Đang tải... (xem toàn văn)
thành phần hóa học và tính chất của sữa
Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung TÓM TẮT Sữa là một sản phẩm hằng ngày được nhiều người sử dụng vì thành phần nó chứa nhiều chất dinh dưỡng cung cấp cho nhu cầu hằng ngày của con người. Tuy nhiên, sữa rất dễ bị biến đổi bởi các yếu tố của môi trường, vì vậy cần bảo quản sữa và thường xuyên kiểm tra chất lượng sữa. Để làm được điều này, việc nắm vững các tính chất của sữa sẽ giúp người kiểm tra làm việc dễ dàng hơn. Do đó, bài báo cáo sẽ trình bày về thành phần hóa học và tính chất của sữa nhằm giúp người đọc có cái nhìn thấu đáo hơn về loại sản phẩm phổ biến này. Nội dung Trang 1. Giới thiệu 1 1.1. Sữa là gì? 1 1.2. Nguồn gốc của sữa 1 1.3. Sự phát triển của ngành sữa hiện nay 2 1.4. Phân loại sữa 2 2. Thành phần hóa học của sữa 3 2.1. Protein 3 2.1.1. Casein 4 2.1.2. Whey protein 5 2.2. Fat 6 2.3. Lactose 8 2.4. Nước 9 2.5. Enzyme 9 2.6. Chất khoáng 10 2.7. Vitamin 11 2.7.1. Các vitamin tan trong chất béo 11 2.7.2. Các vitamin tan trong nước 11 2.8. Các thành phần khác 12 2.8.1. Các chất khí 12 2.8.2. Các chất miễn dịch 12 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của sữa 13 3.1. Những biến đổi trong quá trình bảo quản 13 3.2. Những biến đổi trong quá trình xử lý nhiệt 13 4. Các tính chất của sữa 14 Nhóm 2 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung 4.1. Tính chất vật lý 14 4.1.1. Màu sắc 14 4.1.2. Mùi vị 14 4.1.3. Trọng lượng riêng (SG) 15 4.1.4. Điểm sôi 16 4.1.5. Điểm đông đặc 16 4.1.6. Hàm lượng chất khô 17 4.1.7. Chỉ số khúc xạ 17 4.1.8. Tính dẫn điện 18 4.1.9. Tính dẫn nhiệt 18 4.1.9.1. Độ nhớt 18 4.1.9.2. Sức căng bề mặt 19 4.2. Tính chất hóa học 19 4.2.1. Tính acid và pH 19 4.2.2. Tính oxi hóa 20 4.3. Tính chất hóa lý 21 5. Kết luận 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 Nhóm 2 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 . Sữa là gì? Sữa là chất lỏng màu trắng có thành phần hóa học phức tạp được tiết ra từ tuyến vú của các loài động vật có vú. Sữa chứa nhiều thành phần như protein, lipid, lactose, nước, các vitamin, khoáng và một số chất khác. Các thành phần trong sữa có thể thay đổi tùy vào loài động vật cho sữa, điều kiện chăn nuôi…Sữa dễ hư hỏng do các điền kiện của môi trường. 1.2 . Nguồn gốc của sữa Sữa có nguồn gốc từ các loài động vật có vú cho sữa như: Trâu Bò Dê Cừu Ngựa Cá voi Tê giác Lạc đà Hươu Nhóm 2 Trang 3 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung Thỏ Bảng 1: Thành phần các chất trong sữa (%) Loài Protein tổng Casein Whey protein Béo Carbohydrat e Tro Người 1.2 0.5 0.7 3.8 7.0 0.2 Ngựa 2.2 1.3 0.9 1.7 6.2 0.5 Bò 3.5 2.8 0.7 3.7 4.8 0.7 Trâu 4.0 3.5 0.5 7.5 4.8 0.7 Dê 3.6 2.7 0.9 4.1 4.7 0.8 Cừu 5.8 4.9 0.9 7.9 4.5 0.8 1.3 . Sự phát triển ngành sữa hiện nay Sữa là một nông phẩm được chiết xuất từ động vật có vú trong hoặc ngay sau khi mang thai và sử dụng như thực phẩm cho con người. Trên toàn thế giới, trang trại sữa sản xuất khoảng 730 triệu tấn sữa trong năm 2011. Ấn Độ là nước sản xuất và tiêu thụ sữa lớn nhất thế giới, nhưng không xuất khẩu cũng như không nhập khẩu sữa. New Zealand, 28 nước thành viên Liên minh châu Âu, Úc , và Mỹ là những nhà xuất khẩu sữa và các sản phẩm sữa lớn nhất thế Nhóm 2 Trang 4 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung giới. Trung Quốc và Nga là hai nhà nhập khẩu sữa và sản phẩm sữa lớn nhất thế giới. Hơn 6 tỷ người tiêu dùng sữa và các sản phẩm sữa. Hơn 750 triệu người sống trong các hộ gia đình chăn nuôi bò sữa. Sữa là một đóng góp quan trọng để cải thiện dinh dưỡng và an ninh lương thực ở các nước đang phát triển. Cải tiến trong chăn nuôi và công nghệ chăn nuôi bò sữa hướng tới giảm nghèo và suy dinh dưỡng trên thế giới. 1.4 . Phân loại sữa Sữa phân loại theo hàm lượng chất béo gồm 3 loại: Sữa nguyên kem (whole milk): sữa mà không có thành phần bị loại bỏ chứa 3 – 3.7% chất béo Sữa bán gầy (semi-skimmed milk): sữa tách bớt một phần chất béo để hàm lượng chất béo đạt 1.5 –1,8%. Sữa gầy (skimmed milk): sữa tách béo để hàm lượng chất béo đạt 0.1 – 0.3%. 2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA Thành phần hóa học của sữa phức tạp bao gồm: Protein: 3.2% Lipid: 3.9% Lactose: 4.6% Nhóm 2 Trang 5 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung Nước: 87.3% Ngoài ra còn có các thành phần khác như vitamin, khoáng, hormone, chất màu, các acid amin, chất khí…. 2.1. Protein Trong sữa có chứa nhiều loại protein, các protein này có vai trò rất quan trọng đối với dinh dưỡng ở người. Các protein sữa chủ yếu chỉ có trong sữa, nó không được tìm thấy ở những mô khác. Hàm lượng protein trong sữa chiếm khoảng 3–3.5%. Người ta dựa vào độ hòa tan ở pH = 4,6 để chia protein sữa ra làm 2 loại: Casein hay còn gọi là protein đông tụ, có một thành phần acid amin thích hợp cho sự tăng trưởng và phát triển của trẻ. Whey protein hay còn gọi là protein hòa tan. Ngoài ra, một phần nhỏ protein còn là enzym, màng hạt cầu béo, protein liên quan đến vận chuyển chất dinh dưỡng, protein liên quan đến kháng bệnh (kháng thể và những người khác), các yếu tố tăng trưởng… Đa số các protein sữa có chứa casein, β–lactoglobulin và α–lactalbumin được tổng hợp trong các tế bào biểu mô vú và chỉ được sản xuất bởi các tuyến vú. Với immonoglobulin và serum-albumin trong sữa không được tổng hợp bởi các tế bào biểu mô mà thay vào đó chúng được hấp thu trong máu. Một ngoại lệ là một số lượng ít immonoglobulin được tổng hợp bởi tế bào lympho trong các mô vú (được gọi là các tế bào huyết tương). Bảng 2: Hàm lượng các protein trong sữa Hàm lượng % tổng protein Nhóm 2 Trang 6 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung trong sữa g/kg w/w Casein αs1-casein *) αs2-casein *) β-casein **) κ-casein Tổng casein 10.0 2.6 10.1 3.3 26.0 30.6 8.0 30.8 10.1 79.5 Whey proteins α-lactalbumin β-lactalbumin blood serum albumin Immunoglobulins Miscellaneous (gồm proteose-peptone) Tổng whey proteins 1.2 3.2 0.4 0.7 0.8 6.3 3.7 9.8 1.2 2.1 2.4 19.3 Fat globule membrane proteins Tổng protein 0.4 32.7 1.2 100 *) về sau gọi là α-casein **) bao gồm γ-casein 2.1.1. Casein Casein là thành phần chủ yếu của protein sữa chiếm 75–85%, casein cung cấp acid amin , carbohydrate, canxi và phospho. Do tính chất kị nước làm cho Nhóm 2 Trang 7 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung casein ít tan trong nước nên nó hình thành cấu trúc đa phân tử dạng hạt cầu nhỏ gọi là micelle casein. Bên cạnh các phân tử casein, các micelle casein cũng chứa nước và muối (chủ yếu là canxi và phospho). Một số enzyme cũng liên kết với micelle casein. Thành phần acid amin trong casein rất quan trọng cho sự tăng trưởng và phát triển trẻ. Casein dễ tiêu hóa trong dạ dày và ruột nhờ cấu trúc micelle casein, đồng thời nó còn là nguồn giàu các acid amin. Cơ cấu micelle casein trong sữa là cơ sở cho rất nhiều sản phẩm của ngành công nghiệp sữa (chẳng hạn như ngành công nghiệp pho mát) và là cơ sở cho việc tách một số protein và các thành phần khác từ sữa. Casein là một trong những thành phần hữu cơ phổ biến nhất của sữa, ngoài lactose và chất béo sữa. Các phân tử casein không hòa tan trong môi trường dung dịch nước của sữa. Tuy nhiên, các micelle casein được duy trì ở dạng keo trong sữa nhưng nếu cấu trúc micelle bị xáo trộn, các miclle có thể bung ra và casein có thể đi ra khỏi dung dịch, tạo thành vật liệu keo của sữa đông. Đây là một phần của cơ sở cho sự hình thành của tất cả các sản phẩm sữa không chất lỏng như pho mát. 2.1.2. Whey protein Whey protein chiếm khoảng 5%. Có rất nhiều loại whey protein trong sữa và chúng thay đổi theo loài, trong giai đoạn cho con bú, sự hiện diện của một nhiễm trùng vú, và các yếu tố khác. Các whey protein chính trong sữa là: β–lactoglobulin chiếm 50%. Nhóm 2 Trang 8 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung α–lactalbumin chiếm 20% là một loại protein quan trọng trong quá trình tổng hợp lactose và sự hiện diện của nó là trung tâm của quá trình tổng hợp sữa. Serum–albumin chiếm 10% là protein huyết thanh. Immunoglobulin chiếm 10% là kháng thể đặc biệt cao trong sữa non. Ngoài ra, whey protein cũng bao gồm các enzyme, hoocmon, các yếu tố tăng trưởng, vận chuyển chất dinh dưỡng, yếu tố kháng bệnh… Hầu hết whey ít tiêu hóa trong ruột. Trong khi lượng lớn whey protein không tiêu hóa hoàn toàn trong ruột thì một số protein còn nguyên vẹn có thể kích thích đường ruột hoặc gây ra một số phản ứng miễn dịch cơ thể. Điều này đôi khi được gọi là dị ứng protein sữa và thường được cho là gây ra bởi β–lactoglobulin. 2.2. Fat (chất béo) Fat tồn tại ở dạng các giọt giống như hệ nhũ tương dầu trong nước bao gồm một hỗn hợp của các lipid đơn giản, lipid phức tạp và các hợp chất tan trong chất béo (acid béo tự do, vitamin tan trong béo, chất màu β–carotene, cholesterol…). Lipid đơn giản chiếm 98.5% bao gồm các monoglyceride, diglyceride và triglyceride trong đó chủ yếu là triglyceride. Triglyceride được tạo thành từ ba acid béo liên kết với một phân tử glycerol bằng liên kết este. Chất béo trong sữa là nguồn chính của chất béo được sử dụng bởi các động vật có vú để tích lũy mỡ cho cơ thể và chuyển hóa chất béo sữa như một nguồn năng lượng trong những ngày đầu tiên sau khi sinh. Chất béo trong sữa là thành phần hay biến đổi nhất của sữa. Loài động vật biển có hàm lượng chất béo cao nhất trong khi một số các động vật móng vuốt có hàm lượng chất béo sữa thấp nhất. Nhóm 2 Trang 9 Môn Công nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung Chất béo sữa được tiết ra từ tế bào biểu mô vú như chất béo mà chủ yếu bao gồm một giọt chất béo trung tính được bao quanh bởi lớp phủ bề mặt là protein (70%) và một màng lipid kép tương tự như màng đỉnh của các tế bào biểu mô bao gồm phospholipid (25%), cerebrosides (3%) và cholesterol (2%). Màng giọt chất béo này giúp ổn định các chất béo trong một nhũ tương trong môi trường dung dịch nước sữa. Nhóm 2 Trang 10 [...]... lactometer Sữa có chứa nhiều thành phần có SG lớn hơn SG của nước Do đó SG của sữa luôn luôn lớn hơn 1 Chất béo là thành phần quan trọng duy nhất trong sữa có SG nhỏ hơn 1 SG của các thành phần được tìm thấy trong sữa như sau: nước 1.0, chất béo 0.93 , protein 1.346 , lactose 1.066, và muối khoáng SG của sữa bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ thành phần của nó Chất béo là thành phần hay thay đổi nhất của sữa, có... mặt của sữa thấp hơn của nước đưa ra câu hỏi là thành phần nào của sữa tạo ra kết quả này Chắc chắn là protein thì chịu trách nhiệm cho sức căng bề mặt thấp hơn Sức căng bề mặt của sữa thì đa dạng với nhiệt độ và tổng các chất rắn 4.2 Tính chất hóa học 4.2.1 Tính acid và pH Khi sữa tươi được chuẩn độ với dung dịch kiềm, dung dịch phenolphthalein (chất chỉ thị) đổi màu biểu thị tính acid mặc dù sữa. .. chế biến sữa -GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung 3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA 3.1 Những biến đổi trong quá trình bảo quản: Chất béo và protein sữa bị thay đổi hóa học trong quá trình bảo quản Những thay đổi này có 2 dạng: sự oxy hóa và sự phân giải lipid Sản phẩm tạo nên có mùi khó chịu và thường xảy ra đối với bơ sữa và bơ Sự oxy hóa chất béo: xảy ra tại các nối đôi của các acid... ra phần trăm pha trộn (thêm nước tinh khiết vào sữa) và sự kiểm tra này rất hữu ích cho ngành công nghiệp sữa Lactose, các chất khoáng và những carbodioxide hòa tan là những chất góp phần chủ yếu làm giảm điểm đông đặc của sữa Chất béo, proteins và colloides thì không đóng góp vào việc làm thay đổi điểm đông đặc 4.1.6 Hàm lượng chất khô Hàm lượng chất khô là hàm lượng của tất cả các chất trong sữa. .. đổi từ trắng ngà đến vàng nhạt Qua màu sắc của sữa có thể phán đoán sơ bộ được chất lượng của sữa Sữa có nhiều chất béo thì màu vàng hơn những loại sữa bình thường, ngược lại khi sữa đã bị lấy đi một phần chất béo hoặc bị pha thêm nước thì thường có màu vàng nhạt hơn sữa bình thường hoặc có màu vàng ánh xanh, sữa có màu xám hoặc ánh hồng có thể do vú bò bị viêm hoặc do ảnh hưởng của thức ăn lạ Một số... dẫn nhiệt của sữa Hàm lượng chất béo cao hơn thì tính dẫn nhiệt thấp hơn Tính dẫn nhiệt của sữa ở 30o C là 13.5 x 104 cal cm4 S4 C4 4.1.10 Độ nhớt Độ nhớt của vật chất được cho là sự chống lại dòng chảy của nó Nó là phép đo của sự ma sát giữa các phân tử khi chúng trượt lên các phân tử khác Độ nhớt của các vật chất không đồng nhất như sữa ở một nhiệt độ cho trước phụ thuộc vào thành phần và trạng thái... và trạng thái vật lý của những vật chất phân tán trong nó, bao gồm chất béo sữa Ở nhiệt độ bình thường, độ nhớt của sữa là từ 1.5–2 centipoises Độ nhớt của sữa được xác định bằng viscosimeter Độ nhớt của sữa luôn cao hơn độ nhớt của nước Đó là bởi vì sự hiện diện của các chất rắn hòa tan trong sữa Quá trình đồng hóa làm tăng độ nhớt của sữa Nhóm 2 Trang 24 Môn Công nghệ chế biến sữa -GVHD: Đặng... hưởng tối đa đến SG Tăng hàm lượng chất béo của sữa kết quả làm giảm SG và giảm hàm lượng chất béo của sữa làm tăng SG Giá trị SG của sữa thường dao động từ 1.0289 đến 1.034 Thường trong sữa bò SG khoảng 1.028–1.030 và 1.030–1.032 trong sữa trâu SG sữa tách kem có SG luôn luôn cao hơn so với sữa nguyên chất mà nó thu được Sữa tách kem từ sữa bò sẽ có khoảng SG giống sữa trâu tách kem, với giá trị tương... hợp thành phần chất hữu cơ và vô cơ chứa trong nó Cụ thể đó là hàm lượng phong phú protein, lipid, cacbohydrat, các enzym, vitamin, khoáng cần thiết cho sự phát triển của con người Các tính chất của sữa cũng rất đa dạng Về vật lý, sữa có các tính chất như màu, mùi vị, trọng lượng riêng, điểm đông đặc, sức căng bề mặt, dẫn điện,… Về tính chất hóa lý, sữa là một hệ nhũ tương có thể bị oxi hóa Nhờ các tính. .. với hàm lượng ppm cũng là chất xúc tác rất mạnh Để khống chế quá trình oxy hóa của chất béo, ta cần bài khí sữa trước khi sử dụng đồng thời cần tránh cho sữa tiếp xúc với và ánh sáng mặt trời trong khi bảo quản 4.3 Tính chất hóa lý Sữa bò bao gồm 87 % là nước và 13 % là chất khô Chất khô trong trạng thái lơ lửng hoặc hòa tan trong nước Tùy thuộc vào loại chất rắn mà sự phân bố của chúng trong pha nước . lượng chất béo đạt 0.1 – 0.3%. 2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA Thành phần hóa học của sữa phức tạp bao gồm: Protein: 3.2% Lipid: 3.9% Lactose: 4.6% Nhóm 2 Trang 5 Môn Công nghệ chế biến sữa. màu nâu của sữa. 4. CÁC TÍNH CHẤT CỦA SỮA 4.1. Tính chất vật lý 4.1.1. Màu sắc Sữa tươi có màu sắc thay đổi từ trắng ngà đến vàng nhạt. Qua màu sắc của sữa có thể phán đoán sơ bộ được chất lượng của. nghệ chế biến sữa GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung 3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA 3.1. Những biến đổi trong quá trình bảo quản: Chất béo và protein sữa bị thay đổi hóa học trong quá