CHƯƠNG 1 : YÊU CẦU NGUYÊN LIỆU SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG 1. Định nghĩa về sữa Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non. Tính chất vật lý. Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị ngọt nhẹ và có mùi đặc trưng.
Sữa có những tính chất sau: Mật độ quang ở 150C là: 1,030 ÷ 1,034 Tỷ trọng ở 15,50C: 1,0306 (g/cm3) Điểm đông: - 0,540C ÷ - 0,590C pH : 6,5 ÷ 6,7 Độ acid tính bằng độ Dornic (0D):16 ÷ 18 (decigam acid lactic/ 1 lít sữa) Chỉ số khúc xạ ở 200C là: 1,35 1. Thành phần hoá học. Đối với các loài động vật khác nhau thì thành phần hoá học của sữa sẽ khác nhau, ngay cả ở những động vật cùng loài cũng không giống nhau. Thành phần và chất lượng của sữa ở các loài hay ở những động vật cùng loài luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần thức ăn, điều kiện chăn nuôi, sức khoẻ, trọng lượng của con vật, thời kỳ tiết sữa, phương pháp vắt sữa, loài giống và nhiều yếu tố khác.
Nước Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng nhất, chiếm tỉ lệ 9/10 của thành phần sữa, còn lại là tổng các chất khô (chiếm 125 – 130g/lit sữa). Gồm nước tự do (chiếm 96 – 97%) và nước liên kết (3 – 4%). Nước trong sữa tồn tại ở 2 dạng: 6 | SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG [TL CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA] GVHD : ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI Nước tự do chiếm phần lớn, 96 ữ 97% tổng lượng nước, có thể tách ra trong quá trình sấy khô, hay cô đặc vì không có liên kết hoá học với chất khô. Nước liên kết: Chiếm tỉ lệ nhỏ: 3 - 4% tổng lượng nước.
Nằm trong hệ keo: protein, các photphatit, polysaccarit liên kết với các nhóm hóa học: -NH2, - COOH, OH, = NH, CO-NH-,… Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 00C. Protein Protein của sữa cũng do các axit amin trùng ngưng với nhau tạo nên. Vì thế, khi protein chịu tác dụng của enzyme proteinaza sẽ tạo thành đầu tiên là các peptid và cuối cùng là các axit amin. Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau: Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin, lactoperoxydase… Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinnat và canxi phosphat.
Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau: Casein toàn phần chứa: 26-29 g/l β-lactoglobulin: 26 -29 g/l α-lactalbumin: 2.5 g/l Trong các thành phần trên, Cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 - 200 mm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6). Chất béo Chất béo trong sữa chiếm khoảng từ 3 – 5,2% (khoảng trên dưới 40g trong 1 lít sữa) trong đó gồm 2 loại: Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit) có hàm lượng 35 – 45 g/l gồm acid béo no và không no: axit oleic, acid palmitic, acid stearic. 7 | SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG [TL CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA] GVHD : ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI Chất béo phức tạp trong sũa có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi chung là phosphoaminolipid, đại diện là lexitin và xephalin Đặc tính lý – hoá của chất béo: Mật độ quang ở 15°C: 0,91 – 0,95 Điểm nóng chảy: 31 - 36°C Điểm hoá rắn: 25 - 30°C Chỉ số iod: 25 – 45 Chỉ số xà phòng hoá: 218 – 235 Mật độ quang ở 150C: 0.95 : Nhiệt độ nóng chảy: 31 - 360C Nhiệt độ đông đặc: 25 – 300C Chỉ số axit bay hơi không hoà tan: 1.5 – 3 Chỉ số axit bay hơi hoà tan: 26 – 30 Chỉ số khúc xạ: 1.462 Cấu trúc chất béo có trong sữa: Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt tiểu cầu hoặc hình ovan với đường kính 2 –10 mm tuỳ thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa.
Cấu trúc các hạt hình cầu được bao bọc bởi một màng Protein và màng này có 2 phần: Một phần có thể hoà tan trong nước và một phần thì không. Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và cephalin. Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0. Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu là Cu, Fe, Enzim.
Enzim chủ yếu là photphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzim reductaza có trong phần không hoà tan được. Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiểu cầu chứa các glixetit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Trong khi đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5 - 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở nhiệt độ 8 | SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG [TL CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA] GVHD : ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI môi trường. Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn.
