đồ án công nghệ 2: quy trình sản xuất pho mai tươi từ sữa gầy và cream

đồ án công nghệ 2: quy trình sản xuất pho mai năng suất 1,2 tấn năng lượng trên ca từ sữa gầy và cream ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Trang 1

MỞ ĐẦU

Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có đầy đủ các chất dinh dưỡng

như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin Ngoài giá trị dinh dưỡng trong sữa còn nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: axit amin không thay thế, muối khoáng

Sữa được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau, trong đó các sản phẩm được chế biến từ sữa vẫn là mặt hàng có giá trị đinh đưỡng cao chứa đầy đủ các chất với một tỉ

lệ thích hợp cần thiết cho con người Tiêu biểu là phô mai là nguồn cung cấp chất đạm, canxi, phốt pho cao, rất bỗổ đưỡng và tốt cho xương, giúp chống lại ung thư đường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hóa

Tuy nhiên ở Việt Nam ta, ngành sản xuất sữa chỉ là nhập nguyên liệu về rồi sau đó đem

đi hoàn nguyên lại, còn phô mai vẫn chưa được phát triển mạnh, phần lớn chúng ta vẫn

phải nhập khẩu từ nước ngoài Đặc biệt trong xu thế hội nhập và toàn cầu hóa, Việt Nam

đang bước vào lộ trình hội nhập với sự cạnh tranh quyết liệt của nền kinh tế thị trường,

hàng hóa nói chung, các loại thực phẩm nói riêng của tổ chức thương mại thế giới WTO Nó đòi hỏi nhà nước cũng như các doanh nghiệp tận dụng những cơ hội có được để tăng cường phát triển đối đầu với những thách thức mới và việc xây dựng nhà máy sản xuất phô mai là giải pháp tích cực hiện nay

Trang 2

PHAN 1: TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Téng quan vé nguyén liéu sira bot gầy

1.1.1 Sữa bột gầy

1.1.1.1 Định nghĩa về nguyên liệu sữa bột gay

Sữa bột gầy là sữa gầy có hàm lượng chất béo không quá 1-1,5% do sữa tươi được điều chỉnh độ béo, sau đó thì đem đi tách nước chế biến thành sữa bột Sữa bột gầy chứa không quá 5% hàm lượng ẩm [10]

Sữa gầy thường được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm sữa, bột dành cho

trẻ nhỏ vì đã được tách chất béo sữa, là loại thức ăn khó tiêu đối với trẻ em

Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao và hoàn hảo Đây là một nguồn cung cấp chất đạm, chất béo, các vitamin và khoáng chất, nhất là canxi sữa rất tốt cho cơ thể Vì vậy dù là sữa gầy thì vẫn luôn là một nguồn dinh đưỡng quan trọng cho con người

[3]

1.1.1.2 Tính chất vật lý của sữa bột gay

Từ sữa bột có thể pha hoàn nguyên ở dạng lỏng: 150g sữa bột trong 1 lít nước ở nhiệt độ 55 - 65°C Sữa bột có khả năng hút ẩm cao Vì vậy cần đóng trong các bao

giấy thiếc, PE thật kín Sữa bột cần được bảo quản ở kho khô ráo, kín và mát

Ở nhiệt độ 100°C độ âm không khí trong kho 70 - 75% có thể giữ được 6 tháng Muốn giữ sữa bột được đài hơn ta hạ nhiệt độ kho lạnh xuống -4 đến -50°C Sữa bột rớt ra ngoài bao bì khi hút ẩm dễ bị mốc Khi mốc qua được vỏ bao và phát triển trên bột

sữa làm cho sữa xuất hiện nhiều chấm màu khác nhau, nặng thành lớp lông mượt của mốc sữa âm dé bị chua, ôi, và có thể bị thối [13]

1.1.1.3 Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa bột gầy

1.1.1.3.1 Cấu trúc hoá lý

+ Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: có màu trắng ngà hay màu vàng nhạt

Mũùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, đễ chịu, có vị bơ

Trang 3

Hàm lượng ẩm : < 4% Béo : < 1% Độ acid (độ chua) : 18°T Độ hòa tan : 90 — 90% + Chỉ tiêu vi sinh Tổng số tạp trùng : 1000 — 10.000 vsv/ gam sữa bột

Các loài vi khuẩn gây bénh (E.coli, Coliform ): không được có [13]

1.1.1.3.2 Thành phần hoá học của sữa bột gầy

1.1.1.3.2.1 Nước

Hàm lượng nước của sữa bột gầy tính theo % khối lượng không lớn hơn 5,0 [15] 1.1.1.3.2.2 Chất khô

+ Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần còn lại của sữa trừ nước

+ Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loại vitamin, acid, enzyme

* Chất béo:

Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A,D,E) Đối với các sản phâm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm

Chất béo trong sữa gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tap

+ Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 + 45g/1 gồm axit béo no và không no như: axit

oleic, axit palmitic, axit stearic

+ Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử Các chất béo phức tạp

này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin và xephalin

Trang 4

+ Chỉ số axit bay hơi khơng hồ tan : 1,5+3

+ Chỉ số khúc xạ : 1,453+1,462

Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình

cầu hoặc ôvan có đường kính 2 + 10uum Các tiểu cầu này được bao bọc bởi một mang

protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hồ tan được và khơng hoà tan được tỷ lệ giữa hai thành phan này là rất khác nhau giữa các loại sữa

Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiêu cầu mang đặc điểm sau: phần trung tâm của tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic và luôn ở trạng

thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường Trong khi đó phần ngoại vi nơi tiếp xúc

với màng chứa các glyxerit với chỉ số iod rất thấp nên có nhiệt độ nóng chảy cao có thé

đông đặc ở nhiệt độ môi trường Do vậy màng có tính chất bảo vệ chất béo khỏi những

biến đổi Sự biến chất của màng sẽ làm tăng cường sự hoạt động trực tiếp của một số loài

vi sinh vật hoặc là sự tăng lên của chỉ số axit hoặc làm thay đổi các tính chất vật lý một

cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính các tiêu cầu với nhau dẫn đến quá trình

tách chất béo làm mắt đi tính đồng nhất của sữa

* Protein:

Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin đặc biệt

là các acid amin không thay thế Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa tính theo % chất khô như sau: [3- trang 10]

Alann :3% Prolin : 11,3% Phenylamn : 5%

Valin :7,2% Cystin và cystein : 0,34% Methionn : 2,8%

Lơxn :9,2% Serin : 6,3% Treonin :4,9%

Izoloxin : 6,1% Tryptophan : 17% Arginin :4,1%

Histidin : 3,1% Lysin : 8,2% Acid aspartic :7,1%

Acid glutamic : 22,4% Tyrosin :6,3%

Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [4- trang 10] s$* Cazein toàn phần chứa: 26 + 29 g/I

Trang 5

s* Lactalbumin: 24+ 4g/

s* Imunoglobulin: 0,8 + 1,5g/1

s* Và một số thành phần khác

Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa

Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 + 200um và bằng

phương pháp ly tâm người ta có thé tap hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo có màu

trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hoá sữa đến pH

dang dién (pH=4,6)

Điều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự không đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein c6 a, B, A cazein œ-cazein chiếm 60%

cazein toàn phan, -cazein chiếm 30% cazein toàn phần, A-cazein chiếm 4-10% cazein

toàn phần Khi nhiệt độ vượt quá 75-80°C có sự biến tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyên thành canxi triphosphat khơng hồ tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocazein và các muối khống hồ tan

* Đường:

Đường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/1 sữa tồn

tại ở hai đạng œ -lactoza và ÿ- lactoza Khi có sự thay đổi về nhiệt độ thì có sự chuyên

hoá từ dạng này sang dạng kia và ngược lại

Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng kém hơn

Độ hoà tan trong nước của lactoza được thê hiện ở bảng sau:

Trang 6

100C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự xuất hiện các

Melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza Trên 150°C người ta nhận thay được màu vàng và ở 170°C thì có màu nâu đậm hình thành bởi quá trình caramen hoá

Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo thành

các sản phẩm khác nhau có lợi Một trong những biến đổi thường gặp và quan trọng nhất là sự tạo thành acid lactic đưới tác dụng của vi khuẩn lactic, đây chính là cơ sở của quá

trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men:

C;;H;;0;;.H¿0 — 4 CH:-CHOH-COOH

Mặt khác sự tạo thành khí Hạ và khí CO; có liên quan đến sự phông lên tạo 16 héng cho

các loại phô mai:

2CH;-CHOH-COOH —————y CH:-(CH;);-COOH + CO; + Hạ

* Các muối khoáng:

Do trong sữa có mặt có các cation K*, Na, Mg”°, Ca?” và các anion của các axit phosphorit, limonic, clohydryt nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat

Trong tất cả muối trên muối Canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặc biệt là trẻ em Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở dạng cơ thê dễ hấp thụ

Sự cân bằng giữa hai đạng muối Canxi (Ca?! của các muối hoà tan được phân ly và Ca ở đạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa Sự tăng lên

của Ca?" làm tăng khả năng bất ôn định của sữa khi đun nóng hoặc dưới tác dụng của các

men dịch vị Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá trình chế biến sữa cô đặc hoặc chế biến các sản phẩm sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao người ta thường bổ sung các loại

muối phức phosphat hoặc xitrat cho phép giữ sự ổn định của sữa

Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 — 171 mg%), Na (30 — 77 mg%) Tỷ lệ K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái

cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường

Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân

Trang 7

Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ Trong thành phần chủng vi sinh vat ding dé san

xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm Các vi khuẩn này, trong quá trình hoạt động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic dé tạo thành các diaxetyl, axetoin, các acid

bay hơi

Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa Các muối hòa tan của acid

phosphoric và acid limonic chuyền thành không hòa tan * Axử hữu cơ:

Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như : acid citric, lactic, axetic Trong đó, acid citric

là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho các sản phẩm bơ nhờ vào quá trình sau: Acid citric VK lactic diaxetyl ——~> axetoin ——~>2,3 butylen glycol * Các chất xúc tác sinh học: + Vitamin: Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng không lớn lắm

Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà tan của chúng trong nước hay chất béo

- Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa

- Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP

+ Các Enzyme:

Các enzyme tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và các sản

phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzyme trong sữa được chia làm hai nhóm chính + Nhóm enzyme thuỷ phân: gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza Trong đó, vai trò của các enzyme lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo và glyxerin có pH = 9,4

Trang 8

này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa * Các vi sinh vật trong sữa

Gồm: Vi khuẩn, nắm men, nắm mốc

Nắm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 + 9uum Phần đông các

loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chi

Nắm mốc: Chủ yêu là Muco và Rhizopus Các loại nằm mốc này gây nên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phâm phô mai dạng nhão Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia Tất cả các loài năm mốc này đều

hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trường nuôi cấy Chúng phát triển thích

hợp trên các môi trường acid và trong sữa tạo acid lactic

Vi khuẩn : Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không vượt quá

vài micromet Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin quan trọng nhất là vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ

yếu sau

+ Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện

+ Không sản sinh ra enzyme catalaza và vậy chúng không phân hủy nước oxy già + Không sản sinh ra các hợp chất nitrat

+ Ít hoặc khơng tiết ra enzyme proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong phô mai các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần casein

+ Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau

Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

s* Sreptococcus Thermophillus được coi là tác nhân của sự hình thành axit và quá trình chín của phô mai

s* Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Šfrepfococcus cremoris va Streptococcus lactic, 1a tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài của chúng sản sinh ra các kháng sinh C/os/riđium tác nhân của sự phông lên của

phô mai

Trang 9

nên hương thơm tự nhiên của bơ

Vi sinh vật gây bệnh: Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, dac trung samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial

Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường : ở 60°C và giữ nhiệt độ này trong vài phút

làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu diệt Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn) vẫn tồn tại Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh

bào tử, bào tử của chúng chỉ có thê bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100°C rất nhiều

1.1.2 Cream 1.1.2.1 Định nghĩa

Là sữa tươi nguyên qua ly tâm tách nước sữa (huyết thanh-whey) ta thu được

loại sữa đặc sệt Nước sữa được thải ra trong đó có một số chất dinh dưỡng hòa tan trong nước như protein, axit amin, vitamin, chất khoáng Loại nước này được đùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật rất tốt Cream sữa là nguyên liệu sản xuất bơ, chế biến

nhiều sản phẩm khác có hương vị sữa và có giá trị dinh dưỡng cao [13]

1.1.2.2 Phân loại cream

Đối với trường hợp cream có hàm lượng chất béo khác nhau, người ta phân loại chúng theo độ chua Bảng 1.1 Phân loại cream theo độ chua [4 — trang 178]

Hàm lượng chất béo Độ chua của cream, ”T (không quá)

Trang 10

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu vé cream STT Chỉ tiêu Cream Loail Loai IT Mui vi Thom mat, hoàn toàn | Có thê mùi vị lạ (thức ' không có vị lạ ăn )

Trạng thái Đông nhật, không có bơ | Đông nhật, có thê cuc von

° von cuc của bơ

Độ chua, “T (32-37% | 14 17

; chat béo)

4 Độ bên với nhiệt độ Protein không đông tụ| Có thê có lớn von cua

dưới dạng hạt lớn vôn protein bị đông tụ

Vi sinh vật tổng số, thời | Trên 3h Dưới 3h

° gian mat mau

6 | Nhiệt độ < 10 <10

1.2 Tổng quan về phô mai

1.2.1 Giới thiệu về phô mai

Phô mai là một dạng thức ăn giàu dinh đưỡng được chế biến từ sữa và cũng là một phương pháp để bảo quản sữa

Phô mai là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc đông tụ sữa bằng rennet hay các chất gây đông tụ khác rồi làm ráo nước [12]

Phô mai có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hình dáng,

hàm lượng chất béo [4 — trang 147]

Phô mai là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trong các

món ăn Tây phương Người Việt hay gọi phô mai (hay pho mát) Phô mai (tiếng Anh — cheese, tiếng Pháp — fromage) là sản phâm được lên men hay không được lên men (tức là

loại phô mai chịu tác động ít nhất của quá trình lên men Iactic) chủ yếu từ thành phần

Trang 11

ban đầu gọi là phô mai béo Ngoài ra trong sản phẩm còn chứa một ít lactoza dưới đạng

acid lactic và một tỷ lệ khác nhau về chất khoáng

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

Phô mai là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê ) với sự tham gia của một số nhóm sinh vật Day là một thực phẩm có giá trị dinh

dưỡng cao, bảo quản được lâu [2 — trang 235]

Phô mai được coi là sản phẩm sữa Phô mai chứa một lượng protein, chất béo

tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt heo (2.500 — 4.500 kcal) Các protein, chất béo trong phô mai đều ở dạng cơ thể dễ hấp thu, có đầy đủ các acid amin

không thay thế, các vitamin (A, Bị, B;, C ), các chất khoáng [4 - trang 147]

1.2.2 Phân loại phơ mai

¢ Phan loại theo tác nhân đông tụ casein là renin hay là acid Có một số loại vừa là

kết quả của sự đông tụ casein bằng acid và bằng cả renin Ví đụ loại cottage e Phan loai theo ham lượng nước:

o_ Pho mai rất cứng: w < 47% o_ Phô mai cứng: w < 56%

o_ Phô mai cứng vừa: w = 54— 63%

o_ Phô mai mềm: w = 78 — 87%

Hàm lượng nước thấp, phô mai cứng như Cheddar, Emmenthat, loai Camember,

Brie là phô mai mềm

e_ Phân loại dựa vào loại vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai Đa số các loại phô mai đều “chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic

Bảng 1.3 Phân loại phô mai dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai Loại sản phẩm Đặc điểm Phô mai tươi Không qua giai đoạn ủ chín

Phô mai có qua | * Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín:

giai đoạn ủ chín | - Vi khuẩn

Trang 12

- vi khuan va nam moc

* Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu:

- trên bề mặt khối phô mai

- Trong bề sâu khối phô mai

Một số loại như Camember quá trình chính lại do tác động của mốc trắng (white

moulds); hoặc Roquefort và Gorgonzola do tác động của mốc xanh (blue moulds) e_ Phân loại dựa vào cấu trúc của phô mai Loại có lỗ hỗng hình tròn (round — eyed

texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO; Loại có lỗ hỗng hình hạt

(granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phô maitrong quá trình đỗ khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hồng

Sản xuất phô mai đòi hỏi vốn đầu tư lớn, có máy móc thiết bị hoàn chỉnh và phải

có nguồn sữa đổi đào [4- trang 147, 148]

Ngoài ra còn có một loại phô mai đặc biệt khác được gọi là phô mai nấu chảy

được sản xuất từ một số loại phô mai khác [3 — trang 236]

e _ Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phomai(FDB):

Lượng chất béo trong phô mai (g) x 100%

FDB =

Tổng khối lượng phô mai (g) — Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Bảng 1.4 Phân loại phomai theo giá trị FDB

Loại sản phẩm Giá trị FDB (%)

Trang 13

1.2.3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai

Sản xuất phô mai gồm 4 giai đoạn chính, trong đó các vi sinh vật đóng vai trò rất

quan trọng trong quá trình chế biến [4][6 — trang 98] Giai đoạn làm đông sữa

Về mặt hóa lí học, hiện tượng đông tụ sữa được thể hiện bằng sự kết tụ giữa các mixen casein dé tao ra gen đặc Đề thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuất phô mai, cần

thiết phải có một lượng acid lactic và men địch vị được lấy từ múi khế của đạ dày bê để

làm đông tụ sữa khi chế biến phô mai

Quá trình được tiến hành như sau:

Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 — 90°C trong 15 — 20 phút, được đem đi xử lí bang renin — là enzyme do niém mac da dày tiết ra Dạ dày này là của

động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa

Khi cho renin với một lượng nhỏ vào sữa, sau một thời gian nhất định sữa sẽ đông lại

thành một khối nhầy phủ gelatin, mềm dẻo, không thấm nước

Để làm đông tụ sữa, ngoài vai trò của enzyme (renin) người ta còn sử dụng vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic được tạo điều kiện hoạt động ở 30C Khi tiến hành làm đông tụ

sữa, người ta cấy vi khuẩn lactic vào môi trường sữa Quá trình lên men lactic được tiến

hành, chuyển đường lactose của sữa thành acid lactic Kết quả là quá trình này cũng gây

ra sự đông tụ sữa như đã trình bày ở trên (các sợi mixen của casein sữa lại kết thành cục

rắn chứa huyết thanh sữa ở bên trong) Các khảo sát bằng thực nghiệm cho thấy: 3/4 số vi khuẩn lactic sẽ nằm trong cục rắn, 1/3 số vi khuẩn lactic còn lại sẽ nằm trong dịch huyết

thanh ở bên ngoài cục rắn của sữa

Đồng thời khi có quá trình lên men lactic xảy ra, pH của môi trường sẽ giảm về môi trường acid là pH thích hợp cho hoạt động của enzyme đông tụ sữa, điều này đưa đến sự đông tụ sữa càng xảy ra nhanh hơn

Ở giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme renin, casein và paracasein của sữa sẽ bị

phan giai tao pepton va amino acid (tyrosine, tryptophan .) tap trung lại trong cục đông

Huyết thanh sữa ở bên ngồi cục đơng tồn tại ở dang dung dịch

Trang 14

Tiếp theo giai đoạn trên là giai đoạn tiến hành ép cục sữa dé tách huyết thanh ra khỏi

cục đông sữa Quá trình này tiến hành trong 20 —24 giờ, ở 30 — 35C

Trong thời gian này, quá trình lên men lactic vẫn tiếp tục Sau khi ép huyết thanh ra khỏi cục đông sữa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g phô mai đạt đến hàng tỉ Phô mai lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipit Khi ép phần huyết thanh bị loại ra ngoài cục đông sữa có thành phần gồm đường lactose, lactalbumin, lactoglobulin Giai đoạn muối phô mai

Ngay sau khi ép cục đông đề tách huyết thanh, phô mai được ngâm vào bể nước muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày để tăng vị mặn cho phô mai, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phô mai và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật có hại, chủ yếu là trực khuẩn đường ruột

Kết quả của quá trình ngâm muối nói trên là các chất ở bề mặt của khối phô mai như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài dung dịch

ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phô mai Muối ăn thắm vào lớp bề mặt của phô mai, tạo

lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại

Giai đoạn ủ chín phô mai

Ở giai đoạn cuối cùng này phô mai được đưa vào hầm làm chín ở 50 — 57°C, có độ âm

là 80 — 90%

Quá trình làm chín phô mai kéo dài khá lâu, từ vài tháng đến hàng năm, bao gồm

nhiều khâu chuyên hóa hóa sinh rất phức tạp, có nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau tham gia cing voi men đông tụ sữa

Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hau hết trong giai đoạn ép nén Trong khối phô mai, vi khuẩn propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid axetic và CO; Cả hai acid này làm cho phô mai có vị chua, hăng đặc biệt

Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 + 2,5 tháng Giai đoạn này gọi là quá trình ủ chín

Trang 15

Sau khi chế biến xong, trước khi được cắt ra và đóng gói, phô mai được khử trùng bằng cách chiếu tia tử ngoại Việc đóng gói thường sử dụng những bao bì đặc biệt như

dùng oliofilm (cao su xử lí bằng HCI), rilsan (protein của dầu thầu dầu), giấy kim loại (giấy thiếc) Việc đóng gói được tiến hành trong điều kiện vô trùng Cuối cùng ta được

thành phẩm

1.2.4 Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phô mai từ sữa bột gầy

1.2.4.1 Giống vi sinh vật

@ Vi khuan lactic:

