CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU SỮA

Mở đầu

Chương 1:
CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN
HOÁ HỌC CỦA SỮA TƯƠI

Động vật cho sữa
Công nghiệp chế biến sữa: bò (90%), dê, cừu, trâu.
Ø  Định nghĩa về sữa
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú
của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động
vật non.
Lưu ý: Sữa non (colostrum) vs sữa bình thường
(transitional milk)?
Ø 

1.1. Tính chất vật lý, cấu trúc và thành phần hoá học
của sữa tươi
1.2. Hệ vi sinh vật trong sữa
1.3. Vắt sữa, vận chuyển, bảo quản sữa trước khi
chế biến
1.4. Nguyên nhân biến chất của sữa tươi
1

1.5. Tiểu luận 1 - Nguyên liệu

2

1.1.1. Tính chất vật lý, cấu trúc hoá lý của sữa tươi
1.1.1.1. Một số tính chất vật lý của sữa tươi
−  Chất lỏng đục, màu trắng đến vàng nhạt

−  Mùi đặc trưng, vị ngọt nhẹ
−  Một số chỉ tiêu quan trọng
√  Tỉ trọng
1.028 – 1.036 g/cm3
√  pH
6.5 – 6.7
√  Độ chua
15 – 18 0D
√  Điểm đông đặc
-0,54 – -0,59 oC
√  Thế oxy hóa khử
0,1 – 0,2V
√  Sức căng bề mặt
50 dynes/cm
√  Độ dẫn điện
0,004 – 0,005 /ohm.cm
√  Nhiệt dung riêng
0,933 – 0,954 cal/g oC
3

4


1.1.1. Tính chất vật lý, cấu trúc hoá lý của sữa tươi

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
đơn vị:%w/w

1.1.1.2. Cấu trúc hoá lý
Cấu phần

Kích thước
(m)

Hạt cầu béo

10 -10

-5

-6

-7

Nhũ

Dung

Huyền

Dung

tương dịch keo phù keo

dịch

Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình

X

Nước

85,5÷89,5

87,0

Tổng các chất khô

10,5÷14,5

13,0

- Lactose

3,6÷5,5

4,8

Casein micelle

10 -10

-8

Whey protein

10 -10

-8

-9

-9

10 -10

-10

X

- Protein

2,9÷5,0

3,4

-9

-10

X

- Chất béo

2,5÷6,0

3,9

- Khoáng

0,6÷0,9

0,8

Đường
Chất khoáng

10 -10

X
X



5

6

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.1. Nước

Có 2 dạng:
- 
Nước tự do: 96÷97% tổng lượng nước.
- 
Nước liên kết: 3÷4% tổng lượng nước. Nhiệt độ
đóng băng < 00C, không hòa tan muối, đường.
Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh
với lactose dưới dạng C12H22O11.H2O.
7

Một số hợp chất khác: hợp chất chứa N phi protein,
chất màu, enzyme, vitamin, hormone và khí.

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Chất béo sữa:
ü  Lipid đơn giản (98.5%)
ü  Lipid phức tạp (1%)
ü  Các chất tan trong béo (0.1%)
d = 0,925g/cm3

8


1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Chất béo sữa:

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Các hợp chất chứa nitơ
Các hợp chất nitơ
Nitơ phi protein 5%
Acid amine, nucleotide,
ure, acid uric...

Nitơ protein 95%
Casein (80%)

Protein hòa tan (20%)

α, β,γ, κ

D = 0,1÷20µm (3÷4µm)

Micell
Đông tụ pI 4.6

β -lactoglobulin
α -lactalbumin
Peptone-proteose
Immunoglobulin
Serum-albumin

Whey protein
9

10

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Các hợp chất chứa nitơ
-  Tiểu micelle: 10 phân tử
casein (đk: 10÷15nm)
-  Micelle: 400 - 500 tiểu
micelle sẽ tạo thành một
micelle (đk: 200÷400nm)

Phân tử

caseinκ

Liên kết
Nhóm
PO4

11

Phần kỵ
nước

CASEIN àCASEIN MICELLE

Không đông tụ pH 4.6
Khi biến tính (to) thì đông tụ
cùng casein

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Các hợp chất chứa nitơ
ENZYME
ü  Do tuyến vú tiết ra hoặc do VSV tổng
hợp
ü  Ảnh hưởng:
§  Biến đổi thành phần hoá học của sữa à
giảm chất lượng, hư hỏng sữa
§  Có vai trò kháng khuẩn (lactoperoxydase,
lysozyme) à ổn định chất lượng sữa
12

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
ENZYME
-  Peroxidase: tiêu diệt ở 800C /vài giây.
-  Lipase : bị phá hủy ở 750C sau 60 giây.
Lưu ý: hòa tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cầu béo
-  Catalase): bị phá hủy ở 750C sau 60 giâyà kiểm tra xem sữa
vắt từ bò bị bệnh viêm vú hay không.
-  Phosphatase:
+ Phosphatase kiềm (pH 9÷10): bị phá hủy hoàn toàn ở
650C /30 phút hoặc 800C tức thời.
Lưu ý: khả năng tái hoạt sau thanh trùng
+ Phosphatase acid (pH 4÷4,3): bị vô hoạt hoàn toàn ở
0
96 C />5 phút hoặc NaF.
- Protease:
+ Protease acid (pH=4.0)
+ Protease kiềm (pH=7,5-8)
à bị vô hoạt ở 800C /1 phút.
13

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Muối khoáng
ü  Hàm lượng 8-10g/l, tồn tại dạng hòa tan hoặc dung
dịch keo (kết hợp với casein)
•  Đa lượng: nhiều nhất Ca, P, Mg, tiếp theo là K, Na…
•  Vi lượng: Zn, Si, Al, Fe, Cu, I, Mn, F, Se, Cr, Co/Pb,
As…
ü  Phổ biến là muối photphat, clorua, citrat, caseinat

15

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Lactose (C12H22O11 glucose+galactose)
+ Tồn tại 2 dạng: dạng tự do và dạng liên kết

+ Dạng đồng phân: α-(C12H22O11.H2O) và β-(C12H22O11)
+ Khả năng hòa tan thấp, độ ngọt thấp
+ Nhiệt độ cao: phản ứng caramel, maillard
+ Lên men dưới tác dụng của VK lactic
+ Kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể
Vtm B2 có thể ức chế sự kết tinh của lactose

14

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.2. Chất khô
Ø  Vitamin
− Tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, C…
− Tan trong chất béo: A, D, E
Vitamin
A (retinol)

D (calciferol)

16

mg/l

0,3

Vitamin
B12 (cyanocobalamin)

0,001 B3 (nicotinamit)

mg/l
0,005

1

E (tocoferol)

1,4

B5 (acid pantothenic)

3

B1 (thiamin)

0,4

C (acid ascorbic)

20

B2 (lactoflavin)

1,7

H (biotin)

0,04

B6 (pyrodoxin)

0,5

M (acid folic)

0,05


1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.3. Các hợp chất khác

1.1.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
1.1.2.3. Các hợp chất khác

Ø  Các chất khí của sữa

Ø  Các chất hoá học khác (sữa bị nhiễm hoá chất)
-  Kháng sinh
-  Chất tẩy rửa
-  Thuốc BVTV
-  Kim loại nặng
-  Nguyên tố phóng xạ
-  Nitrate

-  Độc tố vi sinh vật
à Dạng vết

-  Chiếm 5-6% thể tích sữa: CO2: 50÷70%, O2: 5÷10% và
N2: 20÷30%
-  Tồn tại 3 dạng: hoà tan, liên kết, phân tán
-  Bài khí: khí cacbonic, nitơ và oxy bị bay hơià độ acid
của sữa giảm 0,5÷20T.

17

18

1.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò
chuyển hoá
1.2.1. Nguồn gốc hệ VSV trong sữa
1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá

19

1.2.1. Nguồn gốc hệ VSV trong sữa
Ø  Tình trạng vi sinh

- Sữa trong cơ thể động vật: không chứa VSV
- Sữa tươi sau thu hoạch: nhiều nhóm VSV khác nhau
Ø  Nguồn lây nhiễm
- Bầu vú động vật cho sữa
- Người/thiết bị vắt sữa
- Thiết bị chứa sữa sau khi vắt
- Môi trường, chuồng trại nơi vắt sữa.

20


1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá

1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá

1.2.2.1. Nấm men

1.2.2.2. Nấm sợi

-  Nấm men thường gặp: S.cerevisae, Kluyveromyces
marxianus, Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis
condensi…
-  Không có lợi: Chuyển hoá lactose àbiến đổi về tp hóa
học trong quá trình bảo quản
-  Có lợi: ứng dụng sản xuất sản phẩm lên men truyền thống
(kefir)
-  Tiêu diệt ở 75oC / 10-15s

- Nấm sợi thường gặp: Pennicillum, Aspergillus,
Geotrichum, Rhizopus…):
-  Không có lợi: Ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản
phẩm (sản xuất phomai)
-  Có lợi: Vài loài thuộc giống Penicillium: sản xuất một số
loại phomai.
-  Tiêu diệt ở 75oC / 10-15s

