BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CÔNG THỨC SẢN PHẨM SỮA CHUA UỐNG BỔ SUNG GẤC, CHANH DÂY VÀ SIRO CAM

BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CÔNG THỨC SẢN PHẨM SỮA CHUA UỐNG BỔ SUNG GẤC, CHANH DÂY VÀ SIRO CAM Tác giả PHAN THỊ THÙY LINH Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kĩ sư ngành bảo quản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CÔNG THỨC SẢN PHẨM SỮA

CHUA UỐNG BỔ SUNG GẤC, CHANH DÂY

VÀ SIRO CAM

Tp Hồ Chí Minh Tháng 8/2010

Họ và tên sinh viên: PHAN THỊ THÙY LINH Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN

VÀ VI SINH THỰC PHẨM Niên khóa: 2006 - 2010

BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CÔNG THỨC SẢN PHẨM SỮA CHUA UỐNG

BỔ SUNG GẤC, CHANH DÂY VÀ SIRO CAM

Tác giả

PHAN THỊ THÙY LINH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kĩ sư ngành bảo quản chế biến

nông sản và vi sinh thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Kha Chấn Tuyền

Tp Hồ Chí Minh Tháng 8/2010

LỜI CÁM ƠN

Con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha mẹ đã sinh thành, nuôi nấng và dạy dỗ con Con cám ơn gia đình đã luôn bên con, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho con trong học tập, cuộc sống cũng như trong thời gian thực hiện đề tài

Chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp.Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, các thầy cô trong khoa cùng các thầy

cô liên khoa đã giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong quá trình học tập tại trường

Các cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm Hóa Sinh, Vi Sinh, Kĩ Thuật Thực Phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi hoàn thành đề tài

Em gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy Kha Chấn Tuyền đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Cám ơn bạn bè, nhất là tập thể lớp DH06VT đã luôn bên tôi, giúp đỡ, động viên, chia sẻ chia sẻ những khó khăn trong quá trình học tập và hỗ trợ tôi rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài

Sinh viên

Phan Thị Thùy Linh

TÓM TẮT

Chúng tôi thực hiện đề tài sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam với mục đích đa dạng hóa sản phẩm và làm tăng giá trị dinh dưỡng Đề tài được thực hiện tại phòng Hóa Sinh, Kỹ Thuật Thực Phẩm, Vi Sinh Thực Phẩm, trường Đại học Nông Lâm và Kỹ Thuật sản xuất của công ty TNHH Tân Quang Minh từ tháng 4/2010 đến tháng 8/2010

Đề tài được tiến hành với bốn thí nghiệm và thu được kết quả như sau:

- Trong thí nghiệm một, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men và thời gian lên men đến chỉ tiêu hóa lý và chất lượng cảm quan của sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam Kết quả cho thấy tỉ lệ men giống 11% và thời gian lên men 10 giờ đạt giá trị cảm quan cao nhất

- Trong thí nghiệm hai, chúng tôi khảo sát tỉ lệ gấc tươi bổ sung thích hợp vào sản phẩm sữa chua uống đến các chỉ tiêu hóa lý và giá trị cảm quan Ở tỉ lệ gấc tươi bổ sung 5%, sản phẩm có màu sắc đặc trưng của sữa chua bổ sung gấc, cấu trúc lỏng hơi sánh, mùi vị đặc trưng của sữa chua uống bổ sung thịt quả

- Ở thí nghiệm ba, chúng tôi khảo sát tỉ lệ gấc bột bổ sung vào sữa chua uống đến chỉ tiêu hóa lý và cảm quan Kết quả cho thấy tỉ lệ 1,3% gấc bột cho sản phẩm

có màu đặc trưng của sữa chua bổ sung gấc, cấu trúc lỏng hơi sánh , mùi vị đặc trưng của sữa chua uống bổ sung thịt quả

- Thí nghiệm bốn, chúng tôi đánh giá chất lượng sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam Thời gian bảo quản thích hợp của sữa chua uống bổ sung gấc tươi là bốn mươi lăm ngày, gấc bột là bốn mươi ngày Sản phẩm đạt yêu cầu về vi sinh và các chỉ tiêu hóa lý theo tiêu chuẩn của Bộ Y Tế

và tiêu chuẩn của công ty Tân Quang Minh

MỤC LỤC

TRANG TỰA i

LỜI CÁM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Yêu cầu 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về gấc 3

2.1.1 Phân loại gấc theo thực vật học và tên gọi 3

2.1.2 Đặc điểm thực vật học cây gấc 3

2.1.3 Phân bố và gieo trồng 5

2.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 5

2.1.5 Thành phần hóa học của quả gấc 6

2.1.6 Tính chất của dầu gấc 8

2.2 Giới thiệu về sữa nguyên liệu 8

2.2.1 Tính chất vật lý của sữa tươi 8

2.2.2 Tính chất hóa học của sữa tươi 9

2.2.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa 14

2.2.4 Hệ vi sinh vật trong sữa tươi 15

2.2.5 Một số sản phẩm chế biến từ sữa 15

2.3 Phân loại, đặc điểm của vi khuẩn lactic và sản phẩm sữa chua 16

2.3.1 Phân loại 16

2.3.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic 16

2.3.3 Cơ sở khoa học của quá trình lên men lactic 17

2.3.4 Diễn biến sinh học của vi sinh vật trong quá trình lên men 18

2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 18

2.3.6 Vi khuẩn lactic trong sản xuất sữa chua 19

2.3.7 Phân loại sữa chua uống 20

2.3.8 Tiêu chuẩn Việt Nam đối với sữa chua 21

2.3.9 Sữa chua đối với sức khỏe con người 21

2.4 Giới thiệu về chanh dây 22

2.4.1 Phân loại chanh dây – tên gọi 22

2.4.2 Thân cây 23

2.4.3 Qủa chanh dây 23

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Nội dung đề tài 24

3.2 Phương pháp nghiên cứu 24

3.2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 24

3.2.2 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng 24

3.2.3 Quy trình chế biến 25

3.2.4 Phương pháp thí nghiệm 30

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men và thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam 37

4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ gấc tươi thích hợp bổ sung vào sản phẩm sữa chua uống 39

4.2.2 Thí nghiệm chính thức 40

4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tỉ lệ gấc bột bổ sung vào sản phẩm sữa chua uống 41

4.3.1 Thí nghiệm thăm dò 41

4.3.2 Thí nghiệm chính thức 43

4.4 Thí nghiệm 4: Đánh giá chất lượng của sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc tươi và gấc bột 44

4.4.1 Khảo sát thời gian bảo quản sữa chua uống bổ sung gấc tươi 44 4.4.2 Đánh giá chất lượng vi sinh của sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc tươi

4.4.3 Đánh giá mức độ yêu thích và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm sữa chua

uống bổ sung gấc 48

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 50

5.1 Kết luận 50

5.2 Đề nghị 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 54

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC: Association of official analytical chemists

LT: Laury Tryptose Broth

BGBL: Brilliant Green Bile Lactose Broth

Trung Tâm 3: Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 3 U.I: Unit International

GMP: Good Manufacturing Practices

CFU: Colony Forming Unit

TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam

TNHH: Trách Nhiệm Hữu Hạn

NA: Nutrient Agar

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Hoa gấc 4

Hình 2.2: Quả gấc chín 5

Hình 2.3: Hàm lượng Lycopene của các loại trái cây khác nhau 7

Hình 2.4: Hàm lượng β – carotene trong rau quả và trái cây 7

Hình 2.5: Phân loại vi khuẩn Lactic 16

Hình 2.6: Hình thái học của Streptococcus thermophilus 20

Hình 2.7: Hình thái học của Lactobacillus bulgaricus 20

Hình 3.1: Quy trình chế biến sữa chua uống gấc – chanh dây – siro cam 26

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.2: Thành phần hóa học chủ yếu của quả gấc 6

