Công nghệ chế biến phô mai

Những chất này ảnh hưởng xấu đến quá trình phát triển của các giống vi sinh vật trong quá trình lên men và ủ chín phô mai, đặc biệt là sự phát triển của nhóm vi khuẩn Lactic..  Các hợp

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG……….3

DANH MỤC CÁC HÌNH……… 3

PH ẦN I SƠ LƯỢC………5

Nguồn gốc phô mai Gouda 5

Giới thiệu sơ lược về phô mai Gouda 5

PH ẦN II CHI TIẾT BÀI BÁO CÁO………7

1 Nguyên liệu 7

1.1 S ữa 7

1.1.2 Các tính ch ất vật lí của sữa bò tươi 7

1.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò tươi 7

1.1.4 Protein trong sữa 8

1.1.5 Chất béo trong sữa 9

1.1.6 V ề mặt vi sinh 10

1.1.7 Enzyme 10

1.1.8 Khoáng 10

1.1.9 Vitamine 10

1.1.10 Hoocmon 10

1.1.11 Khí 10

1.2 Tác nhân đông tụ sữa 11

1.3 Gi ống vi sinh vật 11

1.4 Ph ụ gia 16

2 Quy trình công nghệ 17

3 Gi ải thích quy trình công nghệ 18

4 S ản phẩm phô mai Gouda thành phẩm 39

5 Thành tựu khoa học 40

6 Tài liệu tham khảo 43

A DANH MỤC CÁC BẢNG

1 B ảng 1 Phân loại phô mai theo giá trị MFFB………6

2 B ảng 2 Thành phần của sữa bò tươi……… 7

3 B ảng 3 Thành phần protein trong sữa bò tươi……… 9

4 B ảng 4 Chỉ tiêu hóa lí của phô mai Gouda……… 40

5 Bảng 5 Chỉ tiêu vi sinh của phô mai Gouda………40

B DANH MỤC CÁC HÌNH 1 Hình 1 S ản phẩm phô mai Gouda tại Hà lan……… 5

2 Hình 2 Phô mai Gouda được ủ chín trong thời gian 8 tháng……….5

3 Hình 3 C ấu tạo một micelle casein……….…… 9

4 Hình 4 Vi khu ẩn Lactococcus lactic……… ….12

5 Hình 5 Pediococcus acidilactici……… ….14

6 Hình 6 Pediococcus pentosaceus……….….….14

7 Hình7 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống……….… ….19

8 Hình8 H ệ thống ống lồng ống……….………….……… 19

9 Hình 9 Thiết bị chuẩn hóa sữa nguyên liệu…….……….……… … 20

10 Hình 10 B ồn lên men dạng nằm ngang……… ……22

11 Hình 11 B ồn lên men dạng đứng……… ……… 22

12 Hình 12 Chymosin c ắt phân tử κ-casein……….25

13 Hình 13 Hai giai đoạn trong quá trình đông tụ sữa……… 26

14 Hình 14 Thi ết bị đông tụ sữa……… 26

15 Hình 15 Thiết bị đông tụ sữa dạng cổ điển……… 26

16 Hình 16 Thi ết bị đổ khuôn kết hợp ép……….27

17 Hình 17 Hệ thống ngâm nước muối……….……… 28

18 Hình 18 Băng chuyền giữa các bồn……….29

19 HÌnh 19 B ồn ướp nước muối……….29

20 Hình 20 Phòng ủ/làm chín phô mai……… 29

21 Hình 21 Quá trình chuy ển hóa của acid lactic trong quá trình ủ

22 Hình 22 Bi ểu diễn hoạt động của enzyme peptidase trong vi khuẩn lactic….…33

23 Hình 23 Quá trình phân gi ải chất béo trong quá trình ủ/làm ch………34

24 Hình 24 Quá trình th ủy phân protein trong giai đoạn ủ chín……….35

25 Hình 25 Tóm t ắt các con đường sinh hóa dẫn tới sự hính thành các hợp chất hương cho phô mai……….37

26 Hình 26 Thi ết bị đóng gói sản phẩm……….38

27 Hình 27 Thành tế bào của vi khuẩn gram dương và gram âm……… 42

PH ẦN I: SƠ LƯỢC

Nguồn gốc phô mai Gouda

Gouda là tên của một thành phố ở phía

Tây Hà Lan Thành phố Gouda nổi

tiếng với loại phô mai Gouda Mặc dù ,

đây là loại phô mai xuất khẩu nổi tiếng

nhất của Hà Lan , nhưng hiện nay phô

mai Gouda được sản xuất ở nhiều nơi

trên thế giới với phương pháp sản xuất

tương tự Gouda từ Australia, New

Zealand, Israel, và Brazil, cũng như

Thụy Điển, Na Uy, và các nước châu

Âu khác có thể tìm thấy tại các thị

trường nhiều pho mát Ở Việt Nam ,

sản phẩm phô mai Hình 1 Sản phẩm phô mai Gouda tại Hà lan

Gouda chỉ được nhập khẩu từ các nước khác và và mức độ thông dụng của sản phẩm chưa cao

