BỘ MÔN CÔNG NGHỆ LÊN MEN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ LÊN MEN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập...

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG



BỘ MÔN CÔNG NGHỆ LÊN MEN

ĐỀ TÀI : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT

GVHD:ThS Nguyễn Thị Cẩm Vi

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT

1. Giới thiệu chung về phomat

Phomat la sản phẩm lên men được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê…) với sự tham giacủa một sốnhóm vi sinh vật Đây la thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quảnđược lâu Phomat la nguyên liệu lý tưởng bởi chúng dễ kết hợp với nhiều loại thức ăn.Chúng giúp tăng hương vị cho các món súp, bánh tard, các món salad Phomat cungcấp gấp đôi lượng béo so với các loại kem từ sữa nên được sử dụng trong nhiều côngthức chế biến

Trong phomat chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino acid), lipid 30%, các muốikhoáng, các vitamin (A, B1, B2, C,…) Phomat có mùi vị thơm ngon, kích thích quátrình tiết dịch tiêu hóa, lam tăng khả năng đồng hóa thức ăn của cơ thể Phomat tuychưa phổ biến nhiều ở Việt Nam, nhưng lại la một thực phẩm rất phổ biến va hợp khẩuvị của người châu Âu, châu Mĩ Ở Pháp, trung bình hang năm mỗi người sử dụng26÷28kg phomat các loại Sản phẩm phomat đã được nhập khẩu vao Việt Nam từ vaichục năm trước đây Hiện nay, một số sản phẩm phomat đã bắt đầu được sản xuất bởicác công ty chế biến sữa trong nước

2. Phân loại phomat

Hiện nay trên thế giới có hang trăm loại phomat Các sản phẩm phomat khác nhau vềcấu trúc, mùi vị, mau sắc, các chỉ tiêu hóa lý va vi sinh Quy trình công nghệ sản xuấtphomat cũng rất đa dạng Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu sữa va giống vi sinhvật khác nhau để sản xuất phomat

Có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại phomat

 Dựa vào giá trị MFFB

Ham lượng nước trong phomat thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữalượng nước va tổng khối lượng phomat đã trừ béo, được ký hiệu la MFFB (Moisture

on Fat Free Basic):

MFFB =

Dựa vao MFFB, người ta chia phomat thanh 5 loại:

Loại sản phẩm Giá trị MFFB (%) Loại sản phẩm Giá trị MFFB (%)

Phô mai rất cứng

Phô mai cứng

Phô mai bán cứng

< 4149÷5654÷63

Phô mai bán mềmPhô mai mềm

61÷69

> 67

 Dựa vào giá trị FDB

Lượng chất béo trong phomat thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữalượng chất béo va tổng khối lượng phomat đã trừ béo, được ký hiệu la FDB (Fat onDry Basics)

FDB =

Dựa vao FDB,người ta chia phomat lam 5 loại:

Loại sản phẩm Giá trị FDB (%)

Phomat có ham lượng béo rất cao

Phonat có ham lượng béo cao

Phomat có ham lượng béo trung bình

Phomat có ham lượng béo thấp

 Dựa vào quá trình ủ chín và loại vi khuẩn sử dụng

Đa số các loại phomat đều “chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic Một số loạiphomat như Camember quá trình chính lại do tác động của mốc trắng (white moulds);hoặc Roquefort va Gorgonzola do tác động của mốc xanh (blua moulds)

Dựa vao quy trình công nghệ sản xuất phomat có quá trình ủ chín hay không va dựavao hệ vi sinh vật gây nên các biến đổi trong giai đoạn ủ chín sản phẩm, người ta chiaphomat thanh 2 nhóm chính:

Loại sản phẩm Đặc điểm

Phô mai tươi

Phô mai có giai đoạn ủ chín

Không qua giai đoạn ủ chín

Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín:

− Vi khuẩn

− Vi khuẩn va nấm mốcCác biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu:

−Trên bề mặt khối phomat

−Trên bề sâu khối phomat

 Dựa vào cấu trúc phomat

Một số sản phẩm phomat cứng có cấu trúc đặc biệt với nhiều lỗ trống bên trongphomat Tùy thuộc vao phương pháp sản xuất va loải vi sinh vật sử dụng ma các lỗtrống có thể khác nhau về hình dạng, kích thước va sự phân bố của chúng trong sảnphẩm:

-Granula: Các lỗ trống có kích thước nhỏ, dạng hạt, không đồng nhất với mật độ day

đặc., được hình thanh do khí CO2 tạo ra từ quá trình lên men dị hình

Phomat agedasiago

-Round eyes: các lỗ trống có dạng hình cầu hoặc hình oval thường được gọi la mắt tròn

của phomat Tham gia vao quá trình tạo lỗ trống trong phomat ngoai nhóm vi khuẩnacid lactic dị hình còn có nhóm vi khuẩn propionic giữ vai trò quan trọng trong việctạo khí CO2 định hình mắt tròn cho sản phẩm

Phomat emmenthal

-Mechanical holes: một số sản phẩm phomat cứng khác không có lỗ trống dạng hạt

hay mắt tròn ma có một ít lỗ trống dạng vệt Thuộc về nhóm sản phẩm nay, nổi tiếngnhất la phomat Cheddar có nguồn gốc từ nước Anh Các nha sản xuất không sử dụngnhóm vi sinh vật có khả năng sinh CO2 trong quá trình lên men va ủ chín sản phẩm

