BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN TÍNH CHẤT CÔNG NGHỆ CỦA SỮA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG GVHD Phạm Hồng Hiếu Th ành viên nh óm 1.........................................................................................................
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN TÍNH CHẤT CƠNG NGHỆ CỦA SỮA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG GVHD:Phạm Hồng Hiếu Th ành viên nh óm 11: Phạm Thị Thúy Giang Nguyễn Thị Minh Xuyến 16081691 16078721 HỌC KỲ II - NĂM HỌC 2017 – 2018 M ỤC L ỤC Trang Chương I Giới thiệu B ảng 1.1 Thành phần hóa học số loại sữa Chương II Tính chất cơng nghệ sữa ứng dụng chế biến sữa tiệt trùng 2.1 Tính chất cơng nghệ sữa 2.1.1 Thành phần 2.1.1.1 Nước 2.1.1.2 Chất khô B ảng 2.1 Thành phần vitamine s ữa B ảng 2.2 Thành phần chất khoáng Bảng 2.3.Một số hoạt động vi sinh vật môi trường sữa 2.1.1.3 Sự tác động nhiệt độ lên thành phần sữa 2.1.2 Tính chất sữa 2.1.2.1 Tính chất vật lý 2.1.2.2 Tính chất hóa học B ảng 2.4 Mối tương quan nhiệt độ bảo quản Fa3 kháng thể 2.1.3 Giá trị dinh dưỡng sữa 2.2 Ứng dụng chế biến s ữa tiệt trùng 2.2.1 Tổng quan sản phẩm 2.2.2 Sản phẩm sữa tiệt trùng nước 2.2.3 Nguyên liệu sản xuất sữa tiệt trùng UHT B ảng 2.5 Chỉ tiêu chất lượng nước B ảng 2.6 Chỉ tiêu hóa lý hương liệu B ảng 2.7 Chỉ tiêu vi sinh hương liệu 2.3 Qui trình sản xuất sữa tiệt trùng 2.3.1 Sơ đồ qui trình 2.3.1.1 Sơ đồ tiệt trùng bao H ình 2.1 Sơ đồ qui trình sản xuất sữa tiệt trùng bao 2.3.1.2 Sơ đồ tiệt trùng ngồi bao bì H ình 2.2 Sơ đồ qui tr ình sản xuất ngồi bao bì Chương III Kết luận T ÀI LI ỆU THAM KH ẢO 3 4 4 7 9 9 10 13 13 13 13 16 19 20 24 24 25 25 26 26 28 29 30 I-GIỚI THIỆU: Sữa chất lỏng sinh lý tuyến sữa tổng hợp từ hợp chất có máu,được tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để ni sống động vật non Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho phát triển thể Những chất có khả đồng hóa cao từ lâu người biết sử dụng sữa loại thực phẩm bổ dưỡng cho thể trẻ sơ sinh Trong sữa có số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khống, vitamin, ngồi cịn có chất màu nhiều chất khác Trong chất trừ nước chất bay chế biến chất cịn lại gọi chất khơ sữa Hàm lượng chất khô sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa, chất khơ sữa nhiều giá trị thực phẩm cao, khơng kể đến lipit chất khô sữa gọi chất khô không béo Thành phần hóa học loại sữa khơng giống nhau, chúng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, tuổi, độ lớn vật, loài, giống nhiều yếu tố khác Bảng phân tích thành phần hóa học sữa từ loại động vật khác dùng làm thực phẩm Bảng 1.1 Thành phần hóa học số loại sữa Tổng chất khô(%) Béo Protein Casein Lactose (%) (%) (%) (%) Bò 12.60 3.80 3.35 2.78 4.75 Dê 13.18 4.24 3.70 2.80 4.51 Cừu 17.00 5.30 6.30 4.60 4.60 Sữa tươi là loại sữa động vật (bò sữa, dê, cừu ) dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến qua sơ chế chưa tiệt trùng hay khử trùng triệt để thiết bị xử lý nhiệt vi lọc hay nói cách khác, sữa tươi sữa nước sau thu gom qua công đoạn tiệt trùng sơ qua đưa ra sử dụng, sữa tươi bảo quản vận chuyển điều kiện lạnh trước sử dụng Sữa tươi chưa vượt nhiệt độ 40 độ C, nghĩa gần với nhiệt độ cơ thể vật Việc tiêu thụ sữa tươi hạn chế các đô thị phương Tây, sau người ta khử trùng bằng phương pháp Pasteur trong năm 1864, vùng nông thôn và đặc biệt vùng thảo nguyên, đồng cỏ chăn thả hoặc trang trại chăn ni bị sữa việc tiêu thụ khơng hạn chế nhiều -Sữa tươi dạng lỏng, nhớt có màu trắng đục hay vàng nhạt, có mùi thơm đặc trưng, vị -Tỷ trọng sữa biến thiên từ 1.028 – 1.038 (g/l) -pH biến thiên từ 6.5 - 6.8 -Độ acid từ 0.14 – 0.18% acid lactic -Độ nhớt sữa : 2.0cP 20oC II- TÍNH CHẤT CƠNG NGHỆ CỦA SỮA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG: 2.1.TÍNH CHẤT CƠNG NGHỆ CỦA SỮA: 2.1.1.Thành phần Trong bảng 1.1 cho thấy, sữa loại động vật khác có hàm lượng thành phần hóa học khác Sữa cừu có hàm lượng protein chất béo cao nhất, tiếp sữa trâu Căn vào thành phần hóa học mùi vị để người ta sản xuất sản phẩm sữa đặc trưng từ loại sữa đó, ví dụ sữa chua kumis từ sữa dê… Tuy nhiên, phổ biến giới, có Việt Nam, sữa bị Vì vậy, nội dung đề cập đến sữa bò gọi đơn giản sữa 2.1.1.1 Nước a) Nước tự Nước tự chiếm 96,49% số lượng nước có sữa Nước tự có ý nghĩa quan trọng việc sản xuất sản phẩm sữa tính chất lí hóa phát triển vi sinh vật Lượng nước tách phương pháp sấy đặc, khơng có liên kết hóa học với chất khơ b) Nước liên kết Nước liên kết có ít, khoảng 3,44%, vi sinh vật phát triển nước liên kết hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào thành phần phần trăm hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit Nước liên kết thường gắn với nhóm như: -NH3, -COOH, OH, =NH, -CO-NH-,… Hàm lượng nước liên kết sản phẩm sữa khác Nước liên kết đóng băng nhiệt độ nhỏ oC, khơng hịa tan muối, đường 2.1.1.2 Chất khô Chất khô sữa bao gồm tất chất cịn lại, trừ nước xác định hàm lượng chất khô sau sấy sữa đến nhiệt độ không đổi a) Lipid Chất béo thành phần quan trọng sữa Hàm lượng chất béo sữa thay đổi phạm vi rộng Có loại sữa béo, khoảng 3g 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g 100ml sữa Đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3.9% Lipid thành phần quan trọng sữa Về mặt dinh dưỡng, lipid có độ sinh lượng cao (1g chất béo cho 9,3 kcal) Trong chất béo sữa có 98% - 99% triglyceride 1% -2% photpholipid, caroten, vitamin tan chất béo: A, D, E Các cầu sữa có đường kính từ 0.1μm - 20μm, bao bọc màng protein photpholipid, ngăn không cho chúng kết hợp với không bị phá hủy enzyme Trong thành phần cầu sữa có acid béo hịa tan chất béo acid béo hòa tan nước Chất béo sữa tồn sữa dạng huyền phù, bao gồm cầu sữa 1ml sữa có khoảng 3000 – 4000 triệu cầu mỡ Khi để yên thời gian, chúng lên bề mặt sữa, tạo thành lớp váng sữa có màu trắng ngà Kích thước cầu sữa ảnh hưởng đến việc tách béo ly tâm Cầu sữa có kích thước lớn dễ dàng tách khỏi khối sữa nhờ lực ly tâm Steroit gồm hai thành phần sterol sterit Sterol có cholesterol ergosterol Dưới tác dụng tia cực tím cholesterol biến thành vitamin D ergosterol biến thành vitamin D2 Sterit este acid béo b) Protein Nhóm hợp chất hữu quan trọng sữa protein Hàm lượng protein loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm giới hạn 3.0-4.6% Riêng sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5% Các protein sữa protein hoàn thiện Trong thành phần protein sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, có đầy đủ acid amin khơng thay như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan lyzin Protein sữa loại protein hoàn thiện bao gồm hầu hết loại acid amine, loại acid amine thay Trong protit gồm có: casein, albumin globulin Trong sữa non, lượng albumin globulin cao nên gặp nhiệt độ cao dễ bị kết tủa - Casein Casein sữa thuộc nhóm phosphor protein, khác với loại protein khác có chứa phosphor phân tử Casein có màu trắng hồng khơng mùi vị, khơng hịa tan rượu ete Casein bao gồm canxi phosphate đầu carbon háo nước k-casein tiểu thạt keo trì cấu trúc ổn định hạt keo Nếu k-casein bị chia cắt (do enzyme rennet) hạt keo tính hịa tan Hạt keo mang điện tích âm, lớp nước liên kết xung quanh hạt keo giúp cho hạt keo ổn định, lớp nước đi, casein kết tủa Ở nhiệt độ thấp, calcium hydroxyphosphate tách khỏi hạt keo hòa tan, tương tác kỵ nước bị yếu nhiệt độ giảm Điều làm sữa khó dản xuất phơ mai, thời gian tác dụng rennet kéo dài cục đông mềm Beta-casein kỵ nước, đễ bị thủy phân sau tách khỏi hạt keo casein Thủy phân beta-casein tạo gamma-casein proteose-pepton, làm sản lượng phơ mai giảm hình thành peptid gây đắng, mùi khó chịu Khi sữa tươi hay sữa trùng bảo quản lạnh, gia nhiệt 62-65 oC khoảng 20 giây, beta-casein calcium hydroxyphosphate trở lại hạt keo phục hồi phần tính chất sữa - Albumin Trong phân tử albumin khơng có phosphor Trong sữa, albumin có ít, khoảng 0,4%-0,6% Albumin loại đạm hồn thiện có đầy đủ loại acid amine, dễ tiêu hóa gấp lần albumin trứng gà.trong sữa albumin dạng hịa tan, khơng kết tủa điểm đẳng điện, đun nhiệt độ 60 oC albumin bắt đầu kết tủa kết tủa khả hịa tan nước, cần ý đặc, trùng - Globulin Trong sữa, hàm lượng globulin có ít, khoảng 0,2%, có nhiều sữa non (8%-15%) Globulin giữ vai trị quan trọng việc ni dưỡng trẻ sơ sinh có tính chất kháng trùng cao Globulin tự quyện đun tới nhiệt độ 70-75 oC môi trườn acid yếu c) Đường sữa Lactose chiếm vị trí hàng đầu glucid sữa Lactose tồn hai dạng, tự liên kết với protein glucid khác Tỷ lệ lactose tự do/ lactose liên kết 8/1 Độ Lactose Saccharose 30 lần, nên sữa có vị lợ Đường lactose dễ bị lên men tác dụng vi khuẩn để tạo sản phẩm khác Đặc biệt trình tạo thành acid lactic sản xuất sữa lên men C12H22O11.H2O 4CH3CHOH – COOH d) Muối Hàm lượng muối sữa không nhiều, khoảng 0,7%-0,8% có vị trí quan trọng thể sinh vật Do sữa có mặt cation K +, Na+, Mg+, Ca+, anion acid phosphoric, limonic, clohydric nên sữa có nhiều loại muối khác nhau: -Muối clorua: KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2,… -Muối phosphate: KH2PO4, NaH2PO4, K2HPO4, Na2HPO4,… -Muối citrate: K2(C6H6O7), Na2(C6H6O7), Ca3(C6H6O7)2,… Trong muối trên, muối canxi có ý nghĩa lớn người, đặc biệt trẻ em, muối canxi tồn sữa dạng dễ hấp thu Muối canxi có ý nghĩa quan trọng chế biến sản phẩm sữa, sữa có hàm lượng canxi thấp, sữa không bị đông tụ đông tụ chậm; ngược lại, sữa có hàm lượng canxi cao bị đơng tụ rennin nhanh Các muối acid limonic đặc biệt có ý nghĩa tạo thành chất thơm sản phẩm sữa lên men, loại bơ Nhiệt độ cao làm thay đổi thành phần muối sữa, cặn muối không tan sữa với protein (chủ yếu protein albumin globulin) bị kết tủa bề mặt đun nóng thiết bị, tạo thành “đá sữa” làm giảm khả truyền nhiệt, gây khó khăn cho việc làm thiết bị e) Các vitamine Vitamine giữ vị trí quan trọng việc ni dưỡng thể người động vật Nó tham gia vào trình đồng hóa chất, thiếu vitamine gây số bệnh như: tê liệt, mù, bệnh da… Trong sữa có hầu hết loại vitamine: -Vitamine tan chất béo: A, D, E, K -Vitamine tan nước: B2, B6, B12, C, PP, H Với chế độ gia nhiệt trình trùng sữa, vitamin B 1, B6, B12, C bị ảnh hưởng mức nhiệt độ khác Khi trùng, vitamine C giảm 10-17%, qua tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature – Nhiệt độ cao) hao hụt tương ứng 30%; vitamine B 1, B6, B12 giảm 20%, vitamine M giảm 30% Để thành phần vitamine cân đối hơn, người ta bổ sung them số loại vitamine cần thiết trình chế biến sản phẩm sữa Bảng 2.1.Thành phần vitamine sữa Loại vitamine Hàm lượng (mg/l) A 0,3 D 0,001 E 1,4 B1 0,4 B2 1,7 B6 0,5 B12 0,005 B3 B5 C 20 f) Chất khoáng Người ta quy ước chất khoáng sữa hàm lượng tro, bao gồm nguyên tố: Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As,… nguyên tố có tỷ lệ thành phần nhỏ sữa (vi lượng) lại đóng vai trị quan trọng việc tạo thành sữa tạo chất lượng sản phẩm sữa, cung cấp dinh dưỡng cho thể làm việc, tạo hệ miễn dịch,… Bảng 2.2.Thành phần chất khoáng Thành phần Kim loại Phi kim K Ca Na Mg Zn Al Fe Cu Mo Mn Ni P Cl S Si Br Bo F I Đơn vị mg/l mg/l mg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l μg/l Hàm lượng 1500 1200 500 120 4000 500 400 120 60 30 25 3000 1000 100 1500 1000 200 150 60 g) Các enzyme Trong sữa có chứa enzyme thường gặp tự nhiên, chúng có mặt tuyến sữa, từ vi sinh vật có khơng khí từ nhiều nguồn gốc khác Trong trình chế biến trùng sữa, người ta quan tâm nhiều đến số enzyme sau: -Lipase: Lipase từ tuyến sữa Khi tuyến sữa làm việc bình thường lipaza khơng đáng kể, số lượng gia tăng vào cuối giai đoạn cho sữa Lipase phân giải chất béo thành glycerol acid béo tự do, gây mùi chua Lipaza hịa tan tốt chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cầu sữa nên chế độ trùng tức thời 72-75 oC không đủ để phá hủy lipase Đây nguyên nhân hỏng sản phẩm sữa -Catalase: Có thể gia tăng hoạt động vi sinh vật, sữa bình thường chứa catalase, sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú hàm lượng catalase thường cao, enzyme bị phá hủy nhiệt độ 75oC sau 60s -Phosphatase: phosphataza có tuyến sữa, phosphatase kiềm bị phá hủy hoàn toàn chế độ trùng 65 oC 30 phút 80oC tức thời Người ta sử dụng tình chất để kiểm tra hiệu trùng sữa Phosphotase phân giải ester acid phosphoric thành acid phosphoric cồn, xác định cách cho thêm ester acid phosphoric tác nhân thay đổi màu phản ứng với cồn tự Phosphatse test phải thực sau xử lý nhiệt, không sữa phải làm lạnh đến < 5oC giữ nhiệt độ đến phân tích, phải phân tích ngày, enzyme tái hoạt, đặc biệt kem -Protease: gồm có protease tuyến sữa protease vi khuẩn Protease tuyến sữa có hoạt tính tương tự tripsin, điều kiện tối ưu cho enzyme hoạt động môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37-42oC, bị phá hủy hoàn toàn 75oC Protease vi khuẩn tổng hợp từ vi khuẩn sữa Các vi khuẩn xâm nhập từ khơng khí người đưa vào sản xuất sản phẩm sữa chua, phomat… Một số enzyme sữa bắt đầu bị vô hoạt nhiệt độ từ 55 oC, nhiệt độ cao 90oC enzyme bắt đầu bị phá hủy hoàn toàn h) Các chất khí có sữa Lượng chất khí hịa tan sữa khoảng 700ml/lít, CO2 chiếm 50-70%, O2 chiếm 5-10% 20-30% N2, sữa vắt chiếm lượng lớn khí, sau giảm dần đạt giá trị bình thường Trong số khí, oxy khí có ảnh hưởng xấu đến sữa làm thúc đẩy q trình oxy hóa i ) Hệ vi sinh vật sữa Hệ vi sinh vật sữa bao gồm vi khuẩn, nấm mốc nấm men -Vi khuẩn: có kích thước từ 0,5-5μm, có nhiều loại vi khuẩn sữa như: Coccus, Bacterium, Lactic Phân biệt số loại vi khuẩn: Psychrotrophic (cold-tolerant) bacteria: vi khuẩn đề kháng lạnh, bao gồm vi khuẩn ưa lạnh hay ưa ẩm phát triển nhiệt độ