KIỂM ĐỘNG HỌC CHẾT NHIỆT CỦA VI KHUẦN BACILLUS SUBTILIS TRONG HỖN HỢP DỊCH SỮA CHANH DÂY VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ THANH TRÙNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHỆP
KIỂM ĐỘNG HỌC CHẾT NHIỆT CỦA VI KHUẦN
BACILLUS SUBTILIS TRONG HỖN HỢP DỊCH
SỮA CHANH DÂY VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ
THANH TRÙNG

Họ và tên sinh viên: ĐINH VIẾT QUỲNH
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2004 – 2008

Tháng 10/2008


KIỂM ĐỘNG HỌC CHẾT NHIỆT CỦA VI KHUẨN
BACILLUS SUBTILIS TRONG HỖN HỢP DỊCH SỮA CHANH DÂY
VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ THANH TRÙNG

Tác giả

ĐINH VIẾT QUỲNH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư
ngành Công Nghệ Hóa Học.

Giáo viên hướng dẫn:
T.S. TRƯƠNG VĨNH

Tháng 10/2008
i


LỜI CẢM TẠ
Chân thành cảm ơn sâu sắc đến: TS. TRƯƠNG VĨNH người đã tận tình hướng
dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Trân trọng cảm ơn
Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Ban Chủ Nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học.
Cùng toàn thể quý thầy cô, những người đã hết lòng dạy bảo, truyền đạt những kiến
thức và những kinh nghiệm quý bấu cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường.
Cảm ơn các bạn trong và ngoài lớp Công Nghệ Hóa Học khóa K30 đã giúp đỡ tôi
vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập cũng như lúc thực hiện đề tài.
Kính dâng lòng biết ơn sâu sắc đến Ba mẹ, anh em trong gia đình và những người
thân yêu đã cho tôi có ngày hôm nay.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2008
Sinh Viên
Đinh Viết Quỳnh

ii


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài nghiên cứu “Động học chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus Subtilis trog hỗn
hợp dịch sữa chanh dây và thiết kế thiết bị thanh trùng” được tiến hành tại phòng thí
nghiệm I4 trong khoảng thời gian từ tháng 04/2008 đến tháng 09/2008. Qua quá trình
thực hiện thí nghiệm, chúng tôi rút ra được những kết luận sau:
Thí nghiệm 1 Xác định tỷ lệ phối chế giữa tỷ lệ pha loãng nước cốt chanh dây và

tỷ lệ nước chanh dây pha loãng : sữa. Kết quả thu được như sau: nước cốt chanh dây
được trung hòa bởi 0,2% bột Soda, pha loãng với nước theo tỷ lệ 1:2. Tỷ lệ phối trộn
nước chanh dây pha loãng : sữa là 1:3, bổ sung thêm 5% đường mía và 0,5% pectine.
Tiến hành đồng hóa mẫu trong vòng 5 phút với máy đồng hóa có vận tốc 17000
vòng/phút, tiến hành xử lý nhiệt ở 60oC trong 30 phút, giữ trong nước lạnh trong thời
gian 5 phút trước khi đem đi bảo quản
Thí nghiệm 2 Kiểm động học chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus Subtilis trong hỗn
hợp dịch sữa chanh dây. Kết quả thu được ở 75oC, giá trị D là 4,2 (phút) và giá trị z
của vi khuẩn Bacillus Subtilis trong hỗn hợp dịch sữa chanh dây là 11,76oC
Chọn nhiệt độ thanh trùng là 75oC và thời gian thanh trùng là t = 6D = 25,31 phút
làm cơ sở cho việc thiết kế thiết bị thanh trùng.

iii


MỤC LỤC
Trang tựa

i

LỜI CẢM ƠN

ii

TÓM TẮT

iii

MỤC LỤC

iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH

x

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1

1.1. Đặt vấn đề.

1

1.2 Mục đích đề tài

2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1. Thanh trùng

3

2.1.1. Mục đích của việc thanh trùng:

3

2.1.2. Các phương pháp thanh trùng.

3

2.2. Tổng quan sữa.

4

2.2.1. Tính chất vật lý của sữa tươi:

4

2.2.2. Thành phần hóa học của sữa tươi:

4

2.2.3- Hệ vi sinh vật có trong sữa:

5

2.2.3.1- Hệ vi sinh vật bình thường của sữa:

6

2.2.3.2- Vi sinh vật gây bệnh trong sữa:

8

2.2.4- Các phương pháp bảo quản sữa:

9

2.3.1 Đặc tính thực vật.

9

2.3.2. Các loại chanh dây phổ biến.

10

2.3.3 Thành phần hóa học của chanh dây

11

2.4 Vi sinh vật và động học chết nhiệt.

12

2.4.1 Sơ lượt vi sinh trong thực phẩm.

12

2.4.1.1Giới thiệu chung.

