Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xuất đồ uống lên men từ dịch ngô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- NGUYỄN VĂN GIỎI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỂ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ DỊCH NGÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN GIỎI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC

ĐỂ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ DỊCH NGÔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Hà Nội – Năm 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN VĂN GIỎI

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC

ĐỂ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ DỊCH NGÔ

MỤC LỤC

Trang phụ bìa:

Lời cam đoan

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục hình ảnh biểu đồ

MỞ ĐẦU

Chương 1 – TỔNG QUAN

1.1 Các thực phẩm lên men truyền thống

1.2 Vi khuẩn lên men lactic

1.3 Tổng quan về ngô

1.4 Một số sản phẩm thực phẩm lên men được làm từ ngô

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý

2.2.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh hóa

2.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh vật

2.2.4 Phương pháp phân tích cảm quan

2.3 Quy trình chuẩn bị dịch ngô cho quá trình nghiên cứu

2.4 Thiết kế thí nghiệm

2.4.1 Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic để sản xuất đồ uống lên men thanh

trùng và lợi khuẩn (probiotic)

2.4.2 Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình lên men

2.4.3 Khảo sát một số yếu tố để cải thiện tính chất sản phẩm và đánh giá

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic để sản xuất đồ uống lên men thanh

trùng và lợi khuẩn

3.1.1 Thành phần và tính chất hóa lý một số sản phẩm đồ uống lên men

trên thị trường hiện nay

3.1.2 Khảo sát khả năng lên men của các chủng vi khuẩn lactic để sản

xuất đồ uống lên men thanh trùng từ dịch ngô

3.1.3 Khảo sát các chủng vi khuẩn lactic để sản xuất đồ uống lên men

sống (lợi khuẩn)

3.2 Xác định điều kiện cho quá trình lên men

3.2.1 Đối với sản phẩm đồ uống lên men thanh trùng

3.2.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới quá trình lên men

3.2.1.2 Ảnh hưởng của mật độ cấp giống tới quá trình lên men

3.2.2 Đối với sản phẩm lên men sống (lợi khuẩn)

3.2.2.1 Ảnh hưởng của chủng vi khuẩn lactic tới chất lượng đồ uống lên

men sống

3.2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới chất lượng đồ uống lên

men sống

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới quá trình lên men

3.3.1 Đối với sản phẩm đồ uống thanh trùng lên men từ dịch ngô

3.3.2 Đối với sản phẩm đồ uống lợi khuẩn lên men từ dịch ngô

3.4 Khảo sát các yếu tố nhằm cải thiện tính chất sản phẩm

3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa tới sự đồng nhất của sản

phẩm

3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của chất phụ gia thực phẩm tới sự đồng nhất

của sản phẩm

3.5 Khảo sát một số tính chất cảm quan của sản phẩm sau khi bổ sung

thêm hương liệu

3.6 Khảo sát về sự thay đổi một số tính chất của sản phẩm trong thời gian

bảo quản

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1 Kết luận

4.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất

4.1.2 Điều kiện công nghệ cho sản xuất

4.1.3 Một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

4.2 Kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục một số hình ảnh trong nghiên cứu

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả trình bầy trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất cứ tài liệu học vị nào Kết quả nghiên cứu có được trên cơ sở số liệu thực nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ Thực phẩm và Viện Công nghệ sinh học của Trường Đại học Bách khoa

Hà Nội từ tháng 9/2016-8/2017 Các thông tin nêu trong báo cáo đề tài có địa chỉ viện dẫn rõ ràng và được trích dẫn từ các tài liệu, bài báo có uy tín và các giáo trình hiện đang được sử dụng trong công tác giảng dậy ở các trường Đại học hiện nay

Tôi Xin trân thành cảm ơn PGS.TS Lương Hồng Nga, TS Nguyễn Tiến Cường đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Tôi cũng xin trân thành cảm ơn các thấy cô giáo bộ môn Công nghệ thực phẩm, bộ môn Quản lý chất lượng, Viện Công nghệ Sinh học, Xưởng sản xuất thực nghiệm Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi được làm việc,

sử dụng các trạng thiết bị, dụng cụ tại các phòng Thí nghiệm để có thể hoàn thiện kết quả nghiên cứu của mình đúng thời hạn

Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2017

HỌC VIÊN

Nguyễn Văn Giỏi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

cP cen ti Poa

DANH MỤC BẢNG

2 Bảng 1.2 Tỷ lệ thành phần trong một số loại ngô 13

3 Bảng 1.3 Thành phần hóa học trung bình trong hạt ngô 14

4 Bảng 3.1 Thành phần và tính chất hóa lý một số sản phẩm đồ uống

lên men trên thị trường

35

5 Bảng 3.2 Giá trị pH và hàm lượng axit của sản phẩm được lên men

bởi các vi khuẩn lactic theo thời gian

36

6 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của 2 chủng vi khuẩn lactic đến chất lượng

đồ uống lợi khuẩn

45

7 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến chất lượng đồ

uống lợi khuẩn

46

8 Bảng 3.5 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm 57

9 Bảng 3.6 Một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm trong thời gian

bảo quản

58

DANH MỤC HÌNH

2 Hình 1.2 Qua trình lên men lactic đồng hình, lên men lactic dị hình 9

6 Hình 1.6 Tình hình nhập khẩu ngô ở Việt Nam (2013 – 2014) 18

10 Hình 3.2 Ảnh hưởng của chỉnh vi khuẩn lactic và thời gian lên men

đến hàm lượng axit trong dịch ngô

13 Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với pH và hàm lượng axit trong

dịch ngô lên men theo thời gian

42

14 Hình 3.6 Ảnh hưởng của mật độ cấp giống đối với pH và hàm lượng

axit trong dịch ngô lên men theo thời gian

17 Hình 3.9 Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa tới độ lắng của sản phẩm 51

18 Hình 3.10 Ảnh hưởng của chất phụ gia XanthanGum tới độ lắng của

MỞ ĐẦU

Hiê ̣n nay ở nước ta các loa ̣i đồ uống chủ yếu ở da ̣ng pha chế từ các chất tổng hợp sử du ̣ng cho ngành thực phẩm và một số thành phần được chiết xuất từ sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên Tuy nhiên nhiều sản phẩm đồ uống da ̣ng này mang tính chất bổ sung nước nhiều hơn là giá tri ̣ dinh dưỡng đối với người tiêu

dù ng

Xu hướng hiê ̣n nay người ta quan tâm nhiều tới viê ̣c nghiên cứu các sản phẩm đồ uống được chế biến từ các sản phẩm nông sản thực phẩm (từ các loa ̣i thảo mô ̣c và từ các ha ̣t ngũ cốc) đă ̣c biê ̣t là các sản phẩm da ̣ng lên men vừa có tác du ̣ng giải khát vừa có giá tri ̣ dinh dưỡng và thâ ̣m chí có cả các đă ̣c tính sinh ho ̣c (probiotic) hỗ trợ cho sức khỏe con người

Ở nhiều nước trên thế giới các sản phẩm lên men (lactic) được sử du ̣ng như là

một loa ̣i thức uống truyền thống làm từ bột ngô lên men Ogi và Mawe ở Benin, đă ̣c biê ̣t là các nước Nam Mỹ và Tây Phi [18], Đồ uống được làm từ ngũ cốc địa phương và chế biến bằng cách sử dụng các Các kỹ thuật lâu đời chiếm một phần lớn trong thị trường nước giải khát Chúng bao gồm đồ uống có cồn và không có cồn Chẳng hạn như Chakpalo, Tchoukoutou, Gowe và Akpan ở Benin, 2-4 Kunu ở Nigeria5 và Muramba và Bushera ở Uganda [13], và một số sản phẩm lên men từ ngũ cốc ở một số nước châu Phi như akamu, Ogi, Akpan ở Nigeria, uji ở Kenya, mahewu ở Nam Phi hay poto poto ở Congo, trong đó Akpan từ ngô Ogi được ưa chuộng nhất, Ogi là dạng sản phẩm lên men từ ngô dùng để chế biến thành các dạng sản phẩm khác như cháo, dạng sữa, đồ uống lên men, thường gă ̣p dưới da ̣ng sữa chua [4]

Hiê ̣n nay trên thi ̣ trường Viê ̣t Nam chưa có các sản phẩm lên men lactic da ̣ng sữa chua uống từ dịch ngô, mà chỉ có các sản phẩm đồ uống chế biến từ ngô dưới

da ̣ng thu di ̣ch sữa hoă ̣c thủy phân tinh bô ̣t bằng enzyme amylase nhằm tăng giá tri ̣ dinh dưỡng và giá tri ̣ thương phẩm của sản phẩm

Mục đích nghiên cứu của đề tài là ‘Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để sản xuất đồ uống lên men từ dịch ngô’

Kết quả nghiên cứu có thể mở ra hướng phát triển các dòng sản phẩm đồ uống lên men lactic từ các loại ngũ cốc khác nhau tạo ra sự đa dạng hóa các dòng sản phẩm đồ uống có giá trị dinh dưỡng, tốt cho sức khỏe con người

Đề tài tập chung giải quyết các vấn đề:

i) Lựa cho ̣n chủng giống lên men di ̣ch ngô trên tiêu chí (Giảm nhanh pH, Hoa ̣t tính probiotic, Tính chất cảm quan của sản phẩm)

ii) Xác đi ̣nh điều kiê ̣n công nghê ̣ quá trình lên men (Mâ ̣t đô ̣ giống vi khuẩn cấp cho quá trình lên men; Thời gian lên men, nhiê ̣t đô ̣ lên men; Nồng đô ̣ chất khô ban đầu)

iii) Cải thiện tính chất của sản phẩm ở hai dạng (đồ uông lên men thanh trùng và da ̣ng đồ uống men sống lợi khuẩn) và đánh giá chất lượng sản phẩm trên cơ sở (tính chất hóa lý: thành phần, đô ̣ nhớt, pH, axit tổng và tính chất cảm quan sản phẩm)

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM LÊN MEN TRUYỀN THỐNG

Trong nhiều thế kỷ, nền văn minh của con người đã sử dụng các cách tiếp cận khác nhau để bảo quản thực phẩm [1] Có lẽ phần lâu nhất của lịch sử này dựa trên kiến thức thực tiễn, thu được bằng kinh nghiệm mà không có kiến thức về cơ chế hoặc cơ sở khoa học của quá trình lên men Tuy nhiên, cách làm đó đã chứng tỏ sự lên men là một phương pháp bảo quản thực phẩm như (thịt, cá, sữa, trái cây và rau cải, ) Trải qua hàng thế kỷ chúng ta mới tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi về cơ sở khoa học của những hiện tượng này Lịch sử cho thấy đồ uống có cồn của người Ai Cập cổ đại; Sự chuẩn bị yoghurt, kumis, kefir bởi dân tộc du mục từ Trung Á; sự lên men ôliu của người Hy Lạp và La Mã; Lên men thịt của bộ tộc Germanic và cá của người Eskimo; Chuẩn bị boza bởi người Ba Tư cổ đại; Hoặc lên men ngô (ngô) bởi các bộ lạc bản địa ở Mỹ tiền Columbica, [17] Ngành công nghệ sinh học ngày càng phát triển bắt đầu từ khoảng giữa thế kỷ XIX, người ta đã khám phá ra bản chất chất của quá trình lên men và cũng phát hiện ra nhiều loài vi khuẩn có lợi phục

vụ cho nhu cầu đời sống của con người và từ đó ngành công nghiệp chế biến các loại thực phẩm nói chung và đồ uống nói riêng bằng công nghệ lên men phát triển mạnh mẽ

Việc ứng dụng vi khuẩn lactic trong các sản phẩm thực phẩm lên men ngày càng trở nên rộng rãi trên thế giới, được thể hiện ở bảng 1.1 Các sản phẩm lên men quen thuộc có nguồn gốc tự nhiên đó là sữa, thịt, tinh bột, dưa chuột, bắp cải … Các sản phẩm hầu như sử dụng hệ vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu, cho nên ngoài những ưu điểm nổi trội vẫn còn một số những hạn chế như quá trình lên men kéo dài và gây ra sự nhiễm tạp trong quá trình lên men Vì thế nhờ sự tiến bộ của các ngành khoa học kĩ thuật đã nghiên cứu và ức chế được sự nhiễm tạp, nâng cao chất lượng sản phẩm thực phẩm

Bảng 1.1: Một số sản phẩm lên men

Acidophilis

Butter Váng Sữa Streptococcus diacetilactis

Leuconostoc cremoris

Streptococcus diacetilactis

S Lactis Leuconostic cremoris

Lactobacillus bulgaricus Streptococcus cremoris Leuconostoc citrovorum

Boza Lúa mạch, yến mạch,

hạt kê, ngô, lúa mì, gạo

LAB: Leuconostoc (L.Paramesenteroides,

L Sanfranciscensis, L.mesenteroides), Lactobacillus (L.plantarum, L

acidophilus, L Fermentum);

Xylinus), Acetobacter, Lactobacillus

Kvas Lúa mì, lúa mạch đen Nấm men

1.2 VI KHUẨN LÊN MEN LACTIC

1.2.1 Thuật ngữ vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic là tên gọi chung của những vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp axit lactic như là sản phẩm chính trong quá trình chuyển hóa các

cacbonhydrate Các vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaceae Mặc

dù nhóm vi khuẩn này không đồng nhất về mặt hình thái (gồm cả vi khuẩn dạng que ngắn, que dài lẫn cả vi khuẩn hình cầu), song về mặt sinh lý chúng lại tương đối đồng nhất Tất cả đều là vi khuẩn G (+), không tạo bào tử, không di động [7]

Dựa trên hình dạng của vi khuẩn lactic thì ta có thể chia làm 2 loại: trực khuẩn (bacilli) và cầu khuẩn (cocci)

Hình 1.1: Hình dáng của một số vi khuẩn lactic

Tế bào của vi khuẩn lactic có thể có dạng hình que hoặc hình cầu Kích

thước và sự sắp xếp tế bào thay đổi tùy thuộc từng loài khác nhau

Dựa vào cơ chế chuyển hóa gluxit người ta có thể chia vi khuẩn lactic thành

2 nhóm: vi khuẩn lactic lên men đồng hình và lên men dị hình Đối với nhóm thứ nhất, quá trình phân giải glucose theo con đường EMP với đặc trưng tạo ra các axit lactic như là sản phẩm cuối cùng duy nhất Các vi khuẩn lactic lên men dị hình

chuyển hóa glucose theo con đường oxy hóa khử pentozaphotphat Ngoài axit lactic còn có các sản phẩm phụ như các axit hữu cơ, etanol, CO2, H2 và một số chất thơm (diaxetyl, este…) [16][21]

Các vi khuẩn lactic rất phổ biến trong tự nhiên Thường gặp nhất và nhiều nhất là trong các loại thực phẩm lên men như: sữa và các sản phẩm sữa (sữa chua, phomat, bơ chua…); trong thịt và các sản phẩm thịt (xúc xích, salami, nem chua…); trong các loại thủy sản, ngũ cốc ủ chua; trong bia, rượu vang và rau quả muối chua [27] [30]

1.2.2 Điều kiện phát triển của vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lên men lactic là nhóm vi khuẩn sản sinh ra hàm lượng axit lactic lớn trong các sản phẩm của quá trình trao đổi chất thông qua quá trình lên men Những sinh vật này là sinh vật dị dưỡng và có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp vì chúng không có nhiều khả năng sinh tổng hợp Chúng có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ 5- 450C và hầu hết sự tăng trưởng tối ưu ở pH= 5.5- 6.5 Nguồn năng lượng quan trọng hơn đối với các vi khuẩn lactic là monosaccarit và disaccarit, trong đó phải kể đến là glucose, lactose, saccharose và maltose Vi khuẩn lactic cũng có thể sử dụng được cả các polysaccarit (dextrin, tinh bột) cho mục đích năng lượng của chúng.[1]

1.2.3 Một số chủng vi khuẩn Lactobacillus thường gặp

Lactobacillus là một chi bao gồm 50 loài khác nhau Nhiệt độ phát triển

khoảng 2-53 0C, tối đa trung bình ở 30- 40 0C tùy từng loài, pH tối ưu ở 5.5- 6.2

Lactobacillus được ứng dụng là chủng khởi động lên men các sản phẩm thực phẩm

thủ công hay công nghiệp, bởi vì chúng góp phần bảo tồn, hương vị, cấu trúc cho thực phẩm lên men.[9] Một số loài đặc trưng trong công nghệ thực phẩm, công

nghệ sinh học: L acidophilus, L casei, L delbrueckii subsp bulgaricus, L plantarum, L rhamnosus và L salivarius

- L acidophilus: là loài có những đặc điểm chung của Lactobacillus, phát

triển ở 37- 40 0C và pH= 5.5- 6.0, bị ức chế ở 45- 48 0C và pH dưới 4.0 [10] L acidophilus có khả năng lên men đồng hình từ một số loại đường như: glucose,

fructose, galactose, mannose, maltose, lactose, saccharose để tạo thành axit lactic Không có khả năng lên men các loại đường như: xylose, arabinose, rahamnose, glycerol, mannitol, sorbitol, dulcitol, inositol và nhiệt độ phát triển tổi ưu là 370C

L acidophillus được cho là vi khuẩn có khả năng lên men và giúp hỗ trợ tích cực

quá trình tiêu hóa thức ăn Làm giảm pH đường ruột làm tăng khả năng hấp thu các chất và canxi Sinh axit lactic làm giảm pH của dạ dày ức chế nhiều loại vi khuẩn gây bệnh đường ruột Ngoài ra vi khuẩn này còn sản sinh ra các hydrogen peroxide,

bacteriocin, vv … có tác dụng kháng khuẩn L acidophillus thường được sử dụng

với vai trò điều trị và phòng ngừa rối loạn tiêu hóa liên quan đến bệnh tiêu chảy, ngoài ra vi khuẩn này không chỉ có chức năng tốt cho hệ tiêu hóa mà còn làm tăng

khả năng miễn dịch và khả năng ức chế E coli gây bệnh tiêu chảy [12]

- L plantarum: là vi khuẩn Gram (+) được tìm thấy trong các hệ tiêu hóa

của người, không có khả năng di động Nhiệt độ thích hợp cho quá trình sinh trưởng phát triển là 30oC, có khả năng chịu được nồng độ muối cao NaCl 5,5% L plantarum có khả năng sống sót trong điều kiện đường ruột tương đối cao, nhiều

nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi khuẩn này có tác động tích cực trên cả viêm ruột và khả năng di chuyển tự nhiên trong đường ruột Khi phòng và trị liệu sử dụng trên

chuột thì khuynh hướng di truyền bệnh viêm ruột L plantarum làm giảm mức độ tiền viêm của các cytokine, ngoài ra L plantarum ngăn chặn sự bám dính của E coli vào màng nhày, làm giảm độc tố do E coli tiết ra [2]

- Lactobacillus casei: Là trực khuẩn, Gram (+), có kích thước rất ngắn, có

thể tạo thành chuỗi Vi khuẩn này có khả năng lên men được các loại đường glucose, fructose, mannose, galactose, maltose Nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn là 37oC Cũng giống như vi khuẩn L acidophilus,

L casei có khả năng sinh axit lactic làm giảm pH của đường ruột và ngăn cản sự

phát triển của vi sinh vật có hại Có nhiều nghiên cứu đã chứng minh việc sử dụng

L casei có tác động tích cực để điều trị các bệnh tiêu chảy do ức chế các tác động gây viêm của E coli trên động vật chủ, làm giảm nhẹ các triệu trứng và tiến triển

của các bệnh nhiễm trùng đường tiêu hóa do S aureus và S Typhimurium gây ra

thông qua cơ chế kích thích hệ miễn dịch niêm mạc

- Lactobacillus rhamnosus: được phân lập và tìm ra bởi Sherwood Gorbach

và Bary Goldin, là trực khuẩn có dạng hình que, Gram (+) chủ yếu tồn tại trong hệ thống tiêu hóa của con người và cũng có thể tìm thấy trong nước tiểu Vi khuẩn này

có khả năng nhóm lại trong chuỗi, không tạo bào tử và không di động L.rhamnosus

được coi là một probiotic hiệu quả trong việc điều trị hoặc phòng ngừa các bệnh

tiêu hóa và nhiễm trùng, do nó có khả năng ức chế E coli và Salmonella một trong

những nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy trên lợn Hoạt động kháng khuẩn của vi khuẩn này có liên quan đến việc sản sinh ra các peptide kháng khuẩn hoặc các

bacteriocin Các peptide này được sản sinh trong giai đoạn logarit và cân bằng

- Lactobacillus brevis: là trực khuẩn ngắn, Gram (+), không có khả năng di

động và có khả năng lên men các loại đường như: arbinose, xylose, glucose, fructose, galactose, maltose Trong quá trình lên men ngoài tạo axit lactic vi khuẩn này còn tạo axit axetic, rượu, CO2 và tạo hương; nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển là 30oC L brevis được sử dụng để điều trị viêm âm đạo, nhiễm

trùng đường tiết niệu, vi khuẩn này có vai trò thúc đẩy chức năng miễn dịch tốt hơn

và hỗ trợ hệ tiêu hóa L brevis sản sinh ra axit lactic và một số hợp chất khác và có

khả năng sống sót trong điều kiện đường ruột là tương đối cao do vậy mà vi khuẩn

này có thể ức chế một số vi khuẩn gây bệnh Ngoài ra, L brevis thông qua cơ chế

cạnh tranh loại trừ làm tăng sinh và tái tạo các ống tiêu hóa trong ruột làm cho vi

sinh vật có hại không có không gian để có thể bám dính trên biểu mô ruột

1.2.4 Cơ chế lên men lactic

Để thực hiện việc trao đổi chất và năng lượng, vi khuẩn lactic bắt buộc phải tiến hành quá trình lên men lactic Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kị khí đường thành lactic acid theo hai con đường là lên men đồng hình và lên men dị hình [16][19].Sơ đồ tóm tắt sự chuyển hóa của quá trình lên men glucose ở vi khuẩn lactic được biểu diễn ở hình 1.2

Hình 1.2 Quá trình lên men lactic đồng hình, lên men lactic dị hình

1.2.4.1 Lên men đồng hình [27]

Các vi khuẩn lên men lactic đồng hình phân giải đường theo con đường Embden- Meyerhoff-Parnas chúng chứa các enzyme cần thiết cho sự phân giải này Hydro được tách ra khi dehydro hóa triphosphat, được chuyển đến piruvic, sau đó dưới tác dụng của lactatdehydrogenaza của vi khuẩn sẽ tạo thành axit lactic Phụ thuộc vào đặc hiệu quang học của enzym lactatdehydrogenaza và vào sự có mặt của lactatraxemaza mà sẽ tạo ra axit D (-), D (+) - lactic hoặc D, L-lactic Lượng axit lactic tạo thành chiếm 85%, chỉ 1 lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon chuyển thành axit axetic, ethanol, CO2, axeton Lượng sản phẩm phụ tạo ra phụ thuộc vào sự có

mặt của oxy Các chủng lên men đồng hình như là: Lactobaterium casei, Lactobaterium cremoris, Lactobaterium bulgaricus, Lactobaterium delbruckii

1.2.4.2 Lên men dị hình [27]

Lên men dị hình: khi vi khuẩn lactic không có các enzym cơ bản của sơ đồ Embden- Meyerhoff-Parnas là aldolaza, triozaphosphatizomeraza, axit lactic được tạo theo chu trình pentozaphosphat Chỉ có 50% lượng đường được tạo thành axit lactic, ngoài ra còn các sản phẩm khác nhau như axit axetic, ethanol, CO2, các sản phẩm phụ tương tác với nhau tạo thành este có mùi thơm Phương trình tổng quát quá trình lên men dị hình:

C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH

Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh Axit lactic thường chiếm 40% lượng đường đã được phân hủy, axit suecinic 20%, rượu etylic 10%, axit axetic 10% và các loại khí

gần 20%

1.2.5 Hoạt tính probiotic của vi khuẩn lactic

Theo tổ chức y tế thế giới và tổ chức lương nông thế giới (WHO/FAO, 2001) probiotic là những vi sinh vật sống khi đưa một lượng cần thiết vào cơ thể sẽ đem lại hiệu quả có lợi về mặt sức khỏe cho người sử dụng [3] Chủng vi sinh vật được

sử dụng thường xuyên bao gồm vi khuẩn lactic như Lactobacillus và Bifidobacteria

Probiotic đã được chứng minh tiềm năng quan trọng như lựa chọn điều trị cho một loạt các bệnh Mật độ của vi khuẩn probiotic trong các sản phẩm sữa thơng mại thường khoảng 108- 109 CFU/ml, theo kiến nghị của Kurrmann và Rasic là 105- 107

bifidobacteria/ml trong một ngày tiêu thụ và cũng ở trên mức tối thiểu được đề xuất

bởi liên đoàn sữa Quốc tế ( ≥ 107 CFU/ml sản phẩm) [10]

Probiotic được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như sữa chua, sữa đậu nành, đậu tương lên men, các sản phẩm lên men khác và các sản phẩm bổ sung với hàm lượng tối thiểu phải là 106 CFU/ ml (g) Bắt đầu từ thế kỉ 20, người ta mới cho rằng probiotic có lợi cho cơ thể trong việc cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường ruột, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây hại và các vi khuẩn sản sinh độc tố Một

số đặc tính của probiotic: [6]

- Là một vi sinh vật có nguồn gốc từ người, và không gây bệnh

- Có khả năng sống và ổn định sau khi cấy, xử lý và đề kháng các kĩ thuật xử lý

- Đề kháng dưới tác động của dịch dạ dày, mật và dịch tuỵ

- Có khả năng bám vào tế bào niêm mạc, có khả năng sinh sản và tạo nên các hiệu ứng lâm sàng hoặc chức năng có lợi cho cơ thể người sử dụng

Probiotic có vai trò chính đối với sức khỏe con người trong việc nâng cao sức khỏe đường tiêu hóa, chức năng miễn dịch và ung thư Probiotic đóng vai trò tác động đến vi khuẩn đường ruột làm cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột nâng cao sức khỏe

hệ tiêu hóa sinh vật chủ L acidophilus đã được chứng minh sản xuất hai hợp chất

bacteriocin lactacin B và acidolin ức chế vi khuẩn gây bệnh ở ruột Ngoài các bệnh

về đường tiêu hóa, vi khuẩn probiotic hoạt động như chất chống dị ứng bao gồm cả viêm mũi, viêm da dị ứng và dị ứng thực phẩm Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng vi khuẩn probiotic có thể kích thích hệ miễn dịch, giảm bớt hiện tượng bất dung nạp lactose, giảm nồng độ cholesterol huyết thanh làm giảm tỷ lệ mắc tiêu chảy, kiểm soát sự nhiễm trùng, hoạt động như chất kháng sinh, ngăn ngừa các khối u và bảo

vệ chống lại ung thư ruột hay bàng quang Ngoài khả năng giảm hiện tượng bất dung nạp lactose, vi khuẩn probiotic còn giảm bớt hiện tượng rối loạn tiêu hóa hoặc đầy hơi, tiêu chảy [14] Probiotic được sử dụng ngăn ngừa ung thư đặc biệt là ung thư ruột kết Nghiên cứu cho thấy rằng probiotic làm ức chế ảnh hưởng đến sự phát triển của các tế bào tiền ung thư và các khối u trong cơ thể động vật Đồng thời ngăn cản sự tăng trưởng của vi khuẩn sinh enzyme gây chuyển hóa tạo các chất tiền ung thư, ức chế sự phát triển của tế bào ung thư bằng việc kích thích hệ miễn dịch

và sản xuất các yếu tố gây hoại tử khối u bởi các đại thực bào [14]

1.3 TỔNG QUAN VỀ NGÔ

1.3.1 Giới thiệu về cây ngô

Ngô có tên khoa học là Zea Mays L, thuộc họ hoà thảo Poacea, là một trong

những cây lương thực có nguồn gốc lâu đời, có giả thuyết đưa ra rằng cây ngô có nguồn gốc khoảng 7000 năm trước công nguyên, ngô bắt đầu phổ biến rộng và nhanh khoảng 1500 năm TCN Ngô được đưa vào châu Âu đầu tiên ở Tây Ban Nha khoảng năm 1494 Đến năm 1521, ngô được đưa đến Đông Ấn Độ và quần đảo Indonesia, sau đó đến Trung Quốc và Việt Nam Đến nay, ngô là một trong những cây lương thực có sản lượng và diện tích trồng lớn trên thế giới và Việt Nam [29]

Hình 1.3: Cây ngô và bắp ngô

1.3.2 Phân loại ngô [23]

Phân loại theo cấu tạo nội nhũ: gồm 8 loại

- Ngô vỏ (bắp bọt: pod corn) Zea mays var.tunicata là dạng bắp nguyên

thủy, chỉ trồng để nghiên cứu vì năng suất thấp, không có giá trị kinh tế Có 55- 80% tinh bột, trong đó 20% amylose và 80% amylopectin

- Ngô răng ngựa (dent corn): Zea mays var.indentata là ngô có bắp và hạt

tương đối lớn, phần tinh bột cứng và trong suốt nằm ở 2 bên của hạt, phần đầu và giữa hạt là tinh bột mềm và đục Có 60- 65% tinh bột, trong đó 21% là amylose và 79% là amylopectin Loại này thường trồng ở Hoa Kì và vùng bắc Mexico

- Ngô đá (ngô tẻ: flint corn): Zea mays var indurata Ngô hạt hơi nhỏ hơn

ngô răng ngựa, đầu hơi tròn phần lớn là phôi nhũ sừng ở bên ngoài, ít phôi nhũ bột,

do đó hạt cứng có 56- 75% tinh bột trong đó 21% là amylose và 79% amylopectin Trồng phổ biến ở Á trung và Nam Mỹ

- Ngô nổ (pop corn) Zea mays var everta Loại này có trái và hạt tương

đối nhỏ, phôi nhũ hầu như hoàn toàn là phôi nhũ sừng, rất ít tinh bột mềm, lượng tinh bột chiếm 62- 72% gồm 23% amylose và 77% amylopectin Ở nhiệt độ 2000C hạt nổ và tăng thể tích 15- 20 lần Ngô nổ được sử dụng chủ yếu làm bỏng hoặc gạo ngô

- Ngô bột (floury corn) Zea mays var amylaceae Hạt to, hầu như hoàn

toàn là phôi nhũ bột, thường trồng để lấy tinh bột vì phôi nhũ mềm và dễ xay, nghiền

- Ngô ngọt (ngô đường: sweet corn) Zea mays var sccharata Hạt nhăn

nheo, gồm phần lớn là nội nhũ sừng, lượng tinh bột tương đối thấp, nhiều nước lipit

và protein Có 25-47% tinh bột, trong đó 60-90% là amylose và 10-40% amylopectin Thường thu hoạch lúc còn xanh để ăn tươi hoặc làm rau đóng hộp

- Ngô vàng: thường chứa nhiều vitamin A, nhất là provitamin A như α, β, γ caroten, chất màu erytoxantin Có 65- 75% tinh bột trong đó 80-90% amylose và 10-20% amylopectin

- Ngô nếp (ngô sáp: waxy corn) Zea mays var ceratina, hạt ngô có màu

trắng đục hơn bắp đá, hạt cứng, láng nhưng không bóng Có khoảng 60% tinh bột trong đó 95 -100% là amylopectin và rất ít amylose

1.3.3 Cấu tạo hạt ngô [23]

Cấu tạo hạt ngô gồm 3 phần chính: vỏ hạt (5.3%), phôi (11.9%), nội nhũ (82%), tuỳ thuộc vào mỗi giống ngô mà tỷ lệ các phần của hạt khác nhau được thể hiện qua bảng 1.2

Bảng 1.2: Tỷ lệ các thành phần trong một số loại ngô (% chất khô)

Hình 1.4: Cấu tạo hạt ngô

- Lớp vỏ quả: gồm 12-14 dãy tế bào, chiếm 5- 7% khối lượng hạt, có chiều dày 0.3μm

- Lớp vỏ hạt: chiếm 2% khối lượng hạt Trong thành phần của vỏ quả và vỏ hạt có nhiều xenluloza, pentoza và một ít các nguyên tố tro

- Lớp alơron: chiếm 6 - 8% khối lượng hạt, gồm một lớp tế bào có kích thước lớn bằng hai tế bào nhỏ, chứa nhiều nguyên tố tro, protein, chất béo và xenluloza

- Phôi ngô: chiếm 10- 11% trọng lượng hạt, trong thành phần chứa nhiều chất béo, protein, đường, tro, xenluloza, tinh bột và một lượng nhỏ vitamin E

- Nội nhũ: chiếm 72-75% trọng lượng hạt, nội nhũ có thể đục, trong, trắng, hoặc vàng Ở trong ngô răng ngựa nội nhũ trắng đục chiếm 34% còn nội nhũ trắng chiếm 66%, tỷ lệ này phụ thuộc vào hàm lượng protein trong hạt và loại ngô

1.3.4 Thành phần dinh dưỡng của hạt ngô

Bảng 1.3: Thành phần hóa học trung bình trong hạt ngô [30]

Thành phần dinh

dưỡng

Giá trị trong 100g ngô Vitamins

Giá trị trong 100g ngô

1.3.4.1 Tinh bột ngô

Nội nhũ chứa 73% glicid ở dạng tinh bột, đường và cellulose, ở phôi dạng đường và ở vỏ dạng cellulose Ngô chứa khoảng 60- 70% tinh bột, hàm lượng amylose trong các giống ngô khác nhau thì khác nhau, nhìn chung khoảng 21- 23%, đối với ngô nếp chiếm 100% amylopectin Hạt tinh bột có cấu tạo đơn, hình dạng rất khác nhau, thường có dạng cầu hay đa diện tuỳ thuộc giống và vị trí của hạt tinh bột ngô Kích thước hạt tinh bột khoảng 6- 30μm Nhiệt độ hồ hoá 62- 67.50C góc quay cực 201.50

1.3.4.2 Protein

Protein của ngô gồm 4 nhóm: prolamin- zein (30-50%) chỉ hòa tan trong cồn 80- 90 %, glutelin (14- 20%), không hòa tan trong nước, muối và rượu nhưng dễ hòa tan trong kiềm loãng (0.2%), globulin (5- 8%) hòa tan trong dung dịch muối (thường là NaCl 10%), albumin (13-30%) hòa tan trong nước Những protein này chứa một lượng lớn các axit amin là glutamine, proline, leucine và alanine, nhưng chứa rất ít các axit amin cần thiết như lysine, tryptophan, trong khi đó protein trong phôi cung cấp nhiều tryptophan, lysine

1.3.4.3 Lipit

Trong các loại ngũ cốc ngô chứa hàm lượng lipit cao nhất từ 3.5- 7% Phôi chứa 30- 50% tổng số lipit Ngoài ra còn nằm trong lớp aleuron của hạt thành phần chất béo trong ngô là hỗn hợp các triglyceride của các acid béo như linoleic, oleic, palmitic, steric, linolenic, ngoài ra còn có lipit liên kết với gluten, cellulose, tinh bột

và các acid béo tự do Nhờ thành phần lipit này giúp hoà tan chất màu carotenoid và phân bố trong hạt tạo màu vàng cho ngô

là tiền vitamin A quan trọng Hoạt tính vitamin sẽ bị giảm trong quá trình bảo quản

- Vitamin E chứa nhiều trong phôi Nguồn gốc vitamin E là bốn loại tocopherols, trong đó α- tocopherols có hoạt tính sinh học mạnh nhất, còn γ- tocopherols đóng vai trò là chất chống oxi hoá

Vitamin tan trong nước: vitamin tan trong nước chủ yếu tìm thấy ở lớp aleuron, kế đến là trong phôi và nội nhũ Trong quá trình chế biến lượng vitamin này mất đi rất nhiều

- Vitamn B trong hạt ngô có nhiều VTM B1 nhưng chứa rất ít VTM B2, B6, VTM này nằm trong protein hay tinh bột, hàm lượng này tăng khi bón Ca cho cây ngô

- Vitamin PP: hàm lượng thấp hơn trong lúa mì và gạo, tập trung chủ yếu ở lớp aleuron Ngô không có VTM B12, rất ít VTM C, axit folic, choline và axit pantothenic

1.3.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô

1.3.5.1 Tại Việt Nam

Tại Việt Nam ngô là cây lương thực thứ hai sau lúa với diện tích và sản lượng đang tăng dần qua các năm Tuy vậy, cho đến nay giá trị kinh tế cây ngô mang lại chưa tương xứng với tiềm năng và chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước

Hình 1.5: Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam [21]

Hình 1.6: Tình hình nhập khẩu ngô ở Việt Nam 01/2013 - 3/2014 [21]

Là nước mà nền kinh tế chủ yếu là sản xuất nông nghiệp và cây ngô là cây lượng thực chính sau lúa gạo, nhưng sản lượng ngô nhập khẩu vẫn tăng Điều đó chứng tỏ ngô được sử dụng rộng rãi không chỉ trong ngành chăn nuôi mà còn ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm như fructose syrup, dầu ngô (corn oil), Etanol

1.4 MỘT SỐ SẢN PHẨM LÊN MEN ĐƯỢC LÀM TỪ NGÔ

1.4.1 Ogi [22]

Ogi là cháo chuẩn bị từ lên men ngô, lúa miến hoặc kê ở Tây Phi Nó là sản phẩm phục vụ cho trẻ sơ sinh cai sữa Ogi được sản xuất bằng cách ngâm hạt ngô trong nước khoảng 1-3 ngày sau xay ướt, rây để loại bỏ cám, vỏ và mầm Dịch lọc được lên men (2-3 ngày) tạo vị chua Ogi thường được bán trên thị trường như một chiếc bánh ướt bọc trong lá hoặc túi nilon trong suốt Nó được pha loãng với hàm lượng 8 – 10% chất khô rồi đun sôi hoặc nấu chin thành một loại gel rồi sử dụng Ogi được sản xuất trên quy trình sau:

Các vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men Ogi: vi khuẩn lactic

L.plantarum, các vi khuẩn hiếu khí Corynebacterium và Aerobacter, các loại nấm men Candida mycoderma, Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula và nấm mốc Cephalosporium, Fusarium, Aspergillus, Penicillium Odunfa (1985), xác định rằng L.plantarum là sinh vật chiếm ưu thế trong quá trình lên men, chịu trách nhiệm sản xuất axit lactic Corynebacterium thủy phân tinh bột ngô để axit hữu cơ trong khi S cereviseae và Candida mycoderma đóng góp vào sự phát triển hương vị

Dây và loại bã Lên men

Sản phẩm Ogi

1.4.2 Mahewu [22]: Quy trình sản xuất như sau

Mahewu bắt nguồn từ Nam Phi Mahewu được sản xuất từ dịch ngô có nồng

độ chất khô là 8% Dịch này được gia nhiệt 121oC trong 15 phút, làm nguội rồi lên men ở 30 – 50oC bằng vi khuẩn lactic L.delbrueckii, L.bulgaricus Quá trình lên

men Mahewu thuận lợi hơn so với việc sản xuất Ogi do các loại nấm trong Mahewu đã được loại bỏ nhờ công đoạn gia nhiệt trước khi lên men

1.4.3 Nghiên cứu của tác giả Trikoomdun, W.and *Leenanon,B của Khoa công

nghệ thực phẩm, trường Đại học Khon Kaen, Thailand nghiên cứu về sản xuất sữa chua ngô có bổ sung probiotics đưa ra quy trình nghiên cứu như sau: Sữa ngô được chuẩn bị từ ngô hạt với nước theo tỉ lệ 1:3 (w/w) > lọc > bổ sung thêm sữa gầy (skim milk) để đạt 16% tổng chất rắn > gia nhiệt ở 850C trong 30 phút > làm

nguội > bổ sung2 chủng L.bulgaricus và S.thermophilus để lên men[25]

1.4.4 Akpan

Akpan được sản xuất theo quy trình: Hạt đã được ngâm 5 phút trong nước sôi > ngâm nước ở nhiệt độ phòng trong 24h (tỷ lệ hạt/ nước= ½) > nghiền ướt > Dịch ngô ướt sau đó được rây kích thước 315µm với tỷ lệ bột ướt/ nước: 1/3 Sau

đó, dịch dưới lọc được bổ sung chủng lên men, tiến hành lên men ở 20-24h khoảng

350C Chủng lên men đã được khởi động trước đó trong dịch ngô trong 5-7h Phần nổi trên bề mặt của sản phẩm lên men được tách ra 85% dịch thu được sau lên men được đun sôi, phối trộn với 15% còn lại sản phẩm sau đó được bảo quản ở nhiệt độ lạnh.[8]

Lên men ở 300C –

500C trong 36 giờ

Gia nhiệt trong 10 –

15 phút Sản phẩm Mahewu

1.4.5 Nghiên cứu của Ju-Hee Min, và Young-Jung Wee về sản xuất sản phẩm nước

soài lên men có hoạt tính probiotics bằng quá trình lên men bởi vi khuẩn lactic acid

(L.plantarum) có thể lên men dịch xoài ở 300C từ pH 4,5 xuống 3,2 trong thời gian 72h và khả năng tồn tại của tế bào được duy trì ở khoảng 107CFU/ml sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản [11]

1.4.6 Tại Việt Nam

Trên thị trường Việt Nam vẫn chưa có sản phẩm len men lactic từ tinh bột ngũ cốc được thương mại hóa, một số nhà máy sản xuất nước giải khát lớn cũng đã bắt đầu tiếp cận và sản xuất thử nghiệm một số sản phẩm nước uống từ ngũ cốc như nước gạo, nước ngô, tuy nhiên mới chỉ dừng lại ở công đoạn nghiền, lọc lấy dịch tinh bột, dịch hóa bởi enzyme amylase để tăng giá trị dinh dưỡng và cải thiện tính chất sản phẩm Trên quy mô phòng thí nghiệm tác giả Hoàng Thị Lệ Hằng, Phùng Tôn Quyền, Viện nghiên cứu rau quả cũng đã nghiên cứu về việc sử dụng chất ổn định kết hợp với phương pháp đồng hóa để đồng nhất hóa cho sản phẩm nước uống lên men lactic từ khoai lang tím của Nhật Bản, tuy nhiên đến nay thì sản phẩm vẫn chưa được ứng dụng trong sản xuất công nghiệp và thương mại hóa sản phẩm [24]

CHƯƠNG 2 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

a) Đường kính trắng: Sử dụng loại đương kính trắng (độ tinh khiết > 99%,

độ ẩm < 0.2%, lượng đường khử < 0.1%, hàm lượng tro < 0.03%)

b) Enzyme thủy phân tinh bột ngô trong quá trình dịch hóa sử dụng Enzyme Spezyme Extra 0.02% (v/v): của hãng Genencor – Hoa Kỳ chứa enzyme α-amylase chịu nhiệt được sinh tổng hợp từ Bacillus lichenniformi; pH tối ưu 5.7- 5.8; nhiệt độ tối ưu: 83 – 850C; chế phẩm dạng lỏng màu nâu

c) Nước dùng trong chế biến: Sử dụng nguồn nước máy thành phố Hà Nội cung cấp dùng cho ăn uống

d) Các chất phụ gia sử dụng trong thực phẩm (chất ổn định, chất tạo hương)

2.1.3 Hóa chất và môi trường hoạt hóa vi khuẩn lactic

a) Môi trường hoạt hóa các chủng vi khuẩn lactic, sử dụng Môi trường De Man Rogosa Sharpe pha sẵn (MRS): peptone 10g, cao thịt 10g, cao nấm men 5g,

glucose 20g, CH3COONa 5g; K2HPO4 2g; (NH4)2C6H5O7 2g; Tween 80 (Polysorbate 80) 1g; MgSO4.7H2O 0,1g; MgSO4.4H2O 0,05g; cho 1000ml nước cất b) Các hóa chất sử du ̣ng trong thí nghiê ̣m: Na2CO3 2% : CuSO4 5H2O 1% : Natri kali tartrat 2%= 100: 1: 1; NaOH 0,1N ; NaOH 30%; NaOH 2N, 1N ;

C2H5OH 96, 70%; Axit axetic: axit nitric (1:1); Ferixyanua kali 1%; KOH 2.5N; Xanh metylen 1%; Folin 1N; Phenolphetalein 1%

2.1.4 Các thiết bị, dụng cụ sử dụng

- Máy nghiền ướt

- Nhớt kế (Fissher, Brookfield Engineering Laboratories)

- Máy đo pH Metler Toledo

- Nồi thanh trùng, Tủ ấm, tủ sấy, cân phân tích (điện tử), máy đo pH, máy

đo mật độ quang (OD), Máy đồng hóa

- Dụng cụ: Nhiệt kế (0-1000C), dây kích thước 120, bình tam giác, ống

đong, cốc đong, ống falcon, chai đóng mẫu thử,

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý [10]

a) Xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi Hàm lượng chất khô mẫu (%) được tính bằng công thức:

Trong đó: mo: khối lượng cốc ban đầu (g)

m1: khối lượng mẫu và cốc trước khi sấy (g)

m2: khối lượng mẫu và cốc sau khi sấy (g) b) Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung ở 6000C đến khối lượng không đổi [25]

Hàm lượng tro trong mẫu:

Trong đó: X: Hàm lượng tro (%)

a: khối lượng chén nung có chứa tro (g) b: khối lượng của chén nung (g)

m: khối lượng mẫu thí nghiệm (g)

c) Xác định độ nhớt bằng máy đo độ nhớt Brookfield Viscometter (Hình 2.1) Tiến hành: lắp thiết bị và chọn tốc độ quay của đĩa là 100 vòng/ phút, đặt cốc dịch ngô vào vị trí Hạ trục quay xuống sao cho đĩa quay chìm trong dịch ngô Bật công tắc cho đĩa quay ổn định trong 30- 60s Bật công tắc chuyển sang chế độ OFF,

để đọc kết quả hiển thị trên màn hình Kết quả được tính theo công thức: µ= n×10 (cP) Trong đó:

µ: độ nhớt của sản phẩm

n: kết quả hiển thị trên máy đo độ nhớt

d) Xác định pH bằng bằng máy đo pH Metler Toledo (Hình 2.2)

Hình 2.1 Nhớt kế Hình 2.2 pH Metler Toledo

2.2.2 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh hóa

2.2.2.1 Xác định hàm lượng axít tổng trong sản phẩm

Nguyên tắc: Hàm lượng axít tổng trong sản phẩm được tính thông qua lượng NaOH 0.1N dùng để trung hòa axít tự do trong sản phẩm, với chỉ thị phenolpthalein 1% ta tính lượng lượng axít tổng có trong sản phẩm

Tiến hành: Hút 10ml dịch ngô vào bình tam giác 150ml, tiếp đó dùng pipet khác lấy 20ml nước cất vào cốc đó, lắc đều, cho tiếp vào cốc 3 giọt chất chỉ thị phenolphtalein 1%, dùng NaOH 0,1N để chuẩn độ Vừa giọt vừa lắc bình tam giác đến khi xuất hiện màu hồng nhạt, không mất màu trong khoảng 30 giây thì ngừng chuẩn Đọc số ml NaOH 0,1N và ghi lại kết quả

Hàm lượng axít lactic được tính toán theo công thức sau:

Trong đó: Ax: là hàm lượng axit lactic có trong 1lít sản phẩm

n: là số ml NaOH 0.1N dung để định phân mẫu v: là số ml dịch đem phân tích

K: số g axit lactic tương ứng với 1ml NaOH 0.1N (K= 0.009)

2.2.2.2 Xác định hàm lượng protein [20]: Phương pháp lowry

Nguyên tắc: dựa vào phản ứng màu của protein với thuốc thử Folin Phương pháp này sử dụng phối hợp phản ứng biure và phản ứng với thuốc thử Folin tác dụng lên gốc tyrosin, tryptophan, hystidin để tạo phức màu xanh đặc trưng có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng 750nm và dựa vào đường chuẩn protein để từ đó định lượng hàm lượng protein Cường độ màu tỉ lệ với nồng độ protein

Tiến hành: Lấy 0.1ml hoặc 0.1g mẫu hoặc dung dịch protein chuẩn thêm 0.1ml NaOH 2N, thuỷ phân ở 1000C trog 10 phút Để nguội đến nhiệt độ phòng và thêm 1ml dung dịch A: B: C, để yên 10 phút Sau đó thêm 0.1 ml thuốc thử Folin 1N, vortex hỗn hợp đó và để trong bóng tối trong 30- 60 phút Đo OD ở bước sóng 750nm để xác định hàm lượng protein Có thể pha loãng mẫu ban đầu bằng NaOH 1N nếu giá trị OD > 1

Kết quả: hàm lượng protein trong mẫu:

a: lượng protein trong mẫu đo (mg/ml) n: hệ số pha loãng dịch

V: thế tích dịch ngô đem thuỷ phân (ml)

và cất lấy ete Đưa bình cầu vào tủ sấy và tiến hành sấy ở nhiệt độ 70-80ºC đến khối lượng không đổi rồi đem cân Tránh không nên sấy ở nhiệt độ quá cao, vì ở nhiệt độ cao thì lipit sẽ bị oxy hóa, làm giảm tỷ lệ thu hồi

Kết quả:

Trong đó: LP: Hàm lượng chất béo thô (%)

a: Khối lượng của bình cầu và chất béo sau sấy (g)

b : Khối lượng của bình cầu (g)

m : Khối lượng mẫu (g) w: Hàm ẩm của mẫu

đường Dùng metylen xanh làm chất chỉ thị sẽ mất màu xanh khi kết thúc phản ứng Phản ứng chính như sau:

2K3Fe(CN)6 + 2KOH + CH2OH(CHOH)4CHO t0

2K4Fe(CN)6 +2H2O + COOH(CHOH)4COOH Tiến hành: Lấy 20ml ferixyanua kali cho vào bình tam giác 250ml, thêm 5ml KOH 2.5N và 3- 4 giọt xanh metylen Lắc nhẹ trên bếp điện, đun đến sôi, tiếp đó chuẩn độ bằng dịch đường loãng đến khi mất màu chỉ thị Màu phản ứng sẽ chuyển

từ xanh sang phớt hồng và cuối cùng là chuyển sang màu cam thì kết thúc Nếu để nguội màu của hỗn hợp trở thành màu hồng tím do bị oxy hoá

Kết quả: Hàm lượng đường khử trong dịch cần xác định:

Trong đó:

a: là g đường glucose tinh khiết phản ứng hết với 20ml ferixyanua kali x: số ml dịch đường pha loãng dùng chuẩn độ hết với 20ml ferixyanua f: hệ số pha loãng của dịch đường cần xác định

2.2.2.5 Xác định hàm lượng glucid [25]

Nguyên tắc: Dưới tác dụng của axit, tinh bột bị thuỷ phân hoàn toàn thành đường glucose Sau đó ta định lượng hàm lượng đường khử, từ đó suy ra hàm lượng tinh bột

Tiến hành: Cân 2g bột ngô nghiền hoặc 10ml dịch ngô cho vào bình tam giác 250ml, thêm 100ml HCl 2% đậy nút cao su có ống sinh hàn khí Lắc nhẹ rồi cho vào nồi đun sôi cách thuỷ trong vòng 2h Chú ý mức nước trong nồi luôn cao hơn mức nước trong bình thuỷ phân Sau 2h thuỷ phân, lấy bình thuỷ phân ra làm nguội đến nhiệt độ phòng thêm 2- 3 giọt phenolphthalein Trung hoà bằng NaOH 30% Chuyển toàn bộ dịch vào bình định mức 250ml định mức đến vạch rồi đem lọc Kết quả: Sau khi đinh lượng đường khử glucose bằng phương pháp Graxianop, hàm lượng tinh bột (%) trong mẫu được tính theo công thức sau: