Protein trong các loại sữa

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 1

MỤC LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
 



BÀI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM

PROTEIN
TRONG CÁC LOẠI SỮA


Nhóm sinh viên thực hiện: Bùi Minh Ân
Lý Nguyễn Thế Giang
Nguyễn Thanh Nam

Giảng viên hướng dẫn: ThS. TÔN NỮ MINH NGUYỆT




Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11/2013


PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 2

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG I: CASEIN 4
I. 1. Casein là gì? 4
I. 2. Các loại casein 5
I. 3. Phức hợp calcium phosphate caseinate ( micelle casein) 5
I. 3. 1. Tiểu micelle 5
I. 3. 2. Phức hợp calcium phosphate caseinate ( micelle casein) 5
I. 4. Sự đông tụ của casein 6
I. 4. 1. Đông tụ bởi acid 7
I. 4. 2. Đông tụ bởi renin 7
CHƯƠNG II: WHEY PROTEIN 7
II. 1. Khái niệm whey protein 7
II. 2. Thành phần whey protein 7
II. 2. 1. α –lactalbumin 8
II. 2. 2. β –lactoglobulin 8
II. 2. 3. Immunoglobulins 8
II. 2. 4. Lactoferrin 9
CHƯƠNG III: PROTEIN THIỂU SỐ 9
CHƯƠNG IV: PROTEIN SỮA VỚI CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 10
IV. 1. Công nghệ sản xuất sữa chua 10
IV. 1. 1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua 10
IV. 1. 2. Một số lợi ích của sữa chua 14
IV. 2. Công nghệ sản xuất phomat 14
IV. 2. 1. Quy trình công nghệ sản xuất phomat 15
IV. 2. 2. Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa nguyên liệu sản xuất phomat 17
IV. 2. 3. Một số lợi ích của phomat 17
IV. 3. Các sản phẩm đặc dụng. 17
Lời kết 18

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 3

MỞ ĐẦU

Sữa là một dung dịch màu trắng đục, có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao bao gồm:
protein, fat, carbonhydrate, vitamine, minerals…được xem như một loại thực phẩm hoàn chỉnh
và lý tưởng bởi nó bao phần lớn các yếu tố của một chế độ dinh dưỡng cân bằng.

Bảng A : Thành phần dinh dưỡng trong 100 g sữa [4]
Nutrient
Cow
Goat
Sheep
Water buffalo
Energy (Kcal)
66
60
95
110
Water (g)
87.8
88.9
83.0
81.1
Protein (g)
3.2
3.1
5.4

4.5
Fat (g)
3.9
3.5
6.0
8.0
Carbonhydrate (g)
4.8
4.4
5.1
4.9
Saturated fatty acids(g)
2.4
2.3
3.8
4.3
Monounsaturated fatty acids (g)
1.1
0.8
1.5
1.7
Polyunsaturated fatty acids (g)
0.1
0.1
0.3
0.2
Cholesterol (mg)
14
10
11

8
Calcium (IU)
120
100
170
195

Điều đáng chú ý ở đây, sữa không chỉ là loại thực phẩm thích hợp cho mọi lứa tuổi mà
còn là một nguồn protein tuyệt vời bởi nó chứa đến hàng trăm loại protein khác nhau. Tuy chỉ
chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong thành phần của sữa nhưng hầu hết các protein này có cấu trúc
phân tử lớn, không hòa tan trong nước.
Hàm lượng protein trong các loại sữa khác nhau là khác nhau, song không chênh lệch
nhiều, thường giới hạn từ 3.0 – 4.6%. Sữa chứa đến 19 loại acid amin khác nhau, trong đó bao
gồm tất cả các loại protein không thay thế được với một tỷ lệ thích hợp với nhu cầu của con
người như : Valine, Leucine, Trytophane, Isoleucine, Methionine, Threonine, Phenylalanine,
Lysine, Arginine, Histidine
Nghiên cứu về protein trong sữa cũng như thành phần các loại protein trong sữa như
casein, whey protein,…sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tính chất, đặc điểm và những ứng dụng
của chúng trong công nghệ chế biến thực phẩm.







PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 4

PROTEIN
TRONG CÁC LOẠI SỮA

Thông thường, dựa vào tính chất hóa học, vật lý, chức năng sinh học, biểu hiện và hình
thức tồn tại rất khác nhau, người ta chia protein sữa thành ba nhóm chính: casein, whey protein
và nhóm protein thiểu số. Tùy vào loại sữa mà tỷ lệ giữa các loại protein của chúng cũng có sự
khác nhau. Trong phần này, chúng tôi chỉ đề cập đến protein trong sữa bò.
Bảng B. Thành phần protein trong sữa bò [8]

Gram/Litre
% of Total Protein
Total protein
33.0

100

Total casein
26.0

78.8

α s1 - casein

10.7

32.4
α s2 - casein

2.8

8.5
.β – casein

8.6

26.1
.ƙ – casein

3.1

9.4
.γ – casein

0.8

2.4
Total Whey protein
6.4

19.4

.α – lactalbumin

1.2

3.6
.β – lactoglobulin

3.2

9.8
BSA

0.4

1.2
Immunoglobulin

0.8

2.4
Proteose Peptone

0.8

2.4
Miscellaneous
0.6

1.8



I. CASEIN
I. 1. Casein là gì?
Casein – thành phần chủ yếu trong protein sữa là một phosphoprotein, chứa nhiều nhóm
chức tự do như: amine, - COOH, - OH, - HS,…nên nó có khả năng tham gia nhiều phản ứng
hóa học. Trong dung dịch, casein tồn tại ở dạng ion lưỡng cực do có chứa hai nhóm amin và –
COOH. Chính vì vậy, casein dễ có khả năng tạo ra hang loạt các hợp chất với acid, base, kim
loại, aldehyde,…

Casein cũng dễ dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ như K, Na, Mg
tạo thành các caseinate tan trong nước. Trong sữa, casein tồn tại dưới dạng các phân tử
calcium caseinate. Các phân tử này lại kết hợp với calcium phosphate tạo thành phức hợp
calcium phosphate caseinate (micelle casein).


PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 5

I. 2. Các loại casein
Quan sát trong bảng B, ta thấy rằng casein được chia thành các loại với hàm lượng khác
nhau, bao gồm
, , ,casein casein casein casein
   
   
.
Trong đó,
casein


có tính chất đặc biệt hơn so với các casein khác ( casein duy nhất
chưa glucid, ở pH thông thường của sữa,
casein


tích điện âm). Nó góp phần vào việc hình
thành thể phức hợp micelle casein, giúp các casein khác tồn tại trong sữa dưới dạng keo, không
tan trong nước.

I. 3. Phức hợp calcium phosphate caseinate (micelle casein).

I. 3. 1. Tiểu micelle ( siêu micelle).
Tiểu micelle là một phân tử hình cầu được hình thành do khoảng 10 phân tử casein kết
hợp lại với nhau. Thành phần các casein trong tiểu micelle có thể thay đổi theo những tỷ lệ khác
nhau. Các phân tử
,casein casein


nằm tập trung tại trung tâm tiểu micelle tạo nên vùng
ưa béo, còn các phân tử
casein


được bố trí tại biên tiểu micelle với đuôi ưa nước quay ra
phía ngoài.
Mỗi tiểu micelle có kích thước trung bình khoảng 10 - 15 nm.

Hình I.1. Cấu tạo siêu micelle [1]

I. 3. 2. Phức hợp calcium phosphate và caseinate
Trong sữa, casein tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle thường chứa 65% nước, phần
còn lại là các khoáng ( calcium, phosphorus, magiesium,…)
Mỗi micelle casein bao gồm một hệ phức tạp khoảng 400 – 500 các siêu micelle liên kết
với nhau nhờ calcium phosphate
 
34
2
Ca PO
và tương tác giữa các gốc kỵ nước. Thông
thường, mỗi micelle casein có thể có kích thước lên tới 0.4
m


.

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 6









Hình I.2. Phức hợp micelle casein [2]
Do cấu trúc các đầu ưa nước của các
casein


hướng ra vùng biên nên chính các phân
tử
casein


này khiến cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo, góp phần
làm ổn định cấu trúc của micelle trong sữa.

I. 4. Sự đông tụ của casein

Hình I.3. Casein đông tụ [2]

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 7

I. 4. 1. Đông tụ dưới tác dụng của acid
Sữa tươi có độ pH xấp xỉ 6,6 – 6,7 và các micelle casein mang điện tích âm nên chúng
đẩy nhau, điều đó khiến chúng tồn tại dưới dạng keo. Bên cạnh đó, các phân tử nước cũng góp
phần duy trì các micelle trong dung dịch.
Khi giảm pH (thêm acid), các ion H
+
của acid sẽ liên kết với micelle casein mang điện tích
âm làm giảm điện tích của micelle casein. Khi giảm đến một giới hạn nhất định (điểm đẳng điện),
các micelle casein sẽ đông tụ (tạo thành gel). Trong dung dịch sữa, casein đông tụ tốt nhất ở pH
4,5 – 4,7.
Khi cho acid dư vào casein đã đông tụ, casein sẽ tái hòa tan, tạo thành muối và acid.

I. 4. 2. Đông tụ dưới tác dụng của renin
Quá trình đông tụ của casein dưới tác dụng của renin có thể trình bày đơn giản qua các
bước như sau:
+ Renin thủy phân liên kết peptide của k-casein, tạo ra caseinopeptide hòa tan và k-paracasein
không tan
+ Vỏ háo nước của k-casein bị phá hủy, tạo điều kiện cho các ion calcium dễ dàng tiếp cận với
alpha, beta- casein và k-paracasein, hình thành các cầu liên kết calcium phosphate, làm chúng
tạo gel. Đồng thời, tác dụng cắt bỏ một phần caseino – glycopeptide làm giảm điện tích của
micelle cũng góp phần làm sữa đông tụ.

II. WHEY PROTEIN
II. 1. Khái niệm whey protein ?
Whey – là chất lỏng được tách ra từ quá trình sản xuất phô mai. Whey là sản phẩm của
quá trình sản xuất phô mai cứng,bán cứng hay mềm. Quá trình sản xuất acid khoáng làm kết tủa
casein, sinh ra whey acid có ph từ 4,6-5,9. Whey chiếm 80-90% tổng thể tích sữa được đưa vào
sản xuất và chứa khoảng 50% chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ sữa nguyên chất như: protein

hòa tan, lactose, vitamin và khoáng.

Tổng đầu ra của whey, xấp xỉ 120 triệu tấn vào 1990, chứa khoảng 0,7 triệu tấn protein
hoàn hảo, bằng với hàm lượng protein hoàn hảo có trong 2 triệu tấn đậu nành.
Cho đến ngày nay, dù lượng protein hoàn hảo không đủ cung cấp cho thế giới nhưng một lượng
lớn dịch whey vẫn bị lãng phí, tỉ lệ lãng phí khoảng 50% trong giai đoạn 1989 – 1990.

Whey protein là tên gọi thông dụng để chỉ các protein tan trong sữa . Whey protein là một
protein hoàn hảo với chất lượng cao , nó chứa một lượng lớn các acid amin không thay thế . Do
đó, nó thường được xem là tiêu chuẩn vàng trong việc đánh giá chất lượng protein
Whey protein có trong sữa , là các protein tự nhiên có hình cầu và có khả năng hòa tan tốt.
Whey protein chiếm gần 20% protein trong sữa bò.


II. 2. Thành phần của whey protein

Whey protein bao gồm các thành phần chính là α –lactalbumin và β –lactoglobulin. Ngoài
ra, whey protein còn có các serum albumin và immunoglobulins.



PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 8

II. 2. 1. α –lactalbumin

Protein này được xem là whey protein đặc trưng. Nó có trong sữa của mọi động vật có
vú và đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp lactose (đường sữa). có thành phần
tương tự axit amin của casein. Điểm đẳng điện ở ph 5,1 và không bị đông tụ bởi men sữa

Hình II. 1. Phân tử α –lactalbumin [3]
II. 2. 2. β –lactoglobulin
Có điểm đẳng điện 5,3 .Protein chỉ được tìm thấy ở loài có móng vuốt và là thành phần
chính của whey protein sữa bò. Nếu sữa được đun nóng trên 60°C, các cầu disulfua được hình
thành giữa các β-lactoglobulin với nhau, các β-lactoglobulin với casein k, các β-lactalbumin và α-
lactalbumin. Ở nhiệt độ cao , các hợp chất có chứa lưu huỳnh như H
2
S tạo thành mùi cho sữa.
Rennin không làm đông tụ β-lactoglobulin nhưng β-lactoglobulin bị biến tính do xử lí ở nhiệt độ
cao.

Hình II. 2. Phân tử β –lactoglobulin [3]
II. 2. 3. Immunoglobulins( các globulin miễn dịch )

Immunoglobulin giữ vai trò quan trọng trong việc bảo vệ động vật sơ sinh (kể cả con
người) chống lại vi khuẩn và bênh tật. có thể làm kết tủa các globulin miễn dịch bằng muối
magie sunfat, amon sunfat. Trong sữa bình thường hàm lượng các globulin miễn dịch rất thấp,
nhưng trong sữa đầu chúng chiếm 90% tổng số protein lactoserum.
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 9


Hình II. 3. Phân tử Immunoglobulins [3]
II. 2. 4. Lactoferrin

Lactoferrin là một glycoprotein thuộc nhóm vận chuyển sắt. Ban đầu nó được phân tách
từ sữa bò, nhưng nó cũng có mặt trong sữa của các loài động vật khác. Không chỉ có ở sữa,
lactoferrin còn được tìm thấy trong dịch ngoại tiết của động vật có vú.
Lactoferrin được xem là một protein đa chức năng. Nó đóng một vài vai trò sinh học khác nhau.
Với khả năng liên kết với sắt nên người ta cho rằng lactoferrin có vai trò trong việc hấp thu sắt

của niêm mạc ruột ở động vật đang bú sữa. Ngoài ra, nó cũng có khả năng kháng khuẩn, kháng
virut, kháng nấm, kháng viêm, chống oxi hóa và điều hòa miễn dịch. Hiện tại những tính chất
này đang được nghiên cứu trên diện rộng.

Hình II. 4. Phân tử Lactoferrin [3]

III. PROTEIN THIỂU SỐ
Protein màng là một nhóm các protein hình thành nên lớp bảo vệ xung quanh các giọt
chất béo nhằm ổn định thể sữa của các giọt chất béo trong sữa. Một số protein này có chứa gốc
lipid và được gọi là lipoprotein. Protein globulin màng chiếm tỉ lệ nhỏ nhất trong protein sữa, chỉ
khoảng 1.5% tổng lượng protein. Chất béo và các amino axit kị nước của những protein này
khiến những phân tử định hướng phần kị nước về bề mặt chất béo, trong khi những phần ít kị
nước hơn thì hướng về phía nước.
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 10

Các enzyme trong sữa bắt nguồn hoặc từ sữa động vật mẹ hoặc từ vi khuẩn. Trong
trường hợp đầu, chúng là thành phần thông thường của sữa. Trường hợp thứ hai, enzym từ vi
khuẩn, rất đa dạng và phong phú theo bản chất và kích thước của quần thể vi khuẩn, nhưng
trường hợp này sẽ không được đề cập ở đây.
- Lactoperoxidase chuyển oxy từ hydro peroxide (H
2
O
2
) tới những chất dễ bị oxi hóa
khác. Enzym này sẽ bị vô hoạt nếu sữa được đun nóng ở 80 C trong vài giây.

- Phosphatase có khả năng phân cắt một số este phosphoric axit nhất định thành
axit phosphoric và rượu tương ứng. Người ta nhận biết sự hiện diện của
phosphatase trong sữa bằng cách bổ sung ester của phosphoric axit và một tác nhân
có thể đổi màu khi tác dụng với rượu được giải phóng. Sự thay đổi màu sắc cho thấy

sữa có chứa phosphatase. Enzym này bị phá hủy trong điều kiện thanh trùng thông
thường (72 °C trong 15 – 20 giây), do đó phương pháp phosphatase có thể được sử
dụng để xác định nhiệt độ thanh trùng có thực sự đạt yêu cầu hay không.

- Lipase có khả năng phân cắt chất béo thành glycerol và các axit béo tự do. Sự dư
thừa các axit béo trong sữa và các sản phẩm từ sữa sẽ gây ra vị ôi thiu. Người ta tin
rằng hàm lượng lipase trong sữa tăng về giai đoạn cuối của chu kì tạo sữa. Sẽ không
có phản ứng nào xảy ra giữa lipase của sữa với chất béo khi bề mặt của giọt chất
béo còn nguyên vẹn, nhưng ngay khi bề mặt bị phá hủy lipase sẽ có cơ hội tìm đến
cơ chất và các axit béo tự do được giải phóng

IV. PROTEIN VỚI CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM
Sữa là nguồn dinh dưỡng vô cùng to lớn, chứa hàm lượng dinh dưỡng quý báo cần thiết
cho cơ thể như các axit amin không thay thế, axit béo không no, protein, cacbohydrate, khoáng
chất, vitamin v.v…
Các sản phẩm từ sữa có thể ở dạng rắn như các phomat với kết cấu hình thù và tính
cảm vị đặc trưng, dạng hạt đơn điệu như trong các sữa bột, dạng đặc mịn màng như trong các
sữa chua, dạng lỏng như trong các sữa cô đặc với đường.
Trong đó, mảng sản phẩm lên men truyền thống từ sữa vô cùng phong phú và chiếm một
vị trí quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm sữa.

IV. 1. Công nghệ sản xuất sữa chua







Hình IV. 1. Các sản phẩm sữa chua [6]

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 11

IV. 1. 1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua
 Sơ đồ quy trình

 Giải thích quy trình

Nhập nguyên liệu
Tại mỗi cơ sở sản xuất đều có bộ phận thu nhận sữa nguyên liệu và kiểm tra chất lượng
sữa được đưa đến nhà máy theo những giờ nhất định. Thường là buồi sáng và chiều. Cần kiểm
tra và thanh trùng các thiết bị chứa sữa nguyên liệu trước khi nhập liệu sữa tươi.
Khi nhập sữa, khuấy sữa thật đều, đo nhiệt độ, lấy mẫu kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý, chỉ
tiêu cảm quan, chỉ tiêu vệ sinh.
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 12

Phối trộn
Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo, nước gia nhiệt được đưa đi phối trộn để tạo
thành thể thống nhất.
Hàm lượng bột sữa gầy và sữa tách béo sử dụng thường không cao hơn 3% so với khối
lượng sữa tươi. Yêu cầu là phải dễ phân tán vào nước, hòa tan hoàn toàn không để lại các hạt
thô, không có những hạt bị cháy xém để lại màu nâu cho sản phẩm.
Các chất ổn định được đưa vào để tạo trạng thái bền vững cho sữa, tạo dạng gel bền
vững, sản phẩm không bị tách lớp trong quá trình bảo quản.
Lọc
Nhằm loại bỏ tạp chất, các cục sữa bị vón cục lại trong quá trình hoàn nguyên bột sữa.
Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, sau đó là chuyển đến bồn cân bằng.
Bồn cân bằng
Đảm bảo hỗn hợp ở mức cố định giúp quá trình sản xuất được liên tục, giảm dao động
của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào sản phẩm.
Xử lý nhiệt

Được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc ống lồng, Chế độ xử lý
là 90 – 95
O
C trong 3 – 5 phút nhằm tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa. Ngoài ra, quá trình này
còn làm biến tính sơ bộ các protein sữa. Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được
hình thành với cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảo quản
sữa chua.
Đồng hóa 1
Nhằm ngăn chặn sự phân ly của kem trong quá trình ủ, lên men, giảm đường kính trung
bình của hạt béo vào trong micelle casein, tránh hiện tượng tách pha của chất béo.
Thanh trùng 1
Tiêu diệt các vi sinh vật không cần thiết hiện diện trong sữa, làm chi sữa có môi trường
dinh dưỡng tinh khiết thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật yêu cầu.
Dịch sữa được thanh trùng ở 62
O
C trong 30 phút. Quá trình nâng nhiệt độ của sữa lên
62
O
C được thực hiện trong ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhờ trao đổi nhiệt
với nước nóng.
Khi thanh trùng các

- lactose globulin bị biến tính. Tuy nhiên việc thanh trùng cũng kéo
theo phản ứng Maillard, gây ra màu nâu ảnh hưởng đến cảm quan của sữa.
Làm lạnh 1
Dịch sữa sau thanh trùng 1 được làm lạnh xuống 4 – 8
O
C trong thiết bị trao đổi nhiệt
dạng tấm.
Ageing

Dịch sữa được giữ ở 4 – 8
O
C trong 5 – 20 giờ để ổn định chất lượng dịch sữa, làm cho
các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng ổn định. Bồn ageing là loại bồn 2 vỏ có bảo ôn, sử
dụng nước lạnh 1 – 3
O
C.


PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 13

Đồng hóa 2
Giúp ổn định thành phần, hỗn hợp đồng nhất, tạo môi trường và điều kiện thuận lợi cho
các quá trình tiếp theo. Phương pháp thực hiện tương tự như đồng hóa 1.
Thanh trùng 2
Dịch sữa chua khi ra khỏi thiết bị đồng hóa 2 sẽ đi vào ngăn thứ 1 của thiết bị trao đổi
nhiệt để nâng nhiệt độ lên tới 95
O
C. Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt dịch sữa sẽ được tuần
hoàn về bồn cân bằng cho đến khi nhiệt độ thanh trùng đạt. Sữa 95
O
C sẽ được dẫn vào ống lưu
nhiệt độ trong thời gian 5 – 10 phút.
Làm nguội
Dịch sữa sau thanh trùn, làm nguội xuống 45
O
C qua hai giai đoạn rồi đưa vào bồn ủ.
- Giai đoạn 1: Sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi
nhiệt dạng tấm. Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị
đi vào quá trình đồng hóa 2.

