Sữa và các đặc tính của sữa

Chương 1: SỮA VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA SỮA GIỚI THIỆU Về mặt hoá học: Sữa là sản phẩm keo đồng nhất, tất cả các thành phần đều phân tán trong nước và ở dạng dung dịch. Về mặt vật lý: Sữa là một chất keo có màu trắng, gồm chất béo và protein được phân tán trong nước Về mặt sinh học: Sữa là sản phẩm toàn vẹn của quá trình cho sữa của các loại bò sữa được chăm sóc và có sức khoẻ tốt. GIỚI THIỆU GIỚI THIỆU Thành phần trong sữa (g/100g) từ các nguồn động vật khác nhau GIỚI THIỆU Có 2 dạng sữa được tiết ra trong quá trình cho sữa: sữa non (sữa của động vật được tiết ra sau khi sinh) và sữa bình thường. Có 3 thời kỳ lấy sữa: Thời kỳ đầu Thời kỳ giữa Thời kỳ cuối Vắt sữa cừu tự động I. Thành phần của sữa I. Thành phần của sữa Thành phần và tính chất của sữa thay đổi tuỳ vào điều kiện nuôi dưỡng, giai đoạn của quá trình cho sữa, loại động vật cho sữa (nhai lại, không nhai lại), trạng thái của động vật cho sữa (khoẻ mạnh hay có bệnh…) 1.1 Nước Là thành phần chính của sữa, chiếm khoảng 85-89%. Là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ (lactose, khoáng, acid hữu cơ…) Là môi trường cho các phản ứng sinh hóa, môi trường phân tán cho các chất phân tán 1.2. Lipid Phân tán trong sữa tạo thành nhũ tương Hiện diện dưới dạng những giọt chất béo rất nhỏ, các giọt này phân tán trong plasma. Kích thước hạt ảnh hưởng đến độ ổn định nhũ tương và màu sắc sữa, tùy thuộc vào: Loài Thời kỳ cho sữa Loại thức ăn Điều kiện sức khỏe của vật cho sữa Hàm lượng chất béo. Thành phần chất béo của sữa: Chất béo tinh chất: glycerol (12,5%) và acid béo (87,5%) Acid béo tự do: Phospholipid Cholesterol: phần lớn được tìm thấy trong những hạt chất béo. Vitamin: kết hợp với chất béo như vitamin A,D,E,K. 1.2. Lipid Tính chất vật lý: Khi tinh khiết thì không màu, không vị Chuyển sang màu vàng nhạt, có mùi vị đặc biệt khi xuất hiện một số hợp chất khác:beta-carotene, diacetyl, acetyl methyl carbonyl… Không hoà tan trong nước nhưng tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ Nhẹ hơn nước, có thể hấp thụ một lượng nước cân đối. 1.2. Lipid * Phân loại lipid sữa Lipid đơn giản: công thức phân tử chỉ gồm C, H, O, là ester của acid béo no và không no, + acid oleic không bão hoà, + acid palmitic bão hoà + và acid stearic bão hoà, Lipid phức tạp ngoài C,H,O trong phân tử còn có P,N,S... 1.2. Lipid chiếm 70-75% tổng số acid béo. Là thành phần cung cấp dinh dưỡng quan trọng nhất Chiếm khoảng 3-4% trong sữa bò Khả năng tiêu hoá protein của sữa bò cao nhất so với protein nhận được từ các động vật khác Bao gồm: Phức chất casein: Hiện diện trong sữa ở dạng huyền phù keo Protein nước sữa: hiện diện dưới dạng dung dịch 1.3. Protein 1.3. Protein Phức chất casein: Chiếm khoảng 80% tổng số protein của sữa Hầu hết casein hiện diện trong một thể hạt keo do sự kết hợp với một số thành phần khác gọi là micell casein Casein liên kết với các ion Ca, P và nhiều hợp chất khác hình thành micell casein Protein nước sữa (protein whey): Gồm: albumin, globulin, globulin miễn dịch, một lượng nhỏ globulin kháng thể...