Đồ án 2 thiết kế nhà máy sản xuất phô mai tươi

Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chấtthơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ.. Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và lànguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Trong sữa có đầy đủ các chất dinhdưỡng như protein, glucid, lipit, chất khoáng, vitamin cần thiết với nhu cầutrong khẩu phần ăn hàng ngày của con người

Từ xưa, con người đã biết sử dụng sữa từ các động vật nuôi để chế biếnthành nhiều loại thực phẩm quý giá có giá trị dinh dưỡng cao và chứa đầy đủ cácchất với tỷ lệ thích hợp phục vụ cho nhu cầu của con người Các sản phẩm từsữa cũng hết sức đa dạng và phong phú như: sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc,phô mai, sữa chua, kem, Tiêu biểu, phô mai là nguồn cung cấp chất đạm,canxi, phốt pho cao, rất bổ dưỡng và tốt cho xương, giúp chống lại ung thưđường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hóa

Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuấtsữa dựa trên ba nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và sữa cừu Đặc biệtđối với nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm, ngành chăn nuôi bò cũng rất phát triển

do đó sữa bò là nguồn cung cấp nguyên liệu chính cho công nghiệp chế biếnsữa Ở nước ta hiện nay, nhu cầu tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa đang ngàycàng tăng cao Song song với đó là những yêu cầu về đa dạng hóa và nâng caochất lượng sản phẩm để phục vụ nhu cầu của người tiêu dùng Đối với dòng sảnphẩm phô mai, đây là sản phẩm vẫn còn khá mới mẻ và có tiềm năng rất lớn ởnước ta Tuy vậy, phần lớn các sản phẩm phô mai trên thị trường trong nước vẫnphải chủ yếu nhập từ nước ngoài về Trong xu thế hội nhập của đất nước hiệnnay, những cơ hội để phát triển và việc đối đầu với những thách thức là rất lớnđối với ngành chế biến sữa nói chung và đặc biệt là ngành sản xuất phô mai nóiriêng Do đó, việc đưa ra những giải pháp tích cực để tạo ra các sản phẩm tốtphục vụ cho nhu cầu của người tiêu dùng và đóng góp vào nền kinh tế cuả đấtnước là rất cần thiết

Vì vậy, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, tôi chọn đề tài “thiết kế nhà máy sản xuất phô mai tươi năng suất 12,98 tấn sản phẩm/ca”

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nguyên liệu sữa bột gầy

1.1.1 Sữa bột gầy [1], [2]

1.1.1.1 Định nghĩa về nguyên liệu sữa bột gầy

Sữa bột gầy là loại sữa lấy từ sữa tươi đã ly tâm tách béo và qua các quátrình cô đặc và sấy phun, sữa gầy có hàm lượng chất béo không quá 1-1,5% dosữa tươi được điều chỉnh độ béo, sau đó thì đem đi tách nước chế biến thành sữabột Sữa bột gầy chứa không quá 5% hàm lượng ẩm

Sữa gầy thường được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm sữa, bột,…dành cho trẻ nhỏ vì đã được tách chất béo sữa, là loại thức ăn khó tiêu đối vớitrẻ em

1.1.1.2 Tính chất vật lý của sữa bột gầy

Từ sữa bột có thể pha hoàn nguyên ở dạng lỏng: 150g sữa bột trong 1 lítnước ở nhiệt độ 55 – 650C Sữa bột có khả năng hút ẩm cao Vì vậy cần đóngtrong các bao giấy thiếc, PE thật kín Sữa bột cần được bảo quản ở kho khô ráo,kín và đảm bảo yêu cầu về chất lượng sản phẩm

Ở nhiệt độ 1000C độ ẩm không khí trong kho 70 - 75% có thể giữ được 6tháng Muốn giữ sữa bột được dài hơn ta hạ nhiệt độ kho lạnh xuống -4 đến -50C.Sữa bột rớt ra ngoài bao bì khi hút ẩm dễ bị mốc Khi mốc xâm nhập và pháttriển trên bột sữa làm cho sữa xuất hiện nhiều chấm màu khác nhau, nặng thànhlớp lông mượt của mốc,… sữa ẩm dễ bị chua, ôi, và có thể bị thối

1.1.1.3 Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa bột gầy

a) Cấu trúc hoá lý

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy [5]

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu lý - hóa của sữa bột gầy[5]

3 Hàm lượng protein, tính theo hàm lượng chất

khô không có chất béo, %, không nhỏ hơn

33

4 Độ axit chuẩn độ, tính theo axit lactic, không

lớn hơn

18

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu vi sinh của sữa bột gầy [5]

b) Thành phần hoá học của sữa bột gầy

 Nước

Hàm lượng nước của sữa bột gầy tính theo % khối lượng không lớn hơn 5,0

 Chất khô

 Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần còn lại của sữa trừ nước

 Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loạivitamin, acid, enzyme,

 Chất béo:

Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chấtbéo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A, D, E) Ðối với cácsản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.Chất béo trong sữa gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp

- Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 ÷ 45g/l gồm axit béo no và không nonhư: axit oleic, axit palmitic, axit stearic.

- Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử Các chất béophức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin vàxephalin

Cấu trúc: chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏhình cầu hoặc ô van có đường kính 2 ÷ 10µm Các tiểu cầu này được bao bọcbởi một màng protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hoàtan được và không hoà tan được tỷ lệ giữa hai thành phần này là rất khác nhaugiữa các loại sữa

Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phầntrung tâm của tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic

và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường Trong khi đóphần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iod rất thấp nên

có nhiệt độ nóng chảy cao có thể đông đặc ở nhiệt độ môi trường Do vậy màng

có tính chất bảo vệ chất béo khỏi những biến đổi Sự biến chất của màng sẽ làmtăng cường sự hoạt động trực tiếp của một số loài vi sinh vật hoặc là sự tăng lêncủa chỉ số axit hoặc làm thay đổi các tính chất vật lý một cách sâu sắc gây raviệc tiến lại gần rồi kết dính các tiểu cầu với nhau dẫn đến quá trình tách chấtbéo làm mất đi tính đồng nhất của sữa

 Protein:

Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acidamin đặc biệt là các acid amin không thay thế Các acid amin chủ yếu có mặttrong sữa tính theo % chất khô như sau: [2, tr10]

Thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [2, tr 10]

Casein toàn phần chứa : 78 – 85%

Lactoglobulin : 7 – 12%

Và một số thành phần khác

Trong các thành phần trên, casein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa

Về mặt cấu trúc, casein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 20 ÷ 300nm

và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắngnhư keo có màu trắng hoặc kết tủa casein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trìnhaxit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH=4,6)

Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần casein là sựkhông đồng nhất của các thành phần casein, vì trong casein có α, β, k, γ casein

α - casein chiếm 50% casein toàn phần, β - casein chiếm 30% casein toàn phần,

k – casein chiếm 8-15% casein toàn phần, γ - casein chiếm 4-10% casein toànphần Khi nhiệt độ vượt quá 75-800C có sự biến tính của canxi phosphocaseinatbởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành canxi triphosphat không hoàtan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocasein và các muối khoánghoà tan

 Đường:

Ðường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng50g/l sữa tồn tại ở hai dạng α -lactoza và β- lactoza Khi có sự thay đổi về nhiệt

độ thì có sự chuyển hoá từ dạng này sang dạng kia và ngược lại

Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũngkém hơn Ðộ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 1.4 Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100g H2O) [2 , tr10]

02539100

58,612,670

45,145,145,194,7

Ở nhiệt độ nhỏ hơn 1000C thì không làm thay đổi đường lactoza Nhưng khilớn hơn 1000C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do

sự xuất hiện các melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza Trên

1500C người ta nhận thấy được màu vàng và ở 1700C thì có màu nâu đậm hìnhthành bởi quá trình caramen hoá.

Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thểtạo thành các sản phẩm khác nhau có lợi Một trong những biến đổi thường gặp

và quan trọng nhất là sự tạo thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic,đây chính là cơ sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men:

C12H22011.H20 4 CH3-CHOH-COOH

Mặt khác sự tạo thành khí H2 và khí CO2 có liên quan đến sự phồng lên tạo

lỗ hổng cho các loại phô mai:

2CH3-CHOH-COOH CH3-(CH2)2-COOH + CO2 + H2

 Các muối khoáng:

Do trong sữa có mặt có các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+ và các anion củacác axit phosphorit, limonic, clohydryt nên trong sữa có nhiều loại muối khácnhau Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat

Trong tất cả muối trên muối canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặcbiệt là trẻ em Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ởdạng cơ thể dễ hấp thụ

Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca2+ của các muối hoà tan đượcphân ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn địnhcủa sữa Sự tăng lên của Ca2+ làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đunnóng hoặc dưới tác dụng của các men dịch vị Vì vậy để hạn chế hiện tượng nàytrong quá trình chế biến sữa cô đặc hoặc chế biến các sản phẩm sữa tiệt trùng ởnhiệt độ cao người ta thường bổ sung các loại muối phức phosphat hoặc xitratcho phép giữ sự ổn định của sữa

Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%) Tỷ lệK/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ Muối kali và natri có tác dụng giữtrạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường.Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụnggiữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa

Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chấtthơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ Trong thành phần chủng visinh vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm Các

tạo thành các diaxetyl, axetoin, các acid bay hơi

Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa Các muối hòa tancủa acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan

 Axit hữu cơ:

Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như : acid citric, lactic, axetic Trong

đó, acid citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm chocác sản phẩm bơ nhờ vào quá trình sau:

Acid lactic diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol

Các enzyme tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa

và các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzyme trong sữa được chialàm hai nhóm chính

Gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza Trong đó, vai tròcủa các enzyme lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quảnsữa Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo và glyxerin có pH

= 9,4

Gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza Các enzyme này có vai trò quantrọng trong quá trình làm biến tính sữa

 Các vi sinh vật trong sữa

Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

- Nấm men

Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 - 9µm Phần đông cácloại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi

Chủ yếu là Muco và Rhizopus Các loại nấm mốc này gây nên những biến

động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phô mai dạng nhão Ngoài ra còn có

các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia Tất cả các loài

nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trường nuôicấy Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong sữa tạo acidlactic

Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không vượt quá

vài micromet Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin quan trọng nhất là vi khuẩn lactic với

các đặc tính chủ yếu sau

+ Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện

+ Không sản sinh ra enzyme catalaza và vậy chúng không phân hủy nước oxygià

+ Không sản sinh ra các hợp chất nitrat

+ Ít hoặc không tiết ra enzyme proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong phômai, các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thànhphần casein

+ Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau

Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

+ Streptococcus Thermophillus được coi là tác nhân của sự hình thành axit và

quá trình chín của phô mai

+ Nhóm vi khuẩn lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic, là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài của chúng sản sinh ra các kháng sinh Clostridium tác nhân của sự phồng

lên của phô mai

+ Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men

chất tạo nên hương thơm tự nhiên của bơ

 Vi sinh vật gây bệnh: Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial…

Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường : ở 600C và giữ nhiệt độ này trongvài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu diệt Ngoại trừ, một số loài vikhuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn) vẫn tồn tại Một số loài visinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của chúng chỉ có thể bị tiêu diệt mộtcách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 1000C rất nhiều

1.1.2 Cream [2]

1.1.2.1 Định nghĩa

Là sữa tươi nguyên qua ly tâm tách nước sữa (huyết thanh-whey) ta thuđược loại sữa đặc sệt Nước sữa được thải ra trong đó có một số chất dinhdưỡng hòa tan trong nước như protein, axit amin, vitamin, chất khoáng Loạinước này được dùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật rất tốt Cream sữa lànguyên liệu sản xuất bơ, chế biến nhiều sản phẩm khác có hương vị sữa và cógiá trị dinh dưỡng cao

1.1.2.2 Phân loại cream

Đối với trường hợp cream có hàm lượng chất béo khác nhau, người ta phânloại chúng theo độ chua

Bảng 1.5 Phân loại cream theo độ chua [2, tr178]

16151413

20191716

1.1.2.3 Một số chỉ tiêu của SMP về cream

bơ vón cục

Đồng nhất, có thể cụcvón của bơ

Có thể có lởn vởn củaprotein bị đông tụ

5 Vi sinh vật tổng số,

thời gian mất màu

1.2 Tổng quan về phô mai

1.2.1 Giới thiệu về phô mai [1, tr268; 2, tr147]

Phô mai là một dạng thức ăn giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa và cũng

là một phương pháp để bảo quản sữa

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

Phô mai có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hìnhdáng, hàm lượng chất béo

Phô mai là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trongcác món ăn Tây phương Người Việt hay gọi phô mai (hay pho mát) Phô mai(tiếng Anh – cheese, tiếng Pháp – fromage) là sản phẩm được lên men haykhông được lên men (tức là loại phô mai chịu tác động ít nhất của quá trình lênmen lactic) chủ yếu từ thành phần casein của sữa tạo thành dạng gel mất nước

trong sản phẩm còn chứa một ít lactoza dưới dạng acid lactic và một tỷ lệ khácnhau về chất khoáng.

Theo định nghĩa của FAO/ WHO, phô mai là protein của sữa được đông tụ,tách bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín

Phô mai là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa (sữa bò,sữa dê…) với sự tham gia của một số nhóm sinh vật Đây là một thực phẩm cógiá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu [2, tr235]

Phô mai được coi là sản phẩm sữa Phô mai chứa một lượng protein, chất béotương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt heo (2.500 – 4.500kcal) Các protein, chất béo trong phô mai đều ở dạng cơ thể dễ hấp thu, có đầy

đủ các acid amin không thay thế, các vitamin (A, B1, B2, C…), các chất khoáng[4 – trang 147]

1.2.2 Phân loại phô mai [1, tr268]

 Phân loại theo tác nhân đông tụ casein là renin hay là acid Có một số loại vừa

là kết quả của sự đông tụ casein bằng acid và bằng cả renin Ví dụ loại cottage

 Phân loại theo hàm lượng nước:

Bảng 1.6 Phân loại phô mai theo quá trình ủ chín [1, tr269]

Phô mai có qua giai

đoạn ủ chín

* Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín:

- Vi khuẩn

- Vi khuẩn và nấm mốc

* Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu:

- Trên bề mặt khối phô mai

- Trong bề sâu khối phô mai

Một số loại như Camember quá trình chính lại do tác động của mốc trắng(white moulds); hoặc Roquefort và Gorgonzola do tác động của mốc xanh(blue moulds)

 Phân loại dựa vào cấu trúc của phô mai Loại có lỗ hổng hình tròn (round –eyed texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO2 Loại có lỗ hổnghình hạt (granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phô maitrongquá trình đổ khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng

Sản xuất phô mai đòi hỏi vốn đầu tư lớn, có máy móc thiết bị hoàn chỉnh vàphải có nguồn sữa dồi dào [4 – trang 147, 148]

Ngoài ra, một số loại phô mai được sản xuất theo các công nghệ đặc biệtkhác như phô mai nấu chảy được sản xuất từ một số loại phô mai khác

 Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phô mai (FDB):

FDB=

Bảng 1.7 Phân loại phomai theo giá trị FDB

(%)

1.2.3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai [1], [2]

trò rất quan trọng trong quá trình chế biến

Giai đoạn làm đông sữa

Về mặt hóa lý học, hiện tượng đông tụ sữa được thể hiện bằng sự kết tụ giữacác mixen casein để tạo ra gen đặc Để thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuấtphô mai, cần thiết phải có một lượng acid lactic và men dịch vị được lấy từ múikhế của dạ dày bê để làm đông tụ sữa khi chế biến phô mai

Quá trình được tiến hành như sau:

Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 – 900C trong 15– 20 phút, được đem đi xử lý bằng renin – là enzyme do niêm mạc dạ dày tiết ra

Dạ dày này là của động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa.Khi cho renin với một lượng nhỏ vào sữa, sau một thời gian nhất định sữa sẽđông lại thành một khối nhầy phủ gelatin, mềm dẻo, không thấm nước

Để làm đông tụ sữa, ngoài vai trò của enzyme (renin) người ta còn sử dụng

vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic được tạo điều kiện hoạt động ở 300C Khi tiếnhành làm đông tụ sữa, người ta cấy vi khuẩn lactic vào môi trường sữa Quátrình lên men lactic được tiến hành, chuyển đường lactose của sữa thành acidlactic Kết quả là quá trình này cũng gây ra sự đông tụ sữa như đã trình bày ởtrên (các sợi mixen của casein sữa lại kết thành cục rắn chứa huyết thanh sữa ởbên trong) Các khảo sát bằng thực nghiệm cho thấy: 3/4 số vi khuẩn lactic sẽnằm trong cục rắn, 1/3 số vi khuẩn lactic còn lại sẽ nằm trong dịch huyết thanh ởbên ngoài cục rắn của sữa

Đồng thời khi có quá trình lên men lactic xảy ra, pH của môi trường sẽ giảm

về môi trường acid là pH thích hợp cho hoạt động của enzyme đông tụ sữa, điềunày đưa đến sự đông tụ sữa càng xảy ra nhanh hơn

Ở giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme renin, casein và paracasein của sữa

sẽ bị phân giải tạo pepton và amino acid (tyrosine, tryptophan …) tập trung lạitrong cục đông Huyết thanh sữa ở bên ngoài cục đông tồn tại ở dạng dung dịch

Giai đoạn nén ép cục đông sữa để tách huyết thanh sữa (giai đoạn khử nước)

Tiếp theo giai đoạn trên là giai đoạn tiến hành ép cục sữa để tách huyết thanh

ra khỏi cục đông sữa 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 huyếtthanh ra khỏi cục đông sữa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g phô mai đạtđến hàng tỉ Phô mai 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 đườnglactose, lactalbumin, lactoglobulin …

Giai đoạn muối phô mai

Ngay sau khi ép cục đông để tách huyết thanh, phô mai được ngâm vào bểnước muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày 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 ở bề mặt của khối phômai như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từngoài dung dịch ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phô mai Muối ăn thấm vàolớp bề mặt của phô mai, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật cóhại

Giai đoạn ủ chín phô mai

Ở giai đoạn cuối cùng này phô mai được đưa vào hầm làm chín ở 50 – 570C,

có độ ẩm là 80 – 90%

Quá trình làm chín phô mai kéo dài khá lâu, từ vài tháng đến hàng năm, baogồm nhiều khâu chuyển hóa hóa sinh rất phức tạp, có nhiều nhóm vi sinh vậtkhác nhau tham gia cùng với men đông tụ sữa

Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hầu hết trong giai đoạn

ép nén Trong khối phô mai, vi khuẩn propionic hoạt động mạnh, lên men lacticthành acid propionic, acid axetic và CO2 Cả hai acid này làm cho phô mai có vịchua, hăng đặc biệt Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 ÷ 2,5 tháng Giai đoạnnày gọi là quá trình ủ chín Tuy vậy, quá trình ủ chín phô mai vẫn được tiếp tục mộtthời gian nữa cho phô mai hoàn toàn chín Trong thời gian này casein tiếp tục đượcphân giải thành đạm dưới tác dụng của enzyme renin và vi khuẩn lactic Khi phômai 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 khửtrùng bằng cách chiếu tia tử ngoại Việc đóng gói được tiến hành trong điều kiện

vô trùng Cuối cùng ta được thành phẩm

1.2.4 Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phô mai từ sữa bột gầy

1.2.4.1 Giống vi sinh vật [1, tr271], [2, tr148]

 Vi khuẩn lactic:

 Streptococus: S.lactic subsp diacetilactic, S cremoris, S.thermophillus

 Nấm mốc: Penicillium candidum, P.glaucum, P.roqueforti, P.cammenberi

 Chúng sản sinh các proteolytic và lipolytic giúp cho quá trình chín tới vàtạo hương vị đặc trưng

 Ngoài ra còn góp phần cho việc trung hòa pH của sản phẩm để thích hợpcho hoạt động của các enzyme tạo mùi

 Nhóm vi khuẩn propionic

Giống propionibacterium được sử dụng giai đoạn ủ chín trong một số loại

phô mai với mục đích tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúc một số phô maicứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm

 Các vi sinh vật 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

1.2.4.2 Chất tạo đông

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet (chymosin) Ngày nay, người

ta có thể sử dụng rennet kết hợp với các tác nhân đông tụ khác như một số chếphẩm protease có nguồn gốc từ vi sinh vật và thực vật Khả năng gây đông tụsữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa Các chế phẩmrennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng Hoạt tính đông tụ sữa củachúng thường giao động 1:10.000 ÷ 1:15.000 Chế phẩm phải được bảo quản ởnhiệt độ thấp (4 – 60C)

1.2.4.3 Chất béo [1 – trang 270]

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 vật

- Màu sắc : trong suốt, không màu

- Mùi: không mùi

- Vị : không vị

- Trạng thái : không lẫn tạp chất

 Các chi tiêu chất lương chủ yếu:

Bảng 1.8 Chỉ tiêu chất lượng nước [6]

1.2.4.5 Chất ổn định [7].

 Trong công nghệ sản xuất sữa chất ổn định được đưa vào nhằm:

 Làm giảm sức căng bề mặt của hai pha trong hệ nhũ tương, tạo trạng tháibền cho sữa, chống hiện tượng kết lắng, tách béo, tách lớp

 Hình thành nên một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phântán làm cho chúng không kết hợp được với nhau để tạo nên các hạt phân tánmới có kích thước lớn hơn, làm tăng độ mịn cho sản phẩm

 Đóng vai trò ổn định tính chất cấu trúc cho sản phẩm: nhũ hóa chất béo vàtránh hiện tượng tách béo, tăng độ nhớt, tránh tách whey, tạo đặc

 Chất nhũ hóa và ổn định cho sữa hoàn nguyên là: E471, E407, E401, E412.Hàm lượng có mặt trong sữa tiệt trùng thành phẩm là 0,1% khối lượng.chúng đóng vai trò ổn định cấu trúc cho sản phẩm: nhũ hóa chất béo và tránhhiện tượng tách béo

Bảng 1.8 Các loại phụ gia [7]

PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Kiểm tra và làm sạch

Ủ hoàn nguyên (2 – 60C)

Cân định lượng

Hoàn nguyên( 45-500C)

Đồng hóa lần 1 (180-200 bar)

Thanh trùng (750C trong 40 giây) và làm lạnh (4-60C)

Sữa sau hoàn nguyênTiêu chuẩn hóaGia nhiệt 600CĐồng hóa

Sữa bột gầy

Chất ổn địnhNước 45-500C

2.1 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

2.1.1 Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu

- Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phô maithành 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 chỉtiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh

- Yêu cầu của sữa nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai

Sữa dùng để sản xuất phô mai không những phải là sữa tốt, đạt các tiêuchuẩn hóa lý, sinh học như để sản xuất các sản phẩm sữa lên men khác mà còn

có yêu cầu đặc biệt khác, đó là khả năng đông tụ bằng renin và khả năng táchwhey của hạt pho mát Những khả năng này (đặc tính này) phụ thuộc vào từnggiống bò, thậm chí vào từng con riêng biệt Yếu tố về thời tiết các mùa trongnăm cũng ảnh hưởng đến tính chất này của sữa Người ta khắc phục bằng cách

Rót hộp

Lên men (28 – 300C)Đông tụ (280C)

Tách huyết thanh sữa,

(8-20h)

Enzyme chymosin

GiốngHoạt hóa giống

Thanh trùng

(137-1400C trong 4 giây) và làm nguội (20-250C)

bổ sung CaCl2, lên men phụ,…

Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa: cho 10ml sữa + 1ml 0,02% dung dịchrenin, khuấy trộn đều rồi đặt vào cách thủy 350C, theo dõi sự đông tụ Nếu sữađông tụ trong thời gian:

+ Không quá 15 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh

+ Khoảng 15 – 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thường

+ Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm

Acid citric rất cần cho sự tạo thành chất thơm Trong sữa bò trung bình có0,2% acid citric Trong quá trình lên men sữa và cream, các vi khuẩn tạo chất

thơm (Streptococus diacetylatic, Lactobacillus cremoris) có thể chuyển hóa

lactoza và acid citric thành acid lactic, acid acetic, CO2, diacetyl

Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các tác động cơ học hoặc xử lý sữa ở nhiệt độcao đều ảnh hưởng tới khả năng đông tụ, tính thích ứng của sữa đó đối với việcsản xuất phô mai

2.1.2 Định lượng

* Mục đích: định lượng sữa bột gầy cần dùng cho công đoạn hoàn nguyên

* Tiến hành: sữa bột gầy được kiểm tra rồi được xe nâng vận chuyển tới cânđịnh lượng rồi đưa vào phễu trộn để khuấy trộn và được bơm qua thùng hoànnguyên

2.1.3 Hoàn nguyên sữa bột gầy

* Mục đích: chuyển sữa bột từ dạng bột sang dạng lỏng giống như sữa tươiban đầu

* Tiến hành

- Quá trình hoàn nguyên sữa bột gầy bằng cách cho sữa bột vào thùng cócánh khuấy đã chứa sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45-500C Trong quátrình hoàn nguyên, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán đều bộtsữa trong nước, tăng khả năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ổn địnhcũng được bổ sung vào nhằm ổn định trạng thái của sữa, giảm thời gian ủ hoànnguyên sau này Chất phá bọt cũng được cho vào ở đây nhằm tránh tạo bọt

- Nước dùng cho hoàn nguyên là nước đã qua khâu kiểm tra xử lí đạt yêu cầu

2.1.4 Đồng hoá lần 1

* Mục đích: vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thànhcác hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành mànggây nên sự phân lớp Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổnđịnh trạng thái của sữa trong quá trình bảo quản Vì vậy, đồng hóa nhằm làmgiảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa

Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến sữa bổ sungchất béo, vì nó làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượngtách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo

* Tiến hành: sữa sau hoàn nguyên được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm lytâm Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc

độ cao ở áp suất 180 - 200 bar Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc

độ chuyển động của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe Ngoài ra khi thoát

ra khỏi khe hẹp các cầu béo tiếp tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ

ra và làm giảm kích thước hạt Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùngtạm chứa

2.1.5 Thanh trùng và làm lạnh

* Mục đích

Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzyme có sẵn trong sữanhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoànnguyên trong thời gian khá dài

* Tiến hành

Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanhtrùng, nhiệt độ thanh trùng là 750C, thời gian thanh trùng là 40 giây Sau đó sẽđược làm lạnh đến nhiệt độ 4 - 60C

để chuẩn bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa.

2.1.7 Tiêu chuẩn hoá

* Mục đích

Điều chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô của dịch sữa đạt yêu cầu côngnghệ Nguyên liệu sản xuất chính của dây chuyền này là sữa bột gầy nên tiêuchuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêucầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream xác định vào để dịch sữađạt 3,5% béo

* Tiến hành

Sữa từ thùng chứa sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩnhoá, cream 41% được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùngtiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy củathùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán mỡ sữa trong khối sữa,ngăn chặn quá trình tách pha, tăng hiệu quả của quá trình đồng hoá Đồng thờiCaCl2 cũng được bổ sung vào

2.1.8 Gia nhiệt

Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa,giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạptrùng Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng hình trụ đứng nâng nhiệt độ dịch sữa lên

hợp dưới tác dụng của áp lực cao khoảng 200 - 250bar, ở nhiệt độ 65 - 700C.

- Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến phô mailàm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trongquá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo

* Tiến hành

- Sữa sau khi gia nhiệt được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm ly tâm Cáctiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở ápsuất 200 - 250bar Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc độ chuyểnđộng của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe Ngoài ra khi thoát ra khỏikhe hẹp các cầu béo tiếp tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra vàlàm giảm kích thước hạt

- Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa

900C Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên nhiệt độtiệt trùng là 137 – 1400C và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 4 giây.Sau đó cũng nhờ thiết bị dạng lồng ống này để hạ nhiệt độ của sữa xuống 20 –

250C rồi bơm vào bồn chờ rót

2.1.11 Lên men

* Mục đích: Chuyển hoá một phần đường trong sữa và đường saccharoseđược bổ sung thành axit lactic Làm giảm pH tạo điều kiện thích hợp cho proteinsữa đông tụ Kết quả là tạo ra sản phẩm phô mai có độ đặc, độ mịn và độ nhớtthích hợp

* Tiến hành: sữa đã làm nguội được đưa vào thiết bị lên men 2 vỏ có cánh

khuấy, giống vi khuẩn lactic sử dụng cho nhà máy là Lactococcus cremoris

được cấy vào sữa theo tỉ lệ 1 - 3% Hỗn hợp được khuấy trộn đều để đạt được độđồng nhất Quá trình lên men lactic được thực hiện ở 20 - 220C trong 1 - 2 giờ.Khi giá trị pH sữa giảm xuống 5,8 thì được bơm qua bể đông tụ.

Phô mai tươi được làm theo phương pháp chua hoặc phương pháp menchua

Phương pháp này hiệu quả tốt đối với loại phô mai không béo

- Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lactic và tiến hành nhân giốngtrong môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanhtrùng ở nhiệt độ: 110-1150C, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 280C

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

Lactococcus cremoris, Leuconotoc lactis, Leuconotoc cremoris…

- Sau khi nhân giống, ta cấy vi khuẩn lactic này vào sữa theo tỉ lệ: 5 - 8%(v/v) và bắt đầu khuấy trộn canh trường đạt đến mức độ đồng nhất để thực hiệnquá trình lên men

- Tiến hành lên men ở: 28-300C, sau 6 - 8h khi pH của sữa giảm xuống còn5,8, độ chua quện sữa đạt 65 – 700T, ta bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và choenzyme chymosin vào để tiến hành đông tụ

2.1.12 Đông tụ và tách huyết thanh

* Mục đích: Sử dụng enzyme chymosin để chuyển casein trong sữa từ dạngkeo sang khối đông với cấu trúc gel

- Thời gian quá trình đông tụ tính từ lúc cho enzyme vào sữa và kéo dàikhoảng 4 - 6 giờ Sản phẩm phô mai blanc nếu được sản xuất theo phương phápthủ công có thời gian đông tụ dài hơn tối đa 18 giờ Tại thời điểm kết thúc quátrình đông tụ, giá trị pH giảm xuống 4,50 – 4,55

hình trụ, nằm ngang và được đặt lên 4 chân đỡ Xung quanh thiết bị là lớp vỏ áochứa tác nhân điều nhiệt, trên trục chính của thiết bị bố trí cánh khuấy và daocắt, hệ thống được xoay nhờ motor trong quá trình sử dụng Bộ phận tách huyếtthanh sữa là một ống hình trụ có đục lỗ nhỏ, nhờ đó các khối đông được giữ lạicòn huyết thanh sữa sẽ được bơm đưa ra ngoài Ngoài ra thiết bị còn có đầuphun giúp đưa chất tẩy rữa vào vệ sinh thiết bị theo chế độ tự động và nắp đậy

có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc vệ sinh khi cần thiết

2.1.13 Rót sản phẩm

Phô mai sau khi tách huyết thanh được bơm qua thiết bị rót Toàn bộ quátrình được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Quá trình rót và đóng nắpđược thực hiện trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trườngvào sản phẩm Sản phẩm sau khi rót hộp được bảo quản lạnh 4 - 60C

Quá trình bao gói được thực hiện thủ công trong khu vực đảm bảo điều kiện

vệ sinh vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm và bảoquản ở kho lạnh có nhiệt độ thấp từ 2 - 40C

Hệ vi sinh vật trong phô mai sẽ tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất trongsuốt thời gian bảo quản sản phẩm Do đó yêu cầu bao bì phải có độ thấm khí nhấtđịnh Thông thường sử dụng bao bì có nguồn gốc cellulose

2.2 Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai

Trong sản xuất phô mai có thể chia thành 2 giai đoạn, hai giai đoạn này liênquan chặt chẽ với nhau

Quá trình chín sinh học phụ thuộc không chỉ vào điều kiện, quá trình ngâmchín mà còn phụ thuộc vào chính điều kiện kết tủa casein bằng renin, xử lý hạtphô mai, nhiệt độ đun lần 2,…Có thể nói rằng quá trình chín của phô mai bắtđầu từ rất sớm, tức là ngay từ lúc đông tụ Tuy nhiên, sự biến đổi sâu sắc sinhhóa các thành phần của sữa (của phô mai) mà kết quả tạo ra mùi vị đặc trưngxảy ra chủ yếu ở giai đoạn 2

Ở giai đầu, sự đông tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất Kết quả của sựđông tụ này là tạo thành canxi paracaseinat – dưới dạng gel (curd) Tính chấtcủa quện sữa này phụ thuộc vào số lượng và hoạt độ của rennin, lượng ion Ca2+trong sữa và pH của sữa Khi cho nhiều rennin hoạt tính cao vào sữa thì sự đông

tụ càng nhanh và tăng lượng canxi hòa tan trong sữa, quện sữa sẽ mịn

Khi gia nhiệt sữa 70-800C, canxi hòa tan sẽ chuyển thành canxi phosphatekhông hòa tan Ca3(PO4)2 tức là giảm ion Ca2+, quá trình đông tụ sữa sẽ chậm lại,

quện sữa không mịn.