VY Lactobacillus: L.lactic, L.bulgaricus, L.helveticus, L.caséi

v Streptococus: S.lactic subsp diacetilactic, S$ cremoris, S.thermophillus

v¥ Leuconostoc

* Là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hoặc

dị hình

x Vai trò: tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ sữa và

tạo độ chua cho khối đông

*_ Một số chủng còn tham gia vào quá trình chuyên hóa acid citric, quá trình

phân giải protein để tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu hóa lý đặc

trưng cho phô mai thành phẩm

Nắm mốc: Penicilliun candidum, P.glaucum, P.roqueforti, P.cammenberi

v Chúng sản sinh các proteolytic va lipolytic giúp cho quá trình chín tới và tạo hương vị đặc trưng

*_ Ngoài ra còn góp phần cho việc trung hòa pH của sản phẩm để thích hợp

cho hoạt động của các enzyme tạo mùi

Nhóm vi khuẩn propionic: giống propionibacterium được sử dụng giai đoạn ủ chín trong một số loại phô mai với mục đích tạo nên những lỗ hồng trong cấu trúc một

số phô mai cứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản

Các VSV khác: được bố sung vào để tạo màu, tạo mùi đặc trưng cho từng loại

Trang 16

Ví dụ như: vi khuân Brevibacterium đùng để tạo màu cho phô mai, một số loại nắm men

sử dụng cho việc tạo hương

1.2.4.2 Chất tạo đông

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet (chymosin) Ngày nay, người ta có thể sử đụng rennet kết hợp với các tác nhân đông tụ khác như một số chế phẩm protease

có nguồn gốc từ vi sinh vật và thực vật 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 Hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường giao động 1:10.000 + 1:15.000

Chế phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 — 6°C) 1.2.4.3 Chất béo

Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc bo Các chất béo này cần phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh vat [6 — trang 238]

1.2.5 Tình hình sản xuất phô mai

Phô mai có mùi vị thơm ngon, kích thích quá trình tiết dịch tiêu hóa, làm tăng khả năng đồng hóa thức ăn cho cơ thê Phô mai tuy chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, nhưng là một thực phẩm rất phổ biến và hợp khâu vị của người Châu Âu, Châu Mĩ Ở Pháp, trung bình hàng năm mỗi người sử dụng 26 + 28 kg phô mai các loại Sản phẩm

phô mai đã được nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây Đến nay, một số

công ty chế biến sữa trong nước đã bắt đầu sản suất vài loại phô mai đơn giản

1.2.5.1 Tình hình trên thế giới

Tập đoàn Bel của Pháp vừa giới thiệu đến thị trường Việt Nam sản phẩm mới: phô

mai Belcube Bel cho ra đời đòng sản phẩm phô mai với nhiều hình thức độc đáo và đa

dạng về hương vị cho khách hàng đễ lựa chọn “Phô mai Belcube Vuông mới vui” với

15 miếng phô mai xinh xắn trong mỗi hộp chứa đựng những hương vị khác nhau, bao gồm:

+ Hộp xanh đương: Vị phô mai nguyên chất

Trang 17

Phô mai có ở Việt Nam từ những năm 1940 và đã được cải tiến phù hợp với khẩu vị

của người Việt Nam Hiện nay, thị phần phô mai của Bel đang đứng đầu tại Việt Nam (54% thị phần năm 2007), và đang tăng trưởng rất nhanh Bel là tập đoàn đa quốc gia của

Pháp, chuyên về sản xuất những loại phô mai chất lượng chính hãng phù hợp với khẩu vị của mỗi người Tập đoàn có 11,000 nhân viên làm việc trên toàn cầu và mạng lưới phân

phối tại 120 quốc gia khắp thế giới với các thương hiệu như: Con Bò Cười (La Vache qui

rit), Mini Babybel, Kiri, Leerdammer, va gid day 1a Belcubes

Với doanh thu hằng năm đạt 1,7 ti Euro (2005), Bel da duy trì được mức tăng trưởng ôn định dựa trên sự phối hợp của chiến lược tập trung lợi nhuận và đây mạnh vị trí đẫn

đầu tại các thị trường

1.2.5.2 Tình hình trong nước

Theo TS Phương, trong số các sản phâm truyền thống từ đậu nành có chao là sản phẩm duy nhất được coi là xuất phát điểm đề chế biến phô mai đậu nành

Để sản xuất phô mai đậu nành, nhóm nghiên cứu đã mua các đậu hũ ngoài chợ Sau

đó, nhóm đã dùng một số chủng vi khuẩn có sẵn trong sưu tập giống của Viện Sinh học

Nhiệt đới, đặc biệt là vi khuẩn lactic (Lactobacillus sp.) phân lập từ sữa đậu nành lên men tự nhiên

Sau thời gian bảo quản và ủ chín ở các điều kiện khác nhau, nhóm đã sản xuất được 3 loại phô mai khác nhau Sản phẩm phô mai 1 có màu vàng ngà, mịn, mùi thơm nông, vi

béo và không đắng Sản phẩm thứ 2 có màu trắng bông của một loại mốc trắng dai, mềm, mịn và nhuyễn Mùi thơm của sản phẩm thứ 2 có mùi thơm đặc trưng của loại mốc tạo ra

nó, còn vị thì béo và không đắng Sản phẩm thứ 3 lại có màu trắng ngà, lốm đốm xanh

Cấu trúc của phô mai này mềm và nhuyễn Mùi vị thơm, béo và mặn

Ngày 24/10 TS Sinh học Lê Chiến Phương - Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM, cho

biết: Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM vừa sản xuất thành công

Trang 19

Đồng hóa

}

Thanh tring (72°C trong 15 Gió

giây) và làm nguội (22- jong 24°C) Ì Vv Lén men (30-22°C) ‹ Hoạt hố giống Ỷ co — Đơng tụ (18-22”C) « nzyme chymosin W= 85% pase {thanh stra, Huyét 18+20°C, 8+20h thanh Vv 5 a Rot hop V6 tring |, sach ao bi Vv Phô mai tươi X.k= 42%, W=58% v Bao quan 4+6°C

2.1 THUYET MINH DAY CHUYEN CONG NGHE

2.1.1 Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu

+ Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phô mai thành phẩm nên

trước khi đưa vào sử dụng sản xuất cần phải qua khâu kiểm tra, đánh giá và phải đạt các

tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh

+ Yêu cầu của sữa nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai

Trang 20

khác, đó là khả năng đông tụ bằng renin và khả năng tách whey của hạt pho mát Những khả năng này (đặc tính này) phụ thuộc vào từng giống bò, thậm chí vào từng con riêng biệt Yếu tố về thời tiết các mùa trong năm cũng ảnh hưởng đến tính chất này của sữa

Người ta khắc phục bằng cách bổ sung CaC];, lên men phụ

Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa: cho 10ml sữa + 1ml 0,02% dung dịch renin, khuấy trộn đều rồi đặt vào cách thủy 35°C, theo đõi sự đông tụ Nếu sữa đông tụ trong

thời gian:

e_ Không quá l5 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh

e_ Khoảng 15 — 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thường

e Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm

Acid citric rất cần cho sự tạo thành chất thơm Trong sữa bò trung bình có 0,2% acid citric Trong quá trình lên men sữa và cream, các vi khuẩn tạo chất thơm (Streptococus diacetylatic, Lactobacillus cremoris) c6 thé chuyén héa lactoza va acid citric thanh acid lactic, acid acetic, CO2, diacetyl

Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các tác động cơ học hoặc xử lý sữa ở nhiệt độ cao

đều ảnh hưởng tới khả năng đông tụ, tính thích ứng của sữa đó đối với việc sản xuất phô

mai [4 — trang 148]

