Hệ vi sinh vật trong sữa và các dạng hư hỏng của sữa, Hệ vi sinh vật trong sữa và các dạng hư hỏng của sữa, Hệ vi sinh vật trong sữa và các dạng hư hỏng của sữa
Mục lục Đặt vấn đề: 2 Mục đích: .2 Thành phần hóa học sữa: .2 3.1 Nước: 3.1.1 Plasma sữa: 3.1.2 Serum sữa: .3 3.2 Chất béo sữa: 3.3 Hợp chất chứa Nitơ sữa: 3.3.1 Protein sữa: 3.3.2 Những hợp chất nitrogen phi protein: 3.4 Glucid: 3.5 Chất khoáng: 3.6 Vitamin: 3.7 Các enzym sũa: 3.8 Các chất kháng sinh: .7 3.9 Các sắc tố sữa: 3.10 Các chất khí: Hệ vi sinh vật sữa: 4.1 Procaryote: nhóm vi khuẩn có nhân chưa hoàn chỉnh: 4.1.1 Nhóm vi khuẩn lactic: 4.1.2 Vi khuẩn Coliform: 4.1.3 Vi khuẩn gây thối: 4.2 Eucaryot nhóm vi sinh vật có nhân hồn chỉnh: 4.2.1 Nấm men (Yeasts): 4.2.2 Nấm mốc: 10 Các dạng hư hỏng sữa vi sinh vật: 11 5.1 Sữa bị acid hóa: 11 5.2 Sữa bị phân giải lipid (sữa ôi): 11 5.3 Sữa sủi bọt: 12 5.4 Sữa có sắc tố: 12 5.4.1 Sữa có màu đỏ: 12 5.4.2 Sữa xanh: .13 5.4.3 Sữa kéo sợi: 14 5.4.4 Sữa đắng mặn: 14 Đặt vấn đề: Đã từ lâu người biết sử dụng sữa loại thực phẩm thiết yếu đời sống hàng ngày,vì nhờ vào thành phần chất dinh dưỡng mức độ hoàn hảo mà chúng cung cấp Qua phân tích người ta thấy diện sữa lượng lớn chất đạm, đường, béo, vitamin muối khoáng dạng dễ hấp thu Do phù hợp với giai đoạn phát triển thể, đồng thời giúp thể hoàn thiện thể chất lẫn tinh thần, khơng cịn tạo sở trì cải thiện nịi giống tốt Ngày sữa tiêu thụ ngày nhiều thành phố vùng đô thị chất lượng sữa chưa trọng Vì sữa mơi trường thích hợp cho xâm nhập phát triển vi sinh vật hoạt động enzym tự nhiên sữa nên vi sinh vật yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sữa Vì cần phải biết dạng hư hỏng sữa vi sinh vật để tự đánh giá chất lượng sữa Mục đích: Biết hệ vi sinh vật sữa Biết dạng hư hỏng sữa nguyên nhân gây hư hỏng Thành phần hóa học sữa: Thành phần sữa lồi động vật bao gồm nhóm: nhóm chủ yếu nước, protein, chất béo, đường sữa hay lactose, khống Nhóm thứ yếu vitamin, enzym, hợp chất sterol, chất màu, hợp chất nitơphi protein, phospholipid khí hịa tan Tuy nhiên thành phần dinh dưỡng thường thay đổi theo giống gia súc, mùa vụ, chế độ ni dưỡng, tình trạng sức khỏe, giai đoạn cho sữa, kỹ thuật vắt sữa 3.1 Nước: Nước thành phần sữa dao động khoảng 80,32%-90,37% Nước đóng vai trị dung mơi hịa tan, mơi trường phân tán chất vơ cơ, hữu cịn cầu nối thực phản ứng hóa học, sinhhóa, phản ứng lên men, tham gia trực tiếp phản ứng trao đổi chất, thủy phân, hydro hóa phản ứng oxi hóa khử Nước sữa phân biệt thành dạng diện: Plasma sữa Serum sữa: 3.1.1 Plasma sữa: Chứa phần sữa khơng béo Nó giống với sữa tách béo (Skimmed milk), sữa nguyên kem hệ mà chất béo sữa phân tán Plasma 3.1.2 Serum sữa: Chứa dung dịch lại sau chất béo casein bị tách Nó giống whey nhiên whey chứa số chất béo casein nguyên thủy sữa 3.2 Chất béo sữa: Chất béo thành phần quan trọng sữa, 95% chất béo diện sữa dạng phân tán kích thước nhỏ từ 0,1-15µm Mỗi hạt chất béo bao màng bao gồm lớp mỏng protein, phospholipid, đồng nguyên tố, khoảng 3/4 enzym phosphatase có chiều dài 8-10nm nhằm bảo vệ chất béo, ngăn cản chúng kết hợp lại với nhau, cấu trúc màng chất béo bị biến đổi hạt chất béo tiến lại gần kết dính lại với nhau, làm tính đồng sữa Trung bình lít sữa có khoảng 40 gam lipid, lipid đơn giản ( cơng thức phân tử có C, H, O, gồm ester acid béo no không no, quan trọng acid Oleic C18 khơng bảo hòa, acid Palmitic C16 bão hòa acid Stearic C18 bão hòa, acid chiếm 70-75% tổng số acid béo) chiếm từ 35-40 g Lipid phức tạp ( công thức phân tử ngồi C, H, O cịn có P, N, S nguyên tố khác: Leucithin, Cefalin ) chiếm 0,3-0,5 g 3.3 Hợp chất chứa Nitơ sữa: Thành phần nitơ sữa chiếm khoảng 3÷4 %, 3,3% protein 0,1% chất phi protein 3.3.1 Protein sữa: Là hợp chất hữu phức tạp gồm loại là: casein, globulin lactoalbumin diện dạng keo phân tán sữa (trong casein chiếm tỷ lệ cao 80%) Có dạng protein chủ yếu sữa là: a) Phức chất casein: phức chất casein cấu trúc toàn thành phần casein, calciumphosphate muối khác biết phức chất calcium caseinate – calciumphosphate Các cấu tử casein quan trọng gồm alpha (S1) casein, alpha (S2) casein, - casein kappa casein Hầu hết protein casein diện thể hạt keo kết hợp với số thành phần khác gọi micell casein Cấu tạo micell casein sữa Hệ keo casein mang lượng lớn calcium, phospho khơng có khả hịa tan cho thể động vật sơ sinh dạng thể lỏng Dưới tác dụng nhiệt thời gian dài hay nhiệt độ cao làm thay đổi tính chất phức hệ casein phá hủy amino acid, hình thành thay đổi màu mùi trình nấu b) Protein nước sữa (whey) Whey phần dịch lại chất béo casein bị kết tủa, nhiên whey chứa số chất béo casein nguyên thủy sữa.Protein whey quan trọng albumin, globulin, globulin miễn dịch globulin kháng thể 3.3.2 Những hợp chất nitrogen phi protein: Sự diện nitrogen đặc tính chủ yếu protein, vết nitrogen phi protein tìm thấy sữa creatin, acid uric, poly peptid, urê Chúng có lẽ sản phẩm phụ trao đổi chất protein 3.4 Glucid: Glucid sữa chủ yếu đường lactose hay gọi đường sữa, trung bình lít sữa chứa khoảng 50g lactose Lactose disaccharide đường đơn glucose galactose Lactose sữa có ý nghĩa quan trọng dễ bị số vi sinh vật gây lên men, chuyển hóa lactose thành acid lactic sản phẩm phụ khác (acetyl, metyl, diacetyl) Độ lactose saccarose 30 lần, độ hòa tan nước Khi gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactose Ở nhiệt độ cao hơn, xảy biến màu xuất melanoid tạo thành acid amin sữa tác dụng với lactose Ngoài nhiệt độ cao 100oC, lactose bị phân giải phần, tạo thành acid lactic, acid formic mà kết làm tăng độ chua sữa lên 1-2oT Sự tạo thành melanoid cịn xảy bảo quản sữa bột thời gian dài, nơi có độ ẩm cao Đó nhóm acid amin tự đa tác dụng với lactose làm cho sữa bị sậm màu Cơng thức cấu tạo đường lactose 3.5 Chất khống: Các muối khoáng diện sữa hầu hết dạng dễ đồng hóa chiếm khoảng 0,72% Có khoảng 40 loại khoáng sữa chủ yếu nguyên tố: Ca, P, Na, K, Mg, Fe cịn có ngun tố vi lượng khác như: Cu, Zn, Mn, Al, Ag chiếm hàm lượng nhỏ có giá trị sinh học lớn thể người Thành phần nguyên tố khoáng sữa 3.6 Vitamin: Sữa chứa hầu hết vitamin cần thiết cho thể người, vitamin tan kết hợp với chất béo sữa vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K Tất vitamin tan nước tìm thấy plasma sữa Những vitamin quan trọng thuộc nhóm vitamin C, phức vitamin B Vitamin C nguồn quan trọng sữa, với lượng lớn acid ascorbic (50 ppm) chúng hoạt động chất chống oxi hóa Tuy nhiên chúng dễ bị biến tính chế biến nhiệt độ cao Thành phần vitamin sữa 3.7 Các enzym sũa: Trong sữa có nhiều nhóm enzym diện như: Lipase: làm cho sữa sản phẩm sữa bị trở mùi xấu chúng phân giải glyceride giải phóng acid béo tự Enzym lipase cịn hoạt tính nhiệt độ thấp (khoảng 4-5oC ) Đa số lipase bị phá hủy nhiệt độ trùng HTST ( high temperature short time) hay cao Protease: protease tham gia vào trình thủy phân hay phá hủy protein tạo thành mùi vị không dễ chịu sữa sản phẩm sữa Protease hình thành tự nhiên sữa chúng khơng bị thủy phân hồn tồn nhiệt độ trùng HTST ( high temperature short time) Phosphatase: phân hủy phosphate hữu Có loại enzym phosphatase kiềm phosphatase acid Trong loại kiềm có pH tối ưu 9,6 quan trọng công nghiệp chế biến sữa (Dương Thị Phượng Liên, 2000) 3.8 Các chất kháng sinh: Sự có mặt chất kháng sinh sữa có nguồn gốc xuất phát từ: -Các chất kháng sinh dùng điều trị cho gia súc -Cho chất kháng sinh vào sữa với mục đích bảo quản -Do vi sinh vật sữa tiết -Do thân tuyến sữa tiết (kháng thể hạch lâm ba tuyên sữa tiết ra) Sự có mặt chất kháng sinh sữa nói chung khơng có lợi gây ảnh hưởng tới chất lượng sữa sản phẩm sữa Tuy số vi sinh vật lactic có khả tổng hợp số chất kháng sinh sản phẩm sữa chua có tác dụng chữa bệnh tốt 3.9 Các sắc tố sữa: Sữa thường có màu trắng đục đến vàng Màu trắng sữa khuếch tán ánh sáng micell protein Sữa màu vàng diện carotenoid chất béo sữa, hàm lượng caroten phụ thuộc vào loại động vật cho sữa, thức ăn gia súc, giống, thời vụ Nước sữa có màu trắng xanh hàm lượng chất béo sữa thấp, hạt casein sản phẩm khơng béo Ngồi nuớc sữa có màu vàng xanh có liên quan đến riboflavin, sữa cịn có hợp chất chlorophyl màu xanh khơng nhiều 3.10 Các chất khí: CO2, O2, N2 chất khí chủ yếu có sữa (ở dạng hịa tan) Trong q trình chế biến chất khí thay đổi Khi đun nóng chất khí giảm, kết việc khí khiến cho độ acid sữa giảm 0,5-2oT Chất khí tăng có phát triển vi sinh vật Trong số chất khí có mặt sữa có oxi ảnh hưởng xấu ngun nhân phát triển q trình oxi hóa 4 Hệ vi sinh vật sữa: 4.1 Procaryote: nhóm vi khuẩn có nhân chưa hồn chỉnh: 4.1.1 Nhóm vi khuẩn lactic: Vi khuẩn lactic nhóm vi khuẩn có ý nghĩa quan trọng công nghiệp chế biến sữa, nhờ chúng mà người ta bảo quản sản xuất nhiều loại sữa khác nhau(sữa chua, bơ, mát) Trong trình sống chúng biến đổi đường lactoza thành axit lactic, ngồi chúng cịn tạo thành số sản phẩm phụ có tác dụng nâng