Tiểu luận quy trình công nghệ sản xuất phomat

Sữa tươi luôn có độ pH khoảng 6.6-6.7, khi giảm độ pH do quá trình lên men tạo ra acid latic hoặc acid do con người chủ động đưa vào, các ion H+ của acid sẽ liên kết với micelle casein m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ DẦU KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỜI NÓI ĐẦU

Sữa là loại thực phẩm chứa các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất Các sản phẩm từ sữa là rất đa dạng và phổ biến Từ nguyên liệu sữa, người

ta đã chế tác ra vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau

Các sản phẩm từ sữa có thể ở dạng rắn như các phomat với kết cấu hình thù và tính cảm vị đặc trưng, dạng hạt đơn điệu như trong các sữa bột, dạng đặc mịn màng như trong các sữa chua, dạng lỏng như trong các sữa cô đặc với đường

Trong đó, mảng sản phẩm lên men truyền thống từ sữa vô cùng phong phú và chiếm một vị trí quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm sữa Có thể kể ra đây là bơ, phomat, kefir, yoghurt … Chỉ riêng phomat, có đến 2000 chủng loại khác nhau

Trong phạm vi tiểu luận này, chỉ xin đề cập đến sản phẩm phomat Phomat có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hình dáng, hàm lượng chất béo Phomat được coi là sản phẩm sữa bổ nhất Phomat chứa một lượng protein, chất béo tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt lợn (2500-4500 kcal) Các protein, chất béo trong phomat đều ở dạng cơ thể dễ hấp thu, có đầy đủ các acid amin không thay thế, các vitamin, các chất khoáng Có những loại sản phẩm mà ai cũng có thể làm, ví dụ như yoghurt, nhưng đối với phomat- một thực phẩm rất phổ biến- thì không phải ai cũng biết cách sản xuất, nhất là trong quy mô công nghiệp Đáp ứng yêu cầu môn học, chúng tôi trình bày trong tiểu luận này những hiểu biết của mình về quy trình công nghệ sản xuất phomat trong công nghiệp

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Việt Mẫn đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành bài tiểu luận này Do thời gian và hiểu biết có hạn, tất nhiên không tránh khỏi thiếu sót, mong thầy và các bạn xem xét, góp ý để chúng tôi rút kinh nghiệm cho các tiểu luận khác

MỤC LỤC

PHỤ LỤC

I Một chút về lịch sử của phomat

II Một số loại phomat

III Một số dây chuyền công nghệ sản xuất phomat trong công nghiệp

IV Một số thiết bị dùng trong sản xuất phomat

V Các công nghệ mới ứng dụng trong sản xuất phomat

VI Một số chế phẩm enzyme dùng trong sản xuất phomat

I NGUYÊN LIỆU :

Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong một

phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, về điều kiện tự nhiên,

điều kiện chăn nuôi Sữa của các lọai động vật khác nhau là rất khác nhau

Phổ biến nhất ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, vẫn là sữa bò

1.Tính chất vật lý :

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với

nước, có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét

Tỷ trọng: 1,029 g/cm3

Nhiệt độ đóng băng: - 0,555oC

2.Thành phần hóa học của sữa ;

-Dạng tự do : lactose ở trạng thái phân tử

-Dạng kết hợp : galactose, galactosamin, acid sialic ở trạng thái keo, được liên kết với protein < 1 g/l

-Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo:

các sắc tố (β-caroten), sterol (cholesterol), các vitamin

-Ở dạng hòa tan 4.7 g : là những cao phân tử của β-lactoglobulin, α-lactalbumin, serum albumin và imunoglobulin

-Nitơ phi protein 0.3 g: ure, acid uric, creatin…

33 3.2

Chất khoáng

(24-40 g/l)

Ở trạng thái keo và hòa tan:

-Ở dạng phân tử và ion : K, Ca, P, Na, Cl, Mg -Ở dạng các nguyên tố vi lượng (oligoelement): Zn, Al, Fe, Cu, I …

Các chất khác -Các chất xúc tác sinh học: các vitamin (A,

D, E, K …) và các enzyme

-Các khí hòa tan : CO2, O2, N2 (4-5 % thể tích của sữa)

Vết

2.1 Tính chất của các casein :

Casein là một phosphoprotein có chứa gốc acid phosphoride Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như –COOH, -NH2, =NH … nên casein có khả năng tham gia các phản ứng hóa học Trong các nhóm đó, hai nhóm cacboxyl và amin có ý nghĩa nhất vì một phần các nhóm này ở trạng thái tự do và quyết định tính chất của casein Cũng vì có các nhóm này mà trong dung dịch, casein tạo thành các ion lưỡng tính

Casein dễ dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ như K,

Na, Mg để tạo thành các caseinate hòa tan trong nước

Trong sữa, casein ở dạng calci caseinate và nó lại kết hợp với canxi phosphate tạo thành phức hợp calci phosphate caseinate (các micelle)

Tất cả các casein đều được phosphoryl hóa nhưng với mức độ khác nhau, trong đó, casein κ có tỷ lượng phospho thấp nhất

Casein κ có tính chất khác với các casein khác :

1 Dung dịch các casein ở pH 7 và t0=200C ở trạng thái micelle bền, khi thêm CaCl2 0.4M thì chỉ casein αs và casein β kết tủa còn casein κ vẫn ở trạng thái hòa tan

2 Casein κ là protein duy nhất có chứa glucid (khoảng 5 %) Điều đó chứng tỏ casein κ là khá háo nước

3 Casein κ có chứa hai gốc Cys/mol, chứng tỏ không có cầu disunfua

4 Casein κ có khả năng ổn định các casein khác bằng cách ngăn cản sự kết tủa của các casein này bởi ion calci, nhờ tạo ra trong sữa một phức hệ micelle dưới dạng keo bền vững

5 Khi casein κ bị thủy phân bởi chymosine ở liên kết peptide giữa Ph105 và Met106 thì sẽ khử bền các micelle của sữa và do đó, sữa bị đông tụ

2.2.Phức hệ micelle của casein:

Trong sữa, các casein có mặt dưới dạng các hạt hình cầu- các micelle- có đường kính 20-300 nm Các micelle là một tập hợp các dưới đơn vị (các siêu micelle) có đường kính 15-20 nm Các casein liên kết với nhau để tạo thành phức khi có mặt calci và sẽ kết tủa xuống nếu không có casein κ Các siêu micelle chỉ tồn tại nhờ có mặt casein κ

Sự tổ chức của micelle :

y Các siêu đơn vị được hợp thành từ casein α, β và κ có đường kính khoảng 20 nm, các đầu kỵ nước được sắp xếp gấp vào phía trong, còn các nhóm háo nước của các casein và các casein κ thì phủ ở bề mặt

yCác casein α, β của siêu micellce liên kết với nhau thông qua các nhóm phosphate của Ca3(PO4)2 và tạo thành micelle Các siêu micelle nghèo casein κ sẽ nằm ở phía trong micelle và micelle sẽ ngừng lớn khi toàn bộ mặt ngoài được bao phủ bằng casein κ

2.3.Khả năng đông tụ của casein :

Tất cả các micelle đều có điện tích âm nên chúng đẩy nhau và khiến các micelle casein tồn tại dưới dạng keo Các phân tử nước cũng liên kết với các điện tích của casein và góp phần duy trì các micelle trong dung dịch

Sữa tươi luôn có độ pH khoảng 6.6-6.7, khi giảm độ pH (do quá trình lên men tạo ra acid latic hoặc acid do con người chủ động đưa vào), các ion H+ của acid sẽ liên kết với micelle casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của micelle casein Khi tới giới hạn, các micelle casein sẽ đông tụ

Theo lý thuyết, điểm đẳng điện pI của casein là 5.1- 5.3 Trong dung dịch muối như điều kiện của sữa, casein đông tụ tốt nhất ở pH 4.5 - 4.7.Khi cho dư acid (hoặc khi quá trình lên men quá dài, sữa có độ chua cao) vào casein đã đông tụ, casein sẽ bị tái hòa tan, tạo thành muối và acid Bên cạnh khả năng bị đông tụ bởi acid, casein còn bị đông tụ bởi rennin (rennin là một protease được chiết xuất từ dạ dày bê) Quá trình đông tụ của casein của dưới tác dụng của rennin thực chất là quá trình thủy phân hạn chế casein κ, vỏ háo nước bị phá hủy, do đó, các ion calci dễ dàng tiếp cận với các casein a, b và paracasein κ và làm cho chúng tạo gel Rennin thủy phân liên kết peptide giữa Phe-Met (vị trí 105-106) của casein κ để tạo ra caseinopeptide (106-109) hòa tan và paracasein κ (1-105) không hòa tan Phản ứng này không phụï thuộc vào ion

Ca2+.

Có thể nói, tác động của rennin đối với casein bao gồm ba bước:

1) cắt liên kết Phe105 và Met106 trong phân tử casein κ,

2) tạo thành tập hợp (đông tụ),

3) tác động của rennin với các cấu tử casein xảy ra khi ngâm chín phomat

3.Tính chất hóa học :

Độ acid chung : trung bình là 16-18OT (độ Thorner), cho biết lượng ml NaOH 0.1N đã dùng để trung hòa acid tự do có trong 100 ml sữa

Độ acid hoạt động : biểu thị tính hoạt động của các ion H+, pH trung bình 6.6

Tính oxy hóa – khử

Tính chất keo : sữa là dung dịch keo có ba pha tồn tại đồng thời :

y Dung dịch thực : gồm nước và các chất hòa tan

y Dung dịch huyền phù : chủ yếu là protein và các chất liên kết khác

y Dung dịch nhũ tương : chủ yếu là chất béo ở dưới dạng các cầu mỡ

II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT CỨNG VÀ BÁN CỨNG :

Sữa tươi

Vi khuẩn Lactic

Xử lý nhiệt độ, khuấy trộn

Nén

Ủ chín

Bao gói

Phomat

III.GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ :

1.Tiêu chuẩn hóa :

Người ta phân biệt hai khái niệm về hàm lượng chất béo của phomat :

- Hàm lượng chất béo tuyệt đối là tỷ lệ giữa lượng chất béo của phomat với trọng lượng của nó (tính theo phần trăm)

- Hàm lượng chất béo theo chất khô là tỷ lệ giữa lượng chất béo với lượng chất khô trong phomat (tính theo phần trăm)

Các loại phomat chế biến từ cùng một loại sữa có thành phần như nhau có thể có hàm lượng chất béo tuyệt đối khác nhau bởi lẽ hàm lượng nước trong các loại phomat không giống nhau Bởi vậy, để tiêu chuẩn hóa, ngưới ta chỉ dùng khái niệm hàm lượng chất béo theo chất khô

Người ta đã lập sẵn các bảng về mối quan hệ giữa hàm lượng chất béo với hàm lượng protein, hàm lượng chất béo theo chất khô

2.Thanh trùng :

