Đề tài Immunoglobulin trong sữa bò

ệc hoạt hóa bổ thể. Nó còn được gọi là các "kháng thể tự nhiên" vì lưu hành trong máu ngay cả khi không có bằng chứng về sự tiếp xúc với kháng nguyên. Ở các tế bào dòng mầm, segment gene mã hóa vùng μ hằng định của chuỗi nặng được giải mã trước các segment khác. Do đó, IgM là immunoglobulin đầu tiên được sản xuất bởi tế bào B trưởng thành. 5.4-IgE IgE là loại immunoglobulin monomer trong đó carbonhydrate chiếm tỷ lệ khá lớn. Khối lượng phân tử của IgE là 190 kDa. IgE có trên màng bào tương của bạch cầu ái kiềm và tế bào mast ở mô liên kết. IgE giữ một vai trò trong phản ứng quá mẫn cấp cũng như trong cơ chế miễn dịch chống ký sinh trùng. Kháng thể loại IgE cũng có trong các dịch tiết, không hoạt hóa bổ thể và là loại immunoglobulin dễ bị hủy bởi nhiệt. 5.5-IgD IgD là loại immunoglobulin monomer chiếm chưa đầy 1% trên màng tế bào lympho B. Chức năng của IgD chưa được hiểu biết đầy đủ, nó thường biểu hiện đồng thời với IgM và được xem như một chỉ dấu (marker) của tế bào B trưởng thành nhưng chưa tiếp xúc kháng nguyên. Có lẽ nó tham gia vào cơ chế biệt hóa của tế bào B thành tương bào và tế bào B ghi nhớ. 6-Vai trò của kháng thể IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 7 - Trong một đáp ứng miễn dịch, kháng thể có 3 chức năng chính: gắn với kháng nguyên, kích hoạt hệ thống bổ thể và huy động các tế bào miễn dịch. 6.1-Liên kết với kháng nguyên Hình 3: Các độc tố của vi khuẩn bên cạnh một tế bào cơ thể. Các immunoglobulin có khả năng nhận diện và gắn một cách đặc hiệu với 1 kháng nguyên tương ứng nhờ các domain biến thiên. Một thí dụ để miêu tả lợi ích của kháng thể là trong phản ứng chống độc tố vi khuẩn. Kháng thể gắn với và qua đó trung hòa độc tố, ngăn ngừa sự bám dính của các độc tố trên lên các thụ thể tế bào. Như vậy, các tế bào cơ thể tránh được các rối loạn do các độc tố đó gây ra (hình3,hình 4) Tương tự như vậy, nhiều virus và vi khuẩn chỉ gây bệnh khi bám được vào các tế bào cơ thể. Vi khuẩn sử dụng các phân tử bám dính là adhesine, còn virus sở hữu các protein cố định trên lớp vỏ ngoài. Các kháng thể kháng-adhesine và kháng- proteine capside virus sẽ ngăn chặn các vi sinh vật này gắn vào các tế bào đích của chúng. 6.2-Hoạt hóa bổ thể Hình 4: Các độc tố trên bị trung hòa bởi kháng thể. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 8 - Một trong những cơ chế bảo vệ cơ thể của kháng thể là việc hoạt hóa dòng thác bổ thể. Bổ thể là tập hợp các protein huyết tương khi được hoạt hóa sẽ tiêu diệt các vi khuẩn xâm hại bằng cách (1) đục các lỗ thủng trên vi khuẩn, (2) tạo điều kiện cho hiện tượng thực bào, (3) thanh lọc các phức hợp miễn dịch và (4) phóng thích các phân tử hóa hướng động. 6.3-Hoạt hóa các tế bào miễn dịch Sau khi gắn vào kháng nguyên ở đầu biến thiên (Fab), kháng thể có thể liên kết với các tế bào miễn dịch ở đầu hằng định (Fc). Những tương tác này có tầm quan trọng đặc biệt trong đáp ứng miễn dịch. Như vậy, các kháng thể gắn với một vi khuẩn có thể liên kết với một đại thực bào và khởi động hiện tượng thực bào. Các tế bào lympho NK (Natural Killer) có thể thực hiện chức năng độc tế bào và ly giải các vi khuẩn bị opsonine hóa bởi các kháng thể. 7-Kháng thể đơn dòng và đa dòng Hình 5: Kháng thể đơn dòng, liên kết với một epitope đặc hiệu. Hình 6: Các kháng thể đa dòng, mỗi kháng thể liên kết với một epitope khác nhau. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 9 - Một tác nhân gây bệnh (vi khuẩn, virus, v.v.) được hệ miễn dịch nhận diện như là các kháng nguyên. Thông thường, một kháng nguyên có thể gồm nhiều epitope khác nhau. 7.1-Kháng thể đơn dòng Các kháng thể đơn dòng chỉ nhận biết một epitope trên một kháng nguyên cho sẵn (hình 6). Theo định nghĩa, tất cả các kháng thể đơn dòng cùng một dòng thì giống hệt nhau và được sản xuất bởi cùng một dòng tương bào. Kháng thể đơn dòng được sử dụng rộng rãi trong sinh học và y học, chúng vừa là phương tiện chẩn đoán, vừa là công cụ điều trị. Thí dụ, chúng được ứng dụng trong một phương pháp phát hiện có thai được sử dụng phổ biến hiện nay. Trước đây, việc sản xuất kháng thể đơn dòng in vitro rất khó khăn do đời sống ngắn ngủi của các tương bào. Kháng thể chỉ thu được in vivo bằng cách tiêm một kháng nguyên cụ thể vào một động vật rồi chiết lấy kháng thể trong máu. Phương pháp này rất tốn kém nhưng chỉ thu được lượng kháng thể rất ít, không thuần nhất và bị ô nhiễm. Một tiến bộ to lớn đã đạt được cuối những năm 1970 bởi Cesar Milstein và Georges Köhler với kỹ thuật hybridoma (tế bào lai giữa 1 lympho B có khả năng sản xuất kháng thể với 1 tế bào ung thư có đời sống khá dài). 7.2-Kháng thể đa dòng Các kháng thể đa dòng là một tập hợp các kháng thể đặc hiệu với các epitope khác nhau trên một kháng nguyên cho trước (xem hình 7). Trong đáp ứng miễn dịch, cơ thể tổng hợp nhiều kháng thể tương ứng với các epitope của cùng một kháng nguyên: đáp ứng như vậy gọi là đa dòng. II- IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ Immunoglobulin trong sữa bò gồm IgM, IgG và IgA. Lớp IgG được chia thành 2 phân lớp IgG1 và IgG2. 1-IgM IgM chiếm khoảng ít hơn 10% trong số immunoglobulin trong sữa non. Nó có các đặc tính hóa lý và sinh học tương tự như IgM của những loài khác. Protein được tách ra trong peak đầu tiên từ việc phân tách bằng DEAE-sephadex hoặc DEAE- cellulose gradient liên tục khi chất kết tủa chế pha chế (NH4)2SO4 cho sửa hoặc sữa non được dùng như nguyên liệu khởi đầu. IgM được tách ra ở nồng độ muối IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 10 - 0.1M, pH là 8.2 khi phân tách bằng DEAE-cellulose. IgM được tách ra từ IgG bởi sự siêu ly tâm gradient nồng độ sucrose, và từ IgA và IgG bởi phương pháp điện di gel acrylamide. IgG được phân tách bởi các phương pháp sa lắng có hệ số sa lắng là 19S. Khi phân tích bằng điện di, dùng acrylamide 7.5% ở pH 4.3, IgM không thể vào gel phân tách nhưng hình thành một dải dày đặc ở bề mặt gel. IgM chứa 12.3% carbohydrate. IgM dễ dàng bị khử và phá hủy hoạt tính kháng thể của nó bởi 2-mercaptoethanol. Sự đặc biệt về kháng thể của IgM bò được chứng minh bằng sự truyền miễn dịch là đoạn Fc cái không chia sẻ các yếu tố quyết định kháng thể với IgG bò. Mặc dù tương tự với IgM của các loài khác, IgM bò không đồng nhất về mặt điện di. Khi so sánh về sự điện di với mười loài phổ biến thì chuỗi µ của bò gần giống nhất với IgM của cừu. Khi phân tích kháng thể bổ thể đối với Brucella thì sự phản ứng miễn dịch đầu tiên của bò cái được tìm thấy hầu như chỉ có lớp IgM 2-IgG Immunoglobulin được nghiên cứu bao quát nhất và nhiều nhất là IgG. Ig G chiếm khoảng 85-90% trong immunoglobulin whey. Toàn bộ tính chất hóa lý của IgG bò tương tự như IgG của những loài khác, mặc dù một số đặc tính sinh học là duy nhất. Tính tương đồng của IgG bò với IgG của những loài khác thì được tìm thấy rằng những chuỗi gamma người có phần giống về những yếu tố quyết định kháng thể với chuỗi gamma của bò, dê và cừu. Không giống IgG người, IgG bò tương tự với cừu và Carnivora, và gần với ngựa về tỷ lệ к/λ. Ig G bò được phân tách từ sữa và sữa non. Các phân tử của lớp này có hệ số sa lắng khoảng 7S và chứa 2-4% carbohydrate. Lượng hexose của IgG bò, dê, và cừu từ sữa không khác lắm với IgG người. Lớp này có thể được chia thành 2 phân lớp bằng sắc ký tra đổi ion, điện di miễn dịch, sự truyền miễn dịch, sự diện di. Phân lớp IgG2 gồm nhiều IgG cơ bản và có giá trị S20w là 6.6. Những phân tử này di chuyển đến cathode nhanh nhất trong suốt quá trình điện di agar ở pH 8.2 và điện di gel acrylamide ở pH 4.3. Immunoglobulin IgG2 không bị giữ lại trên DEAE- cellulose trong đệm phosphate 0.01M và được tách ra trong peak 1. IgG2 xuất hiện với nồng độ thấp trong sữa và sữa non. Phân lớp IgG1 chứa immunoglobulin IgG cơ bản ít hơn trong IgG2 với phương pháp điện di và sắc ký trao đổi ion. Mặc dù giá trị S20w của IgG1 6.3S thấp hơn IgG2 nhưng IgG1 lại ra ở peak 2 trong phân tách immunoglobulin bò bằng DEAE- cellulose gradient liên tục và ra ở khoảng peak 2 hoặc 3 bởi DEAE- sephadex. IgG1 là immunoglobulin cơ bản của tuyến sữa. Hai phân lớp này khác nhau về kháng nguyên và kết cấu amino acid. Phân tử IgG1 có lượng amino acid thấp hơn và lượng half- cystine cao hơn IgG2. Hai phân lớp có đoạn Fab tương tự nhau nhưng khác nhau về kháng nguyên ở đoạn Fc. Mặc dù IgG1 va IgG2 có phần giống nhau ở một số yếu tố quyết định kháng nguyên trên IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 11 - đoạn Fc của chúng nhưng không giống yếu tố quyết định kháng nguyên trên đoạn Fc của IgM của bò. Sự khác nhau về kháng nguyên, khả năng điện di và kết cấu amino acid giữa sự phân tách chuỗi gamma của IgG1 và Ig2 có thể phụ thuộc vào đoạn Fc của chúng. Mặc dù các immunoglobulin của bò tương tự với các loài khác nhưng vẫn có một số đặc điểm khác. Immunoglobulin cơ bản trong sữa cua người, thỏ, chuột là IgA; còn trong bò là IgG. Các phân tử IgG chiếm 50-75% protein sữa. Hầu như tất cả những immunoglobulin này thuộc phân lớp IgG1. Mặc dù nồng độ của immunoglobulin bị giảm trong sữa thường, IgG1 vẫn là loại chiếm ưu thế. Ngược lại với IgG1, có ít IgG2 trong sữa. 3-IgA IgA bị mất hoạt tính bởi 