Đề tài Ảnh hưởng của CO2 đến quá trình sản xuất và chất lượng của pho mai

GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 1 - PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Những hiểu biết và kiến thức cơ bản về phô mai 1.1.1.Định nghĩa: Phô mai được làm ở nhiều vùng văn hóa khác nhau từ rất lâu. Phô mai là sữa đông tụ, dạng rắn cơ bản chứa chủ yếu là protein, là casein và chất béo. Chất lỏng dư ra được gọi là whey. Không có định nghĩa chặt chẽ nào về phô mai, vì vậy có nhiều định nghĩa. Hầu hết các giả thiết đều cho rằng phô mai đã được làm ra đầu tiên ở Trung Đông. Những loại phô mai đầu tiên được làm từ sữa lấy từ gia súc và để chua. Có một truyền thuyết nói rằng phô mai đã được “khám phá” (discover) bởi một người dân du cư Ả Rập, khi người này đổ đầy sữa vào cái túi vắt ngang lưng ngựa để làm thức ăn cho chuyến đi dài qua sa mạc. Sau nhiều giờ, anh ta dừng lại để uống sữa và phát hiện sữa đã tách ra thành một dung dịch hơi đục và những miếng vụn màu trắng. Bởi vì cái túi dùng đựng sữa đã được làm từ dạ dày của một con vật còn non, có chứa một enzyme mà ngày nay chúng ta gọi là rennin, sữa đã được phân riêng thành khối đông tụ và whey (do sự kết hợp của rennin, sức nóng của mặt trời, và những chuyển động đều đặn của con ngựa). Người dân du cư này, không hề biết đến các vấn đề kỹ thuật, nhận thấy là whey có thể uống được, còn khối đông tụ thì có thể ăn được. Phô mai đã được người Sumer cổ đại (Sumerians, “là người tiền Semites sống ở vùng thung lũng Euphrates hạ”- theo Từ điển Webster) biết đến khoảng 4000 năm trước Công nguyên. Người Hy Lạp cổ đại đã gắn Aristaeus, con trai của Apollo và Cyrene, với phát hiện ra phô mai. Thời La Mã, người ta đã đưa kỹ thuật sản xuất phô mai lên một trình độ cao hơn, khi việc làm ra chúng đòi hỏi kỹ năng và sự hiểu biết. Phô mai cũng đã bắt đầu xuất hiện trên bàn của những người quý tộc. Thời Trung Cổ, các tu sĩ đã đổi mới và phát triển phô mai thành các loại như ta thấy ngày nay. Trong suốt thời kỳ Phục Hưng, phô mai bị coi là có hại cho sức khoẻ. Nhưng đến thế kỷ XIX, phô mai lấy lại danh tiếng của mình và việc sản xuất phô mai chuyển từ các nông trại đến các nhà máy. Ngày nay, với khoảng 2000 loại khác nhau, phô mai là một trong những thực phẩm phổ biến nhất thế giới. 1.1.2.Thuật ngữ về sự phân loại phô mai Phô mai là sản phẩm tươi hay qua ủ như phô mai cứng , bán cứng thì trong đó tỉ lệ whey protein/casein không được vượt quá mức trong sữa, chứa đựng: GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 2 - a bởi sự làm đông tụ (toàn bộ hay một phần) từ những nguyên liệu thô: sữa, sữa bột, sữa bột một phần, kem, whey cream, hoặc bơ, thông qua hoạt động của rennet hoặc chất đông tụ thích hợp khác và bởi một phần whey trích từ sự đông tụ; b bởi quá trình kỹ thuât liên quan sự đông tụ của sữa và/hoặc nguyên liệu chứa sữa được dùng ra sản phẩm cuối thứ có cùng tính chất vật lý, hóa học và các đặc điểm vi sinh như là hệ thống sản phẩm dưới sự phân loại phô mai. Bảng 1. Bảng phân loại phô mai 1.2.Nguyên liệu: Phô mai được làm chủ yếu từ sữa bò tươi, có thể sử dụng sữa tươi đã qua bảo quản. Ngoài ra còn có thể sử dụng sữa gầy hoặc sữa tách một phần béo, tùy GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 3 - thuộc vào quy trình sản xuất. Để đa dạng sản phẩm, giá trị cảm quan sữa dê hoặc sữa cừu dạng sữa tươi đã được sử dụng. Trong sản xuất phô mai, yêu cầu về các chỉ tiêu chất lượng sữa rất nghiêm ngặt. Sữa phải được thu nhận từ các động vật khỏe mạnh, không có chứa kháng sinh và bacteriophase. Sữa không được nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ các dụng cụ chứa và đường ống vận chuyển sữa. Trong chỉ tiêu vi sinh, nhóm vi khuẩn sinh bào tử (giống Clostrium) và nhóm VSV ưa lạnh (giống Pseudomonas) đặc biệt cần quan tâm vì chúng đều là nguyên nhân làm hỏng sản phẩm. Hàm lượng protein-casein trong sữa cũng là chỉ tiêu hóa lí quan trọng. Sữa nguyên liệu có hàm lượng casein càng cao thì hiệu suất thu hồi phô mai trong sản xuất sẽ cao. Và còn nhiều chỉ tiêu về các thành phần tham gia sản xuất phô mai như chất béo, tác nhân đông tụ sữa… GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 4 - Hình 1. Quy trình tổng quan sản xuất phô mai 1.3. Ý nghĩa của đề tài Phô mai là thực phẩm rất giàu dinh dưỡng, được tiêu thụ nhiều (nhất là ở Châu Âu) cho nên vấn đề cải tiến chất lượng phô mai đang được tiến hành nghiên cứu. Một trong những hướng đó là bổ sung CO2 để sản xuất phô mai. Bài tiểu luận này nhằm đánh giá tổng quan về vai trò của CO2 , từ đó có thể ứng dụng vào quy trình sản xuất thực tiễn vừa mang lợi ích kinh tế, đồng thời tăng chất lượng phô mai. GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 5 - PHẦN 2: TÁC DỤNG CỦA CO2 LÊN PHÔ MAI Thêm CO2 là một trong những phương pháp làm cải thiện chất lượng của phô mai. CO2 có tự nhiên trong sữa, nhưng hầu như bị mất trong các quá trình chuẩn bị sữa. 2.1.Tác động có lợi lên nguyên liệu sữa nguyên liệu làm tăng chất lượng phô mai [2] 2.1.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của sữa nguyên liệu Sữa được giữ lạnh thời gian bảo quản từ 1 đến 3 tuần (Muir,1996). Có nhiều yếu tố tác động làm giảm thời gian bảo quản: chủng loại vi sinh vật, enzym của vi khuẩn, quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ bảo quản và phân phối. CO2 được dùng để tác động lên các yếu tố trên và tăng giá trị của sữa nguyên liệu. Sự sinh trưởng và trao đổi chất của nhiều loài vi khuẩn được tìm thấy trong môi trường sữa đều bị ức chế khi có sự hiện diện của CO2. Kết hợp tác dụng ức chế của CO2 và các phương pháp kỹ thuật khác ( thanh trùng, làm lạnh) thì khả năng sinh trưởng và sống sót của vi khuẩn bị ngăn chặn đáng kể. 2.1.2.Chống các vi sinh vật có trong sữa nguyên liệu Ảnh hưởng CO2 lên sinh trưởng vi khuẩn trong sữa. Ảnh hưởng CO2lên bào tử trong sữa. Ảnh hưởng CO2 lên enzym và hoạt tính enzym trong sữa. Cơ chế kiềm hãm của CO2: Cơ chế tác động trực tiếp và gián tiếp của CO2 lên sự sinh trưởng vi sinh vật vẫn chưa rõ rệt dù đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu. Có bốn giả thiết chủ yếu về cơ chế kiềm hãm vi sinh vật của CO2 1.Sự hòa tan CO2 vào trong béo có thể ảnh hưởng bất lợi cho cân bằng membrane. 2.Phản ứng với nước của CO2 là nguyên nhân làm giảm pH tạo môi trường bất lợi trong và ngoài tế bào. 3.Đóng vai trò chuyển hóa trong nhiều con đường sinh hóa, CO2 là nguyên nhân tổn hao năng lượng tế bào. 4. CO2 có thể thay thế sinh hóa học và điều hòa enzym. Tùy thuộc vào môi trường phát triển, vi sinh vật, trạng thái sinh lý học, sự tác động kết hợp của những cơ chế trên có khả năng đáp ứng những tác động hiệu quả. Cacbon dioxide cần được hòa tan trong nước mới có tác dụng ức chế vi sinh vật. Khi CO2 được hòa tan vào nước thì xảy ra chuỗi phản ứng sau GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 6 - Tùy thuộc vào trạng thái hòa tan, CO2 có thể ở dạng acid, ion bicacbonat và ion H + . CO2 và ion H +, đều đáp ứng cơ chế ức chế và theo Diez-Gonzalez ,Corral bicacbonat và ion cacbonat cũng ức chế tốt. Phương trình phản ứng cân bằng trên sẽ quyết định giá trị pH trong pha lỏng. Ở giá trị pH thấp, phản ứng trên sẽ dịch chuyển sang trái. Bởi vậy giá trị pH trong môi trường sẽ tác động lên cơ chế tác động của CO2. Phân tử CO2 không phân cực vì vậy mà khả năng hòa tan trong chất béo của nó tốt hơn hòa tan vào nước. Khi CO2 đến kết hợp với membrane của vi khuẩn nó sẽ làm phân tán thành hai lớp lipid. Để được như vậy, CO2 làm tăng tính lưu động của membrane và làm cho tế bào chất thoát ra khỏi tế bào vào môi trường bất lợi. Tùy thuộc vào nồng độ và áp suất, CO2 thậm chí có thể hòa tan vào trong tế bào chất, một môi trường lỏng và pH trung tính. Trong điều kiện như thế, sẽ làm giảm pH trong tế bào chất và sự thay đổi gradient pH làm cho tế bào bị stress. Cơ chế tác động của CO2 lên bào tử chưa thật rõ ràng. Bào tử có màng membrane mỏng được bao dưới bởi lớp áo khoác protein. Lớp áo khoác này có cấu trúc xốp nên CO2 có thể đã hòa tan vào trong membrane của bào tử, thêm nữa bào tử rất nhạy cảm với những biến đổi của môi trường như nhiệt độ cũng có thể kích hoạt bào tử nảy mầm hoặc làm tăng tính lưu động của màng membrane. Ảnh hưởng của CO2 đến đặc tính kiểu hình của vi sinh vật được đưa ra là có làm thay đổi ở gene, phụ thuộc vào mức độ CO2 trong môi trường. Stretton và Goodman đã có buổi thuyết trình miêu tả sự tác động của CO2 lên kiểu gene của một lượng lớn vi sinh vật. Điều đó cũng đồng tình rằng CO2 như là một phần trong cơ chế điều hòa. Tác động ức chế của CO2 phụ thuộc vào nhiệt độ, ở nhiệt độ thấp CO2 hòa tan tốt hơn. Tác động của nhiệt độ lên độ hòa tan CO2 và tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật cũng tỉ lệ tương ứng với độ hòa tan CO2. Cacbon dioxide hòa tan trong sữa đến 38oC, bởi vậy bổ sung và duy trì sau khi làm lạnh là tốt nhất. CO2 cần kết hợp thêm với điều chỉnh áp suất để tăng tác động của CO2. 2.1.3.Những thay đổi hóa sinh và hóa lý khi thêm CO2 trong sữa nguyên liệu Những tác động hóa sinh của CO2 lên sữa thô đã được nghiên cứu. CO2 không làm thay đổi cân bằng vitamin hòa tan trong béo trong sữa thô sau 7 ngày bảo quản. Acid hữu cơ, casein và whey protein cũng không thay đổi khi thêm CO2 . 2.2.Tác động đến độ pH của sữa trong quá trình làm đông tụ phô mai [2,4] CO2 được bổ sung nhân tạo dẫn đến hạ thấp độ pH của sữa: từ giá trị pH ban đầu trung tính giảm xuống 0.1 đến 0.3 đơn vị. Điều đó sẽ rút ngắn thời GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 7 - gian đông tụ. Tác động đó được tận dụng để thu được cùng thời gian đông tụ nhưng sử dụng lượng rennet ít hơn. Hình 2. Thêm khí CO2 vào dòng sữa làm phô mai 1-Bình đựng khí CO2 2-Máy đo lưu lượng 3-Ống phun có đục lỗ 4-Thùng làm phô mai Sự bổ sung CO2 trực tiếp kết hợp với việc làm đầy thùng làm phô mai được chỉ như hình trên. Tỉ lệ khí CO2 được phun vào, thời gian tiếp xúc với sữa trước khi rennet trộn lẫn vào cần tính toán khi mà hệ thống được vận hành. Sản phẩm có sử dụng CO2 trộn lẫn được báo cáo rằng tiêu thụ rennet có thể giảm một nữa mà không có những tác động nào bất lợi. Biểu đồ thời gian của pH ở phương pháp điều khiển và có CO2 tác động trong quá trình làm phomai được chỉ trong hình 2. pH sữa trước khi thêm mẫu đầu tiên, lúc thêm tác nhân đông tụ và của whey lúc mất nước là cao ở phương pháp điều khiển hơn là phương pháp có CO2 tác động. Độ dốc đường pH trong phương pháp điều khiển từ 0 đến 120 phút ( hình 2 ) là bất lợi, khi đó pH ở phương pháp CO2 tác động gần như không đổi trong cùng thời gian đó. Độ dốc đi xuống của đường cong pH điều khiển là hiển nhiên bởi vì mẫu ban đầu đang sinh ra acid lactic trong suốt 45 min ủ. Mặc dù mẫu ban đầu tăng trưởng trong sữa có CO2 tác động cũng đang sinh acid lactic, nhưng pH của whey không thay đổi nhiều so với pH đầu của sữa sau khoảng 130 phút trong GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 8 - làm phomai bởi vì sữa cũng mất luôn CO2. Thời gian từ lúc thêm tác nhân đông tụ đến khi whey mất nước ngắn hơn so với phương pháp CO2 tác động. Hơn nữa nếu CO2 sinh ra làm pH sữa giảm thường là do acid lactic trong quá trình ủ, sau đó acid lactic trong whey sẽ bị khử khi whey mất nước.CO2 còn lại trong whey có thể lấy đi bằng buồng chân không. Điều này có thể cải thiện chất lượng sản phẩm whey. Hình 3. Biểu đồ so sánh giá trị pH theo phương pháp điều khiển với phương pháp có bổ sung CO2 theo thời gian. 2.3. Ảnh hưởng đến quá trình ủ chín phô mai [4] Sữa acid hóa trước bằng CO2 để làm phô mai đem đến ảnh hưởng có lợi lên quá trình thủy phân protein trong giai đoạn ủ. Không giống như acid khác, CO2 dễ tách khỏi whey. Những ảnh hưởng của sữa tiền acid lên cấu tạo phô mai, lên từng thành phần riêng lẻ và sản lượng phô mai. CO2 được tác động trực tiếp sau giai đoạn làm lạnh của quá trình thanh trùng. CO2 trong sữa làm phô mai vào khoảng 1600ppm, dẫn đến pH sữa khoảng 5.9 ở 31oC . Tác động CO2 rút thời gian ngắn đông tụ sữa. Sản xuất phô mai từ sữa acid hóa bằng CO2 ít mất Ca và chất béo hơn so với phương pháp khác. GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 9 - Thêm CO2 trong sữa nguyên liệu để sản xuất phô mai có thể rút ngắn thời gian quá trình làm phô mai. Có thể giảm bớt lượng rennet sử dụng cho đông tụ sữa, và tăng sản lượng. Tính chất cảm quan của phô mai làm từ sữa có CO2 tác động thì bằng hoặc tốt hơn phương pháp điều khiển dùng sữa không tác động. Lượng rennet để sản xuất phô mai có thể giảm tới 50% nếu sử dụng sữa có bổ sung CO2 . Sự thủy phân chất béo và thủy phân protein trong phô mai làm từ sữa có tác động CO2 thì thấp hơn rõ rệt so với phương pháp điều khiển sau 3 tháng tồn trữ ở 7oC. Phô mai làm từ sữa có tác động CO2 nhận được đánh giá cảm quan cao hơn so với phương pháp điều khiển. Khi sữa thô có TPC (total plate count) cao ( 5x105 cfu/mL) được phun CO2 (tới pH bằng 6.2) và đông lạnh ở 4oC. Trong quá trình ủ, phần nito non-casein thấp hơn, chứng tỏ protein bị thủy phân ít hơn. Alpha, beta, gamma không bị ảnh hưởng của tác động CO2 . Không tác động đến tính chất cảm quan phô mai. Tính chất hóa lý khi so sánh với phương pháp điều khiển không tạo ra sự khác biệt rõ rệt. Bảng 1. Thành phần hóa học của whey, phô mai của 2 phương pháp GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 10 - 1 CP = Crude protein (CP = total nitrogen × 6.38). 2 NPN = Nonprotein nitrogen × 6.38. 3TP = True protein (TP = CP − NPN). 4 FDB = Fat on a dry basis. 5 PDB = Protein on a dry basis. 6 MNFS = Moisture in the nonfat substance. Theo Van Hekken, CO2 hòa tan trong sữa không ảnh hưởng nhiều đến sự sinh trưởng và trao đổi chất của lên men phô mai trong giai đoạn ủ, nguyên nhân là do phô mai bị tách cùng với whey. GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 11 - PHẦN 3 : ỨNG DỤNG TRONG MỘT VÀI QUY TRÌNH SẢN XUẤT PHÔ MAI 3.1.Phô mai Camembert Sữa tươi Xử lý nhiệt Chuẩn hóa Lên men sơ bộ Thanh trùng Cấy giống và lên men Đông tụ Tách sơ bộ huyết thanh sữa Đổ khuôn và tách huyết thanh Tách khuôn Ướp muối Cấy giống Ủ chín Bao gói Phô mai Camembert Vi khuẩn lactic Nhân giống Nhân giống Vi khuẩn lactic, nấm men Geotricum candidum Rennet Nấm sợi P.camemberti Nhân giống Huyết thanh sữa GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 12 - 3.1.1.Các giai đoạn chuẩn bị sữa nguyên liệu Các giai đoạn chuẩn bị sữa tươi được xem là rất quan trọng và ảnh hưởng lớn đến hương vị phô mai thành phẩm. Hiện nay tại pháp, sản phẩm Camembert dù được sản xuất ở quy mô công nghiệp với sản lượng lớn nhưng không thể bỏ qua các giai đoạn này. Đầu tiên, sữa tươi sau khi nhập về nhà máy được qua xử lý nhiệt ở 64-65 oC trong thời gian 15-20 s nhằm tiêu diệt và ức chế hệ VSV và enzym có trong sữa. Tiếp theo sữa sẽ được chuẩn hóa về hàm lượng chất béo 28g/l. Thỉnh thoảng người ta hiệu chỉnh cả hàm lượng protein trong sữa. Để sản xuất phô mai camembert, yêu cầu hàm lượng protein không thấp hơn 31g/kg sữa nguyên liệu Tiếp theo, các nhà sản xuất bổ sung CaCl2 vào sữa với hàm lượng 0.025-0.075 g/l. Tiến hành cấy giống vi khuẩn lactic với tỷ lệ 0.2-0.5% (v/v). Quá trình lên men lactic được thực hiện ở 8-14 oC trong thời gian 15-20 giờ. Khi kết thúc lên men, giá trị pH của sữa giảm xuống còn 6.30÷6.35 Những giai đoạn chuẩn bị nói trên được thực hiện một ngày trước khi đưa sữa nguyên liệu vào sản xuất phômai. 3.1.2. Ướp muối Mục đích của việc muối phô mai là để tạo vị thích hợp, tạo điều kiện cho chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến trạng thái và giữ chất lượng khi bảo quản Hoạt tính của vi khuẩn lactic mạnh hơn khi hàm lượng muối của phô mai khoảng 0.5%. Muối còn có ảnh hưởng tới sự tạo acid trong phô mai và kéo theo sự thay đổi các đặc tính của phô mai (cấu trúc, trạng thái). Muối có tác dụng tạo áp suất thẩm thấu, giữ chất lượng khi bảo quản. Các vi khuẩn tạo chất thơm rất nhạy cảm với muối. Muối còn được coi là tác nhân điều chỉnh sự tạo thành các chất khí (tạo thành lỗ hổng). Phô mai có cấu trúc, trạng thái tốt nhất khi hàm lượng muối trong phô mai đạt khoảng 5%. Quá trình ướp muối có thể được thực hiện theo một tronh hai phương pháp sau: Ngâm khối đông trong dung dịch nước muối: các nhà sản xuất thương sử dụng nước muối có nồng độ 18-23%(w/w) đã được bổ sung CaCl2 và hiệu chỉnh pH. GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 13 - Rắc muối khô trực tiếp lên bề mặt khối đông: trong trường hợp này, một phần muối sẽ được hòa tan trong huyết thanh sữa phần còn lại đọng trên bề mặt khối đông. Tiếp theo, một lượng muối sẽ khuyết tán vào bên trong cấu trúc của khối. Ta cần tiến hành lật đảo khối đông để muối được phân bố điều trong sản phẩm. Tổng hàm lượng NaCl trong phô mai Camembert chiếm khoảng 1.7- 1.8% khối lượng sản phẩm 3.1.3.Cấy nấm sợi Quá trình cấy giống vsv được thực hiện bằng cách phun bào tử nấm sợi Penicillium camemberti lên bề mặt khối đông đã qua ướp muối.Người ta cũng có thể sử dụng loài Penicillium candidum trong sản xuất phô mai Camembert. Nấm mốc có thể được nhân giống theo phương pháp nuôi cấy bề mặt hoặc bề sâu. Quá trình cấy giống được thực hiện bằng thiết bị phun bào tử tự động với hàm lượng đúng theo chế độ cài đặt. Các khối đông sau khi được cấy bào tử nấm sợi trên bề mặt sẽ đưa vào phòng chứa tạm có nhiệt độ 14-15 oC trong thời gian 24 giờ. Độ ẩm tương đối của không khí trong phòng chứa tạm 85%. Sau đó, chúng được huyển vào kho ủ chín phô mai 3.1.4. Ủ chín 1-Các biến đổi trong quá trình ủ chín Biến đổi sinh học: các VSV có trong khối đông bao gồm nhóm vi khuẩn, nấm men và nấm sợi tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất trong suốt giai đoạn ủ chín. Tuy nhiên, tốc độ các biến đổi sinh học này diễn ra khá chậm do nhiệt độ quá trình ủ chín khá thấp (12-13 oC). Đáng chú ý nhất là các bào tử giống Pencillium sẽ phát triển thành các khuẩn ty thể trên bề mặt khối phô mai. Ta sẽ thấy xuất hiện các đốm xanh lấm tấm trên khắp bề mặt sản phẩm, tạo nét đặc trưng cho sản phẩm Camembert Biến đổi hóa sinh và sinh học -Đường lactose sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành acid lactic, khí CO2 và nhiều sản phẩm phụ khác. Những biến đổi này do nhóm vi khuẩn lactic thực hiện CH3CHOHCOOH CH3CH2COOH +CH3COOH +CO2 +H2O -Protein bị phân hủy một phần do xúc tác của nhóm enzym protease. Các protease này chủ yếu do nấm sợi và vi khuẩn lactic sinh tổng hợp nên. -Sự phân hủy một số acid amin tự do trong khối đông và tạo ra các sản phẩm như NH3,CO2,H2S…gây mùi khó chịu cho phômai thành phẩm -Biến đổi vậy lý: sự sinh trưởng VSV thường kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt sinh ra nhiều CO2 GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 14 - Suy ra,Trong quá trình ủ chín phô mai, hàng loạt các phản ứng hóa sinh xảy ra cộng với sự phát triển của VSV kết quả là giải phóng các loại khí NH3,CO2,H2...Trong đó chiếm tới hơn 90% tổng số chất khí trong phômai là CO2. Nhưng nấm sợi phát triển trên bề mặt sản phẩm nên sẽ bị ức chế.Vậy ta phải có chế độ xử lý thích hợp 2-Thí nghiệm với các điều kiện khác nhau về hàm lượng CO2 Mục đích : đánh giá ảnh hưởng của CO2 đến phô mai trong quá trình ủ chín Cách tiến hành: ta tiến hành thí nghiệm với 5 điều kiện khác nhau: thay mới liên tục (CRA), thay mới định kỳ (PRA), không thay mới (NRA) không khí hay dưới sự tập trung của CO2 ở tại 2% (2CO2) hay 6% (6CO2) trong suốt quá trình ủ chín Kết quả -Sự tiêu thụ O2 và sự hình thành CO2 Từ Figure 1 ta có nhận xét trong suốt 3 ngày đầu thành phần O2 và CO2 là không đổi nhưng sau đó bắt đầu có thay đổi. Ở CRA sự thay đổi là không đáng kể nên không thể hiện,thành phần không khí ủ là tương tự như không khí thường.Các trường hợp còn lại quan sát trên hình GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 15 - -Hoạt động hô hấp của phômai Ta hoàn toàn có thể xác định được thông qua đo hàm lượng CO2 và O2 trong quá trình ủ, như vậy ta cũng xác định được: 1/ hệ số hô hấp phô mai được mô tả thông qua lượng CO2 tạo ra, 2/ tổng lượng CO2 hình thành và tổng lượng O2 mất đi -Sự giảm khối lượng của phô mai Sự thay đổi này có thể chia theo 3 pharses: the frist pharse (P1) mô tả bởi a rapid linear loss, nó được theo dõi trong ngày đầu tiên; the second phrase (P2) mô tả bởi a lower linear loss theo dõi từ ngày 2 đến 4; the third phrase (P3) mô tả bởi một đường gần thẳng và được theo dõi từ ngày 4 hay 5 trở về sau Sự thay đổi hàm GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 16 - -Độ dày của the creamy underrind và sự hình thành phô mai Trong suốt 7 ngày đầu chưa thể đo lường được underrind. Sau 7 ngày độ dày của the creamy underrind tăng dần đạt 1 mm ở CRA, PRA,NRA và 2 mm ở 2 CO2 và 6 CO2. Từ ngày 10 trở đi độ dày không đổi ở NRA. Tăng rất chậm ở CRA và PRA nhưng tăng đáng kể ở hai trường hợp CO2 còn lại (đạt 5 mm trên ngày) Sau 13 ngày phô mai thu được có màu trắng.Hệ sợi bao phủ toàn bộ bề mặt phômai, nó sẽ dài nếu không có sự kiểm soát của CO2 (CRA. NRA) và sẽ dài trung bình với sự ảnh hưởng của CO2 ở hai trường hợp còn lại Hơi nước đọng lại bên ngoài được miêu tả là thấp với CRA, 2 CO2 và PRA cheeses.Ở phương pháp sản xuất phômai với 6 CO2 và NRA, hơi nước đọng lại vừa hoặc cao. 3/ Phân tích ảnh hưởng của CO2 đến quá trình ủ chín Dựa vào kết quả của thí nghiệm trên ta có thể rút ra: -Sự tiêu thụ O2 có liên quan tới sản phẩm CO2 được tạo ra. Ta tìm thấy O2 tập trung trong khoảng 10-40% là yêu cầu không đổi trong sự phát triển của P.camemberti, nhưng CO2 tập trung trong khoảng 10-30% (ít hơn O2 12%) là để ức chế. Lượng CO2 càng cao thì sự phát triển càng chậm lại. Roger et al.(1998) chỉ ra sự thay đổi trong thành phần O2 và CO2 ảnh hưởng đến hệ số hô hấp của P.camemberti, mà ảnh hưởng tới nấm sợi này là sẽ ảnh hưởng tới sản phẩm -Các thí nghiệm giữa ngày 1 và 4 chưa có sự thay đổi ở CO2 và O2, trong phân đoạn này Kluyveromyces lactics tiêu thụ lactose và phân giải thành acid lactic. Acid lactic lúc này sẽ phản ứng với paracasein tạo thành canxi lactat. Từ khi lactat xuất hiện ở ngày 2 thì G.candidum mới bắt đầu hoạt động. P.camemberti bắt đầu phát triển từ ngày 5 và sinh sản theo cấp số nhân đến ngày 8 -Hoạt động hô hấp, giảm khối lượng và sự tạo thành của phômai Camembert là có liên quan đến sự tham gia của CO2. Khối lượng của phômai sẽ đạt lớn nhất khi không khí trong hầm ủ được thay mới liên tục. Độ dày của the creamy underrind tăng nhanh hơn khi có mặt của CO2 trong hầm từ khi bắt đầu quá trình ủ. Tuy nhiên, khi hàm lượng CO2 quá cao hơn 2% sẽ có tác động xấu tới sự hình thành phô mai GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 17 - 3.2.Phô mai cheddar Sữa tươi Chuẩn hóa Thanh trùng Cấy giống Lên men Đông tụ Tách huyết thanh Xử lý và nghiền khối đông Ướp muối Đổ khuôn và ép Bao gói Ủ chín Phô mai Cheddar Vi khuẩn lactic Nhân giống Rennet CaCl2 Huyết thanh sữa Muối Nacl GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 18 - 3.2.1.Sự tác dụng CO2 lên quá trình đông tụ CO2 làm giảm thời gian đông tụ, qua đó làm giảm thời gian chế biến phô mai. Tác dụng này được giải thích do khả làm giảm pH khi CO2 hòa tan vào sữa. Acid hóa sữa bằng CO2 làm giảm một nửa enzym đông tụ (rennet). Điều quan trong của acid hóa bằng CO2 là không có tác động nào của CO2 làm giảm chất lượng sản phẩm. CO2 có thể loại ra đơn giản bằng cách gia nhiêt, hút chân không. Carbon dioxide hòa tan trong sữa không tác động lên sự sinh trưởng và trao đổi chất của của các canh trường giống đầu (Van Hekken et al., 2000; Ruas- Madiedo et al., 1998a; Calvo et al., 1993). Sự phát triển của các dòng giống đơn hoặc trông lẫn giữa hai giống Lactococcus ssp và Leuconostoc citreum ở 22ºC hơn 18 giờ của sữa xử lý với CO2 (pH=6.2) và không xử lý CO2 (pH=6.7) là giống nhau. Sau 8 giờ ủ , nồng độ của acid citric, pyruvic, lactic, formic, acetic, hippuric là giống nhau (Ruas-Madiedo et al., 1998a). 3.2.2.Sự tác động của CO2 lên quá trình ướp muối Khối phômai đan chéo nha bằng các mao dẫn, khoảng 10.000 mao dẫn trên 1cm2. Muối sẽ thẩm thấu lâu hơn trong phô mai có thành phần béo cao hơn. Nhiệt đọ cũng ảnh hưởng tốc độ thẩm thấu và mất ẩm.Nhiệt độ càng cao, tốc độ hấp thu muối càng cao. pH ở thời điểm muốn có ảnh to lớn đến tốc đọ hấp thụ muối. pH càng thấp muối càng được hấp thụ nhiều. Tuy nhiên pH 5.6 phô mai quá mềm. Tầm quan trọng của ph đến quá trình ướp được mô tả trong nghiên cứu của nhóm nghiên cứu ở Dnish Hillerod Instutution: Một vài phần muối calcium liên kết lỏng lẻo với casein,trong quá trình muối những liên kết lỏng lẻo được thay thế bằng sodium (trao đổi ion). Mức độ số lương của các liên kết calcium lỏng lẻo quyết định độ chắc của phô mai. Nhưng liên kết calcium lỏng lẻo thì rất nhạy cảm với ion H+. Càng nhiều ion H+, càng nhiều Ca2+ thoát khỏi phức casein và H+ thay thế cho calcium. Khi thêm muối vào H+ không bị thay thế bởi Na+. Tổng quát lại: GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 19 - Ở pH (6.0-5.80 có càng nhiều calcium trong casein kết quả là càng nhiều sodium thay thế cho calcium trong phức casein,và phô mai sẽ mềm hơn, thậm chí có thể mất hình dạng trong quá trình chín. Ở pH 5.2-5.4-5.6 có đủ Ca2+ và H+ trong phức casein để liên kết với Na+,Kết quả độ chắc sẽ được tốt. ở ph <5.2 ,có quá nhiều H+,khi ướp muối ,Na+ không thể trao đổi với H+, kết quả làm cho phomai cứng. Sự có mặt CO2 có tác dụng tốt tới quá trình ướp thông qua sự giảm pH của khối phômai. Việc bổ sung các acid khác vô cơ hoặc hữu cơ khác để điều chỉnh ph là có thể ,nhưng mang lợi nhưng bất lợi : - các acid vô cơ có thể lẫn các kim loại nặng . - các acid hưu cơ tuy ít nhiễm kim loại nhưng giá chí phí cho sản xuất cao. - Ngoài ra còn ảnh hưởng tới cảm quan của phomai,vì các acid vẫn cồn tồn tại trong sản phẩm. 3.Ảnh hưởng của CO2 lên thành phần béo trong phomai. - Thành béo của phomai bổ sung CO2 thấp hơn của phomai sản xuất theo phương pháp bình thường GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 20 - - Khi xử lý CO2 ,sữa có pH=5.9 là ph tối ưu cho chymosin(enzyme đông tụ) .Sự hoạt hóa của của enzyme dẫn đến sự thủy phân quá mức casein khi đông tụ hơn là tác dụng với K-casein.Điều này làm khả năng giữ béo của cấu trúc casein.Tuy nhiên không thấy sự khác nhau về thành phần crude protein của hai quy trình. GVHD: Lê Văn Việt Mẫn - 21 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Văn Việt Mẫn. Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống, Tập 1. Nhà xuất bản đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2004. [2]. Gerrit Smit. Dairy processing : Improving quality. Published by Woodhead Publishing Limited. [3]. Bylund G. Dairy processing handbook. Tetra-Pak processing systems AB pulisher, Lund, 1995. [4]. B. K. Nelson, J. M. Lynch, and D. M. Barbano. Impact of Milk Preacidification with CO2 on Cheddar Cheese Composition and Yield. American Dairy Science Association, 2004.