thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THỬ NGHIỆM TẠO THỨC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ NGÀNH 111 GVHD : TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG SVTH : NGUYỄN THỊ QUỲNH LY TP. HỒ CHÍ MINH, Tháng 06/2009 BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KTCN TPHCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY MSSV: 105111039 NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LỚP: 05DSH I- TÊN ĐỀ TÀI: THỬ NGHIỆM TẠO THỨC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨC II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tạo sản phẩm lên men lactic từ cơ chất là gạo lức. Sau đó khảo sát các điều kiện lên men để tìm được sản phẩm tối ưu nhất, nghiên cứu này đã tạo cho thị trường một sản phẩm mới có nhiều chất dinh dưỡng. III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/04/2009 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 24/06/2009 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG Nội dung và yêu cầu của LVTN được thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp: LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tâm và nhiệt tình của TS. Nguyễn Thúy Hương. Thật vinh hạnh cho em được Cô nhận bảo trợ và tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quí báu giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Đặc biệt, từ Cô em đã học được cách làm việc nghiêm túc, chăm chỉ và không ngừng học hỏi thêm kiến thức cho mình. Em rất thành thật biết ơn:  Ban Giám Hiệu trường Đại Học Kỹ thuật Công nghệ và trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh  Tất cả Thầy Cô bộ môn Công nghệ sinh học đã giảng dạy, hướng dẫn để em có được nền kiến thức như ngày hôm nay.  Em thành thật cảm ơn các Thầy Cô phụ trách phòng thí nghiệm của trường Đại học Bách khoa và trường Đại học Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh, các Thầy Cô phụ trách văn phòng khoa, tất cả các bạn sinh viên lớp 05DSH và các anh chị học lớp cao học đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho em trong thời gian thực hiện đề tài.  Lời cảm ơn cuối cùng xin được dành cho ba mẹ và gia đình em. Những người đã tận tụy, lo lắng, an ủi, động viên và hy sinh cho em có được ngày hôm nay. Em xin được bày tỏ nơi đây lòng biết ơn chân thành nhất! TÓM TẮT LUẬN VĂN “Đồ uống lên men lactic từ gạo lức” được chế biến từ nguyên liệu gạo lức lên men lactic, với tác nhân vi sinh vật tham gia là Lactobacillus acidophilus. Gạo lức sau khi ngâm và nấu chín thành dịch gạo, chúng tôi bổ sung đường và lên men trong 24 giờ, ở pH 4.8 – 5.0, nhiệt độ là 37 0 C. Đồ uống có vị chua ngọt nhẹ và cung cấp 1 lượng vi khuẩn sống từ 10 7 – 10 8 cfu/ml. Sản phẩm vẫn giữ được tình trạng tốt nếu được bảo quản ở nhiệt độ lạnh từ 4 – 6 0 C trong vài tuần. Đây là một sản phẩm có thể tự tạo ở qui mô gia đình. Với nguyên liệu gạo lức giàu dinh dưỡng, chúng tôi đã khảo sát các điều kiện để vi khuẩn lactic có thể đóng vai trò chủ đạo trong suốt quá trình lên men, tạo một sản phẩm dạng Probiotic dạng thực phẩm. Kết quả của đề tài là nền tảng cho những nghiên cứu sâu hơn để hoàn thiện thức uống này, nhằm góp phần xây dựng một dòng sản phẩm mới cho thị trường thực phẩm trong nước. I MỤC LỤC CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 2 2.1 Giới thiệu về gạo lức 2 2.1.1 Giới thiệu chung về hạt gạo 2 2.1.2 Thành phần chính có trong gạo lức 8 2.1.3 Các sản phẩm của gạo lức 10 2.1.4 Giá trị dinh dưỡng của gạo lức 13 2.2 Giới thiệu về lên men lactic 16 2.2.1 Các chủng vi sinh vật được sử dụng trong lên men lactic 16 2.2.2 Đặc điểm chung của Lactobacillus acidophilus và lên men lactic 26 2.2.3 Các sản phẩm lên men lactic 31 2.2.4 Giá trị của các sản phẩm lên men lactic với sức khỏe con người 34 CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 3.1 Nguyên liệu 37 3.2 Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất 37 3.2 Phương pháp nghiên cứu 38 3.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 38 3.2.2 Bố trí nội dung thí nghiệm 38 3.2.3 Các phương pháp phân tích 44 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 46 4.1 Một số khảo sát đặc điểm của Lactobacillus acidophilus 46 4.1.1 Quan sát vi thể, đại thể 46 4.1.2 Tăng sinh giống trên môi trường MRS 46 4.1.3 Nhân giống trong môi trường trung gian sữa 47 4.2 Khảo sát nguyên liệu gạo lức 48 4.2.1 Gạo lức 48 4.2.2 Dịch gạo lức trước lên men 49 II 4.3 Khảo sát quy trình lên men và tạo sản phẩm 50 4.3.1 Khảo sát tỷ lệ gạo : nước 50 4.3.2 Khảo sát tỉ lệ đường cần bổ sung 51 4.3.3 Khảo sát tỉ lệ giống 53 4.4 Khảo sát hương liệu bổ sung thích hợp và đánh giá chất lượng cảm quan cho sản phẩm 54 4.5 Thời gian bảo quản sản phẩm 62 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64 5.1 Kết luận 64 5.2 Đề nghị 66 DANH MỤC BẢNG 1. Phân loại các tiêu chuẩn hạt gạo 3 2. Thành phần hóa học trong thành phần của hạt gạo 9 3. Thành phần hóa học của gạo lức xay 10 4. Thành phần hóa học của gạo lức 49 5. Thành phần hóa học của dịch gạo lức trước khi lên men 49 6. Tương quan giữa tỷ lệ gạo : nước 50 7. Tương quan giữa lượng đường bổ sung và hàm lượng acid lactic 52 8. Tương quan giữa tỉ lệ giống và hàm lượng acid lactic 53 9. Điểm đánh giá của 30 người tham gia cảm quan, nghề nghiệp sinh viên, độ tuổi từ 18 – 22 55 10. Phân tích phương sai 58 11. Kết quả của phép thử cho điểm thị hiếu 59 12. Kết quả của phép thử cho điểm chất lượng 61 13. Theo dõi sự phát triển của tổng số vi khuẩn hiếu khí 62 14. Hàm lượng vi khuẩn lactic trong điều kiện cất giữ ở nhiệt độ 4 – 6 0 C 63 III DANH MỤC HÌNH 1. Các loại gạo dài, trung bình, ngắn điển hình 4 2. Một số loại gạo lức 4 3. Gạo lứt đỏ 7 4. Vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus 17 5. Vi khuẩn Lactobacillus casei 18 6. Vi khuẩn Lactobacillus brevis 19 7. Vi khuẩn Lactobacillus plantarum 20 8. Vi khuẩn Streptococcus mutans 22 9. Vi sinh vật thuộc nhóm Lactobacillus 23 10. Vi sinh vật thuộc nhóm Leuconostoc 24 11. Vi sinh vật thuộc nhóm Streptococcus 25 12. Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus 31 13. Hình ảnh đại thể L.acidophilus 46 14. Hình ảnh vi thể L.acidophilus 46 15. Giống Lactobacillus acidophilus trên môi trường MRS lỏng 47 16. Môi trường trung gian sữa đã được cấy giống 47 DANH MỤC SƠ ĐỒ 1. Quy trình tạo thức uống lên men từ gạo lức 11 2. Bố trí nội dung nghiên cứu 38 3. Qui trình tạo sản phẩm 41 4. Qui trình tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức 64 IV DANH MỤC ĐỒ THỊ 1. Đường cong sinh trưởng của Lactobacillus acidophilus 48 2. Tương quan giữa tỷ lệ gạo : nước và hàm lượng acid lactic 51 3. Tương quan giữa lượng đường bổ sung và hàm lượng acid lactic 52 4. Tương quan giữa tỉ lệ giống ban đầu và hàm lượng acid lactic 53 Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức GVHD: TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY 1 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU Lên men ứng dụng rất rộng rãi trong chế biến thực phẩm, sản phẩm của lên men góp phần làm gia tăng giá trị dinh dưỡng, chất lượng và an toàn cho sản phẩm. Đặc biệt, lên men lactic là loại lên men được ứng dụng rộng rãi và tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị. Có nhiều loại thức uống truyền thống được lên men lactic từ ngũ cốc như “Boza” của Thổ Nhĩ Kỳ, Rumani, Bulgari… “Kunun zaki” của Nigeria, “Sobia” của Ả Rập Saudi… Các loại đồ uống này không chứa cồn, có vị chua ngọt, giàu dinh dưỡng và năng lượng [15]. Ngày xưa, con người đã biết sử dụng lên men lactic để tạo ra những loại thức uống bổ dưỡng. Sau đó con người đã nghiên cứu về việc bổ sung hệ vi sinh vật trong quá trình lên men nhằm cải tiến và làm gia tăng quá trình lên men, làm cho sản phẩm lên men ngày càng hoàn thiện hơn. Gần đây, con người còn bổ sung thêm các chế phẩm có lợi như: Probiotic, Prebiotic, Bactoriocin vào thức uống làm gia tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, tốt cho hệ tiêu hóa và tăng cường sức đề kháng cho cơ thể. Điều này đã mở ra những bước ngoặc mới quan trọng về vai trò tạo đồ uống nhờ lên men lactic. Gạo lức từ lâu đã được nghiên cứu là một loại gạo chứa nhiều chất dinh dưỡng, có khả năng chống lại được nhiều bệnh. Hiện nay, những sản phẩm của gạo lức đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, người Việt Nam đã xem gạo lức như là món ăn chữa bệnh [13]. Việc lên men gạo lức với vi khuẩn lactic cũng đã được Nhật Bản và Hàn Quốc khảo sát. Với nhiều loại gạo lức khác nhau, sau khi ngâm, số lượng vi khuẩn lactic đều gia tăng rõ trong nước và gạo, ngăn chặn sự phát triển của những vi sinh vật khác. Họ đã tạo loại đồ uống tương tự Amazake từ sự lên men Lactobacillus amylovorus với cơ chất gạo Koji. Từ giá trị của lên men lactic và thành phần của gạo lức mang lại là cơ sở cho các nghiên cứu để cho ra sản phẩm nước uống lên men từ gạo lức, sản phẩm lên men bởi Lactobacillus acidophilus dựa trên cơ chất gạo lức. Đề tài “Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức” nhằm tạo ra sản phẩm nước uống mới đưa đến cho thị trường thực phẩm trong nước đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết. Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức GVHD: TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về gạo lức 2.1.1. Giới thiệu chung về hạt gạo Ở Việt Nam, thóc gạo là thực phẩm chính của nhiều dân tộc, không phải như nhiều người cứ nghĩ rằng ăn nhiều thịt, nhiều đường mới tốt và coi đó là thức ăn chính. Dân tộc ta có câu cửa miệng “bữa cơm”, “ăn cơm” thể hiện đầy đủ cơm gạo là thức ăn chính. Đó là thức ăn mà dân tộc ta cũng như nhiều nơi trên thế giới đã sử dụng để sinh tồn hàng ngàn năm nay. Từ lâu chúng ta chỉ quen ăn loại gạo trắng mà ít người để ý đến loại gạo nào bổ dưỡng, đáp ứng nhu cầu cơ thể, phù hợp với sinh lý, với cơ thể của con người hơn. Những năm gần đây, qua phân tích chất gạo, đặc biệt là gạo lức, người ta thấy không những có đủ những chất chủ yếu như đạm, béo, bột mà còn có nhiều loại sinh tố, các chất khoáng, các loại acid, chất xơ và nhiều chất khác, càng thấy rõ tính chất ưu việt và khả năng bổ dưỡng, phòng và chữa bệnh của gạo lức trong cây lúa. Thế nhưng gạo đem giã xát thật trắng chỉ còn lại chất bột, mất đi 1/3 hoặc có khi mất hết các chất dinh dưỡng thiên nhiên. Do đó ăn thuần gạo trắng dễ phát sinh những bệnh vì thiếu các chất kể trên. Gạo không giống đa số các ngũ cốc khác là hạt được tiêu thụ toàn bộ. Bởi vậy những tính chất vật lý như kích thước, hình dạng, sự đồng đều và cảm quan chung là vô cùng quan trọng. Hơn nữa, đa số gạo trước khi sử dụng phải qua xay chà, do đó thuộc tính vật lý quan trọng xác định chủ yếu bởi nội phôi nhũ. Trong trường hợp độ thuần khiết, chất lượng gạo ảnh hưởng bởi đặc tính do gen điều khiển, các điều kiện môi trường và các công nghệ chế biến. Trong trường hợp ảnh hưởng do chế biến, các đặc tính chi phối đó là tồn trữ và phân phối. Kiểu gen của một giống cụ thể ức chế mức độ lớn các đặc điểm chất lượng hạt. Những nhà lai tạo giống và di truyền học tiếp tục cải thiện gen của các giống mới để tạo ra sản phẩm mong muốn. Sự chọn lọc chú trọng cải thiện chất lượng xay chà, nấu, ăn và chế biến là những thành phần chủ yếu của chương trình tạo giống dựa trên nền tảng của các tiêu chuẩn công nghiệp. Quan tâm gần đây trong việc tạo ra giống chất lượng cho thị trường xuất khẩu là kết [...]... nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức 2.1.1.3 Gạo lức Gạo lức là loại gạo chỉ vừa mới bóc đi lớp vỏ trấu, vẫn còn lớp cám bao bọc bên ngoài Nếu giã sạch lớp cám này sẽ cho ra gạo trắng là loại chúng ta ăn hàng ngày Lớp cám của hạt gạo lức chứa nhiều dưỡng chất quan trọng như: vitamin E, vitamin B1, B3, B6, magiê, mangan, chất xơ, sắt [37] Hình 3: Gạo lức đỏ [38] Gạo lức gồm có ba loại: gạo lức. .. lượng % theo chất khô Protein Chất béo Tro Cellulose 8,76 1,87 1,42 0,84 Gạo xay nguyên (gạo lức) [1] 2.1.3.Các sản phẩm của gạo lức 2.1.3.1 Nước uống từ gạo lức Quy trình được thực hiện như sau: GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 10 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Pectin Đường Nước Gạo lức Hương liệu Màu Làm sạch, ngâm Xay thô Lọc sơ bộ Nấu Xay tinh Lọc tinh... Cấy giống Lên men Rót chai Thanh trùng Bảo quản Sản phẩm Sơ đồ 1: Quy trình tạo thức uống lên men từ gạo lức [39] GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 11 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Rửa sạch tạp chất, dùng máy xay truyền thống (hai thớt đá thẳng đứng) hay máy xay kiểu mới, hoặc máy xay sinh tố để xay, lượng nước khi xay bằng 3 – 5 lần lượng gạo Tiến hành... NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Lactobacterium delbruckii… Phương trình tổng quát trong quá trình lên men đồng hình: C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2CH3CHOHCOOH + 2ATP Trong một số trường hợp, lên men đồng hình có thể được chuyển sang dạng dị hình khi điều kiện lên men thay đổi Lên men dị hình: Chỉ có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, ngoài ra còn có các... nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức phản ứng sinh hóa khác nhau trong đó có quá trình lên men lactic tạo pH thích hợp cho sản phẩm và làm tăng hương vị cho sản phẩm Sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa: Trong sản xuất các loại sữa chua đều có sử dụng lên men lactic Nhờ có quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic mà casein được kết tủa và tạo cho sản phẩm có hương vị đặc trưng Ủ thức ăn gia... THÚY HƯƠNG 17 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Hình 5: Vi khuẩn Lactobacillus casei [48] Lactobacillus lycopersici: lên men lactic dị hình, là trực khuẩn Gram (+), sinh hơi, trong thiên nhiên chúng tồn tại thành từng đôi một, có khả năng tạo bào tử Trong quá trình lên men đường, chúng tạo ra cồn, acid lactic, acid acetic và CO2 Ngày nay chúng được... khuẩn lactic khác, giúp cho cơ thể đề kháng với nhiễm khuẩn đường ruột GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 26 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Lactobacillus acidophilus đóng vai trò sinh lý quan trọng nhờ tổng hợp các vitamin, có khả năng bền vững với 40 loại kháng sinh [3] 2.2.2.2 Lên men lactic Lên men lactic là quá trình chuyển hoá đường thành acid lactic. .. bạc bụng của hạt gạo được chia như sau: Cấp 0: không bạc bụng Cấp 1: vùng bạc bụng ít hơn 10% ở trong hạt gạo Cấp 5: diện tích bạc bụng trung bình 11 – 20% Cấp 9: hơn 20% Hình 2: Một số loại gạo lức [36] GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 4 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức Thành phần hạt gạo sau khi xay chà gồm có vỏ trấu, cám, gạo lức, gạo chà (head rice)... gạo nguyên và thay đổi từ 25 – 65% 2.1.1.2 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng gạo Chất lượng cơm: Chất lượng gạo được nấu gồm hàm lượng amylose, nhiệt độ trở hồ và độ bền gel Tiêu chuẩn Quốc tế hàm lượng amylose như sau: 0 – 2% gạo dẻo 2 – 20% gạo mềm (hàm lượng amylose thấp) GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 5 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức 20 – 25% gạo. .. trình kết GVHD: TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG 7 SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức quả nghiên cứu của nhóm ông tại Hội nghị hoá học quốc tế ở Hawaii vào cuối năm 2000 vừa qua “Mầm gạo lức chứa nhiều chất xơ, vitamin và chất khoáng hơn là gạo lức chưa ngâm nước” Kayahara viết trong tờ trình, gạo lức đã ngâm nước chứa gấp ba lần lysine, một loại amino acid cần thiết . giống Lên men Rót chai Thanh trùng Bảo quản Sản phẩm Giống vi sinh vật Sơ đồ 1: Quy trình tạo thức uống lên men từ gạo lức [39]. Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức. ĐỀ TÀI: THỬ NGHIỆM TẠO THỨC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨC II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tạo sản phẩm lên men lactic từ cơ chất là gạo lức. Sau đó khảo sát các điều kiện lên men để tìm. gạo, sắt có rất ít trong gạo [17]. Đề tài: Thử nghiệm tạo thức uống lên men lactic từ gạo lức GVHD: TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG SVTH: NGUYỄN THỊ QUỲNH LY 7 2.1.1.3 Gạo lức Gạo lức là loại gạo