luan van cong nghe san xuat phomai

GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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 đầy đủ
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.

Hình 1 : Phô mai

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 1


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÔ MAI
1.1 GIỚI THIỆU VỀ PHÔ MAI:
Phô mai là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trong
các món ăn Tây phương. Người Việt hay gọi phô mai (hay pho mát). Phô mai
(tiếng Anh - cheese, tiếng pháp - fromage) là sản phẩm được lên men hay không
đươc lên men (tức là loại phô mai 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. Phô mai
giữ lại hoàn toàn lượng chất béo ban đầu gọi là phô mai 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, phô mai là protein của sữa được đông tụ, tách

bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín.
Phô mai 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 trị
dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu.
Trong phô mai chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino acid), lipit 30%,
các muối khoáng, các vitamin (A, B1, B2, C, …).

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI:
Phô mai 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.

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 2


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

Hình 2: Mozzarella (trong pizza, sau khi nướng sẽ chảy tạo thành những sợi
cheese dài và dính).
Hình 3: Blue cheese (ăn kèm với rau quả, cracker, rượu vang).
Hình 4: Cream cheese (ăn tươi kèm với bánh mì, cracker)
Ở Pháp, trung bình hàng năm mỗi người sử dụng 26 ÷ 28 kg phô mai các loại. Sản
phẩm phô mai 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 phô mai
đơn giản.

1.3 PHÂN LOẠI PHÔ MAI:
Quy trình công nghệ sản xuất phô mai cũng rất đa dạng, người ta có thể sử
dụng các nguyên liệu sữa và các giống vi sinh vật khác nhau để sản xuất phô mai .

Có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại phô mai:
a) 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 cheese.
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 3


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
b) Dựa vào độ cứng của phô mai:
•
•
•
•
•

Loại rất cứng( độ ẩm dưới 41%)
Loại cứng (độ ẩm 49-56%)
Loại bán cứng( độ ẩm 54-63%)
Loại bán mềm(độ ẩm 61-69%)
Loại mềm(độ ẩm >67%)

Hình 5: Phô mai Parmesan

c) Phân loại dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai.

Đa số loại phô mai đều “chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic.

Bảng 1: Phân loại phô mai dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai
Loại sản phẩm
Phô mai tươi
Phô mai có qua
giai đoạn ủ chín

Đặc điểm
Không qua giai đoạn ủ chín
* Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình 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 phô mai.
- Trong bề sâu khối phô mai.
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).
d) Phân loại dựa vào cấu trúc của phô mai:
•

Loại có lỗ hổng hình tròn (round – eyed texture) được tạo thành trong quá

trình ủ chín do CO2.
• Loại có lỗ hổng hình hạt (granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt
phô mai trong quá trình đổ khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ
hổng.
• Ngoài ra còn có một loại phô mai đặc biệt khác được gọi là phô mai nấu
•

chảy được sản xuất từ một số loại phô mai khác.
e) Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phô mai(FDB):

FDB =
Bảng 2: Phân loại phô mai theo giá trị FDB
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 4


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

Loại sản phẩm
Phô mai có hàm lượng béo rất
cao
Phô mai có hàm lượng béo cao
Phô mai có hàm lượng béo
trung bình
Phô mai có hàm lượng béo thấp
Phô mai gầy

Giá trị FDB (%)
> 60
45 – 60
25 – 45
10 – 25
< 10

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHÔ MAI

2.1 NGUYÊN LIỆU:
2.1.1 Sữa:
Thành phần hóa học và tính chất của sữa: Sữa là dung dịch sinh học được tạo thành
từ tuyến sữa của động vật. sữa chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng, các enzyme,
khoáng, vitamin cần thiết cho sự phát triển của trẻ em và động vật còn non.
Trong sản xuất phô mai , yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của sữa rất nghiêm ngặt.
Sữa phải được 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 hệ thống vận chuyển sữa .
2.1.1.1

Tính chất lý học

Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước ,
có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét . Cách thức phân bố khác nhau của các hợp
chất có trong sữa tạo nên độ đặc và màu sắc của sữa .
Khối lượng riêng của sữa phụ thuộc vào hàm lượng các thành phần tan trong
sữa . Khối lượng riêng sữa bò trung bình d = 1.027 – 1.032 g/l , phụ thuộc giống bò
và thời kỳ cho sữa .
Nhiệt độ đóng băng của sữa vào khoảng 0.550C .
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 5


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Độ chua của sữa thường được biểu thị bằng độ Thorner ( 0T ) . Sữa mới vắt có
độ chua trung bình từ 16-18 0T . ( 0T = độ acid của sữa : là số ml NaOH 0.1N cần
thiết để trung hoà lượng acid có trong 100 ml sữa tươi ) .
2.1.1.2

Thành phần hóa học

Sữa là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, không chỉ thể hiện qua hàm lượng
các chất dinh dưỡng và tỷ lệ giữa chúng mà còn được thể hiện qua tính đặc hiệu
của các thành phần dinh dưỡng đó. Sữa đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể về
các acid amin không thay thế, acid béo không no, khoáng ( đặc biệt Ca và P ) và
vitamin.
a)

Protein:
Những protein được tìm thấy trong sữa là các hợp chất hữu cơ phức tạp, là

những hợp chất nitơ chủ yếu rất quan trọng và cần thiết cho cơ thể động vật.
Chúng hiện diện dưới dạng keo phân tán trong sữa .
Protein chứa các nguyên tố chính như C , H , O , N . Ngoài ra còn có S , P.
Mittra ( 1942 ) quan sát và kết luận rằng khả năng tiêu hoá của protein nhận được
từ sữa bò cao nhất so với protein nhận được từ các loài động vật khác. Có thể phân
biệt hai dạng protein chủ yếu trong sữa : phức chất casein hiện diện trong sữa dưới
dạng huyền phù keo và protein nước sữa hiện diện dưới dạng dung dịch.

• Casein

Là một loại phosphoprotein , chiếm khoảng 80% tổng số protein sữa . Ở 200C,
khi sữa bị acid hoá đến độ pH khoảng 4.6 , thành phần casein sữa sẽ đông tụ .
Casein sữa gồm 4 nhóm : αS1 - casein , αS2 - casein , β - casein và κ - casein .

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 6

GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Hầu hết casein hiện diện trong một thể hạt keo do sự kết hợp với một số thành
phần khác được gọi là micelle casein . Một trong những thành phần đó là κ-casein
tập trung trên bề mặt micelle , có vai trò ổn định hệ keo casein. Chức năng sinh học
của hệ keo casein là mang một lượng lớn calcium .
Casein liên kết với cation chủ yếu là Ca tạo thành caseinate. Các muối khác
như

Ca3( PO4 )2 , kết hợp với caseinate khác nhau tạo nên cấu trúc của micelle.

Cấu trúc toàn bộ các thành phần casein, calcium phosphate và các muối khác được
biết như phức chất cacium caseinate - calcium phosphat hoặc gọi là phức chất
casein ( sub- micelle ) .
Casein không bị biến đổi có ý nghĩa trong các quá trình nhiệt bình thường
(thanh trùng ) , khi kéo dài thời gian hoặc khi thực hiện ở nhiệt độ cao sẽ làm thay
đổi tính chất của phức hệ casein và phá hủy amino acid , những thay đổi này có thể
nhận thấy được biểu hiện qua sự thay đổi màu và mùi trong quá trình nấu .
Sữa bò chứa khoảng 2,6 -4% protein. Trong đó chủ yếu là cazein, chiếm
khoảng 2,3-2,9%. Ngoài ra protein ở sữa còn nằm ở dạng đầy đủ các acid amin.
• Protein nước sữa

Gồm β - lactoglobulin , α - lactalbumin , serum albumin và immunoglobulin .
β-lactoglobulin là thành phần chủ yếu của protein nước sữa , chúng chiếm tỷ lệ
khoảng 50% , bên cạnh đó , còn có α - lactalbumin chiếm tỷ lệ khoảng 25% .

b) Chất béo:
Chất béo trong sữa chiếm khoảng 3-5,2%.
Chất béo sữa chủ yếu là triglyceride ( 98% ) và các acid béo, gồm acid béo bão

hoà và chưa bão hoà. Trong thực phẩm, acid béo bão hoà hiện diện dưới dạng
những mạch ngắn như acid butyric, caproic, caprylic và capric. Các acid béo mạch
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 7


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
ngắn là thành phần quan trọng tạo cảm quan hấp dẫn cho sữa. Bên cạnh
tryglyceride, sữa còn chứa một lượng lớn các chất béo khác như phospholipid ,
sterol, carotenoid, các vitamin tan trong chất béo .
•

Acid béo tự do : chất béo của sữa tinh khiết chỉ chứa acid béo tự do dưới dạng vết,
các acid béo này không liên kết với glycerol, trong suốt quá trình bảo quản hàm
lượng này tăng do enzyme thủy phân chất béo và làm cho độ acid của chất béo
tăng lên .

•

Phospholipid : phospholipid khác với chất béo sữa ở điểm là một trong 3 nhóm
alcohol của glycerol được liên kết với acid phosphoric, phospholipid quan trọng
nhất trong sữa là leucithin. Phospholipid chủ yếu tập trung trên màng của giọt chất
béo và chúng hoạt động như những tác nhân nhũ hóa giúp những hạt chất béo phân
tán được trong plasma sữa .

•

Cholesterol : là một hợp chất alcohol của cấu trúc phức , trong sữa phần lớn
cholesterol được tìm thấy trong những hạt chất béo .

c) Glucid:
Đường chủ yếu có trong lactoza. Ngoài ra còn có galactoza, glucoza, manoza,
fructoza. Lactoza chiếm 4,7% trong sữa. Đường lactoza là đường rất dễ lên men và
rất dễ tiêu hóa. Lactoza dễ bị thủy phân dưới tác dụng của acid, nhiệt và enzyme
lactoza.
C13H22O11H2O

→

Lactoza ngậm nước

C6H12O6
Glucoza

+

C6H12O6
Galactoza

Sản phẩm thủy phân của lactoza kết hợp với acid amin là các melanoidin. Khi
đun sữa ở nhiệt độ cao sữa sẽ bị caramen hóa. Melanoidin và các sản phẩm
khác sẽ làm biến màu sữa.
Đường sữa rất dễ bị lên men. Do đó bảo quản sữa là một vấn đề rất khó. Quá
trình lên men được thực hiện bởi các vi khuẩn lactic, propionic, butyric.
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 8


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

C6H12O6

2CH3CHOHCOOH

Glucoza

Acid lactic

3CH3CHOHCOOH

Vi khuẩn propionic

2CH3CH2COOH + CH3COOH +
H2O + CO2

Acid lactic

Acid acetic

3CH3CHOHCOOH

Vi khuẩn propionic

Acid lactic

CH3CH2CH2COOH + H2O + CO2
Acid butyric

d) Các chất khoáng:
Lượng các chất khoáng trong sữa không nhiều, nhưng sự có mặt các chất

khoáng đóng vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng trong sữa.
Hàm lượng các chất khoáng trong sữa như sau:
Fe

0,1-0,6

Zn

0,48-3,0

Co

0,11

Cu

0,05-0,4

Mn

0,06

I

0,05-0,2

Pb

0,01-1,2

Ngoài thành phần các chất khoáng ra trong sữa còn có các chất đa lượng. Các
chất khoáng đa lượng này nằm ở dạng muối photphat, muối clorua hoặc các muối
khác.
Hàm lượng chúng như sau:
K

144,0mg%

Na

43,7mg%

Ca

124,0mg%

S

31,8mg%

Mg

12,2mg%

Cl

104,5mg%

P

110,0mg%

e) Vitamin:
Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng không lớn lắm. Các vitamin này
thuộc 2 nhóm.
-

Nhóm tan trong chất béo: A, D, E
Nhóm tan trong nước: B1, B2, PP, C

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 9


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Hàm lượng các vitamin có trong sữa: (mmg/kg sữa)
A

4-1,0

C

13-28

E

0,2-1,9

PP

1,0

B1

0,2-0,7

D

0,65

B2

0,1-1,7

B12

2,2-5,9

f) Các chất miễn dịch:

Trong sữa có nhiều chất miễn dịch khác nhau. Các chất miễn dịch này có tác
dụng bảo vệ sữa khỏi bị hư hỏng. Hàm lượng các chất miễn dịch không nhiều
nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong cơ thể. Chất miến dịch rất dễ bị phá
hủy ở nhiệt độ 60-70oC. Các chất miễn dịch trong sữa bao gồm: antioxin,
opsonin, bacterilyzin, precipitin, aglutamin. Ngoài ra sữa còn chứa 1 lượng nhỏ
bạch cầu.
g) Các chất khí:

Trong sữa tồn tại các chất khí như:

-

CO2 50-70%
O2
5-10%
NO2 20-30%
Trong sữa còn phát hiện Ca2NH3. Trong quá trình bảo quản và chế biến hàm
lượng các chất khí này có thay đổi. Sự có mặt các chất khí gây khó khăn khi
gia nhiệt, làm sữa dễ trào bọt khi khử trùng.

2.1.2

Giống vi sinh vật:

Trong sản xuất phô mai 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 phô mai 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

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 10


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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
Glucoza
+

acid lactic

HOOC – CH2 – CH2 – COOH
acid succinic

CH3 – COOH +

CH3 – CH2OH

acid axetic

rượu êtylic

+ CO2 +

H2

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 sữa thành các
peptid và acid amin. Hoạt tính này ở các loài là khác nhau, thường trực khuẩn là
cao hơn.

2.1.3 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
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 11


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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).
2.1.4 Chất béo:
Để sản xuất phô mai 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 vật.
2.1.5

Phụ gia và các nguyên liệu khác
CaCl2 : ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein . Người

ta bổ sung Ca2+ vào sữa dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và
cấu trúc , độ cứng của khối đông .
CO2 : Khí CO2 hòa tan vào sữa để làm giảm nhẹ pH sữa , rút ngắn thời gian
đông tụ casein hoặc tiết kiệm được lượng chymosin cần sử dụng .
NaNO3 hoặc KNO3 : quá trình thanh trùng sữa trong sản xuất phô mai không
thể tiêu diệt được toàn bộ VSV có trong sữa nguyên liệu ban đầu . Hơn nữa, trong
sản xuất một số loại phô mai cứng như: Parmesan, Grana … người ta có thể bỏ qua
giai đoạn thanh trùng nhiệt để sản phẩm đạt cấu trúc và mùi vị như mong muốn,
khi đó muối NaNO3 hoặc KNO3 được sử dụng như là một tác nhân tiêu diệt hệ vi
sinh vật nhiễm trong sữa . Hàm lượng tối đa cho phép dùng là 30g/100kg sữa . Nếu
sử dụng muối nitrat quá nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản phẩm . Ngoài ra, muối
nitrat cũng có thể ức chế giống vi sinh vật thuần khiết sử dụng trong sản xuất phô
mai . Hiện nay, muối NaNO3 và KNO3 bị cấm sử dụng ở một số nước trên thế giới.
Chất màu : Màu sắc của phô mai do các hợp chất carotennoides hòa tan
trong chất béo của sữa tạo nên . Cường độ màu của sản phẩm có thể bị thay đổi
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 12


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
theo thời tiết trong năm . Để ổn định màu sắc cho phô mai , các nhà sản xuất sử
dụng các sản phẩm tự nhiên như Carotenoides hoặc Cholorophylle . Cholorophylle
được sử dụng cho phô mai ủ chín với nấm sợi xanh của nấm mốc trong khối sản
phẩm , làm cho màu sắc của sản phẩm phô mai trở nên hấp dẫn hơn .
Những nguyên liệu phụ khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mứt trái
cây, mật ong ... được sử dụng trong một số loại phô mai tươi để làm đa dạng hóa
hương vị của sản phẩm .
2.2 SỰ THAY ĐỔI CÁC THÀNH PHẦN SỮA TRONG QUÁ TRÌNH SẢN
XUẤT PHÔ MAI:

2.2.1 Sự thay đổi lactoza:
Lactoza được lên men biến thành rượu, các loại acid hữu cơ, các chất khí. Các
loại rượu được chuyển hóa tiếp thành mùi cho phô mai, các acid hữu cơ sẽ được
tích trữ và chuyển hóa thành các chất thơm.
Kết quả là làm pH của khối sữa giảm và làm khối sữa kết tủa lại. Đó là giai
đoạn tạo khối kết tủa cazein.
Trong giai đoạn tạo phô mai lượng, lactoza sẽ giảm rất nhanh. Chỉ còn 5-10
ngày lên men, trong khối phomai sẽ không còn lactoza.
Như vậy đường lactoza khi sản xuất phomai sẽ đi theo các con đường chuyển
hóa sau:
Đường lactoza

Giai đoạn lên men lactic tạo khối cazein kết tủa

Giai đoạn làm phô mai

Cung cấp năng lượng và vật liệuChuyển
xây dựng
hóacho
thành
tế bào
Loại
acidvira
các
sinh
khỏi
sàn
vật
khối
phẩm

cazein
khác
kếtcấp
tủanăng
theolượng
lactoseum
Cung
và vật liệu xây dựng cho Lên
tế bào
men
vi tạo
sinha

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 13


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

2.2.2 Sự thay đổi cazein:
Trong giai đoạn lên men acid của khối sữa, cazein bị tách khỏi ion canxi. Về cơ
bản cấu trúc của cazein đã có sự thay đổi rất mạnh khi tạo thành khối cazein kết tủa
ở pH đẳng điện.
Trong giai đoạn lên men phô mai, cazein được biến đổi sâu sắc nhất. Cazein ở
trạng thái không hòa tan và chuyển dần sang dạng hòa tan do bị thủy phân bởi các
enzym tạo thành pepton và các acid amin. Trong giai đoạn này thấy hình thành khí
NH3, H2S và một số khí khác. Trong đó khí CO2 chiếm khối lượng khá nhiều.
2.2.3 Sự thay đổi của các thành phần hóa học khác:
Các chất béo cũng bị thủy phân trong quá trình lên men để trở thành các acid

béo no và acid béo không no. Từ đó chuyển hóa tiếp thành chất thơm và các sản
phẩm khác.
Sự chuyển hóa rất phức tạp trong khối phô mai khi lên men đã tạo ra sự đa dạng
của các sản phẩm phô mai.
Nhiều nhà nghiên cứu cho thấy mùi vị đặc trưng của phô mai được quyết định
bởi các acid amin tự do, các loại acid hữu cơ, rượu và mùi thơm của nhiều hợp chất
khác nhau.
2.2.4 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai:
Tùy theo loại phô mai mà quy trình sản xuất có khác nhau, nhưng dù sản xuất
theo phương pháp nào thì quá trình sản xuất cũng chia thành 4 giai đọan.
Trong đó các vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chế biến.
Giai đoạn 1:Làm đông sữa

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 14


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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 phô
mai, cần thiết phải có một lượng acid lactic và men dịch vị
Quá trình được tiến hành như sau:
Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 – 900C trong 15 - 20
phút (đối với một số loại phô mai được thay bằng quá trình thanh trùng sữa: 72 0C
trong 15 giây) được đem đi xử lí bằng renin – là enzyme do niêm mạc dạ dày của
động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa tiết ra.
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 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 2: 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.

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 15


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Trong thời gian này, quá trình lên men lactic vẫn tiếp tục. Sau khi ép huyết
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
huyết thanh bị loại ra ngoài cục đông sữa có thành phần gồm đường lactose,
lactalbumin, lactoglobulin …
Giai đoạn 3: Muối phô mai

Ngay sau khi ép cục đông để tách huyết thanh, phô mai được ngâm vào bể nước
muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày hoặc rắt trực tiếp trên bề mặt để tăng
vị mặn cho phô mai, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phô mai 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 phô mai
như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài
dung dịch ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phô mai. Muối ăn thấm vào lớp bề mặt
của phô mai, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại.
Giai đoạn 4: Ủ chín phô mai
Ở giai đoạn cuối cùng này phô mai được đưa vào hầm làm chín ở 50 – 57 0C, có
độ ẩm là 80 – 90%.
Quá trình làm chín phô mai 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.
Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hầu hết trong giai đoạn
ép nén. Trong khối phô mai, vi khuẩn propionic hoạt động mạnh, lên men lactic
thành acid propionic, acid axetic và CO2. Cả hai acid này làm cho phô mai 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 phô mai vẫn được tiếp tục
một thời gian nữa cho phô mai 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
phô mai chín thì 2/3 casein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít NH3.

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 16


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Sau khi chế biến xong, trước khi được cắt ra và đóng gói, phô mai được khử

trùng bằng cách chiếu tia tử ngoại. Việc đóng gói thường sử dụng những bao bì
đặc biệt như dùng oliofilm (cao su xử lí bằng HCl), rilsan (protein của dầu thầu
dầu), giấy kim loại
thiếc)…
Sữa(giấy
nguyên
creamViệc đóng gói được tiến hành trong điều kiện vô
trùng. Cuối cùng ta được thành phẩm.
Kiểm tra, làm sạch và định lượng
CHƯƠNG 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Chất ổn định

3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai từ sữa bột nguyên cream:
Hoàn nguyên
Nước 40-500C
Tiêu chuẩn hóa

Cream

Đồng hóa
Thanh trùng và làm nguội

Giống

Lên men (30-350C)

Hoạt hóa giống

Đông tụ (18-220C)

renin

Cắt quện sữa
Ép định hình
Ướp muối

Dung dịch NaCl 28%

Bao gói

Huyết thanh

Phô mai
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 17


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

3.1.1 Các thiết bị chính:
Bảng 3: Bảng liệt kê thiết bị chính dùng trong dây chuyền sản xuất phô mai:
STT
1
2
3
4
5
6

7
8
9

Tên thiết bị
Cân định lượng
Thiết bị hoàn nguyên
Thiết bị thanh trùng và làm lạnh
Thiết bị ủ hoàn nguyên
Thiết bị đồng hóa
Thiết bị nhân giống
Thiết bị lên men
Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh
Thiết bị ướp muối

3.1.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
3.1.2.1 Thu mua, kiểm tra chất lượng, định lượng nguyên liệu:
Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phô mai
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.
Định lượng:
Mục đích: chuẩn bị
Định lượng sữa bột nguyên cream cần dùng cho công đoạn hoàn nguyên.
• Tiến hành: sữa bột nguyên cream 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.
• Thiết bị định lượng:

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Hình 6: Cân định lượng WS150R-221
Page 18


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Chọn cân định lượng WS150R-221.
Sàn cân bằng sắt và mặt cân làm bằng thép không gỉ
Giới hạn cân: 150kg
Độ phân giải cao: 1/3,000 ~ 1/7,500
Kích thước của cân 400 x 500 x 105mm
Bảng 4: Đặc điểm kỹ thuật của cân

3.1.2.2 Hoàn nguyên sữa bột:
a) Hoàn nguyên 42-450C
Mục đích: chuẩn bị
Chuyển sữa bột từ dạng bột sang dạng lỏng giống như sữa tươi ban đầu.
• Tiến hành:
•

+ Quá trình hoàn nguyên sữa bột nguyên cream 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 định cũng

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 19

GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
được 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.
•

Thiết bị hoàn nguyên:

* Cấu tạo:
Chọn thiết bị Tetra Almix 10.
+ Loại có năng suất: <12 000 l/h.

+ Công suất động cơ: 18,5 kw.

+ Tổng khối lượng thiết bị: 375 kg.

+ Thể tích: 2,8 m3.

+ Cửa sản phẩm vào: 51 mm.

+ Cửa sản phẩm ra: 63,5 mm.

+ Áp suất vào: 0,5 bar.

+ Áp suất ra: 1,5 bar.

+ Kích thước thiết bị: 1250 x 910 x 1065
Thùng hoàn nguyên có hình trụ đứng, đáy chỏm cầu và có cánh khuấy, vỏ thùng

làm bằng thép không gỉ. Thùng gồm hai lớp thép, ở giữa có phần không gian để
chứa tác nhân trao đổi nhiệt, gần với lớp ngoài cùng có lớp vật liệu cách nhiệt.

Hình 7: Thiết bị hoàn nguyên sữa

b) Thanh trùng (750C) và làm lạnh (2-60C):
•

Mục đích: chuẩn bị

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.
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 20


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
•

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.
•

Thiết bị thanh trùng và làm lạnh

Các thiết bị trao đổi nhiệt như: Thiết bị trao
đổi nhiệt dạng bản mỏng, thiết bị trao đổi
nhiệt dạng ống, thiết bị trao đổi nhiệt dạng
ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học.
Trong dây truyền này sử dụng thiết bị
trao đổi nhiệt dạng bản mỏng loại Tetra
plex.
+ Năng suất 15 000 l/h.
+ Lượng nước sử dụng là 30 000 l/h.

Hình 8: Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

+ Số tấm truyền nhiệt là 85 tấm.
+ Chiều dày mỗi tấm là 0,6 mm.
+ Kích thước thiết bị:

+ Kích thước mỗi tấm: 1000 x 250mm

1200 x 500 x 1500 mm

* Cấu tạo:
Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng
và được làm bằng thép không rỉ. Mỗi tấm bảng sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ
thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền
nhiệt.

Hình 9: Một số hình dạng bản mỏng trong thiết bị trao đổi nhiệt
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 21

GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
Khi ghép các bản mỏng lại với nhau, trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên
những hệ thống đường vào và ra cho mẫu khảo sát và chất tải nhiệt. Tùy thuộc vào
điều kiện cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bố trí hệ thống những đường dẫn thích hợp.
* Nguyên tắc hoạt động:
Sữa sẽ lần lượt đi qua hai vùng, mỗi vùng gồm bốn khoang được ký hiệu là 4x2.
Chất tải nhiệt sẽ lần lượt đi qua bốn vùng, mỗi vùng gồm hai khoang và được ký
hiệu là 2x4. Sữa sau khi được gia nhiệt sẽ có nhiệt độ là 750C.
Chất tải nhiệt

Sữa

Hình 10: Ví dụ về sơ đồ dòng chảy của sữa và chất tải nhiệt trong thiết bị truyền
nhiệt bản mỏng (4x2/2x4).
c) Ủ hoàn nguyên (2-60C):
•

Mục đích:chuẩn bị

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 nằm sát đáy và được bật
chạy liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên. Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đạt
Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 22


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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.
•

Thiết bị ủ hoàn nguyên:

* Cấu tao.
Chọn bồn ủ lạnh hai vỏ nằm ngang, vỏ thùng làm bằng thép không gỉ (Pladot).
Bồn ủ hoàn nguyên đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và được bật chạy
liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên.
Thể tích bồn:

3 000 Lít

Điện áp 3 pha:

380V

Công suất:

30 kW

Kích thước:

2350×1576×2 300 (mm)
Hình 11: Bồn ủ hoàn nguyên

* Nguyên tắc hoạt động:
•

Sữa sau khi làm nguội được cho vào cửa phía trên. Nhờ lớp áo bảo ôn của
bồn ủ và cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy được bật chạy liên tục trong suốt quá
trình ủ hoàn nguyên, sữa được giữ ổn định ở nhiệt độ 2-6 0C, trong thời gian
4-8 giờ dịch sữa đạt trạng thái đồng nhất như sữa tươi.

3.1.2.3 Tiêu chuẩn hoá:
•

Mục đích: hoàn thiện và chuẩn bị

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 cream 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

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 23


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
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.
3.1.2.4 Đồng hoá:
•

Mục đích: hoàn thiện và chuẩn bị
+ 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 nhằm 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 phô mai 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 giảm
kích thước hạt.
+ Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa.
•

Thiết bị đồng hoá

Có nhiều loại thiết bị đồng hoá như: thiết bị đồng hoá sử dụng cánh khuấy, thiết bị
đồng hoá sử dụng áp lực cao, thiết bị đồng hoá sử dụng sóng siêu âm..
Chọn thiết bị Tetra Alex 2
+ Năng suất 3 000 l/h.

+ Công suất động cơ: 2 kW.

+ Áp suất làm việc: 200 bar.

+ Số lượng piston: 3 cái.

+ Kích thước thiết bị:

+ Đường kính piston: 36 mm.

1435 x 1 280 x 1 390 mm.

+ Đường kính cửa vào: 51 mm.

Công nghệ sản xuất Phô Mai

Page 24


GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
+ Đường kính cửa ra: 38 mm.

Công nghệ sản xuất Phô Mai

+ Khối lượng thiết bị: 1 250 k

Page 25