Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ thực phẩm ở nước ta đã không ngừng đổi mới, nâng cao chất lượng cũng như đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm, nhằm đáp nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Song song với sự phát triển của các ngành thực phẩm khác, ngành công nghệ chế biến sữa đang giữ một vị trí quan trọng trong việc tạo ra những sản phẩm với đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người như các axit amin không thay thế (từ protit sữa) các vitamin A, vitamin D các khoáng chất đặt biệt như canxi, photpho… các nguyên tố vi lượng khác. Sữa được xem là sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao do đó các sản phẩm chế biến từ sữa rất phong phú và đa dạng phù hợp với mọi lứa tuổi như sữa tươi, sữa bột, sữa đặt có đường, sữa chua… và đặt biệt là sữa tươi Sữa tươi là nguồn dinh dưỡng tự nhiên hữu ích rất giàu các chất đạm, sinh tố và khoáng chất cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày. Tuy nhiên chất lượng của sữa tươi không ổn định, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như giống bò, thời kỳ tọa sữa, mùa trong năm, thời điểm trong ngày … Mặt khác do sữa tươi chứa nhiều các thành phần dinh dưỡng nên dễ nhiễm vi sinh vật.
Quá trình thu sữa, bảo quản và chế biến sữa, đặc hiệu là các vi khuẩn gây hư hỏng sữa và những vi sinh vật gây bệnh trong sữa. Những vi sinh vật này làm thay đổi chất lượng sữa, tạo ra các sản phẩm thứ cấp làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Do đó, vấn đề thu sữa bảo quản và chế biến sữa là vấn đề rất quan trọng ảnh hưởng trước hết tới sức khỏe của con người và sau đó là hiệu quả kinh tế. Với tính khoa học và ý nghĩa thực tiễn nêu trên, đồng thời để sự chấp nhận của Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề suất biện pháp hạn chế”.
GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -1- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế 1. Mục đích Nhằm tìm ra được nguyên nhân các vi sinh vật xâm nhập vào sữa từ đó cho ta hướng khắc phục tình trạng nhiễm khuẩn vào sữa, đề ra các biện pháp hữu hiệu để khắc phục tình trạng nhiễm khuẩn đó. Nội dung nghiên cứu - Tổng quan các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm, chủ yếu là trong sữa. - Tìm hiểu các phương pháp xác định vi sinh vật này.
- Các biện pháp khắc phục các tình trạng nhiễm khuẩn. - Tìm hiểu phương pháp sản xuất sữa đặc có đương. - Tìm hiểu phương pháp sản xuất sữa tươi tiệt trùng. GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -2- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế Chương 2: TỔNG QUAN 2.
Giới thiệu về sữa tươi 2. Sơ lược về nguyên liệu sữa bò Sữa bò là một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, không chỉ thể hiện qua hàm lượng các chất dinh dưỡng và tỷ lệ giữa chúng mà còn được thể hiện qua tính đặc hiệu của các thành phần dinh dưỡng đó. Sữa đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể về acid amin không thay thế, acid béo không no, khoáng (đặc biệt là Ca và P) và các vitamin. Trong sữa có một số thành phần như: lipid, carbohydrate, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác.
Trong các chất trên từ 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 béo. 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 khác. Thành phần vật lý của sữa Sữa tươi ở dạng lỏng, hơi nhớt có màu trắng đục hay vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng, vị hơi ngọt.
- Mật độ quang ở 150C 1,030 – 1,034 - Tỷ trọng : 1,028 – 1,034 - Nhiệt độ sôi : 100,20C - Nhiệt độ đông đặc : 0,550C - Độ nhớt : 1,7 – 2,5 cp - PH biến thiên từ 6,5 – 6,8 - Chỉ số khúc xạ ở 200C 1,35 GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -3- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế - Đô axit được tính bằng độ Dornic – 0D 16 - 18 ( decigram axit lactic / lit sữa ) 2. Thành phần hóa học của sữa bò tươi Hình 2.1: Thành phần dinh dưỡng của sữa. Nước Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi hòa tan các chất hưu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%.
Lipid 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. Chất béo của sữa dưới dạng những hình cầu rất nhỏ. Kích thước của những hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu 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 khác nhau, trong đó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid chưa no. Trong số những acid béo trong sữa có nhiều GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -4- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế loại 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 0,5 – 0.7g trong 1 lít sữa, trong đó chủ yếu là lectin. Protein Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Hàm lượng protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới hạn 3,0 – 4,6%. Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3,3 – 3,5%.
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 thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khỏang 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm canxi, magie, phosphate và citrate).
Trong sữa có các loại casein khác nhau như : s-casein, -casein, -casein, -casein. s-casein và -casein không tan trong sữa tươi. Các protein này chứa nhóm photphate (trong đó photpho chiếm khoảng 0,8% trong toàn casein) và nhóm photphate này kết hợp với ion Ca 2+. Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa s-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 0,003m đến 0,3m. 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%. GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -5- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế b. Lactoglobulin còn gọi là globulin của sữa.
Hàm lượng lactoglobulin trong sữa khoảng 0,1% theo khối lượng và chiếm 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 hơn so với albumin sữa khoảng 18. glactoglobulin 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 0,5-1,0% 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 enzyme 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. Carbohydrate Carbohydrate có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng 4,5-5,1% 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 GVHD:Huỳnh Văn Thành SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương -6- Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế Hình 2.2 : Công thức cấu tạo hóa học của lactose. 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.