- Sữa là một thực phẩm rất bổ dưỡng, giàu carbohydrate, chất đạm, chất béo, vitamin và khoáng chất, nó có ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng. Chất lượng sữa có thể bị giảm xuống bởi một số yếu tố trong quá trình trước và sau khi vắt sữa. Trong quá trình nuôi, vắt sữa, vận chuyển hay chế biến có thể làm cho sữa bị nhiễm một số vi sinh vật gây bệnh như Mycobacterium tuberculosis( gây bệnh lao), Brucella bovis( gây bệnh Brucellosis), Listeria monocytogenes (gây Listeriosis), Staphylococcus aureus(sinh ngoại độc tố bền nhiệt), Echerichia Coli( gây tiêu chảy)… - Cũng cần chú ý tới các loài Aspergillus, Fusarium, và Penicillium, chúng có thể phát triển trong sữa và các sản phẩm từ sữa. Nếu điều kiện cho phép việc sản xuất mycotoxin nào có thể là một mối nguy hiểm sức khỏe. 1 Staphylococcus aureus Echerichia Coli gây tiêu chảy 2 Mycobacterium tuberculosis( gây bệnh lao) Listeria monocytogenes dưới kính hiển vi 3 I. Giới thiệu các nhóm, loại vi sinh vật tiêu biểu trong sữa 1. Hệ vi sinh vật bình thường của sữa - Hệ vi sinh vật trong sữa và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi tùy thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa. Các VSV có thể được thành hai nhóm chính: procaryote và eukaryote. 1.1. Procaryote - Nhóm VSV Procayote co nhân chưa hoàn chỉnh. Vùng nhân chỉ là mạch AND xoắn kép nằm trong tế bào chất, lưu giữ các thông tin di truyền cho tế bào. Đại diện quan trọng cho nhóm procaryote là vi khuẩn. - Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi có thể dao động từ vài nghìn đến vàu triệu khuẩn lạc (colony forming units CFU ) trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc. - Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn gây thối. 4 1.1.1. Vi khuẩn lactic - Là vi khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng được tìm thấy trên các loại rau, trái cây và trong hệ thống đường ruột của động vật. Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ tạo thành chuỗi, Gram (+). Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu giao động trong khoảng 25- 47 o C. Để tồn tại trong sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose. Acid lactic là một trong những sản phẩm được sinh ra từ quá trình tổng hợp năng lượng trên. Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: - Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó chiếm tỷ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác. + Lactobacillus caesi: Đây là những trực khuẩn rất ngắn (1,15µm × 0,5µm× 1,0µm) gây lên men chua sữa tự nhiên. Hô hấp yếm khí tùy tiện. Lên men tốt glucoza, maltoza, lactoza tạo trong môi trường 0,8- 1% acid lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong 10- 12 giờ. Nguồn nitơ cho vi khuẩn này cần cung cấp là pepton. Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là 10 o C, tối ưu là 35 o C và cao nhất là 45 o C. Chúng thủy phân cazein và gelatin rất yếu. 5 - Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm từ quá trình chuyển hóa gồm có acid lactic, acid acetic, Ethanol, khí CO 2 …Hàm lượng acid lactic thu được không cao nhiều hơn so với các sản phẩm còn lại. Vi khuẩn Leuconostoc: có hình cầu, trong môi trường acid chúng trở nên dài và nhọn ra, lên men đường tạo chất thơm như acety, metyleacbimiot hoặc acetoin. Điển hình là Leuconostoc citrovoum dùng để chế men trong sản xuất bơ. Leuconostoc dextracicum kháng nhiệt sản sinh dextran keo từ một số đường. - Trong công nghệ lên men các sản phẩm từ sữa như yoghurt, kefir, phô mai và một số loại bơ, người ta chỉ sử dụng các loài vi khuẩn lactic để thực hiện những chuyển hóa cần thiết. Ví dụ như: Streptococcus lactic phát triển ở 30- 35 o C và làm đông tụ sữa ở nhiệt độ này sau 10- 12h, nó là tác nhân của quá trình chế biến sữa chua; Streptococcus cremoris phát triển ở nhiệt độ 20- 25 o C, khi chúng phát triển trên sữa làm sữa có mùi đặc biệt dễ chịu, ứng dụng trong chế biến bơ nhất là bơ chua. Giống vi khuẩn lactic trong sản xuất công nghiệp là giống vi khuẩn thuần khiết được nhân lên qua nhiều cấp từ một tế bào vi khuẩn ban đầu đã qua tuyển chọn. Còn các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem là những chuyển hóa ngoài ý muốn của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến. Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như Streptococcus, Latococcus, Lactobacilus, Leuconostoc, 6 Bifidobacterium, …Chúng thuộc nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình, khi thanh trùng ở 80 o C hầu hết các vi khuẩn lactic bị nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt. - Các trực khuẩn lactic: là tác nhân của quá trình chế biến sữa chua, phomat, ủ lên men thức ăn gia súc. Bao gồm Lactobacterium bulgarium tích tụ đến 3,2% acid lactic, 40-45 o C, gây đông tụ sữa sau 12h. Lactobacterium helveticum là trực khuẩn phomat phát triển ở nhiệt độc 22- 50 o C tạo độ acid trong sữa là 200-300 o T, Lactobacterium lactic phát triển ở nhiệt độ 22-50 o C, ngoài ra còn có hai trực khuẩn xếp chuỗi là Lactobacterium casei có thể phát triển ở nồng độ muối cao 5,5% và Lactobacteriium plantararum. Cả hai có tác dụng trong quá trình ủ phomat. Betabacterium Causasium, Betabacterium breve: hai loại này khi phát triển trong sữa cho độ acid thấp, không tạo được những cục đông. + Lactobacillus cuemeris fermenti: Thường thấy chúng trong sữa ủ chua. Trực khuẩn không chuyển động, thường tồn tại tế bào đơn bào và có khi tạo thành chuỗi. Thường thường chuỗi được tạo thành trong thời gian lên men. Kích thước tế bào (3-8 × 0,3 × 1,0 µm) khả năng tạo acid tối đa trong môi trường 0,9- 1,2%. 7 1.1.2. Vi khuẩn Coliform - Được tìm thấy trong đường ruột hệ tiêu hóa động vật và trong phân. Người ta cũng tìm thấy trong đất, nước hoặc thực vật nhiễm phân có chứa Coliform, đây là vi khuẩn Gram (-), kỵ khí tùy tiện. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu nằm trong khoảng 30 – 44 O C - Trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa đường lactic tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO 2 , H 2 , … Chúng cũng phân giải Protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở nhiệt độ 75 O C trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt. Vi khuẩn coliform bacteria 8 1.1.3. Vi khuẩn sinh acid butyric Clostridium butyricum là vi sinh lên men butyric. - Được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân,… Do đó, chúng dễ bị nhiễm vào sữa. Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở 37 o C. Tế bào sinh dưỡng hình que, tuy nhiiên do nội bào tử (endospore) có kích thước lớn hơn chiều ngang của tế bào sinh dưỡng nên tế bào chứa bào tử thường có hình thoi hoặc hình dùi trống. Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa 9 thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, aceton, khí CO 2 , H 2 ,… làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. - Các bào tử khá bền với nhiệt độ. Ví dụ như Clostridium sporogenes có giá trị D 115 o C = 3,2 phút và D 121 o C = 12 phút ( D là thời gian triệt trùng cần thiết ở một nhiệt độ cố định để tổng số tế bào Clostridium gỉam đi 10 lần). - Như vậy, quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt. Khi đó, ta phải dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, lọc ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium. 1.1.4.Vi khuẩn propionic (Giống Propionibacteium) - Được tìm thấy trong dạ cỏ và đường ruột của nhóm động vật nhai lại, trong đất… Chúng có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram (+), thuộc nhóm kỵ khí không bắt buộc. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của vi khuẩn là 30 o C. - Vi khuẩn Propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO 2 ,… làm hư hỏng chất lượng sữa. Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai như Emmenthal, Gruyère,… Người ta thường sử dụng canh trường Propionibacteium thuần khiết để tạo ra lỗ hỏng (mắt phô mai) và hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75 o C trong thời gian 20 giây. 10 [...]