Chi phí cho sản xuất 10 kg FOS cao độ đ−ợc tính nh− bảng 3.13
Bảng 3.13: Chi phí cho sản xuất 10 lít dịch đ−ờng FOS cao độ
TT Nguyên liệu số l−ợng Đơn giá (đồng)
Thành tiền ( đồng) 1 FOS 50 3,3 (lít) 13072 43137,6 2 GOD + CAT 68000 (U) 15 1020000,0 3 Điện 20 (KW) 1000,0 20000,0 4 Công 2 20000 40000,0 5 Phụ liệu 20000,0 6 Khác 114313,76 Tổng 1257451,6 43
Nh− vậy giá thành 1 kg đ−ờng FOS cao độ : 1257451,36 : 10 lít = 125745,136 đ + Tính cho 1 chai 250 ml
Giá thành ruột : 125745,136 đ : 4 chai = 31436,284 đ/c Giá bao bì : 1500 đ/ chai Giá thành tổng cho 1 chai sản phẩm là: 31436,284 đ + 1500 đ = 32936,284 đ 3.4 Phân lập và tuyển chọn giống cho lên men sinh tổng hợp enzim FTS
Để chủ động cung cấp enzim cho sản xuấ đ−ờng FOS. Đề tài tiến hành nghiên cứu phân lập và tuyển chọn giống để sinh tổng hợp enzim FTS. Theo nhiều nguồn tài liệu cho thấy các chủng nấm mốc Aspergillus sp. Có khả năng sinh tổng hợp enzim FTS lớn nhất nên đề tài tập trung lấy các chủng mốc đen làm đối t−ợng để tìm kiếm phân lập và phân lập lại. Từ nhiều chủng nấm mốc trong bộ s−u tập giống của Viện Công nghiệp thực phẩm, Tr−ờng đại học Giang Nam Trung Quốc và tự phân lập từ các mẫu đất đã sơ tuyển đ−ợc 17 chủng (xem bảng 3.14) có khả năng tổng hợp FTS khi nuôi cấy trong môi tr−ờng sacaroza . Các chủng trên lại đ−ợc tiến hành tinh tuyển một lần nữa để tìm ra chủng cho FTS có hoạt lực cao nhất. Tất cả 17 chủng đ−ợc nuôi cấy trong môi tr−ờng giống nhau có chứa 150g/l đ−ờng kính, cao nấm men 5g/l, pepton 10g/l, KH2PO4 1g/l, MgSO4.7H2O 1g/l. Lên men trong điều kiện pH 6, nhiệt độ là 30oC, thời gian 72 giờ. Khả năng tổng hợp FTS và tỷ lệ hoạt tính UT/UH của các chủng đ−ợc ghi trên bảng 3.1. Ta thấy hầu hết tất cả các chủng trên đều có khả năng sinh tổng hợp FTS. Một đặc điểm chung cho tất cả các chủng là enzim này chủ yếu nằm trong màng tế bào (nội bào). Hoạt lực chuyển hoá và tỷ lệ hoạt tính chuyển hoá với hoạt tính thuỷ phân của FTS nội bào cao hơn nhiều so với FTS ngoại bào. Trong số 6 chủng có nguồn gốc từ Trung Quốc, chủng Asp. niger AC004 có khả năng tổng hợp enzim cho hoạt tính FTS cao nhất. Các chủng có nguồn gốc từ Viện CNTP đều phát triển rất nhanh trong môi tr−ờng sacaroza, cho l−ợng sinh khối cao sau 3 ngày lên men, song hoạt lực FTS thấp và hoạt tính UH cao, nên tỷ lệ UT/UH thấp. Các chủng phân lập từ đất thì chỉ có chủng nấm mốcVVTP84 biểu hiện vừa có khả năng sinh tr−ởng tốt trong môi
tr−ờng sacaroza vừa sinh FTS có hoạt lực cao. Với kết quả trên chủng nấm mốc VVTP84 đ−ợc chọn làm đối t−ợng cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.5 Định tên và phân loại vi sinh vật.
Nấm mốc có màu đen nâu VVTP 84 phân lập tử đất của nhà máy đ−ờng Lam Sơn Thanh Hoá đ−ợc đánh giá là có khả năng sinh tổng hợp FTS cho hoạt lực cao nhất. Để xác định rõ lai lịch của chúng việc định tên phân loại là cần thiết. Quá trình đ−ợc tiến hành bằng cách nuôi cấy vi sinh vật trên ba môi tr−ờng đặc tr−ng đó là môi tr−ờng n−ớc chiết khoai tây, môi tr−ờng Czapek Dox và môi tr−ờng n−ớc chiết malt. Vi sinh vật đ−ợc quan sát theo dõi trong suốt thời gian nuôi cấy bằng mắt th−ờng, kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử. Cuối cùng vi sinh vật đ−ợc xác định tên dựa trên ba khoá phân loại của Raper, K.B., [46] Wiley, B.J. và Simmons, E.G., [68]. Kết quả phân loại đ−ợc ghi nhận nh− sau:
* Đặc điểm nuôi cấy và hình thái trên môi tr−ờng khoai tây
Trên môi tr−ờng n−ớc chiết khoai tây, chủng VVTP84 phát triển khá tốt, hình thành các khuẩn lạc hình tròn có các sợi nấm màu trắng v−ơn dài ra xung quanh. Sau 1 đến 2 ngày nuôi cấy, trung tâm khuẩn lạc, tại các đầu sợi nấm xuất hiện các bào tử màu đen ánh vàng. Sau 3 đến 4 ngày, toàn bộ các khuẩn lạc bị bao phủ bởi một lớp bào tử màu nâu đen. Nhìn từ đáy hộp không thấy có sự đổi màu của môi tr−ờng, chứng tỏ chủng VVTP 84 không tiết sắc tố trong quá trình sinh tr−ởng trên môi tr−ờng này. Các đặc điểm trên đây ta nhận định chúng có thể là nấm mốc thuộc chi Aspergillus. Tiếp đó vi sinh vật lại đ−ợc nuôi trên hai môi tr−ờng đặc tr−ng cho việc định tên các chủng nấm mốc là Czapek Dox và n−ớc chiết malt.
*Đặc điểm nuôi cấy và hình thái trên môi tr−ờng Czapek Dox
Trên môi tr−ờng Czapek Dox khuẩn lạc của chủng VVTP84 phát triển khá chậm có mầu từ vàng nhạt đến vàng sẫm hoặc nâu nhạt. Cuống bào tử trần th−ờng thẳng đứng và thon đều hoặc kéo dài cùng chiều với cuống. Số l−ợng bào tử trần trên mỗi chuỗi không nhiều (3- 6 bào tử/ chuỗi). Chuỗi bào tử trần bó lại tạo thành một hình trụ đến phân tách rời nhau màu trắng đến nâu nhạt. Tế bào phát sinh bào
tử trần thuộc loại nhánh đôi. Cuống chuỗi bào tử trần che phủ ít nhất 1/3 đỉnh cuống bào tử trần. Bào tử trần không màu có dạng cầu đến gần cầu, đ−ờng kính 2- 3 àm thành bào tử liền.
* Đặc điểm hình thái trên môi tr−ờng chiết malt bằng mắt th−ờng
Trên môi tr−ờng dịch chiết malt nấm mốc VVTP84 phát triển bình th−ờng, sau ba ngày nuôi cấy cho khuẩn lạc có đ−ờng kính trung bình là 30 mm. Bào tử có màu nâu lục tối. Sợi nấm màu trắng, không có dịch tiết ra từ sợi nấm. Trong quá trình sinh tr−ởng có tiết sắc tố màu nâu tối ra môi tr−ờng. Khuẩn lạc nhìn từ đáy hộp lồng có màu nâu đen.
*Đặc điểm hình thái trên môi tr−ờng chiết malt bằng kính hiển vi
Cơ quan sinh sản của chủng nấm mốc VVTP84 là bào tử đã đ−ợc quan sát trên kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử, kết quả cho thấy cuống bào tử trần (Vesicles) có chiều dài từ 25àm đến 42,5 àm. Cuống chuỗi bào tử trần
(Metulae) có kích th−ớc 10àm x 5 àm. Thể bình (Phialides)- thân chuỗi bào tử trần (6,5 - 7,5) àm x 4,2 àm. Bào tử trần có hình dạng cầu ráp với kích th−ớc là 3,75àm - 5 àm.
* Kết luận:
Theo ba khoá phân loại của Raper K B. & Fennell D. I. [79], Wiley B. J. & Simmons E. G. [104] và Yaguchi T. et al., [107] ta có thể kết luận về vị trí phân loại cuả chủng nấm mốc VVTP84 :
- Loài: Aspergillus flavipes (Bain. & Sart) Thom & Church. Chi: Aspergillus. - Giống phụ: Mitosporic trichonocomaceae.
- Giống: Trichocomaceae
48
Hình 3.5: Cuống bào tử đính của chủng nấm VVTP 84 quan sát và chụp d−ới kính hiển vi quang học ( 200 x ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.6: Hệ cơ quan sinh bào tử của chủng nấm VVTP 84 quan sát và chụp d−ới kính hiển vi quang học (200 x )
Hình 3.7: Đỉnh cuống bào tử và hệ chuỗi bào tử trần của chủng nấm VVTP 84 quan sát và chụp d−ới kính hiển vi điện tử.
Hình 3.9: Bào tử trần của chủng nấm VVTP 84 quan sát và chụp d−ới kính hiển vi điện tử.
Chủng giống Asp. flavipes VVTP 84 sau khi tuyển chọn đã đ−ợc lên men thử trên các môi tr−ờng và điều kiện thích hợp để thu nhận enzim FTS. Để phân biệt với các enzim nhập ngoại, chúng tôi tạm thời định tên là enzim FIRI-FTS. Hoạt lực của enzim FIRI-FTS thô hiện tại đã đạt 15U/ml, bằng 1/10 hoạt lực của enzim Trung Quốc và bằng 1/40 hoạt lực của enzim Nhật Bản. Tuy thế tỷ lệ UT/UH của enzim FIRI -FTS vẫn còn thấp so với các enzim nhập ngoại. Để có đ−ợc chủng giống tốt, phục vụ cho sản xuất công nghiệp cần có thêm các nghiên cứu nâng cao khả năng tổng hợp enzim FTS của chủng giống đã tìm ra.
3.6 Nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất một số thực phẩm chức năng. chức năng.
Ngày nay cùng với sự phát triển đột phá của khoa học kỹ thuật, con ng−ời có thể tác động làm thay đổi mọi quy luật tự nhiên, vô hiệu hoá những đặc tính có hại và tăng c−ờng hoá những đặc tính có lợi của sản phẩm để phục vụ tốt hơn cho nhu cầu ngày càng cao của loài ng−ời. Tuy thế bên cạnh những thành tựu to lớn mà chúng ta đã thu đ−ợc nh− sản l−ợng tăng lên gấp bội, một số chỉ tiêu chất l−ợng đ−ợc cải tiến... các sản phẩm nông sản thực phẩm đôi khi lại mất đi một số đặc tính tự nhiên nh− tính cân bằng, tính hỗ trợ về dinh d−ỡng và tính an toàn v.v... Để khắc phục thực trạng đó, việc bổ sung các chất vi l−ợng, các chất chức năng cũng nh− các thành phần thiếu hụt trong quá trình chế biến thực phẩm đang đ−ợc các nhà sản xuất quan tâm. Điều này còn đặc biệt có ý nghĩa đối với ngành sản xuất thức ăn cho trẻ em, loại thực phẩm phục vụ cho con ng−ời ở thời kỳ non trẻ, khi mà nhu cầu dinh d−ỡng cao, hệ tiêu hoá ch−a phát triển hoàn chỉnh, khả năng kháng bệnh yếu.
Do đ−ờng FOS có nhiều đặc tính sinh học đáng quý, có h−ơng vị và tính chất hoá lý t−ơng tự nh− đ−ờng kính nên việc thay thế đ−ờng kính bằng đ−ờmg FOS trong sản xuất các loại thực phẩm chứa đ−ờng nh− kẹo, bánh và bột dinh d−ỡng trẻ em là hoàn toàn khả thi. Sản phẩm sau cải tiến này sẽ có giá trị cao về mặt dinh d−ỡng cũng nh− chức năng phòng ngừa bệnh tật đồng thời h−ơng vị cũng đ−ợc cải thiện rất nhiều.
Trên thế giới việc sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất các mặt hàng thực phẩm chức năng nh− sữa, bánh kẹo, thức ăn cho ng−ời bệnh v.v... đã đ−ợc tiến hành từ những năm của thập kỷ 80 trong thế kỷ tr−ớc. Các sản phẩm đ−ợc bổ sung đầu tiên là bánh qui, sữa chua. Ngày nay ng−ời ta đã ứng dụng đ−ờng FOS vào hơn 500 sản phẩm thực phẩm các loại. Nhiều nhất là các loại sữa, bánh kẹo và đồ uống.
Trong nghiên cứu này sản phẩm đ−ờng FOS thu nhận đ−ợc từ kết quả phần trên đ−ợc sử dụng trong sản xuất ba sản phẩm thực phẩm đó là bột dinh d−ỡng trẻ em, bánh bích quy và kẹo cứng. Do giá thành của đ−ờng FOS cao độ khá cao và yêu cầu về độ tinh khiết của đ−ờng FOS khi sử dụng nh− một chất bổ sung không đòi hỏi nên chúng tôi chọn đ−ờng FOS thấp độ làm đối t−ợng nghiên cứu cho quá trình này. Nghiên cứu đầu tiên đ−ợc tiến hành bằng cáh xác định nhiệt độ sôi và nhiệt độ caramen hoá của dịch đ−ờng FOS thấp độ. Kết quả cho thấy nhiệt độ sôi của dịch đ−ờng FOS 50% (dịch đ−ờng FOS thu đ−ợc từ phản ứng FTS sau khi chỉnh về nồng độ chất khô 50 %) là 110 0C và nhiệt độ caramen hoá là 180 0C.
3.6.1 Nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em.
Nghiên cứu sản xuất dột dinh d−ỡng trẻ em đã đ−ợc thực hiện tại Viên Công nghiệp thực phẩm từ những năm 90 của thế kỷ tr−ớc. Kết quả nghiên cứu đã đ−ợc chuyển giao đến nhiều cơ sở sản xuất và ngay tại Viện Công nghiệp thực phẩm chúng tôi cũng có một dây chuyền sản xuất theo công nghệ nấu ép nổ đã nghiên cứu. Để đạt đ−ợc mục đích là đ−a sản phẩm đ−ờng FOS vào bột dinh d−ỡng trẻ em nhằm nâng cao giá trị dinh d−ỡng cũng nh− giá trị sinh học, chúng tôi đã tận dụng dây chuyền thiết bị có sẵn, cải tiến công nghệ cơ sở trong nghiên cứu sử dụng đ−ờng FOS vào sản xuất bột cinh d−ỡng trẻ em. Đối t−ợng nghiên cứu của chúng tôi là bột dinh d−ỡng loại ngọt.
+ Các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất là: - Máy xay bột, xay tách vỏ đậu đỗ.
- Máy ép nổ cao áp.
- Hệ thống làm nguội bỏng. - Máy xay bỏng.
- Máy trộn.
- Buồng vô trùng và hệ thống thiết bị đóng gói. + Quy trình công nghệ cơ sở nh− hình 3. 10
Trên cơ sở nghiên cứu quy trình có sẵn, để có thể thay thế một phần đ−ờng sacaroza bằng đ−ờng FOS ta phải chú ý các yếu tố sau
- Đ−ờng FOS 50 là dung dịch có chứa 50 % chất khô, trong khi đó đ−ờng hàm l−ợng chất khô của đ−ờng sacaroza là 95 – 98 %.
- Nhiệt độ caramen hoá của đ−ờng FOS là 180 0C nên có thể tham gia trong quá trình nấu trên máy ép nổ giống nh− đ−ờng sacaroza (nhiệt độ đầu ra của máy ép nổ là 170 0C)
- Đặc điểm của công nghệ ép nổ cao áp là nấu chín các nguyên liệu có hàm l−ợng ẩm rất thấp (15 – 20 %) và máy ép nổ của Viện Công nghiệp thực phẩm là máy ép nổ đơn trục, không có hệ thống tiếp liệu chuẩn nên rất khó thao tác và có yêu cầu đối với nguyên liệu đầu vào rất nghiêm ngặt, đặc biệt là tỷ lệ chất béo, độ ẩm và độ nhớt.
Thông qua việc nghiên cứu rất kỹ càng về những yếu tố cần chú ý để thay đổi trong quá trình sử dụng đ−ờng FOS trong sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em. Chúng tôi đã sử dụng l−u trình sản xuất giống nh− trên nh−ng thay đổi thành phần, số l−ợng các nguyên liệu và phụ gia cho từng công đoạn trong quá trình sản xuất, các b−ớc công nghệ đã đ−ợc lựa chọn nh− sau:
- Xử lý và phối trộn nguyên liệu: Các nguyên liệu ngũ cốc nh− gạo, đậu đỗ đ−ợc tách vỏ (riêng đậu xanh dùng cả vỏ) đ−ợc làm sạch khô bằng cách sàng xảy, loại bỏ cát bụi, sạn và các tạp chất khác. Sau đó đ−ợc trộn với một phần đ−ờng FOS, l−ợng d−ờng FOS sử dụng sao cho hỗn hợp nguyên liệu có độ ẩm thích hợp cho quá trình ép nổ. ủ khối nguyên liệu trên trong thời gian 2-3 giờ ở nhiệt độ phòng để dịch lỏng thấm sâu vào các hạt giúp cho khối nguyên liệu có độ ẩm đồng đều.
Đậu t−ơng Gạo tẻ, gạo nếp Đậu xanh
Tách vỏ Làm sạch Làm sạch Phụ gia 1 Phối trộn lần 3 Xay bỏng Phối trộn lần 2 Phối trộn lần 1 ép nổ, tạo bỏng Làm nguội bỏng Phụ gia 2 Phụ gia 3 Đóng gói, thành phẩm
Hình 3.10: Quy trình sản xuất bột dinh d−ỡng trẻ em (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nấu chín nguyên liệu trên máy ép nổ: Khối nguyên liệu sau khi phối trộn đồng đều đ−ợc đem ép nổ thành bỏng chín trên máy ép nổ cao áp. Yêu cầu của sản phẩm sau ép nổ là phải chín thơm, không cháy khét, không có hiện t−ợng rắn cứng của bột sống.
- Phối trộn lần hai và xay bỏng: Do máy ép nổ đơn trục của Viện Công nghiệp thực phẩm đ−ợc gia công trong n−ớc, còn nhiều hạn chế, nên yêu cầu của máy đối với nguyên liệu đầu vào rất khắt khe, chỉ cần một thay đổi nhỏ về thành phần của nguyên liệu cũng dẫn đến thay đổi lớn về chất l−ợng sản phẩm đầu ra, vì
thế nguyên liệu và các chất bổ sung trong quá trình sản xuất bột dinh d−ỡng đ−ợc nghiên cứu chia ra nhiều lần, lần thứ nhất là phối trộn các chất cần nấu chín hoặc cần gia nhiệt để tạo h−ơng vị và các chất có khả năng điều hoà, cân đối tính chất nguyên liệu đầu vào cho thích hợp với yêu cầu của máy cũng nh− bảo đảm chất l−ợng đầu ra của bỏng. Trong công đoạn phối trộn lần thứ hai các chất bỏ sung bền nhiệt không biến tính, không bay hơi đ−ợc phối trộn với bỏng. Khối bỏng sau đó đ−ợc sấy khô đến độ ẩm thích hợp rồi đem xay thành bột trên máy xay nghiền búa.
- Phối trộn lần 3 và hoàn thiện sản phẩm: Bột thu đ−ợc sau xay nghiền đem phối trộn với các phụ gia còn lại để đảm bảo đủ thành phần nh− công thức đã chọn. Cuối cùng sản phẩm đ−ợc đóng gói vào túi hoặc hộp nhôm, dán nhãn mác, kiểm tra và nhập kho đi tiêu thụ.
Bảng 3.15: ảnh h−ởng của l−ợng đ−ờng FOS bổ sung vào nguyên liệu ban đầu tr−ớc khi ép nổ. FOS (g/kg) Độ ẩm