Trong khi người anh em của nó là sữa chua Kefir hay còn gọi là “Milk Kefir” vốn đã xuất hiện ở Việt Nam từ lâu, “Water Kefir” - một dạng thức uống lên men Kefir từ nước trái cây – vẫn cò
TỔNG QUAN
Tổng quan về nguyên liệu dứa
Dứa thuộc họ Dứa tên khoa học là Bromeliaceae là một họ lớn của thực vật có hoa có nguồn gốc ở các vùng nhiệt đới hoặc khu vực có khí hậu nóng ở vùng tân thế giới
Loài dứa có giá trị kinh tế nhất là loài thuộc chi Ananas với danh pháp khoa học
Ananas comosus với nhiều giống khác nhau
Các giống dứa thường trồng:
Dứa tây (Ananas comosus queen) được du nhập vào Việt Nam từ năm 1931 và được trồng rộng rãi ở các vùng đồi và trung du Dù có kích thước nhỏ và mắt gồ ghề, nhưng dứa tây lại có hương thơm và vị ngọt vượt trội so với giống dứa Việt Nam truyền thống.
Dứa Victoria có các giống:
✔ Dứa hoa Phú Thọ: trồng được nơi đất chua xấu, lá có nhiều gai và cứng, quả nhỏ, thịt quả vàng đậm, thơm, ít nước
✔ Dứa na hoa: lá ngắn và to, quả to hơn dứa hoa Phú Thọ, phẩm chất ngon, năng suất cao
Dứa không gai (Ananas comosus cayenne) được trồng ở Nghệ An, Quảng Trị,
Lạng Sơn Cây không ưa bóng Quả to hơn các giống trên Lá chỉ có ít gai ở đầu mút lá, khi chưa chín quả màu xanh đen, chín chuyển sang màu da đồng, quả nhiều nước, thịt vàng ngà, mắt dứa to và nông, vỏ mỏng
Dứa ta (Ananas comosus spanish hay Ananas comosus sousvar red spanish) là cây chịu bóng tốt, có thể trồng ở dưới tán cây khác Quả to, mắt nhẵn nhưng vị ít ngọt, ít thơm
Dứa mật (Ananas comosus sousvar Singapor spanish): quả to, thơm, ngon, trồng nhiều ở Nghệ An
Dứa là loại cây ăn quả nhiệt đới nổi tiếng Các lá dài mọc thành hình hoa thị, lá có hình dạng giống mũi mác, mép lá có răng cưa hay gai Hoa mọc từ trung tâm của cụm lá hình hoa thị, mỗi hoa có các đài hoa riêng, thân cây ngắn và mập Các đài hoa mập, chứa nhiều nước và phát triển thành một dạng phức được biết đến như là quả dứa (quả giả), mọc ở phía trên cụm lá hình hoa thị Quả dứa là một quả phức, phần ăn được gồm trục hoa và các lá bắc mọng nước, còn quả thật nằm trong các mắt dứa.
Dứa là một trong những loại trái cây phổ biến của miền nhiệt đới, có vị ngọt- chua vì có chứa đường, malic và axit citric quả, mùi thơm của dứa là do chất
Quả dứa sở hữu thành phần đa dạng, bao gồm đường, acid hữu cơ, khoáng chất, vitamin B1, B2, PP, E, C và beta-caroten Đặc biệt, dứa còn là nguồn cung cấp mangan tuyệt vời cho cơ thể.
✔ Tác dụng tiêu hóa: protein-enzym bromelain trong dứa có thể giúp dễ dàng tiêu hoá một bữa ăn với lượng đạm cao
✔ Dứa có tác dụng giải nhiệt: trị táo bón do đại tràng thực nhiệt, nhu động ruột giảm, thích hợp cho các chứng rối loạn tiêu hóa
✔ Ngăn ngừa nguy cơ máu vón cục: huyết khối là sự tắc nghẽn của các mạch máu do các cục máu đông mà nguyên nhân là do 1 loại protein gọi là Fibrin, enzyme trong dứa có thể phá vỡ nó
✔ Dứa còn chứa nhiều beta-carotene nên rất tốt cho đôi mắt, giúp ngăn ngừa bệnh thoái hóa điểm vàng
✔ Tăng quá trình phát triển xương, sụn, răng lợi: với nguồn vitamin C dồi dào cùng với các chất khoáng như canxi, kali, brom, iot, photpho…rất tốt cho quá trình phát triển xương, sụn, răng lợi Dứa rất giàu mangan – 1 khoáng chất cần thiết cho cơ thể để giúp xương và mô liên kết
✔ Tăng sức đề kháng cơ thể: vitamin C có trong dứa là 1 loại thuốc tự nhiên giúp cơ thể có sức đề kháng tốt, tăng quá trình hấp thụ chất sắt từ các loại rau quả và đẩy nhanh quá trình lành sẹo
✔ Tác dụng với các bệnh hô hấp: bromelain được phối hợp với các thuốc kháng sinh để tăng tác dụng trong điều trị viêm nhiễm hô hấp, hen phế quản, nước dứa tươi được sử dụng để chống bạch hầu, những bệnh nhiễm trùng trong cổ họng và những phần khác trong cơ thể
Bảng 1.1 Thành phần của nước ép dứa [18]
Nước ép dứa (g) 100 Độ ẩm (g) 81,3 – 91,2 Đường tổng số (g) 8
Tinh chất ether (g) 0,03 – 0,29 Đường glucose (g) 1,7 Đường fructose (g) 1,9
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của 100 gr dứa [18]
Hiện nay dứa là loại sản phẩm nông sản có diện tích trồng lớn và được trồng phổ biến trên khắp cả nước Dứa được chế biến thành các sản phẩm khác nhau như: dứa đóng hộp, rượu dứa Ngoài ra dứa được ăn tươi hoặc làm nước ép Nó được sử dụng phổ biến trong món tráng miệng, salad hay được cho vào các món thịt và trái cây cocktail.
Tổng quan về giống Kefir
Hạt kefir là các khuẩn lạc vi sinh dính kết với nhau bằng polysacarit Hệ vi khuẩn này bao gồm vi khuẩn lactic (Lactobacilli, Lactococci, Leuconostoc ) và nấm men, trong đó có nấm men lên men lactose Kluyveromyces marxianus và nấm men không lên men lactose.
Saccharomyces unisporus, Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces exiguus)
Ngoài ra còn có thể có vi khuẩn Acetic aceti và Acetic racens cùng các vi khuẩn khác tổ chức thành khối cầu vi sinh vật
Kefir có nhiều tên gọi như: Keefir, Kephir, Kewra, Talai, Mudu Kekiya,
Milkkefir, Kiaphur…được phát hiện từ những người chăn cừu vùng Caucasus khi sữa được đựng trong những túi da, và được lên men thành một thức uống sủi bọt Vì những phân tích vi sinh vật từ những mẫu Kefir của những vùng khác nhau cho thấy số lượng cũng như chủng giống khác nhau nên chưa thể xác định liệu những loại
Kefir có xuất phát từ một nguồn gốc hay không
Hạt Kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và thường kết thành chùm với nhau tạo dạng tương tự hoa cải với đường kính trung bình 0,3 ÷
Hạt Kefir có cấu trúc chặt chẽ, nhầy nhớt, được nuôi trong sữa tươi để duy trì sự sống và tăng khối lượng Polysaccharide chủ yếu là nước, vật chất hòa tan được biết là Kefirianofaciens, do vi khuẩn L kefir sản xuất Ngoài tế bào vi khuẩn, hạt Kefir còn chứa protein (chiếm 30% tổng chất khô) và carbohydrat (chiếm 25 ÷ 50%) Thành phần hợp thành của hạt Kefir là protein – polysaccharide béo.
