Hàm lượng đạm của dịch trái thanh long khá thấp (protein thơ 1,56g/l) so với hàm lượng đạm của một số dịch quả khác như cam (protein thơ 7g/l), dứa (protein thơ 5g/l) nhưng cũng cao hơn dịch quả mơ (0,8g/l), chuối (1g/l).
Hàm lượng acid hữu cơ của dịch trái thanh long 4,59g/l cĩ pH=4,61. Độ pH ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tạo thành, do vậy cần phải điều chỉnh pH thích hợp trước khi sử dụng dịch trái thanh long lên men.
Trong dịch trái thanh long cịn cĩ hàm lượng khống, vitamin (C, B1) chiếm tỷ lệ đáng kể. Theo Lê Văn Tố (năm 2000) trong thịt trái thanh long cịn chứa một số nguyên tố khống như: calcium (10,2mg/100g), sắt (3,37mg/100g), Mg, P, K, Na…
Từ các kết quả trên cho thấy dịch trái thanh long tuy cĩ nguồn đạm khơng cao nhưng chứa một lượng hydratcacbon (đường, acid hữu cơ), vitamin, các nguyên tố khống đáng kể. Nếu ta biết bổ sung những gì cịn thiếu một cách hợp lý thì dịch trái thanh long cũng sẽ là mơi trường thích hợp để nuơi cấy nấm men tạo nước giải khát lên men. Điều nhận xét này thiết nghĩ là hồn tồn cĩ cơ sở khoa học và thực tiễn. Vấn đề cần quan tâm tiếp theo là sẽ sử dụng, chế biến trái thanh long như thế nào để cĩ được dịch trái thích hợp làm mơi trường lên men trong quy trình tạo nước giải khát.
6.2 Chế biến và xử lý trái thanh long làm mơi trường nuơi cấy nấm men men
Thành phần dinh dưỡng của mơi trường nuơi cấy ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và lên men của nấm men cũng như ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.
Trong quá trình sản xuất nước trái cây lên men từ trái thanh long, dịch nước quả cần cĩ chất lượng ổn định tạo điều kiện để nấm men lên men tốt, cho sản phẩm chất lượng cao, tăng hình thức cho sản phẩm, đồng thời giảm giá thành sản phẩm điều này cĩ ý nghĩa lớn trong thực tiễn sản xuất. Do đĩ khâu chế biến trái thanh long để tạo mơi trường thích hợp cho quá trình lên men đĩng vai trị hết sức quan trọng. Chúng tơi đã áp dụng nhiều biện pháp thu dịch trái thanh long khác nhau:
Phương pháp trích ly bằng nhiệt độ để thu dịch trái thanh long [46] Phương pháp trích ly dịch trái thanh long bằng cách bổ sung đường (tạm gọi là làm dịch sirơ)
Phương pháp thu dịch trái thanh long bằng sử dụng máy ép trái cây.
6.2.1 Phương pháp trích ly bằng nhiệt độ để thu dịch trái thanh long
Bằng yếu tố nhiệt độ (đun sơi trong 15 phút) trích ly các dưỡng chất ra khỏi trái thanh long. Kết quả thu được dịch trái thanh long sau khi lọc bỏ bã là dịch trong, cĩ màu vàng. Phương pháp này thu được dịch cĩ màu vàng, trong, khơng cĩ lẫn các hạt đen cũng như các mảnh vỏ của hạt đen thanh long. Bên cạnh đĩ, trong quá trình đun sơi hàm lượng dinh dưỡng trong trái thanh long sẽ bị giảm do mất đi một số vitamin, acid hữu cơ và protein, điều này ít nhiều sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm lên men. Tuy vậy đây cũng là phương pháp tốt cần được quan tâm nghiên cứu tiếp.
6.2.2 Phương pháp trích ly dịch trái thanh long bằng cách bổ sung đường
Trích ly dịch trái thanh long bằng cách ngâm trong mơi trường cĩ nồng độ đường cao hay cịn gọi là làm sirơ thanh long. Đây là phương pháp trong dân gian hay sử dụng để chiết lấy dịch quả. Trong mơi trường cĩ nồng độ đường cao, các chất dinh dưỡng cĩ trong trái thanh long sẽ hịa tan ra mơi trường ngồi, thu được
dịch sirơ sau 7-10 ngày sau khi loại bỏ xác bã. Lượng dịch thu được trong, hơi cĩ màu vàng nhạt, hàm lượng đường rất cao. Trong quá trình lên men, thành phần mơi trường cĩ hàm lượng đường cao sẽ gây ra hiện tượng mất cân bằng sinh học của tế bào nấm men. Vì vậy để nuơi cấy nấm men thì lượng dịch này phải được pha lỗng 2-4 lần bằng nước sơi để nguội nhằm đạt được hàm lượng đường thích hợp. Do cĩ sự pha lỗng đĩ mà các chất dinh dưỡng cĩ trong mơi trường cũng bị giảm đi rất nhiều.
6.2.3 Phương pháp thu dịch trái thanh long bằng cách sử dụng máy ép trái cây
Trái thanh long sau khi lột bỏ vỏ thu được thịt trái cho vào máy ép trái cây để được dịch trái thanh long. Dịch thu được cĩ màu trắng đục, cĩ lẫn một số mảnh vỏ rất nhỏ màu đen của hạt thanh long, nhớt (độ nhớt 2000 CP). Chính vì những tính chất nĩi trên mà chúng tơi phải tìm một số biện pháp để xử lý dịch trái thanh long như:
Xử lý bằng Ca(OH)2 [47]
Xử lý bằng lịng trắng trứng gà [47] Xử lý bằng cách lọc qua vải lọc
6.2.3.1 Xử lý dịch trái thanh long bằng Ca(OH)2 và bằng lịng trắng trứng gà
Ca(OH)2 và lịng trắng trứng gà đều cĩ khả năng kết lắng các vẫn cặn, bột quả, mảnh vỏ của hạt cĩ trong dịch quả, làm dịch quả trong, tăng hình thức cho sản phẩm lên men [47].
Cho Ca(OH)2 và lịng trắng trứng với các hàm lượng khác nhau được bổ sung vào 100ml dịch thanh long, khuấy đều, để yên 30-45 phút, lượng dịch thu được cĩ ở bảng 6.3
Bảng 6.3 Dịch trái thanh long (100ml) được xử lý bằng Ca(OH)2 và lịng trắng trứng gà Nguyên liệu xử lý Hàm lượng (g) Thể tích dịch trái thanh long
thu được (ml)
Màu dịch trái thanh long sau xử lý
Ca(OH)2 0,1 0,2 1 2 3 4 0 0 10 5 rất ít 0 Màu trắng đục Màu xanh mạ
Dịch trong, màu xanh mạ→vàng chanh Dịch trong, màu xanh mạ→vàng chanh
Xanh mạ→vàng chanh Xanh mạ→vàng chanh Lịng trắng trứng gà 10 20 30 40 45 50 Rất ít Rất ít Rất ít 70 70 70 Trắng đục Trắng đục Trắng đục Trắng đục Trắng hơi đục Trắng hơi trong
Nhận xét: Các số liệu ở bảng 6.3 cho thấy:
Lượng dịch thu được bằng cách xử lý Ca(OH)2 quá ít, nhiều nhất chỉ cĩ 10ml/100ml dịch trái thanh long khi xử lý 1g Ca(OH)2. Hơn nữa màu của sản phẩm bị biến đổi, theo chúng tơi trong dịch trái thanh long cĩ các acid hữu cơ đã tác dụng với Ca(OH)2 tạo phản ứng màu xanh mạ. Do đĩ phương pháp xử lý dịch trái thanh long bằng Ca(OH)2 theo chúng tơi khơng phải là phương pháp tối ưu.
So với phương pháp xử lý bằng Ca(OH)2 thì phương pháp xử lý bằng lịng trắng trứng lượng dịch trong thu được nhiều hơn (khoảng 70ml/100ml dịch trái thanh long hoặc khoảng 280ml/1kg trái thanh long) nhưng vẫn khơng mang lại
hiệu quả kinh tế. Vì lượng lịng trắng trứng tiêu hao khá lớn 40-50g tương đương khoảng 1,5-2 trứng gà để xử lý 100ml dịch trái thanh long. Hiệu suất thu được quá thấp 46,67%-50%.
6.2.3.2 Xử lý bằng cách lọc qua vải lọc
Dịch trái thanh long thu được qua máy ép trái cây được lọc qua vải lọc, gạn bỏ phần bột quả và mảnh vỏ của hạt thanh long ở trên vải, thu được dịch trái thanh long qua lọc. Do dịch trái thanh long cĩ độ nhớt, cĩ lẫn mảnh vỏ của hạt đen thanh long và bột quả do đĩ lọc lâu, khiến dịch trái thanh long dễ bị oxi hĩa. Theo hướng này cần cĩ các thiết bị lọc chuyên biệt mới rút ngắn được thời gian lọc.
Phương pháp xử lý bằng Ca(OH)2 và lịng trắng trứng gà khơng mang lại hiệu quả, vì lượng dịch thu được quá ít mà tốn nguồn nguyên liệu xử lý (lịng trắng trứng và Ca(OH)2) khá nhiều, đồng thời khi xử lý bằng Ca(OH)2 làm biến màu dịch quả.
Cả 3 phương pháp chế biến trái thanh long (phương pháp trích ly ở nhiệt độ cao, phương pháp trích ly bằng cách bổ sung nồng độ đường cao và thu dịch trái thanh long qua máy ép) và phương pháp xử lý dịch thanh long bằng cách lọc qua vải đều cĩ những ưu khuyết điểm, cần đánh giá qua việc sử dụng các dịch quả thu được này để nuơi cấy nấm men. Các khảo sát tiếp theo được thực hiện ở chương 7.
CHƯƠNG 7: PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG NẤM MEN PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ DỊCH
TRÁI THANH LONG
7.1 Phân lập và thuần khiết các chủng nấm men từ các nguồn khác nhau
Để tạo nguồn giống nấm men thích hợp lên men dịch trái thanh long, chúng tơi tiến hành phân lập từ các nguồn khác nhau:
Từ dịch trái thanh long
Mục đích để chọn được chủng nấm men thích hợp ngay trên mơi trường lên men và như vậy cĩ thể chọn được chủng nấm men cĩ khả năng lên men tốt trên mơi trường phân lập.
Dùng bình tam giác chứa dịch trái thanh long được điều chỉnh pH=3,5 và cĩ hàm lượng chất khơ khác nhau: 110Bx, 160Bx, 180Bx, 200Bx để lên men tự nhiên ở 28-300C. Sau 6 ngày kiểm tra dịch lên men ở các bình. Chọn bình lên men sủi bọt mạnh, cĩ mùi thơm dễ chịu, nồng làm nguồn phân lập.
Thực hiện phân lập các mẫu dịch lên men trên mơi trường Hansen (MT1) thu được 3 chủng nấm men cĩ hình dạng khuẩn lạc khác nhau được ký hiệu là:
TL1, TL2, TL3.
Từ bánh men: cũng tiến hành phân lập trên mơi trường Hansen (MT1) được chủng nấm men ký hiệu là BM.
Ngồi các chủng nấm men thu được sau quá trình phân lập nĩi trên, chúng tơi cũng sử dụng các chủng nấm men sẵn cĩ trong bộ sưu tập của phịng thí nghiệm gồm các chủng LT2, Mn7, Saccharomyces cerevisiae (Sac.) làm đối tượng nghiên cứu chọn lọc tiếp theo.
Sau khi làm thuần và kiểm tra sơ bộ về hình thái dưới kính hiển vi quang học, các chủng nấm men thuần khiết đã chọn được ghi nhận ở bảng 7.1
Bảng 7.1 Đặc điểm hình thái của các chủng nấm men
Khuẩn lạc Hình thái tế bào
Chủng nấm men Hình dạng Kích thước (cm) Màu sắc Bề mặt Mép Hình dạng Kích thước (μm) Hình thức nảy chồi TL1 Trịn
lồi 2-3 Trắng ngà Trơn, bĩng, gồ ở giữa Nhẵn
Hình cầu, ovan 3,18- 5,08 × 3,81- 6,35 Đa cực TL2 Trịn lồi 2,5-3 Trắng ngà Trơn, bĩng, gị ở giữa tạo 2 vịng rõ ràng Nhẵn Hình cầu, ovan 3,81- 5,08 × 4,45- 6,35 Đa cực TL3 Trịn lồi 1,5-2,5 Trắng ngà Trơn bĩng, nhơ cao ở giữa, tạo 2 vịng rõ ràng Nhẵn ovan 2,54- 4,45 × 3,81- 6,35 Đa cực BM Trịn lồi 2,5-3,5 Trắng ngà Trơn bĩng, 2 vịng rõ ràng, cĩ đỉnh nhơ cao Nhẵn ovan 3,81- 5,08 × 5,08- 6,35 Đa cực LT2 Trịn lồi 2-3,5 Trắng ngà Trơn bĩng nhẵn, nhơ cao Nhẵn ovan 3,81- 6,35 × 5,08- 6,35 Một cực Mn7 Trịn
lồi 2,5-3,5 Trắng ngà Trơn bĩng, nhơ cao Nhẵn ovan 3,18- 5,08 ×
4,45- 6,35
Đa cực
Sac. Trịn lồi 3-4 Trắng ngà Trơn bĩng, nhơ cao Nhẵn ovan 4,45- 6,35 ×
6,35- 8,89
Đa cực
7.2 Tuyển chọn các chủng nấm men phù hợp với yêu cầu chế biến đồ uống lên men từ dịch trái thanh long uống lên men từ dịch trái thanh long
Cĩ khả năng lên men etylic tạo hương vị hài hịa đặc trưng cho sản phẩm lên men, khơng tạo ra hương vị lạ, gây độc hại cho sản phẩm.
Cĩ khả năng kết lắng nhanh, triệt để, dễ tách chiết thu sản phẩm sáng màu, trong.
Cĩ khả năng lên men ổn định trên mơi trường dịch trái thanh long đã được tối ưu.
Để tuyển chọn các chủng đạt các yêu cầu trên, chúng tơi tiến hành khảo sát các bước sau:
7.2.1 Khảo sát khả năng tạo hương của các chủng nấm men
Khả năng tạo hương thơm là một chỉ tiêu quan trọng của một chủng nấm men trong lên men tạo nước giải khát. Chỉ tiêu này đặc biệt cĩ ý nghĩa với các chủng được sử dụng để lên men các sản phẩm đồ uống. Chúng tơi xác định khả năng này bằng khứu giác sau khi tiến hành nuơi cấy các chủng nấm men khảo sát trên mơi trường Hansen thạch đĩa (MT1) và mơi trường dịch thể (MT2) ở 30°C trong 72 giờ. Kết quả được ghi trong bảng 7.2
Bảng 7.2 Khả năng tạo hương thơm của các chủng nấm men Hương cảm quan
Giống
Trên mơi trường dịch thể (MT2) Trên thạch đĩa (MT1)
TL1 Thơm dịu Thơm gắt
TL2 Thơm thanh long Thơm thanh long
TL3 Khơng thơm Khơng thơm
BM Thơm rượu Thơm rượu
LT2 Thơm dịu Thơm dịu, nồng
Mn7 Khơng thơm Thơm nhẹ
Hầu hết các chủng nấm men cĩ khả năng tạo hương thơm (Bảng 7.2). Trong đĩ chỉ cĩ 2 trong 7 chủng nấm men cĩ khả năng tạo mùi thơm đặc trưng trên cả hai loại mơi trường là TL2 và LT2. Chủng nấm men TL2 cĩ mùi thơm thanh long, cịn chủng nấm men LT2lại cĩ mùi thơm dịu, nồng trên cả 2 loại mơi trường khảo sát.
7.2.2 Khảo sát khả năng kết lắng của các chủng nấm men
Trong cơng nghệ sản xuất các loại thức uống lên men, chỉ tiêu kết lắng của tế bào nấm men rất quan trọng, vì nếu chúng cĩ khả năng kết lắng tốt thì dịch lên men mới trong và sáng màu, dễ lọc, tăng hình thức, chất lượng sản phẩm.
Sinh khối nấm men được xử lý cho vào các ống nghiệm cĩ kích thước bằng nhau và mật độ tế bào ở mỗi ống nghiệm cũng bằng nhau. Lắc kỹ trong 1 phút, để lắng 15 phút. Kết quả được trình bày trong bảng 7.3
Bảng 7.3 Khả năng kết lắng của các chủng nấm men
Chủng nấm men TL1 TL2 TL3 BM LT2 Sac. Mn7
Chiều dày sinh khối
nấm men (mm) đáng kể Khơng đáng kể Khơng 14 đáng kể Khơng 25 20 11
0 5 10 15 20 25 30 TL1 TL2 TL3 BM LT2 Sac. Mn7Chủng nấm men
Chiều dày lớp sinh khối
(mm)
chiều dày lớp sinh khối
Qua bảng 7.3 và biểu đồ 7.1 chúng tơi thấy chủng LT2 cĩ khả năng kết lắng tốt nhất. Điều này rất thuận lợi cho việc gạn lọc làm trong sản phẩm sau quá trình lên men của chủng nấm men LT2.
7.2.3 Khảo sát hoạt lực lên men của các chủng nấm men trên các mơi trường dịch trái thanh long tối ưu
Trên cơ sở của các biện pháp chế biến và xử lý dịch trái thanh long được đề ra ở chương 6 đã thu được các loại mơi trường đã được điều chỉnh sau:
Mơi trường dịch trái thanh long trích ly bằng đường ở nồng độ cao (mơi trường sirơ-MT12)
Mơi trường dịch trái thanh long được xử lý qua vải lọc (mơi trường dịch trái thanh long qua lọc-MT13)
Mơi trường dịch ép trái thanh long qua máy ép (mơi trường dịch trái thanh long khơng qua lọc-MT14)
Mơi trường dịch trái thanh long trích ly bằng nhiệt độ (MT15-1, MT15- 2, MT15-3).
9 MT15-1: 1kg trái thanh long thu được 450ml dịch trích ly. 9 MT15-2: 1kg trái thanh long thu được 465ml dịch trích ly. 9 MT15-3: 1kg trái thanh long thu được 480ml dịch trích ly.
Để chọn mơi trường thích hợp nhất cho quá trình lên men của các chủng nấm men được khảo sát, chúng tơi tiến hành xác định hoạt lực lên men của những chủng này trên các loại mơi trường nĩi trên.
7.2.3.1 Khảo sát hoạt lực lên men của các chủng nấm men trên mơi trường sirơ (MT12) và mơi trường dịch trái thanh long qua lọc (MT13)
Mục đích của thí nghiệm là tìm mơi trường thích hợp trong 2 loại mơi trường MT12, MT13 và xác định chủng nấm men cĩ hoạt lực lên men mạnh nhất từ các chủng khảo sát.
Hoạt lực lên men của các chủng nấm men được đánh giá thơng qua phương pháp cân bình. Trong quá trình lên men lượng CO2 thốt ra làm giảm trọng lượng bình. Trọng lượng bình càng giảm, lượng CO2 được sinh ra càng nhiều, nấm men lên men càng mạnh.
Các chủng nấm men được nuơi cấy trong bình tam giác 250ml cĩ chứa 95ml mơi trường khảo sát, với tỷ lệ tiếp giống là 5% (mật độ giống được điều chỉnh bằng nhau thơng qua đo OD ở bước sĩng 610nm trên máy quang phổ). Tiến hành cân bình tại các thời điểm 0 giờ, 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ. Kết quả được trình bày ở bảng 7.4
Bảng 7.4 Hoạt lực lên men của các chủng nấm men trên mơi trường sirơ (MT12) và mơi trường dịch trái thanh long qua lọc (MT13)
Lượng CO2 sinh ra (g/100ml)
Mơi trường (MT12) Mơi trường (MT13)
Chủng nấm men Sau 24 giờ