Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí MinhTrường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên

Khoa Hoá-Bộ Môn Hoá Hữu Cơ

SỮA VÀ VÀI SẢN PHẨM LÀM TỪ SỮA

-2006-

Mục Lục Giới thiệu Phần I: sữa bò

1. Tính chất vật lý2. Cấu trúc Lipit sữa3. Protein sữa4. Casein5. Enzym6. Lactose7. Vitamin8. Khoáng chất

Phần II: Khái Quát một vài sản phẩm từ sữa1. Phomai2. Bơ ngọt

GIỚI THIỆU Vai trò của sữa trong tự nhiên là nuôi dưỡng và cung cấp miễn

dịch cho các loài động vật còn non. Từ thời nguyên thuỷ con người đã sử dụng sữa làm nguồn thực phẩm, trong đó có sữa bò đã thuần hoá.

Ngày nay sữa là nguồn thực phẩm quan trọng trong đời sống, trong sản xuất và nghiên cứu vì sữa có thành phần dinh dưỡng rất cao, và là loại thực phẩm phức tạp với hơn 100.000 loại khác nhau đã được tìm thấy.

Có nhiều yếu tố làm ảnh hưởng đến thành phần của sữa như: loài khác nhau, cách chăm sóc, điều kiện địa lý…Nhưng nhìn chung thành phần sữa khoảng:

85.5% -88.7% là nước 2.4%-5.5% là chất béo 7.9%-10% là các chất rắn không béo như:

+ Protein 3.25% ( 3/4 là casein ) + Lactose 4.6% + Chất khoáng 0.65% ( Ca, P, Mg, K, Na, Fe, Sulfat, Citrat,

Carbonat…) + Acid 0.18% ( Citrat, Format, Lactat, Oxalat…) +Enzym ( Peroxid, Catalase, Lipase…) +Khí (Oxi, Nitơ ) +Vitamin ( A, C, D, Thiamin, riboflavin, …)

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA SỮA BÒ

Mật độ

Mật độ là khối lượng của vật chất nhất định trong thể tích của nó, phụ thuộc vào các yếu tố:

+ Nhiệt độ tại thời điểm đo lường. + Bản chất của vật chất. + Cấu tạo (đặc biệt là thành phần chất béo). Mật độ của sữa trong khoảng từ 1027 tới 1033 Kg/m3 tại 20oC

Độ nhớt:

Độ nhớt không phụ thuộc vào tỉ lệ bị biến dạng mà phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ lạnh sẽ làm tăng độ nhớt do làm tăng thể tích mixen

casein. Trên 65oC độ nhớt cũng tăng . +Nồng độ pH: Tăng hay giảm pH so với pH đẳng điện điều làm thay đổi thể

tích của mixen casein dẫn tới cũng làm thay đổi độ nhớt .(Khi phân tử chất béo kết hợp lại sẽ làm tăng độ nhớt, còn khi phân tán sẽ làm giảm độ nhớt.)

Điểm đông đặc: Điểm đông đặc là một đại lượng nồng độ, được qui định bởi

nồng độ phân tử gam của chất tan (nồng độ molar) Tf = Kf*m .Trong công nghiệp , điểm đông đặc thường được sử dụng nhằm qui định lượng nước thêm vào, quyết định thành phần Lactose trong sữa, ước lượng gia vị thêm vào…

Thông thường điểm đông đặc của sữa trong khoảng -0.512 tới -0.550oC ( trung bình là -0.522oC ).

Cân bằng acid-base Độ acid và pH thường được sử dụng để đo độ chua của sữa. pH

của sữa lấy từ vật nuôi thông thường ở 25oC trong khoảng từ 6.5 tới 6.7, trong sữa có nhiều thành phần cung cấp đệm như casein và phosphat.

Tính chất quang học Tính chất quang học sẽ qui định bề ngoài của sữa và các sản

phẩm thông qua sự hấp thụ tia hồng ngoại hay sự khuếch tán ánh sáng. Sự khuếch tán ánh sáng của các giọt chất béo và mixen casein sẽ làm sữa trông mờ và đục ,trong khi đó màu Carotenoid của vitamin α, β- Caroten chứa trong chất béo qui định màu kem cho sữa. Riboflavin cho màu hơi xanh cho chất lỏng trong sữa.

Chỉ số hồng ngoại của sữa ở 20oC phổ Natri là 1.3440 tới 1.3485 thường được sử dụng để ước lượng thành phần rắn .