Vì vậy bài báo cáo này sẽ cung cấp thông tin và giải thích quy trình chế biến để hiểu rõ thêm về

sản phẩm phô mai Gouda

Gi ới thiệu sơ lược về phô mai Gouda

Phomai là một sản phẩm giàu dinh dưỡng được chế biến

từ sữa Trong quá trình đông tụ sữa, người ta sẽ thu được 2 sản phẩm chính là khối đông (curd) và huyết thanh sữa (whey) Từ khối đông, các nhà sản xuất sẽ

chế biến tiếp thành phômai Sự đông tụ sữa có thể thực

hiện bằng enzyme rennet hoặc các tác nhân đông tụ sữa khác

Đây là nhóm sản phẩm rất giàu protein và chất béo Có nhiều phương pháp để phân loại phômai Phổ biến nhất

Hình 2 Phô mai Gouda được ủ chín là phương pháp phân loại dựa vào giá trị MFFB

trong th ời gian 8 tháng (Moisture on Fat Free Basis)

• Hàm lượng chất béo trong phô mai: 30.4%

Vậy nếu giả sử khối lượng sản phẩm là 100(g) thì giá trị MFFB:

(nằm trong khoảng 54 – 63%) Gouda là sản phẩm thuộc nhóm phô mai bán cứng, phổ biến ở châu Âu có nguồn gốc từ phía Nam Hà Lan

PH ẦN II: CHI TIẾT BÀI BÁO CÁO

1 Nguyên liệu

1.1 S ữa

Sữa dùng để sản xuất phô mai không những là sữa tốt, đạt các tiêu chuẩn hóa lí, sinh học như để sản xuất các sản phẩm sữa lên men khác Đó là khả năng đông tụ bằng Renin, và

khả năng tách whey của sữa Những khả năng này phụ thuộc vào từng giống bò, thậm chí

từng con riêng biệt Yếu tố về thời tiết các mùa trong năm cũng ảnh hưởng đến tính chất này của sữa Người ta khắc phục bằng cách bổ sung CaCl2 , lên men phụ

Phô mai Gouda sản xuất từ sữa bò tươi Yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng sữa trong sản

xuất phô mai rất nghiêm ngặt

1.1.2 Các tính ch ất vật lí của sữa bò tươi

• Chất lỏng đục màu trắng đến vàng nhạt (màu vàng nhạt là do -caroten)

• Mùi đặc trưng, vị ngọt nhẹ (do đường lactose)

1.1.3 Thành phần hóa học của sữa bò tươi

B ảng 2 Thành phần của sữa bò tươi

Đơn vị: %w/w Protein tổng Casein Chất béo Carbohydrate Khoáng

- Sữa bò: chất khô (TS) là 13%, chất khô không béo (SNF) là 9.1%

- PH sữa bò tươi: 6.5 – 6.7 ( nếu sữa bò tươi có PH < 6.6 nghĩa là sữa đã bị nhiễm Vi sinh vật)

- Độ chua: 15 – 18o

D

- Trong sữa bò tươi có đường Lactose (α-lactose; β-lactose)

- Về thành phần hóa học, sữa không được lẫn kháng sinh, không bị nhiễm các chất tẩy

rửa có nguồn gốc từ quá trình thu hoạch và xử lí sữa sau thu hoạch Những chất này ảnh hưởng xấu đến quá trình phát triển của các giống vi sinh vật trong quá trình lên men và ủ chín phô mai, đặc biệt là sự phát triển của nhóm vi khuẩn Lactic

1.1.4 Protein trong sữa

- Protein hòa tan trong sữa: β-lactoglobulin, α-lactalbumin, Serum-albumin,

Immunoglobulin, Peptone-proteose

- Các nhà sản xuất còn quan tâm đến hàm lượng protein-casein trong sữa Vì hàm lượng casein trong sữa càng cao thì tỉ lệ thu hồi phô mai trong quá trình sản suất mới cao

- Casein: có bốn loại αsβ γ χ Trong đó αsβ chiếm số lượng lớn vượt trội so với 2 thành phần còn lại χ-casein giúp ổn định hệ keo PH đông tụ là 4.6

- Casein là tên của một nhóm protein chủ yếu trong sữa Casein có mặt trong tất cả các

sữa động vật, bao gồm cả sữa người Trong sữa bò casein chiếm gần 80% tổng số protein hay khoảng 26 g cho 1 lít sữa Casein được chia làm bốn nhóm phụ α S1 -,α s2

