Luận văn tốt nghiệp đánh giá hiệu quả của tổng hợp quá trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có hại trong sữa tươi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI THỊ YẾN Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TỔNG HỢP QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT LÊN HỆ VI SINH VẬT CÓ HẠI TRONG SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG TẠI NHÀ MÁY SỮA TH TRUE MILK KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Cơng nghệ sinh học Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI THỊ YẾN Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TỔNG HỢP Q TRÌNH SẢN XUẤT LÊN HỆ VI SINH VẬT CĨ HẠI TRONG SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG TẠI NHÀ MÁY SỮA TH TRUE MILK KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Cơng nghệ sinh học Lớp : K47 CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2015 - 2019 Người hướng dẫn : TS Bùi Tri Thức Người hướng dẫn : KS Phạm Xuân Tùng Thái Nguyên - 2019 i LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Sinh học cơng nghệ Thực phẩm, tồn thể q thầy giáo Khoa Công nghệ Sinh học công nghệ Thực phẩm giảng dạy, hướng dẫn để em có kiến thức ngày hôm Em xin chân thành cảm ơn KS Phạm Xuân Tùng trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình thực tập, giúp em hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn TS Bùi Tri Thức tận tình dạy, hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Cuối em xin cảm ơn quý cô, chú, anh chị làm việc nhà máy sữa TH True Milk, bạn học lớp K47 - CNSH tồn thể gia đình giúp đỡ động viên tạo điều kiện mặt tinh thần cho em để hoàn thành luận văn trường Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện tốt luận văn tốt nghiệp, song trình thực khơng thể tránh thiếu sót định Vì vậy, em mong góp ý quý thầy, cô giáo bạn để khóa luận em hồn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 02 tháng năm 2019 Sinh viên Thái Thị Yến ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần sữa tươi nguyên liệu 14 Bảng 2.2 Độ hòa tan nước lactoza (g/ml) .15 Bảng 2.3: Thành phần vitamin sữa 17 Bảng 2.4: Thành phần nguyên tố khoáng sữa 18 Bảng 2.5: Thành phần môi trường VRB-Agar 31 Bảng 2.6: Thành phần môi trường PCA 32 Bảng 3.2: Đánh giá cảm quan sữa tươi tiệt trùng 36 Bảng 4.1: Chỉ tiêu sữa tươi nguyên liệu 39 Bảng 4.2: Hệ số pha loãng mẫu cấy 43 Bảng 4.3: Tiêu chuẩn số lượng Coliform E coli cho phép sữa 45 Bảng 4.4: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa tươi nguyên liệu 45 Bảng 4.5: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa bán thành phẩm 46 Bảng 4.6: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa thành phẩm 47 Bảng 4.7: Tiêu chuẩn số lượng TPC cho phép sữa 48 Bảng 4.8: Kết kiểm tra TPC có mẫu sữa tươi nguyên liệu .48 Bảng 4.9: Kết kiểm tra TPC có mẫu sữa bán thành phẩm 49 Bảng 4.10: Kết kiểm tra TPC có mẫu sữa thành phẩm 50 Bảng 4.11: Kết đánh giá cảm quan sữa tươi tiệt trùng .51 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Trang trại bò sữa TH