Đó là nguyên nhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa. Đường lactoza Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu 2 dạng avà b. Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra các phần tử đường glucoza và một phần tử đường galactoza. C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (Lactoza) (Glucoza) (Galactoza) Trong sữa đường latoza luôn ở trạng thái hoà tan, khả năng hoà tan và kết tinh của lactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa.Hai đường a-b lactoza luôn tốn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ.
Đường lactoza ít hoà tan hơn đường sacharoza ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn. Độ hoà tan của đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thuỷ phân rất chậm theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao.Sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao. Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men.
C12H22O11 + H2O 4CH3CHOH - COOH + H2O + CO2 (Lactoza) (Axit lactic) Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butyric. 3CH3CHOH - COOH CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2 (Axit butilic) CH3CHOH-COOH CH3-CH2COOH + CO2 + H2O + CH3-COOH (Axit propionic) 9 | SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG [TL CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA] GVHD : ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI Nếu dưới tác động của nấm men đặc biệt thì đường lactoza sẽ tạo thành các chất theo phản ứng sau: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (Lactoza) (Glucoza) (Galactoza) 1. Các chất khoáng Các chất khoáng có trong sữa không nhiều, nhưng sự có mặt các chất khoáng đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của sữa. Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9 - 9.1 (g/l) Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm : Muối clorua, photphat, xitrat, sunphatnatri, bicacbonnat.
Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng: dạng hoà tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yêu tố công nghệ: pH, nhiệt độ… Sự tồn tại cân bằng của muối Ca ở dạng hoà tan và dạng phức của các thể keo là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa. Sự tăng lên hàm lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định, đặc biệt trong quá trình đun nóng và quá trình lên men. Để tránh hiện tượng này thông thường người ta cho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó là các muối photphat hoặc xitrat với liều lượng thích hợp.
Vitamin Sữa là một loại thức ăn chứa rất nhiều loại vitamin nhưng hàm lượng vitamin trong sữa không cao lắm. Các vitamin này thuộc 2 nhóm: Nhóm tan trong chất béo: A, D, E. Nhóm tan trong nước: B1, B,B6, B12, PP,H, C. Các chất miễn dịch Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau, các chất miễn dịch này có tác dụng bảo vệ sữa khỏi bị hư hỏng.
Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể. Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy ở nhiệt độ 65 – 70 oC. Trong sữa có các chất miễn dịch như antioxin, opsonin, bacteriolyzin, precipitin, aglutimin, ngoài ra sữa còn chứa một lượng nhỏ bạch cầu. 10 | SỮA THANH TRÙNG, TIỆT TRÙNG [TL CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA] GVHD : ThS LÊ VĂN NHẤT HOÀI 1.
Enzyme Sữa có chứa nhiều loại enzyme nhưng việc nghiên cứu chúng còn khó khăn bởi lẽ việc chiết tách các enzym tự nhiên có trong sữa hoặc các enzyme có trong các loại vi sinh vật có mặt trong chất lỏng không phải dễ dàng tuy biết rằng các enzyme đó có lợi ích lớn trong công nghiệp. Chúng ta nghiên cứu các loại enzym sữa theo sự sắp xếp chung đại diện cho hai loại enzyme thuỷ phân và enzyme oxy hoá sinh học. Các loại enzyme thuỷ phân: chúng thuỷ phân các chất khác nhau, trong sữa các enzyme đặc trưng thuộc loại này như: lipaza, phosphotaza kiềm, galactaza và amylaza. Các enzyme oxy hoá sinh học: loại enzyme này bao gồm tất cả các loại enzyme tham gia vào các quá trình oxy hoá sinh học.
Trong số các enzyme này cần phải kể đến: reductaza, lactoperoxydaza và catalaza. Sắc tố trong sữa Màu trắng sữa là do sự khuếch tán ánh sáng bởi các micell protein. Sữa màu vàng là do hiện diện của carotenoid trong chất béo sữa mà đại diện là carotin. Hàm lượng carotin trong trong sữa mùa hè 0,3 – 0,6 mg/kg, mùa đông 0,05 – 0,2 mg/kg, hàm lượng caroten này phụ thuộc vào loại động vật cho sữa, thức ăn gia súc, giống, thời vụ.