2.1.2 Định lượng

* Mục đích: Định lượng sữa bột gầy cần dùng cho cơng đoạn hồn ngun

+ Tiến hành: sữa bột gầy được kiểm tra rồi được xe nâng vận chuyên tới cân định lượng rồi đưa vào phễu trộn dé khuấy trộn và được bơm qua thùng hoàn nguyên

2.1.3 Hoàn nguyên sữa bột gầy

+ Mục đích: Chuyển sữa bột từ dạng bột sang dạng lỏng giống như sữa tươi ban đầu

+ Tiến hành

+ Quá trình hoàn nguyên sữa bột gầy bằng cách cho sữa bột vào thùng có cánh khuấy

đã chứa sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45-50°C Trong quá trình hoàn nguyên,

Trang 21

năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ôn định cũng được bố sung vào nhằm én định trạng thái của sữa, giảm thời gian ủ hoàn nguyên sau này Chất phá bọt cũng được cho

vào ở đây nhằm tránh tạo bọt

+ Nước dùng cho hoàn nguyên là nước đã qua khâu kiểm tra xử lí đạt yêu cầu

2.1.4 Đồng hoá lan 1

- Mục đích: Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mắt ổn định trạng thái của sữa trong quá trình bảo quản Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa

Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến sữa bổ sung chất

béo, vì nó làm tăng chất lượng về phương điện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong

quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo

-_ Tiến hành: Sữa sau hoàn nguyên được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm ly tâm

Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất 180 + 200 bar Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc độ chuyển động của sữa

sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe Ngoài ra khi thoát ra khỏi khe hẹp các cầu béo tiếp

tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra và làm giảm kích thước hạt Dịch sữa

sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa 2.1.5 Thanh trùng và làm lạnh

+ Mục đích

Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzyme có sẵn trong sữa nhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn nguyên trong thời

gian khá dài

* Tiến hành

Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng, nhiệt

Trang 22

2.1.6 Ú hoàn nguyên * Mục đích:

Sữa được ủ trong thời gian đài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở lại trạng

thái của sữa tươi nhưng vẫn đảm bảo hạn chế về sự phát triển của một số vi sinh vật Các muối khoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với casein là một loại protein chiếm phần lớn trong sữa để tạo thành caseinat canxi ở trạng thái hòa tan nên giúp cho

sữa có trạng thái đồng nhất tốt Đây là một trong những công đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng phô mai

+ Tiến hành

+ Sữa sau khi thanh trùng và làm lạnh từ thùng chứa sẽ được bơm qua bồn ủ hoàn

nguyên có bảo ôn nhiệt độ Nhiệt độ ủ 4-6 °C trong thời gian 4-8 giờ

+ Mỗi bồn hoàn nguyên đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và được bật chạy liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đạt trạng thái

đồng nhất như sữa tươi, sữa này đưa đi qua thiết bị chứa đựng để chuẩn bị chuyên sang

thiết bị tiêu chuẩn hóa 2.1.7 Tiêu chuẩn hoá

* Mục đích

Điều chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô của dịch sữa đạt yêu cầu công nghệ

Nguyên liệu sản xuất chính của dây chuyền này là sữa bột gầy nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream xác định vào đề dịch sữa đạt 3,5% béo

+ Tiến hành

Sữa từ thùng chứa sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá,

cream 41% được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy của thùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán mỡ sữa trong khối sữa, ngăn chặn quá trình tách pha, tăng hiệu quả của quá trình đồng hoá Đồng thời CaCl; cũng được bổ sung vào

Trang 23

Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa, giảm độ

nhớt của khối sữa và tiêu điệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng Sử dụng thiết

bị gia nhiệt dạng hình trụ đứng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 60°C

2.1.9 Đồng hoá

* Mục đích

+ Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có

kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp Đây là

một trong những nguyên nhân chính làm mất ôn định trạng thái của sữa trong quá trình sản xuất Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa, ta tiến hành đồng hóa hỗn hợp dưới tác dụng của áp lực cao khoảng 200 - 250bar, ở nhiệt độ 65 - 700C

+ Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến phô mai làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo

* Tiến hành

+ Sữa sau khi gia nhiệt được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm ly tâm Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất 200 + 250bar

Do khe hẹp có cấu tạo với tiết điện giảm dần, tốc độ chuyên động của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe Ngoài ra khi thoát ra khỏi khe hẹp các cầu béo tiếp tục bị va đập

vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra và làm giảm kích thước hạt + Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa 2.1.10 Thanh trùng và làm nguội

* Mục đích: Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật và enzyme có trong

sữa, làm biến tính một phần các protein trong sữa dé thuận lợi cho công đoạn lên men

* Tiến hành

+ Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng ở chế

độ: 72°C trong thời gian 15 giây, tiếp theo sẽ được làm nguội về 22 - 24°C

Trang 24

2.1.11 Lên men

- Mục đích: Chuyên hoá một phần đường trong sữa và đường saccharose được bổ sung thành axit lactic Làm giảm pH tạo điều kiện thích hợp cho protein sữa đông tụ Kết

quả là tạo ra sản phẩm phô mai có độ đặc, độ mịn và độ nhớt thích hợp

- Tiến hành: Sữa đã làm nguội được đưa vào thiết bị lên men 2 vỏ có cánh khuấy,

giống vi khuẩn lactic sử dụng cho nhà máy là Lactococcus cremoris duge cay vao sita theo ti

lệ 1+ 3% Hỗn hợp được khuấy trộn đều dé đạt được độ đồng nhất Quá trình lên men lactic

được thực hiện ở 20+22C trong 1+2 giờ Khi giá trị pH sữa giảm xuống 5,8 thì được bơm qua bề đông tụ

Phô mai tươi được làm theo phương pháp chua hoặc phương pháp men chua

Phương pháp này hiệu quả tốt đối với loại phô mai không béo [3 — trang 149]

+ Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lacfic và tiến hành nhân giống trong môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở nhiệt

độ: 110-115°C, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 28°C

+ Thường sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm để sản xuất phô mai tươi:

Lactococcus cremoris, Leuconotoc lactis, Leuconétoc cremoris

+ Sau khi nhân giống, ta cấy vi khuẩn lactic này vào sữa theo tỉ lệ: 5 - 8% (v/v) và bắt

đầu khuấy trộn canh trường đạt đến mức độ đồng nhất để thực hiện quá trình lên men

+ Tiến hành lên men ở: 28-30C, sau 6 - 8h khi pH của sữa giảm xuống còn 5,8, độ chua

quện sữa đạt 65 - 70°T, ta bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và cho enzyme chymosin vào để

tiến hành đông tụ [4 — trang 149] 2.1.12 Đông tụ và tách huyết thanh

* Mục đích: Sử dụng enzyme chymosin để chuyên casein trong sữa từ dang keo sang khối đông với cấu trúc gel

* Tiến hành:

+ Với hoạt tính đông tụ: 1/10000 thì lượng chế phẩm enzyme cần sử dụng trung bình 5- 10g/100kg sữa

+ Để thực hiện, trước tiên ta hòa tan lượng rennet với nước theo tỉ lệ 1/10 rồi cho vào bồn

Trang 25

lên men tạo axit lactic làm giảm pH của sữa đồng thời cũng tổng hợp nhiều sản phẩm phụ

khác nhau tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm phô mai

+ Thời gian quá trình đông tụ tính từ lúc cho enzyme vào sữa và kéo dài khoảng 4 - 6 giờ Sản phẩm phô mai blanc nếu được sản xuất theo phương pháp thủ công có thời gian đông tụ đài hơn tối đa 18 giờ Tại thời điểm kết thúc quá trình đông tụ, giá trị pH giảm xuống 4,50 — 4,55

+ Ở đây nhà máy sử đụng thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới là thiết bị có đạng hình trụ, nằm

ngang và được đặt lên 4 chân đỡ Xung quanh thiết bị là lớp vỏ áo chứa tác nhân điều

nhiệt, trên trục chính của thiết bị bố trí cánh khuấy và dao cắt, hệ thống được xoay nhờ

motor trong quá trình sử dụng Bộ phận tách huyết thanh sữa là một ống hình trụ có đục lỗ nhỏ, nhờ đó các khối đông được giữ lại còn huyết thanh sữa sẽ được bơm đưa ra ngoài Ngoài ra thiết bị còn có đầu phun giúp đưa chất tây rữa vào vệ sinh thiết bị theo chế độ tự

động và nắp đậy có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc vệ sinh khi cần thiết

2.1.13 Rót sản phẩm

Phô mai sau khi tách huyết thanh được bơm qua thiết bị rót Toàn bộ quá trình được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Benco Pak Quá trình rót và đóng nắp được thực hiện trong điều kiện vô trùng đề tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm Sản

phẩm sau khi rót hộp được bảo quản lạnh 4+6°C

Quá trình bao gói được thực hiện thủ công trong khu vực đảm bảo điều kiện vệ sinh vô tring dé tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm và bảo quản ở kho

lạnh có nhiệt độ thấp từ 2-4°C

Hệ vi sinh vật trong phô mai sẽ tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất trong suốt thời gian bảo quản sản phẩm Do đó yêu cầu bao bì phải có độ thắm khí nhất định Thông

thường sử dụng bao bì có nguồn gốc cellulose [6 — Trang 240] 2.2 Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai

Trong sản xuất phô mai có thê chia thành 2 giai đoạn, hai giai đoạn này liên quan chặt chẽ với nhau

Trang 26

độ đun lần 2 .Có thể nói rằng quá trình chín của phô mai bắt đầu từ rất sớm, tức là ngay từ lúc đông tụ Tuy nhiên, sự biến đổi sâu sắc sinh hóa các thành phần của sữa (của phô mai) mà kết quả tạo ra mùi vị đặc trưng xảy ra chủ yếu ở giai đoạn 2

Ở giai đầu, sự đông tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất Kết quả của sự đông tụ

này là tạo thành canxi paracaseinat — dưới dạng gel (curđ) Tính chất của quện sữa này phụ thuộc vào số lượng và hoạt độ của rennin, lượng ion Ca”` trong sữa và pH của sữa Khi cho nhiều rennin hoạt tính cao vào sữa thì sự đông tụ càng nhanh và tăng lượng canxi hòa tan trong sữa, quện sữa sẽ mịn

Khi gia nhiệt sữa 70-80°C, canxi hòa tan sẽ chuyển thành canxi phosphate không

hòa tan Cas(PO¿); tức là giảm lon Ca”, quá trình đông tụ sữa sẽ chậm lại, quện sữa

không min

Khi pH càng thấp thì sự đông tụ càng nhanh Tuy nhiên có giới hạn, ở pH = 6,2 là điều kiện tốt nhất rennin tác dụng Nếu giảm pH thấp hơn nữa thì khi đó casein đông tụ không phải do rennin mà là do acid

Yếu tổ thứ hai quan trọng là việc xử lý hạt phô mai tạo thành Mục đích của quá trình này là loại bớt whey đến mức cần thiết Trong quá trình ngâm chín phô mai, các thành phần của sữa biến đổi sâu sắc dưới tác dụng của các enzyme khác nhau:

* Lactoza được chuyển hóa hoàn toàn đến acid lactic và hàng loạt các hợp chất khác

Y Protein bị thủy phân một phần (phụ thuộc vào từng loại phô mai) đến peptid, acid

amin

Y Chat béo bị chuyển hóa tao ra một số acid béo bay hơi và không bay hơi

Quá trình ngâm chín còn làm biến đổi cấu trúc, trạng thái của phô mai Sự biến đổi các thành phần và cấu trúc trong quá trình ngâm chín là kết quá của sự tác động kết hợp giữa rennin và các vi khuẩn lactic

2.2.1 Sự biến đỗi cia lactoza

Trang 27

lactic déng nhất chuyển hóa hoàn toàn lactoza thành acid lactic S/répfococus paracitrovorus 66%, va Streptococus điaxetilactic ở mức trung bình (theo Klimoxki)

Độ acid của phô mai tăng rất nhanh ở những ngày đầu, sau đó chậm lại và ở cuối giai đoạn ngâm chín tăng rất chậm

Không phải toàn bộ lượng lactoza chuyển thành acid lactic với lượng tương ứng

Một phần lactoza được sử dụng cho các quá trình lên men khác để tạo thành diacetyl,

aceton, acid bay hơi và rượu Một phần acid lactic được tạo thành lại chuyên hóa tiếp dưới tác đụng của vi khuẩn dé thanh acid propionic, acid acetic, acid butyric, CO

3CH;CHOHCOOH 2CH;CH;COOH + CHạCOOH + CO; + H;O Acid lactic Acid propionic Acid acetic

Acid lactic còn tương tác với các thành phần khác của phô mai 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 của phô mai Nếu quá cao

sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuân lactic, làm thay đổi phức protein — canxi phosphate theo chiều hướng không có lợi cho trạng thái của phô mai Ngược lại, nếu hàm lượng

acid lactic thấp (pH > 6) tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn có hại hoạt động làm giảm

chất lượng của phô mai

2.2.2 Sự biến đổi của các protein

Sự biến đối sinh hóa các protein trong phô mai xảy ra chủ yếu ở giai đoạn ngâm chín 90% nitơ hòa tan trong phô mai được tạo thành do kết quả của sự tác động phối hợp của renin và các proteaza vi khuân

Theo ý kiến của nhiều tác giả, renin 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 đây sự hoạt động của

vi khuẩn lactic Và chính proteaza của vi khuẩn lactic mới tiếp tục thủy phân protein Các

proteaza vi khuân phá vỡ các liên kết peptid, disunfit tạo thành các proteoza, các polypeptide, peptid và cuối cùng thành các acid amin

Mức độ thủy phân protein được đánh giá qua các sản phẩm của quá trình này

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

Trang 28

Trong phô mai đã ngâm chín, người ta thấy vắng xerin và metionin vì rất có thể hai acid amin này đã được dùng làm nguyên liệu cho sự tổng hợp xistein

Homoxerin vừa được tạo thành có thê lại biến đổi thanh acid y-amino butyric

Arginin đưới tác động của arginaza (do vi khuẩn tạo ra) chuyển thành ornitin Người ta cho rằng, acid y-amino butyric được tạo thành từ acid glutimic nhờ tác động của decacboxylaza

Số lượng cũng như thành phần acid amin tự do trong phô mai phụ thuộc vào từng

loại, phụ thuộc vào hàm lượng nước, vào nhiệt độ đun lần hai, vào thành phần chủng vi sinh vật

Trong quá trình ngâm chín, tổng hàm lượng acid amin tự do không ngừng tăng

(mặc đù có thể hàm lượng của acid amin này giảm trong khi acid amin khác tăng)

Người ta còn nhận thấy nếu tiếp tục quá trình ngâm chín đến một mức nào đó thì acid amin, đưới tác dụng của enzyme oxy hóa — khử của vi khuẩn sẽ tham gia hàng loạt

chất mới có tác dụng tạo mùi vị cho phô mai Trong nhiều loại phô mai, người ta tìm thấy

acid phenylpropionic Nó có thê đã được tạo thành từ sự deamin của phenylalanine Phenylalanin cũng có thể phản ứng theo một cách khác để tạo thành acid phenylpropionic

2.2.3 Sự biến đỗi của chất béo

Trong tất cả các loại phô mai, người ta đều tìm thay cdc acid béo butyric, acetic Acid acetic không phải là kết quả của sự thủy phân chất béo mà là kết quả của sự lên men lactoza

Acid formic là sản phẩm của sự chuyên hóa chất béo của vi khuẩn Acid butyric có nhiều trong phô mai mềm

Sự chuyển hóa chất béo trong phô mai đã tham gia vào sự tạo thành mùi vị ở những mức độ khác nhau, trong đó phải kế đến protein và chất béo đóng vai trò hết sức

quan trong [4 — trang 172, 173]

Trang 29

Trong quá trình ngâm chín phô mai, hàng loạt các phản ứng hóa sinh đã xảy ra, kết

quả giải phóng các loại khí ammoniac, cacbon đioxyt, hydro các chất khí tạo thành

trong khối hạt phô mai sẽ tạo thành lỗ hồng ở phô mai thành phẩm

Ammoniac được tạo thành ở phản ứng deamin Thông thường ammoniac tạo thành trên bề mặt ngồi của phơ mai nơi mà ở đó phản ứng đeamin xảy ra mạnh mẽ Một

phần ammoniac lại tích tụ ở dạng tự do Đó cũng là lý đo vì sao ở ham bao quan

phô mai có mùi ammoniac

Khí hydro được giải phóng trong quá trình lên men butyric của lactoza và từ quá trình hoạt động của vi khuẩn đường ruột Khí hydro hòa tan kém trong nước, dễ dàng khuyếch tán do đó trong phô mai, lượng khí hydro rất nhỏ

Tuy nhiên nếu quá trình lên men butyric xảy ra quá mạnh mẽ thì lượng hydro tạo

ra sẽ rất nhiều, và khi đó các 16 héng trong phô mai là quá lớn

Cacbon dioxyt chiếm tới 90% tông số chất khí trong phô mai Chất khí này được tạo thành trong quá trình chuyên hóa lactoza bới các vi khuẩn tạo mùi thơm, vi khuẩn propionic và vi khuẩn butyric Cũng như từ quá trình khử CO¿ của các acid

béo và acid amin Khí CO; hòa tan tốt trong nước Số lượng khí CO; tạo thành dung địch quá bão hòa trong khối phô mai Do đó, khi gặp điều kiện thuận lợi thì

giải phóng ra Khí CO; tích tụ trong các khoáng trống và lớn dần rồi tạo thành lỗ

hồng Khí CO; giải phóng nhanh thì cùng một lúc có nhiều trung tâm tích tụ chất

khí này, kết quả có nhiều lỗ hỗng với kích thước nhỏ Ngược lại, khí CO; giải

phóng chậm thì lỗ hồng tạo thành ít nhưng kích thước lớn hơn

Người ta còn nhận thấy nếu đùng chủng chỉ gồm $repfococus lactic thì phô mai thành phẩm không có lỗ hồng Trong khi đó Š/reptococus paracitrovorus lại cô khả năng tạo khí nhiều nhất

Ngoài CO;, NHạ, H; trong thành phần chất khí còn có O; và N; Có thể khí O; và

Trang 30

PHAN 3: CAN BANG VAT CHAT 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 3.1.1 Bảng nhập nguyên liệu Trong một năm sản xuất, nguyên liệu chính là sữa bột gầy được nhập về nhà máy theo biểu đồ sau: 3.1 Bảng nhập nguyên liệu Tháng |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10|11112 Sữa bột gay + X: Nhà máy có nhập nguyên liệu 3.1.2 Biểu đồ sản xuất

Nhà máy hoạt động với 1 dây chuyền sản xuất chính: Dây chuyển sản xuất phô

mai tươi, năng suất 1,2 tấn năng lượng/ ca

Trong một năm, nhà máy sản xuất 12 tháng, tháng I1 thu mua nguyên liệu it, do

đây thường là tháng mưa, làm việc hai tuần đầu (được nghỉ 2 ngày chủ nhật) hai tuần sau

dùng để đại tu phân xưởng, sản phẩm có thể tiêu dùng quanh năm

Các ngày chủ nhật và lễ tết trong năm nhà máy nghỉ sản xuất Trong các tháng

nghỉ chủ nhật (4 ngày) và các ngày lễ (tết dương lịch, giỗ tổ Hùng Vương (vào tháng 4

dương lịch), 30/4, 1/5, 2/9) ngày làm việc 2 ca Ngày 1/5 trùng ngày chủ nhật nên tháng năm nghỉ 6 ngày (Š ngày chủ nhật và 1/5)

Riêng tháng 1 được nghỉ ngày tết dương lịch, 5 ngày chủ nhật Tháng 2 nghỉ 4

ngày chủ nhật, 4 ngày tết âm lịch (30, mồng 1,2,3) nên tháng 2 được nghỉ tổng cộng 8

ngày Vậy số ngày đi làm của tháng 2 là 20 ngày (28 - 8)

Trang 31

Phô | Ngày |25 |20 |27 |24 |25 |26 |26 |27 |26 |26 |12 |27 |291 mai | Ca 50 |40 |8I |72 |75 |78 |78 |81 |52 |52 |24 |54 |737

Tổng số ca sản xuất phô mai tươi: 737 ca/ năm

Số ngày làm việc trong năm: 291 ngày Thán, 1 2 3 4/5 6 7 8 9 10 | 11 | 12 Ca 1 Y |Y |Y |Y |Y |Y |Y |Y |Y JY |Y |Y Il Y |Y |Y |Y |Y |Y |Y re re x re re Il 0 0 Y |Y |Y |Y |Y |Y |0 0 0 0 Y: Có sản xuất; 0: Không sản xuất 3.2 Tính cân bằng vật chất

3.2.1 Số liệu ban đầu

+ Nguyên liệu đầu: sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%, cream 41% chất

béo

+ Năng suất 1,2 tan NL/ ca

+ Thành phần sản phẩm bao gồm: tổng chất khô 42%, muối 1,5%

Trong sản xuất sản phẩm phô mai, một số công đoạn có sự thay đổi âm cho nên

hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn đó bao gồm hao hụt về âm và hao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất

Ta có % hao hụt ẩm trong công đoạn so với nguyên liệu trước khi vào công đoạn được tính theo công thức:

_ W, - W,

~ 100 - W,

X x100 %

W¡: Độ âm ban đầu của nguyên liệu, % 'W;: Độ âm sau của nguyên liệu, %

Trang 32

Giả sử khi đông tụ khối nguyên liệu có độ âm 82% Ta có phô mai tươi thành phẩm

có tổng chất khô là 42% Vậy độ âm của phô mai tươi lúc này 58%

Vậy hao hụt am trong công đoạn này là: X, = 82558 100 100-58 = 57,143 % Bảng 3.3 Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn

STT | Tên công đoạn % Hao hụt về | % Hao | Tổng % hao hut

Trang 33

Lượng huyết thanh tách ra trong công đoạn tách huyết thanh H = 60,037% x No = 60,037% x 2,931 = 1,759 (tan/ca) 3 Lượng sữa trước khi đơng tụ: Đs N3= Np x—100_ = 2,931 x 109_ —2 961 (tấn/ca) 100-1 100-1

Để đông tụ, ta chon enzyme renin có hoạt độ 1/10000 Sử dụng 5g/100kg nguyên liệu Vậy lượng enzyme cần dùng:

1000x 5 1000x 5

Ng =N3 xX = 2,961 x = 148,050 (g/ca) = 0,148.10° (tắn/ca) 4 Lượng sữa trước khi lên men: Ny

Lượng nguyên liệu và men giống trước khi vào thiết bị lên men: 100 = 2,961 x 100 = 3,001 (tan/ca)

100—1,5 100—1,5

Nin = Na x

Lượng men giống được hoạt hóa lần 2 chiém 1,5 + 2% [4, Trang 247] Chon 2%, ta c6: Nenh2 = Nim x 2% = 3,001 x 2% = 0,060 (tan/ca)

Lượng men giống hoạt hóa chiếm 7% so với lugng men ding dé 1én men [4, Trang

136]

Nghị = Nga x 7% = 0,060 x 7% = 0,004 (tan/ca)

Lượng men khô chiếm 0,1%: 0,004 x 0,1% = 0,004.10° (tan/ca)

Lượng môi trường hoạt hóa giống:

Trang 34

Mạ ị Muối Phối trộn 1,5% muối | M; Yêu cầu của sản phẩm phải có 1,5% muối nên sau khi phối trộn phải đạt 1,5% muối

Goi A là lượng muối dùng để phối trộn

C là dịch sữa và muối trước khi cho vào phối trộn

M¿ là dịch sữa trước khi đưa vào phối trộn

Trang 35

+ Nồng độ chất khô của sữa trước khi vào phối trộn: X% 100 100 X% = 8xM,, x100=1 = gx3,001 x 100 =Í ~ g 176% 0M pt 2.966 i 7 Lượng dịch sữa trước khi chuẩn hóa: N; A, a% B, b% | Chuan héa oo, (E) Nz, c%

Goi: A 1 lượng sữa nguyên liệu có hàm lượng chất khô a = 8,176%

B là lượng cream bồ sung vào có hàm lượng chất béo b = 41% NÑ¡ là lượng nguyên liệu sau khi chuẩn hóa có tổng chất khô c = 18%

Trang 36

- Lượng sữa nguyên liệu trước khi chuan héa A = Ng = 1,199 (tan/ca)

- Luong cream bổ sung vào B = 1,817 (tắn/ca)

Theo tính toán ở trên, lượng sữa và cream đi vào thiết bị chuẩn hóa:

E = 3,016 (tan/ca) = 3016 (kg/ca)

Ở công đoạn chuẩn hóa bố sung CaCl; với hàm lượng 0,5g/kg nguyên liệu Vậy

lượng CaCl, cần bổ sung vào: Mcaca = 3016 x 0,5 = 1508 (g/ca) = 0,002 (tan/ca)

3.2.2 Tính cân bằng vật chất

Tổng lượng sữa

- Ng = 1,199 (tan/ca): Luong sữa dùng để sản xuất phô mai

Trang 37

G;=G;x -100- ~1 277x _100_ —1 289 (tắn/ca) 100-1 100-1 4 Lượng địch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa lần 1: G„ 100 _1 2gọx_ 100 ——= = 1,309 (tan/ca) 100 —1,5 100 —1,5 G4 = G3x 5 Tổng khối bột sữa gầy và nước nóng trước khi vào công đoạn hoàn nguyên 1,309 x 00_ ~ 1 322 (tắn/ca) 100-1

Tính khối lượng bột sữa gầy và nước ấm dùng cho hoàn nguyên:

+ Gọi m là khối lượng sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%

+ n là khối lượng nước ấm cần sử dụng cho hoàn nguyên đề được khối sữa sau khi

hoàn nguyên có tổng hàm lượng chất khô là 8,76% 96,500 xm= 8,176 100 100 Ta có phương trình: x(m+n) Mà m+n= 1,322

Từ đó ta tính được: m = 0,112 (tắn/ca); n = 1,210 (tắn/ca)

Vậy khối lượng sữa bột gầy cần dùng cho cơng đoạn hồn ngun:

Gs = m= 0,112 (tan/ca)

6 Luong sita bét gay can can dinh luong: Gg

Ge = Gs x 10- =0,112 x 10 ~ 0 113 (tắn/ca) 100 100-1

Trang 38

+ Chọn hao hụt số hộp là 1%, số vỏ hộp thực tế phải dùng là: —_— = 6121,212 = 6121 (hdp/ca) % Vay sé hop thuc té cn ding trong 1 ca sản xuất phô mai là 6121 (hộp) + Tính số thùng + Chọn thùng carton chứa 48 hộp, vậy số thùng cần đùng là: T,= = = 127,521 (thiing/ca) + Chọn hao hụt số hộp là 1%, số thùng giấy thực tế phải đùng là: + = 127521100 _ 158.809 ~ 129 (thùng/ca) 100-1

% Vậy số thùng thực tế cần dùng trong 1 ca sản xuất phô mai là 129 (thùng)

3.2.4 Tính tỉ trọng sau mỗi công đoạn

+ Ta cé, tỷ trọng của sản phẩm sữa tính theo công thức: 100 3 d =F SNF (g/em’) [1 , Trang 13] + + W 0,93 1,608 Trong do:

F: Hàm lượng chất béo có trong sữa (% khối lượng)

SNE: Hàm lượng chất khô không béo có trong sữa (% khối lượng) W: Hàm lượng nước có trong sữa (% khối lượng)

Tỉ trọng của sữa sau khi hoàn nguyên:

Trang 39

= SN 242 4W, ——+ a OTH WE) +59

0,93 1,608 0,93 1,608

+ Tý trọng của sữa sau chuẩn hóa (dạ)

Lượng sữa hoàn nguyên vào sản xuất phô mai tươi N;= 1,199(tắn/ca) có hàm

lượng chất khô a= 8,176%, chat béo F= 3%

Lượng sữa sau chuẩn hoá: C?=3,031 (tan/ca), a3 = 17% Vậy: Lượng chất khô không béo trong hỗn hợp chuẩn hóa NÑ; x(a—3) 1,199 x (8,176 — 3) SNF, = x100 = 3,031 x 100 = 2,048 % 100 _ 100 Fy SNF, w= SNF, SNF, 0,93 1608 093 1,608 _ 100 (17=2,048) | 2,048 | 0,93 1,608 d,= +W, = 0,990(g/cm3)

4 Tỷ trọng sữa sau chuẩn hóa, qua các công đoạn đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh,

lên men, đông tụ không thay đổi và bằng d;

+ Tỷ trọng của phô mai sau khi tách huyết thanh(d„)

Lượng nguyên liệu trước khi tách huyết thanh N;= 2,931 có hàm I ượng chất khô không béo 1a SNF3=2,048%

Lượng huyết thanh tách ra được: H= 1,759(tắn/ca)

Trang 40

Sô thùng carton 129 (thùng/ca) 95073 (thùng/năm)

Bang 3.6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất dây chuyển

Bảng 3.6.1 Bảng tổng kết năng suất qua mỗi công đoạn

Titrong | Năng suất

STT | Tên công đoạn „