Có thể nói sữa là một loại thực phẩm có đầy đủ các chất quan trọng đối với sự phát triển của cơ thể con ngƣời và là loại thực phẩm duy nhất có thể thay thế sữa mẹ nuôi dƣỡng trẻ sơ sin[r]
(1)Lời mở đầu
ó t lâu ngƣời biết dùng sữa sản phẩm từ sữa nhƣ loại thực phẩm thiết yếu ngày Qua q trình phân tích thành phần dinh dƣỡng ngƣời ta thấy sữa hợp chất giàu dinh dƣỡng cần thiết ngƣời tính hài hịa cân đối Sữa ngồi cung cấp acid amin thiết yếu, acid béo không no, vitamin chất khống cịn cung cấp lƣợng calci dồi dào Sữa có lƣợng lớn chất
nhƣ protein, đƣờng, chất béo, vitamin, số muối khoáng….đặc biệt chúng dƣới dạng dễ hấp thụ thể ngƣời
Các sản phẩm từ sữa, dạng rắn nhƣ mát với kết cấu hình thù tính cảm vị đặc trƣng mang phong vị xứ sở, quê hƣơng, dạng hạt đơn điệu nhƣ loại sữa bột; dạng đặc mịn đơi có thêm hƣơng vị hoa (dâu, cam ) nhƣ loại sữa chua, dạng lỏng nhƣ loại sữa tiệt trùng,sản phẩm chủ yếu chất béo (cream) nhƣ loại bơ, dạng đặc có pha thêm chất khác nhƣ sữa đặc có đƣờng…
Cùng với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, công nghệ chế biến sữa phát triển mạnh mẽ, từ nhà cung cấp nƣớc nƣớc với nhiều mặt hàng đa dạng, phong phú Để đạt đƣợc thành tựu nhƣ ngày ngành sữa Việt Nam, yếu tố lý giải phải kể tới chất lƣợng sống ngƣời dân không ngừng tăng lên, xu hƣớng tiêu dùng thay đổi, nhận thức giá trị dinh dƣỡng sữa tới sức khỏe trẻ em, ngƣời già đƣợc quan tâm hơn… Vì thế, mức tiêu dùng sữa sản từ sữa không ngừng tăng trƣởng, doanh thu doanh nghiệp chế biến, phân phối sữa tăng lên ngày Mặt khác, sách, mục tiêu tầm vĩ mô nhà nƣớc đối vối ngành chăn ni bị sữa, chế biến kinh doanh sữa sản phẩm yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ phát triển đơn vị chế biến Các doanh nghiệp chế biến sữa đời tăng lên nhanh qui mô số lƣợng Tuy nhiên sản lƣợng sữa chƣa đáp ứng cách đầy đủ nhu cầu
(2)công nghệ tiên tiến nƣớc phát triển giới nhƣ Italia, Thụy điển, Đan Mạch, Hà Lan…
Trong năm gần đây, nhờ thực nhờ đổi sách, đầu tƣ tăng cƣờng nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ mà ngành chăn ni nƣớc ta có bƣớc tăng trƣởng nhanh, cung cấp cho xã hội khối lƣợng sản phẩm lớn đa dạng chủng loại Từ sản xuất mang tính tự cấp, tự túc đến sản phẩm chăn nuôi trở thành hàng hố, khơng đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nƣớc mà cịn có khối lƣợng lớn để xuất
Để trở thành hàng hố có giá trị, ngồi việc sản xuất sản phẩm có chất lƣợng tốt việc áp dụng cơng nghệ bảo quản chế biến phù hợp nhằm ổn định nâng cao chất lƣợng sản phẩm, đáp ứng đƣợc nhu cầu thị hiếu ngƣời tiêu dùng
So với nƣớc tiên tiến nƣớc khu vực, công nghệ chế biến sản phẩm chăn nuôi nƣớc ta cịn chậm phát triển Chúng ta thiếu khơng phƣơng tiện, thiết bị kỹ thuật mà thiếu tài liệu khoa học qui trình cơng nghệ chế biến, đặc biệt tài liệu giảng dạy trƣờng trung học chuyên nghiệp công nhân kỹ thuật để đào tạo nguồn nhân lực lĩnh vực
Để góp phần nhỏ vào việc đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật thuộc lĩnh vực bảo quản chế biến sản phẩm chắn nuôi chúng tơi, chúng tơi cho đời giáo trình “C«ng nghÖ chế biến sữa sản phẩm sữa”. Do thời lƣợng mơn học có hạn nên phạm vi giáo trình chúng tơi tập trung giới thiệu kiến thức công nghệ bảo quản chế biến sản phẩm sữa thịt, cá loại sản phẩm thông dụng, chiếm tỷ trọng lớn sản phẩm chăn nuôi Đây giáo trình chun mơn trọng tâm chƣơng trình đào tạo Trung học chuyên nghiệp ngành Chế biến bảo quản thực phẩm tài liệu tham khảo cho ngành có liên quan Kết cấu giáo trình:
Chƣơng 1: Sữa nguyên liệu
Chƣơng 2: Kỹ thuật bảo quản sơ chế sữa Chƣơng 3: Kỹ thuật chế biến sữa
Mặc dù đễ cố gắng, nhƣng chắn không tránh khỏi có thiếu sót Tập thể tác giả kính mong nhận đƣợc đóng góp bạn đồng nghiệp ngƣời đọc giáo trình
Tác giả
(3)Chương I
SỮA NGUYÊN LIỆU
Mục tiêu: Cung cấp cho học sinh kiến thức đặc điểm cấu tạo, thành phần hố học tính chất đặc trƣng sữa có liên quan đến cơng nghệ bảo quản chế biến
Nội dung: Chƣơng giới thiệu thành phần hoá học giá trị dinh dƣỡng sữa, số tính chất lý hố đặc trƣng sữa, yếu tố ảnh hƣởng tới thành phần chất lƣợng sữa, phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa (bao gồm độ axit, độ tƣơi, tiêu vi sinh vật, tạp chất học,…) kỹ thuật vắt sữa, vận chuyển thu nhận sữa
Trọng tâm chƣơng phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa thực hành xác định số tiêu lý hoá sữa nguyên liệu trƣớc đƣa vào chế biến
I TÌNH HÌNH TIÊU THỤ VÀ SẢN XUẤT SỮA Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1 Tình hình tiêu thụ sản xuất sữa Việt Nam
Năm 2006 Việt Nam thức nhập tổ chức thƣơng mại giới WTO Việt Nam giai đoạn tăng trƣởng phát triển kinh tế mạnh mẽ kéo theo mức thu nhập, mức sống ngƣời dân đƣợc cải thiện rõ rệt Vì sữa sản phẩm làm từ sữa gần gũi với ngƣời dân Nếu trƣớc năm 90 kỷ trƣớc có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu sữa đặc sữa bột (nhập ngoại) Hiện thị trƣờng sữa Việt Nam có gần 20 hãng nội địa chế biến thành 500 loại sản phẩm khác có ngành sản xuất
Sản xuất sữa tƣơi ( trùng tiệt trùng ) Sản xuất sữa chua ( uống ăn )
Sản xuất sữa bột
Sản xuất bơ phomat
(4)Về mức tiêu thụ sữa trung bình Việt Nam khoảng 10-12 kg/ngƣời/năm, tức tăng gấp 12 lần so với năm đầu thập niên 90 kỷ trƣớc
Mức tiêu thụ sản phẩm sữa nƣớc ta Cục Khuyến nông - Khuyến lâm (Bộ NNPTNT) thống kê đƣợc 2009
Năm 1980-1985 1995 1998 2000 2002 2010
Lƣợng sữa (kg/năm) 0.47 2.05 6.5 7.0-8.0 10-12 Bảng 1.1 Mức tiêu thụ bình quân người/năm Việt Nam (kg/năm)
Vì thế, mức sử dụng sữa sản phẩm từ sữa không ngừng tăng trƣởng, doanh thu doanh nghiệp chế biến, phân phối sữa tăng lên ngày
Mặt khác, sách, mục tiêu tầm vĩ mơ nhà nƣớc ngành chăn ni bị sữa, chế biến, kinh doanh sữa sản phẩm yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ phát triển đơn vị chế biến, doanh nghiệp chế biến sữa đời tăng lên nhanh quy mô số lƣợng Tuy nhiên nay, chƣa đáp ứng cách đầy đủ nhu cầu đó,ở nƣớc ta nguồn sữa tƣơi nguyên liệu hạn chế
Để giải vấn đề trên, nƣớc ta phát triển nhiều vùng chăn nuôi bị sữa có quy mơ lớn nhƣ: Mộc Châu, Lâm Đồng, Tp Hồ Chí Minh, Ba Vì, Hà Nội Công ty cổ phần thực sữa TH xây dựng trang trại chăn nuôi Nghĩa Đàn – Nghệ An, với giống bò tốt cho suất cao nhƣ:
Bò Hà Lan với suất: 3.000 3.500 lít sữa/chu kỳ Bị Sind với suất: 1.600 1.800 lít sữa/chu kỳ Bị Hà Lan Sind với suất: 2.500 lít sữa/chu kỳ
(5)Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa ngành có trình độ đại
Trải qua thời gian, với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sữa không ngừng phát triển Sữa đƣợc sản xuất tiêu thụ hầu hết nƣớc giới, đặc biệt nƣớc phát triển nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Hà Lan, Newzeland, Canada … Đây nƣớc đứng đầu giới sản lƣợng sữa công nghệ chế biến sữa, hàng năm nƣớc xuất lƣợng lớn sữa dƣới dạng sữa bột Châu Á không thụ sữa lớn mà nơi nhập sữa nhiều giới (chiếm 50% tổng sản lƣợng sản phẩm sữa) thu nhập tăng nhanh trình thị hóa làm tăng nhu cầu tiêu thụ sữa Hai thị trƣờng phát triển mạnh Ấn Độ Trung Quốc với sản lƣợng hàng năm tƣơng đƣơng với mức tiêu thụ từ 116 thị trƣờng khác giới Sản lƣợng sữa tăng khoảng 1.4 tỷ lít Ấn Độ từ năm 2006 – 2007, đạt mức 50 tỷ lít năm 2007 Tại Trung Quốc 1.7 tỷ lít, đạt mức 17.5 tỷ lít năm 2007 Tại khu vực Tây Âu Bắc Mỹ việc uống sữa ngƣời dân cao ổn định Sản lƣợng sữa gia tăng mạnh số kinh tế nhƣng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu thị trƣờng sau bảng thống kê mức độ tiêu thụ sữa số quốc gia
STT Tên nước Tiêu thụ sữa (kg/người/năm)
2007 2008 2009
1 Trung Quốc 31,2 32,7 34,2
2 Inđônesia 9,9 10,8 10,7
3 Iran 111,0 112,2 112,0
4 Nhật Bản 74,4 73,6 74,5
5 Hàn Quốc 55,7 55,6 55,4
6 Singapore 87,0 83,3 58,8
7 Thái Lan 22,8 21,2 22,1
8 Thổ Nhĩ Kỳ 164,9 164,4 165,8
9 Việt Nam 11,6 12,1 12,7
(6)11 Mexico 121,1 124,4 125,0
12 Argentina 215,7 224,2 233,3
13 Brazil 141,6 141,5 149,9
14 Canada 252,3 255,3 252,2
15 Hoa Kỳ 275,3 272,6 271,2
16 Liên bang Nga 244,9 248,1 251,1
17 Ukraina 247,3 238,1 228,3
18 Australia 314,3 309,9 305,9
19 New Zealand 1047,0 1255,8 1186,0
Bảng 1.2 Mức tiêu thụ sữa đầu người số nước giới
Từ ta thấy đƣợc mức tiêu độ tiêu thụ sữa bình quân ngƣời/năm Việt Nam thấp so với giới
Theo khảo sát nƣớc ta, dân số hàng năm tiếp tục tăng, tốc độ tăng trƣởng kinh tế bình quân nƣớc ta đạt từ 7- 8%/năm, với mức thu nhập nhƣ mức sống ngƣời dân ngày đƣợc nâng lên
Việt Nam uống 10-12 lít sữa/năm, sản lƣợng sữa bình qn hàng năm theo đầu ngƣời Châu Âu đạt 350 – 400 lít/ngƣời/năm Cịn Châu Á, phát triển muộn nhƣng sản lƣợng tăng ngày cao nhƣ Singapore sản lƣợng trung bình 83,3lít/ngƣời/năm (năm 2008) 58,8lít/ngƣời/năm (năm 2009) Thái Lan 21,2 lít/ngƣời/năm (năm 2008) 22,1lít/ngƣời/năm (năm 2000).Trong nƣớc Mỹ, Nga, Nhật Bản, Australia, New Zealand sản lƣợng tiêu thụ sữa lớn
II THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DING DƢỠNG CỦA SỮA
Sữa chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hai lần so với nƣớc, có vị đƣờng nhẹ có mùi rõ nét Về phƣơng diện hoá lý ngƣời ta coi sữa nhƣ thể keo gồm cầu béo có đƣờng kính từ 3-5àm mixen protein có đƣờng kính gần 0,1àm pha phân tán nƣớc
(7)Thành phần sữa thay đổi nhiều nguyên nhân khác nhau, mà giới hạn chênh lệch thành phần có ảnh hƣởng lớn tới trình sơ chế chế biến Hiện ngƣời ta tìm thấy sữa có tới gần 100 chất khác có đạm, mỡ, đƣờng, vitamin, khống, men Trong sữa có đầy đủ 20 loại axit amin mà có 1112 loại axit amin không thay thế, 18 loại axit béo (mỡ thực vật có 57 loại), 25 loại muối khoáng, 12 loại vitamin, 10 loại men, loại đƣờng số loại nguyên tố vi lƣợng Có thể nói sữa loại thực phẩm có đầy đủ chất quan trọng phát triển thể ngƣời loại thực phẩm thay sữa mẹ ni dƣỡng trẻ sơ sinh ngày đầu sinh
Thành phần hoá học giá trị dinh dƣỡng sữa phụ thuộc vào giống gia súc, tuổi, chế độ dinh dƣỡng, chế độ chăm sóc, kỹ thuật vắt lấy sữa Thành phần hoá học số loại sữa đƣợc trình bày bảng 1.1
Loại sữa Nƣớc Chất khô
Chất béo
Protein Casein Whey Protein
Lactose Tro
Sữa ngƣời Bò Trâu Dê Cừu Ngựa 87,5 87,5 82,8 85,2 80,7 88,8 12,5 12,5 17,2 14,8 19,3 11,2 4,0 3,8 7,4 5,6 7,4 1,9 0,9 3,3 3,8 3,8 5,5 2,5 0,3 2,7 3,2 3,1 4,6 1,3 0,6 0,6 0,6 0,7 0,9 1,2 7,0 4,7 4,8 4,8 4,8 6,2 0,2 0,7 0,8 0,7 1,0 0,5
