Đo Lường Độ pH Trong Sản Phẩm Từ Sữa

Đo độ pH trong sản phẩm từ sữa là rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các sản phẩm từ sữa mang lại 1 số thách thức trong quá trình kiểm tra độ pH, đa phần đến từ sự tương tác không đầy đủ giữa chất điện phân tham chiếu và mẫu. Trong bài viết này Thiết bị Hiệp Phát sẽ mang đến cho bạn những kiến thức cần thiết khi đo ph trong các chế phẩm làm từ sữa.

Độ pH trong sản phẩm từ sữa là gì?

độ ph trong sản phẩm sữa

Chế phẩm từ sữa hay các sản phẩm từ sữa là các loại thực phẩm được chế biến hoặc thu được từ sữa hoặc sản phẩm có chứa sữa của các loài động vật có vú. Chế phẩm sữa chủ yếu được sản xuất từ sữa của các loài động vật có vú như bò (bò sữa cho sữa bò), dê (sữa dê), cừu( sữa cừu)… và hiếm hơn là sữa của người (sữa mẹ, sữa non).

Các sản phẩm từ sữa bao gồm nhiều dạng khác nhau, phổ biến như sữa chua, phô mai, bơ sữa, kem…

Việc kiểm tra độ pH trong sản phẩm từ sữa là rất quan trọng, được thực hiện xuyên suốt trong quá trình sản xuất từ khâu kiểm tra nguyên liệu thô đến các công đoạn sản xuất cho đến khi thành phẩm.

Quý khách hàng cũng có thể tham khảo Video Hướng dẫn Đo Lường Độ pH Trong Mẫu Chế Phẩm Sữa

Đo lường độ pH trong chế phẩm từ sữa

Đo độ pH trong sữa chua

Độ ph trong sữa chua

Sữa chua là một sản phẩm từ sữa rất được ưa chuộng vì đặc tính dinh dưỡng và chữa bệnh của nó. Nó hoạt động như một chất mang probiotic do sự hiện diện của vi khuẩn sống. Đường lactose trong sữa được chuyển hóa thành đường lactic axit bởi những vi khuẩn ‘tốt’ này trong một quá trình gọi là lên men. Việc kiểm soát độ pH của sữa giảm từ 6,7 trở xuống bé hơn hoặc bằng 4,6 đơn vị pH là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất sữa chua.

Thông thường, các bước xử lý bao gồm đồng hóa mẫu, thanh trùng và làm nguội để ủ nhiệt độ trước khi thêm men giống vào. Quá trình lên men bắt đầu bằng việc bổ sung chất sống chủng vi khuẩn ở nhiệt độ tối ưu. Việc giảm độ pH do hình thành axit lactic được theo dõi và được kiểm soát cho đến khi đạt được độ pH mong muốn như trước do nhà sản xuất xác định (thường là dưới 4,6 đơn vị pH). Sau đó, sản phẩm sẽ được làm nguội một phần (dưới 20°C) và sau đó là quả hoặc các thành phần hương liệu theo yêu cầu được thêm vào.

Sản phẩm sau đó được chuyển vào kho lạnh, nơi làm giảm sự phát triển axit hơn nữa.

Mối tương quan giữa độ pH của sữa chua sau bảo quản và sự sống sót của các chủng vi khuẩn probiotic đóng vai trò quan trọng một chỉ số về thời hạn sử dụng của các sản phẩm sữa chua.

Đo độ pH trong phomai

độ ph trong phomai

Ngành sản xuất phô mai dựa vào việc theo dõi độ pH của sản phẩm để đảm bảo chất lượng, hương vị và kết cấu. Từ phép đo pH ban đầu trong quá trình axit hóa sữa đến phép đo cuối cùng trong sản phẩm phô mai chín, pH là thông số quan trọng để kiểm soát tính nhất quán của lô sản phẩm mong muốn. Mức pH khi đã để ráo nước của từng loại Phomai có thể khác nhau. Phomai Thụy Sĩ được để ráo nước sẽ có độ pH giữa 6.3 và 6.5 trong khi pho mát Cheddar được để ráo nước độ pH sẽ nằm giữa 6.0 và 6.2.