Họ chỉ dùng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm, lên men đồng hình như Streptococcus lactis,

Streptococcus cremoris…

3.1.1. Tính chất vật lý: một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò

Tỷ trọng 1,028 ÷1,036 g/cm3

Điểm đông đặc -0,54 ÷ -0,59 °C

Thế oxy hóa khử 0,10 ÷ 0,20 V

Sức căng bề mặt ở 20°C 50 dynes/cm

Độ dẫn điện 0,004 ÷ 0,005 1/ohm.cm

Nhiệt dung riêng 0,933 ÷ 0,954 Cal/g.°C

_Độ đục: do các chất béo, protein va một số khoáng có trong sữa tạo nên

_Mau sắc: trắng tới vang nhạt tùy vao ham lượng β-caroten trong sữa

_pH: được xác định ở 20°C Sữa tươi có giá trị pH trung bình la 6,6 va sữa non- sữađầu tiên trong chu kỳ sữa có pH thấp hơn hoặc bằng 6,0 Nếu sữa bị nhiễm vi sinh vật,lactose trong sữa sẽ bị chuyển thanh acid lactic lam giảm giá trị pH của sữa

_Độ chua: được xác định bằng phương pháp chuẩn độ bằng dung dịch NaOH Hiệnnay trên thế giới, có 3 đơn vị đo độ chua: độ Soxhlet Henkel (°SH), độ Thorner (°Th)hoặc độ Dornic (°D) Sữa bò thường có độ chua 15,3°D, còn sữa bò tươi có độ chuatrung bình 15,75°D

_Tỷ trọng: do ham lượng chất khô trong sữa quyết định Các chất béo có tỷ trọng nhỏhơn 1g/cm3 Ham lượng chất béo trong sữa cang cao thì tỷ trọng cang thấp.

_Điểm đông đặc: Người ta sử dụng chỉ tiêu nay để kiểm tra sữa tươi có bị pha loãngvới nước hay không Tuy nhiên, khi xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc sữa sẽ giatăng do sự kết tủa một số muối phosphate có trong sữa

3.1.2. Thành phần hóa học:

Sữa la hỗn hợp với các thanh phần chính bao gồm nước, latose, va các chất béo, ngoai

ra trong sữa còn chứa một lượng nhỏ các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamine,hormone, các chất mau va khí Ham lượng các chất khô trong sữa có thể dao độngtrong khoảng rộng va phụ thuộc vao nhiều yếu tố như chủng nuôi, tình trang sinh lý,điều kiện chăn nuôi…

_Ham lượng va các thanh phần hóa học có trong sữa bò:

Các thành phần chính Hàm lượng trung bình (% khối lượng)

3.1.3. Hệ thống protein có trong sữa:

_Các chất protein chiếm tỷ lệ 95% trong các hợp chất nitơ chứa trong sữa, va đượcchia lam 2 loại:

+ Protein hòa tan (whey protein): gồm albumin, immunoglobulin, lisozim, lactoferin,lactoperoxydaza…

+ Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của cáccaseinat va canxi phosphate

Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa

 Người ta có thể sản xuất phomat từ sữa bò, sữa dê hoặc sữa cừu dưới dạng sữa tươi,sữa tách một phần béo hoặc sữa gầy

Sữa dùng để sản xuất phomat phải đạt yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng sữa rấtnghiêm ngặt Sữa phải thu nhân từ những động vật khỏe mạnh, không chứa kháng sinh

va bacteriophage, không nhiễm bẩn các chất tẩy rửa hay chất sát trùng từ các dụng cụchứa va hệ thống đường ống vận chuyển sữa

Ngoai ra, sữa còn phải đáp ứng yêu cầu đặc biệt khác, đó la khả năng đông tụ bằngrenin va khả năng tách whey của hạt phomat Những đặc tính nay phụ thuộc vao từnggiống bò, thậm chí vao từng con riêng biệt Yếu tố về thời tiết các mùa trong năm cũngảnh hưởng đấn tính chất nay của sữa.Người ta khắc phục bằng cách bổ sung CaCl2, lênmen phụ…

_Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa:

Cho 10ml sữa + 1ml 0,02% dung dịch renin, khuấy trộn đều rồi đặt vao cách thủy

35oC, theo dõi sự đông tụ Nếu sữa đông tụ trong thời gian:

- Không quá 15 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh;

- Khoảng 15-40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thường;

- Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm

 Các nha sản xuất thường quan tâm tới chỉ tiêu vi sinh của sữa, đặc biệt la nhóm vi

khuẩn sinh bao tử (giống Clostridium) va nhóm vi sinh vật ưa lạnh (giống

Pseudomonas) Bao tử vi khuẩn Clostridium tyrobutyrium bền nhiệt Khả năng sống

sót của chúng sau quá trình thanh trùng sữa la rất lớn Trong giai đoạn ủ chín phomat,

vi khuẩn Clostridium lên men chuyển hóa acid laactic thanh acid butyric va khí hydro tạo mùi khó chịu va gây hư hỏng cấu trúc sản phẩm Riêng vi khuẩn Pseudomonas có

khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ thấp va tiết ra những enzyme ngoại bao như lipase,protease… Các enzyme nay sẽ xúc tác thủy phân lipid va protein trong sữa có thể gây

ra mùi hôi va vị đắng

 Acid citric rất cần cho sự tạo thanh chất thơm Trong sữa bò trung bình có 0.2%acid citric Trong quá trình lên men sữa va cream, các vi khuẩn tạo chất thơm

