Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Phần 4: Sự ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt đến sản phẩm sữa

Phần 4: Sự ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt đến sản phẩm sữa

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nó đặc biệt liên quan đến việc giết các mầm bệnh như Mycobacterium tuberculosis, Coxiella

burnetii, Staphylo-coccus aureus, loài Salmonella, Listeria monocytogenes và Campy- lobacter jejuni. Nó

cũng liên quan đến các vi khuẩn có khả năng gây bệnh mà có thể vơ tình nhiễm vào sữa. Phương pháp xử lý

nhiệt vừa phải vừa giết chết tất cả những sinh vật này. Các mầm bệnh kháng nhiệt cao hoặc không xảy ra

trong sữa (ví dụ, Bacillus anthracis), hoặc phát triển nhanh hơn(ví dụ Clostridium perfringens), hoặc không

thể phát triển ở tất cả trong sữa (ví dụ như Clostridium botulinum), hoặc chỉ gây bệnh ở số lượng cao(ví dụ

Bacillus cereus) có thể phát hiện ra sự hư hỏng của sữa lâu trước khi đạt được những kết quả cao. Để chắc

chắn, một số chất độc (đặc biệt là từ tụ cầu) có thể chịu được xử lý bằng nhiệt độ vừa phải.

Bảng 7.Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô (Sữa gầy, Sữa gầy cô đặc, và Sữa bột gầy) về

việc tiêu diệt một số vi khuẩn, như gây ra bởi tác nhân nhiệt.

Loại vi khuẩn

Staphylococcus sp.



Serratia marcescens



Escherichia coli



Nhiệt độ (°C)



Hàm lượng chất khô (%)



D (s)



Z (K)



70



9



70



5,2



70



93



1800



11,6



50



9



56



4,0



50



93



1090



13,0



63



10



8



4,6



63



20



15



4,9



63



30



75



6,3



63



40



200



7,9



Bảng 8.Nhiệt độ bất hoạt một số loại vi khuẩn [54]



Lồi vi khuẩn



Mơi trường



T (˚C)



Α(Min)



β



gia nhiệt

Pseudomonas viscosa 3



Skim milk



48



5,7



2,6



Pseudomonas mephitica



Skim milk



48



6,7



3,0



Egg



49.5



79



1,1



52,5



16



0,8



56,8



1,3



0,5



Pseudomonas sp



Salmonella enteritides 775w



Milk



62,5



0,01



0,4



Listeria monocytogenes



Milk



60



0,5



0,6



Buffer



55



0,03



0,6



Whey



55



0,4



0,8



Milk



50



0,024



0,3



55



0,009



0,3



62,5



0,001



0,2



105



0,65



1,7



Staphylococcus aureus S1

Staphylococcus aureus S6



Bacillus cereus spores



water



Tăng cường chất lượng bảo quản: chủ yếu là tiêu diệt các vi sinh vật và bào tử nếu có. Vơ hiệu hóa

các enzyme, giảm thiểu sự oxy hoá của lipid.



Bảng 9.Nhiệt độ bất hoạt một số enzyme trong sữa [58]

D (s)



Q10



70



33



60



3.1.1.34



70



20



13



Xanthine oxidase



1.1.3.22



80



17



46



Lactoperoxidase



1.11.1.7



80



4



230



Superoxide dismutase



1.15.1.1



80



345



250



Catalase



1.11.1.6



80



2



280



Plasmin



3.4.21.7



80



360



3.3



Plasmin



3.4.21.7



120



30



1.5b



Acid phosphatase



3.1.3.2



100



45



10.5



Lipase Pseudomonas fluorescens



130



500



1.3b



Lipase Pseudomonas sp.



130



700



2.4



Lipase Alcaligenes viscolactis



70



30



2.6



Proteinase Pseudomonas fluorescens



130



630



2.1



Proteinase Pseudomonas sp.



130



160



1.9



Proteinase Achromobacter sp.



130



510



2.1



Chymosin



60



25



70



Enzyme



EC



Temperature



Number



(°C)



Alkaline phosphatase



3.1.3.1



Lipoprotein lipase



Enzyme sữa



Extracellular bacterial enzymesa



Bảng 10.Các ví dụ về sự bất hoạt do ảnh hưởng nhiệt độ lên vi khuẩn: Theo cách tiếp cận

thông thường [59]

Vi khuẩn



D (min)



Z (K)



49



7-9



10-12



Skim milk



49



8-10



10-12



Pseudomonas fragi



Whey, pH 6.6



49



32



Pseudomonas fragi



Whey, pH 4.6



49



4-6



10.9



Pseudomonas viscosa



milk



49



1.5-2.5



4.9-7.9



Pseudomonas viscosa



Whey, pH 6.6



49



3.9



Pseudomonas viscosa



Whey, pH 4.6



49



0.5



Pseudomonas fluorescens



buffer



60



3.2



7.5



Listeria monocytogenes



milk



72



0.02-0.05



6.8



Salmonella (6 spp.)



Skim milk



63



0.06-0.1



4.0-5.2



Campylobacter jejuni



Skim milk



55



0.7-1.0



6-8



Enterococcus faecium



Skim milk



63



3.5



Enterococcus durans



Skim milk



63



10.3



Enterococcus bovis



Skim milk



63



7.5



Escherichia coli



Skim milk



63



2.6



Escherichia coli



Whey, pH 4.6



63



0.13



4.6



Streptococcus sp., group D



Skim milk



63



0.26



6.7



Lactococcus lactis ssp. lactis



Whey, pH 4.6



63



2.6



Lactococcus lactis ssp. cremoris



Whey, pH 4.6



63



0.32



7.3



Lactobacillus spp.



Milk



65



0.036



6.7



Microbacterium flavum



Skim milk



65



0.5-2.0



Microbacterium lacticum



Milk



84



2.5-7.5



Mycobacterium tuberculosis ssp.



Milk



64



0.1



Milk



70



0.06



Môi trường gia



Nhiệt độ



nhiệt



(°C)



Pseudomonas fragi



milk



Pseudomonas fragi



VI khuẩn chịu lạnh



Vi khuẩn không sinh bào tử



bovis

Mycobacterium avium ssp.

paratuberculosis



160



5.0



Yersinia enterocolitica



Milk



58



1.6



4.3



Bacillus cereus, spores



Milk



121



0.04



9.4-9.7



Bacillus cereus, vegetative



Water or



70



0.013-0.016



6.6



Water



70



0.35



6.5



2 M sucarose



70



39



Bacillus subtilis, spore



Milk



121



0.03-0.5



10.7



Bacillus subtilis, vegetative



Water



55



1.0-5.6



5.0-5.2



Bacillus coagulans, spore



Milk



121



0.6-4



4.6



Bacillus stearothermophilus,



Skim milk



121



2.5-4



9-11



Skim milk



121



2-3,5



13-14



Clostridium sporogenes, spore



Milk, pH 7.0



121



1,7



Clostridium botulinum, spore



Milk, pH 7.0



121



0,2



Clostridium tyrobutyricum, spore



Milk



110



0,5



15



Clostridium perfringens, spore



water



70



8-25



7-8



Aspergillus sp., conidia



Buffer, pH 4.5



55



2



3,5-4



Aspergillus sp., conidia



Buffer, pH 4.5



75



2



6-8



Saccharomyces cerevisiae,



Buffer



60



1



5,0



Buffer



60



10



5,0



Milk



63



0,2



10-12



Vi khuẩn sinh bào tử



2 M sucrose

Bacillus cereus, germinating

spore

Bacillus cereus, germinating

spore



spore

Bacillus sporothermodurans,

spore



Vi khuẩn khác



vegetative

Saccharomyces cerevisiae,

ascospores

Foot-and-mouth disease virus



160







Tạo các đặc tính cụ thể cho sản phẩm: Như xử lý nhiệt làm bay hơi tăng sự đông đặc của



sữa , khử trùng làm bất hoạt các chất ức chế vi khuẩn như immunoglobulins và lactoperoxidaseCNS-H2O2, tạo trạng thái đồng nhất cho sữa chua, và các protein huyết thanh kết tụ cùng với

casein trong q trình acid hóa sữa.

2. Các thay đổi trong quá trình xử lý nhiệt

2.1. Tổng quan về các thay đổi.

Sự thay đổi thành phần sữa do nhiệt độ tăng có thể có thể đảo ngược hoặc khơng thể đảo ngược. ở

đây chủ yếu chúng ta chỉ xét đến những thay đổi không thể đảo ngược hoặc đảo ngược chậm.Tất cả những

phản ứng như vậy cần được quan tâm để xác định trạng thái của sữa sau xử lý. Những thay đổi như vậy hầu

như không xảy ra ở các phương pháp xử lý ở cường độ thấp hơn so với q trình thanh trùng. Những thay

đổi có thể đảo ngược bao gồm sự cân bằng lactose, thay đổi cân bằng ion, độ pH. Các thay đổi thường phụ

thuộc lẫn nhau và những thay đổi khác nhau có thể xảy ra ở những cường độ xử lý nhiệt khác nhau.

2.1.1. Những thay đổi về hóa học và vật lý



Các loại khí, kể cả CO 2, được loại bỏ một phần (nếu chúng thoát ra từ thiết bị gia nhiệt). Mất O 2 rất

quan trọng đối với tỷ lệ phản ứng oxy hố trong q trình gia nhiệt, và đối với tốc độ tăng trưởng của một

số vi khuẩn [39].

Lượng photpho keo tăng và Ca2+ giảm. Một lần nữa, những thay đổi có thể đảo ngược, mặc dù chậm

(~ 24 giờ) [34].



Hình 84.Lượng Ca trong sữa được hòa tan theo tỷ lệ phần trăm của sữa ban đầu.



Lượng Ca trong sữa được hòa tan theo tỷ lệ phần trăm của sữa ban đầu. (A) của thời gian gia nhiệt ở

nhiệt độ khác nhau (xác định sau 1 giờ tại 20°C); (B) tác dụng giữ ở 20°C sau khi gia nhiệt trong 30 phút.

Ví dụ gần đúng.

- Lactose bị đồng phân hóa và một số thì bị thối hóa. Ví dụ lactulose và axit hữu cơ.

- Các este phosphoric, đặc trưng của casein được thủy phân. Phospholipid cũng được phân

chia. Do đó, Lượng phosphate vơ cơ tăng lên.

- Độ pH của sữa giảm, và độ axít có thể đo được tăng lên

- Hầu hết các protein huyết thanh bị biến tính và do đó làm cho nó khơng hòa tan.

- Một phần của protein huyết thanh (đặc biệt là β-lactoglobulin) tạo liên kết cộng hóa trị với

κ- casein và một số protein của hạt cầu béo.

- Enzyme bị bất hoạt

- Xảy ra phản ứng giữa protein và lactose

- Các nhóm sulfhydryl tự do được hình thành.

- Các phản ứng khác liên quan đến protein xảy ra.

- Casein Micelles tập hợp lại với nhau. Điều này có thể dẫn đến sự đông tụ.

- Một số thay đổi xảy ra trên hạt cầu béo, vi dụ như thành phần Cu

- Các acylglycerol được thủy phân và este hóa.

- Lactones và methyl ketones được hình thành từ chất béo.

- Một số vitamin bị thối hố.

2.1.2.



Kết quả của sự trao đổi nhiệt



Thơng thường, hiệu quả chính của xử lý nhiệt là giảm tốc độ hư hỏng gây ra bởi vi khuẩn và enzyme.

Một số ảnh hưởng quan trọng khác là:

-



Tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn của các sinh vật còn sống sót, hoặc xâm nhập vào sau khi



xử lý nhiệt có thể bị ảnh hưởng rất nhiều và chúng thường tăng lên. Nguyên nhân chủ yếu là chất

ức chế vi khuẩn không hoạt động. Immunoglobulins bị biến tính ở cường độ tương đối thấp



-



Giá trị dinh dưỡng giảm do sự giảm đi của một số chất sinh dưỡng.



-



Hương vị thay đổi đáng kể



-



Màu sắc cũng có thể thay đổi. Lúc đầu đun nóng thì sữa trắng hơn một chút, sau khi tăng



nhiệt độ xử lý thì sữa có thể chuyển sang nâu

-



Độ nhớt tăng nhẹ



-



Sự động tụ của sữa giảm do hầu hết proein huyết thanh bị biến tính.



