Nguyên liệu và quy trình công nghệ sản xuất pho mai

Quy trình công nghệ sản xuất phomat

I. NGUYÊN LIỆU :
Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong một
phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, về điều kiện tự nhiên,
điều kiện chăn nuôi. Sữa của các lọai động vật khác nhau là rất khác nhau.
Phổ biến nhất ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, vẫn là sữa bò.


1.Tính chất vật lý :
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với
nước, có vò đường nhẹ và có mùi ít rõ nét.
Tỷ trọng: 1,029 g/cm
3
Nhiệt độ đóng băng: - 0,555
o
C


2.Thành phần hóa học của sữa ;


Các thành
phần
Trọng
lượng
%
Nước Pha lỏng 902 87.4
Glucid
(40-60g/l)

-Dạng tự do : lactose ở trạng thái phân tử.
-Dạng kết hợp : galactose, galactosamin, acid
sialic ở trạng thái keo, được liên kết với
protein < 1 g/l.
49 4.75
Chất béo
(25-45 g/l)
-Ở dạng cầu béo : là những giọt chất béo có
đường kính từ 1-10 µm, được bao bằng một
màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương.
-Ở dạng các hợp chất hòa tan trong chất béo:
các sắc tố (β-caroten), sterol (cholesterol),
các vitamin.
39 3.78
Hợp chất nitơ
(25-40 g/l)
-Ởû dạng micelle 28 g : dạng huyền phù, là
phức hợp của phosphate calci liên kết với một
liên hợp của các casein.
-Ở dạng hòa tan 4.7 g : là những cao phân tử
của β-lactoglobulin, α-lactalbumin, serum
albumin và imunoglobulin.
-Nitơ phi protein 0.3 g: ure, acid uric, creatin…
33 3.2
Chất khoáng
(24-40 g/l)
Ở trạng thái keo và hòa tan:
-Ở dạng phân tử và ion : K, Ca, P, Na, Cl, Mg
-Ở dạng các nguyên tố vi lượng
(oligoelement): Zn, Al, Fe, Cu, I …

9 0.87
Chất khô tổng
số (MST)
Sữa đã được làm bốc hơi nước 130 12.6
1

Quy trình công nghệ sản xuất phomat

Các chất khác -Các chất xúc tác sinh học: các vitamin (A,
D, E, K …) và các enzyme.
-Các khí hòa tan : CO
2
, O
2
, N
2
(4-5 % thể tích
của sữa)
Vết


2.1. Tính chất của các casein :
Casein là một phosphoprotein có chứa gốc acid phosphoride. Casein có
nhiều nhóm chức tự do khác nhau như –COOH, -NH
2
, =NH … nên casein có khả
năng tham gia các phản ứng hóa học. Trong các nhóm đó, hai nhóm cacboxyl
và amin có ý nghóa nhất vì một phần các nhóm này ở trạng thái tự do và quyết
đònh tính chất của casein. Cũng vì có các nhóm này mà trong dung dòch, casein
tạo thành các ion lưỡng tính.

Casein dễ dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ như K,
Na, Mg để tạo thành các caseinate hòa tan trong nước.
Trong sữa, casein ở dạng calci caseinate và nó lại kết hợp với canxi
phosphate tạo thành phức hợp calci phosphate caseinate (các micelle).
Tất cả các casein đều được phosphoryl hóa nhưng với mức độ khác nhau,
trong đó, casein κ có tỷ lượng phospho thấp nhất.
Casein κ có tính chất khác với các casein khác :
1. Dung dòch các casein ở pH 7 và t
0
=20
0
C ở trạng thái micelle bền, khi
thêm CaCl
2
0.4M thì chỉ casein α
s
và casein β kết tủa còn casein κ vẫn ở trạng
thái hòa tan.
2. Casein κ là protein duy nhất có chứa glucid (khoảng 5 %). Điều đó
chứng tỏ casein κ là khá háo nước.
3. Casein κ có chứa hai gốc Cys/mol, chứng tỏ không có cầu disunfua.
4. Casein κ có khả năng ổn đònh các casein khác bằng cách ngăn cản sự
kết tủa của các casein này bởi ion calci, nhờ tạo ra trong sữa một phức hệ
micelle dưới dạng keo bền vững.
5. Khi casein κ bò thủy phân bởi chymosine ở liên kết peptide giữa Ph
105

và Met
106
thì sẽ khử bền các micelle của sữa và do đó, sữa bò đông tụ.

2.2.Phức hệ micelle của casein:
Trong sữa, các casein có mặt dưới dạng các hạt hình cầu- các micelle- có
đường kính 20-300 nm. Các micelle là một tập hợp các dưới đơn vò (các siêu
micelle) có đường kính 15-20 nm. Các casein liên kết với nhau để tạo thành
phức khi có mặt calci và sẽ kết tủa xuống nếu không có casein κ. Các siêu
micelle chỉ tồn tại nhờ có mặt casein κ.
Sự tổ chức của micelle :
y Các siêu đơn vò được hợp thành từ casein α, β và κ có đường kính
khoảng 20 nm, các đầu kỵ nước được sắp xếp gấp vào phía trong, còn các
nhóm háo nước của các casein và các casein κ thì phủ ở bề mặt.
2

Quy trình công nghệ sản xuất phomat

yCác casein α, β của siêu micellce liên kết với nhau thông qua các nhóm
phosphate của Ca
3
(PO4)
2
và tạo thành micelle. Các siêu micelle nghèo casein κ
sẽ nằm ở phía trong micelle và micelle sẽ ngừng lớn khi toàn bộ mặt ngoài được
bao phủ bằng casein κ.

2.3.Khả năng đông tụ của casein :
Tất cả các micelle đều có điện tích âm nên chúng đẩy nhau và khiến các
micelle casein tồn tại dưới dạng keo. Các phân tử nước cũng liên kết với các
điện tích của casein và góp phần duy trì các micelle trong dung dòch.
Sữa tươi luôn có độ pH khoảng 6.6-6.7, khi giảm độ pH (do quá trình lên

men tạo ra acid latic hoặc acid do con người chủ động đưa vào), các ion H
+
của
acid sẽ liên kết với micelle casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của
micelle casein. Khi tới giới hạn, các micelle casein sẽ đông tụ.
Theo lý thuyết, điểm đẳng điện pI của casein là 5.1- 5.3. Trong dung dòch
muối như điều kiện của sữa, casein đông tụ tốt nhất ở pH 4.5 - 4.7.Khi cho dư
acid (hoặc khi quá trình lên men quá dài, sữa có độ chua cao) vào casein đã
đông tụ, casein sẽ bò tái hòa tan, tạo thành muối và acid. Bên cạnh khả năng bò
đông tụ bởi acid, casein còn bò đông tụ bởi rennin (rennin là một protease được
chiết xuất từ dạ dày bê). Quá trình đông tụ của casein của dưới tác dụng của
rennin thực chất là quá trình thủy phân hạn chế casein κ, vỏ háo nước bò phá
hủy, do đó, các ion calci dễ dàng tiếp cận với các casein a, b và paracasein κ
và làm cho chúng tạo gel. Rennin thủy phân liên kết peptide giữa Phe-Met (vò trí
105-106) của cas
ein κ để tạo ra caseinopeptide (106-109) hòa tan và
paracasein κ (1-105) không hòa tan. Phản ứng này không phụï thuộc vào ion
Ca
2+.
Có thể nói, tác động của rennin đối với casein bao gồm ba bước:
1) cắt liên kết Phe105 và Met106 trong phân tử casein κ,
2) tạo thành tập hợp (đông tụ),
3) tác động của rennin với các cấu tử casein xảy ra khi ngâm chín
phomat.


3.Tính chất hóa học :
Độ acid chung : trung bình là 16-18
O
T (độ Thorner), cho biết lượng ml

NaOH 0.1N đã dùng để trung hòa acid tự do có trong 100 ml sữa.
Độ acid hoạt động : biểu thò tính hoạt động của các ion H
+
, pH trung bình
6.6.
Tính oxy hóa – khử
Tính chất keo : sữa là dung dòch keo có ba pha tồn tại đồng thời :
y Dung dòch thực : gồm nước và các chất hòa tan.
y Dung dòch huyền phù : chủ yếu là protein và các chất liên kết khác.
y Dung dòch nhũ tương : chủ yếu là chất béo ở dưới dạng các cầu mỡ.
3

Quy trình công nghệ sản xuất phomat

II.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT CỨNG VÀ BÁN CỨNG :

Sữa tươi
Vi khuẩn
Lactic
Chuẩn hóa

Thanh trùng
Nhân giống
Đông tụ
whey
- Rennin
- CaCl
2
Cắt
Cấy giống
Xử lý nhiệt độ,
khuấy trộn
NaCl
Ngâm muối
Nén
Ủ chín
Bao gói
Phomat
4

Quy trình công nghệ sản xuất phomat


III.GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ :

1.Tiêu chuẩn hóa :
Người ta phân biệt hai khái niệm về hàm lượng chất béo của phomat :
- Hàm lượng chất béo tuyệt đối là tỷ lệ giữa lượng chất béo của phomat với
trọng lượng của nó (tính theo phần trăm).
- Hàm lượng chất béo theo chất khô là tỷ lệ giữa lượng chất béo với lượng
chất khô trong phomat (tính theo phần trăm).

Các loại phomat chế biến từ cùng một loại sữa có thành phần như nhau có
thể có hàm lượng chất béo tuyệt đối khác nhau bởi lẽ hàm lượng nước trong
các loại phomat không giống nhau. Bởi vậy, để tiêu chuẩn hóa, ngưới ta chỉ
dùng khái niệm hàm lượng chất béo theo chất khô.
Người ta đã lập sẵn các bảng về mối quan hệ giữa hàm lượng chất béo với
hàm lượng protein, hàm lượng chất béo theo chất khô.


2.Thanh trùng :
Thanh trùng để tiêu diệt các loại vi trùng là cần thiết. Tuy nhiên, thanh
trùng đã phá vỡ cân bằng giữa các muối, làm giảm hàm lượng muối calci mà
kết quả là làm giảm khả năng đông tụ sữa bằng men sữa (rennin). Để khắc
phục nhược điểm này, người ta phải bổ sung calci dưới dạng CaCl
2
.
Chế độ thanh trùng phổ biến 72-76
O
C trong 15-20 giây. Phụ thuộc vào chất
lượng của sữa mà chọn chế độ thanh trùng thích hợp. Tuy nhiên, thực tế cho
thấy phomat làm từ sữa không thanh trùng có mùi và hương thơm đặc trưng
hơn, hấp dẫn hơn. Khi đó, chất lượng của sữa nguyên liệu phải là loại đặc biệt.


3. Cấy giống :
Sau khi làm nguội, cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa và giữ ở nhiệt độ lên
men cho đến khi độ acid tăng từ 16-18
O
T đến 32-35
O
T. Đây là một biện pháp

để tăng khả năng đông tụ của sữa bởi rennin.
Trong một số trường hợp, việc cấy chủng vi sinh vật vào sữa như trên có
thể tiến hành trước khi thanh trùng. Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp phomat
trong thời gian dài, 24 h hoặc hơn nữa thì khả năng đông tụ của sữa bởi rennin
sẽ bò giảm (tức là làm tăng thời gian đông tụ) và giảm cả hiệu suất thu phomat.
Có thể là ở nhiệt độ thấp, cân bằng các muối trong sữa bò thay đổi, calci liên
kết với protein và calci tự do bò chuyển thành keo trong khi ion H
+
lại tăng làm
tăng nhẹ pH của sữa. Cho chủng vi khuẩn lactic vào là để giữ pH ổn đònh trong
suốt thời gian bảo quản lạnh sữa ở nhiệt độ thấp dưới 10
O
C. Sau đó, sữa được
thanh trùng sẽ tiêu diệt hết vi khuẩn lactic bổ sung, các công đoạn tiếp theo
tiến hành như đối với sữa bình thường.


5