- Giai đoạn 2: Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 và nước
lạnh ở ngăn thứ 4 của thiết bị để đạt nhiệt độ 45
O
C.
Lên men
Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 – 5% và được khuấy đều. Nhiệt độ
của dịch sữa trong bồn ủ lúc này là 43 – 44
O
C. Sau khi khuấy đều, tắt cánh khuấy, quá trình lên
men xảy ra. Sau khoảng 3 – 5 giờ, pH của dung dịch sữa sẽ giảm xuống 4,7 – 4,8 thì ngưng ủ.
Các chủng vi sinh vật sản sinh ra axit lactic đồng thời các axit bay hơi, khí CO
2
, dầu
thơm, diaxetyl tạo cho sản phẩm có mùi đặc trưng.
 Chuẩn bị và cấy chủng vi sinh vật

- Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, nhiệt độ
hoạt hóa được duy trì ở 43
O
C.
- Giống vi khuẩn lactic sau khi hoạt hóa được cấy vào bồn chứa sữa nguyên liệu với tỉ
lệ tối thiểu là 0,5% và tối đa là 7%. Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hóa giống, nếu
chưa sử dụng ngay ta cần làm lạnh để hạn chế sự gia tăng độ chua của canh trường,
từ đó có thể dẫn đến ức chế khả năng lên men của vi khuẩn lactic.
- Nếu giống được sử dụng trong 6 giờ tiếp theo, ta chỉ cần làm lạnh đến 10 – 12
O
C;
nếu thời gian bảo quản giống dài hơn 6 giờ, nhiệt độ canh trường nên được duy trì ở
5
O

C.
 Hoạt hóa giống

- Nhằm rút ngắn thời gian lên men và tiết kiệm lượng phế phẩm vi khuẩn cần dùng.
- Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hóa dao động từ 9 – 12%. Trước khi hoạt
hóa giống, môi trường cần được thanh trùng ở 90 – 95
O
C trong thời gian 30 – 45 phút.
 Lên men

- Lên men lactic là quá trình chính trong sản xuất sữa chua. Axit lactic được tạo thành
trong quá trình lên men theo phương trình chung sau:

C
12
H
22
O
11
+ H
2
O

4C
3
H
6
O
3
Lactose Acid lactic

NH
2
–R(COO)
2
Ca + 2CH
3
CHOHCOOH

NH
2
– R(COOH)
2
+ (CH
3
CHOHCOO)
2
Ca
Cazeinat canxi Acid lactic Acid ceiseic Canxi lactate
(quện sữa)
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 14

Acid lactic tác dụng với phức canxi photphate – casein làm tách canxi ra khỏi phức và
chuyển nó thành dạng không hòa tan, sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ. Tùy theo
loại sữa chua mà thời gian có thể lên đến 3, 4 hoặc 12h.
Làm lạnh 2
Mở cánh khuấy 2 – 3 phút sau khi ngưng ủ, làm lạnh sữa xuống 15 – 20
O
C trong vài giờ.

Trong thời gian này, xảy ra sự thay đổi lý hóa quện sữa. Quá trình lên men lactic yếu dần và kết
thúc khi quện sữa đạt 10
O
C.
Trên đường sữa đi làm lạnh có sử dụng một van tiết lưu với áp suất điều chỉnh khoảng
1,5 – 2,5 bar để làm mịn sữa chua ( các protid trương nở, giảm lượng ẩm tự do ). Sữa chua sau
khi làm lạnh được đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp.
Bồn rót
Sau khi làm lạnh sữa được chuyển qua bồn rót để chuẩn bị đóng gói.
Đóng gói, dán nhãn, vô thùng
Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn dự trữ được đưa đến máy rót để đóng hộp. Cuộn
nhựa được tiệt trùng ở 115
O
C sau đó đem dập khuôn và chuyển đến bồn rót. Sữa chua được rót
và dán nhãn ( nhãn được tiệt trùng bằng tia hồng ngoại ). Bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ 0
– 5
O
C trước khi xuất xưởng.
IV. 1. 2. Một số lợi ích của sữa chua
 Trong 100g sữa chua chứa khoảng:
- 100Kcal ( bằng khoảng ½ chén cơm hay 2 trái chuối xanh )
- Chất đường (15,4g)
- Chất đạm (3,1g)
- Chất béo (3g)
- Canxi và một số loại vitamin.
 Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột.
 Giảm kích thước vòng eo.
 Chứa nhiều các vitamin.
 Khôi phục sức khỏe nhanh hơn.
 Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp.

 Chữa cảm lạnh.

