Công Nghệ Sản Xuất Phô Mai

Vi sinh vật trong phô mai • Giai đoạn 1: – Chuyển hóa lactose thành acid lactic – Khống chế sự phát triển của VSV không mong muốn – Thủy phân protein tạo các hợp chất mùi • Giai đoạn 2 –

Công nghệ sản xuất phô mai

& sữa bột

Định nghĩa phô mai

Phô mai là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc đông vón sữa bằng rennin hay các chất gây đông vón khác rồi làm ráo nước

• N1: Phomat tươi đông tụ bởi acid

• N2: Phomat tươi đông tụ bởi rennin

• N3:Phomat đông tụ bởi acid ở nhiệt độ cao

Dựa vào hàm lượng nước trong phô mai

Dựa vào hàm lượng chất béo:

Phô mai có hàm lượng béo rất cao > 60

Phô mai có hàm lượng béo trung bình 25 – 45

PHÂN LOẠI PHÔ MAI

• Dựa vào hàm lượng nước (MFFB)

• Dựa vào hàm lượng chất béo (FDB)

• Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất

Hoàn nguyên sữa

• 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 nguyên cream bằng

cách cho sữa bột vào thùng có cánh khuấy đã chứa

sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45-50 0 C

Trong quá trình hoàn nguyên, cánh khuấy được

hoạt động liên tục nhằm phân tán đều bột sữa trong

nước, tăng khả năng hoà tan, tránh vón cục, đồng

thời chất ổn định cũng được bổ sung vào nhằm ổn

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

Tiêu chuẩn nước

Ảnh hưởng đồng hóa đến độ nhớt của sữa

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 độ thanh trùng là 75 0 C, thời gian thanh trùng là 40 giây Sau đó sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ 2 0 C - 6 0 C

• Các biến đổi nguyên liệu :

• Hóa sinh : các vi sinh vật và enzyme trong sữa bị ức chế

• Hóa lý : một số protein bị biến tính nhiệt, độ hòa tan của protein bị giảm xuống

là do sự xuất hiện các nhóm kỵ nước ở bề mặt phân tử dễ dàng cho các phân

tử protein bị giãn mạch và tập hợp lại với nhau

• Hóa học : Nhiệt độ tăng làm cho các phản ứng hoá học xảy ra dễ dàng

• Vật lý :

• - Tỉ trọng của sữa sau xử lý nhiệt giảm

• - Độ nhớt của sữa tăng

• - Độ tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước

• - Khả năng giữ nước giảm

• - Nhiệt độ quá cao sẽ ảnh hướng đến khả năng kết tinh

Điều cần lưu ý

• Quá trình thanh trùng đã phá

vỡ cân bằng giữa muối , làm

giảm lượng muối canxi mà

kết quả làm giảm khả năng

đông tụ của sữa bằng men

sữa ( renin ) Để khắc phục

nhược điểm này người ta bổ

sung canxi dưới dạng

CaCl2 với hàm lượng 0.025

Ủ hoàn nguyên

• Mục đích:

• Sữa được ủ trong thời gian dài 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 phomai

• 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 20C -60C trong thời gian 4-8 giờ

Biểu đồ thay đổi nhiệt độ trong quá trình sản xuất

CHUẨN BỊ SỮA NGUYÊN LIỆU

Lên men sơ bộ:

• Cho CaCl2 với hàm lượng

• pH của sữa giảm còn

6,3-6,35 khi kết thúc lên men

Testing of curd setting

Lên men sơ bộ

• Mục đích :

• Hoàn thiện một số cấu tử hương sẽ được vi sinh vật tổng hợp trong quá trình lên men sơ bộ Chúng sẽ góp phần hình thành nên tính chất cảm quan đặc

trưng của phô mai thành phẩm

• Sẽ làm giảm nhẹ pH của sữa tươi chuẩn bị cho quá trình đông tụ

• ·Các biến đổi của nguyên liệu :

• Sinh học: tăng cường sự trao đổi chất và sự sinh trưởng của vi khuẩn lactic

Các vi khuẩn lactic lên men đồng hình sẽ tạo ra acid lactic Vi khuẩn lên men lactic dị hình sẽ góp phần đa dạng hóa các chỉ tiêu về mùi , vị và cấu trúc cho

sản phẩm

• Hóa sinh : Đường lactoza qua quá trình lên men sẽ tạo thành acid piruvic dưới tác dụng của lactatdehydrogenza của vi khuẩn sẽ tạo thành axit lactic

