Mở đầu _ Tìm hiểu về tình hình sản xuất phomai trong và ngoài nước, cũng như tiềm năng của nghiên cứu muốn hướng tới. Tổng quan _ Tìm hiểu khái quát về phomai, phân loại và các đặc tính. Phương pháp nghiên cứu _ Tìm hiểu về quy trình thực hiện, giải thích quy trình và giới thiệu các phương pháp phân tích Chương 4: Kết quả và bàn luận: Giải thích kết quả thu được và kiến nghị bàn luận. Chương 5: Bàn luận và kiến nghị 7 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.
Phomai Phô mai (tiếng Anh - cheese, tiếng Pháp - frontage) là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa. Theo phương pháp sản xuất truyền thống, người ta tiến hành đông tụ casein trong sữa, sau đó tách khối đông thu được (curd) để chế biến tiếp thành phô mai (Le, 2016) Quá trình sản xuất phô mai là một quá trình khử nước biến chất lỏng thành chất rắn. Các bước cơ bản bao gồm: acid hóa sữa bằng cách cấy giống khởi động. Tiếp theo là sữa đông lại, casein micelle bị ảnh hưởng bởi các enzyme đặc hiệu thủy phân peptide làm cho các micelle mất điện tích và giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt micelle casein dẫn đến đông tụ (Everett, 2017).
Trong quá trình đó, whey được giải phóng khi sữa đông lại, gel có thể mất tới 90% thể tích. Hoặc thậm chí nhiều hơn nếu ta sử dụng lực nén. Gel được cắt và khuấy để thúc đẩy quá trình tách whey (Everett, 2017). Việc khử nước trong quá trình sản xuất phô mai làm tăng nồng độ của hầu hết các chất dinh dưỡng (protein, chất béo, muối khoáng và vitamin, ngoại trừ đường lactose) có trong sữa, làm cho phô mai trở thành một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng (Everett, 2017).
Phân loại phomai Hiện nay, trên thế giới có hàng trăm loại phô mai. Các sản phẩm phô mai khác nhau về cấu trúc, mùi, vị, màu sắc, các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh (Le, 2016) Có nhiều phương pháp khác nhau để phân loại phô mai. - Hàm lượng nước trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữa lượng nước và tổng khối lượng phô mai đã trừ béo, được ký hiệu là MFFB ([Moisture on Fat Free Basis): 40 𝐻 à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑛ướ𝑐 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑝ℎô 𝑚 𝑎𝑖 (𝑔) 𝑋 100% MFFB= 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑝ℎô 𝑚 𝑎𝑖 (𝑔) − 𝐿ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 𝑏é𝑜 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑠ả𝑛 𝑝ℎ ẩ𝑚 (𝑔) Dựa vào giá trị MFFB, người ta chia phô mai thành 5 loại: Bảng 2: Phân loại phomai theo giá trị MFFB Loại sản phẩm Giá trị MFFB(%) Loại sản phẩm Giá trị MFFB (%) Phomai rất cứng < 41 Phomai bán mềm 61 ÷ 69 Phomai cứng 49 ÷ 56 Phomai mềm > 67 Phomai bán cứng 54 ÷ 63 - Lượng chất béo trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữa lượng chất béo và tổng khối lượng phô mai đã trừ béo, được ký hiệu là PDB (Fat on Dry Basis) 𝐿ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 𝑏é𝑜 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑝 ℎ ô 𝑚 𝑎𝑖 (𝑔) 𝑋 100% FDB= 𝑇 ổ𝑛 𝑔 𝑘ℎ ố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑝ℎ ô 𝑚 𝑎𝑖 (𝑔) − 𝐿ượ𝑛𝑔 𝑐ℎ ấ 𝑡 𝑏é𝑜 𝑡𝑟𝑜𝑛 𝑔 𝑠ả 𝑛 𝑝 ℎ ẩ 𝑚 (𝑔) Dựa vào giá trị FDB, người ta chia phô mai thành 5 loại: Bảng 3: Phân loại phomai theo giá trị FDB: Loại sản phẩm Giá trị FDB(%) Phomai có hàm lượng béo rất cao > 60 Phomai có hàm lượng béo cao 45 60 Phomai có hàm lượng béo trung bình 25 45 Phomai có hàm lượng béo thấp 10 25 Phomai gầy < 10 41 - Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất phô mai có quá trình ủ chín hay không và dựa vào hệ vi sinh vật gây nên cốc biến dổi trong giai đoạn ủ chín sản phẩm, người ta chia phô mai thành hai nhóm chính: Loại sản phẩm Đặc điểm • Phomai tươi • Không qua giai đoạn ủ chín • Phomai có qua giai đoạn ủ chín • Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trinh ủ chín: - Vi khuẩn - Vi khuẩn và nấm mốc • Các biến đổi trong giại đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu: - Trên bề mặt khối phô mai - Trong bể sâu khối phô mai - Trên bề mặt và trong bề sâu khối phô mai - Theo Codex, (1978) phô mai tươi là phô mai không qua quá trình ủ chín, nó được tiêu thụ trong thời gian ngắn sau quá trình sản xuất (Codex. Phô mai tươi dùng để chỉ những loại được sản xuất bằng cách đông tụ sữa, thông qua quá trình acid hóa, acid hóa cùng với một lượng nhỏ men dịch vị, hoặc sự kết hợp của acid và nhiệt, được tiêu thụ sau khi các hoạt động sản xuất hoàn tất 42 2.
Nguyên liệu sản xuất phomai tươi 2.1 Sữa nguyên liệu Sữa hoàn nguyên là sữa lỏng thu được bằng cách thêm nước vào sữa bột tách béo (SMP), sữa bột nguyên kem (WMP) hoặc hỗn hợp của chúng (Le, 2010). Sữa bột là một nguyên liệu thực phẩm rất có giá trị dinh dưỡng (Le, 2010). Được người tiêu dùng sử dụng thay thế cho sữa tươi và có một lượng đáng kể sữa bột được sử dụng trong sản xuất sữa tái tổ hợp truyền thống khác như sữa cô đặc, sữa đặc có đường, sữa 43 tiệt trùng, sữa thanh trùng… khi ở các quốc gia không có đủ nguồn cung sữa tươi (Augustin và cộng sự, 2003) Bên cạnh đó, sữa bột được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp sữa như một thành phần quan trong để sản xuất bánh, kem, phô mai… Toàn bộ ngành công nghiệp sữa ở các quốc gia thường sẽ sản xuất sữa bột sau đó hoàn nguyên trở lại để chế biến sản phẩm tùy nhu cầu cần sử dụng (Carić, M. Bảng 4: Thành phần hoá học trong sữa bột gầy (Skimmilk Powder) Hàm lượng (% khối Thành phần lượng) Độ ẩm(g/100g) 3.9 Sữa bột hoàn nguyên được tạo ra từ nguyên liệu chính là sữa bò nên có các thành phần hóa học gần giống với sữa bò tươi.
Bên cạnh đó cũng có một vài chỉ tiêu chất lượng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ ở quá trình sấy phun tạo hạt sữa.2 Protein sữa Protein trong sữa có thể được chia thành 75÷85% tổng lượng protein trong sữa bò là casein và 15÷25% là whey protein (protein hòa tan) (dựa vào khả năng hòa tan của chúng ở pH 4. Trên thực tế, các đặc tính của nhiều sản 44 phẩm sữa phụ thuộc vào sự tồn tại của protein sữa, mặc dù cả chất béo, lactose, muối cũng gây ra những ảnh hưởng đáng kể. Hầu hết các loại phô mai được tạo ra thông qua việc biến đổi protein bằng các enzyme phân giải protein hoặc sự đông tụ của casein, các sản phẩm sữa chịu được nhiệt độ xử lý cao chỉ có thể thực hiện được nhờ vào độ bền nhiệt đặc biệt của protein sữa, là casein (P. Fox và cộng sự , 2015b).
Hình 3: Thành phần các hợp chất chứa nito trong sữa 2.3 Casein Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate). 45 Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calci Ca3(P04)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước.
Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng ion Ca2+ có trong sữa và dao động trong khoảng 0,24-0,4^ưn. Các tiểu micelle ở vùng biên trong cấu trúc micelle thường chứa hàm lượng K-casein khá cao. Do sự bố trí các đầu ưa nước của K-casein luôn hướng ra vùng biên nên chính các phân tử K-casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa. Nếu tách K-casein ra khỏi micelle hoặc lấy đi phần ưa nước của nó, cấu trúc micelle trở nên không ổn định.
Trong trường hợp này nếu như có mặt ion Ca2+ trong sữa, các micelle sẽ liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein. Casein là những protein có tính acid vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid glutamic và acid aspartic. Các phân tử casein thường được phosphoryl hóa với những mức độ khác nhau trên gốc serine và threonine. Casein trong sữa có nguồn gốc từ những giống bò khác nhau có thể có cấu trúc bậc một khác nhau.
Tuy nhiên, cấu trúc bậc một của cùng một loại casein (asi, as2, p hay k), chỉ khác nhau bởi vài gốc acid amin trong phân tử protein của chúng. Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein. Phospholipid là một phần nhỏ nhưng quan trọng của lipid trong sữa và được tìm thấy chủ yếu trong màng cầu chất béo sữa, giữ vai trò liên kết glyceride và protein. Phân tử phospholipid có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm hạt cầu béo và đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo (Le, 2010).
Vậy nên có một điều lưu ý khi sử dụng sữa tươi làm nguồn nguyên liệu, cần duy trì nhiệt độ bảo quản sữa ở 4℃ để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn trong sữa cũng như hạn chế sự phân giải chất béo trong sữa (Muir và cộng sự, 1978), tránh các hạt cầu béo kết hợp với nhau làm chúng nổi lên bề mặt sữa, làm sữa bảo quản bị tách pha.4 CaCl2 Ảnh hưởng của việc bổ sung canxi vào sữa và độ pH không phải là những sự kiện độc lập. Tăng Ca2+ cũng làm giảm pH do sự che lấp của các ion HPO2-3 và H2PO3-, do đó sự tăng độ săn chắc của gel sữa và giảm thời gian đông tụ. Việc giảm tỷ lệ canxi không hòa tan và canxi hòa tan được biết là làm tăng khả năng tan chảy của pho mát. Sự giảm này có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách bổ sung citrate, chất này che đi các ion canxi, hoặc bằng cách giảm độ pH.
Kiểm tra pho mát Cheddar bởi SEM đã chỉ ra rằng pho mát có thêm citrate chứa ma trận protein mở rộng (Pastorino, Hansen, & McMahon, 2003c), kết hợp với ý tưởng rằng việc giảm canxi liên kết casein làm giảm tương tác casein-casein, do đó tạo điều kiện cho dòng chảy trong quá trình nấu chảy. Khi pH của pho mát giảm về phía điểm đẳng điện của casein (pH 4,6), có sự co lại của chất nền casein do xu hướng liên kết kỵ nước ngày càng tăng của các tập hợp micellar. Kích thước của các tiểu tổ hợp protein giảm từ 10 đến 2nm khi pH giảm từ 5,3 xuống 4,7 (Pastorino, Hansen, & McMahon, 2003a), minh họa rõ ràng sự nén chặt và sắp xếp lại cấu trúc micellar trong sữa đông tươi khi pH giảm xuống. Ở độ pH khoảng 5,6, các đơn vị cấu trúc casein tương tác thông qua các liên kết tĩnh điện qua trung gian canxi.