Đề tài Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa

Chương 6. Công nghệ sản xuât pho mát I. Tổng quan về pho mát - Pho mát là protein của sữa được đông tụ, tách bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín - Pho mát được coi là sản phẩm sữa bổ nhất, chứa 1 lượng protein, chất béo tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt lợn - Các protein, chất béo trong pho mát đều ở dạng cơ thể dẽ hấp thụ, có đầy đủ các axit amin không thay thế, các vitamin, chất khoáng * Phân loại - Theo tác nhân đông tụ casein là renin hay axit - Phân loại theo hàm lượng nước : pho mát rất cứng (W < 47%), pho mát cứng (W < 56%), pho mát cứng vừa (W = 54-63%) và pho mát mềm (W = 78-87%), hàm lượng nước thấp - Dựa vào loại vi khuẩn dùng khi ủ chín pho mát. Đa số là vi khuẩn lactic - Dựa vào cấu trúc pho mát : loại lỗ hổng hình tròn, loại lỗ hổng hình hạt, không có lỗ hổng II. Yêu cầu của sữa nguyên liệu dùng để sản xuất pho mát - Sữa dùng để sản xuất pho mát không những phải là sữa tốt, đạt các tiêu chuẩn hóa lý, sinh học mà còn có yêu cầu đặc biệt khác, đó là khả năng đông tụ bằng renin và khả năng tách whey của hạt pho mát - Những khả năng này phụ thuộc vào từng giống bò, thậm chí vào từng con riêng biệt, thời tiết các mùa. Khắc phục bằng cách bổ sung CaCl2, lên men phụ - Kiểm tra khả năng đông tụ + Cho 10ml sữa +1ml 0,02% dung dịch renin, khuấy trộn đều rồi đặt vào cách thủy 35 độ C, theo dõi sự đông tụ. Nếu đông tụ trong thời gian . không quá 15 phút : nhóm đông tụ nhanh . khoảng 15-40 phút : nhóm sữa đông tụ bình thường . Hơn 40 phút : nhóm sữa đông tụ chậm + Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các tác động cơ học hoặc xử lý sữa ở nhiệt độ cao đều ảnh hưởng tới khả năng đông tụ III. Công nghệ sàn xuất pho mát tươi - Pho mát tươi la 1 sản phẩm sữa có giá trị dinh dưỡng cao. Hàm lượng protein khoảng 15-20% gồm đầy đủ các loại axit amin quan trọng và 1 lượng đáng kể chất khoáng - Pho mát tươi được chia làm 3 loại : loại béo, ít béo và không béo 1. Sản xuất theo phương pháp chua - Nguyên liệu thường dùng là sữa không có chất béo (sữa gầy), độ chua không quá 21 độ T - Sữa được thanh trùng ở 78-80 độ C, làm nguội tới nhiệt độ lên men 28-30 độ C. Ở nhiệt độ này người ta cho vào 1 lượng chủng VSV 5-8%, khuấy đều. - Để yên 6-8h. Khi độ chua quện sữa đạt 65-70 độ T là được - Dùng dao lưới hoặc dao gỗ cắt quện thành những miếng nhỏ 20mm. Để yên 15-20 phút. Đun nhẹ quện tới 36-38 độ C để tăng nhanh quá trình tách nước. Có thể dùng whey nóng 60-65 độ C cho vào trực tiếp để tăng nhanh nhiệt độ, khi đổ nước nóng chú ý khuấy đều nhẹ tay - Sau khi đạt độ chua cần thiết, để yên 10-15 phút. Tách nước sơ bộ rồi cho quện vào bao tải thô, buộc kín rồi xếp bao chồng lên nhau để chúng tự tách nước. Giai đoạn tự ép kéo dài 1-2h đến khi whey không tự chảy nữa. Quá trình ép phải tiến hành ở nhiệt độ không khí 8 độ C để độ chua của sản phẩm không bị tăng. Sau khi ép xong làm lạnh ngay tới 6-8 độ C - Bảo quản pho mát