5. Bố cục của khóa luận
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.5.1. Phương pháp tạo vi môi trường bảo quản
18
Tạo hộp kín dạng hình lập phƣơng bằng màng PVC có độ dày 0,5mm thể tích 100 lit, mép dán bằng keo dán ống PVC có van thông với môi trƣờng bên ngoài.
- Cắt màng PVC.
- Dán mép màng PVC để tạo hình lập phƣơng bằng keo (đè nén mép). - Cắt 2 đƣờng tròn ở mặt hình lập phƣơng để đặt 2 van thông.
- Lắp 2 van thông, một van thông để đặt các thiết bị đo (nhƣ sensors nhiệt độ, sensors độ ẩm, máy đo oxy) còn 1 van thông đặt chất khử oxy. Vi môi trƣờng này đƣợc biểu diễn qua mô hình 2.
Hình 2. Mô hình hộp kín ứng dụng thí nghiệm đo sự biến đổi nồng độ oxy theo thời gian
2.6.1.2. Tạo vi môi trường theo yêu cầu
o Tạo vi môi trƣờng.
Sau khi tạo đƣợc ranh giới giữa vi môi trƣờng trong hộp kín và môi trƣờng bên ngoài ta tiến hành:
Chất khử ôxy Thiết bị đo
6 sensors nhiệt ẩm, quạt
19
- Làm sạch dung môi trong hộp kín bằng hút chân không, thổi khí, dùng than hoạt tính hấp phụ mùi dung môi.
- Thử độ kín.
- Khi hai van đều mở thì các yếu tố môi trƣờng (nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí) trong hộp kín và môi trƣờng bên ngoài là nhƣ nhau. Khi khóa van thông, môi trƣờng trong hình lập phƣơng chính là vi môi trƣờng so với môi trƣờng bên ngoài.
o Tạo vi môi trƣờng nghèo oxy ứng dụng trong bảo quản.
Một van mở đặt chất khử oxy, van còn lại đƣợc khóa. Khi đó, oxy trong vi môi trƣờng sẽ oxy hóa chất khử. Nồng độ oxy trong vi môi trƣờng hộp kín sẽ giảm dần theo thời gian (nhiệt độ và áp suất trong vi môi trƣờng bằng môi trƣờng ngoài).
Chất khử oxy:
- Chất khử oxy ứng dụng trong bảo quản chính là FOCOAR: hỗn hợp oxit và kim loại nhƣ Al, Ca, Fe, Zn, Ag; CaCO3.
- Sản phẩm khử oxy là hỗn hợp bột các chất vô cơ nhƣ oxit và kim loại Al, Zn, Ca, Fe, Ag,... đƣợc trộn theo tỉ lệ có khả năng hấp thụ và khử oxy không khí, làm giảm nồng độ oxy không khí từ 21% xuống còn xấp xỉ 0%- 2%. Mục đích tạo môi trƣờng nghèo oxy nhằm bảo quản kín khí các loại vật phẩm nhƣ lƣơng thực, thực phẩm, hàng khô, cà phê, chè, bánh mứt, hoa quả sấy khô, các loại hạt và bột ngũ cốc,... Chất khử oxy phải không độc hại, không gây ô nhiễm môi trƣờng, không xảy ra phản ứng phụ và không tiếp xúc với vật phẩm cần bảo vệ.
- Tạo vi môi trƣờng bằng cách cho trực tiếp chất khử oxy vào trong hộp PVC hoặc cho chất khử vào một bao PVC khác có thể tích khí xác định để bù lại lƣợng oxy mất đi nhằm cân bằng áp suât. Khi đó, chất khử phản ứng trực tiếp với oxy trong hộp kín hoặc oxy trong hộp kín sẽ khuếch tán qua van
20
thông phản ứng với chất khử làm cho nồng độ oxy trong hộp PVC sẽ giảm theo thời gian.
2.5.2. Phương pháp đo sự biến thiên nồng độ oxy trong vi môi trường
2.5.2.1. Cách làm
- Hiệu chỉnh đầu đo oxy tại điểm 21% và 0% để máy ổn định và đo chính xác. Hiệu chỉnh tại 0% bằng dung dịch nghèo oxy (cụ thể là Na2CO3 1M), tại 21% bằng nƣớc cất và để ngoài không khí.
- Đầu đo oxy và chất khử đều đặt trực tiếp trong bao PVC.
- Tiến hành đo thu đƣợc các giá trị %Oxy theo thời gian đƣợc biểu diễn trong bảng số liệu.
2.5.2.2. Số liệu đo biến thiên nồng độ oxy trong vi môi trường
Bảng 2. Bảng số liệu sự biến đổi nồng độ oxy trong vi môi trường V=100 lit khi đặt chất khử oxy trong 12 giờ thí nghiệm
T, phút %Oxy t, phút %Oxy t, phút %Oxy t, phút %Oxy
0 21,0 80 14,6 200 10,1 420 7,7 10 19,8 100 13,5 210 9,8 450 7,5 15 19,1 110 13,1 220 9,7 480 7,2 20 18,7 120 12,6 240 9,5 510 7,0 25 18,2 130 12,2 260 9,2 540 6,8 30 17,8 140 11,9 280 9,0 570 6,5 35 17,6 150 11,4 300 8,8 600 6,3 40 17,1 160 11,0 320 8,6 630 6,1 45 16,7 170 10,6 340 8,5 660 5,8 50 16,2 180 10,5 360 8,3 690 5,6 55 15,7 190 10,3 390 8,0 720 5,4 60 15,0 197 11,2 400 8,5 750 5,7
2.5.3. Phương pháp làm tiêu bản soi nấm mốc
Phƣơng pháp này dùng để nhận biết các loại nấm khác nhau dựa trên những đặc điểm hình dạng, kích thƣớc của nấm mốc.
21
Phƣơng pháp:
- Nhỏ một giọt dung dịch nƣớc cất lên lam kính.
- Lấy nấm mốc trên mẫu bánh mèn mén bằng que cấy mốc đã đƣợc khử trùng và làm nguội.
- Nhỏ một giọt xanh metylen lên lam kính, đậy lamen lên, để khô. - Tiến hành soi kính.
22
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Quy trình sản xuất bánh mèn mén
3.1.1. Bánh ngô (mèn mén)
Bánh ngô (mèn mén) là món ăn đặc sản của ngƣời Mông. Trong đồng bào Mông, không ai biết lịch sử ra đời của món ăn này, chỉ biết nó đã gắn liền với bữa ăn của gia đình ngƣời Mông từ rất lâu.
3.1.2. Quy trình sản xuất bột ngô
Bước 1: Rửa
- Mục đích: Chuẩn bị, giúp làm sạch, loại bỏ một phần tạp chất, làm cho các tính chất của nguyên liệu đạt yêu cầu, đảm bảo sản phẩm thu đƣợc có chất lƣợng tốt.
- Các biến đổi: Biến đổi chủ yếu của giai đoạn này là biến đổi vật lý. Các chất bẩn đƣợc tách ra.
- Phƣơng pháp thực hiện: Phƣơng pháp rửa xổi đƣợc ứng dụng khá phổ biến. Nguyên tắc là phun nƣớc lên nguyên liệu với một áp lực nhất định. Dƣới tác dụng của dòng nƣớc, chất bẩn sẽ đƣợc tách ra và đi theo dòng nƣớc.
Bước 2: Ngâm hạt
- Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình nghiền. Làm cho hạt ngô mềm, dễ nghiền, giúp phá hủy khuôn protit, làm cho hạt tinh bột thoát ra dễ dàng hơn. Do trong ngô, các hạt tinh bột gắn chặt với nhau bởi vách protit. Tách trƣớc khoảng 2/3 lƣợng các chất hòa tan, tạo điều kiện thuận lợi phân tách các cấu từ thành phần trong các khâu sau.
- Các biến đổi: Khi ngâm hạt xảy ra các quá trình sau:
Vật lý: Hạt ngô hút nƣớc, trƣơng nở, tăng khối lƣợng làm cho tỷ trọng thay đổi và độ cứng của hạt cũng thay đổi (hạt mềm hơn, làm giảm độ bền cơ
23
học). Làm thay đổi tính chất cơ cấu, do liên kết giữa vỏ, phôi, nội nhũ bị hủy hay yếu đi. Làm sạch lần cuối những tạp chất bám ở mặt ngoài vỏ.
Hóa lý: Một số chất hòa tan khuếch tán qua vỏ và phôi ra nƣớc ngâm. Sinh học: Sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn Lactic khi môi trƣờng nƣớc ngâm ngày càng chứa nhiều chất dinh dƣỡng hòa tan từ ngô. Tách bỏ vi sinh vật bám trên ngô.
- Thời gian ngâm: từ 24-48 giờ.
Bước 3: Nghiền (nghiền lần 1 và nghiền lần 2)
- Mục đích: Là quá trình nghiền sơ bộ hay còn gọi là quá trình đập vụn nhằm mục đích phá vỡ hạt thành mảnh để tách phôi dễ dàng, đồng thời thu đƣợc tỉ lệ tinh bột cao hơn.
- Các quá trình biến đổi:
Vật lý: Giảm kích thƣớc của nguyên liệu, tăng kích thƣớc bề mặt riêng. Phôi ngô sau khi ngâm trở nên đàn hồi, liên kết với nội nhũ yếu đi, nên khi nghiền ở điều kiện nhất định, phôi sẽ tách rời các mảnh nội nhũ và không bị vụn nát.
Hóa học: Các thành phần bên trong nguyên liệu nhƣ các vitamin sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy nên dễ bị oxy hóa.
Sinh học: Sau khi nghiền, các chất dinh dƣỡng có trong hạt ngô sẽ thoát ra ngoài tạo cơ hội cho vi sinh vật phát triển.
Bước 4: Rây
- Mục đích: Mục đích của quá trình này chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình nghiền mịn.
- Các quá trình biến đổi:
Vật lý: Phân riêng các phân tử có kích thƣớc nhỏ, làm cho kích thƣớc các phân tử rắn đồng đều hơn.
24
Bước 5: Nghiền mịn
- Mục đích: Quá trình này nhằm nghiền lại những hạt có kích thƣớc to hơn, để tạo ra bột ngô có kích thƣớc đồng đều và mịn.
- Các biến đổi:
+ Vật lý: Giảm kích thƣớc nguyên liệu.
+ Hóa học: Các thành phần bên trong nguyên liệu nhƣ các vitamin, béo sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy nên dễ bị oxy hóa và các liên kết bị phá vỡ.
+ Sinh học: Sau khi nghiền mịn xong, các chất dinh dƣỡng trong hạt thoát ra ngoài tạo cơ hội cho vi sinh vật phát triển.
3.1.3. Quy trình sản xuất bánh mèn mén
Bƣớc 1: Chọn loại ngô tẻ hoặc ngô răng ngựa giống địa phƣơng, phơi hoặc sấy khô, rồi nghiền ngô thành bột ngô.
Bƣớc 2: Lấy bột ngô trộn với 10% nƣớc, bắc lên khay đồ (gần giống nhƣ đồ xôi). Dụng cụ đồ mèn mén còn gọi là khay, đƣợc làm bằng gỗ quý. Để thành món mèn mén, ngƣời ta phải đồ hai lần.
Đồ lần đầu: Đồ lần đầu này có tác dụng để tẩm nƣớc vào bột ngô, đồng
thời cũng là để làm cho bột ngô tơi, không dính vào nhau. Thời gian đồ lần đầu cần tính toán cho thích hợp với từng loại ngô (ngô non hay ngô già). Nếu là bột ngô già thì thời gian đồ cần lâu hơn. Nếu là bột ngô non thì chỉ sau khi nƣớc ở trong chảo sôi, thấy hơi bốc nghi ngút lên miệng chõ là có thể bắc chõ ra, đổ bột ngô ra mẹt, dùng thìa gỗ đảo đi, đảo lại đƣợc hoặc dùng tay vò thật đều cho bột ngô thật tơi. Nếu không thì khi đồ lại lần sau bột ngô sẽ không chín kỹ, không thể có món mèn mén với vị thơm, dẻo và ngọt đậm đà, hơn nữa ăn sẽ bị đau bụng.
Đồ lần 2: Sau khi làm tơi và để nguội, tiếp tục trộn với 10% nƣớc đem
đồ lần hai và lần này phải đồ cho chín thật kỹ cho tới khi bột ngô chín thơm là đƣợc.
25
3.2. Điều kiện sinh trƣởng và tổng hợp độc tố của nấm mốc
Sự phát triển nấm mốc trên nông sản nói chung và trên ngô nói riêng bao gồm:
- Hoạt độ nƣớc - Nhiệt độ
- Hàm lƣợng các khí trong khí quyển bảo quản (CO2 và O2) - Trạng thái nông sản thực phẩm: rắn, lỏng
- Chất bảo quản
Trong quá trình bảo quản nông sản thực phẩm, một vài yếu tố trên có thể cố định hoặc ổn định. Thông thƣờng các sản phẩm ở trạng thái rắn, pH gần trung tính, là một môi trƣờng thích hợp cho nấm mốc phát triển. Do vậy, các yếu tố còn lại nhƣ hoạt độ của nƣớc, nhiệt độ, khí, chất bảo quản là các yếu tố quyết định sự phát triển của nấm mốc trong nông sản thực phẩm.
3.2.1. Hoạt độ của nước (aw)
Hoạt độ nƣớc là yếu tố quan trọng định lƣợng quan hệ giữa hàm lƣợng nƣớc trong thực phẩm và vi sinh vật phát triển trên chúng. Về mặt giá trị, aw bằng độ ẩm tƣơng đối ở trạng thái cân bằng của một sản phẩm.
Trong rất nhiều trƣờng hợp, aw là nhân tố môi trƣờng chủ yếu kiểm soát sự phát triển của nấm mốc. Nhƣ mọi sinh vật khác, nấm mốc cần có nƣớc để tồn tại và sinh sản. Khả năng chịu đựng môi trƣờng có hoạt độ nƣớc thấp của nấm mốc thƣờng cao hơn các vi sinh vật khác. Trong số các nấm mốc, có nhóm nấm mốc thuộc vào nhóm sinh vật ƣa khô.
Nhƣ vậy các thực phẩm nông sản nếu đƣợc bảo quản trong không khí 75% hoặc 85% ẩm có thể bị nấm mốc ƣa khô tấn công trong điều kiện bảo quản bình thƣờng.
26
3.2.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố tác động chủ yếu tới sự sinh sản và nảy mầm của bào tử nấm mốc. Theo nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc đƣợc chia thành 5 loại:
- Nấm mốc ƣa nhiệt đến 60oC - Nấm mốc chịu nhiệt 20-50oC - Nấm mốc ƣa nhiệt 10-50oC - Nấm mốc ƣa lạnh 5-10oC
- Nấm mốc ƣa băng giá (dƣới 10oC)
3.2.3. Môi trường khí điều tiết
Giảm hàm lƣợng oxy hoặc tăng hàm lƣợng cacbonic trong khí quyển bảo quản nông sản thực phẩm đều có tác dụng hạn chế đáng kể sự phát triển của nấm mốc.
3.2.4. Chất bảo quản
Thông thƣờng các chất chống mốc, chống sâu hại thƣờng có tác dụng hạn chế sự phát triển của nấm mốc. Tuy nhiên không đƣợc phép áp dụng các dạng chế phẩm này cho các sản phẩm dùng cho ngƣời.
3.3. Sự phát triển của nấm mốc Aspergilus niger và tổng hợp độc tố ochratoxin A trong điều kiện phòng thí nghiệm ochratoxin A trong điều kiện phòng thí nghiệm
3.3.1. Nấm mốc Aspergilus niger
Aspergillus niger là một loại nấm và một trong những loài phổ biến nhất của các chi Aspergillus. Nó gây ra một căn bệnh đƣợc gọi là nấm mốc đen trên một số loại cây và là một chất gây ô nhiễm phổ biến của thực phẩm.
27
3.3.1.1. Hình thái
Tên nấm mốc
Đặc điểm đại thể Đặc điểm vi thể
A.niger Khóm nấm mốc có đƣờng kính 4 –
5cm trên thạch Czapek sau 5 ngày. Khóm nấm mốc màu đen hoặc nâu đen lấm tấm nhƣ bã cafe.
Bông hình cầu có màu đen. Bọng hình cầu. Thể bình 1 hoặc 2 tầng, ở đa số loài thể bình 2 tầng. Vách cuống conidi trơn. Hạt đính hình cầu đến gần cầu, có gai. Trụ nấm tách biệt và có hyalin. Các bào tử có nguồn gốc xuất phát từ các tế bào chân đáy trên trụ đỡ và kết thúc bằng một túi nấm ở đầu. Túi này là một sự hình thành đặc trƣng cho giống nấm Aspergillus. Hình thể và màu sắc của các bào tử nấm khác nhau giữa các loài.
Cơ thể dạng sợi, gọi là khuẩn ty hay sợ nấm (hypha), nhiều sợi (lypha), hợp lại thành hệ sợi nấm (mycelium).
Khuẩn ty của nấm mốc A.niger tăng trƣởng ở ngọn, vừa dài ra vừa ngăn vách tạo thành nhánh. Khuẩn ty có hai loại là khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh. Khuẩn ty cơ chất (hay khuẩn ty dinh dƣỡng) có kích thƣớc nhỏ, màu trắng, bám chặt vào cơ chất môi trƣờng và hấp thu các chất dinh dƣỡng. Các khuẩn ty bện thành khối. Khi già hệ sợi nấm mốc ngả sang màu vàng. Khuẩn ty khí sinh (hay khuẩn ty sinh sản) có kích thƣớc lớn hơn khuẩn ty cơ chất nhiều lần, trong suốt trên bề mặt cơ chất và tử khuẩn ty khí sinh sẽ có một sợi phát triển thành cơ quan sinh sản đặc biệt, mang bào tử. Tóm lại, khi già hệ sợi có nhiều biến đổi một số khuẩn ty dinh dƣỡng tạo thành các hạch nấm làm hệ sợi ngả sang màu vàng. Trong khi đó, khuẩn ty sinh sản hình thành các bào tử đính làm cho bề mặt khuẩn lạc có màu đen.
28
Ở A.niger cơ quan sinh sản có dạng nhƣ hoa cúc nên đƣợc gọi là “nấm
cúc”. Cuống bào tử trơn nhẵn, trong suốt hoặc nâu nhạt, cuống bào tử có phần phình to rõ rệt ở đầu, tạo thành bọng lớn dạng hình cầu thƣờng đƣợc gọi là bọng đỉnh giá hình cầu, trên có mọc lên những thể bình là cơ quan tạo bào tử đính (conidi) và từ ngọn thể bình sinh ra các chuỗi bào tử đính (conidia).
Hình 3.1. Hình thái của nấm A. Niger
Loài Aspergillus niger có khả năng sinh ra độc tố ochratoxin gây ngộ độc thực phẩm.
3.3.1.2. Đặc điểm sinh lý
Loài Aspergillus niger phân bố nhiều trong tự nhiên, trong đất, ở xác bã thực vật và đặc biệt có nhiều ở vùng khí hậu ấm áp.
Chúng là những cơ thể hiếu khí sống hoại sinh hoặc kí sinh, không có khả năng quang hợp tạo chất hữu cơ mà sống nhờ khả năng hấp thụ các chất hữu cơ có sẵn qua bề mặt khuẩn ty.
29
3.3.1.3.Đặc điểm sinh hóa
Khả năng đồng hóa các loại đƣờng khác nhau.
A.niger đồng hóa tốt các loại đƣờng nhƣ: glucose, fructose, saccharose,
mannose. Đối với đƣờng galactose A.niger đồng hóa ở mức khá tốt, còn đƣờng lactose thì đồng hóa ở mức trung bình.
Nguồn sinh dƣỡng nitơ: A.niger có khả năng sử dụng ure làm nguồn N