tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế

Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1. 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
1.2. 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.
1.3. 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
2.1. Giới thiệu về sữa tươi
2.1.1. 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.
2.1.2. 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 15
0
C 1,030 – 1,034
- Tỷ trọng : 1,028 – 1,034
- Nhiệt độ sôi : 100,2
0
C
- Nhiệt độ đông đặc : 0,55
0
C
- Độ nhớt : 1,7 – 2,5 cp
- PH biến thiên từ 6,5 – 6,8
- Chỉ số khúc xạ ở 20
0
C 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 –
0
D 16 - 18
( decigram axit lactic / lit sữa )
2.1.3. Thành phần hóa học của sữa bò tươi
Hình 2.1: Thành phần dinh dưỡng của sữa.
2.1.3.1. Nước

Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là
dung môi hòa tan các chất hưu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh
hóa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%.
2.1.3.2. 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.
2.1.3.3. 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.
a. 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 : α
s
-casein, β-casein, κ-casein, γ-casein.
α
s
-casein và β-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 α
s
-casein và β-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 γ

casein. Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các
hạt mixen có kích thước từ 0,003µm đến 0,3µm. Trung bình mỗi hạt chứa hàng ngàn
phân tử α casein và β casein. Hiệu quả bảo vệ của γ casein có thể là do nó góp phần
gia tăng điện tích âm của hạt mà không kết hợp với ion Ca
2+
.
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 18.000.
β 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.
c. 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.
2.1.3.4. 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.
C
12
H
22
O
11

C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
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.
Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là
quá trình lên men lactic.
2.1.3.5. Chất khoáng
Nhiều công trình nghiên cứu đã xác nhận lượng chất khoáng của sữa có thể
thỏa mãn dầy đủ nhu cầu về chất khoáng cho cơ thể.
Hàm lượng chất khoáng trong sữa 0,6-0,8% tùy từng loại sữa. Hàm lượng
khoáng trong sữa bò khoảng 0,7%. Chất khoáng trong sữa có rất nhiều loại như: kali,
canxi, natri, magiê, sắt, mangan, iốt, nhôm, crôm, Trong đó kali và canxi nhiều
nhất. Các loại muối khoáng ở trong sữa có nhiều loại, phổ biến là muối photphat,

clorua, citrat
2.1.3.6. Vitamin
Sữa là thức ăn có 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 loại yếu tố như thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài và tuổi 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 B
1
, B
2
, B
12
, 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 0,2-2
mg/l sữa. Hàm lượng viatamin A trong sữa nhiều hay ít thường phụ thuộc vào hàm
lượng carotene có trong thức ăn gia súc.
Vitamin D hàm lượng trong sữa khoảng 0,002 mg/l sữa. Vitamin D không bị
biến dổi trong quá trình khử trùng sữa.
Vitamin B
1
trong sữa khoảng 0,4 mg/l sữa. Trong quá trình khử trùng và bảo
quản, hàm lượng vitamin B
1
giảm dần, có thể giảm tới 15-20% hoặc hơn nữa.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 7 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Vitamin B

2
trong sữa khoảng 1,7 mg/l sữa. hàm lượng vitamin B
2
có nhiều
nhất là trong sữa non, những ngày vắt sữa theo thì hàm lượng vitamin B
2
giảm dần.
Vitamin PP trong sữa khoảng 1,5 mg/l . thức ăn của bò không ảnh hưởng đến
hàm lượng của vitamin PP trong sữa. Vitamin PP được tổng hợp ngay trong cơ thể
con bò.
Vitamin C hàm lượng vitamin C trong sữa thay đổi trong một giới hạn rất
rộng, khoảng 5-20 mg/l sữa. Trong sữa non có nhiều vitamin C, nhưng càng về cuối
thời kỳ tiết sữa lượng vitamin C trong sữa giảm dần. Trong quá trình khử trùng, hàm
lượng vitamin C trong sữa giảm, đặc biệt là khử trùng có không khí thì hàm lượng
vitamin C giảm nhiều.
2.1.3.7. Enzyme
Enzyme là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein. Sự có mặt của
các enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong
quá trình bảo quản, từ đó là giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa. Tuy nhiên, một
số enzyme có trong sữa như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò kháng khuẩn.
Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình bảo quản trước
khi chế biến. Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có
trong sữa càng đa dạng và hoạt tính enzyme sẽ càng cao.
Lactoperoxydase: enzyme này luôn có trong sữa động vật, nó do tuyến vú
tiết ra. Enzyme xúc tác phản ứng chuyển hóa oxy từ hydrogen peroxyde (H
2
O
2
) đến
các chất oxy hóa khác. Enzyme có pH tối thích là 6.8. Trong sữa non, hàm lượng