Thanh trùng để tiêu diệt các loại vi trùng là cần thiết Tuy nhiên, thanh trùng đã phá vỡ cân bằng giữa các muối, làm giảm hàm lượng muối calci mà kết quả là làm giảm khả năng đông tụ sữa bằng men sữa (rennin) Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải bổ sung calci dưới dạng CaCl2

Chế độ thanh trùng phổ biến 72-76OC trong 15-20 giây Phụ thuộc vào chất lượng của sữa mà chọn chế độ thanh trùng thích hợp Tuy nhiên, thực tế cho thấy phomat làm từ sữa không thanh trùng có mùi và hương thơm đặc trưng hơn, hấp dẫn hơn Khi đó, chất lượng của sữa nguyên liệu phải là loại đặc biệt

3 Cấy giống :

Sau khi làm nguội, cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa và giữ ở nhiệt độ lên men cho đến khi độ acid tăng từ 16-18OT đến 32-35OT Đây là một biện pháp để tăng khả năng đông tụ của sữa bởi rennin

Trong một số trường hợp, việc cấy chủng vi sinh vật vào sữa như trên có thể tiến hành trước khi thanh trùng Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp phomat trong thời gian dài, 24 h hoặc hơn nữa thì khả năng đông tụ của sữa bởi rennin sẽ bị giảm (tức là làm tăng thời gian đông tụ) và giảm cả hiệu suất thu phomat Có thể là ở nhiệt độ thấp, cân bằng các muối trong sữa bị thay đổi, calci liên kết với protein và calci tự do bị chuyển thành keo trong khi ion H+ lại tăng làm tăng nhẹ pH của sữa Cho chủng vi khuẩn lactic vào là để giữ pH ổn định trong suốt thời gian bảo quản lạnh sữa ở nhiệt độ thấp dưới 10OC Sau đó, sữa được thanh trùng sẽ tiêu diệt hết vi khuẩn lactic bổ sung, các công đoạn tiếp theo tiến hành như đối với sữa bình thường

Khi pH càng thấp thì sự đông tụ càng nhanh Tuy nhiên, cũng có giới hạn, ở

pH 6,2 là điều kiện tốt nhất để rennin tác dụng Nếu pH giảm thấp hơn nữa thì khi đó casein đông tụ không phải do rennin mà là do acid

Nếu trong sữa có vi khuẩn butyric hoặc vi khuẩn yếm khí, người ta có thể dùng diêm tiêu (NaNO3, KNO3) với một liều lượng được kiểm soát chặt chẽ Lượng KNO3 không được vượt quá 30g/100kg sữa Ở một số nước, lượng muối thêm vào được quy định bởi luật Nếu liều muối quá cao sẽ ngăn cản sự phát triển bình thường của hệ vi khuẩn, có thể làm ngừng hẳn quá trình chín sinh học Ngay cảø với một liều vừa phải cho phép, diêm tiêu vẫn có thể làm nhạt màu hoặc mất hẳn màu vàng tự nhiên của phomat thành phẩm kèm theo một

dư vị không bình thường

Lượng rennin với hoạt tính 1:10000-1:15000 có thể dùng với lượng 30ml/100kg sữa Để phân bố dễ dàng, rennin có thể được pha loãng với một lượng nước nhiều ít nhất là gấp đôi Sau khi cho rennin , sữa được khuấy không quá 2-3 phút Sau đóù, sữa phải được để yên trong 8-10 phút để tránh ảnh hưởng đến quá trình đông tụ và làm mất casein trong whey

* Rennin

Trừ trường hợp phomat tươi như phomat Cottage và Quarg, trong đó sữa được đông tụ chủ yếu là nhờ acid lactic, tất cả các phomat còn lại đều sản xuất dựa trên việc tạo thành khối đông tụ nhờ hoạt động của rennin hay các loại enzyme tương tự

Cơ sở hoạt tính của rennin là một enzyme tên là chymosine, và quá trình đông tụ xảy ra chỉ một thời gian ngắn sau khi cho rennin vào sữa Có rất nhiều thuyết về cơ chế của quá trình này , nhưng cho đến nay nó vẫn chưa được hiểu tường tận Tuy vậy, rõ ràng là quá trình xảy ra qua nhiều bước, có thể chia đơn giản như sau:

+) Casein chuyển thành paracasein dưới tác dụng của rennin

+) Paracasein đông tụ nhờ sự có mặt của ion calci

Rennin được tách từ ngăn thứ tư của dạ dày bê và được bán ở dạng dịch với hoạt tính 1:10000 đến 1:15000, nghĩa là một phần rennin có thể đông tụ 10000-15000 phần sữa trong 40 phút ở 35oC

Người ta cũng dùng rennin tách từ bò và lợn, thường là ở dạng trộn Rennin

ở dạng bột thường có hoạt tính gấp khoảng 10 lần rennin dạng lỏng Mới đây, người ta còn sản xuất rennin dạng viên Rennin dạng viên dễ bảo quản và bảo quản được lâu hơn Với rennin dạng dịch lỏng phải tránh để ra ánh sáng

Khoảng 50 năm trước, người ta bắt đầu tìm kiếm chất thay thế cho rennin từ động vật Có hai nguồn chính là từ thực vật và từ vi sinh vật Các enzyme từ thực vật có khả năng đông tụ tương đối tốt, nhưng có một bất lợi là phomat thường bị đắng sau quá trình tồn trữ Có rất nhiều loại vi sinh vật đã được tìm ra và các chế phẩm enzyme hiện được bán với nhiều tên thương mại khác nhau Quá trình được kiểm soát bởi nhiệt đô, độ acid, và hàm lượng calci trong sữa Nhiệt độ tối ưu là 40oC nhưng trong thực tế, người ta thường đông tụ ở 30-

32oC với lý do : có thể sử dụng một lượng rennin dư, phần rennin dư sẽ giúp cho quá trình chín sinh học ở giai đoạn ngâm chín sau này cũng như để thu được hạt phomat có độ cứng vừa phải

5 Cắt :

Thời gian đông tụ điển hình khoảng 30 phút Trước khi cắt khối đông tụ, phải tiến hành kiểm tra chất lượng phần whey tách ra Dùng dao đâm vào bề mặt khối sữa rồi rút lên nhẹ nhàng cho đến khi xuất hiện những vết nứt Nếu những vết nứt trông giống như thủy tinh vỡ thì có thể đem cắt được

Dao cắt sẽ cắt khối đông tụ thành những hạt phomat nhỏ (grain) có kích thước khoảng 3-15mm tùy loại phomat Vết cắt càng sắc thì trong phomat càng có ít ẩm

Mục đích của việc cắt khối đông tụ thành những hạt nhỏ là làm tăng diện tích bề mặt, giúp quá trình thoát whey được dễ dàng

Có nhiều kiểu dụng cụ cắt khối đông tụ

6 Xử lí nhiệt độ, khuấy trộn :

Các hạt phomat rất nhạy cảm với các biện pháp cơ học, do đó phải khuấy trộn nhẹ nhàng, nhưng cũng phải đảm bảo để giữ cho các hạt lơ lửng trong dịch whey Các hạt bị lắng xuống dưới đáy thiết bị thường bị kết lại thành các tảng Các tảng đông tụ này có thể làm ảnh hưởng đến kết cấu của phomat cũng như làm mất casein trong whey Các khối đông tụ có hàm lượng chất béo thấp có khuynh hướng chìm nhiều hơn các khối có hàm lượng chất béo cao

Các yếu tố cơ học (cắt khối đông tụ, khuấy trộn) và acid lactic (do vi khuẩn tạo ra) giúp cho quá trình tách nước khỏi các hạt phomat

* Chuẩn bị tách nước :

Đối với một số loại phomat, ví dụ như Gouda và Edam, cần phải tách khỏi hạt phomat một lượng lớn whey Khi đó, người ta thường dùng yếu tố nhiệt độ Có thể cho trực tiếp nước nóng hoặc whey nóng vào hỗn hợp Để tiết kiệm năng lượng, một số nhà sản xuất tách bỏ whey trước khi gia nhiệt

Hiện nay, thường tiến hành tháo whey trong các tank phomat đóng kín hoàn toàn cơ khí hóa

* Gia nhiệt :

Việc kiểm soát nhiệt độ được duy trì suốt quá trình làm phomat để điều chỉnh kích cỡ và mức độ acid của khối đông tụ Sự phát triển của các vi khuẩn sinh acid bị giới hạn bởi nhiệt độ Bên cạnh đó, nhiệt độ cũng thúc đẩy sự tách whey

Tuỳ loại phomat, có thể gia nhiệt bằng nhiều cách:

‚ Gia nhiệt bằng hơi nước trong thiết bị vỏ áo

‚ Cho nước nóng vào hỗn hợp

‚ Kết hợp cả hai

Thời gian và nhiệt độ tuỳ phương pháp và loại phomat Việc gia nhiệt lên trên 40oC đôi khi gọi là ‘nấu’ (cooking), thường xảy ra qua hai bước Ơû 37-38oC, hoạt tính của các vi khuẩn lactic ưa ấm bị làm chậm lại Sau khi kiểm tra độ acid, hỗn hợp tiếp tục được gia nhiệt Trên 44oC, các vi khuẩn ưa ấm hoàn toàn

bị vô hoạt và bị chết nếu giữ ở 52oC trong khoảng 10-20 phút Ở khoảng

40-45oC, sự co gel tiến hành mạnh mẽ và khối đông tụ chứa được rất ít nước

Gia nhiệt quá 44oC thường được gọi là ‘đun nóng’ (scalding) Một số loại phomat, ví dụ như Emmenthal, Gruyère, Parmesan và Grana, được đun nóng đến 50-56oC Chỉ có một loại vi khuẩn sinh acid chịu nhiệt sống được ở nhiệt độ này,

đó là Propionibacterium Freudenreichii spp Shermanii, loài vi khuẩn này có vai

trò quan trọng trong việc tạo nên những tính chất đặc trưng của phomat Emmenthal

Dưới 20oC, sự tách nước coi như đình trệ

* Tách whey lần cuối và ép thành bánh:

Sau khi khối đông tụ đã đạt được độ acid và độ chắc cần thiết và đã được kiểm tra, phần whey còn lại sẽ được tách khỏi khối đông tụ bằng nhiều cách khác nhau

Phomat có lỗ hổng hình hạt (granular texture) :

Sau khi tách bớt whey, khối đông tụ được cho vào khuôn (mould) Phomat thành phẩm sẽ có những lỗ nhỏ không có quy tắc gọi là lỗ hổng hình hạt Các lỗ chủ yếu được tạo thành do CO2 do các vi sinh vật trong canh trường giống

gốc (Sc cremoris, Sc lactis, L cremoris, Sc diacetylactis ) Nếu các hạt phomat

tiếp xúc với không khí trước khi được thu lại và ép thì chúng sẽ không hoàn toàn đặc mà bên trong sẽ có rất nhiều những túi khí nhỏ CO2 được tạo thành

trong quá trình chín sẽ lấp đầy và làm rộng các túi này Các lỗ tạo thành không có hình dạng nhất định

Phomat có lỗ hổng hình tròn (round eyed) :

Các vi khuẩn sinh hơi như đã đề cập ở trên cũng được dùng trong sản xuất phomat có lỗ hổng hình tròn, nhưng trong quá trình tiến hành có một số điểm khác

Theo phương pháp cổ điển, ví dụ sản xuất phomat Emmenthal, khối đông tụ được thu gom trong dịch whey rồi đưa vào một khuôn lớn trên bàn ép và tháo nước Điều này giúp tránh cho khối đông tụ tiếp xúc với không khí trước khi ép, một yếu tố quan trọng để đạt được kết cấu đặc biệt của loại phomat này

Hiện nay, quá trình này đã được cơ khí hoá bằng các loại máy móc

Phomat có cấu trúc chặt (closed texture) :

Loại phomat có cấu trúc chặt, điển hình là Cheddar, được sản xuất với canh

trường giống gốc gồm các vi khuẩn không sinh hơi, ví dụ Sc cremoris và Sc

lactis

Đôi lúc quá trình này cũng tạo ra những lỗ hổng gọi là những lỗ hổng cơ khí (mechanical holes) có bề mặt bên trong nhám ( trong khi các loại trên có bề mặt bên trong sáng bóng) Khi độ acid chuẩn độ của whey đạt khoảng 0,2-0,22% acid lactic (khoảng 2 giờ sau khi cho rennin), whey được tháo đi và khối đông tụ được đưa vào một quá trình gọi là cheddaring

Cheddaring: Sau khi whey đã được tách hết, khối đông tụ được để cho tạo

acid và liên kết với nhau thành khối Trong suốt quá trình này, kéo dài khoảng 2-2,5 giờ, khối đông tụ được tạo thành có hình những khối hộp, các khối hộp này được lật ngược lại và xếp thành chồng Khi độ acid chuẩn độ của whey đạt khoảng 0,75-0,85% acid lactic thì các khối đông tụ được nghiền ra thành các lát mỏng (chip), các lát này được trộn muối trước khi ép khuôn (khuôn dùng cho phomat Cheddar được gọi là hoop)

Ngày nay, các quá trình cheddaring được thực hiện bằng các thiết bị liên tục đã được cơ giới hoá

7 Nén :

Sau khi ép khuôn, khối đông tụ được đem nén Mục đích là :

‚ Loại nốt whey còn sót lại

‚ Tạo kết cấu

‚ Tạo hình dạng

‚ Tạo một lớp vỏ cho phomat có thời gian chín dài

Quá trình nén được áp dụng cho nhiều loại phomat cứng và bán cứng Đôi khi đối với một số loại phomat, quá trình này và quá trình ép thành bánh được thực hiện chung trên một thiết bị

Mức độ nén tuỳ từng loại phomat Áp suất nén nên tăng dần, nếu áp suất nén tăng đột ngột sẽ nén chặt lớp bề mặt và giữ ẩm trong các túi trong phomat Các thiết bị thủ công khá đơn giản thường chỉ áp dụng cho quy mô nhỏ

Ở quy mô công nghiệp, có rất nhiều hệ thống được áp dụng như: thiết bị ép bàn đẩy (trolley table pressing), thiết bị ép hầm tự động nhập liệu (autofeed tunnel press), thiết bị ép băng tải (conveyor press), hệ thống tạo hình hình khối (The Block Former system)

8 Muối phomat :

Mục đích của việc muối phomat là để tạo vị thích hợp, tạo điều kiện cho chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến trạng thái và giữ chất lượng khi bảo quản

Hoạt tính của vi khuẩn lactic mạnh hơn khi hàm lượng muối của phomat khoảng 0.5% Muối còn có ảnh hưởng tới sự tạo acid trong phomat và kéo theo sự thay đổi các đặc tính của phomat (cấu trúc, trạng thái) Muối có tác dụng tạo áp suất thẩm thấu, giữ chất lượng khi bảo quản

Các vi khuẩn tạo chất thơm rất nhạy cảm với muối Muối còn được coi là tác nhân điều chỉnh sự tạo thành các chất khí (tạo thành lỗ hổng) Phomat có cấu trúc, trạng thái tốt nhất khi hàm lượng muối trong phomat đạt khoảng 5% Thông thường, có 3 cách muối phomat: muối trong hạt, muối trong nước muối, muối bằng muối khô

− Muối trong hạt phomat: sau khi tháo phần lớn whey ,người ta cho muối vào với lượng 200-300g cho 100kg sữa (tương đương khoảng 10kg hạt phomat), khuấy liên tục ít nhất khoảng 10 phút

Đối với phomat Cheddar, người ta tháo hết toàn bộ whey rồi trộn muối

− Muối bằng muối khô: rắc muối khô lên bề mặt phomat, muối sẽ được hòa tan nhờ nước chảy ra từ phomat, đồng thời muối thấm vào phía trong Trong qúa trình này phải lật đảo để muối thấm đều Cách này dùng cho loại phomat cứng như Emmenthal và phomat có mốc xanh

− Muối bằng nước muối: người ta dùng nước muối nồng độ 16-23%, ở nhiệt độ 15oC để muối, thời gian muối phomat phụ thuộc vào kích thước, trọng lượng của từng khối phomat, cũng như hàm lượng muối của phomat thành phẩm

9 Ủ chín phomat :

Dưới sự tác động kết hợp giữa rennin và vi khuẩn lactic, các protein, lactose, chất béo bị chuyển hóa tạo cho từng loại phomat có mùi vị, cấu trúc và màu sắc riêng biệt đặc trưng

9.1 Sự biến đổi của lactose :

Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị biến đổi rất nhanh Sau 5-10 ngày thì hầu như chấm dứt Sản phẩm chính của sự biến đổi này là acid lactic

Vi khuẩn lên men lactic đồng hình chuyển hóa hoàn tòan lactose thành acid

lactic Streptococcus lactic có khả năng tạo acid lactic cao nhất là 97%,

Streptococcus paracitrovorus 66%, và Streptococcus diaxetilactic ở mức trung

bình (theo Klimoxki) Không phải toàn bộ lượng lactose đều chuyển thành acid

lactic Một phần lactose được sử dụng cho các quá trình lên men khác để tạo thành diacetyl, acetoin, acid bay hơi, rượu Một phần acid lactic được tạo thành lại chuyển hóa tiếp dưới tác dụng của vi khuẩn để thành acid propionic, acid acetic, acid butiric, CO2

CH3CHOHCOOH → CH3CH2COOH +CH3COOH +CO2 +H2O

Acid lactic còn tương tác với các thành phần khác của phomat như tham gia phản ứng trao đổi ion với các muối, tạo thành các phức với protein

Lượng acid lactic tạo thành ảnh hưởng đến chất lượng phomat Nếu quá cao sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, làm thay đổi phức protein-calci phosphate theo chiều hướng không có lợi cho trạng thái của phomat Nếu hàm lượng acid lactic thấp, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn có hại hoạt động làm giảm chất lượng của phomat

9.2 Sự biến đổi của các protein :

Rennin có vai trò là tác nhân đông tụ sữa và thủy phân không sâu protein tạo thành một số sản phẩm có tác dụng thúc đẩy sự hoạt động của vi khuẩn lactic Và chính protease của vi khuẩn lactic mới tiếp tục thủy phân protein Các protease vi khuẩn phá vỡ các liên kết peptide, disunfit…tạo thành các proteose, các polypeptid, peptid và cuối cùng thành các acid amin

Trong quá trình ngâm chín, một số acid amin bị phân hủy, một số khác lại biến đổi thành acid amin mới

Trong phomat đã ngâm chín, người ta thấy vắng serine, methionine và rất có thể hai acid amin đã được dùng làm nguyên liệu cho sự tổng hợp cystein

Methionine → Homocystein

Homocystein + Serine → Cystathionin → Homoserine + Cystein

Một số biến đổi khác:

Homoserine → Acid γ–amino butiric

Arginine → Orenninitin

Acid glutamic → Acid γ–amino butiric

Số lượng và thành phần các acid amin tự do trong phomat phụ thuộc từng loại, hàm lượng nước, nhiệt độ đun lần hai, thành phần vi khuẩn…

Trong quá trình ngâm chín, tổng hàm lượng các acid amin không ngừng tăng (mặc dù có thể hàm lượng acid amin này tăng còn acid amin khác thì giảm)

Nếu tiếp tục quá trình ngâm chín đến một mức nào đó, thì các acid amin, dưới tác dụng của enzyme oxi hoá khử của vi khuẩn sẽ tham gia vào hàng loạt phản ứng khác như chuyển nhóm amin, khử CO2… Kết quả là tạo hàng loạt chất mới có tác dụng tạo mùi vị cho phomat: cetone, aldehyde, acid hữu cơ…

Tốc độ ủ chín phomat, hay nói cách khác là tốc độ phân giải protein phụ thuộc vào lượng vi khuẩn, điều kiện ủ chín (nhiệt độ, độ ẩm, không khí…) và hàm lượng nước trong phomat Trong hầm lạnh, người ta phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm không khí

9.3 Sự biến đổi của các chất béo:

Các biến đổi của chất béo xảy ra theo hai hướng: thuỷ phân và oxy hoá

Ở phomat cứng , sự thuỷ phân và oxy hoá chất béo xảy ra rất yếu Kết quả tạo thành một lượng nhỏ acid butiric, capilic, caprilic, chính các sản phẩm này tham gia váo sự tạo mùi thơm cho phomat

Tóm lại, trong quá trình chín của phomat, mùi vị của phomat luôn thay đổi cùng với sự tích tụ các sản phẩm chuyển hoá các chất Khi phomat chín, đó là lúc mà sự biến đổi protein, chất béo và lactose phù hợp nhất, là lúc phomat có mùi vị hài hoà nhất, đặc trưng nhất

Mùi và vị của phomat là kết quả của sự phối hợp nhiều hợp chất hoá học Tính chất cảm quan sẽ là tốt nhất khi tỷ lệ hàm lượng các chất này cân đối Do đó, nếu thời gian ngâm chín bị kéo dài quá thì tỷ lệ các chất tạo mùi và tạo vị có thể thay đổi, làm giảm chất lượng phomat

9.4 Sự tạo thành các lỗ rỗng bên trong phomat :

Trong quá trình ngâm chín phomat, hàng loạt các phản ứng hóa sinh đã xảy ra, kết quả là giải phóng các loại khí NH3, CO2, H2 … Các loại khí tạo thành trong khối hạt phomat sẽ tạo thành lỗ rỗng phomat thành phẩm

CO2 chiếm tới 90 % tổng số khí trong phomat Chất khí này đượctạo thành trong quá trình chuyển hóa lactose bởi các vi khuẩn tạo mùi thơm, vi khuẩn propionic và vi khuẩn butyric, cũng như từ quá trình khử CO2 của các acid béo và các acid amin Khí CO2 hòa tan tốt trong nước Số lượng khí CO2 tạo thành dung dịch quá bão hòa (bởi CO2) trong khối phomat Do đó, khi gặp điều kiện thuận lợi thì giải phóng ra Khí CO2 tích tụ trong khoảng trống và lớn dần rồi tạo thành lỗ rỗng Khí CO2 giải phóng nhanh thì cùng một lúc có nhiều trung tâm tích tụ chất khí này, kết quả có nhiều lỗ rỗng với kích thước nhỏ Ngược lại, khí CO2 giải phóng chậm thì lỗ rỗng tạo thành ít nhưng kích thước lớn hơn

Người ta còn nhận thấy nếu dùng giống chỉ gồm Streptococcus lactic thì phomat thành phẩm không có lỗ rỗng Trong khi đó, Streptococcus

paracitrovorus lại có khả năng tạo khí nhiều nhất, cho lỗ rỗng to và nhiều

10 Đóng gói và bảo quản :

Mục đích của quá trình đóng gói và bảo quản là tạo điều kiện bên ngoài cần thiết để điều khiển quá trình chín của phomat càng lâu càng tốt Đối với tất cả các loại phomat, phải duy trì nhiệt độ và độ ẩm tương đối phù hợp trong suốt quá trình chín

Tuỳ theo loại phomat người ta dùng các loại bao bì khác nhau Các loại phomat có vỏ, thường là loại cứng và bán cứng, có thể tráng plastic, paraffin hoặc sáp Các loại phomat không có vỏ được bọc một lớp mỏng plastic hoặc để trong túi plastic có thể co lại được

Các loại bao bì có tác dụng:

‚ tránh mất mát nước và sản phẩm

‚ bảo vệ bề mặt khỏi bụi bẩn và bảo vệ hình dáng sản phẩm

‚ ngăn chặn sự xâm nhập và phát triển của các loại mốc

Khi phomat đã chín phải bảo quản trong kho lạnh có nhiệt độ thấp tuỳ theo từng loại

Một số ví dụ về sự khác nhau về điều kiện bảo quản của một số loại phomat :

Phomat Cheddar thường được ủ chín ở 4-8oC, dộ ẩm thấp hơn 80% trong túi hoặc màng plastic và đóng trong các hộp gỗ hoặc carton Thời gian ủ chín có thể kéo dài từ vài tháng cho đến 8-10 tháng

Một số loại giống như Emmenthal có thể cần phải giữ trong phòng

phomat ‘xanh’ ở 8-12oC trong 3-4 tuần, sau đó trong phòng ‘lên men’ ở 22-25oC trong 6-7 tuần Sau cùng, phomat được giữ nhiều tháng trong phòng ủ chín ở 8-

12oC Độ ẩm tương đối trong các phòng là 85-90%

Các loại phomat cứng và bán cứng, ví dụ như Gouda và các loại tương tự, trước tiên phải được giữõ khoảng 2 tuần trong 1 phòng phomat ‘xanh’ ở nhiệt độ 10-12oC và độ ẩm khoảng 75% Sau đó là thời kỳ ủ chín khoảng 3-4 tuần ở 12-18oC và độ ẩm 75-80% Cuối cùng, phomat được chuyển sang phòng bảo quản ở 10-12oC và độ ẩm 75%, trong quá trình này, các đặc trưng của sản phẩm sẽ được tạo thành

IV SẢN PHẨM PHOMAT :

Theo định nghĩa của FAO/WHO, phomat là protein của sữa được đông tụ, tách bớt whey, ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín

Trên thế giới có khoảng 2000 loại phomat khác nhau và thường được phân loại theo các cơ sở sau

Cơ sở phân loại phomat :

(Phân loại theo Codex Alimentarius, FAO/WHO , tiêu chuẩn A6)

P HÂN LOẠI THEO FDB

P HÂN LOẠI THEO ĐẶC TÍNH XỬ LÝ

<41 Loại rất cứng >60 Rất béo

49-56 Loại cứng 45-60 Đủ béo

54-63 Loại bán cứng 25-45 Béo trung bình

61-69 Loại bán mềm 10-25 Ít béo

>67 Loại mềm <10 Không béo

Với:

• MFFB là phần trăm ẩm trong acid béo tự do :

Khối lượng ẩm trong phomat x100

MFFB =

Tổng khối lượng phomat –khối lượng chất béo trong phomat

• FDB là phần trăm chất béo trong chất khô :

Lượng béo trong phomat x 100

FBD=

Tổng khối lượng phomat –khối lượng chất béo trong phomat

• Sữa cần phải được thanh trùng

PHỤ LỤC

I MỘT CHÚT VỀ LỊCH SỬ CỦA PHOMAT

Hầu hết các giả thiết đều cho rằng phomat đã được làm ra đầu tiên ở Trung Đông Những loại phomat đầu tiên được làm từ sữa lấy từ gia súc và để chua

Có một truyền thuyết nói rằng phomat đã được “khám phá” (discover) bởi một người dân du cư Ả Rập, khi người này đổ đầy sữa vào cái túi vắt ngang lưng ngựa để làm thức ăn cho chuyến đi dài qua sa mạc Sau nhiều giờ, anh ta dừng lại để uống sữa và phát hiện sữa đã tách ra thành một dung dịch hơi đục và những miếng vụn màu trắng Bởi vì cái túi dùng đựng sữa đã được làm từ dạ dày của một con vật còn non, có chứa một enzyme mà ngày nay chúng ta gọi là rennin, sữa đã được phân riêng thành khối đông tụ và whey (do sự kết hợp của rennin, sức nóng của mặt trời, và những chuyển động đều đặn của con ngựa) Người dân du cư này, không hề biết đến các vấn đề kỹ thuật, nhận thấy là whey có thể uống được, còn khối đông tụ thì có thể ăn được

Phomat đã được người Sumer cổ đại (Sumerians, “là người tiền Semites sống ở vùng thung lũng Euphrates hạ”- theo Từ điển Webster) biết đến khoảng

4000 năm trước Công nguyên Người Hy Lạp cổ đại đã gắn Aristaeus, con trai của Apollo và Cyrene, với phát hiện ra phomat Thời La Mã, người ta đã đưa kỹ thuật sản xuất phomat lên một trình độ cao hơn, khi việc làm ra chúng đòi hỏi kỹ năng và sự hiểu biết Phomat cũng đã bắt đầu xuất hiện trên bàn của những người quý tộc Thời Trung Cổ, các tu sĩ đã đổi mới và phát triển phomat thành các loại như ta thấy ngày nay Trong suốt thời kỳ Phục Hưng, phomat bị coi là có hại cho sức khoẻ Nhưng đến thế kỷ XIX, phomat lấy lại danh tiếng của mình và việc sản xuất phomat chuyển từ các nông trại đến các nhà máy

Ngày nay, với khoảng 2000 loại khác nhau, phomat là một trong những thực phẩm phổ biến nhất thế giới

II MỘT SỐ LOẠI PHOMAT

Ỵ Phomat rất cứng

Û Parmesan

Parmesan là một loại phomat rất cứng (MFFB khoảng 40%), béo trung bình (FDB khoảng 35%) của Italia

Û Grana

Phomat Grana là một loại phomat rất cứng (MFFB khoảng 41%), béo trung bình (FDB khoảng 35%) của Italia

Parmigiano-Reggiano là loại phomat rất cứng, có lỗ rỗng hình hạt, khi ăn phải cạo thành vụn nhỏ Đây cũng là một loại phomat đặc trưng của Italia

Ỵ Phomat cứng

Û Emmenthal

Phomat Emmenthal là một loại phomat cứng, thường được làm từ sữa không qua thanh trùng, nhưng có chuẩn hoá chất béo Để loại vi sinh vật, có thể dùng ly tâm (Bactofugation) hoặc vi lọc (Microfiltration), sau đó gia nhiệt lên 50-63oC

Phomat Cheddar là loại phomat được sản xuất phổ biến nhất thế giới Nó là loại phomat lâu đời nhất và là một trong những loại phomat tốt nhất của Anh (England) Tuỳ vào quá trình ủ chín mà màu của nó thay đổi từ vàng nhạt (pale yellow) đến vàng nâu của đất (ochre)

Phomat Cheddar có độ ẩm tính theo chất béo tự do (MFFB) là 55%, nghĩa là có thể xếp vào loại phomat cứng, nhưng thực tế người ta thường xếp nó vào loại phomat bán cứng

Khối đông tụ thường được làm từ sữa đã thanh trùng và chuẩn hoá chất béo

Û Edam

Đây là một loại phomat tuyệt vời của Hà Lan, làm từ sữa bò được đông tụ và nhuộm màu cùng lúc Nó tròn như một quả bóng, có vỏ ngoài màu đỏ và bên trong màu vàng hơi cam (orange yellow)

Một loại phomat nổi tiếng của Italia Có một câu nói: ”bánh pizza không còn là bánh pizza nếu khômg có phomat Mozzarella” (A pizza is not

a pizza without Mozzarella cheese) Ở một số nước, Mozzarella còn được gọi là phomat pizza

Phomat Mozzarella đển hình được làm từ sữa của trâu nuôi ở vùng miền trung Italia Đôi khi chúng cũng được làm từ hỗn hợp của sữa trâu và sữa bò Ngày nay, người ta chỉ làm bằng sữa bò

Û Tilsiter

Tilsiter là đại diện cho loại phomat có lỗ rỗng hình hạt Đây là một loại phomat được sản xuất ở Đức và Thuỵ Sĩ

Để có hương vị càng giống Roquefort càng tốt, phomat từ sữa bò nên được đồng hoá một phần, ví dụ như, chuẩn hoá bằng cách trộn sữa bò không béo với phần kem sữa đã được đồng hoá có hàm lượng béo khoảng 20%

Û Blue cheese

Blue cheese là một loại phomat được sản xuất khá rộng rãi ở Pháp, Thụy Sĩ…

Phomat Camembert (hình bên, phía trên) có thể xem là đại diện cho loại bán mềm và mềm, loại này được bao phủ

bởi mốc Penicllium

camemberti và Penicillium candidum

Brie (hình bên, phía dưới) cũng là một đại diện khác cho loại trên Quy trình sản xuất tương tự như loại phomat có vân xanh

Loại phomat này nhỏ và phẳng

Quy trình tự ép trong mốc khoảng 15-20

giờ, trong suốt thời gian này, nên trở

phomat khoảng 4 lần Sau đó phomat

được ngâm trong nước muối bão hoà

khoảng 1-1,5 giờ Xong cho lên các

khay, cất giữ ở 18oC, độ ẩm khoảng

75-80% trong vòng 2 ngày cho khô Tiếp

đó, phomat được giữ chín ở nhiệt

độ12-13oC và độ ẩm 90%

Phomat được trở thường xuyên

trong giai đoạn làm chín Khi mốc trắng

đã phát triển đủ, thường sau 10 đến 12

ngày, phomat được bọc trong các lá

nhôm và cho vào hộp trước khi được đem đi cất giữ ở 2-4oC

ỴPhomat mềm

Û Phomat Cottage

Phomat Cotttage được làm từ khối đông tụ kem sữa tươi, hàm lượng acid

thấp do chúng được rửa kĩ trong quá trình sản xuất

Có ba phương pháp được dùng để sản xuất loại phomat cottage :