Khảo Sát Các Chỉ Tiêu Sinh Hóa Của Một Số Phomai Thương Phẩm Trên Thị Trường Và Bước Đầu Thử Nghiệm Chế Biến Phomai.pdf

Sự thay đổi các thành phần của sữa trong quá trình sản xuất phô mai ❖ Sự thay đổi của lactose Lactose được lên men biến thành rượu, các loại acid hữu cơ, các chất khí.. - Hàm lượng củ



Đề Tài: KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU SINH HOÁ CỦA

MỘT SỐ PHOMAI THƯƠNG PHẨM TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM CHẾ

BIẾN PHOMAI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

CHUYÊN NGÀNH SINH HOÁ THỰC PHẨM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS LÊ CHIẾN PHƯƠNG

ThS VŨ ĐĂNG KHÁNH SINH VIÊN THỰC HIỆN: VŨ THỊ LAN

KHOÁ HỌC: 2000-2004

Thành phố Hồ Chí Minh - năm 2004

Lời cảm ơn

Lời trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đến:

Thầy Lê Chiến Phương đã luôn tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này

Thầy Vũ Đăng Khánh đã tận tình chỉ bảo và hỗ trợ cho em rất nhiều trong thời gian thực hiện khoá luận

Thầy Vũ Văn Độ, cô Đỗ Thị Tuyến cùng các thầy cô, anh chị và các bạn ở viện Sinh học Nhiệt đới đã động viên giúp đỡ em trong thời gian thực hiện khoá luận tại Viện

Và em xin tỏ lòng biết ơn sau sắc nhất đến quý thầy cô khoa Công Nghệ Sinh Học Trường ĐH Mở Bán Công đã tận tình dạy bảo và truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt 4 năm học qua

Xin cám ơn bạn Trần Thị Tuyết Dung lớp Công Nghệ Sinh Học trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên cùng các bạn lớp SH00B đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 11 năm 2004

Vũ Thị Lan

PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Lời mở đầu 1

PHẦN II :TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Vài nét sơ lược về sữa 2

2.1.1 Thành phần hoá học và tính chất của sữa 2

2.1.2 Sự thay đổi các thành phần của sữa trong quá trình sản xuất phomai 8

2.2 Giới thiệu sơ lược về phomai 9

2.2.1 Nguyên lí cơ bản của sản xuất phomai 10

2.2.2 Sự đông tụ (hay đông đặc) của sữa 10

2.2.2.1 Đông tụ bởi lactic 10

2.2.2.2 Đông tụ bởi men dịch vị 11

2.2.3 Quá trình tách nước của khối đông tụ 11

2.2.3.1 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ lactic 12

2.2.3.2 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ bởi men dịch vị 12

2.2.4 Tinh luyện phomai 13

2.2.5 Quá trình chín của phomai 15

2.2.6 VSV công nghiệp sản xuất phomai 16

2.2.6.1 Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic 17

2.2.6.2 Sử dụng chế phẩm nấm mốc 18

2.3 Tổng quan về vi khuẩn lactic 19

2.3.1 Đặc điểm chung về vi khuẩn lactic 19

2.3.2 Các yếu tố quyết định sự sinh trưởng và phát triển của VK lactic 19

2.3.2.1 Quá trình lên men lactic 20

2.4 Tổng quan về nấm mốc 21

3.1 Vật liệu 23

3.1.1 Nguồn giống 23

3.1.2 Nguyên vật liệu dùng để chế biến phomai 23

3.2 Phương pháp nghiên cứu 24

3.2.1 Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô 24

3.2.2 Định lượng muối NaCl theo phương pháp Morh 25

3.2.3 Xác định hàm lượng đạm tổng 26

3.2.4 Xác định hàm lượng đạm formon 29

3.2.5 Xác định hàm lượng đạm amoniac 31

3.2.6 Xác định hàm lượng đường tổng 33

3.2.7 Xác định đường khử 35

3.2.8 Xác định lipid thô bằng phương pháp soxhlet 36

3.2.9 Xác định lipid bằng phương pháp Folch 37

3.2.10 Xác định chỉ số peroxit 38

3.2.11 Thử nghiệm chế biến phomai 40

3.2.11.1 Tách chiết enzyme rennet 40

3.2.11.2 Thử nghiệm chế biến phomai 41

PHẦN 4 : KẾT QUẢ - BIỆN LUẬN 4.1 Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng của các loại phô mai thương phẩm 43

4.1.1 Độ ẩm 43

4.1.2 Hàm lượng muối 43

4.1.3 Hàm lượng đạm có trong một số sản phẩm phomai 43

4.1.4 Hàm lượng lipid thô 44

4.1.5 Chỉ số peroxit 44

4.1.6 Hàm lượng đường 45

4.2.1 Lượng đạm tổng số 45

4.2.2 Lượng đạm formol 45

4.2.3 Lượng đạm amoniac 46

4.2.4 Hàm lượng đường tổng và đường khử 46

4.2.5 Lipid 47

4.2.6 Tổng kết 47

4.3 Kết quả thử nghiệm chế biến phomai 48

4.3.1 Đông tụ sữa bằng enzyme rennet 48

4.3.2 Thử nghiệm chế biến phomai 48

PHẦN 5 : KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN I

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Lời Mở Đầu

Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chất dinh dưỡng đầy đủ và

cân đối nhất Các sản phẩm từ sữa bò cũng rất đa dạng và phong phú Từ

nguyên liệu sữa bò người ta đã chế ra vô vàn các sản phẩm có cấu trúc và

hương vị khác nhau Chỉ riêng phomai có đến 2000 chủng loại

Các sản phẩm từ sữa có thể ở dạng rắn như các phomai với kết cấu hình

thù và tính cảm vị đặc trưng mang phong vị của từng xứ sở, quê hương; dạng

hạt trong các sữa bột; hoặc hạt đặc, mịn màng đôi khi có thêm hương vị của

hoa trái như trong các sữa chua, dạng lỏng như trong các sữa cô đặc với

đường

Ở nước ta, tình hình chăn nuôi bò sữa đã và đang được mở rộng Tuy

nhiên, các sản phẩm từ sữa vẫn còn đơn điệu Phomai là sản phẩm giàu dinh

dưỡng nhất từ sữa, nhưng sản phẩm phomai có mặt trên thị trường còn chưa

phổ biến, có chăng chỉ là những sản phẩm nhập từ nước ngoài Qui trình

công nghệ chế biến phomai cũng đã được phổ biến rộng rãi trên nhiều

phương tiện truyền thông, nhưng chúng ta vẫn chưa thực sự bắt tay vào sản

xuất một sản phẩm cho riêng mình, với khẩu vị của người Việt Nam

Nhằm tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu sữa tươi có sẵn trong nước,