2-mercaptoethanol và có lượng carbonhydrate là 8-9% và hệ số sa lắng là 10-12S. IgA được tách từ IgG và IgM bằng lọc gel Sephadex G- 200, sắc ký trao đổi anion, điện di gel acrylamide. Protein này có thể được phân tách từ IgG bằng ly tâm gradient nồng độ sucrose và có thể làm giàu bằng chất kết tủa ZnSO4. IgA khác biệt về kháng nguyên với IgG và IgM bởi sự truyền miễn dịch, điện di miễn dịch. IgA là kháng thể kết dính Brucella.Glycoprotein cơ bản trong sữa và sữa non xuất hiện ở cả hai dạng tự do và liên kết với IgA trong sữa. Bảng 2- Immunoglobulin của bò Lớp và phân lớp IgG IgM IgA IgG1 IgG2 Tính điện di a Nhanh γ và β2 γ β2 β2 S20w b 6.3 6.6 19 10-12 Carbohydrate % 2-4 2-4 12 8-9 Khối lượng phân tử 163000 150000 900000 Hoạt tính sinh học Kháng thể + + + + Allotype A1 + c Allotype A2 + c Nồng độ mg/ml sữa non 43.3c 3.2 Ghi chú: (+) Có hoạt tính (-) Không có hoạt tính (a) Xác định ở pH kiềm (b) Giá trị trung bình (c) Nói chung trong lớp IgG, không có sự khác nhau giữa IgG1 và IgG2 IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 12 - PHẦN II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN IMMUNOGLOBULIN Người ta nhận thấy trong sữa bò non Colostrum có chứa nhiều immunoglobulin với hàm lượng tương tự như trong sữa mẹ và đã phát triển dòng loại sữa này thành 1 loại thực phẩm chức năng . I- SỮA NON COLOSTRUM Colostrum là sữa được hình thành trong tuần cuối cùng của thời kỳ mang thai và có trong vòng 48 giờ sau khi sinh con. Colostrum có màu vàng nhạt, rất giàu chất đạm, Vitamin A, Bạch cầu... Sữa non Colostrum không chỉ cung cấp năng lượng và chất dinh dưỡng mà còn chứa nhiều yếu tố miễn dịch và tăng trưởng, giúp trẻ chống lại sự nhiễm trùng, đặc biệt là trong tuần lễ đầu tiên của cuộc đời. Như vậy, có thể thấy rằng, Colostrum kết hợp trong mình các đặc tính của vắc-xin đa năng, kích thích tố sinh học và thực phẩm giàu dinh dưỡng và dễ hấp thụ nhất, rất cần thiết và có ích không chỉ đối với trẻ mà còn đối với người lớn. Sau giai đoạn dậy thì, sự tăng trưởng và việc sản xuất các yếu tố miễn dịch của cơ thể sẽ giảm từ từ. Sữa non là nguồn duy nhất chứa những yếu tố miễn dịch tự nhiên, kích thích sự tái tạo mô, đốt cháy mỡ trong cơ thể để tạo ra năng lượng và hạn chế quá trình lão hoá... Sau hơn 10 năm nghiên cứu, các nhà khoa học thấy rằng các yếu tố miễn dịch và tăng trưởng có trong sữa non của bò mẹ sau khi đẻ gần như đồng nhất với sữa non IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 13 - của người 1-Tác dụng của sữa non Colostrum: Ngoài các chất dinh dưỡng như đạm, giá trị sinh học cao, chất béo, cácbon hyđrát, vitamin, khoáng chất...sữa bò non còn chứa các yếu tố tăng trưởng và miễn dịch, quan trọng hơn hết là những yếu tố chuyển dịch. Các yếu tố chuyển dịch này sẽ kích thích hình thành hệ thống miễn dịch ở trẻ sơ sinh. Còn đối với cơ thể trưởng thành, khi sử dụng sữa bò non sẽ cải thiện hệ thống miễn dịch. Sữa non Colostrum giàu Globulin (IgG) hỗ trợ phát triển và phục hồi các mô trong cơ thể. Colostrum giúp cơ thể tránh được nhứng dị ứng và các vấn đề về tiêu hoá. Lượng kháng thể và Bạch cầu lớn giúp cơ thể giảm được nguy cơ dị ứng và bệnh nhiễm khuẩn. Sữa non Colostrum rất giàu Vitamin A, không chỉ giúp cơ thể tránh các bệnh nhiễm khuẩn nặng, tăng trưởng tốt mà còn phòng ngừa khô mắt. Với thành phần quý giá kể trên Colostrum rất tốt cho cơ thể con người chúng ta. 2-Các yếu tố sinh trưởng trong colostrum ( Growth Factors ) Growth hormone (GH) Insulin-like growth factor-I and II (IGF-1 and IGF-II) Epithelial growth factor (EgF) Fibroblast growth factor (FgF) Platelet-derived growth factor (PDGF) Transforming growth factors A & B (TgA and B) 3-Các yều tố miễn dịch (Immune Factors ) Immunoglobulins (A,D,E,G &M),Gamma Globulin, Cytokines: Interleukins 1,6,10;Interferon, G;lymphokines, Leukocytes, Lymphokines, Lactoferin, Proline- Rich-Polypeptides (PRP), Protease Inhibitors, Trypsin Inhibitors, Antibodies, Glycoproteins, Lactobacillus Bifidus Acidophilus, Oligo Polysaccharides, Glycoconjugates, Orotic Acid, secretory IgA, IgA specific helper, B Lactoglobulin, Lactalbumin,Albumin, Prealbumin, Alpha 1-Antitripsin, Alpha 1-Fetoprotein, Alpha 2-Macroglobulin, Alpha 2- AP Glycoprotein, C3 & C4 Orosomucoids, Lyozyme, Lactoperoxidase, Thiocyanate, Peroxidase, Xanthine Oxidase, Vitamins A, B12, E, Sulfur. II-CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 1-Giai đoạn sinh đẻ và tiết sữa Đợt vắt sữa thứ nhất và thứ hai: Là hai đợt vắt sữa lấy trong vòng 24 giờ đầu tiên của bò cái sau khi sinh sản, là đợt sữa giàu lượng Globulin (IgG), có kháng thể tự IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 14 - nhiên rất cao và giàu dinh dưỡng nhất. Do vậy, để cung cấp lượng sữa có chất lượng cao, chỉ những hai đợt vắt sữa thứ nhất và thứ hai được sử dụng. Đợt vắt sữa thứ 3 và các đợt vắt sữa tiếp theo được lấy làm sữa thông thường, chứ không phải sữa non. Việc lấy sữa như vậy để đảm bảo cho sữa non không bị loãng, đảm bảo lượng dinh dưỡng và chất kháng thể IgG. 40-60 ngày sau khi sinh bò cho sản lượng sữa nhiều nhất. Sản lượng sẽ giảm đều trong 305 ngày sau sinh và hết sữa.Khỏang 60 ngày đến 1 năm thì bò có thể mang thai lại. Những con bò sữa sản lượng cao thì khó mang thai lại sau một năm mà cần khỏang 13-14 tháng. Bảng 3 :Hàm lượng các loại Immunoglobulin trước và sau khi sinh IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 15 - Giải thích đồ thị : Trong 12 giờ đầu sau khi sinh , đường ruột bê con còn yếu do đó cần kháng thể cung cấp thụ động từ sữa bò mẹ nhiều nhất .Sau 24 thì hệ vi sinh vật đường ruột của bê con dần dần hoàn thiện nên kháng thể trong sữa bò mẹ cũng giảm dần . 