Công nghệ sản xuất yagourt

ng như: Bến Tre, Cần Thơ… Mỗi ngày các nơng trại nuơi bị sữa cĩ thể cung cấp hàng triệu lít sữa cho các nhà máy, xí nghiệp. Bị cho sữa đều đặng mỗi ngày nên ta cĩ thể thu hoạch sữa bị liên tục 365 ngày một năm. 1.2. Giới thiệu sơ lược về nguyên liệu sữa bị: 1.2.1. Sơ lược về sữa bị: Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất cĩ trong máu. Sữa cĩ đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Những chất này cĩ khả năng đồng hĩa cao. Vì vậy, từ lâu con người đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ sơ sinh. Trong sữa cĩ một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khống, vitamin. Ngồi ra, cịn cĩ chất màu và nhiều chất khác. Trong các chất trên, trừ nước và những chất bay hơi khi chế biến thì những chất cịn lại gọi là chất khơ của sữa. Hàm lượng chất khơ của sữa khoảng 10-20% tùy theo loại sữa. Chất khơ của sữa càng nhiều thì giá trị thực phẩm càng cao, nếu khơng kể đến lipit thì chất khơ trong sữa gọi là chất khơ khơng béo. Thành phần hĩa học của các loại sữa khơng giống nhau. Chúng luơn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuơi, sức khỏe, tuổi, độ lớn của con vật, lồi, giống và nhiều yếu tố khác. Bảng 1.1 Thành phần hĩa học của sữa từ các loại động vật khác nhau: Tổng chất khơ(%) Béo (%) Protein (%) Casein (%) Lactose (%) Bị 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 1.2.2. Tính chất vật lý của sữa bị tươi: Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khống trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng b-Caroten cĩ trong chất béo của sữa. Sữa bị thường cĩ màu từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy (sữa đã được tách béo – skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bị cĩ mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa tươi cĩ giá trị pH trung bình là 6,6. Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhĩm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hĩa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của sữa càng thấp. Tỷ trọng 1.028 – 1.038 (g/l) pH 6.5 – 6.8 Tỷ nhiệt 0.93 Điểm đơng -0.550C Nhiệt độ sơi 100.20C Chỉ số khúc xạ ở 200C 1.35 Độ nhớt 1.7 – 2.5cp Độ acid được tính bằng độ Dornic – 0D 16 – 18 ( Decigram acid lactic/ lít sữa) 1.2.3. Thành phần hĩa học của sữa bị tươi: Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo. Ngồi ra, sữa cịn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamine, hormone, các chất màu và khí. Hàm lượng các chất trong sữa cĩ thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuơi, tình trạng sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuơi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết…). Bảng 1.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bị (% khối lượng) Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình Nước Tổng các chất khơ: Lactose Protein Chất béo Khống 85,5 ¸ 89,5 10,5 ¸ 14,5 3,6 ¸ 5,5 2,9 ¸ 5,0 2,5 ¸ 6,0 0,6 ¸ 0,9 87,5 13,0 4,8 3,4 3,9 0,8 1.2.3.1. Nước : là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đĩng vai trị quan trọng, là dung mơi hịa tan các chất hữu cơ và vơ cơ, là mơi trường cho các phản ứng sinh hĩa. Hàm lượng nước trong sữa chiếm 87%. Phần lớn lượng nước trong sữa cĩ thể thốt ra ngồi khi đun nĩng. Người ta làm bay hơi nước ở sữa để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và bảo quản hơn sữa tươi. 1.2.3.2. Tổng các chất khơ: được hiểu là hàm lượng các chất cịn lại trong sữa sau quá trình bài khí và làm bốc hơi tồn bộ lượng nước (dạng khơng liên kết) cĩ trong sữa. Đại lượng này thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm (%) khối lượng. Chất khơ khơng béo là hiệu số giữa tổng các chất khơ (TS) và hàm lượng chất béo trong sữa. Từ bảng 1.1, ta suy ra giá trị trung bình của hàm lượng chất khơ khơng béo trong sữa bị là 13,0 – 3,9 = 9,1%. Đường lactose: lactose là một disaccharid do một phân tử glucose và một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành. Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng : Dạng a-lactose monohydrate: C12H22O11.H2O . Dạng b-lactose khan: C12H22O11 . Tỷ lệ hàm lượng giữa a-lactose monohydrate và b-lactose khan trong sữa phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa. Chỉ cĩ sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên. Ngồi lactose, trong sữa bị cịn cĩ glucose (hàm lượng trung bình 70mg/l), galactose (20mg/l) và các hợp chất glucid chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine, acid N-acetyl neuraminic...Tuy nhiên, hàm lượng của chúng rất thấp, chỉ ở dạng vết. Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành sản phẩm caramen. Vì vậy khi khử trùng sữa, một phần lactose bị caramen hĩa nên màu của sữa đã khử trùng thường sẫm hơn sữa chưa khử trùng, đồng thời lactose cịn cĩ thể kết hợp với các nhĩm amin của protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin cĩ màu sẫm. Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi là quá trình lên men lactic. Dưới tác dụng của vi khuẩn propionic, acid lactic cĩ thể chuyển hĩa thành acid propionic, acid acetic và khí cacbonic. Phản ứng này là cơ sở của quá trình chế biến một số loại phơmai. Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất các sản phẩm chế biến của sữa như sữa chua, phơmai… Các hợp chất cĩ chứa nitơ: Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bị (100%) Protein (95%) Các hợp chất chứa nitơ phi protein (5%): Acid amin tự do Nucleotide Ure Acid uric Protein hịa tan (15¸25%): b-lactoglobulin a-lactalbumin Proteose-peptone Serum-albumin Immunoglobulin Phân đọan protein hịa tan (khơng đơng tụ ở pH = 4.6) Casein (75¸85%) as-casein b-casein k-casein g-casein Phân đoạn protein trong micelle (đơng tụ ở pH = 4.6) Hình 1.3. Sơ đồ thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa Nhĩm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Các protein của sữa là những protein hồn thiện. Trong thành phần protein của sữa cĩ tới 18 loại axit amin khác nhau, trong đĩ cĩ đầy đủ 8 axit amin khơng thay thế được là Valine, Leucin, Isoleucin, Methyonine, Treonine, Phenyalanine, Triptophan và Lyzine. Trong sữa cĩ 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 75¸85%, a-lactalbumin chiếm khoảng 12% và b-lactoglobulin chiếm khoảng 6% trong tồn bộ lượng protein trong sữa và cịn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng khơng đáng kể. - Casein: Là thành phần protein chủ yếu cĩ trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần cịn lại là các loại casein và khống (gồm calci, magie, phosphate và citrate). Trong sữa cĩ các loại casein khác nhau như: as-casein, b-casein, k-casein, g-casein. as-casein và b-casein khơng tan trong sữa tươi. Các protein này chứa nhĩm photphate (trong đĩ photpho chiếm khoảng 0,8% trong tồn casein) và nhĩm photphate này kết hợp với ion Ca2+. Sự trung hịa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa as-casein và b-casein kết khối và kết tủa. - Protein hịa tan gồm : b-lactoglobulin, a-lactalbumin, peptone-proteose, immunoglobulin. Ngồi ra, trong sữa cịn cĩ các protein màng. Hàm lượng của chúng rất thấp. Màng protein tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt béo, gĩp phần làm ổn định hệ nhũ tương trong sữa. a-lactalbumin: cịn gọi là albumin của sữa. Hàm lượng a-lactalbumin trong sữa khơng nhiều, khoảng 0,5-1,0% tùy theo từng loại sữa. Trong sữa non cĩ nhiều a-lactalbumin hơn trong sữa thường. Khác với casein, a-lactalbumin ở trong sữa dưới dạng hịa tan. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao a-lactalbumin bị đơng tụ. Trong mơi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đơng tụ nhanh hơn. Các enzym làm đơng tụ casein khơng cĩ khả năng làm đơng tụ a-lactalbumin. Sau khi đơng tụ, a-lactalbumin mất khả năng hịa tan lại trong nước, nĩ chỉ cĩ thể hịa tan lại trong một vài loại dung mơi. b-lactoglobulin : cịn gọi là globulin của sữa. Hàm lượng b-lactoglobulin ở trong sữa khoảng 0,1-0,2% tùy từng loại sữa. b-lactoglobulin cũng cĩ nhiều trong sữa non dưới dạng hịa tan. Nĩ cũng bị đơng tụ khi nhiệt độ tăng và khơng bị đơng tụ dưới tác dụng của enzym làm đơng tụ casein. Sau khi bị đơng tụ, b-lactoglobulin cũng mất khả năng hịa tan lại trong nước. 1.2.3.3. Enzym : Là những chất xúc tác phản ứng, cĩ bản chất là protein. Sự cĩ mặt của các enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hĩa học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đĩ là giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa. Tuy nhiên, một số enzym cĩ trong sữa như lactoperoxydase, lysozym cĩ vai trị 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 enzym cĩ trong sữa càng đa dạng và họat tính enzym sẽ càng cao. Lactoperoxydase: enzym này luơn cĩ trong sữa động vật, nĩ do tuyến vú tiết ra. Enzym xúc tác phản ứng chuyển hĩa oxy từ hydrogen peroxyde (H2O2) đến các chất oxy hĩa khác. Enzym cĩ pH tối thích là 6,8. Trong sữa non, hàm lượng enzym thường cao hơn. Khi đun nĩng sữa đến 80oC trong vài giây, lactoperoxydase sẽ bị vơ hoạt. Catalase: được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo. Enzym này xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxydase thành nước và oxy tự do. Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh chứa một lượng catalase rất thấp. Sữa nhiễm vi sinh vật thường cĩ họat tính catalase rất cao. Catalase bị vơ hoạt ở 75oC sau thời gian 1 phút hoặc vơ hoạt ở 65-68oC sau 30phút. Lipase: người ta tìm thấy một hệ enzym lipase trong sữa bị. Chúng xúc tác thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phĩng ra các acid béo tự do. Sự thủy phân triglycerid làm tích lũy các acid béo tự do trong sữa. Quá trình phân giải tiếp các acid béo này làm cho sữa cĩ mùi ơi khét và mùi kim loại. Phosphatase: Các phosphatase tìm thấy trong sữa chủ yếu thuộc về nhĩm phosphomonoesterase. Chúng xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa acid phosphoric và glycerin. Cĩ hai dạng phosphomonoesterase trong sữa : phosphatase kiềm và phosphatase acid. Phosphatase kiềm: cĩ pH tối thích là 9,6. Một trong những tính chất đặc trưng của phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hĩa của nĩ. Sau quá trình thanh trùng, nếu ta kiểm tra ngay mẫu sữa thì khơng phát hiện thấy hoạt tính phosphatase kiềm. Tuy nhiên, sau một thời gian bảo quản, trong sữa sẽ xuất hiện trở lại hoạt tính enzym này. Người ta gọi đây là hiện tượng tái hoạt hĩa của phosphatase kiềm và đến nay vẫn chưa tìm được lời giải thích rõ ràng về hiện tượng này. Để tránh hiện tượng hoạt hĩa của phosphatase kiềm, ta cần làm lạnh nhanh sữa sau quá trình thanh trùng và bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp (2oC). Một số nghiên cứu cho rằng, sự cĩ mặt của ion Ca2+ và Mg2+ thúc đẩy quá trình tái hoạt hĩa enzym, ngược lại, các ion Co2+, Cu2+ và Ni2+ lại kìm hãm hiện tượng