2.2.1 Các phương pháp phân tích
Xác định hàm lượng acid toàn phần theo TCVN 6509-1999. Chỉ số pH: đo bằng máy đo pH.
Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldal theo TCVN 3705-1990
Xác định tổng vi sinh vật hiếu khí, theo TCVN 4884:2005 Xác định Salmonella.spp theo TCVN 4829:2005
Xác định tổng số bào tử nấm men, mốc, theo ISO 21527-1:2008 Xác định Coliforms theo TCVN 6848 :2007
Xác định E.coli theo TCVN 6846 :2007 Xác định S. aureus TCVN 4830-1:2005
2.2.2. Quy trình dự kiến
Sau khi tham khảo tài liệu tôi xin dự kiến quy trình sản xuất sữa chua bổ sung carrageenan (hình 2.1).
Trong mỗi công đoạn thì thông số của quy trình được chọn dựa vào kinh nghiệm và việc tiến hành các thí nghiệm từ đó chọn ra thông số tối ưu nhất.
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình dự kiến.
Sữa đặc
Pha loãng, nước nóng 80oC
Làm nguội 40-45oC
Phối trộn
Lên men 1 (43-45oC), 2h Bổ sung carrageenan Lên men 2 (43-45oC), 6h Vào lọ Sữa chua Làm lạnh (4-6OC), 12h CPVK 8% Lọ
Sữa sử dụng là sữa đặc có đường của công ty Vinamilk, sữa được pha với nước nóng ở nhiệt độ 80oC.
Phối trộn: Sau khi phối trộn dung dịch chưa đều do đó cần khuấy, đồng thời làm nguội dung dịch xuống nhiệt độ 40-45oC để bổ sung CPVK, tiếp tục khuấy để CPVK phân bố trong dịch.
Vào lọ: Dịch sữa sau khi phối trộn được rót vào lọ thủy tinh lên men để thuận tiện cho quá trình quan sát và đánh giá sản phẩm.
Lên men: Tiến hành lên men ở nhiệt độ 41-43oC, trong 8h.
Làm lạnh: Bán thành phẩm sau khi lên men được làm lạnh ở nhiệt độ 6-8oC để ổn định chất lượng sản phẩm.
Carrageenan sử dụng ở dạng dung dịch, chuẩn bị dung dịch carrageeanan như sau: Bột Carrageenan ngâm trong nước sau đó đun nhỏ lửa khoảng 10 phút, thấy hiện tượng Carrageenan trương nở, hòa tan hoàn toàn trong nước tạo dung dịch, làm nguội xuống nhiệt độ 55-60oC sau đó bổ sung vào dịch đang lên men sau 2h.
2.2.3. BTTN thăm dò ảnh hưởng của công đoạn pha loãng đến chất lượng sản phẩm. phẩm.
Ở tỉ lệ nước/ sữa khác nhau thì trạng thái, mùi và vị của sản phẩm khác nhau, vì vậy tôi BTTN theo hình 2.3 để xác định tỉ lệ nước/ sữa cho chất lượng sản phẩm là tốt nhất.
Tôi tiến hành thí nghiệm với các thông số
Tỉ lệ carrageenan 0.15% so với dung dịch sữa.
Tỉ lệ CPVK 8% so với dung dịch sữa
Lên men 41-43oC, 8h
Thời gian làm lạnh 12h
Bổ sung carrageenan sau 2h lên men. Sau khi thực hiện ta đánh giá cảm quan sản phẩm với các chỉ tiêu trạng thái, mùi và vị. Từ đó chọn được tỉ lệ nước/sữa tốt nhất.
Hình 2.2. Sơ đồ BTTN xác định tỉ lệ pha loãng.
2.2.4. BTTN thăm dò ảnh hưởng của nồng độ carrageenan bổ sung đến chất lượng sản phẩm . lượng sản phẩm .
Sau khi thăm dò được tỉ lệ sữa nước và nồng độ dung dịch carrageenan bổ sung vào dịch sữa. Tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ carrageenan đến chất lượng sữa chua.
Bột carrageenan được hòa tan sau đó bổ sung vào dịch lên men sau 2h. Qua thực hiện một số thí nghiệm thăm đò tôi bố trí thí nghiệm chọn nồng độ
carrageenan ở các nồng độ 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.25% so với dung dịch sữa.
Tỉ lệ CPVK sửa dụng 8% so với dịch sữa, lên men 8h ở 41-43oC.
Sau khi thực hiện đánh giá trạng thái của sản phẩm.
2.75/1 3.25/1 Làm nguội Đánh giá cảm quan 3/1 2.25/1 2.5/1 Sữa đặc
Pha loãng với nước nóng 80oC ở các tỉ lệ nước/ sữa
Hình 2.3. Sơ đồ BTTN xác định tỉ lệ carrageenan.
2.2.5. Bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong công đoạn phối trộn. đoạn phối trộn.
Phối trộn
Yếu tố đầu vào Yếu tố đầu ra
Tỉ lệ nước/sữa U1 Tỉ lệ carrageenan U2 (%) Điểm cảm quan Y Sữa đặc Lên men lần 1, 43-45oC, 2h Bổ sung carrageenan Lên men lần 2, 43-45oC, 6h Đánh giá cảm quan 0.2 0.25 0.05 0.1 0.15
Miền thí nghiệm
U1 : Xác định dựa vào phần 2.2.3 (a, b) U2 : Xác định dựa vào phần 2.2.4 (m, n) U3 :7-9% [9]
Tổng thời gian lên men 8h, làm lạnh 12h. Sau khi thực hiện tiến hành đánh giá cảm quan, số liệu được xử lý theo phầm mền Dexsign 8.0.
Bố trí thí nghiệm công đoạn phối trộn
N U1 U2% U3% Y 1 a m 7 2 b m 7 3 a n 7 4 b n 7 5 a m 9 6 b m 9 7 a n 9 8 b n 9 Bố trí thí nghiệm ở tâm N U1 U2% U3% Y 1 k h 8 2 k h 8 3 k h 8 Hình 2.4. Sơ đồ BTTN xác định tỉ lệ phối trộn. 2.2.6. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men
Với cùng một tỉ lệ VK thời gian lên men khác nhau cho mùi trạng thái và vị khác nhau do đó thời gian lên men ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, vì vậy tôi bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men để thu được sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
Bố trí 4 thí nghiệm lên men với tổng thời gian: 7-8-9-10 giờ lên men. Sau đó làm lạnh sản phẩm và đánh giá cảm quan các chỉ tiêu là mùi, trạng thái và vị.
Sơ đồ thí nghiệm như sau:
Hình 2.5. Sơ đồ BTTN xác định thời gian lên men. 2.2.7. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan.
Đối với sữa chua các chỉ tiêu cảm quan: trạng thái, mùi, vị, màu là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của sản phẩm. Để đánh giá chất lượng của sản phẩm tôi lập hội đồng cảm quan gồm 5 người, rồi đánh giá chất lượng của sản phẩm qua các chỉ tiêu trạng thái, màu, mùi, vị từ đó làm cơ sở đáng giá chất lượng của sản phẩm. Việc đánh giá chất lượng sản phẩm theo phương pháp cảm quan tuân thủ theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79).
Lên men lần 1(43 -45oC, 2h)
Bổ sung carrageenan Sữa đặc
Pha loãng, nước nóng 80oC
Lên men lần 2 (43-45oC) với thời gian (h) Đánh giá cảm quan Làm lạnh 8 7 5 6
TCVN 3215-79 đã quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm thực phẩm có các điểm chung và điểm trung bình chưa có trọng lượng đối vói một số chỉ tiêu tương ứng bảng sau:
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn chất lượng quy định cấp chất lượng Cấp chất lượng Điểm chung Yêu cầu về điểm TB chưa có trọng
lượng đối với các chỉ tiêu
Tốt 18,6-20 Các chỉ tiêu quan trọng nhất ≥ 4,7 Khá 15,2-18,5 Các chỉ tiêu quan trọng nhất ≥ 3,8 Trung bình 11,2-15,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 2,8
Kém 7,2-11,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,8
Rất kém 4,0-7,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 0,1
Hỏng 0-3,9
TCVN sử dụng hệ 20 điểm, xây dựng một thang thống nhất có 6 bậc (từ 0-5) và điểm 5 là điểm cao nhất cho một chỉ tiêu.
Các chỉ tiêu của sữa chua được xây dựng theo TCVN 7030:2002
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua.
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1. Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ sung 2. Mùi, vị Đặc trưng của sản phẩm
3. Trạng thái Mịn, đặc sệt
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu vi sinh của sữa chua không xử lý nhiệt.
STT Tên chỉ tiêu Mức cho phép
1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí (số khuẩn lạc/1g sản phẩm 104
2 Coliform (số vi khuẩn/1g sản phẩm) 10
3 Staphylococcus aureus (số vi khuẩn/1g sản phẩm) 0
4 E.Coli (số vi khuẩn/1g sản phẩm) 0
5 Samonella (số vi khuẩn/25g sản phẩm) 0
Bảng 2.4 Bảng điểm cảm quan các chỉ tiêu của sản phẩm sữa chua bổ sung Carrageenan. Chỉ tiêu Bậc ĐG Điểm chưa có TL HS QT Cơ sở đánh giá
6 5 Sữa chua thành khối mịn màng, không tách nước. 5 4 Sữa chua thành khối ít mịn, không tách nước. 4 3 Sữa và nước tách ra một phần nhỏ
3 2 Sữa đông không mịn,tách nước
2 1 Sữa và nước tách ra nhiều hoặc quá khô
Trạ ng thái
1 0
1.6
Sữa không đông không mịn
6 5 Màu trắng mịn 5 4 Màu hơi trắng mịn 4 3 Màu trắng ngà 3 2 Màu vàng ngà 2 1 Màu vàng Mà u 1 0 0.4 Màu vàng sẫm
6 5 Mùi thơm đặc trưng của sữa chua 5 4 Thơm nhẹ, đặc trưng
4 3 Ít lưu mùi thơm
3 2 Không có mùi thơm
2 1 Có mùi đường nhẹ Mù i 1 0 0.8 Nồng mùi đường
6 5 Chua ngọt hài hòa, lưa vị ngọt béo
5 4 Chuavừa, ngọt nhẹ, không lưa vị ngọt béo
4 3 Chua ít, ngọt nhẹ
3 2 Chua, ít ngọt hoặc ít chua, ngọt
2 1 Quá chua hoặc quá ngọt
Vị
1 0
1.2
Khi đánh giá mỗi chỉ tiêu cảm quan, các kiểm nghiệm viên dựa vào nhận xét của mình đối chiếu với thang điểm đã có ở bảng trên và dùng nguyên tắc cho điểm từ 0 – 5 đối với mỗi chỉ tiêu. Điểm của chỉ tiêu chính là kết quả trung bình cộng của các kiểm nghiệm viên đối với chỉ tiêu đó.
Đối với mỗi sản phẩm thì các chỉ tiêu cảm quan có mức độ quan trọng khác nhau, vì vậy người ta đưa ra một hệ số gọi là hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu.
Tích các chỉ số trung bình của chỉ tiêu với hệ số quan trọng của chỉ tiêu được gọi là điểm có trọng lượng của chỉ tiêu đó. Tổng điểm có trọng lượng của sản phẩm dùng để phân loại hay xếp loại hay xếp hạng chất lượng cảm quan của sản phẩm.
2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu.
Xử lý số liệu nghiên cứu theo phương pháp thống kê toán học, kết quả lấy trung bình cộng của 3 lần thí nghiệm.
Xử lý số liệu nghiên cứu bằng phần mền Microsoft Exel 2003.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Trong quá trình thí nghiệm, để kết quả của các thí nghiệm có độ tin cậy cao, tôi đã tiến hành cố định nguồn nguyên liệu điều kiện thí nghiệm… mỗi thí nghiệm được thực hiện 3 lần và lấy kết quả trung bình.
3.1. Kết quả thăm dò ảnh hưởng của công đoạn pha loãng đến chất lượng sản phẩm. phẩm.
Tỉ lệ nước/ sữa ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ chất tan trong dung dịch lên men, vì vậy tỉ lệ nước/ sữa là một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của sản phẩm. Sau khi thực hiện thí nghiệm với các tỉ lệ nước/ sữa khác nhau, nồng độ carrageenan 0.15% và tỉ lệ VK 8% so với dịch lên men, tổng thời gian lên men 8h, bổ sung carrageenan sau khi lên men 2h.
Bảng 3.1. Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm với tỉ lệ phối trộn nước/sữa đặc khác nhau. Chỉ tiêu cảm quan Trạng N Tỉ lệ Thái Mùi Vị Điểm TB có trọng lượng 1 2.25 4.07 2.6 2.87 12.04 2 2.5 4.33 4.07 4.4 15.46 3 2.75 4.57 4.23 4.5 16.10 4 3 4.71 4.07 3.9 15.47 5 3.25 4.43 3.63 2.87 13.44
Bảng phân tích ANOVA cho thấy (Phụ lục 1)
Trạng thái
Điểm cảm quan của các thành viên về chỉ tiêu trạng thái của sữa chua qua 5 thí nghiệm về tỉ lệ pha loãng như sau:
FTV =0.201 < F =2.886: Các thành viên cho điểm không có sự sai khác giữa các mẫu.
Theo bảng trên điểm trung bình chưa có trọng lượng của 5 thành viên trong hội đồng cảm quan về chỉ tiêu Trạng thái của sản phẩm, ta thấy: Mẫu 4> Mẫu 3>
Mẫu 5> Mẫu 2 > Mẫu 1.
Như vậy với tỉ lệ pha loãng từ 2.75-3.25 cho trạng thái của sản phẩm tốt hơn.
Mùi
FTV =0.0274 < F =2.886: Các thành viên cho điểm không có sự sai khác giữa các mẫu.
FMau= 61.362> F =2.886: Mùi của các mẫu có sự khác nhau.
Theo bảng trên điểm trung bình chưa có trọng lượng của 5 thành viên trong hội đồng cảm quan về chỉ tiêu Mùi của sản phẩm, ta thấy: Mẫu 3> Mẫu 4> Mẫu
2> Mẫu 5> > Mẫu 1.
Như vậy với tỉ lệ pha loãng từ 2.5-3 cho mùi của sản phẩm tốt hơn.
Vị
FTV =0.1088 <F =2.886: Các thành viên cho điểm không có sự sai khác giữa các mẫu.
FMau= 72.074> F =2.886: Vị của các mẫu có sự khác nhau.
Theo bảng trên điểm trung bình chưa có trọng lượng của 5 thành viên trong hội đồng cảm quan về chỉ tiêu Vị của sản phẩm, ta thấy: Mẫu 3> Mẫu 2> Mẫu 4>
Mẫu 5 > Mẫu 1.
