CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Tổng quan về phô mai và phô mai tươi 1. Giới thiệu chung Phô mai là tên gọi chung của một nhóm các sản phẩm thực phẩm làm từ sữa lên men, được sản xuất với nhiều hương vị và hình thức khác nhau trên toàn thế giới (Fox và cộng sự, 2017). Ban đầu, người ta chỉ xem việc sản xuất phô mai như một phương pháp bảo tồn các thành phần dinh dưỡng trong sữa.
Tuy nhiên, ngày nay, phô mai đã phát triển và trở thành một loại thực phẩm được ưa chuộng với giá trị dinh dưỡng cao. Theo thống kê, gần một phần ba sản lượng sữa trên thế giới được sử dụng trong sản xuất phô mai. Hơn nữa, với đặc tính là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao với nhiều hương vị và kết cấu đa dạng, phô mai ngày nay có thể sử dụng như một món ăn nhẹ, một thành phần chính của bữa ăn hay một thành phần của thực phẩm khác (Quinee, 2004).1 liệt kê một số loại phô mai và thời gian ra đời của chúng (Scott và cộng sự, 1986). 1: Bảng một số loại phô mai và thời gian ra đời của chúng Gorgonzola 897 Cheddar 1500 Stilton 1785 Roquefort 1070 Parmesan 1579 Camembert 1791 Grana 1200 Gouda 1697 St.
Paulin 1816 Theo Maria và cộng sự (2017), phô mai là một loại thực phẩm giàu protein, lipid, các axit amin thiết yếu và các khoáng chất như canxi và photpho. Sự đa dạng của phô mai ngày nay, một phần là do sự hiểu biết ngày càng tăng về công nghệ chế biến phô mai, các sự biến đổi hóa sinh và vi sinh của quá trình chín phô mai (Nana Y Farkye, 2004). Có nhiều cách để đông tụ sữa tạo thành phô mai như: axit hóa sữa bằng cách cấy vi khuẩn, sử dụng nhiệt, hoặc phổ biến nhất là sử dụng enzyme rennet (hay những enzyme thay thế). Thời hạn sử dụng của phô mai thay đổi từ 4 ngày đến 5 năm phụ thuộc phần lớn vào loại phô mai và quá trình sản xuất (O’Connor, 1993).
Phô mai tươi là loại phô mai không trải qua giai đoạn ủ chín, được sản xuất bằng cách đông tụ sữa, kem hoặc váng sữa thông qua quá trình axit hóa, axit hóa kết hợp enzyme rennet hay kết hợp axit hóa và nhiệt độ. Phô mai tươi là loại phô mai có thể sử dụng ngay sau khi sản xuất (Fox và cộng sự, 2017). Phô mai tươi chứa độ ẩm cao nhất trong tất cả các loại phô mai. Điều này làm cho chúng trở thành nguyên liệu tuyệt vời để phết và làm nhân.
6 Luan van Sự khác nhau cơ bản giữa các loại phô mai tươi là tác nhân đông tụ của chúng. Những loại phô mai sử dụng enzyme rennet làm chất đông tụ thường hình thành khối đông ở pH = 6,4 – 6,6. Trong khi đó, phô mai tươi đông tụ bằng tác nhân axit có pH của quá trình đông tụ xấp xỉ với pH đẳng điện của casein, tức là khoảng pH = 4,6. Ngoài ra, một số loại phô mai tươi khác còn được đông tụ dựa trên cả hai yếu tố là nhiệt độ và tác nhân axit, ví dụ như phô mai Ricotta đông tụ ở pH = 5,8 – 6,0 và nhiệt độ là 80°C (Fox và cộng sự, 2017).
Phô mai tươi có thời hạn sử dụng hạn chế, khoảng 2 tuần với điều kiện bảo quản trong tủ lạnh (Kanekanian, 2005). Phô mai Quark và phô mai Paneer là hai loại phô mai tươi đông tụ bằng axit nổi tiếng trên thị trường (Fox và cộng sự, 2004). Theo Schulz – Collins và Senge (2004), các yếu tố góp phần vào sự phổ biến của phô mai tươi bao gồm: - Độ mềm, dễ tiêu hóa, an toàn và hấp dẫn với trẻ nhỏ; - Nhận thức của người tiêu dùng về giá trị dinh dưỡng của loại thực phẩm này; - Sự đa dạng về cấu trúc, hương vị của sản phẩm; - Cách trình bày sản phẩm hợp lý; - Tiện lợi và hấp dẫn. Phân loại Mặc dù nguồn nguyên liệu sản xuất phô mai là không đa dạng (chủ yếu là sữa bò, sữa cừu, sữa dê, sữa trâu, chủng vi sinh vật lên men, chất đông tụ và muối) nhưng lại có rất nhiều loại phô mai khác nhau được sản xuất trên toàn thế giới.
Có rất nhiều số liệu đã được đưa ra như: theo Sandine và Elliker cho rằng có hơn 1000 các loại phô mai. Trong khi đó, Walter và Hargrove mô tả có hơn 400 loại phô mai khác nhau, Burkhalter thì cho rằng có tất cả 510 loại phô mai trên thế giới,… Sự khác nhau này có thể đến từ sự đa dạng trong phương pháp phân loại phô mai. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp phân loại phô mai khác nhau, mỗi phương pháp dựa trên một đặc tính riêng của phô mai như: thành phần dinh dưỡng, cấu trúc, phương thức sản xuất, màu sắc,… Dưới đây là một số phương pháp phân loại phô mai phổ biến hiện nay: 7 Luan van • Phân loại theo độ cứng: Độ cứng của phô mai được phân loại dựa trên giá trị hàm lượng nước không béo. Giá trị này 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 kí hiệu là MFFB (Moisture on Fat Free Basis): Hàm lượng nước trong phô mai (g) MFFB = × 100% (1.1) Tổng khối lượng phô mai (g)− Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Dựa vào giá trị MFFB, người ta chia phô mai thành 5 loại, được trình bày tại bảng 1.
2: Bảng Phân loại phô mai theo giá trị MFFB STT Loại sản phẩm Giá trị MFFB (%) 1 Phô mai rất cứng < 41 2 Phô mai cứng 49 - 56 3 Phô mai bán cứng 54 - 63 4 Phô mai bán mềm 61 - 69 5 Phô mai mềm > 67 Ngoài ra độ cứng của phô mai cũng được phân loại dựa trên độ ẩm và hàm lượng chất béo trong sản phẩm được trình bày tại bảng 1. 3: Bảng phân loại phô mai theo độ ẩm Độ ẩm Hàm lượng Thời hạn sửa Loại phô mai Kết cấu phô mai (%) chất béo (%) dụng Phô mai mềm 45 - 75 <40 Mểm, trắng, chảy Một vài ngày Phô mai bán cứng 35 - 45 <35 Cứng, có thể cắt lát Vài tháng Rất cứng, dày, đặc, Một năm hoặc Phô mai cứng 30 - 40 <30 đôi khi sần sùi. • Phân loại theo hàm lượng chất béo: Lượng chất béo trong phô mai thường được biểu diễn thông qua tỷ lệ phần trăm giữa lượng chất béo và tổng lượng phô mai đã trừ béo, được ký hiệu là FDB (Fat on Dry Basis) 8 Luan van Lượng chất béo trong phô mai (g) FDB = x 100% (1.2) Tổng khối lượng phô mai (g)− Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Dựa vào giá trị FDB, người ta chia phô mai thành 5 loại được trình bày tại bảng 1. 4: Bảng Phân loại phô mai theo hàm lượng lipid Hàm lượng STT Loại phô mai chất béo (%) 1 Phô mai có hàm lượng chất béo rất cao > 60 2 Phô mai có hàm lượng chất béo cao 45 – 60 3 Phô mai có hàm lượng béo trung bình 25 – 45 4 Phô mai có hàm lượng béo thấp 10 – 25 5 Phô mai gầy < 10 • Phân loại theo quy trình công nghệ: 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 các biến đổi trong giai đoạn ủ chín sản phẩm, người ta chia phô mai thành hai nhóm chính được trình bày tại bảng 1.
5: Bảng phân loại theo quy trình công nghệ Loại sản phẩm Đặc điểm Phô mai tươi Không qua giai đoạn ủ chín Có giai đoạn ủ chín • Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín. - Vi khuẩn Phô mai chín - Vi khuẩn và nấm mốc • Các giai đoạn trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu: - Trên bề mặt khối phô mai - Trong bề sâu khối phô mai 9 Luan van • Phân loại theo phương pháp đông tụ sữa Fox và McSweeney (2017) đã đề xuất một cách phân loại phô mai dựa trên phương pháp đông tụ sữa: - Phô mai đông tụ bằng rennet: hầu hết các loại phô mai chín - Phô mai đông tụ bằng axit: Cottage, Quarg - Phô mai đông tụ bằng nhiệt/axit: Ricotta Đông tụ bằng axit Phô mai Đông tụ bằng nhiệt Đông tụ bằng rennet Chín bề mặt Axit citric, axit lactic, axit acetic, calcium lactate… Ủ chín bằng vi khuẩn bên Chín bề sâu trong Paneer Quark Chhana Queso Ricotta Schottenziger Blanco (Nguồn: Fox và cộng sự, 2017) Hình 1. 1: Sơ đồ phân loại phô mai dựa trên phương pháp đông tụ. Thành phần hóa học Thành phần hóa học của phô mai không ổn định, có sự khác biệt nhất định giữa thành phần trong các loại phô mai khác nhau.
Nhìn chung, sự khác nhau này đến từ nhiều lý do: nguồn gốc, loại sữa sử dụng, quá trình đông tụ, quá trình sản xuất ,… Trong quá trình sản xuất phô mai, các chất dinh dưỡng không tan trong nước như: casein đông tụ, khoáng chất dạng keo, chất béo, vitamin tan trong chất béo,. được giữ lại trong khối đông phô mai. Trong khi đó, các thành phần hoà tan trong nước như whey protein, lactose, vitamin tan trong nước và khoáng chất khác sẽ bị tách ra trong whey protein và bị loại ra khỏi sản phẩm (O’Connor, 2004). Phô mai chứa hàm lượng protein có 10 Luan van giá trị sinh học cao.
Hàm lượng protein trong phô mai dao động từ khoảng 3% đến 40% tuỳ thuộc vào các loại phô mai khác nhau. Hàm lượng protein có xu hướng thay đổi tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất béo. Trong quá trình sản xuất phô mai truyền thống, hầu hết các whey protein chuyển thành whey và bị loại đi trong quá trình sản xuất. Whey protein chỉ chiếm 2% - 3% tổng lượng protein trong phô mai, phần protein còn lại là casein.
Vì whey protein trong phô mai là axit amin không chứa lưu huỳnh nên giá trị sinh học của protein phô mai ít hơn so với tổng protein có trong sữa. Nếu chỉ số axit amin thiết yếu của tổng protein sữa là 100 thì giá trị tương ứng của protein trong phô mai nằm trong khoảng từ 91 đến 97 (O’ Callaghan và cộng sự, 2017). Hầu hết lactose (nguồn carbohydrate chính trong sữa) mất đi trong quá trình sản xuất phô mai, vì vậy nên hầu hết các loại phô mai chỉ chứa một lượng nhỏ carbohydrate. Lượng lactose còn lại trong khối đông thường được vi khuẩn lên men thành acid lactic.
Do đó, những người không dung nạp được lactose (người bị thiếu enzyme đường ruột β-galactosidase) vẫn có thể tiêu thụ phô mai. Điều này rất quan trọng, do tỷ lệ người không dung nạp lactose rất cao, chiếm 70% dân số toàn cầu (O’ Callaghan và cộng sự, 2017).