enzyme thường cao hơn. Khi đun nóng sữa đến 80
o
C trong vài giây, lactoperoxydase
sẽ bị vô hoạt.
Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo.
Enzyme này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước và oxy tự
do. Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh chứa một lượng catalase rất thấp. Sữa
nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao. Catalase bị vô hoạt ở 75
o
C sau
thời gian 1phút hoặc vô hoạt ở 65-68
o
C sau 30phút.
Lipase: người ta tìm thấy một hệ enzyme lipase trong sữa bò. Chúng xúc tác
thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phóng ra các acid béo tự do. Sự thủy
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 8 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
phân triglycerid làm tích lũy các acid béo tự do trong sữa. Quá trình phân giải tiếp
các acid béo này làm cho sữa có mùi ôi khét và mùi kim loại.
Phosphatase: Các phosphatase tìm thấy trong sữa chủ yếu thuộc về nhóm
phosphomonoesterase. Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa acid
phosphoric và glycerin. Có hai dạng phosphomonoesterase trong sữa : phosphatase
kiềm và phosphatase acid.
Phosphatase kiềm có pH tối thích là 9.6. Một trong những tính chất đặc trưng
của phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hóa của nó. Sau quá trình thanh trùng, nếu
ta kiểm tra ngay mẫu sữa thì không phát hiện thấy hoạt tính phosphatase kiềm. Tuy
nhiên, sau một thời gian bảo quản, trong sữa sẽ xuất hiện trở lại hoạt tính enzyme
này. Người ta gọi đây là hiện tượng tái hoạt hóa của phosphatase kiềm và đến nay
vẫn chưa tìm được lời giải thích rõ ràng về hiện tượng này. Để tránh hiện tượng hoạt

hóa của phosphatase kiềm, ta cần làm lạnh nhanh sữa sau quá trình thanh trùng và
bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp (2
o
C). Một số nghiên cứu cho rằng, sự có mặt của ion
Ca
2+
và Mg
2+
thúc đẩy quá trình tái hoạt hóa enzyme, ngược lại, các ion cobalt, đồng
và niken lại kìm hãm hiện tượng này.
Phosphatase acid: enzyme này có pH tối thích là 4,7 và là enzyme bền nhiệt
nhất trong sữa. Để vô hoạt nó hoàn toàn, ta cần gia nhiệt sữa đến 96
o
C và giữ ở nhiệt
độ này trong thời gian tối thiểu là 5phút. Phosphatase acid bị vô hoạt bởi NaF.
Protease: Theo Humber và Alais (1979) thì có hai loại enzyme: protease acid
và protease kiềm được tiết ra từ tuyến vú. Chúng thường liên kết với casein và cũng
bị kết tủa ở pH = 4,6. Các enzyme protease xúc tác phản ứng thủy phân protein, tạo
các sản phẩm như proteose-peptone, peptide và các acid amin tự do. Sản phẩm thủy
phân là γ-casein và các phân đoạn proteose-peptone có phân tử lượng khác nhau. Các
protease acid có trong sữa có pH tối thích là 4,0, còn protease kiềm hoạt động mạnh
nhất ở pH = 7,5÷8,0. Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 80
o
C sau 10 phút.
2.1.3.8. Các chất khí
Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO
2
, O
2
và N

2
. Tổng hàm
lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa. Các chất khí thường tạo thành
các bọt khí ở trong sữa, chính những bọt khí này là nơi thích hợp cho các loại vi sinh
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 9 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
vật ‘ẩn nấp’ và phát triển. Vì vậy sữa càng có nhiều chất khí càng không có lợi.
Trong quá trình khử trùng, hàm lượng các chất khí ở trong sữa giảm.
2.1.3.9. Các chất miễn dịch
Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau. Các chất miễn dịch có tác dụng
bảo vệ sữa khỏi sự hư hỏng. Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều nhưng đóng
vai trò quan trọng đối với cơ thể. Chất miễn dịch rất dễ bị phá hủy bởi nhiệt độ (65 -
70
0
C).
2.2. Các chỉ tiêu chất lượng của sữa
Khi đánh giá chất lượng của sữa tươi, người ta thường tiến hành đánh giá
đồng thời các chỉ tiêu như sau :
- Các chỉ tiêu về cảm quan gồm có: trạng thái, màu sắc, mùi vị,
- Các chỉ tiêu về lý hóa bao gồm tỷ khối, hàm lượng chất khô, hàm lượng chất
béo, hàm lượng protein, độ acid,
- Các chỉ tiêu về vi sinh gồm tổng số vi sinh vật (tạp trung) trong 1ml sữa, vi
trùng gây bệnh, nấm mốc,
2.2.1. Chỉ tiêu cảm quan
2.1.1.1. Trạng thái
Ở điều kiện bình thường sữa tươi là một khối chất lỏng đồng nhất, không vón
cục, không có lớp chất béo nổi trên mặt, có độ nhớt khoảng 1,1-2,5 đơn vị, không có
cặn, không có tạp chất lạ, không có rác bẩn
Thông qua trạng thái bên ngoài của sữa có thể tổng quát về chất lượng của

