Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo hương váng sữa

GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Khoa Công Nghệ Sinh Học – Viện Đại học Mở Hà Nội nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn cung cấp cho kiến thức bổ ích suốt bốn năm học vừa qua giúp đỡ nhiều việc nắm bắt kiến thức động viên lớn mặt tinh thần Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Mạnh Đạt – Trưởng phòng Công Nghệ Enzyme Protein – Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, người hướng dẫn tận tình trình thực đề tài, giúp vượt qua khó khăn hoàn thành tốt khóa luận Tôi xin gửi lời cảm ơn đến anh chị thuộc môn Enzyme Protein – Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, người giúp đỡ tạo điều kiện thận lợi cho suốt trình nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè bên, động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập thực khóa luận này, nguồn động lực giúp trưởng thành để bước đường tương lai Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Đinh Thị Dịu Đinh Thị Dịu – 1202CNSH GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung váng sữa, váng sữa lên men 1.1.1 Giới thiệu tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm từ sữa, đặc biệt váng sữa váng sữa lên men 1.1.1.1 Tình hình tiêu thụ sữa 1.1.1.2 Tình hình sản xuất sữa 1.1.1.3 Thị trường sản phẩm sữa lên men 1.1.1.4 Thị trường sản phẩm váng sữa 1.1.2 Váng sữa 1.1.3 Váng sữa lên men 10 1.2 Qúa trình lên men tạo hƣơng váng sữa 12 1.2.1 Tác nhân lên men 12 1.2.2 Những biến đổi xảy trình lên men váng sữa 13 1.2.2.1 Sự biến đổi lactose 13 1.2.2.2 Sự chuyển hóa citrate 15 1.2.2.3 Sự biến đổi protein 16 1.2.2.4 Sự biến đổi chất béo 17 1.2.3 Các hợp chất tạo hương trình lên men váng sữa 18 1.3.Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình lên men tạo hƣơng váng sữa 19 1.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 19 1.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ cấp giống 19 1.3.3 Ảnh hưởng thời gian 20 1.3.4 Ảnh hưởng pH 20 1.3.5 Ảnh hưởng oxi 21 Ảnh hưởng ủ n ng độ sản phẩm tr o đổi hất 21 1.4 Các tiêu đánh giá trình lên men tạo hƣơng váng sữa 21 1.4.1 Sinh khối 21 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt 1.4.2 pH 22 Hương 22 4 Độ tá h nước 22 PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 23 2.1 Nguyên liệu 23 2.2 Chủng giống 23 2.3 Hóa chất 24 2.4 Thiết bị, dụng cụ 24 2.5 Môi trƣờng 25 2.6 Phƣơng pháp 25 26 Xá định mật độ tế bào phương pháp đếm khuẩn lạc 25 Phương pháp ph hế váng sữa với hàm lượng chất béo khác 26 26 Phương pháp hó lý 27 2.6.3.1 ác định hàm lượng chất b o sữa phương pháp Gerber 27 2.6.3.2 Phương pháp phân tích diacetyl 28 2.6.3.3 Phương pháp phân tích độ tách nước váng sữa lên men 31 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Nghiên cứu ảnh hƣởng hàm lƣợng chất béo đến trình lên men váng sữa 32 3.2 Nghiên cứu bổ sung citrate cho trình lên men váng sữa 37 3.3 Xác định tỷ lệ giống thích hợp cho trình lên men váng sữa 38 3.4 Xác định nhiệt độ thích hợp cho trình lên men váng sữa 42 3.5 Xác định thời gian lên men thích hợp đến trình lên men váng sữa 43 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 4.1 Kết luận 48 4.2 Kiến nghị 48 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kế hoạch phát triển ngành sữa Bộ Công Thương Bảng 1.2.Một số loại váng sữ thương phẩm có thị trường Việt Nam Bảng 2.1 Bảng pha chế váng sữa với sữa nguyên liệu 27 Bảng 3.1 Ảnh hưởng bổ sung citr te đến trình lên men tạo hương váng sữa 37 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình lên men tạo hương váng sữa 42 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đ thị biểu diễn tăng trưởng doanh thu ngành sữa Việt Nam Hình 1.2 Đ thị biểu diễn doanh số sữ hu ăn Hình 1.3 Sơ đ trình đường phân yếm khí 14 Hình 1.4 Chuyển hóa Citrate Leuconostoc 16 Hình 2.1 Đường cong chuẩn dimethylglyoxime với mẫu đượ đo OD520nm có giá trị từ 0-0,2 29 Hình 2.2 Đường cong chuẩn dimethylglyoxime với mẫu đượ đo OD520nm có giá trị từ 0,2-0,68 30 Hình 3.1 Ảnh hưởng củ hàm lượng chất béo đến mật độ tế bào 33 Hình 3.2 Ảnh hưởng củ hàm lượng chất béo đến pH 34 Hình 3.3 Ảnh hưởng củ hàm lượng chất béo đến diacetyl 35 Hình 3.4 Ảnh hưởng củ hàm lượng chất béo đến độ tá h nước sản phẩm 36 Hình 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ giống đến pH 39 Hình 3.6 Ảnh hưởng tỷ lệ cấp giống đến phát triển vi khuẩn 40 Hình 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ cấp giống đến khả sinh di etyl váng sữa lên men 40 Hình 3.8 Ảnh hưởng tỷ lệ giống đến độ tá h nước sản phẩm 41 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gi n đến mật độ tế bào 44 Hình 3.10 Sự th y đỏi pH theo thời gian lên men 45 Hình 3.11 Ảnh hưởng thời gi n lên men đến hàm lượng diacetyl 46 Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gi n lên men đến độ tá h nước 47 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sữa sản phẩm từ sữ , đặc biệt sản phẩm dành cho trẻ em nói riêng phong phú đ dạng, từ sản phẩm sữ thông thường sữ tươi, sữa bột, sữ hu đến sản phẩm giàu lượng dinh dưỡng váng sữ , phom i tươi Trong số đó, váng sữa mặt hàng ngày àng quan tâm ý Váng sữa sản phẩm làm từ ngu n nguyên liệu sữ tươi, váng sữa, sữa gầy, phối trộn với chất phụ gi (như tinh bột biến tính, pectin,…) Váng sữ ó hàm lượng chất béo cao (trên 10%), mùi vị thơm ngon, cung cấp nhiều lượng, bổ sung calcium, vitamin khoáng chất, tốt trẻ em, người ốm dậy, người già Trên giới, váng sữ sản xuất sử dụng từ lâu, tráng miệng đượ huộng.Công nghệ sản xuất váng sữ ũng nhiều nhà khoa học công nghệ quan tâm nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng đ dạng hóa sản phẩm Tại Việt Nam, sản phẩm váng sữ sử dụng vài năm trở lại nhiều cảm tình củ người tiêu dùng, đặc biệt trẻ em Tuy nhiên, loại váng sữa thị trường Việt Nam chủ yếu váng sữa nhập ngoại theo đường nhập hính hãng đường “xá h t y” Các loại váng sữa nhập ngày àng phong phú, đ dạng, song việc quản lý chất lượng gặp nhiều khó khăn Người tiêu dùng Việt Nam không thực yên tâm chất lượng bảo quản sản phẩm thời gian vận chuyển từ nước về, loại sản phẩm nhập theo on đường “xá h t y” Hơn nữa, giá thành váng sữa nhập tương đối cao so với thu nhập củ người Việt Nam giá vào khoảng 50,000-80, đ hộp g Trong nhu cầu sử dụng váng sữa ngày cao doanh nghiệp sản xuất sữa nước lại hư hú trọng đến việc sản xuất sản phẩm Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Tôi nhận thấy việc sản xuất váng sữa cần thiết Muốn sản xuất váng sữa cần tiến hành lên men sử dụng chế phẩm Chế phẩm nước phải ó điều kiện lên men thích hợp Để hoàn thiện trình nên chọn đề tài: “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men tạo hương váng sữa” Mục tiêu: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men tạo hương váng sữa Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng n ng độ chất béo,citrate, tỷ lệ giống, thời gian, nhiệt độ lên men đến trình lên men tạo hương váng sữa Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VÁNG SỮA, VÁNG SỮA LÊN MEN 1.1.1 Giới thiệu tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm từ sữa, đặc biệt váng sữa váng sữa lên men 1.1.1.1 Tình hình tiêu thụ sữa Nằm xu chung củ nướ đ ng phát triển giới, nhu cầu sản phẩm từ sữa Việt N m ngu n bổ sung dinh dưỡng thiết yếu ngày àng tăng lên Điều thấy qua gi tăng nh số từ sữa hãng sản xuất Việt Nam, với tổng doanh thu mặt hàng sữa tăng ổn định qu năm Theo công ty chứng khoán Ngân hàng Việt Nam Thịnh Vượng (VPBS), ngành tiêu dùng tăng trưởng mạnh Việt Nam với mức 17% năm 2013 Theo Euromonitor International, giá trị giao dịch ngành sữa Việt Nam năm 2013 đạt 62,2 nghìn tỷ đ ng tăng trưởng 20% năm 2014 23% năm 2015 (hình 1.1) Không vậy, vài năm tới ngành sữa dự báo có tiềm lớn nhu cầu tiêu thụ dự báo tăng trưởng 9% năm, đạt mức 27-28 lít sữ năm đến năm 2020 (Cục hăn nuôi Việt Nam), từ mức 17 lít năm năm 2012 Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn tăng trƣởng doanh thu ngành sữa Việt Nam Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp Theo kế hoạch phát triển ngành sữa Bộ Công Thương, nhu ầu sữa Việt Nam tăng lên lít người vào năm đạt lít người vào năm 25, tương đương mứ tăng 5,6% năm Tính riêng nhu cầu sản phẩm sữ hu đến năm đạt 210 triệu lít, mứ tăng trưởng khoảng 6,1% Bảng 1.1 Kế hoạch phát triển ngành sữa Bộ Công Thƣơng Năm Thông số Tăng trƣởng bình quân hàng 2010 2015 2020 2025 86,7 91,13 95,3 99,18 0,9 15 21 27 34 5,6% Sữa uống, triệu lít 480 780 1150 1500 7,9% Sữa chua, triệu lít 86 120 160 210 6,1% Sữa bột, triệu kg 47 80 120 170 8,9% Dân số, triệu người Nhu cầu sữa, lít người năm Nguồn: Bộ Công Thương 2013 Bình quân mức tiêu thụ hàng năm đạt lít người năm (năm 2010), thấp so với nước khu vự Thái L n ( lít người năm), Sig pore (45 lít người năm) h y Ấn Độ (46 lít người năm) nh ( lít người/năm) Theo xu hướng phát triển xã hội, mức tiêu thụ sữa Việt Nam tăng lên ùng với GDP Cùng với nhu cầu sản phẩm sữ ngày àng tăng lên Việt Nam, thị trường sữa có tham gia nhiều hãng sữa, nướ nước ngoài, với nhiều sản phẩm phong phú Nếu trước năm 99 hỉ có công ty nhà máy chế biến sữa, phân phối chủ yếu sữ đặc sữa bột (ngoại nhập), nướ ó hãng nội địa, 27 nhà máy chế biến nhiều doanh nghiệp sữa chia thị trường tiềm với 90 triệu dân Thị trường sữa Việt N m hư b o đ dạng sôi động với Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Như vậy, việc bổ sung citrate vào váng sữa nguyên liệu trước lên men cho lượng diacetyl nhiều hơn, sản phẩm ó hương thơm tốt Kết phù hợp với kết nghiên cứu giới thí nghiệm Vedamuthu (1994) bổ sung đến 0,2% citrate, việc không cung cấp nhiều hất mà òn làm tăng lượng hương vị từ việc biến đổi thành phần citrate vốn có sữa Trong số trình, axit citric việc chất để chuyển hóa thành hợp chất tạo hương, òn hất điều chỉnh pH đến khoảng mà ta mong muốn Việ tăng lượng citrate ũng giúp ổn định mức diacetyl sản phẩm (Vedamuthu, 1994) Vì vậy, chọn bổ sung itr te đến hàm lượng 0,2% váng sữa nguyên liệu cho nghiên cứu 3.3 Xác định tỷ lệ giống thích hợp cho trình lên men váng sữa Nghiên cứu Lindsay (Lindsay, 1965) cho thấy: hỗn hợp vi khuẩn khởi động Lactococcus lactis đư vào theo tỷ lệ 2% nh trường (1,5×109 CFU ml), đạt mật độ b n đầu dịch lên men 3×107CFU/ml, Leuconostoc citrovorum cấp giống với tỷ lệ % nh trường (5×107CFU/ml) đạt mật độ tế bào b n đầu 5×105CFU/ml tạo hương tốt lên men sữa sản xuất bơ lên men (Linds y, 965) Mật độ b n đầu cho lên men fom t thường là: 2-5×107 CFU/ml (Sing, 1976) Tỷ lệ giống sử dụng sản xuất bơ thơm (Linds y, 965) váng sữa lên men (Mistry, 2001), thường 1% 21oC Tuy nhiên Kormacki cộng lại sử dụng tỷ lện lên men bơ 4% Từ đây, t ó thể thấy chế phẩm sử dụng để lên men váng sữa hoặ bơ sử dụng với tỷ lệ khác Vì vậy, để sử dụng chế phẩm bao g m Lactococcus lactis FIRI 1105 , Leuconostoc mesenteroides FIRI 1108 cần xá định tỷ lệ giống thích hợp để sản xuất váng sữ ó hàm lượng di etyl o, độ đ ng cao, khả tá h nước thấp mà không cần sử dụng nhiều giống, góp phần làm giảm chi phí cho nguyên liệu đầu vào mà giữ nguyên chất lượng sản phẩm Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 38 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp Tiến hành khảo sát ảnh hưởng củ tỉ lệ ấp giống thông số: hàm lượng chất béo 20%, bổ sung itr te để đượ hàm lượng citrate váng sữa nguyên liệu 0,2%, nhiệt độ oC, thời gi n lên men 12h, tỉ lệ giống nh u: 1g/l; 2g/l; 3g/l; 4g/l t thu kết đây: Tỷ lệ cấp giống ảnh hưởng đến pH thể hiên hình đây: 4.9 Gía trị pH 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 Tỷ lệ cấp giống, g/l Hình 3.5 Ảnh hƣởng tỷ lệ giống đến pH pH dịch lên men nằm khoảng 4,4–5 Khi tăng tỷ lệ cấp giống, pH ó xu hướng giảm, giảm nhanh tỷ lên cấp giống từ 3g/l lên đến 4g/l Trong khoảng 1-3g/l th y đổi pH không đáng kể Nguyên nhân dẫn đến th y đổi trình phát triển, vi khuẩn lactic lên men lactose sữ thành xit l ti , lượng axit sinh khiến pH môi trường giảm xuống Mật độ tế bào th y đổi th y đổi tỷ lệ cấp giống thể qua hình sau: Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 39 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Mật độ tế bào, 109, CFIU/ml Khóa luận tốt nghiệp 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Tỷ lệ cấp giống, g/l Hình 3.6 Ảnh hƣởng tỷ lệ cấp giống đến phát triển vi khuẩn Tỷ lệ cấp giống tăng, lên mật độ tế bào ũng tăng rõ rệt Khi sử dụng chế phẩm, mật độ tế bào tương đối cao Tuy nhiên, mứ độ tăng hậm tỷ lệ cấp giống tăng o Ở tỷ lệ cấp giống 3-4g/l, mật độ tế bào tăng không đáng kể Có thể vi khuẩn sinh sản nhanh dẫn đến lượng vi khuẩn môi trường nhiều, vi khuẩn cạnh tr nh dinh dưỡng với nh u, làm lượng vi khuẩn chết nhiều Vì mật độ tế bào tăng hậm Khả sinh di etyl th y đổi tỷ lệ cấp giống: Hàm lƣợng diacetyl, ppm 2.4 2.3 2.2 2.1 2 Tỷ lệ cấp giống, g/l Hình 3.7 Ảnh hƣởng tỷ lệ cấp giống đến khả sinh diacetyl váng sữa lên men Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 40 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp Nếu tỉ lệ giống thấp 1g/l tố độ chuyển hó lượng hất thấp Tuy nhiên tỉ lệ giống cao 4g/l, ũng không ó nhiều khác biệt, hàm lượng diacetyl lại s u lên men ũng hỉ đạt tương đương, có giảm so với tỉ lệ giống 2g/l 3g/l Ngoài ảnh hưởng tỷ lệ cấp giống đến pH, khả sinh diacety, mật độ tế bào, tỷ lệ giống ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm, thể qu độ tá h nướ trình bày bảng đây: 30 Độ tách nƣớc,% 25 20 15 10 Tỷ lệ cấp giống, g/l Hình 3.8 Ảnh hƣởng tỷ lệ giống đến độ tách nƣớc sản phẩm Độ tá h nước sản phẩm cao lên men với tỷ lệ giống 1g/l Lên men tỷ lệ giống o g l 4g l độ tá h nước o với lên men 2g/l, lên men với tỷ lệ giống cao, dẫn đến vi khuẩn cạnh tranh dinh dưỡng, làm chất lượng lên men giảm Lên men 2g/l trình lên men tốt mật độ tế bào vừ đủ để lên men, cạnh tr nh dinh dưỡng lên sản phẩm có đ ng nhất, độ giữ nước thấp Như vậy, tỷ lệ giống thích hợp cho lên men váng sữa 2g/l, hàm lượng diacetyl cao nhất, độ tá h nước thấp nhất, độ axit pH phù hợp với sản phẩm váng sữa Vì vậy, lựa tỷ lệ cấp giống 2g/l cho nghiên cứu Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 41 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp 3.4 Xác định nhiệt độ thích hợp cho trình lên men váng sữa Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến trình phát triển sinh hương chủng vi khuẩn Các chủng Lactococcus lactis FIRI 1105, Leuconostoc mesenteroides FIRI 1108 phát triển thích hợp nhiệt độ 2030oC Vì tiến hành khảo sát ảnh hưởng ủ nhiệt độ th y đổi từ 17oC-30oC Ở điều kiện lên men: tỉ lệ giống 2g/l, thời gian 12h, hàm lượng chất béo b n đầu 20%, bổ sung itr te để hàm lượng citrate váng sữa nguyên liệu 0,2%, kết thu thể bảng đây: Bảng 3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình lên men tạo hƣơng váng sữa Nhiệt độ Đánh giá ảm quan Mật độ tế pH bào, Diacetyl, Tách ppm nước, x109CFU/ml 17-18oC Sữ hư 21-22 oC hư đông tụ, % 0,78 6,32 2,01 40 0,98 4,97 2,39 21 1,12 4,98 2,11 23 1,21 4,97 1,78 24 ó mùi thơm Màu trắng ngà, có mùi thơm, cấu trúc đông tụ, nhiên chƣa đƣợc mịn đồng 25-26 oC Tương tự nhiệt độ 22 oC, 29-30 oC Sữa bị tá h nước, có lớp kem bề mặt, thơm giảm, mùi chua nhẹ Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 42 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Qua bảng ta thấy, th y đổi nhiệt độ lên men, kéo theo th y đổi mật độ tế bào, pH, diacetyl, độ đ ng sản phẩm, cụ thể nhiệt độ khác nhau, mứ độ tăng giảm mật độ tế bào vi khuẩn ũng nh u Do ó thể thấy rõ ảnh hưởng nhiệt độ tới phát triển chủng Ta nhận thấy, nhiệt độ 27oC chủng sinh trưởng phát triển nhanh số lượng nhất, nhiên nhiệt độ chất lượng cảm quan không tốt, cụ thể sữa bị tá h nước, mùi chua Ở 17oC, pH không ó biến đổi nhiều so với sữa nguyên liệu Do nhiệt độ này, vi khuẩn phát triển chậm dẫn đến lượng đường phân hủy tạo thành axit thấp nên mức giảm pH thấp Từ 22oC pH bắt đầu giảm mạnh Tuy nhiên 22-27oC, pH không giảm nữ mà ó xu hướng chững lại Điều lượng đường lactose citrate môi trường đ ng cạn kiệt pH giảm thấp gây ức chế hoạt động chủng Nhiệt độ ảnh hưởng tới khả sinh di etyl trình lên men Ở 17oC hàm lượng diacetyl thấp nhất, lượng diacetyl cao 22oC Sự giảm diacetyl nhiều 27oC Tóm lại, lựa chọn lên men 22oC Vì nhiệt độ thích hợp cho trình lên men tạo hương váng sữa, kết ũng phù hợp với hầu hết quy trình lên men váng sữ bơ (Kornacki cộng sự, 2001; Mistry, 2001) Đối với chế phẩm chứa Lactococcus lactis Leuconostoc mesenteroides ssp cremoris, nhiệt độ 22-25oC cho phù hợp cho trình lên men hỗn hợp (Cooper Collins, 1987) 3.5 Xác định thời gian lên men thích hợp đến trình lên men váng sữa Thời gi n lên men đượ xá định tùy thuộc vào khả lên men chủng giống tiêu mong muốn sản phẩm Đối với váng sữa Nga hay Pháp, thời gi n lên men thường 14h (Mistry, 2001) Khi lên men môi trường có váng sữa chuyển hóa citrate tạo di etyl, ó thí nghiệm làm với thời gian 24h (Gilliland cộng sự, 1970) Ở sản phẩm lên men khác, Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 43 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp môi trường váng sữa (được chuẩn hóa 18% chất béo), lên men từ 12-14h ho đến lượng axit l ti đạt 0,6- 0,7% tổng lượng axit (Hayes cộng sự, 1986) Khảo sát ảnh hưởng thời gian với lên men váng sữa 20%, bổ sung itr te đến hàm lượng citrate váng sữa nguyên liệu 0,2%, tỉ lệ ấp Mật độ tế bào, 109, CFU/ml giống 2g/l Nhiệt độ nuôi 22oC, t thu kết đây: 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian lên men, h Hình 3.9 Ảnh hƣởng thời gian đến mật độ tế bào Mật độ tế bào tăng nh nh đầu lên men, đỉnh điểm 1,23×109CFU/ml sau 8h lên men Về sau, mật độ tế bào giảm r i tăng lên, theo thời gi n lên men nh u Nhưng nhìn giảm so với 8h lên men Có thể dinh dưỡng môi trường giảm đi, vi khuẩn cạnh tr nh dinh dưỡng, lượng vi khuẩn sinh vi khuẩn chết Mật độ tế bào tiếp tụ tăng tiếp theo, nhiên khảo sát 24h lên men, 24h lên men trạng thái sữa bị biến đổi sang tá h nước gây cảm qu n, đ ng thời hương thơm sản phẩm ũng giảm ro rệt Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 44 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp Thời gian lên men không ảnh hưởng rõ rệt đến phát triển vi khuẩn mà ảnh hưởng đến độ pH, hàm lượng di etyl, độ tá h nước sản phẩm Những yếu tố thể đây, ụ thể là: Ảnh hưởng thời gi n lên men đến pH : Gía trị pH 6.5 5.5 4.5 4 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian lên men, h Hình 3.10 Sự thay đỏi pH theo thời gian lên men Thời gian vi khuẩn lactic phát triên, làm giảm pH môi trường từ sớm, qua 6h pH giảm lượng 0,64 nhiên kết cấu sản phẩm hư tốt, tỉ lệ tá h nước đ ng o, protein hư đông tụ Đến thời gian 14h, pH giảm xuống 4,77 protein ó tượng đông tụ, sản phẩm chuyển từ dạng lỏng sang dạng đông tụ bền vững Ở thời điểm sau 24h lên men, pH giảm xuống đến 4,5 Hàm lượng di etyl th y đổi theo thời gian: Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 45 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Hàm lƣợng diacetyl, ppm Khóa luận tốt nghiệp 2.5 1.5 0.5 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian lên men, h Hình 3.11 Ảnh hƣởng thời gian lên men đến hàm lƣợng diacetyl Như vậy, thời gi n tăng lên, hàm lượng di etyl ó xu hướng tăng lên rõ rệt Từ khoảng 8-14h tăng mạnh Cao 14h với hàm lượng 2,56 ppm Tuy nhiên từ khoảng 18h đến 24h hàm lượng diacetyl lại giảm xuống Do khoảng thời gian vi sinh vật đ ng phát triển hàm lượng diacetyl tiếp tụ tạo Tuy nhiên, lúc tất citrate hết, enzyme chuyển hóa diacetyl thành aceton (chất không mùi) 2,3-Butanediol Như vậy, để ó hàm lượng diacetyl cao nhất, trình lên men kết thúc vào 14h lên men Độ tá h nướ th y đổi theo thời gi n lên men thể hình đây: Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 46 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp 70 Độ tách nƣớc,% 60 50 40 30 20 10 10 12 14 16 18 20 22 24 Thời gian lên men, h Hình 3.12 Ảnh hƣởng thời gian lên men đến độ tách nƣớc Khi thời gi n lên men tăng, độ tá h nước giảm xuống rõ rêt Khi hư lên men, sản phẩm ó độ tá h nước cao 64%, s u lên men 4h, độ tách nước thấp 21% Ở khoảng thời gi n s u, độ tá h nước giảm không đáng kể Tóm lại, thời gian lên men thích hợp cho lên men váng sữa 14h khoảng thời gi n này, hàm lượng diacetyl cao nhất, độ tá h nước thấp sản phẩm ó độ đ ng cao Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 47 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua kết thu từ thí nghiệm nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men tạo hương váng sữa, rút kết luận sau: Hàm lượng chất béo đủ tốt cho trình lên men 20%, váng sữa nguyên liệu bổ sung hàm lượng citrate 0,2% s u ho lên men ho hàm lượng diacetyl nhiều qu tất thí nghiệm Tỷ lệ giống, nhiệt độ, thời gian thích hợp cho trình lên men tạo hương váng sữa 2g/l; 22oC 14h 4.2 Kiến nghị Tiếp tục theo dõi trình xảy thời gian ổn định sản phẩm Vì sau kết thúc lên men, thông thường sản phẩm lên men ổn định 4oC, khoảng 24h Cần theo dõi trình xem có biến đổi xảy r không, đặc biệt hương vị sản phẩm Nghiên cứu ảnh hưởng hương , đặc biệt et ldehyt đến trình lên men tạo hương váng sữa Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 48 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Lâm Xuân Khanh(2003), Giáo trình công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Tài liệu tiếng anh 2.Bassit, N., C Y Boquien, D Picque and G Corrieu (1993) "Effect of initial oxygen concentration on diacetyl and acetoin production by Lactococcus lactis ssp lactis biovar diacetylactis." Appl Environ Microbiol.59: 126 Benkerroum, N., M Misbah, W E Sandine and A T Elaraki (1993) "Development and use of a selective medium for isolation of Leuconostoc spp from vegetables and dairy products." Applied and Environmental Microbiology59(2): 607-609 Boumerdassi, H., C Monnet, M Desmazeaud and G Corrieu (1996) "Effect of Citrate on Production of Diacetyl and Acetoin by Lactococcus lactis ssp lactis CNRZ 483 Cultivated in the Presence of Oxygen." J Dairy Sci80(634–639) Claude P Champagne, C B C (1987) " Cream fermentation by immobilized lactic acid bacteria." Biotechnology Letters9(5): 329-332 Ferris, L W., H W Redfield and W R North (1921) "The Volatile Acids and The Volatile Oxidizable Substances of Váng sữa and Experimental Butter." Journal of dairy science4(6): 521-535 García-Quintáns, N., G Repizo, M Martín, C Magni and P López(2008) "Activation of the Diacetyl/Acetoin Pathway in Lactococcus lactis subsp lactis bv diacetylactis CRL264 by Acidic Growth." Applied and Environmental Microbiology74(7): 1988-1996 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 49 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Gilliland, S E., E D Anna and M L Speck (1970) "Concentrated Cultures of Leuconostoc citrovorum." Applied Microbiology19(6): 890-893 Gilliland, S E and H S Kim (1984) "Effect of Viable Starter Culture Bacteria in Yogurt on Lactose Utilization in Humans." Journal of dairy science67(1): 1-6 10,Gokcea, R., A Akdoganb, U Divriklibb and L Elcib (2014) "Simultatenous determination of diacetyl and acetoin in traditional turkish butter stored in sheep’s rumen (K riny gi)." GRASAS Y ACEITES65(1) 11 Hayes, S and J Buttriss (1986) "Cheese and culture milk products." Nutrition & Food Science86(6): 7-9 12.Hemme, T and J Otte (2010) "Status and prospects for smallholder milk production: a global perspective." Food and Agriculture Organization of the United Nations 13 Hoffmann, W and W Buchheim (2006) Significance of Milk Fat in Váng sữa Products Advanced Dairy Chemistry Volume Lipids P F Fox and P L H McSweeney, Springer US: 365-375 14 Keogh, M (2006) Chemistry and technology of butter and milk fat spreads Advanced Dairy Chemistry Volume Lipids, Springer: 333-363 15.Keogh, M K (2006) Chemistry and Technology of Butter and Milk Fat Spreads Advanced Dairy Chemistry Volume Lipids P F Fox and P L H McSweeney, Springer US: 333-363 16.Levata-Jovanovic, M and W E Sandine (1996) "Citrate Utilization and Diacetyl Production by Various Strains of Leuconostoc mesen teroides ss p cremoris." J Dairy Sci79: 1928-1935 17 Lindsay, R and E Day (1965) "Rapid Quantitative Method for Determination of Acetaldehyde in Lactic Starter Cultures 1, 2." Journal of dairy science48(6): 665-669 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 50 Khóa luận tốt nghiệp 18 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Liu, S Q., R Holland and V L Crow (2004) "Esters and their biosynthesis in fermented dairy products: a review." International Dairy Journal14(11): 923-945 19 Marshall, V M (1987) "Lactic acid bacteria: starters for flavour." Microbiology Reviews46: 327-336 20,Michealian, M B., R S Farmer and B W Hammer (1933) "The relationship of acetylmethyl carbinol and diacetyl to butter cultures." IOWA Agricultural Experiment Station Research Bulletin: 155 21 Nursten, H E (1997) "The flavour of milk and dairy products: I Milk of different kinds, milk powder, butter and váng sữa." Dairy Technology50: 48 22 - Rincon-Delgadillo, M I., A Lopez-Hernandez, I Wijaya and S A Rankin (2012) "Diacetyl levels and volatile profiles of commercial starter distillates and selected dairy foods." Journal of dairy science95(3): 11281139 23 Robinson, R K., A Y Tamime and M Wszolek (2002) "Microbiology of fermented milks." Dairy Microbiology Handbook: 367-490 24 Schieberle, P., K Gassenmeier, H Guth, A Sen and W Grosch (1993) "Character Impact Odour Compounds of Different Kinds of Butter." LWT Food Science and Technology26(4): 347-356 25 Smit, G., B A Smit and W J M Engels (2005) "Flavour formation by lactic acid bacteria and biochemical flavour profiling of cheese products." Microbiology Reviews29(3): 591-610 26 Sodini, I., A Lucas, M N Oliveira, F Remeuf and G Corrieu (2002) "Effect of Milk Base and Starter Culture on Acidification, Texture, and Probiotic Cell Counts in Fermented Milk Processing." Journal of dairy science85(10): 2479-2488 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 51 Khóa luận tốt nghiệp 27 GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt Starrenburg, M J C and J Hugenholtz (1991) "Citrate Fermentation by Lactococcus and Leuconostoc spp." Applied and Environmental Microbiology57(12): 3535-3540 28 Tamime, A., A Skriver and L Nilsson (2008) "2 Starter Cultures." Fermented milks: 11 Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 52 [...]... động ứ hế đến quá trình lên men, khi pH về ,5 đến ,7 quá trình lên men hoàn toàn bị ứ hế N ng độ CO2 sinh r tạo điều kiện kị khí ho lên men Ngoài những yếu tố ảnh hưởng đã trình bày trên, quá trình lên men tạo hương váng sữa còn bị ảnh hưởng bởi: hàm lượng chất béo, lactose, citrate đã được trình bày ở mục 1.3.2.1, 1.3.2.2, 1.3.2.4 1.4 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH LÊN MEN TẠO HƢƠNG VÁNG SỮA 1.4.1... 20 – 30 µm (Keogh 2006) Các chất béo cung cấp năng lượng, cấu trúc nên màng tế bào… ho hoạt động sống của vi khuẩn, do đó ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn Qu đó ảnh hưởng đến khả năng lên men tạo hương 1.2.3 Các hợp chất tạo hƣơng trong quá trình lên men váng sữa Trong việ đánh giá việc lên men váng sữa trong sản xuất bơ, hương vị đượ xem như là một yếu tố quan trọng bậc nhất... 10%-18% 1.1.3 Váng sữa lên men Trong các loại sản phẩm váng sữa, váng sữa lên men, hay còn gọi là kem chua, ó hàm lượng chất béo vào khoảng từ đến 40%, là một sản phẩm được sản xuất rộng rãi trên thế giới với sản lượng tương đương với sản lượng của các sản phẩm lên men từ sữa còn lại Váng sữa lên men là sản phẩm của quá trình lên men váng sữ , dưới tá động của hệ vi sinh vật thích hợp, làm giảm pH đến mức... hương vị cho các sản phẩm lên men có váng sữa (Pavia và cộng sự, 2005, Gokcea và cộng sự, 2014) Theo Xanthopoulos và cộng sự (1994) acetaldehyde, ethanol, diacetyl, acetoin là các hợp chất tạo hương qu n trọng nhất ở một số các sản phẩm sữa Đinh Thị Dịu – 1202CNSH Page 18 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Mạnh Đạt 1.3.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN TẠO HƢƠNG VÁNG SỮA 1.3.1 Ảnh hƣởng của... để tạo thành hydroxyl id, trong đó thông qu quá trình β-oxi hóa, có thể tạo r γ- và δ- lactones Quá trình β-oxi hóa có thể kéo theo phản ứng decarboxy và tạo thành metyl keton Quá trình oxi hóa ở liên kết đôi ó thể tạo thành các aldehyt và xeton mạch thẳng Axit béo tự do trong các sản phẩm sữ đã được nghiên cứu rộng rãi, trong đó ó mứ độ ảnh hưởng lớn đến hương vị của sản phẩm váng sữa lên men Các. .. tuy nhiên các sản phẩm hư đáp ứng đượ với sự phát triển ủ thị trường và thị hiếu củ người tiêu dùng Do đó đề tài: nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo hương váng sữa thự sự là ấp thiết và ó tính mới 1.1.2 Váng sữa Váng sữ (milk s um) là lớp phân tử hất béo nổi lên kết thành một mảng lớn trên bề mặt ủ sữ khi đun nóng sữ hoặ để yên trong một thời gian và không đậy nắp Lớp váng sữ... men, các phụ gi này giúp tăng ường cấu trú , ngăn ngừ quá trình tá h nước của sản phẩm cuối Các hạt chất béo ũng th m gi trực tiếp vào quá trình lên men và được kết hợp vào hệ thống cấu trúc sản phẩm (Hofmann và Buchheim, 2006) Quy trình sản xuất váng sữ lên men ũng tương tự như á sản phẩm lên men khá như sữa chua hoặc sữa lên men Thông thường, sử dụng vi khuẩn l ti ư ấm lên men khoảng 4-24h, sẽ dừng lên. .. 4-24h, sẽ dừng lên men và thu h i sản phẩm Sản phẩm s u lên men đặ trưng phải đ ng nhất, ó nhiều kem và dạng nhớt bởi một phần nhỏ á xit, mùi phom t nhẹ hoặ mùi bơ (đặ trưng bởi diacetyl) (Hoffmann và cộng sự, 2006)  Lên men lactic Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa lên men Dựa vào thành phần của sản phẩm tạo thành, người ta chia thành lên men đ ng hình và lên men dị hình ... trình lên men; ở nhiệt độ cao hơn 24oC sự phát triển nghiêng về loài tạo axit nhiều hơn so với chủng tạo hương, vì vậy nên làm giảm đi lượng diacetyl tạo thành Theo Gilliland và cộng sự (1970), khi lên men môi trường có váng sữa chuyển hóa citrate tạo diacetyl, nhiệt độ nuôi là 25oC Tuy nhiên, với (Hayes và cộng sự, 1986), lên men váng sữa (18% chất béo) tiến hành ở 22oC, khi đó hương vị sản phẩm tạo. .. butanediol (Starrenburg và cộng sự, 1991) Để tạo được nhiều hương đặ trưng ho sản phẩm lên men từ váng sữa, phải chọn thời điểm dừng lên men, điều này phụ thuộc rất lớn vào pH Lên men váng sữa bằng phương pháp ố định gel, khi đạt pH=5,5 thì ngừng lên men (Claude P Champagne 1987) Lên men sản phẩm sữ ó độ béo thấp (15 – 36g/l), khi đạt pH=4,55 thì dừng lên men (Sodini và cộng sự, 2002) Theo Oberman và