Công nghệ sản xuất phô mai

Chia sẻ: Tran Le Truc Ha | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

404
lượt xem 117
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Pho mát là thực phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa và cũng là một phương pháp để bảo quản sữa. _ Pho mát là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc ngưng tụ sữa bằng rennet hay các chất gây đông tụ khác rồi làm ráo nước.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ sản xuất phô mai

Trường Đại Học Kĩ Thuật Công Nghệ Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học Môn Công Nghệ Lên Men GVHD: T.s Nhóm thực hiện:
MỤC LỤC: I. Tổng quan về phô mai (pho mát - cheese): I.1. Định nghĩa:
_ Pho mát là thực phẩ m rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa và cũng là một phương pháp để bảo quản sữa. _ Pho mát là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc ngưng tụ sữa bằng rennet hay các chất gây đông tụ khác rồi làm ráo nước. I.2. Lịch sử ra đời: Pho mát có một lịch sử lâu đời, nhiều nhà nghiên cứu tin rằng pho mát bắt đầu xuất hiện từ những năm 8000 trước công nguyên, khi mà cừu bắt đầu được thuần hóa làm vật nuôi cho đến những năm 3000 trước công nguyên.
Lúc này, ở khu vực Trung Đông có thứ “mốt” đựng thực phẩ m trong da hoặc nội tạng của động vật để tiện di chuyển. Sữa cũng được đựng trong túi dạ dày của đông vật và đã bị làm đông cũng như bị vô tình lên men nhờ các vi khuẩn tự nhiên, vậy là pho mát đã ra đời. Việc xâm chiếm thuộc địa của người châu Âu đã đưa nghệ thuật này đi khắp nơi trên thế giới. Ngày nay được sản xuất khắp nơi chủ yếu là châu Âu và Mỹ với hơn 10 triệu tấn mỗi năm và 500 loại khác nhau. I.3. Phân loại: có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại phô mai:  Dựa vào độ cứng của phô mai: Hàm lượng nước trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữa lượng nước và tổng khối lượng phô mai đã trừ béo, được kí hiệu là MFFB (Moiture on Fat free basis). Lượng nước trong phomai (g) × 100% MFFB = Tổng khối lượng phomai (g) – Lượng nước trong sản phẩm (g) Loại sản phẩm Giá trị MFFB (%)
Phô mai rất cứng < 41 Phô mai cứng 49-56 Phô mai bán cứng 54-63 Phô mai bán mề m 61-69 Phô mai mềm >67  Dựa vào lượng béo trong sản phẩm: 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 béo, được kí hiệu là FDB (Fat on Dry Basis). Lượng chất béo trong phomai (g) × 100% FDB = Tổng khối lượng phomai (g) – Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Loại sản phẩm Giá trị FDB (%) Phomai có hàm lượng béo rất cao > 60 Phomai có hàm lượng béo cao 45 – 60 Phomai có hàm lượng béo trung bình 25 – 45 Phomai có hàm lượng béo thấp 10 – 25 Phomai gầy < 10  Dựa vào phương thức sản xuất: Loại sản phẩm Đặc điểm
1. Phomai tươi Không qua giai đoạn ủ chín 2. Phomai có qua * Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ giai đoạn ủ chín chín: - Vi khuẩn. - vi khuẩn và nấm mốc. * Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu: - trên bề mặt khối phomai. - Trong bề sâu khối phomai. II. Công nghệ sản xuất phô mát: II.1. Nguyên liệu dùng để sản xuất pho mát: II.1.1. Sữa: _ Sữa bò, sữa dê, sữa cừu…dưới dạng sữa tươi, sữa tách một phần béo hoặc sữa gầy.
_ Yêu cầu: + Sữa phải được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không chứa kháng sinh và bacteriophage. + Không bị nhiễ m bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ dụng cụ chứa hoặc đường ống vận chuyển. + Hàm lượng casein trong sữa: sữa có hàm lượng casein càng cao thì hiệu suất thu hồi phô mai càng cao.  Thành phần của sữa: Béo 4% THÀNH PHẦN CÁC LOẠI SỮA KHÁC NHAU
Loại sữa Nước Đ ạm Đường Chất béo Muối (%) (%) (%) (%) khoáng (%) Sữa bò 87.5 3.3 4.5 3.8 0.8 Sữa trâu 80.9 5.9 4.5 7.9 0.85 Sữa người 87.6 1.3 6.0 4.5 0.25 Sữa dê 86.8 3.7 4.6 4.1 0.8  Đạm (protein): _ Được tạo thành từ khoảng 20 axit amin. _ Chất đạm trong sữa chiếm 3.3% Đạm protein: chiếm 96%. Đạm phi protein: chiế m 4% +) Đạm protein bao gồm:  Cazein (87%):  Có tính chịu nhiệt cao. Ở pH = 6.7 cazein biến tính ở to ≥ 1500C Ở pH = 6.3 cazein biến tính ở to ≥ 1200C Ở pH = 6.0 cazein kết tủa khi đun sôi, to ≥ 1000C  Điểm đẳng điện: pH = 4.6.  Trong sữa, cazein tồn tại ở dạng keo, có màng hydrat bao bọc.Độ bền vững phụ thuộc vào màng này.
Cấu trúc micelle của casein A-Tiểu micelle B- Đầu ưa nước của K-casien C- Phosphate D- K-casein E- Tương tác kị nước  Phosphat canxi và tương tác kỵ nước giữa các dưới-micelle đảm bảo cho tính bền vững của cấu trúc micelle casein. Phần ưa nước của κ -casein có chứa nhóm carbohydrate, nhóm này đính ở bên ngoài của các micelle phức hợp (B trong hình 1), tạo nên một “lớp tóc”, nhưng quan trọng hơn là chúng giúp các micelle bền vững, chống lại sự kết tụ.  Casein được chia làm bốn nhóm phụ αs1, αs2,β và κ-casein. αs1, αs2, β: chứa gốc phosphate trong phân tử, có khả năng liên kết với Ca2+ và kết tủa . K-casein: chỉ có 1 nhóm phosphate; tương tác kị nước với αs1,αs2, β-casein và giúp các protein này hòa tan
 Protein hòa tan:  - lactoglobulin  - lactalbumin Peptone- protease Immunoglobulin Serum- albumin Các protein khác  Enzyme: Lactoperoxydase: Catalase : bị kết tủa khi casein bị đông tụ, sữa nhiễ m vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao Lipase : xúc tác thủy phân liên kết ester trong triglycerid và giải phóng ra các acid béo Phosphatase : xúc tác thủy phân liên kết ester giữa acid phosphoric và glycerin Lysozyme: Protease: xúc tác thủy phân protein +) Đạm phi protein bao gồ m: ure, các amino acid…  Chất béo: _ Là các cầu mỡ gồ m: Các axit béo no và không no, sắt, đồng, enzym, caroten... _ Trong sữa, chất béo có màu trắng vàng, các hạt có dạng hình cầu nhỏ (< 4m). _ Khi bảo quản, các cầu mỡ sẽ liên kết với nhau và nổi lên tạo thành váng.
 Đường: _ Là nguồn dinh dưỡng chính cho các vi khuẩn đặc biệt là vi khuẩn lactic  đông tụ sữa  sản xuất các sản phẩm lên men. _ Phản ứng giữa đường lacto và nhóm đạm tự do trong sữa (nhóm amino) (t≥650C)  hợp chất màu nâu làm sữa b ị sẫm màu và có vị caramen.  Khoáng: _ Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein). _ Trong các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci, phosphore, magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa. II.1.2. Rennet: Rennet là một enzyme thủy phân protein có trong dạ dày động vật.Trong sản xuất phomat, mục đích của việc sử dụng rennet là loại hoặc hạn chế tác dụng của κ- casein. Rennet với thành phần chủ chốt là chymosin, là các protease có khả năng phân hủy hạn chế κ-casein trong sữa. Khi mất thành phần hiếu nước, các hạt keo casein có thể liên kết với nhau và kết tủa. Trong công nghệ truyền thống, rennet được tách chiết từ mô ruột của động vật bằng dung dịch muối NaCl 10%. Sau đó enzyme được bảo quản trong dung dịch muối NaCl 20% có bổ sung natri benzoate hoặc natri propionate. Rennet bò thuộc loại phẩm chất tốt thường có chứa 90% chymosin và phần còn lại là pepsin (tính theo protein). Chymosin trong tự nhiên phục vụ quá trình đông tụ sữa ở dạ dầy bê non. Ngày nay các rennet được sản suất nguồn từ vi khuẩn biến đổi gen (Escherichia coli, Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger).
II.1.3. Vi sinh vật:  Vi khuẩn lactic:  Lactobacillus: L.lactic, L.bulgaricus, L.helveticus, L.casei…  Streptococus: S.lactic sub sp diacetilactic , S.cremoris, S.thermophillus.  Leuconostoc. Là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hoặc dị hình  Vai trò: tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ sữa và tạo độ chua cho khối đông. Một số chủng còn tham gia vào quá trình chuyển hoá acid citric, quá trình phân giải protein…  tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu hoá lí đặc trưng cho pho mai thành phẩ m.  Nấm mốc: Penicillium candidum, P.glaucum, P.roqueforti,…. Chúng sản sinh các proteolytic và lipolytic giúp cho quá trình chín tới và tạo hương vị đặc trưng. Ngoài ra còn góp phần cho việc trung hoà pH của sản phẩ m để thích hợp cho 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 mai cứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩ m.  Các VSV khác: được bổ sung vào để tạo màu, tạo mùi đặc trưng cho từng loại phô mai. II.1.4. Chất béo Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao người ta phải thêm cream hoặc bơ sữa. Các chất béo này cần phải đạt yêu cầu nghiêm ngặt về chỉ tiêu VSV. II.1.5. Chất phụ gia: + CaCl2: ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein. Người ta bổ sung Ca2+ dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụvà cấu trúc, độ cứng của khối đông + C O 2: Làm giảm nhẹ pH của sữa. Rút ngắn thời gian đông tụ casein Tiết kiệm được lượng chymosin cần sử dụng
+ NaNO3/ KNO3 : Sử dụng như một tác nhân ức chế VSV nhiễ m trong sữa.  Hàm lượng tối đa cho phép là 30g/ 100kg sữa.  Nếu sử dụng muối nitrit quá nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản phẩ m và cũng có thể ức chế giống VSV sử dụng trong sản xuất phô mai. + Chất màu: được sử dụng để ổn định màu sắc cho phô mai, thường sử dụng các chất màu tự nhiên như: carotenoids hoặc chlorophylle II.2. Quy trình sản xuất:  Giai đoạn lên men sữa, kết tủa casein: Sữa sau khi đã thanh trùng Pasteur ở 85 - 950C từ 15 - 20 phút, dùng chế phẩm men Renin và vi khuẩn lactic để kết tủa sữa. Vi khuẩn lactic lêa5men sinh ra acid lactic, làm giảm pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi để casein kết tủa và emzym Renin giúp cho giúp cho sự kết tủa cazein tốt hơn, cazein lắng xuống và thu được Phomai. Ngoài tác dụng kết tủa, Renin còn thủy phân một phần cazein thành pepton, acid amin…
 Giai đoạn ép nén tách huyết thanh, khử nước: Phần casein kết tủa được ép từ 20 ÷ 24 giờ, ở nhiệt độ 35 ÷ 500C. Trong thời gian này sự lên men lactic vẫn tiếp tục mạnh mẽ. Sau khi ép huyết thanh ra khỏi cục sữa kết tủa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g Phomái đạt đến hàtua3i. Phomai lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipid. Huyết thanh sữa bị loại ra chứa lactoza, lactalbumin, lactoglobulin…  Giai đoạn muối Phomai: Khối Phomai sau khi tách huyết thanh sẽ cho vào bể nước muối nồng độ 24% ngâm trong vài ngày để tăng vị mặn, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phomai và kìm hãm vi sinh vật có hại phát triển chủ yếu là trực khuẩn đường ruột.  Giai đoạn ủ chín: Sau khi muối xong, khối Phomai được chuyển vào hầm lên men ở nhiệt độ 50 ÷ 570C, độ ẩm 80 ÷ 90%. Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza dã bị tách hầu hết trong giai đoạn ép nén. Trong khối phomai, vi khuẩn Propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid axetic và CO2. Cả hai acid này làm cho Phomai có vị chua, hăng đặc biệt. Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 ÷ 2,5 tháng. Giai đoạn này gọi là quá trình ủ chín.Tuy vậy, quá trình ủ chín Phomai vẫn được tiếp tục một thời gian nữa cho Phomai hoàn toàn chín. Trong thời gian này cazein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym Renin và vi khuẩn lactic. Khi Phomai chín thì 2/3 cazein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít NH3.
Sữa bột nguyên cream Kiểm tra và làm sạch Cân định lượng Chất ổn định Hoàn nguyên 42 – 450C Nước 40 – 500C Thanh trùng (750C) và làm lạnh (2 – 60C) Ủ hoàn nguyên 2 – 60C Sữa sau hoàn nguyên Tiêu chuẩn hóa Cream Gia nhiệt 600C Đồng hóa Giống 0 0 Thanh trùng (72 C) và làm nguội (22-24 C) Lên men (30-350C) Hoạt hoá giống Enzym chymosin Đông tụ (18-220C) Phô mai D2 NaCl Huyết Cắt quện sữa thanh 28% Ướp muối Ép định hình Bao gói
1. Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu: Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phomai thành phẩ m 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 chỉ tiêu cả m quan, hóa lí và vi sinh. 2. Định lượng:  Mục đích: Định lượng sữa bột nguyên cream cần dùng cho công đoạn hoàn nguyên.  Tiến hành: sữa bột nguyên crem được kiểm tra rồi được xe nâng vận chuyển tới cân định lượng rồi đưa vào phễu trộn để khuấy trộn và được bơm qua thùng hoàn nguyên. 3. Hoàn nguyên sữa bột:  Mục đích: Chuyển sữa bột từ dạng bột sang dạng lỏng giống như sữa tươi ban đầu.  Tiến hành: + Quá trình hoàn nguyên s ữa bột nguyên crem bằng cách cho sữa bột vào thùng có cánh khuấy đã chứa sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45- 500C. Trong quá trình hoàn nguyên, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằ m phân tán đều bột sữa trong nước, tăng khả năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ổn định cũng được bổ sung vào nhằ m ổn định trạng thái của sữa, giả m thời gian ủ hoàn nguyên sau này. Chất phá bọt cũng được cho vào ở đây nhằ m tránh tạo bọt. + Nước dùng cho hoàn nguyên là nước đã qua khâu kiểm tra xử lí đạt yêu cầu. 4. Thanh trùng và làm lạnh:
 Mục đích Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzim có sẵn trong sữa nhằ m tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn nguyên trong thời gian khá dài.  Tiến hành : Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng, nhiệt độ thanh trùng là 750C, thời gian thanh trùng là 40 giây. Sau đó sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ 2  60C. 5. Ủ hoàn nguyên:  Mục đích: Sữa được ủ trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở lại trạng thái của sữa tươi nhưng vẫn đảm bảo hạn chế về sự phát triển của một số vi sinh vật. Các muối khoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với casein là một loại protein chiếm phần lớn trong sữa để tạo thành caseinat canxi ở trạng thái hòa tan nên giúp cho sữa có trạng thái đồng nhất tốt. Đây là một trong những công đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng phomai.  Tiến hành: + Sữa sau khi thanh trùng và làm lạnh từ thùng chứa sẽ được bơm qua bồn ủ hoàn nguyên có bảo ôn nhiệt độ. Nhiệt độ ủ 2-6 0C trong thời gian 4-8 giờ. + Mỗi bồn hoàn nguyên đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằ m sát đáy và được bật chạy liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên. Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đạt trạng thái đồng nhất như sữa tươi, sữa này đưa đi qua thiết bị chứa đựng để chuẩn bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa. 6. Tiêu chuẩn hoá:  Mục đích:
Điều chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô của dịch sữa đạt yêu cầu công nghệ. Nguyên liệu sản xuất chính của dây chuyền này là sữa bột nguyên crem nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream hoặc bơ xác định vào để dịch sữa đạt 3,5% béo.  Tiến hành: Sữa từ thùng chứa sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá, cream hoặc bơ được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy của thùng 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. 7. Gia nhiệt: Nhằ m 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 tạp trùng. Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng hình trụ đứng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 600C. 8. Đồng hoá:  Mục đích: + Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái của sữa trong quá trình sản xuất. Vì vậy đồng hóa nhằ m làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa, ta tiến hành đồng hóa hỗn hợp dưới tác dụng của áp lực cao khoảng 200-250 bar, ở nhiệt độ 65-700C. + Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến phomai làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá 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 li tâm. Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất 200  250 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 giả m kích thước hạt. + Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạ m chứa. 9. Thanh trùng và làm nguội: * Mục đích: Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật và enzym có trong sữa, làm biến tính một phần các protein trong sữa để thuận lợi cho công đoạn lên men. * Tiến hành + Dịch sữa trong thùng tạ m chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng ở chế độ: 720C trong thời gian 15 giây, tiếp theo sẽ được làm nguội về 22 - 240C. Quá trình thực hiện trong một công đoạn khép kín, hoàn toàn tự động hóa. 10. Lên men: Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lactic và tiến hành nhân giống trong môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở nhiệt độ: 110-1150C, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 220C. Thường sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm để sản xuất phomai tươi: Lactococcus cremoris, Leuconotoc lactis, Leuconótoc cremoris… Sau khi nhân giống, ta cấy vi khuẩn lactic này vào sữa theo tỉ lệ: 1-3% (v/v) và bắt đầu khuấy trộn canh trường đạt đến mức độ đồng nhất để thực hiện quá trình lên men.