oryzae 1,0% so với nguyên liệu đậu đen cho hàm lƣợng protein hòa tan sau quá trình lên men là cao nh t 2,92% và có sự khác biệt có ý nghĩa với nồng độ 0,5%; điều này trùng hợp với kết quả khảo sát của quy trình chuyển giao cơng nghệ của
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 0.5 1.0 1.5 Hàm lư ợ ng pr ote in hịa tan g/1 0 0 g Tỷ lệ giống (%)
39
Viện Cơng nghệ sinh học nhiệt đới cho công ty Nosafood áp dụng trên đối tƣợng là đậu nành [54].
Ở tỷ lệ giống 1,0% và 1,5% khơng có sự khác biệt có ý nghĩa vì hàm lƣợng protein hịa tan thu đƣợc ở 2 tỷ lệ giống này là gần nhƣ nhau. Do đó, vừa đảm bảo giá trị kinh tế vừa đảm bảo hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc cao nh t giữa các lần thí nghiệm nên tỷ lệ giống 1,0% đƣợc chọn cho thí nghiệm tiếp theo [54]. Theo kết quả phân tích ANOVA phần phụ lục 2 có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các tỷ lệ giống sử dụng với mức ý nghĩa 95% (p-value = 0,041 < 0,05).
Trong quá trình lên men đậu đen ằng n m mốc Aspergillus oryzae, n m mốc sẽ
phát triển trên môi trƣờng đậu và sinh ra enzyme protease, enzyme này sẽ thủy phân protein trong đậu thành các peptide và các acid amin mạch ngắn. Điều này giúp cho sau quá trình lên men và ủ dịch lên men hàm lƣợng protein hòa tan trong sản phẩm lên men tăng lên và phù hợp với nghiên cứu của J. Feng và cộng sự [57] trong nghiên cứu sự lên men của n m mốc Aspergillus oryzae trên đậu nành bằng phƣơng pháp bán rắn. Việc sản xu t enzyme protease từ n m mốc Aspergillus oryzae cũng đã đƣợc tiến hành trên cơ ch t hạt gạo bằng phƣơng pháp lên men án rắn nhƣ nghiên cứu của Jarun Chutmanop và cộng sự [58]. Trong nghiên cứu tác giả đã sử dụng hạt gạo Thái làm cơ ch t lên men để tạo ra enzyme protease. Kết quả khảo sát này giải thích cho việc ứng dụng n m mốc để lên men nguyên liệu đậu trong quá trình phát triển của n m mốc, n m mốc sẽ sinh ra enzyme protease và ứng dụng enzyme này để thủy phân protein đậu đen thành các acid amin.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng phù hợp với nghiên cứu của Kee-Jong Hong, Chan-Ho Lee và Sung Woo Kim đã thực hiện nghiên cứu “Lên men cải thiện ch t lƣợng dinh dƣỡng của đậu nành và các thực phẩm từ đậu nành ằng chủng n m mốc Aspergillus oryzae GB-107” [32], sau quá trình lên men bằng chủng n m mốc
Aspergillus oryzae GB-107 trên cơ ch t đậu nành và bột đậu nành thì hàm lƣợng
protein hòa tan tăng lên và các acid amin thiết yếu không đổi so với nguyên liệu đậu nành thơ.
40
Hình ảnh dịch đậu đen lên men với các tỷ lệ giống sản xu t 0,5%, 1,0% và 1,5% sau 15 ngày ủ đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Hình 3.8 Hình ảnh dịch đậu đen lên men sau 15 ngày ủ với các tỷ lệ giống 0,5, 1,0 và 1,5% so với nguyên liệu đậu đen
Xác định nồng độ muối sử dụng 3.3.2
Tiến hành khảo sát nồng độ muối sử dụng thích hợp nhƣ trình ày ở sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát hình 2.4 và kết quả đƣợc thể hiện nhƣ bảng 3.4
Bảng 3.4 Nồng độ muối sử dụng
Nồng độ muối sử dụng (%) Hàm lƣợng protein hòa tan (%)
16 2,04a ± 0,57
18 2,96b ± 0,22
20 2,93b ± 0,16
Chú thích: Số liệu trình bày dạng Mean ± SD, các chỉ số mũ a, b biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa của các nghiệm thức khảo sát theo kiểm định LSD ở mức độ tin cậy 95%.