(Streptococcus diacetylactic, Lactobacillus cremoris) có thể chuyển hóa lactose va

acid citric thanh acid lactic, acid acetic, CO2, diacetyl

 Ham lượng protein-casein trong sữa cũng la một chỉ tiêu hóa lý quan trọng Sữanguyên liệu có ham lượng casein cang cao thì hiệu suất thu hồi phomat trong sản xuấtcang cao

 Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các tác động cơ học hoặc xử lý sữa ở nhiệt độ cao đềuảnh hưởng tới khả năng đông tụ, tính thích ứng của sữa đó đối với việc sản xuấtphomat

3.2. Chất béo

Để sản xuất phomat có ham lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc sữa bơ(buttermilk) Các chất béo nay cần phải đạt yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh vật

3.3. Tác nhân đông tụ sữa

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất la renet Rennet la hỗn hợp của chymosin(E.C.3.4.4.3), cũng được gọi la rennin va pepsin (E.C.3.4.4.1) Tỷ lệ pepsin/chymosin(rennin) thay đổi, vì chymosin chỉ hiện diện trong dạ day của động vật chưa cai sữa vasau đó được thay thế bởi pepsin, ham lượng chymosin phụ thuộc vao tuổi va loại độngvật

Rennin (E.C.3.4.4.3) được định nghĩa la enzyme đông tụ sữa, la một protease có tínhacid, chủ yếu được chiết rút từ ngăn dạ day bê dưới 5 tháng tuổi, đặc biệt nó chuyêngây đông tụ sữa nên người ta còn gọi tên la enzyme đông tụ sữa điển hình

Rennin có trọng lượng phân tử khoảng 33.000-34.000Da Thanh phần hóa học củarennin chứa nhiều amino acid có tính acid hơn so với amino acid có tính kiềm Ngoai

ra , trong thanh phần của rennin còn chứa nhiều prolin, serin Rennin tinh khiết códạng tinh thể hình lập phương va mang những đặc tính của một globulin Điểm đẳngđiện của rennin pI=4,5 Rennin nhanh chóng bị bất hoạt bởi ure

Đặc hiệu thủy phân: Cấu tạo phân tử rennin có mạch polypeptide có gắn glycine trong

mạch vòng carbon Renin chỉ thủy phân các liên kết peptide va không lam ảnh hưởngđến liên kết ester va amine.Rennin đặc biệt có tác động mạnh lên các liên kết được tạonên bởi tyrosine va phenylalanine Rennin tác động lên cơ chất casein của sữa

Đặc tính thủy phân casein của rennin phụ thuộc vao rất nhiều vao pH Ở pH=6.8rennin phân cắt trung bình 1/33 còn ở pH=2.3 thì phân cắt 1/8 số liên kết peptide trongphân tử casein Hoạt động xúc tác tối ưu của rennin ở pH=3.7, tùy theo sự thay đổi cơchất ma pH tối ưu thay đổi trong khoảng 3,4-4 Đặc điểm của rennin la tác động ở môitrường acid vừa phải va cần có sự hiện diện Ca2+ Ở pH=3,7, các ion Ca2+ lam tănghoạt độ rennin, những cation hóa trị +1 lam giảm hoạt độ của nó

Ngay nay, người ta có thể sử dụng rennet kết hợp với các tác nhân đông tụ khác nhưmột số chế phẩm protease có nguồn gốc từ vi sinh vật va thực vật

Nhóm Nguồn gốc Tên enzyme

Vi sinh vật Rhizomucor mieheiRhizomucor pusillus

Cryphonectria parasitica

Aspartic proteaseAspartic proteaseAspartic protease

Vi sinh vật chuyển

gen chymosin từ bê

Aspergillus nigerKluyveromyces lactis

Chymosine BChymosine B

Hiện nay trong công nghiệp, nhóm enzyme được chiết tách từ động vật chiếm tỉ lệ sửdụng cao nhất, phổ biến nhất la nguồn enzyme được tách chiết từ ngăn thứ tư dạ day

bê Thông thường, lượng chymosin chiếm đến 80-90% va pepsin chỉ khoảng 10-20%.Khi bê trưởng thanh, tỷ lệ thanh phần enzyme trong ngăn thứ tư sẽ thay đổi Hamlượng pepsin sẽ tăng đến 80-90%

Khả năng gây đông tụ sữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa.Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng, rennet dạng bột cóhoạt độ gấp 10 lần so với dạng dung dịch Hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường daođộng 1:10.000÷15.000, nghĩa la một phần (khối lượng hoặc thể tích) chymosin có thểđông tụ được 10.000÷15.000 phần (thể tích hoặc khối lượng sữa trong thời gian 40phút ở 35oC Chế phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4÷6oC)

3.4. Giống vi sinh vật

Trong sản xuất phomat, tùy thuộc loại sản phẩm ma các nha sản xuất có thể sử dụngmột loai hoặc tổ hợp nhiều loai vi sinh vật khác nhau

Phổ biến nhất trong phomat la nhóm vi khuẩn lactic Chúng bao gồm các liên cầu

khuẩn Streptococcus lactic, S diacetylactic, S paracitrovorus, Lactococcus cremoris,

Leuconotoc lactis,Leuconostoc cremoris; Các trực khuẩn Lactobacillus bulgaricum, L acidophilum, L helveticum Người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm (Topt =

25÷35oC) va ưa nhiệt (Topt =37÷45oC) với cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dịhình Chúng có chức năng tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụcasein trong sữa va tạo độ chua trong khối đông Ngoai ra, vi khuẩn lactic còn tạo racác sản phẩm phụ từ quá trình lên men như CO2, acetaldehyde, diacetyl… Một sốchủng vi khuẩn lactic tham gia vao quá trình chuyển hóa acid citric, quá trình phângiải protein… để tạo nên giá trị cảm quan va các chỉ tiêu hóa lý đặc trưng cho phomatthanh phẩm

Quá trình chuyển hóa đường lactose thanh acid lactic còn đóng vai trò la chất ức chế visinh vật không mong muốn do cắt đi ngườn dinh dưỡng của những vi sinh vật đó Lênmen lactic diễn ra khá nhanh chóng va chỉ dừng lại khi lượng đường lactose cạn kiệt

Nhóm vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium) được sử dụng trong giai đoạn ủ

chín một số loại phomat như Gruỳere, Jarlsberg, Grevé, Emmenthal, Maasdam…Chúng lên men lactose hoặc chuyển hóa acid lactic thanh acid propionic, CO2 va mộtsố sản phẩm phụ khác Mục đích sử dụng vi khuẩn propionic la tạo nên những lỗ hổng

trong cấu trúc một số phomat cứng va góp phần hình thanh nên hương vị đặc trưngcho sản phẩm Phương trình lên men tổng quát như sau:

Các loai nấm mốc thuộc giống Penicillum như P camemberti, P roqueforti…được sử

dụng trong giai đoạn ủ chín một số loại phomat bán mềm Nhóm vi sinh vật nay cókhả năng sinh tổng hợp enzyme protease va lipase ngoại bao, xúc tác chuyển hóaprotein va lipid trong khối đông tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm

3.5. Phụ gia và các nguyên liệu khác

 CaCl2: ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein Người ta bổsung Ca2+ vao sữa dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ va cấu trúc,độ cứng của khối đông

 CO2: khí CO2 hòa tan vao sữa sẽ lam giảm nhẹ pH sữa Theo Bylund Gosta (1995)thì việc sục CO2 vao sữa cho phép rút ngắn được thời gian đông tụ casein hoặc tiếtkiệm được lượng chymosin cần sử dụng

 NaNO3 hoặc KNO3: quá trình thanh trùng sữa trong sản xuất phomat không thể tiêudiệt được toan bộ hệ vi sinh vật có trong sữa nguyên liệu ban đầu Hơn nữa, trong sảnxuất một số loại phomat cứng như Parmesan, Grana… người ta có thể bỏ qua giaiđoạn thanh trùng nhiệt để sản phẩm đạt được cấu trúc va mùi vị như mong muốn Khiđó, muối NaNO3 hoặc KNO3 được sử dụng như la một tác nhân ức chế hệ vi sinh vậtnhiễm trong sữa Ham lượng tối đa cho phép dùng la 30g/100kg sữa Nếu sử dụngmuối nitrat quá nhiều sẽ gây nên vị không tốt cho sản phẩm Ngoai ra, muối nitritecũng có thể ức chế giống vi sinh vật thuần khiết sử dụng trong sản xuất phomat Hiệnnay, muối NaNO3 va KNO3 bị cấm sử dụng tại một số nước trên thế giới

 Chất mau: mau sắc của phomat do các hợp chất carotenoides hòa tan trong chất béocủa sữa tạo nên Cường độ mau của sản phẩm có thể bị thay đổi theo thời tiết trongnăm Để ổn định mau sắc cho phomat, những nha sản xuất sử dụng các chất mau tựnhiên như carotenoides (E160) hoặc chlorophylle (E140) Chylorophylle được sử dụng

cho ủ chín phomat nấm sợi Penicillium Mau xanh của chlorophylle sẽ lam giảm nhẹ

mau vang tự nhiên của phomat, từ đó lam nổi rõ hệ sợi xanh của nấm mốc trong khốisản phẩm, lam cho mau sắc phomat trở nên hấp dẫn hơn

Những nguyên liệu phụ khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mứt trái cây, mậtong… được sử dụng trong sản xuất một số loại phomat tươi để lam đa dạng hóa hươngvị sản phẩm

TRONG SẢN XUẤT PHOMAT

Trong sản xuất phomat có thể chia lam 2 giai đoạn:

-Giai đoạn 1 bao gồm các quá trình từ sữa nguyên liệu đến khi tạo thanh phomat, trongđó sự đông tụ casein la quá trình quan trọng nhất trong giai đoạn nay

-Giai đoạn 2 la quá trình chín sinh học (repening, curning)

Hai giai đoạn nay liên quan chặt chẽ với nhau

Casein la thanh phần protein chủ yếu có trong sữa, chúng có mặt trong tất cả sữa độngvật, kể cả sữa người Trong sữa bò, casein chiếm khoảng 80% tổng số protein haykhoảng 26g/lit sữa.Chúng tồn tại dưới dạng michelle Trong sữa, casein tồn tại dưới

dạng các micelle có đường kính từ 20-300nm Mỗi micelle do khoảng 400÷500 tiểumicelle (submicelle) hợp thanh Tiểu micelle có dạng hình cầu,có phân tử lượng trungbình 250.000Da, đường kính 5÷10 nm bao gồm 10 phân tử casein kết hợp với nhau Đông tụ casein trong sữa la quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đôngvới cấu trúc gel Để tiến hanh đông tụ casein trong sữa, người ta thường sử dụng mộttrong hai phương pháp sau:

- Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein: Phương pháp nay sử dụng chomột số loại phomat như Cottage, Quarg…Khi giảm độ pH (do kết quả của quá trìnhlên men tạo acid lactic sinh ra bởi vi sinh vật hay do acid được con người chủ độngđưa vao), các ion H+ của acid sẽ liên kết với micelle casein mang điện tích âm va lamgiảm điện tích của micelle casein Khi tới giới hạn, các micelle casein sẽ đông tụ tạothanh gel

- Sử dụng enzyme đông tụ sữa: Quá trình đông tụ casein của sữa dưới tác dụng củarennin thực chất la quá trình thủy phân hạn chế casein κ, vỏ háo nước bị phá hủy do đócác ion canxi dễ dang tiếp cận với các casein α, β va paracasein κ va lam chúng tạogel Rennin thủy phân liên kết peptid giữa Phe-Met (ở vị trí 105-106) của casein κ đểtạo ra caseinoglucopeptid hòa tan va paracasein κ không hòa tan Phản ứng nay khôngphụ thuộc vao ion Ca2+ Sử đông tụ tạo ra la do loại bỏ một phần caseinoglucopeptid,lam giảm sự tích điện bề mặt của micelle tức lam giảm lực đẩy tĩnh điện giữa cácmicelle Bề mặt của các micelle trở nên ưa béo va do đó ma các micelle liên hợp mộtcách dễ dang

Trong quá trình nay, dưới tác dụng của enzyme rennin, casein va paracasein của sữa sẽbị phân giải một phần tạo pepton va amino acid (tyrosine, tryptophan…) tập trung tạicục đông tồn tại ở dạng dung dịch

Khi pH cang thấp thì sự đông tụ diễn ra cang nhanh Tuy nhiên có giới hạn, pH 6.2 lađiều kiện tốt nhất renin tác dụng Nếu giảm pH thấp hơn nữa thì khi đó casein đông tụkhông phải do rennin ma la do acid Do vậy, việc bổ sung một lượng vi khuẩn lacticvao sữa nguyên liệu trước quá trình đông tụ cũng góp phần lam giảm pH sữa, nhờ đótốc độ đông tụ của enzyme tăng đáng kể

Đây la quá trình chuyển hóa các chất rất phức tạp,các thanh phần của sữa biến đổi sâusắc dưới tác dụng của các enzyme khác nhau, đặc biệt la các protein, lactose va chấtbéo tạo cho từng loại phomat có mùi vị, cấu trúc va mau sắc riêng biệt đặc trưng.

- Lactose được chuyển hóa hoan toan tới acid lactic va hang loạt các hợp chất khác

- Protein bị thủy phân (phụ thuộc vao từng loại phomat) đến peptid, acid amin

- Chất béo bị chuyển hóa tạo ra một số acid béo bay hơi va không bay hơi

Quá trình ngâm chín còn lam biến đổi cấu trúc, trạng thái của phomat Sự biến đổi các thanh phần va cấu trúc trong quá trình ủ chín la kết quả của sự tác động kết hợp giữa renin va các vi khuẩn lactic

2.1. Sự biến đổi của lactose

Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactose bị biến đổi rất nhanh, thời gian từ 5-10 ngaythì hầu như chấm dứt Sản phẩm chính của sự biến đổi nay la acid lactic Vi khuẩn lên

men lactic đồng nhất chuyển hóa hoan toan lactose thanh acid lactic Streptococcus

lactic có khả năng tạo acid lactic cao nhất la 97%, Streptococcus paracitrovorus 66%,

va Streptococcus diaxetilactic ở mức trung bình.

Độ acid của phomat tăng rất nhanh ở những ngay đầu, sau đó chậm lại va ở cuối giaiđoạn ủ chín tăng rất chậm

Ngoai ra, một phần lactose được sử dụng cho các quá trình lên men khác tạo thanhdiacetyl,acetaldehyde, acetoin, acid bay hơi, rượu góp phần lam nên mùi vị đặc trưngcho phomat Một phần acid lactic được tạo thanh lại được chuyển hóa tiếp dưới tácdụng của vi khuẩn để tạo thanh acid propionic, acid acetic, acid butiric, CO2…

3CH3CHOHCOOH = 2CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

acid lactic acid propionic acid acetic

Khi pH đạt 6.25, acid lactic sẽ tương tác với các thanh phần khác của muối phomatnhư tham gia vao phản ứng trao đổi ion với các muối, tạo thanh các phức với protein(đặc biệt la với phức calci phosphate paracasein)…

Lượng acid lactic tạo thanhảnh hưởng đến chất lượng của phomat Nếu quá cao sẽ hạnchế sự phát triển của vi khuẩn lactic, lam thay đổi phức protein-calci phosphate theohướng không có lợi cho trạng thái của phomat Ngược lại, nếu ham lượng acid lacticquá thấp (pH > 6) tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn có hại hoạt động lam giảm chấtlượng phomat

Sau khi lactose hết, số vi khuẩn Streptococcus lactic cũng chết dần, nhường chỗ chotrực khuẩn lactic Số nay sử dụng lipid có trong cục đông chuyển hóa thanh các acidbéo bay hơi

2.2. Sự biến đổi của chất béo

Các biến đổi của chất béo xảy ra theo hai hướng: thủy phân va oxy hóa

Mức độ thủy phân chất béo trong phomat cứng va phomat mềm la rất khác nhau: thủyphân sâu xảy ra ở phomat mềm, trong khi ở phomat cứng, sự thủy phân xảy ra rất yếu.Ở phomat mềm, sự thủy phân phụ thuộc vao hệ vi khuẩn trên bề mặt Một số loại mốc,

vi khuẩn Micrococci hoạt động rất mạnh va tích tụ một lượng đáng kể acid béo, đặc

biệt la acid béo bay hơi để tạo mùi vị đặc trưng cho phomat

Trong phomat đã chín ham lượng acid béo tự do ở vỏ va ruột không giống nhau Ở lớpvỏ quá trình thủy phân chất béo xảy ra mạnh mẽ hơn do tác động của hệ vi khuẩn bềmặt (mốc, men, vi khuẩn hiếu khí)

Một số loại phomat như Rocfor, quá trình ngâm chín còn có sự tham gia của nấm mốc

do con người chủ động đưa vao Trong trường hợp nay thì sự thủy phân chất béo ởngoai vỏ va ruột hầu như giống nhau

Trong tất cả các loại phomat, người ta đều tìm thấy các acid béo butiric, acetic…Acidacetic không phải la kết quả của sự thủy phân chất béo ma la kết quả của sự lên menlactose Acid formic la sản phẩm của sự chuyển hóa chất béo của vi khuẩn Acidbutiric có nhiều trong phomat mềm (ma quá trình chín có sự tham gia của mốc)

Trong phomat mềm còn có acid caproic, capilic va capric la những sản phầm tham gia

va sự tạo thanh mùi thơm cho phomat Khi bảo quản thời gian dai, trong phomat naycòn tạo thanh các acid valerianic, izovalerianic Ngoai sự tích tụ acid béo, trongphomat mềm đặc biệt la loại có mốc, còn tạo thanh các xeton, aldehyt va các hợp chấtkhác

Trong các phomat cứng thì mức độ thủy phân va oxy hóa chất béo thấp hơn, kết quảtạo thanh lượng nhỏ acid butiric, capilic, caprilic

2.3. Sự biến đổi của các protein

Sự biến đổi sinh hóa các protein trong phomat xảy ra chủ yếu ở giai đoạn ngâm chín,90% nitơ hòa tan trong phomat được tạo thanh do kết quả của sự tác động phối hợpcủa renin va các protease vi khuẩn

Rennin hoạt động tạo ra sản phẩm polypeptide la cơ chất cho các protease vi khuẩnxúc tác Acid lactic tác dụng với các đoạn calci paracasein tạo thanh cacli lactat cònparacasein tiếp tục phân giải Các protease của vi khuẩn lactic thủy phân tiếp tục cácsản phẩm thủy phân sơ bộ của rennin nằm trong khối đông tụ bằng cách phá vỡ cácliên kết peptide, disunfit…tạo các proteoza, các polypeptide, peptid va cuối cùng thanhcác acid amin

Protein (chủ yếu la casein) → Pepton → Polypeptide → Dipeptide → Peptide → Acidamin

Mức độ thủy phân protein được đánh giá qua các sản phẩm của quá trình nay.Số lượngcũng như thanh phần acid amin tự do trong phomat phụ thuộc vao từng loại, phụ thuộcvao ham lượng nước, vao nhiệt độ đun lần hai, vao thanh phần chủng…

Trong quá trình ủ chín, tồng ham lượng acid amin tự do không ngừng tăng (mặc dù cóthể ham lượng của acid amin nay giảm trong khi acid amin khác lại tăng) Dưới tácdụng của enzyme oxy hóa- khử của vi khuẩn, acid amin sẽ tham gia hang loạt phảnứng khác như chuyển nhóm amin, khử CO2… kết quả tạo thanh hang loạt chất mới cótác dụng tạo mùi vị cho phomat

Tất cả các dạng deamin (khử, thủy phân, oxy hóa) của các acid amin trong phomat xảy

ra dưới tác động của vi khuẩn lactic Sự thay đổi số lượng va tỷ lệ giữa các acid amintự do trong phomat xảy ra mạnh mẽ nhờ sự hoạt động của vi khuẩn propionic Đó la

các giống vi khuẩn Propionibacterium, giống nay có một số loai như

Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium pentosaceum… chịu được nồng

độ muối cao của phomat Các loại vi khuẩn nay lên men propionic chuyển lactatethanh acid propionic, acid acetic va CO2 Hai acid bay hơi nay lam cho phomat có vịchua va hăng đặc trưng

Người ta còn nhận thấy nếu tiếp tục quá trình ủ chín đến một mức nao đó thì một sốacid amin bị phân hủy va tạo ra các sản phẩm như NH3, CO2, H2S…gây mùi khó chịucho phomat thanh phẩm Vì thế, trong sản xuất, yêu cầu mức độ thủy phân protein

trong quá trình chỉ la sơ bộ để lam tăng khả năng tiêu hóa của phomat cho người sửdụng nhưng vẫn giữ được hình dạng va cấu trúc sản phẩm.

Trong quá trình chín phomat, do hang loạt biến đổi xảy ra trong thanh phần phomat,nên mùi vị phomat sẽ thay đổi cùng với sự tích tụ các sản phẩm của sự chuyển hóa cácchất Mùi vị phomat la kết quả của sự phối hợp của rất nhiều hợp chất hóa học trongcác sản phẩm của sự chuyển hóa protein, chất béo, lactose Khi phomat chín, tức la lúcnay sự biến đổi protein, chất béo, lactose phù hợp nhất Nói cách khác, thời điểmphomat chín la lúc chúng có mùi vị hai hòa , đặc trưng va tính chất cảm quan tốt nhất.Nếu tiếp tục kéo dai thời gian ủ chín ngay cả trong điều kiện tốt thì tỷ lệ các chất tạomùi vị sẽ thay đổi va lam giảm chất lượng phomat

2.4. Sự tạo thành các chất khí

Trong quá trình ủ chín phomat, hang loạt các phản ứng hóa sinh xảy ra, kết quả giảiphóng các loại khí amoniac, cacbondioxyt, hydro…các chất khí tạo thanh trong khốihạt phomat sẽ tạo thanh các lỗ rỗng ở phomat thanh phẩm

-Amoniac được tạo thanh ở phản ứng deamin Thông thường amoniac tạo thanh trênlớp bề mặt ngoai phomat nơi ma ở đó phản ứng deamin xảy ra mạnh mẽ Một phầnamoniac lại tác dụng với các acid, trung hòa chúng Một phần amoniac lại tích tụ ởdạng tự do.Đó la lý do vì sao ở hầm bảo quản phomat có mùi amoniac

-Khí hydro được giải phóng trong quá trình lên men butiric của lactose Khí hydro hòatan kém trong nước, dễ dang khuếch tán do đó trong phomat, lượng khí hydro rất nhỏ.Tuy nhiên, nếu quá trình lên men butiric xảy ra quá mạnh mẽ (vì một lý do nao đó) thìlượng hydro tạo ra sẽ rất nhiều, va khi đó các lỗ hổng trong phomat la quá lớn (phomatbị rỗ) lam phomat tạo thanh sẽ kém chất lượng

-Cacbon dioxyt chiếm tới 90% tổng số chất khí trong phomat Chất khí nay được tạothanh trong quá trình chuyển hóa lactose bởi các vi khuẩn tạo mùi thơm, vi khuẩnpropionic, vi khuẩn butiric Cũng như từ quá trình khử CO2 của các acid béo va acidamin Khí CO2 hòa tan tốt trong nước, số lượng khí CO2 tạo thanh dung dịch quá bãohòa (bởi CO2) trong khối phomat, do đó khi gặp điều kiện thuận lợi thì giải phóng ra

va tích tụ trong các khoảng trống va lớn dần tạo thanh lỗ hổng Khí CO2 giải phóngnhanh thì cùng một lúc có nhiều trung tâm tích tụ khí nay, kết quả có nhiều lỗ hổngvới kích thước nhỏ Ngược lại, khí CO2 giải phóng chậm thì lỗ hổng tạo thanh ít nhưngkích thước lớn hơn

Người ta còn nhận thấy nếu dùng chủng chỉ gồm Streptococcus lactic thì phomat thanh phẩm không có lỗ hổng Trong khi đó Streptococcus paracitrovorus lại có khả

năng tạo khí nhiều nhất

Ngoai CO2, NH3, H2 trong thanh phần chất khí còn có O2 va N2 Có thể khí O2 va N2 đãlọt vao phomat trong quá trình đổ phomat vao khuôn O2 ảnh hưởng xấu tới chất lượngphomat vì nó sẽ oxy hóa chất béo, tuy nhiên, O2 được vi khuẩn sử dụng nên mất đi rấtnhanh

PHẦN III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT

- Ham lượng chất béo theo tỷ lệ giữa lượng chất béo với lượng chất khô trong phomat(tính theo %)

Các loại phomat chế biến từ cùng một loại sữa có thanh phần như nhau có thể có hamlượng chất béo tuyệt đối khác nhau bởi lẽ ham lượng nước trong các loại phomatkhông giống nhau Bởi vậy để chẩn hóa, người ta chỉ dùng khái nệm ham lượng chấtbéo theo chất khô Ham lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn dùng để sản xuất loạiphomat nao đó được tính bằng:

MTC = Trong đó: MTC la ham lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn (%)

Ps la ham lượng protein của sữa (%)MCK la ham lượng chất béo theo chất khô của loại phomat định sản xuất

k la hệ số thực nghiệmỞ các dây chuyền sản xuất hiện đại, quá trình tách va hiệu chỉnh lượng chất béo trongsữa được thực hiện hoan toan tự động bằng quá trình ly tâm

Sữa được bơm vao máy ly tâm hoạt động liên tục được hai dòng sản phẩm thóat ra lasữa gầy va cream Ham lượng béo trong hai dòng sản phẩm trên phụ thuộc va chế độhoạt động của máy ly tâm Tùy theo loại phomat cần sản xuất ma một phần cream sẽđược phối trộn trở lại với dòng sữa gầy để ham lượng chất béo của sữa đạt đúng giá trịyêu cầu

Đối với một số trường hợp sản xuất các loại phomat có ham lượng béo cao, sau giaiđoạn chuẩn hóa, các nha sản xuất bắt buộc thực hiện quá trình đồng hóa

Thanh trùng

Thanh trùng để tiêu diệt các loại vi trùng cần thiết Tuy nhiên, thanh trùng đã phá vỡcân bằng giữa các muối, lam giảm ham lượng muối calci ma kết quả la lam giảm khảnăng đông tụ của rennin Để khắc phục nhược điểm nay, người ta phải bổ sung calcidưới dạng CaCl2

Trong sản xuất phomat, người ta không sử dụng chế độ nhiệt độ cao lam tiêu diệt hoantoan vi sinh vật, bởi vì khi đó sẽ gây ra sự biến đổi không thuận nghịch các tính chất lýhóa của sữa, biến sữa đó thanh nguyên liệu không được dùng để sản xuất phomat Chế

độ thanh trùng phổ biến la 72-76oC trong 15-20s, nhiệt độ nay không tiêu diệt đượccác bao tử, các vi khuẩn chịu nhiệt Phụ thuộc vao chất lượng sữa ma chọn chế độthanh trùng thích hợp Tuy nhiên, thực tế cho thấy phomat lam từ sữa không thanhtrùng có mùi vị va hương thơm đặc trưng hơn, hấp dẫn hơn Khi đó, chất lượng củasữa nguyên liệu phải la loại đặc biệt.

