3.3. Phối trộn 2 chủng M11 và T21
3.3.1. Thời gian đơng tụ và đặc tính của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng M11 và T21 và T21
Thời gian đông tụ sữa
Trong hỗn hợp giống khởi động, các chủng đóng vai trị sinh axit thường chiếm tỷ lệ lớn hơn so với các chủng tạo hương. Theo dõi thời gian đông tụ của sữa lên men bởi từng chủng và hỗn hợp 2 chủng M11, T21 (ni ở nhiệt độ thích hợp/ 18 giờ) với mật độ tế bào ban đầu trong sữa trước khi lên men là 4,0x106 CFU/ml, tỷ lệ tế bào giữa hai chủng M11 và T21 trong hỗn hợp là 1:1. Kết quả thể hiện ở bảng 3.13:
Bảng 3.13: Thời gian đông tụ của sữa lên men bởi chủng M11, T21 Chủng Chủng khởi động Nhiệt độ lên men, oC Mật độ tế bào bắt đầu lên men,
CFU/ml
Thời gian đông
tụ, giờ pH
M11 30 4,0x106 12 4,90±0,1
T21 30 4,0x106 7 4,65±0,1
M11+T21 30 4,0x106 7 4,75±0,1
Đối chứng 30 0 6,67±0,08
Kết quả kiểm tra cho thấy, sau 7 giờ, sữa lên men bởi hỗn hợp hai chủng và bởi chủng T21 đã đơng tụ, pH tương ứng giảm cịn 4,75 và 4,65. Tại thời điểm 7 giờ, dịch sữa lên men bởi chủng M11 có pH là 6,14. Sau 12 giờ, sữa mới đông tụ, pH đo được là 4,90.
Đặc tính của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng
Kiểm tra hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng exopolysaccharit của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng. Kết quả như sau:
Bảng 3.14: Đặc tính của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng Chủng khởi động Khả năng loại bỏ gốc DPPH Chủng khởi động Khả năng loại bỏ gốc DPPH
so với mẫu đối chứng, %
Hàm lượng EPS được tổng hợp, mg/l
M11+T21(*) 13,51±0,26 41,99±5,20
M11 14,04 ± 0,72 52,51 ± 1,95
T21 9,16 ± 0,63 35,43 ± 1,94
(*)
Đặc tính của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng M11+T21 so với đối chứng trong đó: Khả năng loại bỏ gốc DPPH là 57,79±0,78 % và hàm lượng EPS là 59,92±2,79mg/l.
Kết quả trên cho thấy, khả năng tăng hoạt tính chống oxy hóa so với đối chứng của sữa lên men bởi hỗn hợp chủng là 13,51%, cao hơn so với sữa lên men bởi riêng chủng T21 (9,16%) nhưng khơng có sự khác biệt so với sữa lên men bởi chủng M11 (14,06%). Hàm lượng EPS được hỗn hợp chủng tổng hợp trong sữa là 41,99 mg/l, cao hơn so với riêng chủng T21 tổng hợp 35,43 mg/l. Tuy nhiên, kết quả này lại thấp hơn khi sử dụng chủng M11 để lên men (52,51 mg/l).
3.3.2. Khả năng tạo các hợp chất dễ bay hơi của hỗn hợp chủng M11 và T21 trong lên men sữa trong lên men sữa
Sau khi xử lý tách các hợp chất dễ bay hơi trong pho mát tươi bằng phương pháp chưng cất. Hỗn hợp các chất dễ bay hơi thu hồi được phân tích trên hệ thống sắc ký khí khối phổ Angilent technologie. Từ kết quả phân tích phổ GC – MS (phụ lục), một số cấu tử chính có trong thành phần các chất dễ bay hơi của sữa đông tụ được tổng hợp trong bảng 3.15:
Bảng 3.15: Các cấu tử trong thành phần các hợp chất dễ bay hơi của pho mát tươi
Nhóm chất Hợp chất Cơng thức phân tử % Diện tích(*) T21 M11 T21+M11
Andehit Furan-2-carboxaldehyde C5H4O2 1,92 2,57 1,51
Alcohol 4,4 dimethylpentan -2- ol C7H15O 0,84 0,77 0,82 3- hexanol C6H14O 0,66 0,54 0,66 2- hexanol C6H14O 0,68 0,57 1-nonanol C9H20O 0,67 0,83 Tổng (Alcohol) 4,77 4,43 3,81 Ketone 2 -haptanone C7H14O 2,68 2,10 2,69 2-tridecanone C13H26O 5,83 1,43 5,42 2-nonanone C9H18O 3,05 2,72 2,63 2-undecanone C11H22O 3,69 1,60 2,31 Tổng (Ketone) 15,24 7,86 13,05 Hydrocacbon 4,5 diethyloctane C12H26 0,79 2,50 1,14 Methylbenzene C7H8 1,87 2,34 1,76 5,6 dimethyldecane C12H26 0,80 0,69 0,80 Ethylbenzene C8H10 0,57 1,2 dimethylbenzene C8H10 1,09 0,91 1,06 Dodecane C12H26 0,38 Ethenylbenzene C8H8 1,21 3,08 1,2,4,5 - tetramethylbenzene C10H14 3,69 1,76 2,13 1,2,4 - trimethylbenzene C9H12 7,02 8,19 1-methyl-2-n-propylbenzene C10H14 0,95 1,15 1,4 - dimethyl - 2- ethylbenzene C10H14 8,89 9,78 1,2 -dimethyl- 4 ethylbenzene C10H14 12,64 1,43 10,29 Tổng (Hydrocacbon) 39,90 12,71 36,31
Axit axit octanoic C8H16O2 0,36 1,02
Nhóm chất Hợp chất Cơng thức phân tử % Diện tích(*) T21 M11 T21+M11
1- methylpropyl acetate C6H12O2 28,76 54,02 39,22 2- ethoxyethyl acetate C6H12O3 2,88 3,27 1,70
Butyl acetate C6H12O2 2,02 4,68 2,45
Tổng (Este) 36,42 65,47 43,36 Hợp chất chứa Nitơ 1,4,7 - Triazonane C6H15N3 1,81 4,30 2,15 Lactamide C3H7NO2 0,48 2,27 Tổng (hợp chất chứa Nitơ) 2,29 6,57 2,15 Pentose 1,01 1,94 1,31 (*)
% Diện tích peak: tính trên tổng các thành phần đã được nhận biết.
Kết quả phân tích GC – MS ở bảng trên cho thấy: Trong mẫu pho mát tươi sử dụng chủng T21 làm giống khởi động, có 29 hợp chất dễ bay hơi được nhận biết gồm: 1 andehit , 4 alcohol, 4 keton, 12 hydrocacbon, 1 axit hữu cơ, 4 este, 2 hợp chất chứa nitơ và 1 pentose. Tổng số các thành phần dễ bay hơi trong mẫu pho mát tươi sử dụng chủng M11 và hỗn hợp hai chủng T21 + M11 tương ứng là 23 và 22 hợp chất. Sự có mặt của các este, alcohol, ketone trên là kết quả của quá trình phân giải lipit, chuyển hóa axit béo tự do trong giai đoạn lên men sữa [53]. Các hợp chất chứa vòng benzen: Methylbenzene, ethylbenzene, 1,2 – dimethyl – 4 – ethylbenzene, 1,4 – dimethyl – 2– ethylbenzene, 1,2 – dimethylbenzene, 1,2,4 – trimethylbenzene được cho là những thành phần tạo hương trong sữa chua [40]. Kết quả bảng trên cũng cho thấy khơng có sự hiện diện của các hợp chất hình thành từ q trình chuyển hóa citrate như: diacetyl, acetoin, 2,3 – butanediol. Điều này có thể là do thời gian lên men đơng tụ sữa ngắn, nguồn cacbon vẫn cịn nên sự chuyển hóa citrate có thể chưa xảy ra. Ngồi ra, có thể là do lượng citrate còn lại trong pho mát sau khi tách nước rất ít. Thực tế trong sản xuất pho mát, người ta thường bổ sung thêm axit citric để tạo hương cho sản phẩm [82]. Trong sản xuất pho mát, thành phần các hợp chất tạo hương vẫn có nhiều thay đổi khi trải qua các giai đoạn tiếp theo: ủ chín và bảo quản [58, 59].
