ảnh hưởng các điều kiện dinh dưỡng, môi trường đến quy trình sản xuất phô mai

ảnh hưởng các điều kiện dinh dưỡng, môi trường đến quy trình sản xuất phô mai

MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÔ MAI 3 1.1. Khái niệm về phô mai 3 2.1. Phân loại phô mai 3 CHƯƠNG 2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG TRONG SỮA ĐẾN HIỆU SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG PHÔ MAI 5 2.1. Ảnh hưởng của các hợp chất protein 5 2.1.1. Các đặc tính đông tụ sữa 6 2.1.2. Ảnh hưởng đến đặc tính đông tụ sữa và hiệu suất của phô mai 6 2.2. Ảnh hưởng của CaCl 2 đối với phô mai 8 2.2.1. Ảnh hưởng của clorua canxi đến khối lượng bị hao hụt và thành phần hóa học của phô mai 8 2.2.2. Ảnh hưởng đến các giá trị cảm quan: 12 2.3. Ảnh hưởng của nồng độ muối 13 2.3.1. Đến một số đặc điểm của phô mai 13 2.3.2. Đến chất lượng phomai 16 CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG PHÔ MAI 20 3.1. Áp suất cao 20 3.1.1. Ảnh hưởng đến màu sắc phô mai 20 3.1.2. Ảnh hưởng đến mùi vị phô mai 20 3.1.3. Ảnh hưởng đến chỉ tiêu hóa lý 21 3.1.3. Ảnh hưởng đến tốc độ đông tụ 22 3.1.4. Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng 22 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 1 3.2. Ảnh hưởng của CO 2 đến quá trình sản xuất và chất lượng phô mai 23 3.3. Điều kiện bảo quản và chế biến 23 3.4. Ảnh hưởng của các vi sinh vật sử dụng ban đầu 24 3.5. Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt sữa 25 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHÔ MAI 1.1. Khái niệm về phô mai Phô mai hay pho mát là một sản phẩm từ sữa bò, dê hay cừu…. Nguyên liệu chính của phô mai là protein trong sữa – casein. Sữa tươi sau quá trình đông tụ, thu được hai sản phẩm chính là khối đông (curd) và phần dịch tách ra, không đông tụ gọi là huyết thanh sữa (whey). Từ khối đông nhà sản xuất sẽ chế biến tiếp thành phô mai thành phẩm có vị đặc trưng, giàu protein và chất béo. Phô mai có một lịch sử lâu đời. Có thể nói rằng: “Phô mai là món ăn lên men đầu tiên của loài người”. Phô mai bắt đầu xuất hiện từ 9000 - 8000 năm trước Công nguyên. 2.1. Phân loại phô mai Có nhiều phương pháp để phân loại phô mai:  Dựa vào độ cứng của phô mai để phân loại: Nhằm phân loại chính xác từng loại phô mai, ngày nay, người ta sử dụng MFFB (Moistrure on Fat Free Basic) để phân loại. MFFB là tỉ lệ giữa hàm lượng nước trong phô mai so với tổng khối lượng phô mai đã trừ đi nước. MFFB = Bảng 1.1. Phân loại các loại phô mai theo MFFB MFFB (%) < 41 49 – 56 54 – 63 61 – 69 > 67 Loại phô mai Rất cứng Cứng Bán cứng Bán mềm Mềm  Dựa vào lượng chất béo có trong phô mai để phân loại: Lượng chất béo trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỉ lệ phần trăm giữa lượng chất béo và tổng khối lượng phô mai đã trừ chất béo, được kí hiệu là FDB (Fat on Dry Basis). FDB = ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 3 Bảng 1.2. Phân loại các loại phô mai theo FDB FDB (%) < 10 10 – 25 25 – 45 45 – 60 > 60 Loại phô mai Phô mai gầy Phô mai có hàm lượng béo thấp Phô mai có hàm lượng béo trung bình Phô mai có hàm lượng béo cao Phô mai có hàm lượng béo rất cao  Dựa vào phương thức sản xuất: Bảng 1.3. Phân loại các loại phô mai theo phương pháp sản xuất Loại phô mai Đặc điểm Phô mai tươi