Chất béo trong sữa

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG
1.1Chất béo trong sữa
1.1.1 Hàm lượng chất béo trong sữa
1.1.1.1 Khái niệm
Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không hòa tan trong nước
nhưng tan trong nhiều dung môi hữu cơ không phân cực.
Lipit là những este phức tạp, gồm các loại: chất béo, sáp, steroit, photpholipit
Phân loại lipid trong sữa
Lipid đơn giản: chiếm 95%, 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 .
- Acid stearic bão hoà.
Lipid phức tạp: chiếm 0,3-0,5%, ngoài C,H,O trong phân tử còn có P,N,S....
1.1.1.2 Thành phần chất béo trong sữa
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 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%.
Thông thường, chất béo chiếm khoảng 2,5 đến 6,0% thành phần sữa, tùy thuộc vào
giống bòvà chế độ dinh dưỡng. Mỡ sữa tồn tại dưới dạng hạt nhỏ lơ lửng trong nước
sữa.
Chất béo trong một số loại sữa
Trong sữa, các hạt mỡ sữa là các hạt lớn nhất nhưng lại nhẹ nhất nên có xu hướng
Trang 1
Hà Lan
thuần(HF)
Jersey Zebu Ayrshire
Brown
Swiss Bò Dê Cừu
Chất béo(%) 3,5 5,5 4,9 4,1 4,0 3,80 4,24 5,30

nổi lên bề mặt sữa khi sữa ở trạng thái tĩnh. Lớp trên cùng của sữa được tạo nên chủ yếu
bằng mỡ sữa, gọi là lớp kem. Kem chính là nguyên liệu để chế biến bơ. Tầng dưới cùng
là sữa không kem, bao gồm protein và các chất khác
Mỡ sữa là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá sữa tươi. Do đó, cần phải khuấy
sữa tươi nguyên liệu định kỳ để ngăn các hạt mỡ sữa kết dính lại với nhau. Mỡ sữa rất
giàu năng lượng cho nhu cầu dinh dưỡng của con người, chính vì thế hầu hết các nhà
máy chế biến sữa sẵn sàng trả giá cao hơn cho sữa có hàm lượng mỡ sữa cao 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 0.5-0.7g trong một lít sữa, trong
đó chủ yếu là lexitin.
Thành phần
Hàm lượng (% so
với tổng khối
lượng chất béo)
Ghi chú
Lypid đơngiản
-Glyceride: triglyceride
Diglyceride
Monoglycerride
-Cholesteride
-Ceride
98,5
95-96
2-3
0,1

0,03
0,02
Ester của acid béo và
cholesterol
Ester của acid béo và
rượu cao phân tử
Lipid phức tạp 1,0
Trang 2
Các hợp chất tan trong chất
béo
- Cholesterol
- Acid béo tự do
- Hydrocarbon
- Vitamin A,D,K,E
- Rượu
0,5
0,3
0,1
0,1
vết
vết
Bảng 1.1.1.2 Thành phần chất béo có trong sữa bò
Hàm lượng các acia béo không bão hòa trong sữa được xác định bởi chỉ số iod của
chất béo.
Chỉ số khúc xạ của sữa thay đổi phụ thuộc vào thành phần định tính và định lượng
các acid béo có trong sữa. Đối vớ sữa bò chỉ số khúc xạ dao động từ 40
÷
60.
Nếu sữa chứa nhiều acid béo nóng chảy thì lipid sữa sẻ có “cấu trúc cứng”, còn sữa
chứa nhiều acid béo nóng chảy ở nhiệt độ thấp thì lipid se có ” cấu trúc mềm” hơn.

1.1.2 Cấu tạo và thành phần của các loại cầu béo
1.1.2.1 Công thức cấu tạo
Công thức cấu tạo của lipit đơn giản
Các axit béo no thường gặp
CH
3
(-CH
2
-)
14
COOH (C
15
H
31
COOH) : axit panmitic
CH
3
(-CH
2
-)
16
COOH (C
17
H
35
COOH) : axit stearic
Các axit béo không no thường gặp
Axit oleic(C
17
H

33
COOH)
CH
3
(-CH
2
-)
7
CH=CH(-CH
2
-)
7
COOH
Trang 3
CH
2
CH
CH
2
O
O
O
C
C
C
O
O
O
R
1

R
2
R
3
Axit linoleic(C
17
H
31
COOH)
CH
3
(-CH
2
-)
4
CH=CH-CH
2
-CH=CH(-CH
2
-)
7
COOH
Cấu tạo các hạt cầu béo
- Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ, đường kính dao động từ
0,1
÷
20
µ
- Trong 1ml sữa có khoảng 10
÷

15 tỉ hạt cầu béo. Do đó ta có thể xem sữa là một
hệ nhũ tương dầu trong nước.
- Các hạt cầu béo được bao bọc bởi một màng lipo-protein tích điện âm. Các màng
này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa
- 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.
1.1.2.2 Thành phần
- Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein
- Các phospholipid giữ vai trò “cầu nối trung gian” để liên kết giữa glyceride và
protein. Phân tử lipid có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẻ tương tác với các phân
tử glyceride ở tâm cầu ; đầu ưa nước( phân cực) sẻ kết hợp với màng protein bao xung
quanh hạt cầu béo
Nếu không đồng hóa sữa tươi trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng
kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin. Do tỷ
trọng các hạt cầu béo nhỏ hơn nước nên chúng nổi lên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực
đẩy Archimede và tạo nên váng sữa. Khi đó trong sữa sẽ tồn tại hai pha lỏng tách biệt:
pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipit; pha dưới với các thành phần có tỉ trọng
lớn là nước và một số chất hoà tan trong sữa.
1.2Giới thiệu về sữa
Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong
máu,được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật
non. Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Những chất này
có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại
thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể nhất là đối với trẻ sơ sinh.
Trang 4
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 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 tố khác
Bảng phân tích thành phần hóa học của sữa từ các loại động vật khác nhau và
được dùng làm thực phẩm.
Tổng chất
khô(%)
Béo
(%)
Protein
(%)
Casein
(%)
Lactose
(%)
Bò 12.60 3.80 3.35 2.78 4.75
Dê 13.18 4.24 3.70 2.80 4.51
Cừu 17.00 5.30 6.30 4.60 4.60
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của một số loại sữa
1.2.1Những biển đổi thành phần của sữa
1.2.1.1Thay đổi khi bảo quản
Chất béo và protein sữa bị thay đổi hóa học trong quá trình bảo quản. Những
thay đổi này có 2 dạng: sự ôi hóa và sự phân giải lipit. Sản phẩm tạo nên có mùi khó
chịu và thường xảy ra đối với bơ sữa và bơ.
Sự ôi hóa chất béo: xảy ra tại các nối đôi của các acid béo không no tạo nên mùi
kim loại, trong đó lecithin là chất dễ tấn công nhất.

Sự ôi hóa protein: do sự ôi hóa amino acid dưới tác dụng của ánh sáng, gây ra
Trang 5
mùi khó chịu. Chỉ một vài phút để dưới ánh sáng cũng đủ gây ra phản ứng này, do đó
sữa không nên để trực tiếp dưới ánh sáng.
Sự phân giải lipit: là sự phân cắt chất béo thành glycerol và acid béo, tạo mùi vị
chua, mùi này gây ra bởi sự hiện diện của các acid béo tự do thấp phân tử. Sự phân cắt
này tạo ra dưới tác dụng của enzim lipaza. Tuy nhiên quá trình này không xảy ra cho
đến khi lớp màng của hạt béo bị phá hủy và chất béo bị lộ ra. Trong công nghệ sữa sự
phá hủy màng rất dễ xảy ra dưới tác dụng cơ học như: bơm, khuấy, đánh sữa… Để
tránh xảy ra quá trình này sữa nên được thanh trùng ở nhiệt độ cao để phân hủy enzim
lipaza.
1.2.1.2 Ảnh hưởng của xử lý nhiệt lên các thành phần hóa học
Chất béo: chất béo không bị ảnh hưởng ở nhiệt độ dưới 100
0
C. Sự kết tụ các
hạt béo xảy ra ở nhiệt độ cao. Sự phân tách chất béo bị giảm nếu sữa bị gia nhiệt cao
hơn 75
0
C.
Protein: Casein không thấy bị thay đổi ở nhiệt độ dưới 100
0
C, nhưng rất dễ
thấy sự biến đổi của casein micelle khi nhiệt độ của sữa trên 65
0
C. Protein dịch sữa
bị biến tính ở nhiệt độ trên 65
0
C và hầu như bị biến tính hoàn toàn ở nhiệt độ
90
0

