Thành phần chính của sữa
Protein: Đây là thành phần có lượng acid amin cân đối, có độ đồng hóa cao.
Chất béo bao gồm acid béo no và acid béo không no, trong đó sữa chứa khoảng 29% acid béo không no và 6% acid béo no Chất béo đóng vai trò quan trọng như dung môi, giúp hòa tan và tăng cường khả năng hấp thu các vitamin tan trong dầu như A, D, E và K.
Hình 1 Giới thiệu về sữa
Sữa chứa nhiều khoáng chất quan trọng như đồng, kẽm, sắt, kali, magie và selen Đặc biệt, sữa là nguồn cung cấp canxi dồi dào, rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Canxi trong sữa tồn tại dưới dạng kết hợp với casein, với tỷ lệ canxi/phospho hợp lý, giúp cơ thể dễ dàng hấp thu.
Các loại vitamin: Sữa chứa rất nhiều loại vitamin như vitamin B (vitamin B1, B3, B5,B6 và B9 ), vitamin D, vitamin E và vitamin K Đặc biệt sữa có hàm lượng vitamin A,vitamin B2 và vitamin B12 cao.
Các sản phẩm từ sữa
Các sản phẩm từ sữa gồm nhiều dạng khác nhau, phổ biến như: Sữa chua, phô mai, bơ sữa, kem.
Sữa và sản phẩm chế biến từ sữa có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp đầy đủ các chất cần thiết cho con người Trong đó, phô mai là nguồn cung cấp đạm, canxi và photpho dồi dào, rất bổ dưỡng và tốt cho sức khỏe xương Ngoài ra, phô mai còn giúp chống lại ung thư đường ruột và một số loại ung thư khác trong hệ tiêu hóa.
2 GIỚI THIỆU VỀ PHÔ MAI
Phô mai, hay còn gọi là pho mát trong tiếng Việt, là một loại thực phẩm được chế biến từ sữa và rất phổ biến trong ẩm thực phương Tây.
Phô mai là sản phẩm từ sữa có giá trị dinh dưỡng cao, chủ yếu được hình thành từ casein qua quá trình lên men lactic, tạo ra dạng gel mất nước Phô mai giữ lại hoàn toàn lượng chất béo ban đầu, được gọi là phô mai béo, và chứa một ít lactose dưới dạng acid lactic cùng với tỷ lệ khác nhau về chất khoáng Sản phẩm này giàu đạm, canxi và các chất dinh dưỡng dồi dào, với protein và chất béo dễ hấp thu, bao gồm đầy đủ các axit amin không thay thế, vitamin và khoáng chất Chỉ cần 60g phô mai mỗi ngày, trẻ đã có đủ lượng canxi cần thiết cho một ngày.
Trong phô mai chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino acid), lipid 30%, các muối khoáng, các vitamin (A, B1, B2, C, v.v.)
Mặc dù phô mai có nhiều lợi ích, bạn cần lưu ý rằng nó chứa nhiều chất béo không bão hòa, có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe tim mạch nếu tiêu thụ với số lượng lớn.
3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ PHÔ MAI
Trên thế giới
Khi nghĩ đến phô mai, nhiều người thường liên tưởng ngay đến Hà Lan, nhưng thực tế, Hoa Kỳ mới là quốc gia sản xuất phô mai hàng đầu thế giới với hơn 5 triệu tấn mỗi năm Trong khi đó, Pháp lại nổi bật với sự đa dạng về chủng loại phô mai, ước tính có hơn 1000 loại khác nhau.
Hình 3 Giới thiệu về phô mai
Người Pháp có câu thành ngữ “Un fromage par jour de l’année”, nghĩa là mỗi loại phô mai cho mỗi ngày trong năm Đối với họ, phô mai không chỉ là món ăn mà còn là một phần không thể thiếu trong bữa ăn, thường được dùng như món tráng miệng Sau khi thưởng thức món chính, người Pháp thường kết hợp phô mai với bánh mì nướng giòn vàng và một ly rượu vang đỏ.
Tùy theo sở thích cá nhân, người tiêu dùng có thể lựa chọn loại phô mai phù hợp để thưởng thức sau bữa ăn Trong đó, phô mai comté và camembert là hai loại được ưa chuộng nhất nhờ hương vị nhẹ nhàng và dễ ăn.
Hà Lan nổi tiếng với hàng trăm loại pho mát đa dạng màu sắc như trắng, vàng, hồng, cam, đỏ, lam và xám Những loại pho mát này không chỉ có thể kết hợp tuyệt vời với bánh mì và trái cây, mà còn là lựa chọn lý tưởng để thưởng thức cùng rượu Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để trang trí cho các bữa tiệc và làm đẹp không gian sống trong mỗi gia đình.
Hà Lan hiện đang dẫn đầu thế giới về sản xuất phô mai, bột sữa và bơ, với thành phố Alkmaar nổi bật nhờ phương pháp làm phô mai độc đáo từ thời trung cổ Kể từ thế kỷ 13, phô mai Alkmaar đã được công nhận là ngon nhất khu vực.
Hình 5 Phô mai tại Hà Lan
Hà Lan là quốc gia nổi tiếng với sản xuất và xuất khẩu phô mai, với tổng lượng tiêu thụ nội địa chỉ khoảng 150 triệu kilogram mỗi năm, trong khi đó, họ xuất khẩu lên đến 550 triệu kilogram phô mai.
Hy Lạp không phải là quốc gia sản xuất nhiều phô mai nhất hay có nhiều loại phô mai nhất, nhưng lại tự hào là quốc gia tiêu thụ phô mai nhiều nhất thế giới Theo thống kê, mỗi người dân Hy Lạp tiêu thụ khoảng 27,3 kg phô mai mỗi năm.
Phô mai là nguyên liệu thiết yếu trong ẩm thực Mỹ, góp phần tạo nên hương vị đặc sắc cho nhiều món ăn, đặc biệt là pizza.
Hình 6 Phô mai Tại Hy Lạp
Thụy Sĩ nổi tiếng với nhiều loại phô mai phổ biến như gruyère, emmental, bagne và conche Đặc biệt, phô mai orsière từ vùng Valois được biết đến với món raclette, làm từ sữa hớt kem và tẩm rượu chát hoặc rượu táo.
Các loại phô mai thông dụng là gorgonzola, parmesan, mozzarella Các loại broccio, ricotta và caciocavallo từ sữa ngựa Còn provolone bằng sữa trâu.
Queso, nghĩa là phô mai trong tiếng Tây Ban Nha, có nhiều loại phong phú tại Tây Ban Nha và Châu Mỹ Latinh, như queso blanco, de cabrales (dê) và de sierre Một trong những loại phô mai nổi tiếng là Manchego, được làm từ sữa cừu và được nhà văn Mỹ Hemingway ca ngợi.
Hình 8 Phô mai tại Thụy Sĩ
Tại Việt Nam, phô mai được sản xuất tại hai địa điểm chính: xưởng chế biến và phòng phơi khô, lên men Sản phẩm phô mai có thể được tiêu thụ dưới dạng tươi, khô hoặc lâu năm Một trong những loại phô mai phổ biến là Burgos, được làm từ sữa cừu và có thể được tiêu thụ cả ở dạng tươi lẫn khô.
Ở Việt Nam
Giải thích quy trình
Quá trình xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt và ức chế hệ vi sinh vật và enzyme trong sữa.
Thiết bị và các thông số công nghệ :
- Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc dạng ống lồng ống.
Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt là yếu tố quan trọng trong quá trình trao đổi nhiệt, với nhiệt độ đạt từ 64 - 65 độ C trong khoảng thời gian 15-20 giây Việc kiểm soát chính xác các thông số này giúp tối ưu hóa hiệu suất của thiết bị trao đổi nhiệt, đảm bảo hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp Tham khảo thêm tại các nguồn như heatexchanger.vn và saturnec.com để biết thêm thông tin chi tiết về công nghệ và thiết bị trao đổi nhiệt.