-, β- và κ-casein Cả bốn nhóm này đều rất không đồng nhất và có chứa từ 2 – 8 các

biến thể gen khác nhau Những biến thể này khác nhau chỉ bởi một số ít axit amin Điểm chung giữa casein α- và β là các axit amin được este hóa thành axit phosphoric Axit phosphoric này liên kết với canxi (có chứa nhiều trong sữa) để hình thành các liên kết nội phân tử và ngoại phân tử

- Điều này khiến casein dễ dàng tạo chuỗi polymer có chứa một vài loại casein giống hay khác nhau Do có nhiều nhóm phosphate và những nhóm kỵ nước trong phân tử casein, các phân tử polyme được hình thành từ casein rất đặc biệt và bền Những phân

tử này được cấu tạo từ hàng trăm và hàng nghìn những phân tử đơn lẻ và hình thành nên dung dịch keo, tạo nên màu trắng của sữa Những phức chất này được gọi là các micelle casein Hình 1 cho thấy các micelle casein bao gồm một phức hợp các dưới-micelle, có đường kính từ 10 đến 15 nm (1 nm = 10–9 m) Một micelle với kích thước trung bình có tới 400 đến 500 dưới-micelle và có thể có kích thước lớn tới 0.4 micron (0.0004 mm)

-

Hình 3 C ấu tạo một micelle casein Chú thích : A: micelle; B : chuỗi bề mặt; C:

Phosphat canxi; D: κ -casein; E: nhóm phosphat

- Bảng sau cho thấy thành phần protein tập trung trong sữa

B ảng 3 Thành phần protein trong sữa bò tươi

grams/ litre % of total protein _

 Lipid đơn giản (98.5%): Triglyceride (95-96%); diglyceride (2-3%);

monoglyceride (0.1%); chlesteride (0.03%); ceride (0.02%)

 Lipid phức tạp (1.0%)

 Các hợp chất tan trong chất béo (0.5%): cholesterol (0.3%); acid béo tự do

(0.1%); vitamin tan trong chất béo

Để điều chỉnh hàm lượng chất béo trong sản phẩm, các nhà sản xuất thường sử dụng cream(40%) hoặc chất béo khan từ sữa Anhydrous Milk Fat AMF (99.8% béo)

1.1.6 Về mặt vi sinh

Tổng số tế bào vi sinh vật có trong sữa tươi càng ít càng tốt, không bị nhiễm

bacteriophage, các bào tử (giống Clostridium) và nhóm vi sinh vật ưa lạnh (giống

• Đa lượng: nhiều nhất là Ca, P, Mg; tiếp theo là K, Na

• Vi lượng: Zn, Si, Al

1.1.9 Vitamine

• Tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, C

• Tan trong chất béo: A, D, E

 Không lẫn kháng sinh, chất tẩy rửa có nguồn từ quá trình thu hoạch và sau thu

hoạch

 Hàm lượng vi sinh vật càng ít càng tốt (<3000 – 5000 cfu)

 Sữa không nhiễm bacteriophage, các loại bào tử

 Hàm lượng đường lactose đảm bảo

 Hàm lượng chất béo phải đảm bảo

 Sữa không lẫn kim loại nặng, chất phóng xạ

1.2 Tác nhân đông tụ sữa

Tác nhân truyền thống làm đông tụ sữa trong sản xuất phô mai là chế phẩm enzym

chymosin Enzym chymosin được tách ra từ ngăn thứ tư của dạ dày bê dưới 3 tháng tuổi Nhưng ngày nay enzym này được sản xuất bằng phương pháp lên men, sử dụng vi sinh vật đã được chuyển gene mã hóa chymosin có nguồn gốc từ loại bò Chế phẩm chymosin thương mại có thể

dạng bột khô mịn hoặc dạng lỏng Các chế phẩm này có hoạt tính đông tụ sữa dao động trong khoảng từ 1 : 10.000 đến 1 : 15.000 ( một phần khối lượng chế phẩm chymosin thương mại có

thể đông tụ được 10.000 đến 15.000 phần khối lượng sữa bò tươi)

Hiện nay giá thành của chế phẩm chymosin thương mại có giá thành rất cao Do đó các nhà sản xuất có thể thay thế một phần chymosin bằng các chế phẩm protease khác có nguồn gốc

từ vi sinh vật hoặc từ thực vật Chú ý: nếu thay thế chymosin bằng protease với lượng quá nhiều thì lượng protease còn sót lại trong khối đông, protease này sẽ tiếp tục thủy phân protein trong

khối đông làm cho khối đông có chất lượng không tốt

K ết luận: tiêu chuẩn chọn chế phẩm

 Chế phẩm chymosin dạng lỏng

 Hoạt tính chế phẩm cao

 Thay thế một phần chế phẩm bằng protease

1.3 Giống vi sinh vật:

Trong qui trình sản xuất phô mai Gouda truyền thống, người ta sử dụng tổ hợp nhiều loài

vi sinh vật khác nhau thuộc các giống vi khuẩn lactic và nấm men Trong bài báo cáo này, ngoài

nấm men, giống vi khuẩn lactic thông thường, còn bổ sung thêm giống Pediococcus

Hệ vi khuẩn lactic của pho mát có thể được chia thành hai nhóm,

(i) Vi khuẩn lên men axit lactic thuộc giống khởi động liên quan đến việc sản xuất axit trong quá trình sản xuất và chín phômai Nhóm vi khuẩn này được tuyển chọn một cách cẩn thận

bởi nhà sản xuất men giống hoặc bởi công ty sản xuất phô mai

(ii) Vi sinh vật cấp 2 không đóng góp cho quá trình sản xuất, nhưng nói chung đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chín Hệ vi sinh vật cấp 2 thuộc nhóm vi khuẩn lên men lactic không thuộc giống khởi động (non-starter lactic acid bacteria - NSLAB)

1.3.1 Vi khuẩn lactic thuộc giống khởi động:

Nhóm vi khuẩn này có chức năng chính là sản xuất axit trong quá trình lên men, tuy nhiên, các enzym của chúng được tham gia vào phân huỷ protein và chuyển đổi các axít amin thành các hợp chất hương vị, do đó, chúng cũng đóng góp vào quá trình chín pho mát Các vi khuẩn lactic này được phân lập, sản xuất đủ lượng axit lactic để làm giảm độ pH của sữa đến

<5,3 trong 6h ở 30-37oC Vi khuẩn ưa nhiệt trung bình

hay còn gọi là vi khuẩn ưa ấm (mesophilic) hoặc vi

khuẩn ưa nhiệt (thermophilic) đều có thể sử dụng để

sản xuất phômai nhưng đối với phômai Gouda, vi

khuẩn ưa nhiệt trung bình được sử dụng

Một vai trò quan trọng của các vi khuẩn này là

cung cấp một môi trường thích hợp với khả năng xúc

tác, pH và độ ẩm của phô mai, cho phép hoạt hoá

enzyme từ rennet và canh trường vi sinh vật, cũng như

tăng trưởng của các vi sinh vật cấp 2 được tiến hành

thuận lợi Hình 4 Vi khuẩn Lactococcus lactics

Canh trường vi sinh vật chỉ có sự đóng góp đáng kể cho việc tạo sinh khối vi sinh vật trong khối đông mới hình thành Lượng sinh khối tương đối cao này tương ứng với khả năng xúc tác sinh

học đáng kể cho phản ứng chín phô mai, có thể được điều biến qua sự tiêu biến của các tế bào vi sinh vật

Hiện nay trên thị trường có bán sẵn các chế phẩm giống vi sinh vật để sản xuất phô mai Gouda Chế phẩm thường dùng nhất là Mesophilic-M bao gồm 3 canh trường riêng biệt chứa 3

giống là Lactococcus lactis subsp lactis, Lactococcus lactis subsp cremoris và

Lactococcus lactis subsp biovar diacetylactis Trước khi sử dụng, các nhà sản xuất chỉ cần sử

dụng môi trường để hoạt hoá giống Thành phần môi trường và thông số công nghệ của quá trình

hoạt hoá giống (nhiệt độ, thời gian…) được khuyến cáo và ghi sẵn trên bao bì của các chế phẩm

1.3.1.1 Hình thái của giống vi khuẩn lactic trong phô mai Gouda

Về hình thái, cả 3 loại vi khuẩn này đều thuộc họ Streptococcaceae và thuộc chi

Lactococcus có những đặc điểm chung như sau:

 Vi khuẩn gram dương không sinh bào tử, không di chuyển

 Là cầu khuẩn nhóm theo cặp và các chuỗi ngắn, chiều dài từ 0,5-1,5µm

 Lên men đồng hình và sản xuất axit lactic L(+) nhưng trong điều kiện pH thấp sẽ

sản xuất axit lactic L(-)

1.3.1.2 Sinh lí của giống vi khuẩn lactic trong phô mai Gouda

 Khả năng sử dụng tốt đường lactose để lên men lactic

 Chịu được pH thấp (4.6)

 Nhiệt độ hoạt hóa giống là 40 – 45o

C

 Phát triển hài hòa với nấm men và Pediococus

1.3.1.3 Ch ế phẩm mesophilic-M bán trên thị trường được phân lập kỹ càng và đáp ứng được các yêu cầu sau:

 Khả năng sinh tổng hợp độc tố: hầu như không và an toàn cho người sử dụng

 Khả năng sinh tổng hợp acid lactic: trên 95%

 Tỉ lệ hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất: ngoài acid lactic là sản phẩm chính,

sản phẩm phụ phải cân đối và ảnh hưởng tốt đến giá trị cảm quan của sản phẩm

 Khả năng thích nghi mạnh và tốc độ sinh trưởng cao lấn át các vi sinh vật nhiễm không mong muốn (nhưng không lấn át nhóm NSLAB)

 Điều kiện nuôi cấy: đơn giản và rẻ tiền

 Sự ổn định các hoạt tính trao đổi chất: càng cao càng tốt

 Các yêu cầu khác: phát triển hài hòa với Pediococcus (không bị ức chế bởi

Pediocins)

1.3.2 H ệ vi sinh vật cấp 2 / non starter lactic acid bacteria:

Bao gồm các loài vi sinh vật ưa nhiệt trung bình thuộc chi lactobacilli hoặc pediococci,

đóng vai trò quan trọng trong quá trình chín cũng như tạo nên hương vị cho phômai Chúng không phát triển tốt trong sữa cũng như không đóng góp cho việc tạo nên axit trong phômai Vi khuẩn lactic không thuộc giống khởi động có thể chia thành 3 nhóm theo cách truyền thống: (a) lên men đồng hình bắt buộc, (b) lên men dị hình không bắt buộc, hoặc (c) lên men dị hình bắt

buộc Trong công nghệ chế biến phômai, nhóm (b) là nhóm thường được sử dụng nhất, lên men

dị hình không bắt buộc

Nhóm thứ 2 này không được phân lập và sử dụng như chủng khởi động, mà được xem như là nhóm vi sinh vật nhiễm có mong muốn trong qui trình sản xuất phô mai Gouda Trong bài

báo cáo này sử dụng phương pháp bổ sung chủng Pediococcus Pediococcus có vai trò quan

trọng trong việc tạo hương vị đặc trưng cho phô mai Gouda và có vai trò trong việc kéodài thời gian bảo quản cho sản phẩm

Pediococcus là một chi của vi khuẩn acid lactic Gram dương (gram negative), nằm trong

họ Lactobacillaceae Một số chủng Pediococcus Có khả năng tạo hợp chất thơm cho phô mai như diacetyl 2 chủng được sử dụng cho phô mai Gouda là Pediococcus acidilactici và

Pediococcus pentosaceus Trong quy trình sản xuất phô mai Gouda chúng có vai trò sản sinh ra

acid lactic, pediocins có tác dụng ức chế vi khuẩn gram dương như Vibrio cholerae, Samonella sp., Pseudomonas sp., E.coli, Clamphylobacter Và ức chế sự phát triển của nhóm vi khuẩn

gram dương (gram positive) như Clostridium botulinum, Clostridium perfiengens,

Staphylococcus aureus, Listeria monocytogens

Hình 5 Pediococcus acidilactici Hình 6 Pediococcus pentosaceus

Sinh lí của Pediococus

 Sử dụng rất tốt nguồn ni tơ từ acid amin, biotin, riboflavin cho sự sinh trưởng

 Trong điều kiện kị khí lên men đồng hình, vận chuyển glucose và chuyển hóa nó theo chu trình EMP

 Ngoài ra, còn chuyển hóa tốt đường lactose lên men, sinh tổng hợp pediocins, và các sản phẩm phụ cho phô mai

 Phát triển cộng sinh cùng vi khuẩn lactic và nấm men

Tiêu chuẩn chọn Pediococus

 Khả năng sinh tổng hợp độc tố: pediocins (tiêu diệt hệ vinh vật nhiễm nhưng an

toàn cho người sử dụng)

 Khả năng sinh tổng hợp sản phẩm chính: sinh tổng hợp pediococinns

 Tỷ lệ các hàm lượng sản phẩm trao đổi chất: cân đối

 Khả năng thích nghi nhanh, tốc độ sinh trưởng vừ phải (tránh lấn át vi khuẩn lactic và nấm men)

 Điều kiện nuôi cấy: rẻ tiền và đơn giản

 Sự ổn định hoạt tính sản phẩm trao đổi chất: cao

 Tiêu chuẩn khác: cộng sinh tốt với vi khuẩn lactic và nấm men

1.3.3 Nấm men

Vai trò của nấm men trong phô mai thể hiện ở 2 mặt: là sinh vật gây hư hỏng gây ra các khuyết tật điển hình trong phô mai như sản xuất khí quá nhiều, tăng độ axit, thay đổi trong kết

cấu và tạo ra hương vị chua và ôi Tuy nhiên, trong một số trường hợp nấm men có thể góp phần tích cực vào các quá trình lên men và quá trình trưởng thành của pho mát bằng cách ức chế sự

xuất hiện các vi sinh vật không mong muốn, hỗ trợ các chức năng của canh trường khởi động trong các hoạt động phân giải protein và lipit, chuyển hoá acid lactic