Bảng 1.3 Thành phần hoá học số loại sữa Nguồn: B Simosen, R Hamm and Rogowski
(8)Hình 1.1 Thành phần hố học số loại sữa
Phổ biến giới có Việt nam sữa bị Vì vậy, nội dung đề cập đến sữa bò đƣợc gọi đơn giản sữa
Thành phần hố học trung bình lít sữa sữa bị đƣợc ghi bảng 1.2 1 Nước
(9)Nƣớc tự chiếm 9697% số lƣợng nƣớc có sữa Nƣớc tự có ý nghĩa quan trọng việc sản xuất sản phẩm sữa nhƣ tính chất lí hố phát triển vi sinh vật Lƣợng nƣớc tách đƣợc q trình đặc, sấy khơng có liên kết hố học với chất khơ
1.2 Nước liên kết
No Thành phần Trọng lƣợng (g)
1
2
3
Thành phần tạo hình cung cấp lƣợng
Nƣớc Chất béo
Hợp chất chứa nitơ Lactoza
Chất khoáng
Chất xúc tác sinh học - Sắc tố
- Enzim - Vitamin
Chất khí hồ tan - Khí cacbonic - Khí o xy - Khí nitơ
900-910 35-45 35-36 47-52 9,0-9,1
ở trạng thái có vết
4-5% thể tích sữa khỏi vú
Bảng 1.4 Thành phần hố học trung bình lít sữa bị
Nƣớc liên kết có ít, khoảng 34%, vi sinh vật khơng thể phát triển nƣớc liên kết Hàm lƣợng nƣớc liên kết phụ thuộc vào thành phần phần trăm hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit Nƣớc liên kết thƣờng đƣợc gắn với nhóm nhƣ:
-NH2,-COOH, OH, = NH,-CO-NH-,…
(10)Dạng đặc biệt nƣớc liên kết nƣớc kết tinh với lactoza dƣới dạng C12H22011.H2O
2 Chất khô
Chất khô sữa bao gồm tất chất lại, trừ nƣớc Có thể xác định hàm lƣợng chất khơ sau sấy sữa 102105oC đến trọng lƣợng không đổi tính tốn theo cơng thức thực nghiệm sau đây:
- Công thức Richmond:
S =1,21M+0,25a+0,66 (1.1)
- Công thức Fleischman:
a
1 a , 266 M ,
S (1.2)
S- hàm lƣợng chất khô sữa,%; M- hàm lƣợng chất béo %;
a- tỷ trọng sữa theo độ lactometer 2.1 Lipit
Lipit sữa (mỡ sữa) thành phần quan trọng sữa Về mặt dinh dƣỡng, mỡ sữa có độ sinh lƣợng cao (cứ 1g chất béo cho 9,3kcal) Trong mỡ sữa có 20 loại axit béo số loại vitamin hoà tan chất béo (A, D, E) Thành phần hoá học mỡ sữa gồm có: glyxerit, photphatit, glycolipit
Glyxerit thành phần mỡ sữa với tỷ lệ 98-99% Nó đƣợc tạo thành từ glyxerin axit béo Công thức hố học nhƣ sau:
Trong đó: R1, R2 R3 gốc loại axit
Các axid béo có mạch cacbon đa dạng, từ C4 ữ C24, gồm axit béo no khơng no có nối đơi Ví dụ, palmitic (C18:1), oleic (C12:1), leolinic (C18:3) arachindonic (C20: 4)
Phosphatit glicolipit đóng vai trị quan trọng việc tạo thành màng CH2 OO CR1
(11)cầu mỡ Trong thành phần chúng có axit béo hồ tan chất béo axit béo hoà tan nƣớc
Hàm lƣợng phosphatit glicolipit khoảng 0,031-0,05% Màng cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% phosphatit Sữa đầu thƣờng chứa lƣợng phosphatit gấp 2-3 lần sữa thƣờng
Steroit gồm hai thành phần sterol sterit Sterol có cholesterol ergosterol Dƣới tác dụng tia cực tím cholesterol biến thành vitamin D3 ergosterol biến thành vitamin D2 Sterit este axit béo Mỡ sữa tồn sữa dƣới dạng huyền phù bao gồm hạt nhỏ hình cầu hình van đƣợc gọi cầu mỡ Các cầu mỡ có đƣờng kính từ 0,1-20àm (đƣờng kính trung bình từ 3-4àm) Trong 1ml sữa có khoảng 3000-4000 triệu cầu mỡ, cầu mỡ có tỷ trọng nhỏ sữa (0,925 g/cm3
) Vì sữa để yên, sau thời gian định chúng lên bề mặt sữa, tạo thành lớp váng sữa có màu trắng ngà Kích thƣớc cầu mỡ có ảnh hƣởng lớn đến việc tách chất béo ly tâm Các cầu mỡ có kích thƣớc lớn dễ dàng bị tách khỏi khối sữa lực ly tâm
2.2 Protit
Protit sữa loại protit hoàn thiện bao gồm hầu hết loại axit amin loại axit amin không thay Protit cấu tạo nên tế bào, giữ vai trị vơ quan trọng sống thể động vật
Trong protit gồm có: casein, albumin globulin với tỉ lệ tƣơng ứng 82%, 12% 6% Trong sữa non lƣợng albumin globulin cao nên gặp nhiệt độ cao dễ bị kết tủa
Protein hoà tan (15 – 22% tổng protein): Gồm albumin,imunoglubulin (1,9 – 3,3%), lisozim, lactoferin, lactoperoxydase,…
(12)kính 20 – 300 mm, mixen tập hợp dƣới đơn vị (siêu mixen) Siêu mixen: đƣợc hợp thành từ casein αs1, αs2, β k có đƣờng kính khoảng 20 nm, xếp cho đầu kị nƣớc quay vào trong, đầu ƣa nƣớc hƣớng Nhiều siêu mixen tập hợp thành mixen nhờ canxi phosphat dạng keo mịn liên kết casein αs1, αs2, β lại với thơng qua nhóm phosphat chúng Các siêu mixen nghèo casein nằm phía trong, mixen ngừng lớn toàn mặt đƣợc bao phủ casein
Trong protit sữa có tới 20 loại axit amin, bao gồm: glixin, alamin, valin, lơxin, izôlơxin, sêrin, trionin, lizin, aginin, metionin, xistin, tirozin, fenitalanin, triptofan, histidin, prolin, axit asparagine, axit glutamic,…
a) Casein sữa
Casein sữa thuộc nhóm photpho protein, khác với loại protein khác có chứa phơtpho phân tử Trong sữa có ba dạng a, ị, ? casein, chúng khác lƣợng photpho (P): a- casein chứa 1%P, ò- casein chứa 0,6 ữ 0,7%P,?- casein chứa 0,05 ữ 0,1%P, casein dạng a ò chiếm tới 85%, casein 15% Điểm đẳng diện (pH) a- casein 4,5 ữ 4,7, ò- casein 4, và? - casein 5,5
Cazein có màu trắng hồng khơng mùi vị, trọng lƣợng riêng 1,26ữ1, 30 khơng hồ tan rƣợu ête, hoà tan nƣớc dễ hoà tan dung dịch số muối Mặc dầu casein thuộc trung tính nhƣng lại có tính chất axit rõ ràng Theo tài liệu, casein thƣờng có từ 4ữ6 gốc axit Casein chứa tới 114 nhóm COOH 83 nhóm amit (NH2) Vì nên mang tính axit Trong sữa, casein thƣờng liên kết với canxi cho hợp chất mang tên tổng hợp: casein photphat canxi
b) Albumin
Trong phân tử albumin khơng có photpho Trong sữa albumin có ít, khoảng 0,4-0,6% Albumin loại đạm hồn thiện có đầy đủ loại axit amin, dễ tiêu hoá gấp hai lần albumin trứng gà Trong sữa albumin dạng hồ tan phân tử có độ thẩm thấu cao Chính albumin khơng kết tủa điểm đẳng diện Khi đun nhiệt độ 60oC albumin bắt đầu kết tủa, tới 80
(13)cô đặc, trùng Điểm đẳng diện albumin pH = 4, 55 Albumin có dạng a, ị, ? tƣơng tự nhƣ casein
Albumin đƣợc dùng làm số sản phẩm nhƣ: bột đạm, bánh đạm cứng số loại sản phẩm khác
c) Globulin
Trong sữa globulin khoảng 0,2%, có nhiều sữa non (8-15%) Globulin giữ vai trò quan trọng việc ni dƣỡng trẻ sơ sinh có tính chất kháng trùng cao Globulin tự quyện đun tới nhiệt độ 70-75oC môi trƣờng axit yếu Điểm đẳng diện globulin pH = 5, Globulin có dạng: ị- lactoglobulin, epglobulin P - sepglobulin Hai thể epglobulin P - sepglobulin chất đạm có phần nƣớc máu sữa non nên có tính kháng trùng cao
2.3 Đường sữa
Lactoza chiếm vị trí hàng đầu gluxit sữa Lactoza tồn hai dạng tự liên kết với protein gluxit khác Tỷ lệ lactoza tự /lactoza liên kết 8/1
Độ lactoza sacaroza 30 lần Độ hoà tan nƣớc Mặt khác lactoza tồn hai dạng a ò 200C a - lactoza chiếm 40% ò - lactoza chiếm 60% Khi thay đổi nhiệt độ có chuyển hố từ dạng a sang ò ngƣợc lại Khi nhiệt độ giảm cân hai dạng bị phá vỡ, phần a -lactoza chuyển sang ò - -lactoza:
a - alhydrit + H2O a - hydrat ò - alhydrit + H2O ị - hydrat
Do khả hồ tan lactoza thấp, phần lactoza cần phần nƣớc mà sữa đặc tỷ lệ nƣớc /lactoza 2, phần lactoza bị kết tinh
Trong q trình đặc sữa, lactoza chuyển sang trạng thái bão hồ sau nhờ làm lạnh, lactoza chuyển sang q bão hồ Khi a - lactoza bắt đầu kết tinh Sự giảm a- lactoza làm phá vỡ cân phần ò- lactoza chuyển thành a - lactoza, a - lactoza lại tiếp tục kết tinh
(14)- Sự tạo mầm kết tinh phụ thuộc vào tốc độ tạo thành cƣờng độ trao đổi phân tử dung dịch lạnh mầm kết tinh
- Tốc độ phát triển tinh thể tốc độ khuếch tán
Để tạo hàng loạt mầm kết tinh ngƣời ta bổ sung bột lactoza có kích thƣớc hạt 2-3àm vào
Nhiệt độ thích hợp 25-350C phụ thuộc vào thành phần sữa và chế độ làm lạnh Lƣợng mầm kết tinh 0,02% so với sản phẩm
Làm lạnh kết tinh lactoza khâu quan trọng định tính chất sữa đặc có đƣờng
Gia nhiệt đến 1000C không làm thay đổi lactoza ở
nhiệt độ cao hơn, xảy biến màu xuất melanoit tạo thành axit sữa tác dụng với lactoza Ngoài ra, nhiệt độ cao 1000
C, lactoza bị phân giải phần, tạo thành các axit lactic, axit fomic, … mà kết làm tăng độ chua sữa lên men 1-2oT
Khi gia nhiệt 100oC lactoza bị biến đổi Đầu tiên tạo thành lactuloza, sau phân giải đƣờng tạo loạt sản phẩm phân giải (axit lactic, axit formic…) kết làm cho sữa có màu nâu
Lactuloza hồ tan tốt nƣớc, không bị kết tinh dung dịch đậm đặc Ngƣời ta dùng lactuloza làm mầm kết tinh lactoza dùng dinh dƣỡng trẻ em kích thích hoạt động lactobacterium bifidum có tác dụng tốt cho tiêu hố ruột
Lactose đóng vai trị quan trọng sản phẩm sữa Là nguồn dinh dƣỡng cho vi khuẩn đặc biệt vi khuẩn lactic Khi sinh trƣởng phát triển vi khuẩn lactic sinh axit lactic làm protein sữa bị đơng tụ, có vị chua dịu Đƣờng lactose có ý nghĩa quan trọng sản xuất sản phẩm lên men nhƣ sữa chua, format, bơ chua…:
- Khi chế biến nhiệt độ cao (≥ 65 0C) thời gian dài xảy phản ứng đƣờng lactose nhóm nitơ tự sữa (nhóm amino) tạo hợp chất màu nâu làm sữa bị sẫm màu có vị caramen
(15)C12H22O11+ H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Trong sữa, đƣờng lactose ln trạng thái hịa tan, khả hòa tan kết tinh lactose cho ta ứng dụng quan trọng chế biến sữa Hai đƣờng α β lactose tồn cân chất lỏng theo tỷ lệ định , 200
C α lactose chiếm 40% β lactose chiếm 60% Khi thay đổi nhiệt
độ, có chuyển đổi từ α sang β ngƣợc lại Khi nhiệt độ giảm cân bị phá vỡ, phần α lactose chuyển sang β lactose Độ hòa tan lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ bị thủy phân chậm theo nhiệt độ nhiệt độ cao Sự có mặt đƣờng lactose gây tƣợng biến màu sữa cơng nghệ q trình chế biến sữa nhiệt độ cao
Đƣờng lactose dễ bị lên men dƣới tác dụng vi khuẩn để tạo sản phẩm khác Quan trọng trình tạo thành acid lactic sản xuất sữa lên men
C12H22O11.H2O → 4CH3CHOH – COOH Lactose acid lactic
Hàm lƣợng lactose khác loài động vật thay đổi tùy thuộc vào giống, cá thể khác giống, viêm nhiễm vú giai đoạn tiết sữa Hàm lƣợng lactose giảm mạnh chu kỳ tiết sữa giảm theo thời kỳ tiết sữa
2.4 Muối sữa
Muối sữa khơng có nhiều, khoảng 0,7-0,8% nhƣng có vị trí quan trọng thể ngƣời sản xuất sữa
Do sữa có mặt cation K +
, Na+, Mg+, Ca+ anion axit phosphoric, limonic, clohydric nên sữa có nhiều loại muối khác nhau:
- Muối clorua: KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2,…
- Muối phosphat: KH2PO4, NaH2PO4, K2HPO4, Na2HPO4,… - Muối xitrat: K2(C6 H6 O7), Na2(C6 H6 O7), Ca3(C6 H5 O7)2,…
(16)Muối canxi có ý nghĩa quan trọng chế biến sản phẩm sữa Khi sữa có hàm lƣợng canxi thấp, sữa khơng bị đông tụ bị đông tụ chậm Ngƣợc lại, sữa có hàm lƣợng canxi cao bị đông tụ renin nhanh nhƣng quyện sữa lại không mịn
Các muối axit limonic đặc biệt có ý nghĩa tạo thành chất thơm sản phẩm sữa lên men, loại bơ Trong thành phần chủng vi sinh vật dùng để sản xuất sản phẩm có vi khuẩn tạo thành mùi thơm Các vi khuẩn trình hoạt động địi hỏi có mặt axit limonic để tạo thành diaxetyl, axeton, axit bay hơi,
Nhiệt độ cao làm thay đổi thành phần muối sữa Các muối hoà tan axitphosphoric axit limonic chuyển thành khơng hồ tan Trong q trình tạo thành axit phosphoric làm tách phần casein khỏi phức canxi phosphat caseinat Sự giảm nồng độ ion canxi làm giảm khă đông tụ sữa renin Nhiệt độ cao làm giảm độ bền casein nhiệt Casein bền vững 1000
C, đƣợc liên kết với lƣợng định canxi Nếu giảm lƣợng canxi trạng thái keo casein giảm bền vững
Các cặn muối không tan sữa với protein (chủ yếu albumin globulin) bị kết tủa bề mặt đun nóng thiết bị, tạo thành “đá sữa”, làm giảm khả truyền nhiệt gây khó khăn cho việc làm thiết bị
2.5 C¸c vitamin
Vitamin giữ vị trí quan trọng việc nuôi dƣỡng thể ngƣời động vật Nó tham gia vào q trình đồng hố chất Sự đòi hỏi thể vitamin quan trọng nhƣ đòi hỏi lipit, protit, gluxit, muối khống chất khác Thiếu vitamin gây số bệnh nhƣ: tê liệt, phù, khả sinh đẻ, … đồng hoá chất thể bị rối loạn
Cơ thể ngƣời lớn lao động bình thƣờng, ngày cần lƣợng vitamin: A 1mg; B1: 2-3mg; B2: 2mg; C: 50-100mg; PP: 15-25mg; D: 0,025mg
Trong sữa có hầu hết loại vitamin nhƣ: vitamin tan chất béo (A, D, K, E, F) vitamin hoà tan nƣớc (B1, B2, B6, B12, C, PP, H)
(17)Còn vitamin C, B1, B6, B12, M bị ảnh hƣởng chế độ gia nhiệt mức độ khác
Khi trùng, vitamin C giảm 10-17%, qua tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature) hao hụt tƣơng ứng 30% 60% Do ảnh hƣởng tiệt trùng, vitamin B1, B6, B12 giảm 20%, vitamin M giảm 30%
Để thành phần vitamin cân đối hoàn hảo hơn, ngƣời ta bổ sung thêm số loại vitamin cần thiết trình chế biến sản phẩm sữa
Loại Vitamin Hàm lượng (mg/l)
A 0,3
D 0,001
E 1,4
B1 0,4
B2 1,7
B6 0,5
B12 0,005
B3
B5
C 20
Bảng 1.5.Thành phần vitamin sữa 2.6 Chất khoáng
Ngƣời ta qui ƣớc chất khoáng sữa hàm lƣợng tro Nó bao gồm nguyên tố: Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As,…
Các nguyên tố có tỷ lệ thành phần rát nhỏ sữa (vi lƣợng) nhƣng lại đóng vai trị quan trọng việc tạo thành sữa nhƣ tạo chất lƣợng sản phẩm Việc sử dụng nguyên tố vi lƣợng vào phẩn ăn có khả làm tăng hàm lƣợng chúng sữa
Thành phần Đơn vị Hàm lượng
Kim loại
K mg/l 1500
Ca mg/l 1200
Na mg/l 500
(18)Al µg/l 500
Fe µg/l 400
Cu µg/l 120
Mo µg/l 60
Mn µg/l 30
Ni µg/l 25
Phi kim
P mg/l 3000
Cl mg/l 1000
S mg/l 100
Si µg/l 1500
Br µg/l 1000
Bo µg/l 200
F µg/l 150
I µg/l 60
Bảng 1.6.Thành phần chất khoáng 2.7 Các enzym
Trong sữa có chữa enzym thƣờng gặp tự nhiên Chúng có mặt sữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có khơng khí từ nhiều nguồn gốc khác Con ngƣời chủ động đƣa loại vi khuẩn, nấm men enzim Tất enzim sữa loại dùng chế biến sữa chia thành nhóm sau: oxydoreductara; transpheraza; hydrolaza; liaza; izomeraza; ligaza
Về phƣơng diện kỹ thuật chế biến ngƣời ta quan tâm nhiều tới số enzim sau:
Lipaza: nguồn gốc lipaza từ tuyến sữa Khi tuyến sữa làm việc bình thƣờng lipaza khơng đáng kể Khi gặp điều kiện thuận lợi, lipaza phân huỷ phần chất béo sữa làm cho sữa sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi
Lipaza hồ tan tốt chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cầu mỡ nên chế độ trùng tức thời 72 –750C không đủ để tiêu diệt lipaza Đây nguyên nhân làm hƣ hỏng sản phẩm sữa
Bình thƣờng, lipaza bị phá huỷ 750
C sau 60 giây
Catalaza: sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú hàm lƣợng catalaza thƣờng cao Enzim bị phá huỷ 75o
C sau 60s
Phosphataza: phosphataza xâm nhập vào sữa theo đƣờng tuyến sữa Trong sữa có phosphataza kiềm (pH = 9-10) phosphataza axit (pH = 4-4,3) Phosphataza kiềm bị phá huỷ hoàn toàn chế độ trùng 650
(19)hoặc 80oC tức thời Ngƣời ta sử dụng tính chất để kiểm tra hiệu trùng sữa (dùng natriphenolftalein phosphat 1%)
Các proteaza gồm có: proteaza tuyến sữa proteaza vi khuẩn
Proteaza tuyến sữa có hoạt tính tƣơng tự nhƣ tripxin Điều kiện tối ƣu cho enzim môi trƣờng kiềm nhẹ, nhiệt độ 37-420C Nó bị phá huỷ hồn tồn 750C
Proteaza vi khuẩn đƣợc tổng hợp từ vi khuẩn sữa Các vi khuản xâm nhập vào sữa từ khơng khí ngƣời chủ động đƣa vào sản suất số loại sữa chua, phomát,…
Một số enzim sữa bắt đầu bị vô hoạt nhiệt độ từ 55oC nhiệt độ cao 90oC enzim bị phá huỷ hoàn toàn
Một số enzim có vai trị quan trọng q trình chuyển hoá nhƣ: galactoza, lipaza tiêu diệt Tuy nhiên, hàm lƣợng chúng q nhỏ nên khơng ảnh hƣởng tới giá trị sinh học sữa
2.8 Các chất khí sắc tố sữa
Lƣợng chất khí hồ tan sữa khoảng 700ml/lít, có: 50-70% C02; 5-10% oxy 20-30% nitơ Sữa vắt chiếm lƣợng lớn khí, sau giảm dần đạt giá trị bình thƣờng Trong số khí có mặt sữa có oxy ảnh hƣởng xấu ngun nhân phát triển q trình oxy hố
Khi sữa đƣợc gia nhiệt, khí cacbonic, nitơ oxy bị bay hàm lƣợng lƣợng sữa chúng giảm không 20% Kết việc khí khiến cho axit sữa giảm 0,5-2o
T
Sữa mỡ sữa có màu có mặt nhóm carotenoit đại diện caroten Hàm lƣợng caroten sữa mùa hè 0,3-0,6mg/kg, mùa đông 0,05-0,2mg/kg
Trong sữa cịn có sắc tố màu xanh clorofin Màu xanh vàng lactoflavin (vitamin B2) Màu trắng sữa khuyếch tán ánh sáng mixen protein
2.9 Hệ vi sinh vật sữa
(20)- Nấm men: có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thƣớc từ – 10µm Phần đơng loại chuyển đƣờng thành rƣợu sinh sản theo kiểu nảy chồi Các loại nấm men có sữa bao gồm: Sacchoromyces, Mycorderma Torula - Nấm mốc: chủ yếu Mucor Rhizopus Các loại nấm mốc gây nên
những biến động sản xuất sản phẩm nhƣ: Bơ, phomat Ngồi cịn có Penicilium, Aspergillus
- Vi khuẩn: có kích thƣớc từ 05 – µm, có rât nhiều loại vi khuẩn sữa nhƣ: Coccus, Bacterium … quan trọng vi khuẩn lactic
- Các liên cầu khuẩn lactic (Streptococus lactis): Có thể làm đơng tụ sữa 30-35oC, có khả tạo hƣơng cho sữa có vai trị sản xuất sản phẩm sữa lên men
Thông thƣờng sữa chúng có đặc điểm: - Hơ hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện - Khơng sản sinh hợp chất nitrat
- Không sản sinh enzim catalase chúng khơng phân hủy nƣớc oxi già - Lên men loại đƣờng điều kiện khác
- Ít hay khơng tiết emzim protease sữa
- Hai lồi vi khuẩn điển hình công nghệ chế biến sữa là:
+ Streptococcus thermophillus đƣợc coi tác nhân hình thành acid trình làm chin phomat
+ Streptococcus cremoris streptococcus lactic: tác nhân đơng tụ tự nhiên q trình phồng lên phomat, tạo hƣơng
3 Giá trị dinh dưỡng sữa
Sữa sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao Trong sữa có đầy đủ dinh dƣỡng cần thiết dễ bị thể hấp thụ, thành phần protein, lactoza, lipit, muối khống cịn tất vitamin chủ yếu, enzim, nguyên tố vi lƣợng thay