Tài liệu Sử dụng chất màu thực phẩm trong sản xuất sữa chua.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --------------o0o-------------- VŨ HƢƠNG LIÊN Tên đề tài: ̉ ́ ̉ ̀ ̉ ́ ̃ SƢ DUNGG CHÂT MAU THƢCG PHÂM TRONG SAN XUÂT SƢA CHUA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Lớp : K44 – CNTP Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2012 – 2016 Thái Nguyên, năm 2016 i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --------------o0o-------------- VŨ HƢƠNG LIÊN Tên đề tài: ̉ ́ ̉ ̀ ̉ ́ ̃ SƢ DUNGG CHÂT MAU THƢCG PHÂM TRONG SAN XUÂT SƢA CHUA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Lớp : K44 – CNTP Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2012 – 2016 Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Trần Văn Chí Thái Nguyên, năm 2016 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài và hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp, cùng với sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của các thầy cô giáo cùng các đơn vị tập thể. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên TS.Trần Văn Chí – Giảng viên khoa CNSH – CNTP, người đã tận tình, chu đáo hướng dẫn, giúp đỡ em thực hiện và hoàn thành tốt được khóa luận. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa CNSH - CNTP đã giúp đỡ em thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các bạn trong nhóm sinh viên thực tập tại khoa CNSH – CNTP và các bạn sinh viên thuộc lớp K44 - CNTP đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, xong do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuất cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu xót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Kính mong nhận được sự chia sẻ và những ý kiến đóng góp quý báu của thầy, cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Vũ Hƣơng Liên ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thị trường sữa thế giới................................................................................4 Bảng 2.2. Chỉ tiêu các đại lượng vật lý của sữa bò..................................................... 5 Bảng 2.3. Thành phần hóa học trong 1 lít sữa.............................................................5 Bảng 2.4. Thành phần acid amin trong sữa (mg%)[20].............................................. 8 Bảng 2.5. Hàm lượng các vitamin trong sữa (mg/l)....................................................9 Bảng 2.6. Hàm lượng các chất khoáng vi lượng có trong sữa (mg/kg)....................10 Bảng 2.7. Hàm lượng các chất khoáng đa lượng có trong sữa (mg/kg)...................10 Bảng 2.8. Các nhóm hoá học chức năng của curcumin............................................18 Bảng 2.9. Thành phần dinh dưỡng trong thanh long ruột đỏ....................................23 Bảng 2.11. Thành phần hóa học của nhân cà phê......................................................25 Bảng 3.1. Thiết bi thị́nghiêmm..................................................................................... 31 Bảng 3.2. Dụng cụ thí nghiệm................................................................................... 32 Bảng 3.3. Dung môi chiết tách nghệ vàng.................................................................34 Bảng 3.4. Dung môi chiết tách thanh long ruột đỏ....................................................34 Bảng 3.5. Dung môi chiết tách cà phê.......................................................................34 Bảng 3.6. Tiêu chí đánh giá sữa chua........................................................................ 35 Bảng 3.7. Tiêu chí đánh giá sữa chua bổ sung nghệ vàng.........................................37 Bảng 3.8. Tiêu chí đánh giá sữa chua bổ sung thanh long ruột đỏ............................38 Bảng 3.9. Tiêu chí đánh giá sữa chua bổ sung cà phê...............................................40 Bảng 3.10. Các mức chất lượng đánh giá..................................................................41 Bảng 3.11. Bảng chỉ tiêu chất lượng..........................................................................43 Bảng 4.1. Kết quả lựa chọn dung môi chiết tách của nghệ vàng..............................49 Bảng 4.2. Kết quả lựa chọn dung môi chiết tách của thanh long ruột đỏ.................50 Bảng 4.3. Kết quả lựa chọn dung môi chiết tách của cà phê....................................50 Bảng 4.4 .Kết quả phân tích mẫu sữa chua tối ưu bằng SPSS..................................52 Bảng 4.5. Kết quả phân tích mẫu sữa chua bổ sung nghệ vàng bằng SPSS.............53 Bảng 4.6. Kết quả phân tích mẫu sữa chua bổ sung thanh long ruột đỏ bằng SPSS 54 Bảng 4.7. Kết quả phân tích mẫu sữa chua bổ sung cà phê bằng SPSS...................55 Bảng 4.8. Bảng chỉ tiêu hóa sinh của sữa chua.........................................................58 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Hình vẽ sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bổ sung chất màu..................42 Hình 4.1. Hình vẽ hoàn thiện sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bổ sung chất màu 57 Hình 4.2. Đồ thị sự thay đổi của pH trong khi ủ men của sữa chua.........................59 Hình 4.3. Đồ thị sự thay đổi của pH trong thời gian bảo quản của sữa chua...........59 iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT CT: Công thức FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations): Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc. HDL (High Densitylipoprotein) Cholesterol có lợi. LDL (Low Densitylipoprotein) Cholesterol có hại TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam WHO (World Health Organization): Tổ chức Y tế Thế giới v MỤC LỤC ̀ ̀ PHÂN 1. MỞ ĐÂU.................................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề..............................................................................................................1 1.2. Mục đích của đề tài............................................................................................... 2 1.3. Mục tiêu của đề tài................................................................................................2 1.4. Yêu cầu của đềtài...................................................................................................3 1.5. Ý nghĩa của đề tài..................................................................................................3 1.5.1. Ý nghĩa khoa học................................................................................................3 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................3 2.1. Tổng quan về sữa nguyên liệu..............................................................................4 2.1.1. Một số tính chất vật lí và hóa học của sữa bò [29]............................................5 2.1.3. Các yêu cầu quan trọng của nguyên liệu sữa sản xuất sữa chua [22].............11 2.1.4. Một số sản phẩm từ sữa [22]............................................................................11 2.2. Tổng quan về sữa chua........................................................................................12 2.2.1. Khái niệm về sữa chua.....................................................................................12 2.2.2. Một số tính chất vật lí của sữa chua [20].........................................................12 2.2.3. Phân loại sữa chua [20]....................................................................................13 2.2.4. Lợi ích của việc sử dụng sữa chua [20]...........................................................14 2.3. Tổng quan về chất màu thực phẩm.....................................................................16 2.3.1. Giới thiệu chung về nghệ vàng, thanh long ruột đỏ, cà phê và chất màu của chúng.......................................................................................................................... 