khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu gà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ THỰC PHẨM KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KEFIR ĐẬU GÀ GVHD: ThS.. Trong nghiên cứu

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2024KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

SVTH: VƯƠNG QUỐC HIẾU PHẠM GIA HUY

S K L 0 1 2 4 4 5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KEFIR ĐẬU GÀ GVHD: ThS ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, chúng tôi không chỉ dựa vào năng lực của bản thân mà còn nhận được sự hỗ trợ đắc lực từ thầy cô, gia đình, nhà trường và các bạn sinh viên Chân thành cảm ơn những đóng góp quý báu đó, từ tận đáy lòng của chúng tôi

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã truyền dạy kiến thức và tạo điều kiện về thiết bị, cơ sở vật chất để chúng tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đối với cô ThS Đặng Thị Ngọc Dung vì sự tận tâm trong việc hướng dẫn và chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, đã giúp chúng tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn cô Hồ Thị Thu Trang, Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm đã tạo điều kiện và giúp đỡ việc sử dụng dụng cụ và thiết bị đo tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm

Xin chân thành cảm ơn nhóm các em đã phụ giúp chúng tôi hoàn thành các thí nghiệm của khóa luận

Chúng tôi biết ơn những sự giúp đỡ từ phía mọi người rất nhiều, một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

ii

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan tất cả nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng chúng tôi

Chúng tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định

TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 1 năm 2024 Ký tên

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xiii

CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

2.2 Cơ sở khoa học của quá trình lên men và bảo quản kefir 8

2.3 Nguyên liệu sản xuất kefir đậu gà 8

2.3.1 Đậu gà 8

2.3.2 Đường 10

2.3.3 Gelatin 10

2.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 11

2.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 11

2.4.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 12

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

3.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 13

3.1.1 Nguyên liệu 13

3.1.2 Hóa chất 14

3.1.3 Thiết bị 15

3.2 Nội dung nghiên cứu 15

3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 15

3.2.2 Quy trình sản xuất sữa đậu gà 17

3.2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa đậu gà 17

3.2.2.2 Thuyết minh quy trình 17

3.2.3 Quy trình sản xuất kefir đậu gà 18

3.2.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 18

3.2.3.2 Thuyết minh quy trình 19

3.3 Bố trí thí nghiệm 20

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của lượng đường bổ sung đến chất lượng kefir đậu gà 20

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của lượng gelatin bổ sung đến chất lượng kefir đậu gà 22

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến chất lượng kefir đậu gà 23

3.4 Phương pháp nghiên cứu 25

3.4.1 Phương pháp xác định thành phần hóa học 25

3.4.1.1 Phương pháp xác định hàm lượng tro 25

3.4.1.2 Phương pháp xác định hàm lượng protein 26

3.4.1.3 Phương pháp xác định hàm lượng chất béo 27

3.4.2 Phương pháp đo cấu trúc 28

3.4.3 Phương pháp đo lưu biến 28

3.4.4 Kính hiển vi quét điện tử (SEM) 28

3.4.5 Đo quang phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier 29

3.4.6 Phương pháp xử lí số liệu 29

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30

4.1 Kết quả xác định thành phần hóa học của sản phẩm kefir đậu gà 30

4.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng đường bổ sung đến chất lượng sản phẩm kefir đậu gà 31

4.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng đường bổ sung đến sự thay đổi độ pH của sản phẩm 31

4.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng đường bổ sung đến sự thay đổi lưu biến của sản phẩm 32

4.2.2.1 Ứng suất cắt 32

Hình 4.1: pH của kefir đậu gà theo thời gian với các tỉ lệ đường bổ sung 31

Hình 4.2: Ứng suất cắt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ đường bổ sung 32

Hình 4.3: Độ nhớt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ đường bổ sung 33

Hình 4.4: Độ cứng và độ kết dính của kefir đậu gà với các tỉ lệ gelatin bổ sung 34

Hình 4.5: Ứng suất cắt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ gelatin bổ sung 35

Hình 4.6: Độ nhớt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ gelatin bổ sung 36

Hình 4.7: pH của kefir đậu gà theo thời gian với các tỉ lệ giống cấy 38

Hình 4.8: Ứng suất cắt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ giống cấy 39

Hình 4.9: Độ nhớt của kefir đậu gà theo tốc độ cắt với các tỉ lệ giống cấy 41

Hình 4.10: Kết quả chụp SEM của 4 mẫu DC, M3, M5, M7 42

Hình 4.11: Phổ đồ FTIR mẫu chuẩn kefir (DC) và mẫu nghiên cứu (M5) 43

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần cơ bản có trong 100g đậu gà 10

Bảng 3.1: Công thức khảo sát hàm lượng đường bổ sung cho sản phẩm 21

Bảng 3.2: Công thức khảo sát hàm lượng gelatin bổ sung cho sản phẩm 23

Bảng 3.3: Công thức khảo sát hàm lượng men kefir bổ sung cho sản phẩm 24

Bảng 4.1: Thành phần hóa học của sữa đậu gà 30

Bảng 4.2: Thành phần hóa học của hỗn hợp sữa đậu gà và sữa hoàn nguyên 30

Bảng 4.3: Phương trình Oswald-de Waele hồi quy của kefir đậu gà thay đổi hàm lượng đường 32

Bảng 4.4: Phương trình Oswald-de Waele hồi quy của kefir đậu gà thay đổi hàm lượng gelatin 35

Bảng 4.5: Phương trình Oswald-de Waele hồi quy của kefir đậu gà thay đổi tỉ lệ giống cấy 40

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DC Mẫu đối chứng LAB Lactic acid bacteria SEM Scanning Electron Microscope FTIR Fourier Transform Infrared

SPSS Statistical Package for the Social Sciences TPA Texture Profile analysis

ix

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN

Kefir và đậu gà đang dần trở nên phổ biến trong nhu cầu dinh dưỡng hằng ngày của con người Theo xu hướng không ngừng phát triển và sáng tạo, nghiên cứu của chúng tôi đã kết hợp hai loại sản phẩm này với nhau để tạo nên dòng sản phẩm mới có tên kefir đậu gà có giá trị dinh dưỡng cao Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men được thực hiện đánh giá các chỉ tiêu chất lượng như pH, tính lưu biến, phân tích kết cấu của sản phẩm, cảm quan, vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope – SEM) và quét phổ FTIR để xác định các nhóm chức có trong kefir đậu gà

Kết quả nghiên cứu cho thấy, sản phẩm kefir đậu gà đáp ứng đủ nhu cầu dinh dưỡng theo TCVN 7030:2009 (CODEX STAN 243–2003), cấu trúc và cảm quan đạt tối ưu ở tỉ lệ đường 3% và gelatin 5% được bổ sung Hình ảnh chụp SEM chỉ ra sản phẩm kefir đậu gà với tỉ lệ giống cấy 5% có cấu trúc bề mặt mịn, khả năng liên kết mạng lưới của protein chặt chẽ, không bị tách nước Kết quả phân tích phổ FTIR cũng cho thấy sự xuất hiện đầy đủ của các nhóm chức hóa học có trong sản phẩm, góp phần chứng minh giá trị dinh dưỡng và cảm quan không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khảo sát

Đậu gà hay chickpea còn có tên khoa học là (Cicer arietinum L.) là một loại cây

họ đậu hàng năm thuộc họ Fabaceae, phân họ Faboideae Đây là loại đậu quan trọng được trồng và tiêu thụ trên toàn thế giới Nó là một nguồn cung cấp carbohydrate và protein tốt, chất lượng protein được coi là tốt hơn các loại đậu khác (Kaur và cộng sự, 2021) Ngoài ra đậu gà còn có một lượng đáng kể tất cả các acid amin thiết yếu cho con người, có thể được bổ sung bằng cách thêm ngũ cốc vào chế độ ăn hàng ngày Tinh bột là carbohydrate dự trữ chính, tiếp theo là chất xơ, oligosaccharides và các loại đường đơn giản như glucose và sucrose Mặc dù hàm lượng lipid thấp nhưng đậu gà lại giàu acid béo không bão hòa quan trọng về mặt dinh dưỡng như acid linoleic và oleic β-Sitosterol, campesterol và stirysterol là những sterol quan trọng Ca, Mg, P và đặc biệt là K còn có trong hạt đậu gà Đậu gà là nguồn cung cấp các vitamin quan trọng như riboflavin, niacin, thiamin, folate và tiền chất vitamin A β-carotene (A K Jukanti và cộng sự, 2012) Cũng như các loại đậu khác, hạt đậu gà cũng chứa các yếu tố kháng dinh dưỡng có thể được giảm bớt hoặc loại bỏ bằng các kỹ thuật nấu khác nhau Đậu gà có một số lợi ích sức khỏe tiềm năng và khi kết hợp với các loại đậu và ngũ cốc khác, nó có thể có tác dụng có lợi đối với một số bệnh quan trọng ở người như bệnh tim mạch, tiểu đường loại 2, bệnh tiêu hóa và một số bệnh ung thư

Hình 2.3: Đậu gà

Hiện nay, đậu gà được trồng ở hơn 50 quốc gia trên khắp tiểu lục địa Ấn Độ, Bắc Phi, Trung Đông, Nam Âu, Châu Mỹ và Úc Trên toàn cầu, đậu gà là loại cây trồng có đậu quan trọng thứ ba trong sản xuất, sau đậu khô và đậu Hà Lan Trong giai đoạn 2006-2009, diện tích sản xuất đậu gà toàn cầu là khoảng 11.3 triệu ha, với sản lượng 9.6 triệu tấn và năng suất trung bình là 849 kg/ha Ấn Độ là quốc gia sản xuất đậu gà lớn nhất với sản lượng trung bình là 6.38 triệu tấn trong giai đoạn 2006, chiếm 66% sản lượng đậu gà toàn cầu Các quốc gia sản xuất đậu gà lớn khác bao gồm Pakistan, Thổ Nhĩ Kỳ, Úc, Myanmar, Ethiopia, Iran, Mexico, Canada và Hoa Kỳ

quan trọng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe

Đậu gà là một loại thực phẩm phổ biến ở vùng Trung Đông, Ấn Độ, Canada Hàm lượng protein và chất xơ có trong đậu gà cao gấp nhiều lần so với những loại đậu phổ biến khác ở Việt Nam Ngoài ra, đậu gà còn có tác dụng rất tốt trong việc kiểm soát lượng đường trong máu, hỗ trợ ngăn ngừa bệnh tiểu đường, cải thiện chức năng tiêu hóa và cân bằng nội tiết tố (Kaur và cộng sự, 2021)

Mặc dù hai sản phẩm này đã có mặt từ rất lâu, nhưng để kết hợp với nhau tạo thành dòng kefir đậu gà thì vẫn còn rất mới trên thị trường tiêu thụ tại Việt Nam và thế giới Do đó, để góp phần giúp cho hai sản phẩm ngày càng phổ biến và quen thuộc với người tiêu dùng, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm và kết hợp hai sản phẩm lại với nhau là điều cần thiết Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi tiến hành khảo sát về tỉ lệ cấy giống vi sinh vật, thời gian, nhiệt độ của quá trình lên men để tạo ra sản phẩm có mùi vị, cấu trúc ổn định nhất của kefir đậu gà

Sản phẩm kefir đậu gà tạo ra sự đột phá và làm phong phú thêm cho các dòng kefir hiện có trên thị trường Với những ý tưởng đó chúng tôi đã thực hiện đề tài với nội dung như sau:

“Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu gà”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Sản phẩm kefir đậu gà được nghiên cứu tại phòng thí nghiệm với mục đích:

- Đưa ra được một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của kefir đậu gà: lượng đường và gelatin bổ sung, tỉ lệ cấy giống, nhiệt độ lên men, thời gian lên men

- Đưa ra quy trình hoàn chỉnh để sản xuất sản phẩm kefir đậu gà

1.3 Nội dung nghiên cứu

Đề hoàn thành đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu gà” Chúng tôi thực hiện các công việc sau:

- Tổng quan về nguyên liệu, thành phần hóa học và đặc tính sinh học của đậu gà - Tổng quan về hạt kefir, giá trị dinh dưỡng và chức năng của kefir

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường trong dịch sữa đến độ pH, tính lưu biến của sản phẩm kefir đậu gà

- Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng gelatin đến độ pH, tính lưu biến, cấu trúc sản phẩm kefir đậu gà

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian lên men và chất lượng kefir đậu gà

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ cấy giống đến độ pH, thời gian lên men, tính lưu biến, hình ảnh chụp SEM của sản phẩm kefir đậu gà

- Đánh giá chất lượng của sản phẩm kefir đậu gà

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Hạt đậu gà - Kefir đậu gà

Phạm vi nghiên cứu:

- Trong nghiên cứu này chúng tôi thực hiện khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như bổ sung đường, bổ sung gelatin, tỉ lệ cấy giống, nhiệt độ và thời gian lên men từ nguyên liệu sữa đậu gà

- Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của ngành Công nghệ Thực phẩm, khoa Công nghệ Hóa học và thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

3

- Đề tài góp phần tạo cơ sở cho các nghiên cứu về sản xuất kefir sử dụng hoàn toàn

từ đậu gà tự nhiên

Ý nghĩa thực tiễn:

- Quy trình sản xuất kefir đậu gà có thể sử dụng như tài liệu tham khảo cho nghiên

cứu, học tập về quá trình lên men kefir

- Quy trình chế biến sản phẩm này có khả năng ứng dụng trong quy mô sản xuất công nghiệp để tạo lên dòng sản phẩm kefir từ thực vật

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về kefir

2.1.1 Giới thiệu

Kefir là sản phẩm sữa lên men do quá trình lên men kết hợp giữa acid lactic và rượu của đường lactose có trong sữa Kefir thu được bằng cách nuôi cấy vào sữa với các hạt kefir có tỷ lệ vi khuẩn và nấm men tương đối ổn định và cụ thể Các đặc tính chính của kefir như sau: độ acid (pH 4.6), nồng độ cồn 0.5‒2%; các thông số cảm quan của nó bao gồm vị acid và mùi thơm của nấm men Theo các tiêu chuẩn được khuyến nghị, nó phải chứa ít nhất 2.8% protein, dưới 10% chất béo và ít nhất 0.6% acid lactic (GOST 31454-2012) Thành phần thứ cấp của kefir bao gồm diacetyl, acetaldehyde và acid amin ảnh hưởng đến mùi vị của nó (Gradova và cộng sự, 2014) Acid lactic là chất khử trùng mạnh nhất có trong kefir Men được sử dụng trong sản xuất kefir bao gồm các hệ vi sinh vật được thiết lập tự nhiên được gọi là hạt kefir Theo các yêu cầu hiện nay của tiêu chuẩn (GOST 31454-2012), một sản phẩm có thể được đặt tên là kefir nếu nó được sản xuất bằng cách sử dụng men được chế biến trên hạt kefir mà không bổ sung men vi sinh và vi khuẩn acid lactic thuần khiết, với hàm lượng acid lactic, vi khuẩn acid và nấm men trong sản phẩm khi hết thời gian sử dụng hiệu quả lần lượt ít nhất là 107 CFU và 104CFU trên 1g sản phẩm

2.1.2 Cấu trúc và chức năng của kefir 2.1.2.1 Cấu trúc

Hạt kefir là các cấu trúc riêng biệt chứa protein (4‒5%), polysaccharide được gọi là kefiran (9‒10%) và một hệ vi sinh vật phức tạp (Gradova và cộng sự, 2014; Leite và cộng sự, 2013) Chúng có thể được mô tả là các khối không đều dạng sền sệt, màu trắng hoặc hơi vàng, có độ đàn hồi, đường kính 0.3 đến 3.5 cm (Hình 2.1) Kính hiển vi của hạt kefir cho thấy bề mặt nhẵn, gập ghềnh và một ma trận sền sệt, phủ lên các tập hợp tế bào như một màng polysaccharide mỏng (Hình 2.2)

5

Hình 2.1: Hạt kefir (Leite và cộng sự, 2013)

Hình 2.2: Cấu trúc hạt kefir được chụp SEM (Wang và cộng sự, 2012) Số lượng vi sinh vật ở bề mặt và ở giữa hạt kefir phụ thuộc vào mối quan hệ của chúng với oxy và pH Các loại vi khuẩn phổ biến nhất trong hạt kefir từ sữa thuộc về LAB, chúng chịu trách nhiệm cho 37‒90% quần thể vi sinh vật (Zanirati và cộng sự, 2015; Miguel và cộng sự, 2010; Yüksekdag và cộng sự, 2004); vi khuẩn acid acetic, nấm men và nấm cũng có mặt (Gao và cộng sự, 2013; Mayoa và cộng sự, 2012; Yang và cộng sự, 2007; Wiithuhn và cộng sự, 2005) Thành phần vi sinh vật của hạt kefir được báo cáo là phụ thuộc đáng kể vào nguồn gốc và điều kiện canh tác địa phương của chúng (Kotova và cộng sự, 2016; Prado và cộng sự, 2001)

Lactobacillus paracasei ssp paracasei, L acidophilus, L delbrueckii ssp bulgaricus, L plantarum và L kefiranofaciens là những loài chiếm ưu thế chiếm 20%

tổng số LAB (Zanirati và cộng sự, 2015; Wang và cộng sự, 2012; Gao và cộng sự,

2007) Các vi sinh vật khác có mặt bao gồm lactococci lactococcus lên men đồng nhất ưa nhiệt trung bình Lactococcus spр (Garofalo và cộng sự, 2015; Magalhaes và cộng sự, 2011), Streptococcus thermophilus ưa nhiệt (Guzel-Seydium, 2015; KokTas và cộng sự, 2012; Simova và cộng sự, 2002), lactobacilli lên men dị thể và Leuconostoc

spр., streptococci sản xuất acid lactic và acetic, CO2, ethanol, dextran và các chất tạo ra mùi thơm đặc trưng, chẳng hạn như acetoin và diacetyl (Walsh và cộng sự, 2016;

Diosma và cộng sự, 2014) Vi khuẩn acid acetic, ví dụ, Acetobacter fabarum, đã được

tìm thấy trong kefirs ở Trung Quốc (Gao và cộng sự, 2012; Jianzhong và cộng sự,

2009; Yang và cộng sự, 2007), trong khi Acetobacter Pasteurianus được tìm thấy trong

kefirs được sản xuất ở các nước Châu Âu (Garofalo và cộng sự, 2015; Korsak và cộng sự, 2015; Kok-Tas và cộng sự, 2012)

Không giống như các sản phẩm sữa lên men khác, kefir không phải là kết quả của hoạt động trao đổi chất của một hoặc một số loài vi sinh vật Hạt Kefir chứa nhiều loại nấm men khác nhau lên men hoặc không lên men lactose, hình thành hoặc không hình thành bào tử (4 đến 30 loài, theo các nguồn khác nhau) Những loài thường được

nhắc đến nhiều nhất là Kluyveromyces marxianus, Candida kefyr, Saccharomyces

cerevisiae, Saccharomyces unisporus, Torulospora delbrueckii, Pichia fermentans

Tuy nhiên, các loài chiếm ưu thế là Saccharomyces cerevisiae, S unisporus, Candida

kefyr và Kluyveromyces marxianus ssp marxianus (Diosma và cộng sự, 2014;

Kok-Tas và cộng sự, 2012; Witthuhn và cộng sự, 2004; Loretan và cộng sự, 2003; Assadi, 2000; Fleet, 1990) Không giống như các sản phẩm sữa lên men khác, hạt kefir chứa một lượng nấm men đáng kể (Tamang và cộng sự, 2016) Vai trò chính của nấm men trong việc chế biến các sản phẩm sữa lên men đã được chấp nhận Trong quá trình này, chúng tạo ra các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng, bao gồm acid amin và vitamin, thay đổi độ pH xung quanh và giải phóng ethanol và CO2 Nấm men kefir ít được nghiên cứu kỹ lưỡng hơn vi khuẩn, mặc dù chúng chắc chắn chịu trách nhiệm thiết lập môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn kefir, cũng như sản xuất các chất chuyển hóa mang lại mùi thơm và đặc tính cảm quan của sản phẩm (Farnworth, 2005)

2.1.2.2 Chức năng

Chống tăng huyết áp

Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật trong kefir cùng với sự phân huỷ protein và lipid của các thành phần sữa tạo ra nhiều peptide có hoạt tính sinh học, bao gồm cả peptide ức chế ACE, một loại tác nhân gây tăng huyết áp (Ebner và cộng sự, 2015) Trong nghiên cứu của Ebner và cộng sự (2015), 236 peptide đặc trưng đã được xác định trong kefir và trong số các peptide này, ít nhất 12 peptide có khả năng ức chế ACE Những nghiên cứu này cho thấy kefir có tiềm năng trở thành thuốc hỗ trợ trong điều trị tăng huyết áp

7

Chống ung thư

Vai trò chống ung thư của kefir và các phần của kefir có thể liên quan đến việc ngăn ngừa ung thư và làm chậm sự phát triển của khối u do apoptosis, đáp ứng miễn dịch, điều chỉnh hệ vi sinh vật đường ruột, giảm sự phát triển của khối u và tổn thương DNA, quá trình chống oxy hóa và ức chế tăng sinh và kích hoạt các chất gây ung thư (Khoury và cộng sự, 2014; Gao và cộng sự, 2013)

Chống tiểu đường

Ostadrahimi và cộng sự (2015) đã tiến hành một thử nghiệm lâm sàng về ảnh hưởng của kefir đối với việc kiểm soát đường trong máu và chất béo trên 60 bệnh nhân tiểu đường tuổi từ 35 đến 65 tuổi, thử nghiệm này cho thấy kefir có thể làm giảm lượng đường trong máu khi đói và HbA1C, có thể sử dụng như một phương pháp bổ sung hoặc hỗ trợ để phòng ngừa bệnh tiểu đường Trong số những người đàn ông trưởng thành được chẩn đoán mắc bệnh tiểu đường loại 2, một số thông số sinh hóa trong máu có sự khác biệt đáng kể sau khi uống kefir và metformine hàng ngày Kết quả cho thấy, sau khi can thiệp kefir, lượng đường trong máu (FBS), HbA1C và phốt pho giảm, canxi tăng (El-bashiti và cộng sự, 2019) Điều này cho thấy kefir phù hợp cho người mắc bệnh tiểu đường

Chống vi khuẩn

Một trong những khía cạnh về tác dụng sinh học của kefir là thực tế là hệ vi sinh vật kefir tạo ra các chất chuyển hóa chống vi khuẩn Khả năng kháng khuẩn này có thể là do sự hiện diện của hydrogen peroxide, peptide (bacteriocin), ethanol, carbon dioxide, diacetyl và acid hữu cơ (acid lactic và acetic), có tác dụng ức chế mầm bệnh, đặc biệt là ở niêm mạc ruột (Van Wyk, 2019)

chứng minh trên cả mô hình in vitro và in vivo (Yilmaz-Ersan và cộng sự, 2018; Chen

và cộng sự, 2014)

Hạ cholesterol

Trong kefir chứa các protein beta-glucan và lactotransferrin có khả năng giảm

hấp thu cholesterol ở đường tiêu hóa Các chủng Lentilactobacillus kefiri và

Lacticaseibacillus rhamnosus được cho là các chủng thể hiện được mức giảm cao nhất

lượng cholesterol (Yusuf và cộng sự, 2020)

2.2 Cơ sở khoa học của quá trình lên men và bảo quản kefir

Sự tăng sinh khối của hạt kefir trong quá trình lên men là dấu hiệu chính để đánh giá mối quan hệ cộng sinh giữa các vi sinh vật khác nhau Các sản phẩm chính của quá trình lên men carbohydrate sữa được hình thành trong quá trình sản xuất kefir là acid lactic, ethanol (ở nồng độ thấp) và CO2, những chất tạo ra độ nhớt, độ acid Các thành phần thứ cấp, bao gồm diacetyl, acetaldehyde và acid amin, cũng có thể được tìm thấy trong kefir, chịu trách nhiệm tạo ra mùi thơm của nó (Leite và cộng sự, 2013; Garrote và cộng sự, 2001)

Lên men đồng hình: Cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic

2.3 Nguyên liệu sản xuất kefir đậu gà 2.3.1 Đậu gà

10

Thành phần cơ bản của đậu gà được thể hiện thông qua bảng 2.1:

Bảng 2.1: Thành phần cơ bản có trong 100g đậu gà (Kaur và cộng sự, 2021) Tên Hàm lượng có trong 100g (g)

Protein 8.32 Chất béo 8.91 Chất xơ 7.1

Nước 55.96 Carbohydrate 25.48

2.3.2 Đường

Đường saccharose còn gọi là đường kính trắng có công thức hóa học là C12H22O11

được tạo ra do hai monosaccharide là glucose và fructose liên kết với nhau bằng liên kết α-glycoside ở C-1 của glucose, hay liên kết β-glycoside ở C-2 của fructose Saccharose hiện diện dạng rắn ở điều kiện thường, không màu, không mùi, có vị ngọt Saccharose nóng chảy ở 184 ÷ 185˚C, ít tan trong rượu, tan nhiều trong nước, nước càng nóng càng hòa tan nhiều saccharose (E.W.Lusas, 1979)

Đường là chất điều vị ngọt cho sữa chua; do đó, saccharose cải thiện giá trị cảm quan cho sản phẩm Hơn nữa, đường còn làm giảm vị chua do các acid tạo ra trong quá trình lên men sữa chua (Tamime và cộng sự, 2007) Ngoài chức năng cung cấp vị ngọt, đường cũng góp phần xây dựng kết cấu, tăng cường cảm nhận hương vị và ngăn ngừa sự phát triển của nấm men gây hư hỏng đường bằng việc tăng áp suất thẩm thấu (Wan và cộng sự, 2020)

2.3.3 Gelatin

Gelatin là một protein được chiết xuất từ động vật dạng gel không màu, trong mờ, được sử dụng để làm thực phẩm, ngoài ra còn cho mục đích công nghiệp Gelatin được làm từ collagen lấy trong da lợn và xương gia súc, được làm bằng cách đun sôi sau khi xử lý bằng base hoặc acid Các liên kết hóa học trong collagen bị phá vỡ một cách ngẫu nhiên, dẫn đến các chuỗi acid amin ngắn hơn mà chúng ta gọi là gelatin Chiều dài các chuỗi acid amin này, ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của gelatin (T Barrett và cộng sự, 1995) Nó thường được dùng làm chất làm đông trong thực phẩm, dược phẩm, phim ảnh và mỹ phẩm

Gelatin bao gồm 50 đến 1000 acid amin được liên kết với nhau Các liên kết giữa các chuỗi hình thành hydroxyl liên kết nhóm giữa acid amin hydroxyproline với

cacbonyl tạo thành liên kết hydro với các phân tử nước Độ bền của gel liên quan trực tiếp đến hàm lượng hydroxyproline cao trong cấu trúc của các phân tử protein

Gelatin trương nở khi được cho trực tiếp vào nước, hấp thụ một thể tích nước bằng 5 ÷ 10 lần thể tích Khi được gia nhiệt đến độ cao hơn điểm tan chảy, gelatin đã trương nở hòa tan và tạo thành gel khi được làm nguội Quá trình chuyển đổi giữa dạng dung dịch và dạng gel của gelatin có tính thuận nghịch Ngoài ra, gel của gelatin bắt đầu tan chảy ở 27 ÷ 34℃ (Đàm Sao Mai và cộng sự, 2012)

