Nghiên cứu thành phần hóa sinh sữa của bò lai F29 nuôi tại Đồng Hỷ - Thái Nguyên

ạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm khoa, các thầy cô giáo, các cán bộ khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên. Tôi xin chân thành cản ơn Ban Chủ nhiệm khoa Sau đại học - trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Ban Giám đốc công ty TNHH Thái Việt. Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm Trung tâm trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám hiệu và các thầy cô giáo trường PT cấp 2+3 Tân Sơn - Lục Ngạn - Bắc Giang. Nhân dịp này, tôi cũng bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi, khích lệ, động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Thái Nguyên, ngày 26 tháng 10 năm 2008 Tác giả Nguyễn Đức Thiệu MỤC LỤC Trang Mở đầu 1 1. Lý do chọn đề tài. 1 2. Mục tiêu của đề tài. 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài. 2 Chương 1: Tổng quan tài liệu 3 1.1. Sự phát triển của ngành chăn nuôi bò sữa. 3 1.1.1. Tình hình chăn nuôi bò và sản xuất sữa trên thế giới. 3 1.1.2. Tình hình chăn nuôi bò sữa và sản xuất sữa ở Việt Nam. 5 1.2. Tình hình nghiên cứu thành phần hoá sinh sữa bò. 7 1.3. Bò lai F2 (Lai F1 x Holstein Friesian). 8 1.4. Đặc tính và thành phần hoá học của sữa. 9 1.4.1. Sữa và các đặc tính của sữa. 9 1.4.2. Thành phần hoá học của sữa. 10 1.5. Quá trình tạo sữa. 15 1.6. Nhu cầu dinh dưỡng cho sản xuất sữa. 17 1.7. Giá trị dinh dưỡng của sữa. 17 1.8. Các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng sữa bò. 18 1.8.1. Giống. 18 1.8.2. Thức ăn. 19 1.8.3. Các chế phẩm sinh học. 20 1.8.4. Chu kỳ vắt sữa. 21 1.8.5. Tình trạng sức khoẻ. 22 1.8.6. Tuổi bò. 22 1.8.7. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh. 22 1.9. Bảo quản và chế biến sữa. 23 1.9.1. Bảo quản sữa. 23 1.9.2. Chế biến sữa. 25 1.10. Sữa chua và giá trị dinh dưỡng của sữa chua. 26 Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 28 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu. 28 2.2. Nội dung nghiên cứu. 28 2.3. Phương pháp nghiên cứu. 29 2.3.1. Xác định hàm lượng vật chất khô. 29 2.3.2. Phương pháp lên men sữa tạo sữa chua. 29 2.3.3. Định lượng protein tan theo phương pháp Lowry. 30 2.3.4. Định lượng lipid theo phương pháp tách chiết bằng Ethepetrolium. 32 2.3.5. Định lượng đường khử theo phương pháp Bertrand. 33 2.3.6. Xác định vitamin C bằng phương pháp cực phổ xung vi phân. 36 2.3.7. Định lượng khoáng tổng số. 36 2.3.8. Phương pháp xử lý số liệu bằng toán thống kê. 37 Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 39 3.1. Thời tiết khí hậu của huyện Đồng Hỷ - Thái Nguyên. 39 3.2. Thành phần hoá học của sữa tươi. 40 3.2.1. Vật chất khô. 41 3.2.2. Đường khử. 41 3.2.3. Lipid. 42 3.2.4. Protein. 43 3.2.5. Khoáng tổng số. 44 3.2.6. Vitamin C. 45 3.3. Thành phần hoá học của sữa chua. 46 Kết luận và đề nghị 48 1. Kết luận. 48 2. Đề nghị. 49 Danh mục các công trình của tác giả 50 Tài liệu tham khảo 51 Phụ lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài. Hiện nay, chăn nuôi bò sữa ở nước ta đã và đang phát triển mạnh đem lại hiệu quả kinh tế cao. Bên cạnh các giống bò sữa cao sản nhập nội như Holstein Friesian (HF), Jersey, các con lai theo hướng chuyên sữa được nuôi với số lượng lớn, chiếm khoảng 90% tổng đàn bò sữa cả nước. Bò lai hướng sữa có khả năng thích nghi tốt với khí hậu của Việt Nam, có khả năng chống chịu bệnh tật, năng suất sữa khá cao và ổn định. Sữa là sản phẩm chính trong chăn nuôi bò sữa, là một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, có lợi cho sức khoẻ con người nhất là người già, phụ nữ, trẻ em, người lao động nặng nhọc. Sữa được sử dụng ở nhiều dạng khác nhau như sữa tươi, sữa chua và sữa chế biến. Sữa chua có thể gọi là thức ăn kiêng, vì nó lành, ăn không những bổ mà còn trị được một số bệnh, là thực phẩm để giải độc. Công ty thương nghiệp hàng hoá Thái Việt được hình thành 6/2003 và đến năm 2004 bắt đầu tiến hành nuôi bò sữa. Đây là địa điểm nuôi bò sữa với số lượng lớn của tỉnh Thái Nguyên. Đàn bò sữa của công ty có 100 con và đa số là bò lai F2 (♀ F1 x ♂ HF). Cũng như một số trang trại khác trên địa bàn Thái Nguyên, do mới thành lập nên việc đánh giá chất lượng sữa chưa thể tiến hành được, do đó trong chăn nuôi gặp rất nhiều khó khăn. Đánh giá năng suất và chất lượng sữa của đàn bò là rất cần thiết, qua đó có thể thấy được giá trị dinh dưỡng của sữa, có vai trò to lớn trong công tác tuyển chọn giống, trong việc điều chỉnh mức độ chăm sóc, vệ sinh và nuôi dưỡng phù hợp, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa sinh sữa của bò lai F2 ( ♀ lai F1 x ♂ Holstein Friesian) nuôi tại Đồng Hỷ - Thái Nguyên” để làm đề tài cho luận văn. 2. Mục tiêu của đề tài. Đánh giá chất lượng sữa tươi và sữa chua của đàn bò lai F2 nuôi trang trại tại Đồng Hỷ - Thái Nguyên. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài. + Xác định hàm lượng vật chất khô trong sữa tươi và sữa chua. + Định lượng một số thành phần trong sữa tươi và sữa chua: - Định lượng protein tan - Định lượng lipid - Định lượng đường khử - Định lượng vitamin C - Định lượng khoáng tổng số Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Sự phát triển của ngành chăn nuôi bò sữa. 1.1.1. Tình hình chăn nuôi bò và sản xuất sữa trên thế giới. Chăn nuôi bò sữa trên thế giới ngày càng phát triển nhằm thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của con người về sữa. Hiện nay, bò sữa được nuôi ở rất nhiều nơi, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Mỗi năm toàn thế giới thu được khoảng 500 triệu tấn sữa các loại, trong đó 80-90% là sữa bò. Khu vực nuôi bò nhiều nhất là Châu Á với số lượng 485.489.561 con, chiếm 35,49% tổng đàn trên thế giới. Sau đó là Châu Mỹ La Tinh và Caribe, thấp nhất là Châu Âu với số lượng 138.588.817 con, chiếm 10,1% tổng số đàn. Tuy nhiên, khu vực nuôi nhiều bò nhất lại không phải là nơi có sản lượng sữa cao nhất. Khu vực đạt sản lượng sữa cao nhất hiện nay là các nước phát triển với 346.362.733 tấn, chiếm 68,26% tổng sản lượng. Trong đó, khu vực Châu Âu là nơi có số lượng đàn bò thấp nhất đạt sản lượng 210.659.733 tấn chiếm 41,52% tổng sản lượng. Điều này chứng tỏ rằng, mặc dù số lượng bò ít hơn nhưng với trình độ kỹ thuật chăn nuôi cao hơn nên các nước Châu Âu đạt năng suất cao hơn trong chăn nuôi bò sữa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 Bảng 1.1. Số lượng đàn bò trên thế giới các năm 2001, 2002, 2003. Đơn vị: Con Năm Khu vực 2001 2002 2003 Toàn thế giới 1.354.620.220 1.358.107.070 1.368.054.950 Các nước phát triển 325.281.895 324.151.988 320.225.278 Các nước đang phát triển 1.029.338.320 1.033.955.080 1.047.799.670 Châu Phi 234.082.984 234.379.386 235.429.360 Châu Á 472.492.403 476.642.341 485.489.561 Châu Âu 172.730.424 141.130.669 138.558.817 Châu Mỹ La Tinh 356.695..555 357.272.194 361.556.560 Bảng 1.2. Sản lượng sữa bò trên toàn thế giới các năm 2001, 2002, 2003. Đơn vị tính: Tấn Năm Khu vực 2001 2002 2003 Toàn thế giới 495.563.228 506.467.036 507.384.506 Các nước phát triển 341.701.315 347.232.859 346.362.733 Các nước đang phát triển 153.861.973 159.234.177 161.021.773 Châu Phi 19.973.177 20.742.580 20.686.954 Châu Á 98.438.534 102.990.958 104.779.913 Châu Âu 210.523.462 211.794.805 