Đề tài: Xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 3 tấn sản phẩm trên ca từ nguyên liệu sữa tươi

Chia sẻ: Nguyen Nini | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

280
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 3 tấn sản phẩm trên ca từ nguyên liệu sữa tươi" trình bày nội dung thông qua các chương sau: chương 1 tổng quan tài liệu, chương 2 dây chuyền công nghệ, chương 3 các thiết bị sử dụng trong sản xuất phomai.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 3 tấn sản phẩm trên ca từ nguyên liệu sữa tươi

MỞ ĐẦU Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin,… Ngoài giá trị dinh dưỡng trong sữa còn nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: axit amin không thay thế, muối khoáng… Sữa được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau, trong đó các sản phẩm được chế biến từ sữa vẫn là mặt hàng có giá trị dinh dưỡng cao chứa đ ầy đ ủ các chất với một tỉ lệ thích hợp cần thiết cho con người. Tiêu biểu là phô mai là nguồn cung cấp chất đạm, canxi, phốt pho cao, rất bổ dưỡng và tốt cho xương, giúp chống lại ung thư đường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hóa.[15] Tuy nhiên ở Việt Nam ta, ngành sản xuất sữa chỉ là nhập nguyên liệu về rồi sau đó đem đi hoàn nguyên lại, còn phô mai vẫn chưa được phát triển mạnh, phần lớn chúng ta vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài. Đặc biệt trong xu thế hội nhập và toàn cầu hóa, Việt Nam đang bước vào lộ trình hội nhập với sự cạnh tranh quyết liệt của nền kinh tế thị trường, hàng hóa nói chung, các loại thực phẩm nói riêng của tổ chức thương mại thế giới WTO. Nó đòi hỏi nhà nước cũng như các doanh nghiệp tận dụng những cơ hội có được để tăng cường phát triển đối đầu với những thách thức mới và việc xây dựng nhà máy sản xuất phô mai là giải pháp tích cực hiện nay. Vì vậy em chọn đề tài xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 3 tấn sản phẩm trên ca từ nguyên liệu sữa tươi. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nguyên liệu: 1.1.1.Sữa: 1.1.1.1.Định nghĩa về nguyên liệu sữa tươi: Sữa là chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật con. Sữa được lấy từ những con khoẻ mạnh, có được từ một hay nhiều lần vắt. Sữa tươi là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng bởi nó là thực phẩm cân đối về thành phần các chất như: prôtein, lipit, muối khoáng, vitamin… Ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ axit amin không thây thế, đây là những axit amin cần thiết cho cơ thể. 1.1.1.2. Tính chất vật lý của sữa tươi: Sữa là chất lỏng có màu trắng đục, có độ nhớt lớn, có mùi rất đặc trưng và vị hơi ngọt. Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau: [4- trang 5]. • Mật độ quang ở 150C : 1,03 – 1,034 • Tỉ nhiệt : 0,93 • Nhiệt độ đông đặc : - 0,550C • pH : 6,5 – 6,6 • Độ axit tính bằng độ Donic -0D : 16 – 18 • Chỉ số khúc xạ ở 200C : 1,35 1.1.1.3. Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa tươi: 1.1.1.3.1. Cấu trúc hoá lý: Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo (đường kính từ 3-5 μm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1μm trong pha phân tán là nước). 1.1.1.3.2. Thành phần hoá học của sữa tươi: Sữa bao gồm 2 thành phần chính là nước và chất khô. 1.1.1.3.2.1. Nước: Nước trong sữa bao gồm nước tự do và nước liên kết trong đó nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
+ Nước tự do: có thể tách ra được trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô. Đây là cơ sở để sản xuất những sản phẩm từ sữa khác nhau như: sữa cô đặc, phô mai… + Nước liên kết: chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3 – 4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic, polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, -OH, =NH, =CO. 1.1.1.3.2.2. 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 loại vitamin, acid, enzym... * Chất béo: Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A,D,E). Ðối với các sản 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÷45 g/l gồm axit béo no và không no như: axit oleic, axit palmitic, axit stearic. + Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử. Các chất béo phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin và xephalin. * Đặc tính hoá lí của chất béo: [4 - trang 7].  Mật độ quang ở150c : 0,91÷ 0,95oC  Nhiệt độ nóng chảy : 31÷36oC  Nhiệt độ đông đặc : 25÷30oC  Chỉ số iod : 25÷45  Chỉ số xà phòng hoá : 218÷235  Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5÷3  Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462 Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình cầu hoặc ôvan có đường kính 2÷10 µm. Các tiểu cầu này được bao bọc bởi một Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
màng protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hoà tan đ ược và không hoà tan được tỉ lệ giữa hai thành phần này là rất khác nhau giữa các loại sữa. Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung 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 đó phần 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 làm tăng cường sự hoạt động tr ực tiếp của một số loài vi sinh vật hoặc là sự tăng lên của chỉ số axit hoặc làm thay đổi các tính chất vật lí một cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính các ti ểu cầu với nhau dẫn đến quá trình tách chất béo làm mất đi tính đồng nhất của sữa. * Prôtein: Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin đặc biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong s ữa tính theo % chất khô như sau: [3- trang 10]. Alanin : 3% Prolin : 11,3% Phenylamin : 5% Valin : 7,2% Cystin và cystein : 0,34% Methionin : 2,8% Lơxin : 9,2% Serin : 6,3% Treonin : 4,9% Izolơxin : 6,1% Tryptophan : 1,7% Arginin : 4,1% Histidin : 3,1% Lysin : 8,2% Acid aspartic : 7,1% Acid glutamic : 22,4% Tyrosin :6,3% Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [3- trang 10].  Cazein toàn phần chứa : 26 ÷ 29 g/l  Lactoglobulin : 26 ÷ 29 g/l  Lactalbumin: 2,4 ÷ 4 g/l  Imunoglobulin: 0,8 ÷ 1,5g/l  Và một số thành phần khác Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa. Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷ 200µm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH=4,6). Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự không đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có α, β, λ cazein .α-cazein chiếm 60% cazein toàn phần, β-cazein chiếm 30% cazein toàn phần, λ-cazein chiếm 4-10% cazein toàn phần. Khi nhiệt độ vượt quá 75-80 0C có sự biến tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành canxi triphosphat không hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocazein và các muối khoáng hoà tan. * Đường: Ðường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/lit 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 cũng kém hơn. Ðộ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.1. Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100gH2O) Nhiệt độ α-lactoza β-lactoza 0 5 45,1 25 8,6 45,1 39 12,6 45,1 100 70 94,7 Ở nhiệt độ nhỏ hơn 1000C thì không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi lớn 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 hình thành bởi quá trình caramen hoá. Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có th ể t ạo 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: Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
C12H22011.H20 → 4CH3-CHOH-COOH Mặt khác sự tạo thành khí H2 và khí C02 có liên quan đến sự phồng lên tạo lỗ hổng cho các loại phomat: 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 của các axit phosphorit, limonic, clohydryt nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau. 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 đặc biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở dạng c ơ thể dễ hấp thụ. Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca 2+của các muối hoà tan được phân ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa. Sự tăng lên của Ca2+ làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc dưới tác dụng của các men dịch vị. Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá trình chế biến sữa cô đặc hoặc chế biến các sản phẩm sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao người ta thường bổ sung các loại muối phức phosphat hoặc xitrat cho phép giữ sự ổn định của sữa. Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%). Tỷ lệ K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ. Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng 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 dụng giữ 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 chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. Trong thành phần chủng vi sinh vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm. Các vi khuẩn này, trong quá trình hoạt động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic để tạo thành các diaxetyl, axetoin, các acid bay hơi... Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa. Các muối hòa tan c ủa acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan. * Axit hữu cơ: Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
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 cho các s ản ph ẩm bơ nhờ vào quá trình sau: VK lactic Acid citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol . * Các chất xúc tác sinh học: + Vitamin: Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng không lớn lắm. Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà tan c ủa chúng trong nước hay chất béo. - Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa. - Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP. + Các Enzim: Các enzym 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 enzym trong sữa được chia làm hai nhóm chính. + Nhóm enzym thuỷ phân: gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza. Trong đó, vai trò của các enzym lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo và glyxerin có pH = 9,4. + Nhóm enzym oxy hoá: gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các enzym này có vai trò quan trọng 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 các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi. Nấm mốc: Chủ yếu là Muco và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomát dạng nhão. Ngoài ra còn có Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
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 nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong sữa tạo acid lactic. Vi khuẩn : 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 enzym catalaza và vậy chúng không phân hủy nước oxy già. + Không sản sinh ra các hợp chất nitrat. + Ít hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong phomat các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần 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 phomát.  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 phomat.  Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp 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 60oC và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu diệt. Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn) vẫn tồn tại. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của chúng chỉ có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100oC rất nhiều. 1.1.2. Sữa bột nguyên cream: Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
1.1.2.1. Định nghĩa: Sữa bột nguyên cream được sản xuất từ sữa tươi qua quá trình tách nước và không hiệu chỉnh hàm lượng chất béo, có các thành phần dinh dưỡng cao, đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung và cân bằng protein cho sản phẩm. 1.1.2.2. Thành phần của sữa bột nguyên cream: Bảng 1.2 Thành phần của sữa bột nguyên cream Các thành phần Sữa bột nguyên cream (%) Nước 3,5 Protein 25,2 Chất béo 26,2 Lactoza 38,1 Chất khoáng 7,0 1.1.2.3. Một số chỉ tiêu của SMP về sữa bột nguyên cream: Chỉ tiêu cảm quan: + Màu sắc: Màu trắng sữa, đồng nhất. + Mùi : Mùi thơm tự nhiên của sữa bột nguyên cream, không chua, không hôi. + Vị : vị đặc trưng của sữa. + Trạng thái : bột đồng nhất, không có tạp chất lẫn vào. + SMP bảo quản trong kho thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp. Chỉ tiêu hóa lý: + Độ ẩm tối đa: 4%. + Độ béo không nhỏ hơn: 25%. + Khả năng hòa tan của sữa bột: Khả năng hòa tan của sữa bột được xác định qua các chỉ tiêu như: chỉ số hòa tan, độ thấm ướt, độ phân tán… * Chỉ số hòa tan: Được tính bằng lượng chất không hòa tan còn lại trong ống sau khi ly tâm. Phụ thuộc vào phương pháp sấy, độ hòa tan của các loại sữa sẽ rất khác nhau: khi sấy màng, lượng chất không tan 15 – 20ml tức là độ hòa tan 80 – 85%, còn khi sấy phun, lượng đó là 0,5 – 2ml tức là độ hòa tan 98 – 99,5%. Gía tr ị chỉ s ố hòa tan càng lớn chứng tỏ sữa bột có độ hòa tan càng thấp. * Độ thấm ướt: là thời gian cần thiết (tính bằng giây) để làm ướt 13g s ữa bột nguyên cream khi ta đổ sữa vào 100ml nước ở 20 0C. Khả năng thấm ướt của sữa bột phụ thuộc rất lớn vào kích thước của hạt sữa bột. Khi tăng kích thước c ủa hạt s ữa Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
bột lên 130 – 150µm sẽ làm tăng khả năng thấm nước.Sữa bột có khả năng thấm nước nhỏ hơn 30 giây là tốt. * Độ phân tán: Cấu trúc, kích thước, hình thể phân tử protein của hạt sữa bột là những yếu tố rất quan trọng quyết định khả năng phân tán. Loại sữa bột nào có hàm lượng protein biến tính cao sẽ kém phân tán (kém hòa tan) hơn. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa theo đúng quy định: Các nhà khoa học thường quan tâm đến chỉ tiêu vi sinh của sữa, đặc biệt là nhóm vi khuẩn sinh bào tử (giống Clostridium) và nhóm vi sinh vật ưa lạnh (giống Pseudomonas). Bào tử vi khuẩn Clostridium tyrobutyricum bền nhiệt. Trong giai đoạn ủ chín phomai, vi khuẩn Clostridium lên men chuyển hóa acid lactic thành acid butyric và khí hydro tạo mùi khó chịu và gây hư hỏng cấu trúc sản phẩm. Riêng vi khuẩn Pseudomonas có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ thấp và tiết ra những enzym ngoại bào như lipase, protease… các enzyme này sẽ xúc tác quá trình thủy phân lipit và protein trong sữa có thể gây ra mùi ôi và vị đắng. Hàm lượng vi sinh vật trong sữa phải được khống chế ở mức giá trị càng thấp càng tốt. + Tổng số tạp trùng không được quá 50.000 vi khuẩn lạc trong 1g sữa. + Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc/1ml sữa pha lại.Và không được có vi trùng gây bệnh.[3-Trang 105] 1.2. Tổng quan về phomai: 1.2.1. Giới thiệu về phomai: Phomai là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trong các món ăn Tây phương. Người Việt hay gọi phomai (hay phó mát). Phomai (tiếng Anh - cheese, tiếng pháp - fromage) là sản phẩm được lên men hay không đươc lên men (tức là loại phomai chịu tác động ít nhất của quá trình lên men lactic) chủ yếu từ thành phần casein của sữa tạo thành dạng gel mất nước. Phomai giữ lại hoàn toàn lượng chất béo ban đầu gọi là phomai béo. Ngoài ra trong sản phẩm còn chứa một ít lactoza dưới dạng acid lactic và một tỷ lệ khác nhau về chất khoáng. Theo định nghĩa của PAO/WHO, phomai là protein của sữa được đông tụ, tách bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
Phomai 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 có giá tr ị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu. Trong phomai chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino acid), lipit 30%, các muối khoáng, các vitamin (A, B1, B2, C, …).[1-Trang 235] 1.2.2. Phân loại phomai: - Phân loại theo tác nhân đông tụ casein: Là rennin hay là acid. Có một số loại, vừa là kết quả của sự đông tụ casein bằng acid và bằng cả rennin: cottage. - Phân loại theo hàm lượng nước: Phomai rất cứng (w < 56%), phomai cứng vừa (w = 54 – 63%), phomai cứng như Cheddar, Emmenthat. Phomai mềm như Camember, Brie (w = 78 – 87%), hàm lượng nước thấp. - Phân loại dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phomai. Đa số loại phomai đều “chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic. Bảng 1.3 Phân loại phomai dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phomai Loại sản phẩm Đặc điểm Phomai tươi Không qua giai đoạn ủ chín Phomai có qua giai * Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín: đoạn 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 phomai. - Trong bề sâu khối phomai. Một số loại như Camember quá trình chín 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 phomai: loại có lỗ hổng hình tròn (round – eyed texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO 2. Loại có lỗ hổng hình hạt (granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phomai trong quá trình đổ khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng. Ngoài ra còn có một loại phomai đặc biệt khác được gọi là phomai nấu chảy được sản xuất từ một số loại phomai khác.[2- Trang236] Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
- Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phomai(FDB): Lượng chất béo trong phomai (g) × 100% FDB = Tổng khối lượng phomai (g) – Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Bảng 1.4 Phân loại phomai theo giá trị FDB Loại sản phẩm Gía trị FDB (%) Phomai có hàm lượng béo rất cao > 60 Phomai có hàm lượng béo cao 45 – 60 Phomai có hàm lượng béo trung 25 – 45 bình Phomai có hàm lượng béo thấp 10 – 25 Phomai gầy < 10 1.2.3. Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phomai: Quy trình sản xuất phomai được tiến hành qua 4 giai đoạn, trong đó các vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chế biến. [3], [14], [5 – Trang 98] Giai đoạn làm đông sữa: Về mặt hóa lí học, hiện tượng đông tụ sữa được thể hiện bằng sự kết tụ giữa các mixen casein để tạo ra gen đặc. Để thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuất phomai, cần thiết phải có một lượng acid lactic và men dịch vị được lấy từ múi khế của dạ dày bê để làm đông tụ sữa khi chế biến phomai. Quá trình được tiến hành như sau: Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 – 90 0C trong 15 – 20 phút, được đem đi xử lí bằng renin – là enzym 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 sẽ đông 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 30 0C. Khi tiến hành làm đông tụ sữa, người ta cấy vi khuẩn lactic vào môi trường sữa.Quá trình lên men lactic được tiến hành, chuyển đường lactose của sữa thành acid lactic. Kết quả là quá trình này cũng gây ra sự đông tụ sữa như đã trình bày ở trên (các sợi mixen của casein sữa lại kết thành cục rắn chứa huyết thanh sữa ở bên trong). Các khảo sát bằng thực Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
nghiệm cho thấy: 3/4 số vi khuẩn lactic sẽ nằm trong cục rắn, 1/3 số vi khuẩn lactic còn lại sẽ nằm trong dịch huyết thanh ở bên 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 enzym đông tụ sữa, điều này đưa đến sự đông tụ sữa càng xảy ra nhanh hơn. Ở giai đoạn này, dưới tác dụng của enzym renin, casein và paracasein của sữa sẽ bị phân giải tạo pepton và amino acid (tyrosine, tryptophan …) tập trung lại trong 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 huy ết thanh ra khỏi cục đông sữa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g phomai đạt đến hàng tỉ. Phomai lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipit. Khi ép phần huy ết thanh bị loại ra ngoài cục đông sữa có thành phần gồm đường lactose, lactalbumin, lactoglobulin … Giai đoạn muối phomai: Ngay sau khi ép cục đông để tách huyết thanh, phomai được ngâm vào bể nước muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày để tăng vị mặn cho phomai, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phomai 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 phomai như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài dung dịch ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phomai. Muối ăn thấm vào lớp bề mặt của phomai, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại. Giai đoạn ủ chín phomai: Ở giai đoạn cuối cùng này phomai được đưa vào hầm làm chín ở 50 – 57 0C, có độ ẩm là 80 – 90%. Quá trình làm chín phomai kéo dài khá lâu, từ vài tháng đến hàng năm, bao gồm nhiều khâu chuyển hóa hóa sinh rất phức tạp, có nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau tham gia cùng với men đông tụ sữa. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã 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 casein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym renin và vi khuẩn lactic. Khi phomai 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, phomai được khử trùng bằng cách chiếu tia tử ngoại. Việc đóng gói thường sử dụng những bao bì đ ặc biệt như dùng oliofilm (cao su xử lí bằng HCl), rilsan (protein của dầu thầu dầu), giấy kim loại (giấy thiếc)… 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 phomai từ sữa bột nguyên cream: 1.2.4.1. Giống vi sinh vật: Trong sản xuất phomai sử dụng nguyên liệu chính là sữa bột nguyên kem nhà sản xuất sử dụng tổ hợp nhiều loài vi sinh vật khác nhau. Phổ biến nhất trong sản xuất phomai là vi khuẩn lactic. Chúng thường có dạng hình cầu (hoặc hình ovan) và hình que. Vi khuẩn lactic lên men được mono và disacarit, nhưng không phải tất cả các vi sinh vật này đều sử dụng được bất kỳ loại disacarit nào. Các vi khuẩn lactic không lên men được tinh bột và các polysacarit khác (chỉ có loài L. delbrueckii là đồng hóa được tinh bột). Một số khác sử dụng được pentoza và acid xitric mà chủ yếu là các vi khuẩn lên men lactic dị hình. Người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm (T opt = 25 - 350C) và ưa nhiệt (Topt = 37 - 450C) với cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dị hình. * Lên men lactic đồng hình. C6H12O6 + 2CH3 – CHOH – COOH + 94 Kcal Glucoza acid lactic * Lên men lactic dị hình. 2C6H12O6 + CH3 – CHOH – COOH + HOOC – CH2 – CH2 – COOH Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
Glucoza acid lactic acid xucsinic + CH3 – COOH + CH3 – CH2OH + CO2 + H2 acid axetic rượu êtylic Các vi khuẩn lactic ngoài việc tạo thành acid còn có một số loài tạo chất thơm (diaxetyl, axetoin, acid bay hơi…) như Streptococcus diaxetylactic. Vi khuẩn lactic có hoạt tính proteaza: phân hủy được protein của s ữa thành các peptit và acid amin. Hoạt tính này ở các loài là khác nhau, thường trực khuẩn là cao hơn. [15], [1 – Trang 238] 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 chế phẩm protease có nguồn gốc từ vi sinh vật và thực vật. Khả năng gây đông tụ sữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa. Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng. hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường giao động 1:10.000 ÷ 1:15.000. Chế phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 – 60C). 1.2.4.3. Chất béo: Để sản xuất phomai 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 v ật. [1 – Trang 238] 1.2.5. Tình hình sản xuất phomai: Phomai có mùi vị thơm ngon, kích thích quá trình tiết dịch tiêu hóa, làm tăng khả năng đồng hóa thức ăn cho cơ thể. Phomai tuy chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, nhưng là một thực phẩm rất phổ biến và hợp khẩu vị của người Châu Âu, Châu Mĩ. Ở Pháp, trung bình hàng năm mỗi người sử dụng 26 ÷ 28 kg phomai các loại. Sản phẩm phomai đã được nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây. Đến nay, một số công ty chế biến sữa trong nước đã bắt đầu sản suất vài loại phomai đơn giản. 1.2.5.1. Tình hình trên thế giới: Tập đoàn Bel của Pháp vừa giới thiệu đến thị trường Việt Nam sản phẩm mới: phomai Belcube. Bel cho ra đời dòng sản phẩm phomai với nhiều hình thức đ ộc đáo và đa dạng về hương vị cho khách hàng dễ lựa chọn. “Phomai Belcube. Vuông mới Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
vui” với 15 miếng phomai xinh xắn trong mỗi hộp chứa đựng những hương vị khác nhau, bao gồm: Hộp xanh dương: Vị phomai nguyên chất; hộp xanh lá cây: gồm có vị cà chua, vị phomai nguyên chất và thịt giăm bông; Hộp vàng: gồm có vị phomai xanh, phomai nguyên chất và phomai Cheddar và hộp đỏ: gồm có vị pizza, phomai nguyên chất và thịt hun khói. Phomai có ở Việt Nam từ những năm 1940 và đã được cải tiến phù hợp với khẩu vị của người Việt Nam. Hiện nay, thị phần phomai của Bel đang đứng đầu tại Việt Nam (54% thị phần năm 2007), và đang tăng trưởng rất nhanh. Bel là tập đoàn đa quốc gia của Pháp, chuyên về sản xuất những loại phomai chất lượng chính hãng phù hợp với khẩu vị của mỗi người. Tập đoàn có 11,000 nhân viên làm việc trên toàn cầu và mạng lưới phân phối tại 120 quốc gia khắp thế giới với các thương hiệu như: Con Bò Cười (La Vache qui rit), Mini Babybel, Kiri, Leerdammer, và giờ đây là Belcubes Với doanh thu hằng năm đạt 1,7 tỉ Euro (2005), Bel đã duy trì được mức tăng trưởng ổn định dựa trên sự phối hợp của chiến lược tập trung lợi nhuận và đẩy mạnh vị trí dẫn đầu tại các thị trường. [13] 1.2.5.2. Tình hình trong nước: Theo TS. Phương, trong số các sản phẩm truyền thống từ đậu nành có chao là sản phẩm duy nhất được coi là xuất phát điểm để chế biến phomai đậu nành. Để sản xuất phomai đậu nành, nhóm nghiên cứu đã mua các đậu hũ ngoài chợ. Sau đó, nhóm đã dùng một số chủng vi khuẩn có sẵn trong sưu tập giống của Vi ện Sinh học Nhiệt đới, đặc biệt là vi khuẩn lactic (Lactobacillus sp.) phân lập từ sữa đậu nành lên men tự nhiên. Sau thời gian bảo quản và ủ chín ở các điều kiện khác nhau, nhóm đã sản xuất được 3 loại phomai khác nhau. Sản phẩm phomai 1 có màu vàng ngà, mịn, mùi thơm nồng, vị béo và không đắng. Sản phẩm thứ 2 có màu trắng bông của một loại mốc trắng dai, mềm, mịn và nhuyễn. Mùi thơm của sản phẩm thứ 2 có mùi thơm đặc trưng của loại mốc tạo ra nó, còn vị thì béo và không đắng. Sản phẩm thứ 3 lại có màu trắng ngà, lốm đốm xanh. Cấu trúc của phomai này mềm và nhuyễn. Mùi vị thơm, béo và mặn. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
Ngày 24/10. TS. Sinh học Lê Chiến Phương - Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM, cho biết: Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM vừa sản xuất thành công phomai và mì ăn liền từ đậu nành. Các sản phẩm này đã được đem sản xuất thử ở quy mô pilot từ tháng 8/2006 - 8/2007. [10] Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ: 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 Thanh trùng (720C) và làm nguội (22-240C) Lên men (30-350C) Hoạt hoá giống Enzym chymosin Đông tụ (18-220C) W= 85% Phô mai Huyết D2 NaCl Cắt quện sữa thanh 28% W= 75% Công nghệ sản địnht hình Ép xuấ phomai năng suất muốinW=72% m/năm từ sữa bột nguyên cream Ướp 3,5tấ sản phẩ Bao gói
2.2. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ: 2.2.1. Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu: Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phomai thành 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 chỉ tiêu cảm quan, hóa lí và vi sinh. 2.1.2. 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. 2.1.3. 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 sữa bột nguyên crem bằng cách cho sữa bột vào thùng có cánh khuấy đã chứa sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45-50 0C. Trong quá trình hoàn nguyên, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán đều bột sữa trong nước, tăng khả năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ổn đ ịnh cũng đ ược bổ sung vào nhằm ổn định trạng thái của sữa, giảm thời gian ủ hoàn nguyên 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. Thanh trùng và làm lạnh: ∗ Mục đích Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzim có sẵn trong sữa nhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn nguyên trong thời gian khá dài. ∗ Tiến hành : Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream
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. 2.1.5. Ủ hoàn nguyên: ∗ Mục đích: Sữa được ủ trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở l ại 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 nằm 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 đ ựng đ ể chuẩn bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa. 2.1.6. 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. Công nghệ sản xuất phomai năng suất 3,5tấn sản phẩm/năm từ sữa bột nguyên cream