True Milk Hình 2.2 Các loại sản phẩm sữa tươi trùng .6 Hình 2.3: Các loại sản phẩm sữa tươi tiệt trùng Hình 2.4: Các loại sản phẩm sữa tươi cơng thức Hình 2.5: Thiết bị gia nhiệt Hình 2.6: Thiết bị ly tâm 10 Hình 2.7: Cấu tạo thiết bị đồng hóa 11 Hình 2.8: Thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống 11 Hình 2.9: Máy rót tetra pak Error! Bookmark not defined Hình 2.10: Vi khuẩn Coliform 26 Hình 2.11: Vi khuẩn E coli .27 Hình 2.12: Môi trường VRB-Agar 31 Hình 2.13: Mơi trường PCA .32 Hình 2.14: Đĩa Petrifilm kiểm tra vi sinh vật 32 Hình 4.1:Lưu đồ sản xuất sữa tươi tiệt trùng nguyên chất .37 Hình 4.2: Nhân viên lấy mẫu sữa từ xe bồn để kiểm tra hóa lý 38 Hình 4.3: Hệ thống trùng sữa 40 Hình 4.4: Hệ thống tiệt trùng sữa UHT 41 Hình 4.5: Các mẫu sữa tươi nguyên liệu cấy đĩa petrifilm ABC nuôi cấy điều kiện 35oC 48 45 Hình 4.6: Các mẫu sữa thành phẩm cấy môi trường thạch, đĩa petrifilm ABC nuôi cấy điều kiện 35oC 48 47 Hình 4.7: Các mẫu sữa tươi nguyên liệu cấy đĩa petrifilm ABC nuôi cấy điều kiện 35oC 72 48 Hình 4.8: Các mẫu sữa bán thành phẩm cấy đĩa petrifilm ABC nuôi cấy điều kiện 35oC 72 49 Hình 4.9: Các mẫu sữa thành phẩm cấy môi trường thạch, đĩa petrifilm ABC nuôi cấy điều kiện 35oC 72 50 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AOAC Association of Official Analytical Chemists HACCP Hazard Analysis and Critical Contro Points ISO International Organisation for Standardisation MRD Maximum Recovery Diluent PCA Plate Count Agar PSS Physiological Saline QA Quality Assurance QC Quality Control TPC Total Plate Count UHT Ultra Hight Temperature VRB-Agar Violet Red Bile Agar ml mililit Giờ h atm Atmosphere mg% Milligram 100 cc v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung công ty 2.1.1 Lịch sử hình thành phát triển 2.1.2 Tổng quan vùng nguyên liệu sản xuất sữa tươi tiệt trùng 2.1.3 Các dòng sản phẩm sữa tươi công ty cổ phần TH True Milk 2.1.4 Dây chuyền công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng 2.2 Sữa bò 13 2.2.1 Tính chất vật lý sữa bò tươi 13 2.2.2 Tính chất hóa học sữa bị tươi 13 2.2.3 Hệ vi sinh vật sữa 20 2.2.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ sữa bị: 24 2.3 Vi sinh vật gây hại: 25 vi 2.3.1 Vi khuẩn: 25 2.3.2 Nấm 27 2.4 Phương pháp xử lý bảo quản sữa 28 2.4.1 Phương pháp trùng 28 2.4.2 Phương pháp khử trùng 29 2.4.3 Phương pháp tiệt trùng 30 2.5 Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh vật 31 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 3.1 Đối tượng phạm vi 34 3.1.1.Đối tượng 34 3.1.2 Địa điểm thời gian 34 3.2 Nội dung 34 3.3 Phương pháp nghiên cứu: 34 3.3.1 Phương pháp khảo sát quy trình: 34 3.3.2 Phương pháp đánh giá hiệu tổng hợp trình lên hệ vi sinh vật 35 3.