210.659.733 Châu Mỹ La Tinh 59.438.915 59.958.648 60.310.895 Cùng với việc tăng số lượng đàn bò trên thế giới, công tác giống bò cũng được quan tâm đáng kể, hiện nay trên thế giới đã tạo ra khoảng 300 giống bò, trong đó có 80 giống bò chuyên sữa. [3] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 1.1.2. Tình hình chăn nuôi bò sữa và sản xuất sữa ở Việt Nam. Ngành chăn nuôi bò sữa ở nước ta ra đời khá muộn và chỉ mới thực sự phát triển trong 10 năm trở lại đây. Trong giai đoạn 1950 - 1970, nhờ sự giúp đỡ của các nước Cu Ba, Trung Quốc và Ấn Độ, chúng ta đã xây dựng được một số cơ sở chăn nuôi bò sữa tập trung tại Mộc Châu, Lâm Đồng, Sông Bé, Phùng Thượng, Phù Đổng, Ba Vì, ... Năm 1958, Việt Nam đã nhập 383 bò lang trắng đen từ Trung Quốc, nuôi ở nông trường Ba Vì - Hà Tây. Sau đó, đàn bò này được chuyển lên Mộc Châu, nơi có khí hậu mát mẻ và điều kiện nuôi dưỡng tốt hơn. Tuy nhiên, do chưa có kinh nghiệm và kỹ thuật chăn nuôi nên đàn bò này dần bị suy thoái. Những năm 1970, Việt Nam đã nhập 1130 bò HF từ Cu Ba về và nhân thuần tại Mộc Châu - Sơn La và Đức Trọng - Lâm Đồng. Đến cuối những năm 1980 do thay đổi cơ chế quản lý, bò sữa được chuyển về nuôi trong các nông hộ và chủ yếu theo phương thức nuôi nhốt. Từ năm 1986, công tác lai tạo bò sữa bắt đầu phát triển mạnh, đặc biệt là ở Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận, số lượng bò HF và bò lai hướng sữa bắt đầu tăng nhanh. Năm 1990, Tp Hồ Chí Minh có khoảng 5.000 bò hướng sữa, đến năm 1994 đã tăng lên 10.400 con. Tháng 12/2001, bằng nguồn vốn Chính phủ và nguồn vốn tài trợ, nước ta đã nhập 99 bò giống HF thuần và 93 bò giống Jersey thuần từ Mỹ về nuôi ở Mộc Châu, Lâm Đồng và Ba Vì. Đầu năm 2002, do nhu cầu giống và giá cả bò sữa trong nước tăng cao, một số địa phương đã nhập bò cái HF thuần từ Úc về nuôi, trong đó có Tp Hồ Chí Minh, Tuyên Quang và Bình Dương. Về cơ cấu đàn năm 1999, tổng số bò sữa cả nước là 30.000 con, trong đó có 25.000 cái sinh sản và hơn 16.000 con đang trong thời gian khai thác sữa. Các tỉnh phía Nam tập trung 85% tổng số đàn bò sữa trong cả nước. Các tỉnh phía Bắc là 13 - 14%, còn 1 - 2% ở các tỉnh Miền Trung. Đến năm 2000, bò sữa cả nước đạt khoảng 40.000 con và đến năm 2005 tổng đàn bò cả nước là 104.000 con. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 Tính đến năm 2005, cơ cấu giống bò sữa trong nước gồm bò lai (HF x Laisind) chiếm 90% tổng đàn bò sữa, tỷ lệ máu HF ở đàn bò lai từ 50 - 75%. Bò sữa thuần HF chiếm khoảng 8% tổng đàn bò cả nước, chủ yếu tập trung ở 2 khu vực nhân giống bò thuần là Mộc Châu và Đức Trọng. Còn lại là bò Laisind chiếm khoảng 19% (Cục Thống kê, 2005). Nuôi bò sữa đã trở nên phổ biến trong các tỉnh thành trong cả nước. Phía Nam bò sữa tập trung chủ yếu ở Tp Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Cần Thơ, An Giang, … Còn ở phía Bắc, bò sữa được nuôi nhiều ở Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Sơn La,… Tính chung cả nước, từ năm 2000 đến 2005 tốc độ tăng đàn bò đạt trung bình là 39,43%. Bảng 1.3. Tình hình phát triển đàn bò sữa giai đoạn 1990 - 2005. Năm Tổng đàn (con) Bò HF thuần Bò lai HF Số lượng (con) Sản lượng sữa /chu kỳ (kg) Số lượng (con) Sản lượng sữa /chu kỳ (kg) 1990 11000 2000 2800 9000 2100 1995 18700 1500 3300 17200 2330 2000 35000 1750 3850 32250 3300 2001 40000 2000 4100 38000 3600 2002 45000 4300 4100 40500 3200 2003 80000 8000 4200 72000 3300 2004 88334 8883 4600 79951 3400 2005 104000 9360 4600 94640 3400 Nguồn: Đặng Nguyễn (2004) & Cục TK (2005) Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống của phần lớn người dân Việt Nam đã được cải thiện. Nhu cầu về sữa và các sản phẩm của sữa tăng nhanh trong những năm qua. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 Bảng 1.4. Tổng sản lượng sữa và lượng sữa tiêu thụ giai đoạn 1990 - 2005. Chỉ tiêu Năm 1990 1993 2000 2001 2005 Tổng sản lượng sữa (tấn/năm) 12.000 17.000 54.000 64.000 198.000 Sản lượng sữa đầu người (kg/năm /người) 0,17 0,23 0,69 0,81 0,86 Tiêu thụ sữa đầu người (kg/năm /người) 0,47 2,05 6,50 7,50 7,90 Tỷ lệ sữa trong nước (%) 3,62 11,20 11,60 10,80 21,50 Trước nhu cầu sữa trong nước tăng cao, Đảng và Nhà nước đã đặt ra mục tiêu chiến lược cho sự phát triển đàn bò sữa cả nước. Mục tiêu từ năm 2000 - 2010 như sau: Năm 2005 tăng nhanh sản xuất sữa trong nước đáp ứng 20% nhu cầu tiêu thụ. Năm 2010 đáp ứng được 40% nhu cầu tiêu dùng trong nước. Đạt được mục tiêu trên, nước ta không những giảm nhập khẩu các sản phẩm sữa, thay đổi cơ cấu ngành chăn nuôi mà còn thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội và giúp tạo công ăn việc làm ở nông thôn, góp phần tăng thu nhập, nâng cao đời sống người dân. [4], [5], [7], [21]. 1.2. Tình hình nghiên cứu thành phần hóa sinh sữa bò. Trương Minh Hiền, trong đề tài “Khảo sát tình hình bệnh viêm vú và một số chỉ tiêu chất lượng sữa trên đàn bò sữa huyện Tiên Du - Bắc Ninh’’ cho thấy: Sữa tươi có hàm lượng vật chất khô 12,17 - 12,47%, hàm lượng mỡ sữa 3,64 - 4,00%, hàm lượng protein 3,19 - 3,29%, hàm lượng đường lactose 4,59 - 4,62%. [10] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 Theo Nguyễn Đăng Khôi, trong sữa tươi của bò HF nuôi tại Sơn Dương - Tuyên Quang có hàm lượng vật chất khô (12,74 ± 0,48)%, protein (3,10 ± 0,08)%, mỡ sữa (3,91 ± 0,24)%, đường sữa (4,77 ± 0,02)%. [12] Theo kết quả nghiên cứu của Trịnh Thị Kim Thoa và nhóm tác giả của Viện công nghệ Sinh học, đã điều tra phân tích được kiểu gen K-Cn và gen - Lg của 129 bò sữa gồm: 45 bò HF, Sind và 84 bò sữa lai (1/2, 3/4 và 5/8). Các kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để bổ sung giúp các nhà chăn nuôi trong lai tạo. Song song với phương pháp chọn giống kinh điển theo phenotype, cần tuyển chọn đàn bò bố mẹ và kiểm tra di truyền ở thế hệ lai theo kiểu gen để tạo ra đàn bò sữa có năng suất cao và chất lượng tốt. [29] Theo Phạm Văn Tuân, nghiên cứu thành phần sữa tươi của đàn bò nuôi tại Ba Vì - Hà Tây cho thấy hàm lượng protein sữa thấp hơn so với sữa tiêu chuẩn. Hàm lượng mỡ sữa đáp ứng được tiêu chuẩn sản xuất và chế biến sữa. Hàm lượng đường sữa phù hợp với yêu cầu của sữa chất lượng tốt. [32] 1.3. Bò lai F2 (Lai F1 x Holstein Friesian). Bò lai đời F1 có 1/2 máu HF, được tạo ra bằng cách lai giữa bò đực HF với bò cái Lai Sind. Hầu hết bò lai F1 có màu lông đen, nếu có vết lang trắng thì rất nhỏ, ở dưới bụng, bốn chân, khấu đuôi và trên trán. Bò lai F2 được tạo ra bằng cách lai bò đực giống HF (nhẩy trực tiếp hoặc thụ tinh nhân tạo) với bò cái lai F1. Bò lai F2 có 3/4 máu HF. Về ngoại hình, bò lai F2 gần giống với bò HF thuần, với mầu lông lang trắng đen. Bê lai sơ sinh F2 cân nặng 30-35 kg. Bò đực trưởng thành cân nặng 600-700 kg. Bò cái nặng trung bình 400-450 kg. Trong điều kiện chăm sóc, nuôi dưỡng tốt, bò lai F2 cho năng suất sữa cao hơn bò lai F1. Trong một chu kỳ vắt sữa 300 ngày, năng suất có thể đạt 3000-3500 kg hoặc cao hơn. Tỷ lệ mỡ sữa từ 3,2% đến 3,8%. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Trong điều kiện nóng và ẩm (nhiệt độ trên 300C), bò lai F2 tỏ ra kém chịu đựng hơn so với bò lai F1. [22] 1.4. Đặc tính và thành phần hoá học của sữa. 1.4.1. Sữa và các đặc tính của sữa. Tại hội nghị quốc tế lần thứ nhất về gian lận thực phẩm tổ chức ở Giơnevơ năm 1908, sữa được định nghĩa như sau: Sữa là sản phẩm toàn vẹn của việc vắt sữa hoàn chỉnh, không ngừng của một gia súc cái cho sữa, trong trạng thái sức khoẻ tốt, nuôi dưỡng tốt và không mệt mỏi. Sản phẩm cần được thu nhận một cách vệ sinh và không chứa sữa non (loại sữa vắt ra trong khoảng 5 ngày trước và 7 ngày sau khi đẻ). Khi nói đến sữa mà không chỉ dẫn loài gia súc nào thì phải hiểu đó là sữa bò. Đối với sữa từ một loài gia súc khác, ngoài bò cái ra, cần nêu rõ thêm tên loài gia súc đó, ví dụ sữa dê, sữa trâu,… Đặc tính của sữa: * Cảm quan Sữa là chất lỏng màu trắng, vàng ngà đến vàng nhạt, nhớt hơn nước hai lần, không mùi, không có vết bẩn và không bị nhiễm gì cả. Sau một vài phút, các hạt chất béo tập trung trên bề mặt và hình thành một lớp kem. Sữa không đóng vón khi sôi. Khi thấy màu xanh nhạt thì đó là chỉ thị của sữa giả dối, do pha thêm nước. Vị của sữa hấp dẫn đối với đa số người. Khi để sữa lâu trong các điều kiện xấu đường lactose trong sữa sẽ chuyển thành acid lactic và sữa sẽ có vị chua. Độ chua của sữa thường được biểu thị bằng độ Dornic (0D) hoặc bằng % acid lactic. Sữa hoàn toàn tươi chuẩn độ là 160 D hoặc 0,16% acid lactic. pH = 6,6-6,7. [22]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 * Đặc tính sinh vật học Sữa cũng chứa các thành phần sinh vật. Đó là các tế bào có nguồn gốc từ máu, từ tuyến vú và các vi sinh vật. Ngay cả khi tuân thủ nghiêm ngặt tất cả các biện pháp vệ sinh, sữa vẫn chứa một lượng lớn tế bào (khoảng từ 100.000-200.000 tế bào trong 1ml sữa) và có chứa các vi sinh vật (chủ yếu là các vi sinh vật cư trú trong ống núm vú). Khi gia súc bị bệnh viêm vú thì số lượng tế bào và số lượng các vi sinh vật trong sữa tăng lên rất mạnh, có tới hàng triệu tế bào trong 1 ml sữa. Các loại vi khuẩn trong sữa gồm có: - Vi khuẩn dạng cầu “coccus”: Các giống Streptococcus, Staphylococcus. - Vi khuẩn dạng gậy “bacillus”: Các giống Lactobacillus, Salmonella. - Vi khuẩn dạng dấu phẩy “vibrion”. - Vi khuẩn dạng xoắn “spirilla”. - Vi khuẩn dạng coli: Các giống Escherichia, Aerobacter, Klebsiella. Chính từ các đặc điểm này của sản phẩm sữa, để bảo đảm hiệu quả của chăn nuôi bò sữa, cần phải chú trọng đến việc bảo quản hoặc tiêu thụ sữa sau khi vắt. [23], [24]. 1.4.2. Thành phần hoá học sữa. Sữa tươi là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao của động vật có vú được tiết ra trong giai đoạn phát triển đầu tiên sau khi sinh con. Sữa chứa các chất dinh dưỡng theo một tỷ lệ nhất định đối với sự phát triển của động vật sơ sinh và sự bảo vệ miễn nhiễm cho động vật sơ sinh. Thành phần hoá học của sữa rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Loài, giống, điều kiện nuôi dưỡng, chu kỳ tiết sữa... Thành phần chính của sữa bao gồm nước và vật chất khô. Thành phần vật chất khô bao gồm mỡ sữa và vật chất khô không mỡ sữa. Trong thành phần vật chất khô của sữa người ta tìm thấy gần 100 chất bao gồm: Lipid, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 đường, protein, vitamin, chất khoáng, enzym, thể khí và đặc biệt có một hàm lượng kháng thể đáng kể. Sữa có giá trị dinh dưỡng đặc biệt vì trong sữa có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế, acid béo, muối khoáng và một số nguyên tố vi lượng, chúng hoà tan ở các mức độ khác nhau. Mặc dù, việc chăn nuôi trâu sữa, dê sữa đã có ở nước ta khá lâu nhưng vì nhiều lý do nên sản lượng hai loại sữa này còn rất thấp. Vì vậy, cho đến nay nguyên liệu chủ yếu cho ngành sữa Việt Nam vẫn là sữa bò. [30]. * Nước Nước là thành phần cơ bản của của cơ thể. Nó cần cho các phản ứng sinh hóa, quá trình trao đổi chất, hoạt động của các chất điện giải trong cơ thể. Nước được đưa vào cơ thể qua thức ăn, nước uống và được thải ra ngoài theo phân, nước tiểu, hơi thở và mồ hôi. Quá trình hấp thu và thải trừ nước ở cơ thể khoẻ mạnh là ổn định. [1]. Nước là thành phần chủ yếu của sữa, chiếm 83-89% khối lượng sữa. Nước cùng với các thành phần hoà tan trong nước tạo nên hệ thống keo ổn định của sữa. Nước trong sữa tồn tại ở hai dạng là nước tự do và nước liên kết. Nước tự do: Nước tự do chiếm 96-97% tổng lượng nước. Nước có thể tách được trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô. Nước tự do có thể bị bốc hơi trong quá trình bảo quản phomat hoặc cũng có thể bị ngưng tụ ngay trên bề mặt. Nước liên kết: Nước liên kết chiếm một tỷ lệ nhỏ, khoảng 3-4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo như: Protein, các photphatit, polysacarit... Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa rất khác nhau. Ví dụ: Trong sữa gầy có 2,13-2,59% nước liên kết, sữa đầu có 4,15% nước liên kết. Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0 0 C, không hoà tan trong muối, đường. Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh với lactose dưới dạng C12H22O11H2O. [30]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 * Chất khô Trừ nước ra, chất khô của sữa bao gồm tất cả các thành phần của sữa. Có thể xác định chất khô của sữa bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi hoặc công thức tính toán. * Lipid sữa Lipid của sữa bao gồm chất béo, các photphatit, glicolipid, steroit. Chất béo sữa được gọi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan trong chất béo (A,D,E). Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm. Có tới 98-99% chất béo của sữa là các triglixerit, 1-2% còn lại là các photpholipid, cholesterol, caroten, vitamin (A,D,E,K). Trong sữa có 18 acid béo. Mỗi glixerol có thể kết hợp với ba phân tử acid béo mà ba acid béo này có thể cùng loại hay khác loại. Vì vậy số glixerit (triglixerit) khác nhau là vô cùng lớn. [30]. * Hệ thống protein sữa Protein là một trong những hợp chất hữu cơ quan trọng của sữa có giá trị dinh dưỡng cao. Trong sữa, protein còn liên kết với các muối photphat, canxi, các vitamin B6, B12, B2, acid pantotenic. Vì vậy, sự đồng hoá của protein sữa được hoàn hảo hơn. Sử dụng protein sữa sẽ giảm các bệnh ung thư gan vì trong protein sữa chứa nhiều lizin và methyonin. Protein tồn tại trong sữa dưới 3 dạng: Casein, albumin, globulin. Ngoài ra còn một lượng nhỏ protein có trong thành phần của màng hạt mỡ. Casein thuộc loại protein phức tạp có liên kết với muối canxi chiếm 80C%. Tuỳ thuộc vào hàm lượng photpho, người ta chia casein làm 3 loại: - casein, -casein, -casein. Độ tiêu hoá casein cao, tới 97-98%. Albumin thuộc loại protein đơn giản, hoà tan trong nước, dễ bị sa lắng trong chế biến sữa bằng nhiệt, trong dung dịch acid yếu, ngay cả khi hấp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 pasteur kéo dài (ở nhiệt độ 63-650C trong 30 phút). Đun sữa ở nhiệt độ trên 80 0 C, albumin bị phá huỷ. Trong thực tế, người ta dựa vào tính chất này để kiểm tra sữa hấp khử trùng pasteur (phản ứng Lactoalbumin). Trong sữa đầu và sữa ở cơ thể gia súc bị rối loạn trao đổi protein, hàm lượng albumin trong sữa sẽ cao hơn. Globulin là loại protein đơn giản, hoà tan trong nước. Khi hấp sữa khử trùng pasteur, globulin bị sa lắng cùng với albumin. Globulin đóng vai trò quan trọng trong việc sản sinh kháng thể của cơ thể. Đặc biệt trong sữa đầu hàm lượng globulin cao (95%) giúp cơ thể gia súc non chống đỡ với bệnh tật trong những ngày đầu của cuộc sống. [30]. * Gluxit Gluxit trong sữa chủ yếu là đường lactose, do tuyến sữa tạo ra. Quá trình tạo thành tinh thể đường lactose gồm hai giai đoạn là tạo mầm kết tinh và phát triển các tinh thể đó. Lactose tồn tại ở hai dạng tự do và liên kết với các protein và các gluxit khác. Đường lactose dễ tiêu hoá, có độ đồng hoá cao (98%) nên thích hợp cho việc điều trị, bồi dưỡng hoặc cho trẻ em sơ sinh. Lactose có vai trò quan trọng trong việc chế biến các sản phẩm lên men. Lactose dễ bị tác động của một số vi sinh vật lên men tạo ra acid lactic. Tuỳ thuộc vào các loài vi sinh vật khác nhau, điều kiện lên men khác nhau mà phản ứng có thể tạo ra các sản phẩm khác nhau, tạo mùi vị đặc trưng riêng cho từng sản phẩm. Ngoài đường lactose, trong sữa còn chứa một lượng nhỏ glucose, galactose, fructose, và các oligosaccharit. [30]. * Các vitamin Trong sữa có nhiều vitamin gồm cả loại hoà tan trong nước (vitamin nhóm B,C) và các vitamin hoà tan trong chất béo (vitamin nhóm A,D,E), Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 nhưng hàm lượng tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D. Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100 0C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừ vitamin C rất nhạy cảm với nhiệt. Khi thanh trùng đúng chế độ thì lượng vitamin C giảm đi 17%. Nhiệt độ cao hơn 1000C làm phá huỷ một phần hoặc hầu hết các loại vitamin. Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bị bẩn đều làm giảm lượng vitamin các loại, vitamin C bị phá huỷ hoàn toàn. [30]. * Chất khoáng Khoáng là thành phần chủ yếu quy định độ acid của sữa. Chất khoáng trong sữa bao gồm các nguyên tố Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As... trong đó các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, P, Cl chiếm tỷ lệ cao hơn cả. Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa, cũng như tới chất lượng các sản phẩm. Hàm lượng chất khoáng trong sữa phụ thuộc vào khẩu phần thức ăn, biến động từ 0,6-0,8%. Việc sử dụng các nguyên tố vi lượng vào khẩu phần ăn có khả năng làm tăng hàm lượng của chúng trong sữa. [30]. * Chất khí Các chất khí hoà tan trong sữa với tỷ lệ chung khoảng 60-70%, gồm CO2, O2, NO2, đôi khi trong sữa còn có cả NH3. Chất khí hoà tan trong quá trình vắt sẽ giảm khi đun sữa. Các chất khí thường tạo ra bọt khí trong sữa, đây là nơi thích hợp cho vi khuẩn tồn tại và phát triển. Vì vậy sữa càng ít chất khí càng tốt. [30]. * Men (enzym) Trong sữa chứa nhiều loại men khác nhau như: Photphatase, lipase, peroxydase, catalase, reductase... do tuyến sữa và hệ vi sinh vật xâm nhập vào sữa tiết ra. Các men này dễ bị phá huỷ bởi nhiệt độ. Do đó, người ta có thể dựa vào việc kiểm tra sự có mặt của các men trong sữa để xác định trạng thái của sữa. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 Ngoài ra, trong sữa còn có các hormone, các thể miễn dịch đặc hiệu (kháng độc tố), kháng thể không đặc hiệu (ngưng kết tố, lizin, opsonin...), các sắc tố caroten, clorofin... [29]. 1.5. Quá trình tạo sữa. Tạo sữa là một quá trình sinh học phức tạp, có sự tham gia của toàn bộ cơ thể như: Tiêu hoá tăng 65%, tuần hoàn cũng tăng. Theo các kết quả nghiên cứu thì để có 1 lít sữa cần 400-800 lít máu chảy qua tuyến vú. Đó là quá trình chọn lọc những chất từ huyết tương đưa vào tuyến vú và tổng hợp nên những thành phần đặc trưng của sữa. Tức là, trong quá trình tạo sữa, một số chất từ máu thấm trực tiếp qua tuyến vú và một số chất không có trong máu được tổng hợp ngay trong tuyến vú. Phân tích thành phần của sữa và huyết tương người ta thấy sữa có nhiều chất mà huyết tương không có, như: Casein, lactose, mỡ sữa. Hàm lượng của một số chất cũng rất khác nhau, ví dụ: Hàm lượng