21

22

1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá
1.2.2.3. Vi khuẩn
v Vi khuẩn lactic:
-  Không có lợi: chuyển hoá lactose à Thay đổi thành phần
và giá trị cảm quan của sữa
-  Có lợi: Ứng dụng trong công nghệ lên men các sản phẩm
từ sữa như yoghurt, kefir, phomat và một số loại bơ
-  Tiêu diệt ở 80oC
v Vi khuẩn Coliform:
-  Không có lợi: chuyển hoá đường lactose, phân huỷ protein
tạo các chất khí có mùi khó chịu
-  Tiêu diệt hoàn toàn ở 75oC / 20s

1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá
1.2.2.3. Vi khuẩn
v Vi khuẩn sinh tổng hợp acid butyric (giống Clostridium)
-  Thường gặp: C.butyric, C.tyrobutyricum
-  Không có lợi: Chuyển hoá đường lactose à Thay đổi tp
hóa học và giá trị cảm quan
-  Chế độ thanh trùng không tiêu diệt được à giải pháp kỹ
thuật: vi lọc, ly tâm, sử dụng chất kháng khuẩn
v Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium):
-  Không có lợi: chuyển hoá đường à Hư hỏng sữa
-  Có lợi: ứng dụng để tạo ra cấu trúc lỗ hổng và hương vị
đặc trưng cho sản phẩm phomai Emmenthal, Gruyere...
-  Tiêu diệt hoàn toàn ở 75oC / 20s

-23

24

- 


1.3. Vắt sữa, vận chuyển và bảo
quản trước khi chế biến

1.2.2. Hệ VSV trong sữa và vai trò chuyển hoá
1.2.2.3. Vi khuẩn
v Vi khuẩn gây thối:
-  T h ư ờ n g g ặ p : P s e u d o m o n a s , B re v i b a c t e r i u m ,
Achromobacter, Bacillus…
-  Không có lợi: thuỷ phân protein, chất béo àlàm cho sữa
có mùi khó chịu, đông tụ sữa

1.3.1. Vắt sữa
1.3.2. Vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch đến nhà máy
chế biến
1.3.3. Bảo quản trước khi chế biến

25

26

1.3.1. Vắt sữa

1.3.1. Vắt sữa

Ø Sử dụng máy vắt sữa:
u  Vắt sữa bằng máy thông thường (vắt sữa riêng cho
từng con bò): thực hiện ở các hộ gia đình nuôi bò sữa ở
quy mô vừa và nhỏ

Ø Thủ công (vắt bằng tay): đơn giản nhưng tốn thời gian,

nhân công, khó kiểm soát để đảm bảo sự ổn định chỉ tiêu
vi sinh của sữa
à Thích hợp cho hộ gia đình nuôi bò sữa ở quy mô nhỏ

Đầu chụp
núm vú)

Vấu kẹp
27

28

MÁY VẮT SỮA

Vòi thu
nhận sữa

Ống dẫn
chân không


HỆ THỐNG VẮT SỮA THEO ĐƯỜNG ỐNG
RIÊNG CHO TỪNG CON BÒ

1- Bơm chân không.

2- Đường ống dẫn chân không.

3- Thùng làm lạnh sữa.

4- Đường ống dẫn sữa.

29

MÔ HÌNH VẮT SỮA TỰ ĐỘNG ĐỒNG THỜI NHIỀU CON BÒ

1.3.1. Vắt sữa
Ø Sử dụng máy vắt sữa:
u Vắt sữa bằng máy trên dây chuyền tự động (sữa đồng
thời cho nhiều con bò ): thực hiện ở các trang trại nuôi
bò quy mô lớn
à Đầu tư trang thiết bị vắt sữa tốn kém

30

1.3.2. Vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch đến nhà máy
chế biến

Hộ gia đình

Vắt sữa
Thủ công

Sữa được V
đựng trong
bình 30-50l

uyển
ận ch

Trạm thu
mua sữa

Kiểm tra
Lọc
Làm lạnh sữa

Đựng sữa trong các
bồn chứa tạm

2- Phòng điều khiển.
4- Cửa dẫn vào khu (1).
7- Khu bê con

Trang trại
32

Sữa được
đựng trong
các bồn bảo
quản lạnh

Vận chuyển

Bằng xe bồn

Vận chuyển

Bằng xe bồn

1- Khu vắt sữa tự động.
3- Khu làm lạnh và bảo quản sữa.
6- Khu cho bò ăn.
315- Khu nghỉ ngơi.