17 2.3.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về chất màu thực phẩm và ứng dụng của nó................................................................................................................................ 26 ̀ PHÂN 3. ĐỐI TƢƠNG, NÔI DUNG VAPHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢƢU. 31 3.1. Đối tượng.............................................................................................................31 3.1.1. Nguyên vât mliêụ.................................................................................................31 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu..........................................................................................31 3.1.3. Hóa chất và thiết bị sử dụng............................................................................ 31 vi 3.1.4. Thời gian, điạ điểm tiến hành.......................................................................... 32 3.1.5. Nôịdung nghiên cứu.........................................................................................32 3.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 32 3.2.1. Đánh giá và lưạ chọn các thực vật là nguyên liệu tạo chất màu thực phẩm phục vụ sản xuất sữa chua..........................................................................................32 3.2.2. Lưạ chon m dung môi tách chiết chất màu..........................................................33 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất màu đến lên men sữa chua..........................34 3.2.4. Quy trinh̀ sản xuất sữa chua cóbổsung màu thưc m phẩm..................................42 3.2.6. Phương pháp phân tích.....................................................................................43 3.2.7. Phương pháp xử lýsốliêụ................................................................................. 45 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VA THẢO LUẬN................................................43 4.1. Kết quả đánh giávà lưạ chon m các thực vật nguyên liệu tạo chất màu thực phẩm phục vụ sản xuất sữa chua..........................................................................................46 4.2. Kết quả lưạ chon m dung môi tách chiết chất màu................................................ 48 4.2.1. Nghiên cứu lưạ chon m dung môi tách chiết các chất màu.................................48 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng tỷlê cm hất màu đến chất lượng sản phẩm..........51 4.3.1. Kết quả nghiên cứu công thức sữa chua tối ưu nhất.......................................51 4.3.2. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ chất màu trong sữa chua bổ sung nghệ vàng..........53 4.3.3. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ chất màu trong sữa chua bổ sung thanh long ruột đỏ. .................................................................................................................................... 54 4.3.4. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ chất màu trong sữa chua bổ sung cà phê................55 4.5. Kết quả phân tich́ các chỉtiêu của sản phẩm.......................................................58 4.5.1. Chỉ tiêu vi sinh................................................................................................. 58 4.5.2. Chỉ tiêu pH sau khi lên men.............................................................................59 PHẦN 5. KẾT LUẬN VA KIẾN NGHI............................................................... 61 5.1. Kết luận............................................................................................................... 61 5.2. Kiến nghị............................................................................................................. 61 TAI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 ̀ PHÂN 1 ̀ MỞ ĐÂU 1.1. Đă tG vấn đê Trong thực phẩm, màu sắc góp phần làm cho món ăn trở nên đẹp mắt, ngon miệng, hấp dâñ và phong phú hơn. Chính vì thế mà màu sắc của thực phẩm luôn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên giá trị cảm quan, gơị lên sư sm o sanh và lựa chọ n đầu tiên đối vơi san phẩm thưc m phẩm ́ ̉ và là một trong năm chỉ tiêu đanh gia chất lương m cam quan san phẩm [39][31]. ́ ́ ̉ ̉ Chất mau thưc m phẩm la môt mphu mgia thưc m phẩm quan đươc m sư trong m , dung m ̀ ̀ không chỉtrong chếbiến thưc m phẩm , mà cả trong công nghiêp m mỹphẩm (kem trang điểm...), dươc m phẩm vànhiều ngành công nghiêp m khác . Nhu cầu vềchất màu thưc m phẩm rất lớn vàkhông ngừng tăng lên trong những năm gần đây [9]. Ở Việt Nam do chưa sản xuất đươc m nên tất cả chất mà u thưc m phẩm đều phải nhâp m từ nước ngoài [9]. Ngoài việc chiết xuất các sắc tố này trong tự nhiên, người ta có thể tổng hợp hóa học các hơp m chất đó. Tuy nhiên, nếu lạm dụng nhiều phụ gia là các chất màu tổng hợp nhân tạo vào trong thực phẩm sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người [31]. Vì thế việc sử dụng các chất màu tự nhiên trong chế biến thực phẩm có ý nghĩa rất quan trọng, vừa tạo màu sắc tự nhiên, tăng màu sắc đặc trưng của sản phẩm, tăng giá trị cảm quan và đặc biệt là an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng [31].Các chất màu từ thực vật có ý nghĩa quan trọng đối với kinh tế xã hội của đất nước. Nhuômm màu bằng thưc m vât lm àtri thức vàkinh nghiêmm truyền thông lâu đời của các dân tộc Việt Nam [9]. Nước ta nằm trong vùng nhiệt đới ẩm nên hệ thực vật rất phong phú và đa dạng, nhiều loại cây quý, có giá trị trong ngành thực phẩm, hương liệu, mỹ phẩm và dược liệu [11]. Trong đócónghệ vàng, thanh long ruôt đm ỏvàcàphê là các chất màu có nguồn gốc từ nhiên nhiên, tạo màu sắc tốt, có giá trị dinh dưỡng cao , an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng [19][24]. Sữa chua là một loại thực phẩm được lên men một cách tự nhiên nên rất tốt cho sức khỏe con người. Quá trình lên men tạo cho sữa chua có hương vị thơm 2 ngon, bổ dưỡng. Không chỉ có vậy mà quá trình lên men còn tạo ra trong sữa chua một số loại vi khuẩn sinh enzym proteaza, có lợi cho đường ruột, kích thích hệ tiêu hóa làm việc tốt hơn. Ngoài ra còn có vi khuẩn lactic sinh ra trong quá trình lên men giúp kích thích sự gia tăng về số lượng các vi khuẩn có lợi trong đường ruột, khử một số hoạt tính gây hại, giúp cơ thể sử dụng triệt để canxi, phospho, sắt, làm tăng interferron gama trong cơ thể, kích thích sự tiêu hóa, tăng khả năng tiêu hóa, tăng cường hệ miễn dịch, tạo cảm giác ngon miệng và tăng khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng có trong thực phẩm. Theo nghiên cứu, nếu chúng ta sử dụng sữa chua đều đặn hằng ngày còn có tác dụng làm chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế các bệnh đường ruột, giảm viêm loét dạ dày và ngăn ngừa nguy cơ loãng xương [29]. Hiên m nay thi trượ̀ng sữa chua đang phát triển manh m cùng với xu hướng của người tiêu dùng làlưạ chon m sản phẩm nguyên chất, an toàn, không pha tạp, chất lượng dinh dưỡng cao. Đặc biệt là các dưỡng chất thực vật - những dưỡng chất thiết yếu được tìm thấy tự nhiên trong các loại rau củ quả. Chính vì vậy đềtài nghiên cứu của em là tạo các sản phẩm mới kết hợp tính truyền