Các hiện tượng hư hỏng của sữa và cách bảo quản sữa

Giới thiệu

Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh vật. Tuy nhiên, khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa ( phương pháp vắt sữa thủ công hoặc cơ giới hóa), ta thường phát hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuât phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa; người vắt sữa; thiết bị vắt sữa; thiết bị chứa; môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa…

Hư hỏng sữa do vi sinh vật

Hệ VSV và số lượng của chúng trong sữa luôn thay đổi và phụ thuộc vào mức độ nhiễm VSV trong quá trình vắt sữa. Dưới đây là những VSV thường thấy trong sữa bò tươi:

Vi sinh vật lên men chua ( nhóm vi khuẩn lactic)

• Nguồn nhiễm: Cỏ ủ cho bò ăn là nguồn lây nhiễm.
• Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều nhóm khác nhau như: Streptococcus lactic, Streptococcus, Coli Staphilococcus, Lactoccus, Lactobacillus, Leuconostoc, Bifidobacterium…
• Ảnh hưởng đến quá trình chế biến: Trong quá trình bảo quản và chế biến, chúng làm giảm pH, đông tụ casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như : etanol, acid acetic…làm thay đổi thành phần và giá trị cảm quan của sữa.
• Biện pháp: Khi thanh trùng ở 80^oC, hầu hết các vi khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt.

Vi khuẩn Coliform

• Nguồn nhiễm: Phân, nước tiểu của súc vật và bùn là nguồn lây nhiễm.
• Ảnh hưởng đến quá trình chế biến: Trong sữa, vi khuẩn colifrom sẽ chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác ,khí CO₂, H₂…chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu.
• Biện pháp: Ở nhiệt độ 75^oC trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt.

Vi khuẩn thuộc họ Clostridium

• Nguồn nhiễm: Loài Clostridium như C. butyricum và C.tyrobutyricum có thể xâm nhập vào sữa bò từ cỏ ủ tươi (để nuôi súc vật ), phân.
• Ảnh hưởng đến quá trình chế biến: Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO_2­, H₂,…làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. Ngoài ra chúng có thể gây ra các vấn đề như sự nở chậm ở một số loại pho mát.
• Biện pháp: 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 như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.

Vi khuẩn thuộc giống Propionicbacterium:

• Nguồn nhiễm: Bùn đất nơi súc vật là nguồn lây nhiễm, đặc biệt là nơi có phân, nước tiểu.
• Ảnh hưởng tới chế biến: Vi khuẩn propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO₂… làm hư hỏng chất lượng sữa.
• Biện pháp: Hầu hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75^oC trong thời gian 20 giây.

Vi khuẩn gây thối

• Nguồn nhiễm:

Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là: Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, alcaligenes, bacillus, Micrococcu, bacterium fluorescen, bacillus subtilis, bacillus botulinus…chúng nhiễm vào sữa từ phân và thức ăn gia súc.

• Ảnh hưởng tới chế biến:

Chúng có khả năng 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 acid amin. Một số acid amin tiếp tục 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. Enzyme nay xúc tác quá trinh thủy phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi. Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas fluorescens.

Các enzyme protease và lipase được sinh bởi loài này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein ( proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa. Ngoài hai quá trình thủy phân nói trên một số vi khuẩn còn tạo khí ( CO₂, H₂,…) sinh tổng hợp cá acid hữu cơ làm giảm pH sữa và gây đông tụ protein. Một số vi khuẩn khác có thể sinh tổng hợp được protease có chức năng xúc tác tương tự như rennin làm xuất hiện sự đông tụ casein trong sữa.

Vi khuẩn Bacterium fluorescens

• Ảnh hưởng tới chế biến:

Vi khuẩn này tạo lipaza phân giải lipit tạo acid butyric, andehyt của rượu và các chất làm cho sữa có vị ôi hoặc thủy phân protit đến dạng peptid, albumin.

Ngoài ra một số vi khuẩn như Bacterium lactic, Saponacci từ rơm cỏ vào sữa thủy phân chất béo và casein làm thành muối amoniac gọi là muxin làm cho sữa trở nên dính nhớt, thành sợi, lầy nhầy tạo mùi vị xà phòng.

• Biện pháp:

Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng VSV ban đầu có trong sữa.

Tại nhà máy, nếu sữa tươi chưa đưa vào chế biến ngay thì có thể tiến hành thanh trùng sữa ( nhiệt độ 63⁰C,thời gian 15 giây).

Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt : nhiệt độ sữa không lớn 4⁰C, tránh sự khoấy trộn và sự có mặt của oxy trong sữa.

Một số vấn đề thường gặp ở sữa tươi nguyên liệu

Sự biến chất của sữa do vi sinh vật

• Sự biến chất do vi sinh vật chủ yếu là do các enzym có trong vi khuẩn lactic làm giảm độ acid của sữa bởi quá trình chuyển đường lacto thành axit lactic. Các vi khuẩn lactic chủ yếu tham gia vào quá trình này là Streptococcus lactic là loài phát triển mạnh ở nhiệt độ môi trường. Khi độ axit đạt 35-40⁰D casein bị đông tụ và khi độ axit đạt 60-70⁰D thì xảy ra hiện tượng “trở chua” cũng ở nhiệt độ môi trường.
• Một số loài S.lactic cũng có thể gây ra mùi da, mùi cháy khét, mùi malt hoặc mùi caramen.
• Một số vi khuẩn khác cũng thuộc loài vi khuẩn lactic gây nên các biến chất cho sữa như: làm giảm độ axit của sữa, làm đông tụ sữa xảy ra ngay ở độ axit không cao, phân giải protein, phân hủy chất béo bởi lipaza, làm thay đổi màu sắc của sữa, làm tăng độ nhớt của sữa và làm xuất hiện các vị khác nhau.

Sự biến màu của sữa

• Sữa có màu xanh: do trong sữa có phát triển Pseudomonsas cyanofenes, Bacilus cyanofenes, Bacterium syncyancum, Bacterium coerulemn và Bacterium indigonacceum.
• Sữa màu vàng: do sự phát triển của Pseudomonas synxantha, Bacterium synxanthum chỉ sống trong sữa đã đun sôi không có vi khuẩn lactic.
• Sữa có màu vàng kim gây ra do Sarcina, Bacterium flulvocum, Saccharomyces.
• Sữa có màu đỏ do sự phát triển của Serratia marcecens hoặc Bacillus lactic, Elythrogenes kết tủa cazein sau đó pepton hoá chất này sẽ làm cho sữa có màu đỏ.

Phương pháp bảo quản sữa bằng nhiệt

Kỹ thuật bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp

• Để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, người ta cần phải làm đông lạnh. Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng, phần lớn các vi sinh vật bị ức chế hoạt động. Tuy nhiên, khi nhiệt độ của khối sữa trở lại bình thường, thì chúng lại hoạt động trở lại để tái thiết lập sự sống của chúng.
• Việc bảo quản sữa ở trạng thái lạnh chỉ có thể có hiệu quả khi sữa phải hết sức sạch sẽ, không bị hư hỏng, được thu hoạch trong các điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, cũng như được xử lý bằng các phương pháp thích hợp.

Kỹ thuật bảo quản sữa ở nhiệt độ cao

• Tác động của nhiệt độ cao có tác dụng hơn là nhiệt độ thấp. Đối với sản phẩm cần bảo quản thời gian dài, nhiệt độ thường sử dụng là trên 100⁰C.
• Còn đối với sản phẩm chỉ cần bảo quản trong thời gian ngắn, sử dụng nhiệt độ thấp hơn 100⁰C , nhưng phải đảm bảo loại trừ tất cả các vi sinh vật có khả năng gây bệnh. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao sẽ làm thất thoát một số chất dinh dưỡng có trong sữa và một số loài sinh vật có khả năng sinh bào tử (các vi khuẩn, nấm mốc) bào tử của chúng chỉ có thể tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100OC rất nhiều.

Thanh trùng

• Nguyên tắc: Chế độ thanh trùng thường được sử dụng là 72- 75^oC trong vài giây. Tuy nhiên nhiệt độ này có thể thay đổi tùy thuộc vào từng quốc gia, điều kiện khí hậu và cơ sở kỹ thuật của từng nhà máy.
• Ưu điểm: Quy trình tiến hành đơn giản, sử dụng nhiệt độ không quá cao và trong thời gian ngắn nên tính chất của của sữa vẫn được giữ lại, sữa vẫn giữ được hương vị thơm ngon tự nhiên của sữa tươi
• Nhược điểm: Xử lý nhiệt độ trong khoảng 72-75^OC nên không tiêu diệt được một số vi sinh vật ưa nhiệt và bào tử của chúng do đó thời gian bảo quản sữa thanh trùng ngắn, khoảng từ 8-10 ngày và phải bảo quản trong điều kiện lạnh từ 3-5^OC.

Tiệt trùng sữa

• Nguyên tắc: Phương pháp tiệt khuẩn, diệt khuẩn cực nhanh. Xử lý sữa ở nhiệt độ 135-150^O. Cơ chế tác động lên vi sinh vật: Gây biến tính protit, làm hệ enzyme lập tức không hoạt động, vi sinh vật bị tiêu diệt hoàn toàn ngay cả những vi sinh vật ưa nhiệt và bào tử.
• Ưa điểm: xử lý sữa ở nhiệt độ cao 135-150^OC, tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và bào tử của chúng do đó thời gian bảo quản lâu hơn sữa thanh trùng và có thể bảo quản ở nhiệt độ thường
• Nhược điểm: xử lý ở nhiệt độ cao nên một số tính chất của sữa bị mất đi, tuy nhiên trong quá trình sản xuất nhà sản xuất có thể bổ sung nhiều chất khác tuy vậy vẫn không giữ hương vị tự nhiên của sữa.