Tiểu luận

Tiểu luận

Chương 1: Nguyên liệu sữa bò tươi1.1 Nguồn gốc nguyên liệu sữa bò:

Sữa là một loại nguyên liệu rất cần thiết cho đời sống con người, nó cho một giá trị dinh dưỡng cao Giống bò ở Hà Lan có thể cho sản lượng và chất lượng sữa cao Việt Nam ta đã nhập giống bò này về và lai tạo thành giống bò sữa nuôi ở các nông trại với sản lượng sữa cho ra không kém Hiện nay, bò sữa được nuôi ở một số nơi như: Củ Chi, Bình Dương, Đồng Nai…và đang phát triển trại bò lan dần ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như: Bến Tre, Cần Thơ…

Mỗi ngày các nông trại nuôi bò sữa có thể cung cấp hàng triệu lít sữa cho các nhà máy, xí nghiệp Bò cho sữa đều đặng mỗi ngày nên ta có thể thu hoạch sữa bò liên tục 365 ngày một năm.

1.2 Giới thiệu sơ lược về nguyên liệu sữa bò: 1.2.1 Sơ lược về sữa bò:

Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Những chất này có khả năng đồng hóa cao Vì vậy, từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ sơ sinh.

Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng, vitamin Ngoài ra, còn có chất màu và nhiều chất khác Trong các chất trên, trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chất khô của sữa Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa Chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đến lipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không béo.

Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau Chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác.

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của sữa từ các loại động vật khác nhau:

Tổng chất khô(%)

Béo (%)

Protein (%)

Casein (%)

Lactose (%)

1.2.2 Tính chất vật lý của sữa bò tươi:

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-Caroten có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa đã được tách béo – skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6 Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của sữa càng thấp.

Tỷ trọng 1.028 – 1.038 (g/l) pH 6.5 – 6.8

Tỷ nhiệt 0.93 Điểm đông -0.550C

Nhiệt độ sôi 100.20C Chỉ số khúc xạ ở 200C 1.35 Độ nhớt 1.7 – 2.5cp Độ acid được tính bằng độ Dornic – 0D 16 – 18 ( Decigram acid lactic/ lít sữa)

1.2.3 Thành phần hóa học của sữa bò tươi:

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamine, hormone, các chất màu và khí Hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết…).

Bảng 1.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)

Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bìnhNước

Tổng các chất khô:Lactose

ProteinChất béoKhoáng

85,5 ÷ 89,510,5 ÷ 14,53,6 ÷ 5,52,9 ÷ 5,02,5 ÷ 6,00,6 ÷ 0,9

1.2.3.1 Nước : là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng vai trò quan

trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa Hàm lượng nước trong sữa chiếm 87% Phần lớn lượng nước trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng Người ta làm bay hơi nước ở sữa để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và bảo quản hơn sữa tươi.

1.2.3.2 Tổng các chất khô: được hiểu là hàm lượng các chất còn lại trong

sữa sau quá trình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng nước (dạng không liên kết) có trong sữa Đại lượng này thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm (%) khối lượng Chất khô không béo là hiệu số giữa tổng các chất khô (TS) và hàm lượng chất béo trong sữa Từ bảng 1.1, ta suy ra giá trị trung bình của hàm lượng chất khô không béo trong sữa bò là 13,0 – 3,9 = 9,1%.

Đường lactose: lactose là một disaccharid do một phân tử glucose và

một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng :

Dạng α-lactose monohydrate: C12H22O11.H2O Dạng β-lactose khan: C12H22O11

Tỷ lệ hàm lượng giữa α-lactose monohydrate và β-lactose khan trong sữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa.

Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên Ngoài lactose, trong sữa bò còn có glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l), galactose (20mg/l) và các hợp chất glucid chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine, acid N-acetyl neuraminic Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành sản phẩm caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa đã khử trùng thường sẫm hơn sữa chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm.

Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic có thể chuyển hóa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai Sự lên men lactic được ứng

dụng rộng rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phômai…

Các hợp chất có chứa nitơ:

Hình 1.3 Sơ đồ thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa

Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein Các protein của sữa là những protein hoàn thiện Trong thành phần protein của sữa có tới 18 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ 8 axit amin không thay thế được là Valine, Leucin, Isoleucin, Methyonine, Treonine, Phenyalanine, Triptophan và Lyzine Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 75÷85%, α-lactalbumin chiếm khoảng 12% và β-lactoglobulin chiếm khoảng 6% trong toàn bộ lượng protein trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể.

- Casein:

Là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate) Trong sữa có các loại casein khác nhau như: αs-casein, β-casein, κ-casein, γ-casein αs-casein và β-casein

Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò (100%)

Acid amin tự doNucleotideUreAcid uricProtein hòa tan (15÷25%):

α-lactalbuminProteose-peptoneSerum-albuminImmunoglobulinPhân đọan protein hòa tan (không đông tụ ở pH = 4.6)Casein (75÷85%)

γ-caseinPhân đoạn protein trong micelle (đông tụ ở pH = 4.6)

không tan trong sữa tươi Các protein này chứa nhóm photphate (trong đó photpho chiếm khoảng 0,8% trong toàn casein) và nhóm photphate này kết hợp với ion Ca2+ Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa αs-casein và β-casein kết khối và kết tủa.

- Protein hòa tan gồm : β-lactoglobulin, α-lactalbumin, peptone-proteose, immunoglobulin Ngoài ra, trong sữa còn có các protein màng Hàm lượng của chúng rất thấp Màng protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt béo, góp phần làm ổn định hệ nhũ tương trong sữa.

α-lactalbumin: còn gọi là albumin của sữa Hàm lượng α-lactalbumin trong sữa không nhiều, khoảng 0,5-1,0% tùy theo từng loại sữa Trong sữa non có nhiều α-lactalbumin hơn trong sữa thường Khác với casein, α-lactalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan Dưới tác dụng của nhiệt độ cao α-lactalbumin bị đông tụ Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh hơn Các enzym làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ α-lactalbumin Sau khi đông tụ, α-lactalbumin mất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi.

β-lactoglobulin : còn gọi là globulin của sữa Hàm lượng βlactoglobulin ở trong sữa khoảng 0,1-0,2% tùy từng loại sữa β-lactoglobulin cũng có nhiều trong sữa non dưới dạng hòa tan Nó cũng bị đông tụ khi nhiệt độ tăng và không bị đông tụ dưới tác dụng của enzym làm đông tụ casein Sau khi bị đông tụ, β-lactoglobulin cũng mất khả năng hòa tan lại trong nước.

-1.2.3.3 Enzym :

Là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein Sự có mặt của các enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đó là giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa Tuy nhiên, một số enzym có trong sữa như lactoperoxydase, lysozym có vai trò kháng khuẩn Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình

bảo quản trước khi chế biến Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng cao thì thành phần enzym có trong sữa càng đa dạng và họat tính enzym sẽ càng cao.

Lactoperoxydase: enzym này luôn có trong sữa động vật, nó do tuyến vú tiết

ra Enzym xúc tác phản ứng chuyển hóa oxy từ hydrogen peroxyde (H2O2) đến các chất oxy hóa khác Enzym có pH tối thích là 6,8 Trong sữa non, hàm lượng enzym thường cao hơn Khi đun nóng sữa đến 80oC trong vài giây, lactoperoxydase sẽ bị vô hoạt.

Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo

Enzym này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước và oxy tự do Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh chứa một lượng catalase rất thấp Sữa nhiễm vi sinh vật thường có họat tính catalase rất cao Catalase bị vô hoạt ở 75oC sau thời gian 1 phút hoặc vô hoạt ở 65-68oC sau 30phút.

Lipase: người ta tìm thấy một hệ enzym lipase trong sữa bò Chúng xúc tác

thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phóng ra các acid béo tự do Sự thủy phân triglycerid làm tích lũy các acid béo tự do trong sữa Quá trình phân giải tiếp các acid béo này làm cho sữa có mùi ôi khét và mùi kim loại.

Phosphatase: Các phosphatase tìm thấy trong sữa chủ yếu thuộc về nhóm

phosphomonoesterase Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa acid phosphoric và glycerin Có hai dạng phosphomonoesterase trong sữa : phosphatase kiềm và phosphatase acid.

Phosphatase kiềm: có pH tối thích là 9,6 Một trong những tính chất

đặc trưng của phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hóa của nó Sau quá trình thanh trùng, nếu ta kiểm tra ngay mẫu sữa thì không phát hiện thấy hoạt tính phosphatase kiềm Tuy nhiên, sau một thời gian bảo quản, trong sữa sẽ xuất hiện trở lại hoạt tính enzym này Người ta gọi đây là hiện tượng tái hoạt hóa của phosphatase kiềm và đến nay vẫn chưa tìm được lời giải thích rõ ràng về hiện tượng này Để tránh hiện tượng hoạt hóa của phosphatase kiềm, ta cần làm

lạnh nhanh sữa sau quá trình thanh trùng và bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp (2oC) Một số nghiên cứu cho rằng, sự có mặt của ion Ca2+ và Mg2+ thúc đẩy quá trình tái hoạt hóa enzym, ngược lại, các ion Co2+, Cu2+ và Ni2+ lại kìm hãm hiện tượng này.

Phosphatase acid: enzym này có pH tối thích là 4,7 và là enzym bền

nhiệt nhất trong sữa Để vô hoạt nó hoàn toàn, ta cần gia nhiệt sữa đến 96oC và giữ ở nhiệt độ này trong thời gian tối thiểu là 5 phút Phosphatase acid bị vô hoạt bởi NaF.

Lysozym: là một glucosaminidase (hay muramidase) có phân tử lượng

khoảng 14000÷18000Da và là một enzym bền nhiệt Lysozym xúc tác phản ứng thủy phân liên kết β giữa acid muramic và glucosamine của mucopolysaccharide trong màng tế bào vi khuẩn, từ đó gây phân hủy tế bào Lysozym trong sữa bò hoạt động ở pH tối thích là 7,9 Hàm lượng lysozym trong sữa bò trung bình là 130µg/l, khoảng 3000lần thấp hơn trong sữa người (400mg/l).

Protease: theo Humber và Alais (1979) thì có hai loại enzym: protease acid

và protease kiềm được tiết ra từ tuyến vú Chúng thường liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở pH = 4,6 Các enzym protease xúc tác phản ứng thủy phân protein, tạo các sản phẩm như proteose-peptone, peptide và các acid amin tự do Sản phẩm thủy phân là γ-casein và các phân đoạn proteose-peptone có phân tử lượng khác nhau Các protease acid có trong sữa có pH tối thích là 4,0, còn protease kiềm hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,5÷8,0 Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 80oC sau 10 phút.

1.2.3.4 Lipid :

Bảng 1.4 Thành phần lipid trong sữa bò

Thành phần Hàm lượng (% so với

tổng khối lượng lipid) Ghi chúLipid đơn giản:

- Glyceride: triglyceride diglyceride monoglyceride- Cholesteride

- Ceride

- Cholesterol- Acid béo tự do- Hydrocarbon- Vitamin A, D, E, K

Bảng 1.5 Thành phần các acid béo trong sữa

Tên acid béo

Số nguyên tử

% so với tổng lượng acid béo

trong sữa

Nhiệt độ nóng chảy

Trạng thái vật lý ở nhiệt độ

phòngAcid bão hòa:

A butyricA caproicA caprylicA capricA lauricA myristicA palmiticA stearicA arachidic

3,0 ÷ 4,51,3 ÷ 2,20,8 ÷ 2,51,8 ÷ 3,82,0 ÷ 5,07,0 ÷ 11,025,0 ÷ 29,03,0 ÷ 7,00,2

LỏngLỏngLỏngLỏng/rắnRắnRắnRắnRắnRắnAcid không bão

hòa:A oleicA linoleicA linolenicA arachidonic

30 ÷ 402,0 ÷ 3,0

Không lớn hơn 1.0

Không lớn hơn 1.0

Hàm lượng các acid béo không bão hòa trong sữa được xác định bởi chỉ số iod của chất béo Chỉ số khúc xạ của sữa thay đổi phụ thuộc vào thành phần định tính và định lượng các acid béo có trong sữa Đối với sữa bò, chỉ số khúc xạ dao động từ 40÷46 Nếu sữa chứa nhiều acid béo nóng chảy ở nhiệt độ cao thì lipid sữa sẽ có “cấu trúc cứng” Ngược lại, sữa chứa nhiều acid béo nóng chảy ở nhiệt độ thấp thì lipid sữa sẽ có “cấu trúc mềm” hơn Lipid phức tạp gồm 2 nhóm chính:

- Nhóm 1: hợp chất với glycerol.

- Nhóm 2: hợp chất với sphingosine (C18H37NO2).

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0,1 ÷ 20µm Trong 1ml sữa có khoảng 10÷15 tỷ hạt cầu béo Do đó, ta có thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Các hạt cầu béo được bao bọc bởi một lớp màng lipo-protein tích điện âm Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein Phân tử phospholipid có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm cầu; đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo Nếu ta không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy ac-si-met và tạo nên váng sữa Khi đó trong sữa tồn tại hai

pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid; pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như đường lactose, khoáng, một số protein

1.2.3.5 Khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8÷10g/L Các muối trong

sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong số các

nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phosphore và magie Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại

dưới dạng muối hòa tan trong sữa Các nguyên tố khoáng khác như: kali, natri, clo đóng vai trò là chất điện ly (electrolyte) Ngoài ra, sữa còn chứa các

nguyên tố khác như: Zn, Fe, I, Cu, Mo Chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người.

1.2.3.6 Vitamin:

Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm:

- Vitamin hòa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C…- Vitamin hòa tan trong chất bao gồm: A, D, E, K.

Bảng 1.6 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò

Vitamin Hàm lượng Vitamin

Hàm lượng (mg/L)

Hàm lượng (µg/

0.2÷2.0 mg/L0.375÷0.500 µg/L

0.75÷1.00 mg/L

B12CBiotineAcid folic

1.2.3.7 Hormone:

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loại

hormone Chúng được chia thành ba nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride

1.2.3.8 Các hợp chất khác:

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chất khác

và dạng phân tán Khí ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó

khăn trong các quy trình chế biến Do đó, sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến.

1.2.3.9 Hệ vi sinh vật và vai trò của chúng trong sữa bò: được chia làm

2 nhóm

Procaryote: nhóm vi sinh vật procaryote có 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 vắt có thể dao động từ vài nghìn đến vài triệu khuẩn lạc 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.

• Vi khuẩn lactic: rất phổ biến trong tự nhiên Chúng thường được tìm

thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của động vật Để tồn tại trong môi trường 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 và vi khuẩn

lactic dị hình Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như:

yoghurt, kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta sử dụng các loài vi

khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hoá cần thiết Giống vi khuẩn

lactic trong sản xuất công nghiệp là những canh trường vi sinh vật

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 vi sinh vật tạp nhiễm Chúng sẽ tạo ra những chuyển hoá ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đông tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như: ethanol, acid acetic…làm thay đổi thành

phần và giá trị cảm quan của sữa) Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như: Streptococcus, Lactococcus,

Lactobacillus Leuconostoc, Bifidobacterium…Chúng gồm các nhóm

vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình Khi thanh trùng sữa ở 80oC, hầu hết cácvi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt.

• Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hoá

đường lactose 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.

vào sữa Trong sữa vi khuẩn này chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2…làm thay đổi thành phần hoá học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản 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, ly tâm hoặc sử dụng chất

kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.

• Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): được tìm thấy trong

dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại…Vi khuẩn propionic

chuyển hoá 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…người ta sử dụng canh trường

Propionibacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hổng (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.

protease ngoại bào trong môi trường sữa Protease sẽ xúc tác quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptide, peptide và acid amin Một số acid amin tiếp tục bị phân huỷ 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 thuỷ 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 Pseudomonas, Brevibacterium,

Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus… Đáng chú ý hơn

cả là loài Pseudomonas fluorescens Các enzyme protease và lipase

được sinh tổng hợp bởi loài vi khuẩn này rất bền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa Ngoài hai qua trình thuỷ 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 đông tụ protein Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa.

Eucaryote: nhóm VSV này có nhân hoàn chỉnh, nằm trong tế bào, nhân

được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thông tin

di truyền Hai đại diện của nhóm này thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi.

hình trứng…Một số loài nấm men thường gặp trong sữa là

Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hanseni,…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 hoá học trong quá trình bảo quản sữa.

nhiễm vào sữa: Penicillium camemberti, P.roqueforti, P.casei,…Trong số các nấm sợi trên, vài loài thuộc giống Penicillium được sử dụng

trong sản xuất một số loại phô mai Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhều khó khăn trong công nghệ chế biến sữa

Tuy nhiên, khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt, hầu hết các loài nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ10-15 giây Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng.

1.3 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong sữa:

Sữa tươi là môi trường rất thích hợp cho sự xâm nhập và phát triển của các loại vi sinh vật Do sự phát triển của vi sinh vật nên trong sữa tươi có xảy ra nhiều quá trình sinh hóa phức tạp, trong đó có biến đổi có lợi như sự lên men lactic, nhưng chủ yếu là các quá trình biến đổi có hại, làm giảm chất lượng của sữa và cuối cùng dẫn đến hư hỏng.

Một số quá trình biến đổi chủ yếu xảy ra trong bảo quản sữa tươi:

• Sự lên men lactic (sự lên men chua của sữa): chúng phân giải

đường lactose thành nhiều chất phức tạp, chủ yếu là tạo thành acid

lactic Sự lên men lactic được ứng dụng trong việc sản xuất sữa chua.Sự lên men lactic xảy ra chủ yếu do tác động của vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic không bền vững dưới tác động của nhiệt độ cao Khi đun nóng sữa tới 60-650C trong khoảng 15-30 phút vi khuẩn lactic sẽ bị tiêu diệt.

• Sự lên men butiric: là quá trình biến đổi không có lợi của sữa Dưới

tác dụng của vi khuẩn này, đường lactose và các muối của acid lactic bị lên men tạo thành acid butyric, một số chất khí, một số hợp chất acid… làm giảm chất lượng của sữa Vi khuẩn butyric hoạt động mạnh ở nhiệt độ khoảng 400C.

• Sự thối rữa: hiện tượng sữa tươi bị thối rữa là do nhiều loại vi sinh

vật phát triển phân hủy các hợp chất protein của sữa thành những sản phẩm có mùi thối khó chịu Ngoài ra, bản thân các loại vi khuẩn gây thối rữa có thể tự tiết ra các chất độc hoặc phân giải protein thành các chất độc làm cho sữa bị nhiễm độc, chất lượng của sữa giảm dần, thậm chí còn không dùng làm thực phẩm được nữa.

1.4 Các phương pháp bảo quản sữa bò tươi:

Sữa sau khi vắt, lượng vi sinh vật thay đổi khá nhiều Bản thân sữa còn chứa nhiều hệ enzym xúc tác cho các phản ứng sinh hóa làm giảm giá trị của sữa Để hạn chế sữa bị giảm chất lượng, người ta tiến hành bảo quản sữa bằng nhiều phương pháp khác nhau ở điều kiện thích hợp như là:

1.5 Các chỉ tiêu của chất lượng sữa:

Khi đánh giá chất lượng của sữa tươi, người ta thường tiến đánh giá đồng thời các chỉ tiêu như sau:

• Chỉ tiêu về cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị …

• Chỉ tiêu lý hóa: tỷ khối, hàm lượng chất khô, hàm lượng chất béo, độ acid …

• Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi sinh vật ( tạp trùng ) trong 1ml sữa, vi trùng gây bệnh, nấm mốc …

Chương 2: Tổng quan về chăn nuôi bò sữa ở Việt Nam2.1.Tình hình chăn nuôi :

Sau khi có quyết định 167/2001/QĐ-TTG của thủ tướng chính phủ ngày 26/10/2001 phong trào phát triển bò sữa ở nước ta bước vào giai đoạn mới, tổng

đàn bò sữa hàng năm tăng nhanh, tốc độ tăng trung bình giai đoạn 2001-2005 đạt 24,93%

Bảng 2.1 Tăng trưởng đàn bò sữa theo các vùng sinh thái giai đoạn 2001-2005:

Khu vực

Tăng trưởng BQ gđ 2001-2005(%)

Tỷ lệ %/so vói cả nước năm 2005

Đông Nam Bộ là vùng có số lượng đàn bò sữa cao nhất nước và Tây Nguyên có số lượng đàn bò thấp nhất nước.

Thành phố Hồ Chí Minh có số lượng đàn bò và sản lượng sữa đứng đầu nước.

2.2 Các giống bò cao sản :

Các giống bò ngoại thường cho sản lượng sữa cao so với các giống bò nội, một số giống cho năng suất cao như:

- Bò Holstein thuần chủng (bò HF): đây là giống bò sữa chuyên dụng

cao sản của Hà Lan Màu lông đen vá trắng hoặc trắng vá đen, tỷ lệ đen trắng thông thường là 50% - 50% Bò Hà Lan thuần thường có 6 điểm trắng: giữa trán, chóp đuôi và 4 chân Đây là giống bò có sản lượng sữa nhiều và tốt nhất và được nuôi với tỷ lệ cao nhất trong các giống bò sữa hiện nay.

Được nhập về Việt Nam từ những năm 1963-1964 tại Mộc Châu (tỉnh Sơn La) và hiện được nuôi ở đó với quy mô lớn.Sản lượng sữa đạt 5500 – 6000kg/305 ngày.Tỉ lệ mỡ sữa là 3.6%.

Hình 2.1 Hình dáng của bò Holstein

- Bò Jersey thuần chủng: có nguồn gốc từ đảo Jersey ở eo biển

Mangche giữa Anh và Pháp Đây là giống bò sữa có tầm vóc nhỏ nhất nhưng có ngoại hình rất đẹp và hiệu suất cho sữa khá cao Bò có sắc lông màu nâu nhạt

đốm đen.Bò có khả năng gặm cỏ tốt.Tuy có nguồn gốc từ xứ ôn đới nhưng có khả năng chịu được khí hậu của nhiệt đới.

Ưu điểm là khả năng chống chịu tốt, dễ thích nghi và chịu kham khổ tốt hơn bò HF, sản lượng sữa chỉ bằng 1/3-1/2 bò HF (3500-4000kg/chu kỳ 270 ngày) nhưng tỷ lệ mỡ sữa cao từ 5.2 - 5.8%, chất lượng sữa thơm ngon.Bò này có sự trưởng thành sinh dục sớm, con cái từ 12-14 tháng tuổi đã cho phối lần đầu.

Hình 2.2 Hình dáng của bò Jersey

Ngoài ra còn có một số giống bò lai: chúng được sinh sản bằng phương pháp thụ tinh nhân tạo, tinh đực giống đều là tinh bò Holstein Friesian thuần chủng:

- Bò lai HF × Jersey: con lai được tạo ra từ bò mẹ Jersey thuần với tinh bò đực giống Hà Lan.

- Bò AFS: đây là một giống bò lai của Australia, được lai tạo giữa giống bò địa phương với bò Holstein Friesian và bò Siwan Giống bò này tuy sản lượng sữa không cao như bò HF, nhưng có ưu điểm là khoẻ mạnh, ít ốm đau, thích nghi được với những vùng thời tiết khí hậu khô nóng.

2.3 Tình hình phát triển giống bò sữa ở Việt Nam :

Bò HF thuần chủng được đưa về Việt Nam (cụ thể là ở Mộc Châu và Lâm Đồng) từ những năm 1963-1964 cùng với 114 con bò lang trắng đen từ Trung Quốc Năm 1975-1976 nhập 879 con Hoslstein Friesian từ Cu Ba Trải qua 9-10 thế hệ đàn bò này đã thích nghi với khí hậu cũng như môi trường tại Việt Nam.

Năm 2001-2002 nhập 49 con bò Hoslstein Friesian từ Mỹ theo chương trình phát triển bò sữa quốc gia, nhằm phát triển nguồn gen quý à một giống bò có tầm vóc to lớn và cho sản lượng sữa cao Trong chương trình phát triển bò sữa của tỉnh Sơn La năm 2003 nhập 374 bò Hoslstein Friesian từ Australia và chúng được nuôi, sinh sản và sản xuất tại Mộc Châu.

Bò sữa ở nước ta cho năng suất thấp hơn các giống bò ngoại Cơ cấu của đàn bò sữa Việt Nam hiện nay chủ yếu là bò lai HF được lai từ giống bò Holstein của Hà Lan chiếm gần 85% tổng đàn bò sữa, tỷ lệ máu bò lai HF ở đàn bò lai thường từ 50%, 75% và 87,5% Số lượng bò thuần HF chiếm 14% tổng đàn Số còn lại là các giống bò khác

2.4 Điều kiện vắt sữa :

Đối với các loài động vật khác nhau thì thành phần hoá học của sữa sẽ khác nhau, ngay cả ở những động vật cùng loài cũng không giống nhau Thành phần và chất lượng của sữa ở các loài hay ở những động vật cùng loài luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần thức ăn, điều kiện chăn nuôi, sức khoẻ, trọng lượng của con vật, thời kỳ tiết sữa, phương pháp vắt sữa, loài giống và nhiều yếu tố khác Sau đây là một số yếu tố quan trọng cụ thể ảnh hưởng đến chất lượng và số lượng của các thành phần trong sữa:

Loài, giống động vật: sữa vắt từ các loài động vật khác nhau thì khác nhau, ngay cả sữa vắt từ một loài động vật nhưng giống khác nhau cũng sẽ khác nhau mặc dù điều kiện chăn nuôi và phương pháp vắt sữa giống nhau Do

vậy, trong lĩnh vực chăn nuôi bò sữa người ta phải chọn giống cho nhiều sữa và sữa có chất lượng tốt.

Điều kiện chăn nuôi: thời tiết, thức ăn, chuồng trại có ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng sữa Thông thường, sữa vắt vào mùa hè ít lipid hơn sữa vắt vào mùa đông; sữa vắt vào mùa hè, mùa xuân nhiều vitamin và chất màu hơn sữa vắt vào mùa đông.

Thể trạng của con vật: sữa vắt từ các con vật khoẻ mạnh thì khác hẳn từ các con vật ốm yếu, như sữa vắt từ con bò bị bệnh lao thì trong thành phần sữa vắt có nhiều vi trùng lao, sữa vắt từ các con vật bị viêm vú thì trong sữa vắt có các tế bào hồng cầu …

Thời kỳ tiết sữa: là khoảng thời gian bắt đầu có sữa đến khi hết sữa Thời kỳ tiết sữa ở các con vật không giống nhau Thời kỳ tiết sữa của bò sữa trung bình từ 8 đến 10 tháng Trong khoảng thời gian 7-10 ngày đầu của thời kỳ tiết sữa, sữa vắt trong thời gian này được gọi là sữa non (sữa đầu) có thành phần khá đặc biệt: hàm lượng protein sữa non nhiều hơn sữa thường có khi gấp 2-3 lần; chất khoáng, chất miễn dịch và chất men nhiều hơn sữa thường rất thích hợp cho bê con nhưng sữa non có mùi vị kém thơm ngon hơn sữa thường do đó khi vắt sữa bò người ta không lấy sữa non Sữa vắt trong những ngày cuối của thời kỳ tiết sữa gọi là sữa cuối hoặc sữa già, sữa già có vị đắng hơn và nhiều enzym lipase hơn sữa thường.

Phương pháp vắt sữa: để vắt được nhiều sữa trước hết con vật phải thuộc giống cho nhiều sữa, kỹ thuật chăn nuôi phải tốt, nhưng ngoài ra còn một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng tới số lượng và chất lượng sữa vắt được đó là phương pháp vắt sữa Có nhiều phương pháp vắt sữa: vắt bằng tay, bằng máy, phối hợp vắt bằng máy và bằng tay Sử dụng phương pháp nào là do tùy từng nông trại chăn nuôi bò hay do thói quen của từng con vật thì sữa vắt sẽ vừa nhiều, vừa tốt.

2.5 Phương pháp vắt sữa bò:

Quá trình vắt sữa quyết định đến sản lượng sữa thu hoạch được từ mỗi con bò cũng như các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa, chỉ có thể chế biến ra các sản phẩm tốt khi sữa có nguyên liệu tốt.

Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường là lúc sáng sớm và chiều tối.

Sữa vắt ra được làm lạnh ngay, tránh mọi biến đổi xấu đối với sữa Trong trường hợp vắt sữa bằng tay, sữa được lọc qua vải màng (vài lớp), để loại bỏ những tạp chất cơ học có kích thước lớn Có thể phải lọc nhiều lần, sau đó làm lạnh tại chỗ trong thiết bị chuyên dùng.

Hiện nay, có 2 phương pháp vắt sữa phổ biến:• Phương pháp vắt sữa thủ công.

• Phương pháp sử dụng máy vắt sữa.

Ở nước ta hiện nay, chủ yếu là vắt sữa bằng tay Sau đó được vận chuyển tới các cơ sở chế biến hoặc nhà máy bằng ôtô lạnh.

2.5.1 Phương pháp vắt sữa thủ công: 2.5.1.1 Đặc điểm:

Phương pháp vắt sữa thủ công là phương pháp vắt sữa bằng tay Phương pháp này đơn giản nhưng tốn nhiều thời gian, nhân công và khó kiểm soát để đảm bảo sự ổn định cho các chỉ tiêu vi sinh của sữa Phương pháp vắt sữa thủ công thích hợp cho các hộ gia đình nuôi bò sữa với quy mô nhỏ.

Đối với phương pháp vắt sữa thủ công, ta cần chú ý đến các vấn đề sau đây:

• Con vật phải trong tình trạng vệ sinh tốt.

• Nơi vắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ, tránh bụi.

• Người vắt sữa cũng phải trong tình trạng vệ sinh tốt, không bị bệnh truyền nhiễm.

• Các dụng cụ đựng sữa và các dụng cụ khác có liên quan đến quá trình vắt sữa phải được vệ sinh sạch sẽ Nếu có điều kiện nên vô trùng cẩn thận.

• Sau khi vắt sữa xong, cần rửa lại núm vú bò bằng nước sạch và lau khô Ta cũng có thể sử dụng các dung dịch sát trùng để ức chế vi sinh vật, hạn chế sự di chuyển của chúng vào tuyến trong của núm vú.

2.5.1.2 Kỹ thuật vắt sữa:

Vắt sữa bò đúng kỹ thuật là nhằm hạn chế đến mức tối đa sữa cặn tồn tại

trong tuyến bào, tránh viêm vú, đồng thời kích thích quá trình sinh tổng hợp sữa trong tuyến sữa Sự tiết sữa của bầu vú là hoạt động phản xạ có điều kiện diễn ra theo hai pha:

• Pha 1: là pha thần kinh có thời gian tiềm phục ngắn khoảng 1 - 4 giây.• Pha 2: là pha thần kinh thể dịch.Pha này có liên quan đến hoạt động của

hormon oxytoxin Thời gian tiềm phục khoảng 30 - 40 giây.Nhưng oxytoxin từ thùy sau tuyến yên thường kéo dài trong vòng 3 - 5 phút Sau đó hoạt động của oxytoxin sẽ hết hiệu lực.

2.5.1.3 Chuẩn bị vắt sữa:

Trước hết, phải dọn sạch chỗ vắt sữa Con bò nào hay đá nên buộc chân sau lại (buộc chân không ảnh hưởng tới chất lượng sữa vắt được) Ngoài ra, cũng phải buộc đuôi vào đùi để tránh bò quật đuôi làm bụi, phân rơi vào sữa.

Lau sạch vú bằng khăn sạch đã nhúng nước ấm 40 - 500C Sau đó, tiến hành xoa bóp vú: dùng hai bàn tay ôm lấy phía trước và phía sau vú, tay trái ở phía trước, tay phải ở phía sau, hai tay ôm khum khum bầu vú, ép chặt vào nhau, vừa ép vừa làm cho bầu vú chảy đi chảy lại trong lòng bàn tay, làm nhẹ nhàng từ trên xuống dưới, đến núm vú thì nắm lấy và vuốt nhẹ vài cái Xong dùng cả hai bàn tay nâng mạnh bầu vú lên vài lần (như con bê thúc vú mẹ), rồi lại tiếp tục xoa bóp.Như vậy, độ 4-5 lần, đến khi thấy bầu vú cứng lên và các núm vú vểnh ra, đó là dấu hiệu sữa xuống đầy bầu vú Xoa bóp độ 2-3 phút là xong toàn bộ.

2.5.1.4 Vắt sữa:

Có thể vắt hai vú trước, hai vú sau, cũng có thể chéo góc: vú phải phía trước và vú trái phía sau vắt trước, vú phải phía sau và vú trái phía trước vắt sau Khi sữa đã gần cạn (nghĩa là vắt không còn chảy thành tia mạnh nữa) thì tập trung hai tay vắt một núm cho kiệt sữa (gọi là vắt kiệt) Khi vắt kiệt nên vắt lần lượt từ vú phải phía trước sang vú trái phía trước, rồi đến vú trái phía sau và cuối cùng là vú phải phía sau.

Nên ngồi vắt bên trái bò, do đó lúc bắt tay trái ở phía trước và tay phải ở phía sau.

Hình 2.3 Tư thế người ngối vắt sữa bò

Nếu núm vú bò to thì nên vắt nắm: nắm chặt núm vú vào mấy ngón tay, rồi lần lượt bóp chặt ngón trỏ và ngón cái trước làm thành một vòng đai không cho sữa chảy ngược lên bầu vú Sau đó lần lượt bóp chặt ngon giữa, rồi đến nhón đeo nhẫn và ngón út để tống sữa ra ngoài Các động tác này làm theo một trình tự đều đặn, cứ mỗi phút người vắt sữa giỏi có thể bóp được từ 100 - 120 lần, vắt càng nhanh thì lượng sữa càng nhiều.

Nếu núm vú ngắn nhỏ thì nên vắt vuốt: dùng hai tay cái và tay trỏ để vuốt, ngón tay cái áp chặt vào núm vú, ngón tay trỏ vòng trở lại quay núm vú và vuốt mạnh cả hai ngón từ trên xuống dưới Lúc đầu cũng cần làm từ từ, sau tăng dần lên càng nhanh càng tốt

Hình 2.4 Vắt sữa bò bằng cách vắt nắm1- Cách vắt nắm cho ngón tay cái ra ngoài2- Cách vắt nắm cho ngón tay cái vào trong

Khi vắt kiệt cũng làm như đối với núm vú nhỏ ngắn, nhưng cần đưa các ngón tay lên sát tận bầu vú mà bóp hoặc vuốt xuống để sữa không ứ lại ở đây Trong khi vắt sữa nên dùng vaselin để núm vú khỏi nứt nẻ.

Số lần vắt sữa trong một ngày tuỳ thuộc vào sản lượng sữa của từng con bò:

• Lượng sữa dưới 10kg nên vắt 2lần/ngày.• Lượng sữa từ 11 - 20 kg nên vắt 3lần/ngày.