Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong một phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, về điều kiện tự nhiên, điều kiện
chăn nuôi.
Bảng 2.9. Bảng thành phần của một số loại sữa
Loại sữa Protein (%) Casein (%) Whey protein (%) Chất béo (%) Cacbonhydrat (%) Tro (%) Sữa người 1.2 0.5 0.7 3.8 7.0 0.2 Sữa ngựa 2.2 1.3 0.9 1.7 6.2 0.5 Sữa bò 3.5 2.8 0.7 3.7 4.8 0.7 Sữa trâu 4.0 3.5 0.5 7.5 4.8 0.7 Sữa dê 3.6 2.7 0.9 4.1 4.7 0.8 Sữa cừu 5.8 4.9 0.9 7.9 4.5 0.8 (Nguồn: Lê Ngọc Tú, 2006)
Ở Việt Nam, việc chăn nuôi trâu sữa, dê sữa đã có từ khá lâu nhưng vì nhiều lý do nên sản lượng hai loại sữa này còn thấp. Phổ biến nhất hiện nay trên thế giới và Việt Nam vẫn là sữa bò. Vậy trong nội dung này chúng tôi chỉ đề cập đến sữa bò và gọi chung là sữa.
Bảng 2.10. Thành phần hóa học chung của của một lít sữa bò
Thành phần Trạng thái Trọng
lượng Phần trăm
Nước Pha lỏng 902 87.4
Gluxit
- Dạng tự do: Lactoza ở trạng thái phân tử.
- Dạng kết hợp: Galactoza, Galactosamin, axit sialic ở trạng thái keo.
49 4.75
Chất béo
- Dạng cầu béo: là những giọt chất béo có đường kính từ 1- 10µm, được bao bọc bằng một lớp màng lipoprotein, ở dạng nhũ
tương.
- Dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo: Các sắc tố (β -caroten), sterol (cholesterol), các vitamin.
39 3.78
Hợp chất Nitơ
- Dạng mixen: là phức của canxin
phosphat liên kết với một liên hợp của casein, ở dạng huyền phù. - Dạng hòa tan: Là những cao phân tử của albumin và
immunoglobulin.
- Nitơ phi protein: ure, axit citic, creatin…
33 3.2
Chất khoáng - Dạng trạng thái keo và hòa tan. 9 0.87
Chất khô tổng số - Sữa đặc được làm bốc hơi nước. 130 12.6
Các chất khác
- Các chất xúc tác sinh học: VTM và enzyme.
- Các khí hòa tan: CO, O2, N2
* Nước
Nước tự do: Nước tự do trong sữa chiếm 96-97% tổng lượng nước. Nước tự do ở dạng các hạt có kích thước khác nhau, phân bố tương đối đồng đều trong sản phẩm và thường bị bay hơi trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô.
Nước liên kết: Chiếm tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 - 4 %. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào thành phần nằm trong hệ keo: Protein, các phosphatit, polysaccarit.
* Chất khô - Lipit
Trong sữa thành phần lipit gồm có các chất béo, các phosphatit, glicolipit, steroid.
- Chất béo
+ Chất béo trong sữa là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo như VTM A, D, E. Với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái của sản phẩm.
+ Trong chất béo, 98 - 99% là triglixerit, 1 - 2% là các phosphatlipit, cholesterol, carotene, VTM A, D, E và K.
+ Trong sữa có 18 axit béo, mỗi glixerol có thể kết hợp với ba phân tử axit béo (bao axit béo có thể cùng loại hay khác loại), do vậy số triglixerit khác nhau là rất lớn.
+ Chất béo của sữa bao gồm các triglixerit, diglixerit, axit béo, sterol, carotenoit, VTM A, D, E, K và một số chất khác.
+ Khi để yên sữa, một lớp váng sữa (cream) sẽ được tạo thành trên bề mặt, đó là các cầu mỡ nổi tự do trong sữa, các cầu mỡ có đường kính từ 0.1 – 20 µm (trong 1ml sữa co khoảng 3000 - 4000 triệu cầu mỡ), là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng là 0.925 g/cm3). Mỗi thể cầu mỡ được bao bọc bằng một màng mỏng, màng mỏng được tạo thành chủ yếu từ protein và các phosphatit (ngoài ra còn có lipoprotein, axit nucleic, enzyme, các nguyên tố vi lượng, nước).
+ Màng bao của các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho cầu mỡ không bị phá hủy bởi các enzyme có trong sữa.
+ Kích thước các cầu mỡ có ảnh hưởng đến hiệu suất tách chất béo bằng ly
Chất béo trong sữa khác với mỡ của động vật khác là có chứa nhiều axit béo
no, có khối lượng phân tử thấp.
+ Các axit béo no: butyric, capronic, caprilic, capric, lauric, palmitic, stearic, miristic.
+ Các axit béo không no: oleic, linoleic, linolenic.
- Điểm nóng chảy của chất béo sữa
+ Ở nhiệt độ thường: các axit béo như butyric, caproic, caprilic tồn tại ở thể lỏng. Các axit béo như lauric, palmitic, miristic tồn tại ở thể rắn.
+ Chất béo sữa được tạo thành từ các triglixerit hỗn hợp khác nhau nên chất béo sữa có khoảng nhiệt độ nóng chảy 28 – 350C và đông đặc ở 19 – 260C.
- Chỉ số Iot
+ Chỉ số Iot là số gam iot kết hợp với các axit béo không no có trong 100g mỡ sữa. + Chỉ số Iot thường dao động trong khoảng 24 – 46, khi chỉ số iot thấp thì bơ thường cứng và ngược lại thì bơ sẽ mềm.
- Phosphatit và glicolipit
+ Các phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng các cầu mỡ, trong thành phần của chúng có cả axit béo hòa tan trong chất béo và axit béo hòa tan trong nước.
+ Hàm lượng các phosphtit và glicolipit trong sữa đầu gấp 2 – 3 lần trong sữa bình thường.
* Protein
Trong sữa tồn tại hai kiểu protein khác nhau:
- Protein hòa tan gồm: α – lactoalbumin, β – lactoglobulin, immunoglobumin, lisozim, lactoferin…
- Protein ở trạng thái keo không bền gồm: một phức hệ mixexen hữu cơ của caseinat và canxi phosphat.
Casein là một protein dinh dưỡng chứa phosphor, có mặt trong sữa động vật. Hợp chất này cấu thành khoảng 80% protein trong sữa động vật và chứa tất cả các axit amin thông thường.
* Lactoza
Lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và kiên kết với các protein và các gluxit khác. Tỷ lệ lactoza tự do/liên kết là 8/1. Độ ngọt của lactoza kém saccaroza 30 lần, độ hòa tan trong nước kém hơn saccaroza [1].
Bảng 2.11. Bảng độ hòa tan của lactoza (g/100g nước) Nhiệt độ (0 C) α – lactoza β – lactoza 0 5.0 45.1 25 8.6 - 39 12.6 - 100 70.0 94.7 (Nguồn: Lê Ngọc Tú, 2006)
Trong công nghệ, làm lạnh để kết tinh lactoza là khâu quan trọng quyết định đến chất lượng cô đặc.
Khi gia nhiệt đến 1000C không làm thay đổi lactoza. Ở nhiệt độ cao hơn
1000C xảy ra biến mầu do sự xuất hiện các melanoit tạo thành khi các axit amin của sữa tác dụng với lactoza và lactoza bị phân giải một phần tạo thành các axit lactic, axit formic… làm cho sữa có màu nâu và tăng độ chua của sữa lên 1 – 20T [1].
* Các muối
Trong sữa có nhiều loại muối khác nhau như KCl, NaCl, CaCl, MgCl, KH2PO4…, do có mặt của các cation K+
, Na+, Mg+, Ca+ và các anion của các axit
phosphoric, limonic, clohydric [1].
Trong các muối trên, muối canxi có ý nghĩa lớn đối với con người, hia nguyên tố canxi, phosphor trong sữa có tỷ lệ rất hài hòa Ca/P = 1/1.31 và ở dạng cơ thể dễ hấp thụ.
Muối canxi có ý nghĩa lớn trong chế biến, khi sữa có hàm lượng canxi thấp thì sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông tụ rất chậm, còn sữa sữa có hàm lượng canxi cao thì sữa sẽ bị đông tụ nhanh hơn nhưng quện sữa (gel đông tụ) lại không mịn, trong sữa canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat, canxi phosphate, canxi limonat...
Trong sữa Mg (12 mg%), K (113 - 171 mg%), Na (30 - 77 mg%). Tỷ lệ
K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ, muối K và Na giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường.
Các muối của axit xitric có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ.
Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối trong sữa như các muối hòa tan của axit phosphoric và axit limonic chuyển thành không hòa tan. Các cặn muối không tan cùng protein.
Quá trình tạo axit phosphate caseinat, sự giảm nồng độ ion canxi làm giảm khả năng đông tụ của sữa bằng rennin [1].
* Các vitamin
Trong sữa, hàm lượng vitamin không cao nhưng có chứa cả vitamin hòa tan trong nước (VTM B, C) và vitamin hòa tan trong chất béo (VTM A, D, E) [1].
Bảng 2.12. Bảng thành phần các vitamin trong sữa
Vitamin A B1 B2 C D E M
Hàm lượng
(mg/l) 0.3 0.4 1.7 20 0.001 1.4 0.05
* Chất khoáng
Ta quy ước chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro, nó bao gồm nhiều nguyên tố nhưng trong đó các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, P chiếm tỷ lệ cao hơn, các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa và chất lượng sữa thành phẩm [1].
* Enzyme
Lipaza: Lipaza phân hủy một phần chất béo của sữa, làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi. Lipaza hòa tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào các cầu mỡ nên chế độ thanh trùng tức thời ở 72 – 750C không đủ để tiêu diệt enzyme lipaza. Thường enzyme lipaza bị phá hủy ở 750C sau 60 giây.
Catalaza:Hàm lượng enzyme catalaza thường cao khi sữa được vắt từ con bò
bị bệnh viêm vú. Enzyme thường bị phân hủy ở 750C sau 60 giây.
Phosphataza:Trong sữa có phosphataza kiềm (pH = 9 – 10) bị phân hủy hoàn
toàn ở chế độ thanh trùng ở 650C sau 30 phút hoặc ở 800C tức thời, phosphataza axit (pH = 4 – 4,3). Dựa vào tính chất của phosphotaza kiềm bị phân hủy khi thanh trùng để kiểm tra hiệu quả thanh trùng sữa bằng cách dùng natriphenolphtalein
phosphate 1% [1].
Proteaza: Enzyme proteaza phân hủy nhanh protein thành axit amin, điều kiện tối ưu của proteaza là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 420C, ở nhiệt độ
750C enzyme proteaza bị phân hủy hoàn toàn.
Trong sữa, một số enzyme bắt đầu bị vô hoạt khi nhiệt độ đạt 550C và bị phá hủy hoàn toàn khi nhiệt độ cao hơn 900C [1].
* Các chất khí và sắc tố của sữa
Trong sữa, lượng chất khí hòa tan khoảng 70ml/lít, trong đó 50-70% là CO2, 5-10% là O2, 20-30% là N2. Trong các chất khí chỉ có khí oxy là ảnh hưởng xấu đến chất lượng sữa vì có thể là nguyên nhân của các quá trình oxy hóa. Khi gia nhiệt, các chất khí bị bay hơi và hàm lượng chất khí trong sữa giảm không ít hơn 20%, làm cho độ axit của sữa giảm từ 0.5 – 20T.
Màu sắc của sữa và mỡ sữa là do sự có mặt của nhóm carotenoit (đại diện là carotin). Hàm lượng carotin trong sữa vào mùa hè khoảng 0.3-0.6 mg/kg, mùa đông
0.05-0.2mg/kg. Trong sữa còn có sắc tố màu xanh của clorofin, màu vàng của whey
do lactoflavin (VTM B2) màu trắng của sữa do sự khuếch tán ánh sáng bởi các
mixen protein [1].