Vắt sữa bằng
máy và làm
lạnh sữa

Nhà máy chế
biến sữa


1.3.3. Bảo quản sữa trước khi chế biến
q  Kiểm tra sữa
—  Kiểm tra màu sắc trạng thái của sữa: như mùi vị của

1.3.3. Bảo quản sữa trước khi chế biến
q  Định lượng sữa: 2 trường hợp:
•  Theo khối lượng: cân xe trước và sau khi giao sữa

sữa.
—  Độ sạch của dụng cụ thiết bị chứa sữa.
—  Xác định hàm lượng cặn.

—  Xác định điểm đông đặc của sữa.
—  Hàm lượng protein, chất béo, độ chua của sữa.
—  Xác định VK tổng số.

33

34

1.3.3. Bảo quản sữa trước khi chế biến
q  Định lượng sữa: 2 trường hợp:
•  Theo thể tích:

1.3.3. Bảo quản sữa trước khi chế biến
q  Bảo quản sữa tươi trước khi chế biến:
1- Agitator.
2- Manhole.
3- Temperature indicator.
4- Low-level electrode.
5- Pneumatic level Indicator.
6- High-level electrode.

1- Thiết bị bài khí
2- Bơm
3- Hệ thống lọc
4- Van định lượng
35

36

THÙNG CHỨA SỮA (SILO TANK)

1.4. Những nguyên nhân gây biến
chất sữa tươi

1.3.3. Bảo quản sữa trước khi chế biến
q  Bảo quản sữa tươi trước khi chế biến:
q Nhiệt độ và thời gian bảo quản:
•  10.000 khuẩn lạc/ml : 4oC trong 3 ngày

1.4.1. Bổ sung các chất từ bên ngoài

•  50.000 khuẩn lạc/ml : 4oC tối đa 2 ngày

1.4.2. Biến đổi về sinh học

•  Bảo quản không quá 4oC
q  Xử lý trước khi chế biến

1.4.3. Biến đổi về hoá học và hoá sinh

•  Lọc

1.4.4. Biến đổi về vật lý

•  Bài khí

1.4.5. Biến đổi về hoá lý

•  Làm lạnh

•  Ly tâm
•  Xử lý nhiệt : 71oC/15s
37

38

1.4.1. Do bổ sung các chất từ bên ngoài
-  Kháng sinh
-  Thức ăn
-  Chất tẩy rửa chuồng trại, thiết bị chứa
-  Sữa chứa lâu trong các thiết bị chứa bằng kim loại
à Cần quy định cụ thể thời điểm sử dụng các chất cho vào
thức ăn trước lúc vắt

39

1.4.2. Biến đổi sinh học: sự trao đổi chất của VSV
1.4.3. Biến đổi hóa học và hóa sinh
•  Thủy phân chất béo
•  Oxy hóa chất béo
•  Thủy phân protein
•  Thủy phân acid amin
1.4.4. Biến đổi vật lý: tỷ trọng, độ khúc xạ, độ nhớt
1.4.5. Biến đổi hóa lý
•  Thay đổi cấu trúc micell
•  Sự thay đổi hệ nhũ tương: quá trình làm lạnh, sự khuấy
trộn

40

1.5. Đánh giá chất lượng sữa tươi

1.5. Đánh giá chất lượng sữa tươi
1.5.3. Chỉ tiêu vi sinh

1.5.1. Chỉ tiêu cảm quan

ü  Xác định số tế bào soma để phát hiện bệnh viêm

ü  Trạng thái sữa: khối chất lỏng đồng nhất, không vón cục,

vú ở bò: ≤ 150.000 tế bào / ml (250.000 tb / ml)
ü  Xác định tổng số vi khuẩn trong sữa: ≤ 100.000
vi khuẩn / ml

không có lớp chất béo nổi trên mặt, có độ nhớt khoảng
1.1-2.5 đơn vị
ü  Màu sắc: trắng ngà (trắng đục) đến vàng nhạt
ü  Mùi, vị: mùi thơm đặc trưng dễ chịu, vị hơi ngọt.

1.5.4. Các chỉ tiêu khác

1.5.2. Chỉ tiêu hóa lý

ü Độ sạch của thiết bị hoặc dụng cụ đựng sữa

ü  Xác định tỷ trọng: 1.028 – 1.036 g/cm3
ü  Xác định điểm đông đặc sữa: -0,54 – -0,59

ü Hàm lượng cặn

oC

ü  Xác định tổng hàm lượng chất khô, protein, chất béo

41

trong sữa
ü  pH: 6.5 – 6.7
ü  Độ acid: 16-180 T

ü  …

42