Dựa vào đồ thị trên cho thấy ứng với lượng nước khác nhau cho ta điểm cảm quan khác nhau. Điều này cho thấy chất lượng của sữa chua phụ thuộc vào nồng độ chất tan hay nói cách khác chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tỉ lệ nước pha: tỉ lệ nước pha nhiều thì nồng độ chất tan giảm và ngược lại. Với lượng nước thích hợp thì trạng thái, mùi, vị của sản phẩm tốt. Nếu bổ sung lượng nước quá nhiều thì nồng độ chất tan giảm, sau khi lên men xong sản phẩm sẽ bị tách nước nhiều, ngoài ra vi khuẩn lactic và cơ chất khó tiếp xúc với nhau dẫn đến làm giảm chất lượng của sản phẩm như mùi ít thơm, vị không hài hòa. Còn nếu lượng nước quá ít thì nồng độ chất tan cao, sản phẩm sẽ có mùi đường, vị ngọt đậm. Như vậy với tỉ lệ pha loãng trong khoảng 2.5-3 cho chất lượng cảm quan là cao nhất.
3.2. Kết quả thăm dò ảnh hưởng của nồng độ carrageenan bổ sung đến chất lượng sản phẩm. lượng sản phẩm.
Carrageenan được đưa vào sản phẩm với mục đích tạo trạng thái ổn định cho sản phẩm. Do carrageenan mang điện tích âm của gốc OSO3- nên có khả năng liên kết với protein qua gốc amin mang điện tích dương. Nếu hàm lượng Carrageenan không thích hợp sẽ làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm về trạng thái. Làm cho sữa chua mất trạng thái tự nhiên, kém mịn và có thể hình thành khối thạch cứng.
Tiến hành bổ sung Carrageenan với nồng độ khác nhau vào dịch sữa sau khi lên men được 2h, tổng thời gian lên men trong 8h ở nhiệt độ 43-45oC, nồng độ CPVK sử dụng 8%. Thu được kết quả:
Bảng 3.2. Đánh giá chất lượng cảm quan về trạng thái của sản phẩm với nồng độ carrageenan khác nhau. Mẫu Tỉ lệ(%) T.B có trọng lượng 1 0.05 6.53 2 0.1 7.25 3 0.15 7.04 4 0.2 7.31 5 0.25 6.03
Bảng phân tích ANOVA (Phụ lục 2) cho thấy.
Trạng thái
FTV =0.2 < F =2.87: Các thành viên cho điểm không có sự sai khác giữa các mẫu. FMau= 31.1> F =2.87: Trạng thái của các mẫu có sự khác nhau.
Theo bảng trên, điểm trung bình chưa có trọng lượng của 5 thành viên trong hội đồng cảm quan về chỉ tiêu Trạng thái của sản phẩm, ta thấy: Mẫu 4> Mẫu 3>
Mẫu 2> Mẫu 1> Mẫu 5.
Như vậy với nồng độ 0.1-0.2% cho trạng thái của sản phẩm tốt hơn, khi bổ sung quá nhiều carrageenan vào dung dịch lên men sẽ dẫn tới tạo thành khối thạch cứng.
Hình 3.2. Điểm cảm quan của sản phẩm khi bổ sung carrageenan với các tỉ lệ khác nhau.
Dựa vào đồ thị trên ta thấy bổ sung tỉ lệ carrageenan khác nhau sẽ cho điểm cảm quan khác nhau. Trạng thái của sản phẩm phụ thuộc vào tỉ lệ carrageenan: Nếu tỉ lệ carrageenan quá nhỏ thì sản phẩm ít mịn và bị phân lớp, nếu quá lớn thì sữa chua có trạng thái cứng ít mịn, nó làm giảm chất lượng của sản phẩm. Điều này được giả thích như sau: Khi carrageenan hòa tan trong nước thì các liên kết ở mạch bên bị phá vỡ, phân tử carrageenan mang diện tích âm, các nhóm (OSO3-) liên kết với H+ của môi trường nước làm mạch carrageenan duỗi ra và sít lại gần nhau làm
cho nội lực ma sát tăng lên chuyển sang cuộn ngẫu nhiên, nhưng khi bổ sung vào dung dịch sữa có protein, các ion kim loại đặc biệt là Ca2+ thì
Với protein: carrageenan liên kết với protein bằng liên kết tĩnh điện giữa các nhóm tĩnh điện ngược dấu do carrageenan mang diện tích âm của gốc HOSO3-