Từ kết quả số liệu bảng 3.4, đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa nồng độ muối sử dụng và hàm lƣợng protein hịa tan thu đƣợc sau q trình lên men đƣợc thể hiện nhƣ đồ thị hình 3.9.
41
Hình 3.9 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa nồng độ muối và hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc
Kết quả bảng 3.4 và hình 3.9, cho th y ở nồng độ muối sử dụng 18% thì hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc là cao nh t 2,96% và có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các nồng độ muối sử dụng số liệu thống kê xem phụ lục 3. Ở hai nồng độ muối sử dụng 18% và 20% khơng có sự khác nhau rõ rệt giữa hai hàm lƣợng protein hòa tan đƣợc thể hiện ở kết quả phân tích ANOVA nhƣ phụ lục 3. Theo nghiên cứu của Zhang Yanfang và cộng sự [59] trong quá trình lên men đậu nành để sản xu t nƣớc tƣơng bằng n m mốc Aspergillus oryzae thì enzyme protease do n m mốc tạo ra sẽ thủy phân protein của đậu nguyên liệu thô thành các acid amin. Theo nghiên cứu này ở nồng độ muối th p 15% sau 15 ngày lên men hàm lƣợng các amino acid đƣợc tạo ra cao là do các phản ứng hóa sinh trong q trình lên men đậu nành diễn ra tốt. Tuy nhiên, cũng theo nghiên cứu của Zhang Yanfang và cộng sự thì ở mức nồng độ muối cao thì vị và mùi của nƣớc tƣơng lên men sẽ tốt hơn so với ở mức nồng độ muối th p. Do đó, nồng độ muối 18% đƣợc xem là nồng độ thích hợp nên đƣợc cố định cho các khảo sát tiếp theo.
Hình ảnh dịch đậu đen lên men với tỷ lệ n m mốc 1,0% so với nguyên liệu đậu với các nồng độ dung dịch muối 16%, 18% và 20% sau 15 ngày ủ đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.10. 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 16.0 18.0 20.0 Hàm lư ợ ng pr ote in hịa tan g/1 0 0 g Nồng độ muối (%)
42
Hình 3.10 Hình dịch đậu đen lên men sau 15 ngày ủ với tỷ lệ giống 1,0% so với nguyên liệu đậu với các nồng độ dung dịch muối 16, 18 và 20%
Xác định thời gian ủ dịch đậu đen lên men sau cấy nấm mốc 3.3.3
Khảo sát thời gian ủ dịch đậu đen sau khi c y n m mốc đƣợc tiến hành nhƣ sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát hình 2.4 và kết quả đƣợc thể hiện nhƣ bảng 3.5.
Bảng 3.5 Thời gian ủ và hàm lƣợng protein thu đƣợc
Thời gian ủ (ngày) Hàm lƣợng protein hòa tan (%)
15 2,02a ± 0,76
30 4,44b ± 0,48
45 4,48b ± 0,48
Chú thích: Số liệu trình bày dạng Mean ± SD, các chỉ số mũ a, b biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa của các nghiệm thức khảo sát theo kiểm định LSD ở mức độ tin cậy 95%.
43
Từ kết quả số liệu bảng 3.5, đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa thời gian ủ dịch đậu đen sau lên men với hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc đƣợc thể hiện nhƣ đồ thị hình 3.11:
Hình 3.11 Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa thời gian ủ và hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc trong quá trình lên men
Kết quả bảng 3.5 và hình 3.11, cho th y ở các khoảng thời gian ủ 15 ngày, 30 ngày và 45 ngày có sự khác biệt về hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc và sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê theo phân tích ANOVA phụ lục 4 (p-value = 0,0032 < 0,05). Tuy nhiên, ở các khoảng thời gian ủ 30 ngày và 45 ngày khơng có sự khác biệt về hàm lƣợng protein hòa tan thu đƣợc 4,44% (ở 30 ngày ủ) và 4,48% (ở 45 ngày ủ) vì vậy mức thời gian 30 ngày ủ là mức thời gian tối thiểu đƣợc chọn để áp dụng trong sản xu t [54], đáp ứng đƣợc yêu cầu về kinh tế cũng nhƣ giá trị protein hòa tan thu đƣợc trong sản phẩm. Trong quá trình ủ lên men enzyme protase đƣợc sản sinh bởi n m mốc sẽ tiến hành thủy phân cắt mạch protein trong nguyên liệu đậu đen thành các amino acid theo công bố của Zhang Yanfang và cộng sự [59]. Qua q trình nghiên cứu chúng tơi có nhận xét về tƣơng ủ nhƣ sau: thời gian ủ chín sau lên men cho sản phẩm đƣợc lên men bằng phƣơng pháp vi sinh vật càng kéo dài thì ch t lƣợng về cảm quan (mùi) sẽ tốt lên nhƣng không để quá lâu, và phù hợp với kết luận của tác giả Đồng Thị Thanh Thu [52].
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 15.0 30.0 45.0 H àm lư ợ ng pr o tei n hị a ta n g/ 10 0g
44
Hình ảnh dịch đậu đen lên men sau các khoảng thời gian ủ 15, 30 và 45 ngày đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Hình 3.12 Hình dịch đậu đen lên men với tỷ lệ giống 1,0% so với nguyên liệu đậu đen, nồng độ muối 18% đƣợc ủ với thời gian 15, 30 và 45 ngày
Sản xuất sản phẩm tƣơng đen (Hoisine sauce) giàu protein 3.4
Sử dụng kết quả các thí nghiệm về xác định tỷ lệ giống ni c y (kết quả thí nghiệm 1), xác định nồng độ muối sử dụng (kết quả thí nghiệm 2) và xác định thời gian ủ dịch đậu lên men sau c y mốc (kết quả thí nghiệm 3); chúng tơi tiến hành lên men đậu đen theo quy trình sản xu t tƣơng đen đƣợc trình ày nhƣ sơ đồ hình 2.5, với các thông số cụ thể nhƣ sau:
Khối lƣợng đậu đen sử dụng: 500g.
Tỷ lệ giống sản xu t sử dụng: 5g (1%/khối lƣợng nguyên liệu đậu đen).
Khối lƣợng dung dịch muối 18%: 600g.
Thời gian ủ dịch đậu đen lên men: 30 ngày.
Dịch đậu đen lên men sau khi ủ 30 ngày đƣợc sử dụng để sản xu t tƣơng đen (Hosine sauce) với thành phần nguyên liệu đƣợc thể hiện nhƣ bảng 3.6.
Sản phẩm tƣơng đen (Hoisine sauce) sau quá trình sản xu t đƣợc tiến hành đo OD ở ƣớc sóng 595nm thu đƣợc kết quả nhƣ ảng 3.7
45
Bảng 3.6 Thành phần nguyên liệu sản xu t tƣơng đen (Hoisine sauce)
STT Nguyên liệu Thành phần (% theo khối lƣợng)
1 Dịch đậu đen lên men 60,00%
2 Đƣờng 17,32% 3 Bột ngọt 2,00% 4 Tỏi 5,00% 5 Muối 2,16% 6 Tinh ột iến tính 2,16% 7 Acid acetic 0,43% 8 Nƣớc 10,92 %
Sau quá trình lên men đậu đen và ứng dụng dịch đậu đen để sản xu t tƣơng đen (Hoisine) chúng tơi đã thu đƣợc dịng sản phẩm tƣơng đen có ch t lƣợng với hàm lƣợng protein hòa tan trong sản phẩm tƣơng đối cao 3,38% theo khối lƣợng. Hàm lƣợng protein tổng trong mẫu tƣơng đen (Hoisine sauce) đƣợc sản xu t từ dịch đậu đen lên men trong nghiên cứu này đƣợc kiểm nghiệm tại trung tâm sắc ký Hải Đăng với kết quả thu đƣợc là 4,07% (kết quả kiểm nghiệm xem phụ lục 7).
