Báo cáo cao học cơ sở lý thuyết và quy trình lên men sản xuất pho mát (cheese)

SẢN XUẤT PHOMÁT
(CHEESE)


Giới thiệu
• Phomat: là một dạng thức ăn giàu dinh dưỡng được chế biến
từ sữa, đây cũng là một cách để bảo quản sữa.
• Phomat: là sản phẩm đặc hay bán lỏng, dạng tươi hay chín,
được làm từ việc đông tụ sữa bằng renin hay các chất gây
đông tụ khác.


Phân loại
• Dựa vào độ cứng:
– Loại rất cứng (độ ẩm
<41%)
– Loại cứng (49-56%)
– Loại bán cứng (54-63%)
– Loại bán mềm (64-67%)
– Loại mềm (>67%)

• Dựa vào lượng béo:
–
–
–
–
–

Béo cao (độ béo >60%)
Đầy béo (45-60%)
Béo vừa (25-45%)

Béo thấp (10-25%)
Loại không béo (<10%)

• Dựa vào phương thức sản
xuất:
– Phomat tươi
– Phomat ủ chín
– Phomat nấu chảy


VSV trong sản xuất phomat
• Vi khuẩn lactic:

– Lactobacillus:
L.lactic,
L.bulgaricus,
L.helveticus,
L.casei…
– Streptococus: S.lactic subsp
diacetilactic,
S.cremoris,
S.thermophillus
– Leuconostoc:
Leuconostoc
mesenteroides
– Là những vi khuẩn ưa ấm hoặc
ưa nhiệt, lên men đồng hình
hoặc dị hình
– Vai trò tạo acid lactic → gây
đông tụ sữa, tạo độ chua cho

khối đông

• Nấm
mốc:
Penicillium
candidum, P. glaucum, P.
roqueforti, P. cammenberi
– Chúng sản sinh các proteolytic
và lipolytic giúp cho quá trình
chín và tạo hương vị đặc trưng,
– Góp phần trung hòa pH sản
phẩm → thích hợp cho hoạt
động enzyme tạo mùi.

• Nhóm vi khuẩn propionic:
Propionibacterium
• Vi khuẩn Brevibacterium: tạo
màu cho phomat,
• Một số loại nấm men sử dụng
cho việc tạo hương.


Nguyên liệu dùng sản xuất phomat
•
•

Sữa: sữa bò, sữa dê, sữa cừu… dạng sữa tươi, tách một phần béo hay sữa
gầy.
Yêu cầu:
– Sữa phải được thu nhận từ những con vật khỏe mạnh, không chứa kháng sinh,

– Không bị nhiễm các chất tẩy rữa, chất sát trùng từ dụng cụ chứa hoặc đường
ống vận chuyển,
– Hàm lượng casein trong sữa càng cao thì hiệu suất thu hồi phomat càng cao.

•

Tác nhân đông tụ sữa: enzyme renin là hỗn hợp của chymosin và pepsin.
– Chymosin có nguồn gốc từ dạ dày của bê con.
– Bê lớn có chứa pepsinogen được hoạt hóa thành pepsin.
– Ngày nay, renin được tổng hợp từ VSV như: Mucor pusillus, Mucor miehei,
Edothia parasitica → giảm giá thành sản phẩm nhưng vị hơi đắng.


– NaNO3 hoặc KNO3:

• Phụ gia và các nguyên liệu
khác:

• Sử dụng như tác nhân ức chế VSV
nhiễm trong sữa,
• Hàm lượng tối đa cho phép
30g/100kg sữa,
• Nếu dùng muối nitrate quá nhiều
→ gây vị không tốt và có thể ức
chế VSV trong sản xuất phomat.

– CaCl2: ion Ca2+ có vai trò quan
trọng trong quá trình đông tụ
casein. Bổ sung Ca2+ dưới dạng
muối CaCl2 → hiệu chỉnh thời

gian đông tụ, cấu trúc, độ cứng
của khối đông.
– CO2:
• Làm giảm nhẹ pH của sữa,
• Rút ngắn thời gian đông tụ
casein,
• Tiết kiệm lượng chymosin cần
sử dụng.

– Chất màu: được dùng để ổn định
màu sắc cho phomat, thường dùng
màu tự nhiên: carotenoid,
chlorophylle.

•

Nguyên liệu khác: saccharose,
nước ép trái cây, mứt trái cây, mật
ong… làm đa dạng hương vị sản
phẩm.


Bản chất sinh hóa quá trình đông tụ
sữa
Sự hình thành khối đông của sữa:
• Đông tụ do chymosin:
– Enzyme phân hũy casein ở liên kết peptide ở acid amin 105(Phe)-106(Met)
tạo thành 2 phân đoạn: đoạn lớn có tính acid và paracasein có tính kiềm.
– Sự giải phóng đoạn lớn ưa nước → giảm điện tích bề mặt → giải phóng
khả năng ức chế các micelle lại với nhau → đông tụ.

– 80% casein bị phân giải → khối đông sữa hình thành.

• Đông tụ do acid lactic:
– VK lactic chuyển lactose → acid lactic → làm giảm pH sữa,
– Khi pH = pI casein = 4,6 → quá trình đông tụ,
– Độ cứng của khối đông còn phụ thuộc vào một số yếu tố: thành phần
protein sữa, pH, nồng độ ion Ca.


Quy trình sản xuất phomat
• Thanh trùng: 72-76oC/15-20’’

– Thanh trùng → phá vỡ cân bằng giữa các muối → HL muối Ca ↓
→ ↓ khả năng đông tụ sữa bởi renin.
– Nếu chất lượng sữa tốt → không thanh trùng → phomat có mùi
vị & hương thơm đặc trưng.

• Lên men giai đoạn 1:

– Sữa sau khi làm nguội to thích hợp → cấy VK lactic → lên men,
độ chua tăng từ 16-18oT → 32-35oT → ↑ khả năng đông tụ sữa
bởi renin.

• Lên men giai đoạn 2:

– Khi sữa đạt độ chua 32-35oT → bổ sung renin + 0,005-0,02%
CaCl2.
– Renin → paracasein → tạo “cầu canxi” giữa các phân tử
paracasein → đông tụ.

• Lên men:
– Sữa đã thanh trùng + VK lactic, renin
– VK lactic → pH = pI = 4,7 → casein trung hòa về điện → dd protein
không bền → có xu hướng loại nước → kết tủa (sữa đông vón lại).
– Renin
Phe

NH2

105
Paracasein
(không tan)

Met

COOH

106

Renin

Caseinomacropeptide
(tan)

Loại phân đoạn tan → ↓ điện tích bề mặt micelle → ↓ lực đẩy tĩnh
điện giữa các micelle → bề mặt micelle ưa béo → các micelle liên
hợp lại dễ dàng → khối đông.

• Nén ép tách huyết thanh:

– T 20-24h, to 35-50oC
– GD này sự lên men lactic –
diễn ra mạnh mẽ.

• Muối phomat:

– Khối phomat sau khi tách
huyết thanh
– Ngâm nước muối 16-25%, vài
ngày.
– Muối khô 0,2-0,3% → trộn,
đảo → muối thấm đều → áp
dụng SX phomat cứng.
– Mục đích:
• Tạo vị hơi mặn cho phomat
• Kìm hãm VSV có hại phát triển.

• Ủ chín (2-2,5 tháng):

– Xảy ra quá trình chuyển hóa
rất phức tạp → phomat có
mùi vị, màu sắc, cấu trúc đặc
trưng.
– QT lên men lactic xảy ra yếu
vì: đường lactose tách hết /
GD ép, VK lactic chết dần.
– VK propionic hoạt động
mạnh: a.lactic → a.propionic

+ a.acetic (chua hăng đặc
trưng) + CO2 (mắt phomat).
– Nấm mốc hoạt động,
• Protein → peptid + acid amin
• Lipid → glycerin + a.béo


CNSX phomat mềm không ủ chín (phomat
tươi)
• Có độ ẩm cao,
• Các loại phomat sản xuất
không qua giai đoạn ủ chín
– đều thuộc nhóm phomat
mềm.
• Đặc điểm: bảo quản nhiệt
độ thấp, thời gian bảo quản
ngắn.

Tên sản phẩm
-Blanc
-Mascarpore,
Ricotta
-Quarg
-Cottage,
Bakers,
Neufchatel

Nước sản xuất
-Pháp
-Ý

-Tây Âu, Đông
Âu
-Anh, Mỹ


Cottage cheese, Cream cheese (Úc)


Sữa
Thanh trùng 72oC/15’
Làm nguội 21oC
Vi khuẩn lactic,
renin

Lên men
Đông tụ
Khuấy đều khối đông

VSV:
Streptococcus lactic,
Streptococcus cremoris,
Leuconostoc cremoris

Để yên 15-20’
Nâng nhiệt lên 49-54oC/2h
Rữa khối đông
Khuấy 15-30’
Rửa lại bằng nước lạnh
Làm khô
Cottage

Đường
lactose


• Thành phẩm:
–
–
–
–

Phomat có màu trắng hoặc kem,
Không có tổ ong,
Mùi chua (acid lactic),
Nước 79%, muối ăn 1,1%; Ca 90mg, calo 80, lipid 0,4-4%,
protein 17%, lactose 1,4%, Vit.A 3mg, Vit.B1 50mg, Vit.B2
280mg/100g sản phẩm, pH 4,6.

• Thời hạn sử dụng: 4 tuần ở 1oC.
• Sản xuất: công nghiệp 5000 tấn/năm (1981-1982).


Sữa khô hòa
nước

Cho
CaCl2

Khuấy
đều

Cottage cheese (Philippines)
Nguyên liệu: sữa không béo 12%,
nước 88%, muối 1,3%, CaCl2 0,02%.
VSV: Streptococcus lactic 5%.
Thành phẩm: phomat mềm, trắng,
acid lactic 0,1-0,12%.

Cho vi khuẩn
S.lactis
Cho enzym
đông tụ sữa
Lên men 29,432,2oC/5h
Hâm nóng
54,4oC/1h
Cho muối

COTTAGE

Để lạnh


CNSX phomat mềm và bán mềm có qua
giai đoạn ủ chín
• Sản phẩm: Camembert, Brie, Coulomiers, Munster,
Carre de I’est…
• Sử dụng nhiều VSV khác nhau trong quá trình ủ chín
phomat,
– Camembert, Brie, Munster… bào tử nấm mốc được phun
lên bề mặt khối đông → phát triển thành những khuẩn lạc

trên bề mặt sản phẩm,
– Bleu des causses, Blue d’Auvergne, Fourme d’Ambert… bào
tử nấm mốc được cấy phát triển bên trong khối đông.




Sữa
Thanh trùng 72oC/15’
Làm lạnh 30oC
Vi khuẩn lactic
Renin

Lên men sơ bộ
Khuấy đều 30’
Đông tụ sữa

Tách huyết thanh sữa
Streptococcus lactis,
Streptococcus cremoris,
Ép khuôn
Penicillium camemberti
Ướp muối 6-8g/bánh
Để ráo nước
Nấm mốc
P.camembert

Cấy bào tử mốc
Ủ chín 12-18oC/7-12 ngày
Bao gói

Bảo quản lạnh
Camembert

Huyết
thanh

Thành phẩm:

Dạng bán rắn, màu trắng
Không có lổ khí
Mùi acid, mùi mốc nhẹ
Nước 51%, muối ăn 3,7%, Ca
380mg/100g, pH 6,9.

Thời hạn sử dụng: 2-3 tuần
Sản xuất: công nghiệp 180 tấn



CNSX phomat bán cứng, cứng, rất cứng
• Một số sản phẩm phomat
cứng có nhiều lỗ trống bên
trong
– Lỗ trống có kích thước nhỏ
(CO2 – LM lactic dị hình)
– Lỗ trống có kích thước hình
cầu, oval: mắt tròn (LM lactic
dị hình và LM propionic)
Emmenthal

• Không có lỗ trống, Cheddar

Tên sản phẩm
-Parmesan,
Grana
-Emmenthal
-Gruyère
-Cheddar
-Gouda
-Tilsiter

Nguồn gốc
-Ý
-Thụy Sỹ
-Pháp
-Anh
-Hà Lan
-Đan Mạch



• Thành phẩm:
–
–
–
–

Dạng bán rắn (semi-solid), không có túi khí,
Màu trắng hoặc kem,
Mùi chua (acid lactic),

Nước 79%, muối ăn 1%, Ca 90mg/g, pH = 4,6

• Dinh dưỡng: calo 80, lipit 0,4-4%, protein 17%, lactose 1,4%;
vit.A 3 µg, vit.B1 50 µg, vit.B2 280 µg/100g sản phẩm.
• Thời hạn sử dụng: 4 tuần ở 1oC
• Sản xuất: công nghệp 5000 tấn/năm (1981-1982).