Không qua giai đoạn ủ chín Phô mai có qua ủ chín • Hệ VSV tham gia trong quá trình ủ chín là vi khuẩn và nấm mốc • Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu trên bề mặt phô mai và trong khối phô mai  Dựa vào cấu trúc của phô mai: - Loại có lỗ hổng hình tròn (round – eyes texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO 2 . - Loại có lỗ hổng hình hạt (granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phô mai trong quá trình đúc khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng. Ngoài ra, còn có một loại phô mai khác là phô mai nấu chảy được sản xuất từ các loại phô mai khác. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 4 CHƯƠNG 2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG TRONG SỮA ĐẾN HIỆU SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG PHÔ MAI 2.1. Ảnh hưởng của các hợp chất protein Ở nhiều nước sản xuất sữa, một phần lớn sữa sản xuất được sử dụng để làm phô mai. Ở các nước Bắc Âu, khoảng một phần ba tổng số khối lượng được sử dụng cho mục đích này. Chất lượng và số lượng phô mai được, không chỉ dựa trên khối lượng của sữa mà còn dựa trên mỗi gram phô mai trên tổng lượng protein trong sữa. Nó rất quan trọng đối với kết quả kinh tế của ngành công nghiệp sữa. Tính chất đông tụ sữa rất quan trọng đối với cả chất lượng cũng như năng suất của phô mai. Sữa làm thí nghiệm được thu thập trong buổi tối, mỗi con khoảng 10L. Tổng cộng có 134 con bò được lấy sữa, không con nào được lấy sữa lần hai. Thức ăn của những con bò này tương tự nhau và được lấy mẫu 3 lần mỗi ngày. Các con bò này được chia thành 4 nhóm theo thời gian cho con bú gồm: chu kỳ sữa đầu (1, n = 50), cho con bú thứ hai (2n = 42), cho con bú thứ ba (3 ; n = 22), và cho con bú thứ tư trở lên (4n = 20). Thành phần trong sữa được phân tích trước. Hàm lượng béo, ure và pH được đo bằng máy Milkoscan. Hàm lượng canxi được xác định bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử sau khi sấy để tro ở 525°C trong 6h, sau đó hòa tan trong axit và pha loãng trong lanthanchloride. Nồng độ protein của sữa được xác định bằng cách sử dụng phương pháp sắc ký chất lỏng pha đảo ngược (RP- HPLC) sửa đổi. Tập trung phân tích tổng lượng protein với tổng các nồng độ αS1 -CN, β -CN, κ -CN, β - LG A, β – LG B , và α - LA và nồng độ của tổng whey protein phân tích. Nồng độ CN đã phân tích bao gồm tổng các nồng độ αS1 -CN, β -CN, và κ –CN. Sau 2 ngày bảo quản lạnh ở 4°C , các mẫu sữa được làm nóng trước đến 40°C , khử chất béo. Bốn lít sữa tách kem được môi trường lên men gồm Lactobacillus elveticus và ủ ở 30° C trong 30 phút. Tiếp theo đó là bổ sung của chymosin (1,25 ml / L). Sau 30 phút ở 30°C, gel hình thành đã được cắt thành hình khối 2 cm. Sữa đông đã được ủ ở 50°C. Whey đã được tách bỏ và sữa đông đã được nhấn ép (0.04 kg/cm2 ) trong 20 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau 2 tuần bảo quản ở 10°C, các loại phô mai đã hình thành. Mẫu phô mai được ủ ở 105°C qua đêm và sau đó ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 5 được đặt trong bình hút ẩm trong 1 giờ trước nặng. Sản lượng phô mai được thể hiện trong 2 cách khác nhau: liên quan đến số lượng sữa phô mai được sử dụng như g phô mai/100g sữa hoặc như g chất khô/100g phô mai khô . Sau đó, các