1.6.1. Tình hình trong nước
Trong quá trình thu thập thông tin, chúng tôi nhận thấy tài liệu về việc sản xuất phô mai tươi bằng cách sử dụng GDL còn hạn chế, rất ít tài liệu trong nước nói về quá trình chế biến phô mai tươi và chưa có nghiên cứu nào ở Việt Nam nghiên cứu về việc sử dụng GDL để sản xuất phô mai tươi.
1.6.2. Tình hình ngoài nước
Kỹ thuật axit hóa trực tiếp để sản xuất phô mai đã thu được lợi ích thương mại đáng kể, vì nó không phụ thuộc vào hiệu suất khởi động giống không thể đoán trước và có nguy cơ nhiễm virus cũng như kháng sinh trong sữa và giúp cơ giới hóa sản xuất, giảm thời gian sản xuất (Ismail, 2007). GDL là một tác nhân axit tiềm năng để sản xuất phô mai. Vì thế, có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của GDL đến quá trình sản xuất phô mai tươi.
Hamad và cộng sự (2015) đã nghiên cứu việc sử dụng GDL để sản xuất phô mai tươi Kareish. Mục đích chính của nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả của việc bổ sung GDL và các giống khởi đầu khác nhau đến thành phần hóa học, cảm quan, năng suất và hiệu quả kinh tế trong sản xuất phô mai tươi. Nghiên cứu được thực hiện trên 10 mẫu với các tỷ lệ giống khởi động L (bao gồm Streptococcus salivarius supsp. thermophilus và
Lactobacillus delbruckii supsp. bulgaricus 1:1) và giống khởi động ABT (bao gồm
Lactobacillus acidophilus LA-5, Bifidobacterium BB-12 và Streptococcus thermophiles) và GDL khác nhau. Kết quả cho thấy, tổng hàm lượng axit béo bay hơi và pH của phô mai tươi giảm dần khi tăng tỷ lệ GDL trong tất cả các mẫu. Hàm lượng chất khô và chất khô không béo tăng dần khi tăng tỷ lệ GDL. Giá trị pH của sữa giảm nhanh hơn khi nồng độ GDL tăng. Việc bổ sung GDL (không quá 0,5%) thu được phô mai tươi Kareish với chất lượng tốt như được làm từ các giống khởi động sinh học.
Hamad và cộng sự (2013) đã nghiên cứu hiệu quả của việc sản xuất phô mai tươi Kareish bằng cách thay thế một phần giống vi khuẩn bằng GDL (0,5%, 1,0% và 1,5% trong sữa) đối với các đặc tính của phô mai tươi Kareish. Nghiên cứu chỉ ra rằng tổng chất rắn, độ chua và tổng hàm lượng protein tăng lên bằng cách tăng tỷ lệ thay thế GDL và cũng
tăng năng suất của phô mai tươi Kareish cho đến 1,0% GDL và sau đó giảm với tỷ lệ sử dụng 1,5%. Thời gian đông tụ đã giảm khi tăng tỷ lệ GDL.
El-Sayed và cộng sự (1998) đã nghiên cứu ảnh hưởng của GDL đến sự tăng trưởng và hoạt động sinh hóa của một số vi khuẩn lactic và vi khuẩn gây bệnh trong sữa bò và trâu. Kết quả cho thấy việc bổ sung 0,5% GDL làm tăng tổng hàm lượng axit, các nhóm amin tự do và sản xuất acetaldehyde bởi cả hai chủng vi khuẩn lactic Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Mặt khác, 0,5% GDL làm giảm số lượng
Listeria monocytogenes, E. coli CNRZ 7 và Staphylococcus aureus CNRZ 4 trong sữa bò. Qua các nghiên cứu về việc sử dụng GDL để sản xuất phô mai tươi, có thể thấy GDL có nhiều tiềm năng để đưa vào sản xuất ở quy mô công nghiệp vì nó có thể cải thiện chất lượng phô mai, đơn giản hoá quá trình lên men và đặc biệt là giảm chi phí sản xuất, giảm thời gian sản xuất mang lại những lợi ích kinh tế đáng kể. Với những tiềm năng đó, GDL nên được nghiên cứu để thay thế cách sản xuất phô mai tươi truyền thống là sử dụng vi khuẩn lactic, từ đó có thể tạo những loại phô mai có chất lượng tốt lại có thể mang lại nhiều lợi ích về kinh tế. Hơn nữa, trong quá trình tổng hợp tài liệu chúng tôi chưa ghi nhận được nghiên cứu nào trong nước đề cập đến vấn đề sử dụng GDL để sản xuất phô mai tươi. Vì vậy, chúng tôi quyết định thực hiện nghiên cứu này để tìm ra chế độ lên men thích hợp nhất bằng cách thay thế vi khuẩn lactic bởi các tỷ lệ GDL khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau.
Thêm vào đó trong quá tình tổng hợp tài liệu chúng tôi ghi nhận được rằng các nghiên cứu ngoài nước về sản xuất phô mai tươi từ GDL thì đều sử dụng nguồn nguyên liệu là sữa tươi, chưa có nghiên cứu nào về việc sử dụng GDL để sản xuất phô mai từ nguyên liệu sữa bột. Mà theo tổng quan ngành sữa, lượng sữa tươi trong nước chỉ đủ cung cấp 30-35% lượng sữa dùng cho sản xuất, nên việc nhập khẩu sữa để sản xuất là đều tất yếu. Sữa bột là lựa chọn số một để sản xuất vì đặc tính dễ vận chuyển, giá thành vận chuyển thấp, ít hư hỏng của nó. Vì vậy, chúng tôi sẽ thực hiện nghiên cứu này trên nguyên liệu sữa bột.
CHƯƠNG 2:
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Địa điểm thực hiện thí nghiệm
- Phòng thí nghiệm và xưởng thực hành của Bộ Môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Công Nghệ Hóa Học & Thực Phẩm, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh.
- Phòng Thử nghiệm - ban đảm bảo chất lượng - công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk. Địa chỉ: khu công nghiệp Mỹ Phước 2, Thị Xã Bến Cát, Bình Dương.
2.2. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng 2.2.1. Nguyên liệu
Sữa bột nguyên kem
Sữa bột nguyên kem của công ty Fonterra Cooperative Group Ltd., được mua tại công ty trách nhiệm hữu hạn xuất nhập khẩu Sài Gòn Chem., địa chỉ 30/10 đường số 8, phường 11, quận Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh được sử dụng cho nghiên cứu này. Thành phần hóa học của sữa bột nguyên kem được trình bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của sữa bột nguyên kem
Thông số Đơn vị Kết quả
Protein %m/m 23,69±0,05
Lipid %m/m 28,23±0,04
Độ ẩm %m/m 2,85±0,07
Nguồn: Số liệu từ COA (Certificate of Analyst – Bảng phân tích thành phần của sản phẩm)
Glucono delta – lactone
GDL có xuất xứ từ Pháp được mua tại công ty TNHH TM thực phẩm Tiến Phát, địa chỉ 63/39 đường 47, khu phố 6, phường Hiệp Bình Chánh, quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh được sử dụng trong nghiên cứu này.
Vi khuẩn Lactic
Hỗn hợp vi khuẩn gồm 2 chủng Lactobacilus bulgaricus và Streptococus thermophilus của công ty Green lines (thành phố Krasnodo, Russia) được sử dụng trong nghiên cứu này.
Transglutaminase
Transglutaminase ACTIVE TG-SR-MH của Ajinomoto (Malaysia) (Berhad Co.No. 4295 – W), mua tại Công ty cổ phần phát triển Khoa học công nghệ Mỹ Úc, địa chỉ 783/40 Cách Mạng Tháng Tám, phương 6, quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh được sử dụng cho nghiên cứu này.
Bảng 2.2. Một số thông số kỹ thuật của transglutaminase
Chỉ tiêu Giá trị
Hoạt độ Enzyme, U/g 36
Độ ẩm, % 6,5
Tổng số vi khuẩn hiếu khí, CFU/g 20
E.coli Không phát hiện
Nguồn: Số liệu được cung cấp từ COA của sản phẩm
Hoá chất
Sodium hydroxide (NaOH), Chloride acid (HCl) 0.1N, Kẽm oxide (ZnO), Sunfuric acid (H2SO4) 0.1N, Amoniac (NH3), Diethyl ether (C4H10O), Petroleum ether 60 – 90, Phenolphtalein (C20H14O4), Acetone (C3H6O), Glutaraldehyde (0.1M đệm phosphate, pH 7.2), được mua tại công ty TNHH Bách Khoa, địa chỉ kiot số 6, số 334 Tô Hiến Thành, phường 14, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh.
2.1.2. Thiết bị sử dụng
Các thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm: Cân phân tích 4 số (Sartorious BL 210S), bể điều nhiệt Memmert (Đức), bếp điện, máy đo pH Hanna HI9126, tủ sấy Memmert (Đức), tủ lạnh, máy đo cấu trúc CT3 (Mỹ).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Quy trình sản xuất phô mai tươi
t: 37,40, 43o C Vi khuẩn: GDL = (0,15% : 0); (0,1125% : 0,25%); (0,075% : 0,5%); (0,0375% : 0,75%); (0 : 1%) T: 40 oC t: 4 giờ 30 phút
Nồng độ enzyme: 2.2U/g protein
Làm nguội Xử lý nguyên liệu với
enzyme Hoàn nguyên
Thanh trùng Sữa bột nguyên kem
Nước Vi khuẩn GDL Whey Enzyme Lên men Tách Whey Bảo quản Phô mai tươi
T: 85 oC, t: 30 phút T: 45 - 50 oC t: 20 phút t: 20 ± 2 oC t: 4 oC
Quy trình công nghệ sản xuất phô mai tươi được tham khảo từ nghiên cứu của Patrick F. và cộng sự (2000) với một số sự thay đổi.
Thuyết minh quy trình
- Hoàn nguyên
Mục đích: Hoàn nguyên sữa bột trở lại trạng thái ban đầu như sữa tươi (dạng lỏng). Tổng hàm lượng chất khô đạt 15%.
Cách tiến hành: Hoàn nguyên 77,2 g sữa bột với 422,68 g nước ở nhiệt độ 45 - 50°C trong thời gian 20 phút (Bylund, 1995).
- Thanh trùng
Mục đích: Tiêu diệt các vi sinh vật có trong dung dịch sữa.
Cách tiến hành: Dung dịch sữa hoàn nguyên trước khi lên men được thanh trùng ở điều kiện 85°C trong 30 phút (Hongyu và cộng sự, 2001).
- Xử lý nguyên liệu với enzyme
Mục đích: Tạo điều kiện để transglutaminase xúc tác phản ứng hình thành liên kết ngang giữa các axit amin trong dung dịch sữa nguyên liệu.
Cách tiến hành: Dung dịch sữa sau khi thanh trùng được đưa về nhiệt độ 40oC trước khi bổ sung enzyme. Hòa tan một lượng enzyme theo tỷ lệ 2,2 U/g protein vào trong dung dịch sữa và ủ hỗn hợp trong thời gian 4,5 giờ trong bể ổn nhiệt. Chúng tôi sử dụng chế độ này là được kế thừa từ kết quả nghiên cứu của khoá luận tốt nghiệp khóa 2014 của chị Võ Thị Thanh Hằng.
Lên men
Mục đích: Giúp đông tụ các protein của sữa do sự axit hóa, tạo mùi vị đặc trưng và cấu trúc cho sản phẩm.
Cách tiến hành: Đưa hỗn hợp sữa về nhiệt độ nghiên cứu (37, 40, 43oC) trước khi bổ sung trực tiếp vi khuẩn và GDL theo tỷ lệ nghiên cứu: (0,15% : 0); (0,1125% : 0,25%); (0,075% : 0,5%); (0,0375% : 0,75%); (0 : 1%). Lên men trong bể ổn nhiệt, xác định thời gian và pH trong quá trình lên men.
- Làm nguội
Mục đích: Làm nguội khối đông trước khi ép để ổn định cấu trúc, làm chậm lại sự giảm pH trước khi tách whey (Patrick F và cộng sự ,2000).
Cách tiến hành: Đặt hủ chứa khối đông vào thau nước lạnh cho đến khi khối đông nguội đến 20 – 25 oC rồi đem ép tách whey.
- Tách Whey
Mục đích: Giúp tạo khuôn cho sản phẩm và giúp loại bỏ bớt lượng whey có trong khối đông tụ để thu được sản phẩm phô mai với hàm lượng chất khô mong muốn (Bylund, 1995).
Cách tiến hành: Chúng tôi sử dụng kỹ thuật ép theo nghiên cứu của tác giả Nong Sun và William M. Breene, 1991 với một số thay đổi. Khối đông sau khi lên men được cho vào khuôn hình trụ (đường kính 5,6 cm và cao 10 cm) đã lót sẵn vải ép. Đặt một mặt phẳng ép (có đường kính 5,5 cm) đè lên khối đông, tiếp tục dùng một vật nặng (khối lượng 1 kg) đè lên mặt phẳng và ép đến chiều cao 2,8 cm thì ngừng. Sau khi ép ta thu được sản phẩm phô mai tươi.
2.2.2. Sơ đồ nghiên cứu
2.3. Nội dung nghiên cứu và phương pháp phân tích
2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ vi khuẩn : GDL đến quá trình lên men lên men
Mục đích: Xác định thông số kỹ thuật phù hợp cho quá trình lên men.
Yếu tố thí nghiệm:
- Yếu tố cố định: thể tích sữa hoàn nguyên: 300 ml. Sữa bột nguyên kem
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ vi khuẩn lactic: GDL đến quá trình
lên men
Đánh giá chất lượng phô mai tươi trong 42 ngày bảo quản. Đánh giá chất lượng sản phẩm phô
mai tươi
Xác định thành phần hóa học (tổng hàm lượng chất khô, protein, lipid). Đánh giá cảm quan
Chỉ tiêu vi sinh (tổng vi khuẩn lactic,
L. monocytogenes, Staphylococci
dương tính với coagulase).
Xác định pH trong quá trình lên men Phân tích mô tả cấu trúc (Texture profile analysis - TPA): độ cứng, độ đàn hồi
Xác định hiệu suất thu hồi phô mai Đánh giá cảm quan sản phẩm.
Đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu sau 1, 14, 21, 28, 35, 42 ngày bảo quản:
Chỉ tiêu vi sinh vật: tổng lượng vi khuẩn lactic.
Độ chua Độ tách whey
Đánh giá cảm quan sản phẩm
- Yếu tố 1: Tỷ lệ vi khuẩn: GDL (% khối lượng: % khối lượng) được thay đổi với các mức sau đây: A: (0,15%: 0); B: (0,1125%: 0,25%); C: (0,075%: 0,5%); D: (0,0375%: 0,75%); E: (0: 1%).
- Yếu tố 2: Nhiệt độ: 37 ± 1oC; 40 ± 1oC; 43 ± 1oC
Thí nghiệm 1 gồm 15 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần. Các mẫu được mã hoá theo bảng 2.3.
Bảng 2.3. Bảng mã hóa mẫu
STT Tên mẫu Nhiệt độ
lên men Tỷ lệ vi khuẩn: GDL (% khối lượng: %khối lượng)
1 37A 37 oC 0,15% : 0 E D Làm nguội Thanh trùng Lên men A B C Hoàn nguyên Sữa bột nguyên kem
Tách Whey
Phô mai tươi
37 40 43
37 40 43 37 40 43 37 40 43 37 40 43
2 37B 37 oC 0,1125% : 0,25% 3 37C 37 oC 0,075% : 0,5% 4 37D 37 oC 0,0375% : 0,75% 5 37E 37 oC 0 : 1% 6 40A 40 oC 0,15% : 0 7 40B 40 oC 0,1125% : 0,25% 8 40C 40 oC 0,075% : 0,5% 9 40D 40 oC 0,0375% : 0,75% 10 40E 40 oC 0 : 1% 11 43A 43 oC 0,15% : 0 12 43B 43 oC 0,1125% : 0,25% 13 43C 43 oC 0,075% : 0,5% 14 43D 43 oC 0,0375% : 0,75% 15 43E 43 oC 0 : 1%
Tiến hành đo pH của các mẫu sau mỗi 30 phút cho đến khi pH đạt 4,6 - 4,7 thì dừng quá trình lên men.
Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm phô mai tươi. Phân tích cấu trúc sản phẩm phô mai tươi bằng thiết bị phân tích cấu trúc CT3 (Brookfield – Mỹ ). Đánh giá tính chất cảm quan của các sản phẩm.
2.3.1.1. Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm phô mai tươi
Hiệu suất của phô mai được định nghĩa là lượng phô mai tươi tính bằng kilogam, thu được từ 100 kg sữa. Hiệu suất sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm thành phần sữa, chất lượng sữa, quá trình sản xuất và các thông số sản xuất. Hiệu suất phô mai giúp kiểm soát được hiệu suất kinh tế trong quá trình sản xuất phô mai (Mona A.M. và cộng sự, 2011).
Sản phẩm phô mai tươi sau khi được ép tách whey sẽ đem đi xác định khối lượng bằng cân phân tích 2 số. Hiệu suất thu hồi phô mai tươi được tính theo công thức sau:
H = 𝑚
𝑀 × 100 (%) (2.1) Trong đó,
- m: khối lượng phô mai tươi thành phẩm thu được (gam) - M: khối lượng khối đông thu được sau khi lên men (gam)
2.3.1.2. Phương pháp phân tích cấu trúc
Cách tiến hành: Các mẫu phô mai tươi được thực hiện đo bằng máy đo kết cấu CT3 để đánh giá các thông số TPA về độ cứng, độ đàn hồi. Các mẫu phô mai tươi được bảo quản trong tủ lạnh (4oC) trong các hộp nhựa riêng lẻ cho đến khi đem đi phân tích. Các mẫu được lấy ra khỏi tủ lạnh 1 giờ trước khi đem đi phân tích và vẫn được giữ nguyên trong hộp, sau đó được được xử lý thành hình trụ (đường kính 2 cm, chiều cao 2,8 cm). Điều kiện hoạt động là nén hai lần và tốc độ thanh trượt 3mm/s và nén 8mm (Buriti và cộng sự, 2005).
2.3.1.3. Đánh giá tính chất cảm quan của các sản phẩm
Đánh giá tính chất cảm quan của sản phẩm được thực hiện theo TCVN 10565- 3:2015. Hội đồng được thành lập gồm có 10 người, những người này đã được huấn luyện qua bảng mô tả về cảm quan sản phẩm phô mai tươi được thiết lập sẵn (xem phụ lục 2). Người thử hiểu cách đánh giá các thuộc tính cảm quan của sản phẩm và tiến hành đánh giá các chỉ tiêu cảm quan của các mẫu nghiên cứu với các quy định về cảm quan của sản phẩm phô mai tươi đã được thiết lập sẵn bằng phương pháp cho điểm.
Nguyên tắc: tính chất cảm quan của từng mẫu phô mai tươi được hội đồng những người đã qua huấn luyện đánh giá. Mỗi người đánh giá độc lập với nhau và sử dụng thang điểm 5 riêng biệt để ước tính biên độ sai lệch có thể có so với quy định về cảm quan của sản phẩm đã được thiết lập. Kết quả của phương pháp là các giá trị trung bình của hội đồng.
Cách tiến hành:
- Đánh giá ngoại quan chung, cấu trúc và mùi, vị tổng thể của từng mẫu thử riêng rẽ (hướng dẫn cách đánh giá được đính kèm trong phần phụ lục).
- Cho điểm từng đặc tính, sử dụng thang điểm trong bảng 2.4 để thể hiện mức độ sai lệch trong sản phẩm so với các quy định kỹ thuật về cảm quan đã được thiết lập sẵn (quy định kỹ thuật về cảm quan được đính kèm trong phần phụ lục).