Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bắp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ------------o0o------------ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA BẮP GVHD SVTH MSSV LỚP : Ths.TRẦN THỊ NGỌC MAI : NGUYỄN VŨ NHẬT THỂ : 106110079 : 06DTP2 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010 i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... Th.s Trần Thị Ngọc Mai ii LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là kết quả cuối cùng của sinh viên trong suốt khoá học, mang tính chất thực hành, có thể tạo thành sản phẩm phục vụ cho cuộc sống. Báo cáo thực tập là kết quả cuối cùng của quá trình nghiên cứu, đúc kết toàn bộ kiến thức mà sinh viên lĩnh hội trong suốt thời gian học tâp và nghiên cứu. Có lẽ em sẽ không thể hoàn thành bài báo cáo này nếu không có: o Cô Trần Thị Ngọc Mai (giảng viên trường ĐH KTCN TP.HCM), người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. o Cùng với thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, những người đã giảng dạy em trong suốt những năm học qua, đã cho em những kiến thức căn bản làm nòng cốt để tôi thực hiện đề tài. o Ba mẹ, bạn bè, những người đã sát cánh và động viên em trong thời gian vừa qua. Họ là những người không trực tiếp chỉ bảo nhưng họ đã động viên tinh thần, góp ý cho em, luôn sát cánh cùng em để em hoàn thành tốt đề tài. Xin cảm ơn tất cả mọi người với tấm lòng chân thành và biết ơn sâu sắc nhất! TP HCM. Tháng 10 - 2008 Sinh viên thực hiện Nguyễn Vũ Nhật Thể. iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong quá trình nghiên cứu, em thực hiện những nội dung sau: - Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu sữa, bắp, giống vi khuẩn thực hiện quá trình lên men… - Tiến hành cấy truyền giống và giữ giống. - Khảo sát tỷ lệ enzyme và thời gian thủy phân dịch bắp. Sau đó cô đặc dịch bắp đến 300Bx. - Khảo sát tỷ lệ pectin bổ sung đến cấu trúc sản phẩm - Cho vi khuẩn làm quen với môi trường sữa và tăng sinh khối . - Bổ sung cơ chất cho môi trường sữa, tiến hành sản xuất men cái đến pH nhất định. - Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men như: tỷ lệ men giống, hàm lượng chất khô, giá trị pH trước khi lên men, nhiệt độ để tạo môi trường tối ưu, tạo cấu trúc đồng nhất cho sản phẩm. - Tiếp theo là khảo sát tỷ lệ bổ sung dịch bắp sau lên men như: cấu trúc , màu, mùi, vị theo phương pháp cảm quan. Sau mỗi lần khảo sát, sẽ cho ra những thông số tối ưu nhất như: - Tỷ lệ enzyme cần bổ sung là 2% so với khối lượng bắp nguyên liệu và thời gian thủy phân dịch bắp là 45 phút trong 75-800C. - Hàm lượng petin bổ sung là 0,02%. - Tỷ lệ men giống là 12%so với nguyên liệu. - Hàm lượng chất khô là 160Bx. - Giá trị pH là 5,5. - Nhiệt độ lên men là 40 - 420C. - Hàm lượng chất khô sau khi bổ sung dịch bắp là 180Bx. Sản phẩm sau khi lên men được bổ sung dịch bắp sau đó mang bảo quản từ 4 - 60C. iv Mục lục Đề mục Trang Trang bìa ................................................................................................. i Nhiệm vụ đồ án Nhận xét của giáo viên hứng dẫn ........................................................... ii Lời cảm ơn ............................................................................................iii Tóm tắt ........................................................................................................ iv Mục lục ..................................................................................................................................................................................................................v Danh sách bảng biểu ...................................................................................................................................................................................................................................viii Danh sách hình vẽ .................................................................................................. x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ...................................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................... 2 1.2 Mục tiêu ngiên cứu ............................................................................................ 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN .................................................................................................... 4 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.................................................................................... 5 2.1.1 Sữa ....................................................................................................................................... 5 2.1.1.1 Thành phần hóa học của sữa ........................................................................................ 5 2.1.1.2 Tính chất lý hóa của sữa ............................................................................................. 11 2.1.1.3 Hệ vi sinh trong sữa ................................................................................................... 12 2.1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới và Việt Nam .......................................... 13 2.1.2 Bắp ..................................................................................................................................... 14 2.1.2.1 Giới thiệu chung ......................................................................................................... 14 2.1.2.2 Thành phần hóa học của bắp ..................................................................................... 16 2.1.2.3 Tình hình sản xuất, tiêu thụ bắp và các sản phẩm từ bắp ........................................... 16 2.1.3. Pectin ................................................................................................................................ 17 2.1.4 Enzyme amylase ................................................................................................................ 18 2.1.5 Đường ................................................................................................................................ 19 v 2.2 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM ......................................................................................... 19 2.2.1 Giới thiệu về sữa chua .................................................................................................... 19 2.2.2 Quá trình lên men lactic ................................................................................................. 20 2.2.3 Quy trình sản xuất sữa chua bắp ..................................................................................... 24 2.2.3.1 Quy trình sản xuất men giống ................................................................................. 24 2.2.3.2 Quy trình sản xuất dịch bắp .................................................................................... 25 2.2.3.3 Quy trình sản xuất ................................................................................................... 26 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 28 3.1 Nguyên liệu ......................................................................................................................... 29 3.1.1 Sữa .................................................................................................................................. 29 3.1.2 Giống vi sinh vật ............................................................................................................ 29 3.1.3 Bắp .................................................................................................................................. 29 3.1.4 Pectin .............................................................................................................................. 29 3.1.5 Enzyme amylase ............................................................................................................ 29 3.1.6 Đường ............................................................................................................................. 29 3.2 PHƯƠNG PHÁP NHIÊN CỨU ........................................................................................ 29 3.2.1 Phương pháp hóa lý ........................................................................................................ 29 3.2.1.1 Xác định đường khử, đường tổng, tinh bột bằng phương pháp ferrycyanure ......... 29 3.2.1.2 Định lượng tinh bột bằng phương pháp thủy phân enzyme .................................... 31 3.2.1.3 Xác định độ acid ..................................................................................................... 32 3.2.1.4 Xác định nồng độ chất khô của sản phẩm yaourt ................................................... 32 3.2.1.5 Xác định pH của sản phẩm yaourt .......................................................................... 33 3.2.2 Phương pháp vi sinh ....................................................................................................... 33 3.2.3 Phương pháp cảm quan .................................................................................................. 34 3.2.3.1 Phép thử so hàng ..................................................................................................... 34 3.2.3.2 Phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp sản phẩm ................................................. 35 3.2.4 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................................... 8 3.2.4.1 Khảo sát nguyên liệu bắp ........................................................................................ 38 3.2.4.2 Khảo sát tỷ lệ bắp và nước ...................................................................................... 38 vi 3.2.4.3 Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ enzyme đến thời gian thủy phân ............................... 39 3.2.4.4 Khảo sát tỷ lệ pectin bổ sung đến cấu trúc sản phẩm ............................................. 39 3.2.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến quá trình lên men ........... 40 3.2.4.6 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống vi khuẩn lactic đến quá trình lên men .......... 40 3.2.4.7 Khảo sát ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men .................................. 40 3.2.4.8 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men ....................................... 40 3.2.4.9 Khảo sát tỷ lệ dịch bắp phối trộn ............................................................................ 41 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................................. 42 4.1 Khảo sát nguyên liệu bắp...................................................................................................... 43 4.2 Khảo sát tỷ lệ bắp và nước ................................................................................................... 43 4.3 Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ enzyme đến thời gian thủy phân ............................................. 43 4.4 Khảo sát tỷ lệ pectin bổ sung đến cấu trúc sản phẩm ........................................................... 44 4.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến quá trình lên men ........................ 45 4.6 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống vi khuẩn lactic đến quá trình lên men ........................ 49 4.7 Khảo sát ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men ............................................... 52 4.8 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men..................................................... 58 4.9 Khảo sát tỷ lệ dịch bắp phối trộn .......................................................................................... 62 4.10 Đánh giá chất lượng sản phẩm ........................................................................................... 62 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 65 5.1 Kết luận ...................................................................................................................... 66 5.2 Kiến nghị .................................................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................................I PHỤ LỤC A ............................................................................................................................ II PHỤ LỤC B............................................................................................................................ III PHỤ LỤC C............................................................................................................................ IV vii Danh sách bảng biểu Bảng 2.1: Thành phần hóa học của sữa bò ........................................................................... 6 Bảng 2.2: Thành phần các acid béo trong sữa ..................................................................... 7 Bảng 2.3: Tỷ lệ của casein và protein hòa tan ...................................................................... 7 Bảng 2.4: hàm lượng chất khoáng vi lượng trong sữa ......................................................... 9 Bảng 2.5: hàm lượng chất khoáng đa lượng trong sữa ......................................................... 9 Bảng 2.6: Hàm lượng các vitamin trong sữa ...................................................................... 10 Bảng 2.7: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò ..................................................... 11 Bảng 2.8: Phân loại khoa học giống bắp ............................................................................ 14 Bảng 2.9: giá trị dinh dưỡng có trong 100g bắp ............................................................... 16 Bảng 2.10: Một số vi khuẩn lactic quan trọng .................................................................... 22 Bảng 3.1: Phiếu cho điểm phép thử cho điểm .................................................................... 35 Bảng 3.2 Bảng điểm đánh giá cảm quan sản phẩm sữa chua .......................................... 35 Bảng 3.3: phiếu cho điểm chất lượng ................................................................................. 37 Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm ................................................................................................ 38 Bảng 4.1: hàm lượng đường tổng, đường khử trước thủy phân, sau thủy phân, hàm lượng tinh bột có trong 100g bắp nguyên liệu........................................................... 43 Bảng 4.2: tỷ lệ bắp và nước ảnh hưởng đến nồng độ chất khô cuối cùng .......................... 43 Bảng 4.3: Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ enzyme đến thời gian thủy phân .......................... 43 Bảng 4.4.: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ chua sữa sau thời gian lên men ...... 44 Bảng 4.5.: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến giá trị pH sữa sau thời gian lên men ... 46 Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến nồng độ chất khô sữa chua sau thời gian lên men ............................................................................................. 47 Bảng 4.7: Ảnh hưởng nồng độ chất khô ban đầu đến Bx, pH, độ chua của sản phẩm sau 12 giờ lên men ...................................................................................................... 48 viii Bảng 4.8: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống đến độ chua tổng sau thời gian lên men ....... 49 Bảng 4.9: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống đến hàm lượng chất khô theo thời gian lên men ......................................................................................................................... 50 Bảng 4.10: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống đến pH theo thời gian lên men ................... 51 Bảng 4.11: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống đến Bx, pH, độ chua của sản phẩm sau 12 giờ lên men ............................................................................................................ 52 Bảng 4.12: Ảnh hưởng của pH ban đầu đến độ chua tổng theo thời gian lên men ........... 54 Bảng 4.13: Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hàm lượng chất khô của dịch lên men ........ 55 Bảng 4.14: Ảnh hưởng của pH ban đầu đến pH của quá trình lên men ............................ 56 Bảng 4.15: Ảnh hưởng tỷ lệ pH ban đầu đến Bx, pH, độ chua của sản phẩm sau 12 giờ lên men .................................................................................................................. 57 Bảng 4.16: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chua tổng của dịch lên men ......................... 58 Bảng 4.17: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng chất khô của dịch lên men .............. 59 Bảng 4.18: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến pH của quá trình lên men.................................. 60 Bảng 4.19: Ảnh hưởng giá trị nhiệt độ đến Bx, pH, độ chua của sản phẩm sau 12 giờ lên men .................................................................................................................. 61 Bảng 4.20: Kết quả đánh giá cảm quan phép thử so hàng................................................. 62 Bảng 4.21: kết quả cho điểm tổng hợ sản phẩm ................................................................. 63 ix Danh sách hình vẽ Hình 2.1: cây bắp ..................................................................................................................... 15 Hình 2.2: vi khuẩn Lactobaccilus acidophylus ........................................................................ 21 Hình 2.3: Sơ đồ quy trình tạo men giống ............................................................................... 24 Hình 2.4: sơ đồ sản xuất dịch bắp ........................................................................................... 25 Hình 2.5: sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bắp ..................................................................... 26 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát sự thủy phân của enzyme và thời gian thủy phân 39 Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu trong sữa đến độ chua tổng trong quá trình lên men theo thời gian .......................................................... 45 Hình 4.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu trong sữa đến giá trị pH trong quá trình lên men theo thời gian .................................................................. 46 Hình 4.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu trong sữa đến nồng độ chất khô trong quá trình lên men theo thời gian .................................................... 47 Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu trong sữa đến Bx, pH, độ chua trong 12 giờ lên men ............................................................................... 48 Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dịch men giống ban đầu trong sữa đến độ chua tổng trong quá trình lên men theo thời gian .................................................. 50 Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống ban đầu trong sữa đến hàm lượng chất khô trong quá trình lên men theo thời gian .................................................... 51 Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng tỷ lệ dịch men giống ban đầu trong sữa đến giá trị pH trong quá trình lên men theo thời gian .................................................................. 52 Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dịch men giống đến Bx, pH, độ chua trong 12 giờ lên men ....................................................................................................... 53 Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng pH ban đầu đến độ chua tổng trong quá trình lên men theo thời gian ......................................................................................................... 54 Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng pH ban đầu đến hàm lượng chất khô trong quá trình lên men theo thời gian ........................................................................................... 55 x Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng pH ban đầu đến độ pH trong quá trình lên men theo thời gian ................................................................................................................. 56 Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng giá trị pH ban đầu đến Bx, pH, độ chua trong 12 giờ lên men .................................................................................................................. 57 Hình 4.13: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chua tổng trong quá trình lên men theo thời gian ......................................................................................................... 58 Hình 4.14: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến nồng độ chất khô trong quá trình lên men theo thời gian ................................................................................................. 59 Hình 4.15: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến giá trị pH trong quá trình lên men theo thời gian ................................................................................................................. 60 Hình 4.16: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng giá trị nhiệt độ đến Bx, pH, độ chua trong 12 giờ lên men ........................................................................................................................ 61 xi Chương :1 Giới thiệu Chương: 1 GIỚI THIỆU 1 Chương :1 Giới thiệu 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ. Để góp phần đa dạng hóa các sản phẩm từ sữa thì sữa chua là một trong những sản phẩm được biết đến khá rộng rãi. Ngoài cung cấp chất dinh dưỡng thì sữa chua cũng rất tốt cho cơ thể nhờ hệ vi sinh vật có lợi có trong sữa chua. Sữa chua là sản phẩm lên men nhờ nhóm vi khuẩn lactic giúp tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể và ngăn ngừa bệnh tật. Đặc biệt, sữa chua dễ hấp thụ hơn sữa tươi do quá trình lên men, chuyển hoá đường lactose thành loại đường dễ hấp thụ. Sữa chua có hương vị thơm ngon đặc trưng là do quá trình lên men phụ tạo hương cho sản phẩm như diacetyl, aceton, acetaldehyde và một số ester khác…Sữa chua là một trong những thực phẩm đặc biệt tốt và phù hợp để dùng mỗi ngày cho tất cả mọi đối tượng: từ trẻ em, người già, người mới ốm dậy, phụ nữ đến nam giới. Sữa chua cung cấp lượng lớn vitamin nhóm B, vitamin PP, …, một lượng lớn vi khuẩn lactic mà những vi khuẩn này khi vào ruột sẽ cạnh tranh với vi khuẩn gây thối có trong ruột già làm hạn chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối. Sữa chua cũng giúp tăng cường sức đề kháng, ngăn ngừa và giảm bớt các triệu chứng của bệnh đường ruột, đem lại một cơ thể và vóc dáng khoẻ mạnh. Do các đặc tính trên mà người tiêu dùng trên thế giới cũng như tại Việt Nam ngày càng ưa chuộng các sản phẩm từ sữa chua [6]. Các tính năng của bắp được mọi người biết đến từ rất lâu nhờ các thành phần dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất có trong bắp như: folate, vitamin nhóm B, magnesium… giúp giảm thiểu các bệnh cho cơ thể và đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa carbohydrate, protein và lipid. Nhằm tăng cường vitamin nhóm B trong sữa chua và đa dạng hóa sản phẩm tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua bắp” [9]. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.  Khảo sát nguyên liệu.  Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa dịch bắp. ­ Khảo sát tỷ lệ bắp : nước. ­ Khảo sát sự ảnh hưởng tỷ lệ enzyme đến thời gian thủy phân.  Khảo sát tỷ lệ pectin bổ sung đến cấu trúc sản phẩm.  Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men như: - Ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến quá trình lên men. - Ảnh hưởng của tỷ lệ giống vi khuẩn lactic đến quá trình lên men. 2 Chương :1 Giới thiệu - Ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men. - Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men.  Khảo sát tỉ lệ phối trộn dịch bắp thích hợp cho sản phẩm. - Khảo sát tỷ lệ dịch bắp phối trộn. 3 Chương :2 Tổng quan Chương: 2 TỔNG QUAN 4 Chương :2 Tổng quan 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU. 2.1.1 Sữa. Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu, sữa có đầy đủ các hợp chất cần thiết cho cơ thể. Các thành phần của sữa mẹ và sữa động vật khác nhau đều sử dụng được nhưng chúng ta đã quen sử dụng sữa bò. Đa phần các quốc gia trên thế giới đều dùng sữa bò, trong đó có Việt Nam. Từ sữa tươi người ta có thể chế biến thành nhiều loại sản phẩm khác nhau trong đó có 5 ngành sản xuất chính: o Sản suất sữa tươi thanh trùng và tiệt trùng. o Sản xuất sữa đặc. o Sản xuất sữa chua. o Sản xuất sữa bột. o Sản xuất bơ-phomat. Dưới dạng các sản phẩm khác nhau giá trị dinh dưỡng của sữa tăng lên rất nhiều, sữa mang lại cho chúng ta sự sản khoái, ngon miệng và đặc biệt giúp cơ thể phát triển, tăng cường sức lao động và trí tuệ [3]. Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, ngành chế biến sữa ngày càng phát triển và đa dạng hóa chủng loại sản phẩm, góp phần khẳng định sữa là một phần tất yếu, giữ vị trí quan trọng trong cuộc sống. 2.1.1.1 Thành phần hóa học của sữa [3]. Hàm lượng và thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong khoảng rộng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giống, điều kiện tự nhiên, điều kiện chăn nuôi…Sữa là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong sữa bò tươi có gần 100 chất khác nhau, ngoài những hợp chất cơ bản như: protein, lipid, glucid, còn có các thành phần khác như vitamin, khoáng, enzyme, chất khí…đặc biệt là có chứa một số chất miễn dịch và hormone kích thích. Ngoài ra trong sữa còn có chứa 10 loại acid không thay thế, 19 loại acid béo, 25 loại muối khoáng, 12 loại vitamin, 4 loại đường…và rất nhiều nước [3]. 5 Chương :2 Tổng quan Bảng 2.1: Thành phần hóa học của sữa bò [3]. Thành phần Đơn vị Thành phần Đơn vị Protein 3,5% Cacbonhydrat 4,8% Casein 2,8% Tro 0,7% Whey protein 0,7% Khoáng 8-10g/l Chất béo 3,7%  Nước: Chiếm một tỉ lệ lớn từ 85,5 – 89,5% tùy theo từng loại sữa. Nước ở dạng tự do là chủ yếu. - Nước tự do: nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nó có thể tách ra được trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô.  