1. Giới thi u chung ệề ữa
2.5.3. nhớt khi cô đặc sữa
Khi cô đặc sữa trong thiết bịcô đặc chân không độ nhớt tăng 2-3 lần do xu hướng của sữa tăng độ nhớt khi đun nóng vì nó sẽ tiến đến điểm đông tụ của các protein. Xu hướng này của sữa là cơ sở để sản xuất sữa đặc đun siêu tốc có độ nhớt cao[ ]5. Các điều kiện và cách xử lý ảnh hưởng đến độ ổn định của casein là rất đáng kể đến độ nhớt của sữa ữa cô đặ.S c có độ nhớt t 30-40 poa. Sau khi b o qu n t 2-6 tháng ừ ả ả ừ ở25 đến 28 độ thì độ nhớt tăng đến 100- 457poa.Khi cô đặc độ nhớt tăng là do nồng độ chất khô,do tính ch t hóa lý cấ ủa protein thay đổi [18].
Ngoài ra độ nhớt trong sữa cũng phụ thuộc và điều kiện chăm sóc nuôi dưỡng [22].
2.6. Độ dẫn điện: 2.6.1. Độ dẫn điện c a sủ ữa: Nhiệt độ(℃) Độ nhớt(cp) Sữa nguyên chất Sữa tách béo 5% đường lactose Nước 5 3.524 3.96 1.76 1.519 10 2.809 2.47 1.50 1.308 15 2.463 2.10 - 1.140 20 2.127 1.79 1.15 1.005 25 1.857 1.54 1.03 0.894 30 1.640 1.33 0.91 0.894 35 - 1.17 - 0.723 40 - 1.04 0.74 0.006
27 Độ dẫn điện được coi là m t ch s cho nhiộ ỉ ố ễm trùng vú, thêm nước, các ch t trung ấ hòa và nồng độ ữa cho quá trình bay hơi.Độ ẫn điệ s d n là do s a có các thành ph n trong s a, ữ ầ ữ các phân tửmang điện tích và các mu i hòa tan trong s a.Các thành phố ữ ần này đề ảu nh hưởng đến độ dẫn điện c a sủ ữa.Độ ẫn điệ d n c a s a là ủ ữ 46 10. −4(Ω).Có thể giao động từ38 10. −4(Ω) đến 60 10. −4(Ω).Ngoài các yếu t bên trong s a nguyên li u thì các y u t ố ữ ệ ế ố như điều kiện chăn nuôi ,chếđộdinh dưỡng, gi ng vố ật nuôi cũng ảnh hưởng đến độ ẫn đ d iện c a s a nguyên ủ ữ liệu.Những thay đổi v ềđộ dẫn điện cũng có thể dùng để phát hiện các giai đoạn ban đầu của sự k t t ế ụ micelle trong quá trình đông tụ rennet c a s a [18] [20]. ủ ữ
2.6.2. Các yếu tốảnh hưởng đến độ ẫn điệ d n: - Các thành phần trong sữa:
Lactose là ít ảnh hưởng đến độ ẫn điệ d n c a s a. Casein làm giủ ữ ảm độ ẫn điệ d n của sữa, 1,25% trên 1 w / w%. Ch t béo giấ ảm độ ẫn điệ d n m t cách tuyộ ến tính khi hàm lượng của nó tăng lên do cản trở sự di chuy n c a các ion trong dung d ch sể ủ ị ữa, nhưng nó cho thấ ốc độy t giảm độ ẫn điệ d n thấp, khoảng 0,55% trên 1 w / w% (nồng độ ban đầu) do các thành phần casein và protein có kích thướ ớc l n,chuyển động chậm nên làm tăng ma sát trong dung dịch sữa nên làm giảm độ ẫn điệ d n [18] [23].
Hình 31: Các liên k t hóa h c trong micelle s a ế ọ ữ - Các h p chợ ất dẫn điện và các muối khoáng:
Độ dẫn điện c a sủ ữa được xác định ch y u b ng natri ,kali và clorua và các ion ủ ế ằ khác.Quan tr ng là s phân b c a các mu i gi a d ng hòa tan và d ng keo.S a mà pha thêm ọ ự ố ủ ố ữ ạ ạ ữ nước thì s ẽlàm độ ẫn điệ d n gi m. 25ả Ở ℃ dđộ ẫn điện giảm kho ng 0,005ả 𝑜ℎ𝑚−1 Sữa có hàm
lượng PH thấp cũng làm tăng độ ẫn điệ d n c a sủ ữa.thêm nước vào làm gi m nả ồng độ các ion trong s a và ta có thữ ểdùng máy để đo trực ti p [ ] [24]. ế 20
Ứng d ng v ụ ề độ dẫn điện được quan tâm những năm gần đây là về chỉ s nhi m trùng ố ễ mastitic liên quan đến tình trạng viêm hay nhiễm trùng vú ở bò.
Đối với bò b viêm vú thì nị ồng độ lactose và K+ gi m trong s a giả ữ ảm cũng như nồng độ Na+ và Cl- tăng lên đểduy trì tính đẳng lập c a s a.Hiủ ữ ện tượng này dẫn đến tăng độ d n ẫ điện c a s a. ủ ữ
Hình 32: Th oxi hóa kh trong s a và m i quan h v i pH ế ử ữ ố ệ ớ
Theo một cuộc kh o sát t ng th cả ổ ể ủa vi n y t qu c gia Ý nhệ ế ố ằm nâng cao đổi mới hệ thống nông nghi p cho thệ ấy môi tương quan giữa nguồn thức ăn của gia súc đến hàm lượng các nguyên t ố vi lượng có trong s a nguyên li u cho th y thữ ệ ấ ức ăn và điều kiện chăn nuôi cũng tác ng lên các thành ph n nguyên t trong sđộ ầ ố ữa và tác động gián tiếp lên độ ẫn điệ d n c a sủ ữa nguyên li u [25]. ệ
29 Hình 33: Ảnh hưởng của điều kiện chăn nuôi tới chất lượng s a ữ
2.7. Độ dẫn nhiệt:
2.7.1. Độ dẫn nhiệt của sữa:
Độ d n nhi t c a s a cho bi t mẫ ệ ủ ữ ế ức độ ẫ d n nhi t c a t ng lo i s a t ệ ủ ừ ạ ữ ừ đó ta có thể xác định được khoảng thời gian thích hợp để đun nóng hay làm lạnh các lo i s a ph c v cho viạ ữ ụ ụ ệc lắp ráp thi t b ế ị trao đổi nhiệt cho các nhà máy sữa.Độ ẫ d n nhi t chệ ịu tác động của nhi u yề ếu t ố khác nhau, được biểu thị qua hệ số dẫn nhiệt của sữa là lượng nhiệt đi qua một đơn vị mặt phẳng trong một đơn vịthời gian khi chênh lệch nhiệt độ ữ gi a các mặt phẳng đó là 1℃ [18].
Độ d n nhi t c a sẫ ệ ủ ữa ở20℃ là 0.17 𝐽𝑚−1𝑠−1𝑘−1.
Bảng độ dẫn nhiệt của sữa và m t s s n ph m s a ộ ố ả ẩ ữ
Sản ph m ẩ chHàm lượất béo(%) ng 0-2℃Xác định nhiệt độ18-20℃
Sữa g y ầ 0.1 0.360 0.470
Sữa nguyên 3.5 0.345 0.426
Cream 40 0.242 0.273
Bơ được sản xuất theo
Phương pháp dây chuyền 85 0.136 0.201 Phương pháp đảo trộn 84 0.173
Mỡ s a ữ 100 0.113 0.145
Sữa đặc có đường 8.5 - 0.22-0.24
Sữa b t ộ 26-28 - 0.16-0.18
2.7.2. Các yếu tốảnh hưởng tới độ ẫ dn nhiệt của sữa:
Độ d n nhi t cẫ ệ ủa sữa ph thu c vào nhi u y u t ụ ộ ề ế ố khác nhau như thành phần hóa học, và nhiệt độ ủ ữ c a s a.
Độ d n nhi t c a sẫ ệ ủ ữa tăng theo nhiệt độ, khi nhiệt độtăng thì thể tích m u s a n ra ẫ ữ ở theo định luật charles.Dưới đây là bảng phân tích độ dẫn nhiệt theo nhiệt độ giữa 2 mẫu sữa thô A và B.