2-Đặc điểm sinh lý Có 6 giống bò chính Holstein –Friesian Nguồn gốc : Northern Germany, North Holland , Friesland of Netherlands Đặc điểm : 2 màu trắng đen , chăn thả trên đồng cỏ tự nhiên , có khả năng thích nghi cao . Sản lượng : 12720 kg / chu kỳ Thành phần : 2.5% - 3.6% bơ , 3.2 % protein Ayrshire Nguồn gốc :Scotland Đặc điểm :chịu lạnh tốt Sản lượng :2700kg/chu kỳ (305 ngày /năm ) Thành phần : 3.9% bơ , 3.3% protein Guernsey : Nguồn gốc : British Isle of Guersey IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 16 - Đặc điểm : nhỏ bằng 3/5 giống Holstein Sản lượng :6680 kg /chu kỳ Thành phần : 4.5% bơ , 3.5% protein Brown Swiss : Nguồn gốc : Switzerland Đặc điểm : không chịu được thời tiết khắc nghiệt Sản lượng : cao sau giống Holstein , 9545 kg/chu kỳ Thành phần :4.0 % bơ , 3.5 % protein Jersey : Nguồn gốc : Britain’s Isle of Jersey Đặc điểm : nhỏ như giống Guernsey Sản lượng : 7270kg/chu kỳ Thành phần : 4.9% bơ , 3.7% protein Milking Shorthorn Nguồn gốc : Britain Đặc điểm : cho sữa và thịt chủ yếu là sữa Sản lượng : 7000 kg/chu kỳ Thành phần :3.8 % bơ , 3.3% protein Bò giống thì cho nhiều sữa hơn những con bò khác. Những giống bò khác nhau thì cho sản lượng sữa dao động từ 4000-10000 kg/năm. Như chúng ta biết, bò chỉ tiết ra sữa non trong vòng một thời gian ngắn sau khi sinh sản, và ở New Zealand chỉ có đợt vắt sữa đầu tiên và thứ nhì từ bò được lấy làm sữa non Colostrum. Các giống bò của New Zealand chỉ ăn cỏ, không có Hormon tổng hợp và được quy định vắt sữa theo mùa. Sữa non chỉ được lấy trong suốt mùa sinh sản vào tháng 8 và tháng 9 hàng năm. Sữa non Colostrum chất lượng cao nhất được chọn lọc từ trong số 400 trang IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 17 - trại ở New Zealand. Từ đó sữa non Colostrum được sản xuất với một số lượng hạn chế nhưng với chất lượng rất cao. Sản phẩm sữa non được kiểm nghiệm hết sức nghiêm ngặt về chất lượng và được xử lý ở nhiệt độ thấp để đảm bảo chất lượng cao, giữ nguyên được các yếu tố miễn dịch và hoạt tính sinh học. Sữa non Colostrum của New Zealand được biết đến trên toàn thế giới như là loại sữa bò non chất lượng tốt nhất. 3- Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất Thanh trùng ở 60o C trong 120’ thì không ảnh hưởng tới IgG .Trong khi đó các vi khuẩn như Mycoplasma bovis ,L.monocytogenes,E.coli O157:H7 , và S.enteritidis trong colostrum thì không thể phục hổi khi điều chỉnh nhiệt độ ở 60 oC trong 30’ vì vậy thanh trùng ở 60oC trong 60’ là đủ để loại các vi khuẩn gây bệnh ra khỏi colostrum . PHẦN III THU NHẬN Do hàm lượng béo trong sữa non colostrum là 1% nên áp dụng quy trình sản xuất sữa bột gầy để thu nhận sản phẩm I-QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Sữa non colostrum IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 18 - II- GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1-Thanh trùng Quá trình thanh trùng nhằm làm giảm số VSV trong sữa xuống dưới mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt các enzyme, đặc biệt là nhóm enzyme bền nhiệt lipase. Do cần giữ lại hoạt tính của các yếu tố miễn dịch , đặc biệt là Ig , cũng như các yếu tố sinh trưởng khác nên nhiệt độ thanh trùng chọn là 72oC trong 15 giây . Để tổng số vi khuẩn trong sữa không vượt quá 3000-5000 tế bào trong 1l , sử dụng kết hợp với phương pháp vi lọc . Với kích thước lỗ lọc là 0.2 µm . 2-Cô đặc Bao bì Thanh trùng Cô đặc Sấy thăng hoa Xử lý Bao gói Sữa bột non IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 19 - Mục đích quá trình cô đặc là tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Để hạ nhiệt độ cô đặc, người ta thường sử dụng phương pháp cô đặc chân không. Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76oC. Trong sản xuất hiện nay, người ta thường dùng thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. 3-Sấy Quá trình sấy tách nước trong sữa dưới tác dụng của nhiệt độ để hàm ẩm trong sản phẩm cuối cùng không quá 5% và thu được sản phẩm dạng bột. 4-Xử lý Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. III-THIẾT BỊ 1 – Thiết bị thanh trùng -Thiết bị trao đổi nhiệt : dạng bảng mỏng -Thông số công nghệ :72oC trong 15 giây Hình 7: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật, rất mỏng và được làm bằng thép không gỉ. Mỗi tấm bảng có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 20 - Khi ghép các tấm bảng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành hệ thống đường vào và ra của sữa và tác nhân gia nhiệt. Sữa lần lượt đi qua các vùng gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Có thể bố trí để sữa đi ra ở vùng làm nguội trao đổi nhiệt với sữa đi vào ở vùng gia nhiệt. Hình 8: Thiết bị truyền nhiệt dạng bảng mỏng Tetra Plex CD 2- Thiết bị membrane tách vi sinh vật Phương pháp phân riêng bằng membrane cho phép chúng ta tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp ở mức độ phân tử hoặc ion. Đối tượng của quá trình thường là dung dịch chứa các cấu tử hòa tan có phân tử lượng khác nhau. Động lực của quá trình phân riêng là áp suất. Kết quả của quá trình phân riêng bằng membrane cho ta hai dòng sản phẩm: + Dòng sản phẩm qua membrane được gọi là permeate. + Dòng sản phẩm không qua membrane được gọi là retentate. Trong công nghiệp chế biến sữa, thường sử dụng bốn quá trình: vi lọc(Micro- Filtration - MF), siêu lọc (Ultra-Filtration – UF), lọc nano (Nano-Filtration – NF) và thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO). IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 21 - Để tách VSV ra khỏi sữa, người ta sử dụng quá trình vi lọc. Kích thước membrane được chọn là 0,2μm. Quá trình vi lọc chỉ thực hiện được trên dòng sữa gầy vì chất béo trong sữa dễ bị hấp thụ lên membrane, dẫn đến hiện tượng tắt nghẽn màng lọc. Dòng sữa gầy sau khi qua thiết bị ly tâm tách béo sẽ được đưa qua thiết bị vi lọc membrane để tách VSV. Sản phẩm không qua membrane (retentate) sẽ được tiệt trùng riêng với phần cream. Hình 9: Thiết bị lọc membrane OBRAT Vật liệu membrane: ceramic  Ưu điểm của phương pháp kết hợp membrane trong thanh trùng:  Chỉ có phần cream và dòng sữa giàu vi sinh vật được tiệt trùng ở nhiệt độ cao nên ít làm thay đổi chất lượng sữa.  Quá trình ít tiêu tốn năng lượng.  Nhược điểm  Nhược điểm lớn của phương pháp phân riêng bằng membrane là dễ xảy ra hiện tượng tắt nghẽn màng lọc. Vì vậy phải chọn vật liệu membrane thích hợp để quá trình phân riêng đạt hiệu quả cao. 3 – Thiết bị cô đặc Quá trình cô đặc sẽ tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí cho quá trình sấy sữa tiếp theo. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 22 - Phương pháp : sử dụng cô đặc menbrane do: - Quá trình xảy ra ở nhiệt độ thường nên chất lượng sản phẩm tốt, ít tiêu tốn năng lượng -Hàm lượng béo trong colostrum thấp Sữa sau quá trình cô đặc, chuẩn bị cho quá trình sấy phun có nồng độ chất khô khoảng 45-55%. Do đó thiết bị được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là nhóm bốc hơi màng rơi Thiết bị cô đặc membrane  Nguyên tắc Membrane là một bề mặt mỏng chỉ cho một số cấu tử khuếch tán qua nó trong quá trình phân ly. Những cấu tử có kích thước phân tử nhỏ hơn đường kính lỗ màng sẽ chui qua. Dòng nguyên liệu đầu vào được tách làm hai dòng retentate và permeate. Trong quá trình cô đặc ta cần tách sữa ra khỏi sữa nguyên liệu, nên màng được chọn sử dụng ở đây là màng thẩm thấu ngược. Kích thước lỗ màng : 0.1-0.2 µm IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 23 - Hình 10 :Thiết bị cô đặc membrane của hãng AP Hình 11:Thiết bị cô đặc membrane của hãng ALPMA 4- Thiết bị sấy phun Thiết bị này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất sữa bột, hoạt động theo nguyên tắc phun vật liệu lỏng thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy. Thời gian tiếp xúc giữa sữa và không khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữa không tăng quá cao, sản phẩm thu được ở dạng bột mịn. Cấu tạo: Thiết bị sấy phun thường gồm những bộ phận sau:  Caloriphe dùng để gia nhiệt và hệ thống vận chuyển không khí sau khi gia nhiệt: tác nhân gia nhiệt dùng trong caloriphe thường là hơi nước. Quạt ly tâm được dùng để vận chuyển toàn bộ tác nhân sấy qua hệ thống. Người ta có thể bố trí một quạt hay hai quạt, ở đầu và cuối hệ thống có gắn bộ phận chắn gió để điều khiển vận tốc khí.  Thiết bị phun sương: phun nguyên liệu sữa thành các hạt nhỏ. Có ba dạng đầu phun: - Đầu phun áp lực (pressure nozzle): chất lỏng được đẩy bằng bơm áp suất có thể lên tới 200 at. Để phun đều người ta cấu tạo những vòi phun có đường kính nhỏ hơn 0.5 mm với lưu lượng lớn nhất là 100l/h. - Đầu phun khí động (two-fluid nozzle): dùng vòi phun trong đó chất lỏng được đẩy bằng khí nén với áp suất từ 2.5-3.5 at. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 24 - - Đầu phun ly tâm (centrifugal atomiser): cho chất lỏng rơi vào một đĩa có đường kính từ 2in (5.08 cm) đến 30in (76.2 cm) quay nhanh với tốc độ từ 50000- 4000 vòng/phút, dưới tác dụng của lực quán tính ly tâm do đĩa quay, chất lỏng bị văng ra thành những hạt sương. Trục thiết bị Đầu phun ly tâm Trong ba phương pháp trên thì ly tâm là phương pháp được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp sản xuất sữa bột.  Buồng sấy: là nơi trộn tác nhân sấy với vật liệu sấy. Tác nhân sấy có thể đi cùng chiều, ngược chiều hay hỗn hợp so với vật liệu sấy. IMMUNOGLOBULIN TRONG SỮA BÒ GVHD:PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN - 25 - Ngược chiều Hỗn hợp Cùng chiều  Bộ phận thu hồi sản phẩm: trong thiết bị sấy phun, phần lớn nguyên liệu sẽ rơi xuống dưới đáy thiết bị sau đó được vận chuy