12
iv


2.4.1.2 Phân loại vi sinh vật.

14

2.4.1.3 Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến vi sinh vật.

14

2.4.2 Động học chết nhiệt.

15

2.4.2.1Khái niệm:

15

2.4.2.2 Mô hình toán học.

15

2.5 Đặc điểm vi khuẩn Bacillus subtilis.

16

CHƯƠNG 3 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

18

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu.

18

3.2 Quy trình sản xuất mẫu:

18

3.3 Phương pháp thí nghiệm.

19

3.3.1 Xác định động học chết nhiệt của vi sinh vật trong sản phẩm sữa chanh dây. 19
3.3.1.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu

19

3.3.1.2 Khảo sát động học chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus subtilis trong dịch sữa
chanh dây.

20
23

3.3.2 Thiết kế thiết bị thanh trùng:
3.4 Phương pháp xử lý thống kê thí nghiệm:

24

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

25

4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu.

25

4.1.1 Khảo sát nước cốt chanh dây:

25

4.1.2 Khảo sát nguyên liệu sữa bò tươi

25

4.2 Kết quả xác định tỷ lệ phối chế giữa tỷ lệ pha loãng nước chanh dây và tỷ lệ sữa :
nước chanh dây.

26

4.2.1 Kết quả đánh giá cảm quan

26

4.2.2 Khảo sát độ pH và hàm lượng chất khô hòa tan.

27

4.3 Xác định động học chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus subtilis trong dịch sữa chanh
29

dây.
4.4.2 Tính toán thiết bị:

32

4.4.2.1 Tại thiết bị thanh trùng làm nóng (1)

33

4.4.2.2 Tại thiết bị thanh trùng trung gian (2):

37

4.4.2.3 Tại thiết bị làm mát:

43
v


CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

51

5.1 Kết luận:

51

5.2 Đề nghị:

53

TÀI LIỆU THAM KHẢO

54

PHỤ LỤC

56

LỜI CẢM TẠ ..........................................................................................................................II
TÓM TẮT LUẬN VĂN ...................................................................................................... III
MỤC LỤC.............................................................................................................................. IV
TRANG TựA

I ................................................................................................................... IV

LỜI CẢM ƠN II ................................................................................................................ IV
TÓM TẮT

III................................................................................................................... IV

MỤC LỤC

IV................................................................................................................... IV

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII .................................................................... IV

DANH SÁCH CÁC BẢNG IX........................................................................................ IV
DANH SÁCH CÁC HÌNH X .......................................................................................... IV

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. X
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề. ................................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích đề tài............................................................................................................................. 2

CHƯƠNG 2  TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3
2.1. Thanh trùng .................................................................................................................................. 3
2.1.1. Mục đích của việc thanh trùng:..............................................................................................3
2.1.2. Các phương pháp thanh trùng. ..............................................................................................3
2.2. Tổng quan sữa. ............................................................................................................................ 4
2.2.1. Tính chất vật lý của sữa tươi: ...................................................................................................4
2.2.2. Thành phần hóa học của sữa tươi:.........................................................................................4
2.2.3- Hệ vi sinh vật có trong sữa: ......................................................................................................5
2.2.4- Các phương pháp bảo quản sữa: .........................................................................................9
2.3.1 Đặc tính thực vật. ........................................................................................................................9
2.3.3 Thành phần hóa học của chanh dây ....................................................................................11
2.4 Vi sinh vật và động học chết nhiệt. ........................................................................................... 12
2.4.1 Sơ lượt vi sinh trong thực phẩm..............................................................................................12
2.4.2 Động học chết nhiệt..................................................................................................................15
2.5 Đặc điểm vi khuẩn Bacillus subtilis............................................................................................ 16

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .................................... 18
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu. .......................................................................................... 18
3.2 Quy trình sản xuất mẫu:.............................................................................................................. 18

3.3 Phương pháp thí nghiệm........................................................................................................... 19
3.3.1 Xác định động học chết nhiệt của vi sinh vật trong sản phẩm sữa chanh dây. ............19
3.3.2 Thiết kế thiết bị thanh trùng: .....................................................................................................23
3.4 Phương pháp xử lý thống kê thí nghiệm: các số liệu thu nhận được trong thí nghiệm được
xử lý bằng phần mềm Statgraphics 7.0, vẽ đồ thị bằng phần mềm Microsoft Office Excel 2007.
........................................................................................................................................................... 24

CHƯƠNG 4............................................................................................................................ 25
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................................. 25
4.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu.............................................................................................. 25

vii


4.1.1 Khảo sát nước cốt chanh dây: ...............................................................................................25
4.1.2 Khảo sát nguyên liệu sữa bò tươi...........................................................................................25
4.2 Kết quả xác định tỷ lệ phối chế giữa tỷ lệ pha loãng nước chanh dây và tỷ lệ sữa : nước
chanh dây......................................................................................................................................... 26
4.2.1 Kết quả đánh giá cảm quan....................................................................................................26
4.2.2 Khảo sát độ pH và hàm lượng chất khô hòa tan................................................................27
4.3 Xác định động học chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus subtilis trong dịch sữa chanh dây.... 29
4.4.2 Tính toán thiết bị:........................................................................................................................32

CHƯƠNG 5  KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 51
5.1 Kết luận: ....................................................................................................................................... 51
5.2 Đề nghị: ....................................................................................................................................... 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 54
PHỤ LỤC................................................................................................................................ 56
PHỤ LỤC 1: Phiếu đánh giá cảm quan............................................................................................ 56

PHỤ LỤC 2: Bảng số liệu thô và kết quả đánh giá cảm quan theo phương pháp trắc nghiệm tỷ
lệ ưa thích của thí nghiệm 1............................................................................................................ 57
Phụ lục 2.1: Bảng số liệu thô của thí nghiệm 1 ................................................................................57
Phụ lục 2.2
Kết quả phân tích Anova điểm cảm quan của thí nghiệm 1 .............................58
Phụ lục 2.3: Kết quả so sánh LSD điểm cảm quan của thí nghiệm 1...........................................58
Phụ lục 2.4 Kết quả so sánh điểm cảm quan của thí nghiệm 1 ..................................................58
Phụ lục 3 Cách đếm vi sinh vật: phương pháp đếm trực tiếp bằng phòng đếm hồng cầu ... 59
Phụ luc 4: Số liệu kết quả đếm số tế bào ........................................................................................ 61
Phụ lục 5: Phân tích hồi quy tìm giá trị k ở các nhiệt độ khác nhau........................................... 62
Phụ lục 5.1 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 65oC.................................................62
Phụ lục 5.2 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 67oC................................................62
Phụ lục 5.3 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 69oC................................................63
Phụ lục 5.4 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 71oC................................................63
Phụ lục 5.5 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 73oC................................................64
Phụ lục 5.6 Bảng phân tích hồi quy tìm giá trị k ở nhiệt độ 75oC................................................64
Phụ lục 6: Đồ thị ln(N/No) theo thời gian thanh trùng và phân tích phương trình hồi quy với chỉ
số a (Intercept) = 0 ở các nhiệt độ khác nhau. ............................................................................ 65
Phụ lục 7: Phương trình hồi quy xác định giá trị k ở các nhiệt độ khác nhau với giá trị a = 0
........................................................................................................................................................... 67
Phụ lục 8: Bảng phân tích Anova mối tương quan giữa logD theo nhiệt độ. ............................ 67

viii


Phụ lục 9: Một số hình ảnh trong quá trình thực hiện đề tài:......................................................... 68

ix

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
No: số lượng vi sinh vật ban đầu.
N : số lượng vi sinh vật tại thời điểm t
T : nhiệt độ (oC)
k: hằng số chết nhiệt vi sinh vật
D: giá trị tiệt trùng (s)
z: hằng số kháng nhiệt (oC)
Tlv: Nhiệt độ lạnh vào (oC).
Tlr: Nhiệt độ lạnh ra (oC).
Tnv: Nhiệt độ nóng vào (oC).
Tnr: Nhiệt độ nóng ra (oC).
D1,D2: đường kính trong, ngoài của ống. (m)
h1: hệ số truyền nhiệt của dòng lạnh. (W/m2oC)
h2: hệ số truyền nhiệt của dòng nóng. (W/m2oC)
U : hệ số truyền nhiệt tổng thể. (W/m2oC)
t : thời gian truyền nhiệt (s)
W : lưu lượng (Kg/h)
Cp : nhiệt dung riêng (KJ/Kg oC).
K: hệ số dẫn nhiệt (W/m oC)
ς : Khối lượng riêng (Kg/m3 ).
k’: độ nhám vật liệu
q: nhiệt lượng truyền qua thiết bị.
A: diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2)
NTU: hệ số hiệu quả.
Fo : thời gian thanh trùng chuẩn
x


L: chiều dài (m)

ΔTm:
μ: độ nhớt (Kg/m/s).
n: số ống.
Re: số Reynold
Pr: số Prandtl
Nu: số Nuselt
f: hệ số ma sát.
S : đặc tính hình học.
Sp, Sn : giá trị khoảng cách giữa 2 ống. (m)
R: hiệu suất truyền nhiệt
V: vận tốc (m/s).
F :hệ số điều chỉnh
ΔTm là nhiệt độ trung bình logarit

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học bình quân của sữa một số loài thú (đơn vị:%):

5

Bảng 2.2 Thành phần hóa học trung bình của 1 lít sữa bò:

5

Bảng 2.3 Vitamin và khoáng trong nước chanh dây:

11

Bảng 2.4 So sánh hàm lượng đường, acid giữa chanh dây tím và chanh dây vàng

11

Bảng 2.5 Giá trị dinh dưỡng trong 100G phần ăn được

12

Bảng 2.6 Các thông số xử lý nhiệt để tiêu diệt một vài vi sinh vật gây hư hỏng quan
trọng.

13

Bảng 2.7 Phân loại vi sinh vật theo độ nẫm cảm với nhiệt độ

15

Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm 1

20

Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm 2:

21

Bảng 4.1 Bảng kết quả điểm đánh giá cảm quan

26

Bảng 4.2 Kết quả đo độ pH, độ Brix của các nghiệm thức

27

Bảng 4.3 Hệ số chết nhiệt của vi khuẩn Bacsilus subtilis tương ứng với nhiệt độ xử lý
30
Bảng 4.4: Giá trị D của vi khuẩn Bacsilus subtilis ở các nhiệt độ khác nhau

30

Bảng 4.5 Thời gian thanh trùng t = 6D

32

Bảng 4.6 Một vài thông số chọn trước tại thiết bị làm nóng (1)

32

Bảng 4.7 Một vài thông số chọn trước tại thiết bị làm nóng trung gian (2)

33

Bảng 4.8 Một vài thông số chọn trước tại thiết bị làm mát (3):

33

Bảng 4.9 Giả thiết chiều dài của 1 ống L

36

Bảng 4.10 Giả thiết chiều dài của 1 ống L ở thiết bị lám nóng (1)

40

Bảng 4.11 Hiệu chỉnh các thông số ở thiết bị làm nóng (1)

41

Bảng 4.12 Kết quả hiệu chỉnh ở thiết bị làm nóng (1)

41

Bảng 4.13 Giả thiết chiều dài của 1 ống L ở thiết bị lám nóng (1)

42

Bảng 4.14 Các thông số nhiệt độ tại thiết bị làm mát

43

Bảng 4.15: Thông số nhiệt độ ở thiết bị làm mát 1

47

Bảng 4.16 Thông số nhiệt độ ở thiết bị làm mát 2

48

Bảng 4.17 Thông số nhiệt độ ở thiết bị làm mát 3

49

xii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Nguyên liệu chanh dây ...................................................................................10
Hình 2.2 Vi khuẩn Bacillus Subtilis ..............................................................................16
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất mẫu .........................................................................18
Hình 3.2 Sơ đồ khối quy trình thiết bị thanh trùng .......................................................23
Hình 4.1 Sản phẩm hỗn hợp dịch sữa chanh dây sau phối trộn ....................................27
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa ln(N/N0) với thời gian xử lý nhiệt.....29
Hình 4.3 Đồ thị mối tương quan giữa giá trị log D và nhiệt độ thanh trùng.................31
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn thời gian và nhiệt độ dịch ra trong.......................................37
Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn thời gian và nhiệt độ dịch lạnh ra trong...............................40
Hình 4.10 Sơ đồ thiết bị làm mát...................................................................................46

xiii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề.
Ngày nay, thị trường thức uống ngày trở nên đa dạng và phong phú, đáp ứng nhu
cầu ngày càng cao của con người. Do vậy đòi hỏi những nhà chế biến không ngừng tạo
ra nhiều sản phẩm mới và cải thiện chất lượng cho các sản phẩm của mình nhằm đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường không chỉ trong nước mà còn thị trường
quốc tế.
Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là sữa bò. Chỉ đứng sau
sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm cung cấp các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất. Nó
đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể về các acid amin không thay thế, acid béo

chưa no, khoáng, vitamin. Từ nguyên liệu sữa bò người ta đã sản xuất ra nhiều các sản
phẩm có cấu trúc, trạng thái, hương vị khác nhau để cung cấp cho thị trường.
Chanh dây là một loại cây nhiệt đới, nước của chúng rất thơm ngon, màu sắc đẹp,
chứa nhiều chất dinh dưỡng rất thích hợp cho việc chế biến nước uống không ga. Ở
Việt Nam, chanh dây được trồng nhiều trong những năm gần đây do nhu cầu thị
trường ngày một lớn. Việc nghiên cứu để cải thiện, đa dạng hóa sản phẩm và đưa vào
sản xuất từ chanh dây rất có ý nghĩa về dinh dưỡng, cảm quan và cả mặt kinh tế.
Để đảm bảo chất lượng vệ sinh cho bất kỳ một sản phẩm nước giải khát nào thì
trong quy trình sản xuất cũng cần có khâu xử lý vi sinh để bảo quản và đảm bảo sức
khỏe cho người tiêu dùng. Trong các phương pháp xử lý đo thì phương pháp thanh
trùng cho chất lượng sản phẩm tốt nhất về mặt cảm quan màu sắc và mùi vị mà vẫn
đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
Từ cơ sở đó, cùng với sự chấp thuận của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học Trường
Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn của TS. Trương
Vĩnh, chúng tôi thực hiện đề tài “Kiểm chứng động học chết nhiệt của vi khuẩn
Bacillus Subtilis trong hỗn hợp dịch sữa chanh dây và thiết kế thiết bị thanh trùng”.
1


1.2 Mục đích đề tài
1.2.1 Xác định điều kiện chết nhiệt của vi khuẩn Bacillus Subtilis trong hỗn hợp dịch
sữa chanh dây
1.2.2 Thiết kế thiết bị thanh trùng hỗn hợp dịch sữa chanh dây.
Thiết kế thiết bị thanh trùng.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Thanh trùng
Pasteur đã đưa ra phương pháp bảo quản ở nhiệt độ cao mà ngày nay đã mang tên
ông. Trong quá trình nghiên cứu sự biến tính của rượu vang và của bia từ những năm
1866 – 1876, ông đã phát hiện ra sự đun nóng có mức độ (không vượt quá 60oC) có
thể ức chế được sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng các sản phẩm này. Nhưng
chỉ đến năm 1880 phương pháp này mới được sử dụng vào công nghiệp sữa. Sau đó,
người ta cũng chứng minh được rằng thanh trùng cũng làm biến đổi cấu trúc của các vi
sinh vật gây bệnh có mặt trong sữa. Vì vậy, thanh trùng không chỉ là một phương pháp
bảo quản có tác dụng về mặt thương mại mà còn là phương pháp hợp vệ sinh đảm bảo
sức khỏe cho người tiêu dùng.
2.1.1. Mục đích của việc thanh trùng:
Năm 1933, Charles Porcher đã xác định mục đích cần đạt được của thanh trùng.
“Thanh trùng sữa là sự tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật thông thường, hệ vi sinh vật gây
bệnh bằng cách sử dụng hợp lý nhiệt với điều kiện chỉ tác động ít nhất đến cấu trúc vật
lý của sữa, đến sự cân bằng hóa học cũng như đến các cấu tử sinh học, hệ enzyme và
vitamin”.
Phương pháp này được sử dụng trong lĩnh vực dinh dưỡng và ăn uống, là nguyên lý
của các phương pháp thanh trùng hiện đại, cho phép xử lý dịch thực phẩm mà không
gây ra biến tính lớn về thành phần cũng như cấu trúc của chúng.
2.1.2. Các phương pháp thanh trùng.
- Phương pháp Pasteur hóa: phương pháp này được sử dụng rộng rải, có khả năng
tiêu diệt được một số vi khuẩn gây bệnh, bên cạnh đó ít ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm.
Phương pháp LTLT (Low Temperature Long Time): nhiệt độ xử lý từ 62oC -65oC
trong 30 phút. Phương pháp này có ưu điểm là không làm thay đổi đặc tính của sữa,

3


đặc biệt là thành phần albumin và globulin, không làm đông tụ và các trạng thái vật lý

của các cầu béo.
Phương pháp HTST (High Temperature Short Time): nhiệt độ xử lý từ 72 oC 76oC trong 15-40 giây. Phương pháp này được dùng trong phương pháp truyền nhiệt
tiếp xúc.
- Phương pháp xử lý nhanh (Flash Heating) nhiệt độ xử lý 85-90oC trong 1-4 giây.
Thường xử lý kem, yaourt, trong quá trình đó peroxydase bị bất hoạt.
2.2. Tổng quan sữa.
Theo quan điểm hóa học thì sữa được định nghĩa là một sản phẩm keo đồng nhất,
trong đó chất béo, protein, đường, khoáng được phân tán trong môi trường nước và các
hợp chất khác được giữ dưới dạng dung dịch. Nước là môi trường phân tán cho pha
phân tán và dung môi cho các thành phần hòa tan.
2.2.1. Tính chất vật lý của sữa tươi:
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục có độ nhớt lớn hơn độ nhớt của nước, có vị
đường nhẹ và có mùi ít rõ nét, có những đặc điểm và tính chất sau:
Mật độ quang ở 15oC

1.030 – 1.034

Tỷ nhiệt 0.93
Điểm đông

-0.55oC

pH 6.5 – 6.6
Độ acid (tính bằng độ Dornic – oD)

16 – 18

Chỉ số khúc xạ ở 20oC 1.35
2.2.2. Thành phần hóa học của sữa tươi:
Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như là một thể keo gồm các cầu béo

(đường kính từ 3 - 5μm) và các mixen protein (đường kính gần 0.1μm) trong pha phân
tán là nước.

4


Bảng 2.1: Thành phần hóa học bình quân của sữa một số loài thú (đơn vị:%):
Thành phần

Nước

Béo

Đạm

Đường

Khoáng

Bò

87.5

3.7

3.2

4.6

0.8

Dê

87.0

3.8

2.9

4.4

0.9

Cừu

81.5

7.4

5.3

4.8

1.0

Lạc Đà

87.6

5.4

3.0

3.3

0.7

Ngựa

88.9

1.9

2.5

6.2

0.5

Loài

( Nguồn: Hồ Thị Nguyệt Thu, 2004)
Bảng 2.2 Thành phần hóa học trung bình của 1 lít sữa bò:
I

Thành phần tạo hình hoặc cung cấp năng lượng

II

Nước

900 – 910 g

Chất béo

35 – 45 g

Lactoza

47 – 52 g

Chất chứa nitơ

33 – 36 g

Chất chứa muối

9 – 9.1 g

Các chất xúc tác sinh học

Không định lượng

- Các sắc tố

được hoặc ở trang

Enzyme

thái có vết

Vitamin
III

Các loại khí hòa tan

4 – 5% thể tích

Khí cacbonic

của sữa ra khỏi vú

Khí oxy
Khí nitơ
2.2.3- Hệ vi sinh vật có trong sữa:
Trong sữa bò, luôn tìm thấy một lượng lớn vi sinh vật. Những nguồn nhiễm vi
sinh vật vào sữa thường là:
- Từ vú bò: ở vú bò có nhiều loại vi khuẩn, nhưng trên 50% các vi khuẩn này không có
hại trong sữa tươi.
- Từ da bò.
5


- Thức ăn nuôi bò.
- Dụng cụ vắt sữa, chứa đựng sữa…
Hệ vi sinh vật trong sữa thường gặp nhiều nhất là vi khuẩn, một số dạng nấm
men, nấm mốc. Trong số này, có loại có ích, có loại không gây tác hại gì, có loại gây
ảnh hưởng xấu tới sữa và sản phẩm, có loại gây bệnh. Có thể phân thành hệ vi sinh vật
bình thường, và hệ vi sinh vật không bình thường gây ra những tật của sữa cùng nhóm
vi sinh vật gây bệnh.

2.2.3.1- Hệ vi sinh vật bình thường của sữa:
Gồm có vi khuẩn, nấm men, nấm mốc. trong đó, vi khuẩn chiếm phần lớn, phổ
biến nhất là các vi khuẩn lactic, ít hơn là các vi khuẩn butyric, propionic, vi khuẩn gây
thối, nhóm trực khuẩn đường ruột…
2.2.3.1.1- Vi khuẩn:
Các vi khuẩn lactic:
Là nhóm vi sinh vật quan trọng nhất đối với sữa. Nhóm này có tác dụng lớn
trong bảo quan cũng như chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa (sữa chua, bơ, phomat).
Trong quá trình sống chúng biến đổi đường lactose có trong sữa thành acid lactic,
ngoài ra, chúng còn tạo thành một số sản phẩm phụ có tác dụng nâng cao phẩm chất
sữa, đặc biệt là hương vị. Các sản phẩm phụ đó là: các acid bay hơi, ester, acetyl,
deacetyl…
Các vi khuẩn lactic có thể gây lên men lactic điển hình và lên men lactic không
điển hình.
- Những vi khuẩn lên men lactic điển hình gồm có các liên cầu khuẩn Streptococcus
lactis, S.bulgaricum, L.acidophilum…
- Những vi khuẩn lên men lactic không điển hình trong sữa do các liên cầu khuẩn
lactic sinh hương streptococcus, S.paracitrovorus, s.diacetilactis, trực khuẩn
Betabacteri.
+ Các liên cầu khuẩn lactic (Streptococcus lactis):
Streptococcus lactis có tế bào hình ovan, có thể hơi dài. Nhiệt độ thích hợp sinh
trưởng của vi khuẩn này là 30 – 35oC. Ở nhiệt độ này, nó có thể làm đông tụ sữa sau
10-12 giờ phát triển. Trong sữa, nó lên men lactic và làm sữa chua tới 110-120oT (1o
Teene là số lượng ml dung dịch NaOH (KOH) 0.1N dùng để trung hòa 100 ml sữa)
6


+ Các vi khuẩn sinh hương:
Thuộc nhóm này, gồm có các liên cầu khuẩn có khả năng tạo thành một lượng
đáng kể những acid bay hơi (acid acetic, propionic) và các chất thơm (ester. Diacetyl)

ở trong sữa hoặc sản phẩm từ sữa.: S.citrovorus phát triển yếu trong sữa và không gây
đông sữa, S.paracitrovorus phát triển mạnh hơn và nhiệt độ tối ưu gây đông sữa sau 23 ngày, S.diacetylactis tạo thành acid lactic nhiều hơn cả trong nhóm các vi khuẩn sinh
hương, làm đông sữa sau 16 – 48 giờ.
+ Các trực khuẩn lactic (Lactobacillus)
Nhóm trực khuẩn này chịu đựng được acid và muối, có khả năng phát triển ở
những nhiệt độ khác nhau, hiếu khí hoặc kị khí, tham gia vào quá trình chế biến sữa
chua, làm chín phomat, ủ thức ăn gia súc…
Trực khuẩn lactic ưa nhiệt, ở điều kiện và nhiệt độ tích hợp chúng làm đông
sữa sau 12 giờ. Tế bào có hình gậy lớn, đứng riêng rẽ, hoặc thành chuỗi. Thuộc nhóm
này có các giống Lactobacillus helveticum, L.bulgaricum. L.acidophilum, L.jugurti,
L.lactis.
Trực khuẩn lactic ưa ấm có kích thước nhỏ hơn nhóm trực khuẩn trên, các tế
bào thường xếp thành chuỗi, gây đông sữa sau 2-3 ngày, cho vị chua dễ chịu. Trong
sữa, thường gặp hai giống trực khuẩn lactic ưa ấm là L.casei và L.plantarum.
Vi khuẩn propionic:
Loại trực khuẩn này không sinh bào tử, không chuyển động, hiếu khí tùy tiện,
nhưng phát triển tốt trong điều kiện kị khí. Trong sữa, nó phát triển chậm và làm đông
sữa sau 5-7 ngày, tạo thành acid propionic tương đố cao (160 – 170o) vi khuẩn này
phát triển tốt ở 30-35oC.
2.2.3.1.2- Nấm men:
Trong sữa thường gặp các nấm men tạo thành và không tạo bào tử. Hầu hết có
dạng hình cầu, elip, hoặc hình trụ, chúng có kích thước lớn nhất từ 2-9 μm và ngắn
nhất từ 1-5μm.
Nấm men rượu (Saccharomyces) có thể lên men được đường lactose (có giá trị
lớn trong việc chế sữa chua, kefia va kumic).
Một số chủng thuộc giống Torulopsis có tác dụng làm rắn bơ.
7


Mycoderma (nấm men tạo màng) có hoạt tính protease, vì vậy nấm men này gây cho

các sản phẩm sữa có vị đắng.
Trong số các nấm men có nhiều giống có thể phân hủy được casein và chất béo
của sữa.
2.2.3.1.3- Nấm mốc:
Nấm mốc thường có hoạt tính protease va lipase, vì vậy chúng phân hủy được
protein và chất béo, làm cho sản phẩm sữa có vị ôi. Chúng không phát triển ở sữa tươi
mà thường phát triển ở trong các sản phẩm sữa chua, chúng đồng hóa acid lactic làm
cho môi trường chuyển dần sang kiềm, chúng phát triển trên phomat bị mềm, làm cho
phomat có màu sắc khác nhau.
Trong các sản phẩm từ sữa thường gặp các mốc sau: Endomyces lactis, Mucor,
Aspergillus, Penicilium, P. candium, P.camemberti, Clasdosporium, catenularia
fuliginea, Alternaria…
2.2.3.2- Vi sinh vật gây bệnh trong sữa:
Các vi sinh vật gây bệnh trong sữa chia làm hai nhóm: nhóm gây bệnh cho
người và động vật, nhóm gây bệnh của người truyền cho người qua sữa.
Bệnh của động vật truyền qua sữa:
- Bệnh lao: sữa của bò cái bị bệnh lao do nhiễm vi khuẩn lao bò: Mycobacterium
tuerculosis bovinus.
- Bệnh Brucellosis: do vi khuẩn Brucella. Sữa bò nhiễm vi khuẩn này chỉ dùng được
sau khi đun sôi 5 phút.
- Bệnh sốt lở mồm long móng: do virus gây ra, loại virus này có thể sống được 30-45
ngày, bị chết ở 50oC.
- Bệnh than: do trực khuẩn bệnh than Bacillus anthracis nhiễm vào sữa.
- Bệnh viêm vú: do Streptococcus sgalactiae và Staphylococcus aureus, E.coli,
Corynebacterium…
Bệnh của người truyền qua sữa:
- Bệnh thương hàn và phó thương hàn
- Bệnh tả: do Vibrrio cholerrae
- Bệnh lỵ: do Shigella shiga
- Ngộ độc: do nhóm, Staphylococcus aureus, Stertococcus hemolyticus.

8


2.2.4- Các phương pháp bảo quản sữa:
Các phương pháp bảo quản sữa chủ yếu là các phương pháp vật lý, các phương
pháp hóa học phần lớn bị cấm, còn các phương pháp sinh học chỉ đôi khi được sử
dụng.
Các phương pháp vật lý có thể kể đến:
Phương pháp làm lạnh: làm lạnh và làm đông.
Phương pháp đun nóng: sữa thanh trùng và sữa tiệt trùng.
Phương pháp đun nóng và làm khô từng phần: sữa cô đặc tiệt trùng.
Phương pháp đun nóng, làm khô một phần và thêm đường: sữa cô đặc có đường
Phương pháp đun nóng và làm khô dạng bột: sữa bột
Các phương pháp hóa học: được sử dụng trong công nghiệp, có liên quan đến vấn đề
bảo quản sữa bởi khí oxy.
Phương pháp sinh học: có nguồn gốc từ việc chế biến các lọai sữa lên men, trong đó
sữa chua là đại diện.
Giới thiệu chung về Chanh dây.
2.3.1 Đặc tính thực vật.
Chanh dây hay còn gọi là Mác Mác hay Lạc Tiên, có tên tiếng Anh là Passion
fruit; tên khoa học là Passiflora incarnata L, thuộc họ Passifloraceae. Cây thuộc loại
dây leo, có nguồn gốc từ họ cây nhiệt đới. Thân cây không có lông hay có lông ít. Lá
mọc so le, phiến lá có 3 thùy cắt sâu, lá không có lông, rộng từ 7-12cm, gốc lá hình
tim, mép lá có răng cưa nhỏ.
Hoa đơn độc, màu trắng hơi ngã tím nhạt, rộng từ 4-5cm, trang hoa có màu tím,
tràng phụ có sợi dài; cuốn có 2 tiên diệp dứơi hoa. Trái có màu tím nâu, kích thước và
hình dang nhỏ như quả trứng, vỏ hơi dày. Trái chín có mùi thơm, ăn có vị ngọt mát,
chua dịu giống như quả táo ta chín. Trái bổ ra thấy phần ruột (cơm) có màu vàng cam,
có những hạt đen nhỏ ở giữa mỗi tép, hơi giống như ruột trái lựu nhưng mềm và lỏng
hơn.

9


Hình 2.1 nguyên liệu chanh dây
Phân loại:
Chanh dây rất phổ biến ở Hawaii, Nam Phi, Úc, Brazin.
2.3.2. Các loại chanh dây phổ biến.
Passiflora alata, tên thường gọi Fragrant Granadilla.
P. coccinea, tên thường gọi Red Granadilla.
P. incarnata, tên thường gọi Maypop.
P. laurifolia, tên thường gọi Yellow Granadilla.
P. ligularis, tên thường gọi Sweet Granadilla.
P. maliformis, tên thường gọi Sweet Calabash.
P. mollissima, tên thường gọi Banana Passion Fruit.
P. quadrangularis, tên thường gọi Giant Granadilla.
Hiện nay có hai loại chanh dây được tiêu thụ rộng rãi trên thị trường Thế Giới
là giống chanh dây vàng (Passiflora edulis flavicarpa) và giống chanh dây tím
(Pasiflora edulis). Chanh dây có đời sống thực vật ngăn, thường kéo dài từ 5-7 năm.
Cả hai loại trên cần được bảo vệ khỏi gió và đòi hỏi lượng mưa trung bình 100250mm/năm. Chanh không chỉ khác nhau về màu sắc mà còn những điểm khác biệt
khác.
(Nguồn: www.rbgkew.org.uk/ksheets passion./html)
10


2.3.3 Thành phần hóa học của chanh dây
Acid chủ yếu là acid citric (93-96%) và acid malic (3-7%). Những acid khác
(A.lactic, A.malonic, A.Succinic) có hàm lượng rất ít. Acid Ascorbic cũng có hiện
diện với hàm lượng rất nhỏ, khoảng 70mg/100g nước quả.
Hợp chất bay hơi: là những chất tạo mùi và hương của nước quả như N-hexulbutyrate, N-hexyl-caproate, ethyl-caproate và ethyl-butyrate.

Màu của nước quả là các hợp chất của sắc tố carotenoide và các thành phần
khác như xanthophyle tự do, este hóa hay xà phòng hóa.
Thịt quả chứa nhiều enzym: polyphenol-oxydase, catalase và pectine-methylesterase.
Vỏ: giàu pectine (khoảng 12.5-25% vật chất khô). Theo Pruthi, pectine trích ly
từ vỏ chanh dây có trọng lượng phân tử cao, thích hợp cho chế biến gelée và có thể so
sánh với pectine trích ly từ họ citrus.
(Etienne Espinard, 2002)
Bảng 2.3 Vitamin và khoáng trong nước chanh dây:
Thành phần

Khoáng

Vitamin

Đơn vị

/100g

/tách 247g

Ca

mg

4.0

9.9

Mg

mg

17.0

42.0

K

mg

287.0

686.7

Se

mg

0.1

0.25

C

mg

18.2

45.0

A

I.U

2410.0

5952.7

E

mg

0.05

0.124

(Nguồn: Homnava et coll,1992)
Bảng 2.4 So sánh hàm lượng đường, acid giữa chanh dây tím và chanh dây vàng(tính
theo đơn vị mg/g nước quả)
Fructose

Glucose

Sucrose

Acid Malic

Acid Citric

Chanh dây tím

16.2

20.1

8.1

1.3

3.4

Chanh dây vàng

14.5

19.8

9.1

0.9

6.6

(Nguồn www.rbgkew.org.uk/ksheets/passion.html)
11