này. Phosphatase acid: enzym này cĩ pH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt nhất trong sữa. Để vơ hoạt nĩ hồn tồn, ta cần gia nhiệt sữa đến 96oC và giữ ở nhiệt độ này trong thời gian tối thiểu là 5 phút. Phosphatase acid bị vơ hoạt bởi NaF. Lysozym: là một glucosaminidase (hay muramidase) cĩ phân tử lượng khoảng 14000¸18000Da và là một enzym bền nhiệt. Lysozym xúc tác phản ứng thủy phân liên kết b giữa acid muramic và glucosamine của mucopolysaccharide trong màng tế bào vi khuẩn, từ đĩ gây phân hủy tế bào. Lysozym trong sữa bị hoạt động ở pH tối thích là 7,9. Hàm lượng lysozym trong sữa bị trung bình là 130mg/l, khoảng 3000lần thấp hơn trong sữa người (400mg/l). Protease: theo Humber và Alais (1979) thì cĩ hai loại enzym: protease acid và protease kiềm được tiết ra từ tuyến vú. Chúng thường liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở pH = 4,6. Các enzym protease xúc tác phản ứng thủy phân protein, tạo các sản phẩm như proteose-peptone, peptide và các acid amin tự do. Sản phẩm thủy phân là g-casein và các phân đoạn proteose-peptone cĩ phân tử lượng khác nhau. Các protease acid cĩ trong sữa cĩ pH tối thích là 4,0, cịn protease kiềm hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,5¸8,0. Chúng bị vơ hoạt hồn tồn ở 80oC sau 10 phút. 1.2.3.4. Lipid : Bảng 1.4 Thành phần lipid trong sữa bị Thành phần Hàm lượng (% so với tổng khối lượng lipid) Ghi chú Lipid đơn giản: - Glyceride: triglyceride diglyceride monoglyceride - Cholesteride - Ceride 98,5 95¸96 2¸3 0,1 0,03 0,02 Là ester của acid béo và cholesterol. Là ester của acid béo và rượu cao phân tử. Lipid phức tạp 1,0 Các hợp chất tan trong chất béo: - Cholesterol - Acid béo tự do - Hydrocarbon - Vitamin A, D, E, K 0,5 0,3 0,1 0,1 vết vết Bảng 1.5 Thành phần các acid béo trong sữa Tên acid béo Số nguyên tử C % so với tổng lượng acid béo trong sữa Nhiệt độ nĩng chảy (oC) Trạng thái vật lý ở nhiệt độ phịng Acid bão hịa: A. butyric A. caproic A. caprylic A. capric A. lauric A. myristic A. palmitic A. stearic A. arachidic 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3,0 ¸ 4,5 1,3 ¸ 2,2 0,8 ¸ 2,5 1,8 ¸ 3,8 2,0 ¸ 5,0 7,0 ¸ 11,0 25,0 ¸ 29,0 3,0 ¸ 7,0 0,2 -7,9 -1,5 +16,5 +31,4 +43,6 +53,8 +62,6 +69,3 +75,0 Lỏng Lỏng Lỏng Lỏng/rắn Rắn Rắn Rắn Rắn Rắn Acid khơng bão hịa: A. oleic A. linoleic A. linolenic A. arachidonic 18 18 18 20 30 ¸ 40 2,0 ¸ 3,0 Khơng lớn hơn 1.0 Khơng lớn hơn 1.0 +14,0 -5,0 -5,0 -49,5 Lỏng Lỏng Lỏng Lỏng Hàm lượng các acid béo khơng bão hịa trong sữa được xác định bởi chỉ số iod của chất béo. Chỉ số khúc xạ của sữa thay đổi phụ thuộc vào thành phần định tính và định lượng các acid béo cĩ trong sữa. Đối với sữa bị, chỉ số khúc xạ dao động từ 40¸46. Nếu sữa chứa nhiều acid béo nĩng chảy ở nhiệt độ cao thì lipid sữa sẽ cĩ “cấu trúc cứng”. Ngược lại, sữa chứa nhiều acid béo nĩng chảy ở nhiệt độ thấp thì lipid sữa sẽ cĩ “cấu trúc mềm” hơn. Lipid phức tạp gồm 2 nhĩm chính: - Nhĩm 1: hợp chất với glycerol. - Nhĩm 2: hợp chất với sphingosine (C18H37NO2). Các chất béo trong sữa thường cĩ dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0,1 ¸ 20mm. Trong 1ml sữa cĩ khoảng 10¸15 tỷ hạt cầu béo. Do đĩ, ta cĩ thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước. Các hạt cầu béo được bao bọc bởi một lớp màng lipo-protein tích điện âm. Các màng này cĩ vai trị làm bền hệ nhũ tương trong sữa. Các hạt cầu béo cĩ thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein. Phân tử phospholipid cĩ hai đầu: đầu ưa béo (khơng phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm cầu; đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo. Nếu ta khơng đồng hĩa sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo cĩ xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin. Do tỷ trọng các hạt béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy ac-si-met và tạo nên váng sữa. Khi đĩ trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid; pha dưới cĩ tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hịa tan trong sữa như đường lactose, khống, một số protein... 1.2.3.5. Khống: Hàm lượng chất khống trong sữa dao động từ 8¸10g/L. Các muối trong sữa ở dạng hịa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein). Trong số các nguyên tố khống cĩ trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phosphore và magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần cịn lại tồn tại dưới dạng muối hịa tan trong sữa. Các nguyên tố khống khác như: kali, natri, clo...đĩng vai trị là chất điện ly (electrolyte). Ngồi ra, sữa cịn chứa các nguyên tố khác như: Zn, Fe, I, Cu, Mo...Chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. 1.2.3.6. Vitamin: Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhĩm: - Vitamin hịa tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C… - Vitamin hịa tan trong chất bao gồm: A, D, E, K. Bảng 1.6 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bị Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/L) Vitamin Hàm lượng (mg/L) A D E K 0.2¸2.0 mg/L 0.375¸0.500 mg/L 0.75¸1.00 mg/L B1 B2 B3 B5 B6 0.44 1.75 0.94 3.46 0.5 B12 C Biotine Acid folic 4.3 20 30 2.8 1.2.3.7. Hormone: Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trị quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật. Trong sữa bị, ta cĩ thể tìm thấy nhiều loại hormone. Chúng được chia thành ba nhĩm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride. 1.2.3.8. Các hợp chất khác: Trong sữa bị cịn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2. Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hịa tan, dạng liên kết hĩa học với các chất khác và dạng phân tán. Khí ở dạng hịa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khĩ khăn trong các quy trình chế biến. Do đĩ, sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến. 1.2.3.9. Hệ vi sinh vật và vai trị của chúng trong sữa bị: được chia làm 2 nhĩm Procaryote: nhĩm vi sinh vật procaryote cĩ nhân chưa hồn chỉnh. Vùng nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thơng tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan trọng cho nhĩm procaryote là vi khuẩn. Số lượng vi khuẩn trong sữa bị tươi sau khi vắt cĩ thể dao động từ vài nghìn đến vài triệu khuẩn lạc trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là cĩ chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa khơng lớn hơn 100.000 khuẩn lạc. Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là: vi khuẩn lactic, 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 thống đường ruột của động vật. Để tồn tại trong mơi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp 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 nhĩm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhĩm: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình. Trong cơng nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như: yoghurt, kefir, phơ mai và một số loại bơ, người ta sử dụng các lồi vi khuẩn lactic để thực hiện một số chuyển hố cần thiết. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất cơng 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. Cịn các vi khuẩn lactic cĩ mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những vi sinh vật tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển hố ngồi ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đơng 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, Lactobacillus. Leuconostoc, Bifidobacterium…Chúng gồm các nhĩm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình. Khi thanh trùng sữa ở 80oC, hầu hết cácvi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hố 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 khí làm cho sữa cĩ mùi khĩ chịu. Ở nhiệt độ 75oC trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): chúng dễ bị nhiễm vào sữa. Trong sữa vi khuẩn này chuyển hố đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2…làm thay đổi thành phần hố học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Quá trình thanh trùng sữa khơng thể tiêu diệt được hồn tồn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đĩ, 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 nhĩm động vật nhai lại…Vi khuẩn propionic chuyển hố đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2…làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong cơng nghệ sản xuất một số loại phơ mai như Emmenthal…người ta sử dụng canh trường Propionibacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hổng (mắt phơ mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20 giây. Vi khuẩn gây thối: đĩ là các vi khuẩn cĩ khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong mơi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptide, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục bị phân huỷ tạo NH3, H2S…làm cho sữa cĩ mùi khĩ chịu. Vài giống vi khuẩn gây thối cĩ khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzym này xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm cĩ mùi ơi. Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus… Đáng chú ý hơn cả là lồi Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh tổng hợp bởi lồi vi khuẩn này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chĩng làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngồi hai qua trình thuỷ phân nĩi trên, một số vi khuẩn gây thối cịn tạo khí (CO2, H2…), sinh tổng hợp các acid hữu cơ làm giảm pH sữa và đơng tụ protein. Một số vi khuẩn khác cĩ thể sinh tổng hợp được protease cĩ chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đơng tụ casein trong sữa. Eucaryote: nhĩm VSV này cĩ nhân hồn chỉnh, nằm trong tế bào, nhân được bao bọc bởi màng nhân, bên trong là các nhiễm sắc thể lưu giữ thơng tin di truyền. Hai đại diện của nhĩm này thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi. Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường cĩ hình cầu, oval hoặc hình trứng…Một số lồi nấm men thường gặp trong sữa là Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hanseni,…Một số nấm men cĩ thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hố học trong quá trình bảo quản sữa. Nấm sợi: cĩ dạng hình sợi, phân nhánh. Một số lồi nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Penicillium camemberti, P.roqueforti, P.casei,…Trong số các nấm sợi trên, vài lồi thuộc giống Penicillium được sử dụng trong sản xuất một số loại phơ mai. Việc nhiễm nấm sợi vào sữa gây nhều khĩ khăn trong cơng nghệ chế biến sữa. Tuy nhiên, khác với nhĩm vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt, hầu hết các lồi nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian từ10-15 giây. Vấn đề quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh để tránh hiện tượng tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng. 1.3. Các quá trình sinh hĩa xảy ra trong sữa: Sữa tươi là mơi trường rất thích hợp cho sự xâm nhập và phát triển của các loại vi sinh vật. Do sự phát triển của vi sinh vật nên trong sữa tươi cĩ xảy ra nhiều quá trình sinh hĩa phức tạp, trong đĩ cĩ biến đổi cĩ lợi như sự lên men lactic, nhưng chủ yếu là các quá trình biến đổi cĩ hại, làm giảm chất lượng của sữa và cuối cùng dẫn đến hư hỏng. Một số quá trình biến đổi chủ yếu xảy ra trong bảo quản sữa tươi: Sự lên men lactic (sự lên men chua của sữa): chúng phân giải đường lactose thành nhiều chất phức tạp, chủ yếu là tạo thành acid lactic. Sự lên men lactic được ứng dụng trong việc sản xuất sữa chua.Sự lên men lactic xảy ra chủ yếu do tác động của vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic khơng bền vững dưới tác động của nhiệt độ cao. Khi đun nĩng sữa tới 60-650C trong khoảng 15-30 phút vi khuẩn lactic sẽ bị tiêu diệt. Sự lên men butiric: là quá trình biến đổi khơng cĩ lợi của sữa. Dưới tác dụng của vi khuẩn này, đường lactose và các muối của acid lactic bị lên men tạo thành acid butyric, một số chất khí, một số hợp chất acid… làm giảm chất lượng của sữa. Vi khuẩn butyric hoạt động mạnh ở nhiệt độ khoảng 400C. Sự thối rữa: hiện tượng sữa tươi bị thối rữa là do nhiều loại vi sinh vật phát triển phân hủy các hợp chất protein của sữa thành những sản phẩm cĩ mùi thối khĩ chịu. Ngồi ra, bản thân các loại vi khuẩn gây thối rữa cĩ thể tự tiết ra các chất độc hoặc phân giải protein thành các chất độc làm cho sữa bị nhiễm độc, chất lượng của sữa giảm dần, thậm chí cịn khơng dùng làm thực phẩm được nữa. 1.4. Các phương pháp bảo quản sữa bị tươi: Sữa sau khi vắt, lượng vi sinh vật thay đổi khá nhiều. Bản thân sữa cịn chứa nhiều hệ enzym xúc tác cho các phản ứng sinh hĩa làm giảm giá trị của sữa. Để hạn chế sữa bị giảm chất lượng, người ta tiến hành bảo quản sữa bằng nhiều phương pháp khác nhau ở điều kiện thích hợp như là: Phương pháp vật lý: làm lạnh, đun nĩng. Phương pháp hĩa học: dùng một số hĩa chất để tiêu diệt hoặc ức chế sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Phương pháp sinh học: chủ yếu nhờ quá trình lên men lactic để ức chế sự phát triển của vi sinh vật khác. 1.5. Các chỉ tiêu của chất lượng sữa: Khi đánh giá chất lượng của sữa tươi, người ta thường tiến đánh giá đồng thời các chỉ tiêu như sau: Chỉ tiêu về cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị … Chỉ tiêu lý hĩa: tỷ khối, hàm lượng chất khơ, hàm lượng chất béo, độ acid … Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi sinh vật ( tạp trùng ) trong 1ml sữa, vi trùng gây bệnh, nấm mốc … Chương 2: Tổng quan về chăn nuơi bị sữa ở Việt Nam 2.1.Tình hình chăn nuơi : Sau khi cĩ quyết định 167/2001/QĐ-TTG của thủ tướng chính phủ ngày 26/10/2001 phong trào phát triển bị sữa ở nước ta bước vào giai đoạn mới, tổng đàn bị sữa hàng năm tăng nhanh, tốc độ tăng trung bình giai đoạn 2001-2005 đạt 24,93%. Bảng 2.1. Tăng trưởng đàn bị sữa theo các vùng sinh thái giai đoạn 2001-2005: Khu vực Năm Tăng trưởng BQ gđ 2001-2005(%) Tỷ lệ %/so vĩi cả nước năm 2005 2001 2002 2003 2004 2005 CẢ NƯỚC 41241 55848 79243 95794 104120 24,93 100 Miền Bắc 6170 8216 17885 24151 26308 43,70 25,27 ĐB Sơng Hồng 3543 5040 9033 11424 11975 35,59 11,50 Đơng Bắc 0,00 746 2910 4832 5458 94,13 5,24 Tây Bắc 2613 2103 4044 5048 5058 17,95 4,86 Bắc Trung Bộ 14 327 1898 2847 3817 306,35 3,67 Miền Nam 35071 47632 61358 71643 77812 22,05 74,73 DHNamTrungBộ 132 848 3532 5902 3014 118,60 2,89 Tây Nguyên 804 1007 1732 2119 2549 33,44 2,45 Đơng Nam Bộ 32298 41937 51098 56799 63939 18,62 61,41 ĐBSơng Cửu Long 1837 3840 4996 6823 8310 45,84 7,98 Đơng Nam Bộ là vùng