TRAN NGUYEN THU TRANG

Đây là thách thức lớn trong việc xuất khẩu thanh long trong thời gian tới Thị trường xuất khẩu còn nhiều hạn hẹp Chất lượng sản phẩm thu hoạch còn thấp, chưa đồng đề Giá thành sản xuất t

NGHIÊN C ỨU CHẾ BIẾN KEFIR THANH LONG

Tác giả

TRẦN NGUYỄN THU TRANG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành

Công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Vương Thị Việt Hoa

Tháng 8 năm 2012

L ỜI CẢM TẠ

Con cảm ơn gia đình đã giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho con trong quá

trình học tập, đã chuẩn bị cho con những hành trang quý báu để bước vào đời

Tôi xin chân thành cảm ơn cô ThS Vương Thị Việt Hoa đã tận tình hướng dẫn,

nhắc nhở, sửa chữa những sai sót và không ngừng động viên, tạo điều kiện cho tôi

hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm thành phố

Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong

suốt 4 năm qua

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm tại phòng thí nghiệm I4, tôi đã được sự giúp

đỡ, tạo mọi điều kiện của các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Hóa Học trường Đại

học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minhcũng như sự giúp đỡ, góp ý của các bạn lớp DH08HH,

nhờ vậy tôi mới hoàn thành luận văn một cách tốt đẹp

Cảm ơn các thành viên lớp DH08HH đã nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ những buồn

vui, động viên tôi trong suốt 4 năm qua

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên vẫn không tránh khỏi những hạn chế về

kỹ thuật, kinh nghiệm, thời gian,….luận văn của tôi chắc không tránh khỏi những

thiếu sót Tôi mong nhận được những góp ý từ phía các thầy cô và các bạn để luận văn

được hoàn thiện hơn

Tp Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2012

Sinh viên

Trần Nguyễn Thu Trang

TÓM T ẮT

Đề tài “Nghiên cứu chế biến kefir thanh long” được tiến hành tại phòng thí

nghiệm I4 trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh thời gian từ 01/03/2012 đến 29/07/2012 với mong muốn xây dựng hoàn thiện quy trình chế biến kefir thanh long

Đề tài được thực hiện với4 thí nghiệm và đạt được các kết quả như sau:

1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của pha chế tỷ lệ dịch thanh long : nước lên quá trình lên men và chất lượng sản phẩm Kết quả cho thấy, việc lên men dịch thanh long với tỷ lệ pha chế thanh long : nước trước khi lên men là ¼ với thời gian lên men là 48 giờ cho kết quả cảm quan tốt nhất cũng như quá trình lên men đạt hiệu quả cao

2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đường lên quá trình lên men và

chất lượng sản phẩm Kết quả cho thấy, tỷ lệ đường thích hợp nhất cho quá trình lên men là 10% w/v

3 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng phối chế sản phẩm cho thấy sau khi lên men, thêm 0,1% v/v nước cốt chanh tạo được cảm quan tốt nhất

4 Thí nghiệm 4: Theo dõi chế độ thanh trùng và bảo quản sản phẩm Kết quả cho thấy, sản phẩm được sục ozone trong 5 phút, bảo quản ở nhiệt độ 4 – 60

C bảo

quảnđược trong thời gian 14 ngày

ABSTRACT

The thesis "Researching how to make Kefir with Dragon fruit” was conducted

in I4 laboratory, Department of Chemical Engineering and Processing, Nong Lam University in Ho Chi Minh City from March 01, 2012 to July 29, 2012 to build a complete processing to make Dragon kefir

Our thesis was performed with 4 experiments and received following results:

1 Experiment 1: To survey the effect of dragon fruit : water ratio and fermented time to acidity of product The result is dragon fruit : water ratio is 1 : 4 and fermented time is 48 hours for best feeling as well as fermentation efficiency high

2 Experiment 2: To survey the effect of sugar ratio before fermentation to the product qualitive The result of this experiment is 10% w/v sugar before fermentate will get a best quality

3 Experiment 3: Mix the fermented product with lemon juice 0,1% v/v lemon juice is the best choice

4 Experiment 4: Pasteurize and preserve product The result said that Pasteurize product with ozone in 5 minutes and preserve in 4 – 60C in 14 days

M ỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xi

Chương 1MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

Chương 2TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 3

2.1.1 Giới thiệu về cây thanh long 3

2.1.1.1 Nguồn gốc 3

2.1.1.2 Phân loại 3

2.1.1.3 Đặc điểm sinh học 5

2.1.1.4 Đặc điểm thực vật 6

2.1.1.4.1 Rễ 6

2.1.1.4.2 Thân, cành 6

2.1.1.4.3 Hoa 7

2.1.1.4.4 Quả và hạt 7

2.1.1.5 Giá trị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của thanh long 8

2.1.1.5.1 Giá trị dinh dưỡng 8

2.1.1.5.2 Giá trị sử dụng 8

2.1.1.6 Tình hình sản xuất và xuất khẩu thanh long 10

2.1.1.7 Tình hình nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ trái thanh long trong và ngoài nước 12

2.1.2 Kefir 12

2.1.2.1 Giới thiệu chung về kefir 12

2.1.2.2 Thành phần hạt giống Kefir 13

2.1.2.2.1 Hình dạng hạt Kefir 13

2.1.2.2.2 Hệ vi sinh vật trong hạt Kefir 14

2.1.2.3 Dinh dưỡng và những lợi ích về sức khỏe của các sản phẩm lên men từ hạt Kefir 17

2.1.2.4 Phương pháp chế biến và bảo quản hạt giống Kefir 17

2.1.2.4.1 Phương pháp bảo quản hạt Kefir 17

2.1.2.4.2 Phương pháp chế biến sữa chua Kefir 19

2.1.2.4.3Cơ sở khoa học quá trình lên men Kefir trong môi trường sữa 21

2.1.2.4.4 Hạt Kefir trong môi trường nước đường 26

2.1.2.4.5 Cơ sở khoa học của quá trình lên men Kefir trong môi trường nước đường 26

2.2 Giới thiệu sản phẩm nước quả lên men truyền thống 28

2.2.1 Khái quát 28

2.2.2 Quy trình sản xuất chung 30

2.2.3 Thuyết minh quy trình 31

Chương 3VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 33

3.2 Dụng cụ thí nghiệm và nguyên vật liệu 33

3.2.1 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 33

3.2.2 Hóa chất 33

3.2.3 Nguyên liệu 33

3.3 Phương pháp nghiên cứu 34

3.3.1.1 Quy trình 34

3.3.1.2 Thuyết minh quy trình 35

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 35

3.3.2.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm khảo sát độ chua sản phẩm theo thời gian lên men và tỷ lệ pha chế trước khi lên men 35

3.3.2.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm phối chế sản phẩm 39

3.3.2.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu chế độ thanh trùng sản phẩm bằng phương pháp sục ozone 40

3.4 Các phương pháp phân tích 41

3.5 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 41

Chương 4KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42

4.1 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm khảo sát độ chua sản phẩm theo thời gian lên men và tỷ lệ pha chế trước khi lên men 42

4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đường lên quá trình lên men và chất lượng sản phẩm 44

4.3 Thí nghiệm 3: Thí nghiệm phối chế sản phẩm với nước cốt chanh 47

4.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu chế độ thanh trùng sản phẩm bằng phương pháp sục ozone 48

4.5 Quy trình đề nghị 50

4.5.1 Quy trình lên men đề nghị 50

4.5.2 Thuyết minh quy trình 51

4.6 Đánh giá cảm quan sản phẩm 51

4.6.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm 51

4.6.2 Đánh giá thị hiếu 52

4.7 Tính toán giá thành sản phẩm 52

4.8 Kết quả kiểm tra vi sinh 53

Chương 5KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

5.1 Kết luận 54

5.2 Đề nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 58

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Thanh long ruột trắng vỏ đỏ 4

Hình 2.2: Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ 5

Hình 2.3: Thanh long ruột trắng vỏ vàng 5

Hình 2.4: Hạt kefir 13

Hình 2.5: Quy trình chế biến men giống kefir 19

Hình 2.6: Quy trình chế biến sữa chua Kefir 20

Hình 2.7: Sơ đồ tóm lược chuyển hóa các chất trong quá trình lên men sữa 22

Hình 2.8: Quy trình chuẩn bị men giống kefir trong nước đường 26

Hình 2.9: Quy trình sản xuất nước quả lên men 30

Hình 3.1: Quy trình nghiên cứu chế biến nước kefir thanh long 34

Hình 3.2:Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 37

Hình 3.3:Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 38

Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 39

Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 40

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn độ chua (0 T) sản phẩm theo thời gian 43

Hình 4.2: Sự thay đổi của 0 T theo sự thay đổi hàm lượng đường 45

Hình 4.3: Sự thay đổi của 0 Br theo sự thay đổi hàm lượng đường 46

Hình 4.4: Điểm cảm quan Thí nghiệm 3 47

Hình 4.5: Sự thay đổi độ chua theo chế độ thanh trùng 48

Hình 4.6: Quy trình đề nghị chế biến kefir thanh long 50

DANH SÁCH CÁC B ẢNG

Trang

B ảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long Bình Thuận 8

Bảng 2.2 Kim ngạch xuất khẩu thanh long của Bình Thuận (2004 – 2006) 10

Bảng 2.3: Các vi sinh vật có trong hạt Kefir (Oberman H và cộng sự, 1998) 14

B ảng 2.4: Một số vi khuẩn lên men lactic 16

Bảng 2.5: Một số nấm men 16

Bảng 2.6: Biến đổi các thành phần từ sữa tạo thành sữa chua Kefir (Kefir) 24

B ảng 4.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ pha chế dịch trước lên men đến 0 Br, 0T, chất lượng cảm quan 42

B ảng 4.2: Sự thay đổi độ Brix, độ chua và chất lượng cảm quan theo sự thay đổi hàm lượng đường 45

Bảng 4.3: Bảng khảo sát cảm quan mẫu phối chế với acid citric 47

B ảng 4.4: Độ chua và chất lượng cảm quan của sản phẩm sau khi thanh trùng 48

Bảng 4.5: Bảng giá trị trung bình cảm quan cho điểm của sản phẩm 50

Bảng 4.6: Bảng giá nguyên liệu sản xuất 51

Việt Nam có nhiều loại trái cây phổ biến theo từng mùa vụ Tuy nhiên, nhờ kỹ thuật chọn giống phát triển và trồng trái mùa nên nhiều loại trái cây có quanh năm Chính lượng trái cây này đã tạo ra nguồn thu nhập khá lớn cho ngành nông nghiệp Lượng trái cây này không chỉ cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài và thu được giá trị cao Tuy nhiên, sản phẩm chế biến từ trái cây

của nước ta chưa nhiều và chưa phát triển mạnh

Hiện nay, để nâng cao giá trị của trái cây, giảm tồn dư trái cây sau thu hoạch thì việc nghiên cứu, chế biến các sản phẩm từ trái cây là một nhu cầu cần thiết Khi kỹ thuật chế biến trái cây phát triển sẽ góp phần đa dạng hóa sản phẩm, mở rộng nguồn tiêu thụ trong và ngoài nước, góp phần mang lại nguồn thu nhập cao và ổn định cho người nông dân và nhà sản xuất

Thanh long là một loại trái cây ngon, bổ, rất phổ biến ở nước ta Loại trái cây này

có quanh năm, tuy nhiên thời gian bảo quản của thanh long khá ngắn, trong điều kiện

100C, thanh long có thể được bảo quản gần 2 tuần tuy nhiên, giá trị cảm quan, chất lượng và màu sắc giảm đi rất nhiều điều này dẫn đến sự giảm giá trị về mặt kinh tế, thất thoát nguồn thu đáng kể Do đó, song song với việc nghiên cứu tìm ra phương

pháp bảo quản thanh long hiệu quả thì việc nghiên cứu các phương pháp chế biến từ loại trái cây này cũng rất quan trọng

Hiện nay, trên thị trường cũng đã xuất hiện các sản phẩm nước giải khát từ thanh long: mật thanh long, nước ép thanh long, thạch thanh long….Tuy nhiên, những sản phẩm này còn quá ít so với yêu cầu thị trường

Do đó, để đáp ứng một phần nhu cầu này cũng như góp phần đa dạng hóa các sản

phẩm từ thanh long, được sự đồng ý của Bộ môn Công nghệ hóa học – trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế biến

kefir thanh long” dưới sự hướng dẫn của Th.S Vương Thị Việt Hoa

1.3 N ội dung nghiên cứu

Kefir trái cây được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với mục tiêu giải quyết được các vấn đề:

• Khảo sát tỷ lệ dịch thanh long : nước phù hợp cho quá trình lên men

• Khảo sát thời gian lên men phù hợp

• Khảo sát tỷ lệ đường phù hợp cho quá trình lên men

• Khảo sát tỷ lệ phối chế phù hợp

• Khảo sát quá trình thanh trùng và bảo quản sản phẩm

• Xây dựng được quy trình chế biến kefir thanh long

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Giới thiệu về cây thanh long

2.1.1.1 Ngu ồn gốc

Cây thanh long (ruột trắng) có tên khoa học là Hylocereus undatus, thuộc họ

xương rồng (Cactaceae), bộ Cẩm chướng (Caryophyllales), lớp hai lá mầm (Dicotyledoneae), ngành th ực vật hạt kín (Angiospermatophyta), tên tiếng Anh là

Pitahaya hay Dragon fruit

Thanh long có nguồn gốc ở Trung và Nam Mỹ, trong các cánh rừng tự nhiên Thanh long được du nhập vào Việt Nam ở Nam Trung Bộ (Bình Thuận) vào thế kỷ XVI, vào Long An đầu thế kỷ XX Trước đây thanh long được trồng như một loại cây

cảnh ăn trái trong gia đình Quả thanh long được xuất khẩu lần đầu vào năm 1989 Cùng với sự phát triển của cây ăn quả, sự chuyển dịch cơ cấu cây trồng, diện tích trồng thanh long đã tăng nhanh, nhất là ở Bình Thuận, Long An, Tiền Giang (Phan Kim

Hồng Phúc, 2002)

2.1.1.2 Phân loại

Trên thế giới, thanh long có nhiều loại khác nhau:

Thanh long vàng: có vỏ vàng và thịt trắng có nguồn gốc ở Trung và Nam Mỹ, được trồng với diện tích giới hạn tại Colombia, quả được xuất khẩu sang Châu Âu và Canada

Thanh long đỏ, có vỏ màu đỏ, thịt quả có nhiều màu khác nhau tùy giống, từ trắng, hồng, đỏ: và đỏ đậm giống quả có vỏ đỏ, ruột đỏ được trồng phổ biến tại Nicaragoa và Glutemala có thị trường lớn ở Châu Âu và Châu Mỹ (Obregon, 1996)

Theo “Báo cáo tình hình sản xuất và xuất khẩu thanh long năm 2006” thì ở nước

ta hiện nay trồng chủ yếu 2 loại thanh long: thanh long ruột trắng vỏ đỏ và thanh long

ruột đỏ vỏ đỏ

Thanh long ruột trắng vỏ đỏ là giống thanh long chính ở Việt Nam, nổi tiếng nhất với dòng thanh long Bình Thuận và Chợ Gạo – Tiền Giang Quả khá to (từ 300g đến hơn 1 kg), vỏ màu hồng hoặc đỏ sẫm, trên vỏ quả có những vảy dài, màu xanh, phân

bố đều khắp gọi là tai, khi quả chín, vỏ có thể bóc đi dễ dàng như vỏ chuối, thịt quả là một khối trắng như thạch, có nhiều hạt đen nhỏ, rải rác trong thịt quả, số lượng nhiều

và không thể loại bỏ

http://dntm.vn/news/uploads/news/2012_01/thanhlong.jpg

Hình 2.1: Thanh long ruột trắng vỏ đỏ Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ: trái có màu đỏ hồng, tai cứng, thẳng, ruột đỏ, hột đen,

độ ngọt và hàm lượng vitamin C đều cao hơn thanh long ruột trắng Trọng lượng trung bình khoảng 0,5 Kg/trái với giá bán lẻ cao gấp 3 – 4 lần thanh long ruột trắng

Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ có 2 giống khác nhau: Thanh long ruột đỏ giống Đài Laon và thanh long ruột đỏ được lai tạo từ thanh long ruột trắng Việt Nam với thanh long có nguồn gốc từ Colombia Từ năm 2006, thanh long ruột đỏ đã được bày bán tại các chợ tại Thành phố Hồ Chí Minh và Bình Thuận

http://dragon-fruit.biz/files/2012/05/pitaya.jpg

Hình 2.2: Thanh long ruột đỏ vỏ đỏ

Ít phổ biến hơn là thanh long ruột trắng vỏ vàng: sinh trưởng mạnh hơn giống

ruột đỏ, trái dạng tròn, kích thước trung bình, vỏ trái nhiều tai, thịt trái trắng ngà, hạt nhiều, to và có màu đen

Cả 2 giống thanh long và và thanh long ruột đỏ đều ra hoa sớm hơn thanh long ruột trắng 30 – 45 ngày, hoa nhiều nhưng tỷ lệ thụ phấn thấp

http://www.jmgkids.us/media/dragon_fruit_yellow.jpg

Hình 2.3: Thanh long ruột trắng vỏ vàng Ngoài các giống thanh long trên, Viện cây ăn quả miền Nam còn du nhập một số giống thanh long: A1, B1, VN, C1A15, C1A16….đang được khảo sát tại Viện (http://www.axis.com)

hợp dài ngày, vì thế, nếu bị che nắng thân cây sẽ ốm yếu và lâu cho quả Trong điều kiện chiếu sáng tốt, cây cho hoa từ tháng 4 đến tháng 9 và tập trung nhiều nhất ở tháng

5 đến tháng 7 khi ngày dài hơn đêm Từ tháng 10 đến tháng 2, muốn cây ra quả, người dân thường dùng đèn chiếu sáng để cây ra hoa (Phan Kim Hồng Phúc, 2002)

Thanh long mọc được trên nhiều loại đất khác nhau: đất xám bạc màu (Bình Thuận), đất phèn (Cần Giờ), đất đỏ Latarol (Long khánh, Đồng Nai) Chúng có khả năng thích ứng với các độ chua khác nhau của đất.Khi trồng thanh long nên chọn các chân đất có tầng đất dày tối thiểu 30 – 50 cm Và để có năng suất cao nên tưới nước,

giữ ẩm cho cây vào mùa nắng Các loài cây thuộc họ Xương rồng chịu hạn giỏi nhưng

chịu mặn kém, do vậy, đã có hộ dân ở Cần Giờ trồng thử nghiệm thanh long trên đất bị nhiễm mặn 0,8% có cải tạo tầng mặt, mùa khô không tưới nước cây vẫn phát triển được (Nguyễn Thị Ngọc Ân, 1999)

rễ sẽ hóa bần làm giảm sự dẫn nước khoảng 10 lần để ngăn chặn sự mất nước vào đất thông qua rễ, khi đất ẩm, rễ sẽ mọc lại dễ dàng

Rễ khí sinh mọc dọc theo thân cây, phần trên không là các vòi để bám vào trụ, những rễ khí sinh gần mặt đất lại ăn xuống đất để nuôi cây

2.1.1.4.2 Thân, cành

Thanh long ở nước ta có thân cành trườn bò trên trụ đỡ Trong khi một số nước

trồng loại thanh long thân cột, thân chứa nhiều nước nên có thể chịu hạn trong thời gian dài Thân, cành thường có 3 nhánh dẹp, xanh, hiếm khi có 4 cánh Ở nước khác đôi khi có loại 3, 4, 5 cánh

Tiết diện ngang cho thấy có 2 phần: bên ngoài là nhu mô diệp lục, bên trong là loãi cứng hình trụ, mỗi cành chia làm nhiều thùy, có chiều dài 3 – 4 cm, đáy mỗi thùy

có 3 – 5 gai ngắn, chúng sử dụng CO2để quang hợp theo hệ CMA (Crussulacean Acid Metabolism) là một hệ thích hợp cho các cây mọc vùng sa mạc Mỗi năm cây cho từ 3 – 4 đợt cành, khoảng thời gian giữa 2 đợt ra cành là 40 – 50 ngày, đợt cành thứ nhất là cành mẹ của đợt cành thứ 2 và cứ thế xếp từng lớp trên đầu trụ Cây 1 tuổi có khoảng

30 cành, 2 tuổi có 70 cành, 5 tuổi nên duy trì 150 – 170 cành sẽ cho trái to

2.1.1.4.3 Hoa

Hoa thanh long thuộc loại hoa lưỡng tính, to, màu trắng hoặc vàng nhạt, chiều dài trung bình từ 25 – 35 cm Mỗi năm hoa nở rộ 4 – 6 đợt, xuất hiện vào giữa tháng 3

âm lịch và kéo dài đến hết tháng 10 Hoa thường nở tập trung đồng loạt vào lúc 20 –

23 giờ, từ khi nở đến khi tàn là 2 ngày Còn từ khi xuất hiện nụ đến khi hoa tàn khoảng

20 ngày (Phan Kim Hồng Phúc, 2002)

so với nhiều loại quả nhiệt đới như: xoài, sầu riêng, dứa, chuối thông thường các loại

quả này phát triển cần 85 – 140 ngày

Quả thanh long có hình bầu dục, có nhiều tai lá xanh do phiến hoa còn lại Đầu

quả hõm sâu tạo thành hốc mũi Khi còn non, vỏ quả màu xanh, lúc chín chuyển qua

đỏ tím rồi đỏ đậm Đa số thanh long trồng ở miền Nam Việt Nam là loại thanh long ruột trắng Gần đây ở Phủ Quỳ, Nghệ An đã trồng thử nghiệm thanh long ruột đỏ bước đầu cho kết quả khả quan

Hạt quả thanh long có màu đen, mềm và xốp, kích thước từ 1 – 2 mm Khối lượng hạt chiếm khoảng 4% khối lượng quả

2.1.1.5 Giá tr ị dinh dưỡng và giá trị sử dụng của thanh long

2.1.1.5.1 Giá trị dinh dưỡng

Quả thanh long có hàm lượng dinh dưỡng cao (Trần Đức Ba, 2000) Thanh long

là loại quả ít sinh năng lượng, có chứa vitamin C, vitamin PP và chứa nhiều loại khoáng khác nhau: Ca, Mg, K, P, Fe,…

Thành phần dinh dưỡng của trái thanh long thay đổi tùy theo giống, phân bón,

chế độ chăm sóc và thời gian thu hái Tuy nhiên, nhìn chung, hàm lượng đường trung bình trong trái chiếm khoảng 11,5%, acid hữu cơ 0,13% (Nguyễn Văn Kế, 1997) Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long Bình Thuận

Thanh long có thành phần chất xơ rất cao, trung bình 100 gram chứa 0,7-0,9 gam

chất xơ, rất tốt cho cơ thể, đặc biệt là cholesterol, tốt cho tiêu hóa, hạn chế táo bón giải độc cơ thể Mỗi ngày một người nên ăn khoảng 20-30 gam chất xơ, đây là mức tối ưu

có thể giúp ngăn ngừa nhiều loại bệnh nan y như ung thư, bệnh tim, tiểu đường … Ngoài chất xơ, thanh long cũng giàu chất beta carotene, đây là một chất giúp cho cơ

thể chuyển hóa thành vitamin provitamin, giúp loại bỏ các tế bào mà không dẫn đến nhiễm trùng

• Chất béo:

Thanh long có nhiều hạt nhỏ như hạt mè đen, đây là nơi để giữ chất béo và cholesterol, chất béo bão hòa có thể được xem là một trong những chất béo tốt, giúp làm giảm cholesterol xấu trong máu và làm tăng cholesterol tốt Một sản phẩm thanh long (tương đương với một trái thanh long kích thước trung bình) có chứa tới 60 calo,

14 calo của việc này là chất béo không bão hòa, 9 gram cabohydrate, cộng với có một thanh long có chứa 60 mg natri và 2 gram protein

Đã có nhiều bác sĩ đưa ra lời khuyên: Mỗi ngày nên ăn 1 - 2 trái thanh long, bạn

sẽ đẩy lùi nhiều bệnh

Quả thanh long với hàm lượng vitamin C cao, chất khoáng và chất xơ được sử

dụng để ăn tươi rất ngon mát và bổ dưỡng, không những thế còn được sử dụng để chữa bệnh Theo y học cổ truyền, ăn thanh long giúp cơ thể khỏe mạnh, da được cải thiện,

giảm huyết áp, giảm béo phì, nhuận tràng và giải nhiệt

Ở Colombia có giống thanh long vỏ vàng có chất Captin được dùng làm thuốc

trợ tim ở Nicaragoa và Glutemala có giống thanh long ruột đỏ có chứa nhiều Lycopene là chất chống oxy hóa được biết đến để phòng chống bệnh ung thư, tim mạch và bệnh cao huyết áp

Hoa thanh long khi đã kết trái bằng ngón chân cái, ta có thể cắt để xào thịt, nấu canh như một loại rau sạch Ăn hoa thanh long tốt cho tiêu hóa, mát và an thần

Ngoài ra, thanh long còn có tác dụng chống táo bón, bổ mắt, tăng canxi trong xương, chống thiếu máu

Bên cạnh sử dụng ăn tươi, thanh long ruột đỏ còn sử dụng chế biến nước quả, rượu trái cây, kẹo, mứt….gần đây, vỏ thanh long đang được nghiên cứu để phân lập màu của vỏ quả để làm chất màu thực phẩm

2.1.1.6 Tình hình s ản xuất và xuất khẩu thanh long

Ở Việt Nam, thanh long chủ yếu dùng làm thức ăn tươi và bảo quản lạnh xuất

khẩu Hiện nay, cả nước có 3 vùng sản xuất thanh long lớn là Bình Thuận, Chợ Gạo –

Tiền Giang, Châu Thành – Long An

Bình Thuận là vùng sản xuất thanh long lớn nhất cả nước Trái thanh long Bình Thuận đã được đăng bạ tên gọi xuất xứ hàng hóa tại Việt Nam và là sản phẩm thứ 4

của cả nước được trao quyết định đăng bạ xuất xứ hàng hóa, sau sản phẩm cà phê Đăk Lăk, bưởi Phúc Trạch và nước mắm Phú Quốc Diện tích và sản lượng thanh long tại Bình Thuận tăng đều trong những năm gần đây Đến cuối năm 2006, diện tích trồng thanh long của tỉnh là 6.800 hecta, với sản lượng 120.000 tấn, trong đó, tập trung chủ yếu ở 2 huyện: Hàm Thuận Bắc và Hàm Thuận Nam Xuất khẩu trực tiếp của các doanh nghiệp trong tỉnh năm 2006 đạt 22.248 tấn, đạt trị giá 13,5 triệu USD Thị trường xuất khẩu chính của trái thanh long là các nước châu Á, nhiều nhất là Đài Loan, Hồng Kông, còn lại là Singapore, Malaysia, Trung Quốc Tuy nhiên, qua các chương trình khảo sát, thị trường Trung Quốc tiêu thụ rất lớn sản phẩm thanh long xuất khẩu của Bình Thuận nhưng chủ yếu là các sản phẩm bán tại biên giới của Việt Nam và

xuất sang Trung Quốc qua đường xuất khẩu tiểu ngạch Trong đó, thị trường châu Âu ngày càng được mở rộng, nhất là thị trường Đức, Hà Lan

Bảng 2.2: Kim ngạch xuất khẩu thanh long của Bình Thuận (2004 – 2006)

Dự báo đến năm 2010, xuất khẩu thanh long của Bình Thuận đạt 110.000 tấn với kim ngạch xuất khẩu bình quân hàng năm đạt từ 50 – 60 triệu USD (Sở Thương mại Bình Thuận, trích dẫn bởi http:// www.viettrade.gov.vn, 29/05/2007)

Vùng sản xuất thanh long Tiền Giang:

Ở Tiền Giang, thanh long được trồng tập trung tại xã Quơn Long, Đăng Hưng Phước, Mỹ Tịnh An, Thanh Bình, Trung Hòa, Tân Bình Thạnh… thuộc huyện Chợ

Gạo Hiện nay, tỉnh có khoảng 2.000 hecta thanh long trong đó, huyện Chợ Gạo có 1.700 hecta với sản lượng hàng năm đạt từ 40.000 đến 50.000 tấn

Vùng sản xuất thanh long Long An:

Nổi tiếng nhất về trồng thanh long ở tỉnh Long An là huyện Châu Thành Thanh long Châu Thành đã có một thời lên ngôi nữ hoàng nhưng trong một thời gian dài do

kỹ thuật canh tác lạc hậu, làm thanh long Châu Thành không giữ được vị trí như xưa Thanh long là một loại cây ăn trái dễ trồng, hiệu quả kinh tế cao Theo như dự

kiến đến năm 2010, diện tích trồng cây thanh long cả nước sẽ đạt đến 14,3 nghìn hecta

và sản lượng ước đạt khoảng 236,5 nghìn tấn Điều đó cho thấy chiến lược phát triển kinh tế nông nghiệp của nước ta (http:// www.argo.vn/newsdetail.asp?targetID=2514) Tuy nhiên, thanh long xuất khẩu của nước ta hiện nay ở dạng tươi, chưa có công nghệ nào thực hiện được việc chế biến các sản phẩm từ thanh long, điều này gây khó khăn cho công nghệ sau thu hoạch thanh long ở nước ta (Sở thương mại và Du lịch Bình Thuận, 06/02/2004)

Thanh long được phân loại tùy theo nhu cầu của thị trường nhưng thông thường

có thể chia theo 4 loại theo trọng lượng:

va chạm cơ học hay vết côn trùng phá hoại

Nhìn chung, hoạt động sản xuất và xuất khẩu thanh long Bình Thuận đang bộc lộ

một số hạn chế và khó khăn sau:

Hoạt động xuất khẩu chưa tương xứng với sản xuất giá thanh long xuất khẩu liên tục giảm, giá bình quân đạt 467 USD/tấn (năm 2001), 374 USD/tấn (năm 2002) và 352USD/tấn (năm 2003) Đây là thách thức lớn trong việc xuất khẩu thanh long trong

thời gian tới

Thị trường xuất khẩu còn nhiều hạn hẹp

Chất lượng sản phẩm thu hoạch còn thấp, chưa đồng đề

Giá thành sản xuất thanh long còn cao

Thiếu liên kết, hợp tác giữa các doanh nghiệp xuất khẩu, các đầu mối tiêu thụ và nông dân (Sở thương mại và Du lịch Bình Thuận, 06/02/2004)

2.1.1.7 Tình hình nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ trái thanh long trong và ngoài nước

Trong nước, thanh long đa số chỉ được tập trung bảo quản sau thu hoạch để xuất

khẩu, tuy nhiên, hiện nay ở một số doanh nghiệp đã phát triển các sản phẩm thanh long đóng hộp, thanh long nước đường, nhưng chất lượng và sản lượng xuất khẩu còn hạn

chế Các sảm phẩm chế biến từ trái thanh long chủ yếu là các nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm, chưa được đưa ra sản xuất với quy mô lớn

Ở nước ngoài, việc chế biến thanh long: đã được triển khai nhưng với quy mô

nhỏ: sản xuất bánh ngọt nhân thanh long, sữa chua thanh long…

2.1.2 Kefir

2.1.2.1 Giới thiệu chung về kefir

Là loại nấm vi khuẩn có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm nhiều loài vi khuẩn và nấm men được chứng minh là rất có lợi cho sức khỏe Dân

miền núi Caucasus thuộc nước Xô Viết cũ – nguyên quán của Kefir – đã bào chế nó từ

sữa của các sinh vật khác nhau và Kefir được lên men tự nhiên trong những túi da thú Theo Oberman H và Libudiziz Z (1998) đầu tiên người ta lên men sữa thành Kefir trong các túi bằng da thú hoặc bằng bồn gỗ sồi Đến cuối thế kỷ 19, Kefir trở thành sản phẩm quen thuộc của dân các nước vùng Đông Âu (Nga, Ucraina, Balan, Czech, Hungari…) và các nước vùng Scandinavia Tuy nhiên, để sản xuất sản phẩm Kefir cho mục đích thương mại mà vẫn giữ được chất lượng như sản phẩm truyền thống là một điều không dễ dàng vì theo truyền thống thì người ta không sử dụng

những vật dụng bằng kim loại trong quá trình chế biến, mà chỉ sử dụng từ các dụng cụ

bằng gỗ, đất sét hoặc da thú Đến 1950, một phương pháp sản xuất Kefir mới đã được công nhận về chất lượng đó là phương pháp lên men có khuấy trộn

Từ loại Kefir ban đầu chỉ sống trong môi trường sữa, người ta đã thử nghiệm nuôi giống Kefir này trong môi trường nước trái cây và đường Sau một thời gian, chúng cũng phát triển và sinh sản bình thường Do đó, hiện nay có hai loại Kefir, một

loại có vị ngọt được lên men trong môi trường nước trái cây và đường, một loại được lên men từ sữa Hệ vi sinh vật sử dụng trong sản phẩm từ Kefir bao gồm vi khuẩn lactic và nấm men Chúng cùng phát triển cộng sinh trên các môi trường nuôi cấy có đầy đủ các dưỡng chất Do đó, các loại sản phẩm Kefir có vị chua nhẹ đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men

2.1.2.2 Thành phần hạt giống Kefir

2.1.2.2.1 Hình d ạng hạt Kefir

Trong sản xuất các loại sản phẩm lên men từ hạt Kefir, người ta sử dụng tổ hợp

giống vi sinh vật dưới dạng hạt Kefir (gọi là Kefir Grains) Các hạt Kefir có màu từ

trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và thường kết thành chùm với nhau tạo

ra hình dạng tương tự hoa Chou-fleur với đường kính trung bình 0,3÷2cm Hạt Kefir là

phức hệ vi sinh vật gắn với nhau bởi chất polisaccharide Giống này bao gồm vi khuẩn

lactic (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc…) và nấm men Đôi khi ta còn tìm thấy vi khuẩn A.aceti và A.racens cùng các vi sinh vật khác tổ chức thành khối cầu vi sinh vật Tuy vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn nhưng từ hàng nghìn năm qua, sự tiêu thụ đã chứng minh được rằng hệ vi sinh vật trong Kefir là không gây bệnh mà còn

có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh như Salmonella hay

Shingella

Polisaccharide chủ yếu gồm vật chất hòa tan được biết là Kefiran và L.Kefir sản

sinh ra polisaccharide này Chúng là một phần của hạt, nếu không có sự hiện diện của chúng thì hạt Kefir không thể hình thành Ngoài tế bào vi sinh vật, hạt Kefir còn chứa protein (chiếm khoảng 30% tổng chất khô) và carbohydrate (25÷50%)

Như vậy từ một số thông tin đã đưa ra thì thành phần hợp thành của hạt giống Kefir là phức protein polisaccharide béo Thành phần hạt giống sấy khô đông lạnh với hàm ẩm 3,5% được tìm thấy bao gồm: béo: 4,4%, tro:12,1%, Muco-polisaccharide

(Kefiran): 45,7%, protein tổng số: 34,3% gồm có: protein không hòa tan: 27%, protein hòa tan:1,6% và acid amin tự do là 5,6%

http://www.uphinh.vn/image/stream/213279.jpg

Hình 2.4: Hạt kefir 2.1.2.2.2 H ệ vi sinh vật trong hạt Kefir (Kefir Grains)

Nhóm vi khuẩn lactic Lactobacillus chiếm khoảng 65÷80% tổng số vi sinh vật

trong hạt Kefir Chúng gồm những loài ưa ẩm và ưa nhiệt thực hiện quá trình lên men

lactic theo cơ chế lên men đồng hình lẫn dị hình Nhóm vi khuẩn lactic Lactococcus

chiếm 20% tổng số tế bào, Bacillus: 69%, Streptococcus 11÷12%

Riêng nấm men chiếm 5÷10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loài lên men được lẫn không lên men được đường lactose Các loài nấm men lên men được đường lactose thường được tìm thấy tại các vị trí gần bề mặt hạt Kefir Ngược lại, các loài nấm men không lên men được đường lactose lại tìm thấy tại các vị trí sâu bên trong tâm hạt

Bảng 2.3:Các vi sinh vật có trong hạt Kefir (Oberman H và cộng sự, 1998)

Vi khu ẩn

Lb.cellobiosus Lb.acidepphilus Lb.Kefir

Lb.casei ssp.alactosus Lb.casei ssp.rhamnosus Lb.helviticus.ssp.lactic Lb.delbruevii.ssp.lactic Lb.paracasei.ssp.paracasei Lb.casei

Lb.lactics Lb.plantarum Lb.delbrueckii.ssp.hulgaricus Lb.fructivorans

Lb.hilgardii Lb.kefiranofaciens Lb.kefirgarnum.sp.nov Lb.parakefir.sp.nov Streptococcus S.thermophilus

S.lactic S.filant S.durans Lactococcus Lc.lactic.ssp.lactic

Lc.lactic.ssp.lactic var diacetylactic Lc.lactic.ssp.cremoris

Leuconostoc Leuc.mesesteroides.ssp.dextranicum

Leuc.mesenteroides.ssp.cremoris Acetobacter Acetobacters casei

Acetobacters rasens

Nấm men

K.marxinnus.sp.bulgericus K.morxianus.ssp.marxianus

S.cerevisiae S.florentinus S.globosus S.unisporus S.carlsbergensis S.ssp.torulopsis holmii

C.pseudotropicalis C.tenuis

C.rancens

Một số loài vi khuẩn và nấm men quan trọng trong hạt Kefir (Kefir Grains)

Bảng 2.4:Một số vi khuẩn lên men lactic

Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là 10o

Phát triển ở nhiệt độ thấp

hơn Streptococcus lactic:

tối ưu là 25÷30o

C, tối đa 35÷380C

Hansenula

Giống này tạo thành màng trên các dịch chứa đường Trên bề mặt nước nho chúng phát triển khá nhanh, tạo màng sau 2÷3 ngày và lắng

cặn, đồng thời lên men rượu, tích tụ được 2÷3% cồn Trong dịch

đường Hansenula phát triển và lên men nhẹ, nhưng đồng thời oxy

hóa đường và rượu (khi môi trường có nồng độ rượu dưới 13%) và

đủ oxy Nó còn oxy hóa đường sót, rượu, acid hữu cơ làm cho pH môi trường chuyển từ acid sang kiềm Trong quá trình phát triển,

Hansenula có thể chuyển hóa đường thành rượu etylic, butyric,

amylic, thành các acid acetic, succinic, butyric, các ester bay hơi (đặc

biệt là etyl acetat) làm cho dịch lên men có mùi thơm riêng biệt

Kloeckera

apiculata

Giống men này khi trưởng thành có các hình dáng ovan, elip và dài Kích thước tế bào không lớn: 3÷4,5*5÷11µm Loài nấm men này thường có trên quả có đường (trong đó có nho) Nó có đặc điểm là sinh sản rất nhanh so với các loài khác (so với men rượu vang nhanh

gấp 2 lần) và ở 35o

C ngừng sinh sản, ở 45o

C chúng bị chết Điều này giải thích được ở giai đoạn đầu lên men, nó đóng vai trò chủ yếu

2.1.2.3 Dinh dưỡng và những lợi ích về sức khỏe của các sản phẩm lên men từ hạt Kefir

Bên cạnh những vi khuẩn có lợi và nấm men, Kefir còn chứa nhiều khoáng chất

và những acid amin cần thiết giúp chữa bệnh và duy trì các chức năng cho cơ thể Các protein hoàn chỉnh trong Kefir được tiêu hóa hoàn toàn, vì thế cơ thể hấp thu một cách

dễ dàng Tryptophan là một trong những acid amin cần thiết rất phong phú trong Kefir,

có tác dụng xoa dịu hệ thống thần kinh Kefir rất giàu Ca và Mg, là những chất quan trọng cho một hệ thần kinh khỏe mạnh, nếu dùng Kefir thường xuyên sẽ có tác dụng

tốt cho hệ thần kinh

Kefir cung cấp một lượng lớn phospho, đây là khoáng chất cần thiết thứ hai trong

cơ thể con người, nó giúp sử dụng carbohydrat, chất béo, protein giúp tế bào phát triển

tốt, duy trì và cân bằng năng lượng

Kefir rất giàu vitamin B12, B1 và vitamin K Đây là một nguồn Biotin tuyệt vời giúp cơ thể hấp thu những loại vitamin khác như acid folic, acid pantothenic và B12

Nếu dùng Kefir một cách thường xuyên sẽ có nhiều lợi ích rất lớn Một số thông tin cho rằng nhờ nó mà người ta đã trị được các bệnh rối loạn đường tiêu hóa, bệnh đau thắt dạ dày, viêm ruột mãn tính và những bệnh về gan, mật, thận, bàng quang Nước quả lên men Kefir không những là một món ăn bổ dưỡng vì chứa nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: đường, protein, khoáng chất, vitamin…mà nó còn chứa một lượng khổng lồ nhũ khuẩn đối kháng với nhưng vi trùng gây bệnh đã rõ ràng cấu tạo

2.1.2.4 Phương pháp chế biến và bảo quản hạt giống Kefir

2.1.2.4.1 Phương pháp bảo quản hạt Kefir

Hiện nay có rất nhiều thông tin khác nhau cho việc chăm sóc và bảo quản giống Kefir Cách đơn giản nhất là làm khô chúng bằng không khí rồi gói trong giấy và giữ

nơi khô mát, những hạt này vẫn có thể hoạt động tốt sau một hay nhiều năm Sau đó, ngâm chúng vào nước, lọc sạch và thả vào một tách sữa để yên trong vài ngày, chúng

C khi bạn không muốn nó lên men Tốt nhất nên thay sữa mỗi tuần

để giữ giống và nuôi chúng luôn hoạt động Ngoài ra, có một cách trữ giống khác là đặt nó trong tủ đông một thời gian dài mà không có vấn đề gì đến việc tái kích hoạt

giống

Thông thường, có 2 cách để bảo quản giống kefir được lâu dài:

Cách 1: Hạt Kefir sau khi sử dụng tiếp tục cho vào bình thủy tinh đựng sữa tiệt trùng (có thể là sữa có đường hoặc không đường), sau đó cất vào tủ lạnh Cứ vài ngày lại thay sữa một lần

Ưu điểm: đơn giản, dễ làm, hạt Kefir phát triển nhanh, mạnh hơn so với cách 2 Nhược điểm: tốn kém (do phải thay sữa liên tục), bảo quản được ít thời gian hơn (khoảng vài tháng) sau đó, các vi sinh vật trong hạt Kefir sẽ tự chết (không còn hoạt động nếu đem vào quy trình chế biến)

Cách 2: Hạt Kefir sau khi sử dụng đem rửa thật sạch, phơi khô ngoài không khí, sau đó, bỏ vào sữa bột khô, gói vào lớp giấy thật sạch cất tủ lạnh Hàng tháng phải thay lớp sữa bột một lần

Ưu điểm: hạt Kefir sẽ sống lâu hơn (khoảng vài năm) so với cách 1, đỡ tốn kém hơn

Nhược điểm: trong quá trình nuôi Kefir trong sữa bột thì gần như là các vi sinh vật trong hạt Kefir sẽ bị vô hoạt hoàn toàn (nghĩa là trong trạng thái “chết giả”), nếu

muốn hạt Kefir có thể hoạt động trở lại bình thường thì phải mất khoảng vài tuần nuôi trong môi trường sữa Tốn nhiều thời gian hơn so với cách 1

2.1.2.4.2 Phương pháp chế biến sữa chua Kefir

• Chu ẩn bị men giống Kefir

Hình 2.5:Quy trình chế biến men giống kefir

• Thuyết minh quy trình Môi trường chuẩn bị giống: Sữa tươi, sữa gầy hoặc sữa hoàn nguyên Hàm lượng

chất khô trong môi trường khoảng 11÷12% Sữa được thanh trùng ở 90÷95o

C trong thời gian 30÷45 phút (thời gian thanh trùng kéo dài nhằm bất hoạt enzyme và ức chế đến mức tối thiểu sự có mặt của vi sinh vật lạ trong môi trường để giúp cho giống phát triển tốt và không bị tạp nhiễm), sau đó đưa về 22÷24oC để chuẩn bị cấy giống Ở đây

sử dụng sữa tiệt trùng của Vinamilk

Cấy giống: sử dụng hạt Kefir với lượng ban đầu 5% theo khối lượng, quá trình nhân giống cũng được thực hiện ở nhiệt độ phòng (23÷25o

C) Do hạt Kefir có kích thước lớn nên chúng thường bị chìm xuống dưới đáy nên cần phải khuấy trộn môi trường trong thời gian 10÷15 phút sau mỗi 2÷5 giờ Quá trình nhân giống kết thúc khi

pH môi trường giảm xuống còn 4,5

Lọc: khi đạt pH yêu cầu, canh trường được lọc Hạt Kefir được xử lý bằng cách

rửa trong nước vô trùng ở nhiệt độ thấp (6÷10oC) để loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt

Hạt Kefir 5%

w/v

hạt (có thể sử dụng sữa gầy vô trùng đểrửa hạt) Hạt Kefir đã qua rửa sạch và bảo quản trong nước vô trùng hoặc dung dịch muối NaCl 0,9% Khi cần nhân giống cho mẻ tiếp theo sử dụng tiếp hạt Kefir trên để nhân 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 Kefir Quá trình nhân giống cũng được thực hiện ở 25÷30o

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)

• Quy trình chế biến sữa chua Kefir (Kefir)

Hình 2.6: Quy trình chế biến sữa chua Kefir

• Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu: sữa có chất lượng tốt, không chứa chất kháng sinh và đạt các mức chỉ tiêu về vi sinh Hàm lượng chất béo có thể thay đổi tùy theo thị hiếu người tiêu dùng, sản phẩm sữa chua Kefir thường có hàm lượng chất béo từ 2,5÷3,5% Trong quy trình này, nguyên liệu chính được sử dụng là sữa tiệt trùng của Vinamilk

Phối chế: sữa nguyên liệu được bổ sung thêm đường lactose nhằm tạo điều kiện

tối ưu cho vi khuẩn lactic phát triển để tạo hương vị thơm ngon cho sản phẩm

Cấy giống: giống Kefir được chuẩn bị theo quy trình chế biến và bảo quản men giống (Hình 2.5)

Lên men: trong quá trình lên men Kefir, vi khuẩn lactic sẽ chuyển hóa đường lactose thành acid lactic, một số loại nấm men sử dụng đường lactose sẽ chuyển hóa lactose thành ethanol và khí CO2 Trong dịch lên men chứa hàng trăm sản phẩm phụ từ hai quá trình lên men lactic và ethanol nói trên Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên hương vị của sản phẩm, đáng chú ý nhất là các acid hữu cơ như: acid propionic, acid formic, acid succinic, các hợp chất bay hơi thuộc nhóm aldehyde (aldehyde acetic, diacetyl) và rượu cao phân tử, nhiệt độ lên men thích hợp là 25÷30o

C Điều vị: sản phẩm sau lên men sẽ có độ nhớt tương đối cao nên cần bổ sung thêm nước và đường saccharose để sản phẩm đạt cấu trúc và hương vị mong muốn

Vô bao bì: thực hiện trong điều kiện vô trùng để hạn chế các vi sinh vật từ môi trường xung quanh nhiễm vào sản phẩm

Bảo quản: sản phẩm hoàn thành được bảo quản ở 4÷6o

C Trong quá trình bảo

quản hệ vi sinh vật Kefir vẫn tiếp tục trao đổi chất với môi trường và làm biến đổi dần các chỉ tiêu hóa lý (độ chua, hàm lượng ethanol) và chỉ tiêu cảm quan (mùi, vị…) của

sản phẩm

2.1.2.4.3 Cơ sở khoa học của quá trình lên men Kefir trong môi trường sữa

• Lên men lactic:

Trong công nghệ vi sinh, 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 hóa

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 tong sữa 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 sẽ được phân thành hai monosaccharide rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau

Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài Streptococcusthermophylus, Lactobacilus bulgaricus, Lactobacilus helveticus, Lactobacilus lactic…chu trình đường phân là con đường chính chuyển hóa glucose thành acid lactic

Hình 2.7: Sơ đồ tóm lược chuyển hóa các chất trong quá trình lên men sữa

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 giữa 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, CO2được vi khuẩn thải vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy 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 tong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic Đáng chú ý nhất là diacetyl và acetaldehyde, đây là những hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng cho sản phẩm lên men từ sữa

Tỷ lệ hàm lượngdiacetyl và acetaldehyde ảnh hưởng đến các giá trị cảm quan của yaourt và bơ Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các vi sinh vật sử dụng trong tổ hợp giống và các thông số kỹ thuật của quá trình lên men như nhiệt độ, pH đầu, lượng

giống cấy…

• Lên men ethanol:

Trong công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa, quá trình lên men

ethanol được thực hiện chủ yếu bởi các nấm men thuộc giống Saccharomyces 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 hóa thành acetaldehyde rồi thành ethanol

Dihydroxyacetone phosphate là một sản phẩm trung gian trong chu trình đường phân, hợp chất này có thể chuyển hóa thành glycerol

Trong môi trường pH acid, glycerol chỉ được tạo ra với hàm lượng nhỏ Ngược

lại, trong môi trường pH kiềm, lượng glycerol 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→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP

Sự chuyển hóa đường hexose thành ethanol và khí CO2 diễn ra trong tế bào chất

của nấm men Đây là quá trình trao đổi năng lượng của nấm men trong điều kiện kỵ khí Ethanol và CO2 trong tế bào chất sẽ được nấm men thải vào môi trường lên men Ngoài ra, tế bào nấm men còn tổng hợp và thải vào dịch lên men hàng trăm sản phẩm

phụ và sản phẩm lên men khác, những hợp chất này được tìm thấy với hàm lượng rất

nhỏ, chúng được chia thành 4 nhóm: glycerol cùng rượu bậc cao, aldehyde, acid hữu

cơ và ester

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…

• Các y ếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Các quá trình lên men trong sản xuất công nghiệp có thể tóm tắt như sau:

Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa như: yaourt, sữa chua Kefir…Các giai đoạn xử lý sản phẩm sau quá trình lên men thường đơn giản, sản

phẩm cuối cùng bao gồm cả sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi chất ngoại bào do vi sinh vật tiết ra và cơ chất sót Thành phần và hàm lượng của từng chất sẽ góp

phần hình thành nên hương vị sản phẩm Do đó, để sản xuất thực phẩm lên men với

chất lượng mong muốn, cần phải:

- Chọn được giống vi sinh vật thích hợp

- Xác định môi trường lên men với cơ chất đầy đủ theo tỷ lệ tối ưu

- Xác định được các điều kiện lên men thích hợp như: lượng giống cấy, nhiệt độ

và thời gian lên men Ngoài ra còn phải quan tâm đến những vấn đề khác như cung cấp oxy và khuấy trộn

B ảng 2.6: Biến đổi các thành phần từ sữa tạo thành sữa chua Kefir (Kefir)

Chất béo Phụ thuộc nguồn sữa ban đầu (bò, dê…) và lượng chất béo của

sữa được dùng (nguyên béo, tách béo một phần hay không béo)

Lactose Tiêu thụ một phần lactose, bởi vi khuẩn lactic và nấm men

Lactose trên 100g sản phẩm sữa Kefir: 2÷2,5g Acid lactic Hình thành bởi vi khuẩn lactic Trên 100g sản phẩm sữa Kefir

Môi trường trước khi lên men Môi trường sau khi lên men

Cơ chất + giống vi sinh vật Cơ chất sót + sinh khối vi sinh

vật + sản phẩm trao đổi chất

có 0,6÷1g Protein Chiếm 3÷3,4g/100g sản phẩm sữa Kefir

Ethanol

Sản sinh bởi nấm men nếu dùng men: lượng cồn là 0,01÷0,1g/100g sữa, nếu dùng hạt Kefir lượng cồn là: 0,02÷1,8g/100g sữa

Các acid hữu cơ

khác

Acetic, fomic, propionic, succinic, pyruvic, iso butyric, caproic, acid lauric…góp phần tạo hương cho Kefir hay được tiêu thụ bởi chính loài vi khuẩn trong suốt quá trình lên men

CO2

Sinh ra nhờ nấm men và vi khuẩn lactic lên men dị thể sinh CO2

tạo tính đặc trưng cho Kefir

Hợp chất thơm Acetaldehyde, diacetyl, acetone góp phần vào hương của sản

phẩm

Vitamin

Tăng vitamin B (đối với sữa cừu), pyridoxine (từ sữa cừu, dê ngựa), acid folic (trừ sữa ngựa), orotic, nicotinic, acid pantothenic: không đổi hay giảm khi cô đặc

2.1.2.4.4 Hạt Kefir trong môi trường nước đường

• Quy trình chu ẩn bị men giống Kefir

Hình 2.8: Quy trình chuẩn bị men giống Kefir trong nước đường

• Thuy ết minh quy trình

Hạt Kefir sau khi vớt ra từ sữa, rửa thật sạch bằng nước vô trùng, sau đó thả vào

môi trường nước đường đã được chuẩn bị sẵn Ban đầu, lấy khoảng 100mL nước đun

sôi để nguội, thêm đường khoảng 10% w/v (loại đường nào cũng được như: glucose, fructose, saccharose,…) tuy nhiên ở đây chọn loại đường saccharose (đường trắng hoặc vàng tinh luyện của nhà máy đường Biên Hòa) để nuôi hạt Kefir Sau 2,3 lần nuôi trong môi trường nước đường, hạt Kefir có vẻ đã thích nghi, ta tăng khối lượng đường lên (20g, 30g, 40g và 50g) Sau vài lần nuôi Kefir trong nước đường, hạt có khả năng phát triển và sinh sản, mới cho Kefir vào môi trường thí nghiệm

2.1.2.4.5 Cơ sở khoa học của quá trình lên men Kefir trong môi trường nước đường

Nhiều vi khuẩn và nấm men có trong hạt Kefir khi sống trong môi trường dinh dưỡng (như nước đường) sẽ sản sinh ra enzyme invertase thủy phân đường saccharose

Hạt Kefir

Rửa sạch

Môi trường nước đường

Men giống Kefir dùng cho thí nghiệm

Rửa sạch

Lọc

Rửa sạch

giải phóng glucose và fructose Đây là nguồn chất dinh dưỡng cơ bản cho các loài vi sinh vật khác có trong hạt Kefir Cũng có những loài sử dụng nguồn năng lượng chính

từ nguồn đường saccharose làm nguồn năng lượng và trao đổi cấu trúc

• Lên men lactic:

Tác nhân gây lên men hay là tác nhân cung cấp hệ enzyme là các vi khuẩn họ Lactobacteriaceae (vi khuẩn này là vi khuẩn yếm khí hoặc vi khuẩn hiếu khí) Phụ thuộc vào hệ enzyme của từng nòi vi khuẩn mà trong môi trường lên men hoặc chỉ có acid lactic (lên men đồng hình) hoặc ngoài acid lactic còn có những sản phẩm khác và

CO2 (lên men dị hình) Tuy nhiên hệ vi khuẩn trong hạt Kefir rất phong phú nên trong

sản phẩm lên men thường có chứa rất nhiều chất khác ngoài acid lactic Có hai cơ chế

tạo ra acid lactic:

• Acid lactic được tạo thành theo sơ đồ Embden-meyerhoff Hydro đã tách

ra khi dehydro hóa triosephosphat, được chuyển đến pyruvat Acid lactic tạo thành chiếm hơn 90% tổng sản phẩm lên men Chỉ một phần nhỏ pyruvat bị khử cacboxyl để chuyển thành acid acetic, ethanol, CO2 Lượng phẩm vật phụ tạo ra

phụ thuộc vào sự có mặt của O2

• Cơ chế thứ hai, xảy ra khi vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản

của sơ đồ Embden-Meyerhoff là aldose và triosephosphatizomerase Nói khác ra, acid lactic tạo thành ở đây theo chu trình pentosephophat: nghĩa là qua glucose-6-phosphat, 6-phosphogluconat và ribulose-5-phosphat Xilulose-5-phosphat dưới tác dụng cua enzyme pentosephosphocetolase (trong phản ứng phụ thuộc tiaminpirophosphat), bị phân ly để tạo thành aldehyd phorphoglycerinic và acetylphosphat Acetylphosphat hoặc bị phân ly dưới tác dụng của acetatkinase (có phosphoryl hóa ADP) sẽ tạo thành acetat (L.brevis), hoặc bị khử để tạo thành

acetaldehyd rồi thành rượu ethanol (L.mesenteroides) Còn aldehyd phosphoglycerinc thì bị oxy hóa thành lactat theo con đường thông thường của sơ

đồ Embden-Meyerhoff

• Lên men ethanol

Nấm men chính cung cấp hệ enzyme đặc thù để tạo thành ethanol trong giai đoạn

lên men là Saccharomyces Cerevisiae Nấm men có đặc điểm là trong điều kiện sinh

hoạt yếm khí, chúng có khả năng chuyển đường thành ethanol và CO2 một cách hợp thức Diễn biến của quá trình lên men như sau:

Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được

hấp phụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men, sau đó khuếch tán qua màng bề mặt bán thấm đó mà vào bên trong tế bào

Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được màng tế bàocho đi vào mà không cho đi ra Vì vậy, đường bị chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng để tạo thành sản phẩm cuối cùng của sự lên men

là rượu ethylic và CO2

Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:

C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Trong điều kiện sản xuất, sự lên men rượu sẽ tiến hành một cách thuận lợi khi nhiệt độ từ 29÷32oC Người ta thấy, nấm men có thể làm lên men được mặc dù chậm

chạp những dung dịch đường có nồng độ 25÷30% Tuy nhiên, môi trường thuận lợi cho lên men là chứa từ 10÷18% đường Dung dịch đường có nồng độ rất cao sẽ tạo ra

áp suất thẩm thấu lớn gây phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men Thời gian lên men sẽ kéo dài, sử dụng không triệt để hết đường, đồng thời lượng rượu tạo thành lớn sẽ ức chế hoạt động của nấm men

2.2 Giới thiệu sản phẩm nước quả lên men truyền thống

2.2.1 Khái quát

Nước giải khát lên men đó là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc Tuỳ theo nguồn nguyên liệu dùng để pha chế dịch lên men, người ta chia nước giải khát lên men thành nhiều nhóm khác nhau Ở nước ta chưa sản xuất nước giải khát này nhưng có thể chia thành hai nhóm chính: nước giải khát lên men từ nguyên liệu chứa tinh bột và nước giải khát lên men từ nước quả Dựa vào nguồn nguyên liệu mà ta có các sản phẩm như: nước giải khát lên men dứa, cam, chanh… Và tuỳ theo yêu cầu mà

ta có hoặc không bổ sung CO2 vào trong nước giải khát Thông thường thì người ta có

bổ sung CO2vào để tạo nước giải khát có ga

So với các loại siro quả mà hiện nay thường bán trên thị trường thì nước giải khát lên men (nước quả lên men) ngon và có tác dụng giải nhiệt hơn nhiều Ngon hơn vì

CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hoà tan vào nước giải khát, sau đó tác dụng với

các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn Mặt khác, do trong dịch còn có các chất giữ bọt như peptit, acid amin, melanoidin, các sản phẩm thuỷ phân… nên CO2 khi tới mặt nước sẽ không tan ngay mà được giữ lại và bám vào nhau tạo thành lớp bọt dày Sản phẩm loại này giải nhiệt tốt hơn vì khi uống nước giải khát có ga thì CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt do đó gây cho ta cảm giác mát và khoan khoái

Sản xuất nước giải khát lên men từ quả có ưu điểm là đơn giản, đòi hỏi ít trang

bị, có thể tổ chức ở qui mô xí nghiệp, hợp tác xã và gia đình Nhưng nhược điểm là giá thành cao và nếu điều kiện kỹ thuật không đảm bảo thì nước quả lên men sẽ dễ bị hỏng

Đặc điểm:

- Nồng độ chất hoà tan trong sản phẩm: 5÷8 % khối lượng

- Độ chua: 2÷4 độ

- Nồng độ rượu: 0,5÷1,5 % thể tích

- Thời gian tàng trữ để ổn định chất lượng: 5÷6 giờ

- Thời gian bảo quản: 2 ngày

Đặc điểm của nước giải khát lên men là trong thành phẩm các quá trình sinh học còn tiếp diễn, do đó không thể bảo quản lâu quá 2 ngày dù ở nhiệt độ thấp Khi đã rót

ra cốc mà để lâu thì chất lượng nước giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2÷3 giờ Vì vậy, nước giải khát lên men nói chung thường chỉ sản xuất đủ tiêu dùng trong ngày và nên

uống khi còn tươi Tuy nhiên đối với một số nước giải khát lên men cao cấp, người ta loại bớt tế bào nấm men, rót vào chai, đậy nút rồi đem thanh trùng ở nhiệt độ thích hợp

và vì thế thời gian bảo quản cho phép tăng 2÷3 tháng, tương tự như bia