Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên tốc độ biến đổi trên phụ thuộc vào thành phần hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắt cũng nhƣ phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy…), cần chú ý để hạn chế.
2.3.1. Biến đổi sinh học
Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa đƣợc xem là quá trình biến đổi sinh học quan trọng nhất, thƣờng diễn ra ở tế bào vi sinh vật.
Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật sẽ tăng trƣởng về kích thƣớc và khối lƣợng do sử dụng một số chất có trong sữa và sản sinh tạo ra nhiều tế bào mới. Đồng thời, hàm lƣợng một số chất dinh dƣỡng trong sữa sẽ giảm đi cùng với sự xuất hiện của nhiều hợp chất mới do vi sinh vật phân giải và chuyển hóa nên.
GVHD: Nguyễn Ngọc Hiểu 21 SVTH: Nhóm sinh viên Đồng hóa là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ cao phân tử (glycogen, protein, lipid…) cho chính cơ thể vi sinh vật.quá trình này đƣợc thực hiện từ năng lƣợng do quá trình dị hóa cung cấp.
Dị hóa là quá trình phân giải chất dinh dƣỡng có trong môi trƣờng nhờ hệ enzyme do vi sinh vật sinh tổng hợp nên nhằm mục đích tạo ra năng lƣợng (ATP) và các chất hữu cơ đơn giản (đƣờng đơn, acida min, acid béo…).
Sự sinh trƣởng và trao đổi chất của hệ vi sinh vật là những quá trình sinh học quan trọng trong bảo quản sữa tƣơi, nó làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi vị). Để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản nên kết hợp các biện pháp sau:
Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ trang trại đến nhà máy chế biến.
Bảo quản sữa chƣa thanh trùng ở nhiệt độ không lớn hơn 4ºC trong điều kiện nghiêm ngặt.
2.3.2. Biến đổi hóa học và hóa sinh
Biến đổi hóa học là quá trình phản ứng giữa các chất có trong sữa và tạo ra nhiều hợp chất mới, nếu phản ứng diễn ra dƣới sự xúc tác của enzyme thì đƣợc gọi là biến đổi hóa sinh.
Enzyme có nguồn gốc từ tuyến vú tiết ra và do hệ vi sinh vật tổng hợp. khi số lƣợng vi sinh vật càng nhiều thì trong sữa càng có nhiều enzyme khác nhau và hoạt tính của chúng sẽ càng cao. Tốc độ biến đổi hóa sinh càng nhanh và thành phần hóa học của sữa sẽ thay đổi nhanh chống trong quá trình bảo quản.
Thủy phân chất béo: 97- 98% khối lƣợng chất béo trong sữa thuộc nhóm tryglyceride, các hợp chất này có thể bị enzyme lipase thủy phân tạo ra các sản phẩm là các acid tự do, mono- hoặc diglyceride. Các vi khuẩn nhiễm vào sữa có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào thuộc gram (-): Pseudomonas,
GVHD: Nguyễn Ngọc Hiểu 22 SVTH: Nhóm sinh viên Micrococcus… nhiệt độ thích hợp để tổng hợp lipase bởi các loài trên 20-21º
C. Việc thủy phân chất béo giải phóng các acid béo tự do, đặc biệt là chất béo có phân tử lƣợng thấp nhƣ acid butyric, acid caproic…sản phẩm tạo thành là CO2, H20, andehyt, cetone, peroxydate và các hydrocacbon làm cho sữa có mùi ôi khét.
Oxy hóa chất béo: tại các vị trí nối đôi của các acid béo không bão hòa dễ bị oxy hóa tạo ra các hydroperoxydate và gây mùi kim loại cho sữa. Để hạn chế quá trình oxy hóa chất béo cần hạn chế lƣợng oxy hòa tan trong sữa, ngoài ra thanh trùng sữa ở nhiệt độ trên 80º C cũng hạn chế đƣợc quá trình oxy hóa chất béo.
Thủy phân protein: quá trình thủy phân protein đƣợc xúc tác bởi enzyme protease, sản phẩm thu đƣợc là các polypeptide, peptide hoặc các acid amin. Các protease do hệ vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra mới gây ảnh hƣởng sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi và vị.
2.3.3. Biến đổi vật lý
Các chỉ tiêu vật lý của sữa nhƣ tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ thuộc vào nhiệt độ là chính, khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp sữa sẽ không thay đổi nhiều. Nhìn chung các biến đổi vật lý của sữa trong quá trình bảo quản là không đáng kể.
2.3.4. Biến đổi hóa lý
Thay đổi cấu trúc micelle: micelle đƣợc tạo nên chủ yếu do các casein ( α, β, k casein) cùng hai nguyên tố vô cơ kali và phospho. Khi giảm nhiệt độ β-casein, kali và phospho đều giảm làm giảm kích thƣớc các micelle trong sữa, mức độ hydrate hóa của các micelle sẽ tăng làm bền trạng thái keo của micelle. Thay đổi hệ nhũ tƣơng: các hạt cầu béo với màng bao bảo vệ bên ngoài có các gốc ƣa nƣớc với mục đích ổn định hệ nhũ tƣơng trong sữa. Trong thành phần cấu tạo màng bao có các tryglyceride dễ dàng thoát ra khỏi các hạt cầu béo
GVHD: Nguyễn Ngọc Hiểu 23 SVTH: Nhóm sinh viên và tập trung lại với nhau hoặc đóng vai trò kết dính các hạt béo tạo thành một lớp chất béo trên bè mặt sữa, trƣờng hợp này xảy ra nếu sữa tƣơi sau thu hoạch không đƣợc đồng hóa.
Sự va chạm cơ học nhƣ khuấy trộn với tốc độ cao có thể làm thay đổi cấu trúc màng bảo vệ các giọt béo trong sữa. Các va chạm sẽ làm cho các
tryglyceride thoát ra ngoài và tiếp xúc với enzyme lipase, khi đó thành phần và cấu trúc của các giọt béo thay đổi.
GVHD: Nguyễn Ngọc Hiểu 24 SVTH: Nhóm sinh viên
CHƢƠNG III: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA THANH TRÙNG