CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
LỜI MỞ ĐẦU
Phomat là một sản phẩm có từ lâu đời và liên tục phát triển cho đến ngày
nay. Phomat thường có trong các bữa ăn của mọi người trên khắp thế giới, đặc biệt
là ở Châu Âu và Châu Mỹ. Phomat là một trong những sản phẩm điển hình làm từ
sữa. Có rất nhiều loại Phomat được làm từ sữa của các loài vật khác nhau, nhưng
Phomat làm từ sữa bò được ưa chuộng và phổ biến hơn cả. Phomat được mọi người
sử dụng như một món trong bữa ăn, mặt khác, Phomat còn được dùng để chế biến
các món ăn khác. Mỗi loại Phomat có một mùi vò đặc trưng khác nhau tùy thuộc vào
nguyên liêu và cách chế biến. Trên thế giới, có những đòa phương chuyên sản xuất
một loại Phomat nào đó để rồi mọi người đem tên của đòa phương ấy đặt tên cho
loại Phomat mà họ sản xuất.
Trước đây, Phomat được sản xuất một cách thủ công và truyền thống. Nhưng
ngày nay, với một nhu cầu lớn về số lượng lẫn chất lượng, Phomat được sản xuất ở
quy mô công nghiệp. Mặc dù có nhiều sự khác biệt trong sản xuất Phomat theo cách
thủ công và công nghiệp, tuy nhiên, nguyên tắc sản xuất vẫn không thay đổi.
Tuy rằng, Phomat không phải là một thực phẩm chủ yếu như thòt, cá…Nhưng
việc hiểu biết về những đặc tính, quá trình sản xuất, bảo quản , sử dụng mặt hàng
này có một ý nghóa thiết thực trong việc nâng cao chất lượng bữa ăn nói chung và
chất lượng cuộc sống nói chung.
Trong phạm vi bài seminar này, chúng tôi xin giới thiệu với mọi người về
quy trình sản xuất Phomat cứng, loại Phomat phổ biến và được sử dụng nhiều nhất
trên thế giới cùng những thông tin liên quan.
- 1 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
A.SƠ LƯC VỀ PHOMAT
I. Lòch sử và nguồn gốc Phomat:
Truyền thuyết kể rằng, phomat được
tìm ra một cách vô tình từ một người đàn ông.
Người này thực hiện chuyến đi xa của mình với
một ít sữa đựng trong chiếc túi làm từ dạ dày
của con bê. Đi được vài giờ, ông ta lấy sữa ra
uống nhằm giải cơn khát của mình. Và ngạc
nhiên thay, sữa đã bò chua và phân thành 2 lớp
khác nhau. Ông ta đònh bỏ phần sữa đó đi,
nhưng vì cơn khát, ông ta vẫn uống. Khi uống
vào, ông ta cảm thấy rất thích mùi vò của lượng
sữa hư này. Và đó chính là một dạng phomat
nguyên thủy đầu tiên trên thế giới.
Các nhà lòch sử thế giới đã tìm hiểu và cho rằng Phomat có nguồn gốc từ
vùng Trung Đông. Phomat cũng được tìm thấy khi để sữa vào trong các túi đựng làm
bằng bao tử các con vật. Theo thời gian, cách thức làm phomat được lan truyền sang
các vùng khác trên Thế giới. Và người La Mã đã đưa việc sản xuất phomat lên
thành một công nghệ. Khi người La Mã xâm lăng các nước khác, công nghệ sản
xuất phomat cũng được quảng bá trên khắp các nước Châu Âu như Pháp, Thụy
Só...Và sản phẩm phomat ngày càng được mọi người biết đến và ưa thích. Phomat
trở thành thương phẩm cách đây khoảng 1800 năm. Cách thức làm phomat được lưu
truyền bằng miệng hay bằng sách vở trong nhà thờ cho đến ngày nay.
Ngày nay, do sự phát triển của khoa học Kỹ thuật, con người đã sản xuất
phomat với quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, sản xuất công nghiệp vẫn phải kết hợp
với truyền thống để tạo những hương vò đăc thù của từng loại phomat khác nhau.
II. Phân loại phomat:
• Phân loại theo độ ẩm của phomat:
MFFB (%) Loại Phomat
< 41 Rất cứng
49 - 56 Cứng
54 - 63 Bán cứng
61 - 69 Bán mềm
> 67 Mềm
MFFB: phần trăm hàm lượng ẩm trên khối lượng không béo của phomat
- 2 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
• Phân loại theo lượng béo:
FDB (%) Loại Phomat
>60 Béo cao
45 - 60 Béo khá cao
25 - 45 Béo trung bình
10 - 25 Béo thấp
< 10 Không béo
FDB: Phần trăm hàm lượng béo trên khối lượng không béo của phomat.
• Phân loại theo cách đặc điểm quá trình làm chín: làm chín toàn phần; làm
chín một phần; không làm chín (phomat tươi).
• Phân loại theo tác nhân làm đông tụ sữa:
Đông tụ bằng acid: đây là loại phomat không qua giai đoạn ủ chín và
đông tụ bằng acid ở nhiệt độ 30 - 32
o
C, không bổ sung thêm renin, hoặc nếu có thì
với tỷ lệ rất bé. Acid được tạo ra từ quá trình lên men lactic bởi vi khuẩn lactic. Tuy
nhiên có một số loại phomat tươi cũng được acid hóa trực tiếp bằng glucono-delta-
lactone.
Đông tụ bằng enzym: đây là loại phomat đông tụ bởi enzym renin,
không bổ sung vi khuẩn lactic hoặc nếu có thì cũng rất ít. Do đó, sản phẩm này có
pH cao và có tính không nóng chảy trong quá trình nấu.
• Phân loại dựa vào cấu trúc phomat. Loại có lỗ hổng hình tròn, có lỗ hổng
hình hạt, loại không có lỗ hổng...
III. Một số loại phomat phổ biến trên thế giới:
Cottage: Đây là loại phomat có màu trắng, có mùi nhẹ và giống mùi sữa,
thường được dùng để làm sauce, salad trộn hay làm bánh.
