Nghiên cứu sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành

i LỜI CÁM ƠN Sau thời gian dài học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành đề tài này với sự giúp đỡ tận tình từ các quý thầy cô giáo, gia đình và bè bạn. Qua đây tôi xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến cùng các thầy cô trong Khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS - TS Trần Thị Luyến đã tận tình bổ túc cho tôi kiến thức về chuyên môn, định hướng cho tôi con đường tiếp cận khoa học trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Tôi xin cám ơn các thầy, cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm Hóa sinh - Vi sinh, phòng Công nghệ thực phẩm - Khoa Chế biến đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại phòng thí nghiệm. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình đã tạo điều kiện về tinh thần và vật chất giúp tôi hoàn thành đề tài này. Tôi xin chân thành cám ơn các bạn đã luôn bên tôi trong những lúc gặp khó khăn trong nghiên cứu và học tập. Nha Trang, tháng 7 năm 2010 Sinh viên thực hiện Lê Thị Thu ii MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT x LỜI NÓI ĐẦU xi CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 1. 1 TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA 1 1.1.1 Khái niệm chung về sữa chua 1 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của sữa chua 3 1.1.3 Tổng quan về lên men lactic 5 1.1.3.1 Lịch sử của quá trình lên men lactic 5 1.1.3.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic 6 1.1.3.3 Cơ chế của quá trình lên men lactic 9 1.1.3.4 Ý nghĩa thực tế của lên men lactic 13 1.1.3.5 Bước đầu thăm dò khả năng lên men lactic từ đậu nành và khả năng sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành 14 1.1.4 Tổng quan về Probitics 15 1.1.4.1 Giới thiệu chung về Probiotics 15 1.1.4.2 Cơ chế hoạt động của Probiotics 18 1.2. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU NÀNH 21 1.2.1 Thành phần hóa học của hạt đậu nành 21 1.2.1.1 Protein đậu nành 23 1.2.1.2 Lipit đậu nành 25 1.2.1.3 Gluxit 26 1.2.1.4 Chất vô cơ và vitamin 26 iii 1.2.1.5 Các saponin 26 1.2.1.6 Các yếu tố gây đầy hơi, chất ức chế trypsin, các hemaglutinin 26 1.2.2 Những hạn chế về cảm quan ảnh hưởng đến chất lượng của sữa chua men sống từ đậu nành. 27 1.2.3 Khả năng sản xuất các thực phẩm từ đậu nành 29 1.2.3.1 Một số sản phẩm lên men từ đậu nành 29 1.2.3.2 Các sản phẩm không lên men từ đậu nành 31 CHƯƠNG II:VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Vật liệu nghiên cứu 33 2.1.1 Nguyên liệu chính 33 2.1.2 Nguyên liệu phụ 33 2.1.3 Lựa chọn bao bì 34 2.1.4 Các dụng cụ, máy móc dùng trong thí nghiệm 35 2.1.5 Các hóa chất dùng trong nghiên cứu 35 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.2.1 Quy trình dự kiến 35 2.2.1.1 Sơ đồ quy trình 36 2.2.1.2 Thuyết minh quy trình 37 2.2.2 Bố trí thí nghiệm 37 2.2.2.1 Xác định tỷ lệ nước bổ sung vào dịch sữa đậu nành 37 2.2.2.2 Xác định tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung vào dịch sữa đậu nành 39 2.2.2.3 Xác định tỷ lệ CPVK giống thuần khiết bổ sung 40 2.2.2.4 Xác định thời gian ngâm chín 40 2.2.2.5 Xác định thời gian bảo quản 42 2.2.3 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 42 2.2.4 Phương pháp đánh giá một số chỉ tiêu hóa học 44 2.2.5 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 44 iv 2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 44 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ nước bổ sung vào dịch sữa đậu nành 45 3.2 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung và thời gian lên men 47 3.3 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ CPVK giống thuần khiết bổ sung và thời gian lên men 49 3.4 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian ngâm chín (làm lạnh) 57 3.5 Xác định thời gian bảo quản của sản phẩm 58 3.6 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM SẢNXUẤT SỮA CHUA MEN SỐNG TỪ ĐẬU NÀNH 60 3.6.1 Sơ đồ quy trình 60 3.6.2 Thuyết minh quy trình 60 3.7 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CUỐI CÙNG 68 3.7.1 Kiểm tra thành phần hóa học trong thành phẩm 68 3.7.2 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh trong thành phẩm 69 3.8 SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH THÍ NGHIỆM 71 3.9 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 v DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ lên men đường hexoza bởi vi khuẩn lactic 11 Hình 1.2: Cơ chế hình thành axit lactic từ đường glucoza 12 Hình 1.3: Hình dạng của chủng L.casei shirota và B.breve qua kính hiển vi 17 Hình 1.4: Cây đậu tương 21 Hình 1.5: Quả và hạt đậu nành 22 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến 36 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước bổ sung vào dịch 38 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung vào dịch sữa đậu nành 39 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ CPVK giống thuần khiết bổ sung vào dịch sữa đậu nành 40 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm chín 41 Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian bảo quản 42 Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến trạng thái của sữa chua 45 Hình 3.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung đến vị của sữa chua 47 Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ CPVK giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 6h lên men 51 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ CPVK giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 7h lên men 51 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ CPVK giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 8h lên men 52 vi Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ CPVK giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 9h lên men 53 Hình 3.7: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ CPVK giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 10h lên men 54 Hình 3.8: Biểu đồ so sánh điểm cảm quan về vị của sữa chua ở các mẫu tối ưu 55 Hình 3.9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ngâm chín đến tổng điểm cảm quan của sữa chua 57 Hình 3.10: Biểu đồ biễu diển ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến tổng điểm cảm quan của sữa chua 59 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loài 8 Bảng 1.2: Thành phần cấu tạo và thành phần hóa học của theo từng thành phần của hạt đậu nành 22 Bảng 1.3: Thành phần hóa học của hạt đậu nành có trong 100g 23 Bảng 1.4: Giá tri sinh học cuả một số thực phẩm 24 Bảng 1.5: Thành phần axit amin không thay thế trong hạt đậu tương 24 Bảng 1.6: Thành phần axit béo của dầu đậu nành 25 Bảng 1.7: Thành phần dinh dưỡng của các loại sữa 28 Bảng 1.8: Thành phần sữa chua lên men lactic từ sữa bò và sữa đậu nành 28 Bảng 3.1: Kết quả cảm quan về trạng thái sữa chua với tỷ lệ nước bổ sung khác nhau 45 Bảng 3.2: Kết quả cảm quan về vị của sữa chua với tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung khác nhau 47 Bảng 3.3: Kết quả cảm quan về vị của sữa chua với tỷ lệ CPVK giống bổ sung khác nhau 50 Bảng 3.4: Bảng đánh giá cảm quan sau công đoạn ngâm chín sữa chua men sống từ đậu nành 57 Bảng 3.5: Kết quả cảm quan của sữa chua sau thời gian bảo quản 59 Bảng 3.6: Kết quả kiểm tra một số thành phần hóa học trong sản phẩm 68 Bảng 3.7: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm sữa chua 69 Bảng 3.8: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu Lactobacillus của sản phẩm sữa chua 69 Bảng 3.9: Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm của hội đồng cảm quan 70 Bảng 3.10 : Bảng hao phí nguyên liệu trong các công đoạn 72 Bảng 3.11: Phần trăm tiêu hao tổng cộng của từng nguyên liệu phụ khi sản xuất 72 Bảng 3.12: Bảng chi phí nguyên vật liệu để sản xuất 1000 hũ 73 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ch ữ viết tắt, ký hiệu Giải thích INS H ệ th ố ng đánh s ố qu ố c t ế ( International Numbering System) : l à ký hiệu được Ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp chúng vào danh mục các chất phụ gia thực phẩm. ADI Lư ợ ng ăn v ào hàng ngày ch ấ p nh ậ n đư ợ c ( Acceptable Daily Intake): là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thông qua thực phẩm hoặc nước uống mà không gây ảnh hưởng có hại tới sức khoẻ. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. DI có thể được biểu diễn dưới dạng: giá trị xác định (CXĐ), chưa qui định (CQĐ), chưa xác định (CXĐ) ML Gi ớ i h ạ n t ố i đa trong th ự c ph ẩ m ( Maximum level) : l à m ứ c gi ớ í hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm. TCVN Tiêu chu ẩn Việt Nam ĐTB Đi ểm trung b ình HSQT H ệ số quan trọng CPVK Ch ế phẩm vi khuẩn TSBTNM - M T ổng số b ào t ử nấm men - n ấm mốc TSVSVHK T ổng số vi sinh vật hiếu khí pH opt pH t ối thích t opt Nhi ệt độ t ối thích ix LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển kéo theo nhu cầu về thực phẩm của con người ngày càng tăng về số lượng và hoàn thiện về mặt chất lượng. Để đáp ứng nhu cầu này, nhiều sản phẩm được các nhà thực phẩm sản xuất ra với mục đích không những cung cấp các chất dinh dưỡng đơn thuần mà còn có tác dụng phòng và chữa bệnh cho con người. Các sản phẩm này xuất phát từ nguồn nguyên liệu phong phú như thịt, cá, trứng, sữa… Ứng dụng không thể thiếu tạo sự phong phú cho mặt hàng thực phẩm, nâng cao sức khỏe cho con người là phương pháp lên men lactic để tạo ra các sản phẩm lên men, đặc biệt là sữa chua, dưa chua, phomat… Ngày nay, một trong những ứng dụng quan trọng của lên men lactic là tạo nên các sản phẩm lên men giàu dinh dưỡng và có tác dụng chữa bệnh cao, có nguồn gốc từ nguyên liệu động vật và thực vật. Như sản phẩm sữa chua có nguồn gốc từ phương Tây đến nay đã trở thành món ăn được ưa thích khắp nơi trên thế giới và ngay cả ở Việt Nam. Sữa chua bao gồm sữa chua ăn và sữa chua uống là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và còn có tác dụng chữa một số bệnh. Hiện nay, trên thị trường có hai loại sữa chua men sống được khách hàng ưa chuộng là Yakult của Công ty Yakult Việt Nam và Probi của Công ty cổ phần sữa Việt Nam - Vinamilk. Cả hai loại sữa trên được làm từ sữa bò và có chứa một lượng lớn vi khuẩn Lactobacillus.casei (L.casei) - loại vi khuẩn rất có lợi cho sức khỏe của con người. Trong khi đó, đậu nành có hàm lượng protein cao, giá thành rẻ và đã được sử dụng để chế biến rất nhiều loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao như sữa đậu nành, đậu phụ, tương, chao… Nhằm tạo ra một sản phẩm mới, góp phần tạo sự đa dạng cho các sản phẩm lên men lactic, tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm sữa chua men sống từ đậu nành. Men sống được sử dụng là vi khuẩn L.casei là một loại khuẩn Probiotics có tác dụng hạn chế vi sinh có hại và nuôi dưỡng vi sinh có lợi trong đường ruột nhằm tăng cường sức khỏe cho hệ tiêu hóa x và hệ miễn dịch. Cụ thể là giúp ngăn ngừa chứng tiêu chảy và táo bón, giảm thiểu những độc tố trong cơ thể, giúp tiêu hóa dễ dàng và ngăn chặn việc rối loạn đường ruột, tăng cường hệ miễn dịch, chống lại nguy cơ gây bệnh ung thư Hơn nữa, theo Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) “Sử dụng 25 gam đạm đậu nành trong khẩu phần ăn mỗi ngày giúp giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh tim mạch”. Do đó, việc tạo ra sản phẩm có hàm lượng protein cao, có chứa lượng lớn khuẩn Probiotics, góp phần giải quyết tình trạng thiếu hụt protein trong khẩu phần thức ăn hàng ngày ở nước ta và làm giảm số ca mắc bệnh đường ruột hàng năm là hoàn toàn có tính khả thi và mang ý nghĩa hết sức thiết thực cho cuộc sống. Nội dung nghiên cứu của đề tài: ”Nghiên cứu sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành”. - Nghiên cứu chế độ lên men lactic từ dịch đậu nành. - Nghiên cứu xác định tỷ lệ men sống L.casei bổ sung vào dịch lên men. - Xác định thời hạn sử dụng của sản phẩm. - Xác lập quy trình sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng. - Sơ bộ tính giá thành sản phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm. Mục tiêu của đề tài: Xác định được các thông số thích hợp cho các công đoạn sản xuất và các yếu tố công nghệ khác nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Từ đó, xây dựng quy trình sản xuất sữa chua từ đậu nành có số lượng lớn tế bào vi khuẩn L.casei. Ý nghĩa khoa học: - Tìm ra các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lên men và thời hạn sử dụng sữa chua men sống. - Xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình lên men. - Đưa ra quy trình sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành đạt giá trị thương phẩm. [...]... cho sản phẩm Ngoài ra, tại các nước như Mỹ, Pháp…đã sản xuất với quy mô lớn loại sữa chua từ đậu nành và đây là loại thực phẩm bán rất chạy tại các nước phát triển Sữa chua đậu nành là sản phẩm của quá trình lên men lactic từ dịch sữa đậu nành nhờ vi khuẩn lactic Sữa chua đậu nành là sản phẩm được cơ thể hấp thụ dễ dàng, rất thích hợp với trẻ em, người già và cả những người bị rối loạn tiêu hóa Sản. .. đường ruột khỏe mạnh, giảm các bệnh về đường ruột, giúp tiêu hóa tốt Xuất phát từ nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng nên việc nghiên cứu tìm ra quy trình công nghệ sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành là rất cần thiết Để hỗ trợ cho việc nghiên cứu, tôi tiến hành thử nghiệm chế biến sữa chua men sống từ đậu nành như sau: Lấy 100g đậu nành ngâm trong dung dịch NaHCO3 0,4%, tách vỏ, xay ướt bằng máy... 1935, ông đã nghiên cứu phương pháp lên men sữa để sản xuất ra chai sữa uống men sống Yakult Đây là sản phẩm sữa uống lên men chứa hàng tỷ vi khuẩn sống Probiotics đầu tiên trên thế giới Hình 1.3: Hình dạng của chủng L.casei shirota và B.breve qua kính hiển vi 18 Do đó, sản phẩm sữa chua men sống là lựa chọn tối ưu trong việc bổ sung men sống Probiotics cho cơ thể hàng ngày Sữa chua men sống có trên... quá trình lên men sữa chua có hình thành các hợp chất bay hơi tạo hương vị đặc trưng là axetaldehyt, axeton, diaxetyl… Sự tạo thành các hợp chất diaxetyl và tỷ lệ hợp lý của vi khuẩn lactic sẽ giúp cho việc tăng hương vị và chất lượng của sữa chua đậu nành 14 1.1.3.5 Bước đầu thăm dò khả năng lên men lactic từ đậu nành và khả năng sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành Hiện nay, sữa chua nói chung... 1.4: Cây đậu tương Đậu tương, đỗ tương hay đậu nành là loại cây họ Đậu, giàu hàm lượng protein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc Cây đậu nành là cây thực phẩm có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng Sản phẩm từ đậu nành rất đa dạng gồm đậu phụ, dầu đậu nành, nước tương, bánh kẹo, sữa đậu nành đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc Ngoài ra, cây đậu nành còn... ngành công nghệ thực phẩm như sản xuất sữa đậu nành, chao, đậu hũ, nước tương Để tìm ra các điều kiện kỹ thuật và các thông số tối ưu trong quy trình công nghệ sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành, nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng nhu 22 cầu ngày càng cao của người tiêu dùng thì việc đi tìm hiểu thành phần hóa học và tính chất của chúng là rất cần thiết Hạt đậu nành bao gồm các thành phần... chứa đầy đủ các axit amin không thay thế nên việc sử dụng đậu nành để sản xuất sữa chua men sống sẽ tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đáp ứng thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng Sữa chua đậu nành còn rất thích hợp với người ăn chay, người ăn kiêng, người bị bệnh béo phì và người không hấp thu được đường lactoza Sữa chua đậu nành đã tốt nay kết hợp với vi khuẩn lactic L.casei nhằm mang... tách nước ít Do đó, cần nghiên cứu tỷ lệ nước bổ sung vào dịch sữa đậu nành 15 + Mùi: Có mùi thơm dễ chịu, đặc trưng của sữa chua đậu nành + Vị: Sản phẩm có vị ngọt ít, kém chua Vì vậy, trong quá trình nghiên cứu phải điều chỉnh tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung, thời gian lên men và thời gian ngâm chín Từ một số thí nghiệm và tham khảo một số tài liệu, tôi nhận thấy khả năng len men của vi khuẩn L.casei... nhiều người ưa chuộng, ngoài vị chua ngọt, hương thơm rất đặc trưng thì sữa chua chứa nhiều chất bổ dưỡng, giàu protein, vitamin và muối khoáng, cần thiết cho chế độ ăn hàng ngày của con người Thành phần của sữa chua đậu nành cũng không thua kém gì sữa chua từ sữa động vật Đậu nành có giá trị dinh dưỡng cao, trong đó protein chiếm 3545%, lipid chiếm 1520% Protein đậu nành chứa đầy đủ các axit amin... Probiotics cho cơ thể hàng ngày Sữa chua men sống có trên thị trường như Probi hay Yakult là sản phẩm sữa chua lên men từ hàng tỉ men sống L.casei Ngoài các tác dụng của một sản phẩm từ sữa, sữa chua men sống còn đem đến rất nhiều lợi ích khác cho sức khoẻ như tăng cường sức đề kháng cho hệ tiêu hóa, giúp thanh lọc độc chất từ thực phẩm và môi trường bên ngoài, hấp thu tối đa các chất dinh dưỡng, hạn chế tác . cuộc sống. Nội dung nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu sản xuất sữa chua men sống từ đậu nành . - Nghiên cứu chế độ lên men lactic từ dịch đậu nành. - Nghiên cứu xác định tỷ lệ men sống L.casei. lượng của sữa chua men sống từ đậu nành. 27 1.2.3 Khả năng sản xuất các thực phẩm từ đậu nành 29 1.2.3.1 Một số sản phẩm lên men từ đậu nành 29 1.2.3.2 Các sản phẩm không lên men từ đậu nành 31. phẩm mới, góp phần tạo sự đa dạng cho các sản phẩm lên men lactic, tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm sữa chua men sống từ đậu nành. Men sống được sử dụng là vi khuẩn L.casei là một