Việc tăng số lượng nấm men tương ứng với sự cạn kiệt hàm lượng lactose và sự ổn định cùng lúc số lượng vi khuẩn lactic Mặc dù phổ rộng của nấm men được tìm thấy trong phô mai

Gouda, Debaryomyces hansenii là nấm men phân lập nhiều nhất Các loài khác có thể gặp là

Saccharomyces cerevisiae và lipolytica Yarrowia, Kluyveromyces marxianus, Torulaspora delbrueckii, Rhodotorula glutinis, albidus Cryptococcus và Candida catenulata

Chế phẩm giống vi sinh vật dùng trong sản xuất phô mai có bán sẵn trên thị trường Trước khi sử

dụng cần chuẩn bị môi trường để hoạt hóa giống rồi mới đưa vào quy trình sản xuất Các thông

số công nghệ cần thiết cũng như thành phần môi trường được nhà sản xuất khuyến cáo trên bao

bì

1.3.3.1 Đặc điểm hình thái của các chủng nấm men sử dụng

 Hình trứng, có nhân nằm rải rác trong tế bào chất

 Có khả năng di chuyển Phân bố rải rác, không kết chùm

 Sinh sản bằng cách nảy chồi

1.3.3.2 Đặc điểm sinh lí của các chủng nấm men sử dụng

 Khả năng sử dụng đường lactose cho quá trình lên men rất cao

 Bị ức chế ở pH quá cao hoặc quá thấp

 Sử dụng nguồn ni tơ từ sữa cho quá trình sinh trưởng

 Lên men được trong điều kiện nhiệt độ 33 – 36o

C 1.3.3.3 Các tiêu chí chọn giống nấm men

 Khả năng sinh độc tố: hoàn toàn không có

 Khả năng sinh tổng hợp sản phẩm chính: khả năng lên men tạo các sản phẩm phụ

trong quá trình lên men Gouda như hợp chất hương, vị tốt cho Gouda, càng cao càng tốt

 Tỷ lệ hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất: hài hòa và cân đối (nhằm tạo cảm quan tốt cho Gouda)

 Khả năng thích nghi nhanh và tốc độ sinh trưởng vừa phải (tránh lấn át các chủng

vi khuẩn Lactic )

 Điều kiện nuôi cấy: đơn giản, rẻ tiền

 Sự ổn định của các hoạt tính trao đổi chất: cao (thời gian biến đổi của sản phẩm

được kéo dài)

 Một số yêu cầu khác: chịu được hàm lượng muối có trong phô mai Gouda, kháng

được Pediocins do Pediococcus tiết ra

1.4 Ph ụ gia

Các loại phụ gia được sử dụng phổ biến trong công nghệ sản xuất phô mai Gouda Đó là CaCl2, NaNO3 (hoặc KNO3), chất màu (β – caroten), đôi khi còn sử dụng thêm các chất tráng lên

bề mặt sản phẩm

1.4.1 CaCl2 : trong đó ion Ca2+có chức năng cho sự đông tụ protein casein, do đó làm tăng khả

năng thu hồi protein trong khối đông Bên cạnh đó, ion Ca2+

còn ảnh hưởng đến cấu trúc

và độ cứng của phô mai thành phẩm Người ta có thể sử dụng 5 – 20 gCaCl2/100kg sữa

1.4.2 NaNO3 (ho ặc KNO3 ) được sử dụng nếu trong sữa có nhiễm vi khuẩn butyric hoặc vi

khuẩn yếm khí Liều lượng được sử dụng được kiểm soát rất chặt chẽ

1.4.3 Ch ất màu (β – caroten) được sử dụng để bổ sung vào sữa nếu sữa được thu hoạch vào

thời kì mà hàm lượng acid béo không cân đối ảnh hưởng tới màu tự nhiên của sữa

1.4.4 Các ch ất tráng lên bề mặt: nhằm mục đích tránh sự bốc hơi nước, giảm bớt sự xâm

nhập của các loài vi sinh, các chất mùi lạ từ môi trường Kéo dài thời gian bảo quản sản

phẩm

K ết luận: tiêu chuẩn chọn phụ gia

 Tinh khiết, không lẫn hóa chất độc hại

 Khuyến cáo chọn phụ gia có nguồn gốc tự nhiên

 Trong danh mục cho phép của WTO

2 Quy trình công nghệ

2.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ

2.2 Sơ đồ quy trình thiết bị

3 Giải thích quy trình công nghệ

3.1 X ử lí nhiệt

3.1.1 Mục đích công nghệ: chuẩn bị

Quá trình xử lí nhiệt nhằm mục đích ức chế hệ vi sinh vật và các enzyme có trong sữa tươi, để chuẩn bị cho quá trình lên men sau này

3.1.2 Các bi ến đổi của nguyên liệu sữa trong quá trình xử lí nhiệt

- Sinh học và hóa sinh: các loại vi sinh vật và enzyme có trong sữa bị ức chế

- Hóa lí: vì quá trình này có tác nhân nhiệt độ nên một số protein bị biến tính nhiệt Tùy theo chế độ xử lí nhiệt như nhiệt độ và thời gian mà mức độ biến tính của các phân tử protein là khác nhau ( có thể biến tính thuận nghịch hoặc biến tính bất thuận nghịch)

- Hóa học: nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn Tùy theo các mức độ xử lí nhiệt, thời gian gia nhiệt, mà các phản ứng xảy ra hoặc không xảy ra,

và mức độ phản ứng xảy ra khác nhau Có thể kể ra vài phản ứng như: phản ứng phân

hủy các hợp chất có trong sữa tạo ra các acid mạch ngắn như acid butyric, caproic… làm cho sữa có mùi ôi ,khét Các phản ứng oxy hóa chất béo Nhưng quan tro5nh

nhất là phản ứng Maillard giữa nhóm khử của đường lactose và nhóm amin của các acid amin và peptide có trong sữa tươi

- Vật lí: tỉ trọng của sữa thay đổi

3.1.3 Thi ết bị và các thông số công nghệ

Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống Trong bài báo cáo này chọn hệ thống truyền nhiệt ống lồng ống làm thiết bị trao đổi nhiệt

3.1.3.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống: thường sử dụng thiết bị gồm hai ống

hình trụ đồng trục có đường kính khác nhau Sữa nguyên liệu sẽ đi ống bên trong còn tác nhân nhiệt sẽ đi vào khoảng không gian giữa hai thân trụ Có thể sử dụng phương pháp gia nhiệt gián

tiếp hoặc trực tiếp nếu là quá trình gia nhiệt trực tiếp thì tác nhân nhiệt là hơi nước sạch, sau khi gia nhiệt xong thì thu hồi lượng hơi nước đã đưa vào nguyên liệu

Chế độ xử lí nhiệt đối với sữa tươi là 64 – 65o

C trong vòng 15 – 20 giây

Hình7 Thi ết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống Hình8 H ệ thống ống lồng ống

3.2 Chuẩn hóa

3.2.1 Mục đích công nghệ: hoàn thiện

Quá trình chuẩn hóa sữa làm cho các chỉ tiêu vật lí của sữa bị thay đổi, như tỷ trọng, hệ

số truyền nhiệt…

Quá trình chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tươi trước khi đưa vào lên men phô mai Tùy theo các loại phô mai khác nhau mà hàm lượng chất béo trong

sữa sẽ khác nhau Phô mai Gouda có hàm lượng chất béo là 40%

Người ta phân biệt hai khái niệm về hàm lượng chất béo của phô mai:

- Hàm lượng chất béo tuyệt đối: là tỷ lệ giữa lượng chất béo của phô mai với trọng lượng của nó, tính theo %

- Hàm lượng chất béo theo chất khô: là tỷ lệ giữa lượng chất béo với lượng chất khô trong phô mai, tính theo %

- Hàm lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn dùng sản xuất loại phô mai nào đó được tính

bằng:

Trong đó: MTC là hàm lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn, %

PSlà hàm lượng protein của sữa, %

MCKhàm lượng chất béo tính theo chất khô của loại phô mai định sản xuất

K là hệ số thực nghiệm(tra bảng)

Ví dụ: đối với loại phô mai 50% béo thì K= 2.09 – 2.15, còn với loại 45% béo thì K = 2.02, còn

với phô mai Gouda có hàm lượn béo là 40% thì k 2.0

Ta có thể tính được MTC Giả sử ta có nguồn sữa bò tươi nguyên liệu thì lượng protein là PS = 3.4% phô mai cần sản xuất là phô mai Gouda 51.4% béo(tính theo lượng chất khô) thì MCK

=51.4%, K=2.2 Thay số liệu vào công thức ta được

Kết luận: MTC =3.845% < 3.9% vậy ta cần tách bớt béo trong sữa tươi nguyên liệu lượng béo

cần tách ra là 0.06%

Như vậy trường hợp phô mai Gouda này hàm lượng chất béo trong sữa tươi cao hơn mục đích

sản xuất Do đó cần tách bớt chất béo trong sữa ra Sử dụng hệ thống chuẩn hóa sữa gồm có thiết

bị truyền nhiệt, thiết bị li tâm, các dụng cụ đo tỉ trọng và lưu lượng dòng chảy, các van và hộp điều khiển Đầu tiên sữa sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt để làm gia tăng nhiệt độ của sữa lên 55 – 65oC, sau đó sữa nguyên liệu được đưa vào thiết bị li tâm để phân riêng thành hai dòng

sản phẩm: sữa gầy có hàm lượng béo là 0.1% là dòng sản phẩm có tỷ trọng cao, và một dòng là cream(40%) là dòng sản phẩm có tỷ trọng thấp sau đó một phần cream sẽ được phối trộn lại với dòng sữa gầy để tạo ra dòng sữa mới có hàm lượng béo là 3.2% để đưa vào sản xuất Gouda Các

dụng cụ đo tỷ trọng và lưu lượng dòng chảy sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để xử lí

số liệu Do đó quá trình này được thực hiện hoàn toàn tự động

3.2.2 Các biến đổi của nguyên liệu

Trong quá trình chuẩn hóa các chỉ tiêu vật lí của sữa bị thay đổi: tỷ trọng, hệ số truyền nhiệt

3.2.3 Thi ết bị và thông số công nghệ

Hình 9 Thi ết bị chuẩn hóa sữa nguyên liệu

3.2 4 Thông số công nghệ

 Nhiệt độ: 55 – 65o

C

 pH = 6.5 – 6.7

3.3 L ên men sơ bộ

3.3.1 Mục đích công nghệ: hoàn thiện và chuẩn bị

Cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa và giữ ở nhiệt độ từ 8 – 14o

C, thời gian lên men kéo dài 15-20 giờ Ban đầu độ chua của sữa là 15 – 18oD sau khi quá trình lên men sơ bộ kết thúc hỗn hợp đạt độ chua là khoảng 22.8 – 31.5oD Quá trình lên men sơ bộ là biện pah1p

để tăng tăng khả năng đông tụ sữa sau này

- Mục đích: hoàn thiện Một số cấu tử hương sẽ được vi sinh vật tổng hợp trong quá trình lên men sơ bộ Thay đổi gí trị cảm quan của sữa làm cho phô mai Gouda có mùi

vị đặc trưng khi hoàn thành

- Mục đích chuẩn bị: lên men sơ bộ làm giảm nhẹ PH của sữa tươi, làm tăng khả năng đông tụ sữa trong giai đoạn sau

3.3.2 Các bi ến đổi của nguyên liệu trong quá trình lên men sơ bộ: tác nhân của quá

trình lên men sơ bộ là vi khuẩn Lactic

• Sinh học: có sự trao đổi chất và sinh trưởng của vi khuẩn Lactic Sự sinh trưởng của vi huẩn lactic gồm 6 giai đoạn: thích nghi, sinh trưởng nhanh, phase logarit, sinh trưởng chậm, ổn định và suy vong

• Hóa sinh và hóa học: đường lactose trong sữa sẽ được vi khuẩn lactic sử dụng

và thực hiện hang loạt chuỗi phản ứng để tạo thành acid lactic Những phản ứng này nhằm sinh năng lượng cho vi khuẩn lactic Quá trình lên men lactic đồng hình thì 1 mol đường lactose sinh ra 4mol ATP và 4mol acid lactic Sau

đó vi khuần thải acid lactic ra ngoài tề bào Trong quá trình lên men đồng hình thì vi khuẩn lactic còn sinh ra nhiều sản phẩm phụ, nhưng acid lactic có hàm lượng vượt trội Các sản phẩm phụ góp phần tạo nên hương vị cho phô mai trong quá trình sau

• Hóa lí: sự đông tụ một phần casein do PH có giảm nhẹ nhưng sự đông tụ không nhiều

• Vật lí: quá trình len men kèm theo quá trình tỏa nhiệt Là do vi khuẩn lactic sinh năng lượng Do đó cần hiệu chỉnh nhiệt độ bồn lên men để nhiệt độ giữ

ổn định trong suốt quá trình lên men

3.3.3 Thi ết bị

Hình 10 Bồn lên men dạng nằm ngang Hình 11 Bồn lên men dạng đứng

Quá trình xử lí nhiệt sẽ ức chế nhóm vi sinh vật gây bệnh, các vi sinh vật hoại sinh, đảm

bảo an toàn sản phẩm cho người sử dụng Nhờ thanh trùng mà sản phẩm được bảo quản lâu hơn Ngoài ra quá trình thanh trùng còn có tác dụng ức chế enzyme lipase (tồn tại trong plasma hoặc hấp phụ trên màng bao của hạt cầu béo), vì lipase là tách nhân gây

thủy phân lipid tạo mùi ôi và hư hỏng chất béo trong sữa, từ đó tạo cảm quan không tốt cho thành phẩm

Chế độ thanh trùng: 72o

C trong vòng 5 giây

3.4.2 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Sinh học và hóa sinh: hệ vi sinh vật và enzym trong sữa bị ức chế

- Hóa lí: một số phân tử protein trong nguyên liệu bị biến tính Tùy theo chế độ xử lí

mà biến đổi có khác nhau