Tài liệu Nghiên cứu sử dụng enzim lactozym để phân huỷ đường lactoza trong sữa tươi

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi --------------*------------- LuËn V¨n th¹c sü khoa häc Nghiªn cøu sö dông enzim lactozym §Ó thuû ph©n ®­êng lactoza trong s÷a t­¬i Ngµnh: c«ng nghÖ thùc phÈm M· sè: 2665 TrÞnh ThÞ hång thuý Ng­êi h­íng dÉn: pgs.ts NguyÔn thÞ minh h¹nh Hµ néi 2008 1 Môc lôc Më ®Çu 1 PhÇn 1: Tæng quan 3 1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a trªn thÕ giíi vµ viÖt nam. 3 1.1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a trªn thÕ giíi 3 1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a ë ViÖt Nam 7 1.2. Giíi thiÖu vÒ s÷a 10 1.2.1. S÷a vµ thµnh phÇn cña s÷a t­¬i nguyªn liÖu 10 1.2.1.1. N­íc tù do 12 1.2.1.2. N­íc liªn kÕt 12 1.2.1.3. Lipid 13 1.2.1.4. Protein 13 1.2.1.4.1. Caseins 14 1.2.1.4.2. Whey protein (serum protein) 15 1.2.1.5 . Lactoza 15 1.2.1.6. Vitamin 16 1.2.1.7. Muèi kho¸ng 17 1.2.3. øng dông cña s÷a 1.3. C¸c s¶n phÈm s¶n xuÊt tõ s÷a 18 1.3.1.S÷a t­¬i thanh trïng vµ s÷a t­¬i tiÖt trïng. 19 1.3.2. S÷a bét 19 1.3.3. S÷a ®Æc cã ®­êng 20 1.3.4. Kem 20 1.3.5. S¶n phÈm lªn men tõ s÷a 21 1.3.6. Pho m¸t 21 1.3.7. B¬ 21 1.4. Sù kh«ng dung n¹p lactoza vµ kh¶ n¨ng chuyÓn hãa lactoza 22 B 5 B 6 B 0 B 2 B 7 B 8 B 9 B 0 1 B 1 B 2 1 19 2 trong c¬ thÓ ng­êi 1.4.1. Nguyªn nh©n kh«ng dung n¹p lactoza 22 1.4.1.1. Sù thiÕu hôt lactase bÈm sinh 22 1.4.1.2. ThiÕu hôt lactoza s¬ cÊp (Primary Lactase Deficiency-PLD) 23 1.4.1.3. ThiÕu hôt lactaza kiÓu thø cÊp (Secondary Type Lactase 24 Deficiency). 1.4.2. Kh¶ n¨ng chuyÓn ho¸ lactoza trong c¬ thÓ ng­êi. 25 1.4.2.1. Kh¶ n¨ng chuyÓn hãa lactoza theo nhãm ng­êi 27 1.4.2.2. Kh¶ n¨ng chuyÓn hãa lactoza theo ®é tuæi 28 1.4.2.3 .Kh¶ n¨ng chuyÓn hãa lactoza theo giíi tÝnh 29 1.4.2.4. Kh¶ n¨ng chuyÓn hãa lactoza theo di truyÒn 29 1.5. Mét sè ®Æc ®iÓm cña enzim Lactaza 30 1.5.1. Kh¸i niÖm 30 1.5.2. C¸c nguån thu enzim Lactaza (Enzim β-Glactosidaza) 30 1.5.2.1. Nguån thu tõ ®éng vËt, thùc vËt 30 1.5.2.2. Nguån thu tõ vi khuÈn 31 1.5.2.3. Nguån thu tõ nÊm men 32 1.5.2.4. Nguån thu tõ nÊm mèc 32 1.5.3. §Æc tÝnh cña enzim β-Glactosidaza 33 1.5.3.1. T×nh ®Æc hiÖu cña enzim 33 1.5.3.2.TÝnh chÊt cña enzim β-Glactosidaza phô thuéc vµo nguån thu 34 B 3 1 B 1 cña enzim. 1.5 .4. C¬ chÕ t¸c dông cña Enzim β-Glactosidaza 36 1.5.5. øng dông enzim lactaza (Enzim β-Glactosidaza) trong c«ng 37 nghÞªp chÕ biÕn s÷a vµ c¸c s¶n phÈm tõ s÷a. 1.5.7. Giíi thiÖu vÒ chÕ phÈm lactozim 40 PHÇN 2: NGUY£N LIÖU Vµ PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU 41 3 2.1. Nguyªn liÖu vµ thiÕt bÞ 41 2.2. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 42 2.2.1. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch ®­êng khö x¸c ®Þnh DE (Detrose 42 B 7 1 Equivalent) 2.2.2.Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®­êng tæng b»ng Phenol- axit sunfuric 44 (H2SO4) 2.2.3. X¸c ®Þnh hµm l­îng ®¹m tæng sè b»ng ph­¬ng ph¸p Kjeldahl. 46 2.2.4. Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu vi sinh vËt [1,2,6] 48 2.2.4.2. X¸c ®Þnh E.coli (TCVN5155-90) 50 2.2.4.3. X¸c ®Þnh Coliforms. (TCVN 6262-1:1997, ISO5541:1986) 51 2.2.4.4. X¸c ®Þnh Staphilococcus aureus 52 2.2.4.5. X¸c ®Þnh Salmonella (TCVN 6402: 1998 ISO 6785:1985) 54 2.2.6 Ph­¬ng ph¸p sÊy phun b»ng m¸y sÊy phun Pulvis GB22- NhËt 57 B 4 1 B¶n 2.2.7Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é Èm b»ng m¸y Precisa 57 HA60.Swetzerland 2.2.8Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nång ®é chÊt kh« 57 2.2.9Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chØ sè t­¬i cña s÷a nguyªn liÖu 57 2.2.10. X¸c ®Þnh nhanh ®é nhiÔm vi sinh vËt cña s÷a 57 PhÇn 3: KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 59 3.1. Kh¶o s¸t s÷a t­¬i nguyªn liÖu 59 3.1.1. X¸c ®Þnh ®é t­¬i cña s÷a nguyªn liÖu 59 3.1.2.X¸c ®Þnh nhanh ®é nhiÔm vi sinh vËt cña s÷a t­¬i nguyªn liÖu 59 B 5 1 B 6 1 B 3 B 4 tr­íc khi thanh trïng. 3.1.3. KiÓm tra vi sinh vËt trong s÷a sau khi thanh trïng 59 3.1.4 X¸c ®Þnh thµnh phÇn cña s÷a t­¬i nguyªn liÖu dïng trong thÝ 60 nghiÖm 4 3.2. Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt trong qu¸ tr×nh thuû ph©n 61 ®­êng lactoza b»ng enzim lactozym t¹o glucoza vµ galactoza 3.2.1 Nghiªn cøu x¸c ®Þnh nhiÖt ®é thÝch hîp nhÊt cho qu¸ tr×nh 62 thuû ph©n. 3.2.2 Nghiªn cøu x¸c ®Þnh l­îng enzim thÝch hîp nhÊt cho qu¸ 64 tr×nh thuû ph©n. 3.2.3. Nghiªn cøu lùa chän thêi gian thÝch hîp nhÊt cho qu¸ tr×nh 66 thuû ph©n. 3.3. KiÓm tra chØ tiªu vi sinh vËt ®èi víi dÞch s÷a sau khi thuû 68 ph©n 3.4. Nghiªn cøu x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é sÊy phun thu håi s¶n 71 phÈm vµ ®¸nh gi¸ c¶m quan cña s¶n phÈm sau khi sÊy phun 3.5. B¶o qu¶n s¶n phÈm 74 3.6. S¶n xuÊt thö s÷a ®Æc cã ®­êng ®· thuû ph©n lactoza PhÇn 5: Quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt 75 77 PhÇn 4: KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 78 PhÇn 6: TµI liÖu tham kh¶o 79 B 8 1 B 9 1 B 0 2 1 Më ®Çu S÷a lµ mét lo¹i thùc phÈm cã gi¸ trÞ dinh d­ìng cao. Nã cung cÊp ®Çy ®ñ chÊt dinh