Các biến đổi nguyên liệu :
- Sinh học và hóa sinh: các vi sinh vật và enzyme trong sữa bị ức chế
- Hóa lý: một số protein bị biến tính nhiệt, độ hòa tan của protein bị giảm xuống.
Phản ứng Maillard giữa nhóm khử của đường lactose và nhóm acid amin peptide trong sữa tạo ra melanoidin là một quá trình hóa học quan trọng Tuy nhiên, do phương pháp xử lý ở nhiệt độ thấp, phản ứng màu sắc chưa thể hiện rõ.
Sau khi xử lý nhiệt, tỉ trọng của sữa giảm, trong khi độ nhớt lại tăng lên Quá trình này làm lộ các nhóm kỵ nước, dẫn đến khả năng tan giảm và khả năng giữ nước cũng bị suy giảm Ngoài ra, nhiệt độ cao còn ảnh hưởng đến khả năng kết tinh của sữa.
Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tươi trước khi đưa vào sản xuất phô mai.
Thiết bị và thông số công nghệ :
Nếu hàm lượng chất béo trong sữa vượt quá yêu cầu, cần sử dụng hệ thống chuẩn hóa sữa với các thiết bị truyền nhiệt, thiết bị ly tâm, và dụng cụ đo tỷ trọng cùng lưu lượng dòng chảy, bao gồm cả các van và hộp điều khiển.
Nếu hàm lượng chất béo trong sữa tươi không đạt yêu cầu, cần sử dụng thiết bị phối trộn hình trụ đứng với cánh khuấy và bộ phận gia nhiệt để điều chỉnh.
- Sữa được chuẩn hóa về hàm lượng 28g/l Thỉnh thoảng, người ta hiệu chỉnh cả hàm lượng protein.
Các biến đổi của nguyên liệu :
Trong quá trình chuẩn hóa các chỉ tiêu vật lý của sữa sẽ thay đổi như tỷ trọng và hệ số truyền nhiệt.
Trong quá trình lên men sơ bộ, vi sinh vật sẽ tổng hợp một số cấu tử hương, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các tính chất cảm quan đặc trưng của phô mai thành phẩm.
- Chuẩn bị: lên men sơ bộ làm giảm pH của sữa tươi chuẩn bị cho quá trình đông tụ.
Các biến đổi của nguyên liệu :
Vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường trao đổi chất và sinh trưởng Các vi khuẩn lactic lên men đồng hình sản sinh acid lactic, trong khi vi khuẩn lên men lactic dị hình góp phần đa dạng hóa mùi, vị và cấu trúc của sản phẩm.
- Hóa sinh: Đường lactoza qua quá trình lên men sẽ tạo thành acid piruvic dưới tác dụng của lactatdehydrogenza của vi khuẩn sẽ tạo thành axit lactic.
- Hóa học: quá trình lên men lactic giảm pH trong sữa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đông tụ к-casein.
- Hóa lý: có sự đông tụ của sữa nhưng tốc độ đông tụ thấp do pH của sữa giảm.
Thiết bị và thông số công nghệ :
- Sử dụng thiết bị hình trụ đứng bên ngoài có vỏ áo để điều nhiệt, bên trong có cánh khuấy để đảo trộn khi cấy giống.
- Nhiệt độ quá trình lên men sơ bộ là 8-14 O C, thời gian lên men kéo dài 15-20 giờ Khi quá trình lên men kết thúc, pH của sữa sẽ là 6.30 - 6.35.
Quá trình này sẽ ức chế vi sinh vật có trong sữa sau quá trình lên men sơ bộ để chuẩn bị cấy vi sinh vật mới.
Các biến đổi của nguyên liệu :
- Sinh học: các vi sinh vật gây bệnh và hư hỏng sữa bị tiêu diệt.
- Hóa lý: một số phân tử protein bị biến tính nhiệt Tùy theo chế độ xử lý nhiệt mà mức độ biến tính của các protein sẽ khác.
- Hóa học: nhiệt độ thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra Quan trọng nhất là phản ứng tạo tạo màu cho sữa: Maillard
- Vật lý: tỷ trọng và độ nhớt của sữa sẽ thay đổi trong quá trình xử lý nhiệt.
Các thiết bị và thông số :
- Sử dụng thiết bị trao đổi dạng bản mỏng hoặc dạng ống lồng ống để thanh trùng sữa
- Sữa nguyên liệu được thanh trùng ở 72 – 76 0 C trong thời gian 15-20 giây.
6.1.2.5 Quá trình cấy và lên men :
- Chuẩn bị: quá trình lên men tiếp tục làm giảm pH để chuẩn bị cho hoạt động xúc tác của enzyme trong quá trình đông tụ sữa tiếp theo.
- Hoàn thiện : quá trình lên men sẽ tiếp tục sinh ra nhiều cấu tử hương, góp phần tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Trong quá trình sinh học, số lượng vi sinh vật gia tăng, đi kèm với sự tăng cường của quá trình trao đổi chất Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào vi khuẩn, trong đó đường lactose có trong sữa được chuyển hóa thành các acid lactic khác nhau.
Lên men đồng hình là quá trình mà các vi khuẩn lactic như Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus chuyển hóa glucose thành acid lactic thông qua chu trình đường phân.
Lên men dị hình, như vi khuẩn Leuconostoc, chuyển hóa glucose thông qua chu trình pentose-phosphate, tạo ra acid lactic, ethanol, CO2 và các hợp chất hương vị cho phô mai.
Hóa sinh là quá trình diễn ra nhiều phản ứng chuyển hóa nhờ enzyme, đặc biệt trong chu trình đường phân và chu trình pentose, dẫn đến sự hình thành acid lactic Trong quá trình lên men dị hình, ngoài việc sản xuất acid lactic, còn tạo ra các hợp chất thơm như diaxetyl, axetoin và axit bay hơi, góp phần làm phong phú hương vị của phomai.
- Hóa lý: trong quá trình lên men sẽ sinh ra nhiều sản phẩm bay hơi như CO2 và rượu ethanol,…
- Vật lý: quá trình lên men làm tăng nhiệt độ và tỏa nhiệt ra bên ngoài.
- Cảm quan: tạo ra những hợp chất hương đặc trưng cho sản phẩm.
Hóa học có vai trò quan trọng trong việc làm giảm pH của sữa, dẫn đến một số phản ứng trong các chu trình trao đổi chất của vi sinh vật Những phản ứng này bao gồm phản ứng thủy phân, phản ứng tách nước và phản ứng nhân nước, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và sự phát triển của sản phẩm sữa.
Thiết bị và thông số :
- Sử dụng thiết bị hình trụ đứng bên ngoài có vỏ áo để điều nhiệt, bên trong có cánh khuấy để đảo trộn khi cấy giống.
- Tiến hành cấy vi sinh vật với tỉ lệ 1.5 – 2.0%, thời gian lên men từ 15 phút cho đến 1 giờ
30 phút, nhiệt độ lên men khoảng 33 - 36 o C Sau lên men pH sữa đạt 6.1 – 6.35.
Chế biến : làm đông tụ các к-casein trong sữa Sự đông tụ trong sữa sẽ quyết định đến cấu trúc, chất lượng của phomai thành phẩm sau này.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Sinh học : hệ vi sinh vật bao gồm vi khuẩn lactic và nấm men và nấm Geotricum candidum vẫn tiếp tục các hoạt động trao đổi chất.
- Hóa sinh : quan trọng nhất là phản ứng thủy phân к-casein do enzyme chymosin xúc tác, làm cho cấu trúc của các micelle trong sữa trở nên ổn định.
Trong quá trình đông tụ casein, các thành phần như chất béo và các nguyên liệu khác trong sữa sẽ kết hợp để tạo thành cấu trúc của khối đông Kết quả cuối cùng là sự hình thành hai pha rắn và lỏng trong sữa.
Thiết bị và thông số :
- Sử dụng bể đông hình chữ nhật, họat động theo phương bán cơ giới.
- Nhiệt độ sữa đông tụ là 36 - 39 o C thời gian từ 30 - 45phút.
6.1.2.7 Quá trình tách sơ bộ huyết thanh:
Để chuẩn bị cho quá trình đổ khuôn phô mai, cần tách các chất lỏng có trong khối đông sữa và làm ổn định cấu trúc của khối đông.
Quá trình đông tụ trong chế biến sữa tạo ra hai sản phẩm chính: khối đông và huyết thanh sữa Khối đông được tách ra để chế biến thành phô mai, trong khi huyết thanh sữa được coi là phụ phẩm Huyết thanh sữa chứa nhiều glucose, whey, protein, calcium và một số thành phần dinh dưỡng khác.
SO SÁNH QUY TRÌNH
Quy trình 1: Sản xuất phô mai từ sữa tươi Ưu điểm Nhược điểm
- Lên men sơ bộ làm giảm nhẹ pH của sữa tươi -> quá trình đông tụ diễn ra nhanh hơn.
Sữa tươi được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, đảm bảo không chứa kháng sinh và bacteriophage Hơn nữa, sữa cũng không bị nhiễm các chất tẩy rửa hay chất sát trùng từ dụng cụ chứa và hệ thống vận chuyển.
- Việc bổ sung canxi clorua vào sữa, góp
- Quá trình xử lý nhiệt tốn nhiều năng lượng và làm mất đi một số thành phần dinh dưỡng và tính chất cảm quan của sữa.
Sữa tươi không được tiệt trùng có thể chứa các tác nhân gây bệnh từ động vật hoặc do nhiễm khuẩn trong quá trình vắt sữa, điều này có thể ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.
- Việc bổ sung canxi clorua vào sữa, làm cho sữa có vị đắng.
29 phần làm cho sản phẩm đông tụ tốt hơn.
- Tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật trong quá trình sản xuất cao, nghiêm ngặt.
Thanh trùng là quá trình giúp tiêu diệt vi sinh vật và vô hoạt enzyme, từ đó ngăn ngừa những tác động tiêu cực cho các giai đoạn tiếp theo Quan trọng hơn, phương pháp này giữ nguyên toàn bộ chất dinh dưỡng, không làm mất đi vitamin và khoáng chất cần thiết.
- Hàm lượng dinh dưỡng và độ ẩm cao, phô mai rất dễ nhiễm và tái nhiễm vi sinh vật.
- Quá trình thanh trùng không tiêu diệt được các bào tử.
Quy trình 2: Sản xuất phô mai từ cream Ưu điểm Nhược điểm
- Đồng hóa làm giảm kích thước các hạt cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa.
- Sữa bột nguyên kem giữ được hầu hết giá trị dinh dưỡng vốn có trong sữa và hạn chế sự phát triển của một số vi sinh vật.
- Ion canxi liên kết với casein tạo thành caseinat canxi ở trạng thái hòa tan -> giúp cho sữa có trạng thái đồng nhất tốt.
- Tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật trong quá trình sản xuất cao, nghiêm ngặt.
Thanh trùng là quá trình quan trọng giúp tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt enzyme, từ đó ngăn ngừa những bất lợi cho các công đoạn tiếp theo Đặc biệt, phương pháp này giữ nguyên toàn bộ chất dinh dưỡng, không làm mất đi vitamin và khoáng chất cần thiết.
- Do kích thước các hạt cầu béo lớn và nổi lên trên bề mặt, tạo ra màng gây nên sự phân lớp.
Chất béo kem trong phô mai dễ bị oxy hóa nếu không được bảo quản đúng cách, dẫn đến sản phẩm có vị đắng đặc trưng.
- Việc bổ sung canxi clorua vào sữa, góp phần làm cho sản phẩm đông tụ tốt hơn, nhưng đồng thời làm cho sữa có vị đắng.
- Hàm lượng dinh dưỡng và độ ẩm cao, phô mai rất dễ nhiễm và tái nhiễm vi sinh vật.
- Quá trình thanh trùng không tiêu diệt được các bào tử.
BÀI BÁO KHOA HỌC
Máy phân tích độ nhớt nhanh (RVA) là thiết bị tích hợp máy tính, thường được sử dụng để phân tích đặc tính nhớt của tinh bột và ngũ cốc đã nấu chín RVA có khả năng đo độ nhớt biểu kiến trong các điều kiện cắt và nhiệt độ khác nhau mà người dùng xác định Với cỡ mẫu nhỏ hơn 30 g, thiết bị có thể đo độ nhớt biểu kiến từ 50-50.000 cP ở nhiệt độ từ 0 đến 99°C.
Gần đây, RVA đã được áp dụng để phân tích đa dạng các sản phẩm sữa, đặc biệt là pho mát chế biến, theo nghiên cứu của Bennett và cộng sự (2000), Haydon và cộng sự (2000), cũng như Metzger và Leman (2001).
Phô mai chế biến là sản phẩm bao gồm phô mai tự nhiên, muối nhũ hóa và một lượng hạn chế các thành phần bổ sung Trong quá trình sản xuất, phô mai và các thành phần khác được nấu chảy thành một khối đồng nhất thông qua việc trộn liên tục Có khả năng sản xuất phô mai chế biến ở quy mô nhỏ bằng RVA Nhiều yếu tố, như thành phần, loại và mức độ nhũ hóa muối, thông số sản xuất và đặc tính của phô mai tự nhiên, đã được chứng minh có ảnh hưởng đến tính chất của phô mai chế biến Mục tiêu của nghiên cứu là xác định khả năng sử dụng RVA để sản xuất và phân tích phô mai chế biến ở quy mô nhỏ.
Nguyên liệu và phương pháp
Quy trình chế biến phô mai bao gồm ba lần lặp lại, với các sản phẩm có tỷ lệ chất béo và độ ẩm khác nhau: phô mai chế biến (25% chất béo, 44% độ ẩm) và phết phô mai chế biến (20% chất béo, 48% độ ẩm) Sản xuất được thực hiện theo mẻ 30 g bằng RVA, với nhiệt độ tăng từ 25 lên 80°C trong 4 phút và giữ ở 80°C trong 6 phút Tốc độ khuấy cũng được tăng từ 0 lên 600 vòng/phút trong 3 phút và duy trì ở tốc độ này trong suốt quá trình sản xuất Trước và sau khi sản xuất, hộp chứa sản phẩm được cân để đảm bảo độ chính xác.
Quy trình cheese tan chảy bắt đầu bằng việc làm lạnh phô mai đến 7°C Sau đó, phô mai được lấy ra khỏi hộp RVA và nghiền nhỏ Đặc tính nóng chảy của phô mai, bao gồm độ nhớt nóng và thời gian tan chảy cao nhất, được xác định thông qua thử nghiệm tan chảy phô mai theo quy trình RVA (Metzger và Leman 2001).
Kết quả và thảo luận
Quy trình sản xuất phô mai cho thấy mức giảm trọng lượng trung bình lần lượt là 0,272 g, 0,281 g và 0,347 g cho các loại chế biến phô mai khác nhau Kết quả này cho thấy một lượng nhỏ độ ẩm, khoảng 1%, bị mất trong quá trình sản xuất tại RVA Để bù đắp cho sự mất mát này, trong tương lai, cần bổ sung thêm 0,3 g nước vào công thức sản xuất phô mai.
Xử lý chcãe.se nieltabiliti’ Độ nhớt núng trung bỡnh *'as 866 (RSD 4.64), 1050 (RSD
- 6.23) và 768 (RSD - 4.78) cP (rết) và thời gian trung bình tại điểm tan chảy cao nhất là 2,72 (RSD
Nghiên cứu cho thấy rằng độ nhớt nóng của RVA và thời gian tan chảy cao nhất là những chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng tan chảy của phô mai trong quá trình chế biến Kết quả cho thấy sự khác biệt giữa các lô sản phẩm về đặc tính tan chảy của phô mai chế biến, thực phẩm phô mai chế biến và độ phết của phô mai chế biến là nhỏ, với RSD