Tiểu luận: Công nghệ sau thu hoạch sữa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN:

CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH SỮA
GVHD: TRẦN THỊ THU TRÀ
SVTH: TRƯƠNG ĐỜ KHÁNG  60901168
TRẦN TẤN LỘC
VŨ MINH TRIẾT
BÙI THIÊN DUY

1


TP HCM, ngày tháng năm 2011
MỤC LỤC

 TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                                                 
 
................................................................................................................
    
 35

2


1. Giới thiệu chung về sữa bò.
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. Từ xưa con người đã biết sử dụng sữa từ các động 

vật nuôi để chế biến thành nhiều loài động vật quý giá.
1.1 Một số tính chất vật lý
Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số 
chất khoáng trong sữa tạo nên.
Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng  β­caroten có trong chất béo  
của sữa. Sữa bò thường có màu từ trắng tới vàng nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và  
vị ngọt nhẹ.
Bảng 2.1: Một số chỉ vật lý tiêu quan trọng của sữa bò
Đại lượng

Đơn vị đo

Giá trị

Tỷ trọng

g/cm3

1.028 ÷ 1.036

Điểm đông 
đặc
Độ dẫn 
điện

0

C

­0.54 ÷ ­0.59

1/ohm.cm

0.004 ÷ 0.005

Đại lượng
Nhiệt dung 
riêng
Thế oxy hóa 
khử
Sức căng bề 
mặt ở 200 C

Đơn vị đo

Giá trị

Cal/g. 0C

0.933 ÷ 0.954

V

0.10 ÷ 0.20

Dynes/cm

50

Sữa bò tươi có giá trị  pH trung bình là 6.6. Giá trị  pH cho phép  ở  công ty nằm  

trong khoảng từ 6.5 ÷ 7.
Sữa non – tức sữa đầu tiên trong một chu kỳ tiết sữa của động vật, có giá trị  pH  
thấp hơn và thường bằng 6.0.
Khi sữa bị nhiễm các vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa 
đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa.
Độ chua của sữa được xác định bằng phương pháp chuẩn độ  và được biểu diễn  
theo độ Thorner (0Th). Sữa bò từ trại sữa thường có độ chua nằm trong khoảng từ 17 –  
19 0 Th.
1.2 Thành phần hóa học
Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính gồm nước, lactose, protein và các  
chất béo. Ngoài ra , sữa còn có chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các 
hợp chất nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí.
Hàm lượng các chất có trong sữa bò:
 Glucid
3


Thành phần glucid chính có trong sữa bò là đường lactose. Lactose là đường khử, 
độ  ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với cá disaccharide và monosaccharide thường  
gặp, độ ngọt của lactose chỉ đạt 16 (sử dụng độ ngọt của saccharose làm chuẩn với chỉ 
số 100).
Ngoài lactose, trong sữa bò còn có glucose, glactose và các hợp chất glucid chứa N 
như   N­acetyl   glucosamine,   N­acetyl   glactosamine…Tuy   nhiên,   hàm   lượng   chúng   rất  
thấp, chỉ ở dạng vết.
 Các hợp chất có chứa nitơ
Các hợp chất chứa N trong sữa bò (100%)
Hợp chất phi protein 
(5%)
(

Protein (95%)
Protein hòa tan 
(15÷25%)

Casein 
(75÷85%)

Enzyme

Acid amin tự do
Nucleotide
Ure
Acid uric

Hình 2.1: Thành phần các hợp chất N có trong sữa
 Protein
Casein
Protein thường gặp trong sữa là casein, chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi  
micelle chứa khỏang 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, 
magie, phosphate và citrate).
Mỗi micellce do khoảng 400÷500 tiểu micelle hợp thành. Tiểu micelle có dạng 
hình cầu, bao gồm 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau. Thành phần các casein αs, β 
và κ trong tiểu micelle có thể thay đổi theo những tỉ lệ khác nhau. Các phân tử  α s và β­
casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ­casein 
được bố trí tại biên tiểu micelle.

4


Hình 2.2: Cấu trúc micelle của casein

Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ  muối phosphate  
Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kị  nước. Do sự bố trí các đầu ưa nước của  κ­
casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân tử   κ­casein làm cho các micelle hòa 
tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa.
Protein hòa tan
Trong   sữa   các   protein   hòa   tan   chiếm   từ   15­25%,   thường   gặp   gồm   có  β­
galactobulin, α­lactalbumin, proteose­peptone, immunoglobulin, serum­albumin…
Enzyme
Có hơn 60 loại enzyme khác nhau được tìm thấy trong sữa, chúng do tuyến vú  
tiết ra hoặc do các vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Sự có mặt của các enzyme trong 
sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong quá trình bảo quản, 
từ đó gây giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa. 
Tuy nhiên, có một số enzyme có trong sữa như lactoperoxydase, lysozyme có vai  
trò kháng khuẩn, chúng tham gia vào việc  ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình  
bảo quản trước khi chế biến.
Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đa 
dạng và hoạt tính enzyme càng cao.
 Chất béo
Bảng 2.3: Thành phần chất béo trong sữa bò
Thành phần
Lipid đơn giản

Hàm lượng (% so với tổng khối lượng 
chất béo)
98.5
5


Glyceride
­

Triglyceride

95÷96

­

Diglyceride

2÷3

­ Monoglyceride
Cholesteride
Ceride
Lipid phức tạp
Các hợp chất tan trong chất béo
Cholesterol
Acid béo tự do
Hydrocarbon
Vitamin A, D, K, E
Rượu

0.1
0.03
0.02
1.0
0.5
0.3
0.1
0.1

Vết
Vết

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.1÷20 
µm. Trong 1ml sữa có khoảng 10÷15 tỷ  hạt cầu béo. Do đó, có thể  xem sữa là hệ  nhũ  
tương dầu trong nước, các hạt cầu béo được bao bọc bởi 1 lớp màng lipo­protein tích  
điện âm, các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa.
Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein.
 Khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ  8÷10 g/l. Các muối trong sữa  ở 
dạng hòa tan hoặc trong dung dịch jeos (kết hợp với casein).
Trong số các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P,  
Mg. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại dưới dạng muối hòa  
tan trong sữa.
Các nguyên tối khoáng khác như K, Na, Cl… đóng vai trò làm chất điện ly, cùng 
với lactose chúng cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú động vật với áp lực 
máu.
Ngoài ra, sữa còn có chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo…Chúng cần 
thiết chi quá trình dinh dưỡng của con người. Một số nguyên tố độc hại như  Pb, As…  
đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò.
 Vitamin
Các vitamin trong sữa được chia làm 2 nhóm:
Vitamin hòa tàn trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C…
Vitamin hòa tan trong chất béo gồm: A, D, E.
6


Hàm lượng vitamin nhóm B trong sữa bò thường  ổn định do chúng được tổng  
hợp chủ  yếu bởi các vi khuẩn trong dạ  dày và không phụ  thuộc vào điều kiện ngoại  
cảnh. Tuy nhiên, hàm lượng vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành 

phần thức ăn và điều kiện thời tiết…
 Hormone
Hormone do các tuyến nột tiết tiết ra và giữ  vai trò quan trọng trong quá trình  
sinh trưởng của động vật. 
Trong sữa bò có thể tìm thấy nhiều loại hormone được chia thành 3 nhóm chính  
là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride.
 Các hợp chất khác
Trong sữa bò còn có các chất khí, chủ yếu là O2, CO2 và N2. Tổng hàm lượng của 
chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa.
Khí  ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong các quy  
trình chế biến sữa.
Ngoài ra, người ta phát hiện trong sữa có các hợp chất hóa học khác như:
Chất kháng sinh.
Chất tẩy rửa.
Kim loại nặng
Độc tố vi sinh vật…
Những hợp chất trên gây độc cho người sử  dụng, hàm lượng chúng trong sữa  
thường  ở  dạng vết. Chúng bị  nhiễm vào sữa từ  nguồi thức ăn động vật, từ  thiết bị  và  
dụng cụ chứa sữa, từ môi trường chuồng trại (không khí, đất…) hoặc do các vi sinh vật 
trong sữa tổng hợp nên.
1.3 Các tính chất hóa lý
Do có các thành phần protein nên sữa được xem là một hệ  keo, ngoài ra sự  có 
mặt của chất béo làm cho sữa có tính chất như một hệ nhũ tương.
1.3.1 Hệ keo
Trong sữa các phân tử  nước sẽ  hình thành nên lớp hydrate bao bọc xung quanh  
các micelle casein. Đó là các đầu ưa nước của κ­casein được bố trí trên bề mặt micelle  
và chúng luôn hướng ra bên ngoài. 
Trong quá trình bảo quản, micelle trong sữa sẽ thay đổi thành phần hóa học. Các 
tiểu micelle từ  bên trong cấu trúc micelle có thể  khuếch tán ra bên ngoài. Tương tự,  
phân tử  casein và những chất khoáng  ở  dạng kép như  Ca và phosphate từ  bên trong  

7


micelle có thể  dịch chuyển vào bên trong huyết thanh sữa. Ngược lại, những phân tử 
casein cùng với Ca, phosphate đang ở dạng hòa tan trong huyết thanh sữa có thể khuếch  
tán vào bên trong các tiểu micelle. Và tiểu micelle có thể  khuếch tán và tái liên kết với 
các micelle có trong sữa. 
Sự  thay đổi về  thành phần hóa học của các micelle casein sẽ  phụ  thuộc vào 
nhiều yếu tố, trong đó nhiệt độ và pH là yếu tố quan trọng nhất.
Khi giảm nhiệt độ sữa từ giá trị  nhiệt độ  phòng về 40C, các phân tử β­casein sẽ 
từ từ thoát ra khỏi cấu trúc của micelle. Do đó, hàm lượng “β­casein hòa tan trong huyết  
thanh” sẽ gia tăng. Nguyên nhân của hiện tượng này là do β­casein có các gốc ưa béo và  
sự tương tác giữa các gốc ưa béo trong tiểu micelle thường bị yếu đi khi nhiệt độ giảm. 
Tương tự, hàm lượng Ca liên kết với αs1­casein trong micelle cũng giảm đi khi sữa được 
bảo quản ở nhiệt độ thấp.
Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ của sữa sau thời gian bảo quản lạnh ở  4 0C, việc tái 
cấu trúc của các micelle có thể không giống các micelle trong sữa trước khi làm lạnh.
Khi nhiệt độ giảm, các tính chất hóa lý của hệ keo sẽ thay đổi theo như độ nhớt 
tăng, độ bền hệ keo tăng do đó hiệu suất đông tụ casein đối với tác nhân chymosin sẽ bị 
giảm đi đáng kể.
Khi tăng nhiệt độ, các micelle bị  co lại, trong quá trình bị  biến tính nhiệt, whey  
protein có thể  kết hợp với bề  mặt của micelle thông qua sự  hình thành liên kết –S­S­.  
Những biến đổi này đều là những biến đổi không thuận nghịch.
Khi   giảm   giá   trị   pH   của   sữa,   “phosphate   dạng   keo”   sẽ   chuyển   sang   dạng  
“phosphate hòa tan”, để  tách hoàn toàn phosphate ra khỏi micelle cần giảm giá trị  pH 
của sữa về  5.25. Tương tự  hàm lượng Ca trong micelle cũng giảm khi giảm pH của  
sữa, tuy nhiên để  tách hoàn toàn Ca ra khỏi micelle, giá trị  pH của sữa phải thấp hơn  
điểm đẳng điện của casein.
Calci phosphate giữ một vai trò quan trọng trong việc liên kết các tiểu micelle lại 
với nhau để hình thành nên cấu trúc micelle. Sự thoát ra của Ca và phosphate ở pH thấp 

sữ làm cho micelle “trương nở”, đồng thời một số phân tử casein từ trạng thái keo cũng  
sẽ chuyển sang dạng hòa tan. Khi đó, tương tác giữa những nhóm chức tích điện âm và  
dương sẽ giữ vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc micelle. Ở giá trị  pH 4.6,  
casein sẽ đông tụ.
Ở  giá trị  pH tự  nhiên của sữa, micelle tích điện âm. Lực đẩy tĩnh điện giữa cá 
micelle giữ vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa sự đông tụ casein.
1.3.2 Hệ nhũ tương
8


Sữa là hệ nhũ tương dầu trong nước. Mặc dù các hạt béo trong sữa đã được bao  
bọc vởi lớp màng với thành phần chủ yếu là membrane protein, chúng luôn có xu hướng  
kết hợp lại với nhau và dẫn tới hiện tượng sữa bị tách pha.
Quá trình tách pha ở sữa bao gồm những giai đoạn sau:
­

Khi sữa được bảo quản lạnh, các phân tử cryoglobulin sẽ kết tủa lên bề mặt 
của các hạt có trong sữa, trong đó có các hạt béo. Phức hợp cryoglobulin  
(thành phần chính là immunoglobulin M) và lipoprotein còn có tên gọi khác là 
agglutinin.

­

Các hạt béo có cryoglobulin trên bề mặt sẽ kết hợp lại với nhau để tạo thành  
những hạt béo có kích thước lớn hơn.

­

Hạt béo có kích thước lớn bắt đầu nổi lên bề mặt của hệ nhũ tương.

­

Các hạt béo có kích thước lớn sẽ tiếp tục kết hợp với những hạt béo có kích  
thước nhỏ hơn, chúng sẽ nổi lên bề mặt hệ nhũ tương với tốc độ nhanh hơn.

­

Cuối cùng, sữa bị tách pha với lớp chất béo trên bề mặt.

Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách pha của sữa:
­

Nhiệt độ: khi nhiệt độ càng thấp thì quá trình tách pha trong sữa càng dễ dàng  
xảy ra. Ở 37 0C sự tách pha trong sữa ít xảy ra.

­

Nồng độ agglutinin trong sữa: nồng độ agglutinin càng cao thì sự tách pha xảy  
ra càng nhanh. Thông thường, sữa non có hàm lượng agglutinin cao, càng về 
cuối chu kỳ tiết sữa thì hàm lượng agglutinin trong sữa càng thấp.

­

Kích thước hạt béo: tốc độ  lắng tỉ  lệ  nghịch với kích thước của hạt béo.  
Ngoài ra, nếu các hạt béo càng nhỏ thì diện tích bề mặt của chúng sẽ lớn. Khi 
đó, chúng phải cần một lượng agglutinin nhiều hơn để kết hợp với nhau làm  
cho hiện tượng tách pha xảy ra.

­

Hàm lượng béo trong sữa: khi làm tăng hàm lượng béo trong sữa thì sự  tách 
pha xảy ra nhanh hơn.

­

Sự khuấy trộn: trong quá trình bảo quản sữa  ở nhiệt độ thấp, sự  khuấy trộn  
sẽ làm cho agglutinin kết hợp lại với nhau, do đó sự tách pha của chất béo sẽ 
xảy ra chậm hơn.

­

Sự xử lý nhiệt: agglutinin có thể biến tính bất thuận nghịch khi nhiệt độ tăng  
cao. Nếu sữa được xử lý ở 73 0C hoặc cao hơn thì sự tách pha sẽ chậm hẳn.

­

Sự  đồng hóa: phương pháp đồng hóa sữa bằng áp lực cao có thể  làm mất đi 
chứa năng thúc đẩy hiện tượng tách pha trong sữa của agglutinin.

1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa bò
9


1.4.1 Nguồn gốc của hệ vi sinh vật trong sữa
Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh 
vật.   Tuy   nhiên,   khi   kiểm   tra   sữa   vừa   mới   vắt   đựng   trong   các   bình  chứa   (sử   dụng 
phương pháp vắt sữa thủ  công hoặc cơ  giới hóa), ta thường phát hiện có rất nhiều  
nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuất phát từ: Bầu vú 
của động vật cho sữa; thiết bị vắt sữa; thiết bị chứa; môi trường chuồng trại nơi diễn 
ra quá trình vắt sữa….

1.4.1.1Bầu vú động vật cho sữa
Trên cơ  thể động vật, đặc biệt là khu vực bầu vú và những khu vực lân cận có  
rất nhiều loài vi sinh vật khác nnau. Chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc  
bào tử. Trong quá trình vắt sữa, một số vi sinh vật từ các khu vực trên “bị rơi” vào bình 
sữa làm cho sữa bị nhiễm vi sinh vật. Như vậy, trước khi vắt sữa, ta cần vệ sinh bầu vú  
và các khu vực lân cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn chế số lượng vi sinh vật bị 
nhiễm vào sữa.
Một số vi sinh vật tại khu vực bầu vú có thể  chui vào các tuyến trong của núm 
vú. Tuy nhiên, khi bò có tình trạng sức khỏe tốt thì số lượng vi sinh vật cư ngụ tại các 
tuyến trong của núm vú không nhiều và thông thường chúng thuộc nhóm vi sinh vật “vô 
hại”, không sinh độc tố. Mỗi lần vắt sữa, người ta thường tháo bỏ  những dòng sữa 
đầu. Khi đó, các vi sinh vật cư  ngụ  tại tuyến trong của núm vú dễ  dàng bị  cuốn trôi  
theo. Như vậy, ta sẽ hạn chế được sự nhiễm khuẩn khi thu hoạch sữa tươi.
Trong trường hợp động vật bị bệnh viêm vú, số lượng vi sinh vật, đặc biệt là các  
vi khuẩn cư  ngụ  trong núm vú sẽ  tăng lên rất nhiều. Khi đó, sữa tươi dễ  bị  nhiễm 
nhiều vi sinh vật và có chất lượng kém. Con vật cần phải điều trị, nếu không sẽ gây ra 
những tổn thất kinh tế đáng kể cho việc khai thác và chế biến sữa.
1.4.1.2Người và thiết vị vắt sữa
Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng phương pháp thủ  công, để  hạn chế 
nhiễm vi sinh vật vào sữa, người vắt sữa phải có sức khỏe tốt và không mắc bệnh 
truyền nhiễm. Ngoài ra, tình trạng vệ sinh cơ thể và các thao tác kỹ thuật của người vắt  
sữa cũng sẽ ảnh hưởng đến số lượng vi sinh vật có trong sữa.
Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng máy, cần chú ý vệ sinh cẩn thẩn và  
vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ  chứa. Đây là nguồn dễ  gây  
nhiễm vi sinh vật cho sữa.
1.4.1.3Thiết bị chứa sữa

10

Các thiết bị hoặc dụng cụ chứa cần phải được vệ sinh sạch sẽ và vô trùng (nếu  
có thể) trước khi đựng sữa tươi. Đối với các hộ chăn nuôi bò sữa quy mô nhỏ, ý thức và  
phương pháp vệ  sinh dụng cụ  đựng sữa chưa được quan tâm đúng mức nên đây là  
nguồn nhiễm vi sinh vật phổ biến cho sữa.
1.4.1.4Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa
Vi sinh vật có mặt khắp nơi trong thế giới ta đang sống. Chúng tồn tại trong đất  
và cát, trên thực vật, trong cơ  thể   động vật, trong không khí…. Do đó, môi trường 
chuồng trại nơi vắt sữa bò cũng là một nguồn có thể  gây nhiễm vi sinh vật cho sữa.  
Điều kiện khí hậu nóng  ẩm của Việt Nam rất thuận lợi cho các vi sinh vật  ưa  ẩm 
(mesophile) tồn tại và phát triển. Để  hạn chế  việc nhiễm vi sinh vật từ  môi trường  
chuồng trại vào sữa, ta cần vệ sinh và tấy trùng chuồng trại thường xuyên.
1.4.2 Hệ vi sinh vật trong sữa
Hệ  vi sinh vật và số lượng của chúng trong sữa tươi luôn luôn thay đổi và phụ 
thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật trong quá trình vắt sữa. Các vi sinh vật có thể được  
chia   thành   ha   nhóm   chính:   prokaryote   và   eukaryote.   Dưới   đây   là   những   vi   sinh   vật  
thường tìm thấy trong sữa tươi.
 Prokaryote
Nhóm vi sinh vật prokaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Vùng nhân chỉ  là mạch  
AND nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan  
trọng cho nhóm prokaryote là vi khuẩn (bacteria).
Số  lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi vắt có thể  dao động từ  vài nghìn  
đến vài triệu khuẩn lạc (colony forming units CFU) trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là 
có chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100000  
khuẩn lạc.
Các nhà khoa học phân loại vi khuẩn nhiễm vào sữa tươi thành hai nhóm: vi  
khuẩn không sinh độc tố và vi khuẩn sinh độc tố.
Vi khuẩn không sinh độc tố
Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, một số  vi khuẩn thuộc  
nhóm Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn  
gây thối.

Vi khuẩn lactic: rất phổ  biến trong tự  nhiên. Chúng thường được tìm thấy trên 
các loại rau, trái cây và trong hệ  thông đường ruột của động vật. Vi khuẩn lactic có 
dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ  hoặc tạo chuỗi, Gram (+). Nhiệt độ  sinh  
trưởng tối  ưu dao động trong khoảng 25÷47oC. Để  tồn tại trong môi trường sữa, vi 
11


khuẩn lactic tổng hợp những năng lượng ATP từ  cơ  chất lactose. Acid lactic là một  
trong những sản phẩm được sinh ra từ  quá trình tổng hợp năng lượng trên. Dựa vào 
nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn 
lactic thành hai nhóm:
­

Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó 
chiếm tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác.

­

Vi khuẩn lactic dị  hình: các sản phẩm được tạo thành  ừ  quá trình chuyển hóa  
đường gồm có acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO 2…. Hàm lượng lactic acid 
thu được không cao hơn nhiều so với hàm lượng các sản phẩm còn lại.
Trong công nghiệp lên men các sản phẩm từ  sữa như yoghurt, kefir, phô mai và 

một số loại bơ, người ta sử dụng các loài vi khuẩn lactic để  thực hiện một số chuyển  
hóa cần thiết. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là những canh trường  
vi sinh vật thuần khiết được nhân lên qua nhiều cấp từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã 
qua tuyển chọn. Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem  
như  là những vi sinh vật tạp nhiễm. Chúng sẽ  tạo ra những chuyển hóa ngoài ý muốn 
của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản trước khi chế biến (giảm pH, đông tụ casein, 
xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như  ethanol, acid acetic… Làm thay đổi thành 

phần và giá trị  cảm quan của sữa). Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều 
giống   khác   nhau   như  Streptococcus,   Lactococcus,   Lactobicillus,   Leuconostos,  
Bifidobacterium…  Chúng gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị  hình. Khi  
thanh trùng sữa ở 80oC, hầu hết các vi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt.
Vi khuẩn Coliform: được tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trong 
phân.   Người   ta   cũng  tìm   thấy   trong   đất,   nước   hoặc   thực   vật   nhiễm   phân  có   chứa 
Coliform. Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (­), kỵ khí tùy tiện. Nhiệt độ sinh trưởng 
tối ưu nằm trong khoảng 30÷44o C.
Cần lưu ý là một số  giống vi khuẩn thuộc nhóm Coliform không sinh tổng hợp  
độc tố  gây bệnh cho người; ngược lại một số khác được xem là vi sinh vật gây bệnh 
thường gặp trong thực phẩm. Ví dụ  như  một số  chủng thuộc loài Escherichia coli khi 
nhiễm vào sữa có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh tiêu chảy.
Trong phần này, chúng tôi muốn nói đến những giống vi khuẩn thuộc nhóm 
Coliform nhưng không có khả năng sing tổng hợp độc tố.
Trong sữa, chúng sẽ chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ 
khác, khí CO2, H2… Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm  

12


khí làm cho sữa có mùi khó chịu.  Ở  nhiệt độ  75 oC trong khoảng thời gian 20 giây, vi 
khuẩn Coliformsẽ bị tiêu diệt.
Vi khuẩn sinh acid butyric (Clostridium butyricum và Clostridium tyrobutyricum): 
được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân... Do đó, chúng dễ bị nhiễm vào sữa. 
Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kỵ  khí bắt buộc, các loài thuộc giống  Clostridium 
đều có khả  năng sinh bào tử. Nhiệt độ  sinh trưởng tối  ưu  ở  37oC. Tế  bào sinh dưỡng 
hình que, tuy nhiên do nội bào tử (endospore) có kích thước lớn hơn chiều ngang của tế 
bào sinh dưỡng nên tế bào chứa bào tử thường có dạng hình thoi hoặc hình dùi trống.
Vi khuẩn  Clostridium butyricum  chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản 
phẩm khác nhau như acid butyric, khí CO2, H2… làm thay đổi thành phần hóa học và giá 

trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Còn vi khuẩn Clostridium tyrobutyricum 
chuyển hóa acid lactic thành acid butylic đồng thời sinh tổng hợp nhiều sản phẩm phụ 
khác.
Nhìn chung các bào tử thuộc giống Clostridium khá bền với nhiệt độ.
Như vậy, trong quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các  
bào tử  Clostridiumchịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ  thuật khác như  vi 
lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.
Vi khuẩn propionic  (giống  Propionibacterium): được tìm thấy trong dạ  cỏ  và 
đường ruột của nhóm động vật nhai lại, trong đất... Chúng có hình cầu, xếp thành đôi 
hoặc chuỗi, Gram(+), thuộc nhóm kỵ khí bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của vi  
khuẩn là 30oC.
Vi   khuẩn   propionic   chuyển   hóa   đường   thành   acid   propionic,   acid   acetic,   khí 
CO2… làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong công nghiệp sản xuất một số loại 
phô mai như  Emmenthal, Gruyere… người ta sử  dụng canh trường   Propionibacterium 
thuần khiết để  tạo ra cấu trúc lỗ  hỏng (mắt phô mai) và hương vị  đặc trưng cho sản  
phẩm.
Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75C trong thời  
gian 20 giây.
Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả  năng sinh tổng hợp protease ngoại  
bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các sản  
phẩm polypeptide, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục bị phân hủy tạo NH 3, 
H2S… làm cho sữa có mùi khó chịu.
Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzyme 
này xúc tác quá trình thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi.
13


Các   giống   vi   khuẩn   gây   thối   thường   gặp   trong   sữa   là  Psedomonas,  
Brevibacterium, Achromobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus… Chúng có dạng 
hình cầu hoặc hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kỵ khí. Trong tự  nhiên, các vi khuẩn  

này thường tìm thấy trong phân, trong nước hoặc thức ăn gia súc... Đáng chú ý hơn cả là  
loài  Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh tổng hợp bởi  
loài vi khuẩn này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải 
protein (proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.
Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên, một số vi khuẩn gây thối còn tạo khí (CO2, 
H2…), sinh tổng hợp các acis hữu cơ làm giảm pH sữa và gây đông tụ protein. Một số vi  
khuẩn khác có thể  sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự  như 
rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa.
Vi khuẩn sinh tổng hợp độc tố
Các vi khuẩn này khi nhiễm vào sữa tươi cũng sẽ  làm thay đổi thành phần hóa 
học của sữa, từ  đó giá trị  cảm quan của sữa sẽ  bị  giảm đi. Tuy nhiên, vấn đề  quan  
trọng hơn là cúng có khả năng sinh tổng hợp độc tố hoặc gây bệnh cho người sử dụng.
Tiếp theo, chúng tôi sẽ  giới thiệu một số  vi khuẩn tiết độc tố  hoặc gây bệnh 
thường gặp trong sữa bò tươi.
Mycobacterium tuberculosis: đây là vi khuẩn gây bệnh lao. Nó có dạng hình que 
dài, đôi khi hơi cong, chiều ngang 0.2 – 0.6 

. Vi khuẩn có thể  đứng riêng lẻ  hoặc 

dính kết nhiều tế bào lại với nhau. Trực khuẩn lao không di động và không sinh bào tử.  
Nguồn gốc gây nhiễm Mycobacterium tuberculosisvào sữa là cơ  thể  bò và thiết bị  vắt 
sữa. Trong số các vi sinh vật gây bệnh cho người bị nhiễm vào sữa thì Mycobacterium  
tuberculosis có khả năng chịu nhiệt cao nhất. Tuy nhiên, chỉ cần thanh trùng sữa ở 72 oC 
trong thời gian 15 giây thì vi khuẩn lao sẽ bị tiêu diệt.
Staphylococcus aureus: Vi khuẩn có dạng hình cầu và xếp thành từng đám giống  
như  hình chùm nho, Gram (+). Một số  chủng có khả  năng sinh tổng hợp độc tố  bền 
nhiệt. Nếu sử  dụng sữa có chứa độc tố  bền nhiệt của  Staphylococcus aureus  thì con 
người sẽ bị ói mửa và tiêu chảy. Tác dụng gây nôn là do sự kích thích trung tâm ói mửa 
của hệ thần kinh trung  ương sau khi độc tố  tác động lên thụ  thể  thần kinh trong ruột. 
Sữa được thu nhận từ những con bò bị viêm vú thường có Staphylococcus aureus. Ngoài 

ra, vi khuẩn này cũng được tìm thấy ở người. Quá trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp 
có thể ức chế được Staphylococcus aureus.
Salmonella: Vi khuẩn có dạng hình gậy, kích thước trung bình là 0.5 x 3.0 µm,  
Gram (­). Các loài thuộc giống  Salmonellađều có thể  di động, ngoại trừ  Salmonella 
14


gallinarum. Uống sữa bị  nhiễm  Salmonella  dễ  bị  bệnh viêm ruột với các triệu chứng 
ban đầu là sốt nhẹ, ói và tiêu chảy. Trong tự nhiên, Salmonella được tìm thấy trong phân 
gia súc và nguồn nước bị  ô nhiễm. Vi khuẩn này có thể  bị  ức chế  hoàn toàn trong qua 
trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp.
Shigella: đây là trực khuẩn, kích thước chiều ngang 1.0 – 1.5 µm và chiều dài 2 – 
6 µm, không di động, Gram (­). Vi khuẩn này có thể  sinh tổng hợp cả  nội độc tố  và  
ngoại độc tố. Shigella bị nhiễm trong sữa sẽ tấn công lớp biểu mô niêm mạc ruột già,  
tạo thành những áp xe nhỏ, rồi hoại tử, làm ung loét và xuất huyết. Khi đó người bệnh 
sẽ có triệu chứng đau bụng, đi tiêu nhiều lần, phân có nhiều nhầy và lẫn máu. Tương 
tự như  Salmonella, Shigella thường được tìm thấy trong phân gia súc. Shigella rất dễ bị 
tiêu diệt trong phương pháp thanh trùng ở nhiệt độ thấp.
Campylobacter jejuni: Vi khuẩn có dạng hình gậy cong hoặc xoắn, có tiêm mao ở 
một đầu nên có khả năng di động, Gram (­). Các tế bào  Campylobacter jejuni bị nhiễm 
trong sữa sẽ  đến “định cư” tại niêm mạc ruột. Nếu số  vi khuẩn ít hơn 10 4  thì bệnh 
thường ít khi xuất hiện. Vi khuẩn có khả  năng sinh tổng hợp độc tố  gây ra các triệu  
chứng đau bụng dưới, phân lỏng có đàm và máu. Campylobacter jejuni được tìm thấy 
trong phân gia súc. Trong sữa của những con bò bị  bệnh viêm vú, đôi khi tìm thấy vi 
khuẩn này.  Campylobacter jejuni  rất mẫn cảm với nhiệt. Do đó, phương pháp thanh 
trùng ở nhiệt độ thấp có thể tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn trong sữa.
Listeria monocytogenes : vi khuẩn có dạng hình gậy, Gram (+). Nó thuộc nhóm 
hiếu khí và có thể sinh trưởng ở nhiệt độ thấp (1 – 5 oC). Listeria monocytogenes có khả 
năng gây bệnh cho người như  nhiễm khuẩn máu, viêm màng não. Vi khuẩn này được  
tìm thấy khắp nơi trong tự nhiên như trong đất, phân người và động vật, trên rau quả và  

thủy sản… Các số  liệu thống kê cho thấy đã có một số  trường hợp sữa bị  nhiễm  
Listeria monocytogenes. Tuy nhiên, vi khuẩn này có thể  bị tiêu diệt hoàn toàn trong quá 
trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ thấp.
Vibrio cholera: tế bào có hình dấu phẩy nên còn được gọi là phẩy khuẩn, có khả 
năng di động, Gram (­). Trong một só trường hợp, tế  bào vi khuẩn xếp liên tiếp nhau  
thành hình chữ S hay hình xoắn. Vibrio cholerae có khả  năng sinh tổng hợp nội độc tố 
và gây ra bệnh dịch tả. Vi khuẩn này thường được tìm thấy trong nước. Trong quá trình  
thu hoạch sữa, thiết bị  vắt sữa là nguồn gây nhiễm quan trọng Vibrio cholera vào sữa 
tươi. Vi khuẩn này khá mẫn cảm với nhiệt. Thanh trùng sữa  ở  60 oC trong vài phút có 
thể ức chế hiệu quả các tế bào Vibrio cholera có trong sữa.

15


Coxiella burnetii: vi khuẩn này thuộc họ  Rickettsiae. Đây là họ vi khuẩn đa hình. 
Kích   thước   của   chúng   thường   nhỏ   hơn   so   với   các   giống   vi   khuẩn   khác.   Coxiella  
burnetii có thể gây bệnh sốt Q. Vi khuẩn này được tìm thấy ở bò, cừu và dê. Quá trình  
thanh trùng ở nhiệt độ thấp (ví dụ: ở nhiệt độ  72 oC, thời gian 15 giây) có thể tiêu diệt 
được Coxiella burnetii.
Baccilus cereus: vi khuẩn có dạng hình gậy, Gram (+) và có khả năng sinh bào tử.  
Baccilus cereus  sinh độc tố  ruột (enterotoxin) gây ra các triệu chứng tiêu chảy và nôn 
mửa. Bào tử  của vi khuẩn nay được tìm thấy khắp nơi trong tự  nhiên như  trong đất,  
bụi, thức ăn gia súc… Quá trình thanh trùng không thể  tiêu diệu được vi khuẩn. Khả 
năng chịu nhiệt của các chủng thuộc loài Baccilus cereus rất khác nhau. Một số chủng 
có giá trị D121oC = 0.03 phút, một số chủng khác có giá trị D121oC = 2.35 phút (D là thời gian 
tiệt trùng cần thiết ở một giá trị nhiệt độ xác định để tổng số tế bào vi khuẩn trong sữa 
giảm đi 10 lần).
Clostridium botulinum: Vi khuẩn có dạng hình gậy, Gram (+), có khả  năng di  
động và sinh bào tử, thuộc nhóm kỵ khí bắt buộc. Độc tố do  Clostridium botulinum sinh 
ra có khả  năng gây bệnh botulism. Kết quả  thống kê cho thấy rằng sữa và các sản  

phẩm từ sữa có thể bị nhiễm Clostridium botulinum nhưng không gây ra bệnh botulism. 
Nguyên nhân có thể là do sữa và các sản phẩm từ sữa không tạo ra được môi trường kỵ 
khí nghiêm ngặt. Bào tử  của Clostridium botulinum (nhóm proteolytic) trong dung dịch 
đệm phosphate pH = 7.0 có giá trị D121oC = 0.2 phút.
Clostridium perfrigens: vi khuẩn hình que to và thẳng, Gram (+), không di động và 
sinh bào tử, thuộc nhóm kỵ  khí bắt buộc.  Clostridium perfrigens có thể  sinh tổng hợp 
nhiều ngoại độc tố, trong đó có độc tố ruột gây ra các triệu chứng buồn nôn, đau bụng, 
tiêu chảy. Bào tử của vi khuẩn này có trong đất, phân gia súc và cũng thường được tìm 
thấy trong sữa tươi. Tuy nhiên, sữa và các sản phẩm từ  sữa ít khi gây ra ngộ  độc cho 
người sử  dụng khi bị  nhiễm  Clostridium perfrigens. Nguyên nhân là do số  lượng vi 
khuẩn trong sữa tươi thấp hơn nhiều so với các loài vi khuẩn khác. Để gây ra bệnh, sữa  
thường phải chứa một số lượng lớn vi khuẩn dưới dạng tế bào sinh dưỡng. Quá trình 
tiệt trùng ở  nhiệt độ  cao mới có thể  ức chế  được vi khuẩn. Ví dụ  như  bào tử  của các 
chủng type A có giá trị D95oC dao động từ 1.3 – 2.8 phút đến 17.6 – 63.0 phút.
 Eukaryote
Nhóm vi sinh vật eukaryote có nhân hoàn chỉnh. Nằm trong tế  bào chất, nhân  
được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể  lưu giữ  thông tin di 

16


truyền. Hai đại diện của nhóm eukaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men  
và nấm sợi.
Nấm men (yeasts): là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, oval hoặc hình 
trứng… Nấm men được tìm thấy trong tự  nhiên: trên thực vật, trong đất, nước… Một 
số  loài nấm men thường gặp trong sữa như  Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromuces  
maixianus, Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis codensi... Nhiều loài nấm men thuộc 
nhóm kỵ khí tùy tiện.
Một số  nấm men có thể  sử  dụng  đường lactose cho quá trinh trao đổi chất. 
Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về  thành phần hóa học trong quá  

trình bảo quản sữa. Từ  trước đến nay, những loại nấm men nhiễm vào sữa được con  
người phát hiện thường không có khả  năng sinh tổng hợp độc tố  và gây bệnh cho con  
người.
Ở một số địa phương, nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất các sản  
phẩm lên men truyền thống từ sữa. Như  ở Cộng hòa Liên Bang Nga, kefir là sản phẩm  
lên men từ sữa bởi hệ vi sinh vật gồm vi khuẩn lactic và nấm men. Các sản phẩm chính  
của quá trình lên men như  ethanol, acid lactic, CO 2… tạo ra vị  chua và nồng độ  đặc 
trưng cho kefir.
Nấm sợi (moulds): có dạng hình sợi, phân nhánh. Trong tự nhiên, nấm sợi thường 
tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, trên quần áo, sách vở… Trên một số  vật liệu vô  
cơ  dính bụi như  thấu kính, máy  ảnh,  ống nhòm… nấm sợi vẫn có thể  phát triển, sinh  
acid và làm mờ  các vật liệu này. Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc,  
nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20oC÷30oC.
Dưới   đây   là   một   số   loài   nấm   sợi   thường   nhiễm   vào   sữa:  Penicillium  
camembertii, P.roqueortii, P.casei, Geotrichum candidum, Rhizopus stolonier…
Trong số  các nấm sợi nói trên, vài loài thuộc giống   Penicillium  được sử  dụng 
trong sản xuất một số loại phô mai. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhiều khó khăn  
trong công nghệ  chế  biến sữa, đặc biệt là trong sản xuất phô mai và  ảnh hưởng xấu  
đến chất lượng của sản phẩm. Cần lưu ý là một số loài nấm sợi có khả năng sinh tổng  
hợp độc tố  mycotoxin. Ví dụ  như  loài  Aspergillus flavus  có khả  năng sinh tổng hợp 
aflatoxin. Các nhà sản xuất đã phát hiện một số trường hợp sữa bò bị  nhiễm aflatoxin.  
Tuy nhiên, nguyên nhân chủ  yếu làm cho sữa tươi bị  nhiễm afatoxin là nguồn thức ăn  
cho bò.
Khác với nhóm vi khuẩn sinh bào tử  chịu nhiệt, hầu hết các loài nấm men và  
nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ 10 ÷ 15 
17


giây. Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh để tránh  
hiện tượng tái nhiễm vi sinh vật vào sữa sau khi đã qua thanh trùng.

2. Công nghệ sau thu hoạch sữa
2.1 Các biến đổi và quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến.

Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và hóa 
sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên tốc độ các biến đổi trên phụ thuộc vào thành phần hóa 
học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào cá điều kiên bảo 
quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy…)
2.1.1

Các biến đổi sinh học và phương pháp hạn chế các biến đổi.

Sự  trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa được xem là biến đổi sinh học 
quan trọng nhất. Sự trao đổi chất là tập hợp tất cả các phản ứng sinh hóa diễn ra ở tế 
bào vi sinh vật. Quá trình này đặt trưng cho các vi sinh vật nói riêng và thế giới sinh vật 
nói chung..
Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật sẽ phân giải và sử dụng một số chất dinh 
dưỡng có trong sữa. Theo thời gian, các tế bào vi sinh vật sẽ lớn hơn về kích thước, 
nặng hơn về khối lượng và sữ sinh sản tạo ra nhiều tế bào mới. Song song với các hiện 
tượng trên, hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong sữa se giảm dần cùng với sự xuất 
hiện của nhiều hợp chất mới do vi sinh vật chuyển hóa và phân giải ra. Ta nói các ví 
sinh vật đã trao đổi chất với môi trường sữa. Quá trình trao đổi chất giửa vi sinh vật và 
môi trường gắn liền với sự tồn tại vá sự sinh trưởng của vi sinh vật nói chung.
Trao đổi chất bao gồm 2 quá trình: đồng hóa và dị hóa.
Như vậy, nếu đứng từ góc độ sản phẩm, quá trình trao đổi chất có thể được chia 
thành 2 nhóm: trao đổi năng lượng và trao đổi vật chất. Cả hai đều phục vụ cho sự tồn 
tại cũng như sinh trưởng và phát triển của ví sinh vật trong môi trường.
Tốc độ của quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của hệ vi sinh vật có trong sữa 
phụ thuộc vào nhiêu yếu tố, quan trọng nhất là nhiệt độ bảo quản sữa.
Nhóm vi sinh vật

Nhiệt dộ sinh 
trưởng tối ưu (độ 
C)

Đại diên vi sinh vật thường tìm 
thấy trong sữa

Ưa lạnh (psychrophile)

5­10

­

Cận ưa lạnh (psychrotrophile)

20­25

Pseudomonas fluorescens
Pseudomonas putida
Propionibacterium
Clostridium butyrium
Coliform
Vi khuẩn lactic: Lactobacillus casel, 
Lactobacillus acidophilus
Nấm men
Nấm sợi

Ưa ấm (mesophile)
30­37

18


Ưa nóng (thermophile)

Streptococcus thermophiles
45

Lactobacillus lactis
Lactobacillus helveticus

Rất ưa nóng ( extremely 
thermophile)

>70

­

Các nhóm vi sinh vật khác nhau sẽ có những phương pháp sinh sản khác nhau.
Đối với vi khuẩn: Chúng sinh sản theo phương pháp vô tính, chủ yếu là nhân đôi.
Số tế bào vi khuẩn trong sữa tang rất nhanh nếu được bảo quản ở điều kiên thích 
hợp cho vi khuẩn sinh trưởng và phát triển. Tuy nhiên, sự gia tăng số tế bào vi khuẩn sẽ 
bị giới hạn bởi hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong sữa. Ngoài ra, chính sự tích lủy 
một số sản phẩm trao đổi chất do vi sinh vật tiết vào sữa có thể ức chế sự trao đổi 
chất và sự sinh trưởng của chúng. Trong thực tế, người ta sử dụng nhiệt độ thấp để 
kìm hảm sự sinh sản của vi khuẩn nói riêng và vi sinh vật nói chung trong quá trình bảo 
quản sữa.
Đối với nấm men: Nấm men có thể sinh sản bằng phương pháp vô tính hoặc hữu 
tính. Nấm men sinh trưởng vô tính bang hình thức nảy chồi hoăc phân đôi, sinh sản hữu 
tính bằng cách hai tế bào sẽ tiếp hợp nhau tạo điều kiện cho sự tiếp hợp giữa hai nhân. 

Nấm men sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 30­370C. 
Đối với nấm sợi: Nấm sợi thường sinh sản theo phương pháp vô tính tạo ra bào 
tử. Sự phát triển của hệ nấm sợi kéo theo việc tổng hợp các bào tử với số lượng lớn. 
Các bào tử này có thể tồn tại trong các điều kiên không thuận lợi về nhiệt độ, độ ẩm… 
Một số nấm sợi có thể sinh sản theo phương pháp hữu tính thông qua sự tiếp hợp và 
trao đổi vật chất di truyền giửa các sợi nấm.
Như vậy: sự sinh trưởng và trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa là quá 
trình sinh học quan trọng trong bảo quản sữa tươi. Sự sinh trưởng cảu vi sinh vật sẽ 
làm thay sâu sắc thành phần hóa học và tính chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi, vị,
…). Để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản sữa ta dùng các biện 
pháp sau:
Đảm bảo vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch 
về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng vi sinh vật 
ban đầu có trong sữa.
Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến 
hành thanh trùng sữa (nhiệt độ 630C, thời gian 15s)

19


Hình 4.5: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng dùng để thanh trùng
Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được 
thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt: nhiệt độ sữa không lớn hơn 40C, 
tránh sự khuấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa.
Theo Luquet (1985), nếu hàm lượng vi sinh vật trong sữa tươi không lớn hơn 
10000 tế bào/ml, quá trình bảo quản sữa ở 40C có thể kéo dài trong 3 ngày mà không có 
những thay đổi đáng kể về chất lượng sữa. Tuy nhiên cần lưu ý rằng, sau ba ngày bảo 
quản sữa dù ở nhiệt độ thấp, tổng hàm lượng vi sinh vật trong sữa có thể tang đên 
1.000.000 tế bào/ml. Khi đó, những biến đổi làm hư hỏng chất lượng sữa do vi sinh vật 
sẽ diễn ra với tốc độ nhanh hơn.

Nếu hàm lượng vi sinh vật trong sữa tươi sau khi vắt lên đến 50.000 tế bào/ml, 
quá trình bảo quản sữa ở 40C chỉ có thể kéo dài trong 2 ngày. Sau 2 ngày, lượng vi sinh 
vật trong sữa sẽ tang lên 1.000.000 tế bào/ml
Bảo quản bằng phức chất LPS
Phức chất Lactoperoxydaza (LPS) là phương tiện bảo vệ tự nhiên có sẵn trong 
sữa. Nó bao gồm một enzym (Lactoperoxydaza), liên kết với một anion và một lượng 
nhỏ Peroxyde. Phức chất này oxy hoá các cơ chất đặc trưng trên màng tế bào, dẫn đến 
rối loạn quá trình trao đổi chất và kết quả là vi khuẩn có thể bị chết.

20


Hình : Phức chất Lactoperoxidase
Thông thường, phức chất này có tác dụng diệt các vi khuẩn Gram ­ và tác động 
kìm hãm các vi khuẩn Gram + phát triển.
Trong thực tế, để kích thích hệ thống kháng khuẩn trong sữa và kéo dài thời gian 
an toàn cho sữa, người ta bổ sung một lượng nhỏ (8,5 ppm) Hydrogen peroxyde (H2O2) 
và 15 ppm Thiocyanate. Lượng bổ sung này rất nhỏ và hoàn toàn không độc hại đối với 
người tiêu dùng sữa, nhưng có tác dụng kháng khuẩn 5­6 ngày (đối với loại sữa được 
làm lạnh) và tăng thời gian an toàn cho sữa tươi 3­5 giờ (đối với sữa ở nhiệt độ môi 
trường 300C).
2.1.2 Các biến đổi hóa học và hóa sinh, phương pháp hạn chế các biến đổi.
Các biến đổi hóa học trong quá trinh bảo quản sữa nguyên liệu bao gồm những 
phản ứng giữa các chất có trong thành phần của sữa và tạo ra nhiều hợp chất mới. 
Biến đổi hóa học xảy ra nhờ xúc tác của các enzyme thì được gọi là biến đổi hóa sinh.
Enzyme trong sữa xuất phát từ hai nguồn gốc: do tuyến vú tiết ra và do vi sinh vật 
nhiểm trong sữa tổng hợp nên. Như vậy, khi số lượng vi sinh vật trong sữa càng nhiều 
thì càng chứa nhiều loại enzyme khác nhau và hoạt tính cảu chúng sẽ càng cao. Từ đó, 
tốc đọ biến đổi hóa sinh sẽ càng nhanh và thành phàn hóa học của sữa sẽ thay đổi 
nhanh chóng trong quá trình bảo quản.

Một số phản ứng hóa sinh diễn ra bên ngoài các tế bào vi sinh vật. Tuy nhiên, 
phần lớn các phản ứng hóa sinh diễn ra bên trong tế bào. Chúng lien quan chặt chẻ đến 
quá trình trao đổi chất và sự tồn tại­sinh trưởng của vi sinh vật
2.1.2.1Thủy phân chất béo (lipolysis) : 
Khoảng 97­98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride. Các 
hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase tạo sản phẩm là 
21


các acid béo tự do, mono hoặc diglyceride. Một số nhà nghiên cứu cho rằng quá trình 
thủy phân triglyceride trong sữa có thể tạo ra sản phẩm là glycerol nhưng điều này ít khi 
xảy ra.

Các acid béo là sản phẩm của quá trình thủy phân lipid có thể được tìm thấy dưới dạng 
tự do hoặc dạng muối.
Khi các triglyceride tồn tại dưới dạng các hạt cầu béo, enzyme lipase rất khó tiếp 
xúc được với cơ chất, do đó quá trình thủy phân chất béo rất khó xảy ra hoặc xảy ra 
với tốc độ rật chậm. Ngược lại, khi một số hạt cầu béo bị phá hủy do quá trình bơm, 
khuấy trộn hoặc do các va chạm cơ học khác, sự tạo phức giữa enzyme lipase và cơ 
chất triglyceride sẽ được thúc đẩy, từ đó quá trình thủy phân lipid sẽ diễn ra nhanh hơn 
nhiều.
Theo Luquet (1985), khi hàm lượng vi sinh vật trong sữa bò từ 5.000­100.000 tế 
bào/ml, quá trình thủy phân triglyceride được xúc tác chủ yếu bởi hệ lipase do tuyến vú 
động vật cho sữa tiết ra. Ngược lại khi lượng vi sinh vật trong sửa lên đên 100.000­
10.000.000 tế bào/ml hệ lipase ngoại bào sẽ của các vi sinh vật trong sữa sẽ chiếm ưu 
thế va chúng đóng vai trò chủ lực trong việc xúc tác thủy phân lipid. Các vi khuẩn 
nhiểm vào sữa có khả năng sinh tong hợp lipase ngoại bào thuộc nhóm Gram (­) như 
Pseudomonas, Archromobater, Alcaligenes, Enterobater,… và cả nhóm Gram (+) như 
Bacillus, Micrococcus. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp lipase bởi cá vi 
khuẩn trên là 20­210C. Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, nhìn chung tính xúc tác của 

enzyme giảm. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã chứng minh rằng vài loại lipase trong 
sữa có thể hoạt động ở nhiệt độ rất thấp, ngay cả ở 00C. Bên cạnh đó, các lipase ngoại 
bào từ vi sinh vật là nhưng enzyme bền nhiệt. Quá trình thanh trùng sữa đôi khi không 
ức chế được hoàn toàn hoạt tính của chúng. Cụ thể như để giảm 90% hoạt tính lipase 
của một số loài vi sinh vật thuộc giống Pseudomonas, quá trình thanh trùng sữa ở 740C 
cần diễn ra trong thời gian tối thiểu là 54 phút; còn ở 1300C, thời gian xử lý nhiệt tối 
thiểu là 5,3 phút. Chỉ có phương pháp tiệt trùng sữa ở nhiệt độ cao trong khoảng thời 
gian xác định mới ức chế được hoàn toàn hoạt tích nhóm enzyme lipase.
Việc thủy phân chất béo, giải phóng các acid béo tự do, đặc biệt là các acid béo có 
phân tử lượng thấp như acid butyric, acid caproic… làm cho sữa có mùi ôi khét. Thông 
qua hàm lượng các acid béo tự do có trong sữa, ta có thể đánh giá mức độ quá trình thủy 
phân chất béo. Sữa tươi được xem là có hàm lượng chất béo tốt khi chỉ số acid không 
lớn hơn 0,5­0,8 meq/100g chất béo.
2.1.2.2Oxy hóa chất béo

22


Các acid béo không bảo hòa có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại vị trí các nối đôi 
trong phân tử của chúng. Kết quả của quá trình oxy hóa này là sẽ tạo ra các 
hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại:

Các phản ứng oxy hóa chất béo không bảo hòa càng được tăng cường khi có mặt 
muối sắt và đồng. Ngoài ra, khi để sữa tiếp xúc trực tiếp với ánh sang mặt trời, tốc độ 
phản ứng oxy hóa sẽ diễn ra nhanh hơn.
Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo, ta cần hạn chế hàm lượng oxy hòa tan 
trong sữa bang phương pháp bài khí trước khi bảo quản. Bên cạnh đó, trong quá trình 
bảo quản cần tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời. Ta cũng có thể sử 
dụng các chất chống oxy hóa như dodecyl gallate:

Ngoài ra quá trình thanh trùng sữa ở nhiệt độ trên 800C cũng hạn chế được quá 
trình oxy hóa chất béo.
2.1.2.3Thủy phân protein (proteolysis)
Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzyme protease. Các sản phẩm 
thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ thủy phân và có thể là các polypeptide với phân tử 
lương khác nhau, peptid hoăc acid amin. Một số peptid mạch ngắn làm cho sữa có vị 
đắng.
Một trong số những enzyme protease quan trọng do tuyến vú tiết ra là protease 
kiềm. Cơ chất xúc tác của nó thường là các β­casein. Quá trình thủy phân làm tăng hàm 
lượng γ­casein có trong sữa.
23


Tuy nhiên, chính các protease do vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra (chủ yếu là 
nhóm các vi khuẩn cận ưa lạnh) mới gây nên sự biến đổi sâu sắc về thành phần protein 
lẫn mùi vị của sữa. Theo kết quả nghiên cứu trước đây, một số vi khuẩn như 
Pseudomonas fluorescens có thể sinh tổng hợp protease ở nhiệt độ rất thấp (30C). Các 
enzyme này có pH tối ưu là 7­8, nhiệt độ tối ưu trong khoảng 40­500C. Tuy nhiên, chúng 
vẫn hoạt động ở giá trị pH và nhiệt độ thấp. Khả năng bền nhiệt của các protease này 
còn cao hơn cả lipase. Ở 1500C cần đên 10s để vô hoạt được chúng. Chính vì thế, trong 
sữa tươi thanh trùng hoặc tiệt trùng UHT, đôi khi người ta vẫn phát hiện thấy hoạt tích 
protease.
Mức độ thủy phân protein càng nhiều thì mùi vị của sữa càng bị biến đổi. Thực tế 
cho thấy khi hàm lượng vi sinh vật nhiễm trong sữa từ 10.000.000 tế bào/ml hoặc cao 
hơn, quá trình thủy phân protein sẽ được tăng cường. Đặt biệt nếu sử dụng sữa để sản 
xuất phomai, việc thủy phân protein làm giảm casein trong sữa nguyên liệu, từ đó làm 
giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm trong quá trình đông tụ và ảnh hưởng đến hiệu quả 
kinh tế của nhà máy. Để tránh các hiện tượng trên, ta cần xử lý nhiệt để vô hoạt các 
enzyme và tiêu diệt hệ vi sinh vật nhiễm vào sữa.
2.1.2.4Phân hủy các acid amin

Các phản ứng phân hủy acid amin thường gặp là desamin hóa (desamination), 
decarboxyl hóa (decarboxylation)… Sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là 
cetoacid, acid không bảo hòa, khí NH3, CO2… Chúng làm thay đổi sâu sắc thành phần 
hóa học và mùi vị của sữa.
Những yếu tố thúc đẩy phản ứng phân giải acid amin bao gồm sự tiếp xúc của 
sữa với ánh sáng mặt trời, sự có mặt của oxy trong sữa, bảo quản sữa ở nhiệt độ cao… 
Ta cần khống chế các yếu tố trên khi bảo quản nguyên liệu.
2.1.2.5 Các biến đổi hoác học và hóa sinh khác liên quan đến sự trao đổi chất của 

hệ vi sinh vật trong sữa.

Các vi sinh vật khác nhau có thể có những con đường trao đổi chất khác nhau 
nhưng đều nhằm phục vụ cho sự tồn tại và sinh trưởng của chúng trong môi trường 
sữa.
Ta thử xét vài ví dụ:
­

Đối với nhóm vi khuẩn lactic, để sinh tổng hợp ATP, một số loài có thể 
chuyển hóa đường lactose thành acid lactic theo chu trình đường phân. 
Nhiều sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ của quá trình này xuất hiện 
trong sữa như acetaldehyde, diacetyl, aceton, các acid hữu cơ…

­

Đối với nhóm vi khuẩn propionic, trong quá trình tổng hợp năng lượng, 
chúng chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetid, khí CO2… và 
nhiều sản phẩm phụ khác.

2.1.3 Các biến đổi vật lý và phương pháp hạn chế các biến đổi.
Một số chỉ tiêu vật lý như tỷ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ 

thuộc vào nhiệt độ. Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp các chỉ tiêu trên sẽ thay đổi chút 
24


khi ta so sánh với sữa vừa thu hoạch từ cơ thể bò mẹ. Nhìn chung, các biến đổi vật lý 
của sữa trong quá trình bảo quản là không đáng kể.
2.1.4 Các biến đổi hóa lý
2.1.4.1Sự thay đổi cấu trúc micelle.
Như ta đã biết, cấu trúc micelle của sữa chủ yếu do các casein cùng 2 nguyên tố vô 
cơ ( calci và phosphore) tạo nên.
Theo Luquet (1985), khi ta giảm nhiệt độ sữa, hàm lượng β­casein trong micelle 
cũng sẽ bị giảm. Đó là do một số phân tử β­casein thoát ra khỏi casein và hòa tan hoàn 
toàn trong sữa.
Những kết quả tương tự như trên cũng được tìm thấy đối với calci và phosphore. 
Ví dụ : tiến hành làm lạnh nhanh sữa từ 200C xuống 30C, ta tìm thấy hàm lượng calci 
trong micelle giảm từ 7­10% hàm lượng phosphore giảm từ 3­4% so với giá trị ban đầu 
trước khi làm lạnh.
Như vậy, một số phân tử casein, ion calci, phosphate thoát ra khỏi micelle dưới tác 
dụng của nhiệt độ thấp sẽ làm giảm kích thước micelle trong sữa. Song song đó, mức 
độ hydrate hóa của các micelle sẽ tăng. Trạng thái keo của micelle sẽ trở nên bền hơn.
Tuy nhiên, sự giảm kích thước micelle và sự giảm hàm lượng phosphate calci 
trong micelle sẽ gây những khó khăn nhất định trong quá trình sản xuất một số loại phô 
mai.
2.1.4.2Sự thay đổi hệ nhủ tương
Các giọt dầu béo trong sữa có đường kính thông thường từ 2­10μm và được bao 
bọc bên ngoài bởi một màng (membrane) có các gốc ưa nước với mục đích ổn định hệ 
nhủ tương trong sữa. Theo Luquet (1985), trong thành phần cấu tạo màng có một số 
triglyceride ở trạng thái kết tinh ngay cả khi ta bảo quản sữa ở nhiệt độ bình thường. 
Cấu trúc và thành phần của màng bảo vệ này rất phức tạp mà ngày nay người ta vẫn 
chưa hiểu hết về nó.

Các acid béo khác nhau sẽ có nhiệt độ đông đặt khác nhau. Khi ta giảm nhiệt độ 
sữa, sự kết tinh của các triglyceride sẽ được tăng cương. Nếu quá trình làm lạnh sữa 
được diễn ra nhanh chóng sẽ làm xuát hiện các tinh thể chất béo với cấu trúc nhỏ và 
chúng không làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ giọt béo. Ngược lại, nếu quá 
trình làm lạnh diễn ra chậm (từ 20 phút trở lên) sẽ xuất hiện các tinh thể lớn và chúng 
sẽ làm các membrane bị rách, nứt.
Triglyceride cũng có thể thoát ra khỏi các hạt cầu béo và tập trung lại với nhau 
hoặc đóng vai trò chất kết dính các hạt béo tạo thành một lớp chát béo trên bề mặt sữa. 
Trường hợp này thường xảy ra nếu sữa tươi sau thu hoạch không được xử lý đồng hóa.
Các tác động cơ học như sụ khuấy trộn với tốc độ quá cao có thể sẽ làm thay đổi 
cấu trúc màng bảo vệ các giọt béo trong sữa. Các va chạm cơ học sẽ làm cho một số 
phospholipid trong menbrane thoát ra khỏi giọt cầu béo, từ đó làm triglyceride dễ tách 

25