Mỗi loại phô mai sẽ có thành phần khác nhau, đồng nghĩa với việc chuẩn bị phương pháp và kỹ thuật sản xuất cũng là khác nhau. Sữa được lên men trong điều kiện được kiểm soát nhờ nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra axit lactic. Điều này làm giảm độ pH và giúp phát triển hương vị. Sau quá trình đông đặc, chất lỏng phía trên váng sữa đã cạn kiệt. Giá trị pH của whey khi thoát nước dành riêng cho loại phô mai đang được chế biến.

Whey lỏng có độ pH cao tương ứng với hàm lượng canxi cao. Ví dụ, các loại phô mai Thụy Sĩ là thường thoát nước ở độ pH cao và có lượng canxi cao nội dung so với phô mai cheddar. Giai đoạn tiếp theo liên quan đến việc xay xát và muối, cả hai đều chịu ảnh hưởng bằng giá trị pH. Độ pH thấp hơn trong quá trình xay xát tạo ra pho mát cứng hơn và độ pH thấp hơn trong quá trình muối hấp thu muối cao hơn. Sau khi được xay và muối, một số loại phô mai chín nhờ các quá trình sinh hóa cũng có thể ảnh hưởng đến giá trị pH cuối cùng. Ví dụ, sự phân giải protein trong quá trình chín này dẫn đến sự gia tăng độ pH.

Tầm quan trọng trong việc đo lường độ pH trong sản phẩm sữa

Tầm quan trọng trong việc đo lường pH trong sữa chua

Lợi ích của men vi sinh, mùi vị và độ ổn định của sản phẩm tất cả các mẫu sữa chua đều phụ thuộc vào phép đo pH chính xác trong suốt quá trình sản xuất và kiểm soát chất lượng quá trình. Việc đo lường được thực hiện trong quá trình sản xuất để theo dõi tiến trình lên men và chất lượng kiểm soát để xác nhận tính nhất quán của sản phẩm về hương vị và độ ổn định khi bảo quản.

Tuy vậy, việc đo pH ở sản phẩm cuối cùng trong quá trình sản xuất sữa chua mang lại khá nhiều thách thức. Protein và chất béo trong sữa chua có thể làm hỏng điện cực pH và linh kiện, dẫn tới tình trạng kết quả đo trả về bị chậm và cũng như không đảm bảo được độ chính xác. Kết quả pH sai có tác động tiêu cực về chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Tầm quan trọng trong việc đo lường pH trong phô mai

Mối liên quan giữa hàm lượng pH và canxi với loại phô mai

Đo độ pH ở từng giai đoạn của quy trình sản xuất phô mai giúp đảm bảo chất lượng mong muốn của sản phẩm cuối cùng. Giá trị pH đóng vai trò là đại diện cho hoạt động của vi sinh vật và là một trong những yếu tố quyết định hóa lý, sinh hóa, vi sinh và đặc tính cảm quan của phô mai. Các thông số này tạo nên hương vị và kết cấu đặc trưng của phô mai. Mối tương quan giữa pH và khoáng chất (canxi) hàm lượng phô mai đã được quan sát trong một nghiên cứu khoa học được thực hiện bởi Lawerence et.al., như thể hiện trong hình dưới

Phô mai Cheddar truyền thống có phạm vi pH rộng và dễ chuẩn bị khi so sánh với Gouda và phô mai Cheshire. Hàm lượng protein của phô mai cũng được xác định bởi độ pH. Ví dụ, độ pH càng thấp đồng nghĩa với hàm lượng canxi thấp, làm cho phô mai dễ bị vỡ vụn, giống như ở Cheshire, do sự liên kết giữa các phần tử protein bị yếu. Phô mai Thụy Sĩ được sử dụng trong nghiên cứu có độ pH và hàm lượng khoáng chất tương đối cao với hàm lượng protein mạnh và do đó có kết cấu đàn hồi. Ngoài ra, phô mai có độ pH từ 5,0 đến 5,4 sẽ tạo ra một kết cấu dính khi đun nóng. Phô mai có độ pH cao hơn, sẽ cháy khi áp dụng cùng một nhiệt độ. Giá trị pH của phô mai cũng giúp xác định các điều kiện bảo quản cần thiết từ góc độ an toàn thực phẩm.

Thách thức trong quá trình đo pH trong mẫu làm từ sữa

tầm quan trọng đo độ ph trong phomai

Thách thức khi đo pH trong sữa chua

Hai nguyên tắc quan trọng chi phối hiệu quả và độ chính xác của phép đo pH: kính cảm biến đo pH điện cực phải tương tác tự do với mẫu và chất điện phân tham chiếu từ cảm biến phải trộn với mẫu tại thời điểm đo. Nếu một trong hai tiêu chí không được đáp ứng, kết quả đo trả về sẽ không ổn định và nhận kết quả đo chậm.

Bảng dưới đây nêu ra những thách thức và tác động tiêu cực của mẫu sữa chua ảnh hưởng đến kết quả đo pH khi sử dụng một cảm biến điển hình.

Hàm lượng chất béo và protein cao của sữa chua tích tụ trên kính của cảm biến, do đó ngăn mẫu tương tác với màng để bắt đầu một tín hiệu đo. Hơn nữa, khi protein từ mẫu tương tác với chất điện phân tham chiếu, các protein sẽ kết tủa. Khi hiện tượng kết tủa này xảy ra, một lượng kết tủa điển hình sẽ khiến mối nối bị tắc, ngăn cản chất điện phân trộn với mẫu và do đó gây ra lỗi đo lường.

Cuối cùng, tính chất bán rắn của hầu hết các loại sữa chua có gel có thể gây ra những thách thức xử lý mẫu cho người dùng. Màng cảm biến có thể bị phá vỡ trong quá trình đo. Vì lý do này, một số phòng thí nghiệm chuyển sang kỹ thuật đo lường gián tiếp, trong đó mẫu được pha loãng với nước trước khi đo. Tuy nhiên, quá trình pha loãng ảnh hưởng đến kết quả đo pH, dẫn đến kết quả không chính xác. Phương pháp đo pH trong sữa chua là đo trực tiếp, trong đó mẫu không bị pha loãng.

Thách thức khi đo pH trong Phomai

Tương tự với khi đo lường pH trong mẫu sữa chua, độ hiệu quả và chính xác của phép đo pH trong Phomai cũng phụ thuộc vào hai yếu tố: sự tương tác giữa kính cảm biến điện cực và mẫu và sự trộn thích hợp của chất điện phân tham chiếu với mẫu tại thời điểm đo. Nếu một trong hai tiêu chí này không gặp phải, người dùng sẽ gặp phải kết quả đo không ổn định và chậm.

Bảng dưới đây nêu ra những thách thức và tiêu cực ảnh hưởng đến kết quả đo pH của mẫu phô mai khi sử dụng cảm biến pH thông thường và kết quả không chính xác. 

Các mẫu phô mai, do tính chất dẻo dai của chúng, yêu cầu cảm biến được sử dụng phải đảm bảo những tính chất đặc biệt trong kết cấu, tạo điều kiện thuận lợi cho nó xuyên vào mẫu. Điều này nhằm đảm bảo đủ sự tương tác của mẫu với màng cảm biến để bắt đầu một phép đo. Màng cảm biến pH thông thường có dạng hình cầu có thể bị vỡ trong quá trình đo.

Ngoài ra, trong trường hợp cảm biến pH thông thường có chất điện phân có thể nạp lại, hàm lượng chất béo cao trong các mẫu phô mai khiến dung dịch điện phân nước chảy ra khó hòa trộn dễ dàng với các thành phần mẫu và đạt được tín hiệu ổn định. Ngoài ra, hàm lượng chất béo và protein cao tích tụ trên kính cảm biến, do đó ngăn mẫu tương tác với màng dẫn đến thời gian phản hồi chậm và kết quả không chính xác. Hơn nữa, khi protein từ mẫu tương tác với chất điện phân tham chiếu, protein có thể kết tủa. Lượng kết tủa như vậy làm tắc nghẽn mối nối xốp gốm điển hình, ngăn không cho chất điện phân trộn thêm với mẫu và do đó gây ra sai số đo.

Giải pháp đo độ pH trong các mẫu từ sữa

Thiết bị và dụng cụ đo pH

Máy đo pH SevenDirect SD20 Solids Kit đã được sử dụng cho tất cả các phép đo pH cho mẫu rắn và bán rắn, thu thập dữ liệu và phân tích được xử lý bằng phần mềm LabX®. Độ pH của tất cả các mẫu trong nghiên cứu này được đo bằng máy chuyên dụng, đảm bảo độ chính xác trong kết quả thu được.

Tham khảo thêm về máy đo ph là gì, cũng như các dòng máy đo pH được Hiệp Phát cung cấp

Điện cực chuyên dụng cho mẫu làm từ sữa

Điện cực InLab Solids Pro-ISM trang bị cảm biến đo độ pH chuyên dụng, được sử dụng trong các phép đo pH trong các mẫu làm từ sữa như sữa chua hay phô mai. Cảm biến có nhiệt độ tích hợp thăm dò và cung cấp Quản lý cảm biến thông minh (ISM), cho phép người dùng nắm bắt chính xác tất cả các thông số đo quan trọng.

Màng cảm biến pH của InLab Solids Pro-ISM được chế tạo từ thủy tinh nhiệt độ thấp (LoT), có điện trở thấp và mang lại kết quả nhanh chóng. Cảm biến có một đầu nhọn hình ngọn giáo làm bằng thủy tinh cường lực cho phép chèn trực tiếp vào các mẫu phô mai rắn và có khả năng chống vỡ. 

Hệ thống tham chiếu polymer XEROLYT®EXTRA rắn mang lại hai lợi ích: 

– Cung cấp một mối nối mở giúp điện cực không bị tắc, nhằm loại bỏ nguy cơ điện cực bị tắc nghẽn do protein;

– Cảm biến tương tác với mẫu thông qua khuếch tán ion, loại bỏ những khó khăn liên quan đến tính không thể trộn lẫn của chất điện phân tham chiếu dạng nước với vật mẫu. 

Thiết kế chuyên dụng của cảm biến của InLab Solids Pro-ISM đảm bảo độ khả thi trong các phép đo trực tiếp các mẫu sữa chua, phô mai dạng rắn và bán rắn. Điều này rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy và tính nhất quán trong sản xuất và kiểm soát chất lượng sản phẩm.

Tiến hành nghiên cứu đo pH trong chế phẩm sữa

Mẫu sữa chua

Hiệu chỉnh cảm biến bằng cách sử dụng bộ đệm giữ khung giá trị pH dự đoán của mẫu (trong trường hợp này pH 4,01 và 7,00). Ghi lại độ dốc hiệu chuẩn và giá trị bù đắp cho điện cực. Giá trị độ dốc là 95 -105 % và độ lệch 0 ± 30 mV đảm bảo độ tin cậy đo đạc.

Đo độ pH của mẫu sữa chua bằng InLab Solids Pro-ISM bằng cách nhúng đầu điện cực vào mẫu, đảm bảo rằng mối nối điện phân được cũng đắm chìm. Lặp lại phép đo ba lần. Độ lệch chuẩn trong phạm vi ± 0,05 đơn vị pH cho thấy phương sai có thể chấp nhận được trong phép đo pH của vật mẫu. Giữa các mẫu, làm sạch điện cực bằng dung dịch xà phòng nhẹ và rửa sạch bằng nước DI để loại bỏ sự tích tụ protein và chất béo trên màng cảm biến thủy tinh. Thỉnh thoảng, để làm sạch triệt để các chất cặn dính từ bề mặt điện cực, bạn cần làm sạch điện cực bằng Ethanol hoặc axeton và sau đó rửa sạch bằng nước khử ion.

Mẫu Phomai

Hiệu chỉnh cảm biến bằng cách sử dụng bộ đệm giữ khung phạm vi mẫu. Thực hiện hiệu chuẩn hai điểm của điện cực bằng dung dịch đệm pH 4,01 và 7,00. Ghi lại độ dốc hiệu chuẩn và giá trị offset cho điện cực. Giá trị độ dốc 95 -105% và độ lệch của 0 ± 30 mV đảm bảo phép đo đáng tin cậy.

Đo độ pH trong mẫu Phomai bằng cách đưa đầu điện cực vào vật mẫu. Lặp lại phép đo ở các vị trí khác nhau để có được kết quả đo đại diện. Ngoài ra, khối mẫu phô mai có thể được nghiền nhỏ để đo; màng điện cực cần được cắm ngập vào mẫu. Độ lệch chuẩn trong phạm vi ± 0,05 đơn vị pH cho thấy sự khác biệt khá lớn trong phép đo pH của mẫu. Hiệu suất của cảm biến có thể trở nên chậm trong quá trình quá trình đo pH do độ bám dính của Protein và chất béo ở bề mặt điện cực. Chăm sóc và bảo quản cảm biến đúng cách giúp duy trì thời gian trả kết quả tối đa trong quá trình phân tích pH.

Kết quả nghiên cứu

Kết quả đo pH mẫu sữa chua

Kết quả đo điển hình cho các mẫu sữa chua

Kết quả đo pH mẫu Phomai

Các kết quả đo pH điển hình (được thực hiện ba lần) cho các loại phô mai khác nhau, sử dụng điện cực InLab với Cảm biến chất rắn Pro-ISM.

Lời khuyên đo pH trong mẫu sữa

Bảo quản điện cực sau khi đo mẫu sữa chua

– Vệ sinh định kỳ điện cực trong dung dịch HCl 0,01M được khuyến nghị dựa trên hiệu suất của cảm biến. Tần suất vệ sinh sẽ phụ thuộc vào số lượng mẫu được phân tích mỗi ngày và tuổi thọ của cảm biến.

– Việc điều hòa thường xuyên đối với các cảm biến cũ sẽ cần thiết hơn rất nhiều so với các cảm biến mới hơn. Nhớ để hiệu chỉnh lại cảm biến sau khi phục hồi.

– Giữa các lần đo hoặc khi điện cực không được sử dụng trong thời gian ngắn, tốt nhất nên giữ nguyên điện cực trong nắp làm ướt chứa đầy dung dịch bảo quản điện cực của Mettler Toledo

– Đảm bảo sử dụng đúng bộ đệm theo đúng trình tự. Luôn sử dụng bộ đệm mới. Kiểm tra ngày hết hạn.

– Nên ngâm cảm biến trong dung dịch pepsin/HCl trong một giờ để loại bỏ protein

tích tụ trên màng thủy tinh. Khuyến khích tần suất là hai tuần một lần hoặc tùy thuộc vào hiệu suất cảm biến. Phản ứng chậm hoặc kết quả không chính xác cho thấy điện cực bị nhiễm bẩn màng thủy tinh.

– Phạm vi pH cho cảm biến này là từ 1 đến 11 đơn vị pH, do đó không nên tiếp xúc với axit đặc (dưới pH 1,00) hoặc kiềm (trên pH 11,00)

Bảo quản điện cực sau khi đo mẫu Phomai

– Để làm sạch triệt để các chất cặn dính từ bề mặt điện cực sau khi đo mẫu Phomai, hãy làm sạch điện cực bằng Ethanol hoặc axeton rồi rửa sạch bằng nước khử ion.

– Vệ sinh định kỳ điện cực trong dung dịch HCl 0,01M được khuyến nghị dựa trên hiệu suất của cảm biến. Tần suất vệ sinh sẽ phụ thuộc vào số lượng mẫu được phân tích mỗi ngày và tuổi thọ của cảm biến.

– Ngâm cảm biến trong dung dịch pepsin/HCl trong một giờ mỗi tuần một lần sẽ giúp

loại bỏ protein tích tụ trên màng thủy tinh.

– Phạm vi pH cho cảm biến này là từ 1 đến 11 đơn vị pH, do đó không nên tiếp xúc với axit đặc (dưới pH 1,00) hoặc kiềm (trên pH 11,00)

– Giữa các lần đo hoặc khi điện cực không được sử dụng trong thời gian ngắn, tốt nhất nên giữ nguyên điện cực trong nắp làm ướt chứa đầy dung dịch bảo quản điện cực của Mettler Toledo

– Đảm bảo sử dụng đúng bộ đệm theo đúng trình tự. Luôn sử dụng bộ đệm mới. Kiểm tra ngày hết hạn.

– Không bao giờ bảo quản điện cực khô hoặc trong nước cất, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến màng thủy tinh nhạy cảm với pH và do đó làm giảm tuổi thọ của điện cực.

Hy vọng rằng qua bài viết trên đây, quý khách hàng đã có thể hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của đo độ pH trong sản phẩm làm từ sữa. Thiết bị Hiệp Phát hiện cũng đang là nhà phân phối dòng sản phẩm máy đo pH cùng điện cực đo pH đi kèm, có thể ứng dụng vào quy trình đo pH trong các mẫu chế phẩm từ sữa. Nếu quý khách hàng có nhu cầu tìm mua các dòng sản phẩm kể trên, hoặc cần Demo mẫu thực tế với các dòng máy đo pH của chúng tôi, đừng ngần ngại đừng ngần ngại liên hệ qua Sđt: 0868.986.643 – Mr. Đức Anh hoặc Email: sales7@thietbihiepphat.com để được tư vấn kịp thời.