d­ìng: kho¸ng, vitamin, canxi, phospho cã lîi cho søc khoÎ con ng­êi. §Æc biÖt lµ cho trÎ nhá, ng­êi giµ vµ ng­êi bÖnh. Tuy nhiªn mét thµnh phÇn cacbonhydrat chñ yÕu trong s÷a ®· lµm trë ng¹i cho viÖc hÊp thô s¶n phÈm s÷a. §ã chÝnh lµ ®­êng lactoza. Nguyªn nh©n cña viÖc kh«ng dung n¹p lactoza lµ thiÕu enzim cã vai trß chuyÓn ho¸ lactoza, gäi lµ lactaza. Enzim nµy cã mÆt trong ruét non cña ng­êi vµ gi¶m dÇn ë tuæi th«i bó mÑ cho tíi tuæi tr­ëng thµnh. ChÝnh v× thÕ viÖc thuû ph©n ®­êng lactoza cã vai trß rÊt quan träng trong viÖc s¶n xuÊt s÷a vµ nh÷ng s¶n phÈm tõ s÷a. §­êng lactoza thuû ph©n thµnh ®­êng glucoza vµ galactoza ®Ó dÔ tiªu ho¸ h¬n, vµ rÊt h÷u hiÖu cho nh÷ng ng­êi kh«ng cã kh¶ n¨ng dung n¹p lactoza trong s÷a. Trªn thÕ giíi ngµy nay còng ®· cã nhiÒu n­íc Thuþ sü, Hoa Kú, §an M¹ch ®· thuû ph©n ®­êng lactoza trong s÷a ®Ó s¶n xuÊt ra s¶n phÈm nh­ s÷a bét, s÷a t­¬i vµ sö dông lµm nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt b¸nh kÑo… ®¸p øng cho nh÷ng ng­êi bÞ dÞ øng víi ®­êng lactoza trong s÷a. Trªn thÞ tr­êng ViÖt Nam còng cã s¶n phÈm s÷a thuû ph©n nh­ng ®Òu lµ s¶n phÈm s÷a nhËp ngo¹i. S÷a nhËp ngo¹i gi¸ thµnh rÊt cao, chÝnh v× thÕ chóng t«i ®Æt ra vÊn ®Ò lµ nghiªn cøu ®iÒu kiÖn tèi ­u nhÊt ®Ó s¶n xuÊt s÷a trong n­íc lµ ®iÒu rÊt cÇn thiÕt. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i lµm thÕ nµo ®Ó nh÷ng ng­êi kh«ng dung n¹p ®­êng lactoza vÉn cã thÓ uèng ®­îc s÷a mµ kh«ng x¶y ra triÖu trøng nµo 2 hoÆc c¸c triÖu trøng ®­îc gi¶m mét c¸ch tèi ®a. V× vËy chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi “Nghiªn cøu sö dông enzim lactoym ®Ó thuû ph©n ®­êng lactoza trong s÷a t­¬i". Víi nhiÖm vô ®­îc ®Æt ra nh­ sau: - Lùa chän vµ kiÓm tra vÖ sinh an toµn cña s÷a sö dông lµm nguyªn liÖu cho viÖc nghiªn cøu. - Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn thÝch hîp thuû ph©n ®­êng lactoza trong s÷a nh­: nång ®é enzim lactozym sö dông ®Ó thuû ph©n s÷a, nhiÖt ®é thuû ph©n s÷a. - KiÓm tra c¸c chØ tiªu vi sinh vËt trong s÷a. - B¶o qu¶n s¶n phÈm s÷a thuû ph©n. 3 PhÇn 1: Tæng Quan 1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a trªn thÕ giíi vµ viÖt nam. 1.1.1. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a trªn thÕ giíi S÷a bß ®­îc s¶n xuÊt vµ tiªu thô ë tÊt c¶ c¸c n­íc trªn thÕ giíi, ®Æc biÖt ë Ch©u ¢u, Ch©u ¸ vµ Nam Mü. ThÞ tr­êng tiªu thô s÷a ngµy cµng ®­îc më réng khi ®êi sèng sinh ho¹t cña con ng­êi ngµy cµng ®­îc n©ng cao, ®Æc biÖt lµ ë c¸c n­íc ph¸t triÓn [8] S¶n l­îng s÷a bß trªn thÕ giíi ngµy cµng t¨ng, t¨ng m¹nh nhÊt lµ ë Ch©u ¸. N¨m 2008, nhu cÇu tiªu dïng c¸c s¶n phÈm s÷a trªn thÕ giíi ®· t¨ng gÊp ®«i so víi nguån cung trong n¨m 2007. Trong n¨m 2006 Hoa Kú lµ n­íc s¶n xuÊt s÷a lín nhÊt thÕ giíi ®¹t 82,462 triÖu tÊn. TiÕp theo lµ Ên §é ®· s¶n xuÊt 39,759 triÖu tÊn s÷a th« vµ c¸c s¶n phÈm s÷a, t¨ng gÊp 3,6 lÇn n¨m 2000, víi møc t¨ng trung b×nh hµng n¨m lµ 23,8%. Theo nguån tin cña liªn ®oµn quèc tÕ s÷a. S¶n l­îng s÷a bß ®­îc s¶n xuÊt ra n¨m 2006 lµ: 4 B¶ng1.1.1. S¶n l­îng s÷a bß (ngh×n tÊn) ë mét sè quèc gia trªn thÕ giíi (2006) Hoa kú 82462 Ên §é 39759 Trung Quèc 31934 Nga 31100 §øc 27955 Brazil 25750 Ph¸p 24195 New Zealand 15000 V­¬ng Quèc Anh 14359 Ukraina 13287 Hµ Lan 10995 Mehico 10352 Argentina 10250 Thæ NhÜ Kú 10000 Óc 9550 Canada 7854 Trªn thÕ giíi, ë nh÷ng vïng kh¸c nhau vai trß cña s÷a trong chÕ ®é ¨n uèng còng rÊt kh¸c nhau. C¸c n­íc ë khu vùc Ch©u ¢u vµ B¾c Mü cã truyÒn thèng tiªu thô rÊt nhiÒu s÷a trong chÕ ®é ¨n cña hä. Hä sö dông s÷a d­íi d¹ng ë nh÷ng s¶n phÈm kh¸c nhau: s÷a t­¬i, s÷a bét, phomat, 5 b¬, b¸nh ngät vµ c¸c s¶n phÈm lªn men cña s÷a…Tæng sè s÷a ®­îc tiªu thô (s÷a vµ c¸c s¶n phÈm tõ s÷a) trªn c¸c quèc gia kh¸c nhau lµ kh¸c nhau. ë c¸c quèc gia nh­: PhÇn Lan, Na Uy vµ Thuþ §iÓn lµ nh÷ng n­íc tiªu thô s÷a rÊt lín. ThÞ tr­êng tiªu thô Trung Quèc ngµy cµng t¨ng m¹nh. N¨m 2006, møc tiªu thô s¶n phÈm s÷a tÝnh theo b×nh qu©n ®Çu ng­êi ë khu vùc thµnh thÞ ®¹t 25,54 kg (t¨ng 76,6% so víi n¨m 2000) cßn ë n«ng th«n chØ lµ 3kg. [10]. Tuy vËy, trong n¨m nay (2007-2008) s¶n l­îng s÷a cña Trung Quèc ®i xuèng v× s÷a cña Trung Quèc nhiÔm ®éc melamine. Trung Quèc ngõng trÖ viÖc xuÊt khÈu s÷a. Nh÷ng c«ng ty s¶n xuÊt s÷a kh«ng ®¶m b¶o vÖ sinh an toµn thùc phÈm ®Òu ph¶i ®ãng cöa. Ng­êi tiªu dïng Trung Quèc ph¶i lùa chän s÷a nhËp khÈu tõ nh÷ng n­íc cã nguån nguyªn liÖu s¹ch nh­: New Zealand, §an M¹ch, óc…. N¨m nay, tiªu thô s÷a trªn thÕ giíi ­íc tÝnh ®¹t 628 triÖu tÊn c¸c s¶n phÈm s÷a, trong khi ®ã thÕ giíi chØ s¶n xuÊt ®­îc 625 triÖu tÊn. Trong vßng 5 n¨m tíi, gi¸ s÷a thÕ giíi sÏ t¨ng trung b×nh tõ 8%-10%.[10] Tæ chøc y tÕ thÕ giíi (WHO) ®· khuyªn mçi ng­êi nªn sö dông trung b×nh 200 lÝt s÷a mçi n¨m. Tuy nhiªn, møc tiªu thô s÷a b×nh qu©n ®Çu ng­êi cña Ch©u ¸ chØ kho¶ng 5 lÝt s÷a mçi n¨m, thÊp h¬n rÊt nhiÒu so víi møc 30 lÝt ë c¸c n­íc Mü La tinh vµ kho¶ng 92 lÝt ë Mü. Pakistan ®­îc coi lµ n­íc tiªu thô s÷a b×nh qu©n ®Çu ng­êi cao h¬n hÇu hÕt c¸c n­íc Ch©u ¸ kh¸c. Ngoµi ra, cã NhËt B¶n vµ miÒn B¾c Ên §é uèng nhiÒu s÷a h¬n nhê ngµnh c«ng nghiÖp s÷a ph¸t triÓn.