Nghiên cứu chế biến phô mai tươi lên men từ chủng KEFIR có bổ sung trái cây

Trong bài viết của mình, tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chấtlượng và hương vị của sản phẩm phô mai, sau đó lựa chọn trên các thông số tối ưu nhất quacác thí nghiệm sau

Chương I – Giới thiệu.

1 Đặt vấn đề.

Từ thời xưa, sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa đã là nguồn cung cấp chất dinhdưỡng cho nhân loại Trong đó, phô mai là một sản phẩm hết sức đa dạng và phong phú vềchủng loại, lại ngon miệng và mang giá trị dinh dưỡng cao Từ một khái niệm “phô mai” lúcban đầu, theo thời gian, con người đã phát triển nên hàng ngàn loại phô mai khác nhau, mỗiloại một vẻ, “mười phân vẹn mười” Phô mai không chỉ mang nét đặc trưng của từng vùngmiền sáng chế ra nó, mà đi theo nó còn là cả một câu chuyện lịch sử dài với nhiều thăng trầm.Tại Việt Nam hiện nay, phô mai chỉ mới sản xuất dưới dạng đơn giản, chủ yếu là sử dụng cácchủng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men Bên cạnh vi khuẩn lactic, nấm Kefir là một loạinấm vi khuẩn có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm nhiều loài vikhuẩn và nấm men được chứng minh là rất có lợi cho sức khỏe Trên thế giới, Kefir là mộtsản phẩm đang có tiềm năng phát triển cao Xuất phát từ cơ sở này nên tôi quyết định nghiêncứu loại phô mai được lên men từ nấm Kefir có bổ sung thêm trái cây tươi nhằm mục đíchlàm tăng thêm sự đa dạng hương vị và sự lựa chọn cho người tiêu dùng

2 Mục tiêu nghiên cứu.

Trong bài viết của mình, tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chấtlượng và hương vị của sản phẩm phô mai, sau đó lựa chọn trên các thông số tối ưu nhất quacác thí nghiệm sau đây:

- Khảo sát tỉ lệ của men Kefir cho vào sữa nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình lênmen Thí nghiệm được tiến hành với tỉ lệ men Kefir lần lượt là 5%, 6%, 7% so vớidịch sữa

- Khảo sát tỉ lệ enzyme cho vào dịch sữa để hỗ trợ cho quá trình đông tụ Thí nghiệmtiến hành với nồng độ enzyme lần lượt là 1.5%, 2.0%, 2.5% với tỉ lệ là 3%, 5%, 7%,9% so với dịch sữa

- Khảo sát tỉ lệ phối chế thích hợp cho thành phẩm với mứt dâu ở 4 tỉ lệ 16%, 18%,20%, 22% theo khối lượng phô mai

Sau thời gian nghiên cứu, phân tích và tổng hợp số liệu, tôi rút ra các kết luận sauđây:

- Tỉ lệ men Kefir cho vào sữa nguyên liệu tốt nhất là 7% so với dịch sữa

- Tỉ lệ enzyme cho vào thích hợp nhất là 5% (so với dịch sữa) với nồng độ 1.5%

- Tỉ lệ phối chế thích hợp nhất cho thành phẩm là 20g mứt dâu / 100g phô mai

Chương II – Lược khảo tài liệu.

1 Giới thiệu chung về phô mai.

1.1 Khái niệm.

Phô mai là một loại thực phẩm lâu đời, có nguồn gốc xuất xứ từ Tây Á, nhưng khẩu vị lạiđược nuôi dưỡng ở Châu Âu Đây là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa

Phương pháp sản xuất phô mai truyền thống là người ta sẽ cho đông tụ casein trong sữa, sau

đó tách khối đông thu được (curd) để chế biến tiếp thành phô mai Thời Hy Lạp cổ đại, người

ta dùng phô mai cho các vị thần Đến thời La Mã cổ đại, món quà bằng phô mai là biểu hiệncủa sự ngưỡng mộ và tình yêu Phô mai là một trong những thức ăn rất tinh tế và cực kỳ đadạng Chúng được chia thành nhiều nhóm khác nhau; phụ thuộc vào cách làm, hương vị, hìnhdáng và nhiều chỉ tiêu khác Vì có nhiều đặc điểm nổi bật mà phô mai được ưa chuộng hàngngàn năm qua

Hiện nay, trên thế giới có hàng trăm loại phô mai, tập trung chủ yếu ở Châu Âu Quy trìnhsản xuất phô mai cũng rất đa dạng, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, chủng vi sinh vật và cảtruyền thống của nước sở tại

1.2 Lịch sử phát triển sản phẩm.

Phô mai đã tồn tại từ rất lâu, trước cả khi sự có mặt của nó được ghi nhận lại Theo cáchọc giả, có lẽ phô mai đã xuất hiện khoảng 6000 năm trước Công nguyên Các bức bích hoạtrên tường trong những lăng mộ của người Ai Cập cổ cách đây 2000 năm cho thấy họ đã cómột kiến thức nhất định về công nghệ chế biến các sản phẩm từ sữa, đặc biệt là bơ và phômai Theo thời gian, phô mai đã phát triển thành vô số chủng loại khác nhau Sự đa dạng củaloại sản phẩm này bắt nguồn từ nguồn sữa được sử dụng Ngoài sữa bò, sữa cừu và sữa dê – lànhững nguồn nguyên liệu phổ biến, người ta còn dùng cả sữa từ tuần lộc (ở vùng

Scandinavia), từ lợn lòi (ở Châu Phi), từ loại trâu nước (chỉ có ở Ý), từ bò yak (ở Tây Tạng),

từ ngựa hoặc lừa (ở Nga).Vì thế mà phô mai có muôn hương vị cũng như muôn màu sắc.Tuổi đời của phô mai cũng đi kèm với mức độ nổi tiếng của nó Sau đây là tuổi của một

số loại phô mai nổi tiếng trên thế giới:

Về thuật ngữ phô mai, người ta cho rằng nó đã xuất hiện như sau: vào thế kỷ đầu tiên sau

Công Nguyên, Pliny – một sử gia người La Mã đã đề cập đến phô mai Cantal trong cuốn sách Historia Naturalis của ông Cantal vốn là một loại phô mai làm từ sữa bò và được đặt tên

theo núi Cantal vùng Auvergne (Pháp) Ban đầu, loại phô mai này được sản xuất bằng cách

đông tụ sữa và tách khối đông ngay trong thùng gỗ - loại gỗ này có tên formage Đây có lẽ là nguồn gốc của thuật ngữ phô mai trong tiếng Pháp – fromage và trong tiếng Ý – formaggio.

Sau đây là cái nhìn toàn cảnh về lịch sử và nguồn gốc của phô mai:

1.2.1 Truyền thuyết.

Nhiều học giả cho rằng phô mai có mặt lần đầu tiên ở Trung Đông Truyền thuyết kể rằng

có một du mục người Ả-rập đã đổ đầy sữa vào túi treo hai bên yên ngựa để mang theo trongsuốt cuộc hành trình qua sa mạc Sau vài giờ trên lưng ngựa, khi dừng lại để uống, ông nhận

ra sữa mang theo đã tách thành một dung dịch loãng màu hơi tái (ngày nay ta biết đó là dungdịch whey) và nổi váng cứng màu trắng Sự biến đổi này được các nhà khoa học lý giải là nhờchiếc túi được làm từ dạ dày non của động vật có chứa một loại Enzyme làm đông tên là

rennin cùng sự tác động của ánh sáng mặt trời và sự di chuyển của con ngựa đã làm sữa vón

lại Ở đây, sự di chuyển của con ngựa có tác dụng như sự khuấy đảo, điều này giúp tách sữađông ra khỏi dung dịch whey Phô mai đã ra đời như thế

1.2.2 Người La Mã – Bậc thầy về làm phô mai.

Người La Mã thật sự là những nghệ sĩ tài năng trong việc làm phô mai Những loại phômai nổi tiếng họ đã sáng tạo ra vẫn tồn tại cho đến ngày nay Người ta tin rằng cũng chínhngười La Mã là những người đầu tiên nghĩ ra kỹ thuật ủ chín phô mai để kéo dài thời gian bảoquản cũng như sử dụng, tăng thêm hương vị và các đặc tính riêng biệt cho từng loại phô mai.Sau đây là một số các bằng chứng cho thấy người La Mã đã không ngừng nghiên cứu và họchỏi trong lĩnh vực làm phô mai:

 Homer (khoảng năm 1184 tr.CN), đã chỉ ra rằng phô mai được làm từ sữa dê và sữacừu, trong các hang núi ở Hy Lạp Ông cũng ghi rõ loại phô mai này có tên là

Cynthos, đây có lẽ là tiền thân của phô mai Feta ngày nay

 Aristotle (384 – 322 tr.CN) chú thích rằng phô mai còn được làm từ sữa của lừahoặc của ngựa Phô mai Nga có tên Koumiss là loại làm từ sữa lừa, sau đó được lênmen đến 3% độ cồn

 Varro (khoảng năm 127 tr.CN) cho rằng có sự khác biệt giữa các loại phô mai là dongười dân ở từng địa phương đã thay đổi một vài điểm trong quy trình để làm cho

nó dễ tiêu hoá hơn Theo thời gian, rennet được dùng phổ biến hơn, điều này cho

phép người làm phô mai dễ dàng kiểm soát trong việc tạo các khối đông Phô mai từmột loại thực phẩm bình thường, sau đó trở thành thức ăn trong mọi nhà, và cuốicùng nó trở thành một sản phẩm thương mại

 Columella (khoảng năm 50 sau CN) đã viết về kỹ thuật làm phô mai vô cùng chitiết Hiện nay, những người làm phô mai tại gia đình vẫn dựa trên những nguyên tắc

mà ông đã viết cách đây hơn 1900 năm

Đến năm 300 sau CN, phô mai từ La Mã đã được xuất khẩu đến các quốc gia ven ĐịaTrung Hải Thương mại ngày càng phát triển là một yếu tố quan trọng giúp phô mai có mặtkhắp nơi ở La Mã thay vì chỉ có tại từng vùng sản xuất như trước kia Loại phô mai đầu tiên

được bán vào năm 1579 có nhãn tên là La Luna – được cho rằng chính là tiền thân của phô mai Parmesan hiện nay.

Sau khi đế chế La Mã sụp đổ, kỹ thuật làm phô mai bắt đầu lan ra vùng Địa Trung Hải,biển Aegean, biển Adriatic rồi tới vùng Nam Âu và Trung Âu Các quốc gia và từng vùngmiền sản xuất phô mai với những nguyên liệu họ có, chẳng hạn dùng sữa của các loại thú có

vú khác thay cho sữa bò Phô mai trở nên đa dạng là vì vậy

1.2.3 Sự phát triển của phô mai.

Ở Thuỵ Sỹ, cạnh dãy Alps, Tribes (một số tài liệu gọi là Helvetica) là người đã tạo ra loại

phô mai độc đáo có tên là Emmenthal Đây là loại phô mai có lỗ hổng bên trong mà người Mỹ

vẫn gọi là “ Phô mai Thuỵ Sỹ “ Tại những vùng đồng bằng màu mỡ của Châu Âu, ngànhcông nghiệp sữa phát triển với tốc độ nhanh chóng Đây là nguồn cung cấp nguyên liệu sữa,

từ đó các loại phô mai như Edam và Gouda đã ra đời tại Hà Lan Loại phô mai này thuộc

nhóm phô mai cứng, kích thước tương đối nhỏ, được qua quá trình ướp muối để dễ dàng bảo

quản và vận chuyển Còn người Pháp thừa kế kỹ thuật làm phô mai và họ phát triển ra hàngtrăm loại khác nhau từ bắc chí nam trên khắp đất nước mình.

Vào thời Trung Cổ, phô mai được làm chủ yếu ở các tu viện Các thầy tu trở thành nhữngngười làm phô mai và họ cũng nắm giữ luôn các bí quyết công nghệ Một số loại phô maihiện nay không còn thấy nữa do thất truyền, nhưng phần lớn các lại phô mai tu viện vẫn còntồn tại cho đến ngày nay Các loại phô mai này được xem là phô mai “kinh điển”

Tuy nhiên, vào thời Phục Hưng, phô mai bắt đầu trải qua giai đoạn đen tối Không biết vì

lý do gì mà người ta tin rằng phô mai không có lợi cho sức khoẻ, thế là phô mai bị tẩy chaytrong suốt một khoảng thời gian dài Mãi đến thế kỷ 19, phô mai mới lấy lại được vị thế vàdanh tiếng của mình

Giai đoạn quan trọng tiếp theo trong ngành công nghiệp phô mai là vào những năm 1860,

khi Louis Pasteur công bố phương pháp thanh trùng Pasteur (Pasteurization), cho phép tiêu

diệt một phần vi sinh vật gây hư hỏng trong sữa nhưng vẫn không làm biến đổi cấu trúc hoáhọc của sữa quá nhiều, vì vậy mà sữa sau thanh trùng được xem là có lợi hơn cho sức khoẻ.Hầu hết các loại phô mai ngày nay đều được chế biến từ sữa thanh trùng

Vào thế kỷ 14, người Hà Lan bắt đầu cho ra đời loại phô mai có vỏ cứng với ý định sẽgiúp giữ phô mai tươi lâu hơn Và đến đầu thế kỷ 19, người Thuỵ Sỹ là những người đầu tiênđưa phô mai vào quy trình sản xuất công nghiệp Tuy nhiên, ban đầu phô mai do họ sản xuấtrất dễ bị hư hỏng ; thế là họ nghĩ ra cách xay nhuyễn phô mai, thêm vào đó các thành phầnkhác và sau đó gia nhiệt hỗn hợp này lên để tạo ra loại sản phẩm đồng nhất, vô trùng và cóthời hạn sử dụng khá lâu

Khi Christopher Columbus khám phá ra Tân Thế Giới vào năm 1492 trên con tàu SantaMaria, phô mai sữa dê cũng được du nhập vào trong khoảng thời thời gian này Kỹ thuật làmphô mai nhanh chóng lan rộng, nhưng mãi đến thế kỷ 19, nó vẫn chỉ là một ngành côngnghiệp mang tính chất địa phương Đến năm 1851, nhà máy sản xuất phô mai đầu tiên ở Mỹmới được thành lập bởi Jesse Williams

Bắt đầu từ đây, công nghệ sản xuất phô mai bùng nổ Vào năm 1955, chỉ có 13% lượngsữa được dùng làm phô mai, đến năm 1984, con số này tăng lên 31%; và hiện nay, lượng sữadùng làm phô mai vẫn ngày càng tăng Bên cạnh việc sản xuất phô mai theo phương phápcông nghiệp, một phần lớn các công ty địa phương vẫn làm phô mai theo phương pháp thủcông Việc này giúp giữ lại hương vị riêng biệt rất tinh tế của từng loại phô mai Cho đến hiệnnay, phô mai đã trở thành một trong những thức ăn quen thuộc và xuất hiện ở mọi ngõ ngách

1.3 Phương pháp phân loại phô mai.

Trên thế giới có hàng ngàn loại phô mai khác nhau; mỗi loại đều có cấu trúc, màu sắc,hương vị và vỏ ngoài riêng biệt Và do đó cũng có nhiều cách để phân loại phô mai, tuy nhiên

ta có thể chia thành 5 nhóm chính sau đây: dựa vào cấu trúc, dựa vào hàm lượng nước hoặcchất béo trong phô mai, dựa vào vỏ phô mai, dựa vào sự có mặt của quá trình chín sinh hoáhoặc dựa vào cách chế biến

Sau đây là một số cách phân loại phô mai

1.3.1 Phân loại dựa trên hàm lượng nước.

Hàm lượng nước trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỉ lệ phần trăm giữalượng nước và tổng khối lượng phô mai đã trừ hàm lượng chất béo, được kí hiệu là MFFB

(Moisture on Fat Free Basis).

Công thức tính giá trị MFFB như sau:

MFFB = Dựa vào giá trị MFFB, người ta chia phô mai thành 5 loại :

Loại sản phẩm Phô mai đặc trưng Giá trị MFFB (%)

Phô mai rất cứng (Extra hard) Parmesan, Grana < 41

Phô mai bán cứng (Semi-hard) Gouda, Tilsiter 54 – 63

Phô mai bán mềm (Semi-soft) Fontina, Havarti 61 – 69

1.3.2 Phân loại dựa trên hàm lượng béo.

Lượng chất béo trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỉ lệ phần trăm giữa

lượng chất béo và tổng khối lượng phô mai đã trừ hàm lượng béo, được kí hiệu là FDB (Fat

on Dry Basis).

Công thức tính giá trị FDB như sau:

FDB = Dựa vào giá trị FDB, người ta chia phô mai thành 5 loại:

Phô mai có hàm lượng béo thấp (Low fat) 10 – 25

Phô mai có hàm lượng béo trung bình (Medium fat) 25 – 45

Phô mai có hàm lượng béo cao (Full fat) 45 – 60

Phô mai có hàm lượng béo rất cao (High fat) >60

1.3.3 Phân loại dựa trên sự có mặt của quá trình chín sinh hoá.

Loại sản phẩm Phô mai đặc trưng Đặc điểm

Phô mai có vi khuẩn làm chín từ

bên ngoài khối phô mai

Cheddar, Parmesan - Hệ VSV tham gia trong quá

 Bên trong khối phô mai

Phô mai có vi khuẩn làm chín từ

bên trong khối phô mai

Limburger, Liederkranz

Phô mai có nấm mốc làm chín

từ bên ngoài khối phô mai

Stilton, Saga Bleu

Phô mai có nấm mốc làm chín

từ bên trong khối phô mai St André, Explorateur

1.3.4 Phân loại dựa trên lớp vỏ ngoài của phô mai.

Loại sản phẩm Phô mai đặc trưng Đặc điểm

Phô mai có vỏ ngoài cứng (Hard/ Raclette, Gruyère, Thường có dạng bánh lớn, có

Leather/Waxed Rind) Gouda thời gian ủ chín lâu và được

nén để loại gần hết lượng ẩmbên trong

Phô mai có vỏ ngoài mịn và có

một lớp phấn mỏng

(Bloomy/Downy Rind)

Brie Vỏ ngoài mềm và thường có

lớp phấn bao phủ, luôn luônđược làm mềm qua thời giandài

Phô mai có vỏ ngoài tự nhiên

(Natural Rind) Sainte Maure, PoulignySt Pierre Bên trong lõi khối phô mai rấtmềm, độ cứng càng tăng dần

khi càng tiến sát ra lớp vỏngoài Loại phô mai này cómàu xám nhạt hoặc xanh nhạt

và màu sắc phô mai sẽ thay đổitheo thời gian

Phô mai có vỏ ngoài được rửa

sạch (Saltwater Washed Rind)

Muenster, Feta Đây là loại phô mai được ngâm

trong dung dịch nước muối vàsau đó được rửa sạch

Phô mai mà vỏ ngoài có vân xanh

(Blue Cheeses)

Stilton, Roquefort,Gorgonzola

Vỏ ngoài có vân màu xanhdương hoặc xanh lá Đây làloại phô mai được ủ chín do tácđộng của mốc xanh

Phô mai không có vỏ ngoài

(Fresh Cheese) fromage frais, Demi-sel, Ricotta, fresh goat

cheese, Mascarpone

Đây là loại phô mai không có

vỏ ngoài, có hàm lượng nướccao và không qua quá trình ủchín

1.3.5 Phân loại dựa vào cấu trúc của phô mai.

Loại sản phẩm Phô mai đặc trưng Đặc điểm

Lỗ trống dạng hạt nhỏ (granular) Tilsiter Bên trong khối phô mai có các

lỗ trống kích thước nhỏ dokhông khí lọt vào giữa các hạtphô mai trong quá trình đổkhuôn

Cheddar Cấu trúc khối phô mai chặt,

không có lỗ trống hoặc xuất

hiện một ít lỗ trống dạng vệt.

1.3.6 Phân loại dựa vào cách chế biến.

Cách chế biến Phô mai đặc trưng Đặc điểm

Theo kiểu Cheddar

(Cheddar-Style)

Cheddar, Colby,Monterey Jack, Gouda

Các loại phô mai này thường cómàu vàng hoặc trắng, cấu trúccứng, có thể dễ dàng bẻ vụn, dễnấu chảy

Theo kiểu Thuỵ Sỹ (Swiss-Style) Swiss, Jarlsburg,

Gruyère, Emmenthal

Các loại phô mai này có màutrắng hoặc kem, mùi thơmnồng, cấu trúc cứng và dễ bẻvụn

Theo kiểu Parmesan

(Parmesan-Style)

Parmigiano Reggiano,Pecorino, Romano,Asiago

Là các loại phô mai từ cứngđến rất cứng, dễ mài (hay nạo)

và có vị hạt phỉ

Theo kiểu phô mai xanh (Bleu

Cheese-Style)

Gorgonzola, Stilton,Bleu d'Avergne,Roquefort

Rất dễ vỡ vụn, có vị từ dịu đếngắt

Theo kiểu Ricotta (Ricotta-Style) Ricotta, Cottage

cheeses

Là loại phô mai mềm, có hàmlượng nước rất cao, vị rất dịu.Theo kiểu Cream Cheese (Cream

Là loại phô mai mềm , cấu trúcđôi khi quánh đặc và có thể kéosợi, thường dùng trong chế biếnpizza hoặc nachos

1.3.7 Các loại phô mai thuộc nhóm Pasta Filata.

Những loại phô mai thuộc nhóm này được phân loại dựa trên quy trình sản xuất trongchính nhà máy sản xuất ra chúng Trong quá trình sản xuất, khối sữa đông được nhúng vàonước nóng và sau đó được kéo căng ra hoặc nhào trộn cho đến khi chúng đạt được độ đồngnhất và cấu trúc thích hợp

Hai loại phô mai phổ biến nhất thuộc nhóm này là Mozzarella và Provolone

1.3.8 Phô mai nấu chảy.

Ngoài các phương pháp phân loại trên, còn một loại phô mai đặc biệt khác được gọi là

phô mai nấu chảy (processed cheese trong tiếng Anh và fromage fondu trong tiếng Pháp),

được sản xuất từ một số loại phô mai khác và thêm các thành phần khác

1.4 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của phô mai.

- Phô mai cứng: 22 – 30%

- Phô mai bán mềm và phô mai vân xanh: 18 – 21%

- Phô mai tươi: 7 – 15%

Protein cần thiết cho cơ thể con người vì nó giúp tái tạo các mô và tăng cường các khángthể

1.4.1.2 Chất béo sữa.

Chất béo là một yếu tố quan trọng trong việc hình thành cấu trúc, hương vị và các tínhchất đặc trưng cho phô mai Nó cũng giúp kéo dài thời gian bảo quản của phô mai Phô maichứa các chất béo no bão hoà nhưng không làm tăng hàm lượng cholesterol

Tuỳ thuộc vào từng loại khác nhau mà hàm lượng béo trong phô mai cũng thay đổi khácnhau

Chất béo có nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể người, là nguồn năng lượng cho cáchoạt động trí lực và thể chất Nó cũng là dung môi hoà tan các vitamin tan trong dầu như A,

D, E, K Các acid béo như Omega-3 và Omega-6 cần thiết cho hệ tim mạch, hệ miễn dịch và

hệ thần kinh

1.4.1.3 Calcium và Phosphor.

Chất khoáng có hàm lượng lớn nhất được tìm thấy trong cơ thể người chính là Calcium

Cả Calcium và Phospho đều có vai trò quan trọng là giúp cho sự phát triển khoẻ mạnh của

răng và xương (ở trẻ em và trẻ vị thành niên), giúp điều hoà nhịp tim (ở người trưởng thành).Phô mai chính là nguồn Calcium tốt nhất trong tất cả các loại thực phẩm Trong phô mai,Calcium sẽ liên kết với protein để tạo cấu trúc (cứng hoặc mềm) cho phô mai Phô mai cứng

sẽ có nhiều Calcium hơn phô mai mềm

100g phô mai mềm có thể cung cấp từ 30 – 40% nhu cầu calcium hàng ngày và từ 12 –20% nhu cầu phosphor hàng ngày 100g phô mai cứng có thể cung cấp tất cả nhu cầu calciumhàng ngày và 40 – 50% nhu cầu phosphor hàng ngày

Bảng 2.1 Hàm l ng calcium và ch t béo trong m t s lo i phô mai ph bi nượng calcium và chất béo trong một số loại phô mai phổ biến ất béo trong một số loại phô mai phổ biến ột số loại phô mai phổ biến ố loại phô mai phổ biến ại phô mai phổ biến ổ biến ến

(Kcal) Lipids (g) Calcium (mf)

Mozzarella part skim

Bảng 2.2 Thành ph n dinh d ng c a phô mai Camembertần dinh dưỡng của phô mai Camembert ưỡng của phô mai Camembert ủa phô mai Camembert

Tính trên 246 g phô mai Camembert

Năng lượng - cal

Acid béo chưa bão hoà đơn - g 17.3

Acid béo chưa bão hoà đa - g 1.8

Protein và các Amino acid

1.4.2 Lợi ích đối với sức khoẻ.

Do chứa nguồn calcium nhiều, bên cạnh đó trong phô mai cũng có vitamin D giúp cơ thểhấp thu calcium dễ hơn, vì vậy phô mai giúp làm chắc răng và xương, ngăn ngừa bệnh loãngxương Có vài nghiên cứu cho rằng phô mai có thể ngăn ngừa bệnh sâu răng vì nó giúp bảoquản chất men răng, chống các loại vi khuẩn trong đồ ăn, tăng cường sự trao đổi chất củatuyến nước bọt, khiến cho các chất đường và acid trong miệng được tẩy đi nhanh chóng

1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ phô mai.

1.5.1 Trên thế giới.

Trên thế giới hiện nay, phô mai đã là một thực phẩm mang tính chính yếu Theo FAO(Food and Agricultural Organization) – Tổ chức Lương Nông thế giới thì trên 18 triệu tấn phô

mai đã được sản xuất (2004), điều này tương đượng với việc mỗi người trên trái đất sẽ tiêuthụ bình quân 3kg/năm.

Sau đây là một vài bảng số liệu:

Bảng 2.3 10 nước sản xuất phô mai lớn nhất thế giới

10 nước sản xuất lớn nhất (x 1000tấn)

Nước sản xuất lớn nhất là Mỹ, chiếm 30% tổng sản lượng của thế giới Tiếp đến làĐức và Pháp

Bảng 2.4 10 nước xuất khẩu phô mai lớn nhất thế giới

10 nước xuất khẩu lớn nhất (tấn) – năm 2004

Bảng 2.5 8 nước tiêu thụ phô mai lớn nhất thế giới

8 nước tiêu thụ phô mai lớn nhất (kg/người/năm) – năm 2003

Hy Lạp là quốc gia tiêu thụ phô mai lớn nhất thế giới, trong đó Feta là loại được tiêu thụnhiều nhất (chiếm khoảng ¾ trên tổng lượng phô mai) Riêng ở Pháp thì hầu như sử dụng phômai Camembert là nhiều nhất.

1.5.2 Tại Việt Nam.

Chưa có số liệu thống kê về mức tiêu thụ phô mai tại Việt Nam Sản phẩm phô mai đãđược nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây Hiện nay, một số công ty chế biếnsữa trong nước đã bắt đầu sản xuất vài loại phô mai đơn giản Điển hình là sản phẩm phô maiVinamilk của công ty Cổ phần sữa Việt Nam (Vinamilk)

2 Tổng quan về nguyên liệu.

2.1 Sữa.

2.1.1 Sơ lược về thành phần hóa học của sữa.

Từ thời tiền sử, sữa đã là một trong những thực phẩm chính yếu cho loài người Điều nàykhông có gì ngạc nhiên, vì sữa có giá trị dinh dưỡng rất cao Sau đây là một vài chi tiết vềthành phần hóa học của sữa:

- Nước chiếm 87.3% (giá trị có thể dao động trong khoảng 85.5% - 88.7%)

- Chất béo sữa chiếm 3.9% (giá trị có thể dao động trong khoảng 2.4% - 5.5%)

- Chất rắn khác (không phải chất béo) chiếm 8.8% (giá trị có thể dao động trong khoảng7.9% - 10.0%), trong đó bao gồm:

 Protein: 3.25% (trong đó casein chiếm ¾ hàm lượng)

Trên 95% chất béo sữa tồn tại ở dạng hình cầu gọi là cầu béo (fat globule) Mỗi cầu béo

có đường kính từ 0.1 – 15 (m) và được bao bọc bởi một lớp màng mỏng có bề dày từ 8 – 10

nm Thành phần của lớp màng này bao gồm phospholipid, lipoprotein, cerebroside, protein,acid nucleic, enzyme, nguyên tố vi lượng và nước Trong 1ml sữa có từ 3000 – 4000 triệu cầubéo Cầu béo không những là phân tử lớn nhất trong sữa mà còn nhẹ nhất, đó là lý do chúng

có xu hướng kết lại và nổi lên bề mặt sữa trong thời gian bảo quản, tạo thành lớp váng sữa

(cream) Khi sữa được bảo quản lạnh, tốc độ tạo thành lớp váng này nhanh hơn bình thường,

chỉ trong vòng từ 20 – 30 phút Người ta sẽ dùng phương pháp đồng hóa sữa

(Homogenization) để tránh hiện tượng này bằng cách chia nhỏ đường kính các cầu béo và

giúp cho chúng phân bố đều trong sữa

Hình 2.1 Cấu trúc của sữa.

2.1.1.2 Protein.

Protein trong sữa được chia làm hai phần chính là casein (76%) và whey protein (18%),

ngoài ra còn có các nitrogen phi protein (non-protein nitrogen – NPN) (6%).

Sự phân bố của protein trong sữa được ghi rõ ở bảng sau:

Bảng 2.6 Hàm lượng các protein trong sữa

Gram/ Lít % trên tổng protein

Hàm lượng casein chiếm 80% trên tổng lượng protein trong sữa Chúng có 4 dạng chủ yếu

là alpha(s1) và alpha(s2)-caseins, ß -casein, và kappa-casein Ngoài ra còn có gamma-casein(đây là sản phẩm thủy phân ß –casein bởi plamine từ trong máu động vật Hầu hết các casein

trong sữa tồn tại ở dạng gọi là micelle Mỗi micelle có đường kính khoảng 140 nm, chứakhoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng.

Mỗi micelle do khoảng 400 – 500 submicelle hợp thành Mỗi submicelle có dạng hìnhcầu, chứa từ 10 -100 phân tử casein và được sắp xếp sao cho các đầu kị nước được gấp vàophía trong còn các nhóm háo nước thì phủ ở bề mặt Có hai loại submicelle: có và không cókappa-casein Micelle càng chứa nhiều -casein thì kích thước càng bé và càng bền Trongsản xuất phô mai, dưới tác dụng của enzyme chymosine trên -casein thì vỏ bao háo nước bịphá hủy, các ion calcium sẽ tiếp cận với -caseins, ß –casein và kết dính chúng lại với nhau

Proteose peptone: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau Chúng là sản phẩm thủy

phân từ ß –casein bởi plasmine

b Major Whey Protein:

ß-LACTOGLOBULIN (ß-LG): chiếm khoảng 50% trên tổng lượng whey protein trong

sữa Là protein có dạng hình cầu Vai trò của ß-LG vẫn chưa được biết rõ, có thể đó là mộtacid béo Thông thường nó được tìm thấy trong sữa của những loài có sữa non chứa nhiềuglobulin miễn dịch Tuy nhiên, sự liên hệ giữa ß-LG và globulin miễn dịch vẫn chưa được xácđịnh rõ

α-LACTALBUMIN (α-LA): chiếm khoảng 25% trên tổng lượng whey protein trong sữa.

Cũng là protein có dạng hình cầu Cấu trúc của nó gần giống với lysozyme Trong mỗi phân

tử của nó có chứa một nguyên tử calcium Đặc biệt, α-LA là một protein có giá trị dinh dưỡngrất cao vì thành phần amino acid của nó rất cân đối

c Minor Whey Protein:

SERUM ALBUMIN (SA) : Là một protein có phân tử lượng rất lớn và không được tổng

hợp trong tuyến sữa SA có nguồn gốc từ máu Vai trò của nó trong sữa không được biết đến,

vì vậy nó không được coi là một protein đặc trưng cho sữa SA rất mẫn cảm với nhiệt độ

IMMUNOGLOBULINS (Ig): hay còn gọi là các globulin miễn dịch, bao gồm IgG1,

IgG2, IgA, IgM Hàm lượng của các globulin miễn dịch cao nhất là trong sữa non Trong sốcác Immunoglobulins thì IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất, có thể lên đến 80% tổngkhối lượng các protein hòa tan trong sữa

Khi sữa bị gia nhiệt, các whey protein bị biến tính và liên kết với casein, làm giảm khảnăng đông tụ của casein bằng rennet và làm giảm khả năng liên kết với ion Ca2+.

d Các enzyme.

Có rất nhiều loại enzyme khác nhau được tìm thấy trong sữa Sự có mặt của các enzymetrong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong quá trình bảo quản,làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa Tuy nhiên, có một số enzyme có vai trò kháng khuẩnnhư lactoperoxydase hay lysozyme Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươitrong quá trình bảo quản trước khi chế biến Nhóm enzyme quan trọng nhất là nhómhydrolase bao gồm ba enzyme sau:

 Lipo protein lipase: đây là enzyme quan trọng nhất trong sữa, thủy phân chất béo

thành glycerol và các acid béo Enzyme này có giá trị pH tối ưu là 8.9 Hàm lượngLipo protein lipase trong sữa khoảng 1 – 2 mg/l, nó chỉ xúc tác thủy phân liên kếtesther trong cơ chất triglyceride ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc pha giữa chấtbéo và nước Nó được tìm thấy chủ yếu ở plasma trong mối liên kết với các micellecủa casein

 Plasmine: là một enzyme phân giải protein Plasmine phân giải cả ß -casein và

alpha(s2)-casein Enzyme này rất bền nhiệt Trong các sản phẩm sữa thanh trùng vàtiệt trùng UHT, nó chính là nguyên nhân gây ra vị đắng trong sữa Tuy nhiên, nó đóngvai trò quan trọng trong quá trình ủ chín và làm tăng thêm hương vị cho một vài loại

phô mai, chẳng hạn như phô mai Thụy Sỹ (Swiss cheese).

 Alkaline phosphatase: enzyme này xúc tác phản ứng thủy phân liên kết esther giữa

acid phosphoric và glycerine Alkaline phosphatase có pH tối thích là 9.8 Nó bị vôhoạt sau quá trình thanh trùng, tuy nhiên nó có tính chất rất đặc trưng là khả năng táihoạt hóa Sau quá trình thanh trùng, nếu ta kiểm tra mẫu sữa ngay thì sẽ không pháthiện hoạt tính của Alkaline phosphatase Nhưng sau một thời gian bảo quản, trong sữa

sẽ xuất hiện trở lại hoạt tính enzyme này Hiện tượng này cho đến nay vẫn chưa tìmđược lời giải thích rõ ràng

Ngoài ra, trong sữa bò còn có một số loại enzyme khác thuộc các nhóm như reductase, Transferase, Lyase và Isomerase

Oxydo-2.1.1.3 Đường lactose.

Đường lactose chiếm tỉ lệ lớn nhất trong glucid của sữa Nó tồn tại ở hai dạng: tự do vàliên kết với các protein và glucid khác Ngoài ra, nó còn tồn tại ở hai dạng là  và  Mộttrong những chức năng quan trọng của lactose là nó được sử dụng như một cơ chất của quá

trình lên men Lactose có thể lên men dưới tác động của vi khuẩn lactic và tạo thành các sảnphẩm khác nhau.

Hình 2.2 Cấu tạo của lactose.

2.1.1.4 Các vitamin.

Các vitamin trong sữa bao gồm cả vitamin tan trong dầu như A, D, E, K và cả vitamin tantrong nước Sữa là một loại thực phẩm quan trọng trong vai trò cung cấp vitamin A Vì vậyđối với những sản phẩm sữa đã được tách béo – điều này cũng có nghĩa mất luôn cả phần lớnlượng vitamin A, thì người ta sẽ phải bổ sung thêm vitamin A vào sản phẩm cuối cùng

Bảng sau là bảng hàm lượng vitamin có trong sữa tươi

Bảng 2.7 Hàm lượng vitamin trong sữa

 Các muối Ca, Mg, citrate, và phosphate có khả năng khuếch tán.

Bảng 2.8 Hàm lượng chất khoáng trong sữa.

2.1.2 Các loại sữa dùng trong sản xuất phô mai.

Người ta sử dụng rất nhiều loại sữa khác nhau trong sản xuất phô mai, có thể là sữa bò,sữa dê, sữa cừu, sữa trâu dưới dạng sữa nguyên kem, sữa đã tách một phần chất béo hay sữagầy

Sự khác nhau về thành phần hóa học cũng như giá trị dinh dưỡng giữa sữa của các loạiđộng vật khác nhau sẽ được đề cập rõ hơn trong bảng 2.9 Dưới đây là sự khác nhau giữa cácloại sữa được tách béo hoặc chưa tách béo.

2.1.2.1 Sữa nguyên kem (Whole milk).

Có ba dạng sữa nguyên kem:

 Sữa nguyên kem tự nhiên (Natural whole milk): là loại sữa không cho thêm chất béo

và cũng không loại đi chất béo

 Sữa nguyên kem đã tiêu chuẩn hóa (Whole standardised milk): sữa đã được tiêu chuẩn

để có hàm lượng béo là 3.5%

 Sữa nguyên kem đã qua đồng hóa (Whole homogenised milk): sữa được đồng hóa để chia nhỏ kích thước các cầu béo, hạn chế sự tách lớp sữa tạo thành váng (cream) trong

quá trình bảo quản

2.1.2.2 Sữa tách béo một phần (semi skimmed milk).

Đây là loại sữa có hàm lượng béo là 1.7%

2.1.2.3 Sữa gầy (skimmed milk).

Đây là loại sữa có hàm lượng béo từ 0.1 – 0.3% Trong sữa gầy, hàm lượng calcium caohơn trong sữa nguyên kem chút đỉnh nhưng hàm lượng các vitamin tan trong dầu, đặc biệt làvitamin A, rất thấp Về cảm quan, sữa gầy không có vị béo rõ rệt như các loại sữa khác

*Sữa 1% chất béo

Theo quy định của Châu Âu, họ sẽ phân loại sữa dựa trên hàm lượng béo: sữa gầy, sữatách béo một phần hay sữa nguyên kem Tuy nhiên, kể từ ngày 1.1.2008, có một quy địnhrằng bất kể loại sữa nào có hàm lượng béo khác với hàm lượng béo của ba loại kể trên sẽ phảighi rõ trên bao bì “… % chất béo” Tức là những loại sữa này sẽ không nằm trong ba loạitrên

Sữa 1% chất béo ra đời, đáp ứng nhu cầu cho những người thích vị ngậy của sữa nhưnglại muốn lượng chất béo trong sữa phải thấp

Bảng 2.9 Thành phần dinh dưỡng trong các loại sữa khác nhau

Sữa bò

vị

Sữanguyên

SữaReduce

SữaLow

Sữagầy

Sữa dê Sữa

cừu

Sữatrâu

béo)

d Fat(2%

1 Vitamin A được thêm vào.

2 Carbohydrate được xác định bằng sai phân

3 ND: không xác định được

4 Lactose được xác định bằng cách phân tích.

2.1.3 Hệ Vi sinh vật (VSV) trong sữa và các chỉ tiêu.

Trong sản xuất phô mai, yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng sữa rất nghiêm ngặt Sữa phảiđược thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không chứa kháng sinh và bacteriophage Ngoài

ra, sữa cũng không bị nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ các dụng cụ chứa và hệthống đường ống vận chuyển sữa

Các nhà sản xuất thường quan tâm đến chỉ tiêu vi sinh của sữa, đặc biệt là nhóm vi khuẩn

sinh bào tử (giống Clostridium) và nhóm VSV ưa lạnh (Pseudomonas).

2.1.3.1 Nhóm vi khuẩn sinh bào tử.

Điển hình là giống Clostridium Đây là nhóm vi khuẩn được tìm thấy trong đất, trên thực vật, trong phân nên chúng dễ bị nhiễm vào sữa Clostridium là vi khuẩn Gram (+), thuộc

nhóm kị khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của loại vi khuẩnnày là ở 37oC

Vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như

acid butyric, butanol, ethanol, aceton, CO2, H2 làm thay đổi thành phần hóa học và giá trịcảm quan của sữa trong quá trình bảo quản Trong giai đoạn ủ chín phô mai, vi khuẩn

Clostridium lên men chuyển hóa aid lactic thành acid butyric và H2 tạo mùi khó chịu và gây

hư hỏng cấu trúc sản phẩm

Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ Ví dụ như Clostridium sporogens có giá trị

D115 oC = 3.2 phút và D121 oC = 1.2 phút (trong đó D là thời gian tiệt trùng cần thiết ở một nhiệt

độ xác định để tổng tế bào Clostridium trong sữa giảm đi 10 lần) Như vậy quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt Lúc đó, ta phải

dùng các phương pháp khác như vi lọc, ly tâm, sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ hoặc ức

hợp bởi loài vi khuẩn này rất bền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phângiải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.

Bảng 2.10 Một số chỉ tiêu vi sinh của sữa

Sữa đã thanh trùng Tổng vi khuẩn Không quá 100.000/ml cho từng

nơi cung cấp (1)

Đếm tế bào sinh dưỡng Không quá 750.000/ml cho từng

nơi cung cấpThuốc kháng sinh Không có kết quả dương tính cho

dư lượng thuốc sót lạiSữa đã thanh trùng

loại A

Tổng vi khuẩn 20.000/ml

Đếm tế bào sinh dưỡng Không quá 750.000/ml Thuốc kháng sinh Không có kết quả dương tính cho

dư lượng thuốc sót lại(1) Sữa do từng nơi cung cấp nghĩa là sữa này do từng trang trại cung cấp vàkhông qua trạm trung chuyển

2.2 Tác nhân đông tụ sữa.

Một trong những quá trình quan trọng nhất trong quy trình công nghệ sản xuất phô mai làquá trình đông tụ casein Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển casein từ trạng thái keosang khối đông với cấu trúc gel Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường sửdụng hai phương pháp sau: chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein và sử dụng

enzyme đông tụ sữa Enzyme đông tụ sữa được sử dụng phổ biến nhất là rennet (chymosin) Ngoài ra, người ta còn có thể sử dụng rennet kết hợp với một số chế phẩm protease có nguồn

gốc từ VSV và thực vật

Bảng sau giới thiệu một số enzyme đông tụ sữa phổ biến.

Bảng 2.11 Một số enzyme đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất phô mai

Động vật

gastriscin

Thực vật Cây hoa kế (Cynara

2.2.1 Định nghĩa và nguồn gốc của rennet.

Rennet là một phức hợp các enzyme có trong ngăn thứ tư dạ dày bê Enzyme hoạt động

của rennet được gọi là rennin hoặc chymosin Ngoài ra, trong rennet còn chứa pepsin và gastriscin Thông thường, hàm lượng chymosin sẽ chiếm từ 80 – 90% và pepsin chỉ khoảng

10 – 20% Khi bê trưởng thành, tỉ lệ này sẽ bị thay đổi Lúc đó, hàm lượng pepsin sẽ tăng đến

80 – 90%

Tuy nhiên, do lấy từ ngăn thứ tư của dạ dày bê nên nguồn rennet này rất hạn chế Chính vìvậy ngay từ thời La Mã, những người làm phô mai đã tìm ra các chất khác để thay thế rennet.Ngoài rennet, có rất nhiều loại enzyme khác cũng có tác dụng đông tụ sữa nhưng được chiếttách từ thực vật, nấm,VSV và cả VSV chuyển hóa gen

2.2.2 Các chất thay thế rennet động vật.

2.2.2.1 Rennet thực vật.

Từ thời xưa, người Hy Lạp đã sử dụng chất chiết xuất từ vỏ cây sung (fig) để làm đông tụ

sữa Bên cạnh đó, họ còn sử dụng một số cây khác như cây tầm ma (nettles), cây kế (thistles),

cây cẩm quỳ (mallow) và cây thường xuân (Ground Ivy ) Enzyme được chiết xuất từ cây kế hay còn gọi là cynara ngày nay vẫn được sử dụng trong một số sản phẩm phô mai truyền

thống của vùng Địa Trung Hải Tuy nhiên, hiện nay, người ta không sản xuất ở quy mô lớn vàthương mại hóa chế phẩm enzyme này mà chúng chỉ được sản xuất thủ công và sử dụng tạimột số địa phương

2.2.2.3 Rennet biến đổi gen.

Gần đây, sự phát triển của kĩ thuật gen đã cho phép các nhà khoa học có thể chuyển genchymosin từ bê vào một số loại vi khuẩn, nấm mốc hoặc nấm men Khi nuôi cấy các VSVnày, chúng có thể sinh tổng hợp enzyme đông tụ sữa có cấu trúc hoàn toàn giống với cấu trúcchymosin được tách từ bê Chymosin được sản xuất từ VSV biến đổi gen là loại enzyme nhân

tạo đầu tiên được cho phép sử dụng bởi tổ chức U.S Food and Drug Administration Vào năm

1999, đã có khoảng 60% lượng phô mai cứng của Mỹ được đông tụ bằng loại chymosin này.Đến năm 2008, xấp xỉ 80 – 90 % lượng phô mai thương mại ở Anh và Mỹ được sản xuất có

dùng rennet chiết tách từ VSV biến đổi gen (GMO-based rennet) Ngày nay, GMO-based rennet được dùng rộng rãi trên toàn thế giới là sản xuất từ nấm Arpergillus niger.

Cần lưu ý là chymosin trong dạ dày bê tồn tại dưới hai dạng là A và B, tuy nhiênchymosin nhân tạo chỉ chứa một trong hai loại trên

Một hỗn hợp gồm chymosin nhân tạo và pepsin tự nhiên sẽ cho ra hoạt tính tương tự nhưrennet từ dạ dày bê

2.2.3 Cơ chế của quá trình đông tụ sữa.

Như đã trình bày ở phần Casein (xem mục 2.1.1.2.a), casein trong sữa có 4 dạng chủ yếu

là alpha(s1) và alpha(s2)-caseins, ß -casein, và kappa-casein Trong đó, -casein đóng vai tròquan trọng trong quá trình đông tụ -casein được chia thành hai phần Phần đầu từ acidamino số 1 đến 105 là đầu ưa béo được liên kết với các phân tử (s)-caseins và -casein Đầunày luôn hướng về phía tâm micelle Phần thứ hai được tính từ acid amino số 106 đến 169 là

chymosin sẽ xúc tác thủy phân liên kết peptide tại vị trí giữa acid amino số 105 (Phe) và acid amino số 106 (Met) trong phân tử -casein sinh ra para-kappa-casein và macropeptides (hay

còn gọi là glycomacropeptides hoặc caseinomacropeptides) Macropeptides khuếch tán vàopha nước, còn para-kappa-casein vẫn được giữ lại trên các gốc micelle và làm cho micelle dễtập hợp lại với nhau, chuẩn bị tạo thành khối đông Đây là giai đoạn đầu của quá trình đôngtụ

Đến giai đoạn hai, các micelle sau khi bị mất macropeptides trong phân tử -casein bắtđầu liên kết lại với nhau Đó là do hiện tượng giảm điện tích bề mặt của micelle (từ -20 xuống

còn -10mV), từ đó lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle cũng bị giảm Micelle lúc này chỉ chứa

các phân đoạn para-kappa-casein nên dễ dàng liên kết với nhau hơn Khi khoảng 85% casein bị thủy phân, dưới sự có mặt của Ca2+ và ở nhiệt độ 20oC thì các khối đông được tạothành do độ bền keo của micelle giảm dần

-Hình 2.3 Các giai đoạn trong quá trình đông tụ sữa.

2.3 Các chủng VSV.

2.3.1 VSV nhóm lactic.

Các chủng VSV (còn gọi là starter cultures) trong sản xuất phô mai rất đa dạng, có thể là

vi khuẩn, nấm men, nấm mốc hoặc có thể là tổ hợp nhiều loài VSV khác nhau Nhưng được

sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất phô mai là các chủng vi khuẩn lactic Chúng có chứcnăng tạo ra acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ casein trong sữa và tạo

độ chua trong khối đông Ngoài ra, sự chuyển hóa của các vi khuẩn này cũng tạo nên hương

vị cho phô mai và góp phần ngăn ngừa các VSV gây bệnh và gây hư hỏng sản phẩm Các

chủng vi khuẩn lactic thường dùng bao gồm Lactococcus lactis subsp lactis hoặc cremoris, Streptococcus salivarius subsp thermophilus, Lactobacillus delbruckii subsp bulgaricus, và Lactobacillus helveticus Nhìn chung, chúng chia thành hai nhóm:

- Nhóm ưa ấm (Topt = 20 – 35oC) được sử dụng để sản xuất các loại phô mai nhưCheddar và Gouda

- Nhóm ưa nhiệt (Topt = 37 – 45oC) được sử dụng để làm một số loại phô mai nhưEmmenthal và Feta

Ngoài vi khuẩn lactic, còn có một số loại vi khuẩn khác được thêm vào để làm tăng hương

vị và tạo cấu trúc cho sản phẩm, như chủng Lactobacillus casei và Lactobacillus plantarum (tạo mùi vị cho phô mai Cheddar), hoặc chủng Propionibacterium freudenreichii để tạo các lỗ

trống trong cấu trúc của các loại phô mai Thụy Sỹ như Gruyère, Emmenthal Chủng này lênmen đường hoặc chuyển hóa acid lactic thành acid propionic, CO2 và một số sản phẩm khác.Một số loài khác dùng để tạo vỏ ngoài cho phô mai và sau đó sẽ được rửa đi khi phô mai đã

định hình, chẳng hạn như chủng Brevibacterium linens trong sản xuất phô mai Gruyère, Brick

và Limburger

Nấm mốc và nấm men cũng được dùng để tạo màu sắc và mùi vị cho phô mai Ví dụ như

nấm men Torula được dùng để tạo vỏ trong quá trình ủ chín một số loại phô mai như Brick và Limburger Còn nấm mốc có chủng Penicillium camemberti trong sản xuất phô mai Camembert và Brie, và Penicillium roqueforti trong sản xuất phô mai xanh.

2.3.2 Giới thiệu hạt Kefir.

2.3.2.1 Nguồn gốc hạt Kefir.

Chữ Kefir bắt nguồn từ tiếng Thổ Nhĩ Kỳ “Keyif”, chữ này trong tiếng Thổ dùng để miêu

tả một hương vị tuyệt vời

Sữa lên men từ hạt Kefir có nguồn gốc từ vùng núi Caucasus và đã xuất hiện trên 2000năm nay Nó được xem là loại thức uống lên men từ sữa có tuổi đời lâu nhất trên thế giới.Truyền thuyết kể lại rằng, hạt Kefir là món quà mà Thượng Đế đã ban tặng cho những ngườimang dòng máu “Chính thống” thông qua nhà tiên tri Mohammed Tuy nhiên, Mohammed đã

nghiêm cấm họ chia sẻ bí mật này cho những người khác, vì nếu làm như vậy thì chính họ sẽđánh mất sức mạnh thần thánh của mình Truyền thuyết này giải thích vì sao hạt Kefir và sữalên men từ Kefir bị bao phủ bởi sự bí ẩn trong cả một khoảng thời gian dài.

Hạt Kefir chỉ vừa mới được biết tới ở ngoài vùng núi Caucasus mãi sau này, mặc dù nhàthám hiểm Marco Polo đã nhắc tới nó trong những tài liệu về chuyến thám hiểm của ông Đếnnhững năm đầu của thế kỷ 20, hạt Kefir mới được sản xuất với số lượng nhỏ ở Moscow Hiệnnay, thức uống lên men từ Kefir bắt đầu trở nên phổ biến ở Nga, vùng Tây Nam Châu Á,vùng Bắc Âu và thời gian gần đây là ở Mỹ

Có hai loại Kefir: một loại được gọi là water-kefir, lên men trong môi trường nước tráicây có đường; loại kia là milk-kefir, lên men trong môi trường sữa

2.3.2.2 Thành phần hóa học của Kefir

a Hình thái của hạt Kefir.

Hạt Kefir có kích thước đường kính thay đổi từ 0.3 đến 2.0 cm hoặc lớn hơn Hạt Kefir tonhỏ khác nhau, có màu sắc và hình dạng gần giống như hoa súp lơ (cauliflower) Hạt Kefir cótính co giãn, mềm dẻo, màu trắng ngà và có mùi thơm đặc trưng Khi cho hạt Kefir vào sữa,chúng sẽ phát triển thành những hạt mới Điểm đặc biệt là hệ vi sinh vật có mặt trong hạtKefir có thể giữ được hoạt tính trong nhiều năm nếu được bảo quản trong điều kiện tốt

Những hạt Kefir được tạo thành từ một khối các tế bào vi sinh vật và metabo-lites củachúng; protein sữa đông tụ và carbohydrate Những chất trên kết lại với nhau, tạo thành khối,

và khối sau cùng này được bao lại bởi rất nhiều hợp chất nhầy khác nhau, trong đó chủ yếu làpolysaccharide hay vẫn thường được gọi là Kefiran Khi tính theo trọng lượng khô, hạt Kefirgồm có khoảng 13% là protein, 24% polysaccharide, rất nhiều các mảnh tế bào, và một số hợp

chất không biết tên (theo Hallé và cộng sự, 1994).

Hình 2.4 Hạt Kefir

b Hệ vi sinh vật có trong hạt Kefir.

Hạt Kefir có một hệ VSV hết sức phức tạp, trong đó hỗn hợp vi khuẩn lactic chiếmkhoảng 83 – 90%, nấm men chiếm khoảng 10 – 17%, ngoài ra còn có một phần nhỏ vi khuẩnacetic và nấm mốc Theo Polish Standards (Anon., 2002), hệ VSV quan sát được trong hạtKefir bao gồm 80% lactobaccilli, 12% nấm men và 8% lactococci

Các chủng VSV phân lập được từ hạt Kefir sẽ trình bày rõ phần Phụ lục A

 Vi khuẩn lactic:

Có thể thấy được sự hiện diện của các chủng sau: Lactococcus spp ( đặc biệt là chủng Lactococcus lactis subsp lactis), Lactobacillus spp., Streptococcus thermophilus và Leuconostoc spp Những chủng này tạo thành những loài chính của nhóm vi khuẩn lactic (LAB) có mặt trong hạt Kefir; tuy nhiên, Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus casei subsp pseudoplantarum, Lactobacillus brevis

và Lactobacillus kefir cũng được tìm thấy trong hạt Kefir Theo Rea và cộng sự (1996) thì chủng Lactococcus phân bố trên bề mặt hạt Kefir, trong khi Lactobacilli và nấm men thì hiện

diện sâu bên trong hạt

 Nấm men.

Có rất nhiều loài nấm men (ví dụ như Kluyveromyces marxianus var lactis, Saccharomyces cerevisiae, Candida inconspicua and Candida maris) được tìm thấy trong hạt Kefir và các sản phẩm từ nó Trong đó chủng Kluyveromyces spp ( có khả năng lên men

lactose) chiếm lượng lớn và có mặt thường trực trong hạt Kefir, là tác nhân tạo hương cho sảnphẩm ( theo Engel và cộng sự., 1986; Seiler & Kümmerle, 1997)

 Vi khuẩn acetic.

Một loài vi sinh vật khác cũng hiện diện trong hạt kefir bao gồm Acetobacter aceti và Acetobacter rasens

 Nấm mốc.

Có một loài tồn tại giống như chủng Geotrichum candidum, tuy nhiên có thể đây chỉ là

loài bị nhiễm vào mà thôi Loài này có thể chỉ là một phần của hệ vi sinh vật kefir và không

có ảnh hưởng gì đến chất lượng của sản phẩm

c Chu kỳ phát triển.

Trong môi trường sữa, hạt Kefir sẽ phát triển thành những hạt con Những hạt con này lạitiếp tục nhân giống để thành hạt mẹ Chu kỳ phát triển được lặp đi lặp lại với chu trình gầngiống nhau (tự nhân giống) Trong một vài trường hợp đặc biệt, có những hạt không thể cho

ra bất cứ hạt con nào trong một thời gian dài, mà thay vào đó, chúng sẽ hình thành nên mộtkhối lớn

Khi cho hạt Kefir vào sữa, chủng Lactococci có xu hướng phát triển nhanh hơn nấm men

và thủy phân lactose để sản xuất acid lactic, cung cấp môi trường thích hợp để nấm men cóthể phát triển Thêm vào đó, nấm men sẽ tổng hợp các vitamin nhóm B, thủy phân proteinsữa, tổng hợp oxygen để sản xuất ra khí CO2 và alcohol Cũng theo Rea và cộng sự (1996),

sự tổng hợp vitamin B12 được thực hiện bởi vi khuẩn Acetobacter spp sẽ kích thích sự phát

triển của các vi sinh vật khác có mặt trong hạt Kefir

Khi được cho vào sữa tươi, tỷ lệ các loài VSV ở trong hạt Kefir sẽ rất khác so với tỉ lệ nàykhi ở trong sản phẩm Tỷ lệ các VSV trong sữa lên men từ Kefir (tạm gọi là sữa Kefir) có thể

gồm tới 80% lactococci (gồm Leuconostoc spp.), 10 – 15% nấm men và 5 – 10% lactobacilli,

trong khi ở hạt Kefir có thể chứa 65 – 80% lactobacilli, 10 – 15% nấm men và 5 – 25%

lactococci (gồm Leuconostoc spp.) Sự lên men diễn ra ở nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy sự phát triển

của Lactobacilli, trong khi số lượng Lactococcus và nấm men sẽ bị giảm

Bảng2.12: Sự biến đổi các thành phần từ sữa sau quá trình lên men của Kefir.

Chất béo Phụ thuộc vào nguồn sữa ban đầu (bò, dê …) và hàm lượng béo

của sữa được dùng (sữa nguyên kem, sữa tách béo một phầnhoặc sữa gầy)

Lactose Tiêu thụ một phần lactose bởi vi khuẩn lactic và nấm men

Lượng Lactose trên 100g sản phẩm sữa Kefir dao động từ 2 –2.5g

Acid lactic Được hình thành bởi vi khuẩn lactic Trên 100g sản phẩm sữa

Kefir có 0.6 – 1g lactose

Protein Chiếm 3 -3.4g/100g sản phẩm sữa Kefir.

Ethanol Sản sinh bởi nấm men có mặt trong hạt Kefir Lượng ethanol

nằm trong khoảng 0.02 – 1.8g/100g sữa

Các acid hữu cơ khác Acetic, formic, propionic, succinic, pyruvic, iso butyric, caproic,

… góp phần tạo hương cho sản phẩm Kefir

CO2 Sinh ra nhờ nấm men và vi khuẩn lên men lactic dị hình, tạo tính

chất đặc trưng cho Kefir

Hợp chất thơm Acetaldehyde, diacetyl, acetone; góp phần tạo hương cho sản

phẩm

Vitamin Lượng vitamin B tăng (đối với sữa cừu), lượng pyridoxine tăng ,

lượng acid folic tăng (trừ sữa ngựa); riêng acid pantothenic thìhàm lượng không đổi hoặc giảm đi khi cô đặc

Nguồn: Nguyễn Tú Thanh, 2003.