Khi pH càng thấp thì sự đông tụ càng nhanh Tuy nhiên có giới hạn, ở pH =6,2 là điều kiện tốt nhất rennin tác dụng Nếu giảm pH thấp hơn nữa thì khi đócasein đông tụ không phải do rennin mà là do acid

Yếu tố thứ hai quan trọng là việc xử lý hạt phô mai tạo thành Mục đích củaquá trình này là loại bớt whey đến mức cần thiết Trong quá trình ngâm chín phômai, các thành phần của sữa biến đổi sâu sắc dưới tác dụng của các enzyme khácnhau:

 Lactoza được chuyển hóa hoàn toàn đến acid lactic và hàng loạt các hợpchất khác

 Protein bị thủy phân một phần (phụ thuộc vào từng loại phô mai) đến peptid,acid amin

 Chất béo bị chuyển hóa tạo ra một số acid béo bay hơi và không bay hơi.Quá trình ngâm chín còn làm biến đổi cấu trúc, trạng thái của phô mai Sựbiến đổi các thành phần và cấu trúc trong quá trình ngâm chín là kết quả của sựtác động kết hợp giữa rennin và các vi khuẩn lactic

2.2.1 Sự biến đổi của lactoza

Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactoza bị biến đổi rất nhanh Sau 5-10ngày thì hầu như chấm dứt Sản phẩm chính của sự biến đổi này là acid lactic Vikhuẩn lên men lactic đồng nhất chuyển hóa hoàn toàn lactoza thành acid lactic

Streptococus paracitrovorus 66%, và Streptococus diaxetilactic ở mức trung bình

3CH3CHOHCOOH 2CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

Acid lactic Acid propionic Acid acetic

Acid lactic còn tương tác với các thành phần khác của phô mai như tham giaphản ứng trao đổi ion với các muối, tạo thành các phức với protein…

Lượng acid lactic tạo thành ảnh hưởng đến chất lượng của phô mai Nếu quá

phosphate theo chiều hướng không có lợi cho trạng thái của phô mai Ngược lại,nếu hàm lượng acid lactic thấp (pH > 6) tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn cóhại hoạt động làm giảm chất lượng của phô mai.

2.2.2 Sự biến đổi của các protein

Sự biến đổi sinh hóa các protein trong phô mai xảy ra chủ yếu ở giai đoạnngâm chín 90% nitơ hòa tan trong phô mai được tạo thành do kết quả của sự tácđộng phối hợp của renin và các proteaza vi khuẩn

Theo ý kiến của nhiều tác giả, renin có vai trò là tác nhân đông tụ sữa và thủyphân không sâu protein tạo thành một số sản phẩm có tác dụng thúc đẩy sự hoạtđộng của vi khuẩn lactic Và chính proteaza của vi khuẩn lactic mới tiếp tục thủyphân protein Các proteaza vi khuẩn phá vỡ các liên kết peptid, disunfit… tạothành các polypeptide, peptid và cuối cùng thành các acid amin

Mức độ thủy phân protein được đánh giá qua các sản phẩm của quá trình này.Trong quá trình ngâm chín, một số acid amin bị phân hủy, một số khác lạibiến đổi thành acid amin mới Trong phô mai đã ngâm chín, người ta thấy vắngxerin và metionin vì rất có thể hai acid amin này đã được dùng làm nguyên liệucho sự tổng hợp xistein

Homoxerin vừa được tạo thành có thể lại biến đổi thành acid amino butyric.Arginin dưới tác động của arginaza (do vi khuẩn tạo ra) chuyển thành ornitin.Người ta cho rằng, acid amino butyric được tạo thành từ acid glutimic nhờ tácđộng của decacboxylaza

Số lượng cũng như thành phần acid amin tự do trong phô mai phụ thuộc vàotừng loại, phụ thuộc vào hàm lượng nước, vào nhiệt độ đun lần hai, vào thànhphần chủng vi sinh vật…

Trong quá trình ngâm chín, tổng hàm lượng acid amin tự do không ngừng tăng(mặc dù có thể hàm lượng của acid amin này giảm trong khi acid amin khác tăng).Người ta còn nhận thấy nếu tiếp tục quá trình ngâm chín đến một mức nào đóthì acid amin, dưới tác dụng của enzyme oxy hóa – khử của vi khuẩn sẽ tham giahàng loạt chất mới có tác dụng tạo mùi vị cho phô mai Trong nhiều loại phô mai,người ta tìm thấy acid phenylpropionic Nó có thể đã được tạo thành từ sự deamincủa phenylalanine

Phenylalanin cũng có thể phản ứng theo một cách khác để tạo thành acidphenylpropionic

2.2.3 Sự biến đổi của chất béo

Trong tất cả các loại phô mai, người ta đều tìm thấy các acid béo butyric, acetic …Acid acetic không phải là kết quả của sự thủy phân chất béo mà là kết quả của

sự lên men lactoza

Acid formic là sản phẩm của sự chuyển hóa chất béo của vi khuẩn Acidbutyric có nhiều trong phô mai mềm

Sự chuyển hóa chất béo trong phô mai đã tham gia vào sự tạo thành mùi vị ởnhững mức độ khác nhau, trong đó phải kể đến protein và chất béo đóng vai tròhết sức quan trọng [2, tr172, 173]

2.2.4 Sự tạo thành các chất khí

Trong quá trình ngâm chín phô mai, hàng loạt các phản ứng hóa sinh đã xảy

ra, kết quả giải phóng các loại khí ammoniac, cacbon dioxyt, hydro,… các chấtkhí tạo thành trong khối hạt phô mai sẽ tạo thành lỗ hổng ở phô mai thành phẩm

 Ammoniac được tạo thành ở phản ứng deamin Thông thường ammoniac tạothành trên bề mặt ngoài của phô mai nơi mà ở đó phản ứng deamin xảy ramạnh mẽ Một phần ammoniac lại tích tụ ở dạng tự do Đó cũng là lý do vì sao

ở hầm bảo quản phô mai có mùi ammoniac

 Khí hydro được giải phóng trong quá trình lên men butyric của lactoza và từquá trình hoạt động của vi khuẩn đường ruột Khí hydro hòa tan kém trongnước, dễ dàng khuyếch tán do đó trong phô mai, lượng khí hydro rất nhỏ

 Tuy nhiên nếu quá trình lên men butyric xảy ra quá mạnh mẽ thì lượng hydrotạo ra sẽ rất nhiều, và khi đó các lỗ hổng trong phô mai là quá lớn

 Cacbon dioxyt chiếm tới 90% tổng số chất khí trong phô mai Chất khí nàyđược tạo thành trong quá trình chuyển hóa lactoza bới các vi khuẩn tạo mùithơm, vi khuẩn propionic và vi khuẩn butyric Cũng như từ quá trình khử CO2của các acid béo và acid amin Khí CO2 hòa tan tốt trong nước Số lượng khíCO2 tạo thành dung dịch quá bão hòa trong khối phô mai Do đó, khi gặp điềukiện thuận lợi thì giải phóng ra Khí CO2 tích tụ trong các khoảng trống và lớndần rồi tạo thành lỗ hổng Khí CO2 giải phóng nhanh thì cùng một lúc có nhiềutrung tâm tích tụ chất khí này, kết quả có nhiều lỗ hổng với kích thước nhỏ.Ngược lại, khí CO2 giải phóng chậm thì lỗ hổng tạo thành ít nhưng kích thướclớn hơn

 Người ta còn nhận thấy nếu dùng chủng chỉ gồm Streptococus lactic thì phômai thành phẩm không có lỗ hổng Trong khi đó Streptococus paracitrovoruslại có khả năng tạo khí nhiều nhất

 Ngoài CO2, NH3, H2 trong thành phần chất khí còn có O2 và N2 Có thể khí O2

và N2 đã lọt vào phô mai trong quá trình đổ hạt phô mai vào khuôn O2 ảnhhưởng xấu tới chất lượng phô mai vì nó sẽ oxy hóa chất béo, tuy nhiên, O2được vi khuẩn sử dụng nên mất đi rất nhanh

PHẦN 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Trong một năm, nhà máy sản xuất 12 tháng, tháng 11 thu mua nguyên liệu

ít, do đây thường là tháng mưa, làm việc hai tuần đầu (được nghỉ 2 ngày chủnhật) hai tuần sau dùng để đại tu phân xưởng, sản phẩm có thể tiêu dùng quanhnăm Các ngày chủ nhật và lễ tết trong năm nhà máy nghỉ sản xuất Trong cáctháng nghỉ chủ nhật và các ngày lễ (tết dương lịch, giỗ tổ Hùng Vương, 30/4,1/5, 2/9)

Các tháng 3, 4, 5, 6, 7, 8 làm việc 3 ca/ ngày

Các tháng 1, 2, 9, 10, 11, 12 làm việc 2 ca/ ngày

Bảng 3.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất

Tổng số ca sản xuất phô mai tươi: 743 ca/ năm

Số ngày làm việc trong năm: 294 ngày

3.2 Tính cân bằng vật chất

3.2.1 Số liệu ban đầu

+ Nguyên liệu đầu: sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%, cream 41%chất béo

+ Năng suất 12,98 tấn sản phẩm/ca

+ Thành phần sản phẩm bao gồm: tổng chất khô 42%, muối 1,5%

Trong sản xuất sản phẩm phô mai, một số công đoạn có sự thay đổi ẩm chonên hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn đó bao gồm hao hụt về ẩm vàhao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất

Ta có % hao hụt ẩm trong công đoạn so với nguyên liệu trước khi vào côngđoạn được tính theo công thức:

W1: độ ẩm ban đầu của nguyên liệu, %

W2: độ ẩm sau của nguyên liệu, %

* Tính hao hụt ẩm cho các công đoạn có sự thay đổi ẩm

+ Công đoạn tách huyết thanh: X1

Giả sử khi đông tụ khối nguyên liệu có độ ẩm 82% Ta có phô mai tươithành phẩm có tổng chất khô là 42% Vậy độ ẩm của phô mai tươi lúc này 58%

Bảng 3.3. Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn.

khối lượng

% Haohụt ẩm

Tổng % hao hụtcho mỗi công đoạn

4 Lượng sữa trước khi lên men: N4

Lượng nguyên liệu và men giống trước khi vào thiết bị lên men:

Lượng men khô chiếm 0,1%: 0,043 × 0,1% = 0,043.10-3 (tấn/ca)

Lượng môi trường hoạt hóa giống: