Trong nghiên cứu này chủng LactobacillusplantarumL5 phân lập từ nem chua được sử dụng đồng lên men với nấm men làm nổi bột nhằm kéo dài thời gian bảo quản mà không cần chất bảo quản hóa học. Dựa vào phân tích tính chất hóa lý, cảm quan bột nhào và bánh, với mật độvi khuẩn lên men lactic 109(cfu/gbột) đồng lên men với 107(tếbào nấm men/g bột), thời gian lên men tối ưu được xác định là 40 phút ở40oC, nhiệt độ nướng tối ưu là 170oC trong 13 phút để bánh có thời gian bảo quản kéo dài như bánh mì bổ sung chất bảo quản hóa học Canxi propionate.
XÁC ĐỊNH THƠNG SỐ SẢN XUẤT BÁNH MÌ BỘT CHUA TỪ VI KHUẨN LÊN MEN LACTIC KẾT HỢP NẤM MEN THAY THẾ CHẤT BẢO QUẢN HĨA HỌC Nguyễn Hồi Hƣơng, Huỳnh Phƣơng Quyên, Võ Ngọc Huyền, Hồ Lý Hải Vân, Nguyễn Thị Thúy Hằng Viện Khoa học Ứng dụng Hutech, trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh (HUTECH) TÓM TẮT Trong nghiên cứu chủng Lactobacillus plantarum L5 phân lập từ nem chua sử dụng đồng lên men với nấm men làm bột nhằm kéo dài thời gian bảo quản mà không cần chất bảo quản hóa học Dựa vào phân tích tính chất hóa lý, cảm quan bột nhào bánh, với mật độ vi khuẩn lên men lactic 109 (cfu/g bột) đồng lên men với 107 (tế bào nấm men/g bột), thời gian lên men tối ưu xác định 40 phút 40oC, nhiệt độ nướng tối ưu 170oC 13 phút để bánh có thời gian bảo quản kéo dài bánh mì bổ sung chất bảo quản hóa học Canxi propionate Bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic thể đặc điểm vượt trội so với bánh mì bảo quản canxi propionate mùi, vị sống sót vi khuẩn lactic sản phẩm Từ khóa: Bột chua, chất bảo quản hóa học, lên men bánh mì, phép thử cho điểm thị hiếu ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xu hướng tìm kiếm phương thức bảo quản bánh mì chống mốc thay chất bảo quản hóa học natri benzoate (NaB) canxi propionate (CaP), người ta quan tâm đến phương pháp sản xuất bánh mì bột chua (sour dough) có lâu đời châu Âu Tác nhân kháng mốc bánh mì bột chua có nguồn gốc từ vi khuẩn lên men lactic đồng lên men với nấm men Tuy nhiên, bánh mì bột chua truyền thống có điểm hạn chế, cơng việc chuẩn bị bột chua tự nhiên tốn thời gian khơng kiểm sốt hệ vi sinh vật bột chua Để khắc phục nhược điểm bột chua, nhiều vi khuẩn lên men lactic phân lập bổ sung vào cơng thức bánh mì để đồng lên men với nấm men (Muhialdin cộng sự, 2011, Chavan Chavan, 2011) Trong xu hướng nghiên cứu trước chúng tơi phân lập số chủng vi khuẩn lên men lactic từ thực phẩm truyền thống Việt Nam, có Lactobacillus plantarum L5 (Nguyễn Hoài Hương, Huỳnh Phương Quyên, 2018) Chủng vi khuẩn thể hoạt tính protease lên men lactic trung bình, khả kháng nấm in vitro ngăn cản tăng trưởng nấm mốc bánh mì bột chua đồng lên men với nấm men Tuy nhiên thông số lên men bột nhào