2.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Mặc dù đối với nhiều người dân thì sản phẩm kefir không được phổ biến rộng rãi ở thị trường Việt Nam Tuy nhiên, tại Việt Nam cũng đã có khá nhiều nghiên cứu về dòng sản phẩm này Ví dụ một trong số nghiên cứu được đưa lên tạp chí Khoa học và công nghệ có sự nghiên cứu của nhóm nhà khoa học Việt Nam như Trần Thị Hà Ny, Nguyễn Quang Đạt, Nguyễn Thị Lan Anh, Trương Văn Thiên, Phạm Thị Hương về đề tài Nghiên cứu quá trình sản xuất sữa chua đậu nành nhờ Kefir được xuất bản năm 2015 Quá trình sản xuất sữa chua đậu nành nhờ hệ vi sinh vật Kefir được thực hiện bằng cách bổ sung Kefir vào dịch sữa đậu nành và cho lên men nhằm đa dạng hóa sản phẩm và giúp giảm hàm lượng đường oligos trong sữa đậu nành Để tạo sữa chua có chất lượng tốt, nghiên cứu này đã tiến hành khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình lên men bao gồm hàm lượng đậu nành trong sữa, tỉ lệ giống và thời gian lên men Bên cạnh đó các yếu tố nhằm nâng cao chất lượng sữa chua như hàm lượng đường bổ sung và chất ổn định cũng được khảo sát để tạo ra sản phẩm sữa chua có thể chấp nhận bởi người tiêu dùng

Năm 2014, Võ Ánh Hồng và cộng sự đã khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối kefir và ứng dụng lên men kefir tạo sản phẩm sữa chua thạch nha đam Nghiên cứu này đã được thử nghiệm trên ba môi trường là sữa tươi không đường, sữa đậu nành không đường và nước dừa, kết quả chỉ ra rằng môi trường nước dừa cho lượng kefir cao nhất phù hợp với sản phẩm

Nguyễn Thị Lâm Đoàn (2018) thực hiện đề tài “Tìm hiểu ảnh hưởng của một số điều kiện sản xuất sữa kefir có bổ sung dâu tây” Với phương pháp nghiên cứu là khảo sát các điều kiện lên men khác nhau để tìm ra điều kiện thích hợp cho quy trình sản xuất sữa kefir có bổ sung dâu tây bằng các phương pháp đánh giá cảm quan, độ pH, độ acid

12

2.4.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Sản phẩm kefir cùng với các sản phẩm lên men khác đều có từ rất lâu và nước ngoài rất ưa chuộng các dòng sản phẩm lên men này vì nó tốt cho sức khỏe Việc này thúc đẩy các nghiên cứu về kefir cũng tăng lên

Năm 2019, WY Koh và cộng sự tiếp tục nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lactic, acetic và nấm men đã được phân lập từ hạt kefir, kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt tính ức chế α – glucosidase cao Sau đó, chúng được thử nghiệm để kiểm tra khả năng sống sót Các chủng được chọn có tiềm năng hoạt động như chất khởi đầu trong công thức kefir nước và được chứng minh là một loại đồ uống chống tăng đường huyết có thể sử dụng để kiểm soát bệnh đái tháo đường tuýp 2

Emine Mine Comak Gocer và cộng sự (2022) nghiên cứu về Sản xuất sữa và đồ uống kefir từ các loại hạt và một số phân tích hóa lý Các mẫu Kefir được giữ ở 4°C trong 30 ngày và được kiểm tra vào ngày thứ 1, 15 và 30 Hàm lượng năng lượng cao nhất được xác định ở sữa hạt phỉ (73.71 kcal/100 g) và sữa kefir làm từ sữa hạt phỉ (74.89 kcal/100 g) Trong quá trình bảo quản, hàm lượng đường tổng số, hàm lượng acid hữu cơ tổng số và acid béo không bão hòa đa trong các mẫu kefir giảm, trong khi hàm lượng acid béo bão hòa và giá trị pH tăng lên Hàm lượng acid béo không bão hòa trong sữa hạt và kefir tương ứng cao hơn sữa bò và kefir làm từ sữa bò, trong khi hàm lượng acid béo bão hòa thấp hơn Các chất dễ bay hơi, ethanol và ethyl acetate, được chứng minh là chiếm ưu thế trong số các thành phần tạo mùi, cao nhất trong kefir làm từ sữa bò

Năm 1995, F Leroi và P Courcoux cũng có nghiên cứu về ảnh hưởng của pH,

nhiệt độ và tỷ lệ nấm men:vi khuẩn ban đầu về sự kích thích Lactobacillus hilgardii bởi

Saccharomyces florentinus phân lập từ hạt kefir có đường Kết quả nghiên cứu cho thấy

nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng chính đến khả năng sản sinh acid lactic trong môi trường nuôi cấy hỗn hợp, trong khi đó sự kích thích phát triển của vi khuẩn phụ thuộc rất lớn vào giá trị pH

Có thể nhận thấy rằng sản phẩm kefir đậu gà đang là một sản phẩm mới do hiện nay có rất ít bài báo nghiên cứu về sản phẩm này cho nên nhóm chúng tôi thực hiện nghiên cứu này để đưa ra các yếu tố ảnh hưởng dẫn đến chất lượng của sản phẩm kefir đậu gà

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu được lên kế hoạch và thực hiện tại phòng thí nghiệm B209, B212 khoa Công nghệ Hoá học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

3.1 Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị 3.1.1 Nguyên liệu

Đậu gà

Đậu gà được sử dụng trong nghiên cứu được mua tại công ty Dananut

Đậu gà là một loại hạt tròn có màu vàng nhạt, kích thước hạt khoảng 5 – 10 mm

Hình 3.1: Hạt đậu gà đã sấy khô

Đường

Đường Saccharose tinh luyện, dạng đường cát trắng tinh khiết của Nhà máy Đường Biên Hòa được mua tại các chợ ở Thủ đức, bách hóa xanh,

Hình 3.2: Đường

14

Gelatin và men kefir

Gelatin và men kefir được mua tại Bếp bánh, Thủ đức, địa chỉ số 69, đường Hàn Thuyên, Bình Thọ, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Gelatin dạng bột, chuẩn bị dung dịch gelatin 10%

Men kefir sử dụng là giống kefir xuất xứ từ Pháp, hãng Yogourmet Đây là men

giống thương mại gồm có các khuẩn sống (L.lactis, L.cremoris, L.diacetylactis,

L.acidophilus, …), nấm men, sữa bột gầy Hộp gồm 6 gói/5g Men giống ở dạng bột,

mịn dùng trực tiếp vào môi trường cần nuôi cấy

Hình 3.3: Gelatin Hình 3.4: Men kefir

Sữa bột gầy (Skim milk powder)

Sữa bột gầy được mua trên sàn thương mại điện tử, dạng bột, màu vàng nhạt

Hình 3.5: Sữa bột gầy

3.1.2 Hoá chất

Hoá chất được sử dụng trong đồ án bao gồm: - Sodium hydroxide (NaOH)

- Acid sulfuric đậm đặc (H2SO4) - Diethyl ether (C2H5)2O

- Petroleum ether

- Phenolphtalein (C20H14O4) - NH3 đậm đặc

3.1.3 Thiết bị

- Cân phân tích 4 số - Khúc xạ kế

- Máy đo pH - Máy xay sinh tố - Tủ lạnh

- Bể điều nhiệt Memmbert (Đức) - Máy đo lưu biến

- Máy sấy thăng hoa - Máy chụp SEM - Máy đo Texture TC3

3.1.4 Dụng cụ

- Cốc đong - Đĩa petri - Erlen - Pipet - Buret

- Ống bóp cao su - Bình xịt tia - Nhiệt kế - Đũa thủy tinh

3.2 Nội dung nghiên cứu 3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu

16

Phân tích thành phần hóa học của sữa nguyên liệu

Phân tích hàm lượng tro, protein, lipid

Chuẩn bị mẫu đối chứng

Sữa hoàn nguyên được phối trộn với sữa đậu gà với tỷ lệ 175/225 (ml/ml) sữa đậu gà Sữa hoàn

nguyên (35g sữa bột, 175ml nước).

Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ đường bổ sung đối với chất lượng sản phẩm kefir

kefir đậu gà

Tỉ lệ gelatin bổ sung: 1, 3, 5 (%) Xác định các chỉ tiêu: cấu trúc, lưu biến

Xử lý số liệu Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống men bổ sung đối với chất lượng sản

Báo cáo Tổng quan về tài liệu

3.2.2 Quy trình sản xuất sữa đậu gà

3.2.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa đậu gà

3.2.2.2 Thuyết minh quy trình Đậu gà

Chọn nguyên liệu đậu gà khô không bị ẩm mốc trắng, có màu sắc và mùi vị đặc trưng của đậu gà Để đảm bảo được chất lượng như vậy nhóm chúng tôi đã lựa chọn nơi chuyên cung cấp các loại đậu dinh dưỡng uy tín được đóng gói sẵn

Xay Lọc Đậu gà

Cân Nước

Bã

Làm nguội

Sữa đậu gà