Tiểu luận Hư hỏng sữa do vi sinh vật và cách xử lý

iên kết: chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3 – 4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic, polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, -OH, =NH, =CO. 4Gluxit. Chiếm khoảng 4.5%, chủ yếu là đường lacto và chỉ có trong sữa nên còn gọi “đường sữa” Đặc tính: Độ ngọt thấp, độ hòa tan và hút ẩm kém. Là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể đặc biệt là trẻ em vì có tính miễn dịch cao Là nguồn dinh dưỡng chính cho các vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn lactic. Khi sinh trưởng và phát triển vi khuẩn lactic sẽ sinh ra axit lactic làm protein của sữa bị đông tụ, có vị chua dịu. Đường lacto có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất các sản phẩm lên men như sữa chua, format, bơ chua… 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. Khi chế biến ở nhiệt độ cao (≥ 650C), thời gian dài xảy ra phản ứng giữa đường lacto và nhóm đạm tự do trong sữa (nhóm amino) tạo ra hợp chất màu nâu làm sữa bị sẫm màu và có vị caramen. 5 Các chất khoáng. Chất khoáng trong sữa chiếm khoảng 1% 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 6 Các vitamin. Sữa có chứa rất nhiều loại vitamin khác nhau thuộc các nhóm A, B, D, E, K… Các vitamin A, D, E, K tan trong chất béo. Các vitamin B1, B2, B6, B12, axit folic, Niacin, C… tan trong nước. Caroten (tiền Vitamin A) làm cho chất béo của sữa có màu hơi vàng. 7 Enzym. Được sinh ra từ bò sữa hoặc từ các vi khuẩn. Hoạt động của enzym bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và pH của sữa. Dễ bị phân huỷ ở t0 ≥ 720C, thời gian ≥ 15giây. .Chúng có ảnh hưởng lớn tới quá trình bảo quản và chế biến sữa. Trong sữa có các loại enzym: Lactose, Catalase, Phosphatase, Lipase…. Mỗi loại sẽ xúc tác một loại phản ứng 8 Các sắc tố và khí. Trong sữa có các sắc tố chủ yếu: Carotenoid: màu vàng (có trong bơ). Clorophin: Màu xanh khá rõ khi tách bớt bơ (chất béo). Các chất khí bao gồm: 50 - 70% là CO2. 5 - 10% là O2. 20 - 30% là N2 Sữa sau khi vắt chứa nhiều khí, sau đó giảm dần và giảm nhiều khi gia nhiệt. Khí O2 ảnh hưởng xấu đến bảo quản sữa do oxy hóa. 9 Các chất kháng sinh. Có thể có trong sữa do: Gia súc bị bệnh được điều trị bằng thuốc kháng sinh và xâm nhập vào sữa từ trong cơ thể, do vi khuẩn tổng hợp được, do đưa vào sữa để bảo quản. Trường hợp đầu dễ xảy ra, 2 trường hợp sau ít có. Tuỳ hàm lượng có trong sữa, chất kháng sinh có hại cho quá trình chế biến các sản phẩm lên men như sữa chua, format và dinh dưỡng nói chung 10 Vi sinh vật. Sữa là môi trường giàu dinh dưỡng, độ ẩm cao do đó có rất nhiều vi sinh vật sinh trưởng, phát triển. VSV xâm nhập vào sữa từ rất nhiều nguồn khác nhau: môi trường, bản thân bò sữa, từ nguồn thức ăn, dụng cụ chứa đựng, người vắt sữa… Hệ vi sinh vật trong sữa rất đa dạng và phong phú: VSV có lợi, VSV có hại, ưa nóng…. III.Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sữa. 1Thời kỳ cho sữa của bò Sữa non có nhiều vitamin, tỷ trọng và độ chua cao hơn bình thường, hạt mỡ to. Không dùng cho sản xuất. Thành phần sữa biến đổi mạnh từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 6; từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 10 dần trở lại bình thường.Tháng cuối cùng của chu kỳ: Sản lượng giảm, chất béo tăng.Sữa cuối kỳ cũng không thích hợp cho chế biến. 2 Giống bò Thành phần sữa tươi (đặc biệt là chất béo) phụ thuộc vào giống. Bò Hà Lan - Cu ba: Sản lượng cao, chất béo thấp. Bò Sind và bò đàn (nội): Sản lượng thấp, chất khô và chất béo cao. Hiện tại có bò lai: Cân bằng giữa hai yếu tố trên và thích hợp với điều kiện sống tại Việt Nam 3 Thức ăn và chăm sóc Thực tế và thí nghiệm đã chứng minh: Thức ăn nhiều dinh dưỡng và chăm sóc tốt sẽ cho sản lượng cao, chất lượng sữa tốt và ngược lại 4 Kỹ thuật vắt sữa Tác động do khách quan, ngoại cảnh đến động vật sẽ ảnh hưởng đến đến hệ thần kinh trong đó có tuyến sữa. Có thể vắt sữa bằng máy hoặc vắt bằng tay. Không nên thay đổi người vắt, người vắt sữa cần điêu luyện, đúng kỹ thuật. Khi vắt sữa cần yên tĩnh, không làm cho động vật sợ sệt. CHƯƠNG II :CÁC VI SINH VẬT LÀM HỎNG SỮA. I. Nguồn gốc vi sinh vật Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh vật. Tuy nhiên, khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa ( phương pháp vắt sữa thủ công hoặc cơ giới hóa), ta thường phát hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuât phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa; người vắt sữa; thiết bị vắt sữa; thiết bị chứa; môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa… 1. Bầu vú động vật cho sữa Trên cơ thể động vật, đặc biệt là khu vực bầu vú và những khu vực lân cận có rất nhiều loài vi sinh vật khac nhau.Chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. Trong quá trình vắt sữa, một số vi sinh vật từ các khu vực trên “ bị rơi” vào bình chứa lam cho sữa bị nhiễm vi sinh vật. Như vậy , trước khi vắt sữa bò, ta cần phải vệ sinh bầu vú và các khu vực lân cận trên cơ thể đông vật cho sữa để hạn chế số lượng vi sinh vật nhiễm vào sữa. Một số vi sinh vật tại khu vực bầu vú có thể chui vào các tuyến trong của núm vú. Tuy nhiên, khi bò có tình trạng sức khỏe tốt thì số lượng vi sinh vật cư ngụ tại các tuyến trong của núm vú không nhiều và thông thường chúng thuộc nhóm vi sinh vật “vô hại”, không sinh độc tố. Mỗi lần vắt sữa, người ta tháo bỏ những dòng sữa đầu tiên. Khi đó, các vi sinh vật cư ngụ tại tuyến trong của núm vú dễ dàng bị cuốn trôi theo. Như vậy, ta sẽ hạn chế được sự nhiễm vi sinh vật trong quá trình thu hoạch sữa tuoi. Trong trường hợp động vật bị bệnh viêm vú, số lượng vi sinh vật, đặc biệt là các vi khuẩn cư ngụ tại tuyến trong núm vú sẽ tăng rất nhiều. Khi đó, sữa tươi dễ bị nhiễm nhiều vi sinh vật và có chất lượng kém. Con vật cần phải được chữa trị, nếu không sẽ gây ra những tổn thất kinh tế đáng kể cho việc khai thác và chế biến sữa. 2. Người và thiết bị vắt sữa Nếu trong quá trình vát sữa được thực hiên bằng phương pháp thủ công, để hạn chế nhiễm vi sinh vật vào sữa, người vắt sữa phải có sức khỏe tốt và bệnh truyền nhiễm. Ngoài ra, tình trạng vệ sinh cơ thể và các thao tác kĩ thuật của người vắt sữa cũng sẽ ảnh hưởng tới số lượng vi sinh vật có trong sữa. Nếu quá trình vắt sữa được thực hiện bằng máy, cần chú ý vệ sinh cẩn thận và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa đựng. Đây là nguồn dễ lây nhiễm vi sinh vật cho sữa. 3. Thiết bị chứa sữa Các thiết bị hoặc dụng cụ chứa cần phải được vệ sinh sạch sẽ và vô trùng ( nếu có thể) trước khi đựng sữa tươi. Đối với các hộ chăn nuôi bò sữa quy mô nhỏ, ý thức và phương pháp cệ sinh dụng cụ đựng sữa chưa được quan tâm đúng mức nên đây là nguồn gây nhiễm vi sinh vật phổ biến cho sữa. 4. Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong thế giới chúng ta sống. Chúng tồn tại trong đất cát, trong nước, trên trong cơ thể động vật, trong không khí… Do đó, môi trường chuồng trại nơi vắt sữa bò cung là nguồn có thể lây nhiễm vi sinh vật cho sữa. Điều kiện khí hậu nóng ẩm của Việt Nam rất thuận lợi cho các VSV ưa ấm (mesophile) tồn tại và phát triển. Để hạn chế việc nhiễm VSV vào sữa ta cần vệ sinh và tẩy trùng chuồng trại thường xuyên. II. Hư hỏng sữa do vi sinh vật. Hệ VSV và số lượng của chúng trong sữa luôn thay đổi và phụ thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa. Dưới đây là những VSV thường thấy trong sữa bò tươi: 1 Vi sinh vật lên men chua( nhóm vi khuẩn lactic) Nguồn nhiễm: Cỏ ủ cho bò ăn là nguồn lây nhiễm. Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều nhóm khác nhau như: Streptococcus lactic, Streptococcus, Coli Staphilococcus, Lactoccus, Lactobacillus, Leuconostoc, Bifidobacterium… Cơ chế: Để tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose. Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm : Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó có tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác. Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành từ quá trình chuyển hóa đường gồm : acid lactic, acid acetic, etanol và khí CO2… hàm lượng acid lactic không cao hơn nhiều so với các sản phẩm còn lại. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong khoảng 25-47oC. Ảnh hưởng đến quá trình chế biến: Trong quá trình bảo quản và chế biến, chúng làm giảm pH, đông tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như : etanol, acid acetic…làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa. Khi thanh trùng ở 80oC, hầu hết các vi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. 2 Vi khuẩn Coliform Nguồn nhiễm: Phân, nước tiểu của súc vật và bùn là nguồn lây nhiễm. Cơ chế: Trong sữa, vi khuẩn colifrom sẽ chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác ,khí CO2, H2…chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30-440C . The major groups of bacteria are defined by shape. Coliform bacteria fall into the bacillus, or rod-shaped group. Ảnh hưởng đến quá trình chế biến: Ở nhiệt độ 75oC trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. 3 Vi khuẩn thuộc họ Clostridium: Nguồn nhiễm: Loài Clostridium như C. butyricum và C.tyrobutyricum có thể xâm nhập vào sữa bò từ cỏ ủ tươi (để nuôi súc vật ), phân. Cơ chế: Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2,…làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở 37oC. Ảnh hưởng quá trình chế biến: Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ. Ví dụ như Clostridium sporogenes có giá trị D115oC=3,2 phút và D121oC=1,2 phút (D là thời gian tiệt trùng cần thiết ở nhiệt độ xác định để tổng số tế bào Clostridium trong sữa giảm đi 10 lần). Như vậy, quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium. Clostridium Ngoài ra chúng có thể gây ra các vấn đề như sự nở chậm ở một số loại pho mát. 4. Vi khuẩn thuộc giống Propionicbacterium: Nguồn nhiễm: Bùn đất nơi súc vật là nguồn lây nhiễm, đặc biệt là nơi có phân, nước tiểu. Cơ chế: Vi khuẩn propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2… làm hư hỏng chất lượng sữa. Nhiệt độ sinh trưởng tôi ưu của vi khuẩn là 30oC. Ảnh hưởng tới chế biến: Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75oC trong thời gian 20 giây. Vi khuẩn propionic 5.vi khuẩn gây thối: Nguồn nhiễm: Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là: Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, alcaligenes, bacillus, Micrococcu, bacterium fluorescen, bacillus subtilis, bacillus botulinus…chúng nhiễm vào sữa từ phân và thức ăn gia súc. Cơ chế: Chúng có khả năng tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptyde, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục phân hủy tạo NH3, H2S… làm cho sữa có mùi khó chịu. Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào. Enzyme nay xúc tác quá trinh thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi. Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh bởi loài này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein ( proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên một số vi khuẩn còn tạo khí ( CO2, H2,…) sinh tổng hợp cá acid hữu cơ làm giảm pH sữa và gây đông tụ protein. Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa. 6Vi khuẩn Bacterium fluorescens: Vi khuẩn này tạo lipaza phân giải lipit tạo acid butyric, andehyt của rượu và các chất làm cho sữa có vị ôi hoặc thủy phân protit đến dạng peptid, albumin. Ngoài ra một số vi khuẩn như Bacterium lactic, Saponacci từ rơm cỏ vào sữa thủy phân chất béo và cazein làm thành muối amoniac gọi là muxin làm cho sữa trở nên dính nhớt, thành sợi, lầy nhầy tạo mùi vị xà phòng. Như vây sự sinh trưởng và sự trao đổi chất của hệ VSV có trong sữa là những quá trình sinh học quan trọng trong bảo quản sữa tươi. Sự sinh trưởng của VSV sẽ làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất cảm quan của sữa ( màu sắc, mùi ,vị …) để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản sữa ta cần sử dụng ba biện pháp kết hợp dưới đây: Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng VSV ban đầu có trong sữa. Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến hành thanh trùng sữa ( nhiệt độ 630C,thời gian 15 giây). Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt : nhiệt độ sữa không lớn 40C, tránh sự khoấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa. III. Một số vấn đề thường gặp ở sữa tươi nguyên liệu: Sự biến chất của sữa do vi sinh vật: Sự biến chất do vi sinh vật chủ yếu là do các enzym có trong vi khuẩn lactic làm giảm độ acid của sữa bởi quá trình chuyển đường lacto thành axit lactic. Các vi khuẩn lactic chủ yếu tham gia vào quá trình này là Streptococcus lactic là loài phát triển mạnh ở nhiệt độ môi trường. Khi độ axit đạt 35-400D casein bị đông tụ và khi độ axit đạt 60-700D thì xảy ra hiện tượng “trở chua” cũng ở nhiệt độ môi trường. Một số loài S.lactic cũng có thể gây ra mùi da, mùi cháy khét, mùi malt hoặc mùi caramen. Một số vi khuẩn khác cũng thuộc loài vi khuẩn lactic gây nên các biến chất cho sữa như: làm giảm độ axit của sữa, làm đông tụ sữa xảy ra ngay ở độ axit không cao, phân giải protein, phân hủy chất béo bởi lipaza, làm thay đổi màu sắc của sữa, làm tăng độ nhớt của sữa và làm xuất hiện các vị khác nhau. Ví dụ về sự biến màu của sữa: + Sữa có màu xanh: do trong sữa có phát triển Pseudomonsas cyanofenes, Bacilus cyanofenes, Bacterium syncyancum, Bacterium coerulemn và Bacterium indigonacceum. + Sữa màu vàng: do sự phát triển của Pseudomonas synxantha, Bacterium synxanthum chỉ sống trong sữa đã đun sôi không có vi khuẩn lactic. + Sữa có màu vàng kim gây ra do Sarcina, Bacterium flulvocum, Saccharomyces. + Sữa có màu đỏ do sự phát triển của Serratia marcecens hoặc Bacillus lactic, Elythrogenes kết tủa cazein sau đó pepton hoá chất này sẽ làm cho sữa có màu đỏ. 3.2Sữa từ những con bò bị bệnh: Bệnh lao Sữa nhiễm vi khuẩn lao do con bò bị lao. Mycobacterium tuberculosis, có thể lây sang người lớn và trẻ em sau khi dùng sữa và các chế phẩm sữa.Sau khi Pastuer hóa ở nhiệt độ thấp cũng có thể gây bệnh lao. Vi khuẩn lao có thể tồn tại trong sữa chua được 20 ngày, trong phomat 2 tháng, trong bơ 120 ngày, trong sữa thường vi khuẩn lao sống hơn 10 ngày. Trong môi trường lỏng chúng bị diệt ở 60oC trong 30 phút. Vì thế không được dùng sữa bò đã bị nhiễm vi khuẩn lao. Bệnh sẩy thai truyền nhiễm do Brucella Người bị bệnh do uống sữa có nhiễm Brucella hoặc sữa bò chứa Brucella abortus bovis. Vi khuẩn Brucella tồn tại trong sữa chua 1-4 ngày, trong bơ 41 – 67 ngày, trong phomat 42 ngày, bị tiêu diệt khi thanh trùng Pasteur ở 61oC trong 30 phút. Người mắc bệnh có triệu chứng đau nhức bắp thịt, xưng khớp xương, viêm sưng dịch hoàn, sốt, sẩy thai. Bệnh than Vi khuẩn bệnh than Bacillus anthracis nhiễm vào sữa thì người tiêu thụ sữa này sẽ có thể bị bệnh than thể ruột. Sữa bị nhiễm vi khuẩn bệnh này phải bỏ đi. Bệnh viêm vú do tụ cầu khuẩn và liên cầu khuẩn: Trong các độc tố tụ cầu khuẩn thì độc tố enterotoxin đáng chú ý nhất vì loại độc tố này bền với nhiệt độ. Qua xử lý ở 1000C trong 30 phút nó vẫn có thể gây độc cho người sử dụng loại sữa này. Bệnh thương hàn: Vi khuẩn Salmonella có thể nhiễm vào từ con bò đang bị bệnh hoặc đang mang mầm bệnh. Trong sữa bò, Salmonella có thể sống xót tới 60 ngày. Biện pháp thanh trùng có thể tiêu diệt vi khuẩn này. Bệnh tụ huyết trùng: Vi khuẩn Pasteurella mulcocida thải vào sữa khi bò bị bệnh tụ huyết trùng ở thể cấp tính. Đến nay chưa phát hiện ra những trường hợp người bị bệnh do tiêu thụ loại sữa này nhưng nó vẫn được xem là nguồn gây bệnh. Biện pháp cần thiết là phải tiêm phong đầy đủ, đúng cách và đủ liều cho bò. Khi bò bị ốm Phải được điều trị triệt để. Trong suốt thời gian bò bị bệnh không được dùng sữa này cho sản xuất hàng hóa. CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN SỮA BẰNG NHIỆT. 1 Kỹ thuật bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp: Cho đến ngày nay, phương pháp bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp chưa được sử dụng rộng rãi ( ngoại trừ ở một vài nước). Bởi vì bảo quản sữa ở trạng thái lạnh đặt ra vấn đề về kỹ thuật và kinh tế rất lớn, mà hiện nay còn nhiều khó khăn chưa giải quyết được. Tính chất của sữa được giữ ở trạng thái lạnh. Nhu đã biết “men lactic” là nguyên nhân chính gây ra sự axit hóa sữa sẽ hoạt động chậm lại một cách mạnh mẽ khi nhiệt độ của khối sữa đạt xấp xỉ 100C và đặc biệt là sự hình thành acid lactic của sữa sẽ ngừng lại khi nhiệt độ đạt 2-30C. Điều này có thể không xảy ra với các enzym khác. Đặc biệt đối với các loài vi sinh vật chứa enzym thủy phân casein phát triển tốt ngay ở 00C làm biến tính các protit của sữa và sản sinh ra các chất độc trước hết là đối với trẻ còn bú. Để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, người ta cần phải làm đông lạnh. Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng, phần lớn các vi sinh vật bị ức chế hoạt động. Tuy nhiên, khi nhiệt độ của khối sữa trở lại bình thường, thì chúng lại hoạt động trở lại để tái thiết lập sự sống của chúng. Việc bảo quản sữa ở trạng thái lạnh chỉ có thể có hiệu quả khi sữa phải hết sức sạch sẽ, không bị hư hỏng, được thu hoạch trong các điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, cũng như được xử lý bằng các phương pháp thích hợp. Nếu quá trình làm lạnh tiến hành ở nhiệt độ trên điểm đóng băng sẽ không làm thay đổi cả về thành phần lẫn cấu trúc của sữa. Ngược lại, sự đông lạnh sẽ dẫn đến một số biến đổi hóa lý làm mất tính đồng nhất của sữa. Đặc biệt, trong khi làm lạnh đông chậm sẽ xảy ra quá trình phân chia các cấu tử khác nhau: trước tiên là sự hình thành các tinh thể đá từ nước và thành phần hòa tan được, tập trung trong phần chưa được đông lạnh. Tiếp tục hạ nhiệt độ thấp, một số cấu tử kết tụ lại ( trong trường hợp dung dịch vượt quá điểm bão hòa). Đặc biệt đối với chất béo có trong sữa sẽ bị thay đỗi một cách sâu sắc, các triglyxerit ngoại vi ( nằm ở phía ngoài) bắt đầu kết tinh từ 6-70C gây ra co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu bóe bị phá vỡ và có thể bị kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo. 2 Kỹ thuật bảo quản sữa ở nhiệt độ cao Tác động của nhiệt độ cao có tác dụng hơn là nhiệt độ thấp. Tác động cho phép tiêu diệt hầu như các loại vi sinh vật, cũng như điều khiển được hoạt động sống của chúng. Việc xử lý sữa ở nhiệt độ cao không chỉ đơn thuần là phương pháp bảo quản. Không có phương pháp làm lạnh nào làm cải thiện được chất lượng ban đầu của sản phẩm, còn phưong pháp đun nóng có thể !àm tăng chất lưọng ban đầu trong một số trường hợp. Lý thuyết xử lý nhiệt độ cao sữa tuy còn chưa được giải thích rõ, nhưng có ưu việt rõ nét bởi ở nhiệt độ cao có khả năng tiêu diệt tất cả vi sinh vật để kéo dài thời gian bảo quản. Nhiệt độ thường sử dụng là trên 1000C Còn đối với sản phẩm chỉ cần bảo quản trong thời gian ngắn, sử dụng nhiệt độ thấp hơn 1000C , nhưng phải đảm bảo loại trừ tất cả các vi sinh vật có khả năng gây bệnh. + Tác động lên chất béo : Các glyxerit thường ít bị thay đổi dưới tác động cảu phương pháp đun nóng. Ở nhiệt độ rất cao mới có thể xuất hiện các thay đổi về thành phần như tạo ra một vài loại axit không no có mạch ngắn hoặc tạo ra các đồng phân của các axit béo, có nghĩa là từ một phân tử glyxerit sẽ chuyển thành nhiều phân tử khác. Ngược lại, cấu trúc lý hóa của các tiểu cầu béo chịu ảnh hưởng Đáng kể bởi sự đun nóng: trên 650C, protein của màng bị biến tính và tất cả các glyxerit đều trở thành dạng lỏng. Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện màng cream đồng thời gây ra sự kết tinh ở bề mặt của các cầu béo. Khi sữa chịu tác động của nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, sự kết dính có thể không rõ rệt. Sự tách các cầu béo phụ thuộc vào cường độ xử lý nhiệt. Thật vậy, khi sữa được đun nóng trong 30ph ở 620C, người ta không nhân thấy sự thay đổi các đặc tính của các cầu béo. Ngược lại khi sữa được đun nóng ở 650C trong 10ph hoặc ở 700C trong 2ph, tốc độ chuyển dời của các cầu béo rất chậm, tạo ra một lớp mỏng chất béo trên bề mặt sữa, đó cũng chính là quá trình tách mỡ sữa từng phần. Hiện tượng này được coi như một quá trình biến tính của chất béo. + Tác động lên các chất chứa nitơ: Các protein hòa tan được đều bị biến tính một chiều (biến tính không thuận ngịch) bắt đầu từ nhiệt độ khoảng 600C trong vài phút. Các imunoglobulin đều là các chất nhạy cảm với nhiệt nhất ( 89% bị biến tính ở nhiệt độ 700C trong 30ph) sau đó đến -lactoglobuklin (32%) và cuối cùng là -lactalbumin (6%). Mặt khác, sự đốt nóng làm giải phóng các gốc –SH tự do từ các axit amin chứa S như cystin và cystein vốn là các cấu tử chính cấu thành các protit hòa tan của sữa. Sự giải phóng các gốc tự do –SH thường song hành voi81 sự biến chất của các chất này, Sự giải phóng các gốc tự do có liên quan đến cá hợp phần chứa lưu huỳnh và đến các chất khử có thể oxy hóa bởi O2 không khí. Gốc tự do –SH là nguyên nhân hình thành vị da trong sữa đun nóng. Sự có mặt của các nhóm –SH trong sữa đun nóng sẽ làm thay đổi điện thế oxi hóa- khử có tác dụng làm rối loạn sự phát triển của các vi sinh vật, nhất là đối với các vi khuẩn. Hơn nữa, sự có mặt của các chất khử tring sữa có vai trò bảo vệ các chất béo chống lại sự oxi hóa. Ở nhiệt độ thấp hơn 100OC, casein nguyên thể không bị biến tính mà chỉ ở nhiệt độ 120-130OC trong nhiều giờ có thể gây ra sự hư hỏng đáng kể thành phần casein. Ngược lại, do cấu trúc phức tạp của canxi phosphocazeinat nên có sự biến tính khi nhiệt độ vượt quá 75-80OC. Thật vậy, việc đun nóng gây tác động đến sự cân bằng vốn được hình thành giữa các mixen phosphocazein và các muối khoáng hòa tan được. Đăc biệt hàm lượng muối canxi hòa tan có trong sữa bị giảm trong quá trình chuyển hóa do một phần các muối hòa tan được chuyển thành canxi triphosphate không hòa tan. Chính chúng cũng hình thành nên các mối lien kết phức tạp giữa casein và β-lactoglobulin. Sự thay đổi về lý hóa kể trên là nguyên nhân gây cản trở quá trình đông tụ nhờ men dịch vị. Những thay đổi trên cũng giải thích được tại sao sự đông tụ xảy ra trong dạ dày của trẻ đang bú và vì sao người ta sử dụng sữa đun nóng sẽ dễ tiêu hóa hơn là khi sử dụng sữa tươi tự nhiên. + Tác động lên thành phần đường lactoza Khi đun nóng sữa trên 100OC trong một thời gian, lactoza bị phân hủy tạo thành các axit hữu cơ, các loại rượu và aldehyt. Một số trong các sản phẩm pân hủy này chủ yếu là do loài lactobacilli. Axit fomic đóng vai trò như một nhân tố chứng minh sự thích hợp của chế độ tiệt trùng sữa sử dụng. Đun nóng ở nhiệt độ cao còn làm phân hủy sữa bằng một quá trình khác. Việc đun nóng dễ dàng dẫn đến làm tạo ra các màu nâu đậm hay nhạt cho sản phẩm. Chẳng hạn, do các axit amin tự do phản ứng với đường lactoza tạo ra màu nâu cho sản phẩm thường xảy ra khi nhiệt độ đun nóng quá 80OC. Sự xuất hiện các chất màu melanoidin này thường kèm theo làm tang độ axit của môi trường cũng như làm tang mùi cháy trong sản phẩm. Các biến đổi này làm giảm giá trị thực pham63cua3 sữa bởi một số axit amin cần thiết (đặc biệt lyzin), tham gia vào phức chất giữa lactoza- protein, mà phức chất này không có một loại enzyme tiêu hóa nào có thể phân tách ta được. Chúng ta ghi nhận rằng cường độ của phản ứng Maillard yếu khi người ta đun nóng sữa ở nhiệt độ rất cao trong một thời gian rất ngắn. Pien cho lại rằng màu nâu hình thành trong 7-8s ở 140OC nhỏ hơn 13.6 lần so với màu nâu có được trong 10 phút ở 120OC. Đây cũng chính là cơ sở để sản xuất sữa tươi tiệt trùng. + Tác động đến các enzyme Ở 75OC phosphataza kiềm bị phá hủy tức khắc. Trong khi đó cần phải đạt tới 80-820C trong vài giây để phá hủy enzyme reductaza cũng nhu7peroxydaza. Ở 85-90OC tiêu diệt được một vài enzyme lipaza của ci sinh vật. Phần lớn, các thực nghiệm trên sử dụng trong công nghiệp để kiểm tra nhiệt độ xử lý khối sữ.a thích hợp chưa + Tác động đến các Vitamin Ở nhiệt độ đun nóng thấp không có tác dụng phá hủy các vitamin. Nhiệt độ hiện sử dụng phổ biến trong công nghiệp chế biến sữavới trình độ hiện đại không gây tổn thất vitami