nướng chưa nghiên cứu Đó nội dung nghiên cứu VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Chủng Lactobacillus plantarum L5 phân lập từ nem chua Nấm mốc Aspergillus niger phân lập từ đậu nành nhiễm mốc Nấm men Saccharomyces cerevisiae mua nhà sản xuất Saf-Instant, natri benzoate mua từ nhà sản xuất Guangdong Guanghua Sci-tech Co., Ltd canxi propionate từ nhà sản xuất Melbourne Food Ingredient Depot bột mì số 11 bột mì thơng dụng 794 2.2 Phƣơng pháp 2.2.1 Tăng sinh chuẩn bị vi khuẩn lactic để bổ sung vào bột nhào Nuôi cấy L plantarum L5 MRS Broth 370C, 24 Tế bào vi khuẩn sau tăng sinh thu hồi ly tâm 4000 v/p 15 phút rửa lần nước muối sinh lý vô trùng Mật độ L plantarum L5 107, 108, 109, 1010 (cfu/g bột) điều chỉnh để đồng lên men với nấm men 107 tế bào/ g 2.2.2 Lên men bột nhào nướng bánh Mỗi mẻ bột nhào chuẩn bị từ 250 g bột mì số 11, 35 g sucrose, 2.5 g NaCl, 25g trứng, 135 ml sữa tươi, 15 g bơ động vật 3g nấm men bánh mì (107 cfu/g bột) Bột nhào khuấy trộn máy trộn bột vận tốc 1000 vòng/ phút 13phút, sau để bột nghỉ 30 phút nhiệt độ phịng, sau chia thành từ phần khối lượng 50 g vào dạng hình cầu, lên men thời gian định 40 oC Nướng thực lò với nhiệt độ điều chỉnh kiểm soát 13 phút, sau bánh mì làm nguội nhiệt độ phịng đem phân tích 2.2.3 Xác định thời gian lên men mật độ vi khuẩn lactic bổ sung Chuẩn bị vi khuẩn lactic bột nhào trên, với mật độ vi khuẩn lactic L5 bổ sung, thời gian lên men 40oC 30, 40, 50 phút Sau đó, bánh nướng 170oC 15 phút lò, để nguội nhiệt độ phòng phân tích tiêu thể tích, độ acid (TA%), đánh giá cảm quan phương pháp cho điểm thị hiếu 2.2.4 Xác định nhiệt độ nướng bánh Chuẩn bị vi khuẩn lactic bột nhào trên, với mật độ vi khuẩn lactic L5 thời gian lên men chọn từ thí nghiệm trên, bánh nướng 160, 170, 180oC 15 phút lò, để nguội nhiệt độ phịng phân tích độ màu mật độ vi khuẩn lactic 2.2.5 So sánh cảm quan thời gian bảo quản bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic với bánh mì dùng chất bảo quản hóa học bánh mì khơng chất bảo quản Chuẩn bị vi khuẩn lactic bột nhào trên, với mật độ vi khuẩn lactic L5 thời gian lên men chọn từ thí nghiệm 1, bánh nướng nhiệt độ rút từ thí nghiệm 15 phút lị, để nguội nhiệt độ phịng Bánh mì đối chứng BM lên men với lượng nấm men, thời gian lên men nhiệt độ nướng bánh mì lactic, nhiên khơng bổ sung tác nhân bảo quản Bánh mì đối chứng BMCaP BMNaB làm giống BM, loại trừ có bổ sung 0,1% canxi propionate natri benzoate vào nguyên liệu nhào bột ban đầu Các mẫu bánh mì phân tích cảm quan cho điểm thị hiếu Bánh mì bảo quản bao PE khử trùng cồn 70o nhiệt độ phịng, sau quan sát xuất tơ nấm Số ngày bảo quản tính từ ngày nướng đến ngày tơ nấm xuất Bánh mì sau nướng sau ngày bảo quản phân tích tổng nấm men nấm mốc 2.2.6 Các phương pháp phân tích Thể t ch độ nở Đo chiều cao H (cm) đường kính D (cm) bột nhào trước lên men, sau lên men sau nướng tính thể tích bánh theo cơng thức hình chỏm cầu V (cm3) = ( ) Độ nở bột nhào chênh lệch thể tích bột nhào sau lên men trước lên men, độ nở bánh thể tích bánh trừ thể tích bột nhào sau lên men Độ acid hay TA%: 795 10g mẫu nghiền nhò lắc nước cất ấm chuyển sang bình định mức 100 ml thêm nước cất tới vạch, 25 ml dịch sau lọc chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1N đến xuất màu hồng nhạt bền sau 30 giây với thị Phenolphtalein 1% Tính độ acid theo tỉ lệ % acid tạo thành quy acid lactic hương pháp đo ắc bánh mì: Sử dụng máy đo màu Konica Minolta CR-400 Xác định mật độ vi khuẩn lactic bánh mì 10 g bánh mì đồng 90 ml nước muối sinh lý, pha loãng theo dãy thập phân cấy trang môi trường thạch MRS với độ pha loãng liên tiếp, độ pha loãng lặp lại đĩa, ủ 37oC 48 giờ, đếm khuẩn lạc đĩa chứa 25-250 khuẩn lạc tính mật độ khuẩn lactic bánh mì Xác định tổng nấm men, nấm mốc bánh mì (theo TCVN 8275-1:2010) Mức độ ưa th ch màu sắc, độ xốp, mùi vị bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic với bánh ì thường bánh mì có chất bảo quản: Sử dụng phép thử Cho điểm thị hiếu để đánh giá mức độ ưa thích mẫu bánh mì KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định thời gian lên men bột nhào đồng lên men vi khuẩn lên men lactic với nấm men Bảng Ảnh hưởng mật độ vi khuẩn lactic L plantarum L5 thời gian lên men lên thể tích bột nhào độ chua bột nhào Mật độ vi khuẩn lactic (cfu/g bột) Thời gian lên men (phút) Thể tích (cm3) Độ chua (% acid lactic) 107 30 106,13fg 0,192c 40 124,45ef 0,180c 50 175,82ab 0,072d 30 87,31g 0,180c 40 121,21ef 0,186c 50 155,02bcd 0,198c 30 127,86ef 0,288b 40 150,62cd 0,324ab 50 190,75a 0,36a 30 109,05fg 0,288b 40 135,36de 0,30ab 50 165,68bc 0,294ab 108 109 1010 Tại mật độ đồng lên men LAB L5 với nấm men, tăng thời gian lên men thể tích sau lên men tăng rõ rệt, thời gian lên men khác biệt có ý nghĩa thống kê Tuy nhiên thời gian lên men 30 – 50 phút không ảnh hưởng nhiều đến độ chua bột nhào Hàm lượng acid lactic không tăng sau lên men acid lactic sinh kết hợp ethanol tạo ester thơm Khi mật độ 107 108 cfu LAB/g bột, độ chua hẳn so với sử dụng mật độ 109 1010 cfu/g Thay đổi mật độ LAB đồng lên men nấm men hẳn ảnh hưởng lên cảm quan theo phương pháp Cho điểm thị hiếu kết thể bảng 2: 796 Bảng Ảnh hưởng mật độ LAB L.plantarum L5 thời gian lên men đến cảm quan bánh mì Mật độ vi khuẩn lactic (cfu/g bột) Thời gian lên men (phút) Màu sắc Độ xốp Mùi Vị Đánh giá chung 30 7,33a 5,33cde 5,92a 5,67bcd 6,58abc 40 5,17c 6,83ab 5,50a 7,00ab 6,75ab 50 7,17ab 6,50abcd 6,25a 5,67bcd 6,50abc 30 6,75abc 5,08e 5,92a 5,92abcd 5,75abc 40 6,33abc 7,08a 5,75a 7,25a 6,83a 50 6,17abc 6,67abc 5,50a 5,25d 5,83abc 30 6,75abc 5,58bcde 5,92a 5,83abcd 6,25abc 40 6,67abc 6,50abcd 5,50a 6,83abc 6,50abc 50 5,58bc 4,92e 5,00a 5,33cd 5,58bc 30 7,25ab 5,17de 5,92a 6,08abcd 6,33abc 40 6,58abc 7,00a 5,58a 6,83abc 6,75ab 50 5,67abc 6,00abcde 5,83a 4,83d 5,50c 107 108 109 1010 Dựa vào bảng cho thấy điểm cảm quan vị cao thời gian lên men 40 phút, kéo dài thời gian lên men 50 phút mật độ LAB cao dẫn đến vị chua, ngược lại mật độ thấp (107 cfu/g), độ acid thấp, vị không chua sản phẩm trao đổi chất khác VSV (có thể nhiễm từ khơng khí) xem lẫn làm cảm quan Vì lên men 40 phút mật độ 109 cfu/g bột có thời gian lên men vừa đủ mật độ LAB thích hợp nên giúp gluten trương nở tốt, bánh đạt cấu trúc, mùi vị hài hồ Dựa vào nghiên cứu trước mật độ 109cfu/g bột cho khả kháng nấm tốt, kéo dài thời gian bảo quản bánh mì 3.2 Xác định nhiệt độ nƣớng bánh Kết khảo sát nhiệt độ nướng mẫu bánh mì bổ sung vi khuẩn Lactic L5-109 thể bảng Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ nướng lên màu bánh mì lên men lactic Chỉ tiêu L* Nhiệt độ a* b* Log mật độ lactic (log(cfu/g)) 160oC 81,07a 12,61a 31,78a 8,57a 170oC 71,59a 16,13a 27,35a 8,44a 180oC 56,38b 14,72a 17,65b 8,51a (L* = cường độ tối – sáng, a* = sắc độ màu đỏ - xanh lá, b* = sắc độ màu xanh dương – vàng) Trong trình nướng, vỏ bánh có màu vàng nâu lượng lượng đường acid amin bánh tham gia phản ứng Caramel Maillard, nhiệt độ nướng cao vỏ bánh có màu đậm so với nướng nhiệt độ thấp Cho nên, nướng bánh mì nhiệt độ 160oC có thơng số L* (81,07) b* (31,78) cao nhất, điều cho thấy màu vỏ bánh có màu vàng nâu nhạt bánh nhiệt độ nướng cịn lại Thơng số L* b* bánh mì nướng nhiệt độ 180oC (L*= 56,38 b*= 17,65) thấp bánh mì nướng 170oC (L*= 71,59 b*= 27,35), chứng tỏ bánh mì nướng 180oC có vỏ bánh màu nâu sậm, khét, đậm Cịn 797 nướng 170oC cho vỏ bánh màu vàng nâu đặc trưng bánh mì (Hình 3) Như nướng bánh mì nhiệt độ 170oC thời gian 13 phút thích hợp 3.3 So sánh bánh mì lên men lactic với nấm men so với bánh mì khơng bổ sung lactic và/hoặc bánh mì khơng bổ sung chất bảo quản hóa học 3.3.1 So sánh độ nở Bảng trình bày thể tích bột nhào bánh, từ đánh giá độ nở bánh mì lactic đồng lên men nấm men, so sánh với bánh mì khơng chất bảo quản bánh mì bảo quản hóa chất benzoate natri (NaB) canxi propionate (CaP) Bảng Thể tích độ nở mẫu bánh mì Vsau nƣớng Vsau nƣớng 123,42a 179,85a 29,23a 137,76ab 96,86b 180,67a 42,91a 41,28a 136,03ab 94,75b 180,87a 44,84a 40,94a 110,51c 69,57c 160,37b 49,86a Mẫu Vtrƣớc lên men Vsau lên men (cm3) BML5_9 30,82ab 150,62a BM 40,90a BMCaP BMNaB (cm ) Vsau lên men (cm ) (cm ) (cm ) BML5_9: bánh mì chủng L plantarum L5 109 cfu/g bột đồng lên men nấm men, BMNaB: bánh mì bổ sung Natri benzoat – BMCaP: bánh mì bổ sung Canxi propionate – BM: bánh mì khơng chất bảo quản BM mẫu bánh mì khơng bị ức chế chất nên nấm men hoạt động tốt giúp sinh CO2 làm tăng thể tích bánh BML5_9 làm giảm pH bột nhào khơng khơng làm giảm lên men mà cịn tăng hoạt động nấm men hoạt tính protease sản sinh amino acid tự giúp nấm men hoạt động tốt dẫn đến thể tích bột nhào sau lên men lớn mẫu khác Kết khảo sát cho thấy bổ sung vi khuẩn lactic có độ nở tương đương với mẫu bổ sung Canxi propionate chất bảo quản sử dụng phổ biến 3.3.2 So sánh cảm quan Bảng Đánh giá cảm quan loại bánh mì thí nghiệm Mức độ ƣa thích (điểm 1-9) Mẫu Màu sắc Độ xốp Mùi Vị Đánh giá chung BML5_9 7,20a 7,17a 6,93a 7,07a 7,07a BM 7,20a 7,13a 5,93b 7,27a 6,30b BMCaP 7,23a 6,67ab 5,67b 6,20b 7,10a BMNaB 7,10a 6,23b 5,47b 5,37c 5,20c BML5_9: bánh mì chủng L plantarum L5 109 cfu/g bột đồng lên men nấm men, BMNaB: bánh mì bổ sung Natri benzoat – BMCaP: bánh mì bổ sung Canxi propionate – BM: bánh mì khơng chất bảo quản Bảng cho thấy màu sắc, so sánh mẫu bánh mì BML5_9, BM, BMCaP BMNaB mẫu có mức độ ưa thích khơng có khác biệt có ý nghĩa mức ý nghĩa 5% Về độ xốp, mẫu BML5_9, BMCaP BM có mức độ ưa thích khơng có khác biệt có ý nghĩa So sánh mùi 798 mẫu BML5_9, BMCaP, BMNaB, BM BML5 có ưa thích (6,93 điểm) vượt trội so với mẫu bánh mì cịn lại (5,47 - 5,93 điểm) có khác biệt mức ý nghĩa 5% Xét vị, mẫu BM (7,27 điểm) BML5_9 (7,07 điểm) có mức độ ưa thích cao nhất, mẫu BMCaP (6,20 điểm) Mẫu có điểm vị thấp BMNaB (5,37 điểm) mẫu có khác biệt mức ý nghĩa 5% Do mẫu BML5 có bổ sung vi khuẩn lactic nên sinh lượng acid làm bánh mì có vị chua nhẹ, điểm gần bánh mì khơng chất bảo quản, khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê Điều khẳng định vai trò việc bổ sung vi khuẩn lactic lên men bánh mì cảm quan sản phẩm 3.3.3 So sánh thời gian bảo quản loại bánh mì Thời gian bảo quản tính từ thời gian nướng xong đến thời gian xuất dấu hiệu hư hỏng vi sinh vật, chủ yếu nấm mốc Kết trình bày bảng 6: Bảng Thời gian bảo quản loại bánh mì thí nghiệm Mẫu Thời gian bảo quản (ngày) Phát sinh nấm men nấm mốc sau ngày bảo quản (log (cfu/g)) BML5_9 7,83a 0,13b BM 6,17b 0,27a BMCa 8,83a 0,01c BMNa 8,17a 0,23a BML5_9: bánh mì chủng L plantarum L5 109 cfu/g bột đồng lên men nấm men, BMNaB: bánh mì bổ sung Natri benzoat – BMCaP: bánh mì bổ sung Canxi propionate – BM: bánh mì khơng chất bảo quản Như sau ngày, bánh mì mẫu bảo quản CaP tăng nấm mốc khơng đáng kể, cịn bánh mì lactic BML5_9 nấm mốc tăng 100,13 lần 1,34 lần, nằm ngưỡng cho phép Bộ Y tế (Quyết định 46-QĐ/2007, Bộ Y Tế -Tổng số nấm men nấm mốc nằm giới hạn 102 cfu/g) Kết phù hợp với nghiên cứu khác trình bày tổng quan Chavan RS Chan SR, 2011 Kết nghiên cứu Saikia D Sit N, 2014 rõ thời gian bảo quản bánh mì bột chua tăng thời gian bảo quản từ ngày lên tối đa ngày Trong theo Denkova cộng sự, 2014 bổ sung vi khuẩn lên men lactic kéo dài thời gian không mọc nấm từ 72 đến 120 bảo quản 30oC Kết nghiên cứu trùng lắp với kết Nguyễn Hoài Hương Huỳnh Phương Quyên, 2018 Sự sống sót vi khuẩn lactic sau nướng với mật độ cao nguyên nhân giúp kéo dài thời gian bảo quản bánh mì mà khơng cần bổ sung chất bảo quản hóa học KẾT LUẬN Qua q trình nghiên cứu, thu số kết sau: bổ sung chủng vi khuẩn lactic lên men 40 phút mật độ 109 cfu/g bột có thời gian lên men vừa đủ mật độ LAB thích hợp nên giúp gluten trương nở tốt, bánh đạt cấu trúc, mùi vị hài hồ, nhiệt độ nướng bánh mì 170oC thời gian 13 phút đạt giá trị cảm quan cao Bánh mì chủng L plantarum L5 109 cfu/g bột đồng lên men nấm men có thời gian bảo quản tương đương bánh mì bổ sung Canxi propionate natri benzoat, có khả kháng nấm men, nấm mốc có mùi vị ưa thích 799 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chaven R.S., Chavan S.R (2011) Sourdough Technology—A Traditional Way for Wholesome Foods: A Review Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 10: 170-183 DOI: 10.1111/j.1541-4337.2011.00148.x [2] Denkova, R., Ilieva, S., Denkova, Z., Georgieva, L., Yordanova, M., Nikolova, D., & Evstatieva, Y (2014) Production of wheat bread without preservatives using sourdough starters Biotechnology, biotechnological equipment, 28(5), 889–898 doi:10.1080/13102818.2014.965057 [3] Muhialdin B.J, Hassan Z., Saari N (2015) Lactic Acid Bacteria in Biopreservation and the Enhancement of the Functional Quality of Bread http://dx.doi.org/10.5772/51026 [4] Nguyễn Hoài Hương, Huỳnh Phương Quyên (2018) Phân lập vi khuẩn lên men lactic từ thực phẩm lên men truyền thống để thay chất bảo quản hóa học lên men bánh mì Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Công nghệ Hutech 2018 [5] Saikia D., Sit N (2014) Effect of using sourdough for preparation of bread on quality, shelf life and staling American Journal of Food technology, 9: 223-230 800 ... mật độ vi khuẩn lactic 2.2.5 So sánh cảm quan thời gian bảo quản bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic với bánh mì dùng chất bảo quản hóa học bánh mì khơng chất bảo quản Chuẩn bị vi khuẩn lactic bột nhào... đồng lên men vi khuẩn lên men lactic với nấm men Bảng Ảnh hưởng mật độ vi khuẩn lactic L plantarum L5 thời gian lên men lên thể tích bột nhào độ chua bột nhào Mật độ vi khuẩn lactic (cfu/g bột) ... sánh bánh mì lên men lactic với nấm men so với bánh mì khơng bổ sung lactic và/hoặc bánh mì khơng bổ sung chất bảo quản hóa học 3.3.1 So sánh độ nở Bảng trình bày thể tích bột nhào bánh, từ đánh