IV. 2. Công nghệ sản xuất phomat
Theo định nghĩa của FAO/WHO, phomat là protein của sữa được đông tụ tách bớt whey,
ở dạng sữa tươi hoặc đã qua ủ chín.Trên thế giới có khoảng 2000 loại phomat khác nhau và
thường được phân loại theo các cở sở sau
- Theo tác nhân đông tụ casein là rennin hay là axit. Có một số, vừa là kết quả
của sự đông tụ casein bằng axit và bằng cả rennin. Ví dụ: loại cottage.
- Theo hàm lượng nước : phomat rất cứng (W < 47%), phomat cứng (W <
56%),phomat cứng vừa (W = 54 – 63%), phomat cứng mềm (W = 78 – 87%), hàm
lượng nước thấp.

- Theo loại vi khuẩn dùng khi ủ chín phomat. Đa số các loại phomat đều “chín”
nhờ tác động của vi khuẩn lactic.
- Theo cấu trúc của phomat. Loại có lỗ hổng hình tròn (round – eyed texture)
được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO
2
. Loại có lỗ hổng hình hạt (granular
texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phomat trong quá trình đổ khuôn hoặc loại
có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng.
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 15

Hình IV. 2. Các sản phẩm phomat [7]

IV. 2. 1. Quy trình sản xuất phomat cứng và bán cứng
 Sơ đồ quy trình


PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 16

 Giải thích quy trình

Tiêu chuẩn hóa
Cẩn phân biệt hai khái niệm :
- Hàm lượng chất béo tuyệt đối là tỷ lệ giữa lượng chất béo của phomat với trọng
lượng của nó.
- Hảm lượng chất béo theo chất khô là tỷ lệ giữa lượng chất béo với lượng chất
khô trong phomat.
Người ta chỉ dùng khái niệm hàm lượng chất béo theo chất khô.
Thanh trùng
Thanh trùng để tiêu diệt các loại vi khuẩn. Tuy nhiên thanh trùng phá vỡ cân bằng giữa
các muối, làm giảm hàm lượng muối canxi mà kết quả là làm giảm khả năng đông tụ sữa bằng
men sữa (rennin). Để khắc phục nhược điểm này cần bổ sung canxi dưới dạng CaCl
2
.
Chế độ thanh trùng phổ biến là 72 – 76
O
C trong 15 – 20 giây.
Cấy giống
Sau khi làm nguội cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa và giữ ở nhiệt độ lên men cho đến
khi độ axit tăng từ 16 – 18
O

T đến 32 – 35
O
T. Đây là biện pháp để tăng khả năng đông tụ của sữa
bởi rennin.
Đông tụ
- Casein chuyển thành paracasein dưới tác dụng của rennin.
- Paracasein đông tụ nhờ sự có mặt của ion canxi.
Cắt
Trước khi cắt khối đông tụ phải kiểm tra chất lượng phần whey tách ra.
Dùng dao đâm vào bề mặt khối sữa rồi rút lên nhẹ nhàng cho đến khi xuất hiện những
vết nứt trông giống như thủy tinh vỡ thì có thể đem cắt được.
Mục đích của việc cắt khối đông tụ là làm tăng diện tích bề mặt, giúp quá trình thoát
whey được dể dàng.
Xử lý nhiệt độ, khuấy trộn
Chuẩn bị tách nước.
Gia nhiệt.
Tách whey lần cuối và ép thành bánh.
Nén
Sau khi ép khuôn, khối đông tụ được đem nén. Mục đích là:
- Loại hết whey còn sót lại.
- Tạo kết cấu.
- Tạo hình dạng.
- Tạo một lớp vỏ cho phomat có thời gian chín dài.
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 17

Muối phomat
Mục đích: tạo vị thích hợp, tạo điều kiện cho chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến
trạng thái và giữ chất lượng khi bảo quản.
Có 3 cách muối phomat :muối trong hạt, muối trong nước muối và muối bằng muối khô.
Ủ chín phomat

Dưới sự tác động kết hợp giữa rennin và vi khuẩn lactic, các protein, lactose, chất béo bị
chuyển hóa tạo cho từng loại phomat có mùi vị, cấu trúc và màu sắc riêng biệt đặc trưng.
Đóng gói và bảo quản
- Tạo điều kiện bên ngoài cần thiết để điều khiển quá trình chín của phomat càng lâu
càng tốt.
- Phải duy trì nhiệt độ và độ ẩm tương đối phù hợp trong suốt quá trình chín.
- Tùy theo loại phomat người ta dùng các loại bao bì khác nhau. Các loại có vỏ,
thường là loại cứng và bán cứng, có thể tráng plastic, paraffin hoặc sáp. Các loại
phomat không có vỏ được bọc một lớp mỏng plastic hoặc để trong túi plastic có thể
co lại được.
IV. 2. 2. Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa nguyên liệu sản xuất phomat
Cho 10ml + 1ml 0,02% dung dịch rennin, khuấy trộn đều rồi đặt vào cách thủy 35
O
C, theo
dõi sự đông tụ. Nếu sữa đông tụ trong thời gian:
- Không quá 15 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh.
- Khoảng 15 – 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thường.
- Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm.
Axit xitric rất cần cho sự tạo thành chất thơm.
IV. 2. 3. Một số lợi ích của phomat
Phomat được coi là sản phẩm bổ dưỡng nhất. Phomat chứa một lượng protein, chất béo
tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt lợn (2.500 – 4.500 kcal). Các
protein, chất béo trong phomat đều ở dạng cơ thể dễ hấp thụ, có đầy đủ các axit amin không
thay thế, các vitamin, các chất khoáng.
Ngoài ra, phomat còn có tác dụng ngừa sâu răng, bảo vệ răng.
IV. 3. Các sản phẩm đặc dụng

Hình IV. 3. Một số sản phẩm từ Casein và Whey protein [5]
PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 18

Sữa chứa khoảng 3,5% protein do casein (80%) và whey (20%) tạo thành. Whey protein
có lượng tập trung cao một loại amino a-xít đặc biệt mang tên leucine, chuyên kích thích việc tạo
dựng cơ mới. Thực tế, một nghiên cứu năm 2010 cho thấy uống hai ly sữa một tiếng sau khi
nâng tạ giúp phụ nữ làm săn chắc cơ và mỡ ở mông.
Whey protein được hệ tiêu hóa hấp thụ rất nhanh chóng và thay vì ở lại trong dạ dày, nó
có thể hấp thụ thẳng vào máu và đi thẳng tới các múi cơ, cung cấp cho các tế bào những “viên
gạch” để sửa chữa những phần cơ bắp mất đi sau khi làm việc cũng như thúc đẩy sự tăng
trưởng và phát triển.Một số sản phẩm sử dụng đạm whey thường có casein như một thành phần
không thể thiếu bởi vì nó giúp giảm giá thành. Điều này được cho là làm giảm chất lượng của
đạm whey, tạo ra sự khác biệt giữa các nhãn hàng chất lượng và nhãn hàng rẻ tiền.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là casein không quan trọng. Casein còn được gọi là
protein “ban đêm”. Nó có thể mất đến 7-8 tiếng để tiêu hóa hoàn toàn, tương đương với 7-8
tiếng ngủ của mình, nhờ vậy cơ bắp luôn được cung cấp đầy đủ năng lượng để phát triển và
luôn căng no. Nó hấp thụ chậm hơn nhiều so với đạm whey vì thế nó lý tưởng để sử dụng qua
đêm.

Một trong những lý do tại sao cơ thể con người cần ngủ là để hồi phục sau những căng
thẳng ban ngày. Đa số các cơ bắp sẽ được sửa chữa và tái sinh khi bạn đang ngủ. Bằng cách
dùng đạm casein trước khi đi ngủ, cơ thể sẽ được cung cấp năng lượng liên tục do sự phân giải
chậm của casein.

Hết


Lời kết

Bài báo cáo của nhóm chắc chắn còn nhiều sai sót. Xin chân thành cảm ơn và rất mong
nhận được ý kiến đóng góp của cô để bài làm tốt hơn.

Nhóm sinh viên thực hiện

PROTEIN TRONG CÁC LOẠI SỮA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA TPHCM 19




DANH MỤC HÌNH

Hình I.1 Cấu tạo siêu micelle 5
Hình I.2 Phức hợp micelle casein 6
Hình I.3 Casein đông tụ 6
Hình II.1 Phân tử α –lactalbumin 8
Hình II.2 Phân tử β –lactoglobulin 8
Hình II.3 Phân tử Immunoglobulins 9
Hình II.4 Phân tử Lactoferrin 9
Hình IV.1 Các sản phẩm sữa chua 10
Hình IV.2 Các sản phẩm phomat 15
Hình IV.3 Một số sản phẩm từ casein và whey protein 17


DANH MỤC BẢNG

Bảng A Thành phần dinh dưỡng trong 100g sữa 3
Bảng B Thành phần protein trong sữa bò 4


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TS Lâm Xuân Thanh (2003), GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA VÀ CÁC SẢN
PHẨM TỪ SỮA , Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 196 trang.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8. />physics/milk-proteins