Ở trạng thái hoà tan trong nước Khi casein bị kết tủa thì protein được duy trì trong serum sữa + Một lượng nhỏ các protein khác hoặc những hợp chất giống protein như hợp chất nitrogen phi protein 1.3. Protein 1.4.Glucid Glucid của sữa chủ yếu là lactose (đường sữa) Trung bình môi lít chứa khoảng 50g lactose. Lactose là một disaccharide của hai đường đơn là glucose và galactose. Lactose ở dạng tự do là chính, ngoài ra còn một phần rất nhỏ ở dạng liên kết với các protein. Nó tồn tại ở bốn dạng chính: α và β hydrat; α và β hydrit. Vi khuẩn có thể chuyển hoá lactose thành đường đơn trong quá trình lên men 1.5 .Chất khoáng Các muối khoáng trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá. 1.6. Vitamin Ngoài các vitamin trong hoặc kết hợp với chất béo sữa, tất cả các vitamin tan trong nước được tìm thấy tan trong plasma sữa, nhiều nhất là vitamin C và B 1.7. Enzym Trong sữa có nhiều nhóm enzym hiện diện: Lipase: có thể làm cho sữa và các sản phẩm sữa bị trở mùi xấu đi, do chúng thuỷ phân glyceride và giải phóng acid béo tự do. Protease: được hình thành tự nhiên trong sữa và chúng không bị phân huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng (76-780C), có thể tạo vị đắng trong sữa. Phosphatase: thuỷ phân liên kết ester với gốc phosphate 1.8. Các chất kháng sinh Các chất kháng sinh có trong sữa do: Dùng kháng sinh để điều trị bệnh cho gia súc Cho kháng sinh vào với mục đích bảo quản Do các vi sinh vật trong sữa tiết ra Do tuyến sữa tổng hợp nên 1.9. Các chất sắc tố (màu) Cường độ màu sắc của sữa phụ thuộc vào các yếu tố sau: Hàm lượng chất béo trong sữa Thức ăn nuôi vật Loài động vật cho sữa Chất bẩn nhiễm trong sữa cao cũng ảnh hưởng đến màu sắc của sữa. 1.10. Các chất khí Các chất khí chủ yếu trong sữa là CO2, O2, N2 ở dạng hoà tan chiếm tỉ lệ trung bình khoảng 70ml/lit sữa. II. Đặc tính vật lý của sữa 2.1. Tỉ trọng (d) Phụ thuộc vào: hàm lượng béo và hàm lượng chất khô không béo Khi pha thêm nước vào d của sữa sẽ giảm. 2.2. Chất khô tổng số: chiếm khoảng 13% trong sữa tươi Hàm lượng chất khô tổng số của sữa có thể được xác định bằng cách sấy khô đến khối lượng không đổi. Với sữa bò có thể dùng công thức sau: TS=1,23F+2,6x100(d-0,9982)/d Trong đó: TS: Hàm lượng chất khô tổng số (g/l) F: Hàm lượng béo (g/l) d: Tỉ trọng ở 200C Hàm lượng chất khô không béo được suy ra từ hàm lượng chất khô tổng số bằng cách trừ đi hàm lượng béo. II. Đặc tính vật lý của sữa 2.3. Điểm đông đặc Điểm đông đặc của sữa bị giảm do chứa các thành phần hoà tan, chủ yếu là lactose và muối. là một trong những đặc tính vật lý ổn định nhất của sữa thường được xem là phương pháp tin cậy để xác định sữa có bị pha nước hay không. 2.4. Tính ôxy hoá khử Sữa chứa nhiều chất có khả năng khử hay ôxy hoá như acid ascorbic, tocoferon, riboflavin, cystine, men...nên sữa cũng có tính chất 2.5. pH của sữa pH hay nồng độ ion H+ của sữa biểu thị độ acid thực của nó. Sữa từ các nguồn động vật khác nhau sẽ có pH khác nhau. ( sữa bò: 6,6-6,8; sữa dê: 6,3-6,7 pH=4,6-4,7 là điểm đẳng điện của sữa bò. Tại điểm này sữa đông tụ ở nhiệt độ phòng. 2.6. Sữa là hệ phân tán cao - Đường tan trong nước ở dạng phân tử như lactose, glucose. - Các muối của acid hữu cơ, vô cơ tồn tại ở dạng ion (Na+, Cl-, PO43-), một số khác tồn tại ở dạng tiểu phần keo như muối canxi, di-triphosphate. - Protein tan được trong sữa, ở dạng phân tán cao và tạo thành dung dịch keo như albumin, globulin, casein. - Mỡ sữa ở dạng nhủ tương, dưới dạng các hạt mỡ phân tán. 2.6.Tính ôxy hoá khử * Sữa chưa acid ascorbic, riboflavi, men… III. Vi sinh vật sữa 1. Vi khuẩn 2. Nấm men 3. Nấm mốc Nhóm vi khuẩn Lactic Vi khuẩn gây thối Endomyces lactic Odium lactic Mucor, Aspergillus, Penicillum Streptococcus Lactic Streptococus Cremoris Các vi khuẩn gây đắng Các vi khuẩn sinh hương Mycoderma Nhóm vi khuẩn Lactic * Streptococcus Lactic: loại vi khuẩn hiếu khí, nhiệt độ thích hợp là 30-350C, Đặc tính sinh hoá quan trọng của chúng là lên men glucose, galactose, dextrin, nhưng không lên men saccharose. * Streptococus Cremoris: phát triển tốt ở 20-250C. Chúng thường cho sản phẩm có mùi dễ chịu và làm cho sữa có độ chua thấp hơn, thường được dùng trong chế biến bơ. * Các vi khuẩn sinh hương: tạo ra trong sữa và các sản phẩm sữa nhiều acid dễ bay hơi (acid acetic, acid propionic,...) và các chất thơm khác (diacetyl, ester,...), có thể lên men acid citric, nhiệt độ thích hợp là 30-350C. * Các vi khuẩn gây đắng: phát triển tốt ở 300C, gây nên quá trình pepton hoá làm cho sản phẩm có vị đắng. 3.1.Vi khuẩn Vi khuẩn gây thối không lên men đường sữa, có khả năng tạo enzyme phân huỷ protein, giải phóng pepton thành các acid tự do và amoniac. Pepton làm cho sữa có vị đắng, amoniac làm cho sữa có phản ứng kiềm Nhóm vi khuẩn này chia làm 2 loại: * Loại hiếu khí: Bacterium Flourescen. Proteus Vulgaris, Bacillus Subtillis * Loại yếm khí: Bacterium Putrificus, Bacterium Botulinus. 3.1.Vi khuẩn 3.2. Nấm men: Thường gặp các giống nấm men lên men đường lactose thành carbonic và rượu. Thường nấm men không phân huỷ lactose được, nhưng vi khuẩn lactic trong sữa chuyển lactose thành glucose và galactose, sau đó nấm men lên men các đường đơn này tạo thành các sản phẩm cần thiết cho các sản phẩm của sữa lên men. Một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo enzyme phân huỷ protein và lipid tạo nên vị đắng trong các sản phẩm sữa 3.3. Nấm mốc Trong sữa thường thấy các loại nấm mốc sau: * Endomyces lactic tạo màng trắng trên bề mặt phomai, bơ, cũng có thể mọc sâu trong sản phẩm ở lớp gần bề mặt. * Mucor, Aspergillus, Penicillum, thường tạo nên trên bề mặt bơ, phomai những vết màu khác nhau và gây mùi ôi. * Odium lactic: tạo nên bề mặt váng chua một lớp trắng, đặc biệt là có mùi thơm như sản phẩm lên men lactic. Mốc này thường gây ôi lipid trong sữa. IV. Chất lượng sữa tươi 4.1. Trạng thái bên ngoài của sữa Màu trắng đục là do ánh sáng được phân tán bằng những hạt protein và các giọt chất béo sữa. Sữa có nhiều hạt chất béo nhỏ hơn sẽ phân tán nhiều hơn và cho sữa có màu trắng hơn. Màu vàng của sữa là do sự hiện diện của carotenoid trong chất béo sữa. 4.1. Trạng thái bên ngoài của sữa Cường độ màu phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau: - Hàm lượng chất béo trong sữa: sữa tách béo có màu trắng hơi xanh do các hạt casein trong sản phẩm không béo. Whey có màu xanh lá do có riboflavin. - Thức ăn cho vật nuôi: vật nuôi ăn thức ăn có hàm lượng carotene cao như phần lớn các loại cỏ xanh sẽ cho sữa có màu vàng hơn so với sữa động vật ăn các loại thức ăn có ít carotene như rơm… - Loài động vật: màu sữa của trâu,dê, cừu… thường trắng do không có hay có ít carotenoid. Trong cùng loại nhưng giữa các loài khác nhau màu sắc của sữa cũng khác nhau Sữa tươi thường có vị ngọt nhẹ, thơm dịu. Mùi trong sữa có thể được hình thành từ các loại vi sinh vật, enzym, ngoài ra còn chứa những mùi không được ưa thích do nhiếm từ các nguồn bên ngoài hay do các chất trong bản thân gây nên. Để giữ mùi vị sữa tươi được tốt cần hạn chế tối đa sự nhiễm bẩn từ các nguồn bên ngoài xâm nhập vào, cũng như cần có biện pháp bảo quản không cho các loại vi sinh vật có điều kiện phát triển trong sữa. 4.2. Mùi vị của sữa V. Những biến đổi khi bảo quản sữa Lên men đường Lên men rượu: sinh ra nhiều sản phẩm trung gian, tạo hương vị đặc biệt của sữa chế biến Lên men lactic Lên men butyric: làm sữa có mùi xốc, khét Lên men propionic: ứng dụng trong sản xuất phomai Phân huỷ protein Phân huỷ mỡ sữa Gồm 2 quá trình chính: Thuỷ phân mỡ sữa: mỡ sữa (glyceride,phosphate) thuỷ phân thành glycerin, acid béo và acid phosphoric pH mỡ sữa thay đổi, gây ra mùi ôi khét Ôxy hoá mỡ sữa: Acid béo được thuỷ phân qua nhiều giai đoạn đến sản phẩm sau cùng tạo CO2, peroxyt, xeton…làm sữa có mùi khó chịu V. Những biến đổi khi bảo quản sữa Kiểm nghiệm sữa tươi Trạng thái cảm quan: Bằng phương pháp cảm quan Xác định tỷ trọng: đo bằng tỷ trọng kế Độ chua: chuẩn bằng NaOH 0,1N với chất chỉ thị màu phenolphtalein đến khi xuất hiện màu hồng bền thì dừng và đọc kết quả 0T= n.100/25 Trong đó: n số ml NaOH dùng trong chuẩn độ 25: số ml sữa Kiểm tra độ nhiễm bẫn vi sinh vật - sữa nhiễm khuẩn thế ôxy hoá khử tăng biểu hiện ở hiện tượng mất màu khi thêm chất màu lấy 10ml sữa+ 1ml xanh methylen cho vào ống nghiệm rồi lắc đều, cách thuỷ ở 400C rồi đặt vào tủ ấm, nữa giờ lắc một lần và theo dõi thời gian mất màu của sữa: + trước 15 phút: sữa nhiễm khuẩn rất nặng + 15’-1giờ: sữa nhiễm khuẩn nặng + 1-3 giờ: sữa nhiễm khuẩn nhẹ + sau 3giờ: sữa đạt tiêu chuẩn vệ sinh Kiểm nghiệm sữa tươi Phát hiện sữa đậu nành Nguyên lý:Saponin trong sữa đậu nành khi gặp NaOH hoặc KOH sẽ tạo thành hợp chất màu vàng. Thuốc thử KOH hoặc NaOH 25%, hỗn hợp cồn +ete Cho sữa và thuốc thử vào ống nghiêm, lắc đều, để yên 5-10’, theo dõi màu sắc phản ứng Kiểm nghiệm sữa tươi