Cấu trúc Lipit sữa Cấu tạo hoá học Chất béo trong sữa là nguồn lợi nhuận quan trọng vì sữa được

bán căn cứ vào hàm lương chất béo trong sữa. Thành phần lỏng chính trong sữa ở dạng triglycerid bao gồm glycerol liên kết với 2 dạng acid béo khác nhau . Các acid béo thường được tìm thấy trong sữa là:

+ Mạch dài : C14 myristic 11% C16 palmitic 26% C18 strearic 10% C18 oleic 10%

+ Mạch ngắn thì có: C4 butiric (*) C6 caproic C8 caprylic C10 capric

(*) Acid butiric là loại acid béo đăc biệt có trong động vật, là nguyên nhân của mùi ôi thiu khi nó thực hiện phản ứng lipaza tách khỏi glycerol.

Các acid béo bão hoà như myristic, palmitic, Strearic…Chiếm đến 2/3 của acid béo. Acid oleic thì là nguồn phổ biến của acid béo bất bão hòa trong sữa với một nối kép. Trong hai loại đồng phân hình học thì cấu hình Cis chiếm phần lớn hơn dạng Trans.

Prôtein sữa

Giới thiệu

Cấu trúc cơ bản của protein bao gồm mạch peptid của các amino acid được liên kết với nhau bằng các liên kết peptid, cũng có thể có các các cầu nối disulfide.

Protein cũng có nhiều cấu trúc khác nhau như : cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4. Mạch thẳng sẽ có cấu trúc bậc 1 , trong khi các dạng xoắn alpha và beta gấp khúc lại đặc trưng cho cấu trúc bậc hai , cấu trúc bậc ba dạng cầu, cấu trúc bậc bốn chỉ xuất hiện khi protein có hai hay nhiều mạch peptid liên kết bổ sung cho nhau (Ví dụ: như trường hợp của homoglobin trong hồng cầu)

Thành phần của protein sữa: Nitơ trong sữa được phân bố trong Casein ( 76%), protein (18%)

và trong các phi protein (6%). Điều này không bao gồm lượng nhỏ protein liên kết với màng tự nhiên.

grams/ litre % tổng Prôtêin Tổng Protein 33 100 Tổng Casein 26 79.5 alpha s1 10 30.6 alpha s2 2.6 8.0 beta 9.3 28.4 kappa 3.3 10.1 Tổng chất lỏng Prôtêin 6.3 19.3 alpha lactalbumin 1.2 3.7 beta lactoglobulin 3.2 9.8 BSA 0.4 1.2 Immunoglobulins 0.7 2.1 Proteose peptone 0.8 2.4

Casein

Mô hình của casein mixen thay thế (casein sub-micelle) nổi bật trong vài năm gần đây. Trong mô hình này người ta xem nó gồm nhiều casein , chứa khoảng 10-100 phân tử casein. Các mixen thay thế này bao gồm một lõi kị nước (hidrophobic) và được bao bọc bởi các phân tử ưa nước (hidrophilic)-các kappa-casein. Các CMP (ưa nước) của kappa-casein có dạng mềm

dẻo như các sợi tóc.

Cấu trúc của mixen casein :

Sự kết hợp của Casein:

Casein cũng có thể kết hợp lại nếu bề mặt của mixen hoạt động, để các mixen casein kết hợp người ta có thể sử dụng các phương pháp:

+ Men rennet + Acid + Nhiệt + Làm già hoá

ENZYMES

Enzym là một nhóm của protein nó tác dụng xúc tác cho các phản ứng hoá học và tăng độ phản ứng. Vai trò của enzym rất quan trọng. Sữa chứa cả hai dạng enzym nội bộ và bên ngoài. Các enzym bên ngoài bao gồm các enzym đẳng nhiệt được sinh ra bởi các vi khuẩn ưa lạnh: lipase và proteinases. Có rất nhiều enzym nội bộ được cô lập từ sữa, trong đó đáng quan tâm là các hidrolaza:

+lipoprotein lipaza (LPL) +Plasmin +Alkaline phosphat (photphat Kiềm)

LACTOSE Lactose là một disaccaride cấu thành từ glucose và galactose

Nó chiếm khoảng 4.8-5.2% thành phần khối lượng sữa, 52% của phần chất béo không tan trong sữa, và 70% của phần rắn sữa chua. Nó không ngọt bằng Sucrose (đường mía). Khi lactose bị thuỷ giải bởi beta-D-galactoside (lactase), một loại enzym có thể cắt nó thành các monosaccarid, kết quả là làm tăng độ ngọt và làm giảm nhiệt độ đông đặc.

Một trong những tính chất quan trọng của nó là được sử dụng như một chất lên men. Vi khuẩn lactic sẽ sản xuất acid lactic từ lactose, đây là quá trình khởi đầu để lên men sữa.

VITAMINS

Vitamin là thành phần quan trọng ảnh hưởng đến nhiều tiến trình trong cuộc sống. Sữa có chứa chất béo hoà tan được các vitamin A, D, E, K. Vitamin A được tìm thấy từ retinol và beta-carotene. Sữa là nguồn cung cấp vitamin A cần thiết.

