Quy trình sản xuất phô mai

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đề tài: GVHD: HOÀNG XUÂN THẾ SVTH: LÊ THỊ KIM LIÊN TRƯƠNG THỊ NGUYỆT I. GIỚI THIỆU: Ø Phô mai là sản phẩm lên men được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê...) với sự tham gia của một số nhóm vi sinh vật. Nó có đến hàng ngàn loại khác nhau tùy theo đặc điểm, mùi vị, hình dáng, hàm lượng chất béo. Ø Đây là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu. Phô mai giàu đạm, hàm lượng canxi cao và chất dinh dưỡng dồi dào. Các protein,chất béo trong phomat đều ở dạng cơ thể dễ hấp thụ ,có đầy đủ các axit amin không thay thế ,các vitamin,các chất khoáng . Chỉ cần 60g phô mai mỗi ngày trẻ đã nạp đủ lượng can-xi trong một Ø Ngoài ra, trong phomat còn có chất kẽm rất tốt cho não, da và hệ miễn dịch.Khoảng 30 gram của loại phô mai vàng có khoảng 7 gram chất đạm và 200 miligram chất canxi, bằng với lượng chất đạm có trong 200gram sữa. Ø Tuy nhiên, bạn cũng nên cẩn trọng vì trong phô mai cũng có nhiều chất béo không bão hòa, có nguy cơ ảnh hưởng đến tim mạch nếu dùng với số lượng lớn. II. PHÂN LOẠI: Dựa vaøo ñộ cứng của phô mai: Loại rất cứng (ñoä aåm döôùi 41%) Loại cứng (49 – 56 %) Loaïi baùn cöùng (54 -63%) Loại baùn mềm (61 – 69%) Loại mềm ( > 67%) Dựa vaøo lượng beùo trong sản phẩm: Beùo cao (ñoä beùo > 60%) Đầy beùo (45-60%) Beùo vừa (25 – 45%) Beùo thấp ( 10 – 25%) Loaïi khoâng beùo (< 10%) Dựa vaøo phương thức sản xuất: Phoâ mai töôi Phoâ mai uû chín Ngoaøi ra, coøn coù một loại phoâ mai ñặc biệt laø phoâ mai nấu chảy ñược sản xuất töø caùc loại pho mai khaùc III. VI SINH VẬT SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT PHOMAI: 1. Vi khuẩn lactic: §Streptococcus thermophilus §Lactobacillus helveticus §Leuconostoc lactis §Lactobacillus delbrueckir Đặc điểm: là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hay dị hình. Vai trò: tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ sữa và tạo độ chua cho khối đông. Một số chủng còn tham gia vào quá trính chuyển hóa acid citric, quá trình phân giải protein để tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu hóa lí đặc trưng cho phô mai thành phẩm. BẢNG 1: Kết quả phân lập vi khuẩn lactic trong sữa Vinamilk STT Chủng vi khuẩn Kí hiệu Khả năng đông tụ Tạohương thơm 1 Trực khuẩn V1 + Chua, thơm đặc trưng 2 Liên cầu khuẩn V2 + Chua, thơm đặc trưng 3 Cầu khuẩn V3 - Không thơm 4 Liêncầu trực khuẩn V4 +/- Chua,không thơm 5 Liên trực khuẩn V5 + Chua,không thơm 6 Cầu khuẩn V6 - Không thơm Ghi chú: + : Đông tụ sữa, - : không đông tụ sữa, +/- : đông tụ sữa kém (Theo nguồn của Công ty Sữa Vinamilk) Nấm mốc: § Penicillium candidum § P. Glaucum § P. cammenberi… Chúng sản sinh các proteolytic và lipolytic giúp cho quá trình chín tới và tạo hương vị đặc trưng. Ngoài ra còn góp phần trung hòa pH của sản phẩm để thích hợp cho hoạt động của enzyme tạo mùi. Vi khuẩn khác: Được bổ sung vào để tạo màu, tạo mùi đặc trưng cho từng loại phô mai. Ví dụ như: vi khuẩn Brevibacterium dùng để tạo màu cho phô mai; một số loại nấm men sử dụng cho việc tạo hương cho san phẩm. Nhóm vi khuẩn propionic: § Propionibacteria § Bifidobacteria Giống propionibacterium được sử dụng trong giai đoạn ủ chín trong một số loại phomat với mục đích tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúc một số phô mai cứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm. IV. NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT PHÔ-MAI: Ø Đậu nành: chứa khoảng 84-90% protein, 1-3% chất béo, 0,1-4% carbohydrate, 0,1-0,3 % bơ. Ø Sữa: sữa bò, sữa dê, sữa cừu dưới dạng tươi, sữa tách một phần chất béo, hoặc sữa gầy. Yêu cầu: § Sữa được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không chứa kháng sinh và bacteriophage. § Không bị nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ dụng cụ chứa hoặc đường ống vận chuyển. § Hàm lượng casein trong sữa cao thì hiệu suất thu hồi phô mai cao. Ø Chất béo: để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao người ta phải thêm cream hay bơ sữa. Các chất béo này cần phải nghiêm ngặt về chỉ tiêu V SV Ø Tác nhân đông tụ sữa: enzyme rennet là hỗn hợp của chymosin và pepsin. § Chymosin có nguồn gốc từ dạ dày của bê con. § Pepsinogen hoạt hóa thành pepsin. Ngày nay, rennet được tổng hợp từ VSV như: Mucor pusillus, Mucor miehei để làm giảm giá thành nhưng hiệu suất đông tụ không cao. Ø Giống VSV: (đã nêu ở phần trên) Ø Phụ gia và các nguyên liệu khác: § CaCl2: ion Ca 2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein. Ngoài ra bổ sung Ca 2+ dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc, độ cứng của khối đông. § CO2 : Làm giảm nhẹ pH của sữa. Rút ngắn thời gian đông tụ casein. Tiết kiệm được lượng chymosin cần sử dụng. § NaNO 3 hoặc KNO 3: Sử dụng như một tác nhân ức chế VSVnhiễm trong sữa. Hàm lượng tối đa cho phép là 30g/ 100kg sữa. Nhưng nếu sử dụng muối nitrit quá nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản phẩm và cũng có thể ức chế giống VSV sử dụng trong sản xuất phô mai. Chất màu: được sử dụng để ổn định màu sắc cho phô mai, thường sử dụng các chất màu tự nhiên như: carotenoids hoặc chlorophylle… Những nguyên liệu khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mật ong… làm đa dạng hóa sản phẩm phô mai. QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔMAI: QUI TRÌNH SX PHOÂ MAI MEÀM KHOÂNG UÛ CHÍN (phô mai tươi) Söõa töôi Chuaån hoaù Thanh truøng Caáy gioáng Gioáng VK lactic Leân men Ñoâng tuï Taùch huyeát thanh söõa Khuaáy troän Roùt saûn phaåm Huyeát thanh söõa Cream Caùc nguyeân lieäu phuï khaùc Bao bì Thành phẩm QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI CÓ QUÁ TRÌNH Ủ CHÍN (phômai cứng) Sữa tươi Xử lý nhiệt Chuẩn hóa Lên men sơ bộ Giống VK lactic Cấy giống & lên men Ñoâng tuï Taùch sô boä huyeát thanh söõa Öôùp muoái Caáy gioáng Naám sôïi P.camemberti khaùc Bao bì Thành phẩm Nhân giống VK lactic, naám men Geotricum candium Thanh trùng Nhân giống Ñoå khuoân & taùch huyeát thanh Taùch khuoân Nhân giống Huyeát thanh söõa Ủ chín ª THUYẾT MINH QUY TRÌNH: Tùy theo loại phô mai mà quy trình sản xuất có khác nhau, nhưng dù sản xuất theo phương pháp nào thì quá trình sản xuất cũng chia làm 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: Ở giai đoạn này, sau khi cấy giống vi khuẩn lactic và cho enzyme đông tụ sữa vào sữa ở nhiệt độ 30oC hoặc cao hơn một ít, quá trình lên men lactic do vi khuẩn lactic gây nên xảy ra làm cho sữa bị đông tụ. Đây là quá trình kết tủa những micell của casein thành cục đặc rắn chứa huyết thanh sữa bên trong. Khoảng ¾ số vi sinh vật nằm trong phần đặc rắn, còn ¼ trong huyết thanh. Vi khuẩn lactic hoạt động chuyển đường sữa thành acic lactic, trong điều kiện này, enzyme đông tụ sữa hoạt động mạnh hơn, tác động làm đông sữa nhanh hơn. Một phần enzyme bị thủy phân thành pepton, các acd amin tự do,…tập hợp lại trong cục sữa đông. Giai đoạn 2: Là giai đoạn ép phomai nhằm mục đích tách huyết thanh sữa khỏi khối đông, thời gian ép kéo dài khoảng 20-24 giờ ở 35-50oC. Trong lúc này, quá trình lên men vẫn tiếp tục. Phô-mai lúc này cấu tạo chủ yếu từ casein và lipide, còn huyết thanh bị loại bỏ chứa lactose. Giai đoạn 