đồng thời bổ sung sản phẩm giàu dinh dưỡng vào khẩu phần của người Việt

Nam, làm đa dạng hoá các sản phẩm từ sữa Chúng tôi đã tiến hành nghiên

cứu một số thành phần dinh dưỡng trong các sản phẩm phomai có nguồn gốc

từ nước ngoài đồng thời thử nghiệm chế biến một số sản phẩm phomai dựa

theo quy trình có sẵn từ bao thế kỷ qua

PHẦN II

TỔNG QUAN TÀI

LIỆU

2.1 VÀI NÉT SƠ LƯỢC VỀ SỮA

2.1.1 Thành phần hoá học và tính chất của sữa

Sữa là một dung dịch sinh học, được tạo thành từ tuyến sữa của động

vật Sữa chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng, các enzyme, hormone, khoáng,

vitamin cần thiết cho sự phát triển của trẻ em và động vật còn non Có thể

tham thảo bảng số liệu sau

Bảng 1 :Thành phần hoá học của sữa bò

Thành phần Hàm lượng(%)

4,5 – 5,0 0,01 – 0,1 số lượng ít

5,0 – 8,0

❖ Protein

Sữa bò chứa khoảng 2,9 – 4% protein Trong đó chủ yếu là casein,

chiếm khoảng 2,3 – 2,9% Protein của sữa chứa đầy đủ các acid amin không

thay thế và rất cân đối về thành phần các acid amin Ta có thể tham khảo

trong bảng 2 thành phần các acid amin của sữa như sau :

Bảng 2 : Thành phần acid amin của sữa

Acid amin Thành phần (%)

6,90 2,74 11,44 5,75 1,40 19,14 1,60 6,28 11,7 3,16 3,55 5,13 3,51 5,24 1,94 3,40 3,5

2,1 1,2 18,7 4,7 3,2 12,9 2,9 6,8 11,5 1,0 5,4 1,5 4,8 5,5 7,0 6,4 4,5

❖ Lipid

Lipid có trong sữa chiếm khoảng 3 – 5,2 % khối lượng sữa, và được chia

thành các nhóm sau :

-Mỡ

-Photphatit (lechithin, cephalin, photphatidiserin, photphatidinozit)

-Glycolipid

-Steroit

Bảng số 3 : Thành phần acid béo có trong sữa

Loại lipid Hàm lượng (%) Loại lipid Hàm lượng (%)

Oleic Linolenic Linoleic Arachidonic Palmitoleic Mirioleic

18,63 – 37,62 0,01 – 2,19 0,35 – 5,24 0,21 – 0,358 1,54 – 5,55 1,49 – 3,53

❖ Glucid

Đường chủ yếu có trong sữa là lactose Ngoài ra còn có galactose,

glucose, manose, fructose Lactose chiếm tới 4,7% trong sữa Lactose dễ bị

thuỷ phân dưới tác dụng của acid, nhiệt và enzyme lactose

C12H22O11H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Lactose ngậm nước glucose galactose

Sản phẩm thuỷ phân của lactose kết hợp với các acid amin là các

melanoidin Khi đun sữa ở nhiệt độ cao sữa sẽ bị caramen hoá Melanoidin

và các sản phẩm khác sẽ làm biến màu sữa

Đường lactose là loại đường rất dễ lên men và tiêu hoá Do đó bảo

quản sữa là một vấn đề rất khó Quá trình lên men được thực hiện bởi các vi

khuẩn lactic, propionic và butyric

C6H12O6 vi khuẩnlactic →

2CH3CHOHCOOH Glucose acid lactic

3CH3CHOHCOOH  vi khuẩn propionic →

❖ Các chất khoáng

Lượng các chất khoáng trong sữa không nhiều, nhưng sự có mặt các

chất khoáng đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của

sữa

Trong sữa có các chất khoáng đa lượng Ở dạng muối photphat, muối

clorua hoặc các muối khác Hàm lượng chúng như sau:

Là chất hữu cơ, chỉ có ở dạng vết trong sữa nhưng rất cần cho sự phát

triển, tồn tại cũng như hoạt động của các cơ quan Nhìn chung vitamin là các

chất không thể tổng hợp được trong cơ thể Sự thiếu khẩu phần thức ăn về

phương diện vitamin gây nên các chứng bệnh đặc trưng : Bệnh thiếu vitamin

Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng không lớn lắm Các

vitamin này thuộc hai nhóm

- Nhóm tan trong lipid gồm A, D, E

- Nhóm tan trong nước gồm B1, B2 , PP, C

Hàm lượng các vitamin có trong sữa như sau:

Sữa có nhiều loại enzyme nhưng việc nghiên cứu chúng còn khó khăn

bởi lẽ việc chiết tách các enzyme tự nhiên có trong sữa hoặc các enzyme có

trong các loại VSV trong chất lỏng không phải dễ dàng Trong sữa có hai

loại enzyme chính : Enzyme thuỷ phân và enzyme oxy hoá sinh học

Các loại enzyme thuỷ phân :