Hạt Kefir không tan trong nước và hầu hết các dung môi Khi thả vào sữa, nấm
Kefir thấm nước (sữa) và trở nên có màu trắng đục Khi chủng bị khô thì ít hoặc không có khả năng tăng sinh Bảo quản nhiệt độ thấp là cách tốt nhất để giữ Kefir trong thời gian dài (Garrote đưa ra nhiệt độ bảo quản ở -20 0 C ÷ -80 0 C trong khoảng
120 ngày không thay đổi đặc tính lên men so với chủng không bảo quản).
1.2.3 Khái quát chung về thành phần vi sinh vật [10]
Lượng vi sinh vật trong chủng Kefir như 1 cộng đồng sinh học Vi sinh vật và nấm men khi tách ra không phát triển trong sữa hoặc bị giảm hoạt động gây trở ngại cho việc nghiên cứu
Lactobacillus kefir thrives in the presence of Candida kefir yeast, as noted by Linossier and Dousset Lactic acid bacteria (10^8 ÷ 10^9 cells) are more abundant than yeast (10^5 ÷ 10^6 cells) and acetic acid bacteria (10^5 ÷ 10^6 cells) in kefir.
Lactobacilli chiếm 60% ÷ 80% tổng số vi sinh vật, gồm những loài ưa ẩm và ưa nhiệt, lên men theo cơ chế lên men đồng hình hoặc dị hình
Heterofermentative lactobacilli (e.g., Lb brevis, Lb fermentum) and L kefir and L parakefir produce lactic acid, acetic acid, alcohol, and CO2 from hexoses and pentoses fermentation They can adhere to Caco-2 cells, which enhances their probiotic potential Additionally, they have S-layer proteins that enable them to aggregate and form biofilms, further contributing to their probiotic properties.
Lactococcus: chiếm 20% tổng số tế bào, hình cầu, đường kính 1μm, tế bào chuỗi hoặc cặp, Gram dương, sản xuất L(+)-lactate từ lactose gồm các vi khuẩn như:
L.lactis subsp lactis, L.lactis subsp cremoris, L.lactis subsp lactis biovar diacetylactis
Leuconostoc: tế bào đơn hoặc cặp, chuỗi ngắn, Gram dương, sản xuất D(-)- lactate, CO2 và thành phần hương vị từ lactose, phát triển tối ưu từ 20 0 C đến 30 0 C
Streptoccoci chiếm 11% ÷ 12% tổng số vi sinh vật
✔ Steptococcus lactic: phát triển tốt trong sữa và một số môi trường pha chế từ sữa, phát triển kém trong môi trường nước thịt pepton Đây là loại hiếu khí tùy tiện, đặc điểm sinh hóa quan trọng là lên men glucose, lactose, maltose, galactose, dextrin Chúng phát triển ở 30 0 C ÷ 35 0 C
✔ Steptococcus cremoris: liên cầu khuẩn, phát triển tốt ở 20 0 C ÷ 25 0 C
✔ Steptococcus themophilus và Steptococcus bovis: không phát triển ở 100 0 C, phát triển tốt ở 40 0 C ÷ 45 0 C
Bảng 1.3: Danh sách những vi khuẩn có trong chủng Kefir[4, 5]
Giống vi sinh vật Loài
S durans S lactis Lactococci Lc lactis ssp lactis
Lc lactis ssp lactis var diacatylactis
Lc lactis ssp Cremoris Leuconostoc Leuc mesesteroides ssp dextranicum
Leuc mesesteroides ssp cremorisAcetobacter Acetobacter casei Acetobacter racens
Bảng 1.4: Những đặc tính sinh hóa của những nhóm Lactobacilli [8] Đặc tính
Nhóm I Lên men đồng hình bắt buộc
Nhóm II Lên men dị hình không bắt buộc
Nhóm III Lên men dị hình bắt buộc
Jenson Vi khuẩn ưa nhiệt
Khả năng lên men ribose _ + +
Sản xuất khí từ gluconate _ + +
Có sự tồn tại của phosphoketolase
Không có Có thể có hoặc không
Lb delbrueckii sub sp delbrueckii
Lb delbrueckii sub sp bulgaricus
Lb delbrueckii sub sp lactis
Lb casei sub sp casei
Lb casei sub sp paracasei
Bảng 1.5 Vi khuẩn và chất chuyển hóa [8]
Vi khuẩn lactic ưa ẩm Chất chuyển hóa chính
Lactococcus lactis ssp Lactis L (+) Lactate
Lactococcus lactis ssp diacetylactis L (+) Lactate, Diacetyl
Lactococcus lactis ssp Cremoris L (+) Lactate
Leuconostoc mesenteroides ssp mesenteroides D (–) Lactate, Diacetyl
Leuconostoc mesenteroides ssp Cremoris D (–) Lactate, Diacetyl
Leuconostoc mesenteroides ssp dextranicum D (–) Lactate, Diacetyl
Vi khuẩn lactic ưa nhiệt
Lactobacillus delbrueckii ssp Delbrueckii D (–) Lactate
Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus D (–) Lactate, Acetaldehyde
Lactobacillus delbrueckii ssp lactis D (–) Lactate
Lactobacillus fermentum DL Lactate, CO
Lactobacillus kefir DL Lactate, CO
Lactobacillus kefiranofaciens DL Lactate, CO 2
Lactobacillus paracasei ssp Paracasei L (+) Lactate
Lactobacillus paracasei ssp biovar Shirota L (+) Lactate
Lactobacillus reuteri DL Lactate, CO
Nấm men đóng vai trò quan trọng, chiếm 5% ÷ 10% tổng số tế bào, chúng cung cấp dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển như acid amin, vitamin, pH, ethanol,
CO2 Nấm men ít được nghiên cứu nhiều như vi khuẩn trong Kefir mặc dù nấm men cung cấp môi trường cho sự phát triển của vi khuẩn Kefir, sản xuất nhiều chất chuyển hóa góp phần tạo hương vị
Bảng 1.6: Danh sách những nấm men khác nhau trong Kefir [4, 5]
K marxinnus ssp bulgaricus K.morxianus ssp marxianus
Đặc điểm của nấm men trong Kefir rất đa dạng Saccharomyces lactis có khả năng lên men đường lactose, trong khi Saccharomyces cerevisiae thì không Một số nấm men xuất hiện trên bề mặt hạt Kefir (thường lên men được lactose), trong khi một số nấm men khác nằm bên trong (không lên men đường lactose) Việc nấm men tồn tại ở những vị trí khác nhau ảnh hưởng đến vai trò của chúng trong quá trình lên men Kefir.
1.2.4 Chu kì phát triển của giống Kefir [4] [5]
Kefir là những giống gốc tự nhiên, chúng được hình thành từ những màng bao bọc mỏng không theo một quy tắc nào cả bao gồm hỗn hợp protein, lipid, polisacharide Những màng bao bọc phát triển với hình dạng không nhất định, hình thành các thùy phức tạp và không đồng đều, các thùy này lại có xu hướng trở về nguyên bản tạo thành cấu trúc sinh học bao gồm nhiều thùy con bao quanh mình
Khi Kefir phát triển, chúng tạo ra các hạt con có hình dạng tương tự như hạt mẹ ban đầu Những hạt con này kết nối với nhau thông qua phần giữa và tỏa ra xung quanh Khi hạt con tách ra khỏi hạt mẹ, chúng vẫn giữ nguyên mẫu hình phát triển Thật thú vị, một số hạt Kefir thậm chí còn có cấu trúc tương đồng với não người, tuyến tụy và các cơ quan nội tạng khác Khi tách ra khỏi hạt mẹ do tác động bên ngoài, hạt con sẽ tiếp tục phát triển thành hạt mẹ, tạo thành vòng lặp sinh sản vô tính.
Trong vài trường hợp đặc biệt, có những hạt không thể cho ra bất cứ hạt con nào trong một thời gian dài mà thay vào đó, chúng hình thành nên một khối lớn
(khối hạt Kefir) Bề mặt ngoài của hạt biến đổi từ dạng phẳng đến không đồng đều gồm nhiều thứ phức tạp, có những chỗ lồi lõm rải rác khắp bề mặt Một vài hạt có thể có những vùng rộng phẳng, trong khi từ mẻ tương tự có thể có những hạt có bề mặt không đồng đều Nếu điều kiện thuận lợi, sau một thời gian, những hạt nhẵn này thường trở lại dạng nguyên thể, sau đó hình thành các hạt bao quanh mình, nơi mà có thể nhân giống lên Thường ở những vùng không phẳng, xù xì thường có sự hoạt động mạnh của nấm men, trong khi ở vùng phẳng vi khuẩn lại chiếm ưu thế
Tổng quan về Water Kefir
Water Kefir là thức uống lên men có màu trong mờ, lỏng, mang nhiều đặc tính tốt do có chứa vi sinh vật từ Kefir Kefir sống trong những nguồn cơ chất khác nhau thì chủng loại vi sinh vật cũng khác nhau Các vi sinh vật sử dụng đường và sản xuất acid lactic, ethanol và CO2 Water Kefir có thể làm từ dịch quả hoặc nước đường bổ sung mứt quả
1.3.2 Lợi ích của Water Kefir [14]
Water Kefir giúp cải thiện và phục hồi sức khỏe, điều hòa huyết áp, kiểm soát cân nặng, tốt cho phụ nữ mang thai hoặc trong thời kì kinh nguyệt
Bảng 1.8: Liều lượng khuyến dùng cho từng bệnh
Khó chịu trong người 1l mỗi ngày
U nhọt, lở loét 1l mỗi ngày (2 tháng)
Bệnh suyễn 1 l mỗi ngày (uống trong thời gian dài)
Bệnh viêm cuống phổi 1 l mỗi ngày
Bệnh thiếu máu 1 đến 2 l mỗi ngày
Sơ cứng động mạch 1l mỗi ngày
Bệnh viờm da/Chàm/Dị ứng ẵ l mỗi ngày
Vấn đề về thận 1 l mỗi ngày
Rối loạn mật, bàng quang 1 l mỗi ngày Điều hũa huyết ỏp ẵ l mỗi ngày
1.3.3 Khái quát lên men Water Kefir [12, 13, 14]
- Dụng cụ: bình thủy tinh có nắp, lưới lọc hoặc túi lọc, 1 muỗng (dụng cụ không làm bằng kim loại)
Có 2 phương pháp cho Kefir vào môi trường:
2 Đựng trong túi vải có nhiều lỗ nhỏ, buộc chặt miệng túi nhưng phải để 1 khoảng không gian vừa đủ cho Kefir phát triển
Để pha nước giải khát từ mứt trái cây, cần chuẩn bị bình thủy tinh, mứt trái cây khô hoặc dịch trái cây, đường/mật ong/fructose (cho người tiểu đường), nước khoáng tinh khiết Trộn đều các thành phần trong bình và khuấy đều Thời gian lên men có thể tùy chỉnh theo sở thích của người dùng, thường là 24h, 36h hoặc lâu hơn.
72h, dùng nắp đậy bình để tránh nhiễm vi sinh ngoài môi trường và côn trùng
Tránh ánh sáng trực tiếp, có thể đặt ở nơi không có ánh sáng
1.3.4 Một số loại Water Kefir [11, 12, 13, 14, 15]
Trà xanh, gừng, quế Kefir
1.3.5 So sánh Kefir sữa và Kefir trái cây [10, 14]
Hai loại hạt Kefir mặc dù có chức năng giống nhau nhưng chủng Kefir sữa hơi khác với Kefir nước quả
Chủng Kefir sữa Chủng Kefir nước quả
Kefir sữa có màu trắng đục, nhầy nhớt
Nuôi trong môi trường sữa lactose
Chủng Kefir nước quả có màu trong mờ và dễ vỡ dưới áp lực
Hình 1.4: Milk Kefir Hình 1.5: Water Kefir
Thành phần một số vi sinh vật trong Water Kefir:
Bảng 1.9: Danh sách những vi khuẩn có trong chủng Water Kefir [9]
Giống vi sinh vật Loài
Bảng 1.10: Danh sách những nấm men khác nhau trong Water Kefir [9]
Chúng tôi nhận thấy thành phần vi sinh vật của Water Kefir gần giống với Milk
Kefir về loài và đặc tính sinh học Trong một số tài liệu có đề cập đến việc sử dụng giống Milk Kefir thay thế cho giống Water Kefir trong quá trình lên men, mặt khác giống Water Kefir rất khó kiếm ở Việt Nam vì vậy chúng tôi thử sử dụng giống
Milk Kefir để nghiên cứu quy trình.
Cơ sở hóa học cho quá trình lên men
Trong công nghệ vi sinh vật, nhìn chung vi khuẩn lactic đồng hình luôn chiếm ưu thế Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất các thực phẩm lên men truyền thống như phomai, Kefir, vi khuẩn lactic dị hình đôi khi vẫn được sử dụng nhằm mục đích đa dạng hoá chỉ tiêu về mùi vị và cấu trúc cho sản phẩm
Quá trình lên men diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn Đầu tiên đường lactose được vi khuẩn lactic đưa vào tế bào nhờ cơ chế vận chuyển đặc trưng của màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane) Tiếp theo, lactose trong tế bào sẽ được phân thành 2 monosacharide là glucose và galactose nhờ enzyme β-galactosidase
Galactose được chuyển thành glucose bởi con đường Leloir, cùng với glucose được lên men bởi chu trình đường phân Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài Streptococcus helveticus, Lactobacilus bulgaricus,
Lactobacilus lactic, Lactobacilus thermophylus lactic chu trình đường phân là con đường chính chuyển hoá glucose thành acid lactic
Phương trình tổng quát của lên men đồng hình:
C6H12O6+ 2ADP + 2Pi 2CH3-CH-COOH + 2ATP
Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật
Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng acid lactic tích luỹ trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác
Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình), acid acetic, ethanol, CO2 (lên men dị hình) trong dịch lên men còn xuất hiện cả trăm hợp chất hóa học mới khác Chúng là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp
(vài ppm hoặc ít hơn) Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic
Hình 1.5: Sơ đồ con đường glyco phân của vi khuẩn lactic đồng hình
Lactate or lactic acid Pyruvate
Lactate or lactic acid Acetly1 Co-A
Hình 1.6: Sơ đồ chuyển hóa của vi khuẩn lactic dị hình
Sản phẩm trung gian Acetaldehyde C2H5OH
Axit lactic axit lactic CO2 + CH3COOH CH3COOH Diaxetyl
Lên men Lên men dị thể đồng thể
Hình 1.7: Sơ đồ chuyển hóa lactose của vi khuẩn lactic 1.4.2 Lên men ethanol
Quá trình lên men ethanol được thực hiện chủ yếu bởi các nấm men thuộc giống
Sacharomyces và Kluyveromyces Sau khi được vận chuyển vào trong tế bào chất, đường hexose được chuyển hóa theo chu trình đường phân để tạo thành acid pyruvic Tiếp theo acid pyruvic sẽ được chuyển hoá thành acetaldehyde rồi thành ethanol
Dihydroxyacetone phosphat là một sản phẩm trung gian trong chu trình đường phân, hợp chất này có thể chuyển hoá thành glyxerol
Trong môi trường pH acid, glycerol chỉ được tạo ra với hàm lượng nhỏ Ngược lại, trong môi trường pH kiềm lượng glyxerol sinh ra sẽ tăng lên rất nhiều và glycerol sẽ trở thành một trong những sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men
Phương trình tổng quát của quá trình lên men trong môi trường pH acid:
C6H12O6 + 2ADP +2Pi 2 C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường hexose thành ethanol và khí CO2 Quá trình này diễn ra trong tế bào chất của nấm men trong điều kiện yếm khí Ethanol và khí CO2 sau đó được thải ra môi trường lên men Ngoài ra, nấm men còn tổng hợp và thải vào dịch lên men một loạt các sản phẩm phụ và sản phẩm lên men khác, bao gồm glycerine cùng rượu bậc cao, aldehyde, axit hữu cơ và este.
Trong quá trình lên men ethanol, nhiều acid hữu cơ được tạo thành (The Moll,
1990) Một số acid hữu cơ được sinh tổng hợp từ chu trình Crebs nếu như quá trình lên men không diễn ra trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt, các acid hữu cơ chiếm hàm lượng cao nhất trong dịch lên men là: acid citric, malic, acetic, lactic
Sơ đồ quy trình sản xuất Water Kefir
Hình 1.8: Sơ đồ quy trình lên men Kefir từ nước đường
Hình 1.9: Sơ đồ quy trình lên men Kefir từ nước quả
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu – dụng cụ thí nghiệm
- Sữa tươi tiệt trùng Vinamilk không đường: mỗi gói có dung tích 220ml mua ở chợ Bình Dương
- Hạt Kefir được lấy từ dân gian
- Dứa trái: chọn những quả tươi, vừa chín tới (2/3 mắt có màu vàng), nguyên liệu được mua ở chợ Bình Dương, thuộc loại dứa Cayenne
- Nước tại phòng thí nghiệm
- Đường saccharose: đường RS Biên Hòa mua ở chợ Bình Dương
- Đường lactose: mua ở Hóa Nam
2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm- hóa chất
- Máy ép sinh tố, thau, rổ, dao, bao tay thực phẩm, muỗng nhựa, vải lọc, bông gòn, pipet 10ml, erlen 500ml, becher 500ml, bếp điện , nồi, bút lông, cân phân tích, hũ sữa chua, máy đo pH, giấy lọc, dd NaOH 0,1N; phenolphtalein, dd NaHCO3
Sơ đồ nhân giống chủng Kefir
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình nhân giống hạt Kefir
Môi trường chuẩn bị giống: Sữa tươi tiệt trùng Vinamilk không đường gói
220ml có hàm lượng chất khô trong môi trường khoảng 11÷12 %
Cấy giống: sử dụng hạt Kefir với lượng ban đầu 3 % theo khối lượng, quá trình nhân giống được thực hiện ở nhiệt độ phòng Do hạt Kefir có kích thước lớn nên chúng thường bị chìm xuống dưới đáy nên cần phải khuấy trộn môi trường sau mỗi 2÷5 giờ Quá trình nhân giống kết thúc khi pH môi trường giảm xuống còn 4,5
Trong quá trình làm kefir, hạt kefir được lọc khi đạt độ pH mong muốn Sau đó, chúng được rửa sạch bằng nước vô khuẩn ở nhiệt độ thấp (6÷10 0 C) để loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt Hạt kefir rửa sạch sẽ được bảo quản trong nước vô khuẩn hoặc dung dịch muối NaCl 0,9% Khi cần nhân giống cho mẻ tiếp theo, có thể sử dụng tiếp những hạt kefir đã qua xử lý này.
Kefir trên để nhân giống
Hạt kefir Hạt kefir Cấy giống
Dịch thu được sau quá trình lọc thô chứa các vi khuẩn lactic và nấm men có thể sử dụng để cấy giống vào môi trường sữa nguyên liệu để sản xuất sữa chua
Kefir hoặc dịch trái cây lên men Quá trình sản xuất giống cũng được thực hiện ở
25÷30 0 C, thời gian nuôi trung bình là 20 giờ (cần kiểm tra giá trị pH của canh trường là 4,5 để xác định thời điểm kết thúc quá trình nuôi).
Sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình chế biến nước dứa lên men Kefir dự kiến
- Phân loại: nhằm lựa chọn nguồn nguyên liệu đạt yêu cầu, đảm bảo chất lượng
Chọn những trái vừa chín tới, kích thước đều nhau, không bị dập nát, hư hỏng
Kefir nước dứa Bảo quản
Thanh trùng Phối chế Đường
Bã Lọc Điều chỉnh pH
- Gọt vỏ: nhằm thu tối đa thịt quả, loại bỏ phần vỏ, mắt dứa không sử dụng được tránh ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm
- Rửa: nhằm loại bỏ bớt tạp chất, vi sinh sau khi gọt
- Cắt lát, bỏ lõi: nhằm hỗ trợ cho quá trình ép được thuận lợi hơn
Quá trình ép: sử dụng máy ép sinh tố giúp thu hồi dịch quả được dễ dàng
Để thu được nước ép dứa trong suốt và loại bỏ bã, sử dụng bông hoặc vải lọc để tách phần lỏng và rắn Sau đó, cần điều chỉnh độ pH của dịch dứa về pH=5 bằng dung dịch NaHCO3 10% nhằm ổn định độ pH cho nguyên liệu và tạo môi trường thích hợp cho quá trình lên men hạt Kefir.
Phối chế: Cân đường lactose, saccharose theo tỉ lệ Sau đó, phối chế vào dịch lên men Khuấy đều tay trong lúc phối chế Lượng đường bổ sung giúp vi sinh trong hạt
Kefir lên men và lượng đường sót sau lên men giúp tạo vị cho sản phẩm
Thanh trùng: Dịch lên men được đưa đi thanh trùng ở 100 o C trong vòng 3 phút
Mục đích nhằm tiêu diệt vi sinh vật và hòa tan các đường trong dịch lên men.
Làm nguội: Do Kefir lên men ở nhiệt độ phòng nên cần phải hạ nhiệt độ xuống
25-30 0 C, nhiệt độ cao sẽ làm chết Kefir.
Cấy giống:Kefir được nuôi trong dịch sữa sẽ được vớt ra, rửa sạch, để ráo rồi cho vào dịch lên men theo tỉ lệ
Quá trình lên men của Kefir được thực hiện bởi các vi khuẩn lactic và nấm men, tạo nên khoảng nhiệt độ lên men khá rộng (25-35 độ C) Trước hết, các loại vi khuẩn này sẽ chuyển đổi đường lactose (có trong sữa) thành axit lactic Tiếp đến, nấm men đóng vai trò chuyển đổi các loại đường khác (như saccharose) thành ethanol và CO2 Ngoài ra, trong quá trình lên men này cũng có hàng trăm những hợp chất phụ khác được hình thành.
Tách Kefir: kết thúc quá trình lên men vớt Kefir ra để hoàn thiện sản phẩm và hạn chế bớt sự lên men tiếp tục làm chua sản phẩm
Vô bao bì: sản phẩm sau đó sẽ được rót chai trong điều kiện vô trùng nhằm hạn chế vi sinh vật lạ nhiễm vào
Bảo quản: sản phẩm sau khi rót vào bao bì được bảo quản ở nhiệt độ 4-6 o C.
Sơ đồ nghiên cứu
Hình 2.3: Sơ đồ nghiên cứu
6 Xác định lại các chỉ tiêu và đánh giá chất lượng sản phẩm
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan, chỉ tiêu vi sinh
Hiệu suất thu hồi dịch quả, hàm lượng chất khô, pH, độ acid
2 Khảo sát điểm dừng pH thích hợp cho quá trình lên men
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan→ pH thích hợp
3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên quá trình lên men
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan→ tỉ lệ giống thích hợp
4 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch quả lên quá trình lên men
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan→ tỉ lệ dịch thích hợp
7 Khảo sát khả năng tái sử sụng giống giữ lại trong sữa
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan→ kết luận
8 Khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong dịch quả
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan, chỉ tiêu vi sinh
Hàm lượng chất khô, pH, độ acid, đánh giá cảm quan→ tỉ lệ đường thích hợp
5 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường lactose, saccharose lên quá trình lên men
Phương pháp tiến hành
Mục đích: khảo sát tính ổn định của nguyên liệu đầu vào
Bước 1: Xử lý nguyên liệu
- Chọn những trái dứa đạt yêu cầu, gọt vỏ, bỏ mắt, bỏ lõi
Bước 2: Đo các chỉ tiêu
Hiệu suất thu hồi dịch quả:
- Cân khối lượng thịt quả ban đầu ( X g)
- Ép thu dịch, lọc trong
- Cân khối lượng dịch thu được (X’ g)
- Tính hiệu suất theo công thức:
Hàm lượng acid : phương pháp chuẩn độ acid bằng dd NaOH 0,1 N (phụ lục )
Hàm lượng chất khô: dùng khúc xạ kế (phụ lục ) pH: dùng máy đo pH (phụ lục )
2.5.2 Khảo sát điểm dừng pH
Mục đích chính của nghiên cứu này là tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm theo thời gian để xác định mức pH mang lại mùi vị tốt nhất dựa trên cảm nhận của người tiêu dùng Kết quả này sẽ là nền tảng quan trọng cho các cuộc khảo sát tiếp theo, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường.
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ cho đến khi pH dừng hẳn
Tại 3 điểm pH cho là phù hợp nhất lần lượt lấy mẫu ở 3 điểm dừng: Đánh giá cảm quan và xác định điểm dừng phù hợp
2.5.3 Khảo sát tỉ lệ lượng giống Kefir
Mục đích: tìm ra tỉ lệ giống thích hợp thông qua việc theo dõi tốc độ lên men của từng tỉ lệ giống cấy và đánh giá cảm quan
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ cho đến khi pH dừng hẳn
- Tại pH dừng thích hợp đã tìm được ở thí nghiệm 2, lấy mẫu và đo lại các chỉ tiêu như bước 2
- Vớt hạt Kefir và bảo quản lạnh các mẫu đạt được
- Đánh giá cảm quan các mẫu có pH thích hợp
2.5.4 Khảo sát tỉ lệ dịch quả ảnh hưởng đến quá trình lên men
Mục đích: tìm ra tỉ lệ dịch quả thích hợp thông qua việc theo dõi tốc độ lên men của từng tỉ lệ dịch quả và đánh giá cảm quan
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ cho đến khi pH dừng hẳn
- Tại pH dừng thích hợp đã tìm được ở thí nghiệm 2, lấy mẫu và đo lại các chỉ tiêu như bước 2
- Vớt hạt Kefir và bảo quản lạnh các mẫu đạt được
- Đánh giá cảm quan các mẫu có pH thích hợp
2.5.5 Khảo sát tỉ lệ dịch đường saccharose và lactose ảnh hưởng đến quá trình lên men
Mục đích: tìm ra tỉ lệ đường saccharose và lactose cho mùi vị tốt nhất thông qua việc theo dõi tốc độ lên men của từng tỉ lệ đường và đánh giá cảm quan
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ cho đến khi pH dừng hẳn
- Tại pH dừng thích hợp đã tìm được ở thí nghiệm 2, lấy mẫu và đo lại các chỉ tiêu như bước 2
- Vớt hạt Kefir và bảo quản lạnh các mẫu đạt được
- Đánh giá cảm quan các mẫu có pH thích hợp
2.5.6 Khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữlại trong sữa
Mục đích: tìm ra giải pháp thu hồi giống phục vụ cho lên men thông qua việc theo dõi tốc độ lên men và đánh giá cảm quan từ đó kết luận khả năng hoạt động của giống tái sử dụng
Nguyên liệu Dịch dứa Hạt Kefir Saccharose Lactose Nước
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
Sau quá trình lên men với nước dứa, hạt Kefir được vớt ra và rửa sạch Sau đó, hạt Kefir được nuôi lại trong sữa đến khi cấu trúc sữa lên men trở lại bình thường, không còn mùi của nước dứa lên men hoặc mùi khó chịu Quá trình này thường kéo dài khoảng 1 tuần Sau khi các hạt Kefir đã được phục hồi hoàn toàn, chúng có thể tiếp tục được sử dụng để lên men sữa.
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ
- Tại pH dừng thích hợp đã tìm được ở thí nghiệm 2, lấy mẫu và đo lại các chỉ tiêu như bước 2
- Vớt hạt Kefir và bảo quản lạnh các mẫu đạt được
- Đánh giá cảm quan các mẫu có pH thích hợp
Lập lại thí nghiệm như trên 2 lần, quan sát khả năng lên men và đánh giá cảm quan
2.5.7 Khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong dịch dứa
Mục đích: tìm ra giải pháp thu hồi giống cũng như mong muốn có thể tạo ra giống
Kefir nước quả phục vụ cho lên men thông qua việc theo dõi tốc độ lên men và đánh giá cảm quan từ đó kết luận khả năng hoạt động của giống tái sử dụng
Nguyên liệu Dịch dứa Hạt Kefir Saccharose Lactose Nước
Bước 2: Đo các chỉ tiêu sau phối chế
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
Sau quá trình lên men nước dứa, vớt hạt Kefir ra và rửa sạch với nước Giống Kefir được giữ lại trong dịch dứa và được đem đi tái sử dụng:
- Thanh trùng dịch dứa đã bổ sung đường ở nhiệt độ 100 0 C/3 phút
- Hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ phòng khoảng 25-30 0 C
- Cấy giống và để lên men ở nhiệt độ phòng
- Theo dõi và đo các chỉ tiêu cứ mỗi 2 giờ
- Tại pH dừng thích hợp đã tìm được ở thí nghiệm 2, lấy mẫu và đo lại các chỉ tiêu như bước 2
- Vớt hạt Kefir và bảo quản lạnh các mẫu đạt được
- Đánh giá cảm quan các mẫu có pH thích hợp
Lập lại thí nghiệm như trên 3 lần, quan sát khả năng lên men và đánh giá cảm quan
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Khảo sát nguyên liệu
Bảng 3.1: Bảng kết quả khảo sát nguyên liệu
Hiệu suất thu hồi Brix pH Acid ( 0 T)
Dứa là loại trái cây rẻ tiền, chứa nhiều nước Dịch dứa nguyên liệu yêu cầu phải có màu vàng trong vì vậy hiệu suất thu hồi dịch 50% cũng xem là khả quan
Dứa đạt tiêu chuẩn với độ Brix nhỏ nhất là 9 (tham khảo “Công nghệ chế biến rau quả” – Bài giảng của trường Đại học Công nghệ Thực phẩm TPHCM), dịch dứa làm nguyên liệu có Brix rất thích hợp cho quá trình lên men pH ban đầu 3,66 với acid 76 0 T không phải là môi trường thuận lợi cho tất cả các vi sinh vật trong hạt Kefir hoạt động Vì vậy, để ổn định nguyên liệu đầu vào cũng như tạo môi trường thích hợp cho lên men ta cần phải điều chỉnh lại pH
3.2 Khảo sát điểm dừng pH thích hợp cho quá trình lên men
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu sau phối chế của thí nghiệm khảo sát điểm dừng pH thích hợp
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
Bảng 3.3: Bảng số liệu khảo sát điểm dừng pH
Thời gian (giờ) pH Brix ( 0 Bx) Acid ( 0 T)
Khảo sát điểm dừng pH cho quá trình lên men
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của pH theo thời gian
Theo hình 3.1 ta thấy, trong khoảng 8 giờ đầu pH giảm mạnh nhưng sau đó pH giảm chậm một cách đều đặn Thời gian đầu do trong môi trường pH cao nên thuận lợi cho các vi sinh vật hoạt động, lượng acid tạo ra nhiều làm pH môi trường giảm mạnh Khi lượng acid tạo ra đến một mức nào đó sẽ ức chế hoạt động của các vi khuẩn Kết quả làm cho pH giảm chậm dần Đồng thời, để đạt được pH càng thấp thời gian lên men càng kéo dài nấm men phát triển làm lượng cồn trong sản phẩm sinh ra nhiều ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm
3.2.2 Sự thay đổi của hàm lượng đường chất khô theo thời gian
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng chất khô theo thời gian
Theo đồ thị biểu diễn ta nhận thấy trong quá trình lên men vi sinh vật sử dụng đường để trao đổi năng lượng và chuyển hóa các chất, vì vậy hàm lượng chất khô giảm dần theo thời gian Giai đoạn đầu vi khuẩn sản xuất acid lactic sử dụng, giai đoạn sau có sự góp mặt của nấm men làm lượng đường tiếp tục giảm Vì vậy sản phẩm không những có vị chua của acid lactic mà còn có mùi cồn do nấm men sản xuất
3.2.3 Sự thay đổi của hàm lượng acidtheo thời gian
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng acidtheo thời gian
Theo hình 3.3, pH càng giảm hàm lượng acid càng cao nghĩa là trong quá trình lên men các vi sinh vật sử dụng đường, chuyển hóa các chất, sinh nhiều acid Trong thời gian đầu pH cao tạo môi trường thuận lợi cho hoạt động của vi sinh vật, vì vậy acid được sinh ra nhiều Khi acid nhiều đến một mức nào đó sẽ có tác dụng kìm hãm ngược, ức chế một phần hoạt động của vi sinh vật, mặt khác giai đoạn sau do có sự hoạt động của nấm men làm tăng độ cồn và CO2 góp phần ức chế hoạt động của vi sinh vật Do đó acid tăng chậm dần theo thời gian và đến một lúc nào đó sẽ ngừng
Tại 3 điểm pH cho là thích hợp nhất, đo các chỉ tiêu và đưa ra nhận xét: Để nhận biết rõ hơn về sự khác nhau của các mẫu ở pH khác nhau ta tiến hành đánh giá cảm quan
Bảng 3.4: Bảng kết quả tính chất vị của khảo sát điểm dừng pH thích hợp
Thời gian 14 giờ 18 giờ 26 giờ Độ acid ( 0 T) 81 0 T 102 0 T 120 0 T
Mùi thơm của dứa, khó cảm nhận mùi cồn do thời gian lên men chưa đủ để nấm men sinh cồn, có
CO2 nhẹ Vị ngọt, ít chua, kém đặc trưng
Mùi thơm ngọt của dứa hòa quyện cùng mùi lactic và cồn nhẹ
Vị chua ngọt hài hòa, có CO 2
Mùi thơm của dứa, mùi cồn hơi cao Vị chua và nồng của cồn lấn át vị ngọt của dứa, nhiều CO2
Bảng 3.5: Bảng kết quả biểu thị khác biệt về vị của khảo sát điểm dừng pH thích hợp
Như vậy mẫu P2 đạt hơn mẫu P1, hai mẫu P3 và P2 không khác nhau về mặt thống kê Mẫu P2 cho vị chua ngọt hài hòa, có CO2; P1 kém chua, ít đặc trưng; P3 có vị chua và CO2 nhiều
Bảng 3.6: Bảng kết quả tính chất mùi của khảo sát điểm dừng pH thích hợp
Bảng 3.7: Bảng kết quả biểu thị khác biệt về mùi của khảo sát điểm dừng pH thích hợp
Mẫu P2 thể hiện sự vượt trội so với P1 và P3 P2 sở hữu hương thơm đặc biệt, kết hợp hài hòa giữa mùi dứa ngọt ngào và hương lactic thoang thoảng, ẩn chứa chút nồng nàn của cồn Trong khi đó, P1 chỉ mang đến mùi dứa đơn điệu, còn P3 lại át hẳn bởi mùi cồn nồng gắt.
Mẫu P2 khác biệt rõ ràng với 2 mẫu còn lại về mặt thống kê Vì vậy ta chọn pH3,7 ( ± 0,02) vì ở khoảng giá trị pH này cho cảm quan tốt nhất.
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Bảng 3.8: Bảng kết quả đo các chỉ tiêu sau phối chế của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Hàm lượng chất khô ( 0 Bx) Acid ( 0 T) pH
Bảng 3.9: Bảng số liệucủa khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi pH
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi pH theothời gian.
Qua đồ thị trên ta thấy pH giảm dần theo thời gian Thời gian kết thúc lên men cũng như thời gian để đạt được pH dừng thích hợp của mỗi tỉ lệ giống khác nhau 10 giờ đầu pH giảm khá nhanh, càng về sau pH giảm chậm dần K1 lên men khá chậm mất
28 giờ, K2 mất 18 giờ và K3 mất 14 giờ để đạt được pH dừng thích hợp Thời gian đầu môi trường thuận lợi vi khuẩn sử dụng đường sản sinh acid làm pH môi trường giảm mạnh
3.3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi hàm lượng acid
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi hàm lượng acidtheo thời gian
Theo đồ thị ta thấy rằng K3 cho tốc độ lên men nhanh, thời gian kết thúc lên men được rút ngắn K1 quá ít vì vậy thời gian lên men kéo dài Nhìn chung trong suốt quá trình lên men lượng acid luôn tăng lên theo thời gian do vi sinh vật sử dụng cơ chất sản xuất ra các acid Điều này ảnh hưởng tới độ chua của sản phẩm
3.3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi hàm lượng chất khô
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi hàm lượng chất khô theo thời gian
Trong quá trình lên men vi sinh vật sử dụng cơ chất, theo thời gian thì hàm lượng chất khô giảm dần K1 lên men chậm, cơ chất giảm chậm một cách đều đặn K2 và
K3 sử dụng cơ chất nhanh, tốc độ lên men nhanh và kết thúc quá trình lên men sớm
Bảng 3.10: Bảng kết quả tính chất vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Bảng 3.11: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Như vậy mẫu K2 đạt hơn mẫu K1 và K3 về mặt thống kê Mẫu K2 thời gian lên men vừa đủ để có lượng acid và cồn phù hợp, vị chua ngọt hài hòa, có CO2; K1 quá ít giống thời gian lên men kéo dài, làm lượng cồn sinh ra nhiều; K3 lượng giống nhiều, thời gian đạt pH dừng rút ngắn nhưng vị chưa hoàn thiện, ít CO2
Bảng 3.12: Bảng kết quả tính chất mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Bảng 3.13: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống Kefir lên quá trình lên men
Kết quả phân tích cho thấy mùi hương giữa các mẫu có sự khác biệt Mẫu K1 có mùi cồn nồng hơn so với các mẫu còn lại Mẫu K2 tỏa hương thơm ngọt ngào của dứa kết hợp với mùi lactic nhẹ và thoang thoảng mùi cồn Trong khi đó, mẫu K3 không có mùi cồn.
Lên men chậm tốn nhiều thời gian đồng thời sinh nhiều cồn làm ảnh hưởng cảm quan, lên men quá nhanh thì thời điểm đạt pH thích hợp được rút ngắn, tuy nhiên mùi thơm chưa đạt do khó cảm nhận được mùi cồn Vì vậy việc chọn được một tỉ lệ giống thích hợp là điều cần thiết Trong thí nghiệm này ta chọn K2 tương ứng với tỉ lệ 3% vì cho kết quả cảm quan tốt nhất.
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Bảng 3.14: Bảng kết quả đo các chỉ tiêu sau phối chế của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Hàm lượng chất khô Độ acid (sau điều chỉnh pH) pH (sau điều chỉnh)
Bảng 3.15: Bảng số liệucủa khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
(giờ) D1 = 30% D2 = 60% D3= 100% pH Brix Acid pH Brix Acid pH Brix Acid
3.4.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứalên sự thay đổi pH
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ dịch quả lên sự thay đổi pH theo thời gian.
Qua đồ thị trên ta thấy pH giảm dần theo thời gian Thời gian kết thúc lên men cũng như thời gian để đạt được pH dừng thích hợp của mỗi tỉ lệ dịch quả khác nhau 10 giờ đầu pH giảm khá nhanh, càng về sau pH giảm chậm dần D1 làm pH giảm nhanh và thời gian kết thúc lên men sớm, D3 làm pH giảm chậm nhất và thời gian kết thúc lên men muộn Thời gian đầu môi trường thuận lợi vi khuẩn sử dụng đường sản sinh acid làm pH môi trường giảm mạnh, D1 do môi trường ít cơ chất nên xảy ra hiện tượng cạnh tranh làm pH giảm nhanh, D3 lượng cơ chất nhiều có thể đã gây tình trạng ức chế hoạt động của vi sinh vật nên pH giảm chậm, D2 có lượng cơ chất thích hợp vì vậy pH giảm đều hơn
3.4 2 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch quả lên sự thay đổi hàm lượng acid
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ dịch quả lên sự thay đổi hàm lượng acidtheo thời gian
Do lượng dịch dứa là khác nhau nên lượng acid ban đầu đã có sự khác biệt, D1 mặc dù pH giảm nhanh nhất, lượng acid tăng nhiều nhưng tổng lượng acid đo được thấp hơn 2 tỉ lệ dịch còn lại ở cùng pH và ngược lại đối với D3 Tuy nhiên nhìn chung lượng acid tăng dần suốt quá trình lên men do hoạt động của vi sinh vật
3.4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứalên sự thay đổi hàm lượng chất khô
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ giống lên sự thay đổi hàm lượng chất khô theo thời gian
Trong quá trình lên men vi sinh vật sử dụng cơ chất, theo thời gian thì hàm lượng chất khô giảm dần Hàm lượng chất khô ban đầu cao thì hàm lượng đường sót cao và ngược lại
Bảng 3.16:Bảng kết quả tính chất vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Bảng 3.17: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Mẫu D2 là mẫu rượu vang được đánh giá cao hơn cả D1 và D3 Mẫu D1 có hàm lượng đường sót thấp nên vị chua cao, nồng độ cồn cũng cao hơn Ngược lại, mẫu D2 có hàm lượng đường sót vừa phải, tạo nên vị chua ngọt hài hòa.
CO2; D3 dịch dứa nhiều, hàm lượng đường sót nhiều, vị hơi ngọt, ít chua
Bảng 3.18: Bảng kết quả tính chất mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Bảng 3.19: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dịch dứa lên quá trình lên men
Mẫu D2 vượt trội hơn hẳn mẫu D1 về mặt mùi hương tổng thể Mẫu D3 và D1 không có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê Cụ thể, mẫu D1 có mùi cồn nồng, lấn át mùi dứa Ngược lại, mẫu D2 hài hòa giữa mùi dứa và mùi lactic nhẹ, có chút sắc của cồn Trong khi đó, mẫu D3 không cảm nhận được mùi lactic và cồn, chỉ còn lại mùi dứa khá nồng.
Kết luận: Ở mỗi tỉ lệ dịch khác nhau, màu sắc thay đổi, các chỉ tiêu như hàm lượng chất khô, pH, hàm lượng acid cũng khác nhau Dịch dứa quá ít sau khi lên men cho màu sắc nhợt nhạt cũng như thời gian càng dài lượng cồn càng nhiều, vị chua gắt do hàm lượng đường sót ít Lượng dịch sử dụng nhiều một mặt không có lợi về kinh tế, một mặt hàm lượng chất khô cao tốn khá nhiều thời gian để đạt được pH dừng thích hợp nhưng mùi vị lại không đạt do vị kém chua, mùi dứa lấn át mùi lactic Vì vậy xét về phương diện kinh tế cũng như chất lượng sản phẩm thì mẫu D2 tương ứng với tỉ lệ dịch 60% là thích hợp nhất.
Khảo sát tỉ lệ đường saccharose và lactose ảnh hưởng tới quá trình lên men
Bảng 3.20: Bảng kết quả đo các chỉ tiêu sau phối chế của khảosát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên quá trình lên men
Mẫu Hàm lượng chất khô Độ acid (sau điều chỉnh pH) pH (sau điều chỉnh)
Bảng 3.21: Bảng số liệu của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên quá trình lên men
L1S1 L1S2 L1S3 pH Brix Acid pH Brix Acid pH Brix Acid
L2S1 L2S2 L2S3 pH Brix Acid pH Brix Acid pH Brix Acid
L3S1 L3S2 L3S3 pH Brix Acid pH Brix Acid pH Brix Acid
30 3,50 12,50 128 3,53 14,00 128 3,54 15,80 128 Để tiện cho việc theo dõi sự ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi các giá trị như pH, hàm lượng acid, hàm lượng chất khô, thay vì vẽ cả 9 mẫu trên cùng một đồ thị tôi đã tách riêng thành các đồ thị nhỏ Mỗi đồ thị gồm 3 mẫu tương ứng với cùng tỉ lệ lactose Từ đồ thị chọn ra mẫu có thời gian, cũng như các giá trị pH, hàm lượng chất khô, hàm lượng acid xem là thích hợp nhất rồi so sánh sự lên men giữa chúng Việc chọn lựa chỉ mang tính chủ quan, quan trọng nhất vẫn là kết quả đánh giá cảm quan cả 9 mẫu
3.5.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi pH
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi pH theo thời gian
Trong cùng tỉ lệ lactose tốc độ lên men cũng gần tương đương nhau Ở các mẫu L1 do không có lactose nên lên men phụ thuộc hoàn toàn vào lượng saccharose Quá trình lên men nhanh và kết thúc sớm Saccharose vừa đóng vai trò làm cơ chất cho vi khuẩn và nấm men hoạt động, vừa đóng vai trò tạo cảm quan cho sản phẩm cuối Ở các mẫu L2 và L3: cung cấp đủ cơ chất cho vi khuẩn hoạt động, vì vậy không có sự cạnh tranh giữa nấm men và vi khuẩn trong việc sử dụng saccharose pH giảm đều, thời gian kết thúc sớm hay muộn phụ thuộc vào tỉ lệ đường bổ sung nhiều hay ít
3.5.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng acid
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng acid theo thời gian
Cùng tỉ lệ lactose, giống và dịch thì tốc độ lên men phụ thuộc vào lượng saccharoe ban đầu Tỉ lệ đường cao thì tốc độ lên men chậm do sự phát triển của nấm men nhiều hơn sự hoạt động của vi khuẩn, một phần có thể lượng đường cao ức chế sự hoạt động của vi khuẩn
3.5.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng chất khô
H àm lư ợ ng c hấ k hô
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng chất khô theo thời gian
Trong quá trình lên men vi sinh vật sử dụng cơ chất, theo thời gian thì hàm lượng chất khô giảm dần Lượng đường Saccharose ban đầu càng nhiều thì hàm lượng đường sót càng nhiều và ngược lại
Qua quá trình theo dõi tốc độ lên men và đo lường các chỉ tiêu đánh giá khác, chúng tôi đã lựa chọn ra 3 tỷ lệ đường phù hợp từ 9 mẫu thử là L1S3, L2S2 và L3S1 Những tỷ lệ này sở hữu điểm dừng lên men phù hợp về thời gian, đồng thời hàm lượng axit và chất khô đạt gần với các chỉ tiêu đề ra trong thí nghiệm "Khảo sát điểm dừng pH thích hợp cho lên men".
So sánh giữa các đồ thị ta có kết quả sau:
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi pH theo thời gian Nhận xét:
Mẫu L1S3 có pH giảm nhanh hơn và kết thúc lên men sớm hơn 2 tỉ lệ còn lại do cơ chất ban đầu ít xảy ra sự cạnh tranh cơ chất của vi sinh vật L2S2 và L3S1 cơ chất gần tương đương nhau vì vậy tốc độ lên men cũng xấp xỉ nhau L1S3 đạt pH dừng sau 12 giờ, L2S2 và L3S1 là 18 giờ
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng acid theo thời gian Nhận xét:
Tương ứng với sự thay đổi của pH thì acid tăng dần theo thời gian, sự tăng acid của các tỉ lệ gần như tương đương nhau ở thời gian đầu, khi gần kết thúc lên men acid tăng chậm dần, cơ chất càng nhiều thì thời gian lên men càng dài và acid cao hơn so với mẫu có cơ chất ít
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose lên sự thay đổi hàm lượng chất khô theo thời gian
Cơ chất càng nhiều thì thời gian lên men càng dài, đường sót nhiều và ngược lại
Ngoài ra cơ chất ít làm tăng sự cạnh tranh của vi sinh vật và điều này làm cho quá trình lên men xảy ra nhanh hơn, cơ chất giảm nhanh
Bảng 3.22: Bảng kết quả tính chất vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose đến quá trình lên men
Bảng 3.23: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về vị của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose đến quá trình lên men
Như vậy mẫu L2S2 đạt hơn các mẫu còn lại về mặt thống kê
Mẫu L2S2 và L3S2 tốc độ lên men tương đương nhau, 2 mẫu đều cho vị chua ngọt hài hòa nhưng L3S2 có tỉ lệ lactose cao hơn→tốn kém, nên ta chọn L2S2 cho kết quả khả quan nhất
Bảng 3.24: Bảng kết quả tính chất mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose đến quá trình lên men
Bảng 3.25: Bảng kết quả biểu thị sự khác biệt về mùi của khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và lactose đến quá trình lên men
Mô hình L2S2 là lựa chọn tối ưu hơn dựa trên các thông số thống kê thu được Mô hình này đem lại mùi thơm cân bằng, kết hợp hài hòa giữa hương thơm từ dứa với hương sữa chua nhẹ nhàng, thoang thoảng mùi cồn.
Saccharose là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho nấm men và đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hương vị cho sản phẩm cuối cùng Do đó, lượng saccharose ảnh hưởng không nhỏ đến giá trị cảm quan của sản phẩm Lượng đường ban đầu ít sẽ dẫn đến hàm lượng đường sót ít, làm sản phẩm có vị chua cao Ngược lại, lượng đường nhiều sẽ làm sản phẩm mất đi vị chua Thí nghiệm cho thấy lượng saccharose thích hợp nhất là 8% để đảm bảo sản phẩm có hương vị cân bằng và hấp dẫn.
Lactose là cơ chất cho vi khuẩn sử dụng, không có lactose quá trinh lên men vẫn diễn ra do vi khuẩn sử dụng một phần saccharose để lên men làm cho lượng đường sót của sản phẩm cuối giảm nhiều, điều này làm cho cảm quan không tốt Lactose cung cấp nhiều, vi khuẩn không cần sử dụng saccharose nên đường sót nhiều cho vị cảm quan tốt hơn Để đạt cảm quan tốt mà không lãng phí quá nhiều cơ chất thì mẫu
L2S2 cho kết quả tốt nhất Vì vậy chọn tỉ lệ saccharose 8% và lactose 5% là phù hợp nhất.
Khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong sữa
Bảng 3.26: Bảng số liệu của khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong sữa
Bảng 3.27: Bảng kết quả tính chất vị so sánh cặp đôi của khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong sữa
Mẫu Số lần lặp 2, số câu trả lời 10 Đậm đà (hơn) Nhạt (hơn)
Mẫu tái sử dụng lần 1 3 7
Dựa vào “Các giá trị tới hạn của phép thử so sánh cặp” :
Kết luận: Mẫu tái sử dụng có vị nhạt hơn
Mẫu Số lần lặp 2, số câu trả lời 10 Đậm đà (hơn) Nhạt (hơn)
Mẫu tái sử dụng lần 2 2 8
Dựa vào “Các giá trị tới hạn của phép thử so sánh cặp” :
Kết luận: Không thể kết luận mẫu tái sử dụng có vị nhạt hơn mẫu chuẩn
Qua tiến hành đánh giá cảm quan - phương pháp so sánh cặp đôi (so với mẫu chuẩn), mẫu tái sử dụng vẫn có vị chua của lactic, tuy nhiên lượng cồn sinh ra nhiều hơn làm cho sản phẩm kém phần hấp dẫn, làm thay đổi phần nào hương vị nhưng vẫn chưa thể kết luận mẫu tái sử dụng khác biệt với mẫu chuẩn
Nhận xét:có thể nuôi lại giống Kefir đã qua lên men trong dịch bằng sữa tươi trong một tuần để giống trở lại trạng thái ban đầu, tuy nhiên điều này không hoàn toàn đạt hiệu quả vì màu sắc giống Kefir cũng như khả năng hoạt động bị thay đổi Vì chỉ mới khảo sát qua 2 lần tái sử dụng nên chưa thể xác định được giống có thể tái sử dụng bao nhiêu lần và mùi vị thay đổi như thế nào nên cần nhiều thời gian hơn để nghiên cứu vấn đề tái sử dụng giống.
Khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong dịch dứa
Bảng 3.28: Bảng số liệu của khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong dịch dứa
Bảng 3.29: Bảng kết quả tính chất vị so sánh cặp đôi của khảo sát khả năng tái sử dụng giống giữ lại trong dịch dứa
Mẫu Số lần lặp 2, số câu trả lời 10 Đậm đà (hơn) Nhạt (hơn)
Mẫu tái sử dụng lần 1 1 9
Dựa vào “Các giá trị tới hạn của phép thử so sánh cặp” :
Kết luận: Mẫu tái sử dụng nhạt hơn mẫu chuẩn
Mẫu Số lần lặp 2, số câu trả lời 10 Đậm đà (hơn) Nhạt (hơn)
Mẫu tái sử dụng lần 2 0 0
Dựa vào “Các giá trị tới hạn của phép thử so sánh cặp” :
Kết luận: Mẫu tái sử dụng nhạt hơn mẫu chuẩn
Lần 3: Sản phẩm có dấu hiệu không bình thường, mùi khó chịu, màu sắc nhợt nhạt, khá nhiều cồn vì vậy không tiến hành đánh giá cảm quan
Nhận xét: Sau khi quan sát quá trình lên men và tiến hành đánh giá cảm quan nhận thấy mẫu tái sử dụng lên men khá nhanh, thời gian lên men rút ngắn hơn so với những mẫu ban đầu nhưng lượng acid sinh ra ít hơn, ngược lại lượng cồn sinh ra khá nhiều sau mỗi lần tái sử dụng Mùi và vị cũng thay đổi rõ rệt, sản phẩm có vị nhạt hơn, mùi dứa bị lấn át bởi mùi cồn, CO2 quá nhiều gây cẩm giác khó chịu khi cảm quan Khi so sánh tốc độ lên men của 3 lần tái sử dụng thì tốc độ lên men chậm dần sau mỗi lần tái sử dụng.
Xác định các chỉ tiêu của sản phẩm hoàn thiện
- Hàm lượng chất khô: 15 0 Bx
- Tổng vi sinh vật hiếu khí: 2.10 6 khuẩn lạc/ml
- Lactobacillus acidophilus: 5,9.10 5 khuẩn lạc/ml
Đánh giá cảm quan và chất lượng của sản phẩm hoàn thiện
Đánh giá sản phẩm bằng phương pháp cho điểm thị hiếu và phương pháp cho điểm chất lượng toàn diện
Bảng 3.30: Bảng điểm đánh giá cảm quan từng tính chất sản phẩm và sản phẩm toàn diện bằng phương pháp cho điểm thị hiếu
Người thử Tính chất của sản phẩm
Dựa vào bảng điểm nhận thấy ở từng tính chất sản phẩm có mức độ là thích, mùi và vị được chấp nhận ở mức độ khá
Kết quả: sản phẩm ở mức độ thích
Phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp của sản phẩm
Sản phẩm Kefir được cho đánh giá cảm quan và thu được kết quả sau:
Bảng 3.31 Bảng điểm phương pháp cho điểm chất lượng toàn diện sản phẩm
Chỉ tiêu Điểm từng thành viên
Trung bình chưa có trọng lượng
Trung bình có trọng lượng
Sản phẩm xếp loại: Khá
Sản phẩm có điểm chất lượng là 16,24 nên sản phẩm được xếp loại khá
Hình 3.16: Sản phẩm nước dứa lên men Kefir hoàn thiện
![Bảng 1.10: Danh sách những nấm men khác nhau trong Water Kefir [9] - nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến nước uống lên men kefir](https://media.store123doc.com/figures/005/717/bang-danh-sach-nhung-nam-khac-water-kefir-5717368.webp)