cao sản phẩm sữa, đặc biệt hương vị Sản phẩm phụ axit bay hơi, este, cồn, axeton… Vi khuẩn lactic chia làm hai nhóm chính: nhóm lên men lactic điển hình( sản phẩm chủ yếu axit lactic); liên cầu khuẩn Streptococus Lactis, S.bulgaricum, L.acidophilum… Và nhóm lên men lactic khơng điển hình(ngồi axit lactic cịn có sản phẩm phụ với số lượng đáng kể) Chủ yếu liên cầu khuẩn lactic sinh hương: Streptococus, S.paracitrovorus, S.diacetilactis, trực khuẩn Betabacteri… Liên cầu khuẩn lactic Streptococus Lactis: vi khuẩn phát triển tốt sữa số môi trường pha chế từ sữa, loại vi khuẩn hiếu khí Tế bào hình van, dài, thường xếp thành đơi chuỗi ngắn Nhiệt độ thích hợp phát triển tốt là: 30-35oC Với đặc tính sinh hóa quan trọng lên men glucose, galactose, dextrin không lên men saccharose Sữa chua vi khuẩn có mùi vị khiết Và đóng vai trò quan trọng sản xuất sản phẩm sữa chua, bơ mát Streptococus Lacis Streptococus Cremoris: tế bào xếp thành chuỗi dài, phát triển tốt 20-25oC chúng làm cho sữa đông tụ làm cho sữa bị nhớt Chúng thường làm cho sản phẩm có mùi dễ chịu làm sữa có độ chua thấp hơn, thường dùng chế biến bơ Streptococus Cremoris Các vi khuẩn sinh hương: nhóm vi khuẩn lactic có khả tạo nên sữa sản phẩm sữa nhiều acid dễ bay (a acetic, apropionic ) chất thơm Lactobacillus bulgaricum Streptococcus Lactis khác (diacetyl, ester ) đa số vi khuẩn có enzym citritase nên lên men acid citric Có loại vi khuẩn sinh hương S Citrovorus, S Paracitrovorus S Diacetylactic, nhiệt độ phát triển thích hợp chúng 30-35oC Trong đó, S.diacetilactis tạo axit lactic nhiều nhóm, đặc biệt S.diacetilactis tạo diaxetyl làm cho sữa có mùi vị dễ chịu nên thường phối hợp với S.lactis S.cremoris chế biến sữa chua, bơ mát cho có mùi vị tơt 4.1.2 Vi khuẩn Coliform: Trong sữa, vi khuẩn Coliform giải phóng đường lactose tạo acid lactic các acid hữu khác ; khí CO2, N2 Chúng phân giải protein sữa tươi tạo sản phẩm khí làm cho sản phẩm có mùi khó chịu Ở nhiệt độ 75oC khoảng thời gian 20s, vi khuẩn Coliform bị tiêu diệt (Lê Văn Việt Mẫn,2004) đốm màu xanh la Coliform 4.1.3 Vi khuẩn gây thối: Vi khuẩn gây thối khơng lên men đường sữa, chúng có khả tạo enzym phân hủy protein, giải phóng peptone thành acid tự amoniac Peptone làm cho sữa có vị đắng, amoniac làm cho sữa có phản ứng kiềm Vi khuẩn chia làm loại: -Loại hiếu khí: Bacterium Fluorescen, Proteus Vulgaris, Bacillus Subtillis -Loại yếm khí: Bacterium Putrificus, Bacterium Botulinus 4.2 Eucaryot nhóm vi sinh vật có nhân hồn chỉnh: 4.2.1 Nấm men (Yeasts): Hầu hết nấm men có dạng hình cầu, elip hình trụ, sữa sản phẩm sữa thường thấy giống nấm men sinh bào tử không bào tử, chúng lên men đường lactose thành khí carbonic rượu, phản ứng sinh hóa quan trọng trình hình thành số sản phẩm sữa chua Có loại nấm men khơng phân hủy lactose được, vi khuẩn lactic sữa chuyển lactose thành glucose galactose, sau nấm men lên men đường đơn tạo thành sản phẩm cần thiết cho sản phẩm sữa lên men Một số nấm men thuộc Mycoderma có khả tạo enzym phân hủy protein lipid tạo nên vị đắng sản phẩm sữa Các loại nấm men thường gặp sữa như: Sacharomyces cerevisiae, Mycorderma, Torula, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hansenii Saccharomyces cerevisiae 4.2.2 Kluyveromyces marxianus Nấm mốc: Nấm mốc có khả phân giải protein lipid nên thường gây vị đắng sản phẩm sữa Nấm mốc thường phát triển sau nấm men, thấy sữa bị hư hỏng phomai mềm Trong sữa thường thấy loại nấm mốc sau: Mucor, Aspergillus, Penicillum, Clad- osprium thường tạo nên bề mặt bơ, phomai vệt màu khác gây mùi ôi -Odium lactic: thường thấy sữa, tạo nên bề mặt váng chua lớp trắng đặc biệt có mùi thơm sản phẩm lên men lactic Mốc thường gây ôi lipid sữa Tất nấm mốc thường hiếu khí, thích nghi với mơi trường acid đặc biệt mơi trường đa bị vi khuẩn lactic acid hóa Chúng không phát triển sữa tươi mà phát triển sản phẩm sữa chua Trong trường hợp chúng kiềm hóa sữa Penicillum Aspergillus Các dạng hư hỏng sữa vi sinh vật: 5.1 Sữa bị acid hóa: Sự chuyển hóa sinh học quan trọng sữa vi khuẩn:Streptococus lactic lên men đường lactose sữa tạo acid lactic làm cho pH sữa hạ thấp kết sữa bị chua Vi khuẩn việc sử dụng đường lactose để lên men chúng sử dụng đường glucose, galactose, matose, dextrin để lên men không sử dụng saccharose để lên men Vi khuẩn phát triển tốt nhiệt độ 30-35oC , sau 10-12 chúng làm cho sữa có độ chua 110-120oT Q trình làm chua sữa ngồi vi khuẩn Streptococus lactic cịn có vi khuẩn khác Streptococus Cremoris, Streptococus Thermophillus Streptococus Boris… Do sản sinh acid lactic nhiều làm cho pH sữa hạ thấp tạo điều kiện cho vi sinh vật khác phát triển phân giải protein sữa điển nấm mốc: Geotrichum, Penicillium… số vi khuẩn bắt đầu tác động Q trình sữa bị acid hố ngồi sản phẩm acid lactic cịn có số chất khác tạo như: acid acetic, cồn etylic, diacetyl, CO2, H2… Geotrichum 5.2 Sữa bị phân giải lipid (sữa ôi): Sữa thường bị ôi bảo quản lạnh dài ngày, có vị khó chịu xuất vi khuẩn Bacterium Fluorescens, nấm mốc Chúng tiết men lipase phân giải chất béo sữa tạo glycerol acid béo Chúng sử dụng triệt để glycerol acid béo có acid butyric tự làm cho sữa có mùi Ngồi thuỷ phân protein sữa cho peptid, albumos làm cho sữa có mùi Bacterium Fluorescens 5.3 Sữa sủi bọt: Do vi sinh vật hoạt động mạnh tạo thành nhiều khí Thường nấm men trực khuẩn đường ruột gây ra.Sữa đơng độ axit thấp: sữa bình thường có độ axit thấp vón đun sơi Nhưng có trường hợp sữa bị lên bơng cazein độ axit thấp để nguội Hiện tượng có lẫn sữa non tác dụng enzym prezua vi khuẩn vi khuẩn sinh prezua (gần với enzym đông tụ) Micrococcus caseolyticus M.liquefaciens, Bacillus subtils… 5.4 Sữa có sắc tố: 5.4.1 Sữa có màu đỏ: Do phát triển vi khuẩn Serratia Marcescens Bacillus lactic erythrogenes chúng kết tủa casein sữa, sau peptone hố chất làm cho sữa có màu đỏ Vi khuẩn Bacillus lactorubefaciens gần giống với E.Coli làm cho sữa nhớt