Chúng thuỷ phân các chất khác nhau, trong sữa các enzyme đặc trưng

thuộc loại này : Lipase, phosphotase kiềm, protease

Lipase : Thuỷ phân glycerit với thành acid béo tự do và glycerol Lipase

không bền nhiệt, pH tối ưu cho hoạt động của lipase là 9,4

Phosphotase kiềm : Thuỷ phân các este phosphat như glycerophosphat

chúng bị phá huỷ ở khoảng 72oC trong thời gian 15 – 20 phút Enzyme này

thường bền nhiệt đặc biệt là ở môi trường trung tính

Enzyme phosphotase kiềm được sử dụng như một yếu tố để kiểm tra sự

thanh trùng sữa và crem Enzyme phosphotase có hai dạng hoạt động tối ưu ở

pH 4,2 và 5,5

Protease : Các enzyme này có thể phân huỷ protid đến pepton và acid

amin Chúng bị ức chế trong môi trường acid và nhiệt độ thấp

Các enzyme oxy hoá sinh học :

Bao gồm các enzyme tham gia vào quá trình oxy hoá sinh học Gồm

các enzyme chính : Reductase, lactoperoxidase và catalase

Reductase : Bị phá huỷ hoàn toàn ở nhiệt độ 70oC trong 10 phút hoặc

80oC trong 3 phút Enzyme này làm mất màu xanh của metylen

Lactoperoxidase : Enzyme phân huỷ nước oxy già thành oxy hoạt động

và có thể liên kết các chất chứa oxy Enzyme này ngừng hoạt động ở 82oC

trong 20 phút

Catalase : Enzyme này phân huỷ nước oxy già, giải phóng oxy ở dạng

tự do dưới dạng phân tử không hoạt động Là loại enzyme khá bền với nhiệt

do đó cần phải đun nóng sữa đến 70oC để phá huỷ nó Nhiều loại VSV có

khả năng tiết enzyme này

❖ Acid citric

Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ khác nhau nhưng quan trọng nhất là

acid citric, là một tri_acid hữu cơ, nó đóng vai trò quan trọng trong việc tăng

cường mùi thơm của các sản phẩm bơ nhờ sự tạo thành acetoin, diacetyl và

2,3 – butylen – glycol

CH2 - COOH

HO – C – COOH

CH2 – COOH acid citric

❖ Các chất miễn dịch

Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau Các chất miễn dịch này

có tác dụng bảo vệ sữa khỏi bị hư hỏng Hàm lượng các chất miễn dịch này

không nhiều nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể Chất miễn

dịch rất dễ bị phá huỷ ở nhiệt độ 65 – 700C Các chất miễn dịch trong sữa

bao gồm antioxin, opsonin, bacteriolyzin, precipitin, aglutimin Ngoài ra, sữa

còn có chứa một lượng nhỏ bạch cầu

Tách khỏi casein kết tủa, theo lactoserum

NO2 chiếm 20 – 30 % Trong quá trình bảo quản và chế biến hàm lượng các

chất khí này có thay đổi Sự có mặt của các chất khí gây khó khăn khi gia

nhiệt, làm sữa dễ bị trào bọt khi khử trùng

2.1.2 Sự thay đổi các thành phần của sữa trong quá trình sản xuất phô

mai

❖ Sự thay đổi của lactose

Lactose được lên men biến thành rượu, các loại acid hữu cơ, các chất

khí Các loại rượu được chuyển hoá tiếp thành mùi cho phomai, các acid hữu

cơ sẽ được tích luỹ và chuyển hoá thành các chất thơm

Kết quả là pH của khối sữa giảm và làm khối sữa kết tủa lại Đó là

giai đoạn tạo tủa casein

Trong giai đoạn tạo phomai lượng lactose sẽ giảm rất nhanh Chỉ sau

5–10 ngày lên men, trong khối lượng phomai sẽ không còn đường lactose

Đường lactose khi sản xuất phomai sẽ đi theo các con đường chuyển

hoá sau :

❖ Sự thay đổi casein

Trong giai đoạn lên men acid của khối sữa, casein bị tách khỏi ion

canxi Về cơ bản cấu trúc của casein đã có sự thay đổi rất mạnh khi tạo

thành khối casein kết tủa ở pH đẳng điện

Trong giai đoạn lên men phomai, casein được biến đổi sâu sắc nhất

Casein ở trạng thái không hoà tan và chuyển dần sang dạng hoà tan do bị

thuỷ phân bởi các enzyme thành pepton, các acid amin và một số khí khác,

trong đó, CO2 chiếm số lượng khá nhiều

❖ Sự thay đổi các thành phần hóa học khác

Các lipid cũng được thuỷ phân trong quá trình lên men thành các acid

béo no và không no Từ đó được chuyển hoá thành chất thơm và các sản

phẩm khác

Sự chuyển hoá rất phức tạp trong khối phô mai khi lên men tạo ra sự đa

dạng của các sản phẩm trong phomai

Nhiều nhà nghiên cứu cho thấy mùi vị đặc trưng của phomai được quyết

định bởi các acid amin tự do, các loại acid hữu cơ, rượu và của nhiều chất

khác

2.2 Giới thiệu sơ lược về phomai

Phomai là sản phẩm được chế biến bằng cách làm đông tụ casein của

sữa, tiếp tục làm chín rồi đem gia công cơ học Phomai là sản phẩm có giá trị

dinh dưỡng của sữa Trong quá trình chế biến các chất dinh dưỡng ít bị tổn

thất, ngược lại có thành phần còn được tăng thêm do sự tổng hợp của các quá

trình sinh hóa và vi sinh vật Ngoài ra các chất hữu cơ phức tạp được phân

giải bước đầu thành các chất đơn giản dễ hòa tan hơn Do đó làm tăng khả

năng đồng hóa chúng trong cơ thể Khả năng đồng hóa của phô mai cao còn

nhờ tính chất, mùi vị đặc trưng của nó Độ đồng hoá của phô mai đạt 98-99%

một kg phomai có thể cho 4000 kcal

2.2.1 Nguyeđn lí cô bạn cụa vieôc cheâ bieân phomai

Cheâ bieân phomai goăm ba giai ñoán chính :

- Söï hình thaønh dáng gel casein : Veă bạn chaât ñoù laø quaù trình ñođng keât

hay ñođng tú cụa söõa

- Quaù trình taùch nöôùc töøng phaăn cụa gel naøy do söï co gel töùc laø söï co

caùc mixen cụa phomai

- Quaù trình chín phomai nhôø hoát ñoông cụa heô enzyme coù trong khoâi gel

ñaõ taùch nöôùc, ñoù laø söï chín cụa khoâi ñođng nhôø chụ yeâu vaøo khạ naíng taíng

sinh cụa moôt soẫ VSV

2.2.2 Söï ñođng tú (hay ñođng ñaịc) cụa söõa

Veă maịt vaôt lí, hieôn töôïng ñođng tú cụa

söõa ñöôïc theơ hieôn baỉng söï keât tú cụa caùc

mixen casein ñeơ táo ra gel ñaịc Ñeơ thöïc

hieôn quaù trình keât tú trong cheâ bieân

phođmai, caăn thieât phại coù moôt löôïng acid

lactic vaø men dòch vò laây töø khoang thöù 4

cụa dá daøy beđ söõa ñeơ laøm ñođng tú söõa khi

cheâ bieân phomai Taât cạ caùc dáng ñođng tú söõa trong cheâ bieân phomai ñeău laø

keât quạ ñoăng thôøi cụa men dòch vò vaø acid lactic voân ñöôïc sinh ra töø quaù trình

leđn men ñöôøng lactose bôûi vi khuaơn lactic Ñođi khi moôt trong hai dáng keât tú

chieâm öu theâ Khi ñođng tú do men dòch vò ñoùng vai troø chụ ñáo thì löôïng acid

lactic táo ra do vi khuaơn laø khođng ñaùng keơ, ngöôïc lái khi ñođng tú baỉng acid

lactic thì vai troø men dòch vò bò hán cheâ, do ñoù trong tröôøng hôïp naøy chính ñoô

acid ñoùng vai troø quyeât ñònh ñeân quaù trình ñođng ñaịc

2.2.2.1 Ñođng tú bôûi acid lactic

Vi khuaơn lactic coù maịt trong söõa seõ bieân ñöôøng lactose thaønh acid lactic

Acid lactic sinh ra laøm giạm pH cụa söõa Khi pH casein ñát giaù trò 4,6 seõ xạy

ra quaù trình keât tú Quaù trình ñođng tú do acid lactic (coøn gói laø ñođng tú lactic)

thöôøng chaôm do caùc nguyeđn nhađn chính sau :

+- Thời gian bảo quản sữa tươi, sự gia tăng của các enzyme xảy ra

chậm (thường từ 2 – 3 giờ)

- Mức độ VSV tạp nhiễm và lượng VSV có mặt trong sữa

- Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh sản và phát triển của VSV cũng như

hoạt độ của enzyme

- Sự có mặt của các chất kháng sinh hay các chất sinh học khác

2.2.2.2 Đông tụ bởi men dịch vị (enzyme rennet)

Tốc độ đông tụ của sữa bởi men dịch vị phụ thuộc vào nhiều yếu tố :

- Liều lượng của men dịch vị sử dụng : Men dịch vị có thể sử dụng

theo tỉ lệ 1/2000 –15000 lít sữa

- Nhiệt độ của khối sữa : Thường ở nhiệt độ tối ưu là 39 – 43oC, dưới

20oC thì tác dụng của men dịch vị rất chậm, từ 60oC trở lên thì enzyme

này không hoạt động

- pH của khối sữa : Men dịch vị không hoạt động ở pH kiềm Tốc độ

đông tụ sữa sẽ tuyến tính khi pH nhỏ hơn 7

- Hàm lượng của các muối canxi hoà tan có trong sữa : Sự có mặt của

ion canxi rất cần thiết cho quá trình kết tụ của các mixen để tạo ra phức

canxi – paracaseinat Nếu làm giảm các muối canxi hoà tan có trong sữa thì

sẽ làm chậm qúa trình đông tụ Thật vậy, nếu trong khẩu phần thức ăn của

động vật làm cho sữa nghèo canxi phosphat thì khó có thể làm cho sữa đông

tụ dưới tác động của men dịch vị

- Hàm lượng của các chất chứa nitơ hoà tan có trong sữa : Hàm lượng

của các chất chứa nitơ hoà tan tăng sẽ làm khó khăn cho quá trình đông tụ

được giải thích bởi tác động của men dịch vị

2.2.3 Quá trình tách nước của khối đông

tụ

Dạng gel được tạo thành do kết tụ và hydrat

hoá các mixen casein hay paracasein là một trạng

thái vật lí bất ổn định Đồng thời với quá trình này

là tính co rút của mixen có liên quan chặt chẽ với

sự loại nước từ khối đông tụ là quá trình có tính quyết định đến sự hình

thành dạng gel ổn định cho phomai Mặt khác, đây cũng là quá trình phân

chia casein và lipid từ sữa Phần chất lỏng được tách ra (gọi là dịch tương hay

dịch whey) chứa các chất chủ yếu gồm : Lactose, lactalbumin và

lactoglobulin

Quá trình tách chất lỏng được thực hiện theo nhiều phương pháp khác

nhau tuỳ thuộc vào bản chất của quá trình đông tụ (đông tụ lactic hay đông tụ

bởi men dịch vị)

2.2.3.1 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ lactic

Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ lactic thường xảy ra nhanh

nhưng đôi khi không hoàn toàn vì khối mixen đông tụ lactic có sự co rút rất

hạn chế Ngoài ra khối đông lactic rất dễ vỡ (mùn, vụn) nên sự phân chia

dịch whey còn kéo theo sự phân chia từng phần cấu trúc casein

Việc loại phần chất lỏng của khối đông tụ lactic thực hiện dễ dàng khi

nhiệt độ cao nhờ có:

- Acid hoá nhanh khối đông trong điều kiện nhiệt độ xấp xỉ 30oC là

nhiệt độ tối ưu cho sự hoạt động của các enzyme có trong vi khuẩn lactic

- Sự co rút đặc trưng của mixen trong khối đông : Dướùi 10oC quá trình

tách một phần chất lỏng hoàn toàn bị đình chỉ, ở 15-20oC tiến trình xảy ra

chậm

2.2.3.2 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ bởi men dịch vị

Thực tế nếu đông tụ bằng men dịch vị trong khi không có lên men lactic

thì quá trình này không tự động xảy ra Tuy nhiên vẫn xảy ra do sự co rút của

các mixen và tính không thấm nước của khối

đông tụ ngăn cản sự thoát huyết thanh Để quá

trình thoát huyết thanh được dễ dàng cần sử

dụng các phương pháp cơ học khác nhau như sau

- Cắt khối đông tụ thành những phần nhỏ

nhằm làm tăng cường bề mặt thoát huyết thanh

- Nhào trộn khối đông tụ sau khi đã cắt nhằm đảm bảo sự đồng đều ổn

định cho các hạt có trong khối đông và ngăn cản quá trình gắn lại của các

khối, nhờ vậy quá trình thoát huyết thanh được tăng cường

- Ép khối đông sau khi cắt và nhào trộn nhằm tăng cường sự tách nước

của khối đông Người ta có thể sử dụng các phương pháp vật lí bằng cách

tăng nhiệt độ của khối đông và sử dụng phương pháp cơ học Trên 40 – 45oC

sự co gel (sự tự phân tướng) tiến hành mạnh mẽ và khối đông thu được chứa

rất ít nước Dưới 20oC sự tách nước coi như bị đình trệ

Sử dụng phương pháp cơ học vào quá trình tách nước của khối đông tụ

nhờ men dịch vị cho hiệu quả cao hơn so vơi đông tụ lactic, có nghĩa là hàm

lượng nước còn lại trong khối đông dùng men dịch vị ít hơn nhiều so với

trong khối đông lactic

2.2.4 Tinh luyện phomai

Tinh luyện phomai là công đoạn cuối cùng trong kỹ thuật chế biến

phomai Sau khi tách nước, khối đông đặc có hình dạng giống như chiếc bánh

gato với các đặc tính : Cấu trúc chặt, thể tích và hình dáng cũng như thành

phần hoá học đều được xác định Nhìn chung các khối đông đặc thường có vị

hơi chua do có mặt của acid lactic Một vài

loại phomai vào giai đoạn này gọi là

“phomai tươi” Để tăng cảm giác ngon cho

sản phẩm, người ta có thể bổ sung thêm

đường, muối, hoặc crem Các loại phomai

còn lại đều phải trải qua giai đoạn chín sinh

học nhằm làm nổi bật mùi vị của sản phẩm cũng như thay đổi kiểu dáng,

cấu trúc, độä đặc của sản phẩm phomai

Như đã biết phomai lactic là khối đông đặc chứa chủ yếu casein và

lipid Hai thành phần này đại diện cho “kho tàng dự trữ” có thể lên men tạo

ra phomai Điều đó cũng cho biết rằng đôi khi thành phần lipid là một trong

số các chất hữu cơ chịu tác động sâu sắc bởi quá trình phân huỷ sinh học

nhưng casein là đại diện đặc trưng nhất của sự biến đổi sâu sắc đó, vì vậy

cách tự nhiên để tạo ra paste của phomai Các chất gây vị có được từ quá

trình phân huỷ casein tức là từ các phân tử phức tạp sẽ được chuyển thành

các phân tử đơn giản hơn

Quá trình phân huỷ casein thường dẫn đến các sản phẩm khác nhau

như: pepton ít mùi, polypeptid và acid amin có mùi rõ nhưng nổi bật hơn cả

là amoniac và hydro sunfua (H2S) khi quá trình chín của phomai kéo dài cho

đến giai đoạn thối rữa

Theo Duclaux, thì hệ số của quá trình chín trong chế biến phomai là tỉ

số giữa lượng nitơ hoà tan được (có nghĩa là lượng nitơ được chuyển hoá)/

100 nitơ tổng số Trong quá trình tinh luyện, hệ số này tăng từng bước nhưng

đôi khi chiều hướng bị thay đổi phụ thuộc vào các dạng phomai khác nhau,

chẳng hạn : Đối với loại phomai Pháp loại Camembert và Brie có hệ số của

quá trình chín tăng rất nhanh (30 – 35 % sau một tháng) trong khi đó một số

loại phomai khác nhau có hệ số thay đổi rất chậm (20 – 30% sau ba tháng)

Sự chuyển hoá casein là do diastase Các enzyme quyết định chuyển

hoá này gồm :

- Enzyme có trong dịch vị chính là enzyme phân giải protein có tác

động gây nên quá trình đông đặc sữa

- Các enzyme từ VSV, đặc biệt từ nấm mốc và vi khuẩn

- Một số VSV có khả năng vừa tạo độ acid cho sản phẩm (sinh ra acid

lactic) vừa phân giải protein Một số khác lại chỉ có khả năng phân giải

protein (như vi khuẩn kiềm hoá được sử dụng trong các loại phomai dạng

paste mềm)

Các enzyme từ VSV đóng vai trò chính còn enzyme trong men dịch vị

thường tham gia với tư cách là enzyme khởi đầu như enzyme cazeolyse chỉ

có mặt trong môi trường có độ acid cao Các enzyme từ VSV phân huỷ cơ

chất cho đến giai đoạn cuối cùng Tuy nhiên, quá trình chuyển hoá này chỉ

có thể thực hiện trong môi trường gần với môi trường kiềm Phần lớn các

diastase, đặc biệt là protease không hoạt động trong môi trường acid

Ngoài ra khối đông tụ tuy đã tách một phần lỏng nhưng vẫn còn chứa

một lượng chất khô với liều lượng thay đổi tuỳ thuộc vào cường độ của quá

trình tách Các chất khô còn lại (đường lactose, casein …) giữ vai trò trong lên

men lactic tạo cho khối đông có độ chua acid tương ứng Nếu như độ acid

trong khối đông tụ cao thì enzyme phân giải protein sẽ bị cản trở, lúc đó

phomai sẽ không được tinh luyện Vì lẽ này, nhất thiết phải trung tính hoá

khối đông tụ để thực hiện quá trình chín của phomai

2.2.5 Quá trình chín của phomai

Quá trình chín của phomai phụ thuộc chủ yếu vào tác động của VSV

cùng với các yếu tố vật lí, hoá học khác nhau tạo nên các yếu tố không thể

thiếu được trong quá trình tinh luyện Các yếu tố sau đây là quan trọng nhất :

- Oxy : Rất cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của tất cả các loại

nấm mốc và của nhiều loại vi khuẩn

- Độ ẩm : Giúp cho sự phát triển của VSV đặc biệt khi chế biến phomai

tươi là loại sản phẩm chứa hàm lượng ẩm cao Độ ẩm có tác dụng trong công

đoạn tinh luyện vừa nhanh nhất vừa hiệu quả nhất (như phomai Camembert,

Brie) Ngược lại, trong các loại phomai được tách nước riêng biệt (dạng paste

rắn) thì quá trình tinh luyện xảy ra chậm và kém hiệu quả

- Nhiệt độ : Thay đổi tuỳ thuộc vào bản chất của enzyme Đối với các

enzyme của vi khuẩn lactic thông thường,

nhiệt độ tối ưu là 30oC : còn các enzyme của

vi khuẩn lactic chịu nhiệt thì nhiệt độ thích

hợp lại là 40 –45oC ; đối với các protease sữa

thì nhiệt độ phù hợp nhất chỉ 15 – 20o C

- Sự có mặt của các muối : Muối NaCl gây cản trở cho sự sinh trưởng và

phát triển đối với một số nấm mốc (Geotrichum lactic) nhưng lại không gây

tác hại cho sự phát triển của các enzyme thường được sử dụng Mặt khác

muối còn có tác dụng trong việc chuẩn hoá hàm ẩm cho khối đông Khi muối

phủ kín bề mặt của khối đông sẽ có tác dụng hấp thụ một lượng nước không

những từ các lớp bên ngoài mà còn từ bên trong của khối phomai Khi có quá

thành nên vỏ bọc ngoài cho khối phomai, mặt khác sẽ làm chậm tác dụng

của enzyme phân giải casein khi tiến hành tách nước của khối paste Đồng

thời muối còn tham gia vào quá trình làm tăng mùi vị cho phomai

- pH : Có tính quyết định đến khả năng sống và phát triển của VSV

cũng như hoạt độ của enzyme Nấm mốc tồn tại được trong môi trường acid

nhưng vi khuẩn lại thích hợp trong môi trường trung tính

2.2.6 VSV trong công nghiệp sản xuất phomai

Hiện nay, các loại phomai đang được sản xuất trên qui mô bán công

nghiệp với các loại vi khuẩn được chọn lựa như sau :

- Các vi khuẩn lactic có khả năng acid hoá phomai, tạo hương cho sản

phẩm hoặc pepton hoá sữa Ngoài ra chúng còn có vai trò làm thay đổi độ

nhớt

- Các nấm mốc (Penicillium candidum và Penicillium glaucum) nhằm

trung tính hoá khối đông trong quá trình sản xuất phomai dạng paste mềm

- Các vi khuẩn kiềm hoá còn được gọi là “vi khuẩn đỏ”, chúng tham gia

vào quá trình chuyển hoá casein trong phần lớn các loại phomai

Vi khuẩn propionic giải phóng ra acid propionic và khí CO2 có tác dụng

tạo ra các lỗ hỗng trong một số loại phomai (phomai Gruyere)

Trong số các VSV kể trên thì vi khuẩn lactic và nấm mốc được sử dụng

trong thực tế nhiều hơn cả

2.2.6.1 Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic được sử dụng như vi khuẩn khởi động quá trình sản xuất

phomai Sự hạ thấp pH trong quá trình lên men do hoạt động của chúng ức

chế hoạt động của VSV gây hư hỏng sữa cũng như VSV gây bệnh và ngăn

chặn các phản ứng enzyme

Chủng Streptococcus lactic được dùng nhiều trong quá trình sản xuất

phomai Streptococcus lactis tạo ra nisin ức chế vi khuẩn Gram (+) và vi

khuẩn tạo bào tử

Leuconostoc ceremoris subsp, diacetyllactic có vai trò sinh hương trong

quá trình sản xuất phomai Cottage và

ức chế vi khuẩn gram (–) chịu lạnh

Hiệu quả ức chế của những vi khuẩn

tạo hương này chống lại những vi

khuẩn chịu lạnh là do sự tác động của

các nhân tố như : Sự tích tụ acid lactic, acid acetic, CO2,

Vi khuẩn phân huỷ một phần protein sữa và góp phần vào sự tạo hương

vị, cấu trúc và chất lượng cũng như tính hoà tan của phomai ủ chín

Streptococcus thermophilus thường được sử dụng trong quá trình sản

xuất các loại phomai cứng – được làm nóng ở nhiệt

độ 55 – 60oC

Khi sản xuất phomai tươi, sử dụng

Streptococcus lactis nhằm tạo độ acid phù hợp Vi

khuẩn phát triển tốt ở nhiệt độ 15 – 18oC Còn nếu

sản xuất phomai dạng mềm lại sử dụng các loài

Nhìn chung, người ta ít sử dụng chế phẩm dạng đơn lẻ mà thường là

dạng hỗn hợp từ nhiều loài khác nhau vào các giai đoạn khác nhau của quá

trình sản xuất Ví dụ: Khi sản xuất phomai Saint – Paulin thanh trùng (Pháp)

người ta cấy vào sữa các chế phẩm của vi khuẩn lactic tạo acid ở dạng kết

hợp từ nhiều chủng, loài khác nhau, các chế phẩm này hoạt động tốt ở nhiệt

độ 30 – 34oC và tham gia vào quá trình đông tụ Các chủng, các loài hoạt

bằng phương pháp ép

2.2.6.2 Sử dụng chế phẩm nấm mốc

Chế phẩm này thường sử dụng từ các loại nấm mốc Penicillium

candidum vào quá trình tinh luyện phomai có vỏ ngoài bóng như phomai

Camembert, Brie, Carre de L’est Loài nấm mốc Penicillium glaucum đảm

trách việc tạo vân cho các loại phomai có lấm tấm xanh như phô mai

Roquefort, Bleu d’Auvergne

Chế phẩm của nấm mốc thường được bán dưới dạng bánh men đã cấy

nấm mốc đặc hiệu, sấy ở nhiệt độ nhỏ hơn 40oC hoặc ở dạng huyền phù,

dạng bột hoặc dạng viên của bào tử nấm mốc này Thành phần môi trường

nuôi cấy nấm mốc Penicillium glaucum :

Bột mì 6g

Nước sữa (không tách albumin) 60ml

Môi trường được acid hoá đến 70oT Nuôi trong 6 – 7 ngày ở 20oC và

sấy ở 40 oC Chế phẩm sau khi sấy có bề mặt được bao phủ bởi một hệ sợi

nấm, tiến hành nghiền để tạo chế phẩm dạng bột

Đối với nấm mốc Penicillium candidum, có thể thu được ở dạng huyền

phù của bào tử khi nuôi cấy thuần chủng Chủng loại được lựa chọn phù hợp

theo khả năng phát triển và khả năng tạo vị đặc trưng cho loại phomai cần

sản xuất Trên thị trường nấm mốc này được lưu hành dưới dạng bột ổn định

nhiều hơn dạng lỏng (dạng huyền phù) Khi sản xuất phomai bào tử của nấm

mốc Penicillium candidum được phun dưới dạng bụi trên bề mặt khối đông

với liều lượng thích hợp để tiến hành quá trình tách nước, không cho trực tiếp

vào sữa hoặc cho vào trước khi sử dụng men dịch vị Do vậy, người ta chỉ

nghiên cứu các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm mốc

trắng trên bề mặt mà không nghiên cứu phát triển của chúng ở bên trong

khối phomai

Còn đối với nấm mốc Penicillium candidum được bán trên thị trường

dưới dạng bột lại sử dụng theo phương pháp trộn lẫn với muối và được cấy

vào trong khối phô mai cùng lúc với quá trình muối Nguyên tắc chuẩn bị

huyền phù của bào tử nấm mốc thuần khiết khá đơn giản nhưng khi sử dụng

chúng lại phải tiến hành trong các điều kiện nghiêm ngặt về vệ sinh và các

chế độ công nghệ cần thiết khác

Để có chủng nấm mốc thích hợp, điều đầu tiên phải tiến hành phân lập,

lựa chọn nấm mốc có các đặc tính sinh lí và hoá sinh đặc thù, sau đó các

chủng được bảo quản trong các ống thạch nghiêng chứa môi trường có pH

3,5 Cứ khoảng 8 – 10 ngày người ta tiến hành cấy lại để trẻ hoá tế bào

2.3 Tổng quan về vi khuẩn lactic

2.3.1 Đặc điểm chung về vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic thuộc họ lactobacilliaceae Chúng được chia thành các

giống như sau: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc,

Lactococcus Về mặt hình thái chúng thường không đồng nhất, thường có hai

dạng: hình cầu hoặc hình que

▪ Hình cầu: (diplococcus) hai hình cầu, tetracoccus (bốn hình cầu),

Streptococcus (chuổi hình cầu)

▪ Hình que thì bao gồm hình que đơn và hình que chuổi

Trong tự nhiên, các vi khuẩn lactic thường thấy nhiều trong sữa và các

sản phẩm sữa, trong xác bã động vật đang bị phân giải…Ngoài ra trong ruột

và ở vài lớp màng nhầy người và động vật cũng có sự hiện diện của nhiều vi

khuẩn lactic

2.3.2 Các yếu tố quyết định sự sinh trưởng và phát triển của vi

khuẩn lactic

❖ Nhiệt độ : Ảnh hưởng rất lớn đối với sinh lý tế bào vi khuẩn Các vi

khuẩn lactic có biên độ nhiệt độ là 10 -450C, phân thành hai nhóm :Ưa ấm và

ưa nhiệt

❖ Chất ức chế : Chất kháng sinh như ampicillin, penicillin Vi khuẩn

lactic bị ức chế khi nồng độ muối đạt 6,5%

❖ pH: Ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi khuẩn lactic pH tối

ưu cho sự phát triển là 5,5 -6,4 Một điềøu đáng lưu ý là trong quá

môi trường giảm, đến một lúc nào đó chính acid tiết ra sẽ ức chế sự

sinh trưởng của chính nó

❖ Độ ẩm : Nước rất cần thiết cho hoạt động của vi khuẩn lactic Khi

thiếu nước thì vi khuẩn lactic không tồn tại

❖ Oxy : Vi khuẩn lactic là vi khuẩn kị khí tuỳ ý, lượng oxy không có

tác dụng gây độc đối với vi khuẩn nhưng thiếu oxy thì càng thuận lợi cho

quá trình lên men

Các vi khuẩn lactic có thể sử dụng các mono- và disacharid để sinh

trưởng và phát triển, đồng thời thải ra môi trường acid lactic và một số sản

phẩm phụ khác như etanol, acid acetic, CO2

2.3.2.1 quá trình lên men lactic:

Có hai kiểu lên men lactic: Đồng hình và dị hình Trong kiểu lên men

đồng hình thực tế chỉ sản sinh axit lactic, còn trong kiểu lên men di hình thì

các sản phẩm cuối cùng là axit lactic, etanol, axit axetic và CO2 Sự lên men

latic đồng hình có ý nghĩa trong công nghiệp

❖ Lên men lactic đồng hình:

Axit lactic được sản xuất nhờ vsv với khối lượng lớn Axit lactic được

dùng bổ sung vào sản xuất thực phẩm và đồ uống, dùng làm nguyên liệu

trong công nghiệp hoá học Trong bào chế thuốc nó được sử dụng ở dạng

muối caxi lactat làm tá dược

Các giống vi khuẩn lactic được dùng nhiều nhất trong công nghiệp là

lactobacillus delbrueckii và L bulgaricus Chúng được lên men trong những

nồi kín, không thông khí ở 500C với môi trường là dịch thuỷ phân tinh bột và

cặn sữa được bổ sung các axit amin, vì vi khuẩn lactic không tự tổng hợp

được một số chất trong hỗn hợp này Môi trường có nồng độ chất khô

10-15% sau 2 – 3 ngày lên men tới 90%, sản phẩm tạo thành là axit lactic cao

hơn sẽ kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn, nên người ta thêm CaCO3 vào

môi trường và nhờ thế mà duy trì được pH ở 5,5 – 6, khi ấy axit lactic chuyển

thành muối canxi lactat

Vi khuẩn lactic điển hình được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm từ

sữa như sữa chua (lactobacillus bulgarius, Streptococcus thermophilus) và

phomai Harzer (Streptococcus lactis và các loài khác), đóng vai trò quan

trọng cùng với vi khuẩn propionic trongviệc tạo hương cho sản phẩm phomai

rắn

❖ Lên men lactic di hình không có ý nghĩa công nghiệp:

Quá trình lên men tạo thành nhiều sản phẩm cuối cùng nên việc tách

các sản phẩm khác nhau là rất tốn kém và phức tạp Vi khuẩn lên men lactic

dị hình (ví dụ lactobacillus brevis, leuconostoc mesenteroides) cùng với các

vi khuẩn lactic điển hình ( ví dụ lactobacillus plantarum ) tham gia vào việc ủ

cỏ, muối dưa chua Kết quả việc ủ cỏ phụ thuộc vào việc tạo ra những điều

kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic: Tạo điều kiện kị khí và

bổ sung thêm đường đạt nồng độ cao mà vi khuẩn vẫn đồng hoá được, để

lactobacillus sinh trưởng đồng thời ức chế sự phát triển của Clostridium gây

thối thức ăn cỏ ( vi khuẩn này sinh ra axit butyric)

2.4 Tổng quan về nấm mốc

Loại nấm mốc nhận được chủ yếu trong sữa là Mucor và Rhizopus với

số lượng lớn Ngoài ra còn có các loài

Penicillium, Aspergillus, Geotrichum và

Monilla

Trong đó, Penicillium là một trong số các

loài nấm tìm được những ứng dụng rộng rãi

trong công nghiệp sản xuất phomai

Cấu tạo của nấm mốc Penicillium

Cũng như các loại nấm mốc khác, giống này

có cấu tạo sợi phân nhánh, thuộc bộ cúc khuẩn

(Plectaseales), họ Aspergillaceae, nằm trong lớp

Ascomycetes Nhưng khác với nhiều loài nấm mốc

bậc thấp ở chỗ đó là những cơ thể dạng sợi có vách ngăn, mỗi tế bào có một

nhân Nhiều sợi hợp thành hệ sợi nấm, hệ sợi khí sinh với nhiều màu sắc

những cơ thể hiếu khí sống hoại sinh hoặc ký sinh Penicillium thuộc nhóm

Ascomycetes dạng sợi

Penicillium phát triển rất rộng trong tự nhiên, chúng là thủ phạm làm hư

trái cây chín và những nguyên vật liệu khác nhau chứa các chất hữu cơ Một

đặc điểm để phân biệt nhóm này là cuống bào tử đính rất đặc trưng

Bào tử trần tạo thành chuỗi hạt dài trên các thể bình Những thể bình

này tạo thành từng cụm trên mỗi nhánh Các nhánh lại xuất phát từ một cành

và nhiều cành mọc từ một cuống (giá) Tập hợp của bào tử trần, những

nhánh, cành và cuống gộp lại giống như hình chổi xoè hay là cọ vẽ

Một số loài nấm Penicillium được đặc trưng bởi nơi chốn chúng sinh

trưởng, như mốc xanh thường thấy ở phomai Roquefor, Cammember và một

số phomai cùng loại, từ đó có tên P.roqueforti, P cammemberti

Mọc trên bề mặt hay trên bề dày của phomai, nấm mốc tạo thành nhiều

enzyme có thể biến đổi sinh học các thành phần protein, glucid, lipid có

trong phô mai tạo thành những mùi, vị đặc trưng ứng với từng loại phomai

Thực chất là chúng tham gia trong quá trình ủ chín phomai

PHẦN III

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Vật liệu

3.1.1 Nguồn giống

Nguồn giống để chế biến phomai được phân lập từ chính các sản

phẩm phomai Cammembert (Ca), Bleu D’auv rours (BD), Roquefort xanh

(RX), La vache quirit (LV), Emmental (Em) Từ các nguồn phomai trên

chúng tôi phân lập được 5 chủng trực khuẩn và 1 chủng cầu khuẩn:

Nguyên liệu Vi khuẩn

Ca 1 trực khuẩn, 1 cầu khuẩn

Em 1 trực khuẩn

BD 3 trực khuẩn

LV Không có

RX Không có

Từ các nguồn phomai khác nhau nói trên 4 chủng nấm mốc, trong đó có

2 chủng mốc xanh và 2 chủng mốc trắng đã được phân lập:

3.1.2 Nguyên vật liệu dùng làm cơ chất chế biến phomai

Nguyên liệu sử dụng trong đề tài là sữa tươi được lấy từ đại lý thu mua

sữa của công ty Vinamilk đã được kiểm tra sơ bộ về mặt vi sinh