sữa. Chẳng hạn khi các chất protein của sữa bị đông tụ thì sữa tạo thành những vón
cục lợn cợn, khi chất béo của sữa ít thì độ nhớt của sữa thấp, khi sữa bị biến đổi đi
tác dụng của các loại vi khuẩn như vi khuẩn lactic, vi khuẩn butyric, cũng làm cho
sữa bị vón, độ nhớt thay đổi
2.1.1.2. Màu sắc
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 10 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Sữa tươi có màu sắc thay đổi từ trắng ngà đến vàng nhạt. Qua màu sắc của
sữa có thể phán đoán sơ bộ được chất lượng của sữa. Sữa có nhiều chất béo thì màu
vàng hơn những loại sữa bình thường, ngược lại khi sữa đã bị lấy đi một phần chất
béo hoặc bị pha thêm nước thì thường có màu vàng nhạt hơn có màu vàng ánh xanh,
sữa có màu xám hoặc ánh hồng có thể do vú bò bị viêm hoặc do ảnh hưởng của thức
ăn lạ.
Một số loại vi sinh vật phát triển ở sữa cũng có thể làm thay đổi màu sắc của
sữa. Ví dụ như vi khuẩn Pseudomonas synantha, Bacterium synxantha phát triển
trong sữa đã đun sôi không còn vi khuẩn lactic sinh màu vàng kim loại trên mặt sữa.
2.1.1.3. Mùi vị
Sữa tươi có mùi thơm đặc biệt dễ chịu, vị hơi ngọt. Khi sữa có mùi vị lạ
chứng tỏ sữa đã bị biến đổi chất lượng.
2.2.2. Các chỉ tiêu lý hóa
2.2.2.1. Tỷ khối
Tỷ khối của sữa phụ thuộc vào hàm lượng các chất khô có trong sữa. Sữa có
nhiều chất khô thì tỷ khối của sữa sẽ cao hơn. Nếu hàm lượng chất béo trong sữa
tăng lên thì tỉ khối của sữa giảm đi, và ngược lại. Tỉ khối của sữa tươi thường thay
đổi trong phạm vi 1.028-1.038. Khi sữa tươi bị pha thêm nước thì tỉ khối giảm
xuống.
Do thành phần hóa học của sữa phụ thuộc vào điều kiện thời tiết chăn nuôi và
chế độ vắt sữa, nên tỉ khối của sữa thay đổi theo thời tiết. Về mùa lạnh và khô thì tỉ
khối của sữa thường lớn hơn mùa nóng và ẩm.

2.2.2.2. Độ acid
Độ acid của sữa là số ml dung dịch NaOH hay KOH nồng độ 0,1N cần thiết
để trung hòa lượng acid có trong 100ml sữa tươi, với chất chỉ thị phenolphthalein.
Độ acid của sữa kí hiệu là
0
T.
Độ acid của sữa tươi mới vắt khoảng 16-18
0
T, sau khi vắt một thời gian vi
khuẩn lactic ở trong sữa phát triển làm tăng lượng aicd lactic ở trong sữa nên độ acid
của sữa tăng dần. Khi bảo quản hay vận chuyển, nhất là trong điều kiện khí hậu nóng
ẩm của nước ta, độ acid của sữa sẽ tăng dần lên, có thể tới 20-25
0
T.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 11 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Đối với sữa tươi dùng để uống trực tiếp thường khống chế độ acid trong phạm
vi không lớn hơn 20
0
T. Đối với sữa tươi dùng đế chế biến ra các sản phẩm khác thì
khống chế độ acid lớn hơn một chút không sao, nhưng tối đa chỉ đạt từ 23-25
0
T.
Ngoài việc tính độ acid theo độ T người ta còn tính theo lượng acid lactic như
sau :
Độ acid = Độ T * 0.009(%)
2.2.3. Các chỉ tiêu vi sinh
Sữa là môi trường rất thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật, do đó khi vi
sinh vật xâm nhập vào sữa chúng phát triển rất nhanh chóng, đặc biệt là trong điều

kiện khí hậu nóng ẩm ở nước ta.
Những vi sinh vật này chúng xâm nhập vào sữa và gây ra những hư hại như:
làm chua sữa, làm biến đổi màu của sữa, gây ra mùi hôi,
Vì thế khi thu nhận nguyên liệu sữa tươi người ta thường kiểm tra rất cẩn thận
bằng cách thử hoạt lực của enzim reductaza và phân loại sữa ra thành nhiều loại tốt,
trung bình hay xấu để đưa vào chế biến cho phù hợp và có năng suất cao.
2.3. Các biến đổi của sữa tươi trước khi chế biến
Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và
hóa sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên tốc độ các biến đổ trên phụ thuộc vào thành phần
hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào các điều
kiện bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy…).
2.3.1. Các biến đổi sinh học
Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa được xem là biến đổi sinh học
quan trọng nhất. Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật sẽ phân giải và sử dụng
một số chất dinh dưỡng có trong sữa. Sự sinh trưởng của VSV sẽ 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 sữa, ta cần sử dụng ba biện
pháp kết hợp dưới đây:
- Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa tươi từ
nơi thu hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng vi sinh vật
ban đầu có trong sữa.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 12 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
- Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa được đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến
hành thanh trùng sữa (nhiệt độ 63
o
C, thời gian 15 giây).
- Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực
hiện trong điều kiện nghiêm ngặt: nhiệt độ sữa không được lớn hơn 6

o
C, tránh sự
khuấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa.
2.3.2. Các biến đổi hóa học và hóa sinh
a. Thủy phân chất béo (lipolysis)
Có 97 - 98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride. Các
hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzym lipase tạo sản phẩm là
các acid béo tự do, mono- hoặc triglyceride. Việc thủy phân chất béo, giải phóng ra
các acid béo tự do, đặc biệt là các acid béo có phân tử lượng thấp như acid butyric,
acid caproic…làm cho sữa có mùi ôi khét. Thông qua hàm lượng các acid béo tự do
có trong sữa, ta có thể đánh giá mức độ quá trình thủy phân chất béo. Sữa tươi được
xem là có chất lượng tốt khi chỉ số acid không lớn hơn 0,5÷0,8 meq/100g chất béo.
b. Oxy hóa chất béo
Các acid béo không bão hòa có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại vị trí các nối
đôi trong phân tử của chúng. Kết quả của quá trình oxy hóa này sẽ tạo ra các
hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 13 -
H
O
2
+ CH CH CH
2
C CH CH
O OH
CH
2
OCOR
1
CH

2
OCOR
1
CH OCOR
2
+ H
2
O CH OCOR
2
+ R
3
COOH
CH
2
OCOR
3
CH
2
OH
Lipase
Triglyceride Diglyceride
Acid béo
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo, ta cần hạn chế hàm lượng oxy hòa
tan trong sữa bằng phương pháp bài khí sữa trước khi bảo quản. Bên cạnh đó, trong
quá trình bảo quản cần tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời. Ta cũng
có thể sử dụng các chất chống oxy hóa như dodecyl gallate (E 312). Ngoài ra, quá
trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ trên 80
0
C cũng hạn chế được quá trình oxy hóa chất

béo.
c. Thủy phân protein
Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzym protease. Các sản
phẩm thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ thủy phân và có thể là các polypeptide với
phân tử lượng khác nhau, peptide hoặc acid amin. Một số peptide làm cho sữa có vị
đắng. Tuy nhiên, chính các protease do vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra (chủ yếu là
nhóm vi khuẩn cận ưa lạnh) mới gây nên những biến đổi sâu sắc về thành phần
protein lẫn mùi vị của sữa. Mức độ thủy phân protein càng sâu sắc thì mùi vị của sữa
càng bị biến đổi.
d. Phân hủy các acid amin
Các phản ứng phân hủy acid amin thường gặp là desamin hóa, decarboxyl
hóa… Sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là acid không bão hòa, acid béo bão
hòa, khí NH
3
, CO
2
…Chúng làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học hoặc và mùi vị
của sữa.
e. Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác liên quan đến trao đổi chất của
hệ vi sinh vật có trong sữa
Các vi sinh vật khác nhau có thể có những con đường trao đổi chất khác nhau
nhưng đều nhằm mục đích tạo ra năng lượng ATP và vật chất tế bào để phục vụ cho
sự tồn tại và sinh trưởng của chúng trong môi trường sữa. Kết quả của những chuyển
hóa này cũng làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học của sữa.
* Ảnh hưởng của xử lý nhiệt lên các thành phần hóa học:
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 14 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
- Chất béo: không bị ảnh hưởng ở nhiệt độ dưới 100
o

C. Sự kết tủa các hạt béo
xảy ra ở nhiệt độ cao. Sự phân tách chất béo bị giảm nếu sữa bị gia nhiệt cao hơn
75
o
C.
- Protein: casein không thấy bị thay đổi ở nhiệt độ dưới 100
o
C, nhưng rất dễ
thấy sự biến đổi của casein micelle khi nhiệt độ của sữa trên 65
o
C. Protein dịch sữa
bị biến tính ở nhiệt độ trên 65
o
C và hầu như bị biến tính hoàn toàn ở nhiệt độ 90
o
C
trong 60 phút. Vài protein có thể bị khôi phục một phần tính chất của nó trong thời
gian lưu trữ vài ngày hoặc vài tuần sau khi bị xử lý nhiệt. Sau khi xử lý nhiệt ở nhiệt
độ 75
o
C và lưu nhiệt ở đó trong 1 phút hoặc ít hơn, sữa bắt đầu có mùi nấu, đó là do
sự giải phóng hợp chất chứa sulphur từ β-lactoglobulin và các protein chứa sulphur
khác.
- Enzyme: các enzyme bị vô hoạt bởi nhiệt. Nhiệt độ vô hoạt phụ thuộc vào
kiểu enzyme.
- Vitamin: vitamin C rất nhạy với nhiệt độ, đặc biệt khi có mặt của không khí
và kim loại. Thanh trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn trong thiết bị trao đổi
nhiệt dạng đĩa hầu như không làm mất vitamin C. Các vitamin khác chịu ảnh hưởng
hoặc không bị ảnh hưởng dưới sự xử lý nhiệt vừa phải.
- Lactose:ở nhiệt độ cao trên 100

o
C lactose phản ứng với protein gây ra màu
nâu của sữa.
2.3.3. Các biến đổi vật lý
Một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ
thuộc vào nhiệt độ. Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các chỉ tiêu trên sẽ thay đổi đôi
chút khi ta so sánh với sữa vừa thu hoạch từ cơ thể bò mẹ. Nhìn chung các biến đổi
vật lý của sữa trong quá trình bảo quản là không đáng kể.
2.3.4. Các biến đổi hóa lý
a. Sự thay đổi cấu trúc micelle
Cấu trúc micelle của sữa chủ yếu do các casein (α, β, κ-casein) cùng hai
nguyên tố vô cơ (kali và phosphore) tạo nên.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 15 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Theo Mahieu (1985), khi ta giảm nhiệt độ của sữa, hàm lượng β-casein trong
micelle cũng sẽ bị giảm. Đó là do một số phân tử β-casein đã thoát ra khỏi cấu trúc
micelle và hòa tan vào trong dung dịch sữa.
Như vậy, một số phân tử β-casein, ion calci, phosphate thoát ra khỏi cấu trúc
micelle dưới tác dụng của nhiệt độ thấp sẽ làm giảm kích thước micelle trong sữa.
Song song đó, mức độ hydrate hóa của các micelle sẽ tăng. Trạng thái keo của
micelle sẽ trở nên bền hơn.
Tuy nhiên, sự giảm kích thước micelle và sự giảm hàm lượng phosphate calci
trong micelle sẽ gây ra những khó khăn nhất định cho quá trình đông tụ casein trong
sản xuất một số loại phô mai.
b. Sự thay đổi hệ nhũ tương
Các giọt cầu béo trong sữa có đường kính thông thường từ 2÷10µm và được
bao bọc bên ngoài bởi một màng (membrane) có các gốc ưa nước với mục đích ổn
định hệ nhũ tương trong sữa.
Các acid béo khác nhau sẽ có nhiệt độ đông đặc khác nhau. Khi ta giảm nhiệt

độ của sữa, sự kết tinh của các triglycerid sẽ được tăng cường. Nếu quá trình làm
lạnh sữa diễn ra nhanh sẽ làm xuất hiện các tinh thể chất béo với kích thước nhỏ và
chúng không làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ giọt béo. Ngược lại nếu quá
trình làm lạnh diễn ra chậm (từ 20 phút trở lên) sẽ xuất hiện các tinh thể lớn và
chúng sẽ làm membrane bị rách, nứt.
Triglycerid cũng có thể thoát ra khỏi các hạt cầu béo và tập trung lại với nhau
hoặc đóng vai trò chất kết dính các hạt béo tạo thành một lớp chất béo trên bề mặt
sữa. Trường hợp này thường xảy ra nếu sữa tươi sau thu hoạch không được qua xử lý
đồng hóa.
Các tác động cơ học như sự khuấy trộn với tốc độ quá cao có thể làm thay đổi
cấu trúc màng bảo vệ các giọt béo trong sữa. Các va chạm cơ học sẽ làm cho một số
phospholipid trong membrane thoát ra khỏi giọt cầu béo, từ đó làm cho các
triglycerid dễ tách khỏi hạt cầu và dễ tiếp xúc với enzym lipase hơn. Khi đó, thành
phần và kích thước các giọt béo sẽ thay đổi.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 16 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Nhìn chung, sự khuấy trộn với tốc độ vừa phải có tác dụng nhũ hóa các chất
béo tự do có trong sữa. Tuy nhiên, các màng bảo vệ giọt béo có thể thay đổi cấu trúc
với những mức độ khác nhau.
Chương 3 : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA BÒ
3.1. Công nghệ sản xuất sữa đặc có đường
3.1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu chính trong sản xuất sữa đặc có đường có thể là sữa tươi, sữa bột
trong quy trình công nghệ này em xin chọn nguyên liệu sản xuất sữa đặc có đường đi
từ sữa bò tươi.
Các nguyên liệu khác :
- Bột sữa gầy
- Đường lactose (đường tinh luyện)
- Đường saccharose (đường tinh luyện)

- Nước công nghệ
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 17 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
- Chất ổn định : chiếm 0.3% khối lượng gồm muối phosphat và citrat của
Na, K
3.1.1.1. Đường lactose
Lactose là loại đường chủ yếu có trong sữa tươi và đây là đường được bổ sung
chủ yếu trong quá trình sản xuất sữa đặc có đường vì đây là loại đường dể tiêu hóa
và ít xảy ra sự tái kết tinh hơn đường saccharose. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất
có bổ sung saccharose là vì hiện nay trên thị trường nguồn lactose vẫn còn hiếm,
lượng đường lactose được sản xuất ra còn khá ít do đó giá thành của nó cao hơn so
với saccharose, hơn nữa độ ngọt của lactose khá bé không đủ ngọt cho sản phẩm nếu
cùng một khối lượng với saccharose.
3.1.1.2. Đường saccharose
Đường saccharose được bổ sung vào trong sản phẩm sữa đặc có đường nhằm
mục đích tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng và giá trị áp lực thẩm thấu bên trong sản
phẩm. Nhờ đó sản phẩm sữa đặc có đường không qua tiệt trùng nhưng vẫn có thể
bảo quản được trong thời gian dài.
3.1.2. Sơ đồ công nghệ
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 18 -
Thanh trùng
Làm nguội
Cô đặc
Làm nguội – kết tinh
Bồn chứa bán thành
phẩm
Chiết rót
Ghép nắp

Dán nhãn
Đóng thùng
Bảo quản
Tiệt trùng
t=300
0
C
Lon sữa
Nắp
Sản phẩm
Dung dịch
siro đường
Sữa tươi
Lọc
Chuẩn hóa
Đồng hóa
Sữa gầy
Tiệt trùng
t=300
0
C
Mầm
tinh thể
t = 55÷80
o
C
p=102÷5MPa
t = 137
o
C

τ = 4s
t= 48
o
C
t=70
o
C
p = 0.31 at
t
1
= 30
o
,t
2
= 15-18
o
C
τ
khuấy
=1
h
t= 10
o
C
Cặn
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Hình 3.1 : Công nghệ sản xuất sữa đặc có đường
3.1.3. Thuyết minh quy trình
Sữa tươi sau khi được vắt qua sữa lý sơ bộ, được bảo quản lạnh nhờ vận
chuyển tới nhà máy. Khi sữa được vận chuyển tới nhà máy, sữa sẽ được sữ lý có tính

công nghiệp nghĩa là được kiểm tra chất lượng bằng cách lấy mẫu để thực hiện việc
kiểm tra chất lượng hay tiến hành khâu phân loại chất lượng ban đầu. sữa sau khi
được kiểm tra nếu đạt chất lượng thì sẽ đưa vào chế biến. Sau đây là trình tự các quá
trình chế biến sữa đặc có đường:
3.1.3.1. Quá trình lọc
a. Mục đích
Quá trình lọc nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất, cặn đá sữa, cặn dơ…ra khỏi
dịch sữa, đảm bảo dịch sữa sau khi đi qua quá trình thanh trùng đồng hóa không còn
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 19 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
các cặn dơ, các cặn đá, hạt đen…có kích thước lớn để sản phẩm đạt yêu cầu chất
lượng, giá trị cảm quan cao hơn.
b. Yêu cầu kĩ thuật của hệ thống lọc
Kích thước lưới lọc phải <=300µm, để sau quá trình lọc sản phẩm sữa không
thấy cặn dơ về phương diện cảm quan không còn thấy các cặn đen, sữa đều, mịn.
Hệ thống lọc phải đảm bảo quá trình lọc được diễn ra liên tục đều đặn, để
cung cấp đầy đủ dịch sữa cho bơm cấp đồng hoá hoạt động ổn định (người ta thường
dùng hai ống lọc để có thể thay đổi khi lọc bị nghẹt).
c. Những biến đổi của sữa sau quá trình lọc
Sau quá trình lọc sữa sẽ không còn tạp chất về mặt vật lí, về mặt cảm quan sẽ
thấy sữa mịn hơn, không còn cặn đen, tạp chất trên bề mặt. Sữa mịn và trắng hơn.
d. Thiết bị lọc
- Cấu tạo gồm: 2 ống lọc và một túi lọc bằng nilon.
- Nguyên tắc hoạt động:
+ Dịch sữa sau quá trình trộn được bơm qua và được lọc qua ống lọc bằng
kim loại, bên ngoài có bọc 1 lớp nilon.
+ Sau đó được lọc lại bằng một túi lọc đường kính ≤ 2mm.
+ Sau đó được chứa ở bồn cân bằng.
GVHD:Huỳnh Văn Thành

SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 20 -
Dịch sữa
(sau quá trình trộn)
Ống lọc
Túi lọc
Van
Bồn cân bằng
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Hình 3.2: Cấu tạo thiết bị lọc
3.1.3.2. Quá trình chuẩn hóa
Sữa sau khi được lọc để loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn sẽ được tiến hành chuẩn
hóa.
a. Mục đích
Quá trình chuẩn hóa là quá trình điều chỉnh thành phần chất khô với chất béo
nhằm cân đối tỷ lệ các chất theo yêu cầu của sản phẩm.
b. Các biến đổi của sữa trong quá trình chuẩn hóa
 Biến đổi hóa học
Quá trình chuẩn hóa trong công nghệ cụ thể ở đây là bổ sung sữa gầy làm cho
thành phần các chất có trong sữa điều thay đổi như thành phần chất béo, chất khô,
nước…
 Biến đổi vật lý
Sự thay đổi thành phần của sữa sau quá trình chuẩn hóa làm cho khối lượng
các chất có trong sữa thay đổi và do đó độ nhớt của sữa cũng sẽ thay đổi.
3.1.3.3. Quá trình đồng hóa
Bản chất của quá trình đồng hóa là sự phá vở các hạt cầu béo thành nhiều hạt
cầu béo nhỏ hơn. Do đó nó làm giảm số lượng các khối kem và đồng thời cũng làm
giảm khả năng đông tụ hay kết dính lại của các hạt cầu.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 21 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế

Hình 3.3: Các hạt cầu béo trước và sau quá trình đồng hóa
a. Các biến đổi của nguyên liệu
Các hạt cầu béo ban đầu bị phá vỡ là do sự chuyển động hỗn loạn và sự va
chạm. Kết quả là đường kính các hạt cầu béo giảm còn khoảng 1µm và kèm theo đó
là số lượng các hạt cầu béo tăng lên gấp từ 4 đến 6 lần. Bên cạnh đó độ nhớt của sữa
sẽ giảm đi khi nhiệt độ ngày càng tăng.
b. Thiết bị đồng hóa 2 cấp
Nguyên lý hoạt động: Hệ nhũ tương sữa được bơm qua 1 khe hẹp với tốc độ
cao, kích thước các hạt cầu béo giảm do các cơ chế:
- Va đập giữa các hạt phân tán với nhau: khe hẹp có tiết diện giảm dần, do đó
tốc độ dòng sản phẩm đi qua khe hẹp ngày một tăng cao đạt đến chế độ chảy rối, các
hạt phân tán va đập với nhau khiến chúng bị vỡ ra tạo thành các hạt phân tán có kích
thước nhỏ hơn.
- Va đập giữa các hạt phân tán với bong bóng khí: tốc độ dòng cao còn làm
xuất hiện những bong bóng khí, va đập vào hạt phân tán làm giảm kích thước hạt.
- Va đập giữa các hạt phân tán vào bề mặt cứng của thiết bị.
Chế độ: Nhiệt độ đồng hóa là 70
0
C là nhiệt độ thích hợp để phân tán hoàn
toàn được các hạt cầu béo, các cầu béo tồn tại ở pha lỏng và liên kết bình thường với
sữa. Lúc này đồng hóa xảy ra hiệu quả nhất. Đồng thời ở nhiệt độ này, sự biến đổi
thành phần hóa học xảy ra không đáng kể. Áp suất:<100 bar, tuỳ thuộc vào độ nhớt
yêu cầu của sữa bán thành phẩm. Áp suất được điều chỉnh sao cho độ nhớt sữa sau
cô đặc đạt 1800cP. Để tăng độ nhớt bán thành phẩm, cần tăng áp suất đồng hóa, tuy
nhiên áp suất này không được vượt quá 110 bar để đảm bảo độ an toàn của thiết bị.


GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 22 -
Trục nén

Sản phẩm đã
đồng hóa
Khe 0.1 mm
Sản phẩm
chưa đồng
hóa
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Hình 3.4: Cầu béo được phá vỡ qua khe hẹp của thiết bị
đồng hoá dưới áp suất cao.
3.1.3.4. Quá trình thanh trùng sữa
a. Mục đích
Thanh trùng sữa làm biến đổi cấu trúc của các vi sinh vật có mặt trong sữa.
Do đó có thể loại bỏ hay tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh cho con người và các vi
sinh vật thông thường. Bên cạnh đó việc thanh trùng còn có tác dụng ức chế hệ vi
sinh vật vô hại có trong thực phẩm nhằm mục đich kéo dài thời gian bảo quản.
b. Các biến đổi của sữa trong quá trình thanh trùng
 Biến đổi sinh học: Quá trình thanh trùng đòi hỏi phải phá hủy được các cấu
trúc của các trực khuẩn chịu nhiệt, các vi khuẩn gây bệnh và loại một lượng đáng kể
các tạp trùng nhằm làm cho sữa sau khi tiệt trùng đáp ứng được các tiêu chuẩn về vi
sinh vật.
 Biến đổi vật lý: nhiệt độ tăng lên, tỷ trọng thay đổi, độ nhớt thay đổi.
 Biến đổi hóa học: xảy ra các phản ứng hóa học không có lợi:
- Phản ứng phân hủy các vitamin.
- Sự mất cân bằng về thành phần Nito, các muối khoáng va vitamin
- Các phản ứng tạo màu không có lợi cho sản phẩm sữa đặc có đặc có
đường.
- Các phản ứng thủy phân trong môi trường acid hoặc kiềm.
 Biến đổi hóa lý: Các Protein trong sữa ở nhiệt độ cao dễ dàng bị đông tụ
nhưng do đã đồng hóa nên tránh được biến đổi này.
 Biến đổi hóa sinh: ở nhiệt độ cao gây vô hoạt các enzyme trong sữa.

 Các biến đổi cảm quan: sự thay đổi về mùi vị màu sắc trạng thái.
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 23 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
c. Các phương pháp thanh trùng sữa và thiết bị thanh trùng
Các phương pháp thanh trùng: có hai phương pháp thanh trùng chính:
 Phương pháp thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp: phương pháp chậm và gián
đoạn
- Chế độ nhiệt: 63
0
C trong 30 phút
- Ưu điểm: không làm thay đổi đặc tính sữa, thành phần các Protein như
albumin, globumin không bị đông tụ và trạng thái các hạt cầu béo không đổi.
- Nhược điểm: Các vi sinh vật ưa nhiệt có thể phát triển ở nhiệt độ này, do
đó có thể làm tăng số lượng vi sinh vật cho sữa sau quá trình thanh trùng.
• Phương pháp thanh trùng sữa ở nhiệt độ cao: phương pháp thanh trùng
UHT (Ultra high Temperature)
- Chế độ nhiệt: 135-150
0
C trong 4-15s.
- Ưu điểm: tiết kiệm thời gian lao động , năng lượng và không gian, tiêu
diệt hết các vi sinh vật và phân tử.
- Nhược điểm: chi phí thiết bị cao, các phản ứng caramel hóa xảy ra, làm
cho sản phẩm vô vị, nhạt nhẻo không bắt mắt.
Phương pháp thanh trùng UHT:
Phương pháp này sữ dụng cho các sản phẩm thực phẩm dạng lỏng, để tiêu diệt
các vi sinh vật trong sản phẩm. Các quá trình xảy ra sau khi thanh trùng điều phải
thực hiện trong điều kiện vô trùng. Vì vậy mà quá trình UHT còn được gọi là quá
trình vô trùng. Các sản phẩm thành phần dạng lỏng hay sữa được thanh trùng UHT
được sữ dụng một cách rộng rãi.

Có hai loại hệ thống xữ lý UHT:
- Hệ thống trực tiếp: sữ dụng hơi nước tiếp xúc với sản phẩm
- Hệ thống gián tiếp: sữ dụng phương pháp trao đổi nhiệt qua đĩa, trao đổi
nhiệt bằng hệ thống ống….
Và cũng có thể kết hợp các phương pháp trao đổi nhiệt gián tiếp với nhau tùy
từng loại sản phẩm và yêu cầu của quá trình.
 Thiết bị thanh trùng
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 24 -
Tổng quan về hệ vi sinh vật gây hư hỏng sữa và đề xuất biện pháp hạn chế
Trong quy trình sản xuất sữa đặc có đường này chúng tôi xin trình bày biện
pháp thanh trùng theo phương pháp trao đổi nhiệt gián tiếp bằng hệ thống ống để
thanh trùng sữa nguyên liệu.
Hệ thống xử lý UHT gián tiếp sử dụng trao đổi nhiệt dạng ống
Hệ thống xử lý nhiệt UHT gián tiếp sử dụng phương pháp trao đổi nhiệt bằng
ống thường dùng cho quá trình xử lý UHT đối với các sản phẩm có độ nhớt thấp
hoặc trung bình, với lưu lượng dòng chảy từ 1000 – 30.000 l/h.
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống
Hệ thống trao đổi nhiệt bằng ống gồm nhiều ống nối tiếp hoặc song song sao
cho có thể trao đổi nhiệt tốt nhất.
Dòng sữa ở nhiệt độ thấp được bơm từ thùng chứa vào thùng cân bằng của hệ
thống UHT rồi đi qua bơm để đến vùng gia nhiệt. Ở vùng này, sữa được gia nhiệt lên
khoảng 75
o
C sau đó đi vào vùng thanh trùng. Tại đây sữa được gia nhiệt lên 137
o
C
nhờ hơi nước. Sữa di chuyển trong ống giữ nhiệt, đoạn ống này có kích thước sao
cho sữa đi qua trong khoảng 4s. Tiếp theo sữa được làm nguội từ từ qua từng vùng
làm mát đến khoảng 48

o
C cho quá trình tiếp theo.
Hình 3.5: Hệ thống thanh trùng UHT trao đổi nhiệt bằng ống
3.1.3.5. Quá trình bốc hơi (cô đặc)
a. Mục đích
GVHD:Huỳnh Văn Thành
SVTH: Phạm Thị Ngọc Hương - 25 -