Lên men và đông tụ sữa

-Nhân giống: Để nhân giống vi khuẩn lactic, người ta thường chọn môi trường sữahoặc huyết thanh sữa Đối với môi trường sữa, ta có thể sử dụng sữa tươi hoặc bột sữagầy để pha chế môi trường Ham lượng chất khô của môi trường được hiệu chỉnhkhoảng 10÷12%, pH=6.5÷6.6 trước khi cấy giống

-Lên men: Sau khi sữa được lam nguội, chủng vi khuẩn lactic được cấy vao sữa va giữ

ở nhiệt độ lên men cho đến khi độ acid tăng từ 16-18oT đến 32-35oT Quá trình naygóp phần lam tăng khả năng đông tụ sữa của renin Trong một số trường hợp, việc cấychủng vi sinh vật vao sữa có thể tiến hanh trước bước thanh trùng, vì khi bảo quản sữa

ở nhiệt độ thấp trong thời gian dai thì khả năng đông tụ sữa bởi renin giảm (tức lamtăng thời gian đông tụ) va lam giảm cả hiệu suất phomat việc cho chủng vi khuẩnLactic vao để giữ cho pH ổn định trong suốt thời gian bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp.Sau đó sữa được thanh trùng sẽ tiêu diệt hết vi khuẩn lactic bổ sung, các công đoạntiếp theo tiến hanh như đối với sữa bình thường

-Đông tụ: Sau khi sữa đạt đô chua 32-35oT người ta bổ sung renin va CaCl2 Nhiệt độtối ưu của rennin la 40oC, nhưng trong thực tế người ta thường đông tụ ở 30-32oC với

lý do: có thể sử dụng một lượng renin lớn hơn mức cần để đông tụ, lượng dư nay giúpcho quá trình chín sinh học ở giai đoạn ủ chín cũng như thu được hạt phomat có độcứng vừa phải, một lý do nữa la nhiệt độ thấp phù hợp với sự phát triển của hỗn hợp vikhuẩn trong sữa (cùng phát triển)

Tách huyết thanh sữa

Sau quá trình đông tụ sữa, người ta tiến hanh tách sơ bộ huyết thanh sữa ra khỏi bồnđông tụ bằng cách khuấy trộn Việc khuấy trộn định kỳ trong quá trình đông tụ cũnggiúp quá trình tách huyết thanh sữa diễn ra dễ dang hơn Có khoảng 30÷40% huyếtthanh được tách ra trong giai đoạn nay Các khối đông có kích thước 2,0÷2,5 cm Độchua huyết thanh sữa la 14÷16oD Tổng thời gian cho quá trình xử lý va tách sơ bộhuyết thanh sữa từ thiết bị đông tụ la khoảng 30-50 phút

Ngoai yếu tố cơ học (khuấy) người ta còn dùng yếu tố nhiệt độ để đẩy nhanh tốc độtách whey Tùy loại phomat, nhiệt độ có thể la 38-42oC hoặc 52-58oC, tốc độ gia nhiệtkhoảng 0.3-0.6oC/phút, sau khi đạt tới nhiệt độ thích hợp thì tiếp tục khuấy 20-30 phút

Đổ khuôn

Gồm hai quá trình ép thanh bánh va nén

-Ép thành bánh: có hai cách lam la ép khối phomat ngay trong thiết bị sản xuất nó

hoặc bên ngoai Theo cách đầu người ta tháo hết whey, nhao sơ bộ khối hạt phomat rồiđặt tấm kim loại lên trên nén sơ bộ, sau đó cắt khối thanh từng miếng có trọng lượngnhất định cho vao khuôn Cách thứ hai la tháo khoảng 50-60% whey rồi đổ khối hạtphomat còn lại vao các khuôn ép chặt Ở thanh khuôn có lỗ nhỏ thoát nước

-Nén phomat: Trong quá trình nén, các hạt phomat kết dính thanh một khối va phomat

có nhiều hình dạng nhất định Đây cũng la giai đoạn điều chỉnh ham lượng nước củaphomat Đối với từng loại phomat, các thông số như áp suất nén, thời gian nén, nhiệtđộ, pH… la những hằng số

Phomat cứng áp suất nén 0.4-0.5 bar trong 24-48 giờ

Phomat mềm áp suất nén 0.4-0.5 bar trong 2-3 giờ

Trong quá trình đổ khuôn, quá trình tách whey va lên men lactic vẫn tiếp tục diễn ra,số lượng tế bao vi khuẩn lactic đạt đến hang tỷ trong một gam phomat, do đó độ chuacủa hỗn hợp khối đông cũng tăng dần Phomat lúc nay có thanh phần chủ yếu la casein