C trong 60 phút. Vài protein có thể 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
0
C và lưu nhiệt ở đó trong một phút hoặc ít hơn sữa bắt đầu có
mùi nấu, đó là do sự giải phóng hợp chất chứa sulphur từ -lactoglobulin và các
protein chứa sunphur khác.
Enzim: các enzim bị vô hoạt bởi nhiệt. Nhiệt độ vô hoạt phụ thuộc kiểu
enzim.
Vitamin: vitamin C rất nhạy với nhiệt độ, đặc biệt là khi có mặt của không khí
và kim loại. Thanh trùng nhiệt độ cao trong thời gian ngắn trong thiết bị trao đổi nhiệt
dạng đĩa hầu như không làm mất vitamin C. Vitamin khác chịu ảnh hưởng hoặc không
bị ảnh hưởng dưới sự xử lý nhiệt vừa phải.
Trang 6
Lactose: ở nhiệt độ cao trên 100
0
C lactose phản ứng với protein gây ra màu nâu
của sữa(công nghệ sản xuất sữa đặc có đường và sữa chua)
1.2.2 Các phương pháp bảo quản sữa
Sữa sau khi vắt, lượng vi sinh vật thay đổi khá nhiều. Bản thân sữa còn chứa
nhiều hệ enzim xúc tác cho các phản ứng sinh hóa làm giảm giá trị của sữa. Để hạn
chế sữa bị giảm chất lượng, người ta tiến hành bảo quản sữa bằng nhiều phương
pháp khác nhau ở điều kiện thích hợp như là:
- Phương pháp vật lý: làm lạnh, đun nóng.
- Phương pháp hóa học: dùng một số hóa chất để tiêu diệt hoặc ức chế
sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
- Phương pháp sinh học: chủ yếu nhờ quá trình lên men lactic để ức
chế sự phát triển của vi sinh vật khác
Trang 7
Chương 2 TÁCH BÉO VÀ CHUẨN HÓA SỮA

2.1 Ly tâm tách béo
2.1.1 Giới thiệu chung
Ly tâm (centrifugation) là một quá trình phần riêng các cấu tử có khối lượng riêng
khác nhau trong một hỗn hợp lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của lực ly tâm. Mẫu
đem vào ly tâm thường có dạng nhũ tương hoặc huyền phù.
Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu chuyển động quay cùng với rôto của
máy. Lực ly tâm sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau phân lớp theo
hướng của gia tốc trường lực. Thành phần có khối lượng riêng lớn nhất sẽ tập trung ở
vùng xa tâm nhất, còn phần có khối lượng riêng nhỏ nhất tập trung ở tâm của rôto.
Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắc lọc ly
tâm hay lắng ly tâm. Do đó cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm lắng và máy ly tâm
lọc.
Quá trình lắng trong máy ly tâm khác quá trình lắng trong trường trọng lực. Lắng
trong trường trọng lực, vận tốc lắng coi như bằng nhau ở các vị trí khác nhau vì gia tốc
trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi - hạt lắng theo phương song song với nhau.
Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng và gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc
gốc ω và bán kính quay r (a= ω
2
r), hạt lắng theo phương đường kính rôto.
Các máy dùng để phân chia các hệ không đồng nhất trong trường ly tâm được
gọi là máy ly tâm.
2.1.2Vai trò của quá trình tách béo
- Tách chất béo ra khỏi sữa để hiệu chỉnh hàm lượng lupid trong sản phẩm.
- Tách các vi sinh vật(VSV), đặ biệt là các bào tử vi khuẩn chịu nhiệt ra khỏi sữa.
Khi đó, quá trình ly tâm đóng vai trò thanh trùng sữa.
- Tách các chất rắn ra khỏi sữa, như tách các tinh chế lactose thu được sau quá trình
kết tinh trong công nghệ sản xuất lactose tinh thể.
2.1.3 Cơ sở khoa học của quá trình ly tâm
Nguồn gốc : quá trình ly tâm có nguồn gốc từ quá trình lắng
Dựa vào sự khác nhau của hạt rắn trong huyền phù dưới tác dụng của trọng lực được

xác định bằng định luật Stock:
Trang 8