• Hóa học : quá trình lên men lactic giảm pH trong sữa tạo điều kiện thuận lợi

cho quá trình đông tụ к-casein

• Hóa lý : có sự động tụ của sữa nhưng tốc độ động tụ thấp do giảm pH của sữa

• Vật lý : có sự tỏa nhiệt

• Nhiệt độ quá trình lên men sơ bộ là 8 0 C – 14 0 C , thời gian lên men kéo dài 15

-20 giờ Khi quá trình lên men kết thúc , pH của sữa sẽ là 6.30 - 6.35

Vi sinh vật trong phô mai

• Giai đoạn 1:

– Chuyển hóa lactose thành acid lactic

– Khống chế sự phát triển của VSV không mong muốn

– Thủy phân protein tạo các hợp chất mùi

• Giai đoạn 2

– Giai đoạn tạo acid không còn quan trọng

– Thủy phân các acid beo tạo mùi, cấu trúc cho sản phẩm

Streptococcus thermophilus Streptococcus salivarius

PHỤ GIA &

NGUYÊN LIỆU KHÁC

- CaCl2: tăng khả năng đông vón và tách protein nhũ thanh Ngoài ra còn để hiệu chỉnh thời gian đông tụ, cấu trúc và độ cứng của khối đông

CO2: làm giảm nhẹ pH sữa Sục CO2 vào sữa rút ngắn thời gian đông tụ casein hoặc tiết kiệm được lượng chymosin

- NaNO3 hoặc KNO3: sử dụng như tác nhân ức chế

hệ vi sinh vật nhiễm trong sữa Thường dùng 20g/100 lít sữa

 Chất màu: màu sắc của phô mai là do các hợp chất

carotenoides hòa tan trong chất béo tạo nên

mứt trái cây, mật ong …

Quá trình sục khí CO2 vào phô mai

Addition of CO2 is one method of improving the quality of cheese milk Carbon dioxide occurs naturally in milk, but most of it is lost in the course of processing Adding carbon dioxide by artificial means lowers the pH of the milk: the original pH is normally reduced by 0.1 to 0.3 units This will then result in shorter coagulation time The effect can be utilised to obtain the same coagulation time with a smaller amount of rennet

• Lên men đồng hình như nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như Streptococcus

thermophilus , Lactobacillus bulgaricus , thì chu trình đường phân là quá trình chuyển hóa glucose thành acid lactic

• Lên men dị hình : như giống Leuconostoc sẽ chuyển hóa glucose theo chu trình pentose - phosphate tạo thành các acid lactic và ethanol , CO2 , và các chất hương cho phomai Trong quá trình lên men dị hình ngoài việc tạo thành acid lactic còn tạo các chất thơm cho phomai ( diaxetyl , axetoin , axit bay hơi , )

• Quá trình thanh trùng đã phá vỡ cân bằng giữa muối , làm giảm lượng muối canxi mà kết quả làm giảm khả năng đông tụ của sữa bằng renin Để khắc phục nhược điểm này người ta bổ sung canxi dưới dạng CaCl2 với hàm lượng 0.025 – 0.075 g/l

Quá trình lên men tạo hạt pho mát

• Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 850C – 900C trong 15 - 20 phút (đối với một số loại phô mai được thay bằng quá trình thanh trùng sữa: 720C trong 15 giây) được đem đi xử lí bằng renin – là enzyme do niêm mạc dạ dày của động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa tiết ra

• 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 Lượng chế phẩm enzym 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 đông tụ, và duy trì ở nhiệt độ: 180C -220C quá trình đông tụ tính từ lúc cho enzyme vào sữa và kéo dài khoảng 4 - 6 giờ, giá trị pH

giảm xuống 4.50 – 4.55

• Khi tiến hành làm đông tụ sữa, bằng 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 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

Làm đông tụ sữa



Các biến đổi xảy ra trong quá

trình tạo hạt pho mát

Sự thay đổi lactoza:

Lactoza được lên

men biến thành rượu,

các loại acid hữu cơ, các

chất khí Các loại rượu

được chuyển hóa tiếp

thành mùi cho phô mai,

các acid hữu cơ sẽ được

tích trữ và chuyển hóa

thành các chất thơm

Kết quả là làm pH của khối sữa giảm và làm khối sữa kết tủa lại Đó là giai đoạn tạo khối kết tủa casein Trong giai đoạn tạo phô mai, lactoza sẽ giảm rất nhanh Trong 5-10 ngày lên men, trong khối phomai sẽ không còn lactoza



Các biến đổi xảy ra trong quá trình

tạo hạt pho mát

Sự thay đổi cazein:

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

Về cơ bản cấu trúc của cazein đã có sự thay đổi rất mạnh khi tạo thành khối casein kết tủa ở pH đẳng điện

Trong giai đoạn lên men phô mai, Cazein ở trạng thái không hòa tan và chuyển dần sang dạng hòa tan do bị thủy phân bởi các enzym tạo thành pepton và các acid amin Trong giai đoạn này hình thành khí NH3, H2S và một số khí khác Trong đó khí CO2 chiếm khối lượng khá nhiều

Sự thay đổi của các thành phần hóa học khác:

Các chất béo cũng bị thủy phân trong quá trình lên men để trở thành các acid béo no và acid béo không no Từ đó chuyển hóa tiếp thành chất thơm và các sản phẩm khác

Sự chuyển hóa rất phức tạp trong khối phô mai khi lên men đã tạo ra sự

đa dạng của các sản phẩm phô mai

Cơ chế đông tụ bằng enzyme

• Giai đoạn 1: Rennet cắt đứt k-cassein

• Giai đoạn 2: Tiến trình biên đổi vật lý từ sự đông tụ của casein do sự mất ổn định giữa các phần ki nước và phần không kị nước trong cầu trúc keo của casein tạo thành gel

• Giai đoạn 3: Sự phát triển tiếp theo của hệ thống gel ( casein tạo cầu nối liên kết với calci với các casein khác) tạo thành khối đông vững chắc

So sánh tác dụng đông tụ

Vi khuẩn lactic

vk lactic

• Giảm pH của sữa xuống pI=4.6

Casein - Ca3PO4 a.lactic Casein

trung hòa về điện ► Đông tụ

• Quá trình đông tụ do a.lactic

Lactose

a lactic

Casein pepton và axit amin

So sánh tác dụng đông tụ

Các diaxetyl được tạo thành từ sự chuyển hóa lactoza Các axit piruvic nhờ có enzyme decacboxylaza chuyển thành axetaldehyt và sau đó ngưng tụ tạo diaxetyl hoặc axeton

Xử lí rennin

Căt, quện sữa

Ủ chín phô mai Pho mai đông tụ

• Nén ép cục đông sữa để tách huyết thanh sữa (giai đoạn khử nước)

Quá trình này tiến hành trong 20 –24 giờ, ở 300C – 350C

• 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 phomai đạt đến hàng tỉ Phomai 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 …

• Quá trình này tiến hành trong 20 –24 giờ, ở 30 – 350C 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 phomai đạt đến hàng tỉ Phomai 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 …

Quá trình tách huyết thanh

Đổ khuôn và tách huyết thanh

• Mục đích :

• Hoàn thiện : quá trình đổ khuôn sẽ tạo hình cho phô mai thành

phẩm Quá trình tách huyết thanh sẽ tách hết nước ra khỏi khối

đông và nâng tỷ lệ chất dinh dưỡng trong sản phẩm

• Các biến đổi của nguyên liệu:

• Vật lý và hóa lý : xảy ra sự thoát huyết thanh từ khối đông và sự tạo hình cho sản phẩm phô mai

• Sinh học : một số vi simh vật vẫn bị lẫn trong khối đông sẽ tiếp tục

thực hiện quá trình sinh trưởng và trao đổi chất nhưng với tốc độ thấp hơn so với quá trình lên men trước đây vì họat độ của nước

trong khối đông giảm dần

• Hóa học và hóa sinh : các phản ứng thuộc quá trình trao đổi chất

của vi sinh vật vẫn tiếp tục xảy ra Những phân tử chymosin bị lẫn trong khối đông vẫn tiếp tục xúc tác phản ứng thủy phân protein Tuy nhiên , sự gia tăng hàm lượng của nitơ amin trong khối đông là không đáng kể

TÁCH KHUÔN

ƯỚP MUỐI



Các biến đổi diễn ra trong quá trình ướp muối :

Vật lý : xảy ra sự khuyếch tán của muối và ion H+ từ dung dịch vào bên trong khối

đông và khuyếch tán của nước từ khối đông ra dung dịch muối

Hóa lý : xảy ra sự hòa tan một số hợp chất từ khối đông vào nước muối , đồng thời xảy ra sự trao đổi ion Na+ và H+ trong nước muối sẽ thế chỗ của Ca 2+ trong cấu

trúc gel của khối đông

Sinh học: ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Tiến hành

Ngâm khối đông trong dung dịch nước muối : sử dụng nước muối có nồng độ 18 -

23% ( v/v ) đã được bổ sung CaCl2 và hiệu chỉnh pH Nhiệt độ dung dịch muối

trong quá trình ngâm khối đông là 10 0 C – 14 0 C

Rắc muối khô trực tiếp lên bề mặt khối đông : trong trường hợp , một phần muối sẽ

được hòa tan trong huyết thanh sữa còn đọng lại trên bề mặt khối đông Tiếp theo , một lượng muối sẽ khuếch tán vào bên trong cấu trúc của khối Do đó cần tiến

hành lật đảo khối đông để muối được phân bố đều trong sản phẩm

Quá trình ướp muối pho mát

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

ướp muối

• Hàm lượng chất béo trong khối đông :

• Các chất béo được phân bố trong mao quản của khối đông Nếu hàm lượng chất béo càng cao thì sự khuyết tán của các phân tử muối vào sâu bên trong

khối đông càng chậm và bị cản trở nên thời gian ướp muối cần phải kéo dài

• Nồng độ muối trong nước muối :

• Nồng độ muối trong dung dịch càng cao sẽ làm tăng hàm lượng muối được khuyết tán vào đám đông Nếu nồng độ muối trong dung dịch thấp hơn 16% , cho thấy một lượng nhỏ casein trong khối đông sẽ bị hoà tan vào muối

• Nhiệt độ nước muối :

• Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ khuyết tán của muối vào khối đông nhanh hơn ,

đồng thời quá trình thoát ẩm ra khối đông cũng nhanh hơn

• pH dung dịch muối :

• pH của dung dịch muối có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ hấp thụ muối của khối đông và cấu trúc phô mai thành phẩm Đó là do ion H+ trong nước muối có thể thế chỗ các ion Ca2+ trong khối đông tụ như những ion Na+ Tuy nhiên

H+ không thể thay thế chỗ của ion Na+ trong gel casein

• Thời gian :

• Khi tăng thời gian ngâm khối đông trong dung dịch muối , lượng muối hấp thụ trong khối đông sẽ tăng , độ ẩm khối đông sẽ bị giảm Thời gian ngâm khối đông trong nước phụ thuộc vào từng lọai sản phẩm ( kích thước khối đông , phô mai thuộc loại mềm bán mềm hay cứng )

Ủ CHÍN PHÔ MAI

• Mục đích công nghệ : Hoàn thiện

• Quá trình ủ chín sẽ cải thiện chỉ tiêu cảm quan của phô mai

• Các biến đổi trong nguyên liệu:

• Sinh học : Nấm và hệ vi sinh vật trong khối đông sẽ tiếp tục thực hiện quá

trình trao đổi chất Các sợi nấm sẽ phát triển thành các khuẩn ty trên bề mặt sản phẩm Quá trình trao đổi chất sẽ tạo ra hương đặc trưng cho sản phẩm phomai

• Hóa sinh và hóa học :

• Sự biến đổi của đường lactose

• Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic , lactoza bị biến đổi rất nhanh Sau 5 - 10 ngày hầu như chấm dứt Sản phẩm chính của sự biến đổi này là axit lactic

Độ axít của phomat tăng rất nhanh ở ngày đầu , sau đó chậm lại và ở cuối giai đoạn cuối tăng chậm

• Trong quá trình lên men ngoài axit lactic được tạo thành , một phần lactoza được sử dụng cho quá trình lên men tạo thành diaxetyl , axetoin , axit bay hơi

• Biến đổi vật lý :

• Sự sinh trưởng của vi sinh vật thường kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt , phải lật ngược khối đông trên các kệ giá đỡ để đảm bảo độ thoáng khí và sản phẩm phô mai đạt được độ đồng nhất cao về cấu trúc và mùi vị



Quá trình ủ chín pho mát