Tr
Tr
ường Đại
ường Đại
H
H
ọc
ọc
Kĩ Thuật Công Nghệ
Kĩ Thuật Công Nghệ
Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học
Môn Công Nghệ Lên Men
GVHD: T.s
Nhóm thực hiện:
MỤC LỤC:
I. Tổng quan về phô mai (pho mát - cheese):
I.1. Định nghĩa:
_ Pho mát là thực phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa và cũng là
một phương pháp để bảo quản sữa.
_ Pho mát là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc
ngưng tụ sữa bằng rennet hay các chất gây đông tụ khác rồi làm ráo nước.
I.2. Lịch sử ra đời:
Pho mát có một lịch sử lâu đời, nhiều nhà nghiên cứu tin rằng pho mát bắt đầu
xuất hiện từ những năm 8000 trước công nguyên, khi mà cừu bắt đầu được thuần
hóa làm vật nuôi cho đến những năm 3000 trước công nguyên.
Lúc này, ở khu vực Trung Đông có thứ “mốt” đựng thực phẩm trong da hoặc
nội tạng của động vật để tiện di chuyển. Sữa cũng được đựng trong túi dạ dày của
đông vật và đã bị làm đông cũng như bị vô tình lên men nhờ các vi khuẩn tự nhiên,
vậy là pho mát đã ra đời.
Việc xâm chiếm thuộc địa của người châu Âu đã đưa nghệ thuật này đi khắp nơi
trên thế giới. Ngày nay được sản xuất khắp nơi chủ yếu là châu Âu và Mỹ với hơn

1. 1. Phomai tươi Không qua giai đoạn ủ chín
2. Phomai có qua * Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ
giai đoạn ủ chín chín:
- Vi khuẩn.
- vi khuẩn và nấm mốc.
* Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra
chủ yếu:
- trên bề mặt khối phomai.
- Trong bề sâu khối phomai.
II. Công nghệ sản xuất phô mát:
II.1. Nguyên liệu dùng để sản xuất pho mát:
II.1.1. Sữa:
_ Sữa bò, sữa dê, sữa cừu…dưới dạng sữa tươi, sữa tách một phần béo hoặc sữa
gầy.
_ Yêu cầu:
+ Sữa phải được thu nhận từ những động vật khỏe mạnh, không chứa
kháng sinh và bacteriophage.
+ Không bị nhiễm bẩn các chất tẩy rửa, chất sát trùng từ dụng cụ chứa
hoặc đường ống vận chuyển.
+ Hàm lượng casein trong sữa: sữa có hàm lượng casein càng cao thì
hiệu suất thu hồi phô mai càng cao.
 Thành phần của sữa:
THÀNH PHẦN CÁC LOẠI SỮA KHÁC NHAU
Loại sữa Nước
(%)
Đạm
(%)
Đường
(%)
Chất béo

≥ 100
0
C
 Điểm đẳng điện: pH = 4.6.
 Trong sữa, cazein tồn tại ở dạng keo, có màng hydrat bao bọc.Độ bền
vững phụ thuộc vào màng này.
Cấu trúc micelle của casein
A-Tiểu micelle
B- Đầu ưa nước của K-casien
C- Phosphate
D- K-casein
E- Tương tác kị nước
 Phosphat canxi và tương tác kỵ nước giữa các dưới-micelle đảm bảo cho tính
bền vững của cấu trúc micelle casein. Phần ưa nước của κ -casein có chứa nhóm
carbohydrate, nhóm này đính ở bên ngoài của các micelle phức hợp (B trong hình
1), tạo nên một “lớp tóc”, nhưng quan trọng hơn là chúng giúp các micelle bền
vững, chống lại sự kết tụ.
 Casein được chia làm bốn nhóm phụ αs1, αs2,β và κ-casein.
αs1, αs2, β: chứa gốc phosphate trong phân tử, có khả năng
liên kết với Ca2+ và kết tủa .
K-casein: chỉ có 1 nhóm phosphate; tương tác kị nước với
αs1,αs2, β-casein và giúp các protein này hòa tan
 Protein hòa tan:
β
- lactoglobulin

α
- lactalbumin
Peptone- protease
Immunoglobulin

 Khoáng:
_ Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa ở
dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein).
_ Trong các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là calci,
phosphore, magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn
tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa.
II.1.2. Rennet:
Rennet là một enzyme thủy phân protein có trong dạ dày động vật.Trong sản
xuất phomat, mục đích của việc sử dụng rennet là loại hoặc hạn chế tác dụng của κ-
casein. Rennet với thành phần chủ chốt là chymosin, là các protease có khả năng
phân hủy hạn chế κ-casein trong sữa. Khi mất thành phần hiếu nước, các hạt keo
casein có thể liên kết với nhau và kết tủa.
Trong công nghệ truyền thống, rennet được tách chiết từ mô ruột của động vật
bằng dung dịch muối NaCl 10%. Sau đó enzyme được bảo quản trong dung dịch
muối NaCl 20% có bổ sung natri benzoate hoặc natri propionate. Rennet bò thuộc
loại phẩm chất tốt thường có chứa 90% chymosin và phần còn lại là pepsin (tính
theo protein). Chymosin trong tự nhiên phục vụ quá trình đông tụ sữa ở dạ dầy bê
non.
Ngày nay các rennet được sản suất nguồn từ vi khuẩn biến đổi gen (Escherichia
coli, Kluyveromyces lactis and Aspergillus niger).
II.1.3. Vi sinh vật:
 Vi khuẩn lactic:

Lactobacillus: L.lactic, L.bulgaricus, L.helveticus, L.casei…

Streptococus: S.lactic sub sp diacetilactic , S.cremoris,
S.thermophillus.

Leuconostoc.
Là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hoặc dị

+ CO
2
:
Làm giảm nhẹ pH của sữa.
Rút ngắn thời gian đông tụ casein
Tiết kiệm được lượng chymosin cần sử dụng
+ NaNO
3
/ KNO
3
: Sử dụng như một tác nhân ức chế VSV nhiễm trong sữa.
 Hàm lượng tối đa cho phép là 30g/ 100kg sữa.
 Nếu sử dụng muối nitrit quá nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản
phẩm và cũng có thể ức chế giống VSV sử dụng trong sản xuất phô
mai.
+ Chất màu: được sử dụng để ổn định màu sắc cho phô mai, thường sử dụng
các chất màu tự nhiên như: carotenoids hoặc chlorophylle
II.2. Quy trình sản xuất:
 Giai đoạn lên men sữa, kết tủa casein:
Sữa sau khi đã thanh trùng Pasteur ở 85 - 950C từ 15 - 20 phút, dùng chế phẩm men
Renin và vi khuẩn lactic để kết tủa sữa. Vi khuẩn lactic lêa5men sinh ra acid lactic, làm
giảm pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi để casein kết tủa và emzym Renin giúp cho
giúp cho sự kết tủa cazein tốt hơn, cazein lắng xuống và thu được Phomai. Ngoài tác dụng
kết tủa, Renin còn thủy phân một phần cazein thành pepton, acid amin…
 Giai đoạn ép nén tách huyết thanh, khử nước:
Phần casein kết tủa được ép từ 20 ÷ 24 giờ, ở nhiệt độ 35 ÷ 500C. Trong thời gian này sự
lên men lactic vẫn tiếp tục mạnh mẽ. Sau khi ép huyết thanh ra khỏi cục sữa kết tủa, số
lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g Phomái đạt đến hàtua3i. Phomai lúc này có thành
phần chủ yếu là casein và lipid. Huyết thanh sữa bị loại ra chứa lactoza, lactalbumin,
lactoglobulin…

0
C
Cân định lượng
Thanh trùng (75
0
C) và làm lạnh (2 – 6
0
C)
Kiểm tra và làm sạch
Sữa sau hoàn nguyên
Hoạt hoá giống
Thanh trùng (72
0
C) và làm nguội (22-24
0
C)
Enzym chymosin
Tiêu chuẩn hóa
Đồng hóa
Chất ổn định
Cắt quện sữa
Lên men (30-35
0
C)
Đông tụ (18-22
0
C)
Cream
Gia nhiệt 60
0

4. Thanh trùng và làm lạnh:
∗ Mục đích
Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzim có sẵn trong sữa
nhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn
nguyên trong thời gian khá dài.
∗ Tiến hành :
Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng,
nhiệt độ thanh trùng là 75
0
C, thời gian thanh trùng là 40 giây. Sau đó sẽ được làm
lạnh đến nhiệt độ 2 ÷ 6
0
C.
5. Ủ hoàn nguyên:
∗ Mục đích:
Sữa được ủ trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở lại trạng
thái của sữa tươi nhưng vẫn đảm bảo hạn chế về sự phát triển của một số vi sinh
vật. Các muối khoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với casein là
một loại protein chiếm phần lớn trong sữa để tạo thành caseinat canxi ở trạng thái
hòa tan nên giúp cho sữa có trạng thái đồng nhất tốt. Đây là một trong những công
đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng phomai.
∗ Tiến hành:
+ Sữa sau khi thanh trùng và làm lạnh từ thùng chứa sẽ được bơm qua bồn ủ
hoàn nguyên có bảo ôn nhiệt độ. Nhiệt độ ủ 2-6
0
C trong thời gian 4-8 giờ.
+ Mỗi bồn hoàn nguyên đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và được bật
chạy liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên. Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đạt
trạng thái đồng nhất như sữa tươi, sữa này đưa đi qua thiết bị chứa đựng để chuẩn
bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa.

tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá
trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo.
∗ Tiến hành:
+ Sữa sau khi gia nhiệt được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm li tâm. Các tiểu
cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất
200 ÷ 250 bar. Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc độ chuyển động
của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe. Ngoài ra khi thoát ra khỏi khe hẹp
các cầu béo tiếp tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra và làm giảm
kích thước hạt.
+ Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa.
9. Thanh trùng và làm nguội:
* Mục đích: Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật và enzym có trong
sữa, làm biến tính một phần các protein trong sữa để thuận lợi cho công đoạn lên
men.
* Tiến hành
+ Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng
ở chế độ: 72
0
C trong thời gian 15 giây, tiếp theo sẽ được làm nguội về 22 - 24
0
C.
Quá trình thực hiện trong một công đoạn khép kín, hoàn toàn tự động hóa.
10. Lên men:
Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lactic và tiến hành nhân giống trong
môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở
nhiệt độ: 110-115
0
C, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 22
0
C.

12. Cắt quện sữa:
* Mục đích: Tăng nhanh quá trình tách huyết thanh sữa.
* Tiến hành:
Sau khi sữa đã đông tụ, người ta tiến hành cắt quện sữa thành những miếng nhỏ
với kích thước khác nhau tùy loại phomai.
Các hạt phomai tạo thành được đảo trộn nhẹ nhàng để ngăn chặn sự kết dính giữa
các hạt. Kích thước của các hạt phomai sau khi cắt và sau khi tách huyết thanh là
rất khác nhau.
Ngoài yếu tố cơ học (cắt quện, khuấy) người ta còn dùng yếu tố nhiệt để đẩy
nhanh tốc độ tách nước. Sử dụng nhiệt độ là 38 - 42
0
C, tốc độ gia nhiệt khoảng 0,3
– 0,6
0
C/phút. Khi đạt được nhiệt độ đun nóng như trên rồi tiếp tục khuấy 20 – 60
phút. Kích thước các hạt phomai thay đổi đáng kể trước và sau khi đun nóng.
13. Ép định hình:
* Mục đích:
Sau khi cắt quện sữa, để tạo cấu trúc đặc trưng cho phomai, cũng như có các hình
dạng khác nhau theo nhu cầu thị trường, ta tiến hành ép định hình khối đông và ở
công đoạn này thì lượng huyết thanh được tách ra kiệt hơn.
* Tiến hành
Khối đông được cho vào phễu và nhờ các mũi khoan định hình, sau đó băng
chuyền sẽ vận chuyển sản phẩm ra ngoài.
14. Ướp muối:
* Mục đích:
Khối đông thu được có cấu trúc xốp và chứa nhiều mao quản, các mao quản có
đường kính khác nhau và không ổn định. Khi ta ngâm khối đông vào nước muối,
các phân tử muối sẽ khuếch tán vào sâu bên trong khối đông nhờ hệ thống mao
quản nói trên đồng thời nước và một số chất tan từ trong khối đông sẽ khuếch tán ra

sữa. Khi cho nhiều rennin hoạt tính cao vào sữa thì sự đông tụ càng nhanh và tăng
lượng Canxi hòa tan trong sữa, quện sữa càng mịn.
Khi gia nhiệt sữa 70-80 độ C, canxi hòa tan sẽ trở thành canxi phophat không
hòa tan Ca3(PO4)2, tức là giảm Ca2+ , quá trình đông tụ sữa sẽ chậm lại. quện sữa
không mịn.
Khi pH càng thấp à sự đông tụ càng nhanh. Tuy nhiên có giới hạn, ở pH 6.2 là
điểu kiên tốt nhất rennin tác dụng. Nếu pH giảm thấp hơn nữa thì khi đó casein
đông tụ do acid chứ không phải do renin.
Yếu tố quan trọng thứ 2 là việc xử lí hạt pho mai tạo thành. Mục đích của quá
trình này là loại bớt whey đến mức cần thiết.
b) Giai đoạn 2:
Quá trình chín sinh học phụ thuộc không chỉ vào điều kiện quá trình ngâm chín,
mà còn phụ thuộc vào chính điều kiện kết tủa casein bằng renin, xử lí hạt pho mai,
nhiệt độ đun lần 2…. Có thể nói rằng, quá trình chín của pho mai bắt đầu từ rất
sớm, tức lả ngay từ lúc đông tụ. Sự biến đổi sâu sắc sinh hóa các thành phần sữa
tạo ra mùi vị đặc trưng xảy ra ở giai đoạn 2.
Trong quá trình ngâm chín pho mai, các thành phần của sữa biến đổi sâu sắc
dưới tác dụng của các enzyme khác nhau:
_ Lactoza được chuyển hóa hoàn toản thành acid lactic và hàng loạt các hợp
chát khác.
_ Protein bị thủy phân một phần
_ Chất béo bị chuyển hóa tạo ra một số acid béo bay hơi và không bay hơi.
Quá trình ngâm chín cỏn làm biến đổi cấu trúc, trạng thái của pho mai. Sự biến
đổi các thành phần và cấu trúc trong quá trình ngâm chín là kết quả của sự tác động
kết hợp giữa rennin và vi khuẩn lactic.
II.4. Các thiết bị dùng trong quá trình sản xuất phô mát