có màu hồng đỏ Vi khuẩn Micrococcus prodigiosus Chromo bacterium prodigiosum hình thành chấm đỏ bề mặt sữa kem, acid hoá làm sữa đơng Nấm men Torula Sarcina làm cho sữa đỏ Bacillus Mycoides roseus hình thành vịng nhuộm hồng sữa, khơng nên nhầm hư hỏng với có mặt máu sữa xuất huyết thường hay xảy Serratia Marcescens Serratia Marcescens Sarcina 5.4.2 Sữa xanh: Do phát triển vi khuẩn PseudomonasCyanogebes, Bacillus Cyanogenes số trực khẩn ngắn di động sống môi trường vừa đủ acid sản sinh sắc tố bề mặt sữa làm cho sữa có chấm xanh sẫm,vi khuẩn dễ bị tiêu diệt sau đem sơi 80oC Ngồi ra, cịn có vi khuẩn khác làm cho sữa xanh như: Bacterium syncyaneum, Bacterium coeruleum Bacterium indigona ceum Saccharosemyces 5.4.3 Sữa kéo sợi: Sữa thay đổi trạng thái sinh dạng sợi độ axit cao không cao Trong trường hợp thứ sữa kéo sợi, khơng vón cục, vi khuẩn khơng sinh nha bào, không chuyển động Bacillus lactis viscosum gây Chúng sản xuất hợp chất glucoproteic gọi muxin làm cho sữa trở nên dính thành sợi nhầy Trong trường hợp thứ hai sữa lên men chua tạo thành cục kéo dài gây số liên cầu khuẩn trực khuẩn lactic Chúng làm sữa lên men chua thành nhầy 5.4.4 Sữa đắng mặn: Có nhiều lồi vi khuẩn phát triển mạnh làm thay đổi thành phần hóa học sữa làm giảm lượng lactose tăng chất muối làm cho sữa đắng mặn Sự tiết khơng bình thường sữa vú bị viêm gây loại vi sinh vật khác Điển hình cầu khuẩn gây viêm vú Streptococus Mastitidis làm cho sữa tiết trở nên mặn, đắng, lượng KCl, NaCl tăng lượng lactose giảm, sữa xuất sợi lầy nhầy sau sữa có mùi khó chịu Vi khuẩn gây viêm vú vào thể bị sữa theo đường tiêu hóa tay vắt sữa bẩn, máy vắt sữa khơng sạch, vi khuẩn có sẵn vú Micrococcus, nấm men Torula Amara làm cho sữa đắng Ngoài vị đắng sữa xuất sau bảo quản sữa nhiệt độ thấp Torula Amara Tài liệu tham khảo Lương Đức Phẩm, 2005, Vi sinh vật học an tồn thực phẩm, Nhà xuất Nơng nghiệp Lâm Xn Thanh, 2004, Giáo trình cơng nghẹ sản phẩm sữa, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Dương Thị Phượng Liên 2000 Bài giảng kỹ thuật chế biến sữa Khoa Nông Nghiệp – Đại học Cần Thơ Tạ Đăng Khoa, 2005, Thử nghiệm qui trình chế biến sữa tươi đóng chai tiệt trùng có bổ sung sữa bột nhà máy nước giải khát Festi, www.biotechvnu.edu.vn www.vscht.cz www.image.google.com.vn www.sciencecases.org www.thewatershool.org ... kết hợp với chất béo sữa vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin K Tất vitamin tan nước tìm thấy plasma sữa Những vitamin quan trọng thuộc nhóm vitamin C, phức vitamin B Vitamin C nguồn quan trọng... oxi hóa 4 Hệ vi sinh vật sữa: 4.1 Procaryote: nhóm vi khuẩn có nhân chưa hồn chỉnh: 4.1.1 Nhóm vi khuẩn lactic: Vi khuẩn lactic nhóm vi khuẩn có ý nghĩa quan trọng công nghiệp chế biến sữa,... triển sản phẩm sữa chua Trong trường hợp chúng kiềm hóa sữa Penicillum Aspergillus Các dạng hư hỏng sữa vi sinh vật: 5.1 Sữa bị acid hóa: Sự chuyển hóa sinh học quan trọng sữa vi khuẩn:Streptococus