-



Thời gian gel hóa trong sữa đặc có đường giảm nóng ở nhiệt cao trước khi cô đặc



-



Khả năng rennet của sữa và tỷ lệ syneresis của gel đơng sữa giảm



-



Trạng thái oxy hóa bị ảnh hưởng



-



Thành phần lớp bề mặt của hạt cầu béo cũng bị ảnh hưởng.



2.2. Phản ứng của protein

Một số phản ứng ở nhánh của protein có thể xảy ra ở nhiệt độ cao. Nhiều phản ứng, ví dụ như: 5, 6,

9, 10, 11, và đặc biệt là 12, có thể tạo thành liên kết chéo trong hoặc giữa các chuỗi peptide; phản ứng liên

kết chéo có thể làm giảm độ hòa tan của protein. Tỷ lệ hầu hết các phản ứng và trạng thái cân bằng của

chúng chưa được biết rõ. Bên cạnh phản ứng 4-6, có thể xảy ra khi sự biến tính của protein, hầu hết các

phản ứng liên quan đến yêu cầu nhiệt độ cao (tiệt trùng). Bởi vì casein có chứa phosphoserine,

dehydroalanine có thể được hình thành (phản ứng 8); nó cũng là kết quả của phản ứng 7. Dephosphorylation

bởi quá trình thủy phân (phản ứng 3) xảy ra nhanh hơn bởi sự khử(phản ứng 8). Tất cả trong tất cả, trong

sữa, hầu hết các phản ứng được xem xét trong Bảng 11 có thể xảy ra, mặc dù chỉ với số lượng rất nhỏ,Ví

dụ, lysino-alanin (phản ứng

10) được hình thành trừ khi độ pH rất cao;lysinoalanine có thể độc hại vì việc nuốt phải có thể gây ra thay

đổi trong thận của chuột (mặc dù không thấy ở người). Phá hoại glutamine (phản ứng

2) chậm hơn so với asparagine (phản ứng 1).



Bảng 11.Các phản ứng có thể xảy ra đối với các nhóm phụ của các axit amin đã được liên

kết trong chuỗi peptide (|) của Protein ở nhiệt độ cao.



Như đã nêu ở trên, cần có nhiệt độ cao cho hầu hết các phản ứng xảy ra. Nó khơng phải lúc nào cũng

cần thiết cho bản thân phản ứng, nhưng nó là cần thiết cho việc mở rộng chuỗi peptit



(denaturation). Nhờ đó các nhóm dễ dàng phản ứng, Hầu hết các phản ứng nhanh ở pH cao, trừ phản ứng 3

và 11.

2.2.1. Phản ứng của các nhóm Thiol (Sulfhydryl hoặc -SH)



Các nhóm -SH của cysteine là phản ứng tốt dưới dạng ion hóa (phản ứng 4). Trong chuỗi peptide pK

của nó khoảng 9,5 ở 25°C. Điều này có nghĩa rằng ở pH 6.1, 6.4, và 6.7, trung bình 0,04%, 0,08% và 0,16%

của nhóm, tương ứng, được phân ly. Do đó, tỷ lệ phản ứng 4 sẽ phụ thuộc mạnh vào pH. Tất nhiên, trước

khi phản ứng này có thể xảy ra chuỗi peptide phải được mở ra, trừ trường hợp đặc biệt nhóm thiol nằm bên

ngoài của phân tử tự nhiên. Xử lý nhiệt của sữa gây ra sự biến tính protein do đó làm tăng các nhóm thiol.

Khi gia nhiệt như vậy, nó chủ yếu là phản ứng 5 diễn ra, do đó thay đổi vị trí của cầu nối -S-S ; cần lưu ý

rằng phản ứng thậm chí có thể xảy ra tại pH thấp (4.5) và nhiệt độ thấp (20°C), mặc dù khá chậm (trên một

vài ngày). Sự trao đổi disulfide có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành của một phân tử protein. Phản

ứng 6 phụ thuộc chặt chẽ vào khả năng oxi hóa khử vì đây phản ứng liên kết chéo diễn ra bởi oxy hóa.

Sự hình thành H2S trong sữa (phản ứng 7, nhưng cũng có thể là các phản ứng khác) tạo hương vị

giống như hơi nấu chín, thâm chí là sủi bọt trong sữa. Theo quy định, khơng có nhiều hơn 1% nhóm thiol

phản ứng. Các dư lượng dehydroalanine hình thành sẵn sàng phản ứng, theo phản ứng 9, 10, và 11.

Globulin miễn dịch cũng chứa nhiều cystine. Tác nhân đóng góp -S-S- và -SH có thể là βlactoglobulin, do nồng độ cao trong sữa và nhóm thiol tự do của nó. Khi gia nhiệt, nhóm thiol trở nên rất

phản ứng và do đó, những thay đổi không thể đảo ngược xảy ra trong phân tử.

2.2.2. Sự pha tạp của protein huyết thanh



Các protein hình cầu có thể bị biến tính. Những thay đổi này xảy ra với các proteinhuyết thanh hình

cầu của sữa, cụ thể là, β-lactoglobulin, α-lactalbumin, albumin huyết thanh và globulin miễn dịch (cũng

như hầu hết các protein huyết thanh nhỏ). Proteose-peptones, giống như casein, khơng phải là denaturable.

Nhiệt biến tính của β-lactoglobulin đã được nghiên cứu trong một số chi tiết. Ở nhiệt độ cao, nhóm thiol tự

do phản ứng với một trong các nhóm -S-S-,thường của một phân tử, trong đó cả hai phân tử liên kết với

nhau, tạo thành một dimer. Tương tự như vậy, trimers và tetramers, vv, cũng được hình thành nhưng tổng

hợp có thể vẫn còn khá nhỏ và hòa tan. Tùy thuộc rất nhiều vào điều kiện phổ biến, đặc biệt là pH, nhưng

cũng thành phần ion



và nhiệt độ, kết hợp hơn nữa có thể xảy ra, dẫn đến các hạt lớn khơng hòa tan ; ở nồng độ cao hơn gel có

thể được hình thành. Phản ứng dạng này cũng xảy ra với các loại protein khác, mặc dù chúng có ít nhóm

thiol tự do hơn. Điều nàycó nghĩa rằng một trong hai chương trình phản ứng là khác nhau hoặc một nhóm

thiol miễn phí của một protein khác (β-lactoglobulin,albumins huyết thanh, hoặc một số globulin miễn dịch)

[62]. Khi nung nóng dung dịch của các protein huyết thanh, ví dụ, whey, ở các pH khác nhau, người ta nhận

thấy rằng chúng chỉ trở nên khơng hòa tan ở pH thấp. Ngồi ra, sưởi ấm ở pH trung hòa và axit hóa sau khi

làm mát dẫn đến sự khơng tan. Tính khơng tan được tăng cường khi hoạt động của Ca2+ cao [60].

Nếu sữa được nung nóng, liên kết cộng hóa trị với các protein khác có thể xảy ra thơng qua cầu S-S,

tùy thuộc vào độ pH và nhiệt độ trong quá trình xử lý nhiệt. Điều này liên quan đến, tất nhiên, liên kết giữa

các protein huyết thanh khác nhau với màng hạt cầu béo và với κ-casein và αs1-caseins. Một số huyết

thanhprotein do đó sẽ liên kết với các hạt cầu chất béo [61].



Hình 85.Ảnh hưởng của độ pH lên ảnh hưởng của sự gia nhiệt lên protein.

Ảnh hưởng của độ pH lên ảnh hưởng của sự gia nhiệt lên protein. (A) Phần trăm của protein bị ngưng tụ

sau khi nung nóng whey trong 10 phút ở 80°C. (B) Lượng protein vẫn còn trong dung dịch, nghĩa là

khơng liên quan đến micelles casein, sau khi đun nóng sữa ( ) hoặc sữa không chứa protein huyết thanh

(----) ở 140 °C.

Sự tương tác với casein (micelles) phức tạp hơn. nhiệt biến tính ở pH 6,9 (được đo ở nhiệt độ phòng),

khơng nhiều giống như trong whey: Ở các giá trị pH từ 6,5 trở xuống, tất cả các protein huyết thanh biến

tính đều kết hợp với micele casein. Ở pH 6,7, khoảng 30% là trong cốt



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Phần 4: Sự ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt đến sản phẩm sữa

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×