Nước liên kết: nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 – 4%. Lipid: Các lipid có trong sữa thường là những lipid đơn giản được gọi là chất béo. Chất béo bao gồm 2 loại: lipid đơn giản và lipid phức tạp. Chất béo trong sữa chứa khoảng 96% triglycerides, phần còn lại là acid béo tự do, các mono-acid diglyceride, các phospholipid, sterols, và hydrocarbon. Lớp váng sữa trên bề mặt có nhiều thể hình cầu kích thước khác nhau nổi tự do trong sữa, mỗi thể cầu được bao bọc bằng một màng mỏng. Thể cầu mỡ này có màng bao từ protein và các phosphatide (rất bền) có tác dụng bảo vệ giữ cho chúng không bị phá hủy bởi các enzyme trong sữa, đường kính cầu mỡ 0,1÷20μm (trung bình 3÷4 μm), có 3000 đến 3 4000 triệu cầu mỡ/1ml sữa, là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0,925g/cm ) và có xu hướng nổi lên bề mặt. Phần còn lại ngoài các cầu mỡ là sữa gầy. Vì tỷ trọng của chất béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên trên mặt nước và tạo thành váng sữa. Khi đó sữa tồn tại dưới hai pha tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid, pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như lactose, khoáng, vitamin, protein… 6 Chương :2 Tổng quan Bảng 2.2: Thành phần các acid béo trong sữa [4]. Các acid béo no Không no Số nguyên tử carbon Tỷ lệ so với tổng số % Butiric 4 3,0-4,5 Caproic 6 1,3-2,3 Caprillic 8 0,8-2,5 Capric 10 1,8-3,8 Lauric 12 2,0-5,0 Miristic 14 7,0-11,0 Palmitic 16 25,0-29,0 Stearic 18 7,0-13,0 Oleic 18:2 30,0-40,0 Linoleic 18:2 2,0-3,0 Linolenic 18:3 1,0 Phosphatide và glycolipide: đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành các màng cầu mỡ. Trong thành phần gồm các acid béo hòa tan trong chất béo và loại hòa tan trong nước, hàm lượng từ 0,031 - 0,05.  Protein: Protein là một trong những hợp chất quan trọng của sữa. Trong sữa có nhiều loại protein khác nhau. Protein có trạng thái keo không bền, casein chiếm 75 - 80 protein trong sữa. Protein hòa tan chiếm 15 - 25 trong sữa gồm β-lactoglubin, α-lactalglubin, proteose-pepton, Immunoglobulin, Serum-albumin. Bảng 2.3: Tỷ lệ của casein và protein hòa tan [ 5]. Protein tổng Casein (78 – 85%) (ở dạng micelle) Loại casein Protein hòa tan (15 – 22%) (ở dạng phân tử) Tỉ lệ so với tổng số Loại protein whey protein Tỉ lệ so với tổng số (protein hòa tan) protein 7 Chương :2 Tổng quan Casein s 45 –55 % -lactoglobulin 7 – 12% Casein  25 – 35% -lactalbumin 2 – 5% Casein  8 – 15% Proteo-pepton 2 – 6% Casein  3 – 7% Imunoglobulin 1,9 – 3,3% Serum albumin Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Trong sữa bò casein chiếm gần 80% tổng số protein hay khoảng 26g cho 1 lít sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate). Mỗi micelle do khoảng 400 – 500 tiểu micelle hợp thành [3]. Khi pH giảm (do kết quả của quá trình lên men tạo acid lactic hoặc acid được chủ động đưa vào), các ion H+ của acid sẽ liên kết với micelle casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của micelle casein. Khi tới giới hạn, các micelle casein sẽ đông tụ (tạo thành gel). Theo lý thuyết, điểm đẳng điện pI của casein là 5,1 – 5,3. Trong dung dịch hỗn hợp nhiều thành phần của sữa, casein đông tụ tốt nhất ở pH 4,5 – 4,7. Khi cho dư acid (hoặc khi quá trình lên men quá dài, sữa có độ chua cao) pH của sữa nhỏ hơn pH đẳng điện của casein ( pI ), một phần casein sẽ bị tái hòa tan vào dung dịch sữa [ 3].  Protein hòa tan (whey protein) [1]: Phần protein nổi trên mặt sữa sau khi kết tủa ở pH 4.6 được gọi là whey protein. Whey protein gồm: β-lactoglobulin ( β-Lg ), α-lactalbumin ( α-La ), serum-albumin, immunoglobulin, proteose-pepton. Các phân tử protein hình cầu này hòa tan nhiều trong nước hơn Casein và dễ bị biến tính nhiệt. Mức độ biến tính tăng theo hàm lượng nước chứa trong whey protein. + ß-Lactoglobulins: có dạng hình cầu, có cấu trúc bậc 2 gồm 10 ÷ 50% xoắn α, 20 ÷ 30% lá xếp, 50 ÷ 60% vòng cung β và phần còn lại là cấu trúc không trật tự. Trong nhóm này có 8 loại gen khác nhau, chiếm hơn ½ tổng số trong whey protein. + α-Lactalbumins: là protein hình cầu và là một metalloprotein, trong mỗi phân tử có chứa 1 nguyên tử Ca. Đây là một protein có giá trị dinh dưỡng cao. 8 Chương :2 Tổng quan + Peptone-protose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau. Chúng là sản phẩm thủy phân từ β-casein bởi plasmine. + Immoglobulin: trong số các immoglobulin, IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất. Nó có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột. + Serum-albumin: là một protein phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu và không đặc trưng cho sữa. Ngoài ra trong sữa còn có các protein màng (membrane protein) với hàm lượng rất thấp. Chúng tạo nên một lớp màng mỏng bao xung quanh các hạt béo, góp phần làm ổn định hệ nhũ tương có trong sữa.  Lactose: Là một disaccharide hay còn gọi là đường sữa (5 - 8). Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới 2 dạng: o Dạng  - lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử  - lactose ngậm một phân tử nước). o  Dạng  - lactose anhydrous C12H22O11 ( phân tử  - lactose khan). Các chất khoáng: Trong sữa chứa rất nhiều loại khoáng, gồm 25 nguyên tố nhóm đa lượng và 10 nguyên tố nhóm vi lượng. Hàm lượng khoáng dao động trong khoảng từ 8 – 10 g/l. Bảng 2.4: Hàm lượng chất khoáng vi lượng trong sữa [4]. Thành phần mg/kg Thành phần mg/kg Fe 0,1-0,6 Zn 0,48-3,0 Co 0,11 Cu 0,05-0,4 Mn 0,06 I 0,05-0,2 Pb 0,02-1,2 Bảng 2.5: Hàm lượng chất khoáng đa lượng trong sữa. Thành phần mg/l Thành phần mg/l K 1500 P 3000 Ca 1200 Cl 1000 9