thống với màu sắc, hương vi cm ó ƣ dung G chất màu thƣc G phẩm trong sản xuất sƣƣa chua”. nguồn gốc tự nhiên “Sƣ 1.2. Mục đích của đê tài - Đánh giá và lưạ chon m nguyên liêụ cho nghiên cứu chất màu thưc m phẩm . - Nghiên cứu dung môi tách chiết chất màu. - Ảnh hưởng của chất màu đến lên men sữa chua. - Ứng dụng chất màu vào trong sản xuất sữa chua trong quy mô phòng thí nghiệm . - Phân tich́ các chỉtiêuđánh giá chất lương m của sản phẩm. 1.3. Mục tiêu của đê tài - Tạo ra các sản phẩm sữa chua có màu sắc, hương vi hấp m dâñ, an toàn, chất lương m dinh dưỡng cao, phù hợp thi hiếụ người tiêu dùng. - Tăng sư mđa dang m sản phẩm. 3 1.4. Yêu cầu của đê tài - Đánh giá và lưạ chon m được nguyên liêụ cho nghiên cứu chất màu thưc m phẩm phù hợp với mục đích. - Nghiên cứu dung môi tách chiết chất màu. - Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của chất màu đến lên men sữa chua. - Ứng dụng chất màu vào trong sản xuất sữa chua t rong quy mô phong thi ̀ nghiêmm. Tạo được các sản phẩm có màu sắc đa dạng, an toàn. 1.5. Ý nghĩa của đê tài 1.5.1. Ý nghĩa khoa học Tạo ra sản phẩm tốt có giá trị dinh dưỡng cao có nguồn gốc từ nhiên nhiên , đồng thời tân m dung m đươc m nguồn nguyên liêụ sẵn cóđểtaọ ra sản phẩm mới , có giá trị dinh dưỡng vàcảm quan. Đặc biệt sản phẩm an toàn cho người tiêu dùng. 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Làm đa dạng hóa sản phẩm sữa chua . - Tạo ra sản phẩm có màu bền đẹp , có nguồn gốc thiên nhiên. - Tạo đầu ra cho sản phẩm ngành nông nghiêp .m 4 ̀ PHÂN 2 TÔNG QUAN TAI LIÊỤ ̉ ̀ 2.1. Tổng quan vê sữa nguyên liệu Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi con cái của động vật có vú (bao gồm cả động vật đơn huyệt). Khả năng tạo ra sữa là một trong những đặc điểm phân định động vật có vú. Sữa được tạo ra làm nguồn dinh dưỡng ban đầu cho các con sơ sinh ăn trước khi chúng có thể tiêu hóa các loại thực phẩm khác [47]. Sữa và các sản phẩm về sữa là những loại thực phẩm truyền thống và thông dụng ở các nước châu Âu và Bắc Mỹ. Sản xuất sữa trên thế giới trong năm 2009 ước đạt 701 triệu tấn, tăng 1% so với năm 2008. Tốc độ tăng trưởng sản xuất ở các nước đang phát triển nhanh hơn các nước phát triển và rõ nét vào năm 2010. Dự kiến là tăng trưởng ở các nước đang phát triển sẽ là 4% so với sản lượng ở các nước phát triển, trong khi sản lượng sữa ở các nước phát triển không thấy thay đổi. Sản lượng sữa năm 2010 tăng khoảng 2% lên 714 triệu tấn (Báo cáo ngành sữa – Ngân hàng Habubank, 2010)[25]. Bảng 2.1. Thị trƣờng sữa thế giới. Nội dung 2008 2009 2010 Tổng sản lượng sữa (triệu tấn) 691,7 700,9 713,6 Tổng thương mại (triệu tấn) 40,5 38,6 40,6 Nhu cầu các nước đang phát triển (kg/người/năm) 65,6 65,7 67,2 Nhu cầu các nước phát triển (kg/người/năm) 248 248 247,6 Tình hình tiêu thụ sữa ở Việt Nam khá thấp so với thế giới. Theo như báo cáo ngành sữa 2009 thì trung bình người Việt tiêu thụ 9 lít sữa/người/năm (Báo cáo ngành sữa – Ngân hàng Habubank, 2010)[25]. Con số này chưa được 1/10 so với lượng sữa tiêu thụ trung bình của các nước phát triển như Phần Lan, Thụy Sỹ, Na Uy, Mỹ, Pháp hay các nước trong khu vực như Thái Lan, Singapore,…. Tuy nhiên mấy năm gần đây lượng sữa tiêu thụ đã tăng lên và trong 10 năm tới nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sữa dự báo sẽ tăng mạnh. Theo Quy hoạch ngành công nghiệp chế biến sữa đã được Bộ Công Thương phê duyệt tháng 6/2010, mức tiêu thụ sữa trên 5 đầu người/năm vào 2015 đạt 20 - 21 kg. Đến năm 2010 con số dự kiến sẽ đạt 27 28 kg/người/năm. 2.1.1. Một số tính chất vật lí và hóa học của sữa bò [29]. Sữa là một chất keo màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước, có vị đường nhẹ và có mùi không rõ nét, gồm chất béo và protein phân tán trong nước dạng dung dịch. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng ngà đến màu vàng nhạt, có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa bò thường có những tính chất được thể hiện ở bảng sau. Bảng 2.2. Chỉ tiêu các đại lƣợng vật lý của sữa bò. Đại lƣợng Đơn vị Giá trị - 1,030÷1,034 Dornic 16÷18 o Mật độ quang (15 C) o Độ chua Tỷ trọng g/cm Điểm đông o pH 3 1,028÷1,036 o - Nhiệt dung riêng o - 0,54 C÷ - 0,59 C C 6,5÷6,7 o Cal/g. C 0,932÷0,954 2.1.2. Thành phần hóa học và hàm lượng các chất dinh dưỡng của sữa bò tươi Bảng 2.3. Thành phần hóa học trong 1 lít sữa. Thành phần Nước (g/l) Gluxit (40 - 60g/l) Đă cG điểm Khối lƣợng % Pha lỏng 902 87,4 Dạng tự do: ở trạng thái phân tử Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin, axit sianic 49 4,75 ở trạng thái keo, được liên kết với protein <1g/l 6 - Ở dạng cầu béo : là những giọt chất béo có đường kính từ 1-10µ, được bao bọc bằng một Chất béo (25 - 45g/l) màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương 39 3,78 33 3,2 9 0,87 130 12,6 -Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo : các sắc tố (β-caroten), sterol (cholesterol), các vitamin Hợp chất Ỏ dạng mixen 28g chứa nitơ Ở dạng huyền phù 4,7g (25 - 40g/l) Ở dạng nitơ phi protein 0,3g Chất khoáng Ở trạng thái keo và hòa tan (25 - 40g/l) Chất tổng số khô Sữa đã được làm bốc hơi nước (g/l) Các chất xúc tác sinh học: vitamin (A, D, E, K, B1, Các chất B2, PP...) và các enzim khác Các khí hòa tan: CO2, O2, N2, chiếm 4 - 5% thể tích của sữa 2.1.2.1. Nước Trong sữa nguyên liệu hàm lượng nước chiếm 85 – 89,5% khối lượng nguyên liệu, trong đó chủ yếu là nước tự do, một tỷ lệ nhỏ là nước liên kết. Nước tự do trong sữa chiếm 96 - 97% tổng lượng nước, ở dạng các hạt có kích thước khác nhau, phân bố tương đối đồng đều trong sản phẩm và thường bị bay hơi trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô. Nước liên kết chiếm khoảng 3 - 4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc thành phần nằm trong hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit. Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa khác nhau thì khác nhau (sữa gầy 2,13 - 2,59%, sữa non 4,15%, nước tách ra trong sản xuất bơ 1,75%,...). Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0ºC, không hòa tan trong muối, đường. 7 2.1.2.2. Chất béo Chất béo sữa (milk fat) được coi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E). Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm. Có tới 98-99% chất béo của sữa là các triglyxerit, 1 - 2% còn lại là các phospholipit, cholesterrol, caroten, vitamin A, D, E và K. Trong sữa có 18 axit béo. Mỗi glixerol có thể kết hợp với ba phân tử axit béo. Axit béo này có thể cùng loại hoặc khác loại. Vì vậy số glixerit khác nhau là vô cùng lớn. Chất béo sữa bao gồm các triglixerit, diglixerit, axit béo, sterol, carotenoit, vitamin A, D, E, K và một số chất khác. Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu có đường kính từ 0,1 – 20µm (đường kính trung bình từ 3 đến 4µm). Trong 1ml sữa có khoảng 3000 - 4000 triệu cầu mỡ, các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0,925 g/cm3) và chúng có xu hướng nổi lên trên bề mặt sữa. Thành phần của màng cầu mỡ gồm photpholipit, lipoprotein, protein, axit nucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng và nước. Chất béo của sữa khác với mỡ động vật khác là chứa nhiều axit béo no, có khối lượng phân tử thấp. 2.1.2.3. Đường lactose Đường trong sữa được gọi là lactose và chỉ tìm thấy duy nhất trong sữa động vật. Lactose tạo vị hơi ngọt cho sữa. Trong sữa đường lactose tồn tại dưới 2 dạng: dạng α-lactose monohydrate C12H22O11.H2O và dạng β-lactose anhydrous C12H22O11. Ngoài lactose, trong sữa còn chứa glucose (hàm lượng 70mg/l), galactose (20 mg/l) và các hợp chất glucide chứa nitơ như N-acetyl glucosamine, Nacetyl galactosesamine, axit N-acetyl neuraminic...tuy nhiên hàm lượng các chất này rất thấp. Độ ngọt của lactose kém saccaroza 30 lần, độ hòa tan trong nước kém hơn saccaroza. Khi gia nhiệt đến 100ºC không làm thay đổi lactose. Ở nhiệt độ cao hơn 100ºC xảy ra sự biến màu do sự xuất hiện các melanoit tạo thành khi các axit amin 8 của sữa tác dụng với lactose và lactose bị phân giải một phần tạo thành các axit lactic, axit formic...làm cho sữa có màu nâu và tăng độ chua của sữa lên 1 - 2ºT. 2.1.2.4. Các hợp chất có chứa nitơ a. Casein Casein là một phosphoprotein, là thành phần protein chủ yếu trong sữa, trong thành phần của nó có chứa gốc axit phosphoric. Hợp chất này cấu thành khoảng 80% protein trong sữa động vật và chứa tất cả các axit amin thông thường. Trong sữa casein tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micell chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (bao gồm canxi, magie, phosphate và citrate). Casein trong sữa có nguồn gốc từ những giống bò khác nhau có thể có cấu trúc bậc một khác nhau. b. Hệ thống protein của sữa Trong dung dịch sữa có chứa hai kiểu protein khác nhau: - Protein hòa tan: Gồm albumin, imunoglobumin, lisozim, lactoperoxydaza, lactoferin. - Protein ở trạng thái keo không bền: Gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphat. - Protein của sữa còn đầy đủ các axit amin không thay thế và rất cân đối về thành phần các axit amin. Bảng 2.4. Thành phần acid amin trong sữa (mg%) [20] Axit amin Thành phần Casein L-Lactoglobulin D-lactoalbumin Alanin 3,0 6,9 2,1 Arginin 4,1 2,74 1,2 Axit asparaginic 7,1 11,44 18,7 Glycin 2,7 1,4 3,2 Axit glutamic 22,4 19,14 12,9 Histidin 3,1 1,60 2,9 Izoleucin 6,2 6,82 6,8 9 Leucin 8,2 11,7 11,5 Metionin 2,8 3,16 1,0 Tyrosin 6,3 3,55 5,4 Prolin 11,3 5,13 1,5 Serin 6,3 3,51 4,8 Treonin 4,9 5,24 5,5 Triptophan 1,7 1,94 7,0 Cystein và Cystin 0,34 3,40 6,4 2.1.2.5. Các vitamin và khoáng chất - Các vitamin: Hàm lượng các vitamin trong sữa tương đối thấp và nó bao gồm cả vitamin tan trong nước và vitamin tan trong dầu. Hàm lượng các vitamin này bị ảnh hưởng bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết. Bảng 2.5. Hàm lƣợng các vitamin trong sữa (mg/l) Vitamin mg/l Vitamin mg/l Vitamin mg/l A 0,3 B1 0,4 Nicotinamat 1 B 0,001 1,7 Axit pantothenic 3 C 20 B2 B6 0,5 Biotin 0,04 E 1,4 B12 0,005 Axit folic 0,05 Các khoáng chất: Các chất khoáng trong sữa bao gồm các chất tro, hàm lượng này dao động động từ 8 – 10g/l. Nó bao gồm các nguyên tố: Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn. Trong đó Mg, K, Cl, P, S chiếm tỷ lệ cao trong sữa. Các khoáng chất khác như K, Na, Cl đóng vai trò như những chất điện ly. Ngoài ra, trong sữa còn có các nguyên tố như Zn, Fe, I, Cu... chúng là những khoáng chất rất cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của con người [20]. 10 Bảng 2.6. Hàm lƣợng các chất khoáng vi lƣợng có trong sữa (mg/kg) Chất khoáng Hàm lƣợng Chất khoáng (mg/kg) Hàm lƣợng (mg/kg) Fe 0,1 - 0,6 Pb 0,02 - 1,2 Co 0,11 Zn 0,48 - 3,0 Mn 0,06 Cu 0,05 - 0,4 I 0,05 - 0,2 Ngoài các chất khoáng vi lượng ra thì trong sữa còn bao gồm các chất khoáng đa lượng. Các chất khoáng này nằm dưới dạng các muối. Bảng 2.7. Hàm lƣợng các chất khoáng đa lƣợng có trong sữa (mg/kg) Chất khoáng Hàm lƣợng (mg/kg) Chất khoáng Hàm lƣợng (mg/kg) K 144,0 Mg 12,2 Na 43,7 Cl 104,5 Ca 124,0 P 110,0 S 31,8 2.1.2.6. Các hợp chất khác a. Enzym Trong sữa có nhiều nhóm enzym hiện diện: - Lipase: Có thể làm cho sữa và các sản phẩm của sữa bị trở mùi xấu đi do chúng thủy phân glycerid và giải phóng axit béo tự do. - Protease: Được hình thành tự nhiên trong sữa và chúng không bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ thanh trùng, có thể tạo vị đắng cho sữa. - Phosphatase: Thủy phân liên kết ester với gốc phosphate. 11 b. Các chất màu Màu sắc của sữa và mỡ sữa là do sự có mặt của nhóm carotenoit (đại diện là carotin). Hàm lượng carotin này trong sữa vào mùa hè khoảng 0,3 - 0,6 mg/kg, mùa đông khoảng 0,05 - 0,2 mg/kg. Trong sữa còn có sắc tố xanh của clorofin, màu vàng của lactoflavin, màu trắng của sữa do sự khuếch tán ánh sáng bởi mixen protein. Cường độ màu sắc của sữa phụ thuộc vào các yếu tố hàm lượng chất béo trong sữa, thức ăn, loài động vật cho sữa, chất bẩn tồn tại trong sữa [29]. c. Các chất khí Các chất khí chủ yếu trong sữa là CO 2, O2, N2 ở dạng hòa tan, chiếm tỉ lệ trung bình khoảng 70ml/lit sữa. Trong đó 50–70% là khí CO2, 5 – 10% là khí O2, 20 - 30% là khí N2. Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5 – 6% thể tích sữa. Chúng thường tồn tại ở các dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với chất khác và ở dạng phân tán. 2.1.3. Các yêu cầu quan trọng của nguyên liệu sữa sản xuất sữa chua [22]. - Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt. - Không chứ thể thực khuẩn (bacteriophage). - Không chứa kháng sinh. - Không chứa các enzyme. - Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ và thiết bị sữa. - Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng trong sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm lượng chất khô không béo. Lượng chất khô không béo - theo quy định của WHO/FAO không được thấp hơn 8,2%, lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu chỉnh nhờ quá trình chuẩn hóa để phù hợp yêu cầu của sản phẩm. 2.1.4. Một số sản phẩm từ sữa [22]. - Sữa thanh trùng: là một trong những sản phẩm chế biến từ sữa tươi có quy trình công nghệ sản xuất đơn giản nhất. Sữa được thanh trùng ở 72 – 75ºC trong 15 - 20 giây. Sữa phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (5 - 7ºC) trong thời gian tối đa từ 8 - 10 ngày. 12 - Sữa tiệt trùng: Sản phẩm được qua xử lý ở nhiệt độ cao (115 - 125ºC) trong 20 - 30 phút). Sữa được bảo quản ở nhiệt độ phòng từ 3 - 6 tháng. - Sữa cô đặc: Là nhóm sản phẩm được chế biến từ sữa và có hàm lượng chất khô cao (từ 26 - 74,5%)Bảo quản sữa cô đặc trong điều kiện thời tiết thoáng mát trong vòng 1 năm. - Sữa bột: Gồm 2 loại là sữa bột nguyên kem và sữa bột gầy. hàm lượng chất béo tương ứng là 26 – 33% và 1 %, độ ẩm 2,5 – 5%. Thời gian bảo quản sữa bột nguyên trung bình là 6 tháng, sữa bột gầy có thể lên tới 3 năm. - Sữa lên men: Là tên gọi chung cho các sản phẩm chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi các nhóm vi khuẩn lactic hoặc tổ hợp vi khuẩn lactic và nâm men. Các sản phẩm sữa lên men rất đa dạng, nổi tiếng trên thế giới gồm có yaourt, kefir, ymer, filmjolk, koimiss,…. Do luôn sử dụng vi khuẩn lactic trong quá trình chế biến, các sản phẩm sữa lên men đều chứa acid lactic và các sản phẩm phụ từ quá trình lên men lactic như diacetyle, acetaldehyde, acid acetic, khí CO 2. 2.2. Tổng quan vê sữa chua 2.2.1. Khái niệm về sữa chua Sữa chua là một dạng sản phẩm được chế biến từ sữa, được lên men một cách tự nhiên nhờ vi khuẩn lactic, có cấu trúc gel mịn. Mọi loại sữa đều có thể dùng để làm sữa chua nhưng trong cách chế tạo hiện đại sữa bò được sử dụng nhiều nhất. Trong quá trình lên men, casein trong sữa trong sữa bị đông tụ, vi khuẩn lactic phát triển làm cho sữa chua có vị chua dịu, vị béo hài hòa, thơm ngon bổ dưỡng, có tác dụng rất tốt đối với sức khỏe con người [20]. 2.2.2. Một số tính chất vật lí của sữa chua [20]. Do sữa chua được chế biến từ sữa, đồng thời là một sản phẩm được lên men bởi nhóm vi khuẩn lactic nên chúng có một số đặc điểm sau: Màu sắc: Thông thường có màu trắng sữa, tuy nhiên còn có thêm các màu khác tùy theo từng loại sữa chua. Trạng thái: Đồng nhất, mịn, không tách lớp.