Đây mới chỉ là bước đầu nghiên cứu việc tạo hương ở pho mát tươi. Cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của chủng giống khởi động cũng như công thức làm pho mát đến việc tạo hương cho pho mát tươi, ảnh hưởng của điều kiện ủ chín trong sản xuất pho mát có q trình ủ chín.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
1. Đã tuyển chọn được 2 chủng M11 và T21 có các đặc điểm cần thiết của giống khởi động cho sản xuất pho mát:
Đặc điểm chủng M11: Ưa ấm, dải nhiệt độ sinh trưởng 15 – 37oC; lên men lactic đồng hình; chuyển hóa được citrate; hoạt tính X – prolyl dipeptidyl aminopeptidase là 206,8 U/mg. Sử dụng tốt các loại đường: galactose, glucose, fructose, mannose, maltose, lactose, N-Acetyl-Glucosamine, cellobiose, trehalose, gentiobiose. Các enzym có hoạt tính mạnh: axit phosphatase và naphthol - AS - BI – phosphohydrolase. Sữa lên men bởi chủng M11 có hoạt tính chống oxy hóa trung bình là 63,01%; hàm lượng exopolysaccharide (EPS) trung bình là 134,1 mg/l.
Đặc điểm chủng T21: Ưa nhiệt, dải nhiệt độ sinh trưởng 30 – 45oC; lên men lactic đồng hình; khơng chuyển hóa được citrate, hoạt tính PepX là 806,1 U/mg. Sử dụng tốt các loại đường: glucose, lactose, sucrose. Các enzym có hoạt tính mạnh: alkaline phosphatase, esterase (C4), leucine arylamidase, axit phosphatase, naphthol - AS - BI – phosphohydrolase và β-galactosidase. Sữa lên men bởi chủng T21 có hàm lượng EPS trung bình là 117,53 mg/l; hoạt tính chống oxy hóa trung bình là 58,13%.
2. Định tên hai chủng bằng giải trình tự 16S rDNA: Chủng M11 là Lactococcus lactis. subsp. cremoris M11, chủng T21 là Streptococcus thermophilus T21.
3. Kết hợp hai chủng để lên men sữa (mật độ tế bào ban đầu là 4,0x106 CFU/ml, tỷ lệ tế bào hai chủng là 1:1): Thời đông tụ sữa là 7 giờ, sữa lên men có hoạt tính chống oxy hóa là 71,3%; hàm lượng EPS là 101,91 mg/l.
KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu các điều kiện tối ưu để nuôi cấy và thu sinh khối hai chủng M11, T21; xác định tỷ lệ tế bào của 2 chủng trong hỗn hợp giống khởi động; xác định mật độ tế bào thích hợp cho lên men sữa.
Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm giống khởi động cho sản xuất pho mát; xây dựng quy trình sản xuất pho mát sử dụng hỗn hợp chủng làm giống khởi động.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Nguyễn La Anh, Đặng Thu Hương, Dương Văn Khải (2010), Báo cáo đề tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm lactic dùng cho tôm chua,
Đề tài cấp nhà nước KC 07.12/06-10, 51tr.
2. Nguyễn La Anh, Đặng Thu Hương, Nguyễn Việt Anh, Lê Văn Bắc (2008), “Nghiên cứu đặc điểm bacterioxin được sản xuất bởi vi khuẩn lactic
Lactobacillus plantarum NCDN4 được ứng dụng làm giống khởi động nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm lên men truyền thống”. Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ IV Hóa sinh và sinh học phân tử phục vụ nông, sinh, y học và công nghiệp thực phẩm, pp. 260 – 263.
3. Nguyễn La Anh, Đặng Thu Hương, Dương Văn Khải, Quách Thị Việt (2013),
Hợp tác nghiên cứu công nghệ sản xuất thực phẩm chức năng từ vi khuẩn probiotics, Đề tài nghị định thư với Thái Lan.
4. Công ty Cổ phần chứng khoán Bảo Việt (2009), Báo cáo phân tích cơng ty cổ phần sữa Việt Nam – Vinamilk, Hà Nội.
5. Cơng ty chứng khốn Hanbubank (2009), Báo cáo ngành sữa, Hà Nội.
6. Công ty Cổ phần Phân tích và Dự báo thị trường Việt Nam (2010), chuyên đề thị trường sữa 2010, Hà Nội.
7. Lê Ngọc Trân, Hồ Thị Yến Linh (2008), “Nâng cao độ ổn định bột đông khô của vi khuẩn lactic và nấm men dùng làm chế phẩm probiotic”, Đề tài khoa học-
ĐH Y Dược Tp. HCM.
8. Trần Thị Ngọc Mai (2010), “Nghiên cứu ổn định giống Kefir cho sản xuất sữa
chua”, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần thứ 1 ISS_ HUTECH, pp.
507 – 514.
9. Lâm Xn Thanh (2002), Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
10. Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hồng (2002), Cơng nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Tài liệu tiếng Anh
11. Abboudi, M., M. El-Soda, S. Pandian, R. E. Simard, and N. F. Olson (1992),
“Purification of X-prolyl dipeptidyl aminopeptidase from Lactobacillus casei subspecies”, International Journal of Food Microbiology, 15, pp. 87–98.
12. Akinniyi Osuntoki and Ifeoma Korie (2010), Antioxidant activity of whey from milk fermented with Lactobacillus species isolated from Nigerian fermented
foods, Food Technology and Biotechnology, 48 (4), pp. 505 – 511.
13. Aly Savadogo, Cheik A. T. Ouattara, Paul W. Savadogo, Nicolas Barro, Aboubacar S. Ouattara, Alfred S. Traoré (2004), “Identification of exopolysaccharides – producing lactic acid bacteria from Burkina Faso
fermented milk samples”, African Journal of Biotechnology, 3(3), pp. 189-
194.
14. Bockelmann W., Fobker M., Teuber M. (1991), “Purification and
characterization of the X-prolyl-dipeptidyl aminopeptidase from Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Lactobacillus acidophilus”, International Dairy Journal, 1, pp. 51 – 56.
15. Burcu OKUKLU (2005), Investigation of chromosomal and plasmid DNA profiles of Lactococcus lactis ssp. lactis, Izmir Institute of Technology,
Turkey.
16. Christensen J.E., Dudley E.G., Pederson J.A., and Steele J.L. (1999),
“Peptidases and aminoacid catabolism in lactic acid bacteria”, Ant. Leeuwenhoek, 76, pp. 217–246.
17. Cisem BULUT (2003), Isolation and molecular characterization of lactic acid bacteria from cheese, Izmir Institute of Technology, Turkey.
18. Cogan T. M., Barbosa M., Beuvier e., Branchi-Salvodari B., Cocconcelli P.S., FernandesbI., Gomez J., Gomez R., Kalantzopoulos G., Ledda A., Medina M., Rea M C: and Rodriguez E. (1997), “Characterization of the lactic acid
bacteria in artisanal dairy products”, International of Dairy Research, 64, pp.
409 – 421.
19. Crow V.L., Coolbear, T.Holland R., Pritchard G.G.,& Martley F.G.(1993), “Starters as finishers :starter properties relevant to cheese ripening”,
International Dairy Journal, 3, pp. 423 – 460.
20. DeFigueroa R.M., Benitode Cardenas I.L., Sesma F., Alvarez F., de RuizHolgado A.P. and Oliver G. (1996), “Inducible transport of citrate in
Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469, Journal of Applied Bacteriology, 81,
pp. 348–354.
21. Degraeve P., Martial-Gros A. (2003), “Purification and partial characterisation
of X-prolyl dipeptidyl aminopeptidase of Lactobacillus helveticus ITG LH1”, International Dairy Journal, 13(7), pp. 497-507.
22. Desmeazeaud ,M., & Cogan, T.M. (1996), “Role of cultures in cheese ripening”,
Dairy starter cultures, pp. 207 – 231.
23. Dias B. and Weimer B. (1998), “Conversion of methionine to thiols by
lactococci, lactobacilli and brevibacteria”, Applied and Environmental Microbiology, 64, pp. 3320 – 3326.
24. Dubois M., K. Gillie s, I. Hamilton, P. Peters and E.Smith (1956), “ Colometric
method for determination of sugars and related substances”, Analytical Chemistry, 28, pp. 350 – 356.
25. Dudley E.G and J.L Steele (2005), “ Succinate production and citrate calabolism
by Cheddar cheese nonstarter lactocilli”, Journal of Applied Microbiology, 98,
pp. 14 – 23.
26. Elisa Sgarbi (2012), Non stater lactic acid bacteria during cheese ripening: survival, growth and production of molecules potentially involved in aroma formation, University of Parma, italia.
27. Eman Hussien El – Sayed Ayad (2001), Characterisation of lactococci isolated from natural niches and their role in flavour formation of cheese,Wageningen
28. FAO (2013), FAO statistical yearbook 2013 world food and agriculture, Rome.
29. Fatma A. M. Hassan, Mona A M. Abd El – Gawad, A. K. Enab (2013),
“Flavour Compounds in Cheese (Review)”, Research on Precision Instrument and Machinery, 2, pp. 15 – 29.
30. Fernandez-Espla MD., Fox PF. (1997), “Purification and characterization of X-
prolyl dipeptidyl aminopeptidase from Propionibacterium shermanii NCDO 853”, International Dairy Journal, 7(1), pp. 23-29
31. FULYA KAYAGİL (2006), “ Effect of traditional starter cultures on quality of cheese”, Middle east technical University, Ankara, Turkey.
32. Gayathri Balakrishnam, Ren Agrawal (2014), “Antioxidant activity and fatty
acid profile of fermented milk prepared by Pediococcus pentosaceus”, Journal of Food Science and Technology, 51(12), pp. 4138 – 4142.
33. Garvie E.I. (1984), “Taxonomy and Identification of Bacteria Important in
Cheese and Fermented Dairy Products”, Advances in The Microbiology and Biochemistry of Cheese and Fermented Milk, pp. 35 – 67.
34. Gelais D. St-, J. Lessard, C. P. Champagne and J.- C. Vuillemard (2009), “Production of fresh Cheddar cheese curds with controlled postacidification
and enhanced flavor”, Journal of Dairy Science, 92, pp. 1856–1863.
35. Ginka I. Frengovaa, Emilina D. Simovaa, Dora M. Beshkovaa And Zhelyasko I. Simov (2002), “Exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria of Kefir
grains”, Z. Naturforsch, 57c, p. 805 – 810.
36. Habibi-Najafi MB., Lee BH. (1994), “Purification and characterization of X-
prolyl dipeptidyl peptidase from Lactobacillus casei subsp. casei LLG”, Applied Microbiology and Biotechnology, 42(2-3),pp. 280-286.
37. Halliwell B., Gutteridge JMC. (1984), “Oxygen toxicity, oxygen radicals,
transition metals and disease”. Biochemical Journal, 219, pp. 1-4.
38. Hatzikamari M., Litopoulou-Tzanetaki E. and Tzanetkis N. (1999), “Microbiological Characteristics of Anevato: A Traditional Greek Cheese”,
39. Heap, H.A. (1998), “Optimising starter culture performance in NZ cheese
plants”, Australian Journal of Dairy Technology, 53, pp. 74 – 78.
40. Hefacheng (2010), “Volatile flavor compounds in yogurt:A review”, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 50, pp. 938 – 950.
41. Ivano De Noni, Richard J. FitzGerald, Hannu J. T. Korhonen, Yves Le Roux, Chris T. Livesey, Inga Thorsdottir, Daniel Tomé, Renger Witkamp (2009), Review of the potential health impact of β-casomorphins and related peptides,
EFSA Scientific Report, 231, pp. 1-107.
42. Juliano De Dea Lindner (2008), Traditional and innovative approaches to evaluate microbial contribution in long ripened fermented foods: the case of Parmigiano Reggiano cheese, University of Parma, italia.
43. Kempler G. M. and L. L. McKay (1980), “Improved medium for detection of
citrate – fermenting Streptococcus lactics subsp. deacetylactis”, Applied and Environmental Microbiology, 39(4), pp. 926 – 927.
44. Kunji E.R.S., Mierau I.,Hagting A., Poolman B. and Konings W.N. (1996),
“The proteolytic systems of lactic acid bacteria”, Ant. Leeuwenhoek, 70, pp.
187–221.
45. Lees G.J. and Jago G.R. (1976), “Formation of acetaldehyde from threonine by
lactic acid bacteria”, Journal of Dairy Research, 43, pp. 75 – 83.
46. Le Thanh Binh, Pham Thi Ngoc Lan (1997), “Lactic acid bacteria fermentation of by-products of the fishing and fisheries processing for the source of animal
feed”, Proceedings of the NCST of Vietnam, 2 (2). pp. 101-108
47. Le Thanh Binh, Nguyen Tien Thanh, Le Thanh Mai (2008), “A model for
Enhance Inhibition Activity of nisin to Gram negative bacteria”. International Symposium on Biotechnology, May 4-8, 2008, Sfax, Tunisia
48. Ling W. H., M. Saxelin, 0. Hanninens and S. Salminen (1994), “Enzyme Profile of Lactobacillus Strain GG by a Rapid API ZYM System: A Comparison of