Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream

Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream Đồ án: tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream

Giới thiệu

Phô mai là một sản phẩm đã có từ rất lâu đời trước đây và được sử dụng rộng rãi khắp các nước phương Tây mà xuất phát từ sự khám phá của một lái buôn người Ả Rập về khả năng đông sữa bằng dạ dày cừu từ 7000 – 4000 ngàn năm trước đây Tuy nhiên, với các nước châu Á thì sản phẩm này mới được biết đên trong thời gian gần đây mà lý do quan trọng nhất cho sự khác biệt này là do tập quán ăn uống Khi mà xã hội ngày càng hiện đại, con người bắt đầu đi đâu đi đó nhiều, có nhu cầu tìm hiểu những thứ món ngon vật lạ, hiểu biết về khoa học thực phẩm được nâng cao thì cũng chú ý đến các sản phẩm dinh dưỡng hơn như phô mai

Phô mai là một dạng thực phẩm dinh dưỡng và cũng là một sản phẩm được chế tạo xuất phát từ nhu cầu bảo quản sữa Sự khác nhau về tiến trình làm và chín tới của phô mai đã làm cho chúng trở nên hết sức đa dạng

Sữa bò là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất phô mai, thường ở dạng nguyên kem hoặc tách béo, hay sữa có thành phần béo khác nhau Đôi khi người ta còn làm phô mai từ sữa dê hay sữa các động vật khác

Như vậy, cho thấy được việc sản xuất và phát triển mạnh về phô mai rất hữu dụng, có thể sản xuất rộng rãi trong thị trường trong và ngoài nước Vì những lý

do trên mà em quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình sản xuất phô mai tươi từ sữa bột gầy và cream”

ra trong sản phẩm còn chứa một ít lactose dưới dạng acid lactic và một tỷ lệ khác nhau về chất khoáng

Phô mai chứa: protein 20% ( dưới dạng pepton, amino acid), lipit 30%, các muối khoáng và vitamin (A, B1, B2, C,…)

- Dựa vào lượng béo trong sản phẩm:

■ Béo cao (độ béo > 60%)

■ Đầy béo (45-60%)

■ Béo vừa (25 - 45%)

■ Béo thấp (10 - 25%)

■ Loại không béo (< 10%)

- Dựa vào phương thức sản xuất:

■ Phô mai tươi

■ Phô mai ủ chín

Ngoài ra, còn có một loại phô mai đặc biệt là phô mai nấu chảy được sản xuất

từ các loại pho mai khác

1.2 Nguyên liệu sản xuất phô mai

1.2.1 Sữa bột gầy

Trong sản xuất phô mai, nguyên liệu chính là sữa bột hoặc sữa tươi Yêu cầu

về chỉ tiêu chất lượng sữa rất nghiêm ngặt:

- Sữa phải được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không chứa kháng

sinh và bacteriophage

- Sữa cũng không bị nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ các dụng cụ chứa và hệ thống vận chuyển sữa

- Hàm lượng casein trong sữa: sữa có hàm lượng casein càng cao thì hiệu

suất thu hồi phô mai càng cao

- Chất béo trong sữa cần cao, đặc biệt là đối với sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao

Trong bài này thì ta không sử dụng sữa bột gầy làm nguyên liệu chính Vì sữa bột gầy có hàm lượng béo thấp nên ta sẽ tiến hành bổ sung thêm cream trong giai đoạn tiêu chuẩn hóa

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 đem đi tách nước chế biến thành sữa bột Sữa bột gầy chứa không quá 5% hàm lượng ẩm

1.2.1.1 Các đặc tính

Sữa bột gầy được sử dụng trong bài có các đặc tính sau:

- Cảm quan:

Màu sắc: có màu trắng ngà hay vàng nhạt

Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, có vị bơ

Các loài vi khuẩn gây bệnh như E.coli, Coliform,…: không có

1.2.2 Cream

Cream là sữa tươi qua ly tâm tách nước sữa (whey) Cream là nguyên liệu sản xuất bơ, chế biến nhiều sản phẩm khác có vị sữa và có giá trị dinh dưỡng cao Cream phân loại theo độ chua đối với trường hợp có hàm lượng chất béo khác nhau như sau:

Cream sử dụng trong bài là cream có các đặc tính sau:

- Mùi vị: thơm mát, hoàn toàn không có vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, không có bơ vón cục

và discaride, nhưng không phải tất cả các vi sinh vật này đều sử dụng được bất kì loại disacride nào Các vi khuẩn lactic không lên men được tinh bột và

polysacaride khác (chỉ có loài L.delbrueckii là đồng hóa được tinh bột) Một số

khác sử dụng được peptone và acid citric mà chủ yếu là các vi khuẩn lên men lactic dị hình

Người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm (Topt= 25-35oC) và ưa nhiệt (Topt= 37-45oC) với cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dị hình

Các vi khuẩn lactic ngoài việc tạo thành acid còn có một số loài tạo chất

thơm (diacetyl, acetone, acid bay hơi,…) như Streptococcus diacetylactic

Vi khuẩn lactic có hoạt tính protease: phân hủy được protein của sữa thành các peptid và acid amin Hoạt tính này ở các loài là khác nhau, thường trực khuẩn

là cao hơn Ngoài ra chúng còn có vai trò làm thay đổi độ nhớt

Không chỉ vi khuẩn lactic mà còn một số loài vi sinh vật khác cũng được sử dụng trong sản xuất phô mai như:

- Các nấm mốc (Peniciliium candidum và Peniciliium giaucum) sản sinh ra các lipolytic giúp hỗ trợ quá trình chín tới và tạo hương vị đặc trưng Ngoài ra còn góp phần trung tính hóa khối đông đặc trong quá trình sản xuất phomai dạng mềm

- Các vi khuẩn kiềm hóa còn đưọc gọi là "vi khuẩn đỏ" được sử dụng dưới dạng khuẩn lạc, chúng tham gia vào quá trình chuyển hóa casein trong phần lớn các loại phomai

- Các vi khuẩn propionic tác dụng lên muối natri lactat để giải phóng ra axit propionic và khí C02 có tác dụng tạo ra các lỗ rỗng trong một số loại phomai

1.2.3.1 Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic

Vấn đề sử dụng vi khuẩn lactic đã lựa chọn và sử dụng trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm sữa có qua giai đoạn thanh trùng vói đăc trưng quan trọng là nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển

Khi sản xuất phomai tươi, sử dụng Streptococcus lactic nhằm tạo độ axit phù

hợp Vi khuẩn này phát triển tốt ở nhiệt độ 15-18°C Còn nếu sản xuất phomai

dạng pâte mềm lại sử dụng các loài Streptococcus phát triển tốt ở nhiệt độ giữa 20

và 32°C Khi sản xuất phomai Gruyère, ngưòi ta sử dụng chế phẩm của vi khuẩn

chịu nhiệt như Streptococcus thermophilus và Lactobacillus helveticus có nhiệt độ

phát triển thích hợp từ 40 đến 50°C Nhìn chung, ngưòi ta ít sử dụng chế phẩm dạng đơn lẻ mà thường là dạng hỗn hợp từ nhiều loài khác nhau vào các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất Ví dụ, khi sản xuất phomai Saint - Paulin thanh trùng (Pháp) người ta cấy vào sữa các chế phẩm của vi khuẩn lactic tạo axit ở dạng kết hợp từ nhiều chủng, loài khác nhau, các chế phẩm này hoạt động tốt ở nhiệt độ

30 - 34°C và tham gia vào quá trình đông tụ Các chủng, loai hoạt động mạnh ở nhiệt độ 20°C được ứng dụng vào giai đoạn tách nước phomai bằng phương pháp

ép

1.2.3.2 Sử dụng chế phẩm nấm mốc

Chế phẩm này thường sử dụng từ các loài nấm mốc Penicillium candidum

vào quá trình tinh luyện phomai có vỏ ngoài bóng như phomai Camembert, Brie,

Carre đe L’est Loài nấm mốc Penicillium gỉaucum đảm trách việc tạo vân cho các

loại phomai có tấm tấm xanh như phomai Roquefort, Bleu d’Auvergne

Chế phẩm cùa nấm mốc thường được bán dưới dạng bánh men đã cấy nấm mốc đặc hiệu/ sấy ỏ nhiệt độ nhỏ hơn 40°C hoặc ở dạng huyền phù, dạng bột hoặc

dạng viên của bào tử nấm mốc này Thành phần môi trường nuôi cấy nấm mốc P

glaucum:

Bột mỳ: 6g

Nước sữa (không tách albumin): 60ml

Môi trường được axit hóa đến khoảng 70°D Nuôi trong 6-7 ngày ở 20°C và sấy ỏ 40°C Chế phẩm sau khi sấy có bề măt được bao phủ bởi một hệ sợi nấm, tiến hành nghiền để tạo chế phẩm dạng bột

Đối với nấm mốc P.candidum, có thể thu được ở dạng huyền phù của bào tử

khi nuôi cấy thuần chủng Chủng loài được lựa chọn phù hợp theo khả năng phát triển và khả năng tạo vị đặc trưng cho loại phomai cần sản xuất Trên thị trường nấm mốc nấy đưọc lưu hành dưới dạng bột ổn định nhiều hơn dạng lỏng (dạng

huyền phù) Khi sản xuất, bào tử của nấm mốc P.candidum đưọc phun dướỉ dạng

bụi trên bề mặt khối đông với liều lượng thích hợp để tiến hành quá trình tách nước, không cho trực tiếp vào sữa hoặc cho vào trước khi sử dụng men dịch vị Do vậy, người ta chi nghiên cứu các nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sự phát triển của

nấm mốc trắng trên bề mặt mà không nghiên cứu sự phát triển của chúng ở bên trong khối phomai

Còn đối với nấm mốc P.candidum được bán trên thị trường dưới dạng bột lại

sử dụng theo phương pháp trộn lẫn với muối và được cấy vào trong khối phomai cùng lúc với quá trình muối Nguyên tắc chuẩn bị huỳên phù của bào tử nấm mốc thuần khiết khá đơn giản nhưng khi sử dụng chúng lại phải tiến hành trong các điều kiện nghiêm ngặt về vệ sinh và các chế độ công nghệ cần thiết khác

Để có được chủng giống nấm mốc thích hợp, đầu tiên phải tiến hành phân lập, lựa chọn nấm mốc có các đặc tính sinh lý và hóa sinh đặc thù, sau đó các chủng được bảo quản trong các ống thạch nghiêng chứa môi trưòng đặc có pH 3,5

Cứ khoảng 8-10 ngày người ta tiến hành cấy lại để trẻ hóa bào tủ

1.2.3.3 Các phương pháp hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật có hại đối với chất lượng của phomai

- Điều kiện thuận lợi cho phát triển của vi sinh vật

Các vị và mùi thơm của phomai được tạo thành chủ yếu dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tạo ra

Trong sản xuất phomai, người ta không sủa dụng chế độ nhiệt độ cao làm tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật, bởi vì khi đó sẽ gây ra sự thay đỏi không thuận nghịch các tính chất lý hóa của sữa, biến sữa thành nguyên liệu không dùng được

để sản xuất phomai

Nhiệt độ thanh trùng để sản xuất phomai thấp hơn đối với sản phẩm khác ( 72-750C trong 15-20s), nhiệt độ này không tiêu diệt được các nha bào, các vi khuẩn chịu nhiệt Ngoài ra do thường xuyên tiếp xúc với môi trường bên ngoài nên có thể có một số loại vi trùng khác xâm nhập vào kết quả là làm phomai dễ bị

hư hỏng và có thể là nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm

Đặc biệt điều kiện sản xuất phomai rất thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật

Độ axit hoạt động của các loại phomai nằm trong khaongr từ 5,1-5,7 Chính

dộ pH này rất thuận lợi cho nhiều loại vi khuẩn gây hư hỏng phomai Áp suất thẩm thấu và nước liên kết trong phomai ở mức khá phù hợp cho phân bố các vi khuẩn Hai yếu tố này lại rất quan trọng đối sự phát triển của vi sinh vật

Các diều kiện hóa lý như trên rất phù hợp cho cả vi khuẩn có lợi và có hại cũng như cho các phản ứng sinh học chuyển hóa các thành phần của sữa

- Các phương pháp hạn chế sự phát triển của vi sinh vật có hại

Phương pháp công nghệ là thay đổi các tính chất vật lý và hóa học của

phomai ( pH, nhiệt độ, độ ẩm và thời gian lên men, ) nhằm tạo điều kiện không thuận lợi cho vi khuẩn có hại phát triển

+ Giảm độ ẩm tương đối và giảm nhiệt độ ngâm chinsphomai có tác dụng

hạn chế rõ rệt các vi khuẩn trên bề mặt phomai Tuy nhiên những thay đổi về mặt công nghệ có thể làm giảm chất lượng sản phẩm

+ Trộn thêm muối thì tốc độ của streptococus bị giảm đáng kể mặt dù ở điều

kiện này các trực khuẩn đường ruột và một số vi khuẩn khác không phát triển được

Phương pháp hóa học: bổ sung và sữa hoặc các hạt phomai những hợp chất

hóa học để hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật có hại Những hợp chất này phải không độc, không có hại đối với sức khỏe con người và không làm thay đổi tính chất cảm quan của phomai

1.2.4 Chất tạo đông

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet/rennin (chymosin) Ngày nay người ta có thể sử dụng rennet kết hợp với các tác nhân đông tụ khác như một số chế phẩm protease có nguồn gốc từ vi sinh vật hay thực vật khả năng đông tụ sữa của rennet được đánh giá 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 (4-6oC)

1.2.5 Chất béo

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

1.2.6 Phụ gia và các nguyên liệu khác

- CaCl2 : ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quy trình đông tụ casein Người

ta bổ sung Ca2+ vào sữa dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc, độ cứng của khối đông

- CO2: khí CO2 hòa tan vào sữa để làm giảm nhẹ độ pH sữa, rút ngắn thời gian đông tụ casein hoặc tiết kiệm được lượng chymosin cần sử dụng

- NaNO3 hoặc KNO3: quá trình thanh trùng sữa trong phô mai không thể tiêu diệt được toàn bộ vi sinh vật có trong sữa nguyên liệu ban đầu Hơn nữa trong sản xuất một số loại phô mai cứng như: Parmesan, Grana,… người ta có thể bỏ qua giai đoạn thanh trùng nhiệt để sản phẩm đạt cấu trúc mùi và vị như mong muốn, khi đó muối NaNO3 hoặc KNO3 được sử dụng như là một tác nhân tiêu diệt hệ vi sinh vật nhiễm trong sữa Hàm lượng tối đa cho phép dùng là: 30g/100kg sữa Nếu

sử dụng muối nitrat nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản phẩm Ngoài ra muối nitrat cũng có thể ức chế giống vi sinh vật thuần khiết sử dụng trong sản xuất phô mai Hiện nay muối NaNO3 và KNO3 bị cấm sử dụng ở một số nước trên thế giới

- Chất màu: màu sắc của phô mai do các hợp chất carotenoid hòa tan trong các chất béo của sữa tạo nên Cường độ màu của sản phẩm có thể bị thay đổi theo thời tiết trong năm Để ổn định màu sắc cho phô mai, các nhà sản xuất sử dụng các sản phẩm tự nhiên như carotenoic hoặc cholorophylle Cholorophylle được sử dụng cho phô mai ủ chín với nấm sợi xanh của nấm mốc trong khối sản phẩm, làm cho màu sắc của sản phẩm phô mai trở nên hấp dẫn hơn

- Những nguyên liệu phụ khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mứt trai cây, mật ong,… được sử dụng trong một số phô mai tươi để làm đa dạng hóa hương vị sản phẩm

1.3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai

Tùy theo loại phô mai mà quy trình sản xuất có khác nhau, nhưng nhìn chung quá trình sản xuất cũng chia thành 4 giai đoạn: làm đông sữa, khử nước, muối và ủ chín

1.3.1 Làm đông sữa

Về mặt hóa lý, hiện tượng đông tụ của sữa được thế hiện bằng sự kết tụ giữa các micell cazein để tạo ra gel đặc Để thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuất phomai, cần thiết phải có một lưọng axit lactic và men dịch vị rennin Tât cả các dạng đông tụ trong sản xuất phomai đều là kết quả đồng thời của men dịch vị và axit lactic vốn được sinh ra từ quá trình lên men đưòng lactoza bởi vi khuẩn lactic Đôi khi một trong hai dạng kết tụ chiếm ưu thế Khi đông tụ do men dịch vị đóng

vai trò chủ đạo thì lượng acid lactic tạo ra do vi khuẩn là không đáng kể, ngược lại khi đông tụ bằng acid lactic thì vai trò của men dịch vị bị hạn chế, do đó trong trường hợp này chính độ acid đóng vai trò quyết định đến quá trình đông đặc

1.3.1.1 Đông tụ bởi acid latic

Vi khuẩn lactic có mặt trong sữa sẽ biến đường lactoza thành acid lactic Acid lactic sinh thành làm giảm pH của sữa Khi điểm đẳng điện của casein đạt được ở pH tương ứng 4,6 sẽ xảy ra quá trình kết tụ để tạo gel có tính thấm, độ đàn hồi,… Quá trình đông tụ do acid lactic (còn gọi là đông tụ lactic) thường chậm do các nguyên nhân chính sau:

- Thời gian bảo quản sữa tươi, sự tăng của các enzyme xảy ra chậm (thường

từ sau 2-3h)

- Mức độ nhiễm cũng như giống, loài vi sinh vật có mặt trong sữa

- Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh sản và phát triển của vi sinh vật cũng như hoạt độ của enzyme

- Sự có mặt của các chất kháng dinh hay các chất sinh học khác

1.3.1.2 Đông tụ bởi men dịch vị (hay bởi enzyme renin)

Tốc độ đông tụ của sữa bởi men dịch vị phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Liều lượng của men dịch vị sử dụng: men dịch vị có ký hiệu 1/10000 (số 294) có thể sử dụng theo tỷ lệ 1/(2000-15000 lít sữa)

- Nhiệt độ của khối sữa: thường ở nhiệt độ tối ưu là 39 - 43°C, dưới 20°C thì tác dụng của men dịch vị rất chậm, từ 60°C trở lên enzym này không hoạt động

- pH của khối sữa; men dịch vị không hoạt động ở pH kiềm Tốc độ đông tụ sữa sẽ tuyến tính khi pH của sữạ nhỏ hơn 1

- Hàm lượng của các muốỉ canxi hòa tan có trong sữa: sự có mặt của ion canxi rất cần thiết cho quá trình kết tụ của các mixen để tạo ra phức canxi-paracazeinat Quá trình này làm giảm hàm lượng các muối canxi hòa tan có trong sữa và kéo theo làm chậm quá trình đông tụ Thật vậy, nếu trong khẩu phần thức

ăn của động vật cho sữa nghèo canxi đăc biệt là canxi phosphat có thể làm cho sữa khó đông tụ dưới tác động của men dịch vị

- Hàm lượng của các chất chứa nitơ hòa tan có trong sữa: hàm lượng của các chất chứa nitơ hòa tan tăng sê làm khó khăn cho quá trình đông tụ được giải thích bởi tác động của men dịch vị

Các công trình mới đây cho biết: kích thước của phân tử phospho cazeinat có ảnh hưởng lớn đến quá trình đông tụ nếu khuấy trộn chậm sữa (hoặc sử dụng men dịch vị) làm cho kích thước của phân tử phospho cazeinat nhỏ hơn so với khi khuấy trộn nhanh Mặt khác, các yếu tố về cấu trúc của phân tử cazein cũng góp phàn giải thích hiện tượng này

1.3.2 Nén ép cục đông sữa để tách huyết thanh sữa ( khử nước)

Dạng gel được tạo thành từ sự kết tụ và từ quá trình hydrat hóa các mixen cazein hay paracazein là một trạng thái vật lý rất bất ổn định Đồng thời với quá trình này là tính co rút của mixen có liên quan chặt chẽ với sự loại nước từ khối đông tụ-là quá trình có tính quyết định đến sự hình thành dạng gel ốn định cho phomai Mặt khác, đây cũng là quá trình thực hiên sự phân chia cazein và chất béo

từ sữa Phần chất lỏng được tách ra (gọi là huyết thanh) chứa các thành phần chủ yếu gồm: lactoza, lactalbumin và lactoglobulin

Quá trình tách chất lỏng được thực hiện theo nhiều phương pháp khác nhau tùy thuộc vào bản chất của quá trình đông tụ (đông tụ lactic hay đông tụ bởi men dịch vị)

1.3.2.1 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ lactic

Quá trình tách lỏng trong khối đông tụ lactic thường xảy ra nhanh nhưng đôi khi không hoàn toàn vì các mixen của khối đông tụ lactic có sự co rút rất hạn chế Ngoài ra, khối đông lạctic rất dễ võ (mùn, vụn) nên sự phân chia huyết thanh còn kéo theo sự phân chia từng phần cấu trúc cazein

Việc loại phần chất lỏng của khối đông tụ lactic thực hiện dễ dàng khi nhiệt

độ cao được biểu thị ở kết quả chính sau:

- Axit hóa nhanh khổi đông trong điêu kiện nhiệt độ xấp xi 30°C là nhiệt độ tối ưu cho sự hoạt động của các enzym có trong vi khuẩn lactic

- Sự co rút đặc trưng của mỉxen trong khói đông: dưới 10°C quá trình tách một phần chất lỏng hoàn toàn bị đình chỉ ở 15-20°C tiến trình xảy ra chậm

1.3.2.2 Quá trình tách chất lỏng từ khối đông tụ bởi men dịch vị

Thực tế, nếu đông tụ bằng men dịch vị trong khi không có lên men lactic thì quá trình tách này không tự động xảy ra Tuy nhiên vẫn xảy ra sự co 'rút của các mixen và tính khồng thấm nước của khối đông tụ ngăn cản sự thoát huyết thanh

Để quá trình thoát huyết thanh được đễ dàng cần phải sử dụng các phương pháp cơ học khác nhau như sau:

- Cắt khối đông tụ thành các phần nhỏ nhằm tăng cường bề mặt thoát huyết thanh

- Nhào trộn khối đông tụ sau khi đã cắt nhằm đảm bảo sự đồng đều ổn định cho các hạt có trong khối đông và ngăn cản quá trình gắn lại giữa các khối, như vậy quá trình thoát huyết thanh được tăng cưòng

- Ép khối đông sau khi cắt và nhào trộn nhằm tăng cường sự tách nước của khối đông Ngưòi ta có thể sử dụng các phương pháp vật lý bằng cách tăng nhiệt

độ của khối đông và sử dụng phương pháp cơ học Trên 40 - 45°C sự co gel (sự tự phân tướng) tiến hành mạnh mẽ và khốỉ đông thu đưọc chứa rất ít nước Dưới 20°C sự tách nước coi như bị đình trệ

Sử dụng phương pháp cơ học vào quá trình tách nước của khối đông tụ thu được nhờ men dịch vị cho hiệu quả cao hơn so với khối đông lactic có nghĩa là hàm lượng nước còn lại trong khối đông dùng men dịch vị ít hơn nhiêu so với trong khối đồng lactic

1.3.3 Muối phô mai

Ngay sau khi ép cục đông để tách nước, phô mai được ngâm vào bể nước muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày hoặc rắt trực tiếp trên bề mặt 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 bề mặt của phô mai như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài dung dịch sẽ ngấm vào bên trong khối phô mai Muối ăn thấm vào lớp bề mặt của phô mai, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại

Quá trình lên men chậm dần do đường lactose đã bị tách hầu hết trong giai đoạn nén ép Trong khối phô mai, vi khuẩn propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid acetic và CO2 Cả hai acid này làm cho phô mai

có vị chua, hang đặc biệt Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2-2,5 tháng Giai đoạn này gọi là quá trình ủ chín Tuy vậy, quá trình ủ chín phô mai vẫn được tiếp tục một thời gian nữa cho phô mai hoàn toàn chín Trong thời gian này casein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzyme rennin và vi khuẩn lactic Khi phô mai chín thì 2/3 casein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít

NH3

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 HCl), 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

Như đã biết quá trình chín của phomai phụ thuộc chủ yếu vào tác động của vi sinh vật cùng với các yếu tố vật lý, hóa học khác tạo nên các yếu tố không thể thiếu được trong quá trình tinh luyện Trong số các yếu tố thì các yếu tố sau đây là quan trọng nhất:

- Sự có mặt của oxy: là rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của tất

cả các loại nấm mốc và của nhiều loại vi khuẩn

- Độ ẩm: giúp cho sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt khi sản xuất phomai tươi là loại sản phẩm chứa hàm ẩm cao Độ ẩm có tác dụng trong công đoạn tinh luyện vừa nhanh nhất vừa hiệu quả nhất (như phomai Camembert, Brie) Ngược

lại, trong các loại phomai được tách nước triệt để (dạng paste rắn) thì quá trình tinh luyện lại xảy ra chậm và kém hiệu quả

- Nhiệt độ: thay đổi phụ thuộc vào bản chất của enzym Đối với các enzym của vi khuẩn lactic thông thường, nhiệt độ tối ưu là 30°C; còn các enzym của vi khuẩn lactic chịu nhiệt thì nhiệt độ thích hợp lại là 40-45°C; đối với các enzym phân hủy protein sữa thì nhiệt độ phù hợp nhất chỉ 15-20°C

- Sự có mặt của các muối: muối NaCl gây cản trở cho sự sinh trưởng và phát triến đối vói một số nấm mốc (Géotrichum lactic) nhưng lại không gây tác hại cho

sự phát triển của các enzym thường được sử dụng (Penicilỉia, vi khuẩn chứa enzym phân hủy protein) Mặt khác, muối còn có tác dụng trong việc chuẩn hóa hàm ấm cho khối đông Khi muổi phủ kín bề mặt của khối đông sẽ có tác dụng hấp thụ một lượng nước không những từ các lớp bên ngoài mà còn từ bên trong của khối phomai Khi có quá trình bốc ẩm ở điều kiện môi trường thì chính sự hấp thụ nước một mặt sẽ hình thành nên vỏ bọc ngoài cho khối phomai, mặt khác sẽ làm chậm tác dụng của enzyme phân giải cazein khi tiến hành tách nước của khối pate Đồng thời muối còn tham dự vào quá trình làm tăng mùi vị cho phomai

- pH: có tính quyết định đến khả năng sống và phát triển của vi sinh vật cũng như hoạt độ của enzym, nấm mốc tồn tại được trong môi trường axit nhưng vi khuẩn lại thích hợp trong môi trường trung tính

1.4 Sự thay đổi các thành phần sữa trong quá trình sản xuất phô mai

1.4.1 Sự thay đổi lactose

Lactose được lên men biến thành rượu, các loại acid hữu cơ, các chất khí Các loại rượu được chuyển tiếp thành mùi cho phô mai, các acid hữu cơ sẽ được tích trữ và chuyển hóa thành các chất thơm Kết quả 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, lactose tiếp tục được lên men và hàm lượng lactose sẽ giảm rất nhanh Khi còn 10-15 ngày lên men, trong khối phô mai sẽ không còn lactose

1.4.2 Sự thay đổi casein

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

cơ bản cấu trúc của casein 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, casein đƣợc biến đổi sâu sắc nhất Casein

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

1.4.3 Sự thay đổi 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 Nhiều nhà nghiên cứu cho thấy mùi vị đặc trƣng của phô mai đƣợc quyết định bởi các acid amin tự do, các loại acid hữu cơ, rƣợu

và mùi thơm của nhiều hợp chất khác

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Quy trình và giải thích quy trình

2.2  Quy trình công nghệ:

 Giải thích quy trình

2.2.1 Thu mua, kiểm tra chất lượng, định lượng nguyên liệu

Chất lượng nguyên liệu ảnh hưởng đến chất lượng 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

lí và vi sinh Sau đó sữa được vận chuyển đến cân định lượng rồi đưa vào phễu trộn để khuấy trộn và được bơm qua thùng hoàn nguyên

2.2.2 Hoàn nguyên sữa bột

2.2.2.2 Thanh trùng 75 o C và làm lạnh 2-6 o

C

- 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 75oC, thời gian thanh trùng 40s Sau đó sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ 2-6o

C

2.2.2.3 Ủ hoàn nguyên (2-6 o C)

- 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 phô mai

- Tiến hành: 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 2-6oC trong thời gian 4-8 giờ Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đật trạng thái đồng nhất như sữa tươi, sữa này đi qua thiết bị chứa đựng để chuẩn bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa Mỗi bồn hoàn nguyên được gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và được bật chạy liên tục trong suốt quá trình hoàn nguyên Thường có lớp vỏ áo để ổn định nhiệt độ

2.2.3 Tiêu chuẩn hóa

- Mục đích: điểu 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 nguyên kem nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm béo sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream hoặc bơ xác định vào dịch sữa đạt 3,5% béo

- Tiến hành: sữa từ thùng chứa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩn hóa, cream hoặc bơ được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hóa đã chứa sẵn dịch sữa với tỉ lệ đã định trước, cánh khuấy của thùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán chất béo trong sữa, ngăn chặn quá trình tách pha, tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa

2.2.4 Đồng hóa

- Mục đích: vì các hạt chất béo trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, là nguyên nhân gây ra sự phân lớp Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái

của sữa trong quá trình sản xuất Đồng hóa làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa dưới tác dụng của áp lực cao khoảng 200-250bar, nhiệt độ 65-80oC 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 thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo

- Tiến hành: sau khi gia nhiệt, sữa được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm li tâm Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa

2.2.5 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 protein trong sữa để thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo

- Tiến hành: dich sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết

bị thanh trùng ở chế độ: 72oC trong thời gian 15s, tiếp theo sẽ được làm nguội về 22-24oC Quá trình thực hiện trong một công đoạn khép kín, hoàn toàn tự động

hóa

2.2.6 Lên men

- Mục đích: giảm pH của sữa chuẩn bị cho quá trình đông tụ

- Tiến hành:

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

Lactococus cremoric, Leuconotoc lactis, Leuconotoc cremoris,…

Đầu tiên, tiến hành nhân giống trong môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở 110-115oC trong 10 phút), thực hiện ở

22oC

Sau khi nhân giống, cấy vi khuẩn lactic vào sữa theo tỉ lệ 1-3% 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 20-22oC, sau 1 giờ pH của sữa giảm xuống 8,5 thì bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và cho enzyme chymosin vào để tiến hành đông tụ

2.2.7 Đông tụ và tách huyết thanh

- Mục đích: sử dụng enzyme chymosin để chuyển casein từ dạng 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 rennin với tỷ lệ 1/10 rồi cho vào bồn đông tụ, và duy trì ở nhiệt độ 18-22oC Trong quá trình đông tụ vi khuẩn lactic vẫn tiếp tục lên men tạo acid 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 dông tụ tính từ lúc cho enzyme vào sữa kéo dài 4-6 giờ Sản phẩm phô mai nếu được sản xuất theo phương pháp thủ công có thời gian đông tụ dài hơn, tối đa là 18 giờ Tại thời điểm kết thúc quá trình đôg tụ, giá trị pH giảm từ 4,5 – 4,55 Sữa đông lại thành một khối nhầy phủ gelatin mềm, không thấm nước

0,6oC/phút Khi đạt được nhiệt độ đun nóng như trên rồi tiếp tục khuấy 20-60 phút Kích thước các hạt phô mai thay đổi đáng kế trước và sau khi nung nóng

2.1.9 Ép định hình

- Mục đích: sau khi cắt quện sữa, để tạo cấu trúc đặc trưng cho phô mai, cũng như có hình dạng khác nhau theo nhu cầu thị trường, ta tiến hành ép định hình khối đông và ở công đoạn này thì lượng huyết thanh được tách ra kiệt hơn

- Tiến hành: khối đông được cho vào các khuôn theo hình dạng quy định trước, sau đó các khuôn sẽ được đưa vào máy ép, dưới tác dụng của lực ép, khối đông được định hình, đồng thời huyết thanh được ép và đi ra ngoài Ngoài ra ta còn có thể ép định hình bằng máy ép đùn

2.1.10 Ướp muối

- Mục đích: củng cố độ dẻo của thành phẩm phô mai, đồng thời làm cản trở

sự phát triển của các vi sinh vật gây hại làm hư hỏng phô mai

-Tiến hành: khối phô mai sau khi ép định hình sẽ được rắt muối khắp các bề mặt, sử dụng muối đã được bổ sung CaCl2 và hiệu chỉnh pH Chất chỉnh pH thích hợp là acid lactic hoặc acid clohydric Yêu cầu đối với acid clohydric là không chứa các kim loại nặng như Pb, Cu,… Hàm lượng canxi muối trung bình 0,1-0,2% Nhiệt độ trong quá trình ướp khối đông là 10-14oC pH được điều chỉnh trong khoảng 5,2 – 5,4

2.1.11 Ủ chín và bao gói

- Ủ chín phô mai:

Phô mai sau khi ướp muối sẽ được đưa vào phòng ủ chín Quá trình ủ sẽ cải thiện các chỉ tiêu cảm quan của phô mai Các vi sinh vật tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất tao hương vị đặc trưng cho từng loại sản phẩm

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 phô mai được thực hiện trong phòng ủ Các khối đông được đặt trên những giá đỡ có nhiều ngăn, sau đó được đưa vào phòng ủ Nhiệt độ trong quá trình ủ là 12-13oC, độ ẩm tương đối của không khí là 95% Thời gian ủ không thấp hơn 8-9 ngày Trong quá trình ủ chín cần theo dõi và lật đảo khối đông để đảm bảo thoáng khí và sản phẩm đạt được độ đồng nhất cao về cấu trúc

- Bao gói: quá trình bao gói được thực hiện trong môi trường vô trùng để tránh nhiaamx vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm và bảo quản ở kho lạnh có nhiệt độ thấp Hệ vi sinh vật trong phô mai sẽ tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất trong suốt quá trình bảo quản sản phẩm Do yêu cầu bao bì phải có độ thấm khí nhất định, thong thường người ta sử dụng bao bì có nguồn gốc từ cellulose

2.2 Kiểm soát chất lượng quá trình sản xuất

Ngoài việc đảm bảo những tiêu chuẩn, yêu cầu kĩ thuật trong quá trình sản xuất, do hàm lượng dinh dưỡng và độ ẩm cao, sản phẩm phô mai rất dễ nhiễm và tái nhiễm vi sinh vật, nên trong quá trình sản xuất cần quan tâm kiểm soát kĩ sự nhiễm vi sinh vật, hạn chế những hư hỏng do vi sinh vật gây ra

2.2.1 Những hư hỏng do vi sinh vật gây ra

Thực khuẩn thể nhiễm vào giống khởi động làm vi sinh vật bị phá hủy, tạo acid chậm; sản phẩm sẽ bị hư hỏng, chất lượng kém và mang mầm bệnh Do đó cần thiết phải kiểm soát thực khuẩn thể

- Coliform: sinh mùi thối và khí trong khối đông nên ta cần sử dụng sữa thanh trùng và giống khởi động hoạt tính

- Clotridia: sinh khí trong quá trình ủ chín nên cần ngăn chặn sự phát triển của chúng bằng cách thêm nitrin

- Nấm mốc: phát triển trên bề mặt phô mai chín nên cần tồn trữ phô mai trong môi trường sạch, độ ẩm thấp, bôi sáp, bọc plastic, thêm chất bảo quản

- Pseudomanas spp, nấm men: làm hỏng những phô mai có ẩm độ/pH cao nên cần ngăn sự tái nhiễm và rửa khối đông bằng nước sạch

2.2.2 Ngộ độc thực phẩm

Ngộ độc thực phẩm do nhiễm vsv thường liên quan đến:

- Salmonella: loại phô mai cứng, bán cứng và mềm

- Staphylococal enterotoxin : phô mai cứng, bán cứng

- Ensterophathogenic E.coli : phô mai mềm

- Botulism : phô mai mềm và phô mai đã qua chế biến

2.2.3 Cách bảo quản phô mai

- Chỉ bóc lớp vỏ của phô mai khi cần dùng

- Mỗi loại đều có mùi vị khác nhau, giữ hương vị bằng cách đặt vào trong hộp một nhánh húng tây hoặc một cục đường phèn dưới đáy hộp

- Phô mai xanh có thể dùng được trong vòng 3 tuần, nếu được gói kĩ sau khi

CHƯƠNG III : THIẾT BỊ

3.1 Bồn chứa

Hình1 Bồn vô trùng Tetra Alsafe®

Bồn vô trùng Tetra Alsafe® là giải pháp lý tưởng để lưu trữ trung gian các sản phẩm thực phẩm - nước giải khát trong điều kiện vô trùng

Bồn Tetra Alsafe® được khử trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ tối thiểu là 125oC trong 30 phút Sau đó được làm lạnh bằng nước tuần hoàn thông qua lớp vỏ làm mát

Không khí vô trùng được đưa vào thùng chứa để ngăn tạo độ chân không trong quá trình làm mát

Đặc điểm:

Lưu trữ sản phẩm trong điều kiện vô trùng

Thiết kế theo tiêu chuẩn an toàn vệ sinh và chống tạo chân không

Thiết kế dạng khối

Lợi ích:

Đảm bảo tính linh hoạt cao trong sản xuất