Quy trình và công nghệ sản xuất phô mai

Quy trình và công nghệ sản xuất phô mai

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

I.GIỚI THIỆU CHUNG

1.Phô mai là gì?

Phô mai (tiếng Anh là cheese,tiếng Pháp là fromage) là một sản phẩm rất giàudinh dưỡng được chế biến từ sữa.Theo phương pháp sản xuất truyền thống ,người

ta tiến hành đông tụ casein trong sữa,sau đó tách khối đông tụ thu được để chế biếnthành phô mai

Hiện nay trên thế giới có hàng trăm loại phô mai.Các sản phẩm phô mai khác nhau

về cấu trúc,mùi vị,màu sắc,các chỉ tiêu hóa lí và vi sinh.Quy trình sản xuất phô maicũng rất đa dạng.Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu sữa và giống vi sinh vậtkhác nhau để sản xuất phô mai

Phô mai được tiêu thụ nhiều nhất ở châu Âu,ở Pháp.Trung bình hằng năm mỗingười sử dụng 26 đến 28 kg phô mai các loại.Sản phẩm phô mai đã được nhậpkhẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây.Đến nay một số công ty chế biếnsữa trong nước đã bắt đầu sản xuất vài loại phô mai đơn giản

2.Phân loại phô mai.

Có nhiều phương pháp phân loại phô mai:

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

Hàm lượng nước trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phầntrăm giữa lượng nước và tổng khối lượng phô mai đã trừ béo,được kí hiệu làMFFB(Moisture on Fat Basis)

MFFB =

Dựa vào giá trị của MFFB ,người ta chia phô mai thành 5 loại:

Phô mai rất cứng

Phô mai cứng

Phô mai bán cứng

< 4149-5654-63

Phô mai bán mềmPhô mai mềm

61-69

>67

Lượng chất béo trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trămgiữa lượng chất béo và tổng khối lượng phô mai đã trừ béo ,được kí hiệu làFDB(Fat on Dry Basis)

FDB =

Dựa vào giá trị FDB ,người ta chia phô mai thành 5 loại:

Phô mai có hàm lượng béo rất cao

Phô mai có hàm lương béo cao

Phô mai có hàm lương béo trung bình

Phô mai có hàm lương béo thấp

Phô mai gầy

>6045-6025-4510-25

Loại sản phẩm Đặc điểm

Phô mai tươi

Phô mai có qua giai đoạn ủ chín

-không có giai đoạn ủ chín

-Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủchín:

+vi khuẩn+vi khuẩn và nấm mốc-Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn raở:

+Trên bề mặt khối phô mai+Trong bề sâu khối phô mai+Trên bề mặt và trong bề sâu khối phô maiII.NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT PHÔ MAI

cụ chứa và hệ thống đường ống vận chuyển sữa

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

Các nhà sản xuất thường quan tâm đến chỉ tiêu vi sinh vật của sữa,đặc biệt là nhóm

vi sinh vật sinh bào tử (giống Clostridium) và nhóm vi sinh vật ưa lạnh(giốngPseudomonas) Bào tử Clostridium tyrobutyricum lên men chuyển hóa acid lacticthành acid butyric và khí hydro tạo mùi khó chịu và gây hư hỏng cấu trúc sảnphẩm.Riêng vi khuẩn Pseudomonas có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ thấp vàtiết ra những enzyme ngoại bào như lipase,protease….Các enzyme này sẽ xúc tácquá trình thủy phân lipid và protein trong sữa có thể gây ra mùi hôi và vị đắng.Hàm lượng protein-casein trong sữa cũng là một chỉ tiêu hóa lý quan trọng.Sữanguyên liệu có hàm lượng casein càng cao thì hiệu suất thu hồi phô mai trong sảnxuất sẽ càng cao

2)Chất béo

Để sản xất phô mai có hàm lượng béo cao,người ta sử dụng thêm cream hoặc sữabơ.Các chất béo này phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh vật

3)Tác nhân đông tụ sữa

Tác nhân đông tụ sữa trước đây phổ biến là rennet được thu nhận từ ngăn thứ tư dạdày bê.Thành phần enzyme quan trọng nhất trong chế phẩm rennet là chymosinhay còn gọi là rennin.Ngoài ra chế phẩm rennet có thể có các hoạt tính khác nhưpepsin,lipase…Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạnglỏng Hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường dao động 1:10.000 đến 1:15.000.Chếphẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4-6oC)

Để giảm giá thành sản phẩm ,người ta sử dụng các tác nhân đông tụ sữa có nguồngốc từ thực vật và vi sinh vật.Phổ biến nhất hiện nay là chế phẩm chymosin đượcsản xuất từ phương pháp lên men

4)Giống vi sinh vật

Trong sản xuất phô mai tùy thuộc loại sản phẩm mà các nhà sản xuất có thể sửdụng một loài hoặc tổ hợp loài vi sinh vật khác nhau.Phổ biến nhất trong sản xuấtphô mai là vi khuẩn lactic Người ta sử dụng vi khuẩn lactic ưa ấm và ưa nhiệt với

cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dị hình.Chúng có khả năng tạo acid lactic

trong khối đông.Ngoài ra vi khuẩn lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ từ quá trìnhlên men như CO2,acetaldehyde,diacetyl…Một số chủng vi khuẩn lactic tham giavào quá trình chuyển hóa acid citric,quá trình phân giải protein,…để tạo nên giá trịcảm quan và các chỉ tiêu hóa lý đặc trưng cho phô mai thành phẩm.

Nhóm vi khuẩn propionic được sử dụng trong các giai đoạn ủ chin một số loại phômai như Gruyere,Jarlsberg,Emmenthal,Maasdam,…Chúng lên men đường hoặcchuyển hóa acid lactic thành acid propionic,CO2 và một số sản phẩm phụkhác.Mục đích sử dụng vi khuẩn propionic là tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúcmột số phô mai cứng và góp phần hình thành nên hương vị đặc trưng cho sảnphẩm

Các loại nấm mốc thuộc giống Penicillium như P.camemberti, P.roqueforti….được

sử dụng trong giai đoạn ủ chín một số loại phô mai bán mềm.Nhóm vi sinh vật này

có khả năng sinh tổng hợp enzyme protease và lipase ngoại bào ,xúc tác chuyểnhóa protein và lipid trong khối đông tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm

5 ) Phụ gia và các nguyên liệu khác

-Muối ăn (NaCl) :Trong sản xuất phô mai ,muối ăn được sử dụng làm mục đích tạo

vị cho sản phẩm.Ngoài ra,muối ăn còn được xem là chất bảo quản và là tác nhântham gia tạo nên cấu trúc của phô mai.Hàm lượng NaCl trong muối ăn thường daođộng trong khoảng 97-99%

-CaCl2:ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein.Người ta bổsung Ca2+ vào sữa dưới dạng CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc ,độcứng của khối đông

-CO2 :khí CO2 hòa tan vào sữa sẽ làm giảm nhẹ pH sữa

-NaNO3 hoặc KNO3: quá trình thanh trùng sữa trong sản xuất phô mai không thểtiêu diệt được toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sữa nguyên liệu ban đầu Hơn nữatrong sản xuất một số loại phô mai cứng người ta có thể bỏ qua giai đoạn thanhtrùng nhiệt để sản phẩm đạt được cấu trúc và mùi vị như mong muốn.Khi đó muốiNaNO3 hoặc KNO3 được sử dụng như là một tác nhân ức chế hệ vi sinh vật nhiễmtrong sữa.Hàm lượng tối đa cho phép là 30g/100kg sữa.Nếu sử dụng muối nitrite

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

cũng có thể ức chế vi sinh vật thuần khiết sử dụng trong sản xuất phô mai.Hiệnnay, muối NaNO3 và KNO3 bị cấm sử dụng tại một số nước trên thế giới.

-Chất màu:màu sắc của phô mai do các hợp chất carotenoides hòa tan trong chấtbéo của sữa tạo nên.Cường độ màu sắc của sản phẩm có thể bị thay đổi theo thờitiết trong năm.Để ổn định màu sắc cho phô mai,những nhà sản xuất sử dụng cácchất màu tự nhiên như carotenoides sẽ làm giảm nhẹ màu vàng tự nhiên của phômai,từ đó làm nổi rõ hệ sợi xanh của nấm mốc trong khối sản phẩm,làm cho màusắc của phô mai trở nên hấp dẫn hơn

-Những nguyên liệu phụ khác:đường saccharose, nước ép trái cây,mức trái cây,mậtong…được sản xuất một số loại phô mai tươi để làm đa dạng hóa hương vị của sảnphẩm

III.CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI MỀM KHÔNG QUA GIAI ĐOẠN ỦCHÍN(PHO MAI TƯƠI)

1.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Phô mai mềm có độ ẩm rất cao.Các sản phẩm phômai được sản xuất không quagiai đoạn ủ chín(phô mai tươi) đều thuộc vào nhóm phô mai mềm.Điểm đặc trưngcủa phô mai mềm không qua giai đoạn ủ chin là quá trình bảo quản được thực hiện

ở nhiệt độ thấp và thời gian bảo quản ngắn hơn khi ta so sánh với các loại pho maikhác.Bảng 3.12 giới thiệu một số loại phô mai tươi phổ biến trên thế giới

Bảng 3.12 Một số loại pho mai tươi phổ biến.

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

H.1

QUI TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI KHÔNG QUA GIAI ĐOẠN Ủ CHÍN

Quy trình công nghệ sản xuất phomai tươi rất đa dạng.Chỉ cần thay đổi các chỉ sốcông nghệ là ta có thể làm thay đổi các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan sản phẩm.Dướiđây,là một quy trình sản xuất phô mai tươi Blanc của Pháp.(H.1)

a)Chuẩn hóa: Quá trình chuẩn hóa nhằm mục đích hiệu chỉnh hàm lượng chất béo

có trong nguyên liệu.Tùy thuộc vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm mà ta cóthể sử dụng sữa gầy hoặc sữa có hàm lượng chat béo cao thông qua việc bổ sungcream hoặc bơ sữa vào sữa tươi

Phương pháp chuẩn hóa được thực hiện tương tự như trong quy trình sản xuất sữathanh trùng/tiệt trùng.Riêng trong trường hợp sản xuất phô mai Blanc có hàmlượng béo cao,sau giai đoạn chuẩn hóa,các nhà sản xuất bắt buộc phải thực hiệnquá trình đồng hóa.Nếu sử dụng sữa gầy để sản xuât phô mai thì ta có thể bỏ quagiai đoạn đồng hóa sữa

b)Thanh trùng:sữa sau giai đoạn chuẩn hóa được đem đi thanh trùng.Chế độ

thanh trùng được chọn ở nhiệt độ ở 720 C trong thời gian 15 giây.Sau đó,sữa sẽđược làm nguội về 22-240C.Tại các nhà máy lớn,người ta sử dụng hệ thống thiết bịkhép kín và điều khiển tự động để thực hiện kết hợp đồng thời các giai đoạn gianhiệt,chuẩn hóa,thanh trùng và làm nguội sữa

c)Cấy giống:Vi khuẩn lactic thường được nhân giống hoặc hoạt hóa trên môi

trường sữa tái chế với hàm lượng chất khô 10-11%.Chế độ tiệt trùng môi trường là110-1150C trong 10 phút.Người ta sử dụng nhóm lactic ưa ấm như Leucosannotoclactic,Leuconostoc cremoris….,trong xuất phô mai Blanc.Quá trình nhân giốngthường được thực hiện ở 220C

Để thực hiện quá trình lên men,giống vi khuẩn lactic được cấy vào sữa với tỉ lệ1:3%(v/v)

d)Lên men:Sau khi cấy giống,hỗn hợp sữa và canh trường giống được khuấy trộn

đều để đạt được độ đồng nhất.Qúa trình lên men lactic được thực hiện ở

20-220C.Sau 1-2 h lên men,khi giá trị pH sữa giảm xuống 5,8 thì người ta sẽ bơm hỗnhợp qua bồn đông tụ và cho enzyme chimosin vào.Các nhà sản xuất cũng có thểthực hiện quá trình lên men trong thiết bị đông tụ sữa

e)Đông tụ:Với hoạt tính đông tụ sữa là 1:10000,lượng chế phẩm rennet cần sử

dụng trung bình là 5-10g/100kg sữa.Người ta cho rennet với nước theo tỉ lệ 1:10rồi cho vào bồn đông tụ.Nhiệt độ đông tụ được duy trì ở 18-220C

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

Trong quá trình động tụ vi khuẩn lactic vẫn tiếp tục lên men tạo acid và làm giảm

pH trong hỗn hợp,chúng cũng sinh tổng hợp nhiều sản phẩm phụ khác nhau,gópphần tạo nên đơn vị dặc trưng cho sản phẩm phô mai tươi Blanc

Trong thực tế sản xuất,thời gian quá trình đông tụ được tính từ lúc cho enzymerennet vào sữa và kéo dài đến khoảng 4-6h.Sản phẩm phô mai Blanc nếu được sảnxuất theo phương pháp thủ công có thời gian đông tụ dài hơn,tối đa là 18h.Tại thờiđiểm kết thúc quá trình đông tụ,giá trị pH giảm xuống còn 4,5-4,55

Người ta thường sử dụng bể đông tụ truyền thống trong sản xuất phô maiBlanc.Tuy nhiên ta cần sử dụng nắp đậy phái trên bể để hạn chế nhiễm vi sinh vật

từ môi trường sản xuất vào sữa,sau quá trình đông tụ,ta tiến hành tách sơ bộ huyếtthanh sữa ra khỏi bồn đông thông qua lưới lọc và lỗ thoát ở gần thiết bị

f)Tách huyết thanh sữa:Quá trình tách kiệt huyết thanh sữa có thể được thực hiện

bằng các phương pháp và thiết bị khác nhau.Phổ biến nhất là hệ thống Berge

Bể chứa huyết thanh

Thiết bị gồm nhiều thiết bị hình trụ đứng và được treo song song nhau.Kích thướccác mao quản của túi lọc đủ nhỏ để các khối đông tụ không thể chui qua được túilọc

Sơ đồ hoạt động hệ thống Berge để tách huyết thanh sữa

Đầu tiên,người ta cho phần sữa đông tụ(đã được tách sơ bộ huyết thanh) vào cáctúi lọc dưới tác dụng của trọng lực,phần huyết thanh sữa còn lại sẽ chui qua túilọc,thoát ra ngoài và rơi vào bể chứa bên dưới.Quá trình kéo dài từ 8-20h.

Để rút ngắn thời gian tách huyết thanh sữa,người ta có thể sử dụng một áp lựckhoảng 40-60dynes/cm2 tác động lên các túi lọc.Trong quá trình tách huyết thanhsữa,nhiệt độ hỗn hợp cần được duy trì ở 18-200C

g)Khuấy trộn:Phần khối đông thu được trong quá trình tách huyết thanh sữa có

chứa casein,nước,chất béo và một số hợp chất khác.Chúng được đem phối trộnthêm với cream hoặc các nguyên liệu phụ khác (nếu cần) trong thiết bị khuấytrộn.Hỗn hợp được khuấy đảo mạnh để đạt được độ mịn và độ đồng nhất theo yêucầu,sau đó được chuyển qua thiết bị rót

h)Rót sản phẩm:Phô mai Blanc thường được đựng trong các hộp plastic với trọng

lượng tịnh là 150-200g/hộp.Quá trình rót và đóng nắp cần được thực hiện trongđiều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm

Phô mai tươi Blanc là một loại thực phẩm rất giàu dinh dưỡng.Ngoài protein,chấtbéo,…sản phẩm còn chứa hệ vi khuẩn lactic có lợi cho quá trình tiêu hóa ởngười.Tương tự như sản phẩm yaourt truyền thống hoặc yaourt dạng khuấy,phômai Blanc phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp(4-60C).Thời gian bảo quản sảnphẩm không quá 7-10 ngày

2.SỬ DỤNG KỸ THUẬT MEMBRANE TRONG SẢN XUẤT PHÔMAI TƯƠI.

Ngày nay kỹ thuật phân riêng bằng membrane được triển khai sử dụng ngày càngnhiều trong công nghiệp chế biến sữa,đặc biệt là trong sản xuất phô mai

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

a)Sử dụng quá trình vi lọc để thanh trùng sữa nguyên liệu

Tương tự như trong công nghệ sản xuất sữa thanh trùng và sữa tiệt trùng,quá trình

vi lọc sử dụng để loại bớt tế bào sinh dưỡng và bào tử vi sinh vật ra khỏi sữanguyên liệu.Để tránh hiện tượng tắc nghẽn membrane trong quá trình phânriêng,người ta chỉ sử dụng sữa gầy.Đường kính mao quản membrane được chọn là0,3mm.Riêng phần cream sẽ được tiệt trùng ở 120-1300C trong vài giây,sau đóphối trộn với sữa gầy qua vi lọc để hiệu chỉnh lại hàm lượng béo trong sữa

b)Sử dụng quá trình siêu lọc

Quá trình siêu lọc được sử dụng để tách nước vá các cấu tử có phân tử lượng thấpnhư lactose,muối khoáng,….ra khỏi hỗn hợp các cấu tử có phân tử lượngcao.Trong sản xuất phô mai tươi người ta sử dụng quá trình siêu lọc sữa để cô đặcprotein trong nguyên liệu khi cấy giống vi khuẩn lactic và enzyme chymosin.Khiđó,các nhà sản xuất sẽ được tiết kiệm được một lượng giống vi sinh vật và rennetcần dùng

Ngoài ra,người ta có thể thực hiện quá trình siêu lọc hỗn hợp thu được sau quátrình lên men lactic và đông tụ sữa bởi chymosin để tách huyết thanh sữa nhanhhơn và tăng hiệu suất thu hồi phomai tươi.Khi đó,quá trình siêu lọc được thực hiện

ở nhiệt độ 400C trên thiết bị membrane hoạt động liên tục.Sản phẩm thu được từdòng ra không qua membrane được đem phối trộn với cream và các nguyên liệuphụ khác(tùy theo công thức chế biến),rồi làm nguội và được đem rót bao bì,đóngnắp

IV CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHO MAI MỀM CÓ QUA GIAI ĐOẠN Ủ CHÍN

Một số sản phẩm phomai mềm và bán mềm (có qua giai đoạn ủ chin) nổi tiếng trênthế giới như Camembert,Brie,Coulomiers,….người ta sử dụng những giống vi sinhvật khác nhau trong quá trình ủ chin phomai.Trong trường hợp có sử dụng nấmsợi,chúng có thể phát triển trên bề mặt hoặc trong bề sâu của khối đông để tạo nêncấu trúc và mùi vị đặc trưng cho sản phẩm.

Đối với nhóm sản phẩm Camembert,Brie,Munster… Bào tử nấm mốc sẽ đượcphun lên bề mặt khối đông và phát triển thành những khuẩn lạc trên bề mặt sảnphẩm.Ta có thể thấy được những khuẩn lạc nấm mốc này bằng mắt thường.Sauđây ta sẽ khảo sát 1 sơ đồ công nghệ sản xuất sản phẩm phomai đặc trưng chonhóm trên

1.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAI CAMEMBERT

Hình dưới đây giới thiệu sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phomai Camembert ởquy mô công nghiệp

QUY TRÌNH VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI