CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỮA VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY 1. Tổng quan về sữa Nguyên liệu chính để sản xuất sữa bột là tươi nguyên cream hoặc sữa gầy. Sữa tươi nguyên kem: sữa tươi nguyên kem dồi dào các chất dinh dưỡng như vitamin B1, vitamin D, canxi, photpho.
và hàm lượng chất béo là 3,5%. Những dưỡng chất trên có hàm lượng cao hơn các loại sữa thông thường. Sữa gầy là sữa đã qua quá trình tách béo, hàm lượng chất béo còn lại không quá 1% Để sản phẩm có chất lượng tốt, ổn định, sữa nguyên liệu phải đáp ứng các chỉ tiêu hóa lí, cảm quan và vi sinh theo TCVN7405_2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F12 Sữa và sản phẩm sữa biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Thành phần hóa học của sữa Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác.
Trong các chất trên trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất còn lại gọi là chất khô của sữa. Hàm lượng chất khô của sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa, chất khô của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu không kể đến lipit thì chất khô trong sữa gọi là chất khô không bé. Thành phần hóa học của các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác. Thành phần của các chất có trong sữa bò người ta đo được như sau: 6 Bảng 1: Hàm lượng các chất có trong sữa bò Thành phần % theo khối lượng Nước 85,5 – 89,5 % Chất béo 2,5 – 6,0 % Protein 2,9 – 5,0 % Đường Lactose 3,6 – 5,5% Khoáng chất 0,6 – 0,9 % 1.
Nước Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lit sữa. Phần lớn lượng nước ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nước ở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi. Nước tồn tại ở 2 dạng: Nước tự do và nước liên kết Nước tự do: chiếm 96-97% tổng lượng nước.
Nó có thể được tách trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô. Khi bảo quản sữa bột, nước tự do xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục. Nước liên kết: chiếm tỷ lệ nhỏ, khoảng 3-4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các photphatide, polysaccharic.
Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh với lactoza dưới dạng C12H22O11. Chất béo Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít 7 béo, khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100ml sữa.
Đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3,9%. Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy từng con vật, thời gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa … Các hạt chất béo kích thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yên lặng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa.
Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo chưa no. Trong số những acid béo trong sữa có khá nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic). Chất béo của sữa cũng dễ xảy ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần và tính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượng của sữa và nhiều khi làm hỏng sữa. Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của sữa còn có photphatit và một số chất khác nhưng hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.7g trong một lít sữa, trong đó chủ yếu là lexitin.
Protein Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein. Hàm lượng protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới hạn 3. Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3. Các protein của sữa là những protein hoàn thiện.
Trong thành phần protein của sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin không thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan và lyzin. Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu : Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể. Casein là nhóm protein chủ yếu trong protein của sữa. Nó bao gồm nhiều loại casein khác nhau, casein, casein, casein, casein là thể phức hợp phosphoryl gồm có s1, s2, s3, s4, s5, s6 – casein.
-casein là thành phần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong sữa người. - casein là một glycoprotein và nó hiện diện khắp nơi trong thể mixen casein. Chính vì vậy mà mixen ở trạng thái ổn định. 8 Casein và casein không tan trong sữa tươi.
Các protein này chứa nhóm photphat (photpho chiếm khoảng 0.8% trong toàn casein) và nhóm photphat này kết hợp với ion Ca 2+. Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa casein và casein kết khối và kết tủa. Hai phân tử casein có thể tồn tại một cách ổn định trong sữa là do có sự hiện diện của casein. Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt mixen có kích thước từ 0.
Trung bình mỗi hạt chứa hàng ngàn phân tử casein và casein. Hiệu quả bảo vệ của casein có thể là do nó góp phần gia tăng điện tích âm của hạt mà không kết hợp với ion Ca2+. Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô. Trong thành phần chất khô casein chiếm khoảng 93% và muối (chủ yếu là canxi photphat) chiếm khoảng 7%.
Lactoglobulin còn gọi là globulin của sữa. Hàm lượng lactoglobulin trong sữa khoảng 0,1% theo khối lượng và chiếm tỉ lệ 3% so với lượng protein chung. Globulin sữa có nhiều trong sữa non, thuộc loại protein đơn giản và là protein hoàn thiện. Trong sữa, globulin tồn tại dưới dạng keo và có độ phân tán kém hơn so với albumin sữa khoảng 18.
Globulin có 3 dạng đồng phân: glactoglobulin, epglobulin và pseudogglobulin. Chúng khác nhau về khả năng hòa tan nước và tính kháng trùng. lactoglobulin không tan trong nước, hòa tan tốt trong dung dịch muối loãng, epglobulin tan trong nước khi có mặt muối. Pseudoglobulin hòa tan trong nước nguyên chất.
Lactoalbumin còn gọi là albumin của sữa. Hàm lượng lactoalbumin trong sữa không nhiều khoảng 0.0% tùy từng loại sữa. Trong sữa non có nhiều lactoalbumin hơn sữa thường. Khác với casein, lactoalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ. Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh và mau. Các enzim làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ lactoalbumin. Sau khi đông tụ, lactoalbumin mất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi.
Gluxit Gluxit có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng 4.1% tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9% lactose ở trong sữa dưới dạng hòa tan. Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác.
Lactose bị thủy phân sẽ cho một phân tử glucose và một phân tử galactose. C12H22O11 C6H12O6 + C6H12O6 Lactose Glucose Galactose Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen. Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫm hơn lúc chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm. Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic.
Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic có thể chuyển hóa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic. Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phômai. Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào việc sản xuất ra các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phômai… 1. Các muối Do trong sữa có mặt của các cation K +, Na+, Mg+, Ca+,.và các anion của acid photphoric, limonic, clohydryt nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau.
Muối canxi có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa. Khi hàm lượng canxi thấp, sữa sẽ khó động tụ hoặc đông tụ rất chậm. Ngược lại, nếu sữa có hàm lượng canxi cao thì sẽ đông tụ bởi renin nhanh hơn nhưng gel đông tụ không mịn. Trong sữa, canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat, canxi photphat, canxi limonat,.
Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường. Các muối của axit photphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa. 10 Các muối của axit limonic có ý nghĩa đặc biệt đối với sự tạo thành các hợp chất thơm trong các sản phẩm lên men, các loại bơ. Các thành phần khác Vitamin Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm lượng các vitamin không cao lắm.
Số lượng và hàm lượng các loại vitamin trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi của các loại gia súc. Trong sữa bò có rất nhiều loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D, E, K…), nhóm vitamin tan trong nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…) Vitamin A có nhiều trong sữa, nhất là trong sữa non và có nhiều trong các sản phẩm chế biến từ sữa nhất là trong bơ. Hàm lượng vitamin A trong sữa khoảng 0. Hàm lượng vitamin A trong sữa nhiều hay ít thường phụ thuộc vào hàm lượng carotene có trong thức ăn của gia súc.
Vitamin D hàm lượng vitamin D trong sữa khoảng 0.