Bảng 3.7 Kết quả OD595nm và hàm lƣợng protein hòa tan tƣơng ứng của sản phẩm tƣơng đen (Hoisine sauce)
Lần đo OD595nm Hàm lƣợng protein hòa tan (%)
1 0,275 3,34
2 0,281 3,47
46
Hàm lƣợng protein hòa tan trong sản phẩm tƣơng đen (Hoisine sauce) tính đƣợc nhƣ sau: 3,38 ± 0.10 (g/100g) (kết quả thể hiện dạng mean ± SD).
Tóm lại, với mục tiêu nghiên cứu an đầu đề ra là ứng dụng đậu đen lên men để sản xu t tƣơng đen (Hoisine) với hàm lƣợng protein cao, từ 500g nguyên liệu đậu đen an đầu qua quá trình ni c y bằng n m mốc Aspergillus oryzae chúng tôi thu đƣợc kết quả nhƣ sau:
Tỷ lệ mốc giống sản xu t sử dụng 1%/nguyên liệu đậu đen.
Nồng độ muối sử dụng: 18%.
Thời gian ủ dịch đậu đen sau lên men: 30 ngày.
Hàm lƣợng protein hòa tan trong dịch ủ đậu đen là 4,44 ± 0,48 (g/100g).
Hàm lƣợng protein hòa tan của tƣơng thành phẩm đạt 3,38 ± 0,10 (g/100g).
Đánh giá tính chất hóa lý của tƣơng đen thành phẩm từ đậu đen so với 3.5
tƣơng thành phẩm từ đậu nành
Đo màu tương thành phẩm và đậu lên men 3.5.1
Có nhiều hệ màu dùng để xác định độ màu trong phân tích sản phẩm thực phẩm [60] nhƣ hệ màu Munsell, hệ màu CIE, hệ màu CIE L*a*b* (CIELAB), hệ màu Hunter lab, hệ màu Lovibond, tuy nhiên theo nghiên cứu của Atsushi Miyagi và cộng sự [61] về việc sử dụng không gian màu CIELAB trong việc xác định độ màu của nƣớc tƣơng phù hợp với nghiên cứu của luận văn này nên hệ màu CIELAB đƣợc chọn để đo màu cho đậu đen lên men và tƣơng thành phẩm từ đậu đen lên men. Sử dụng máy đo màu cầm tay Minolta Chromameter (CR-400, Minolta Camera Co., Osaka, Japan) thuộc viện Công nghệ sinh học và thực phẩm – trƣờng Đại học công nghiệp TP. HCM để đo màu mẫu nghiên cứu. Mẫu nghiên cứu đƣợc đặt trong một dụng cụ chuyên dụng hình trụ trịn và đƣợc đậy kín bằng nắp (bộ dụng cụ chuyên dụng đi kèm với máy Minolta) để đo chỉ số màu sắc, mỗi mẫu đƣợc đo ở 10 vị trí khác nhau xoay quanh trên bề mặt mẫu; các mẫu nghiên cứu dùng để đo màu ao gồm: mẫu tƣơng thành phẩm (Hoisine sauce) từ đậu đen lên men, mẫu
47
tƣơng thành phẩm (Hoisine sauce) từ đậu nành lên men có bổ sung màu và không bổ sung màu.
Kết quả đo màu L*a* * đƣợc thể hiện nhƣ ảng 3.9, kết quả bảng này cho th y mẫu tƣơng đen thành phẩm từ đậu đen lên men khơng sử dụng màu có độ sáng (L*) tƣơng đồng với mẫu tƣơng đen thành phẩm từ đậu nành lên men có bổ sung màu. Kết quả này r t có ý nghĩa, chứng tỏ rằng việc ứng dụng n m mốc Aspergillus oryzae để lên men đậu đen tạo ra dòng sản phẩm tƣơng sạch không bổ sung màu, việc khai thác màu anthocyanins tự nhiên trong đậu đen r t có ý nghĩa về mặt dinh dƣỡng, tạo ra nguồn tƣơng không phẩm màu có lợi cho sức khỏe.
Các mẫu tƣơng thành phẩm đƣợc sản xu t từ đậu nành lên men không bổ sung màu, từ đậu nành lên men có bổ sung màu và từ đậu đen lên men không sử bổ sung màu đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.13.
Bảng 3.8 Kết quả đo màu L*a*b* của tƣơng đen thành phẩm
Mẫu Chỉ số màu L* Chỉ số màu a* Chỉ số màu b*
Tƣơng đen thành phẩm từ đậu nành
lên men (không bổ sung màu) 43,72 ± 0,52 -0,51 ± 0,05 13,44 ± 0,36
Tƣơng đen thành phẩm từ đậu nành
lên men (có bổ sung màu) 34,29
a
± 0,50 3,39 ± 0,09 11,28 ± 0,25
Tƣơng đen thành phẩm từ đậu đen
lên men (không bổ sung màu) 34,52
a
± 0,48 5,04 ± 0,13 7,1 ± 0,12
48
Hình 3.13 Hình tƣơng thành phẩm từ đậu đen và đậu nành lên men Tƣơng thành phẩm từ đậu đen lên men có màu nâu tự nhiên gần với tƣơng đen thành phẩm từ đậu nành lên men có bổ sung màu, điều này phù hợp với yêu cầu đặt ra từ đầu nghiên cứu là sử dụng màu tự nhiên anthocyanin có trong đậu đen để tạo màu cho sản phẩm, không bổ sung thêm ch t tạo màu.
Đo cấu trúc TPA (texture profile analysis) 3.5.2
Tƣơng thành phẩm từ đậu sau khi lên men tiến hành đo c u trúc bằng máy đo c u trúc model CT3 4500 của hãng BROOKFIELD, 90 – 265V ~ 50/60 Hz, Power 150VA tại viện Công nghệ sinh học và thực phẩm, trƣờng Đại học công nghiệp TP. HCM. Phƣơng pháp đo c u trúc tƣơng đƣợc mô tả nhƣ sau:
Chuẩn bị 50g mẫu cho vào cốc hình trụ trịn có đƣờng kính 6cm, cao 2cm; chiều cao mẫu 1cm, mức độ đâm xuyên mẫu 50%, theo Min Huang và cộng sự trong nghiên cứu về đặc tính c u trúc của gel tinh bột gạo đƣợc bổ sung các loại gel khác nhau nhƣ gellan, carrageenan và glucomannan chọn mức độ đâm xuyên mẫu từ 20 đến 50% [62].
Kết quả đo mẫu xác định đƣợc độ đàn hồi, độ cố kết và độ dính của sản phẩm tƣơng thành phẩm từ đậu nành và đậu đen nhƣ ảng sau:
49
Bảng 3.9 Kết quả đo c u trúc mẫu tƣơng thành phẩm đậu nành và tƣơng thành phẩm đậu đen Mẫu Độ đàn hồi (mm) Độ cố kết Độ dính (mJ) Tƣơng thành phẩm từ đậu nành 8,69 a ± 0,06 0,77b ± 0,01 3,67c ± 0,02 Tƣơng thành phẩm từ đậu đen 8,68 a ± 0,28 0,79b ± 0,01 3,71c ± 0,03
(Kết quả thể hiện dạng mean ± SD, chỉ số mũ a, b, c trong cùng một cột thể hiện sự giống nhau có ý nghĩa của các nghiệm thức khảo sát theo kiểm định LSD ở mức độ tin cậy 95%).
Từ bảng kết quả 3.9 cho th y: mẫu tƣơng thành phẩm từ đậu nành và đậu đen có các tính ch t về độ đàn hồi, độ cố kết và độ dính của sản phẩm nhƣ nhau. Nhƣ vậy việc sử dụng n m mốc lên men nguyên liệu đậu đen và ứng dụng vào sản xu t tƣơng đen thành phẩm sẽ tạo ra dòng sản phẩm với các đặc tính về c u trúc tƣơng đồng với