Hình 34: Kh ả năng dẫn nhi t c a s a theo nhiệ ủ ữ ệt độ
- Các thành phần hóa h c trong sọ ữa: Khi hàm lượng chất rắn tăng thì độ ẫ dn nhiệt giảm [26].
2.8. Sức căng bềmăt
2.8.1. Sức căng bề mặt của sữa:
Dùng đểđánh giá độđàn hồi cũng như là độ bền của bề mặt liên diện của 2 pha. Trong s a sữ ức căng bề ặ m t là mục tiêu để phát hi n t p nhi m,xem xét s hình thành b t và ệ ạ ễ ự ọ nhũ tương bề ặt trong quá trình phân đoạn cô đặ m c và làm khô sữa. trong quá trình sản xuất sữa ngoài ra còn là thước đo mức độ đông tụ của protein sữa [27].
B m t liên di n chính trong s a là: plasma h t c u béo và không khí v i plasma ề ặ ệ ữ – ạ ầ ớ (có ý nghĩa quan trọng trong việc chế biến sữa). Sức căng bề ặt có ý nghĩa quan trọ m ng trong công nghi p ch bi n s a và sệ ế ế ữ ức căng bề ặ m t này là không ổn định.Sức căng bề ặ ủ m t c a sữa nguyên li u là 42.4-46.5 dyn/cm.(1dyn/cm=ệ 10−3𝑁/𝑚) [18] [20].
31 Hình 35: Các lo i liên di n b m t trong s a ạ ệ ề ặ ữ
2.8.2. Các yếu tốảnh hưởng đến sức căng bề ặ mt sữa:
Sức căng bề ặ m t ph thu c vào nhi u y u tụ ộ ề ế ốnhư thành phần trong sữa,nhiệt độ và thời gian b o qu n s a... ả ả ữ
- Các thành phần c a sủ ữa (micelle casein,phospholipid,whey protein và acid béo) Các ch t hoấ ạt động b mề ặt có xu hướng tập trung trên b mề ặt tương ứng v i nớ ồng độ của chúng và khảnăng giảm sức căng bề mặt và các thành phần hòa tan như muối và đường không có xu hướng t p trung b m t vì chúng không làm gi m sậ ở ề ặ ả ức căng bề mặt.nồng độ chất béo ho c casein trong s a cao s làm gi m sặ ữ ẽ ả ức căng bề ặ m t,Các axit béo được gi i phóng bả ởi quá trình phân gi i lipid là ch t làm gi m sả ấ ả ức căng bề ặ ấ m t r t hi u qu . Axit butyric có ít tác ệ ả dụng làm giảm sức căng bề ặ mt, axit có chiều dài chuỗi dài hơn, đặc biệt là caprylic và khi đồng nh t hóa s a có thấ ữ ểlàm tăng ức căng bềs m t do s h p ph c a các ch t hoặ ự ấ ụ ủ ấ ạt động bề mặt trên m t cách pha plasma h t cặ – ạ ầu béo được m r ng [20] [22] [27] [28]. ở ộ
- Nhiệt độ
X lí nhiử ệt thông thường không làm ảnh hưởng đến sức căng bề ặ m t, s a b o quữ ả ản lạnh < 10℃ trong 45 phút có th gi m sể ả ức căng bề m t 2.12 dyn/cm.Sặ ức căng bề ặ ủ ữ m t c a s a giữ ở5℃ 20℃ - thấp hơn so vớ ữa đã đượi s c làm lạnh tại 20℃ [29].
- Thời gian bảo quản
S a trang trữ ại được lưu trữđược thu thập sau 2 đến 3 ngày (4 ngày được mô ph ng ỏ bao g m cồ ác điều ki n kh c nghiệ ắ ệt) và được lưu trữ lại trong vòng 8 gi sau khi thu th p trong ờ ậ tối đa 24 giờ trong bể công nghiệp trước khi chế biến tại nhà máy sữa. Trong quá trình này có
thể chịu tác động của các vi sinh vật lên các thành phần của sữa dẫn tới tác động lên các tính chấ ật v t lý c a sủ ữa nguyên li u. ệ
2.9. Nhiệt dung
2.9.1. Nhiệt dung của sữa:
Nhiệt dung được xác định bằng lượng nhi t cệ ần đểđun nóng một đơn vị khối lượng 1kg lên 1℃(đơn vị là kcal/kg℃, đơn vị qu c tố ếlà J/kg.k).Đượ ử ụng đểc s d xác định nhiệt độ nóng ch y c a ch t béo trong s a do ph m vi c a chúng khá rả ủ ấ ữ ạ ủ ộng.Nhiệt dung riêng ở40℃ là 2.1 KJ.𝑘𝑔−1. 𝑘−1 [18] [30].
2.9.2. Các yếu tốảnh hưởng đến nhiệt dung của sữa:
Nhiệt dung của chất béo sữa phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ nhất định:
Hình 36: Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ lên nhi t dung c a ch t béo sệ ủ ấ ữa
Nhiệt độ: khi hàm lượng chất béo tăng thì nhiệt dung ph i gi m vì nhi t dung cả ả ệ ủa chất béo thấp hơn nhiệt dung của nước.Bi u hi n rõ r ể ệ ệở nhiệt độ <40℃.Trong kho ng nhiả ệt độ ừ t 15℃ - 20℃ nhiệt dung tăng khi hàm lượng chất béo tăng.Do ở khoảng nhiệt độ này một phần chất béo đang ở ạ dng rắn nên cần một lượng nhiệt để chuyển đổi chúng từ ạ d ng r n sang ắ lỏng. Còn m c nhi t >40 thì ch t béo sở ứ ệ ℃ ấ ữa đã bị nóng chảy hoàn toàn nên nhi t dung giệ ảm khi hàm lượng chất béo tăng lên [18] [29].
2.10.Điểm đông đặc
2.10.1.Điểm đông đặc của s a ữ
Là ch tiêu ki m tra xem sỉ ể ữa tươi có bị pha loãng với nước nh m kéo dài th i gian s ằ ờ ử dụng của sữa tươi nguyên liệu hay không ngoài ra nó còn giúp xác định hàm lượng lactose trong sữa và giúp xác định hàm lượng whey trong s a bữ ột tách béo.Điểm đông đặc có giá tr ị khoảng (-0.55 ℃÷ -0.512℃); trung bình là -0.522 [20]. ℃
33 2.10.2.Các y u t ế ố ảnh hưởng
Điểm đông đặc phụ thuộc vào nồng độ mol của các chất có trong dung dịch và vấn đề ử x lý nhi t có th ệ ểảnh hưởng đến điểm đông đặc của sữa.
- Nồng độ mol của các chất trong dung dịch
Khi thêm ch t tan vào trong dung môi sấ ẽlàm điểm đông đặc gi m xu ng, ả ố Mặc dù sữa không phải là một dung dịch lý tưởng, hằng số giảm nồng độ mol là 1,86 có thể được sử dụng để ước tính sự đóng góp của các thành phần sữa vào sự suy giảm điểmđóng băng. Lactose chiếm khoảng 55% sự suy giảm điểm đóng băng, clorua chiếm khoảng 25% và 20% còn lại là do các thành phần hòa tan khác bao gồm canxi, kali, magiê, lactat, phốt phát và xitrat.Việc xác định điểm đóng băng có thể được thực hiện bằng quy trình Hortvet. Trong đó sử dụng thủy ngân trong nhiệt kế thủy tinh hoặc, như trong hầu hết các dụng cụ hiện đại, bằng cách sử dụng ống đo nhiệt điện trở [20].
Một công thức thay thế được xuất bản bởi International Dairy: C=0.96418H 0.00085 –
Nếu đã biết điểm đóng băng của sữa chưa làm lạnh, thì mối quan hệ giữa nước thêm vào và độ suy giảm điểm đóng băng được đưa ra bằng phương trình.
Nếu không xác định được điểm đóng băng thực tế của sữa chưa đóng băng thì giá trị tham chiếu có thể được sử dụng.
Nhiệt độ đông đặc và lượng nước thêm vào có mối quan hệ theo công thức: W = (𝐶−𝐷)(100−𝑆)
𝐶 Trong đó:
W: tỉ lệ phần trăm lượng nước thêm vào
C: điểm đông đặc tham chiếu cụ thể của mẫu sữa cụ thể D: điểm đông đặc của mẫu sữa cần tìm
S: tỉ lệ phần trăm tổng chất khô trong mẫu sữa cần tìm.
Ngoài ra Điểm đóng băng của sữa buổi sáng có xu hướng thấp hơn sữa buổi tối từ 0,003 đến 0,0070C. Sự khác nhau về tỷ lệ của ngũ cốc đối với thức ăn thô và thức ăn tươi so với thức ăn thô xanh có ảnh hưởng đáng kể nhưng nhỏ đến điểm đóng băng. Sức khỏe bầu vú (viêm vú) cũng có một chút ảnh hưởng đến điểm đóng băng tình trạng dinh dưỡng củađàn và việc tiếp cận với nước. Cho ăn ít làm tăng điểm đóng băng.
Hình 37: Sản phẩm sữa
- Xử lí nhiệt
Sau khi x lí nhiử ệt thì điểm đóng băng củ ữa tăng nhẹa s . Trong quá trình thanh trùng, thành ph n hóa h c c a s a b ầ ọ ủ ữ ị ảnh hưởng do đó điểm đóng băng củ ữa cũng có thể ị ảa s b nh hưởng. Có th ể được gi i thích vả ới s ựthay đổi bên trong phức hợp canxi photphat và s thay ự đổi áp su t c a carbon dioxide. Carbon dioxide ấ ủ ảnh hưởng đến điểm đóng băng củ ữa tươi a s nguyên li u và s a ti t trùng trong dây chuy n ch bi n vì hi n t i c a nó gi m do gia nhi t. ệ ữ ệ ề ế ế ệ ạ ủ ả ệ Hàm lượng thể tích carbon dioxide giảm khoảng từ 7% xuống 2%. Hơn nữa lactose izome hóa và phân h y thành lactulose và acid hủ ữu cơ ảnh hưởng đến pH c a s n ph m làm gi m ủ ả ẩ ả [31]
35
3. Các ch tiêu kiỉ ểm tra chất lượng sữa
Sữa nguyên li u l nguyên li u chính s n xu t các s n phệ à ệ để ả ấ ả ẩm từ ữ s a bởi vậy kiểm tra chấ ượt l ng s a r t quan tr ng, nó nh h ng tr c ti p n ch t l ng c a các s n ph m sữ ấ ọ ả ưở ự ế đế ấ ượ ủ ả ẩ ữa. Chất lượng sữa tươi nguyên liệu không được xác định trên một hoặc hai biến số. Mà nó liên quan n nhi u y u tđế ề ế ố khác nh hàm l ng ư ượ chấ ắt r n, c m quan, hàm lả ượng vi sinh v t, kiậ ểm tra chất ức chế, hàm lượng t ế bào xôma và hàm lượng c n [32]. ặ
Chất lượng sữa quan tâm đến độ lớn của quần thể vi sinh vật và các loại sinh vật có mặt. Đánh giá thương mạ ềi v chất lượng vi sinh vật của sữa tươi nguyên liệu từlâu đã là một vấn đề nan giải. Một số trở ngại chính trong việc kiểm tra chất lượng sữa tươi nguyên liệu là thời gian c n thiầ ết để thu th p dậ ữliệu, chi phí lao động, vậ ệt li u và thiếu độ chính xác c a k t ủ ế quả cuối cùng [32].
Nếu sữa tươi nguyên liệu vượt qua ki m tra kháng sinh thì các m u s a ti p tể ẫ ữ ế ục đến các bước ki m tra ti p theo, các m u sể ế ẫ ữa được lấ ừ ữy t s a s ốlượng lớn đểxác định hàm lượng vi khuẩn, độ axit và sốlượng tế bào soma. Một mẻ sữa chất lượng cao phải có ít hơn 5oC, vi khuẩn ít hơn 90000 cell/ mẫu nghiêng, không hoặc ít hơn 1% sựthêm nước và độ axit trong