3.2.1 Phương pháp thí nghiệm
Để xác định thời gian nẩy mầm thích hợp cho việc chế biến sữa đậu nành, sử dụng máy làm sữa đậu nành gia đình Kangaroo (KG 602). Các mẫu được đo pH, tỉ trọng, độ nhớt, xác định hàm lượng vitamin C và đánh giá chất lượng cảm quan.
Để xác định chế độ tiệt trùng cho sản phẩm đóng chai sản xuất với qui mô phòng thí nghiệm, sản phẩm được chế biến theo qui trình tham khảo với qui mô xưởng thực nghiệm. Mẫu sản phẩm có chế độ tiệt trùng tối ưu được so sánh chất lượng cảm quan với các sản phẩm sữa đậu nành trên thị trường.
Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 2 lần, kết quả chọn thông số tối ưu của thí nghiệm trước làm cơ sở cho thí nghiệm sau. Các thí nghiệm được khảo sát trên công đoạn cho nẩy mầm đậu nành và tiệt trùng sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm tiệt trùng.
3.2.2 Các phương pháp phân tích
- Xác định thời gian nẩy mầm thích hợp cho hạt nẩy mầm sau 0, 24, 36, 48, 60 giờ bằng cách chế biến các mẫu đậu nành sau nẩy mầm sau các khoảng thời gian nêu trên thành sữa nấu bằng máy làm sữa đậu nành qui mô gia đình. Các mẫu sữa nấu được xác định pH, tỉ trọng, độ nhớt, hàm lượng vitamin C và phân tích chất lượng cảm quan.
- Xác định hàm lượng đường trong dịch sữa bằng phương pháp 3,5- dinitrosalicylic acid(www.intechopen.com,
www.elearnbiotechnology.com/practical_project.php?id=5&type=practical&chapte r=5).
- Xác định nhiệt độ và thời gian tiệt trùng thích hợp thông qua giá trị F theo phương pháp toán lý ( Lý Nguyễn Bình, Nguyễn Nhật Minh Phương, 2011), hàm lượng vitamin C.
- Số liệu thu thập và xử lý bằng phần mềm Stagraphic 4.0. Sử dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) để đưa ra kết luận về sự sai biệt giữa các giá trị trung bình của các nghiệm thức.
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 22
3.2.3 Quy trình thí nghiệm
Hình 2 Sơ đồ quy trình chế biến
Nước Đường NaHCO3 Đậu nành Làm sạch Ngâm Rửa Loại vỏ Nghiền Lọc Bã Dịch sữa Phối chế Chỉnh pH Đun sôi Nẩy mầm Vô chai Tiệt trùng Làm nguội Sản phẩm
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 23
3.2.4 Bố trí thí nghiệm
3.2.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C và chất lượng cảm quan của sữa đậu nành.
- Mục đích:
Xác định thời gian nẩy mầm thích hợp để tạo được sản phẩm có chất lượng tốt. - Chuẩn bị mẫu đậu nành nẩy mầm:
Đậu nành cần loại bỏ tạp chất trước khi ngâm trong thời gian 12 giờ. Cho nẩy mầm ở 0 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ, 60 giờ. Với mỗi mẫu thí nghiệm, cân 60 g đậu nẩy mầm (khối lượng chất khô) cho vào máy làm sữa đậu nành cùng với 540g nước.( Susu Jiang, Weixi Cai and Baojun Xu, 2013). Quá trình làm sữa được máy thực hiện hoàn toàn tự động. Sản phẩm được xác định hàm lượng đường tổng và vitamin C.
Các mẫu sữa sử dụng để phân tích chất lượng cảm quan được tiến hành phối chế để hàm lượng đường tổng đạt 9% (tương đương hàm lượng đường của các sản phẩm sữa đậu nành trên thị trường), giữ mẫu ở nhiệt độ 12 – 15oC trước khi đánh giá. -Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được lặp lại 2 lần với 1 nhân tố. Nhân tố A: thời gian nẩy mầm (giờ)
A0: 0 giờ A1: 24 giờ A2: 36 giờ A3: 48 giờ A4: 60 giờ Số nghiệm thức: 5
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 24
Hình 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
-Chỉ tiêu khảo sát:
+pH, tỉ trọng, độ nhớt, hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường.
+ Màu sắc, mùi, vị được phân tích cảm quan theo phương pháp phân tích định lượng (QDA) và phân nhóm sản phẩm thông qua hội đồng cảm quan gồm 10 thành viên đã qua huấn luyện.
3.2.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng sản
phẩm.
-Mục đích thí nghiệm
Tìm ra nhiệt độ và thời gian tiệt trùng thích hợp sao cho sản phẩm đảm bảo về mặt chất lượng và an toàn vệ sinh.
-Chuẩn bị mẫu:
Từ thí nghiệm 1 chọn ra thời gian nẩy mầm tối ưu, sau đó tiến hành bố trí thí nghiệm 2. Đậu nành Làm sạch Ngâm Rửa Nẩy mầm A0 A1 A2 A3 A4 Làm sữa đậu Phân tích chất
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 25
Đậu nành cần loại bỏ tạp chất trước khi ngâm trong thời gian 12 giờ. Cho nẩy mầm ở 36 giờ. Sau đó, bóc vỏ, nghiền, lọc, phối chế đường lên 9%, chỉnh pH lên 6.8 bằng NaHCO3, đun dịch sữa ở 900C trong 20 phút, rót chai và tiệt trùng sản phẩm. -Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí tập trung ở công đoạn tiệt trùng sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm, với một nhân tố khảo sát là nhiệt độ tiệt trùng, thời gian giữ nhiệt.
B: chế độ tiệt trùng: B1: 115oC- 15 phút B2: 115oC- 20 phút B3: 115oC- 25 phút B4: 118oC- 15 phút B5: 118oC- 18 phút B6: 118oC- 22 phút B7: 120oC- 10 phút B8: 120oC- 15 phút B9: 120oC- 20 phút Số nghiệm thức: 9 nghiệm thức
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 26
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên
Hình 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
-Tiến hành thí nghiệm
Lọc dịch sữa đậu nành sau nghiền bằng vải lọc, thu được dịch trích, phối chế với đường đến 9%, chỉnh pH đến 6.8 bằng NaHCO3. B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 Đường NaHCO3 ……… Dịch sữa Phối chế Chỉnh pH Đun sôi Vô chai Tiệt trùng Làm nguội Sản phẩm Tính giá trị Đánh giá chất lượng Chọn mẫu đạt yêu
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 27
Sản phẩm hoàn chỉnh được đun nóng đến khoảng 90oC, rót nóng vào chai thủy tinh, ghép nắp ngay và tiến hành tiệt trùng trong nồi hấp tiệt trùng có sensor đo nhiệt độ tâm sản phẩm, như đã bố trí thí nghiệm ở hình 4. Trong quá trình tiệt trùng, ghi nhận sự biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian gia nhiệt, giữ nhiệt và hạ nhiệt.
Tính toán giá trị tiệt trùng F dựa trên công thức:
n z Tref i T t F 0 ) ( 10
Với T(i) là nhiệt độ tâm của sản phẩm ở từng thời điểm ghi nhận nhiệt độ, 0C Tref là nhiệt độ tham chiếu, được chọn là 1210C
Z là khoảng nhiệt độ cần thiết để giảm mật số vi sinh vật xuống 10 lần, được chọn là 100C
t là khoảng chênh lệch thời gian giữa 2 lần ghi nhiệt độ.
Chọn sản phẩm có chế độ tiệt trùng đạt yêu cầu (F>Fo), phân tích hàm lượng vitamin C, kết hợp để chọn ra chế độ tiệt trùng tối ưu cho sản phẩm.
3.2.4.3. Thí nghiệm 3: So sánh chất lượng cảm quan của sản phẩm nghiên cứu với
các sản phẩm trên thị trường.
-Mục đích thí nghiệm
Xác định sản phẩm nghiên cứu có mức chất lượng như thế nào so với các sản phẩm đang lưu hành trên thị trường
- Chuẩn bị mẫu:
Từ thí nghiệm 2 chọn ra chế độ tiệt trùng tối ưu, sau đó tiến hành bố trí thí nghiệm 3.
-Bố trí thí nghiệm
Mẫu sữa đậu nành nẩy mầm đã tiệt trùng ở chế độ tiệt trùng phù hợp được đánh giá so sánh chất lượng cảm quan với 10 mẫu sữa trên thị trường.
10 mẫu sữa trên thị trường được chọn trong phần nghiên cứu là sữa đậu nành của nhà máy bia Cần Thơ (chai thủy tinh), Tribeco (chai thủy tinh), Soya numberone 1 (chai thủy tinh), Nam Hải 111 (chai thủy tinh), Fami (bịch 200ml), Vfresh (bịch 200ml), Vixumilk (bịch 200ml), Soyfresh (hộp 1 lít), Trisoy (lon 200ml), Soya numberone 1 (hộp 220ml). dt F t z Tref T z Tref 0 10
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 28
Đánh giá cảm quan các mẫu sữa đậu nành bằng phương pháp mô tả định lượng (QDA) và phân nhóm thong qua hội đồng gồm 10 cảm quan viên đã qua huấn luyện.
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 29
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NẨY MẦM ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA SỮA ĐẬU NÀNH SỮA ĐẬU NÀNH
4.1.1 Ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến độ đặc tính vật lý và thành phần hóa học của sữa đậu nành. hóa học của sữa đậu nành.
Hạt đậu nành sau khi làm sạch, ngâm 12 giờ, cho nẩy mầm ở 0 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ, 60 giờ. Sau đó bóc vỏ và cho vào máy làm sữa tự động. Kết quả thống kê đặc tính vật lý và thành phần hóa học của sữa được trình bày trong bảng 9 và bảng 10.
Bảng 9 Ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến đặc tính vật lý của sữa đậu nành
Thời gian nẩy mầm pH (*) Độ nhớt mPa.s (*) Tỉ trọng (*) 0 giờ 6,6a 1,93a 1,013a 24 giờ 6,7ab 1,64b 1,013a 36 giờ 6,7ab 1,61c 1,014ab 48 giờ 6,7ab 1,58d 1,016b 60 giờ 6,8b 1,93e 1,016b
(*) Giá trị trung bình của 02 lần lặp lại.
Các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt với mức ý nghĩa 5% theo cột.
Kết quả thống kê từ bảng 9 cho thấy khi kéo dài thời gian nẩy mầm cho đậu thì sữa có pH dao động có ý nghĩa, tuy nhiên khoảng dao động không lớn (6,6 – 6,8). Tỷ trọng sữa tăng có ý nghĩa sau 48 giờ đậu nẩy mầm. Kết quả này là do trong quá trình nẩy mầm xảy ra các phản ứng phân giải những chất phân tử lớn thành những chất có phân tử nhỏ hơn (tinh bột chuyển hóa thành đường, protein chuyển hóa thành acid amin, v.v.) làm cho tỷ lệ chất tan tăng dẫn đến tỷ trọng tăng. Cũng vì lý do này mà độ nhớt của sữa cũng giảm khi kéo dài thời gian nẩy mầm cho đậu. Quá trình nẩy mầm không chỉ làm thay đổi đặc tính vật lý mà còn ảnh hưởng đến thành phần hóa học của sữa. Kết quả thống kê ở bảng 10 cho thấy thời gian nẩy mầm càng dài thì hàm lượng vitamin C càng tăng và đạt cực đại sau 60 giờ nẩy mầm so với các mốc thời gian nẩy mầm trong phạm vi khảo sát. Tuy nhiên hàm lượng đường tổng số trong sữa giảm theo quá trình nẩy mầm của đậu. Kết quả này
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 30
có thể do đường bị hòa tan mất đi một phần trong nước tưới khi thực hiện quá trình nẩy mầm.
Bảng 10 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến hàm lượng đường tổng và vitamin C trong sữa
Thời gian nẩy mầm Vitamin C mg/100g (*) Đường TS (%) (*)
0 giờ 0,08a 5,21a
24 giờ 0,43b 2,59b
36 giờ 0,70c 2,04c
48 giờ 1,05d 0,22d
60 giờ 1,55e 0,10d
(*) Giá trị trung bình của 02 lần lặp lại.
Các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt với mức ý nghĩa 5% theo cột.
4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian nảy mầm đến chất lượng cảm quan của sữa.
a. Sự tương quan giữa các thuộc tính cảm quan và sản phẩm trên các trục thành phần chính
Kết quả phân tích thành phần chính về mối tương quan giữa các thuộc tính cảm quan với 5 mẫu sản phẩm sữa đậu nành nẩy mầm được thể hiện trên hình 5.
Hình 5 Đồ thị biểu diễn tương quan giữa các thuộc tính cảm quan và các mẫu sản phẩm.
Đồ thị hình 5 cho thấy các đặc tính có tọa độ gần chất lượng tổng thể của sản phẩm bao gồm: màu trắng, trạng thái bám dính, mùi sữa, mùi vani, độ nhớt, vị ngọt đường. Do đó các thuộc tính này tạo nên chất lượng tốt cho sản phẩm đồng thời chúng có vị trí trên chiều dương trục thành phần chính thứ nhất. Ngược lại, các thuộc tính có khuynh hướng làm giảm chất lượng sản phẩm như vị kim loại, màu
Soymilk khong NM Soymilk NM 24 h Soymilk NM 36 h Soymilk NM 48 h Soymilk NM 60 h Ngot duong Ngot soy Dang Chua Vi kim loai Mui t.bot Mui soy Mui sua Mui vani Mui oi
Mui sua nau Bam dinh Nhot Mau trang Mau vang Chat luong -3 -2 -1 0 1 2 3 4 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 F2 ( 2 6 ,4 8 % ) F1 (47,83 %) Biplot (axes F1 and F2: 74,31 %)
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 31
vàng, vị đắng, chua, ngọt đậu, mùi tinh bột, mùi ôi, những thuộc tính này có tọa độ trên chiều âm của trục thành phần chính thứ nhất.
Như vậy, đồ thị hình 5 cũng cho thấy 3 mẫu sữa đậu nành tương ứng với đậu nành ngâm, đậu nành nẩy mầm trong 24 giờ và trong 36 giờ có tọa độ trên chiều dương trục thành phần chính thứ nhất nên đây là các mẫu có chất lượng cảm quan tốt. b. Sự phân nhóm sản phẩm
Kết quả của phương pháp phân nhóm là các sản phẩm sẽ được chia thành những nhóm có chất lượng giống nhau về một hay nhiều đặc tính nào đó. Kết quả thống kê phân nhóm sản phẩm được minh họa trên hình 6.
-0.5 0.0 0.5 1.0 -0 .4 -0 .2 0 .0 0 .2 0 .4 Factor map Dim 1 (77.11%) D im 2 ( 1 6 .6 1 % ) 1 3 2 4 5 cluster 1 cluster 2 cluster 3
Hình 6 Sự phân nhóm chất lượng cảm quan sản phẩm .
Kết quả từ hình 6 cho thấy các sản phẩm có thể được chia thành 3 nhóm. Nhóm 1 là nhóm chất lượng tốt nhất bao gồm các mẫu sữa từ đậu nành ngâm không nẩy mầm, đậu nành nẩy mầm trong 24 và 36 giờ. Nhóm 2 là mẫu sữa từ đậu nành nẩy mầm trong 48giờ và cuối cùng là nhóm 3 gồm mẫu sữa từ đậu nành nẩy mầm trong 60 giờ. Ảnh chụp các sản phẩm này được thể hiện trên hình 7.
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 32
Hình 7 Mẫu sữa được làm từ hạt đậu nành nẩy mầm ở 0 giờ, 24 giờ, 36 giờ, 48 giờ, 60 giờ.
Ảnh sản phẩm trên hình 7 cũng thể hiện sự ngã sang màu vàng sậm đối với mẫu sữa dùng đậu nành nẩy mầm sau 48 và 60 giờ.
Như vậy kết quả phân nhóm sản phẩm và kết quả phân tích tương quan các thuộc tính cảm quan với sản phẩm ở phần trên là hoàn toàn phù hợp. Như vậy để mẫu giữ được chất lượng cảm quan tốt chỉ nên thực hiện quá trình nẩy mầm đậu nành đến tối đa 36 giờ.
Tổng hợp với kết quả về sự thay đổi vitamin C, nhận thấy để sữa từ đậu nành nẩy mầm vừa có giá trị cảm quan tốt vừa có hàm lượng vitamin C cao cần thực hiện quá trình nẩy mầm đậu nành trong 36 giờ.
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TIỆT TRÙNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM PHẨM
4.2.1 Sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian truyền nhiệt
Quá trình tiệt trùng được thực hiện trong nồi hấp tiệt trùng, trong nồi hấp có hai sensor, một đầu sensor dùng để đo nhiệt độ môi trường gia nhiệt và một để ghim vào chai ghi nhận nhiệt độ tâm sản phẩm, hai đồng hồ điện tử được nối với hai sensor, nó hiển thị nhiệt độ mà hai sensor đo được. Cứ mỗi 01 phút, ghi nhận nhiệt độ tâm sản phẩm hiển thị trên bảng điện tử. Kết quả nhiệt độ ghi nhận được thể hiện qua các đồ thị thời gian truyền nhiệt hình 8, 9, 10.
Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 33
Hình 8 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 115oC
Hình 9 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 118oC
Hình 10 Đồ thị biểu diễn thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm với các thời gian giữ nhiệt khác nhau ở mức nhiệt độ 120oC 0 50 100 150 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150