Điểm Đóng Băng Của Sữa (Phần I): Thành Phần Của Sữa – Tổng Quan Về Điểm Đông Của Sữa

Sữa là chất lỏng đục có màu trắng hoặc vàng trắng; sữa có vị ngọt nhẹ với mùi khá nhạt. ‘Sữa’ thông thường sẽ đề cập đến sữa bò, ngoài ra còn các loại sữa khác từ cừu hoặc dê. Đây là loại thực phẩm ưa chuộng, gần như phù hợp với mọi người tiêu dùng, và là loại thực phẩm dễ dàng tìm kiếm trong các cửa hàng, siêu thị. Để thuận tiện cho việc vận chuyển, lưu trữ; sữa sẽ trải qua quá trình xử lý hoặc có thể được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác nhau như bơ, phô mai, sữa đặc, kem béo, …

Điểm đóng băng của sữa là một đặc tính vật lý ổn định, phản ánh lượng nước được thêm vào. Bài viết này sẽ thảo luận về điểm đóng băng của sữa và các thiết bị xác định điểm đông của sữa.

Sữa Và Thành Phần Của Sữa

Sữa là chất lỏng đục có màu trắng hoặc vàng trắng. Màu sắc bị ảnh hưởng bởi sự tán xạ và hấp thụ ánh sáng của các hạt chất béo sữa và các mixen protein. Màu hơi vàng, tức là màu vàng-xanh, có nguồn gốc từ carotene có trong pha chất béo và từ riboflavin có trong pha nước.

Sữa có vị ngọt nhẹ, trong khi mùi và vị thường khá nhạt. Chất béo sữa tồn tại ở dạng giọt hoặc hạt, được bao bọc bởi một lớp màng và được nhũ hóa trong huyết thanh sữa (còn gọi là váng sữa). Các giọt chất béo (gọi là kem) tách ra sau khi bảo quản kéo dài hoặc sau khi ly tâm. Các giọt chất béo nổi trên sữa gầy. Quá trình đồng hóa sữa giúp phân chia và nhũ hóa các hạt chất béo một cách mịn màng, từ đó không xảy ra hiện tượng tách kem ngay cả khi bảo quản trong thời gian dài.

Protein có kích cỡ khác nhau được phân tán trong huyết thanh sữa. Chúng được gọi là các mixen và bao gồm chủ yếu là muối canxi của các phân tử casein. Hơn nữa, sữa có chứa các hạt lipoprotein, còn được gọi là microsome sữa, bao gồm phần còn lại của màng tế bào, vi nhung mao, v.v., cũng như các tế bào soma, chủ yếu là bạch cầu.

Nhiều loại protein, carbohydrate, khoáng chất và các thành phần khác được hòa tan trong huyết thanh sữa. Mật độ riêng của sữa giảm khi hàm lượng chất béo tăng và tăng khi tăng lượng protein, đường sữa và muối.

• Mật độ riêng của sữa bò dao động từ 1,029 đến 1,039 (15°C). Sữa đã khử chất béo có mật độ riêng cao hơn sữa nguyên chất.
• Điểm đóng băng của sữa là −0,53 đến −0,55°C. Giá trị khá ổn định này là phép thử phù hợp để phát hiện hiện tượng chảy nước trong sữa.
• Độ pH của sữa tươi là 6,5 – 6,75.
• Chiết suất là 1,3410 – 1,3480, và độ dẫn điện riêng ở 25°C là 4 – 5,5 × 10⁻³ ohm⁻¹cm⁻¹.
• Việc đo thế oxy hóa khử của sữa và các sản phẩm của nó cũng có thể có giá trị. Thế oxy hóa khử là +0,30 V đối với sữa tươi và +0,10 V đối với sữa tiệt trùng, +0,05 V đối với phô mai chế biến, −0,15 V đối với sữa chua và −0,30 V đối với phô mai Emmental.

Thành phần chính của sữa là nước, chất béo, protein, carbonhydrate và khoáng chất. Ngoài ra, trong sữa có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng khác như vitamin, aixt amin thiết yếu và khoáng chất vi lượng. Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thành phần của sữa, bao gồm giống, thành phần di truyền và tuổi của từng động vật, giai đoạn tổng hợp sữa, khoảng cách giữa các lần vắt và một số tình trạng bệnh nhất định. Ngoài ra, nguồn thức ăn cũng sẽ ảnh hưởng đến năng suất và tỷ lệ chất rắn trong sữa.

>> Xem thêm các thiết bị thực phẩm

Nước

Nước là thành phần chính trong sữa, chiếm khoảng 87%. Nước tạo môi trường để hòa tan các thành phần khác trong sữa, có ảnh hưởng quan trọng đến những thay đổi vật lý, hóa học và vi sinh xảy ra trong các sản phẩm sữa. Thông qua tương tác vật lý với protein, polysaccharides, lipid và muối, nước góp phần đáng kể vào kết cấu của thực phẩm.

Khi nước được thêm vào sản phẩm thực phẩm, nhiều hằng số vật lý sẽ bị thay đổi. Một số tính chất của dung dịch phụ thuộc vào số lượng hạt chất tan dưới dạng ion hoặc phân tử có mặt. Các tính chất này là áp suất hơi, điểm đóng băng, điểm sôi và áp suất thẩm thấu. Phép đo bất kỳ tính chất nào trong số này có thể được sử dụng để xác định nồng độ chất hòa tan trong dung dịch. Tuy nhiên, thử nghiệm phổ biến nhất đối với sữa là sự thay đổi giá trị điểm đóng băng.

Protein

Tổng hàm lượng protein trong sữa bò xấp xỉ 3,5% trọng lượng, cung cấp gần 38% tổng hàm lượng chất rắn không béo trong sữa và khoảng 21% năng lượng của sữa nguyên chất. Sữa được biết đến như một nguồn cung cấp protein chất lượng cao, có nhiều hoạt động dinh dưỡng, chức năng và sinh lý. Sữa cũng là một nguồn peptide độc ​​đáo có hoạt tính sinh học.

Casein và whey protein là những protein chính của sữa. Casein chiếm khoảng 80% tổng lượng protein trong sữa bò và whey protein chiếm khoảng 20% ​​(6,3 g/L). Casein chủ yếu được liên hợp với photphat và chủ yếu bao gồm các phức hợp canxi photphat-micelle. Nó là một họ không đồng nhất gồm 4 thành phần chính bao gồm α- (α_s1– và α_s2-casein), β-, γ- và κ-casein.

Whey protein là tập hợp các protein hình cầu có cấu trúc xoắn α cao và các axit amin axit-bazơ và kỵ nước-ưa nước được phân bố ở dạng khá cân bằng. α-Lactalbumin (α-LA) và β-lactoglobulin (β-LG) là những whey protein chiếm ưu thế và chiếm khoảng 70–80% tổng số whey protein.

Trong số các loại whey protein khác, phải kể đến globulin miễn dịch (Igs), albumin huyết thanh, lactoferrin (LF), lactoperoxidase (LP) và protease-peptones. Whey protein có hàm lượng cấu trúc bậc hai, bậc ba và bậc bốn đáng kể. Chúng không bền với nhiệt, ổn định cấu trúc prtotein thông qua các liên kết disulfide liên phân tử.

Carbohydrate

Dạng carbohydrate chính trong sữa là lactose chiếm 4–6% trong sữa. Dạng ổn định nhất là α-lactose monohydrat, C₁₂H₂₂O₁₁ · H₂O. Lactose kết tinh ở dạng này từ dung dịch nước siêu bão hòa ở T < 93,5°C. Các tinh thể có thể có dạng giống như kim tự tháp lăng trụ, tùy thuộc vào điều kiện. Sấy chân không ở T > 100°C tạo ra α-anhydrit hút ẩm. Kết tinh từ dung dịch nước trên 93,5°C tạo ra β-lactose không chứa nước.

Làm khô nhanh dung dịch lactose tạo ra hỗn hợp cân bằng hút ẩm và vô định hình của α- và β-lactose.. Độ ngọt của lactose thấp hơn đáng kể so với fructose, glucose hoặc sucrose. Glucose và một số loại đường amin và oligosaccharide khác có mặt với một lượng nhỏ trong sữa. Lactulose được tìm thấy trong các sản phẩm sữa đun nóng. Nó ngọt hơn một chút và rõ ràng là dễ hòa tan hơn lactose.

>> Xem thêm các máy đo điểm đông của sữa

Lipit

Chất béo trong sữa chứa 95 – 96% triglycerol, với các axit béo có trọng lượng phân tử thấp chiếm hàm lượng tương đối cao. Phospholipid chiếm 0,8–1,0% chất béo trong sữa và sterol, chủ yếu là cholesterol, chiếm 0,2–0,4%. Chất béo sữa được phân bố rất mịn trong huyết tương. Đường kính của các giọt chất béo là 0,1–10 µm, nhưng phần lớn nằm trong khoảng 1–5 µm.

Axit Hữu Cơ

Axit citric (1,8 g/l) là axit hữu cơ chiếm ưu thế trong sữa. Trong quá trình bảo quản, nó biến mất nhanh chóng do tác động của vi khuẩn. Các axit khác (lactic, acetic) là sản phẩm thoái hóa của lactose. Axit orotic (73 mg/l) là một sản phẩm trung gian trong quá trình sinh tổng hợp các nucleotide pyrimidine.

Ngoài ra, trong sữa còn chứa các khoáng chất, vitamin, enzym có giá trị dinh dưỡng cao.

Điểm Đóng Băng Của Sữa

Điểm đóng băng của sữa bò thường nằm trong khoảng -0,512 đến -0,550°C, thông số này tỷ lệ thuận với áp suất thẩm thấu của sữa (~700 kPa ở 20 °C). Vì áp suất thẩm thấu của sữa về cơ bản không đổi, nên điểm đóng băng cũng tương đối ổn định. Điểm đóng băng của dung dịch nước bị chi phối bởi nồng độ chất tan trong dung dịch.

Các giọt chất béo, các mixen casein và whey protein không có ảnh hưởng đáng kể đến điểm đóng băng của sữa mà lactose đóng góp lớn nhất. Điểm đóng băng của sữa chỉ do lactose được tính toán là 0,296°C. Clorua cũng là một yếu tố đóng góp quan trọng vào tính chất chung của sữa. Giả sử nồng độ Cl− là 0,032 M và Cl− đi kèm với một cation hóa trị một, điểm đóng băng do Cl− gây ra và cation liên kết của nó là 0,119 °C. Do đó, lactose, clorua và các cation đi kèm của nó cùng nhau chiếm ~80% sự giảm điểm đóng băng trong sữa.

Việc xác định điểm đóng băng của sữa được sử dụng rộng rãi để đánh giá xem sữa có bị tạp nhiễm khi thêm nước hay không và để định lượng lượng nước bổ sung đó. Sữa có nhiệt độ đóng băng từ -0,525°C trở xuống thường được coi là không pha tạp chất.

>> Phần II: Phương pháp đo điểm đóng băng của sữa và Thiết bị xác định điểm đông của sữa

Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như Funke Gerber, Gerber Instruments …. Nếu bạn đang có nhu cầu về các thiết bị phân tích thực phẩm hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.

CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0934.07.54.59
028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
salesadmin@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn
https://thietbikhoahoch2tech.com