Brie: là một loại phomat lâu đời và truyền thống, mặt ngoài sản phẩm có
màu trắng, bên trong màu vàng nhạt, có mùi nhẹ tương tự mùi bơ sữa(cream).
Cheddar: là loại phomat để được trong thời gian dài, mùi vò tùy thuộc vào
thời gian ủ chín., có màng cứng bên ngoài màu cam nhạt.
Parmesan: là loại phomat được làm thành từng tảng lớn, màu nâu nhạt, rất
cứng, có mùi dễ chòu.
Và các loại phomat khác như: Blue cheese, Gouda, Havarti, Grana,
Camembert ...
- 3 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
B. NGUYÊN LIỆU SỮA BÒ
I. Tính chất lý học:
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước,
có vò đường nhẹ và có mùi ít rõ nét. Cách thức phân bố khác nhau của các hợp chất
có trong sữa tạo nên độ đặc và màu sắc của sữa.
Khối lượng riêng của sữa phụ thuộc vào hàm lượng các thành phần tan trong
sữa. Khối lượng riêng sữa bò trung bình d = 1,027 – 1,032 g/l, phụ thuộc giống bò và
thời kỳ cho sữa.
Nhiệt độ đóng băng của sữa vào khoảng 0,55
0
C.
Độ chua của sữa thường được biểu thò bằng độ Thorner (
0
T). Sữa mới vắt có
độ chua trung bình từ 16-18
0
T. (
0
T = độ acid của sữa : là số ml NaOH 0,1N cần thiết
để trung hoà lượng acid có trong 100 ml sữa tươi).
II. Tính chất hoá học:
Sữa là một dung dòch sinh học chứa đầy đủ chất dinh dưỡng, các enzym,
hocmon, khoáng, vitamin cần thiết cho cơ thể. Thành phần hoá học của sữa bò:
1.Nước:
Nước chiếm khoảng 90% khối lượng sữa. Nước tự do chiếm khoảng 97%
tổng lượng nước. Lượng nước liên kết còn lại được gắn các protein, các muối,
polysacarit…Nước liên kết có thể kết tinh với lactoza.
2.Protein :
Protein chiếm khoảng 4% tổng khối lượng sữa. Protein của sữa tương đối
hoàn thiện và đầy đủ các axit amin cần thiết cho cơ thể.Protein trong sữa tồn tại chủ
yếu dưới 3 dạng : casein, albumin, globulin.
• Casein :
Hàm lượng trung bình của casein
trong sữa là 2,7%.
Casein là tên của nhóm protein
kết lắng khi pH của sữa giảm đến 4,7.
Casein có thể đông tụ và tính chất này
được ứng dụng trong công nghệ chế
biến sữa. Casein có các loại : αs1, αs2,
β, γ, K. Các casein sẽ liên kết với nhau
hoặc liên kết với muối, chủ yếu là
Ca
3
(PO4)
2
, tạo thành micellen phức tạp
và gây đông tụ sữa.
- 4 -
Cấu tạo sub-micelle casein
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Hạt sub-micelle casein
sợi liên kết
canxi phosphat
k-casein
gốc phosphat
• Whey protein: gồm các loại protein:
α-Lactalbumin có trong sữa dưới dạng dung dòch keo. Hàm lượng từ 0,5 –
1%. Nó thuộc loại protein đơn giản, trong phân tử không chứa Ca, P, mà chứa nhiều
liên kết -S-S. Trong sữa lactoalbumin có độ phân tán cao hơn casein, hoà tan tốt
trong nước. Các enzym làm đông tụ sữa không có khả năng làm đông tụ albumin,
nhưng dưới tác dụng của nhiệt sẽ kết tủa được albumin.
β-Lactoglobulin có hàm lượng khoảng 1%, có nhiều trong sữa non. Globumin
tồn tại trong sữa dưới dạng keo, độ phân tán kém hơn albumin. Nó không bò đông tụ
dưới tác dụng của chimozin.
Imunoglobulin có nồng độ rất thấp, là chất kháng sinh.
3. Nitơ phi protein :
Bao gồm : các acid amin tự do, polypeptit, ure, acid uric …Trong đó, acid amin
tự do là quan trọng nhất, là nguồn cung cấp nitơ dồi dào cho các vi khuẩn lactic phát
triển trong sữa.
4. Lipid :
Lượng lipid trung bình trong 1 lít sữa vào khoảng trên dưới 40g, trong đó lipid
đơn giản (gluxerit, sterit, …) chiếm 35-45g, lipid phức tạp (lexithin, xefalin, …) chỉ
chiếm từ 0,3 -0,5g. Lipid đơn giản gồm cacbon, oxy, hydro. Đó là những eter của
acid béo và cần các acid béo này gồm độ 15 loại, chia thành acid béo bão hoà và
acid béo không bão hoà. Quan trọng nhất là acid oleic (C
18
không bão hoà), acid
palmitic (C
16
bão hoà). 3 acid này chiếm từ 70-75% tổng số các loại acid béo.
5.Glucid :
- 5 -
Cấu tạo micelle casein
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Đường chủ yếu có trong sữa là lactoza. Ngoài ra còn có galactoza, glucoza,
manoza, fructoza. Lactoza chiếm tới 4,7% trong sữa. Dạng bền vững nhất là α-
lactoza monohidrat C
12
H
22
O
11
.H
2
O. Đường lactoza là loại đường rất dễ lên men và
dễ tiêu hoá. Lactoza dễ bò thuỷ phân dưới tác dụng của axit, nhiệt, enzym lactase.
C
12
H
22
O
11
.H
2
O C
6
H
12
O
6
+
C
6
H
12
O
6
Lactoza ngậm nước glucoza galactoza
Ngòai ra trong sữa còn có một lượng đường sucrose tương đối lớn. Khi thủy
phân đường sucrose thu được hai đường đơn là fructose và glucose.
Các đường đơn tạo ra từ sự thuỷ phân lactoza, kết hợp với các axit amin tạo
thành melanoidin. Ngòai ra, khi đun sữa ở nhiệt độ cao, các thành phần đường sẽ bò
caramen hoa.ù Các hợp chất tạo thành từ hai phản ứng trên chính là nguyên nhân làm
hóa màu sữa.
Đường sữa rất dễ bò lên men. Do đó bảo quản sữa là một vấn đề rất khó.
Quá trình lên men được thực hiện bởi các vi khuẩn lactic, propionic và butyric.
vi khuẩn lactic
C
6
H
12
O
6
2
CH
3
CHOHCOOH
Glucoza axit lactic
6.Chất khoáng:
Lượng các chất khoáng trong sữa không nhiều, nhưng sự có mặt của các chất
khoáng đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của sữa. Các
khoáng vi lượng như Zn, Al, Fe…Ngoài thành phần các chất khoáng vi lượng ra,
trong sữa còn có các khoáng đa lượng nằm ở dạng muối photphat, muối clorua hoặc
với các muối khác. Các muối khoáng trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá. Trong
100g sữa bò thường thấy có 125mg K, 115 mg Ca, 85 mg P, 40 mg Na, 15 mg Mg,
0,15 mg Fe.
7.Enzym:
Sữa chứa nhiều loại enzym có ý nghóa trong việc phát hiện sữa đã bò xử lý
bằng nhiệt. Tốc độ bò bất hoạt chỉ ra kiểu và mức độ đun nóng. Các hidrolaza đã
được xác đònh là: amilaza, lipaza, esteraza, proteinaza và photphataza. Các chất kìm
hãm proteaza cũng có mặt trong sữa.
Các oxidoreductaza quan trọng trong sữa là: andehytdehydrogenaza
(xantinoxidaza), lactopeoxidaza và catalaza.
8.Vitamin:
Sữa chứa tất cả các vitamin với số lượng khác nhau. Các vitamin này thuộc
hai nhóm :
Nhóm tan trong chất béo gồm: A, D,E.
Nhóm tan trong nước gồm: B
1
, B
2
, C.
- 6 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Trong quá trình chế biến,các vitamin hoà tan trong chất béo được giữ lại nhờ
kem,trong khi các vitamin hoà tan trong nước còn lại trong sữa đã vớt váng hoặc
trong dòch đường sữa.
Hàm lượng vitamin của sữa (theo N.Ksaric và ctv.,1983)
Vitamin Hàm lượng (mg/l) Vitamin Hàm lượng
(mg/l)
A (Retinol)
D (Canxiferol)
E (Tocopherol)
B
1
(Tiamin)
B
2
(Riboflavin)
B
6
(Piridoxin)
0.3
0.001
1.4
0.4
1.7
0.5
B
12
(Xianocobalamin)
Nicotinamit
Axitpantohenic
C
Biotin
Axit folic
0.05
1
3
20
0.04
0.05
9.Các thành phần khí và sắc tố:
Trong sữa tồn tại các chất khí như: CO
2
chiếm 50 – 70%, O
2
chiếm 5 – 10%,
NO
2
chiếm 20 – 30%. Trong quá trình bảo quản và chế biến hàm lượng các chất khí
này có thay đổi. Sự có mặt của các chất khí này gây khó khăn khi gia nhiệt, làm sữa
dễ trào bọt khi khử trùng.
Trong sữa có những nhóm tạo màu như nhóm Carotenoit, nhóm Clorofin và
các micelle protein.
III.Hệ vi sinh vật trong sữa nguyên liệu:
Hệ vi sinh vật trong sữa rất đa dạng, một số loài vi sinh vật cần quan tâm
trong công nghệ sản xuất phomat:
• Vi khuẩn lactic (điển hình là các giống Streptococus,
Leunconostoc, Lactobacillus) : mặc dù các vi khuẩn này ít
hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng có khả
năng phân giải casein trong phomat. Các vi khuẩn này lên
men các loại đường tạo thành axit lactic và các sản phẩm phụ
khác ở các điều kiện khác nhau. Một số loài lên men đồng
hình sử dụng glucoza chuyển thành axit lactic 80–95. Một số
loài lên men dò hình khác sinh ra axit lactic 50%; 20–25% khí
CO
2
và 20–25% rượu và axit axetic.
• Vi khuẩn đường ruột, như các giống Escherichia coli, Bacillus
lactic aerifenes, Cloaca aerifenes, không làm ảnh hưởng quá
trình sản xuất, nhưng có khả năng sinh ra các chất khó chòu,
gây bệnh đường tiêu hóa. Một số loài sinh khí gây ảnh hưởng
rất lớn đến quá trình bảo quản phomat sau này.
- 7 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
• Các vi khuẩn hoại sinh: Staphilococcus làm đông nhanh chóng
sữa; Bacillus mofatherium làm chảy từ từ gelatin và làm đông
sữa, sau đó làm tan từ từ cục sữa; Bacillus mycoides làm đông
sữa sau làm cục sữa dần tan ra...
• Các vi khuẩn khác như Micrococcus caseolyticus và
liquefaciens; Bacillus subtilis; Proteus vulfaris phát triển tốt ở
nhiệt độ thấp, chúng có khả năng làm đông sữa để nguội.
Và các loài vi sinh vật khác. Quá trình trao đổi chất của chúng sẽ làm thay
đổi thành phần các chất trong sữa như làm giảm protein, chất béo, tạo ra những mùi
vò khó chòu, làm thay đổi màu...Các vi sinh vật này ít nhiều ảnh hưởng đến quá trình
sản xuất và bảo quản phomat sau này.
- 8 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
C.QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHOMAT CỨNG:
I. Quy trình công nghệ:
- 9 -
Xử lý
Thanh trùng
Tiêu chuẩn hóa
Bổ sung enzym
Xử lý muối
Ủ chín
Lên men
p thành bánh
Cấy vi sinh vật
Đông tụ
Cắt sữa đông, tách Whey
Sữa bò
Phomat
Vi khuẩn lactic
Phân loại, lưu kho.
CaCl
2
Enzim renin
Làm nguội
NaNO
3
, KNO
3,
CO
2
....
Dòch Whey
Muối NaCl
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
II. Thuyết minh quy trình:
1. Xử lý :
1.1. Mục đích:
Làm sạch nguồn nguyên liệu sữa trước khi đưa vào sản xuất vì chất lượng
sữa quyết đònh chất lượng sản phẩm phomat. Quá trình này nhằm tách các cặn bẩn
hay các tạp chất kích thước tương đối lớn ra khỏi sữa.
1.2. Cách tiến hành:
Sử dụng thiết bò lọc chuyên dùng, thường sử dụng máy lọc ly tâm. Trong khi
máy làm việc, trong thùng quay xuất hiện lực ly tâm lớn, do đó các tạp chất cơ học
có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của sữa sẽ bò bắn vào thành thùng
quay, làm thành từng lớp cặn. Sữa đã làm sạch chuyển vào tâm thùng quay và theo
đường ống dẫn ra ngoài.
Có thể làm sạch sữa lạnh hoặc sữa nóng. Hiệu quả làm sạch của sữa lạnh
thấp vì độ nhớt của sữa khi đó cao. Hiện nay người ta đun sữa tới 35 – 45
o
C rồi mới
cho qua thiết bò làm sạch. Nhờ vậy, hiệu suất làm sạch cao và không làm thay đổi
các thành phần của sữa.
2.Chuẩn hóa:
2.1.Mục đích:
Để nguyên liệu sữa có thành phần ổn đònh, chúng ta cần chuẩn hoá sữa trước
khi đưa vào quá trình đông tụ làm phomat. Bên cạnh đó, quá trình chuẩn hóa giúp
cho ta có thể điểu khiển thành phần các chất trong sữa làm phomat. Trong công
nghệ làm phomat, chúng ta chỉ quan tâm chuẩn hóa lượng chất béo có trong sữa, mà
ít quan tâm đến việc chuẩn hóa protein hay các thành phần khác.
2.2.Cách thực hiện:
Để tiêu chuẩn hoá người ta chỉ dùng khái niệm hàm lượng chất béo trên chất
khô có trong sữa, để từ đó tính toán lượng sữa gầy(skimmilk) hay bơ ( cream) cần
thêm vào nguyên liệu để đạt hàm lượng béo cần thiết.
Nguyên tắc chuẩn hóa chất béo được nêu ở hình sau:
skim : sữa gầy.
cream : bơ sữa.
addition:sữa thêm vào
- 10 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Ngày nay, máy chuẩn hóa được tự động hóa hoàn toàn. Từ các số liệu về
hàm lượng chất béo có trong các dòng sữa nguyên liệu, dòng sữa gầy và dòng
cream, máy sẽ tự động điều tiết lưu lượng các dòng để cho ra dòng sản phẩm với lưu
lượng và hàm lượng béo xác đònh.
Tuy nhiên, để chuẩn hóa lượng béo trong sữa, ta cần phải có 3 dòng nguyên
liệu đi vào máy chuẩn hóa. Để khắc phục vần đề này, các nhà công nghệ cho dòng
sữa đi qua một máy ly tâm tách chất béo tạo ra hai dòng sản phẩm là sữa gầy và
cream. Sau đó, hai dòng này được cho vào máy chuẩn hóa, máy chuẩn hóa sẽ tự
phối trộn hai dòng trên thành dòng sữa sản phẩm theo yêu cầu của công nghệ.
3.Thanh trùng:
3.1. Mục đích:
Thanh trùng để tiêu diệt một số loài vi sinh vật có trong sữa, nhằm đảm bảo
vệ sinh thực phẩm, tránh ảnh hưởng lên quá trình bảo quản phomat về sau.
3.2. Cách thực hiện:
Thông thường, để thanh trùng sữa, các nhà sản xuất gia nhiệt sữa lên nhiệt
độ 72 – 73
0
C trong 15 – 20s. Cho dòng sữa đi bên trong ống, dòng hơi nóng đi bên
ngoài ống, sữa được gia nhiệt và được giữ nhiệt độ trong khoảng thời gian 15-20s.
Sau đó, sữa được làm nguội và đưa ra khỏi thiết bò thanh trùng.
3.3.Các biến đổi trong qúa trình thanh trùng:
Thanh trùng sữa bằng cách gia nhiệt sữa lên khoảng nhiệt độ 72-73
o
C trong
thời gian 15-20 giây.
Với nhiệt độ tương đối cao như thế, thành phần các muối hoà tan trong sữa
sẽ bò thay đổi. Các muối của axit phosphoric và limonic hoà tan sẽ chuyển thành
không hoà tan. Đặc biệt, khi nồng độ các muối canxi giảm làm khả năng đông tụ
của sữa giảm. Quá trình này còn tạo ra axit phosphoric làm tách một phần casein
khỏi phức canxi phosphat caseinat làm khả năng đông tụ sữa giảm nhiều hơn. Để
sữa dễ dàng đông tụ hơn, ta cần phải bổ sung Ion Ca
2+
vào trong sữa bằng cách cho
thêm muối CaCl
2
.
Mặt khác, các muối limonat rất cần cho các vi sinh vật tạo hương cho phomat
sau này, do đó khi nồng độ muối limonat giảm sẽ làm cho mùi hương phomat giảm
theo. Trên thực tế, phomat làm từ sữa không thanh trùng có mùi hương đặc trưng
hơn, hấp dẫn hơn so với phomat làm từ sữa thanh trùng.
Các vitamin trong sữa kém bền nhiệt, tuy nhiên, ở khoảng nhiệt độ 72-73
o
C,
lượng vitamin giảm không đáng kể ngoại trừ vitamin C. Ở nhiệt độ này, vitamin C
trong sữa giảm khoảng 17%.
Một số enzym trong sữa bò vô hoạt hay bò phân hủy hoàn toàn khi thanh
trùng, như enzym phosphotaza, proteaza…
- 11 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Mặc dù quá trình thanh trùng ít nhiều làm giảm chất lượng cảm quan của
phomat, gây ra một số khó khăn nhất đònh trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, thanh
trùng sữa vẫn phải được thực hiện để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, hạn chế
sự hỏng của phomat do vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu gây ra.
4.Làm nguội:
Làm nguội nhanh dòng sữa đến nhiệt độ thích hợp để có thể cấy vi sinh vật.
Thông thường, trong công nghệ sản xuất phomat, người ta thường sử dụng vi khuẩn
lactic trong quá trình lên men. Do đó, dòng sữa nguyên liệu được làm nguội đến
nhiệt độ khoảng 25-35
o
C là tốt nhất.
5.Cấy vi sinh vật:
5.1.Mục đích:
Cấy men nhằm mục đích đưa các vi sinh vật vào trong sữa nhằm tạo môi
trường pH thấp, tạo những điều kiện thuận lợi cho quá trình đông tụ sữa. Đồng thời,
các vi sinh vật tạo ra những mùi hương, khí CO
2
trong sản phẩm phomat.
5.2.Cách thực hiện:
Các giống vi sinh vật được nuôi cấy sẵn trong môi trường sữa bên ngoài.
Loài vi sinh vật được sử dụng lên men phomat chủ yếu là vi khuẩn Lactococcus
lactics (loài này có nhiệt độ sống tối ưu là 25-30
o
C). Trong công nghệ sản xuất
phomat, các nhà công nghệ thường cấy giống phối hợp, ngoài loài Lactococcus
lactics, người ta còn sử dụng loài Lactobacillus lactics (nhiệt độ thích hợp là
40-45
o
C) để lên men phomat, đồng thời kết hợp với các vi khuẩn có khả năng sinh
ra khí CO
2
như Lactococcus diacetylactics. Ngoài các loài vi khuẩn trên, người ta
còn sử dụng các loài vi khuẩn lên men lactic khác như Lb casei, Lb helveticus...
Ta cho môi trường nuôi cấy trực tiếp vào thiết bò lên men sữa làm phomat.
6.Lên men sơ bộ:
6.1.Mục đích:
Để yên dung dòch sữa trong một khoảng thời gian để các vi sinh vật hoạt
động trao đổi chất, nhằm làm tăng khả năng đông tụ casein, tạo một số mùi hương
cho phomat.
6.2.Cách thực hiện:
Để dung dòch sữa đã được cấy vi sinh vật trong điều kiện nhiệt độ khoảng
25-35
o
C. Thời gian lên men tùy thuộc vào số lượng vi sinh vật cấy vào, nhiệt độ môi
trường và yêu cầu sản phẩm.
Quá trình lên men được dừng lại khi độ acid tăng từ 16 – 18
0
T đến 32 – 35
0
T.
Thời gian lên men khoảng 30-60 phút.
6.3.Các quá trình biến đổi:
Khi bảo quản sữa nguyên liệu trước đó, ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài,
khả năng đông tụ của sữa bởi enzym renin sẽ bò giảm ( làm tăng thời gian đông tụ )
và làm giảm hiệu suất quá trình.
- 12 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Khi cho các vi khuẩn lên men lactic vào trong sữa, các vi khuẩn này sẽ tiết
ra các enzym lactase để thủy phân đường lactose có trong sữa thành đường glucose
và đường galactose.
- 13 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Sau đó, các vi khuẩn lactic tiếp tục sử dụng hệ enzym để biến đổi các đường
đơn thành axit lactic.
vi khuẩn lactic
C
6
H
12
O
6
2
CH
3
CHOHCOOH
Glucoza, galactoza axit lactic
pH của môi trường sữa giảm dần theo thời gian lên men do acid lactic được
tạo thành. Mặc dù, điểm đẳng điện của casein là pI 5.1-5.3, nhưng dưới tác động
qua lại của các thành phần muối trong sữa, casein sẽ đông tụ tốt nhất ở pH 4.6-4.7.
Trong quá trình lên men, lượng protein trong sữa bò giảm do vi sinh vật sử
dụng. Một số vi sinh vật trong sữa trao đổi chất tạo ra khí CO
2
. Các bọt khí CO
2
có
khuynh hướng kết hợp với nhau tạo thành những lổ khí lớn hơn, chính các lổ khí tạo
nên cấu trúc cho phomat.
Khi sữa đông tụ, các tế bào vi sinh vật tập trung vào các hạt sữa đông, điều
này càng tạo điều kiện thuận lợi cho việc đông tụ sữa. Mặt khác, các muối canxi
phosphat tăng khả năng hòa tan tại pH này, và tác dụng làm cho các hạt đông tụ
vững chắc hơn.
Khi các vi khuẩn lactic hoạt động mạnh, chúng sẽ cạnh tranh chất dinh
dưỡng, đặc biệt là đường lactose, với các vi sinh vật mà quá trình thanh trùng không
tiêu diệt được và làm kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật này. Lượng axit sinh
ra cũng góp phần tiêu diệt một số vi sinh vật không chòu được axit lactic.
Nếu có mặt các vi khuẩn sinh khí trong lượng vi sinh vật cấy vào trong sữa,
khí CO
2
sinh ra sẽ hòa tan trong pha lỏng. Khi pha lỏng bảo hòa khí, CO
2
phóng
thích và tạo các lổ khí trong sản phẩm phomat sau này.
Quá trình lên men bằng vi sinh vật mang vai trò quan trọng trong công nghệ
sản xuất phomat, quyết đònh thời gian đông tụ sữa. Quá trình lên men phụ thuộc
vào các yếu tố như : thời gian bảo quản sữa tươi trước đó; mức độ nhiễm cũng như
giống , loài vi sinh vật cấy vào sữa; nhiệt độ thích hợp cho sự sinh sản và phát triển
của vi sinh vật cũng như hoạt độ của enzym; sự có mặt của các chất kháng sinh hay
các chất sinh học khác trong sữa.
- 14 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
7.Bổ sung enzym, phụ gia:
7.1. Mục đích:
Thêm enzym renin để sữa đông tụ.
Thêm một số phụ gia để tăng khả năng đông tụ của sữa, tăng độ cứng hạt
đông tụ, tăng khả năng kháng khuẩn...
7.2. Cách thực hiện:
• Cho enzym renin:
Khi môi trường sữa đạt pH khoảng 4.6-4.7, cho enzym renin (chimosine), vào
trong sữa. Enzym này được lấy từ bao tử của con bê (bò con). Ngày nay, các enzym
này được tổng hợp sẵn. Nhiệt độ tối thích cho hệ enzym này hoạt động là 35-40
o
C.
Các enzym này hoạt động mạnh, một phần enzym có thể làm đông tụ 10000-15000
phần sữa trong 40 phút ở nhiệt độ 35
o
C. Dưới 20
o
C, enzym hoạt động rất chậm , từ
60
o
C trở lên, enzym này không hoạt động .
Có thể kết hợp enzym trích từ bê
với các enzym trích từ bò trưởng thành, heo
với những tỷ lệ khác nhau để hạn chế sự
khan hiếm về nguyên liệu.
Hiện nay, trên thế giới, người ta sử
dụng các enzym này dưới dạng bột
(powder) hoặc dạng lỏng. Bột enzym thì có
tác dụng mạnh gấp 10 lần enzym dạng
lỏng.
• Cho CaCl
2
:
Số lượng cần thiết cho muối CaCl
2
vào trong sữa khoảng 5-20 gam trên 100
Kg sữa. Không nên cho thừa muối này, phomat sẽ rất cứng và gây khó khăn cho quá
trình cắt phomat.
Đối với các loại phomat ít béo, có thể làm tăng độ dẻo của phomat bằng
cách cho thêm Na
2
PO
4
với số lượng 10-20g/kg sữa(nếu các luật an toàn thực phẩm
cho phép).
• Cho NaNO
3
; KNO
3
:
Để hạn chế các vi khuẩn không có lợi trong quá trình bảo quản phomat sau
này như vi khuẩn axit butyric, vi khuẩn đường ruột...ta có thể cho thêm các muối
trên. Giới hạn cho phép của muối này là khoảng 30g/100kg sữa.
• Cho các chất tạo màu:
Thông thường, người ta sử dụng thêm các chất tạo màu như Carotine,
Orleana để tạo màu vàng cam thường thấy ở các loại phomat trên thò trường. Ngoài
ra, các nhà sản xuất còn sử dụng Green chlorophyll trong các loại phomat có sử
dụng nấm mốc, làm cho màu xanh của nấm mốc bớt nổi bật trên nền phomat, sản
phẩm nhìn đẹp hơn.
• Nạp CO
2
:
Trong giai đọan này, chúng ta có thể nạp thêm CO
2
để tạo các lổ khí trong
phomat.
- 15 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
8.Đông tụ sữa bằng enzym renin:
8.1.Mục đích:
Để sữa tự đông tụ dưới tác dụng các enzym.
8.2.Cách thực hiện:
Đông tụ sữa là quá trình quan trọng trong sản xuất phomat. Dưới tác dụng
của renin, các protein casein trong sữa đông tụ tạo thành các hạt đông tụ (curd) gọi
là sữa đông.
Nhiệt độ tối ưu của renin là 40
o
C nhưng trong thực tế người ta thường giữ
môi trường để đông tụ ở 30 -32
o
C, do sử dụng một lượng renin lớn hơn mức cần thiết
để đông tụ, lượng renin thừa này còn có một tác dụng giúp cho quá trình chín sinh
học ở giai đoạn ngâm chín sau này cũng như để thu được hạt phomat có độ cứng
vừa phải. Một lý do nữa, ở nhiệt độ này, các vi khuẩn trong sữa vẫn tiếp tục hoạt
động tạo những biến đổi có lợi như tạo hương, ổn đònh pH...
Sau khi cho lượng enzym thích hợp vào trong dòch sữa, khuấy đảo mạnh
trong vòng 2-3 phút. Sau đó để yên dòch sữa đang lên men, quá trình lên men đông
tụ sẽ kéo dài khoảng 30 phút. Ta có thể kiểm tra sự đông tụ của sữa bằng các cách
kiểm tra đơn giản, dùng tay hay một vật cứng nào đó thử độ cứng của khối sữa
đông.
Việc đông tụ sữa thường được thực hiện trong thùng có gắn các cánh khuấy
để thuận tiện cho việc cắt khối đông tụ tách dòch lỏng. Thậm chí, trong các quy trình
hiện đại, sữa được làm trong thiết bò tự động đa chức năng và được cách ly với môi
trường bên ngoài tránh sự nhiễm vi sinh vật.
8.3.Các quá trình biến đổi:
• Sự biến đổi do enzym renin tác động:
Sự đông tụ sữa được thực hiện nhờ tính đặc hiệu mạnh mẽ của enzym renin.
Các sub-micelle casein trong sữa gồm các casein α, β, và κ kết hợp lại, bên ngoài
các sub-micelle này là các đầu ưa nước cuả những casein cấu thành. c-casein là một
protein gồm 169 acid amin. Enzim rennin tấn công vào liên kết peptide tại vò trí acid
amin 105( phenyl alanin) và106(Methionin). Enzym renin sẽ cắt đầu ưa nước của κ-
- 16 -
Kiểm tra sữa đông tụ
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
casein tạo thành 2 phần là caseino-glycopeptide(hòa tan) và paracasein κ, làm cho
cấu trúc các submicelle lộ các phần kỵ nước và không bền. Các hạt submicelle sẽ
liên kết nhau thông qua cầu canxi phosphat tại các vò trí này tạo thành micelle
casein, các micelle casein liên kết với nhau gây đông tụ sữa.
Ban đầu, khi trộn enzym vào sữa, độ nhớt dung dòch sữa giảm nhưng sau đó
tăng nhanh. Hiện tượng này do ban đầu các glycopeptide tách khỏi các sub-micelle,
hệ keo không bền làm độ nhớt giảm. Tuy nhiên, các phần tử này lập tức liên kết lại
với nhau tạo micelle, độ nhớt của dòch sữa tăng nhanh.
Kích thước các hạt micelle tùy thuộc rất nhiều vào ion Ca
2+
, thông thường, một
micelle được tạo ra từ 400-500 sub-micelle. Khi các enzym ngưng tác động lên các
casein κ, các micelle sẽ không hòa tan và lắng tạo thành sữa đông và làm phân pha
dòch sữa. Các micelle mang điện tích
âm nên đẩy nhau và không liên kết
nhau nữa.
Quá trình đông tụ sữa, các hạt
micelle ngày càng lớn và dưới tác dụng
của trọng lực, các hạt lắng xuống đồng
thời kéo theo các hợp chất béo, đường,
các protein hoà tan, một phần enzym
renin và một số chất khoáng trong dòch
sữa.
Tuy nhiên, nếu thực hiện lên men đông tụ sữa ở nhiệt độ thấp, các β casein rất
dễ bò thủy phân bởi các enzym protease trong sữa hoặc do các vi sinh vật tồn tại
trong hệ sữa tiết ra. Mặt khác, khả năng kò nước của các β casein giảm đi. Các sự
biến đổi trên làm cho quá trình đông tụ sữa kéo dài và sữa đông tạo thành rất mềm,
điều này không totá cho quá trình sản xuất phomat. Quá trình thủy phân β casein làm
cho sản phẩm phomat kém chất lượng về mặt dinh dưỡng lẫn cảm quan, ngoài ra,
- 17 -
Sữa đông tụ
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
quá trình này còn tạo ra những peptide gây đắng hay tạo mùi khó chòu trong sản
phẩm phomat.
• Sự biến đổi do các CaCl
2
tác động:
Hàm lượng của các muối canxi clorua hoà tan có trong sữa làm tăng số lượng
ion canxi. Các Ion này rất cần cho quá trình kết tụ các micelle, tham gia vào trong
cấu trúc micelle. Khi có mặt nhiều Ion Ca
2+
, quá trình đông tụ diễn ra nhanh hơn,
cấu trúc micelle vững chắc hơn, khối sữa đông cứng hơn.
Ở những trường hợp sữa nguyên liệu quá ít chất béo, khi cho thêm Na
3
PO
4
vào
lượng sữa cần đông tụ, các ion phosphat sẽ liên kết với các ion canxi tạo keo
Ca
3
(PO
4
)
2
. Các phân tử này thay thế các liên kết béo trong các sữa đông, làm tăng
độ đàn hồi, độ dẻo của sữa đông.
• Sự biến đổi do các muối Nitrat tác động:
Các muối nitrat có tác dụng diệt các vi sinh vật bất lợi cho quá trình bảo
quản phomat sau này, đồng thời tiêu diệt luôn một số vi sinh vật cần cho quá trình
lên men sản phẩm. Ở nồng độ cao, các muối nitrat tạo ra các vệt màu đỏ trên
phomat và các mùi khác thường. Việc cho thêm các muối nitrat vào rất cần thiết cho
viêc bảo quản phomat sau này, tuy nhiên, phải sử dụng với liều lượng thích hợp.
9. Cắt sữa đông, tách Whey:
9.1. Mục đích:
Cắt khối đông thu được sau khi thực hiện quá trình đông tụ nhằm tách dòch
lỏng (whey) khỏi khối đông một cách nhanh chóng. Lượng whey tách ra càng nhiều
càng tốt.
9.2.Cách thực hiện:
Dùng dao cắt lượng sữa đông tụ
thành từng khối với kích thước cạnh từ
3-15 mm tùy loại phomat. Kích thước
các khối càng nhỏ, khi tách whey và ép
chặt sẽ thu loại phomat càng cứng. Khi
cắt sữa đông, phải thực hiện một cách
nhẹ nhàng tránh hiện tượng các hạt
đông tụ bò vở ra và lơ lửng trong dòch
whey làm giảm lượng phomat thu được
(do phomat theo dòch whey). Lực khuấy
đảo giúp cho các hạt sữa đông không bò
liên kết với nhau.
Để tăng khả năng tách dòch whey ra khối đông tụ, có thể gia nhiệt khối
đông. Thông thường, các nhà sản xuất thường cho nước nóng vào thùng lên men để
gia nhiệt cho khối đông, hay sử dụng hơi gia nhiệt ở bên ngoài vỏ thùng khuấy.
Thông thường, các nhà sản xuất gia nhiệt lượng sữa đông tụ lên đến nhiệt độ
khoảng 40
o
C hoặc trong khoảng 50-56
o
C.
- 18 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
Thời gian khuấy trộn tách whey phụ thuộc vào độ ẩm yêu cầu của phomat.
Độ acid của phomat cũng quyết đònh khoảng thời gian này.
Sau khi khuấy trộn khối sữa đông tụ, whey được tháo bỏ khỏi hổn hợp sữa
đông tụ, các hạt đông tụ thu được sau khi tách whey chính là phomat.
Whey được tách khỏi hổn hợp phomat bằng nhiều cách. Một số cách tách
whey phổ biến trong sản xuất phomat cứng
• Chờ cho các hạt phomat lắng tụ trong thùng đông tụ sau khi
cắt, tháo phần lỏng bên trong thùng qua lưới lọc.
• Trong sản xuất phomat cứng có cấu trúc chứa các lổ khí bên
trong, người ta tách whey bằng cách ép khối đông tụ lại thu
được phomat.
• Cho lượng hạt sữa đông tụ và whey đi qua các lưới lọc hoặc
sàng nhằm tách whey khỏi các hạt đông tụ thu được phomat.
Trong sản xuất, người ta thường kết hợp các các phương pháp trên nhằm tạo
hiệu quả cao trong sản xuất. Tuy nhiên, có những sản phẩm phomat mà một số
phương pháp được ứng dụng một cách bắt buộc.
9.3.Các quá trình biến đổi:
Dạng gel trong hổn hợp sữa đông tụ được hình thành từ sự kết tụ các hạt
micelle casein, quá trình hydrat hoá các micelle casein hay paracaseinat. Hệ gel này
ở một trạng thái bất ổn đònh. Khi phá vở cấu trúc các hạt keo này dưới tác đông cơ
học, các hạt keo không bền này sẽ nhả nước đồng thời co rút lại, tạo một hệ keo
bền vững hơn. Mặt khác, dưới tác động cơ học, xảy ra quá trình phân chia casein và
thành phần béo từ sữa. Phần chất lỏng được tách ra khỏi khối đông tụ được gọi là
whey (hay còn gọi là lactoserumhoặc huyết thanh sữa) có chứa các thành phần khác
nhau, chủ yếu gồm lactoza , lactalbumin và lactoglobulin.
Trong môi trường axit, quá trình tách lỏng xảy ra nhanh nhưng đôi khi không
hoàn toàn vì các micelle của khối đông tụ có khả năng co rút rất hạn chế. Ngoài ra,
khối đông ở môi trường càng axit, các hạt càng dễ vỡ vụn ra
Trong quá trình gia nhiệt, ngoài những tác động làm tăng khả năng tách
whey khỏi sữa đông tụ, quá trình này còn có những ảnh hưởng sinh học lên phomat.
Trong phương cách gia nhiệt nhẹ, hỗn hợp được gia nhiệt lên đến nhiệt độ
trên 40
o
C. Khi nhiệt độ khoảng 38
o
C, các vi khuẩn lactic ( vi sinh vật ưa ấm) còn tồn
tại trong dòch sữa sẽ bắt đầu giảm khả năng hoạt động, sau đó, quá trình gia nhiệt
được tiếp tục nâng đến nhiệt độ khoảng 40
o
C.
Trong các phương cách gia nhiệt mạnh, nếu nhiệt độ gia nhiệt được nâng lên
44
o
C, hầu hết các vi khuẩn lactic trong sữa đông tụ đều ngưng hoạt động, chúng bò
tiêu diệt nếu gia nhiệt đến nhiệt độ 52
o
C trong khoảng thời gian 10-20 phút. Tuy
nhiên, có môt số loài vi khuẩn lactic có khả năng kháng nhiệt rất tốt. Điển hình và
phổ biến nhất là loài Propionibacterium Freudenreichii spp. Người ta ứng dụng khả
năng đặc biệt của loài này trong sản xuất phomat Emmenthal. Trong công nghệ sản
xuất loại phomat Emmenthal, người ta gia nhiệt đến nhiệt độ 50-56
o
C trong quá
trình tách Whey, ở nhiệt độ này, chỉ có loài vi khuẩn trên không bò tiêu diệt và
chúng sẽ tạo ra loại hương đặc biệt cho phomat trong quá trình ủ chín sau này.
- 19 -
CBHD: Lê Văn Việt Mẫn CN sản xuất phomat cứng
10.Quá trình nén ép tạo bánh phomat:
10.1.Mục đích:
Dùng các tác động cơ học nhằm ép các hạt phomat thành một khối hay một
tảng theo hình dạng hoặc kích thước theo yêu cầu sản phẩm. Quá trình nén ép làm
tăng độ cứng của tảng phomat, quyết đònh cấu trúc của khối phomat, đồng thời tách
một lượng ẩm tự do còn tồn tại trong phomat. Ngoài ra, tạo bề mặt ngoài láng mòn
cho khối phomat trong quá trình ủ chín sau này.
10.2.Cách tiến hành:
Lực ép là yếu tố trực tiếp ảnh hưởng
đến độ ẩm của phomat, lực ép càng tăng thì
tách càng nhiều nước khỏi phomat. Tuỳ theo
loại phomat mà mức độ nén ép khác nhau.
Nguyên tắc nén ép phomat rất đơn giản,
cho lượng hạt phomat vào trong khuôn, tacù
dụng lực ép lượng phomat này trong khuôn một
cách từ từ. Thông thường, người ta sử dụng
cách nén ép từ trên xuống. Đối với phomat
cứng, htông thường áp suất nén 0.4 -0.5 bar,
quá trình ép kéop dài trong 24 -48 h. Ngoài ra,
người ta còn sử dụng các phương cách nén ép
khác như ép đùn, ép cán...
10.3.Các quá trình biến đổi:
Khi ép các hạt phomat lại với nhau, lượng ẩm còn lại trong phomat được tách
ra, đồng thời các hạt phomat liên kết lại với nhau. Liên kết này sẽ dần vững chắc
theo thời gian, mặt khác, khi lượng ẩm được tách ra, các mối liên kết này trở nên
cứng hơn và tạo nên hình dáng lẫn cấu trúc cho phomat.
Ở bề mặt bên ngoài khối phomat, dưới tác dụng của lực ép và thành khuôn,
các hạt phomat liên kết với nhau chặt chẻ (chặt chẻ hơn các vò trí khác trong khối
phomat) tạo thành một màng bao bọc bên ngoài khối phomat. Màng bao bọc ngăn
cản không cho các thành phần bên ngoài xâm nhập vào bên trong phomat, và ngược
lại, giúp cho các thành phần bên trong phomat như khí, các mùi hương không thóat
ra bên ngoài.
Trong quá trình nén ép, nếu sử dụng lực quá lớn, quá trình ép xảy ra quá
nhanh sẽ dẫn đến hiện tượng tạo màng bên ngoài phomat quá sớm. Điều này gây
bất lợi cho việc thóat ẩm khỏi phomat, các cấu tử ẩm sẽ nằm bên trong phomat. Khi
độ ẩm cao, gây những bất lợi như trong quá trình bảo quản sau này. Độ ẩm trong
phomat có vai trò quan trọng đối với các phản ứng hoá học, hoá sinh và sự phát
triển của vi sinh vật trong giai đoạn chín của phomat :
• Phản ứng hoá học điển hình là phản ứng oxyhoá chất béo, các
nhà nghiên cứu cho rằng khi hàm lượng nước thấp thì sự oxi
hoá chất béo lại xảy ra mạnh mẽ hơn, do nước cản trở sự tiếp
- 20 -