Sữa các quá trình cơ bản trong chế biến sữa

Sữa & các quá trình cơ
bản trong chế biến sữa


Vị trí sữa trong khẩu phần ăn của ngƣời














Nguyên liệu
Định nghĩa về sữa theo phương diện hóa học:
Sữa là một sản phẩm keo đồng nhất, trong đó chất béo và casein được
phân tán trong nước và các thành phần khác được giữ dưới dạng dung
dich. Nước là môi trường phân tán cho pha phân tán và dung môi cho
các thành phần hòa tan
Định nghĩa về sữa theo phương diện vật lý:
Sữa là một chất keo có màu trắng trong đó chất béo và protein được
phân tán trong nước
Định nghĩa về sữa theo phương diện sinh học:
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.

Định nghĩa về sữa theo phương diện sinh học:
Sữa là mộ chất dịch sạch, tinh khiết nhận được từ quá trình cho sữa,
không kể thời gian nhận sữa từ trước 15 ngày và 10 ngày khi bò sữa
sanh con và chứa không ít hơn 8.5% chất khô không béo, không ít hơn
3.25% chất béo sữa
Sữa thương mại: Từ sự phân tiết sữa bình thường từ bò khỏe mạnh,
Không chứa sữa đầu, Chất khô không béo > 8,25% (8,0 to 8,5%), Mỡ
sữa > 3,25% (3,0 – 3,8%)


Phƣơng pháp vắt sữa: Bằng máy

Hệ thống vắt sữa không có thiết bị làm lạnh

Hệ thống vắt sữa có thiết bị làm lạnh


Colostrum (sữa đầu)


Lượng whey proteins – khoảng 11% so với 0.65% trong sữa thường. Do
đó sữa sẽ đông tụ khi gia nhiệt. Phần lớn là immunoglobulins. Màu vàng
nâu, vị mặn, lượng catalase and peroxidase cao. Kéo dài đến 2-3 ngày

Các yếu tố ảnh hƣởng đến
thành phần sữa



Mass fraction of the water frozen



Di truyền
Sinh lý

Giai đoạn, chu kỳ cho sữa

Tuổi

Dinh dưỡng

Mùa

Tình trạng của bệnh lý
Phương thức vắt sữa


Sữa đƣợc tiết ra từ bò sữa trong 7 – 10 ngày
đầu tiên gọi là Colostrum
Colostrum không đƣợc tìm thấy từ ngày thứ
10 trở đi. Tuy nhiên sau 3 – 5 tuần một vài
tính chất của colostrum cũng đƣợc tìm thấy
Colustrum co vị mặn, màu nâu, là nguyên
do tao bông khi đun sôi
Độ nhớt colostrum : 1.033 – 1.094
Giá trị Soxhlet: 10 - 15

Tính chất vật lí của sữa
•Tính chất vật lí của sữa:
•Khối lượng riệng: 1027 – 1033 kg*m-3
phospholipid

•pH = 6.5 – 6.7

Whole milk (3.25% fat)

•Điểm đóng băng: -0.50C

4% oil-in-water emulsion
Stabilized by lecithin,

Cream

casein micelles
whey protein
casein gel

Butter

Cheese
and
Yogurt

Ice Cream

Ice

Tính chất vật lý
−
−
−
√
√
√

√
√
√
√
√

√

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
Điểm đông đặc
-0,51- -0,550C
Thế oxy hóa khử 0,1 – 0,2V
Sức căng bề mặt 50dynes/cm
Độ dẫn điện
10 - 12 /ohm.cm
Độ dẫn nhiệt (200C): 0.17 Jm-1s-1k-1
Nhiệt dung riêng (400C): 2.1kJ.kg-1k-1

Chiết xuất (589nm): 1.462
Độ hòa tan chất béo (200C): 0.14% khối lượng


Tính chất vật lý

Tỷ trọng sữa phụ thuộc hàm lượng protein và béo
Tỷ trọng <1,01: sữa đã bị thêm nước
2.2. Thành phần hóa học
− pH
− Độ chua
√
Độ Soxlet Henkel (oSH): 100ml sữa – dd NaOH N/4
√
Độ thornel (oTh): 100 ml sữa và 200 ml nước cất – dd NaOH N/10
√
Độ Dornic (oD): 100ml sữa - dd NaOH N/9

