hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sữa
* Mục đích: Tìm chế độ tiệt trùng thích hợp để thu được hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học cao trong sữa.
* Cách tiến hành: Ngâm đậu nành 5÷6 giờ, tỷ lệ hạt đậu/ nước 1/2,5. Sau khi ngâm, có thể tiến hành vo đãi vỏ, xay nghiền bằng phương pháp nghiền ướt với nhiệt độ nước xay tối ưu ở thí nghiệm 1. Sau đó lọc hỗn hợp sữa sau khi xay nhằm mục đích tách hoàn toàn bã đậu để thu được dịch sữa đậu, chỉnh pH dịch sữa đến 6,8. Tiến hành gia nhiệt đến 90oC, 10 phút, rót chai, bài khí, đóng nắp và tiệt trùng.
Nhân tố B: chế độ tiệt trùng B1= 110oC với thời gian 8 phút B2= 110oC với thời gian 10 phút B3= 110oC với thời gian 12 phút B4= 115oC với thời gian 5 phút B5= 115oC với thời gian 8 phút B6= 115oC với thời gian 10 phút B7= 120oC với thời gian 3 phút B8= 120oC với thời gian 5 phút B9= 120oC với thời gian 8 phút Tổng số thí nghiệm: 9 x 2 = 18 đvtn
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 18-
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
* Chỉ tiêu theo dõi:
Giá trị tiệt trùng F
Chất lượng cảm quan sản phẩm Hàm lượng polyphenol tổng số
Khả năng trung hòa gốc tự do (DPPH) Vitamin C Đậu nành da bò Làm sạch Bóc vỏ Ngâm Xay Chỉnh pH Lọc dịch sữa Gia nhiệt Gót chai, bài khí Đóng nắp Kiểm chỉ tiêu Tiệt trùng B3 B4 B5 B6 B7 B8 B1 B2 B9
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 19-
3.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian nảy mầm đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sữa.
* Mục đích: Tìm thời gian nảy mầm thích hợp để thu được hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học cao đồng thời giữ được chất lượng cảm quan trong sữa tốt.
* Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiêm 3
* Cách tiến hành: Ngâm đậu nành 10÷12 giờ, tỷ lệ hạt đậu/ nước 1/2,5, cho đậu nảy mầm trong bóng tối nhiệt độ 25oC ở 24, 36, 48 và 60 giờ. Sau khi nảy mầm, có thể
C5 Đậu nành da bò Làm sạch Ngâm Bóc vỏ Xay C1 C2 C3 C4 Chỉnh pH Lọc dịch sữa Gia nhiệt Gót chai, bài khí Đóng nắp Kiểm chỉ tiêu Tiệt trùng Nảy mầm
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 20-
tiến hành vo đãi vỏ, xay nghiền bằng phương pháp nghiền ướt với nhiệt độ nước xay là tối ưu ở thí nghiệm 1. Sau đó lọc hỗn hợp sữa sau khi xay nhằm mục đích tách hoàn toàn bã đậu để thu được dịch sữa đậu. Tiến hành gia nhiệt đến 90oC, 10 phút, rót chai, bài khí, đóng nắp, tiệt trùng với nhiệt độ và thời gian tối ưu ở thí nghiệm 2.
Nhân tố C: thời gian nảy mầm
C1= 0 giờ C2= 24 giờ C3= 36 giờ C4= 48 giờ C5= 60 giờ Tổng số thí nghiệm: 5 x 2 = 10 đvtn
Chỉ tiêu theo dõi:
- Chất lượng cảm quan sản phẩm - Hàm lượng polyphenol tổng số
- Khả năng trung hòa gốc tự do (DPPH) - Vitamin C
- Vitamin E
3.3.2.4 Thí nghiệm 4: So sánh chất lượng cảm quan các sản phẩm sữa đậu nành tiệt trùng, sữa đậu nành nảy mầm tiệt trùng với sản phẩm sữa đậu nành tiệt trùng tiệt trùng, sữa đậu nành nảy mầm tiệt trùng với sản phẩm sữa đậu nành tiệt trùng đóng chai trên thị trường.
* Mục đích: Khảo sát chất lượng và khả năng chấp nhận của sản phẩm sữa thí nghiệm so với sản phẩm sữa trên thị trường.
* Cách tiến hành: Tiến hành đánh giá cảm quan theo phương pháp mô tả định lượng QDA trên 10 cảm quan viên đã qua huấn luyện và đánh giá cảm quan theo sở thích trên 100 người tiêu dùng sản phẩm sữa đậu nành tiệt trùng, sữa đậu nành nảy mầm tiệt trùng cùng với các sản phẩm sữa đậu nành tiệt trùng đóng chai trên thị trường nước giải khát hiện nay. Gồm các sản phẩm: Number one Soya sản xuất tại Công ty TNHHTM DV Tân Hiệp Phát, Bình Dương, Việt Nam; Gasaco sản xuất tại Công ty TNHH CP TP Quang Minh, Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam; Soya milk Cần Thơ sản xuất tại Công ty cổ phần bia- nước giải khát Cần Thơ, Tp Cần Thơ, Việt Nam; Nam Hải 111 sản xuất tại Công ty TNHH MTD Nam Hải sữa đậu nành 111,Tp Cần Thơ, Việt Nam; Tribeco sản xuất tại Công ty TNHH TRIBCO Bình Dương, Bình Dương, Việt Nam.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 21-
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ NƯỚC XAY ĐẬU NÀNH ĐẾN
HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG SỮA
Theo nghiên cứu của Cai et al. (2010), nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng trích ly, hoạt hóa các hoạt chất sinh học, polyphenol và hàm lượng thu được có xu hướng tăng dần trong khoảng nhiệt độ 50÷80oC. Do đó, đề tài nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nước xay đậu nành ở 30, 50, 70, 80oC đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sữa.
Sự khác nhau về hàm lượng vitamin C, hàm lượng polyphenol tổng số, khả năng trung hòa các gốc tự do và giá trị cảm quan ở các nhiệt độ nước xay đậu nành khác được thể hiện ở Bảng 4.1.
Bảng 4.1. Hàm lượng polyphenol tổng số (TPC), vitamin C, khả năng trung hòa các gốc tự do ở sữa đậu nành Nhiệt độ (o C) Vitamin C (mg/ml) TPC (mg GAE/ ml)
Khả năng trung hòa gốc tự do (%)
30 2,60a ± 0,02 7,52d ± 0,01 52,14d ± 0,17
50 2,60a ± 0,01 10,74b ± 0,04 60,91b ± 0,02
70 2,35b ± 0,03 11,15a ± 0,05 63,91a ± 0,06
80 2,07c ± 0,03 8,44c ± 0,01 59,66c ± 0,05
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột biểu thị hàm lượng theo nhiệt độ xay có sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Qua những số liệu thu được ở Bảng 4.1 cho thấy hàm lượng vitamin C giảm dần khi tăng dần nhiệt độ nước xay. Vì vitamin C không bền với nhiệt nên khi nhiệt độ nước xay cao làm mất vitamin C. Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) biến đổi tăng dần theo nhiệt độ nước xay từ 30oC đến 70oC nhưng đến 80oC hàm lượng TPC giảm, khả năng trung hòa các gốc tự do có xu hướng tăng giảm tương tự hàm lượng TPC và khả năng trung hòa đạt được cao nhất 63,91% ở 70oC. Kết quả thí nghiệm trên có thể được giải thích, khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ khuếch tán, khả năng hòa tan cơ chất vào môi trường. Hay nói cụ thể hơn là khi tăng nhiệt độ tạo điều kiện thuận lợi cho polyphenol được hoạt hóa giải phóng ra nhiều hơn, tuy nhiên nhiều hợp chất polyphenol bị phân hủy do bị oxi hóa ở nhiệt độ cao. Ví dụ theo nghiên cứu của Cai et al. (2010) trong việc trích ly flavonoid (thuộc nhóm polyphenol), tốc độ trích ly và lượng flavonoid thu được tăng dần theo nhiệt độ, nhưng lại giảm khi nhiệt độ vượt quá 80o
C; theo Jin Dai et al. (2010), Anna B¹kowska-Barczak (2005) trích ly anthocyanin trong khoảng nhiệt độ 20÷50o
C, anthocyanin bị thoái hóa nhanh ở nhiệt độ lớn hơn 70o
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 22-
Ankit Patrasa (2010) cũng cho thấy, anthocyanin dễ bị mất đi bởi enzyme polyphenol oxidase, enzyme này có thể được bất hoạt bằng nhiệt độ.
Bên cạnh đó, từ kết quả phân tích các thuộc tính sản phẩm như trong Hình 4.1 cho thấy các thuộc tính thể hiện chất lượng sản phẩm như mùi đậu, màu trắng, vị ngọt đậu (nằm gần điểm chất lượng), các thuộc tính thể hiện chất lượng này chủ yếu nằm về phía chiều dương của trục thành phần chính thứ nhất và về phía chiều âm của trục thành phần chính thứ hai. Trong vùng này hiện diện sản phẩm sữa với nhiệt độ nước xay là 70oC, nên mẫu sản phẩm này thể hiện chất lượng cảm quan tốt. Ngược lại, các thuộc tính làm giảm chất lượng sản phẩm như mùi sữa nấu, mùi ôi, trạng thái bám dính, mùi tinh bột, màu vàng và vị lạ (nằm xa điểm chất lượng). Các thuộc tính này có khuynh hướng nằm về phía chiều dương của trục thành phần chính thứ hai. Các mẫu sản phẩm còn lại (nhiệt độ nước xay 30, 50 và 80oC) nằm trong vùng này nên có chất lượng cảm quan kém hơn. Kết quả phân tích trên có thể được giải thích: sản phẩm sữa ở nhiệt độ nước xay 80oC, nhiệt độ tương đối cao, các chất tham gia vào các phản ứng maillard, làm sữa trở nên sậm màu; ở nhiệt độ xay 30, 50oC chưa vô hoạt được enzyme lipoxigenase (Wang, 1991), enzyme xúc tác các phản ứng oxi hóa sinh ra mùi không tốt cho sản phẩm sữa. Từ đó, nhiệt độ nước xay 70oC được chọn làm nhiệt độ nước xay cho thí nghiệm 2.
Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện sự tương quan giữa các thuộc tính cảm quan của sữa ở các nhiệt độ nước xay
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 23-
4.2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN TIỆT TRÙNG
ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG SỮA
Chế độ tiệt trùng ảnh hưởng lớn đến chất lượng, hàm lượng các hoạt chất sinh học của sữa. Từ kết quả thí nghiệm trên (nhiệt độc xay tối ưu là 70oC), tiến hành khảo sát với9 chế độ tiệt trùng 110oC với thời gian 8, 10, 12 phút; 115oC với thời gian 5, 8 và 10 phút; 120oC với thời gian 3, 5 và 8 phút. Sau quá trình tiệt trùng, tính hệ số tiệt trùng F, chọn ra chế độ tiệt trùng thỏa được giá trị tiệt trùng F ở tiêu chuẩn sức khỏe cộng đồng, F= 3 phút (Lý Nguyễn Bình và Nguyễn Nhật Minh Phương, 2011). Với những chế độ tiệt trùng đạt tiêu chuẩn, kiểm tra các chỉ tiêu polyphenoltổng số, khả năng trung hòa các gốc tự do, hàm lượng vitamin C. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 4.2 và Hình 4.2.
Bảng 4.2. Giá trị tiệt trùng F ở các chế độ
Nhiệt độ (o
C) Thời gian (phút) Giá trị F (phút)
110 8 1,44 ± 0,01 110 10 1,55 ± 0,01 110 12 1,87 ± 0,03 115 5 3,80 ± 0,01 115 8 3,99 ± 0,01 115 10 5,23 ± 0,01 120 3 9,48 ± 0,04 120 5 14,50 ± 0,02 120 8 16,94 ± 0,02
Qua các giá trị F nhận được sau quá trình tính toán thì giá trị F với các chế độ 115o
C thời gian 5, 8 và 10 phút; 120oC với thời gian 3, 5 và 8 phút lớn hơn F0 = 3 phút. Tuy nhiên để hạn chế sự mất mát các hoạt chất sinh học, vitamin vì nhiệt độ cao và thời gian dài (Lin et al., 1998; Mejia-Meza et al., 2008; Michalczyk et al., 2009; Nadia et al., 2012) và giữ được giá trị cảm quan tốt cho sản phẩm cũng như hướng theo tiêu chuẩn của những sản phẩm sữa tiệt trùng trên thị trường chọn chế độ tiệt trùng ở nhiệt độ cao và thời gian ngắn.
(Nguồn: http://polyphenol-explorer.eu/reports/46, 23/11/2014)
Nên đề tài nghiên cứu tiến hành kiểm các chỉ tiêu của sản phẩm ở những chế độ 115oCvới thời gian 5, 8 phút và 120o
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 24-
Hình 4.2: Đồ thị thể hiện nhiệt độ tâm của sản phẩm tương ứng với các chế độ tiệt trùng Bảng 4.3. Hàm lượng polyphenol tổng số (TPC), vitamin C, khả năng trung hòa các gốc tự do ở sữa đậu nành với các chế độ tiệt trùng
Thời gian và nhiệt độ Vitamin C (mg/ ml) TPC (mg GAE/ ml) Khả năng trung hòa gốc tự do (%) Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) 115 5 1,30a± 0,01 4,99b ± 0,01 56,96b ± 0,02 115 8 1,30a± 0,02 4,74c ± 0,02 53,96c ± 0,02 120 3 1,30a± 0,01 6,94a ± 0,02 67,95a ± 0,01
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột biểu thị hàm lượng theo nhiệt độ xay có sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 25-
Qua những số liệu thu được ở Bảng 4.3 cho thấy, hàm lượng vitamin C không đổi với các chế độ tiệt trùng khác nhau. Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) khảo sát được từ chế độ 115oC 5 phút là 4,99 mg GAE/ ml, khi kéo dài thời gian tiệt trùng đến 8 phút hàm lượng polyphenol tổng số giảm còn 4,74 mg GAE/ ml và hàm lượng polyphenol tăng lên đến 6,94 mg GAE/ ml khi thực hiện chế độ tiệt trùng 120oC 3 phút. Bên cạnh đó, khả năng trung hòa các gốc tự do tăng dần theo nhiệt độ tiệt trùng và khả năng trung hòa đạt được cao nhất 67,95% ở chế độ 120oC 3 phút. Kết quả có thể được giải thích, khi nhiệt độ tăng liên kết giữa các hợp chất polyphenol và các thành phần khác yếu đi, tạo điều kiện thuận lợi cho các hợp chất polyphenol được hoạt hóa giải phóng ra và làm tăng khả năng trung hòa các gốc tự do nhưng khi ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài thì các hợp chất polyphenol phân hủy. Từ các kết quả phân tích đó, chế độ tiệt trùng ở 120oC 3 phút được chọn cho thí nghiệm tiếp theo.
4.3 KHẢO SÁT THỜI GIAN NẢY MẦM ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN
PHẨM SỮA
4.3.1 Khảo sát thời gian nảy mầm đến chất lượng sản phẩm sữa
Đề tài khảo sát hàm lượng các hoạt chất trong sữa đậu nành được nẩy mầm sau các khoảng thời gian nảy mầm 24, 36, 48, 60 giờ so với mẫu đối chứng 0 giờ (mẫu chỉ ngâm 12 giờ không qua giai đoạn nảy mầm). Kết quả thí nghiệm cho thấy mẫu đậu nành nảy mầm ở 60 giờ có mùi không tốt, tỷ lệ đậu hư hỏng sau quá trình nảy mầm cao hơn 50%. Nên không tiến hành làm sữa cho mẫu đậu nảy mầm sau 60 giờ.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 26-
a) 24 giờ b) 36 giờ
c) 48 giờ d) 60 giờ
Hình 4.4: Hình ảnh đậu nảy mầm theo thời gian
Hàm lượng vitamin C, vitammin E, polyphenol tổng số và khả năng trung hòa các gốc tự do có những biến đổi trong thời gian nảy mầm. Kết quả được ghi nhận trong Bảng 4.4.
Bảng 4.4. Hàm lượng polyphenol tổng số (TPC), vitamin C, vitamin E khả năng trung hòa các gốc tự do của sữa đậu nành được nẩy mầm sau các khoảng thời gian
Thời gian (giờ) Vitamin C (mg/ml) Vitamin E (mg/ml) TPC (mg GAE/ g)
Khả năng trung hòa gốc tự do (%) 0 1,76b ± 0,09 1,82d ± 0,02 7,54d ± 0,06 89,62d ± 0,08 24 1,81b ± 0,03 1,92c ± 0,01 8,74c ± 0,19 90,24c ± 0,25 36 1,83b ± 0,00 2,26b ± 0,02 10,50b ± 0,01 92,33b ± 0,11 48 2,15a ± 0,09 2,58a ± 0,01 11,22a ± 0,10 93,29a ± 0,03
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột biểu thị hàm lượng theo nhiệt độ xay có sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Theo bảng số liệu nhận thấy, hàm lượng vitamin C trong sữa làm từ đậu nảy mầm cao hơn hàm lượng vitamin C ở sữa làm từ đậu chưa qua nảy mầm và hàm lượng vitamin C cao nhất ở 48 giờ nảy mầm (2,153 mg/g). Điều này phù hợp với nghiên cứu của Mao Jun Xu (2005), trong quá trình đậu nành nảy mầm, hoạt động các enzyme L-Galactono-γ-lactone dehydrogenase tăng đáng kể, xúc tác quá trình oxi hóa của L-galactono-1,4-lactone đến acid ascorbic, giai đoạn cuối cùng của quá
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - 27-
trình tổng hợp acid ascorbic làm kích thích quá trình sinh tổng hợp vitamin C và tăng hàm lượng vitamin C trong đậu nành sau giai đoạn nảy mầm.
Vitamin E thể hiện khả năng chống oxi hóa thông qua nhiều cơ chế sinh lý, sinh hóa, hoạt động trung hòa các gốc tự do, vai trò bảo vệ ở các phản ứng tự oxi hóa