Quy trình công nghệ sản xuất phomat (phomai)

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH KHOA COÂNG NGHEÄ HOÙA HOÏC VAØ DAÀU KHÍ BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ THÖÏC PHAÅM dËeËdËeË TIEÅU LUAÄN QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄä SAÛN XUAÁT PHOMAT GVHD : TS. LE VAÊN VIEÄT MAÃN NHOÙM 3: TRAÀN THÒ MINH THU HOAØNG THÒ THANH THUÛY TRAÀN THÒ AÙNH TUYEÁT PHAÏM VUÕ BÍCH UYEÂN NAÊM HOÏC 2003-2004 LÔØI NOÙI ÑAÀU Söõa laø loaïi thöïc phaåm chöùa caùc chaát dinh döôõng ñaày ñuû vaø caân ñoái nhaát. Caùc saûn phaåm töø söõa laø raát ña daïng vaø phoå bieán. Töø nguyeân lieäu söõa, ngöôøi ta ñaõ cheá taùc ra voâ vaøn caùc saûn phaåm coù caáu truùc, traïng thaùi vaø höông vò khaùc nhau. Caùc saûn phaåm töø söõa coù theå ôû daïng raén nhö caùc phomat vôùi keát caáu hình thuø vaø tính caûm vò ñaëc tröng, daïng haït ñôn ñieäu nhö trong caùc söõa boät, daïng ñaëc mòn maøng nhö trong caùc söõa chua, daïng loûng nhö trong caùc söõa coâ ñaëc vôùi ñöôøng. Trong ñoù, maûng saûn phaåm leân men truyeàn thoáng töø söõa voâ cuøng phong phuù vaø chieám moät vò trí quan troïng trong ngaønh coâng nghieäp cheá bieán caùc saûn phaåm söõa. Coù theå keå ra ñaây laø bô, phomat, kefir, yoghurt … Chæ rieâng phomat, coù ñeán 2000 chuûng loaïi khaùc nhau. Trong phaïm vi tieåu luaän naøy, chæ xin ñeà caäp ñeán saûn phaåm phomat. Phomat coù ñeán haøng nghìn loaïi khaùc nhau, tuøy theo ñaëc ñieåm muøi vò, hình daùng, haøm löôïng chaát beùo. Phomat ñöôïc coi laø saûn phaåm söõa boå nhaát. Phomat chöùa moät löôïng protein, chaát beùo töông ñoái cao neân ñoä sinh naêng löôïng töông ñöông vôùi thòt lôïn (2500-4500 kcal). Caùc protein, chaát beùo trong phomat ñeàu ôû daïng cô theå deã haáp thu, coù ñaày ñuû caùc acid amin khoâng thay theá, caùc vitamin, caùc chaát khoaùng. Coù nhöõng loaïi saûn phaåm maø ai cuõng coù theå laøm, ví duï nhö yoghurt, nhöng ñoái vôùi phomat- moät thöïc phaåm raát phoå bieán- thì khoâng phaûi ai cuõng bieát caùch saûn xuaát, nhaát laø trong quy moâ coâng nghieäp. Ñaùp öùng yeâu caàu moân hoïc, chuùng toâi trình baøy trong tieåu luaän naøy nhöõng hieåu bieát cuûa mình veà quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat trong coâng nghieäp. Chuùng toâi xin chaân thaønh caûm ôn thaày Leâ Vaên Vieät Maãn ñaõ giuùp ñôõ chuùng toâi hoaøn thaønh baøi tieåu luaän naøy. Do thôøi gian vaø hieåu bieát coù haïn, taát nhieân khoâng traùnh khoûi thieáu soùt, mong thaày vaø caùc baïn xem xeùt, goùp yù ñeå chuùng toâi ruùt kinh nghieäm cho caùc tieåu luaän khaùc. MUÏC LUÏC I. NGUYEÂN LIEÄU 1 1. Tính chaát vaät lyù 1 2. Thaønh phaàn hoaù hoïc 1 3. Tính chaát hoaù hoïc 3 II. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ 4 III. GIAÛI THÍCH QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ 5 1. Tieâu chuaån hoaù 5 2. Thanh truøng 5 3. Caáy gioáng 5 4. Ñoâng tuï 6 5. Caét 7 6. Xöû lyù nhieät ñoä, khuaáy troän 7 7. Neùn 9 8. Muoái phomat 10 9. UÛ chín 10 10. Ñoùng goùi vaø baûo quaûn 12 IV. SAÛN PHAÅM PHOMAT 14 PHUÏ LUÏC I. Moät chuùt veà lòch söû cuûa phomat II. Moät soá loaïi phomat III. Moät soá daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát phomat trong coâng nghieäp IV. Moät soá thieát bò duøng trong saûn xuaát phomat V. Caùc coâng ngheä môùi öùng duïng trong saûn xuaát phomat VI. Moät soá cheá phaåm enzyme duøng trong saûn xuaát phomat Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat I. NGUYEÂN LIEÄU : Haøm löôïng caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa söõa coù theå dao ñoäng trong moät phaïm vi khaù roäng, phuï thuoäc vaøo söï khaùc bieät veà gioáng, veà ñieàu kieän töï nhieân, ñieàu kieän chaên nuoâi. Söõa cuûa caùc loïai ñoäng vaät khaùc nhau laø raát khaùc nhau. Phoå bieán nhaát ôû nhieàu quoác gia, trong ñoù coù Vieät Nam, vaãn laø söõa boø. 1.Tính chaát vaät lyù : Söõa laø moät chaát loûng maøu traéng ñuïc, coù ñoä nhôùt lôùn hôn hai laàn so vôùi nöôùc, coù vò ñöôøng nheï vaø coù muøi ít roõ neùt. Tyû troïng: 1,029 g/cm3 Nhieät ñoä ñoùng baêng: - 0,555oC 2.Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa söõa ; Caùc thaønh phaàn Troïng löôïng % Nöôùc Pha loûng 902 87.4 Glucid (40-60g/l) -Daïng töï do : lactose ôû traïng thaùi phaân töû. -Daïng keát hôïp : galactose, galactosamin, acid sialic ôû traïng thaùi keo, ñöôïc lieân keát vôùi protein < 1 g/l. 49 4.75 Chaát beùo (25-45 g/l) -ÔÛ daïng caàu beùo : laø nhöõng gioït chaát beùo coù ñöôøng kính töø 1-10 µm, ñöôïc bao baèng moät maøng lipoprotein, ôû daïng nhuõ töông. -ÔÛ daïng caùc hôïp chaát hoøa tan trong chaát beùo: caùc saéc toá (β-caroten), sterol (cholesterol), caùc vitamin. 39 3.78 Hôïp chaát nitô (25-40 g/l) -ÔÛû daïng micelle 28 g : daïng huyeàn phuø, laø phöùc hôïp cuûa phosphate calci lieân keát vôùi moät lieân hôïp cuûa caùc casein. -ÔÛ daïng hoøa tan 4.7 g : laø nhöõng cao phaân töû cuûa β-lactoglobulin, α-lactalbumin, serum albumin vaø imunoglobulin. -Nitô phi protein 0.3 g: ure, acid uric, creatin… 33 3.2 Chaát khoaùng (24-40 g/l) ÔÛ traïng thaùi keo vaø hoøa tan: -ÔÛ daïng phaân töû vaø ion : K, Ca, P, Na, Cl, Mg -ÔÛ daïng caùc nguyeân toá vi löôïng (oligoelement): Zn, Al, Fe, Cu, I … 9 0.87 Chaát khoâ toång soá (MST) Söõa ñaõ ñöôïc laøm boác hôi nöôùc 130 12.6 1 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat Caùc chaát khaùc -Caùc chaát xuùc taùc sinh hoïc: caùc vitamin (A, D, E, K …) vaø caùc enzyme. -Caùc khí hoøa tan : CO2, O2, N2 (4-5 % theå tích cuûa söõa) Veát 2.1. Tính chaát cuûa caùc casein : Casein laø moät phosphoprotein coù chöùa goác acid phosphoride. Casein coù nhieàu nhoùm chöùc töï do khaùc nhau nhö –COOH, -NH2, =NH … neân casein coù khaû naêng tham gia caùc phaûn öùng hoùa hoïc. Trong caùc nhoùm ñoù, hai nhoùm cacboxyl vaø amin coù yù nghóa nhaát vì moät phaàn caùc nhoùm naøy ôû traïng thaùi töï do vaø quyeát ñònh tính chaát cuûa casein. Cuõng vì coù caùc nhoùm naøy maø trong dung dòch, casein taïo thaønh caùc ion löôõng tính. Casein deã daøng tham gia phaûn öùng vôùi caùc kim loaïi kieàm, kieàm thoå nhö K, Na, Mg ñeå taïo thaønh caùc caseinate hoøa tan trong nöôùc. Trong söõa, casein ôû daïng calci caseinate vaø noù laïi keát hôïp vôùi canxi phosphate taïo thaønh phöùc hôïp calci phosphate caseinate (caùc micelle). Taát caû caùc casein ñeàu ñöôïc phosphoryl hoùa nhöng vôùi möùc ñoä khaùc nhau, trong ñoù, casein κ coù tyû löôïng phospho thaáp nhaát. Casein κ coù tính chaát khaùc vôùi caùc casein khaùc : 1. Dung dòch caùc casein ôû pH 7 vaø t0=200C ôû traïng thaùi micelle beàn, khi theâm CaCl2 0.4M thì chæ casein αs vaø casein β keát tuûa coøn casein κ vaãn ôû traïng thaùi hoøa tan. 2. Casein κ laø protein duy nhaát coù chöùa glucid (khoaûng 5 %). Ñieàu ñoù chöùng toû casein κ laø khaù haùo nöôùc. 3. Casein κ coù chöùa hai goác Cys/mol, chöùng toû khoâng coù caàu disunfua. 4. Casein κ coù khaû naêng oån ñònh caùc casein khaùc baèng caùch ngaên caûn söï keát tuûa cuûa caùc casein naøy bôûi ion calci, nhôø taïo ra trong söõa moät phöùc heä micelle döôùi daïng keo beàn vöõng. 5. Khi casein κ bò thuûy phaân bôûi chymosine ôû lieân keát peptide giöõa Ph105 vaø Met106 thì seõ khöû beàn caùc micelle cuûa söõa vaø do ñoù, söõa bò ñoâng tuï. 2.2.Phöùc heä micelle cuûa casein: Trong söõa, caùc casein coù maët döôùi daïng caùc haït hình caàu- caùc micelle- coù ñöôøng kính 20-300 nm. Caùc micelle laø moät taäp hôïp caùc döôùi ñôn vò (caùc sieâu micelle) coù ñöôøng kính 15-20 nm. Caùc casein lieân keát vôùi nhau ñeå taïo thaønh phöùc khi coù maët calci vaø seõ keát tuûa xuoáng neáu khoâng coù casein κ. Caùc sieâu micelle chæ toàn taïi nhôø coù maët casein κ. Söï toå chöùc cuûa micelle : y Caùc sieâu ñôn vò ñöôïc hôïp thaønh töø casein α, β vaø κ coù ñöôøng kính khoaûng 20 nm, caùc ñaàu kî nöôùc ñöôïc saép xeáp gaáp vaøo phía trong, coøn caùc nhoùm haùo nöôùc cuûa caùc casein vaø caùc casein κ thì phuû ôû beà maët. 2 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat yCaùc casein α, β cuûa sieâu micellce lieân keát vôùi nhau thoâng qua caùc nhoùm phosphate cuûa Ca3(PO4)2 vaø taïo thaønh micelle. Caùc sieâu micelle ngheøo casein κ seõ naèm ôû phía trong micelle vaø micelle seõ ngöøng lôùn khi toaøn boä maët ngoaøi ñöôïc bao phuû baèng casein κ. 2.3.Khaû naêng ñoâng tuï cuûa casein : Taát caû caùc micelle ñeàu coù ñieän tích aâm neân chuùng ñaåy nhau vaø khieán caùc micelle casein toàn taïi döôùi daïng keo. Caùc phaân töû nöôùc cuõng lieân keát vôùi caùc ñieän tích cuûa casein vaø goùp phaàn duy trì caùc micelle trong dung dòch. Söõa töôi luoân coù ñoä pH khoaûng 6.6-6.7, khi giaûm ñoä pH (do quaù trình leân men taïo ra acid latic hoaëc acid do con ngöôøi chuû ñoäng ñöa vaøo), caùc ion H+ cuûa acid seõ lieân keát vôùi micelle casein mang ñieän tích aâm vaø laøm giaûm ñieän tích cuûa micelle casein. Khi tôùi giôùi haïn, caùc micelle casein seõ ñoâng tuï. Theo lyù thuyeát, ñieåm ñaúng ñieän pI cuûa casein laø 5.1- 5.3. Trong dung dòch muoái nhö ñieàu kieän cuûa söõa, casein ñoâng tuï toát nhaát ôû pH 4.5 - 4.7.Khi cho dö acid (hoaëc khi quaù trình leân men quaù daøi, söõa coù ñoä chua cao) vaøo casein ñaõ ñoâng tuï, casein seõ bò taùi hoøa tan, taïo thaønh muoái vaø acid. Beân caïnh khaû naêng bò ñoâng tuï bôûi acid, casein coøn bò ñoâng tuï bôûi rennin (rennin laø moät protease ñöôïc chieát xuaát töø daï daøy beâ). Quaù trình ñoâng tuï cuûa casein cuûa döôùi taùc duïng cuûa rennin thöïc chaát laø quaù trình thuûy phaân haïn cheá casein κ, voû haùo nöôùc bò phaù huûy, do ñoù, caùc ion calci deã daøng tieáp caän vôùi caùc casein a, b vaø paracasein κ vaø laøm cho chuùng taïo gel. Rennin thuûy phaân lieân keát peptide giöõa Phe-Met (vò trí 105-106) cuûa casein κ ñeå taïo ra caseinopeptide (106-109) hoøa tan vaø paracasein κ (1-105) khoâng hoøa tan. Phaûn öùng naøy khoâng phuïï thuoäc vaøo ion Ca2+. Coù theå noùi, taùc ñoäng cuûa rennin ñoái vôùi casein bao goàm ba böôùc: 1) caét lieân keát Phe105 vaø Met106 trong phaân töû casein κ, 2) taïo thaønh taäp hôïp (ñoâng tuï), 3) taùc ñoäng cuûa rennin vôùi caùc caáu töû casein xaûy ra khi ngaâm chín phomat. 3.Tính chaát hoùa hoïc : Ñoä acid chung : trung bình laø 16-18OT (ñoä Thorner), cho bieát löôïng ml NaOH 0.1N ñaõ duøng ñeå trung hoøa acid töï do coù trong 100 ml söõa. Ñoä acid hoaït ñoäng : bieåu thò tính hoaït ñoäng cuûa caùc ion H+, pH trung bình 6.6. Tính oxy hoùa – khöû Tính chaát keo : söõa laø dung dòch keo coù ba pha toàn taïi ñoàng thôøi : y Dung dòch thöïc : goàm nöôùc vaø caùc chaát hoøa tan. y Dung dòch huyeàn phuø : chuû yeáu laø protein vaø caùc chaát lieân keát khaùc. y Dung dòch nhuõ töông : chuû yeáu laø chaát beùo ôû döôùi daïng caùc caàu môõ. 3 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat II.QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT PHOMAT CÖÙNG VAØ BAÙN CÖÙNG : Söõa töôi Vi khuaån Lactic Chuaån hoùa Thanh truøng Nhaân gioáng Ñoâng tuï whey - Rennin - CaCl2 Caét Caáy gioáng Xöû lyù nhieät ñoä, khuaáy troän NaCl Ngaâm muoái Neùn UÛ chín Bao goùi Phomat 4 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat III.GIAÛI THÍCH QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ : 1.Tieâu chuaån hoùa : Ngöôøi ta phaân bieät hai khaùi nieäm veà haøm löôïng chaát beùo cuûa phomat : - Haøm löôïng chaát beùo tuyeät ñoái laø tyû leä giöõa löôïng chaát beùo cuûa phomat vôùi troïng löôïng cuûa noù (tính theo phaàn traêm). - Haøm löôïng chaát beùo theo chaát khoâ laø tyû leä giöõa löôïng chaát beùo vôùi löôïng chaát khoâ trong phomat (tính theo phaàn traêm). Caùc loaïi phomat cheá bieán töø cuøng moät loaïi söõa coù thaønh phaàn nhö nhau coù theå coù haøm löôïng chaát beùo tuyeät ñoái khaùc nhau bôûi leõ haøm löôïng nöôùc trong caùc loaïi phomat khoâng gioáng nhau. Bôûi vaäy, ñeå tieâu chuaån hoùa, ngöôùi ta chæ duøng khaùi nieäm haøm löôïng chaát beùo theo chaát khoâ. Ngöôøi ta ñaõ laäp saün caùc baûng veà moái quan heä giöõa haøm löôïng chaát beùo vôùi haøm löôïng protein, haøm löôïng chaát beùo theo chaát khoâ. 2.Thanh truøng : Thanh truøng ñeå tieâu dieät caùc loaïi vi truøng laø caàn thieát. Tuy nhieân, thanh truøng ñaõ phaù vôõ caân baèng giöõa caùc muoái, laøm giaûm haøm löôïng muoái calci maø keát quaû laø laøm giaûm khaû naêng ñoâng tuï söõa baèng men söõa (rennin). Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm naøy, ngöôøi ta phaûi boå sung calci döôùi daïng CaCl2. Cheá ñoä thanh truøng phoå bieán 72-76OC trong 15-20 giaây. Phuï thuoäc vaøo chaát löôïng cuûa söõa maø choïn cheá ñoä thanh truøng thích hôïp. Tuy nhieân, thöïc teá cho thaáy phomat laøm töø söõa khoâng thanh truøng coù muøi vaø höông thôm ñaëc tröng hôn, haáp daãn hôn. Khi ñoù, chaát löôïng cuûa söõa nguyeân lieäu phaûi laø loaïi ñaëc bieät. 3. Caáy gioáng : Sau khi laøm nguoäi, caáy chuûng vi khuaån lactic vaøo söõa vaø giöõ ôû nhieät ñoä leân men cho ñeán khi ñoä acid taêng töø 16-18OT ñeán 32-35OT. Ñaây laø moät bieän phaùp ñeå taêng khaû naêng ñoâng tuï cuûa söõa bôûi rennin. Trong moät soá tröôøng hôïp, vieäc caáy chuûng vi sinh vaät vaøo söõa nhö treân coù theå tieán haønh tröôùc khi thanh truøng. Khi baûo quaûn söõa ôû nhieät ñoä thaáp phomat trong thôøi gian daøi, 24 h hoaëc hôn nöõa thì khaû naêng ñoâng tuï cuûa söõa bôûi rennin seõ bò giaûm (töùc laø laøm taêng thôøi gian ñoâng tuï) vaø giaûm caû hieäu suaát thu phomat. Coù theå laø ôû nhieät ñoä thaáp, caân baèng caùc muoái trong söõa bò thay ñoåi, calci lieân keát vôùi protein vaø calci töï do bò chuyeån thaønh keo trong khi ion H+ laïi taêng laøm taêng nheï pH cuûa söõa. Cho chuûng vi khuaån lactic vaøo laø ñeå giöõ pH oån ñònh trong suoát thôøi gian baûo quaûn laïnh söõa ôû nhieät ñoä thaáp döôùi 10OC. Sau ñoù, söõa ñöôïc thanh truøng seõ tieâu dieät heát vi khuaån lactic boå sung, caùc coâng ñoaïn tieáp theo tieán haønh nhö ñoái vôùi söõa bình thöôøng. 5 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat 4.Ñoâng tuï : Quaù trình ñoâng tuï casein laø quaù trình cô baûn cuûa saûn xuaát phomat. Muïc ñích cuûa quaù trình laø taïo thaønh khoái ñoâng tuï döôùi daïng gel cuûa protein. Söõa ñeå laøm phomat khoâng caàn phaûi ñöôïc ñoàng hoùa tröø tröôøng hôïp chuùng bò lieân keát laïi. Nguyeân nhaân chuû yeáu laø do ñoàng hoùa laøm taêng khaû naêng lieân keát vôùi nöôùc, gaây khoù khaên cho quaù trình saûn xuaát phomat cöùng vaø baùn cöùng. Tuy vaäy, coù nhöõng tröôøng hôïp nhö phomat Blue vaø Feta laøm töø söõa boø, trong ñoù chaát beùo ñöôïc ñoàng hoùa ôû daïng 15-20% cream. Quùa trình naøy laøm saûn phaåm traéng hôn vaø quan troïng hôn laø laøm cho chaát beùo trong söõa deã daøng tham gia quaù trình thuyû phaân taïo ra caùc acid beùo töï do, taïo ra muøi höông ñaëc tröng cho saûn phaåm. Tính chaát cuûa khoái ñoâng tuï thu ñöôïc phuï thuoäc soá löôïng vaø hoaït ñoä cuûa rennin, löôïng ion Ca2+ trong söõa vaø pH cuûa söõa. Khi cho nhieàu rennin hoaït tính cao vaøo söõa thì söï ñoâng tuï xaûy ra caøng nhanh vaø taêng löôïng calci hoaø tan trong söõa, khoái ñoâng tuï seõ mòn. Neáu caàn thieát, ñeå taêng khaû naêng ñoâng tuï cuûa söõa bôûi rennin, ngöôøi ta cho theâm khoaûng 5-20 g CaCl2/100kg söõa tröôùc khi cho rennin. Ngöôøi ta boå sung rennin vaø CaCl2 sau khi söõa ñaït ñoä chua 32-35OT. Khi pH caøng thaáp thì söï ñoâng tuï caøng nhanh. Tuy nhieân, cuõng coù giôùi haïn, ôû pH 6,2 laø ñieàu kieän toát nhaát ñeå rennin taùc duïng. Neáu pH giaûm thaáp hôn nöõa thì khi ñoù casein ñoâng tuï khoâng phaûi do rennin maø laø do acid. Neáu trong söõa coù vi khuaån butyric hoaëc vi khuaån yeám khí, ngöôøi ta coù theå duøng dieâm tieâu (NaNO3, KNO3) vôùi moät lieàu löôïng ñöôïc kieåm soaùt chaët cheõ. Löôïng KNO3 khoâng ñöôïc vöôït quaù 30g/100kg söõa. ÔÛ moät soá nöôùc, löôïng muoái theâm vaøo ñöôïc quy ñònh bôûi luaät. Neáu lieàu muoái quaù cao seõ ngaên caûn söï phaùt trieån bình thöôøng cuûa heä vi khuaån, coù theå laøm ngöøng haún quaù trình chín sinh hoïc. Ngay caûø vôùi moät lieàu vöøa phaûi cho pheùp, dieâm tieâu vaãn coù theå laøm nhaït maøu hoaëc maát haún maøu vaøng töï nhieân cuûa phomat thaønh phaåm keøm theo moät dö vò khoâng bình thöôøng. Löôïng rennin vôùi hoaït tính 1:10000-1:15000 coù theå duøng vôùi löôïng 30ml/100kg söõa. Ñeå phaân boá deã daøng, rennin coù theå ñöôïc pha loaõng vôùi moät löôïng nöôùc nhieàu ít nhaát laø gaáp ñoâi. Sau khi cho rennin , söõa ñöôïc khuaáy khoâng quaù 2-3 phuùt. Sau ñoùù, söõa phaûi ñöôïc ñeå yeân trong 8-10 phuùt ñeå traùnh aûnh höôûng ñeán quaù trình ñoâng tuï vaø laøm maát casein trong whey. * Rennin Tröø tröôøng hôïp phomat töôi nhö phomat Cottage vaø Quarg, trong ñoù söõa ñöôïc ñoâng tuï chuû yeáu laø nhôø acid lactic, taát caû caùc phomat coøn laïi ñeàu saûn xuaát döïa treân vieäc taïo thaønh khoái ñoâng tuï nhôø hoaït ñoäng cuûa rennin hay caùc loaïi enzyme töông töï. Cô sôû hoaït tính cuûa rennin laø moät enzyme teân laø chymosine, vaø quaù trình ñoâng tuï xaûy ra chæ moät thôøi gian ngaén sau khi cho rennin vaøo söõa. Coù raát nhieàu thuyeát veà cô cheá cuûa quaù trình naøy , nhöng cho ñeán nay noù vaãn chöa ñöôïc hieåu töôøng taän. Tuy vaäy, roõ raøng laø quaù trình xaûy ra qua nhieàu böôùc, coù theå chia ñôn giaûn nhö sau: 6 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat +) Casein chuyeån thaønh paracasein döôùi taùc duïng cuûa rennin +) Paracasein ñoâng tuï nhôø söï coù maët cuûa ion calci. Rennin ñöôïc taùch töø ngaên thöù tö cuûa daï daøy beâ vaø ñöôïc baùn ôû daïng dòch vôùi hoaït tính 1:10000 ñeán 1:15000, nghóa laø moät phaàn rennin coù theå ñoâng tuï 10000-15000 phaàn söõa trong 40 phuùt ôû 35oC. Ngöôøi ta cuõng duøng rennin taùch töø boø vaø lôïn, thöôøng laø ôû daïng troän. Rennin ôû daïng boät thöôøng coù hoaït tính gaáp khoaûng 10 laàn rennin daïng loûng. Môùi ñaây, ngöôøi ta coøn saûn xuaát rennin daïng vieân. Rennin daïng vieân deã baûo quaûn vaø baûo quaûn ñöôïc laâu hôn. Vôùi rennin daïng dòch loûng phaûi traùnh ñeå ra aùnh saùng. Khoaûng 50 naêm tröôùc, ngöôøi ta baét ñaàu tìm kieám chaát thay theá cho rennin töø ñoäng vaät. Coù hai nguoàn chính laø töø thöïc vaät vaø töø vi sinh vaät. Caùc enzyme töø thöïc vaät coù khaû naêng ñoâng tuï töông ñoái toát, nhöng coù moät baát lôïi laø phomat thöôøng bò ñaéng sau quaù trình toàn tröõ. Coù raát nhieàu loaïi vi sinh vaät ñaõ ñöôïc tìm ra vaø caùc cheá phaåm enzyme hieän ñöôïc baùn vôùi nhieàu teân thöông maïi khaùc nhau. Quaù trình ñöôïc kieåm soaùt bôûi nhieät ñoâ, ñoä acid, vaø haøm löôïng calci trong söõa. Nhieät ñoä toái öu laø 40oC nhöng trong thöïc teá, ngöôøi ta thöôøng ñoâng tuï ôû 30- 32oC vôùi lyù do : coù theå söû duïng moät löôïng rennin dö, phaàn rennin dö seõ giuùp cho quaù trình chín sinh hoïc ôû giai ñoaïn ngaâm chín sau naøy cuõng nhö ñeå thu ñöôïc haït phomat coù ñoä cöùng vöøa phaûi. 5. Caét : Thôøi gian ñoâng tuï ñieån hình khoaûng 30 phuùt. Tröôùc khi caét khoái ñoâng tuï, phaûi tieán haønh kieåm tra chaát löôïng phaàn whey taùch ra. Duøng dao ñaâm vaøo beà maët khoái söõa roài ruùt leân nheï nhaøng cho ñeán khi xuaát hieän nhöõng veát nöùt. Neáu nhöõng veát nöùt troâng gioáng nhö thuûy tinh vôõ thì coù theå ñem caét ñöôïc. Dao caét seõ caét khoái ñoâng tuï thaønh nhöõng haït phomat nhoû (grain) coù kích thöôùc khoaûng 3-15mm tuøy loaïi phomat. Veát caét caøng saéc thì trong phomat caøng coù ít aåm. Muïc ñích cuûa vieäc caét khoái ñoâng tuï thaønh nhöõng haït nhoû laø laøm taêng dieän tích beà maët, giuùp quaù trình thoaùt whey ñöôïc deã daøng. Coù nhieàu kieåu duïng cuï caét khoái ñoâng tuï. 6. Xöû lí nhieät ñoä, khuaáy troän : Caùc haït phomat raát nhaïy caûm vôùi caùc bieän phaùp cô hoïc, do ñoù phaûi khuaáy troän nheï nhaøng, nhöng cuõng phaûi ñaûm baûo ñeå giöõ cho caùc haït lô löûng trong dòch whey. Caùc haït bò laéng xuoáng döôùi ñaùy thieát bò thöôøng bò keát laïi thaønh caùc taûng. Caùc taûng ñoâng tuï naøy coù theå laøm aûnh höôûng ñeán keát caáu cuûa phomat cuõng nhö laøm maát casein trong whey. Caùc khoái ñoâng tuï coù haøm löôïng chaát beùo thaáp coù khuynh höôùng chìm nhieàu hôn caùc khoái coù haøm löôïng chaát beùo cao. Caùc yeáu toá cô hoïc (caét khoái ñoâng tuï, khuaáy troän) vaø acid lactic (do vi khuaån taïo ra) giuùp cho quaù trình taùch nöôùc khoûi caùc haït phomat. 7 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat * Chuaån bò taùch nöôùc : Ñoái vôùi moät soá loaïi phomat, ví duï nhö Gouda vaø Edam, caàn phaûi taùch khoûi haït phomat moät löôïng lôùn whey. Khi ñoù, ngöôøi ta thöôøng duøng yeáu toá nhieät ñoä. Coù theå cho tröïc tieáp nöôùc noùng hoaëc whey noùng vaøo hoãn hôïp. Ñeå tieát kieäm naêng löôïng, moät soá nhaø saûn xuaát taùch boû whey tröôùc khi gia nhieät. Hieän nay, thöôøng tieán haønh thaùo whey trong caùc tank phomat ñoùng kín hoaøn toaøn cô khí hoùa. * Gia nhieät : Vieäc kieåm soaùt nhieät ñoä ñöôïc duy trì suoát quaù trình laøm phomat ñeå ñieàu chænh kích côõ vaø möùc ñoä acid cuûa khoái ñoâng tuï. Söï phaùt trieån cuûa caùc vi khuaån sinh acid bò giôùi haïn bôûi nhieät ñoä. Beân caïnh ñoù, nhieät ñoä cuõng thuùc ñaåy söï taùch whey. Tuyø loaïi phomat, coù theå gia nhieät baèng nhieàu caùch: ‚ Gia nhieät baèng hôi nöôùc trong thieát bò voû aùo ‚ Cho nöôùc noùng vaøo hoãn hôïp ‚ Keát hôïp caû hai Thôøi gian vaø nhieät ñoä tuyø phöông phaùp vaø loaïi phomat. Vieäc gia nhieät leân treân 40oC ñoâi khi goïi laø ‘naáu’ (cooking), thöôøng xaûy ra qua hai böôùc. Ôû 37-38oC, hoaït tính cuûa caùc vi khuaån lactic öa aám bò laøm chaäm laïi. Sau khi kieåm tra ñoä acid, hoãn hôïp tieáp tuïc ñöôïc gia nhieät. Treân 44oC, caùc vi khuaån öa aám hoaøn toaøn bò voâ hoaït vaø bò cheát neáu giöõ ôû 52oC trong khoaûng 10-20 phuùt. ÔÛ khoaûng 40- 45oC, söï co gel tieán haønh maïnh meõ vaø khoái ñoâng tuï chöùa ñöôïc raát ít nöôùc. Gia nhieät quaù 44oC thöôøng ñöôïc goïi laø ‘ñun noùng’ (scalding). Moät soá loaïi phomat, ví duï nhö Emmenthal, Gruyeøre, Parmesan vaø Grana, ñöôïc ñun noùng ñeán 50-56oC. Chæ coù moät loaïi vi khuaån sinh acid chòu nhieät soáng ñöôïc ôû nhieät ñoä naøy, ñoù laø Propionibacterium Freudenreichii spp. Shermanii, loaøi vi khuaån naøy coù vai troø quan troïng trong vieäc taïo neân nhöõng tính chaát ñaëc tröng cuûa phomat Emmenthal. Döôùi 20oC, söï taùch nöôùc coi nhö ñình treä. * Taùch whey laàn cuoái vaø eùp thaønh baùnh: Sau khi khoái ñoâng tuï ñaõ ñaït ñöôïc ñoä acid vaø ñoä chaéc caàn thieát vaø ñaõ ñöôïc kieåm tra, phaàn whey coøn laïi seõ ñöôïc taùch khoûi khoái ñoâng tuï baèng nhieàu caùch khaùc nhau. . Phomat coù loã hoång hình haït (granular texture) : Sau khi taùch bôùt whey, khoái ñoâng tuï ñöôïc cho vaøo khuoân (mould). Phomat thaønh phaåm seõ coù nhöõng loã nhoû khoâng coù quy taéc goïi laø loã hoång hình haït. Caùc loã chuû yeáu ñöôïc taïo thaønh do CO2 do caùc vi sinh vaät trong canh tröôøng gioáng goác (Sc. cremoris, Sc. lactis, L. cremoris, Sc. diacetylactis ). Neáu caùc haït phomat tieáp xuùc vôùi khoâng khí tröôùc khi ñöôïc thu laïi vaø eùp thì chuùng seõ khoâng hoaøn toaøn ñaëc maø beân trong seõ coù raát nhieàu nhöõng tuùi khí nhoû. CO2 ñöôïc taïo thaønh 8 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat trong quaù trình chín seõ laáp ñaày vaø laøm roäng caùc tuùi naøy. Caùc loã taïo thaønh khoâng coù hình daïng nhaát ñònh. . Phomat coù loã hoång hình troøn (round eyed) : Caùc vi khuaån sinh hôi nhö ñaõ ñeà caäp ôû treân cuõng ñöôïc duøng trong saûn xuaát phomat coù loã hoång hình troøn, nhöng trong quaù trình tieán haønh coù moät soá ñieåm khaùc. Theo phöông phaùp coå ñieån, ví duï saûn xuaát phomat Emmenthal, khoái ñoâng tuï ñöôïc thu gom trong dòch whey roài ñöa vaøo moät khuoân lôùn treân baøn eùp vaø thaùo nöôùc. Ñieàu naøy giuùp traùnh cho khoái ñoâng tuï tieáp xuùc vôùi khoâng khí tröôùc khi eùp, moät yeáu toá quan troïng ñeå ñaït ñöôïc keát caáu ñaëc bieät cuûa loaïi phomat naøy. Hieän nay, quaù trình naøy ñaõ ñöôïc cô khí hoaù baèng caùc loaïi maùy moùc. . Phomat coù caáu truùc chaët (closed texture) : Loaïi phomat coù caáu truùc chaët, ñieån hình laø Cheddar, ñöôïc saûn xuaát vôùi canh tröôøng gioáng goác goàm caùc vi khuaån khoâng sinh hôi, ví duï Sc. cremoris vaø Sc. lactis. Ñoâi luùc quaù trình naøy cuõng taïo ra nhöõng loã hoång goïi laø nhöõng loã hoång cô khí (mechanical holes) coù beà maët beân trong nhaùm ( trong khi caùc loaïi treân coù beà maët beân trong saùng boùng). Khi ñoä acid chuaån ñoä cuûa whey ñaït khoaûng 0,2- 0,22% acid lactic (khoaûng 2 giôø sau khi cho rennin), whey ñöôïc thaùo ñi vaø khoái ñoâng tuï ñöôïc ñöa vaøo moät quaù trình goïi laø cheddaring. Cheddaring: Sau khi whey ñaõ ñöôïc taùch heát, khoái ñoâng tuï ñöôïc ñeå cho taïo acid vaø lieân keát vôùi nhau thaønh khoái. Trong suoát quaù trình naøy, keùo daøi khoaûng 2-2,5 giôø, khoái ñoâng tuï ñöôïc taïo thaønh coù hình nhöõng khoái hoäp, caùc khoái hoäp naøy ñöôïc laät ngöôïc laïi vaø xeáp thaønh choàng. Khi ñoä acid chuaån ñoä cuûa whey ñaït khoaûng 0,75-0,85% acid lactic thì caùc khoái ñoâng tuï ñöôïc nghieàn ra thaønh caùc laùt moûng (chip), caùc laùt naøy ñöôïc troän muoái tröôùc khi eùp khuoân (khuoân duøng cho phomat Cheddar ñöôïc goïi laø hoop). Ngaøy nay, caùc quaù trình cheddaring ñöôïc thöïc hieän baèng caùc thieát bò lieân tuïc ñaõ ñöôïc cô giôùi hoaù. 7. Neùn : Sau khi eùp khuoân, khoái ñoâng tuï ñöôïc ñem neùn. Muïc ñích laø : ‚ Loaïi noát whey coøn soùt laïi ‚ Taïo keát caáu ‚ Taïo hình daïng ‚ Taïo moät lôùp voû cho phomat coù thôøi gian chín daøi Quaù trình neùn ñöôïc aùp duïng cho nhieàu loaïi phomat cöùng vaø baùn cöùng. Ñoâi khi ñoái vôùi moät soá loaïi phomat, quaù trình naøy vaø quaù trình eùp thaønh baùnh ñöôïc thöïc hieän chung treân moät thieát bò. Möùc ñoä neùn tuyø töøng loaïi phomat. AÙp suaát neùn neân taêng daàn, neáu aùp suaát neùn taêng ñoät ngoät seõ neùn chaët lôùp beà maët vaø giöõ aåm trong caùc tuùi trong phomat. Caùc thieát bò thuû coâng khaù ñôn giaûn thöôøng chæ aùp duïng cho quy moâ nhoû. 9 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat ÔÛ quy moâ coâng nghieäp, coù raát nhieàu heä thoáng ñöôïc aùp duïng nhö: thieát bò eùp baøn ñaåy (trolley table pressing), thieát bò eùp haàm töï ñoäng nhaäp lieäu (autofeed tunnel press), thieát bò eùp baêng taûi (conveyor press), heä thoáng taïo hình hình khoái (The Block Former system). 8. Muoái phomat : Muïc ñích cuûa vieäc muoái phomat laø ñeå taïo vò thích hôïp, taïo ñieàu kieän cho chuûng vi sinh vaät phaùt trieån, taùc ñoäng toát ñeán traïng thaùi vaø giöõ chaát löôïng khi baûo quaûn Hoaït tính cuûa vi khuaån lactic maïnh hôn khi haøm löôïng muoái cuûa phomat khoaûng 0.5%. Muoái coøn coù aûnh höôûng tôùi söï taïo acid trong phomat vaø keùo theo söï thay ñoåi caùc ñaëc tính cuûa phomat (caáu truùc, traïng thaùi). Muoái coù taùc duïng taïo aùp suaát thaåm thaáu, giöõ chaát löôïng khi baûo quaûn. Caùc vi khuaån taïo chaát thôm raát nhaïy caûm vôùi muoái. Muoái coøn ñöôïc coi laø taùc nhaân ñieàu chænh söï taïo thaønh caùc chaát khí (taïo thaønh loã hoång). Phomat coù caáu truùc, traïng thaùi toát nhaát khi haøm löôïng muoái trong phomat ñaït khoaûng 5%. Thoâng thöôøng, coù 3 caùch muoái phomat: muoái trong haït, muoái trong nöôùc muoái, muoái baèng muoái khoâ. − Muoái trong haït phomat: sau khi thaùo phaàn lôùn whey ,ngöôøi ta cho muoái vaøo vôùi löôïng 200-300g cho 100kg söõa (töông ñöông khoaûng 10kg haït phomat), khuaáy lieân tuïc ít nhaát khoaûng 10 phuùt. Ñoái vôùi phomat Cheddar, ngöôøi ta thaùo heát toaøn boä whey roài troän muoái − Muoái baèng muoái khoâ: raéc muoái khoâ leân beà maët phomat, muoái seõ ñöôïc hoøa tan nhôø nöôùc chaûy ra töø phomat, ñoàng thôøi muoái thaám vaøo phía trong. Trong quùa trình naøy phaûi laät ñaûo ñeå muoái thaám ñeàu. Caùch naøy duøng cho loaïi phomat cöùng nhö Emmenthal vaø phomat coù moác xanh. − Muoái baèng nöôùc muoái: ngöôøi ta duøng nöôùc muoái noàng ñoä 16-23%, ôû nhieät ñoä 15oC ñeå muoái, thôøi gian muoái phomat phuï thuoäc vaøo kích thöôùc, troïng löôïng cuûa töøng khoái phomat, cuõng nhö haøm löôïng muoái cuûa phomat thaønh phaåm. 9. UÛ chín phomat : Döôùi söï taùc ñoäng keát hôïp giöõa rennin vaø vi khuaån lactic, caùc protein, lactose, chaát beùo bò chuyeån hoùa taïo cho töøng loaïi phomat coù muøi vò, caáu truùc vaø maøu saéc rieâng bieät ñaëc tröng. 9.1. Söï bieán ñoåi cuûa lactose : Döôùi taùc duïng cuûa vi khuaån lactic, lactose bò bieán ñoåi raát nhanh. Sau 5-10 ngaøy thì haàu nhö chaám döùt. Saûn phaåm chính cuûa söï bieán ñoåi naøy laø acid lactic. Vi khuaån leân men lactic ñoàng hình chuyeån hoùa hoaøn toøan lactose thaønh acid lactic. Streptococcus lactic coù khaû naêng taïo acid lactic cao nhaát laø 97%, Streptococcus paracitrovorus 66%, vaø Streptococcus diaxetilactic ôû möùc trung bình (theo Klimoxki). Khoâng phaûi toaøn boä löôïng lactose ñeàu chuyeån thaønh acid 10 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát phomat lactic. Moät phaàn lactose ñöôïc söû duïng cho caùc quaù trình leân men khaùc ñeå taïo thaønh diacetyl, acetoin, acid bay hôi, röôïu. Moät phaàn acid lactic ñöôïc taïo thaønh laïi chuyeån hoùa tieáp döôùi taùc duïng cuûa vi khuaån ñeå thaønh acid propionic, acid acetic, acid butiric, CO2 CH3CHOHCOOH → CH3CH2COOH +CH3COOH +CO2 +H2O Acid lactic coøn töông taùc vôùi caùc thaønh phaàn khaùc cuûa phomat nhö tham gia phaûn öùng trao ñoåi ion vôùi caùc muoái, taïo thaønh caùc phöùc vôùi protein Löôïng acid lactic taïo thaønh aûnh höôûng ñeán chaát löôïng phomat. Neáu quaù cao seõ haïn cheá söï phaùt trieån cuûa vi khuaån lactic, laøm thay ñoåi phöùc protein-calci phosphate theo chieàu höôùng khoâng coù lôïi cho traïng thaùi cuûa phomat. Neáu haøm löôïng acid lactic thaáp, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vi khuaån coù haïi hoaït ñoäng laøm giaûm chaát löôïng cuûa phomat. 9.2. Söï bieán ñoåi cuûa caùc protein : Rennin coù vai troø laø taùc nhaân ñoâng tuï söõa vaø thuûy phaân khoâng saâu protein taïo thaønh moät soá saûn phaåm coù taùc duïng thuùc ñaåy söï hoaït ñoäng cuûa vi khuaån lactic. Vaø chính protease cuûa vi khuaån lactic môùi tieáp tuïc thuûy phaân protein. Caùc protease vi khuaån phaù vôõ caùc lieân keát peptide, disunfit…taïo thaønh caùc proteose, caùc polypeptid, peptid vaø cuoái cuøng thaønh caùc acid amin. Trong quaù trình n._.