hoàn thiện quy trình chế biến đồ uống lên men lactic từ gạo lứt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  ðỖ THỊ QUÝ HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN ðỒ UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨT LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mã số : 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ THANH THỦY HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và thông tin ñược trích dẫn trong luận văn này ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2011 Học viên ðỗ Thị Quý Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ từ các cá nhân và tập thể. Tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo, TS. Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, người ñã tận tình dìu dắt, giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp ñỡ của các thầy cô giáo, anh chị em kỹ thuật viên trong khoa Công nghệ thực phẩm ñã dành cho tôi trong quá trình thực tập. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc ñến gia ñình cùng toàn thể bạn bè ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn! Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2011 Học viên ðỗ Thị Quý Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VÀ ðỒ THỊ vii PHẦN 1 - MỞ ðẦU 1 1.1. ðặt vấn ñề 1 1.2. Mục ñích – Yêu cầu 3 1.2.1. Mục ñích 3 1.2.2. Yêu cầu 3 PHẦN 2-TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. ðặc ñiểm - Vai trò - Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 4 2.1.1. ðặc ñiểm 4 2.1.2. Vai trò của gạo lứt 6 2.1.3. Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 10 2.1.4. Lý do gạo lứt chưa ñược sử dụng rộng rãi và thường xuyên 11 2.2. Một số công nghệ sơ chế nguyên liệu sử dụng trong ñề tài 11 2.2.1. Ép ñùn 11 2.2.2. Hồ hóa 12 2.2.3. ðồng hóa cao áp 14 2.3. Vai trò, ứng dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột và lên men lactic 14 2.3.1. Vai trò và ứng dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột 14 2.3.2. Vai trò của lên men lactic 15 2.4. Một số loại bao bao bì sử dụng cho ñồ uống 16 2.5. Kết quả ñạt ñược từ những nghiên cứu trước ñây về sản phẩm ñồ uống lên men từ gạo lứt và các ñiểm cần cải tiến. 20 2.6. Giới thiệu tiêu chuẩn vi sinh, cảm quan của ñồ uống lên men 22 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… iv PHẦN 3 - VẬT LIỆU- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1. Vật liệu 24 3.1.1. Gạo lứt 24 3.1.2. Vi khuẩn lactic 25 3.1.3. Môi trường nuôi cấy 25 3.1.4. Chất gia hương 25 3.2. Quy trình và thuyết minh quy trình 26 3.3. Nội dung nghiên cứu 28 3.4. Bố trí thí nghiệm 28 3.5. Phương pháp phân tích 30 3.5.1. Xác ñịnh ñộ ẩm bằng phương pháp sấy dến khối lượng không ñổi 30 3.5.2. Xác ñịnh hàm lượng chất khô hoà tan bằng chiết quang kế 30 3.5.3. Xác ñịnh pH bằng pH meter cầm tay 30 3.5.4. Xác ñịnh ñộ nhớt bằng nhớt kế 31 3.5.5. Xác ñịnh ñộ lắng bằng phương pháp ño 31 3.5.6. Xác ñịnh ñường khử, ñường tổng, tinh bột theo phương pháp DNS 32 3.5.7. Xác ñịnh hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl 33 3.5.8. Xác ñịnh hàm lượng lipid tổng số theo phương pháp Soxhlet 33 3.5.9. Xác ñịnh hàm lượng vitamin B1 bằng phương pháp ño màu huỳnh quang 34 3.5.10. Phương pháp xác ñịnh các chỉ tiêu vi sinh vật 35 3.5.11. ðánh giá chất lượng cảm quan theo TCVN 7030:2002, TCVN 3215-79 35 3.5.12. Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel 36 PHẦN 4 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1. Kết quả chuẩn hóa thông số kỹ thuật thực hiện trong quá trình lên men 37 4.1.1. Kết quả xác ñịnh loại nguyên liệu thực hiện trong quá trình lên men 37 4.1.2. Kết quả xác ñịnh một số chỉ tiêu lý, hóa học của bột bỏng nếp thông qua các công ñoạn sơ chế trước khi lên men 38 4.1.3. Kết quả về ñộng thái lên men bột bỏng nếp ở nồng ñộ 12% chất khô 40 4.1.4. Kết quả ñánh giá cảm quan sản phẩm ñồ uống lên men từ bột bỏng nếp 43 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… v 4.2. Kết quả hoàn thiện một số thông số kỹ thuật cho sản phẩm ñồ uống lên men bột bỏng nếp 44 4.2.1. Kết quả ñánh giá ñộ lắng của sản phẩm khi thay ñổi áp suất ñồng hóa 44 4.2.2. Kết quả xác ñịnh loại và nồng ñộ chất gia hương 46 4.2.3. Xác ñịnh ñiều kiện bảo quản và tuổi thọ của sản phẩm 47 4.3. Kết quả ñánh giá tổng hợp sản phẩm 50 4.3.1. Kết quả thành phần hóa học của nguyên liệu và sản phẩm lên men 50 4.3.2. Kết quả xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm theo TCVN 7030-2002 51 4.3.3. Kết quả ñánh giá cảm quan sản phẩm theo TCVN 7030-2002 52 4.4. Kết quả hoàn thiện bao bì, nhãn mác sản phẩm 53 PHẦN 5 - KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 57 5.1. Kết luận Error! Bookmark not defined. 5.2. ðề nghị Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 61 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng sau xay xát 4 Bảng 2.2. Hàm lượng vitamin và khoáng chất của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng sau xay xát 5 Bảng 3.1. Các công ñoạn và chỉ tiêu phân tích 29 Bảng 3.2. Thông số sử dụng ño ñộ nhớt 31 Bảng 3.3. Thang ñiểm các mức chất lượng 33 Bảng 4.1. Kết quả cảm quan ñể chọn nguyên liệu gạo sử dụng 37 Bảng 4.2. Các chỉ tiêu lý, hóa học qua quá trình sơ chế nguyên liệu 39 Bảng 4.3. Kết quả phân tích cảm quan sản phẩm sau 24 giờ lên men 43 Bảng 4.4. Kết quả ño ñộ lắng ở các mức áp suất ñồng hóa khác nhau 45 Bảng 4.5. Kết quả ñánh giá ñộ thơm của sản phẩm ở nồng ñộ chất gia hương khác nhau 47 Bảng 4.6. Những biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt bổ sung hương cốm 48 Bảng 4.7. Những biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt bổ sung hương sữa 49 Bảng 4.8. Thành phần hóa học của bột bỏng nếp trước và sau khi lên men 51 Bảng 4.9. Kết quả xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật của theo TCVN 7030-2002 52 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 10 Hình 2.2. Các kí hiệu trên vỏ chai nhựa 17 Hình 3.1. Nguyên liệu bột gạo và bột bỏng 24 Hình 3.2. Sơ ñồ quy trình chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 26 Hình 4.1. ðộng thái lên men của bột bỏng nếp ở nồng ñộ 12% chất khô 41 Hình 4.2. Hộp nhựa PC 100ml (dạng cốc) 54 Hình 4.3. Hộp nhựa HDPE 100ml (dạng chai) 54 Hình 4.4. Nhãn mác cho ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 54 Hình 4.5. Quy trình hoàn thiện chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 56 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 1 PHẦN 1 - MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Gạo lứt (gạo nguyên cám) ñược xem như là một trong những loại thực phẩm tốt nhất cho sức khỏe nhờ vào nguồn chất xơ, selen, magie và mangan dồi dào. Chỉ cần một tách gạo lứt (tương ñương 195g) sẽ cung cấp 88% lượng mangan cần thiết hàng ngày. Gạo lứt có nguồn chất xơ dồi dào giúp giảm thiểu thời gian lưu và tiếp xúc của các chất gây ung thư với các tế bào ruột kết, làm tăng ñáng kể khả năng bảo vệ chống lại bệnh ung thư vú ở phụ nữ tiền mãn kinh (Cade et al., 2007). Nguồn selen giàu có trong gạo lứt là một thành phần thiết yếu trong trao ñổi chất, bao gồm trao ñổi hormone tuyến giáp, hệ thống bảo vệ chống oxy hóa và chức năng miễn dịch. Những tác ñộng mạnh mẽ chống oxy hóa không những làm cho selen hữu ích trong việc ngăn chặn bệnh ung thư mà còn giúp giảm nguy cơ các bệnh tim mạch. Mối liên hệ giữa việc ăn ngũ cốc nguyên cám, trong ñó có gạo lứt, với việc giảm các nguy cơ bệnh ñộng mạch vành tim ñã ñược chứng minh từ nhiều năm nay (Liu et al., 2003; Liu et al., 2004. Jensen et al., 2004; McKeown et al., 2004; Erkkilä et al., 2005). Chất dầu trong gạo lứt còn có tác dụng làm giảm mức cholesterol xấu (Most et al., 2005). Ngoài ra, nhiều nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng gạo lứt còn có tác dụng ngăn ngừa sỏi mật, chống bệnh hen suyễn ở trẻ em, chống giảm khả năng chuyển hóa, hình thành tế bào da, tăng khả năng chống nhiễm trùng. Ở Việt Nam, người dân sử dụng gạo lứt nấu thành cơm, cháo, làm bánh phở, bánh cuốn, bánh ñúc, rượu nếp, rượu nếp cẩm, nước gạo lứt rang Hình thức thực dưỡng “cơm gạo lứt muối vừng” xuất phát từ Nhật Bản cũng ñược một bộ phận dân cư dùng với mục ñích tăng cường sức khỏe hay chữa bệnh. Theo ðông y thì gạo lứt rất bổ và có tính thanh nhiệt, an thần trấn kinh, trừ phiền, có khả năng ngăn sự xuất tiết của dạ dày và ñại tràng nên có tác dụng tốt trong ñiều trị các bệnh ñường ruột. ðông y dùng cháo gạo lứt ñể phòng ngừa và trừ bệnh tả, lỵ, cầm mồ hôi. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 2 Mặc dù gạo lứt bổ dưỡng hơn gạo trắng nhưng vẫn chưa ñược sử dụng rộng rãi và thường xuyên, ñó là lớp cám ngoài chứa nhiều cellulose làm hạt gạo khó nở khi nấu. Ăn cơm gạo lứt phải nhai kỹ, nếu không sẽ có hiện tượng ñầy bụng vì chất cám gạo chưa ñược nước bọt và răng nhào nhuyễn, vỏ cám còn nguyên gây chướng bụng khó tiêu. ðó là một trong những lý do khiến gạo xát trắng vẫn ñược sử dụng rộng rãi trong ăn uống hàng ngày dù gạo xát trắng kém dinh dưỡng hơn gạo lứt. Ngoài ra, cơm gạo lứt có màu vàng nâu kém hấp dẫn về mặt cảm quan và khó dùng hợp với ña số các loại thức ăn thông thường. Khai thác nguyên liệu gạo lứt với ứng dụng lên men lactic là một hướng ñi mới nhiều triển vọng. Vi khuẩn lactic và lên men lactic có rất nhiều ưu ñiểm ñã ñược biết ñến như: (i) khả năng bảo quản nhờ hạ thấp pH sản phẩm; (ii) tăng giá trị dinh dưỡng nhờ sự hình thành các acid amin, vitamin; (iii) tăng giá trị cảm quan (mùi, vị…); (iv) giúp cho các vi khuẩn có lợi trong ruột phát triển ñược tốt hơn; (v) ñồng thời cũng có thể loại bỏ ñược một số chất phản dinh dưỡng trong nguyên liệu ban ñầu. Sản phẩm cuối cùng sẽ là ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt ñáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng và thị hiếu của người tiêu dùng. Sản phẩm này sẽ có các ñiểm lợi lớn, ñó là: (i) tận dụng ñược các thành phần có lợi trong gạo lứt ñể nâng cao sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật; (ii) sản phẩm lên men lactic sẽ giúp cải thiện hệ vi sinh vật ñường ruột, làm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn và cải thiện nhược ñiểm khó tiêu của gạo lứt. ðề tài sản xuất ñồ uống lên men từ gạo lứt ñã ñược bắt ñầu tiến hành từ năm 2009. Từ ba loại gạo lứt (tẻ, nếp, nếp cẩm) ñược sử dụng trong nghiên cứu với ba phương thức sơ chế lần lượt là nghiền (bột gạo) hoặc ép ñùn – nghiền (bột bỏng), hồ hóa, ñồng hóa. Nồng ñộ chất khô thử nghiệm cho sản xuất ñồ uống là 10, 12, 14%; bốn loại vi khuẩn lactic trong ñó có hai chủng có khả năng thủy phân tinh bột và hai chủng ñược sử dụng trong lên men sữa chua ñược sử [...]... tôi ti n hành ñ tài: Hoàn thi n quy trình ch bi n ñ u ng lên men lactic t g o l t” 1.2 M c ñích – Yêu c u 1.2.1 M c ñích Hoàn thi n ñư c toàn b quy trình ch bi n ñ u ng lên men lactic t g o l t (hoàn thi n t khâu nguyên li u ñ n s n ph m) 1.2.2 Yêu c u - Ti n hành ñư c m t s thí nghi m ñ ki m ch ng l i các k t qu và k t lu n thu ñư c trư c ñây khi ch bi n ñ u ng lên men lactic t g o l t ñ làm ti n ñ... là m t quá trình gia nhi t, giúp h t tinh b t trương n hoàn toàn, t o ñi u ki n thu n l i cho vi sinh v t lên men sau này C y gi ng: Sau khi làm ngu i t i 300C, vi khu n lactic L amylophilus ñư c b sung vào các bình ñ th c hi n quá trình lên men Lư ng ti p gi ng th ng nh t là 106 t bào/ml d ch Lên men: Quá trình lên men ñư c th c hi n 300C trong 24h M u ñư c l y ñ xác ñ nh ñ ng thái lên men 2h/l n... lên men trên d ch s n (4%), Billard (1997) ñã nh n th y s gi m rõ r t c a ñ nh t : t 60 cP xu ng 0 sau 10h lên men b ng Lb plantarum 2.3.2 Vai trò c a lên men lactic Hi u qu c a lên men lactic ñ i v i th c ph m có ngu n g c t ngũ c c có th k ñ n như: - Nh vi c h th p pH nên có th tránh ñư c s phát tri n c a m t s vi sinh v t gây b nh xâm nh p vào s n ph m - Tăng giá tr dinh dư ng nh quá trình lên men, ... trò, ng d ng c a VK lactic th y phân tinh b t và lên men lactic 2.3.1 Vai trò và ng d ng c a vi khu n lactic th y phân tinh b t Nh ng vi khu n lactic sinh ra acid lactic t tinh b t ñư c miêu t l n ñ u tiên b i Sherman (1937) Cũng gi ng như nh ng vi khu n lactic thông thư ng, vi khu n lactic có kh năng thu phân tinh b t có th ñư c ng d ng trong s chuy n hoá c a r t nhi u s n ph m lên men nh vào ñ c tính... ít S n ph m lên men lactic t g o l t cũng có pH n m t 4,2±0,2, vì v y chúng tôi cũng th nghi m c trên lo i bao bì này và theo dõi s bi n ñ i v ch t lư ng s n ph m trong quá trình t n tr 2.6 Gi i thi u tiêu chu n vi sinh, c m quan c a ñ u ng lên men Trong ñ tài này, s n ph m c a chúng tôi là ñ u ng lên men lactic t g o l t, s n ph m này chưa có trên th trư ng và chưa có tiêu chu n nào quy ñ nh Tuy... Hi n nay, vi khu n lactic lên men các ngu n ñư ng ñư c ng d ng r t nhi u nhưng nh ng ch ng có kh năng thu phân tinh b t còn ít ñư c quan tâm ðây là m t trong nh ng hư ng ñi góp ph n ña d ng hoá và nâng cao ch t lư ng các s n ph m lên men t ngũ c c Trên ñây là nh ng công ngh s d ng trong ñ tài ñ sơ ch nguyên li u và tác d ng c a vi khu n lactic th y phân tinh b t trong quá trình lên men Khi ñã t o ñư... bulgaricus) K t qu ñã xác ñ nh ñư c lo i g o và n ng ñ cơ ch t phù h p cho quá trình lên men d a trên các k t qu c m quan Hai lo i g o n p l t và n p c m l t cùng v i 2 phương th c sơ ch nguyên li u (ch xay m n ho c qua 2 bư c ép ñùn và xay m n) ñ u thích h p cho quá trình lên men lactic N ng ñ ch t khô thích h p ñ lên men hai lo i nguyên li u này là 12 % Các tác gi trên cũng ñã xác ñ nh ñư c s bi... trình lên men và ñi u này giúp cho s n ph m gi ñư c nh ng ưu ñi m v khoáng ch t c a g o l t, Sau khi ti n hành ñánh giá b ng phép th c m quan cho ñi m ch t lư ng t ng h p, Th y et al., 2011 cho th y t t c các m u lên men (b t n p, b ng n p, b t n p c m, b ng n p c m) ñ u cho k t qu ch t lư ng khá Các s n ph m lên men t b t b ng luôn có mùi thơm hơn là các s n ph m lên men t b t (ñó là do quá trình ép... 24 gi Hương s a; hương c m (0,01%-0,09%), bư c nh y 0,02% ðóng h p ði u ki n vô trùng B o qu n 4-60C S n ph m Hình 3.2 Sơ ñ quy trình ch bi n ñ u ng lên men lactic t g o l t Trư ng ð i h c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p …………………………… 26 Thuy t minh quy trình: Nguyên li u g o l t: (n p, n p c m) ñư c t o thành b t khô dư i 2 hình th c sơ ch : nghi n tr c ti p và ép ñùn r i nghi... th c sĩ khoa h c nông nghi p …………………………… 14 Lactobacillus plantarum t r s n lên men (Nwankwo et al., 1989) và g o lên men Philippin (Olympia et al., 1995), Leuconostoc sp, phân l p t th c ăn gia súc (g m cá và b t mỳ) Th y ði n, Lactobacillus amylophylus và Lactobacillus amyloerus t bã ngô lên men M (Nakamura,1981), Lb, fermentum Ogi E1 phân l p trên m t bánh ngô Ogi c a Bénin (Agati et al., 1998) . sản phẩm chế biến từ gạo lứt 10 Hình 2.2. Các kí hiệu trên vỏ chai nhựa 17 Hình 3.1. Nguyên liệu bột gạo và bột bỏng 24 Hình 3.2. Sơ ñồ quy trình chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 26. biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt bổ sung hương cốm 48 Bảng 4.7. Những biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt. lứt . 1.2. Mục ñích – Yêu cầu 1.2.1. Mục ñích Hoàn thiện ñược toàn bộ quy trình chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt (hoàn thiện từ khâu nguyên liệu ñến sản phẩm). 1.2.2. Yêu cầu