chất) -  Kháng sinh -  Chất tẩy rửa -  Thuốc BVTV -  Kim loại nặng -  Nguyên tố phóng xạ -  Nitrate -  Độc tố vi sinh vật Dạng vết -  Chiếm 5-6% thể tích sữa: CO2: 50÷70%, O2: 5÷10% N2: 20÷30% -  Tồn dạng: hồ tan, liên kết, phân tán -  Bài khí: khí cacbonic, nitơ oxy bị bay hơià độ acid sữa giảm 0,5÷20T 17 18 1.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hoá 1.2.1 Nguồn gốc hệ VSV sữa 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 19 1.2.1 Nguồn gốc hệ VSV sữa Ø  Tình trạng vi sinh - Sữa thể động vật: không chứa VSV - Sữa tươi sau thu hoạch: nhiều nhóm VSV khác Ø  Nguồn lây nhiễm - Bầu vú động vật cho sữa - Người/thiết bị vắt sữa - Thiết bị chứa sữa sau vắt - Môi trường, chuồng trại nơi vắt sữa 20 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 1.2.2.1 Nấm men 1.2.2.2 Nấm sợi -  Nấm men thường gặp: S.cerevisae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis condensi… -  Khơng có lợi: Chuyển hố lactose àbiến đổi hóa học q trình bảo quản -  Có lợi: ứng dụng sản xuất sản phẩm lên men truyền thống (kefir) -  Tiêu diệt 75oC / 10-15s - Nấm sợi thường gặp: Pennicillum, Aspergillus, Geotrichum, Rhizopus…): -  Khơng có lợi: Ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (sản xuất phomai) -  Có lợi: Vài loài thuộc giống Penicillium: sản xuất số loại phomai -  Tiêu diệt 75oC / 10-15s 21 22 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 1.2.2.3 Vi khuẩn v Vi khuẩn lactic: -  Khơng có lợi: chuyển hoá lactose Thay đổi thành phần giá trị cảm quan sữa -  Có lợi: Ứng dụng công nghệ lên men sản phẩm từ sữa yoghurt, kefir, phomat số loại bơ -  Tiêu diệt 80oC v Vi khuẩn Coliform: -  Không có lợi: chuyển hố đường lactose, phân huỷ protein tạo chất khí có mùi khó chịu -  Tiêu diệt hoàn toàn 75oC / 20s 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 1.2.2.3 Vi khuẩn v Vi khuẩn sinh tổng hợp acid butyric (giống Clostridium) -  Thường gặp: C.butyric, C.tyrobutyricum -  Khơng có lợi: Chuyển hố đường lactose Thay đổi hóa học giá trị cảm quan -  Chế độ trùng không tiêu diệt giải pháp kỹ thuật: vi lọc, ly tâm, sử dụng chất kháng khuẩn v Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): -  Khơng có lợi: chuyển hố đường Hư hỏng sữa -  Có lợi: ứng dụng để tạo cấu trúc lỗ hổng hương vị đặc trưng cho sản phẩm phomai Emmenthal, Gruyere -  Tiêu diệt hoàn toàn 75oC / 20s -23 24 -  1.3 Vắt sữa, vận chuyển bảo quản trước chế biến 1.2.2 Hệ VSV sữa vai trò chuyển hố 1.2.2.3 Vi khuẩn v Vi khuẩn gây thối: -  T h n g g ặ p : P s e u d o m o n a s , B re v i b a c t e r i u m , Achromobacter, Bacillus… -  Khơng có lợi: thuỷ phân protein, chất béo àlàm cho sữa có mùi khó chịu, đông tụ sữa 1.3.1 Vắt sữa 1.3.2 Vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch đến nhà máy chế biến 1.3.3 Bảo quản trước chế biến 25 26 1.3.1 Vắt sữa 1.3.1 Vắt sữa Ø Sử dụng máy vắt sữa: u  Vắt sữa máy thông thường (vắt sữa riêng cho bò): thực hộ gia đình ni bò sữa quy mơ vừa nhỏ Ø Thủ công (vắt tay): đơn giản tốn thời gian, nhân cơng, khó kiểm sốt để đảm bảo ổn định tiêu vi sinh sữa Thích hợp cho hộ gia đình ni bò sữa quy mô nhỏ Đầu chụp núm vú) Vấu kẹp 27 28 MÁY VẮT SỮA Vòi thu nhận sữa Ống dẫn chân không HỆ THỐNG VẮT SỮA THEO ĐƯỜNG ỐNG RIÊNG CHO TỪNG CON BỊ 1- Bơm chân khơng 2- Đường ống dẫn chân không 3- Thùng làm lạnh sữa 4- Đường ống dẫn sữa 29 MƠ HÌNH VẮT SỮA TỰ ĐỘNG ĐỒNG THỜI NHIỀU CON BÒ 1.3.1 Vắt sữa Ø Sử dụng máy vắt sữa: u Vắt sữa máy dây chuyền tự động (sữa đồng thời cho nhiều bò ): thực trang trại ni bò quy mơ lớn Đầu tư trang thiết bị vắt sữa tốn 30 1.3.2 Vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch đến nhà máy chế biến Hộ gia đình Vắt sữa Thủ cơng Sữa V đựng bình 30-50l uyển ận ch Trạm thu mua sữa Kiểm tra Lọc Làm lạnh sữa Đựng sữa bồn chứa tạm 2- Phòng điều khiển 4- Cửa dẫn vào khu (1) 7- Khu bê Trang trại 32 Sữa đựng bồn bảo quản lạnh Vận chuyển Bằng xe bồn Vận chuyển Bằng xe bồn 1- Khu vắt sữa tự động 3- Khu làm lạnh bảo quản sữa 6- Khu cho bò ăn 315- Khu nghỉ ngơi Vắt sữa máy làm lạnh sữa Nhà máy chế biến sữa 1.3.3 Bảo quản sữa trước chế biến q  Kiểm tra sữa —  Kiểm tra màu sắc trạng thái sữa: mùi vị 1.3.3 Bảo quản sữa trước chế biến q  Định lượng sữa: trường hợp: •  Theo khối lượng: cân xe trước sau giao sữa sữa —  Độ dụng cụ thiết bị chứa sữa —  Xác định hàm lượng cặn —  Xác định điểm đông đặc sữa —  Hàm lượng protein, chất béo, độ chua sữa —  Xác định VK tổng số 33 34 1.3.3 Bảo quản sữa trước chế biến q  Định lượng sữa: trường hợp: •  Theo thể tích: 1.3.3 Bảo quản sữa trước chế biến q  Bảo quản sữa tươi trước chế biến: 1- Agitator 2- Manhole 3- Temperature indicator 4- Low-level electrode 5- Pneumatic level Indicator 6- High-level electrode 1- Thiết bị khí 2- Bơm 3- Hệ thống lọc 4- Van định lượng 35 36 THÙNG CHỨA SỮA (SILO TANK) 1.4 Những nguyên nhân gây biến chất sữa tươi 1.3.3 Bảo quản sữa trước chế biến q  Bảo quản sữa tươi trước chế biến: q Nhiệt độ thời gian bảo quản: •  10.000 khuẩn lạc/ml : 4oC ngày 1.4.1 Bổ sung chất từ bên ngồi •  50.000 khuẩn lạc/ml : 4oC tối đa ngày 1.4.2 Biến đổi sinh học •  Bảo quản không 4oC q  Xử lý trước chế biến 1.4.3 Biến đổi hố học hố sinh •  Lọc 1.4.4 Biến đổi vật lý •  Bài khí 1.4.5 Biến đổi hố lý •  Làm lạnh •  Ly tâm •  Xử lý nhiệt : 71oC/15s 37 38 1.4.1 Do bổ sung chất từ bên -  Kháng sinh -  Thức ăn -  Chất tẩy rửa chuồng trại, thiết bị chứa -  Sữa chứa lâu thiết bị chứa kim loại Cần quy định cụ thể thời điểm sử dụng chất cho vào thức ăn trước lúc vắt 39 1.4.2 Biến đổi sinh học: trao đổi chất VSV 1.4.3 Biến đổi hóa học hóa sinh •  Thủy phân chất béo •  Oxy hóa chất béo •  Thủy phân protein •  Thủy phân acid amin 1.4.4 Biến đổi vật lý: tỷ trọng, độ khúc xạ, độ nhớt 1.4.5 Biến đổi hóa lý •  Thay đổi cấu trúc micell •  Sự thay đổi hệ nhũ tương: trình làm lạnh, khuấy trộn 40 1.5 Đánh giá chất lượng sữa tươi 1.5 Đánh giá chất lượng sữa tươi 1.5.3 Chỉ tiêu vi sinh 1.5.1 Chỉ tiêu cảm quan ü  Xác định số tế bào soma để phát bệnh viêm ü  Trạng thái sữa: khối chất lỏng đồng nhất, khơng vón cục, vú bò: ≤ 150.000 tế bào / ml (250.000 tb / ml) ü  Xác định tổng số vi khuẩn sữa: ≤ 100.000 vi khuẩn / ml khơng có lớp chất béo mặt, có độ nhớt khoảng 1.1-2.5 đơn vị ü  Màu sắc: trắng ngà (trắng đục) đến vàng nhạt ü  Mùi, vị: mùi thơm đặc trưng dễ chịu, vị 1.5.4 Các tiêu khác 1.5.2 Chỉ tiêu hóa lý ü Độ thiết bị dụng cụ đựng sữa ü  Xác định tỷ trọng: 1.028 – 1.036 g/cm3 ü  Xác định điểm đông đặc sữa: -0,54 – -0,59 ü Hàm lượng cặn oC ü  Xác định tổng hàm lượng chất khô, protein, chất béo 41 sữa ü  pH: 6.5 – 6.7 ü  Độ acid: 16-180 T ü  … 42 ... caseinat 15 1. 1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1. 1.2.2 Chất khơ Ø  Lactose (C12H22O 11 glucose+galactose) + Tồn dạng: dạng tự dạng liên kết + Dạng đồng phân: α-(C12H22O 11. H2O) β-(C12H22O 11) + Khả... Nước 85,5÷89,5 87,0 Tổng chất khơ 10 ,5 14 ,5 13 ,0 - Lactose 3,6÷5,5 4,8 Casein micelle 10 -10 -8 Whey protein 10 -10 -8 -9 -9 10 -10 -10 X - Protein 2,9÷5,0 3,4 -9 -10 X - Chất béo 2,5÷6,0 3,9 - Khống... (98.5%) ü  Lipid phức tạp (1% ) ü  Các chất tan béo (0 .1% ) d = 0,925g/cm3 1. 1.2 Thành phần hố học sữa tươi 1. 1.2.2 Chất khơ Ø  Chất béo sữa: 1. 1.2 Thành phần hoá học sữa tươi 1. 1.2.2 Chất khô Ø  Các