đường sữa lớn hơn hàm lượng đường huyết 90-95 lần, mỡ lớn hơn 19 lần, hàm lượng protein ít hơn 2 lần, vitamin ít hơn 6 lần. Các thành phần của sữa được tổng hợp trong lưới nội chất, với sự tham gia của thể riboxom. Năng lượng cho lưới nội chất do mitochondria cung cấp. Những thành phần này được chuyển dọc theo máy golgi qua nguyên sinh chất và màng đỉnh tế bào biểu bì mô và sau đó được máy golgi đổ vào xoang tiết dưới dạng “bọng túi”. * Protit sữa Protit trong sữa chủ yếu là casein (chiếm 76-86% tổng số). Casein là loại proptit chỉ có ở trong sữa và không có ở trong máu, được tổng hợp từ các acid amin của huyết tương chuyển vào. Sự tổng hợp casein giống như tổng hợp protein ở tế bào, tức là có gen điều khiển quá trình tổng hợp. Casein thuộc loại photpho protit (chứa 0,8-0,9% photpho). Thành phần muối photphat của casein được lấy từ hợp chất vô cơ hoặc các hợp chất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 photpho hữu cơ đã được vô cơ hoá. Casein được chia ra , , - casein. Ngoài casein ra, trong sữa còn có: - Albumin: Do albumin của máu thấm trực tiếp vào xoang tuyến vú, albumin còn được tổng hợp từ các acid amin của huyết tương thành albumin sữa. - Globulin được thẩm thấu từ máu. Thành phần của globulin phụ thuộc vào mầm bệnh, vi khuẩn mà bò sữa tiếp xúc trong thời gian mang thai. - Các men: Lactoperoxydase, lipase, protease, photphatase. Những men này có hai nguồn gốc: Từ máu vào và do các tế bào biểu mô tổng hợp nên. Hiện nay, người ta đã phát hiện là ngay trong tế bào tuyến vú có khả năng tổng hợp được acid amin, đặc biệt là các acid amin thay thế như acid glutamic, acid asparaginic…[13]. * Đường sữa Trong sữa có đường lactose. Nguyên liệu quan trọng nhất để tổng hợp nên lactose là glucose của máu (80%), còn một phần (20%) lactose được tổng hợp từ axetat và propionat, là những sản phẩm acid béo bay hơi từ dạ cỏ vào. Người ta cho rằng đường lactose do tuyến vú tổng hợp nên từ hai monosacarit là glucose và galactose. Glucose lấy từ máu, còn galactose thì do tuyến vú có khả năng biến glucose thành galactose. [14], [27] * Mỡ sữa Mỡ sữa được tổng hợp từ acid béo mạch ngắn (4-12 carbon) và glyxerol. Glyxerol do tuyến vú lấy glucose từ máu để biến thành glyxerol. Còn nguồn acid béo thì 50% từ acid béo của huyết tương và 25% lấy từ acid béo của thức ăn. Ngoài ra, ở động vật nhai lại tuyến vú còn có khả năng tổng hợp acid béo bậc cao từ những acid béo bay hơi cấp thấp, sản sinh ra trong dạ cỏ như: Acid acetic, butyric, -hydroxyl butyric. [19], [22]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 1.6. Nhu cầu dinh dƣỡng cho sản xuất sữa. Trong quá trình tiết sữa, nếu người chăn nuôi không cung cấp đủ chất dinh dưỡng và khoáng cần thiết thì con vật sẽ ốm yếu và giảm năng suất sữa. Nhu cầu dinh dưỡng cho sản xuất sữa phụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm mỡ sữa trong sữa. Theo hệ thống số liệu của Đức, Mỹ, Hà Lan, Na Uy thì để tạo ra 1 kg sữa tiêu chuẩn cần có 740 kcal tương đương với 740/1700 = 0,44 UFL và cần có 31 gam protein. Vì hiệu quả sử dụng protein là 64% nên nhu cầu protein cung cấp để tạo ra 1 kg sữa tiêu chuẩn (4% mỡ sữa) là: 31/0,64 = 48 gam. Nhu cầu Ca và P cho tiết sữa là 4,2 gam và 1,7 gam cho 1kg sữa tiêu chuẩn. [11]. 1.7. Giá trị dinh dƣỡng của sữa. Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ. Ngoài các thành phần chính là protein, lactose, lipid, muối khoáng, sữa còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzym, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế. - Protein của sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hoà các acid amin cần thi._.