Công thức tính tỷ trọng sữa


Công thức tính trong sữa















Chất khô tổng số:
Có ảnh hưởng lớn đến đặc tính của sữa.
Chiếm 13% trong sữa tươi.
CKTS = 1.23 f + 2.6 x 100 (d – 0.9982) / d
Trong đó f: hàm lượng béo, d: tỉ trong sữa
Điểm đóng băng: phản ánh số mol chất tan
trong sữa, chủ yếu lactose và muối, là chỉ số
cho biết sữa có bị pha nước hay không? Giá
trị sữa bò là 0.5460C, sữa trâu là - 0.5430C
pH của sữa: pH sữa non thấp hơn sữa bình
thường, pH của con vật bị bệnh cao hơn
mức bình thương. pH dao động từ 6.6 – 6.8
Khả năng đêm là độ ổn định pH trong một
phạm vi nào đó khi thêm aicd hay kềm do cò
các nhóm phosphat, calcium…
%acid lactic: 10D = 0.01% acid lactic
Sữa tươi có độ Donic từ 160D - 190D
Thế oxy hóa khử: từ 0.25V - 0.35V. Phụ
thuộc pH, T0C, ion. Là cơ sở cho việc xác
định độ tươi của sữa bằng xanhmethylen

Eh

0.1
0.0
- 0.1
- 0.2
Time (h)

- 0.3
1

2

3

4

5

6


Thành phần hóa học của sữa






Chất khô tổng số (CKTS): 100 – nước
Chất khô không béo: CKTS – béo
Plasma: sữa – béo

Serum: plasma – casein


Thành phần hóa học của sữa




Nƣớc
 Nƣớc chiếm 80% - 90%, bị ảnh hƣởng bởi: chế độ nuôi dƣỡng, sức
khỏe con vật cho sữa, môi trƣờng . . .
 Là môi trƣờng phân tán cho các chất casein, béo
 Là dung môi cho các chất tan: lactose
Chất béo
 Là thành phần phân tán tạo nhũ tƣơng trong sữa
 Hầu hết chất béo hiện diện ở dạng hạt bao bọc bởi lớp màng
 Thành phần lớp màng có protein, phospholipid, enzyme phostphatease,
chiều dày 8 – 10 mm
 Chức năng của màng: bảo vệ không cho các hạt béo kết hợp với nhau,
ổn định hệ nhũ tƣơng nhờ chất phospholipid trên màng
 Đƣờng kính hạt béo ảnh hƣởng đến độ ổn định nhũ tƣơng (vận tốc
lắng), màu sắc của sữa. Đƣờng kính = 0.1 - 15µm
 Agglutinin là protein tạo sự kết hợp của các hạt béo trong quá trình nổi
lên: bị biến tính ở 65°C/10 min hay 75°C/2 min.
 Các yếu tố ảnh hƣởng kích thƣớc hạt béo
 Loài động vật cho sữa, Thời kì cho sữa, Loại thức ăn, Sức khỏe con
vật, Hàm lƣợng chất béo có trong sữa


Thành phần hóa học của sữa

Hệ keo
− Tiểu micell:
√ Hình cầu(d=10-15nm)
√ Chứa trung bình 10 phân tử casein
√ Vùng tâm β-casein
Hệ nhũ tƣơng
−1ml sữa có 10-15 tỉ hạt cầu béo(d=0,120micromet)
Màng bao quanh cầu béo: lipoprotein(tích
điện âm)
Thành phần cầu béo:glyceride, phospholipide
và protein. Phospholipide là cầu nối trung
gian giữa glyceride và protein.
Ứng dụng sản xuất bơ, cream, váng sữa.

function of the globule diameter (d) and temperature


Thành phần hóa học của sữa

oSH

oTh

oD

oSH

1

2,5

2,25

oTh

0,4

1

0,9

oD

4/9

10/9

1


Chất khô










Công thức tính %CK theo lactometer
266.5
S = 1.21M + 0.25α + 0.66 hoặc S 1.2M
Trong đó: S – hàm lượng chất khô của sữa
M – hàm lượng chất béo của sữa
α – tỷ trọng của sữa theo độ lactometer
LIPID
CHẤT BÉO SỮA












1

Có 98% - 99% là triglyceride và 1% - 2% là photpholipid, caroten, vitamin
Sinh năng lượng cao, chứa các vitamin hòa tan trong chất béo: A, E, D
Trong sữa có 18 acid béo
Đường kính cầu sữa 0.1μm - 20μm
Các cầu sữa được bao bọc bằng màng protein và photpholipid
Ngăn không cho chúng kết hợp với nhau, không bị phá hủy bởi enzyme
Chỉ số acid thể hiện số g lipid bị oxi hóa

Chỉ số iod thể hiện số nối đôi trong lpid. Chỉ số này nhỏ ở tháng 1, 2, 3 và cao
ở tháng 7, 8, 9


Chất béo













Chất béo chiếm 4% trong sữa.
Thành phần của chất béo gồm: Glyceride của các acid béo mạch cacbon ngắn, độ
bão hòa cao; acid béo tự do; phospholipid; cholesterol; vitamin tan trong dầu
Phân loại chất béo:
Chất béo đơn giản: công thức phân tử chỉ có C, H, O
Chất béo phức tạp: ngoài C,H,O còn N, P, S
Tính chất vật lý: không màu, không vị, tinh khiết, sự hiện diện của các chất béo khác
ngã màu vàng nhạt:β-carotene. Các thành phần diacetyl, acetyl methyl carbonyl tạo
vị cho sữa: giống, vi khuẩn
Có thể tạo ra mùi khi hấp thụ mùi từ môi trường
Không tan trong nước, nhưng nhẹ hơn nước. Hấp thụ một lượng nước cân đối

Chất béo
Chất béo
− Lipid đơn giản(98,5%):triglyceride(95-96%), diglyceride(2-3%),
monoglyceride(0,1%), cholesterol(0,03%), ceride(0,02%).
− Lipid phức tạp(1.0%).
− Các hợp chất tan trong chất béo(0,5%): cholesterol(0.3%), acid béo tự
do(0,1%), hydrocacbon(0,1%), vitamin tan trong chất béo…
1. Temperature. No agglutination occurs at 37°C. The
colder the milk, the quicker the creaming
2. Concentration of agglutinin varies among cows and
with lactation stage, high in colostrum,
3. Fat globule size, smaller globules have a relatively
larger surface area and, need more agglutinin.
4. Fat content. The higher the fat content of milk, the
faster the creaming is because formation of
floccules is quicker.
5. Agitating milk for a while at low temperature
seriously impairs creaming.
6. Heat treatment of milk can inactivate agglutinin.
7. Homogenization inactivates agglutinin, also if it
takes place without the fat globules being present


Different types of aggregates of fat globules


During aging, crystals from milk
fat start protruding from the
surface of the fat globule

During churning, milk fat globules form a chain
around air bubbles making the foam stable

Emulsifiers displace the casein micelle
protein that was stabilizing the globules



Các hợp chất nitơ
Nitơ protein 95%
Nitơ phi protein 5%Casein

protein hòa tan

, β,γ, Ќ
Acid amine,
nucleotide, ure, acid
uric...

Β-lactoglobulin
-lactalbumin
Serum-albumin
Immunoglobulin
Peptone-proteose

Micell
Đông tụ pH 4.6

Các hợp chất nitơ
Các enzym thường gặp
Lactoperoxydase
Catalase
Lipase
Photphatase
Lysozyme glucosaminidase
Protease
Photpholipid và glycolipid
Có vai trò trong việc tạo màng cầu mỡ
Cấu tạo: gồm gốc acid photphoric và glycerol
Chiếm khoảng 0.031% - 0.05%
Protein sữa
Protein hòa tan: albumin, lactoperoxydase, lisozyme . . .
Protein keo: gồm các micell của caseinat và calci photphat
Casein sữa
Là photphoprotein có chứa gốc acid phosphoric và nhiều nhón tự do khác: -HS,
-OH, =NH, -NH2, -COOH . . .


Các hợp chất nitơ




PROTEIN SỮA
 Protein sữa gồm có
 Casein ( 76% - 80% )
 Whey ( 16% -18% )
 Non – protein nitrogen ( 6% )

CASEIN SỮA
 Có khả năng gây đông tụ sữa
2+
 Có thể liên kết với Ca

Ở pH thấp casein kết hợp với βlactoglobulin, whey biến tính, liên
kết với casein bằng cầu nối
disulfit và hiện tượng đông tụ
sữa bắt đầu ( SP yoghurt )


Protein Composition of Milk

Protein
Caseins

% of Total
Protein
80

-caseins

42

-caseins

25

-caseins

9

Whey proteins

20

-lactalbumin

4

-lactoglobulin

9