mẫu được đo độ lưu biến. Phép đo được thực hiện trong 15 phút. Thời gian đông tụ sữa (MCT) được ghi nhận là thời gian hình thành sữa đông , để so sánh tốc độ đông tụ trong các mẫu sữa, và G ' (Pa) ở 15 phút ( G'15 ) ghi lại để so sánh độ cứng phụ. Từ đó cho thấy kết quả. 2.1.1. Các đặc tính đông tụ sữa Các mẫu sữa được phân tích được chia thành 4 nhóm theo tính chất đông tụ , đó là sữa được làm đông tốt, sữa có tỷ lệ đông tụ thấp, sữa kém làm đông, và sữa không đông. Mẫu sữa bắt đầu đông tụ trong vòng 15 phút và có thể cắt khối sữa đông tại 30 phút được là tốt làm đông sữa. Các mẫu sữa được xem là tốc độ đông tụ thấp nếu nó không bắt đầu đông tụ trong vòng 15 phút, nhưng đã hình thành sữa đông tại lúc cắt. Sữa kém làm đông là sữa đông tụ yếu tại lúc cắt. Sữa mà không bắt đầu đông tụ trong vòng 30 phút được gọi là sữa không đông tụ. Bảng 2.1. Bảng phân chia các nhóm sữa sau quá trình đông tụ MCT (phút) Khả năng tạo đông Số mẫu Tỷ lệ % Sữa đông tốt <15 Tạo khối đông 81 61 Sữa đông tụ thấp 15-30 Tạo khối đông 11 8 Sữa kém đông ≈ 30 Khối đông yếu 38 28 Sữa không đông >30 Không tạo khối đông 4 3 2.1.2. Ảnh hưởng đến đặc tính đông tụ sữa và hiệu suất của phô mai Nồng độ lactose, urê, amin tự do không ảnh hưởng đáng kể đến tính chất đông sữa. hoặc sản lượng phô mai không cải thiện được nhiều khi thêm vào. Ngoài ra, các biến khác là nồng độ chất béo trong sữa, κ -CN, αS1 -CN ( P <0.001) , β -CN ( P <0.001), tổng CN phân tích, β - LG B, tổng β - LG cùng tổng số protein phân tích và tổng whey protein được phân tích. Bảng 2.2. Năng suất cho phô mai so với một số thông số đầu vào ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 6 g phô mai/g sữa g phômai khô/100g sữa g phô mai khô/g protein Sữa đông tốt 8.14 3.17 93.2 Sữa kém đông 7.69 3.03 92.44 Các tính chất đông sữa được nghiên cứu dựa trên thành phần protein và béo trong sữa. Về mặt hiệu suất, sữa tạo đông tốt cho năng suất cao hơn, dù là loại phô mai gì. Trong hai mẫu sữa là sữa kém đông và sữa không tụ, thành phần κ –CN cao hơn. Nồng độ κ-CN và tỷ lệ của nó liên quan đến αS1-CN và β-CN cao hơn ở nhóm kém đông và không đông tụ . Điều này phù hợp với các tính chất của casein, trong đó κ-CN chống đông tụ sữa, duy trì tính ổn định của sữa và hạn chế ảnh hưởng của ion canxi tới các tính chất đông tụ của sữa. Do vậy, nồng độ κ-CN và tỷ lệ của nó với αS1-CN và β-CN cao hơn làm sữa khó đông hơn và năng suất cho phô mai cũng kém. Các nhóm sữa kém đông hay không đông tụ có thể khắc phục bằng việc hạ thấp pH và bổ sung thêm ion canxi, tuy nhiên kết quả sẽ không tốt như các nhóm sữa khác. Do κ-CN ảnh hưởng đến tính chất đông tụ sữa nên đang có một xu hướng mới là sử dụng sữa được làm giàu β-CN để sản xuất phô mai. Tuy nhên, việc làm giàu khá khó khăn và giá thành của loại sữa này cũng khá cao. Do tỷ lệ của các casein sữa được quy định cụ thể qua kiểu gen của bò, các alen để tổng hợp casein đã được nghiên cứu và ghi nhận. Alen κ –CN AB được ghi nhận trong sữa kém đông cao vì alen ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ của κ –CN trong sữa. Alen κ -CN AE cũng hỗ trợ trong việc hình thành κ –CN. Alen κ –CN AA không ảnh hưởng nhiều đến các tính chất đông sữa. Bảng 2.3. Tần suất sủa các alen trong các mẫu sữa Nhóm sữa Loại gen κ –CN κ –CN AA κ –CN AB κ -CN AE Sữa kém đông và không đông 46 29 33 Sữa đông tụ tốt 60 21 11 Tuy nhiên, trong một số nghiên cứu khác, thời gian cho sữa và chu kỳ lấy sữa của bò cái ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ hoạt động của một số alen này. Theo đó, sữa được vắt vào cuối năm, khoảng từ tháng 9 đến tháng 12, cho khả năng đông tụ tốt hơn cùng lượng κ –CN thấp hơn. Những con bò cái ở giai đoạn sau của chu kỳ tiết ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 7 sữa và cho con bú cũng có lượng κ –CN thấp hơn và khả năng đông tụ cao hơn. Từ đó, nhà sản xuất có thể chọn lựa loại nguyên liệu sữa phù hợp cho các quá trình chế biến. 2.2. Ảnh hưởng của CaCl 2 đối với phô mai Trong thực tế công nghiệp, canxi clorua được bổ sung vào sữa cho nhằm điều chỉnh hàm lượng của các ion canxi. Sữa được xử lý trước khi đông tụ, trong đó bao gồm việc điều chỉnh hàm lượng chất béo, đồng nhất của chất béo sữa, việc điều chỉnh khả năng đông tụ bằng cách cho thêm CaCl 2 , khử trùng và điều chỉnh nhiệt độ sữa. Canxi clorua thường được bổ sung vào sữa để cải thiện khả năng đông tụ. Thực tế, khi bổ sung 0,02% (1,8 mM) canxi clorua vào trong sữa làm tăng độ cứng khối sữa đông khoảng 32% , có thể tăng lên 81% bằng cách thêm 10 mM canxi clorua , nhưng nếu nồng độ cao hơn trong sữa đông sẽ làm giảm độ cứng. Tuy nhiên, khi bổ sung canxi clorua, một số tính chất của phô mai sẽ bị ảnh hưởng. Nhằm kiểm tra ảnh hưởng của canxi clorua đến phô mai, các nhà khoa học đã làm cuộc thí nghiệm với hai mẫu phô mai, một không được bổ sung canxi clorua, mẫu thứ hai được bổ sung 0.02% canxi clorua. Sau một khoảng thời gian nhất định, hai mẫu được kiểm tra. 2.2.1. Ảnh hưởng của clorua canxi đến khối lượng bị hao hụt và thành phần hóa học của phô mai Bảng 2.4. Ảnh hưởng của nồng độ canxi clorua đến một số thông số của phô mai Các thông số Nồng độ Canxi clorua (%) 0 0.02 Hao hụt khối lượng (%) 19.78 a 19.64 a Tổng lượng chất khô (%) 52.09 a 49.39 b Chất béo (%) 27.12 a 25.42 b Muối (%) 4.45 b 4.90 a Hàm lượng tro (%) 3.12 a 3.33 a Tyrosine (mg/100g cheese) 1.62 a 1.47 b Tryptophan (mg/100g cheese) 0.47 a 0.42 b ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 8 Sau khi khi tiến hành kiểm tra, các nhà khoa học đưa ra ảnh hưởng của nồng độ canxi clorua đến một số thông số trong phô mai như bảng trên. Phô mai không có canxi clorua (0%) bị mất trọng lượng nhiều hơn so với phô mai chứa 0,02% canxi clorua như hình. Giải thích về điều này, việc bổ sung canxi clorua làm chắc các liên kết di-canxi tri- phosphate, từ đó ổn định hệ mixen trong cấu trúc phô mai. Chính điều này dẫn đến lượng protein bị rửa trôi giảm nên khối lượng hao hụt trong mẫu có canxi clorua ít hơn. Điều này phù hợp với các báo cáo trước của các nhà khoa học Bille và các cộng sự (2001) và Solorza - Feria (2001). Hình 2.1. Tỷ lệ hao hụt khối lượng của hai mẫu phô mai Clorua canxi ảnh hưởng đáng kể đến tổng chất rắn của phô mai, và phô mai với 0 % canxi clorua có tổng lượng chất khô cao (52,09%). Điều này tương đồng với kết quả với hàm lượng chất béo. Phô mai có canxi clorua có hàm lượng béo thấp hơn thấp hơn, đồng nghĩa với hàm lượng chất khô thấp hơn. Điều này có thể do tính chất của ion Ca tác động trực tiếp tới các liên kết của protein và cấu trúc protein, từ đó ảnh hưởng đến lượng chất béo trong phô mai. Phô mai mà không clorua canxi có hàm lượng chất béo cao hơn so với phô mai làm từ bổ sung canxi clorua (0,02%). Điều này thống nhất với các báo cáo về hàm lượng béo trong phô mai của Hamid (1998), Bille và cộng sự (2001), Abdalla và Ahmed (2010) và Khan và Pal (2010). Hình 2.2. Hàm lượng chất khô trong hai mẫu phô mai Hình 2.3. Hàm lượng béo trong hai mẫu phô mai Canxi clorua ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng muối trong phô mai cũng như hàm lượng tro trong phô mai. Phô mai với 0,02% canxi clorua có muối cao hơn (4,90%). Hàm lượng tro đã được quan sát, phô mai có 0.02 % clorua canxi cho thấy tro cao hơn (3,33%), tuy nhiên, hàm lượng tro không khác biệt quá nhiều giữa hai ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 9 mẫu. Điều này dễ thấy do canxi là một loại muối vô cơ, do đó, khi bổ sung vào phô mai, nó làm tăng lượng muối và khoáng tro. Hình 2.4. Hàm lượng muối trong hai mẫu phô mai Hình 2.5. Hàm lượng khoáng trong hai mẫu phô mai Hàm lượng Tyrosine và Trytopane ở mẫu không có canxi clorua cao hơn mẫu có canxi clorua. Về bản chất, việc phân hủy protein tạo các acid amin như Tyrosine và Trytopane. Ion Ca làm chắc các cấu trúc peptide, do đó, protein khó phân giải hơn, và điều đó đồng nghĩa với lượng Tyrosine và Trytopane ít hơn. Hình 2.6. Hàm lượng Tyrosine trong hai mẫu phô mai Hình 2.7. Hàm lượng Trytopane trong hai mẫu phô mai 2.2.2. Ảnh hưởng đến các giá trị cảm quan: Mười tình nguyện viên chưa qua đào tạo được yêu cầu đánh giá về chất lượng của phô mai (màu sắc, hương vị , kết cấu và độ mặn) sử dụng một đánh giá về màu dao động từ 1 là không thể chấp nhận được đến 7 là chấp nhận được; với hương vị, 1 là nhạt nhẽo đến 9 cường độ vị cực mạnh; về kết cấu, 1 là rất cứng và 9 là rất mềm; với độ mặn, 1 là nhạt đến 9 là rất mặn. Mẫu phô mai được đặt trong đĩa nhựa trắng, có nhãn và được đặt trên băng ghế, không có sự tiếp xúc giữa các tình nguyện viên. Nước được cung để súc miệng sau mỗi lần thử. Từ đó, cho ra các kết quả. Bảng 2.5. Ảnh hưởng của canxi clorua đến các đặc tính cảm quan Đặc tính cảm quan Nồng độ canxi clorua (%) 0 0.02 Màu sắc 6.12 a 6.13 a Mùi vị 5.84 a 5.75 a ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 10 [...]... rắn và phục hồi protein được quan sát thấy trong các loại phô mai sản xuất từ sữa nóng và hỗn hợp cả hai với tổng mức độ biến tính 30% whey protein [Ghosh cùng cộng sự 1999] 27 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://download.journals.elsevierhealth.com/pdfs/journals/00220302/PIIS0022030206723669.pdf... . ra, c n c một loại phô mai kh c là phô mai nấu chảy đư c sản xuất từ c c loại phô mai kh c. ẢNH HƯỞNG C A C C ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 4 CHƯƠNG 2. ẢNH HƯỞNG. MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 19 CHƯƠNG 3. ẢNH HƯỞNG C A C C ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG PHÔ MAI 3.1. Áp suất cao 3.1.1. Ảnh hưởng đến màu s c phô mai Sự thay đổi màu s c. tốt hơn c ng lượng κ –CN thấp hơn. Những con bò c i ở giai đoạn sau c a chu kỳ tiết ẢNH HƯỞNG C A C C ĐIỀU KIỆN DINH DƯỠNG, MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 7 sữa và cho con bú c ng c lượng