Trong phạm vi của nghiên cứu này, chúng tôi sẽ trình bày về cơ chế đông tụ casein trong nguyên liệu sữa bò dưới tác nhân gây đông tụ là các chủng vi khuẩn lactic.
Thời gian quá trình lên men phụ thuộc vào đặc tính của chủng vi sinh vật sử dụng, trạng thái vật lý của hỗn hợp vi sinh (môi trường lỏng hoặc đông khô) và mức độ acid mong muốn của sản phẩm.
Trong giai đoạn lên men, vi khuẩn lactic sử dụng cơ chất (chủ yếu là đường lactose) và tạo ra sản phẩm trao đổi chất làm thay đổi môi trường lên men và các thành phần trong sữa nguyên liệu. Các biến đổi chính trong quá trình lên men các sản phẩm từ sữa là sự thay đổi đường sữa (phương trình 1.1) và protein sữa.
C22H12O11 + H2O → 2C6O12O6 → 2C3H6O3 + C6H12O6 (1.1) Lactose dưới tác dụng của enzyme galactosidase tạo thành hai đường đơn là glucose và galactose. Hai loại đường này sẽ đi theo hai con đường khác nhau, glucose sẽ đi trực tiếp theo con đường đường phân, còn galactose sau một vài phản ứng cũng tạo thành glucose và cũng đi theo con đường đường phân tạo ra pyruvate (Baglio, 2014).
16
Pyruvate trong điều kiện yếm khí sẽ tạo thành acid lactic theo phản ứng (1.2):
, (1.2)
Hình 1.2. Phản ứng tạo L-lactate từ pyruvate
Trong quá trình lên men, Str. thermophilus sinh trưởng nhanh hơn L. bulgaricus do đó L(+) acid lactic sẽ được tạo ra trước D(-) acid lactic.
Các yếu tố như pH ảnh hưởng mạnh đến các tương tác tĩnh điện trong casein. Trong sữa tại pH 6,8, casein tồn tại dưới dạng micelles. Tuy nhiên khi pH giảm xuống 4,6 tại nhiệt độ trên 20oC, casein bị kết tủa. Trong quá trình lên men phô mai tươi, khi pH đạt 4,9, các hạt keo canxi phosphate bị hòa tan và phân ly thành các ions. Khi pH đạt 4,6, canxi phosphate bị tách khỏi các hạt micelle, đồng thời casein đạt tới điểm đẳng điện. Khi đó, micelle không còn tích điện nữa, do đó casein có xu hướng kết tụ lại với nhau, gây ra hiện tượng đông tụ casein (De Ramesh và cộng sự, 2006).