Ngoài vitamin A, sữa còn là nguồn cung cấp các vitamin hoà tan trong nước khác như:

+ B1 thiamin + B2 riboflavin + B6 pyridoxin + B12 Cyanocobalamin + Niacin + Pantothenic acid Có một lượng nhỏ vitamin C ( ascorbic acid) hiện diện trong sữa

sống, nhưng nó dễ biến đổi theo nhiệt độ và bị phân huỷ khi tiến hành diệt trùng.

Các vitamin trong sữa tươi được liệt kê dưới đây:

Các vitamin trong sữa tươi được l iệt kê dưới đây:

Vitamin Thành phần trên l ít --------------------------------------------------------------------------------- A (µg RE) 400 D (IU) 40 E (µg) 1000 K (µg) 50 B1 (µg) 450 B2 (µg) 1750 Niacin (µg) 900 B6 (µg) 500 Pantothenic acid (µg) 3500 Biotin (µg) 35 Folic acid (µg) 55 B12 (µg) 4.5 C (mg) 20

KHOÁNG CHẤT: Có tổng cộng 22 khoáng chất cần thiết hiện diện trong sữa.

Chúng bao gồm 3 họ muối:

+ Natri, Kali, Clorua đây là những ion trái dấu với lactose để duy trì việc cân bằng sữa với máu.

+ Canxi, Magie, Phospho, và Citrat. Nhóm này bao gồm 2/3 canxi, 1/3 magie, ½ Phospho, và ít hơn 1/10 Citrat trong một hệ keo (không phân tán) và hiện diện trong casein.

+Muối khuếch tán của Ca, Mg, Citrat và Phosphat: các muối này có pH độc lập và góp phần cân bằng acid-base trong sữa:

Thành phần khoáng chất trong sữa:

Khoáng chất thành phần trên lít ----------------------------------------------------------------------------------------------- Sodium (mg) 350-900 Potassium (mg) 1100-1700 Chloride (mg) 900-1100 Calcium (mg) 1100-1300 Magnesium (mg) 90-140 Phosphorus (mg) 900-1000 Iron (µg) 300-600 Zinc (µg) 2000-6000 Copper (µg) 100-600 Manganese (µg) 20-50 Iodine (µg) 260 Fluoride (µg) 30-220 Selenium (µg) 5-67 Cobalt (µg) 0.5-1.3 Chromium (µg) 8-13 Molybdenum (µg) 18-120 Nickel (µg) 0-50 Silicon (µg) 750-7000 Vanadium (µg) tr-310 Tin (µg) 40-500 Arsenic (µg) 20-60

Phần II: giới thiệu sơ lược một vài sản phẩm từ sữa PHOMAI

Phômai truyền thống được chế tạo dựa trên cơ sở duy trì hàm lượng dinh dưỡng trong sữa. Có thể đơn giản xem phomai là sản phẩm tươi chín thu được sau quá trình làm đông loại đi phần lỏng trong sữa, Quá trình sản xuất phomai thông thường gồm các giai đoạn:

+ Xử lý sữa + Thêm các phụ gia + Làm “chín” sữa + Làm đông lại + Xử lý khối đông + Làm “chín” phomai

BƠ NGỌT Giới thiệu

Bơ ngọt là thể nhũ tương nước trong dầu chiếm hơn 80% chất béo trong sữa, nhưng cũng chỉ chứa một lượng nước rất nhỏ, kết cấu là kết quả của sự trộn lẫn trong suốt tiến trình sản xuất tại một khoảng nhiệt độ khác nhau giữa bơ dạng nóng chảy và bơ dạng kết tinh lại.

Thành phần chính của muối bơ thông thường là chất béo chiếm 80-82%, nước 15.6-17.6%, muối khoảng 1.2% (canxi và phospho). Bơ cũng chứa một số vitamin chất béo hoà tan khác như A, D, E.

Khái quát quá trình sản xuất bơ:

Kết Luận

Có thể thấy sữa là nguồn thực phẩm vô cùng phổ biến và đa dạng với các sản phẩm khác nhau, các sản phẩm từ sữa luôn được tìm kiếm và cải tiến chất lượng sao cho vừa có nguồn dinh dưỡng cao, vừa vệ sinh, dễ bảo quản …Lợi ích của sữa thì rất to lớn đối với con người từ người trẻ tới người lớn tuổi,cụ thể khi còn nhỏ thì sữa là nguồn cung cấp dinh dưỡng và sức đề kháng, khi lớn tuổi thì chính sữa là nguồn cung cấp canxi hiệu quả nhất. Có lẽ chính những lý do trên mà sữa luôn là mục tiêu nghiên cứu hàng đầu của các nhà sinh hóa học.