cĩ số lượng đàn bị sữa cao nhất nước và Tây Nguyên cĩ số lượng đàn bị thấp nhất nước. Bảng 2.2 Một số tỉnh cĩ đàn bị phát triển STT Tỉnh Số lượng bị sữa (con) Sinh sản Sản lượng sữa (tân) 1 TP HCM 56162 44794 130054 2 Long An 5326 2418 8363 3 Sơn La 4491 2753 7550 4 Tuyên Quang 4090 3575 6697 5 Hà Tây 4083 2502 4666 6 Bình Dương 3887 2908 8532 7 Hà Nội 3217 2426 4823 8 Bình Định 2626 1267 367 9 Lâm Đồng 2507 2248 4852 10 Thanh Hĩa 2297 1900 6500 Thành phố Hồ Chí Minh cĩ số lượng đàn bị và sản lượng sữa đứng đầu nước. 2.2. Các giống bị cao sản : Các giống bị ngoại thường cho sản lượng sữa cao so với các giống bị nội, một số giống cho năng suất cao như: - Bị Holstein thuần chủng (bị HF): đây là giống bị sữa chuyên dụng cao sản của Hà Lan. Màu lơng đen vá trắng hoặc trắng vá đen, tỷ lệ đen trắng thơng thường là 50% - 50%. Bị Hà Lan thuần thường cĩ 6 điểm trắng: giữa trán, chĩp đuơi và 4 chân. Đây là giống bị cĩ sản lượng sữa nhiều và tốt nhất và được nuơi với tỷ lệ cao nhất trong các giống bị sữa hiện nay. Được nhập về Việt Nam từ những năm 1963-1964 tại Mộc Châu (tỉnh Sơn La) và hiện được nuơi ở đĩ với quy mơ lớn.Sản lượng sữa đạt 5500 – 6000kg/305 ngày.Tỉ lệ mỡ sữa là 3.6%. Hình 2.1 Hình dáng của bị Holstein - Bị Jersey thuần chủng: cĩ nguồn gốc từ đảo Jersey ở eo biển Mangche giữa Anh và Pháp. Đây là giống bị sữa cĩ tầm vĩc nhỏ nhất nhưng cĩ ngoại hình rất đẹp và hiệu suất cho sữa khá cao. Bị cĩ sắc lơng màu nâu nhạt đốm đen.Bị cĩ khả năng gặm cỏ tốt.Tuy cĩ nguồn gốc từ xứ ơn đới nhưng cĩ khả năng chịu được khí hậu của nhiệt đới. Ưu điểm là khả năng chống chịu tốt, dễ thích nghi và chịu kham khổ tốt hơn bị HF, sản lượng sữa chỉ bằng 1/3-1/2 bị HF (3500-4000kg/chu kỳ 270 ngày) nhưng tỷ lệ mỡ sữa cao từ 5.2 - 5.8%, chất lượng sữa thơm ngon.Bị này cĩ sự trưởng thành sinh dục sớm, con cái từ 12-14 tháng tuổi đã cho phối lần đầu. Hình 2.2 Hình dáng của bị Jersey Ngồi ra cịn cĩ một số giống bị lai: chúng được sinh sản bằng phương pháp thụ tinh nhân tạo, tinh đực giống đều là tinh bị Holstein Friesian thuần chủng: - Bị lai HF ´ Jersey: con lai được tạo ra từ bị mẹ Jersey thuần với tinh bị đực giống Hà Lan. - Bị AFS: đây là một giống bị lai của Australia, được lai tạo giữa giống bị địa phương với bị Holstein Friesian và bị Siwan. Giống bị này tuy sản lượng sữa khơng cao như bị HF, nhưng cĩ ưu điểm là khoẻ mạnh, ít ốm đau, thích nghi được với những vùng thời tiết khí hậu khơ nĩng. 2.3. Tình hình phát triển giống bị sữa ở Việt Nam : Bị HF thuần chủng được đưa về Việt Nam (cụ thể là ở Mộc Châu và Lâm Đồng) từ những năm 1963-1964 cùng với 114 con bị lang trắng đen từ Trung Quốc. Năm 1975-1976 nhập 879 con Hoslstein Friesian từ Cu Ba. Trải qua 9-10 thế hệ đàn bị này đã thích nghi với khí hậu cũng như mơi trường tại Việt Nam. Năm 2001-2002 nhập 49 con bị Hoslstein Friesian từ Mỹ theo chương trình phát triển bị sữa quốc gia, nhằm phát triển nguồn gen quý. à một giống bị cĩ tầm vĩc to lớn và cho sản lượng sữa cao. Trong chương trình phát triển bị sữa của tỉnh Sơn La năm 2003 nhập 374 bị Hoslstein Friesian từ Australia và chúng được nuơi, sinh sản và sản xuất tại Mộc Châu. Bị sữa ở nước ta cho năng suất thấp hơn các giống bị ngoại. Cơ cấu của đàn bị sữa Việt Nam hiện nay chủ yếu là bị lai HF được lai từ giống bị Holstein của Hà Lan chiếm gần 85% tổng đàn bị sữa, tỷ lệ máu bị lai HF ở đàn bị lai thường từ 50%, 75% và 87,5%. Số lượng bị thuần HF chiếm 14% tổng đàn. Số cịn lại là các giống bị khác . 2.4. Điều kiện vắt sữa : Đối với các lồi động vật khác nhau thì thành phần hố học của sữa sẽ khác nhau, ngay cả ở n._.