[11] Kh¶ 6 n¨ng tiªu thô c¸c s¶n phÈm s÷a cña mét sè quèc gia trªn thÕ giíi ®­îc ®­a ra trong b¶ng 1.1.2. B¶ng 1.1.2. Kh¶ n¨ng tiªu thô c¸c s¶n phÈm s÷a cña mét sè quèc gia trªn thÕ giíi §Êt n­íc S÷a uèng (lÝt) Pho m¸t (kg) B¬ (kg) PhÇn Lan 117.0 10.8 1.4 Na uy 100.8 14.8 1.7 New Zealand 94.3 4.8 3.9 Thôy §iÓn 93.7 16.3 1.2 T©y Ban Nha 92.7 6.9 0.2 Australia 80.8 7.1 0.8 Hoa Kú 67.8 5.5 0.7 Italy 57.8 15.5 1.1 §øc 54.5 9.4 3.3 Mexico 51.3 5.0 N/A Cana®a 48.5 6.0 1.4 Ph¸p 46.4 13.6 2.9 Argentina 33.5 5.4 0.8 Trung Quèc 2.5 N/A N/A Nguån: FAO (Tæ chøc l­¬ng thùc vµ n«ng nghiÖp cña Liªn HiÖp Quèc) 7 1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô s÷a ë ViÖt Nam Trong nh÷ng n¨m ë thËp kû 70-80 cña thÕ kû XX trë vÒ tr­íc, ng­êi d©n ViÖt Nam Ýt cã ®iÒu kiÖn ®­îc uèng s÷a vµ biÕt ®Õn c¸c s¶n phÈm s÷a, hÇu nh­ chØ cã trÎ em vµ ng­êi èm míi ®­îc dïng s÷a nh­ng sè l­îng cßn rÊt Ýt. Tuy nhiªn, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y khi ®êi sèng ng­êi d©n ®­îc n©ng cao th× viÖc tiªu dïng c¸c s¶n phÈm s÷a ngµy cµng nhiÒu. Theo Côc ch¨n nu«i, Bé N«ng NghiÖp vµ Ph¸t triÓn N«ng Th«n, n¨m 2000, ë ViÖt Nam, tiªu thô s÷a b×nh qu©n lµ 5,2 lÝt/ng­êi/n¨m; N¨m 2005 t¨ng lªn 7,9 lÝt/ng­êi/n¨m. Tèc ®é t¨ng tr­ëng nhu cÇu tiªu dïng c¸c s¶n phÈm s÷a b×nh qu©n lµ 8,7%/n¨m. Dù b¸o nhu cÇu tiªu thô s÷a sÏ vÉn t¨ng cao. Vµo n¨m 2010, tæng s¶n l­îng s÷a tiªu thô cña ViÖt Nam vµo kho¶ng 1 triÖu tÊn, t¨ng 300 ngµn tÊn so víi hiÖn nay. So víi c¸c n­íc trong khu vùc th× con sè nµy vÉn rÊt khiªm tèn. Theo Bé Tµi ChÝnh, N¨m 2004, ViÖt Nam ®· nhËp gÇn 167 triÖu USD víi sè tiÒn n¨m 2005 lµ trªn 220 triÖu USD. S¶n xuÊt s÷a trong n­íc míi chØ ®¸p øng ®­îc gÇn 22% nhu cÇu tiªu dïng cña ng­êi d©n. Môc tiªu cô thÓ lµ tõng b­íc x©y dùng vµ ph¸t triÓn ngµnh s÷a ®ång bé tõ s¶n xuÊt nguyªn liÖu ®Õn chÕ biÕn s¶n phÈm cuèi cïng, ®¸p øng nhu cÇu tiªu dïng trong n­íc ®¹t møc b×nh qu©n 8 kg/ng­êi/n¨m vµo n¨m 2005; 10 kg/ng­êi/n¨m vµo n¨m 2010, n¨m 2020 b×nh qu©n ®¹t 20 kg/ng­êi/n¨m vµ xuÊt khÈu ra thÞ tr­êng n­íc ngoµi. ViÖc x©y dùng c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn s÷a ph¶i g¾n liÒn víi c¸c vïng tËp trung ch¨n nu«i bß s÷a ®Ó ®Õn n¨m 2010 cã thÓ tù tóc ®­îc 40% (trªn 8 300 ngµn tÊn s÷a nguyªn liÖu) nguyªn liÖu so víi n¨m 2005 lµ 20% (140 ngµn tÊn s÷a t­¬i nguyªn liÖu), sau n¨m 2010 ®¹t trªn 1 triÖu tÊn s÷a. N¨m 2020 tù tóc ®­îc 50% nguyªn liÖu s÷a t­¬i.[37] PhÊn ®Êu t¨ng s¶n l­îng s÷a toµn ngµnh trung b×nh 5-6%/n¨m giai ®o¹n 2006-2010. Møc t¨ng tr­ëng cña c¸c s¶n phÈm cô thÓ ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng 1.1.3 vµ 1.1.4. B¶ng 1.1.3. Møc t¨ng tr­ëng cña c¸c s¶n phÈm [37] Møc t¨ng tr­ëng giai Møc t¨ng tr­ëng giai ®o¹n 2001-2005 (%/n¨m) ®o¹n 2006-2010 (%/n¨m) S÷a ®Æc 2% 1% S÷a bét 15% 10% 25% 20% S÷a chua c¸c lo¹i 15% 15% Kem c¸c lo¹i 10 % 10% S÷a t­¬i thanh trïng, tiÖt trïng B¶ng 1.1.4. Dù kiÕn S¶n l­îng ®Õn n¨m 2010 (Quy ra s÷a t­¬i) [37] T¨ng trëng b×nh ChØ tiªu §¬n vÞ 2000 2005 2010 qu©n (%/n¨m) 2001-2005 2006-2010 9 1. Sè l­îng s÷a tiªu dïng trong n­íc 1.1. D©n sè Ngµn ng­êi 77.685,5 83.352 87.758 1.2. Møc tiªu dïng b×nh qu©n mçi lÝt/ng­êi 5,9 8 10 ng­êi 1.3. L­îng s÷a tiªu dïng trong n­íc Ngµn lÝt 460.000 667.000 900.000 7,7 6,6 5 5 2 2 6,8 5,8 2. Sè l­îng s÷a xuÊt khÈu 2.1. S÷a bét TÊn 34.400 44.000 56.000 (quy ra s÷a t­¬i) (ngµn lÝt) 258.000 330.000 420.000 2.2. S÷a ®Æc (quy ra s÷a t­¬i) Céng 1+2 Ngµn hép (Ngµn lÝt) 1.000 1.104 1.219 1.000 1.104 1.219 Ngµn lÝt 719.000 998.104 1.321.219 N¨m 2005 cÇn 128 tr¹m thu mua s÷a, n¨m 2010 cÇn 254 tr¹m. Tæng sè vèn ®Çu t­ cho c¸c tr¹m thu mua lµ 152.8 tû ®ång. §èi chiÕu víi n¨ng lùc s¶n xuÊt toµn ngµnh hiÖn cã kho¶ng 547,3 triÖu lÝt/n¨m (quy s÷a t­¬i ®· chÕ biÕn) vµ nhu cÇu tiªu thô sÏ t¨ng lªn 10 theo hµng n¨m, dù kiÕn ®Õn giai ®o¹n 2006-2010 toµn ngµnh ®Çu t­ bæ sung thªm n¨ng lùc s¶n xuÊt 248 triÖu lÝt so víi 120 triÖu lÝt giai ®o¹n 2001-2005. X©y dùng c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn quy m« nhá, c«ng suÊt 4-5 triÖu lÝt/n¨m t¹i vïng cã quy m« ®µn bß s÷a nhá ph©n t¸n ë c¸c tØnh trung du miÒn nói vµ mét sè tØnh miÒn T©y Nam Bé.[37] 1.2. giíi thiÖu vÒ s÷a 1.2.1. S÷a vµ thµnh phÇn cña s÷a t­¬i nguyªn liÖu Ngµy nay, s÷a ®· kh«ng cßn lµ thùc phÈm xa xØ hay khã t×m nh­ tr­íc n÷a. Ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn s÷a trªn thÕ giíi còng nh­ ë ViÖt Nam ®ang rÊt ph¸t triÓn, t¹o nªn sù ®a d¹ng vÒ c¸c s¶n phÈm, gióp cho ng­êi tiªu dïng cã nhiÒu sù lùa chän. V× vËy mµ s÷a vµ c¸c s¶n phÈm tõ s÷a ngµy cµng ®­îc mäi ng­êi biÕt ®Õn vµ sö dông, ®êi sèng cµng ph¸t triÓn th× nhu cÇu dïng s÷a ngµy cµng t¨ng. S÷a cña c¸c loµi ®éng vËt kh¸c nhau cã thµnh phÇn vµ gi¸ trÞ dinh d­ìng kh¸c nhau. D­íi ®©y lµ thµnh phÇn dinh d­ìng cña mét sè lo¹i s÷a.[8] B¶ng 1.2.1. Thµnh phÇn dinh d­ìng cña mét sè lo¹i s÷a th­êng dïng trong c«ng nghiÖp chÕ biÕn s÷a.[8] 11 Whey Lo¹i s÷a Protein, Casein,% protein, % S÷a mÑ ChÊt bÐo, Cacbohydrat, Tro, % % % % 1,2 0,5 0,7 3,8 7,0 0,2 S÷a ngùa 2,2 1,3 0,9 1,7 6,2 0,5 S÷a bß 3,5 2,8 0,7 3,7 4,8 0,7 S÷a dª 3,6 2,7 0,9 4,1 4,7 0,8 S÷a tr©u 4,0 3,5 0,5 7,5 4,8 0,7 S÷a cõu 5,8 4,9 0,9 7,9 4,5 0,8 (ng­êi) Phæ biÕn nhÊt ë nhiÒu quèc gia trong ®ã cã ViÖt Nam vÉn lµ s÷a bß. MÆc dï viÖc ch¨n nu«i tr©u s÷a, dª s÷a...®· cã ë n­íc ta kh¸ l©u nh­ng v× nhiÒu lý do nªn s¶n l­îng hai lo¹i s÷a nµy cßn rÊt thÊp. V× vËy cho ®Õn nay nguyªn liÖu chñ yÕu vÉn lµ s÷a bß. Hµm l­îng c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña s÷a cã thÓ dao ®éng trong mét ph¹m vi kh¸ réng, phô thuéc vµo sù kh¸c biÖt vÒ gièng, vÒ ®iÒu kiÖn tù nhiªn, ®iÒu kiÖn ch¨n nu«i, giai ®o¹n tiÕt s÷a, tuæi vµ thêi gian gi÷a hai lÇn v¾t....[3] Thµnh phÇn chñ yÕu cña s÷a bß bao gåm: - N­íc chiÕm: 85,5% – 88.7% 12 - ChÊt bÐo chiÕm: 2,4% – 5,5%. Cßn l¹i lµ chÊt r¾n kh«ng bÐo chiÕm tõ 7,9% – 10%, trong ®ã: - Protein chiÕm : 3,25% ( trong ®ã casein chiÕm 3/4 ). - Lactose chiÕm: 4,6% - ChÊt kho¸ng chiÕm: 0,65% - Axit chiÕm: 0,18% Ngoµi ra, cßn cã Vitamin, enzim 1.2.1.1. N­íc tù do N­íc lµ thµnh phÇn lín nhÊt vµ quan träng nhÊt chiÕm tû lÖ 9/10 cña thµnh phÇn s÷a, cßn l¹i lµ tæng c¸c chÊt kh« (chiÕm 125-130g/lÝt s÷a). N­íc tù do chiÕm 96% – 97% tæng l­îng n­íc. Nã cã thÓ t¸ch ®­îc trong qu¸ tr×nh c« ®Æc, sÊy v× kh«ng cã liªn kÕt ho¸ häc víi chÊt kh«. N­íc tù do cã thÓ bÞ bèc h¬i trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n pho m¸t hoÆc còng cã thÓ bÞ ng­ng tô ngay trªn bÒ mÆt. Khi b¶o qu¶n s÷a bét, n­íc tù do x©m nhËp vµo lµm cho s÷a bét bÞ vãn côc.[8] 1.2.1.2. N­íc liªn kÕt N­íc liªn kÕt chiÕm 1 tØ lÖ nhá, kho¶ng 3-4%. Hµm l­îng n­íc liªn kÕt phô thuéc vµo c¸c thµnh phÇn n»m trong hÖ keo: protein, c¸c photphatit, polysacarit. N­íc liªn kÕt th­êng ®­îc g¾n víi c¸c nhãm nh­: -NH2, -COOH , -OH, =NH, -CO –NH-... Hµm l­îng n­íc liªn kÕt trong c¸c s¶n phÈm s÷a kh¸c nhau rÊt kh¸c nhau, vÝ dô trong s÷a gÇy cã 2,13—2,59% n­íc liªn kÕt, s÷a ®Çu cã 4,15% 13 n­íc liªn kÕt, n­íc t¸ch trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt b¬ chØ cã 1,75% n­íc liªn kÕt. D¹ng ®Æc biÖt cña n­íc liªn kÕt lµ n­íc kÕt tinh víi lactoza d­íi d¹ng C11H22O11.H2O[8] 1.2.1.3. Lipid Lipid cña s÷a bao gåm chÊt bÐo, c¸c phosphatide, glycolipid, steroid. ChÊt bÐo s÷a ®­îc coi lµ thµnh phÇn quan träng. VÒ mÆt dinh d­ìng, chÊt bÐo cã ®é sinh n¨ng l­îng cao, cã chøa c¸c vitamin hoµ tan trong chÊt bÐo ( A, D, E). §èi víi s¶n phÈm s÷a lªn men chÊt bÐo ¶nh h­ëng tíi mïi vÞ, tr¹ng th¸i cña s¶n phÈm. Cã tíi 98,3% chÊt bÐo cña s÷a lµ triglyceride, 1%2% cßn l¹i lµ c¸c phospholipide (0,8%), cholesterol (0,3%), carotene, vitamin A, D, E vµ K [21]. Hµm l­îng chÊt bÐo cña s÷a biÕn ®æi vµ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè ®ã lµ: Gièng, c¸ thÓ cïng gièng, mïa, thêi kú tiÕt s÷a, thøc ¨n v.v... 1.2.1.4. Protein S÷a bß chøa kho¶ng 3,5% protein. Hµm l­îng protein thay ®æi rÊt ®¸ng kÓ trong thêi kú tiÕt s÷a ®Æc biÖt lµ nh÷ng ngµy ®Çu sau khi sinh con, sù thay ®æi lín nhÊt lµ whey protein. Chøc n¨ng quan träng cña protein lµ cung cÊp nh÷ng acid amin kh«ng cÇn thiÕt cho sù ph¸t triÓn cña c¬ vµ c¸c m« tÕ bµo vµ cã nhiÒu protein cã nh÷ng chøc n¨ng sinh häc nh­: Immunoglobulin, c¸c protein liªn kÕt víi c¸c kim lo¹i, c¸c protein liªn kÕt víi c¸c vitamin .[3] Protein trong s÷a cã thÓ ®­îc chia lµm hai nhãm. ë pH 4,6 vµ nhiÖt ®é kho¶ng 30oC th× kho¶ng 80% tæng protein bÞ kÕt tña, phÇn kÕt tña nµy 14 gäi lµ casein. PhÇn cßn l¹i ®­îc gäi lµ whey protein hay cßn gäi lµ serum protein. B¶ng 1.2.1.4. Thµnh phÇn protein trong s÷a [33] Thµnh phÇn g/l s÷a % cña tæng protein Tæng protein 33 100 Tæng casein 26 79,5 αs1-casein 10 30,6 αs2-casein 2,6 8,0 β-casein 9,3 28,4 κ-casein 3,3 10,1 Tæng whey protein 6,3 19,3 α-lactalbumin 1,2 3,7 β-lactoglobulin 3,2 9,8 Bovine serum albumin 0,4 1,2 Immunoglobulins 0,7 2,1 Proteose peptone 0,8 2.4 1.2.1.4.1. Caseins 15 Casein chiÕm kho¶ng 76%-86% tæng hµm l­îng protein, chóng tån t¹i ë d¹ng micelles. Casein bao gåm 4 nhãm: αs1, αs2, β vµ κ-casein víi tû lÖ: 40:10:35:12. Casein cã chøa nhiÒu proline chóng ®­îc ph©n bè ®ång ®Òu trong chuçi polypeptide. Chóng cã rÊt Ýt cÊu tróc bËc 3, chÝnh v× vËy casein bÒn víi nhiÖt. Casein chøa nhiÒu nhãm mang ®iÖn tÝch ©m nh­ phosphates, carboxyl, sulfhydryl. Sù ph©n bè ®iÖn tÝch cña c¸c casein kh«ng ®ång ®Òu, chóng liªn kÕt víi c¸c cation nh­: canxi, magie, kali, natri.[3] 1.2.1.4.2. Whey protein (serum protein) Whey protein lµ protein cßn l¹i trong s÷a sau khi s÷a ®­îc ®«ng tô bëi acid (pH=4,6). Whey protein kh¸c víi casein vÒ tÝnh chÊt vµ cÊu tróc. Chóng liªn kÕt l¹i nh­ nh÷ng micelles mµ hoµ tan trong n­íc, cã cÊu tróc bËc 2 vµ bËc 3 dÔ biÕn tÝnh bëi nhiÖt ®é. Thµnh phÇn cña whey gåm: αlactalbumin, β-lactoglobulin, albumin huyÕt thanh, immunoglobulin, proteosepepton, lactoferin trong ®ã β-lactoglobulin ®­îc tæng hîp ë tuyÕn vó, cßn albumin huyÕt thanh vµ immunoglobulin cã nguån gèc tõ m¸u. HÇu hÕt whey protein lµ protein h×nh cÇu.[13] 1.2.1.5 . Lactoza C©ó t¹o : §­êng lactoza lµ thµnh phÇn cacbonhydrat chñ yÕu trong s÷a. Nã lµ mét disacharit cã cÊu t¹o tõ hai ph©n tö ®­êng ®¬n β- D-glucoza vµ β- Dgalactoza liªn kÕt víi nhau bëi liªn kÕt 1,4 glucozit.