... Streptiococcus mastitolis cũng làm cho sữa bị đắng 17 II Ý nghĩa của các nhóm vi sinh vật trong sữa 1 Vi sinh vật có lợi cho các sản phẩm từ sữa - Probiotics là những vi sinh vật có ích giúp cho ruột thăng bằng môi trường từ đó cơ thể sẽ có lợi như tăng sức đề kháng, giảm tiêu chảy, giảm táo bón, giảm vi m hô hấp, dị ứng…Hiện nay Probiotic được bổ sung vào một số thực phẩm như sữa, yaourt, bột ăn dặm để tăng... dụng đồng thời lên protein của sữa làm sữa đặc lại thành cục và độ acid giảm, loại này phát triển trong sữa và các sản phẩm sữa gây quá trình pepton hóa do đó tạo vị đắng khó chịu cho sản phẩm 1.1.7 .Các vi khuẩn sinh hương - Gồm nhóm vi khuẩn trong quá trình hoạt động có khả năng tạo trong sữa các acid bay hơi như acid acetic, acid propionic và nhiều chất thơm (diacetin, các ete) Đa số chúng có enzym... vào phomai và lớp muối trên bề mặt phomai tạo nên lớp bảo vệ chống lại các vi sinh vật có hại 31  Giai đọan 4: giai đọan cuối cùng, phomai được đưa vào hầm làm chín phomai ở 18-220C, độ ẩm 80-90% Quá trình làm chín xảy ra dưới tác dụng của các ezyme đông tụ sữa và ezyme vi khuẩn lactic là loại vi sinh vật chủ chốt của hệ vi sinh vật sữa kể từ giai đoạn ép Sự lên men vẫn tiếp tục nếu vẫn còn lactose nhưng... enzyme đông tụ sữa vào sữa, ở nhiệt độ 300C hoặc cao hơn một ít, quá trình lên men lactic do vi khuẩn lactic gây nên xảy ra ngay làm cho sữa bị đông tụ Đây là quá trình kết tủa những micell của casein thành cục đặc rắn chứa huyết thanh sữa bên trong Khỏang ¾ số vi sinh vật nằm trong phần đặc rắn, còn ¼ trong huyết thanh Vi khuẩn lactic hoạt động chuyển đường sữa thành acid lactic, 30 trong điều kiện... tái nhiễm VSV vào sữa sau khi đã qua thanh trùng Nấm sợi Alternaria 2 Hệ vi sinh vật không bình thường trong sữa - Sữa bị acid hóa: do sự biến đổi lactoza thành acid lactic Hiện tượng đột ngột này là do Streptococcus lactic Khi độ acid lên đến 15 35 – 40oT cazein sẽ lên bông nếu đun nóng sữa Ngoài ra có thể do những vi khuẩn khác như Coli Staphilococcus và một số vi sinh vật ở vú - Sữa đông tụ ở acid... Vi khuẩn gây thối - Đó là các loại vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các sản phẩm polypeptyde, peptide và axit amin tiếp tục bị phân hủy tạo NH3, H2S,… làm cho sữa có mùi khó chịu - Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào Enzym này xúc tác quá trình thủy phân các chất béo trong. .. triển, sinh acid và làm mờ các vật liệu này Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20oC – 30oC - Dưới đây là một số loại thường nhiễm trong sữa: Penicillium camembertii, P roquefiortii, P casei, Geotrichum candiidum, Rihizopus stolonifer,… 14 - Trong số nấm sợi nói trên, vài loài thuộc giống Penicillium được sử dụng trong sản.xuất một số loại phô mai Vi c nhiễm... thì để 2 hoặc 3 ngày sữa sẽ chua Các sản phẩm bị hư hại đa phần do không bảo quản đúng nhiệt độ 3 Các sản phẩm thực phẩm lên men từ sữa 3.1 Sữa chua (Nêu Quy trình sản xuất, thuyết minh quy trình, giải thích các trường hợp hư hỏng nếu có) - Sữa chua đặc và yaourt là sản phẩm lên men lactic từ sữa bò tươi, sữa bột hay sữa động vật nói chung sau khi đã khử chất béo và thanh trùng vi khuẩn gây bệnh bằng... độ: 1500C + Áp suất làm vi c: 9 Bar + Thời gian: 5 phút ở nhiệt độ thanh trùng + Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện màng cream 26 + Sữa sẫm màu, tuy nhiên do lượng nước trong sữa khá lớn nên khó quan sát đuợc + Vi sinh vật bị phá hủy hoàn toàn, ức chế hoạt động các bào tử + Vô hoạt hoàn toàn các enzyme trong sữa - Cô đặc, làm nguội + Mục đích: Tăng nồng độ chất khô của sữa từ nồng độ chất khô... + Hộp sữa và nắp sữa phải được tiệt trùng trước khi đóng hộp + Nhiệt độ đầu rót:125-190C 3.3 Fomat - Pho mát hay phô mai (từ tiếng Pháp fromage) là thực phẩm làm bằng cách kết đông và lên men sữa của bò, dê, cừu, hoặc tuy hiếm hơn, từ sữa thú vật khác Có thể kết đông sữa tạo thành pho mát 28 sau khi axít hóa sữa bằng cách cấy vi khuẩn rồi thêm vào enzyme rennet (hay những enzyme thay thế) Loại vi khuẩn . dưới kính hiển vi 3 I. Giới thiệu các nhóm, loại vi sinh vật tiêu biểu trong sữa 1. Hệ vi sinh vật bình thường của sữa - Hệ vi sinh vật trong sữa và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay. Streptiococcus mastitolis cũng làm cho sữa bị đắng. 17 II. Ý nghĩa của các nhóm vi sinh vật trong sữa 1. Vi sinh vật có lợi cho các sản phẩm từ sữa - Probiotics là những vi sinh vật có ích giúp cho ruột thăng. units CFU ) trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ sinh khá tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc. - Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn