Vi khuẩn L. acidophilus được cung cấp từ bộ môn Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.
2.1.3 Đƣờng saccharose [2]
Saccharose (công thức phân từ C12H22O16) là một disaccaride được cấu tạo từ hai đường đơn là – d glucose và – d fructose.
Công thức cấu tạo của đường saccharose:
Hình 2.3: Cấu tạo của đường saccharose
Saccharose là một loại tinh thể trong suốt không màu, tỷ trọng 1,55879g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186 – 1880C, rất dễ hòa tan trong nước và độ hòa tan tăng theo nhiệt độ. Đường saccharose không tan trong một số dung môi như: dầu hỏa, Cloroform, Benzen, Glycerin khan. Đường saccharose còn hòa tan giới hạn trong Anilin, Etylacetat, Phenol, …
Nhiệt dung riêng trung bình của saccharose là C = 0,3019. Saccharose là chất tạo vị ngọt có giá trị dinh dưỡng. Chính vì vậy mà đường được dùng làm nguyên liệu trong chế biến thực phẩm, đóng vai trò như một chất tạo vị.
Saccharose rất dễ thủy phân trong môi trường acid ngay cả với acid yếu như H2CO3 tạo thành D – glucose và D – fructose. Do D – fructose cho quay trái mạnh còn D – glucose cho gốc quay phải yếu, nên sau khi thủy phân dung dịch trở nên quay trái. Hiện tượng đó gọi là sự nghịch đảo đường, saccharose cũng có thể bị thủy phân dưới tác dụng của men như men saccharose.
Saccharose là nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ chế biến thực phẩm như làm bánh, kẹo, mứt, sản xuất nước giải khát. Đường và dịch ép ở tỷ lệ thích hợp tạo ra vị hài hòa cho nước giải khát.
Trong quá trình nghiên cứu “Nước giải khát từ trái điều” và “Sản phẩm probiotic điều” chúng tôi sử dụng đường tinh luyện có các chỉ tiêu theo TCVN 6958: 2001.
Đường tinh luyện: là sản phẩm đường chất lượng cao thường làm nguyên liệu cho sản xuất sản phẩm thực phẩm.
Các chỉ tiêu cảm quan của đƣờng
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu Yêu cầu
Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục.
Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ.
Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt.
Chỉ tiêu hóa lý của đƣờng tinh luyện.
Bảng 2.2: Chỉ tiêu hóa lý đường tinh luyện
STT Tên chỉ tiêu Mức
1 Độ Pol, (0
Z). > 99,80
2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m). < 0,03 3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m). < 0,03
4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050
C trong 3 giờ, % khối
lượng (m/m). < 0,05
Hình 2.4: Đường tinh luyện Biên Hòa
2.2 Các thiết bị, dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu
Máy ép rau quả gia dụng Nồi Nhiệt kế Máy đo pH Brix kế Tủ cấy Erlen Becher Đĩa petri Ống nghiệm Tủ sấy Thiết bị tiệt trùng
2.3 Quy trình dự kiến bổ sung probiotic vào dịch ép từ trái điều
2.3.1 Quy trình công nghệ
Hình 2.5:Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến “sản phẩm probiotic điều” và “nước giải khát từ trái điều”
Ép Bã Lọc lần 2 Làm lạnh Lọc lần 1 Gia nhiệt Sơ chế {50C, 20 phút {600C, 5 phút {1000C, 2 phút Trái điều đông lạnh
Chần Đường Sacharose {900C, 10 phút Phối chế Rót chai Đóng nắp Phối chế Phối chế Thanh trùng Lên men Nước giải khát từ trái điều Sản phẩm probiotic điều Đóng chai Bảo quản lạnh Thanh trùng Bảo ôn Nhân giống cấp 2 Vi khuẩn L. acidophilus Cấy ria Nhân giống cấp 1 Cấy vào dịch ép đã thanh trùng
2.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 2.3.2.1 Chần [5] 2.3.2.1 Chần [5]
Chần là quá trình xử lý nguyên liệu ở nhiệt cao, sử dụng nước nóng hoặc hơi nước. Trong trường hợp sử dụng nước nóng người ta nhúng nguyên liệu cần chần vào trong nước.
Mục đích
- Rã đông nhanh nguyên liệu, giúp các tinh thể đá tan chảy nhanh, không làm vỡ thành tế bào, để quá trình ép đạt hiệu suất cao.
- Làm vô hoạt enzym polyphenoloxidase ở mặt ngoài của quả làm chậm quá trình oxi hóa.
- Làm mềm cấu trúc nguyên liệu để tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo được dễ dàng.
Tiến hành
Chuẩn bị nước sôi 1000C, cho điều lạnh đông vào chần trong thời gian 2 phút sau đó vớt ra rổ để ráo.
2.3.2.2 Sơ chế [7] Mục đích
- Loại bỏ những phần không ăn được hoặc có giá trị dinh dưỡng thấp của nguyên liệu như: cuống, phần sâu, dập nát.
- Tạo điều kiện cho quá trình ép đạt hiệu suất cao.
Tiến hành
- Dùng dao gọt bỏ cuống, những phần bị sâu, dập.
- Có thể cắt nguyên liệu nhỏ để giúp cho quá trình ép thực hiện dễ dàng.
2.3.2.3 Ép
Ép là quá trình sử dụng áp lực để phá vỡ cấu trúc nguyên liệu.
Để làm tăng hiệu suất ép ta có thể cắt nhỏ nguyên liệu trước khi tiến hành ép.
Mục đích
Tiến hành
- Dùng máy ép trái cây Philips của phòng thí nghiệm thuộc khu liên hiệp thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa – Thực phẩm.
- Thu được dịch ép và loại bỏ bã.
2.3.2.4 Gia nhiệt Mục đích
- Tiêu diệt một phần vi sinh vật, làm biến tính protein.
- Trong dịch quả điều có chứa tanin gây ra vị chát, khó chịu và nếu không loại bỏ được thì nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nước.
Tiến hành
- Tiến hành gia nhiệt nước sau khi ép để protein biến tính, dễ dàng loại bỏ kết tủa khi lọc.
2.3.2.5 Lọc lần 1 Mục đích
- Loại bỏ 1 phần tủa tanin ra khỏi dịch ép sau khi gia nhiệt.
Tiến hành
- Sử dụng vải lọc để phân riêng tủa tanin và dịch ép. Dịch ép đi qua lớp vải và tanin bị giữ lại.
2.3.2.6 Làm lạnh
Là quá trình làm giảm nhiệt độ của dịch ép đến 50C để tạo điều kiện cho các protein bị biến tính kết lắng tốt hơn. Giúp quá trình tách tanin kết thúc nhanh.
2.3.2.7 Lọc lần 2 Mục đích
- Khai thác: loại bỏ tủa tanin ra khỏi dịch ép sau khi làm lạnh, giúp cho quá trình lọc nhanh hơn.
- Hoàn thiện: cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm.
Tiến hành
2.3.2.8 Phối chế Mục đích:
- Tạo cơ chất cho vi khuẩn L. acidophilus sinh trưởng và phát triển
- Tạo mùi vị hài hòa cho sản phẩm, nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm.
Tiến hành
- Đường sacchrose được bổ sung vào dịch ép với tỉ lệ thích hợp tạo mùi vị hài hòa cho sản phẩm.
2.3.2.9 Thanh trùng [5]
Là quá trình tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm và ức chế quá trình sinh tồn hợp độc tố của chúng. Quá trình thanh trùng không làm tổn thất đáng kể giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. Tuy nhiên, sau quá trình thanh trùng, hệ vi sinh vật trong thực phẩm vẫn chưa bị tiêu diệt hết, đặc biệt là nhóm vi sinh vật chịu nhiệt và nhóm vi sinh vật sinh bào tử.
Mục đích
- Bảo quản: làm vô hoạt bất thuận nghịch enzyme và ức chế hệ vi sinh vật trong thực phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Tiến hành
- Sử dụng thiết bị thanh trùng nằm ngang.
2.3.2.10 Cấy ria Mục đích
- Kiểm tra độ thuần của giống, chọn khuẩn lạc đặc trưng để: + Chuẩn bị cho quá trình nhân giống cấp 1.
+ Cấy chuyền giống vào môi trường MRS thạch nghiêng để giữ giống.
Tiến hành
- Hút 0,1ml dịch cấy nhỏ lên đĩa petri có môi trường MRS đặc. - Dùng que trang gạt phân phối giọt dịch đều khắp mặt thạch đĩa.
2.3.2.11 Nhân giống [4]
Là quá trình làm tăng số lượng tế bào vi khuẩn. Xét về mặt kỹ thuật thì mục đích của quá trình nhân giống là phải thu nhận được nhiều tế bào và các tế bào phải có hoạt tính trao đổi chất cao. Như vậy, nhân giống là một quá trình nuôi cấy tế bào mà sản phẩm cần thu nhận chính là sinh khối vi khuẩn.
Mục đích
- Làm tăng sinh khối của vi khuẩn.
- Thu nhận được sinh khối tốt để chuẩn bị cho quá trình lên men tiếp.
Tiến hành
- Nhân giống cấp 1: chọn khuẩn lạc đặc trưng cấy chuyền vào ống nghiệm chứa 10ml môi trường MRS lỏng, tăng sinh giống sau 24 giờ nuôi cấy.
- Nhân giống cấp 2: hút 1ml canh trường MRS lỏng từ ống nghiệm cấy chuyền vào erlen chứa 100ml môi trường MRS lỏng, tăng sinh giống sau 24 giờ nuôi cấy.
2.3.2.12 Cấy vào dịch ép đã thanh trùng
Mục đích
- Khảo sát đường cong sinh trưởng của vi khuẩn L. acidophilus trong môi trường dịch ép điều.
- Xác định thời gian thu nhận sinh khối tốt nhất để quá trình lên men được tốt hơn.
Tiến hành
- Hút 1ml canh trường MRS lỏng từ erlen cấy chuyền vào erlen chứa 100ml dịch ép điều đã thanh trùng.
2.3.2.13 Lên men [5]
Là quá trình nuôi cấy vi sinh vật để chuyển hóa môi trường thành sản phẩm hoặc để thu nhận các sản phẩm trao đổi chất do vi sinh vật tổng hợp nên.
Mục đích
- Chế biến: quá trình lên men làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học của môi trường ban đầu, biến đổi môi trường thành sản phẩm.
- Tạo cho sản phẩm có một lượng vi khuẩn có lợi cho cơ thể, tối thiểu là 109cfu/ml dịch.
- Nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm.
Tiến hành
- Dịch ép sau khi thanh trùng sẽ được cấy giống vi khuẩn và được tiến hành lên men trong 48 giờ ở 370C.
2.3.2.14 Rót chai Mục đích
- Bảo quản: định lượng vào chai, đậy kín để bảo quản và sử dụng dễ dàng. - Hoàn thiện sản phẩm.
Tiến hành
2.3 Sơ đồ nghiên cứu
Hình 2.6: Sơđồ nghiên cứu
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH XỬ LÝ TANIN
Khảo sát nhiệt độ gia nhiệt
550C, 600C, 650C, 700C
Khảo sát thời gian làm lạnh
10, 15, 20, 25 phút
Khảo sát thời gian gia nhiệt
3, 5, 7, 9 phút
Khảo sát hàm lượng đường
6%, 8%, 10%, 12%
Khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng
700C, 800C, 900C – 10, 15, 20 phút
Dịch ép điều
KHẢO SÁT THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU
Xác định hàm lượng tanin Xác định hàm lượng vitamin C Xác định hàm lượng polyphenol
KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN LÊN MEN
Khảo sát hàm lượng đường 5, 7, 9, 11, 13, 15 % Khảo sát ảnh hưởng của pH 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 250C, 320C, 370C, 420C Đánh giá chất lượng sản phẩm Kết luận
2.4 Các phƣơng pháp phân tích
2.5.1 Phƣơng pháp xác định hàm ẩm [TCVN 5613 – 91]
Nguyên lý
Dùng nhiệt năng làm bay hơi hết nước trong thực phẩm. Cân và tính số liệu của hai lần cân trước và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thực phẩm. (xem phụ lục 1)
2.5.2 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng đƣờng tổng [TCVN 4594 – 88]
Nguyên lý
Dùng HCl thủy phân các đường đa dễ hòa tan thành các đường đơn, hàm lượng đường đơn được xác định qua các phản ứng với dung dịch Feling, Sunlfat sắt Ш và KMnO4 0,1N. (xem phụ lục 2)
2.5.3 Phƣơng pháp xác định pH
Sử dụng máy đo pH của phòng thí nghiệm khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm trường Đại học Lạc Hồng. (xem phụ lục 3)
2.5.4 Phƣơng pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan
Nhằm xác định tổng lượng chất hòa tan tương đương số gram saccharose/100g dung dịch (%) bằng khúc xạ kế. (xem phụ lục 4)
2.5.5 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng tanin [ISO 9648:1988]
Nguyên lý
Chiết tách tanin bằng cách lắc với dimethylformamide (HCON(CH3)2). Sau khi ly tâm, bổ sung ferric ammonium citrate và ammonia vào phần dịch nổi sau khi ly tâm (lượng hóa chất thêm vào là bội số của phần dịch nổi sau khi ly tâm) và xác định tại quang phổ kế tại bước sóng 525nm. Hàm lượng tanin được xác định dựa trên một đường cong chuẩn của acid tannic. (xem phụ lục 5)
2.5.6 Phƣơng pháp tính hiệu suất ép
Hiệu suất ép là tỉ lệ phần trăm (%) giữa lượng dịch ép thu được so với lượng dịch có trong trái điều ban đầu.
Trong đó:
b là lượng dịch thu dược sau khi ép (b=730ml/1kg nguyên liệu).
2.5.7 Phƣơng pháp tính hiệu suất tách tanin
Hiệu suất tách tanin là tỉ lệ phần trăm (%) giữa hàm lượng tanin còn lại trong dich ép (đã qua xử lý) so với hàm lượng tanin có trong dịch ép nguyên liệu.
Hiệu suất tách tanin được tính như sau: H
Trong đó:
a là hàm lượng tanin trong dịch ép nguyên liệu, g. b là hàm lượng tanin trong sản phẩm, g.
2.5.8 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng vitamin C [TCVN 4715 – 89]
Nguyên lý
Chiết vitamin C của mẫu bằng acid clohydric, sau đó chuẩn độ acid ascobic ở dạng khử bằng dung dịch natri 2,5 – diclo – fenolindofenol. (xem phụ lục 6)
2.5.9 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng polyphenol [Folin – Ciocalteau]
(xem phụ lục 7)
2.5.10Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng sản phẩm
2.5.10.1 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng sản phẩm thực phẩm theo
TCVN 3215 – 79 (xem phụ lục 8)
2.6 Chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng sản phẩm
Bảng 2.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước giải khát [1]
STT Loại vi sinh vật Giới hạn vi sinh vật (1ml sản phẩm)
1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí 102 2 E. Coli 0 3 Coliforms 10 4 Cl. Perringens 0 5 Streptococci faecal 0 6 Tổng số nấm men – nấm mốc 10 7 S. aureus 0 8 P. aeruginosa 0 2.7 Các thí nghiệm khảo sát
2.7.1 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin
Mục đích:
Khảo sát ở nhiều nhiệt độ khác nhau để chọn ra nhiệt độ tối ưu để quá trình xử lý tanin đạt hiệu suất cao nhất có thể. Sau khi gia nhiệt dịch ép được mang đi làm lạnh để tiếp tục quá trình xử lý. Mang dịch ép đi lọc và xác định hàm lượng tanin còn sót lại sau quá trình xử lý từ đó dựa vào hàm lượng tanin ban đầu trước khi xử lý để tính được hiệu suất tách tanin. Nhằm chọn ra nhiệt độ thích hợp cho các quá trình xử lý tiếp theo.
Thí nghiệm được tiến hành ở 4 nhiệt độ khác nhau. Mỗi một nhiệt độ lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình của ba lần lặp lại.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Dịch ép điều
Gia nhiệt
t1 t2 t3 t4
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ gia nhiệt
Trong đó: t là nhiệt độ gia nhiệt dịch ép với t1, t2, t3, t4 lần lượt là các nhiệt độ 550C, 600C, 650C, 700C.
Thông số cố định: thời gian gia nhiệt (t) 5 phút. Chỉ tiêu khảo sát: hiệu suất tách tanin.
2.7.2 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin
Mục đích
Chọn ra thời gian gia nhiệt tối ưu đủ làm biến tính tanin để tách đạt hiệu suất cao. Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Dịch ép điều
Gia nhiệt (nhiệt độ tối ưu của thí nghiệm 1)
T1 T2 T3 T4
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian gia nhiệt
Trong đó T là thời gian gia nhiệt dịch ép với T1, T2, T3, T4 lần lượt là thời gian gia nhiệt 3 phút, 5 phút, 7 phút, 9 phút.
Thông số cố định là nhiệt độ gia nhiệt tối ưu của thí nghiệm 1. Chỉ tiêu khảo sát: hiệu suất tách tanin.
2.7.3 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian làm lạnh đến hiệu suất tách tanin Mục đích
Chọn ra thời gian tối ưu nhất cho quá trình tách tanin đạt hiệu suất cao nhất. Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Dịch ép điều
Gia nhiệt (nhiệt độ và thời gian tối ưu)
Làm lạnh (50C)
T1 T2 T3 T4
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian làm lạnh
Trong đó: T là thời gian làm lạnh dịch ép với T1, T2, T3, T4 lần lượt là thời gian gia nhiệt 10 phút, 15phút, 20 phút, 25 phút.
Thông số cố định là nhiệt độ gia nhiệt tối ưu của thí nghiệm 1 và thời gian gia nhiệt tối ưu của thí nghiệm 2.
Chỉ tiêu khảo sát: hiệu suất tách tanin.
2.7.4 Khảo sát hàm lƣợng đƣờng bổ sung vào sản phẩm nƣớc giải khát