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 36 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Kết khảo sát quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng 37 4.2 Kết khảo sát quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật sữa 42 4.3 Kết đánh giá hiệu tổng hợp trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có hại sữa 44 4.3.1 Kết đánh giá hiệu tiệt trùng lên vi sinh vật gây hại Coliform, E coli 44 4.3.2 Kết đánh giá hiệu tiệt trùng lên tổng số vi sinh vật hiếu khí sữa 48 4.3.3 Kết ảnh hưởng tổng hợp phương pháp lên chất lượng cảm quan sữa 51 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 vii 5.1 Kết luận 52 5.2 Kiến nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Sữa sử dụng rộng rãi Việt Nam mà tồn giới sử dụng thực phẩm thiếu hàng ngày nước phát triển Sữa sử dụng thường xuyên thức uống hàng ngày, mà dùng nhiều hình thức khác từ pha chế, trộn với trái cây, làm bánh thêm vào ăn Ở Việt Nam vậy, từ lâu sữa biết đến nguồn cung cấp dinh dưỡng tốt cho người bệnh Đến xã hội phát triển nhu cầu sử dụng sữa ngày tăng Sữa sử dụng cho lứa tuổi từ trẻ nhỏ đến người già Sữa có nhiều dinh dưỡng ngồi cung cấp axit amin thiết yếu, axit béo khơng no, vitamin chất khống cịn cung cấp lượng canxi thiết yếu cho người dùng Tuy nhiên sữa có hàm lượng dinh dưỡng cao, mơi trường thích hợp cho phát triển nhiều loại vi sinh vật có vi sinh vật gây hại cho người ví dụ như: Coliform, E coli, nấm men, nấm mốc, TPC Do vậy, việc bảo quản sữa thường gặp nhiều khó khăn đặc biệt thời gian dài điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam Để đảm bảo sữa bảo quản lâu đưa đến tay người tiêu dùng khắp miền việc loại bỏ tồn vi sinh vật có hại sữa đồng thời cách ly sữa với mơi trường bên ngồi điều cần thiết Có nhiều phương pháp bảo quản sữa khác nhau: phương pháp truyền thống đun sôi hay phương pháp đại trùng, tiệt trùng… Hiện nay, phương pháp tiệt trùng sử dụng phổ biến Tiệt trùng trình xử lý nhiệt độ cao từ 138-141ºC 2-4 giây, làm hại khuẩn lợi khuẩn sữa sau làm lạnh nhanh đóng gói bao bì tiệt trùng đặc biệt Phương pháp loại bỏ tất loại vi sinh vật gây hại có sữa, kéo dài thời gian bảo quản lâu so với phương pháp đun sôi hay trùng TH true milk công ty đầu chế biến sữa tươi tiệt trùng Dây chuyền 42 4.2: Kết khảo sát quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật sữa Sau tiến hành khảo sát quy trình kiểm nghiệm vi sinh vật sữa, quy trình kiểm nghiệm chia làm cơng đoạn chính: (1) chuẩn bị thiết bị dụng cụ thí nghiệm, (2) chuẩn bị mơi trường, (3) lấy mẫu chuẩn bị mẫu, (4) nuôi cấy mẫu, (5) đọc kết (1) Chuẩn bị thiết bị dụng cụ thí nghiệm: Nồi hấp tiệt trùng Tủ cấy vi sinh Tủ ấm cài 35ºC Cân phân tích Bình thủy tinh chịu nhiệt có nút Đĩa petri, ống nghiệm vô trùng Pipet, micropipet, đầu côn vô trùng Thiết bị phải vệ sinh sẽ, dụng cụ phải vô trùng (2) Chuẩn bị môi trường: qua q trình khảo sát có loại mơi trường dùng trình kiểm tra vi sinh vật Mơi trường Maximum Recovery Diluent (MRD): dùng để pha lỗng mẫu cấy Tiến hành pha 9,5g môi trường MRA với lít nước cất dùng bơm hút 9ml vào ống nghiệm chuẩn bị sẵn, đậy nắp bỏ vào túi bóng, túi chứa 15-20 ống Hấp tiệt trùng 121ºC/1atm 15 phút, bảo quản ngăn mát tủ lạnh Môi trường VRB-Agar: môi trường dùng để kiểm tra Coliform E coli Dùng nước cất hấp tiệt trùng 121ºC/1atm 15 phút để pha Cứ 4,15g môi trường pha với 100ml nước cất Tiến hành hấp tiệt trùng 105ºC /1atm phút Môi trường PCA: môi trường dùng để kiểm tra TPC Cứ 2,35g mơi trường pha với 100ml nước cất Hấp tiệt trùng 121ºC /1atm 15 phút (3) Lấy mẫu chuẩn bị mẫu: Quá trình lấy mẫu nhân viên QC thực Đối với mẫu sữa tươi nguyên liệu mẫu sữa bán thành phẩm nhân viên QC hóa lí lấy mẫu để kiểm tra tiêu hóa lí bảo quản tủ lạnh trước nhân viên QA tiến hành lấy mẫu kiểm tra Đối với mẫu sữa tươi thành phẩm nhân viên QC rót lấy mẫu theo 43 sản xuất dây sản xuất đưa lên phòng tiếp nhận mẫu chuẩn bị môi trường cho nhân viên QA kiểm tra Mẫu sữa mã hóa theo ngày sản xuất, theo dây sản xuất Với mẫu sữa tươi thành phẩm sữa phân loại theo hương vi, thể tích dây sản xuất Sau mã hóa nhân viên QA dùng cồn 75º lau qua xếp vào khay theo thứ tự mã hóa trước đưa vào cấy (4) Nuôi cấy mẫu: Để nuôi cấy kiếm tra vi sinh vật sử dụng hai phương pháp khác phương pháp cấy đổ đĩa phương pháp cấy petrifilm 3M Phương pháp cấy đổ đĩa phương pháp nuôi cấy đĩa petri thủy tinh môi trường thạch Phương pháp thực tủ cấy vô trùng đảm bảo tránh nhiễm khuẩn từ người thao tác môi trường xung quanh Ghi kí hiệu lên đĩa petri Các mẫu thu thập cấy riêng rẽ đĩa môi trường vô trùng Dùng pipet vô trùng lấy ml mẫu cho vào đĩa petri Xoay nhẹ đĩa để sữa lan đĩa, để cố định 10 phút Sau đổ mơi trường lên đĩa cố định chờ đông Đĩa cấy sau mơi trường đơng tiến hành lật ngược lại gói giấy báo Đĩa môi trường không bổ sung sữa sử dụng làm đối chứng âm Đĩa đối chứng đĩa cấy mẫu nuôi 35ºC vòng 24h Phương pháp cấy đĩa petrifilm 3M phương pháp ni cấy đĩa cấy có mơi trường pha sẵn Phương pháp thực tủ cấy vô trùng đảm bảo tránh nhiễm khuẩn từ người thao tác môi trường xung quanh Do số lượng vi sinh vật sữa giai đoạn khác có số lượng vi sinh vật khác nên để thuận tiện cho trình đọc kết cần phải pha loãng mẫu với nồng độ khác giúp cho nhân viên QA xác định số lượng vi sinh vật xác Pha lỗng mẫu mã hóa với ống nghiệm chứa PSS Hút 1ml mẫu sữa cho vào ống nghiệm chứa 9ml PSS chuẩn bị sẵn Tiến hành pha loãng theo hệ số pha loãng tùy thuộc loại sữa loại vi sinh vật khác (bảng 4.2) 44 Bảng 4.2: Hệ số pha loãng mẫu cấy Mẫu sữa Sữa tươi nguyên liệu Sữa bán thành phẩm Sữa thành phẩm Hệ số pha loãng (lần) Coliform, E coli TPC Khơng pha lỗng Khơng pha lỗng Khơng pha lỗng Ghi kí hiệu lên đĩa petrifilm Dùng pipet vơ trùng hút 1ml mẫu pha lỗng theo nồng độ thích hợp cho vào đĩa petrifilm dùng khuôn nhựa ấn mạnh mẫu dàn mặt gel đĩa Tiếp theo dùng pipet hút 1ml nước muối hấp tiệt trùng cho vào đĩa petrifilm khác để làm mẫu đối chứng Đĩa đối chứng đĩa cấy mẫu nuôi 35oC vịng 24h (5) Đọc kết quả: Sau ni cấy nhân viên QA tiến hành đọc kết Với mẫu kiểm tra Coliform E coli đọc kết sau 48h ni cấy Cịn mẫu kiểm tra TPC đọc kết sau 72 nuôi cấy Nguyên tắc đọc kết đếm khuẩn lạc đĩa đối chứng khơng có Đối với phương pháp cấy đổ đĩa: Đếm khuẩn lạc đĩa, dùng kính có độ khuếch đại cao thấy cần thiết để phân biệt khuẩn lạc với chất lạ, hạt nhỏ không tan chất kết tủa Đối với đĩa petrifilm: đọc kết dựa theo màu sắc khuẩn lạc Coliform có khuẩn lạc màu tím kèm bọt khí, E coli có khuẩn lạc màu xanh kèm bọt khí TPC có khuẩn lạc màu đỏ 4.3: Kết đánh giá hiệu tổng hợp trình sản xuất lên hệ vi sinh vật có hại sữa 4.3.1: Kết đánh giá hiệu tiệt trùng lên vi sinh vật gây hại Coliform, E coli Mẫu thí nghiệm (1 ml) pha lỗng theo hệ số thích hợp bảng 4.2 trải bề mặt môi trường agar đĩa petrifilm Mẫu nuôi 35oC 48h Kết số lượng khuẩn lạc đánh giá theo tiêu chuẩn bảng 4.3 45 thu số kết sau: Bảng 4.3: Tiêu chuẩn số lượng Coliform E coli cho phép sữa [7],[8] Số lượng cho phép (khuẩn lạc/ml) Loại sữa Sữa tươi nguyên liệu < 1000 Sữa bán thành phẩm < 50 Sữa thành phẩm Kết kiểm tra Coliform, E coli mẫu sữa tươi nguyên liệu thể hình 4.5 bảng 4.4: A B C Hình 4.5: Kết kiểm tra Coliform, E Coli mẫu sữa tươi nguyên liệu đĩa petrifilm ABC A mẫu số lấy từ xe F39, B mẫu số lấy từ xe F48 , C mẫu số lấy từ xe F54 Bảng 4.4: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa tươi nguyên liệu Mẫu Số lượng (khuẩn lạc/ml) Kết Coliform E coli Mẫu 50 100 Đạt Mẫu 440 Đạt Mẫu 100 10 Đạt Số lượng khuẩn lạc E coli trung bình đạt 37 khuẩn lạc/ml sữa, Coliform trung 46 bình 197 khuẩn lạc/ml sữa (bảng 4.4) Số lượng thấp so với tiêu chuẩn số lượng Coliform, E coli cho phép sữa (bảng 4.3) Kết mẫu sữa tươi nguyên liệu đạt tiêu chuẩn Kết kiểm tra Coliform, E coli mẫu sữa bán thành phẩm thu hình 4.6 bảng 4.5: A B C Hình 4.6: Kết kiểm tra Coliform, E Coli mẫu sữa bán thành phẩm đĩa petrifilm ABC A mẫu số lấy từ mẻ 1, B mẫu số lấy từ mẻ 3, C mẫu số lấy từ mẻ Bảng 4.5: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa bán thành phẩm Mẫu Số lượng (khuẩn lạc/ml) Kết Coliform E coli Mẫu 0 Đạt Mẫu 2 Đạt Mẫu Đạt Số lượng khuẩn lạc E coli trung bình đạt khuẩn lạc/ml sữa, Coliform trung bình khuẩn lạc/ml sữa (bảng 4.5) Số lượng thấp so với tiêu chuẩn số lượng Coliform, E coli cho phép sữa (bảng 4.3) Kết cho thấy 47 mẫu sữa bán thành phẩm đạt tiêu chuẩn số lượng vi sinh vật gây hại mức an toàn Kết kiểm tra Coliform, E coli mẫu sữa thành phẩm thể hình 4.7 bảng 4.6: A B C Hình 4.7: Kết kiểm tra Coliform, E Coli mẫu sữa thành phẩm môi trường thạch, đĩa petrifilm ABC A mẫu số B mẫu số 2: sữa tiệt trùng 180ml, C mẫu số 3: sữa tiệt trùng 110ml Bảng 4.6: Kết kiểm tra Coliform, E coli có mẫu sữa thành phẩm Mẫu Số lượng (khuẩn lạc/ml) Kết Coliform E coli Mẫu 0 Đạt Mẫu 0 Đạt Mẫu 0 Đạt 48 Số lượng khuẩn lạc E coli trung bình đạt khuẩn lạc/ml sữa, Coliform trung bình khuẩn lạc/ml sữa (bảng 4.6) Số lượng tiêu chuẩn số lượng Coliform, E coli cho phép sữa (bảng 4.3) Kết mẫu sữa thành phẩm đạt tiêu chuẩn 4.3.2: Kết đánh giá hiệu tiệt trùng lên tổng số vi sinh vật hiếu khí sữa Mẫu thí nghiệm (1 ml) theo hệ số thích hợp bảng 4.2 trải bề mặt môi trường agar đĩa petrifilm Mẫu nuôi 35oC 72h Kết số lượng khuẩn lạc đánh giá theo tiêu chuẩn bảng 4.7 Bảng 4.7: Tiêu chuẩn số lượng TPC cho phép sữa [7], [8] Số lượng cho phép (khuẩn lạc/ml) Loại sữa Sữa tươi nguyên liệu < 100.000 Sữa bán thành phẩm < 1000 Sữa thành phẩm