Phô mai là một ví dụ điển hình về ứng dụng sinh học trong sản xuất thực phẩm. Bản chất của sản xuất phô mai là loại bỏ nước khỏi sữa một cách có kiểm soát để làm gia tăng hàm lượng protein, chất béo và các thành phần dinh dưỡng khác của sữa và cũng giúp tăng thời hạn sử dụng.
Nguyên tắc sản xuất phô mai
Nguyên tắc của quá trình sản xuất phô mai (pho mát) là làm đông tụ protein casein trong sữa, sau đó tách sữa thành sữa đông đặc và váng sữa lỏng. Váng sữa lỏng được rút hết, sữa đông được muối, tạo hình và để chín trong môi trường được kiểm soát.
Các vi sinh vật được sử dụng trong từng bước của quy trình này sẽ quyết định hương vị cũng như kết cấu của phô mai thành phẩm.
Vai trò của vi khuẩn acid hóa sữa trong sản xuất phô mai
Sữa acid hóa giúp tách sữa đông và váng sữa, đồng thời kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn không mong muốn trong phô mai. Những vi khuẩn này có tác dụng chuyển đường lactose thành acid lactic và làm giảm độ pH của sữa.
Có hai loại vi khuẩn được sử dụng cho quá trình này:
- Vi khuẩn ưa nhiệt phát triển mạnh ở nhiệt độ phòng nhưng chết ở nhiệt độ cao hơn. Chúng được sử dụng để làm các loại pho mát êm dịu như Cheddar, Gouda và Colby.
- Vi khuẩn ưa nhiệt phát triển mạnh ở nhiệt độ cao hơn, khoảng 55oC, và được sử dụng để tạo ra các loại phô mai có màu sắc, hương vị đạm đà hơn như Gruyère, Parmesan và Romano.
Enzyme tăng tốc đông sữa
Để làm tăng tốc độ đông tụ của sữa, người ta còn bổ sung thêm các enzyme. Một trong số những chế phẩm được sử dụng nhiều nhất chính là Rennet, nó được thêm vào sữa sau khi có vi khuẩn ban đầu. Rennet là hỗn hợp chứa enzyme hoạt động chymosin. Rennet có nguồn gốc từ dạ dày của động vật có vú non có chế độ ăn chủ yếu là sữa. Rennet tăng tốc độ đông tụ của casein và tạo ra sữa đông mạnh hơn. Nó cũng cho phép đông lại ở độ axit thấp hơn, tác dụng này rất quan trọng trong sản xuất 1 số loại phô mai.
Protein casein đông tụ
Sữa chứa khoảng 86% là nước nhưng cũng chứa chất béo, carbohydrate (chủ yếu là lactose), protein (casein và whey), khoáng chất và vitamin. Sữa là một nhũ tương của các hạt chất béo và huyền phù của các mixen casein. Chúng lơ lửng trong pha lỏng của sữa có chứa lactose hòa tan, whey protein và một số khoáng chất.
Chymosin trong rennet phá vỡ kappa casein trên bề mặt các mixen, làm chúng chuyển từ ưa nước sang kỵ nước. Điều này khiến chúng tập hợp lại với nhau, giữ lại chất béo và phân tử nước trong sữa đông đang phát triển. Quá trình chế biến thêm sữa đông giúp loại bỏ nhiều nước hơn và nén sữa đông để tạo thành pho mai rắn.
Rennet từ dạ dày bê là nguồn cung cấp chymosin chính cho đến những năm 1960 khi người ta dự đoán rằng nhu cầu về thịt ngày càng tăng và sản xuất phô mai ngày càng tăng sẽ dẫn đến tình trạng thiếu bê và do đó thiếu rennet. Điều này dẫn đến sự phát triển của các chất thay thế bao gồm chiết xuất từ bò và lợn trưởng thành như nấm và gần đây hơn là các vi sinh vật đã được biến đổi gen (GM) để tạo ra rennet GM. Rennet GM được sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì nó tiết kiệm chi phí nhất để sản xuất.
>> Hãy tìm hiểu về quá trình đông tụ trong bài viết sau Bản chất quá trình đông tụ protein trong sản xuất Sữa chua và Phomat
Giải phóng váng sữa
Sau khi tách sữa đông và whey, quá trình xử lý tiếp theo sẽ giúp giải phóng nhiều whey bị mắc kẹt trong mạng lưới các mixen trước khi nó bị thoát ra ngoài. Lúc này, sữa đông sẽ được thu lại, ép và tạo thành các khối pho mát.
Trong lịch sử, váng sữa được coi là phế phẩm của quá trình sản xuất phô mai. Tuy nhiên, mối lo ngại ngày càng tăng về tác động môi trường của việc thải bỏ nó đã khuyến khích các nghiên cứu tìm hiểu rõ hơn về các đặc tính và ứng dụng tiềm năng của váng sữa. Sự hiểu biết khoa học ngày càng tăng và tiến bộ công nghệ đã dẫn đến nhiều cách sử dụng whey và xác lập nó như một sản phẩm phụ có giá trị của ngành công nghiệp phô mai.
Ủ chín phô mai
Phô mai được để chín hoặc ủ trong môi trường được kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong các khoảng thời gian khác nhau tùy thuộc vào loại phô mai sản xuất. Khi chín, vi khuẩn phân hủy protein, làm thay đổi hương vị và kết cấu của sản phẩm cuối cùng.
Đầu tiên, protein vỡ thành các mảnh có kích thước trung bình (peptide) và sau đó thành các mảnh nhỏ hơn (axit amin). Đổi lại, chúng có thể được chia nhỏ thành nhiều phân tử có hương vị thơm ngon khác nhau được gọi là amin. Ở mỗi giai đoạn, hương vị phức tạp hơn được tạo ra.
Trong quá trình chín, một số loại phô mai được cấy một loại nấm như Penicillium. Quá trình cấy có thể trên bề mặt (ví dụ: với Camembert và Brie) hoặc bên trong (ví dụ: với phô mai vân xanh). Trong quá trình chín, nấm sản sinh ra enzyme tiêu hóa, giúp phá vỡ các phân tử protein lớn trong phô mai. Từ đó làm cho phô mai mềm hơn, chảy nước và thậm chí có màu xanh.
Phô mai Gouda truyền thống được làm chín trên kệ gỗ trong điều kiện được kiểm soát trong thời gian dài khác nhau tùy thuộc vào hương vị và kết cấu mong muốn.
>> Hãy tìm hiểu thêm về các loại phô mai trên thế giới
>> Quá trình sản xuất phô mai cơ bản Bạn đã biết gì về quy trình sản xuất Pho mát chưa?
Tạm kết
Trên đây, Foodnk đã tổng hợp những thông tin khoa học liên quan đến quá trình sản xuất phô mai như nguyên tắc sản xuất, các loại vi khuẩn acid hóa, enzyme tăng tốc độ đông sữa, quá trình protein casein đông tụ, quá trình giải phóng sữa cũng như quá trình làm chín phô mai. Hy vọng bài viết sẽ cung cấp cho bạn các kiến thức bổ ích cho quá trình học tập, tìm hiểu và nghiên cứu.
Theo dõi Foodnk.com để đọc thêm những bài viết bổ ích về quá trình sản xuất và các chế phẩm từ sữa trong Công nghệ thực phẩm nhé!
Theo Science Learning Hub
Vân Thanh