3:là giai đoạn muối phomai. Ngay sau khi ép cục đông hết huyết thanh, phomai được ngâm vào bể nước muối trong vài ngày để tạo sự đồng nhất của phomai và tăng vị. Casein trương lên nên tính đàn hồi tăng lên, muối còn có tác dụng ngăn chặn của các vi sinh vật có hại nhất là nhóm vi khuẩn trực tràng. Kết quả của việc ngâm nước muối nồng độ cao là các chất ở bề mặt phomai như đường, sữa và các muối khoáng thoát ra ngoài, ngược lại muối ăn thấm vào phomai và lớp muối trên bề mặt phomai tạo nên lớp bảo vệ chống lại vi sinh vật có hại. Giai đoạn 4:là giai đoạn phomai được ủ chín ở 18-22Oc, độ ẩm 80-90%. Qúa trình làm chín xảy ra dưới tác dụng của các enzyme đông tụ sữa và enzyme vi khuẩn lactic là loại vi sinh vật chủ chốt của hệ vi sinh vật sữa kể từ giai đoạn ép. Sự lên men vẫn tiếp tục nếu vẫn còn lactose nhưng khi ép huyết thanh thì hầu hết lactose đã thoát ra ngoài. Trước hết Streptococcus lactic lên men lactose cho đến khi hết đường này. Chúng hết dần dần và được thay thế bằng trực khuẩn lactic. Trong phomai, pepton được tích lũy do sự thủy phân của protein. Dần dần trực khuẩn lactic cũng chết và vi khuẩn propionic bắt đầu hoạt động mạnh chuyển các muối lactate thành acid propionic, acid acetic và khí CO2. Hai acid này tuy bay hơi nhưng vẫn làm cho phô mai có vị chua. Khí CO2 tạo cho phomai những “hình vẽ”, những khe hở, những túi khí gọi là “mắt” phomai. Nếu trường hợp sản xuất phô mai tươi thì quy trình không có quá trình ướp muối. Muối pho mai ª Ý NGHĨA CỦA CÁC GIAI ĐOẠN TRONG QUY TRÌNH: Đông tụ: Nhằm tạo khối đông tụ dưới dạng gel protein thực chất là quá trình kết tủa những micelle của casein thành cục đặc rắn chứa huyết thanh sữa bên trong. Qúa trình xảy ra chính: - Casein chuyển thành paracasein dưới tác dụng của Rennet - Paracasein đông tụ nhờ sự có mặt của ion Ca 2+ Ướp muối: - Để tạo hương vị cho sản phẩm. - Tạo điều kiện để chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến trạng thái và giữ chất lượng sản phẩm khi bảo quản. - Góp phần ức chế một số chủng giống vi sinh vật có hại không chịu được nồng dộ muối cao. - Tạo sự thay đổi các đặc tính của pho-mai( cấu trúc, trạng thái) - Nồng độ muối thay đổi tùy thuộc vào mỗi loại phô-mai. - Có nhiều cách để ướp muối như: lấy phần xác sữa ngâm vào dung dịch muối hoặc xác muối lên bề mặt. - Nồng độ muối thường sử dụng là khoảng 20-25%. Ủchín: Dưới tác động kết hợp giữa enzyme Rennet và vi khuẩn lactic, các protein, lactose,… tạo cho từng loại pho-mai có mùi vị, cấu trúc, màu sắc đặc trưng khác nhau. Thời gian và nhiệt độ ủ chín tùy thuộc vào từng loại phô-mai như: Phô-mai Gouda: 4-6 tuần ở 12-18oC, sau đó 6-10oC... Trong quá trình ủ chín nếu còn lactose thì quá trình lên men vẫn tiếp tục sẽ chuyển hóa lactose thành acid lactic. Một phần lactose được sử dụng tạo thành diacetyl, acid bay hơi, rượu. Một phần acid lactic tạo thành lại chuyển hóa tiếp tục dưới tác dụng của vi khuẩn tạo acid propionic, CO2( tạo các “mắt” phô-mai). Đồng thời protein sẽ chuyển hóa tạo thành các polypeptide, peptid, acid amin,… có tác dụng tạo mùi cho thành phẩm. ª ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME RENNET ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ-MAI: Công nghệ sản xuất phô-mai hiện đại bao gồm hai giai đoạn chính.Trong giai đoạn thứ nhất, sữa được lên men chua nhờ vi khuẩn lactic nhằm giảm pH của môi trường tới điểm đẳng điện của casein để chúng đông tụ.Tiếp tục là bỏ phần dịch trong và làm đặc phần sữa đông tụ. Công nghệ sản xuất phô-mai được thực hiện thành công khi người ta sử dụng enzyme Rennet để tủa protein.Rennet là một enzyme thủy phân protein có trong dạ dày của bê con. Qúa trình kết tủa bằng Rennet diễn ra rất hiệu quả, và ngày nay phần lớn phô-mai sử dụng enzyme này trong quá trình đông tụ sữa. Sữa bò và hầu hết các loại sữa khác hiện nay đều có hai nhóm protein đó là casein và các protein còn lại.Trong sữa bò casein chiếm khoảng 80% nitơ tổng số và bao gồm 4 loại protein là αs1, αs2, β và κ-casein.Các protein αs1, αs2, β chứa các gốc photphate trong phân tử. Các gốc này có khả năng liên kết với ion Ca2+ và kết tủa mạnh khi nồng độ Ca2+> 6 m M. Về mặt cấu trúc các casein nhạy cảm với Ca2+ (αs1, αs2, β) liên kết kỵ nước với nhau và tạo thành phần nhân của hạt keo. Còn phân tử κ-casein có liên kết kị nước sẽ liên kết với nhân hạt keo, phần hiếu nước hướng ra ngoài tạo nên cấu trúc “ lông nhím” khiến các hạt keo không thể tiếp xúc với nhau nên đảm bảo độ tan của protein. Trong sản xuất phô mai việc sử dụng Rennet để hạn chế tác dụng của κ-casein. Rennet có thành phần chủ yếu là chymosin có khả năng hạn chế κ-casein trong sữa. Khi mất các thành phần hiếu nước, các hạt keo casein có thể liên kết lại với nhau và kết tủa. Đồng thời tác nhân Ca2+ cũng ảnh hưởng tích cực tới quá trình đông tụ sữa thông qua việc tạo các cầu nối liên kết giữa các phân tử protein. Lên men lactic làm pH của môi trường giảm về giá trị đẳng điện của casein( pH=4,6).Khi đó các hạt protein trung hòa điện tích do đó dễ dàng kết tủa hơn.Prtein sữa có thể kết tủa bằng acid lactic sinh ra bởi vi sinh vật, hoặc bằng enzyme Rennet. Hầu hết các loại phô mai hiện nay đều sản xuất dựa trên 2 cơ chế này. Giai đoạn đầu của quá trình đông tụ được thực hiện bằng enzyme Rennet, a acid lactic đóng vai trò hỗ trợ trong giai đoạn sau. Trong sản xuất truyền thống, Renin được tách chiết từ mô ruột của động vật bằng dung dịch muối NaCl 10%. Sau d01 enzyme được bảo quản trong dung dịch muối NaCl 20% có bổ sung natribenzoate. Rennet là hỗn hợp enzyme chymosin( chiếm 90%) và phần còn lại là pepsin ( tính theo protein). Chymosin trong tự nhiên phục vụ quá trình đông tụ sữa ở dạ dày của bê con. Vì thế hoạt tính của chymosin không thể tối ưu cho việc chế biến phô mai.Do đó, Rennet cần được cải tiến để thích ứng với công nghệ sản xuất phô mai. Hướng phát triển hiện nay là thay đối cấu trúc enzyme nhằm gia tăng hiệu suất thủy phân một số liên kết trong casein và hạn chế những liên kết khác. VI. CÁC QUÁ TRÌNH SINH HÓA CƠ BẢN XẢY RA TRONG SẢN XUẤT PHÔ MAI: Sự biến đổi của lactoza Sự biến đổi của các protein Sự biến đổi của các chất béo Sụ tạo thành các chất khí VII. KẾT LUẬN Theo em biết thì Pho mai là sản phẩm có giá trị dinh dưõng cao. Pho mai có thể ăn kèm với bánh mì, làm kem, phết bánh , trộn salad hay đơn giản là trộn sữa chua hoa quả. Pho mai giàu protein, đam, chất dinh dưỡng rất tốt cho sức khoẻ và làn da chúng ta. Theo các nhà khoa học pho mai có thể làm giảm lượng cholesterol trong máu. Những tình hình sản xuất pho mai ở nước ta chưa được đầu tư nhiều, sản phẩm trên thị trường chủ yếu đựơc nhập khẩu từ nước ngoài như con bò cười, cammembert, president emental, chesdale có nguồn gốc từ Pháp, Mỹ, New Zealand, Úc…Tuy nhiên chỉ có loại con bò cười (từ 8-12 miếng) và patty cubes (24 miếng) là được sử dụng với số lượng lớn. Vì vậy chúng ta nên chú trọng đầu tư công nghệ và nghiên cứu sản xuất ra nhiều loại pho mai hơn nữa. Pho mat hun khói phomat Morbier Phomat Camembert vùng Normandy VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO: Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa_Lâm Xuân Thành Vietbao.vn vnexpress.net sinhhocvietnam.com