Bảng 2.3: Thành phần của một số loại sữa 8

Bảng 2.4 : Thành phần hóa học trung bình của một lít sữa bò 9

Bảng 2.5: Thành phần một số acid amine có mặt chủ yếu trong sữa 10

Bảng 2.6: Quy định của tiêu chuẩn Việt Nam về cảm quan của sữa chua uống 21

Bảng 2.7: Quy định của tiêu chuẩn Việt Nam về các chỉ tiêu hóa lý của sữa chua uống 21

Bảng 2.8: Máy – thiết bị sử dụng trong thí nghiệm 25

Bảng 4.1: Bảng giá trị trung bình pH, độ Brix, độ Thorner của sữa lên men ở các tỉ lệ men và thời gian lên men 37

Bảng 4.2: Kết quả đánh giá cảm quan chung về sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam 38

Bảng 4.3: Kết quả đánh giá cảm quan các chỉ tiêu màu sắc, cấu trúc, mùi vị và đánh giá chung của thí nghiệm thăm dò năm tỉ lệ bổ sung gấc tươi 39

Bảng 4.4: Kết quả đo pH, độ Brix và độ Thorner của ba tỉ lệ men 40

Bảng 4.5: Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm 40

Bảng 4.6: Kết quả đánh giá cảm quan của năm tỉ lệ gấc bột bổ sung 42

Bảng 4.7: Giá trị trung bình các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 43

Bảng 4.8: Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm sữa chua uống 43

Bảng 4.9: Kết quả xử lí thống kê pH, độ Brix và độ Thorner sữa chua uống bổ sung gấc tươi trong thời gian bảo quản 45 ngày 44

Bảng 4.10: Kết quả xử lý thống kê pH, độ Brix và độ Thorner sữa chua uống bổ sung gấc bột trong thời gian bảo quản 40 ngày 46

Bảng 4.12: Kết quả chỉ tiêu tổng số vi sinh vật hiếu khí và Coliforms của sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc bột sau thời gian bảo quản 48

Bảng 4.13: Mức độ yêu thích sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc – chanh dây - siro cam và sản phẩm sữa chua uống vị dâu của công ty Vinamilk 49

Bảng 4.14: So sánh sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam và sữa chua uống vị dâu của Vinamilk 49

Bảng 2.1: Tên gọi thông thường của cây gấc bằng nhiều ngôn ngữ 54

Bảng 3.1: Giá trị phân bổ cho hàng để chuyển thành điểm 55

là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao do chứa nhiều amino acid thiết yếu, nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết Đặc biệt các sản phẩm sữa lên men, những chất dinh dưỡng không bị mất đi mà còn được tăng cường; chúng rất thích hợp đối với những người không tiêu hóa được đường lactose

Gấc là loại trái cây rất phổ biến ở nước ta, được đánh giá là loại quả sạch và an toàn nhất Các sản phẩm từ gấc có hiệu quả chống oxy hóa cao hơn cà chua và carot rất nhiều lần Lycopen có trong cà chua phải chiên dầu mỡ thì mới có tác dụng sinh học đối với cơ thể, còn trong quả gấc đã có chứa sẵn các chất acid béo không no, vì thế lycopen được hòa tan một cách tự nhiên (Vuong, 2000) Ngoài lycopen, gấc còn chứa nhiều acid béo, omega 3, 6, 9 và rất nhiều nguyên tố vi lượng

Chanh dây là loại trái có giá trị dinh dưỡng, cung cấp vitamin C – chất có hoạt tính chống oxy hóa cao, giúp giải khát Ngoài ra, chanh dây chứa nhiều chất xơ giúp

cơ thể dễ tiêu hóa Bên cạnh đó, chanh dây còn cung cấp carbohydrate, sắt và kali cho

cơ thể Chanh dây thường được chế biến thành nước giải khát đóng chai

Do vậy việc tổng hợp các nguyên liệu sữa chua, gấc và chanh dây mang lại rất nhiều lợi ích về sức khỏe cho con người Thêm vào đó, nước ta là nơi có điều kiện thuận lợi để trồng gấc và cho năng suất cao Điều này thúc đẩy việc nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm có lợi cho sức khỏe từ các loại trái cây phổ biến chứa nhiều chất dinh dưỡng Đồng thời tạo đầu ra cho sản phẩm góp phần đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp

Trên cơ sở đó, được sự đồng ý của khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Nông Lâm – Thành Phố Hồ Chí Minh, chúng tôi tiến hành thực hiện khóa luận

“Bước đầu xây dựng công thức sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây

và siro cam”

1.2 Mục tiêu

Mục tiêu của nghiên cứu nhằm tìm ra công thức sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam thích hợp nhất để vừa đa dạng hóa sản phẩm sữa chua uống vừa làm tăng giá trị dinh dưỡng

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về gấc

Cây gấc có tên khoa học là Monordica Cochinchinensis (Lour.) Spreng, thuộc

họ bầu bí Cucurbitaceae và bộ Violales Gấc rất phổ biến ở Việt Nam và một số nước Đông Nam Á khác

2.1.1 Phân loại gấc theo thực vật học và tên gọi

Tên phổ thông: Gấc

Tên khác: Mộc miết quả

Tên tiếng Anh: Spiny bitter gourd, Sweet gourd hoặc Conchinchin gourd

Tên khoa học: Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng

Gấc còn được gọi bằng các tên khác nhau ở nhiều nước (Vuong, 2000) Tên gọi của gấc bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau được liệt kê trong bảng 2.1, phụ lục A

2.1.2 Đặc điểm thực vật học cây gấc

 Cây gấc

Cây gấc sống nhiều năm, mỗi năm lụi một lần nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau, leo cao nhờ có tua cuốn mọc từ nách lá Mỗi gốc có nhiều dây, mỗi dây có nhiều đốt, mỗi đốt có lá Lá gấc mọc so le có màu xanh lục đậm, đường kính của phiến lá từ 12 đến 20 cm, phía đáy hình trái tim, mặt trên phiến lá sờ ráp Nơi tiếp giáp cuốn và phiến lá có hai tuyến to gần bằng hạt ngô nổi như hai mắt cua

Hoa gấc (hình 2.1) nở vào tháng 3 đến tháng 5 Hoa đực, cái riêng biệt, hoa đực

có lá bắc to bao lại như hình tổ sâu, khi nở hoa loe ra hình phễu, màu trắng vàng mặt trong tràng hoa có lông, 5 nhị Hoa cái có lá bắc nhỏ, bầu hình thoi rõ từ khi nụ còn non, có gai nhỏ, cánh hoa ở đầu bầu, phát triển thành qủa từ tháng 6

Hình 2.1: Hoa gấc

 Quả gấc

Quả to hình bầu dục dài từ 15 đến 20 cm, đuôi nhọn có nhiều gai mềm, đỏ đẹp Quả non màu xanh, qủa chín màu đỏ tươi Bổ đôi theo chiều ngang thấy có 6 hàng hạt xếp đều nhau, mỗi hàng có từ 6 đến 10 hạt Quanh hạt có nhiều màng màu đỏ tươi Dựa vào độ sai của quả (nhiều hay ít), kích thước của quả (to hay nhỏ), gai quả (dày hay thưa), màu sắc của ruột quả (đỏ hay vàng gạch), dầu (ít hay nhiều), số lượng hạt (nhiều hay ít), gấc được phân thành: gấc tẻ, gấc nếp, gấc đá, gấc chôm chôm hay gấc lai Có hai loại gấc được trồng chủ yếu là:

- Gấc nếp (hình 2.2): Trái to, nhiều hạt, gai to, ít gai, khi chín chuyển sang màu

đỏ cam rất đẹp Bổ trái ra bên trong cơm vàng tươi, màng bao bọc hạt có màu

đỏ tươi rất đậm và dày thớ

- Gấc tẻ: Trái nhỏ hoặc trung bình, vỏ dày, tương đối ít hạt, gai nhọn, trái chín

bổ ra bên trong cơm có màu vàng nhạt và màng bao bọc hạt thường có màu

đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi như gấc nếp Vì vậy, người ta thường chọn giống gấc nếp để có trái to nhiều thịt bao quanh

Hạt gấc có màng đỏ bao quanh lớp vỏ cứng đen, quanh mép có răng cưa tù và rộng, hạt dày 25 đến 35 mm, rộng 19 đến 31 mm trông gần giống con ba ba nhỏ bằng

gỗ do đó gấc còn có tên gọi là mộc miết tử (mộc là gỗ, miết là con ba ba) Nhân hạt gấc có chứa nhiều dầu

Quả bắt đầu thu hoạch vào tháng 9, nhiều nhất từ tháng 11 đến tháng 12 và tới cuối tháng 1 vẫn còn gấc xanh trên cây Trọng lượng mỗi quả có thể từ 0,5 đến 3,0 kg Quả gấc bổ đôi có các thành phần sau:

+ Lớp vỏ cứng có gai bọc phía ngoài có màu xanh, khi chín có màu vàng đỏ + Lớp thịt màu vàng dày, mềm

+ Lớp trong cùng là hạt và màng đỏ bao ngoài hạt gấc xếp thành 6 hàng, mỗi hàng có từ 6 - 10 hạt

Hình 2.2: Quả gấc chín 2.1.3 Phân bố và gieo trồng

Gấc mọc hoang và được trồng ở nhiều nơi trên Việt Nam, phổ biến ở các tỉnh phía Bắc và Bắc Trung Bộ Ở phía Nam, Tây Ninh là nguồn cung cấp gấc rất phong phú Gấc còn được trồng ở Lào, Campuchia, các nước phía Nam và Đông Nam châu Á như Ấn Độ, Thái Lan, nam Trung Quốc và Nhật Bản

Cây gấc thường được gieo trồng vào tháng 2 và tháng 3 Đây là loại cây ưa khí hậu

ấm áp, độ ẩm không khí 60 - 70% và độ ẩm đất 70 - 80%, kém chịu rét, chịu được hạn nhưng không chịu được úng ngập, đọng nước Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng và phát triển khoảng 25 – 35 oC, lượng mưa hàng năm trung bình 1.600 mm/năm (công ty Nugaco, 2010)

2.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Hiện nay, gấc chủ yếu được trồng ở quy mô gia đình, thông thường gấc để nấu xôi vào các lễ hội, giỗ, tết và cưới hỏi Gấc chưa được quan tâm phát triển ở quy mô công nghiệp cũng như đa dạng hóa các sản phẩm từ gấc

Hiện nay, Công ty Công ty Chế biến Dầu Thực vật & Thực phẩm Việt Nam (VNPOFOOD) là công ty đang thu mua gấc với số lượng lớn nhưng gặp nhiều khó khăn do gấc không được trồng nhiều và không tập trung thành một vùng nguyên liệu Dầu gấc là sản phẩm có nhu cầu cao tại Mỹ và hiện nay nguồn cung cấp chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ Trồng gấc cho hiệu quả kinh tế cao và đầu ra ổn định Ngoài ra, công ty Gấc Tươi Kiều Phương cũng đang sản xuất rất nhiều sản phẩm thương mại từ gấc tươi nhằm phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Nắm được nhu

cầu ngày càng cao về gấc, nhiều tỉnh thành như: Thanh Hóa và Hải Phòng đã triển khai kế hoạch trồng gấc và đẩy mạnh hoạt động sản xuất gấc thương phẩm phục vụ xuất khẩu Giá gấc hiện nay trên thị trường khá cao, dao động từ 15.000 - 17.000 đ/kg trong mùa khô và khoảng 19.000 đ/kg vào mùa mưa do gấc hiếm hơn

2.1.5 Thành phần hóa học của quả gấc

Quả gấc có chứa hàm lượng protein, lipid, glucid và vitamin A Trong đó, nổi bật là β – carotene với hàm lượng khá cao Bảng 2.2 thể hiện hàm lượng các thành phần hóa học của quả gấc

Bảng 2.2: Thành phần hóa học chủ yếu của quả gấc

STT Các chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng

so sánh với các loại rau quả và trái cây khác thì hàm lượng β–carotene trong quả gấc là cao nhất Theo Vuong (2000), gấc có hàm lượng β–carotene cao nhất trong các loại nông sản ở miền bắc Việt Nam Ví dụ như carot thường được công nhận là có hàm

lượng β–carotene cao, nhưng hàm lượng β–carotene trong quả gấc cao gấp tám lần so với carot (hình 2.4)

Hình 2.3: Hàm lượng Lycopene của các loại trái cây khác nhau (Bauernfeind,

khác hòa tan trong chất béo Mặt khác, nó bảo vệ những đồng phân dạng trans và cis

của lycopen khỏi các phản ứng oxy hóa và làm chậm các các phản ứng đồng phân hóa (Xianquan, 2005)

Ngoài carotenoid, gấc còn chứa một lượng đáng kể α–tocopherol (vitamin E), chiếm khoảng 76 μg/g trọng lượng lúc ướt, đây là lượng khá cao (Vuong và cộng sự, 2002) Vitamin E là chất chống oxy hóa tự nhiên, có vai trò bảo vệ các sản phẩm từ màng gấc (Vuong và King, 2003)

Như vậy có thể thấy màng gấc có hàm lượng carotenoid rất cao, các acid béo thiết yếu và α–tocopherol Do đó, đa dạng hóa các sản phẩm từ màng hạt gấc là rất cần thiết

2.2 Giới thiệu về sữa nguyên liệu

2.2.1 Tính chất vật lý của sữa tươi

Theo Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng (2002), sữa là một chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét Sữa thường có đặc điểm và tính chất như sau:

Bảng 2.3: Thành phần của một số loại sữa

Loại sữa Protein

(%)

Casein (%)

Whey (%)

Chất béo (%)

Carbohydrate (%)

Tro (%)

Loại sữa Protein

(%)

Casein (%)

Whey (%)

Chất béo (%)

Carbohydrate (%)

Tro (%)

(Nguồn Lâm Xuân Thanh, 2002)

2.2.2 Tính chất hóa học của sữa tươi

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo Ngoài ra sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ các hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí Theo Lê Văn Việt Mẫn (2004), hàm lượng các chất trong sữa có thể dao động trong một khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình hình sinh lý của từng con vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết ) Thành phần hóa học sữa trung bình của một lít sữa bò được trình bày trong bảng 2.4

Bảng 2.4 : Thành phần hóa học trung bình của một lít sữa bò

I- Thành phần tạo hình hoặc cung cấp năng lượng

III- Các loại khí hòa tan

Khí carbonic, oxy, nitơ

(4 - 5% thể tích của sữa khi ra khỏi vú)

(Nguồn: Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.2.2.1 Nước

 Nước tự do

Nước tự do chiếm 96 - 97% tổng lượng nước trong sữa Nước dễ dàng được tách trong quá trình cô đặc, sấy Ví dụ, trong các sản phẩm như bơ, formage tươi, nước

tự do ở dạng các hạt có kích thước khác nhau, phân bố tương đối đồng đều trong sản

phẩm Nước tự do có thể bị bốc hơi trong quá trình bảo quản hay ngưng tụ ngay trên

bề mặt Khi bảo quản sữa bột, nước tự do xâm nhập vào bao bì là nguyên nhân gây

vón cục sữa (Lâm Xuân Thanh, 2002)

 Nước liên kết

Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 - 4% Hàm lượng nước liên kết phụ

thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo protein, các phosphatide, polysaccharide

Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, OH, =NH, -CO-và

NH-

Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa rất khác nhau: trong sữa gầy

có khoảng 2,16 - 2,56% nước liên kết, colostrum có 4,15% nước liên kết, nước tách ra

trong quá trình sản xuất bơ chỉ có 1,75% nước liên kết (Lâm Xuân Thanh, 2002)

2.2.2.2 Các chất béo có trong sữa

Theo Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng (2002), chất béo sữa có hai loại:

Chất béo đơn giản (glycerid và sterid) có hàm lượng khoảng 35 – 45 g/l gồm

acid béo no và không no

Chất béo phức tạp trong sữa thường chứa các nguyên tố P, N và S trong phân

tử Tên gọi chung là phosphoaminolipid, đại diện là leucithine và cephaline Theo Lâm

Xuân Thanh (2002) thì trong sữa có 18 loại acid béo Mỗi glycerol có thể kết hợp với

ba phân tử acid béo, ba acid béo này có thể cùng hoặc khác loại Vì vậy số glyceride

khác nhau là vô cùng lớn

2.2.2.3 Các chất đạm có trong sữa

Protein trong sữa cũng do các acid amine trùng ngưng với nhau tạo nên Vì thế,

dưới tác dụng của enzyme protease sẽ tạo thành đầu tiên là các peptid và cuối cùng là

các acid amine Có nhiều loại acid amine có mặt trong sữa, được trình bày qua bảng

2.5

Bảng 2.5: Thành phần một số acid amine có mặt chủ yếu trong sữa

Tên acid amine Hàm lượng

Glycine 2,7% (tính theo khối lượng sản phẩm khô)/ lít sữa Alanine 3,0%

Tên acid amine Hàm lượng

Valine 7,2% Lycine 9,2% Isolycine 6,1% Proline 11,3%

Methionine 2,8% Tryptophane 1,7% Arginine 4,1% Histidine 3,1% Lysine 8,2%

Serine 6,3% Threonine 4,9% Tyrosine 6,3%

(Nguồn Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002) Các chất chứa nitơ trong một lít sữa bao gồm: protein 32 – 35 g và các chất

chứa nitơ phi protein 0,8 - 1,2 g Trong protein gồm có hai thành phần: protein và acid

amine, trong protein có: casein toàn phần 26 – 29 g, β-lactoseglobuline 2,5 – 4 g, α -

lactalbumine 0,8 - 1,5 g, imunoglobuline 0,5 - 0,8 g, proteose-pepton 0,8 - 1,5 g, một

số các chất chỉ có vết (lactanine, lipoprotein ) Thành phần quan trọng nhất của các

chất chứa nitơ là casein Hay nói cách khác, casein là thành phần quan trọng nhất của

protein có trong sữa Điều đáng quan tâm trong công nghệ chế biến sữa sao cho casein

không bị phân hủy (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.2.2.4 Đường Lactose

Lactose là thành phần quan trọng của đường trong sữa Lactose tồn tại ở hai

dạng tự do và liên kết với các protein và các glucid khác Tỉ lệ lactose tự do/lactose

liên kết là 1/8 (Lâm Xuân Thanh, 2002) Theo Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng

(2002) thì đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50 g/l và tồn tại dưới hai dạng α - và β-lactose

Khi bị thủy phân lactose cho ra một phân tử đường glucose và một phân tử đường galactose theo phương trình tổng quát :

C12H22OH + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Trong sữa đường luôn ở trạng thái hòa tan Cơ chế kết tinh của đường lactose

có vai trò to lớn trong công nghiệp chế biến sữa cô đặc có đường Đường lactose của sữa rất nhạy cảm với nhiệt

Đường lactose cơ chất chính của quá trình lên men, dưới tác dụng của vi sinh vật, đường tạo thành các sản phẩm khác nhau Một trong các biến đổi thường gặp nhất

và quan trọng nhất là sự tạo thành acid lactic gây nên bởi phần lớn các vi khuẩn:

C12H22O11.H2O 4CH3-CHOH-COOH

Acid lactic

Acid lactic cũng có thể chuyển thành acid propionic và khí CO2 bởi vi khuẩn propionic Đó là một trong các quá trình lên men hình thành trong quá trình tinh luyện các loại formage ở dạng nhão chín:

2CH3 – CH2 – COOH + CH3 – COOH + H2O + CO2

Acid propionic Acid acetic

Đường lactose có thể lên men rượu khi bị nấm men xâm nhập, chuyển hóa thành đường glucose và galactose

2.2.2.5 Các muối khoáng

Các muối khoáng có trong sữa bao gồm muối clorua (2,01 g/l), phosphate (3,32 g/l), citrate (3,21 g/l), natri bicarbonate (0,25 g/l), natrisufate (0,18 g/l) và muối calci protein (0,16 g/l)

Các kim loại nặng có trong sữa: Fe: 1-1,5 mg; Cu: 0,2-0,5 mg; Zn: 2-3 mg; Mn: 0,05 mg

Thủy phân

Vi khuẩn lactic

Vi khuẩn propionic

Sự cân bằng giữa hai dạng muối calci (Ca2+ của các muối hòa tan được phân ly

và Ca ở dạng phức của các thể keo) là yếu tố quan trọng của sữa Sự tăng lên của Ca2+làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc sử dụng các men dịch vị Vì vậy để hạn chế hiện tượng trên, người ta thường cho thêm vào trong sữa các loại muối phức (phosphate hoặc citrate), cho phép giữ được sự ổn định của sữa trong quá trình đun nóng, đặc biệt đối với một vài loại sữa được chế biến ở nhiệt độ cao (sữa tiệt trùng, sữa cô đặc)

Theo quan điểm dinh dưỡng, calci và phospho đều là những thành phần chủ yếu tạo ra thành phần muối trong sữa Tỉ lệ giữa calci và phospho khoảng 1 và 1,4 và dễ được các cơ quan trong cơ thể hấp thu (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.2.2.6 Acid citric

Trong sữa chứa nhiều các acid hữu cơ khác nhau nhưng quan trọng nhất là acid citric, là một triacid hữu cơ, nó đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường mùi thơm của các sản phẩm bơ nhờ sự tạo thành acetone, diacetyl, và 2 ,3 – bulylene - glycole (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.2.2.7 Các chất có hoạt tính sinh học

Chúng có hàm lượng rất nhỏ trong sữa nhưng sự có mặt của chúng cho phép thực hiên một số phản ứng hóa học dưới vai trò xúc tác cũng như thúc đẩy sự hoạt động của các cơ quan trong cơ thể Mặt khác, người ta có thể dựa vào một số phản ứng này trong việc kiểm tra trạng thái của sữa Các chất xúc tác sinh học bao gồm chủ yếu

là các vitamin và các enzyme (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

 Các Vitamin

Nhóm các vitamin tan trong dầu: vitamin A khoảng 1500 U.I/I = 0,3 μg retinol, tồn tại dưới dạng tiền vitamin dạng chất béo màu vàng, có khả năng chịu nhiệt nhưng nhạy cảm với sự oxy hóa Vitamin D khoảng 20 U.I/I = 0,025 μg calciferon Vitamin E: 1 – 2 mg/l, thường mất đi trong quá trình tiệt trùng

Nhóm các vitamin tan trong nước: vitamin B1 có hàm lượng khoảng 400 – 1000 mg/l Vitamin B2 khoảng 800 – 3000 mg/l có vai trò tham gia nhóm hoạt động của hệ thống chuyển hóa đường trong cơ thể Vitamin PP khoảng 1 – 2 mg/l, tuy có số lượng khá ít trong sữa bò nhưng nó khá ổn định và là lượng ít thay đổi trong sữa Acid pantothenic (2 – 5 mg/l, vitamin) khá ổn định

Vitamin B6:0,3 - 1,5 mg/l, tồn tại trong sữa dưới dạng piridoxal Vitamin B12, acid folic, vitamin H, các vitamin thuộc nhóm B và vitamin C (Lê Thị Liên Thanh và

Lê Văn Hoàng, 2002)

72 oC trong 15 - 20 phút hoặc ở 63 oC trong 30 phút Thường căn cứ vào sự hiện diện của enzyme này để kiểm tra xem sữa hoặc cream đã được thanh trùng hay chưa Amylase có vai trò thủy phân tinh bột thành các dextrin Vai trò của amylase trong sữa chưa được giải thích rõ Tuy nhiên, cấu trúc của enzyme này bị phá vỡ hoàn toàn ở 65

oC/30 phút

Các loại enzyme oxy hóa sinh học: bao gồm các enzyme như reductase, lactose peroxydase và catalase Sự hiện diện của enzyme reductase dẫn đến sự mất màu xanh methylene được cho vào ban đầu trong sữa tươi Sự làm mất màu của xanh methylene

do mối liên quan giữa tốc độ làm mất màu của xanh methylene cho vào trong sữa ban đầu với lượng vi sinh vật có trong sản phẩm Trong khi đó, enzyme lactose peroxydase phân hủy nước oxy già thành oxy hoạt động và có thể liên kết với các chất chứa oxy Enzyme này bị bất hoạt ở 82 oC trong 20 phút hoặc 75 oC trong 19 phút Catalase là enzyme phân hủy nước oxy già tạo thành oxy phân tử không hoạt động, do vi sinh vật sinh ra, khá bền nhiệt và bị bất hoạt ở 70 oC trong 30 phút (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.2.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa

Theo Lâm Xuân Thanh (2002), thì sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ cơ thể hấp thụ

Ngoài các thành phần chính như: protein, lactose, lipide, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin thiết yếu, các enzyme, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế Protein trong sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hòa các acid amine cần thiết Độ tiêu hóa của protein sữa là 96 - 98%

Lipide của sữa giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng Khác với các loại mỡ động vật và thực vật khác, mỡ sữa có nhiều acid béo khác nhau, chứa nhiều vitamin và

có độ tiêu hóa cao do có nhiệt độ nóng chảy thấp và chất béo ở dưới dạng các cầu mỡ

có kích thước nhỏ

2.2.4 Hệ vi sinh vật trong sữa tươi

Hệ vi sinh vật trong sữa bao gồm: nấm men, nấm mốc và vi khuẩn Các nấm

mốc thường gặp trong sữa như: Mucor và Rhizopus, gây tác động xấu đến quá trình

sản xuất phô mát dạng nhão Phần đông các nấm mốc này tiết ra enzyme lipase và

enzyme protease Các nấm men như saccharomyces, mycoderma và torula Các loài vi khuẩn chủ yếu trong sữa như Coccus, Bacterium, Clostridium, Meningocoque, Vitrion,

Spirille, Corynebacterium, Streptomycin

Sữa bột: sữa được sấy thành dạng bột mịn

Sữa lên men: là các sản phẩm chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men bởi những

vi khuẩn lactic hoặc tổ hợp vi khuẩn lactic và nấm men

Formage: là sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa Người ta tiến hành đông tụ casein trong sữa sau đó tách khối đông thu được để chế biến thành formage

Bơ: là sản phẩm được chế biến từ chất béo của sữa

Kem: là sản phẩm chế biến từ sữa có phối trộn thêm các phụ liệu và là sản phẩm có qua giai đoạn lạnh đông (Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

2.3 Phân loại, đặc điểm của vi khuẩn lactic và sản phẩm sữa chua

2.3.1 Phân loại

Vi khuẩn lactic được xếp vào nhóm giống chính và giống phụ như sau:

Hình 2.5: Phân loại vi khuẩn Lactic (Nguyễn Lân Dũng, 1998)

2.3.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic bao gồm nhiều loại khác nhau về hình thái, sinh lý và khả năng lên men Tế bào của chúng thường có dạng hình cầu, nối nhau thành chuỗi hay hình que ngắn xếp đôi Đa số nhóm này không có khả năng di động, không tạo bào tử, thuộc nhóm Gram-, kị khí tùy ý Vi khuẩn lactic sống hoại sinh nhờ nguồn protein, hydratcarbon, acid amine từ xác động thực vật Nhiệt độ thích hợp để phát triển từ 10

oC – 40 oC Vi khuẩn lactic có thể lên men các loại đường đơn (glucose, levulose, galactose, manose), đường kép (saccharose, mantose, lactose ), đồng hóa một cách chọn lọc hơn Vi khuẩn thường cần thức ăn đạm hữu cơ (protein, peptide, acid amine)

2.3.2.1 Các cầu khuẩn lactic

Một số cầu khuẩn lactic điển hình:

chuỗi ngắn Chúng phát triển thích hợp nhất ở 30 – 35 oC, chúng có thể tích lũy khoảng 0,8 – 1,0% acid lactic, tức khoảng 110 – 120 oT (1 oT, độ Thorner là lượng acid chứa trong 100ml sữa được trung hòa bởi 1ml NaOH 0,1N)

hay xếp đôi, lên men được lactose nhưng không lên men được maltose, dextrin và saccharose Chúng phát triển tốt ở 20 – 25 oC, gây đông tụ sữa nhưng cũng có thể làm

Streptococcus thermophilus: chủng này thường thấy trong các sản phẩm sữa,

đặc biệt là yoghurt (sữa chua lên men) Tế bào hình cầu kết đôi hay thành chuỗi

Streptococcus thermophilus rất nhạy cảm với nồng độ muối trên 2,5 – 3% và

một số chất kháng sinh đặc biệt trên penicillin Một số chủng Streptococcus

thermophilus tạo được vỏ nhầy Điều này rất hữu dụng trong sản xuất sữa chua tạo độ

láng mịn, giúp duy trì toàn vẹn khối đông và cấu trúc bề mặt trong quá trình xử lý sau khi lên men (Lương Đức Phẩm, 2000)

lactic kém hơn, và Lactobacillus bulgaricus Cả hai loại trên đều có protease nên có

thể sử dụng nguồn dinh dưỡng từ protein để phát triển

Nhóm trực khuẩn xếp chuỗi ưa ấm có tế bào bé hơn trực khuẩn ưa nhiệt và thường xếp chuỗi, phát triển tối ưu ở 30 oC, chúng gây đông tụ sữa sau hai giờ lên đến

ba ngày, độ acid giới hạn từ 180 – 200 oT (Lương Đức Phẩm, 2000)

2.3.3 Cơ sở khoa học của quá trình lên men lactic

Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn Đầu tiên, đường lactose trong sữa sẽ được vi khuẩn đưa vào bên trong tế bào nhờ những cơ chế vận chuyển đặc trưng của màng tế bào chất Tiếp theo, lactose sẽ được thủy phân thành hai monosaccharid rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau Đối với nhóm vi khuẩn

lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài Streptococcus thermophilus,

Lactobacillus bulgaricus, lactobacillus lactis chu trình đường phân là con đường

chính chuyển hóa glucose thành acid lactic Acid lactic là sản phẩm chính của quá trình lên men đồng hình (Lâm Xuân Thanh, 2002)

2.3.4 Diễn biến sinh học của vi sinh vật trong quá trình lên men

Sữa lên men là kết quả của quá trình hoạt động của vi sinh vật, làm thay đổi các thành phần bình thường có trong sữa mà đặc trưng là quá trình hình thành acid lactic

từ đường lactose và trong một số sản phẩm đặc biệt có cả sự hình thành ethanol

Đối với nguồn sữa giàu chất khô, tiến hành thanh trùng ở nhiệt độ 90 – 100 oC

trong vài giây hoặc có thể tiệt trùng Sau đó, sữa được làm lạnh đến 45 oC và cấy vi khuẩn vào Sau khi khuấy trộn tiến hành phân phối nhanh vào dụng cụ, đậy nắp và tiến hành lên men ở nhiệt độ 40 – 50 oC khoảng 3 - 4 giờ

Việc cấy hỗn hợp hai loài vi khuẩn cho kết quả tốt hơn là chỉ sử dụng riêng

từng loài Lactosebacillus bulgaricus làm dễ dàng cho sự phát triển của Streptococcus

thermophilus; Lactobacillus bulgaricus có chứa enzyme phân giải protein nên có khả

năng phân tách được một số acid amine từ casein Các acid amine này có vai trò như là

chất kích thích hoạt động cho loài Streptococcus Ở giai đoạn đầu, pH của sữa thích hợp cho loài Streptococcus hoạt động chiếm ưu thế và đảm bảo cho quá trình lên men lactic được bắt đầu Các enzyme phân hủy casein của Lactobacillus kích thích sự phát triển của Streptococcus và đôi khi làm cho độ acid tăng lên Yếu tố pH của sữa thay đổi làm cho Streptococcus khó phát triển, Lactobacillus thay thế chỗ Quá trình lên

men được thực hiện khi tăng hay giảm nhiệt độ đều không ảnh hưởng đến

Streptococcus, chúng vẫn phát triển tốt và sản sinh chất thơm cho sản phẩm, còn đối

với Lactobacillus lại có tác dụng giảm độ acid nhanh

Ngoài ra, để sản phẩm sữa chua có độ chua nhẹ và thơm người ta có thể sử

dụng tế bào của vi khuẩn Streptococcus già hơn hoặc sử dụng Lactobacillus là loài

phát triển ở môi trường có độ acid thấp (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002)

2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Thành phần và hàm lượng của từng chất sau quá trình lên men sẽ góp phần hình thành nên hương vị sản phẩm Do đó, để sản xuất được thực phẩm lên men với chất lượng mong muốn, cần phải:

 Chọn được giống vi sinh vật thích hợp Trong công nghiệp lên men các sản phẩm từ sữa, thường sử dụng tổ hợp vi sinh vật gồm nhiều loài khác nhau Những kiểu tương tác như cộng sinh tương hỗ, hợp lực, hội sinh và trung tính thường mang lại những tác động có lợi cho quá trình sinh trưởng và trao đổi chất của tổ hợp giống

 Xác định được môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỉ lệ tối

ưu Sữa là môi trường có đầy đủ các chất dinh dưỡng ở tỉ lệ thích hợp nhất nên không cần bổ sung thêm chất dinh dưỡng từ bên ngoài Tuy nhiên, để sản phẩm lên men đạt được các chỉ tiêu hóa lý (hàm lượng hydratecarbon, lipide ) và cảm quan (cấu trúc, mùi vị ) mong muốn Trong một số trường hợp, người ra thường bổ sung bột sữa gầy, đường saccharose hoặc cream vào môi trường sữa

 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 việc cung cấp oxy, sự khuấy trộn

 Lượng giống cấy: nếu lượng giống cấy quá ít thời gian lên men kéo dài, sản phẩm dễ bị tạp nhiễm, gây hư hỏng Giống cấy quá nhiều, thời gian lên men có thể được rút ngắn nhưng hàm lượng các sản phẩm phụ tạo thành sẽ thay đổi và ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm Việc tăng giống cấy sẽ làm tăng chi phí sản xuất

 Nhiệt độ: nhiệt độ lên men thích hợp để tạo sản phẩm có chất lượng tốt về mặt cảm quan Do đó, trong công nghiệp lên men sữa, ứng với từng quá trình lên men và tổ hợp vi sinh vật sử dụng, người ta sẽ xác định giá trị nhiệt độ lên men tối ưu bằng phương pháp thực nghiệm

 Thời gian lên men: tùy từng loại thực phẩm và hoạt tính loài vi sinh vật sử dụng

mà có thời gian lên men thích hợp Người ta sẽ kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu hóa

lý, vi sinh và cảm quan để xác định điểm kết thúc quá trình lên men

 Cung cấp oxy cho nhóm vi sinh vật hiếu khí: đối với môi trường lỏng, hàm lượng oxy cần cung cấp cho vi sinh vật trong quá trình lên men được xác định thông qua việc chọn áp lực của dòng không khí vô trùng nén vào hệ thống sục khí và tốc độ cánh khuấy của thiết bị lên men (Lâm Xuân Thanh, 2002)

2.3.6 Vi khuẩn lactic trong sản xuất sữa chua

40-45 oC, sinh sản tốt ở 37 – 40 oC Đây là vi khuẩn ưu nhiệt, lên men đồng hình, có thể chịu được nhiệt độ đun nóng đến 65 oC trong 30 phút Đường kính khoảng 0,7 - 0,9

μm, thường kết thành đôi hoặc chuỗi dài, tích tụ khoảng 1% acid Streptococcus

thermophilus còn là tác nhân của sự hình thành acid và quá trình chín của phô mát

Hình thái sinh học của vi khuẩn Streptococcus thermophilus (hình 2.6) được ghi nhận bởi Robert Hutkins, thuộc trường đại học Nebraska

Hình 2.6: Hình thái học của Streptococcus thermophilus

thành chuỗi dài, không lên men được saccharose Đây là giống ưa nhiệt, nhiệt độ tối thích cho phát triển là 40 – 45 oC và tối thiểu 15 – 20 oC Nó tạo thành acid mạnh, tích

tụ ở trong sữa tới 2,5 - 3,5% acid lactic Lactobacillus bulgaricus có chứa enzyme

phân giải protein nên có khả năng phân tách được một số acid amine từ casein Các

acid này có vai trò như là chất kích thích hoạt động cho loài Streptococcus (Lê Thị

Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002) Hình 2.4 là hình thái học của vi khuẩn

Lactobacillus bulgaricus được ghi nhận bởi Robert Hutkins thuộc đại học Nebraska

Hình 2.7: Hình thái học của Lactobacillus bulgaricus

2.3.7 Phân loại sữa chua uống

Sữa chua uống (drinking type) hay sữa chua lỏng: khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, có thể uống trực tiếp Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, dùng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt của sản phẩm (Lâm Xuân Thanh, 2002; Lê văn Việt Mẫn, 2004)

Tùy vào sản phẩm cuối có thanh trùng hay không mà người ta chia thành hai

loại là sữa chua uống tiệt trùng và sữa chua men sống (được lên men bởi hai loài vi

khuẩn trên và có thêm các chủng lactic khác có lợi cho đường ruột) Hiện nay có các

công ty: công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk và công ty sữa Dutch Lady Việt Nam

có các sản phẩm sữa chua uống tiệt trùng như vị dâu, vị cam và các vị trái cây khác

Công ty TNHH Tân Quang Minh có sản phẩm sữa chua uống tiệt trùng vị cam, dâu và

mãng cầu Công ty trách nhiệm hữu hạn Yakult Việt Nam có dòng sản phẩm sữa chua

men sống Yakult

2.3.8 Tiêu chuẩn Việt Nam đối với sữa chua

 Tiêu chuẩn về cảm quan: được trình bày ở bảng 2.6

Bảng 2.6: Quy định của tiêu chuẩn Việt Nam về cảm quan của sữa chua uống

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ sung

Mùi vị Đặc trưng cho từng sản phẩm

Trạng thái Dung dịch lỏng, đồng nhất, không cặn

(Nguồn TCVN 7030 – 2002)

 Tiêu chuẩn về hóa lý: được trình bày qua bảng 2.7

Bảng 2.7: Quy định của tiêu chuẩn Việt Nam về các chỉ tiêu hóa lý của sữa

chua uống

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu Sữa

chua

Sữa chua đã tách béo một phần Sữa chua gầy

Hàm lượng chất khô không chứa chất

Hàm lượng chất béo, % khối lượng >2,0 0,5 – 2 < 0,2

(Nguồn TCNV – 7030 – 2002)

2.3.9 Sữa chua đối với sức khỏe con người

Sữa là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Nhưng sau quá trình lên

men, có rất nhiều chất dinh dưỡng được tổng hợp trong sữa Vì vậy, giá trị dinh dưỡng

của sữa chua được nâng lên rất nhiều so với sữa nguyên liệu (bảng 2.8)

Bảng 2.8: Một số giá trị điển hình của các thành phần chủ yếu của sữa và sữa

chua (được tính trên 100g nguyên liệu)

(Nguồn: A R Hililen, 2000)

a: Giá trị dinh dưỡng của sữa chua trái cây sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại trái cây và chất ổn định

Theo nhà nghiêm cứu người Mỹ Stelli Hililen cho biết sữa chua có tác dụng ngăn ngừa loãng xương Năm 1963, bác sĩ Shani đã ly trích ra một chất kháng sinh trong sữa chua đặt tên là Acidophylline có tác dụng hữu hiệu không thua kém Penicilline Đến nay, người ta đã phát hiện tối thiểu có mười loại kháng sinh trong sữa chua, không độc hại, dễ phân hủy và không tồn dư trong cơ thể (Khải Anh, 2010)

2.4 Giới thiệu về chanh dây

2.4.1 Phân loại chanh dây – tên gọi

Chanh dây hay còn gọi là chanh leo, mắc mát, mát mát hay lạc tiên hoa tía

(danh pháp khoa học: Passiflora incarnata), là một loài dây leo sống lâu năm lớn

Thành phần

Nguyên chất Sữa gầy Sữa béo Ít béo Ít béo/có trái cây Cách chế biến khác

Kali (mg) 140 150 280 250 210 Chưa đưuọc báo cáo

nhanh với thân bò leo Là một loài trong chi Lạc tiên (Passiflora), chanh leo có các

hoa lớn với các nhụy và nhị hoa to Là một trong số các loài có thân cứng nhất trong chi Lạc tiên Tuy tên gọi có chữ "chanh", nhưng nó không có quan hệ với các loài chanh trong chi Cam chanh (Citrus spp.)

2.4.2 Thân cây

Thân cây có thể trơn nhẵn hoặc có lông tơ, dài, bò leo và có nhiều tua cuốn Các

lá hình chân vịt 3 thùy mọc so le (mọc cách), kích thước 6 - 15 cm Chúng có 2 tuyến đặc trưng ở gốc của phiến lá trên cuống lá Các hoa 5 cánh màu trắng ánh tím tía Chúng tạo ra một vành hoa màu trắng xen tía, một cấu trúc của các phần phụ giữa các cánh hoa và tràng hoa Hoa được thụ phấn nhờ một số loài côn trùng như ong nghệ, bản thân nó không thể tự thụ phấn Nó phát triển tốt trong các khu vực nhiều nắng Tại một số khu vực, toàn bộ cây chanh leo tươi hay khô đã từng được sử dụng như là một loại thảo dược làm an thần và điều trị chứng mất ngủ

2.4.3 Qủa chanh dây

Quả mọng nhiều cùi thịt hình ô van màu ánh vàng khi chín với kích thước gần bằng quả trứng gà Khi còn xanh nó có màu xanh lục Ở loài chanh leo này, các chất nhầy màu vàng xung quanh các hạt của quả có vị ngọt và ăn được Tuy nhiên, nó có nhiều hạt, vì thế chủ yếu làm nguồn thức ăn cho động vật hoang dã Giống như các loài lạc tiên khác, nó là nguồn thức ăn cho ấu trùng của một số loài bướm Lá và thân cây phơi khô, thái nhỏ thường được dùng ở châu Âu để trộn lẫn với lá chè để uống Tại Việt Nam, người ta dùng quả chanh leo để làm nước giải khát trong mùa hè

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung đề tài

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men và thời gian lên men đến chỉ tiêu hóa lý và chất lượng cảm quan của sản phẩm sữa chua uống gấc, chanh dây và siro cam

- Khảo sát tỉ lệ gấc tươi bổ sung đến chỉ tiêu hóa lý và chất lượng của sản phẩm sữa chua uống gấc, chanh dây và siro cam

- Khảo sát tỉ lệ gấc bột bổ sung đến chỉ tiêu hóa lý và chất lượng của sản phẩm sữa chua uống gấc, chanh dây và siro cam

- Đánh giá chất lượng sản phẩm sản phẩm sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây

và siro

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian thực hiện đề tài từ 27/3/2010 đến 30/7/2010

Địa điểm: thí nghiệm được tiến hành tại phòng Kỹ Thuật Sản Xuất của công ty TNHH Tân Quang Minh, phòng Kỹ Thuật thực phẩm thuộc bộ môn Cơ Sở Kỹ thuật thực phẩm, phòng thí nghiệm Hóa Sinh thuộc bộ môn Hóa Sinh, phòng thí nghiệm Vi Sinh thuộc bộ môn Vi Sinh khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

3.2.2 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng

3.2.2.1 Nguyên liệu thí nghiệm

Sữa bột béo Úc được nhập khẩu bởi công ty TNHH Tín Phi

Men giống đông khô YC - X11 – Yo - Flex gồm có các vi khuẩn Streptococcus

thermophilus và Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus, được được sản xuất bởi

công ty Chr-Hasen, Đan Mạch

Gấc tươi được mua tại chợ Ông Tạ, quận Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh

Gấc tươi được sấy thăng hoa ở chế độ -20 oC/24 giờ để tạo nguyên liệu gấc bột cho thí nghiệm

Phụ gia thực phẩm: High methoxyl pectin

Chanh dây được mua tại chợ Thủ Đức, quận Thủ Đức, Tp.Hồ Chí Minh

Siro cam do Công ty Siro Trinh sản xuất, được mua tại siêu thị Co.op Mart, Xa Lộ

Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh

3.2.2.2 Máy, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

Máy, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm được trình bày qua bảng 3.1

Bảng 2.8: Máy – thiết bị sử dụng trong thí nghiệm

3.2.3 Quy trình chế biến

3.2.3.1 Quy trình chế biến sữa chua uống gấc

Quy trình chế biến sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam được xây dựng dựa trên cơ sở tham khảo từ quy trình chế biến sữa chua uống của công ty TNHH Tân Quang Minh (hình 3.1)

Máy sấy hiệu Conthern Trung Quốc Máy sấy thăng hoa hiệu Eyela – fdu 1000 Nhật

Hình 3.1: Quy trình chế biến sữa chua uống gấc – chanh dây – siro cam

Đường, chất ổn định Sữa bột

Đồng hóa

Dán nhãn, hoàn thiện Chiết chai

Nước xử lí

650C

Sản phẩm

Chất bảo quản Acid citric Đường còn dư

Làm nguội Thanh trùng

Phối trộn 2

Siro cam, nước chanh dây đã được lọc, thanh trùng Gấc tươi hoặc gấc bột

Thuyết minh quy trình

Nhìn chung, quy trình chế biến sữa chua uống bổ sung gấc, chanh dây và siro cam trải qua 2 giai đoạn chính đó là: chuẩn bị dịch sữa chua và quá trình phối trộn giữa dịch sữa lên men và các thành phần khác

Chuẩn bị dịch sữa chua

a Phối trộn hòa tan

Mục đích: tạo thành dung dịch đồng nhất, làm cho quá trình lên men triệt để hơn Đồng thời hoàn nguyên sữa giúp cho sữa bột trở lại trạng thái ban đầu giống như sữa tươi

Cách tiến hành: sữa bột được định lượng cho từng mẻ lên men, sau đó thực hiện theo tuần tự sau:

 Thanh trùng dụng cụ chứa và các dụng cụ để lên men sữa

 Cho nước đã được thanh trùng theo tỉ lệ tương ứng vào dụng cụ chứa

 Cho sữa bột nguyên kem đã được định lượng vào dụng cụ chứa Nên cho sữa bột vào từ từ để khả năng hòa tan của bột là cao nhất Ở nhiệt độ thấp, sữa khó hòa tan, dung dịch lên men sẽ không đồng nhất, ảnh hưởng đến quá trình lên men, bên cạnh đó còn gây tốn thời gian lên men Nhưng ở nhiệt độ cao (> 45

oC) gây vón sữa

 Thanh trùng

Gia nhiệt dịch sữa đến 75 oC và giữ ở nhiệt độ này trong vòng 5 phút để tiêu diệt vi sinh vật Hòa tan triệt để các thành phần tạo hỗn hợp đồng nhất Khi đủ thời gian thanh trùng, tiến hành làm nguội dung dịch sữa để chuẩn bị lên men

b Làm nguội ủ

Rót dung dịch sữa vào dụng cụ lên men để đưa nhiệt độ dung dịch trong khoảng

43 – 44 oC trong 15 phút Mục đích của việc làm này là làm cho protein trương nở, các muối trở lại trạng thái cân bằng, làm tăng hiệu quả của quá trình lên men

c Quá trình lên men

Mục đích: tạo mùi vị đặc trưng cho sữa chua uống, chuyển hóa đường lactose thành acid lactic và các thành phần khác

Cách tiến hành: hòa tan lượng men giống đông khô cần thiết vào một ít dịch sữa Khuấy đều trong 1 phút rồi cho vào dụng cụ chứa dịch sữa sắp lên men Tiến hành

khuấy để dịch sữa có chứa men giống phân tán đều vào dịch sữa sắp lên men Kiểm tra nhiệt độ của dịch sữa bằng nhiệt kế và bắt đầu tính thời gian lên men Thời gian lên men tùy theo từng thí nghiệm

Khi quá trình lên men gần đạt đến mức thời gian thí nghiệm, tiến hành lấy mẫu sữa để kiểm tra quá trình lên men thông qua các giá trị như pH, mùi vị và trạng thái mẫu Kiểm tra thường xuyên đến khi đạt được pH theo yêu cầu (đối với sản phẩm sữa chua uống thì pH cuối quá trình lên men dao động trong khoảng 3,9 – 4,1) thì kết thúc quá trình lên men, chuẩn bị đi phối trộn

Sản xuất sữa chua uống

a Phối trộn

Mục đích: tạo thành hỗn hợp đồng nhất Chất ổn định được cho vào hỗn hợp nhằm làm giảm bớt hiện tượng keo tụ, tăng cường khả năng liên kết giữa các casein lại với nhau, đồng thời làm tăng hàm lượng chất xơ hòa tan trong sản phẩm giúp tiêu hóa

dễ hơn

Tiến hành:

Vệ sinh dụng cụ chứa dung dịch phối trộn

Gấc tươi và gấc bột bổ sung được chuẩn bị từ trước qua các công đoạn như sau:

Gấc tươi: quả gấc được rửa sạch, bổ làm đôi và bóc lấy màng đỏ quanh hạt

Tiếp theo, màng gấc được xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố cho đến khi đạt yêu cầu Sau đó, gấc được lọc qua lưới lọc có kích thước nhỏ để lọc bỏ các mảnh gấc có kích thước lớn Dịch gấc sau khi sơ chế sẽ được xử lý nhiệt ngay ở 90 0C/10phút, bằng phương pháp hấp cách thủy, nhằm hạn chế ảnh hưởng do sự tiếp xúc với oxy không khí và để tiêu diệt một số vi sinh vật

Gấc bột: quả gấc được rửa sạch, bổ đôi, tách lấy phần màng đỏ quanh hạt Tiến

hoa bằng máy sấy Eyela fdu–1000 trong 24 giờ Kết thúc quá trình sấy, màng gấc được lấy ra khỏi máy sấy, tán nhuyễn hoặc xay nhuyễn bằng máy xay sinh tố, lọc qua rây có kích thước nhỏ để loại bỏ các mảnh lớn Bột gấc sẽ nhanh chóng được định lượng (khoảng 5 g/gói) và đóng gói chân không, cất giữ trong bao bì có màu tối và bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh để hạn chế đến mức thấp nhất sự oxy hóa gây mất màu bột gấc

b Đồng hóa

Dịch sau khi phối trộn được gia nhiệt lên đến 75 oC rồi mang đi đồng hóa Quá trình đồng hóa sẽ xé nhỏ các hạt cầu béo có kích thước lớn, làm các hạt bột gấc phân tán đều vào dịch sữa chua Quá trình đồng hóa được thực hiện trong 15 phút ở tốc độ 13.000 vòng/phút bằng thiết bị đồng hóa

c Làm nguội

Dịch sữa sau khi đồng hóa được làm nguội bằng nước mát Khi nhiệt độ dịch sữa còn 60 – 65oC, tiến hành phối trộn

d Phối hương, màu

Mục đích: tạo sự đa dạng cho sản phẩm

Tiến hành: màu và hương được sử dụng trong thí nghiệm là siro cam và nước chanh dây Tiến hành định lượng dịch siro cam cần bổ sung, sau đó cho siro cam vào dịch sữa, cho nước chanh dây vào hỗn hợp trên Nhiệt độ của quá trình phối hương trong khoảng 60 – 65 oC

Trong đó, chanh dây được rửa sạch, bổ đôi, lấy tép, lọc lấy nước Nước chanh dây được mang đi thanh trùng nhẹ ở 90 oC trong 4 phút để tiêu diệt một số vi sinh vật

và hạn chế sự hư hỏng

Một vài lưu ý trong quá trình phối hương và màu:

Nhiệt độ phối nước chanh dây phải càng thấp càng tốt (60 – 65 oC), nhằm tránh hiện tượng thất thoát hương

Không cho nước chanh dây và siro cam vào cùng lúc vì sẽ gây ra hiện tượng tương phản nhau, không tốt cho sản phẩm (màu sắc thay đổi, mùi vị khó chịu)

e Chiết chai

Sản phẩm sau khi pha trộn xong sẽ được rót chai Các chai thủy tinh sau khi đã được súc rửa sạch sẽ được mang đi thanh trùng trong nước nóng 100 oC trong 4 phút

Nhanh chóng rót nóng (gia nhiệt sản phẩm lên khoảng 60 oC) sản phẩm vào chai với thể tích là 200 ml/chai, ghép nắp

Trong thí nghiệm này các yếu tố cố định bao gồm:

Quy trình chế biến sữa chua uống gấc, chanh dây và siro cam đã được đề ra Bên cạnh đó, các yếu tố cố định khác bao gồm: tỉ lệ gấc tươi bổ sung là 3%, đường RE: 9%, tỉ lệ siro cam: 2% và tỉ lệ chanh dây: 2%

Thí nghiệm được bố trí hai yếu tố theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại Hai yếu tố theo dõi là thời gian lên men và tỉ lệ men bổ sung Yếu tố thí nghiệm: tỉ

lệ men được khảo sát ở hai mức độ là 11% và 13%; các mức thời gian lên men là 8 giờ

và 10 giờ

Chỉ tiêu theo dõi: bao gồm:

+ Chỉ tiêu hóa lý: giá trị pH, độ Brix và độ acid ( độ Thorner)

+ Chất lượng cảm quan (màu sắc, mùi vị, cấu trúc) được đánh giá bằng phương pháp so hàng

Theo Herbstreith & Fox (2009), lượng high methyl pectin thích hợp dùng trong sản phẩm sữa chua uống ở vào khoảng từ 0,2 đến 0,5% phụ thuộc vào sản phẩm và quy trình Trong quá trình thí nghiệm, chúng tôi chọn tỉ lệ pectin là 0,2%, đây cũng là GMP của công ty TNHH Tân Quang Minh trong chế biến sữa chua uống

Phương pháp thực hiện

Dựa trên cơ sở từ tài liệu do công ty TNHH Tân Quang Minh cung cấp, chúng