tươi ở 2-4 độ C 2. Sản xuất theo phương pháp men chua - Chuẩn bị sữa để lên men gồm các bước sau : tiêu chuẩn hóa nguyên liệu, làm sạch, thanh trùng, làm nguội tới nhiệt độ lên men + Nhiệt độ thanh trùng ảnh hưởng trực tiếp tới tỷ trọng của quện sữa : nhiệt độ càng cao tỷ trọng của sữa càng cao đồng thời khả năng giữ nước cũng càng cao gây cản trở cho việc tách whey khỏi quện sữa. Chế độ thanh trùng thích hợp là 72-75 độ C trong 20 giây. Nhiệt độ thấp hơn không đảm bảo có được quện sữa mịn, men lipaza chưa bị tiêu diệt hoàn toàn nên dễ làm ôi, làm chua sản phẩm + Sau khi thanh trùng sữa được làm nguội tới 28-32 độ C (mùa hè), 30-32 độ C (mùa đông). Ở nhiệt độ này, cho 5-8% chủng gồm Streptococcus lactic, St. diacetylactic, khuấy đều và cứ 30-40 phút khuấy 1 lần + Sau 3-4h, độ chua đạt 32-35 độ T, người ta sẽ cho dung dịch 40% canxi clorua (300-400g muối khan CaCl2 cho 1 tấn sữa nguyên liệu) khuấy đều. Sau đó cho dung dịch renin với tỷ lệ 0,8-1,2g/1 tấn sữa nguyên liệu. Khi đã cho men sữa vào vãn tiếp tục khuấy đều. Để yên cho tới lúc khối sữa đông tụ hoàn toàn + Thời gian lên men khoảng 6-8h. Để tách whey nhanh, người ta dùng dao gỗ cắt quện thành những miếng nhỏ mỗi chiều 20mm. Để yên tĩnh 30-60 phút + Các công đoạn sau làm tương tự như phương pháp chua IV. Công nghệ sản xuất pho mát có quá trình chín sinh hóa 1. Quy trình sản xuất Nhận sữa >> làm sạch >> tiêu chuẩn hóa >> thanh trùng >> làm nguội >> cấy men >> lên men giai đoạn 1 >> cấy men >> lên men giai đoạn 2 >> cắt quện sữa, tách nước >> ép thành bánh >> xử lý muối >> ngâm chín >> bao gói >> bảo quản a. Tiêu chuẩn hóa - Để tiêu chuẩn hóa, người ta dùng khái niệm hàm lượng chất béo theo chất khô : là tỷ lệ giữa lượng chất béo với chất khô trong pho mát (theo %) - Hàm lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn để sản xuất pho mát được tính bằng Mtc = Ps . Mck . k / 100 Trong đó : Mtc- hàm lượng chất béo của sữa tiêu chuẩn, % Ps- hàm lượng protein của sữa,% Mck- hàm lượng chất béo theo chất khô của loại pho mát định sản xuất k- hệ số thực nghiệm, VD : đối với loại 50% chất béo thì k = 2,09-2,15 b. Thanh trùng - Để tiêu diệt các loại vi trùng. - Tuy nhiên thanh trùng đã phá vỡ cân bằng giữa các muối, làm giảm hàm lượng muối canxi >> làm giảm khả năng đông tụ sữa bằng renin >> phải bổ xung canxi dưới dạng CaCl2 - Chế độ thanh trùng phổ biến là 72-76 độ C trong 15-20 giây. Chế độ thanh trùng phụ thuộc vào chất lượng của sữa c. Lên men * Len men giai đoạn 1 - Sau khi làm nguội cấy chủng vi khuẩn lactic vào sữa và giữ ở nhiệt độ lên men cho đến khi độ axit tăng từ 16-18 độ T đến 32-35 độ T - Có 1 số trường hợp, việc cấy chủng VSV vào sữa được tiến hành trước khi thanh trùng như là khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài, cho chủng vi khuẩn lactic vào để giữ pH ổn định trong thời gian bảo quản. Sau đó sữa được thanh trùng sẽ tiêu diệt hết vi khuẩn lactic bổ sung, các công đoạn tiếp theo tiến hành như bình thường * Lên men giai đoạn 2 - Sau khi sữa đạt độ chua 32-35 độ T người ta bổ sung renin và CaCl2. Quá trình lên men kết thúc khi toàn bộ khối sữa đông lại - Phối trộn các phụ gia (khi cần thiết) + Trong 1 số trường hợp, để tăng khả năng đông tụ sữa bởi renin người ta cho thêm khoảng 5-20g CaCl2/100 kg sữa + Nếu trong sữa có vi khuẩn butiric hoặc vi khuẩn yếm khí, người ta có thể dùng NaNO3 hoặc KNO3 với liều lượng được kiểm soát chặt chẽ + Tùy theo thời vụ trong năm, khi mà chất lượng chất béo của sữa thay đổi làm ảnh hưởng tới màu của pho mát thì người ta cho thêm caratein hoặc orleana để điều chỉnh màu - Kết quả của quá trình lên men + Dưới tác dụng của renin, casein chuyển thành paracasein rồi paracasein kết hợp với canxi tạo thành quện sữa (gel) + Nhiệt độ tối ưu của renin là 40 độ C, nhưng thường đông tụ ở 30-32 độ C vì có thể sử dụng 1 lượng renin lớn hơn mức cần, lượng renin dư giúp quá trình chín sinh học ở giai đoạn ngâm chín sau này và để thu được pho mát có độ cứng vửa phải d. Cắt quện sữa - Sau khi sữa đã đông tụ, người ta tiến hành cắt quện sữa thành những miếng nhỏ với kích thước khác nhau tùy loại pho mát để tăng nhanh quá trình tách whey - Các hạt pho mát tạo thành được đảo trộn nhẹ nhàng để ngăn sự kết dính giữa các hạt. Kích thước hạt sau khi cắt và sau khi tách whey là rất khác nhau - Người ta còn dùng nhiệt để đẩy nhanh tốc độ tách nước. Tùy loại pho mát mà nhiệt độ có thể là 38-42 độ C hoặc 52-58 độ C. Tốc độ gia nhiệt khoảng 0,3-0,6 độ C/ 1 phút. Khi đạt nhiệt độ cần thiết thì tiếp tục khuấy 20-60 phút e. Ép thành bánh : Có 2 cách ép - Ép khối hạt pho mát bên trong thiết bị sản xuất : người ta tháo hết whey, nhào sơ bộ khố hạt pho mát rồi đặt tấm kim loại lên trên nén sơ bộ, sau đó cắt khối hạt thành từng miếng có trọng lượng nhất định, cho vào khuôn - Ép khối hạt pho mát bên ngoài thiết bị sản xuất : tháo khoảng 50-60% whey rồi đổ khối hạt pho mát còn lại vào các khuôn ép chặt f. Nén pho mát - Trong quá trình nén các hạt pho máy kết dính thành 1 khối và pho mát có hình dạng nhất định. Đây là giai đoạn điều chỉnh hàm lượng nước của pho mát - Đối với từng loại pho mát, áp suất nén, thời gian nén, nhiệt độ, pH... là những hằng số VD : pho mát cứng áp suất nén 0,4-0,5 bar trong 24-48 h, cheddar là 1-1,5 bar trong 24 h, pho mát mềm 0,4-0,5 bar trong 2-3 h g. Muối pho mát - Tạo vị thích hợp, tạo điều kiện cho chủng vi sinh vật phát triển, tác động tốt đến trạng thái và giữ chất lượng pho mát khi bảo quản - Hoạt tính của vi khuẩn lactic mạnh hơn khi hàm lượng muối của pho mát 0,5%. - Các vi khuẩn tạo chất thơm rất nhạy cảm với muối. Muối còn là tác nhân điều chỉnh sự tạo thành các chất khí - Paracasein hòa tan tốt nhất khi hàm lượng muối là 5%, pho mát có cấu trúc, trạng thái tốt nhất khi hàm lượng muối xấp xỉ giá trị tren - Có 3 cách muối + Muối trong hạt : sau khi tháo phần lớn whey, cho muối với lương 200-300g cho 100 kg sữa (~10kg hạt pho mát), khuấy liên tục ít nhất khoảng 10 phút. Thường áp dụng với pho mát mềm, thời gian muối khoảng 1-2 ngày + Muối bằng muối khô : rắc muối khô lên bề mặt pho mát, muối sẽ hòa tan nhờ nước chảy ra từ pho mát, đồng thời muối thấm vào phía trong. Cách này áp dụng cho pho mát cứng và pho mát có mốc xanh + Muối trong nước muối : dùng nước muối nồng độ 16-23%, ở nhiệt độ 15 độ C để muối, thời gian muối phụ thuộc vào kích thước trọng lượng của từng khối pho mát, cũng như hàm lượng muối của pho mát thành phẩm h. Ủ chín pho mát - Là quá trình chuyển hóa các chất rất phức tạp, đặc biệt là các protein, lactoza và chất béo cho từng loại pho mát có mùi vị, cấu trúc và màu sắc riêng biệt, đặc trưng - Đường sữa (lactoza) dưới tác dụng của vk phân giải thành axit lactic. Axit lactic lại tác dụng với canxi paracasein tạo thành canxi lactat còn paracasein có khả năng tiếp tục bị phân giải Protein (chủ yếu là casein) >> Pepton >> Polypeptit >> dipeptit >> Peptit >> Axit amin - Tốc độ ủ chín pho mát phụ thuộc vào lượng vi khuẩn, điều kiện ủ chín (nhiệt độ, độ ẩm không khí,...) và hàm lượng nước trong pho mát i. Đóng gói và bảo quản - Khi pho mát đã chín phải bảo quản ở kho lạnh có nhiệt độ -5 độ C - Tùy loại pho mát người ta sử dụng các loại bao bì khác nhau. - Có thể dùng 1 số hỗn hợp tráng trực tiếp lên pho mát bên ngoài hoặc bọc giấy để giảm mức hao sản phẩm, giảm chi phí lao động, bảo vệ hình dáng sản phẩm, ngăn chặn sự phát triển của các loại mốc 2. Các phương pháp hạn chế sự phát triển của VSV có hại đối với chất lượng của pho mát * Phân tích - Các vị và mùi thơm của pho mát được tạo thành chủ yếu dưới tác dụng của các enzym do vk tạo ra - Trong sản xuất pho mát, không sử dụng nhiệt độ cao làm tiêu diệt hoàn toàn VSV - Nhiệt độ thanh trùng sữa để sản xuất pho mát thấp hơn đối với các sản phẩm khác, nhiệt độ này không tiêu diệt được hết các nha bào, các vi khuẩn chịu nhiệt - Do thường xuyên tiếp xúc với môi trường bên ngoài nên có thể có 1 số loại vi trùng khác xâm nhập vào làm cho pho mát dễ hư hỏng có thể gây ngộ độc thực phẩm - Độ axit hoạt động của pho mát nằm trong khoảng 5,1-5,7. Độ pH này rất thuận lợi cho nhiều loại vi khuẩn gây hư hỏng pho mát (trực khuẩn đường ruột, vk Butiric, E. coli ...) - Áp suất thẩm thấu và nước liên kết trong pho mát ở mức khá phù hợp cho phân bố các vk >> Ta thấy rất rĩ vai trò, sự cần thiết của điều kiện vệ sinh trong sản xuất pho mát * 1 số phương pháp làm hạn chế sự phát triển của những VSV có hại - Phương pháp công nghệ + Thay đổi các tính chất vật lý và hóa học của hạt pho mát (pH, độ ẩm, nhiệt độ và thời gian lên men ...) nhằm tạo điều kiện không thuận lợi cho vk có hại + Giảm độ ẩm tương đối và giảm nhiệt độ ngâm chín pho mát có tác dụng hạn chế rõ rệt các vk trên bề mặt và vk butiric >> những thay đổi đó có thể làm giảm chất lượng sản phẩm - Phương pháp hóa học : bổ sung vào sữa hoặc hạt pho mát những hợp chất hóa học để hạn chế sự phát triển của VSV có hại. Những hợp chất này không độc, không có hại đối với sức khỏe con người và không làm thay đổi tính chất cảm quan của pho mát