Quy trình tạo thành nanolycopene và ứng dụng chế biến sữa chua truyền thống bổ sung nanolycopene

MỤC LỤC

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu thí nghiệm

Quy trình trích ly lycopene .1 Nguyên liệu

- Trạng thái: không thối hỏng, không dập nát, bề mặt chắc và nhẵn phẳng cũng như là phải chín đỏ đều. Cà chua được mua về sau đó rửa sạch loại bỏ bụi bẩn, đất cát và cắt gọt những phần hư hỏng cũng như cắt mỏng để quá trình sấy được diễn ra thuận lợi. Cà chua được sấy ở nhiệt độ 80 0C trong vòng 3 giờ để đạt được hàm ẩm khoảng 11 % sau đó được xay nhỏ để tăng hiệu suất trích ly.

Sau khoảng 2 giờ tiến hành thu mẫu và thu dung môi tinh khiết bằng cách sử dụng bộ tách chiết Soxhlet. Sau khi tách chiết thu dung môi, dịch trích còn lại khoảng 20 – 30 ml thì tắt bếp và cho vào một becher, tiến hành đuổi dung môi bằng cách đun cách thủy.

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình trích ly hợp chất lycopene từ cà chua
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình trích ly hợp chất lycopene từ cà chua

Hệ nhũ tương nano lycopene

Bước đầu tiên là chuẩn bị pha dầu với tỉ lệ lycopene và dầu thích hợp được cho vào becher khuấy đều trong khoảng 10 phút để dầu và lycopene hòa vào nhau tạo thành hỗn hợp dầu - lycopene. Sau đó Tween 80 được thêm từ từ vào hỗn hợp dầu - lycopene, sử dụng máy khuấy từ trộn đều với vận tốc 1000 vòng/phút trong vòng 15 phút. Tiếp theo là chuẩn bị nước cất cho vào buret và điều chỉnh tốc độ nhỏ giọt xuống becher chứa mẫu khoảng 5 ml/phút, nước cất được bổ sung đủ 100 % thể tích mẫu.

Sau khi nước trong buret chảy hết xuống becher chứa mẫu thì tiếp tục giữ mẫu trên bếp khuấy từ để khuấy ổn định ở 800 vòng/phút trong khoảng 15 phút sau đó thì tắt bếp. Kết thúc quy trình, hệ nhũ tương nano lycopene được tạo thành và để ổn định ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ sau đó tiến hành đánh giá tính chất mẫu.

Sữa chua truyền thống bổ sung nano lycopene

Tiến hành thanh trùng 1 lít sữa tươi ở nhiệt độ 95 0C trong khoảng 5 phút nhằm bất hoạt enzyme và ức chế một số vi sinh vật lạ tạp nhiễm (nếu có) giúp giống phát triển tốt và không bị tạp nhiễm, sau đó làm nguội sữa đến nhiệt độ khoảng 40 0C và tiến hành bổ sung men đông khô. Để tạo ra được sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt cũng như quá trình lên men được diễn ra nhanh chóng và thuận lợi thì việc hiệu chỉnh hàm lượng chất khô của nguyên liệu sữa rất quan trọng. Tiến hành hiệu chỉnh hàm lượng chất khô trong nguyên liệu sữa bằng cách bổ sung 2 g đường saccharose cho 60 ml sữa, hàm lượng chất khô sau khi bổ sung đường là 20 0Bx.

Tiêu diệt hệ vi sinh vật và ức chế các enzyme có trong sữa hoặc bị nhiễm từ môi trường bên ngoài ở quá trình trước. Bên cạnh đó, quá trình này còn làm biến tính một phần protein giúp quá trình lên men hình thành khối đông với cấu trúc ổn định hơn. Đưa nguyên liệu sau quá trình thanh trùng về nhiệt độ ấm để giống vi sinh vật không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao trong quá trình bổ sung.

Việc bổ sung hệ nhũ nano lycopene vào sữa chua truyền thống giúp tạo ra một dòng sữa chua mới cũng như mang các hoạt tính của hợp chất lycopene. Hệ nhũ nano lycopene được bổ sung với một hàm lượng thích hợp để giúp cho sản phẩm sữa chua có chất lượng cảm quan cao. Giống vi khuẩn lactic được bổ sung giúp cho sữa tươi ở dạng lỏng chuyển sang hệ gel với nhiều chất dinh dưỡng cũng như hương vi mới nhờ vào acid lacid và các sản phẩm phụ khác được sinh ra trong quá trình lên men.

Khi mẫu đạt được điểm cảm quan mong muốn thì lấy mẫu ra khỏi tủ ấm để nguội và bảo quản lạnh ở nhiệt độ 2 – 4 0C.

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình hoạt hóa men đông khô
Hình 2.5 Sơ đồ quy trình hoạt hóa men đông khô

Các thí nghiệm

Xác định được tỉ lệ lycopene và dầu tối ưu cho quá trình tạo hệ nhũ tương nano giúp hiệu quả phân tán tốt, hệ được ổn định cũng như kích thước hạt được đồng nhất hơn từ đó tăng tính ứng dụng cho sản phẩm hệ nhũ tương nano lycopene. Xác định được hàm lượng pha dầu tối ưu cho quá trình tạo hệ nhũ tương nano giúp hiệu quả phân tán tốt, hệ được ổn định cũng như kích thước hạt được đồng nhất hơn từ đó tăng tính ứng dụng cho sản phẩm hệ nhũ tương nano lycopene. Xác định được điểm dừng của giá trị pH tối ưu giúp sản phẩm có chất lượng tốt về mặt cảm quan cũng như tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất sản phẩm.

Trong quỏ trỡnh lờn men, từng mẫu được theo dừi thời gian lờn men, độ acid bằng phương pháp chuẩn độ acid/base, hàm lượng chất khô và sự thay đổi pH mỗi 1 lần/ 1 giờ. Xác định được hàm lượng giống phù hợp cho quá trình lên men, từ đó tiết kiệm được chi phí sản xuất cũng như tạo ra được sản phẩm có chất lượng tốt về mặt cảm quan. Trong quỏ trỡnh lờn men, từng mẫu được theo dừi thời gian lờn men, độ acid bằng phương pháp chuẩn độ acid/base, hàm lượng chất khô và sự thay đổi pH mỗi 1 lần/ 1 giờ.

Xác định được hàm lượng chất khô tối ưu giúp sản phẩm có mùi vị hài hòa đặc trưng của sữa chua, từ đó sản phẩm sữa chua có chất lượng cảm quan cao. Trong quỏ trỡnh lờn men, từng mẫu được theo dừi thời gian lờn men, độ acid bằng phương pháp chuẩn độ acid/base, hàm lượng chất khô và sự thay đổi pH mỗi 1 lần/ 1 giờ. Xác định được hàm lượng nano lycopene thích hợp bổ sung vào sản phẩm giúp đạt chất lượng cao về mặt cảm quan.

Trong quỏ trỡnh lờn men, từng mẫu được theo dừi thời gian lờn men, độ acid bằng phương pháp chuẩn độ acid/base, hàm lượng chất khô và sự thay đổi pH mỗi 1 lần/ 1 giờ.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

    Ở chỉ tiêu đo độ quang phổ hấp thụ: nghiệm thức A4 và nghiệm thức A5 không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 0,05 qua thống kê, nghiệm thức A1 có sự khác biệt đối với các nghiệm thức còn lại qua thống kê. Ngoài ra, ở chỉ tiêu đánh giá màu sắc và trạng thái mẫu cho thấy ở nghiệm thức A1, A2, A3 có hàm lượng chất nhũ hóa lần lượt là 0,5 %, 1,0 %, và 1,5 % tuy giữ được màu sắc của lycopene nhưng do nguyên nhân là hàm lượng chất nhũ hóa không đủ hoặc chưa đáp ứng đủ thời gian khuấy trộn nên lycopene không được nhũ hóa hết dẫn đến hiện tượng tách pha và màu sắc trở nên không đều. Ngoài ra, ở chỉ tiêu đánh giá màu sắc và trạng thái mẫu cho thấy, nghiệm thức B1, B2 và B3 tương đương với tỉ lệ 1:9, 3:7 và 5:5 tuy là giữ được màu sắc của lycopene nhưng có xảy ra hiện tượng tách pha, nguyên nhân có thể là do hàm lượng dầu đậu nành được bổ sung vào quá nhiều dẫn đến lycopene được nhũ hóa hết nhưng dầu vẫn còn dư và nổi lên bề mặt hệ nhũ.

    Mặc dù tạo hệ nhũ có trạng thái đẹp và kích thước hạt nhỏ nhưng ở nghiệm thức B5 với tỉ lệ 9:1 màu sắc của hệ lại không đồng đều, nguyên nhân có thể là do lycopene được bổ sung với hàm lượng quá nhiều dẫn đến việc dầu đã nhũ hoá hết nhưng lycopene vẫn còn dư và nổi lên bề mặt hệ nhũ. Tuy nhiên, ở nghiệm thức C3 (hàm lượng 3 %) và nghiệm thức C4 (hàm lượng 4 %) có cảm quan màu sắc khá đậm và có hiện tượng tách pha một ít, có thể nguyên nhân là do pha dầu chiếm hàm lượng khá cao. Từ kết quả thống kê ta có thể kết luận được rằng, ở điểm dừng pH = 4,5 có điểm cảm quan cao nhất, có nghĩa là ở điểm dừng này quá trình lên men diễn ra tốt và chất lượng sản phẩm được đánh giá cao nên điểm dừng giá trị pH = 4,5 được chọn.

    Từ kết quả thống kê trên, ta có thể kết luận được là khi hàm lượng giống được bổ sung ở hàm lượng 10 % sẽ tạo ra sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt hơn cũng như là tiết kiệm được chi phí trong thời gian thực hiện đề tài. Từ kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan trên, nghiệm thức F2 (hàm lượng chất khô hòa tan là 20 0Bx) được chọn do có kết quả cao nhất so với hai nghiệm thức còn lại, có nghĩa là chất lượng sản phẩm ở hàm lượng chất khô này được đánh giá cao. Lí do là khi bổ sung nano lycopene ở các hàm lượng khác nhau, kết quả vẫn không ảnh hưởng đến các thông số cố định ở các thí nghiệm trước, cũng như không ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng cảm quan của sản phẩm sau lên men.

    Từ kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan trên có thể kết luận được rằng, nghiệm thức G2 (hàm lượng nano lycopene bổ sung là 2 %) được chọn vì có kết quả đánh giá cao nhất so với hai nghiệm thức còn lại.

    Bảng 3.8 Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các hàm lượng giống bổ sung khác  nhau
    Bảng 3.8 Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các hàm lượng giống bổ sung khác nhau