2.2.4.1. Sơ đồ quy trình:
Qua tham khảo tài liệu, tôi tự đƣa ra quy trình dự kiến nhƣ hình 2.2.
2.2.4.2. Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu là yếu tố quan trọng quyết định rất lớn đến chất lƣợng sản phẩm. Vì vậy, cần chọn những nguyên liệu có độ chín đồng đều, vỏ bóng, nguyên vẹn, không sâu bệnh, không dập nát.
- Rửa
Nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất cơ học nhƣ: cát sạn, đá, bụi bám trên bề mặt quả, đồng thời loại bỏ đƣợc một lƣợng đáng kể vi sinh vật bề mặt, đặc biệt là nấm men. Tiến hành rửa hai lần, trƣớc và sau khi xử lý cơ học.
- Xử lý cơ học
Quá trình xử lý cơ học gồm có gọt vỏ, bỏ hạt, cắt miếng nhằm mục đích loại bỏ những phần không ăn đƣợc, làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng cảm quan của sản phẩm. Cắt miếng để tạo thuận lợi cho quá trình xay.
- Xay và lọc
Nhằm loại bỏ phần bã, nhựa và chất xơ, thu lấy phần dịch quả trong để lên men. - Hiệu chuẩn: cần hiệu chuẩn môi trƣờng dịch quả về pH = 6.2 – 6.5 để tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic hoạt động.
- Lên men
Trƣớc khi lên men phải tiến hành quá trình nhân giống để làm tăng sinh khối vi khuẩn. Quá trình lên men đƣợc thực hiện ở nhiệt độ 42 – 450C.
- Phối chế: Sau khi lên men tiến hành phối chế với chất bảo quản natri benzoat để ức chế sự phát triển của vi sinh vật, và bổ sung vitamin C để chống sự oxy hóa tanin, làm kéo dài thời gian bảo quản và tăng chất lƣợng cảm quan cho sản phẩm.
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất nƣớc giải khát lên men lactic từ hồng xiêm.
Hồng xiêm
Lựa chọn, phân loại
Rửa lần 1 Gọt vỏ Rửa lần 2 Bỏ hạt, cắt miếng Xay Lọc Hiệu chuẩn (pH = 6.2 – 6.5) Lên men (t = 42 – 450C) Men giống Nhân giống cấp 1 Nhân giống cấp 2 Cấy men Lắng Phối chế Rót chai Đóng nắp, dán nhãn Bảo quản
2.2.5. Bố trí thí nghiệm:
2.2.5.1. Xác định thành phần hóa học của quả hồng xiêm.
a. Xác định thành phần khối lƣợng.
b. Xác định thành phần chất khô của hồng xiêm.
c. Xác định hàm lƣợng tro bằng phƣơng pháp xác định tro toàn phần.
d. Xác định hàm lƣợng acid theo acid citric. Dùng phƣơng pháp chuẩn độ bằng NaOH 0.1N, với chỉ thị phenolphtalein.
e. Đo pH bằng máy đo pH kế.
f. Xác định hàm lƣợng đƣờng khử bằng phƣơng pháp Graxianop.
2.2.5.2. Nghiên cứu hàm lƣợng đƣờng.
Dựa vào tài liệu tham khảo em chọn hàm lƣợng đƣờng theo sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lƣợng đƣờng nhƣ hình 2.5.
Do nồng độ chất khô trong hồng xiêm khá cao (19.50
Bx), vì vậy cần điều chỉnh hàm lƣợng đƣờng để tạo cho sản phẩm có vị hài hòa nhất, đồng thời tạo điều kiện thích hợp để vi khuẩn lactic phát triển và lên men tạo acid lactic.
Tiến hành điều chỉnh dịch quả ở các nồng độ chất khô khác nhau, sau đó đem lên men ở nhiệt độ 42 – 450C trong 6 giờ, rồi đi đánh giá cảm quan và xác định hàm lƣợng acid tổng số.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lƣợng đƣờng.
2.2.5.3. Nghiên cứu tỉ lệ vi khuẩn lactic.
Để tăng tốc độ lên men ngoài việc chọn nhiệt độ và pH của môi trƣờng thích hợp thì cũng cần chú ý đến lƣợng vi khuẩn ban đầu. Do vậy, qua tham khảo tài liệu tôi
Nguyên liệu Xử lý cơ học
Dịch lọc
Lên men (t = 42 – 450C, = 6h, lƣợng vi khuẩn lactic là 10%)
Đánh giá cảm quan Hàm lƣợng acid tổng số
Hiệu chuẩn (pH = 6.2 – 6.5)
Hàm lƣợng chất khô của dịch lên men (0Bx)
6 9 12 15 18
chọn tỉ lệ dịch vi khuẩn ban đầu cần bổ sung vào môi trƣờng là 6%, 8%, 10%, 12% và 14% (trong đó tỉ lệ Lactobacilus : Streptococus = 2 : 1).
Sau đó tiến hành lên men ở nhiệt độ 42 – 450C trong 6 giờ, rồi đi đánh giá cảm quan và xác định hàm lƣợng acid tổng số. Từ kết quả thí nghiệm đƣa ra tỉ lệ dịch vi khuẩn bổ sung vào thích hợp nhất.
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ dịch vi khuẩn. Nguyên liệu Xử lý cơ học Lọc Lên men (t = 42 – 450C, = 6h) Hiệu chuẩn (pH = 6.2 – 6.5, 0Bx)
Lƣợng dịch vi khuẩn lactic cho vào (%)
6 9 12 15 18
Chọn tỉ lệ dịch vi khuẩn thích hợp
2.2.5.4. Nghiên cứu về thời gian lên men.
Để tạo ra đƣợc trạng thái cảm quan tốt nhất cho sản phẩm về mùi vị, thì thời gian lên men phải thích hợp. Vì nếu quá trình lên men kéo dài, sẽ tạo ra nhiều acid lactic, tạo nên vị và mùi chua mạnh. Qua tham khảo tài liệu, tôi tiến hành lên men ở nhiệt độ 42 – 45oC trong thời gian 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ, 10 giờ, 12 giờ. Sau đó đi đánh giá cảm quan và xác định hàm lƣợng acid tổng số, đƣa ra thời gian lên men thích hợp nhất.
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men. Nguyên liệu
Lọc
Đánh giá cảm quan Hàm lƣợng acid tổng số
Hiệu chuẩn (pH = 6.2 – 6.5, 0Bx)
Thời gian lên men (giờ)
4 6 8 10 12
Chọn thời gian lên men thích hợp Xử lý cơ học
Lên men (t = 42 – 450C)
Vi khuẩn lactic
2.2.5.5. Nghiên cứu ảnh hƣởng của quá trình lắng:
Khi tiến hành lắng, enzyme pectinase hoạt động phân hủy nhóm metoxyl làm nƣớc quả lắng cặn, sau khi lắng dịch quả sẽ trong hơn. Do vậy mà tôi tiến hành kiểm tra ảnh hƣởng của quá trình lắng đến chất lƣợng cảm quan của sản phẩm. Sau khi lên men, lấy 2 mẫu: một mẫu không để lắng mà mang đi bảo quản lạnh luôn, một mẫu bổ sung enzyme pectinase và để lắng ở nhiệt độ 440C trong 3 giờ, sau đó lọc phần cặn và mang đi bảo quản lạnh.
Sau 1 ngày bảo quản, đem so sánh hai mẫu để tìm những điểm khác nhau mà làm chất lƣợng sản phẩm thay đổi. Từ đó rút ra kết luận có nên lắng hay không.
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của quá trình lắng.
2.2.5.6. Nghiên cứu chế độ bảo quản.
Sản phẩm lên men lactic dễ có những biến đổi nếu sau lên men không có chế độ bảo quản thích hợp. Vì vậy, tôi sử dụng chất bảo quản là natri benzoat bổ sung vào sản phẩm sau lên men để ức chế vi khuẩn, nấm men và nấm mốc phát triển. Theo tham khảo tài liệu về sử dụng các chất phụ gia trong thực phẩm (Quyết định số 3742/2001/QĐ - BYT), tôi tiến hành thí nghiệm với 3 mẫu có nồng độ natri benzoat bổ sung là 0.05 – 0.1%, bƣớc nhảy là 0.025 và một mẫu đối chứng không bổ sung chất
Enzyme pectinase 0.08% =3h, t = 440C Dịch lên men Không lắng Lắng Bảo quản lạnh Đánh giá cảm quan
bảo quản. Ở mỗi tỉ lệ bổ sung natri benzoat, một mẫu đƣợc bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và một mẫu đƣợc bảo quản ở điều kiện lạnh.
Sau 2 tuần, đem mẫu đi đánh giá cảm quan, đo pH và nồng độ chất khô. Từ đó đƣa ra chế độ bảo quản thích hợp nhất.
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu chế độ bảo quản. Dịch lên men
Đánh giá cảm quan và đo pH, 0Bx Bảo quản
Nhiệt độ thƣờng Nhiệt độ lạnh
Lƣợng natri benzoat bổ sung vào (%)
0 0.05 0.075 0.01
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 3.1. Kết quả nghiên cứu:
Sau khi đã chọn đƣợc phƣơng pháp nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm, tôi đã thu đƣợc các kết quả dƣới đây:
3.1.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của quả hồng xiêm.
Để biết đƣợc chính xác chất lƣợng dịch quả và từ đó có thể điều chỉnh các thành phần còn thiếu hay chƣa có trong nƣớc quả, tôi đã tiến hành xác định các thành phần cơ bản của quả hồng xiêm dùng trong nghiên cứu.
3.1.1.1. Thành phần khối lƣợng:
Bảng 3.1: Thành phần khối lƣợng của hồng xiêm: Chỉ tiêu Mẫu Khối lƣợng mẫu (kg) Phần ăn đƣợc (kg) Phần không ăn đƣợc (kg) % ăn đƣợc 1 1.00 0.82 0.18 82.00 2 1.20 0.97 0.23 80.83 3 1.50 1.24 0.26 82.67 Phần ăn đƣợc trung bình (%) 81.83
Bảng 3.2. Lƣợng dịch quả thu đƣợc sau khi xay và lọc: Chỉ tiêu Mẫu Khối lƣợng thịt quả (kg) Lƣợng dịch quả thu đƣợc (kg) Khối lƣợng phần bã (kg) Hiệu suất (%) 1 0.80 0.60 0.20 75 2 1.00 0.75 0.25 75 3 0.50 0.36 0.15 72
Hiệu suất trung bình 74
Qua kết quả nghiên cứu về thành phần khối lƣợng hồng xiêm và hiệu suất ép dịch quả thể hiện ở bảng 3.1 và bảng 3.2 cho thấy, phần ăn đƣợc trung bình của hồng
xiêm là 81.83% và hiệu suất thu hồi dịch quả là 74%. Tỷ lệ này tƣơng đối cao, phù hợp cho sản xuất nƣớc giải khát.
3.1.1.2. Thành phần chất khô của hồng xiêm:
- Nồng độ chất khô đo đƣợc bằng khúc xạ kế đối với dịch quả là 19.50Bx.
- Qua kết quả nghiên cứu về nồng độ chất khô trong quả thể hiện ở bảng 1- phụ lục 2 và đo đƣợc trong dịch quả, ta thấy nồng độ chất khô trong trái hồng xiêm là rất cao, thích hợp cho quá trình lên men mà không cần bổ sung thêm đƣờng.
3.1.1.3. Hàm lƣợng tro của hồng xiêm:
Qua kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 2 – phụ lục 2, hàm lƣợng tro của hồng xiêm là 0.65%.
3.1.1.4. Hàm lƣợng acid:
Qua kết quả xác định hàm lƣợng acid tổng số thể hiện ở bảng 3 – phụ lục 1, cho thấy hàm lƣợng acid tổng số trong quả hồng xiêm là không cao, vì vậy hồng xiêm là loại trái cây thích hợp để lên men lactic.
3.1.1.5. Độ pH:
Độ pH của dịch quả đo đƣợc bằng máy đo pH kế là 5.20.
Do trong quá trình phân lập và nhân giống, tôi hiệu chuẩn môi trƣờng về pH thích hợp cho vi khuẩn lactic phát triển nên dịch quả trƣớc khi lên men cũng đƣợc hiệu chuẩn về pH = 6.2 – 6.5.
3.1.1.6. Hàm lƣợng đƣờng khử:
Qua kết quả xác định hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch quả hồng xiêm bằng phƣơng pháp Graxianop thể hiển ở bảng 4 – phụ lục 1, hàm lƣợng đƣờng khử trong quả hồng xiêm là 177 (g/l). Cho thấy, hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch quả tƣơng đối cao, thích hợp cho vi khuẩn lactic sử dụng và phát triển mà không cần bổ sung thêm đƣờng khử vào.
3.1.2. Kết quả xác định hàm lƣợng đƣờng.
Tiến hành khảo sát sự ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng nhƣ đã trình bày ở sơ đồ bố trí thí nghiệm 2. Kết quả đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Bảng 3.3: Nhận xét cảm quan sản phẩm theo hàm lƣợng chất khô. Chỉ tiêu
0
Bx
Nhận xét cảm quan
Màu sắc Mùi Vị Trạng thái
6 Vàng rất nhạt Thơm nhẹ Nhạt, chua ít Không vẩn đục
9 Vàng nhạt Thơm nhẹ Hơi ngọt, chua ít Không vẩn đục
12 Vàng sáng Thơm nhẹ Chua, ngọt hài hòa Không vẩn đục
15 Vàng sáng Thơm Ngọt, ít chua Không vẩn đục
18 Vàng sáng đậm Thơm Ngọt đậm, ít chua Không vẩn đục
Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất khô đến quá trình lên men.
Mẫu
Các yếu tố lên men Sau 6h lên men
Nồng độ chất khô (0Bx) pH Tỷ lệ vi khuẩn (%) Nồng độ chất khô (0Bx) pH Hàmlƣợng acid tổng số (g/l) S1 6 6.20 12 7 4.23 2.78 S2 9 6.21 12 9.6 4.36 3.25 S3 12 6.20 12 12 4.20 3.45 S4 15 6.20 12 15 4.24 3.12 S5 18 6.21 12 18.4 4.26 2.35
Trong đó: tỉ lệ dịch vi khuẩn Lactobacillus : Streptococus = 2 : 1.
Dựa vào phụ lục 4 và bảng 3.4, tôi có đồ thị về điểm cảm quan trung bình và hàm lƣợng acid tổng số của sản phẩm theo hàm lƣợng đƣờng nhƣ sau:
0 2 4 6 8 10 12 14 16 6 9 12 15 18 Nồng độ chất khô (oBx)
Điểm cảm quan trung bình Hàm lƣợng acid tổng số
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan trung bình và hàm lƣợng acid tổng số của sản phẩm theo hàm lƣợng đƣờng.
Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy ở nồng độ chất khô là 120Bx sản phẩm có điểm cảm quan trung bình là 16.24 và hàm lƣợng acid tổng số là 3.45 là cao nhất. Vì ở 120Bx quá trình lên men là tốt nhất, pH thấp nhất và hàm lƣợng acid là cao nhất. Đồng thời nó cho sản phẩm có chất lƣợng cảm quan cao nhất, sản phẩm có vị chua, ngọt hài hòa, màu vàng sáng, mùi thơm đặc trƣng. Do đó trong quá trình thí nghiệm tôi chọn nồng độ chất khô để lên men là 120Bx.
Giải thích: Do khi nồng độ đƣờng cao sẽ tạo áp suất thẩm thấu lớn, làm ức chế sự hoạt động của vi khuẩn, nên khi nồng độ chất khô lớn hơn 120Bx quá trình lên men có xu hƣớng chậm lại.
3.1.3. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ vi khuẩn lactic.
Sau khi thí nghiệm lên men thử với các tỉ lệ vi khuẩn lactic 6%, 8%, 10%, 12%, 14% (trong đó: tỉ lệ vi khuẩn Lactobacillus : Streptococus = 2 : 1) và tiến hành lên men 6h. Tôi thu đƣợc kết quả sau:
Bảng 3.5: Nhận xét cảm quan sản phẩm theo tỉ lệ vi khuẩn cần bổ sung vào. Chỉ tiêu Tỉ lệ vi khuẩn (%) Nhận xét cảm quan Màu sắc Mùi Vị Trạng thái
6 Vàng sáng Thơm nhẹ của hồng xiêm. Chua, ngọt không
hài hòa, ít chua.
Không lắng cặn.
8 Vàng sáng Thơm nhẹ của hồng xiêm. Chua, ngọt không
hài hòa, ít chua.
Không lắng cặn.
10 Vàng sáng Thơm nhẹ của hồng xiêm. Chua, ngọt không
hài hòa, vị chua ít.
Không lắng cặn.
12 Vàng sáng
Thơm nhẹ của hồng xiêm, mùi đặc trƣng của lên men
lactic.
Chua, ngọt hài hòa. Hậu vị ngọt.
Không lắng cặn.
14 Vàng sáng Mùi thơm của hồng xiêm,
mùi hơi chua mạnh.
Chua, ngọt hài hòa. Hậu vị hơi chua.
Không lắng cặn.
Nhận xét: Khi tỉ lệ vi khuẩn bổ sung vào cao (lớn hơn 12%), quá trình lên men xảy ra mạnh hơn, nên sau 6 giờ lên men sản phẩm có vị chua gắt và mùi chua rõ rệt.
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của tỉ lệ vi khuẩn bổ sung vào đến quá trình lên men.
Mẫu
Các yếu tố lên men Sau 6h lên men
Nồng độ chất khô (0Bx) pH Tỷ lệ vi khuẩn (%) Nồng độ chất khô (0Bx) pH Hàm lƣợng acid tổng số (g/l) S1 12 6.20 6 11.8 4.08 3.25 S2 12 6.20 8 11.8 4.14 3.25 S3 12 6.20 10 12.0 4.08 4.12 S4 12 6.20 12 12.0 4.04 4.12 S5 12 6.20 14 12.0 4.04 4.12
Dựa vào bảng điểm cảm quan sản phẩm theo tỉ lệ vi khuẩn thể hiện ở phụ lục 6 và bảng 3.6, tôi có đồ thị về điểm cảm quan trung bình và hàm lƣợng acid tổng số của sản phẩm theo tỉ lệ vi khuẩn nhƣ sau:
Hình 3.2. Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan trung bình và hàm lƣợng acid tổng số của sản phẩm theo tỉ lệ vi khuẩn.
Nhận xét: Dựa vào biểu đồ ta thấy ở tỉ lệ vi khuẩn Lactic là 14% thì điểm cảm quan trung bình của sản phẩm là thấp nhất (14.20), ở tỉ lệ dịch vi khuẩn là 12% sản phẩm có điểm cảm quan là 16.64 là cao nhất.
Giải thích:
Khi lƣợng vi khuẩn ban đầu càng nhiều, thì quá trình lên men lactic diễn ra càng mạnh, khi đó hàm lƣợng đƣờng giảm đồng thời hàm lƣợng acid lactic tăng làm cho pH giảm, vị chua tăng lên và sản phẩm có mùi chua đặc trƣng. Khi tỉ lệ vi khuẩn lớn hơn 12% thì quá trình lên men lactic diễn ra mạnh làm vị chua và mùi chua của sản phẩm tăng, do đó điểm cảm quan trung bình của sản phẩm giảm xuống.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 6 8 10 12 14 Tỉ lệ vi khuẩn (%)
Điểm cảm quan trung bình Hàm lƣợng acid tổng số
Khi tăng tỉ lệ vi khuẩn lên 12% thì điểm cảm quan trung bình tăng lên vì lƣợng vi khuẩn cho vào ở mức vừa phải, nên quá trình lên men diễn ra không mãnh liệt nhƣ khi tỉ lệ vi khuẩn lớn hơn 12%, nên mùi vị sản phẩm hài hòa hơn.
Do vậy, tôi chọn tỉ lệ vi khuẩn bổ sung vào là 12%.
3.1.4. Kết quả nghiên cứu về thời gian lên men.
Sau khi thí nghiệm lên men thử 5 mẫu với thời gian lên men là 4 giờ, 6 giờ, 8