L ỜI MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu chung về cây đậu nành
1.7.6. Ứng dụng của bacteriocin
Bacteriocin được ứng dụng trong thực phẩm lên men từ vi khuẩn từ những thế
kỷ qua để giữ gìn giá trị dinh dưỡng của thức ăn và thức uống trong một thời gian
bảo quản lâu (Deegan v.v..., 2006). Mặc dù có một vài phương pháp bảo quản khác
bacteriocins, nó có thời gian bảo quản lâu hơn và khả năng diệt khuẩn cao hơn, nhưng ngày nay con người ý thức nhiều về sức khoẻ nên họ tránh dùng những thức ăn bảo quản bằng hoá chất.
Bacteriocin của vi khuẩn không gây ảnh hưởng đến hiệu suất lên men và những vi khuẩn sinh ra nó và cả đến cả người sử dụng thực phẩm, bên cạnh đó nó
có ý nghĩa rất lớn về kinh tế.
Những ứng dụng phổ biến của bacteriocin:
Ứng dụng của bacteriocin trong bảo quản những sản phẩm từ sữa;
Bảo quản sinh học của sản phẩm thịt;
Bảo quản sinh học của sản phẩm cá;
Quá trình lên men rau quả;
Thức uống chứa alcohol;
Phương pháp cảm quan là phương pháp dựa trên việc sử dụng các thông tin
thu được nhờ phân tích các cảm giác của các cơ quan giác quan: thị giác, xúc giác,
thính giác, khứu giác, vị giác.
Các cơ quan thụ cảm đóng vai trò thu nhận cảm giác về thực phẩm
Thị giác thu nhận cảm giác về màu sắc và hình dạng của thực phẩm
Khứu giác thu nhận cảm giác về vị của thực phẩm
Thính giác thu nhận cảm giác về âm thanh của thực phẩm.
Xúc giác thu nhận cảm giác về trạng thái của thực phẩm.
Sau đó bằng kinh nghiệm các kiểm nghiệm viên sẽ phân tích các cảm giác đó để đưa ra các kết luận về chất lượng của thực phẩm.
Đối với đậu phụ để đánh giá chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản ta
tiến hành đánh giá thông qua 4 chỉ tiêu sau: màu sắc, mùi, vị, trạng thái.
Đánh giá chất lượng cảm quan thường có 2 phương pháp chính. Phương pháp
truyền thống là cho điểm cảm quan và phương pháp hiện đại là tối ưu hóa thí
nghiệm. Việc đánh giá sản phẩm theo phương pháp cảm quan tuân thủ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215- 79). Tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng thang điểm 20
gồm 6 bậc từ 0 ÷ 5, điểm cao nhất cho một chỉ tiêu là 5 và điểm thấp nhất cho 1 chỉ
tiêu là 0.
Khi đánh giá mỗi kiểm nghiệm viên căn cứ vào kết quả ghi nhận đối chiếu với
bảng mô tả và các chỉ tiêu và dùng số nguyên để cho điểm từ 0 ÷ 5. Nếu có nhiều
kiểm nghiệm viên cùng đánh giá (N là số lẻ) thì điểm trung bình chung là kết quả
trung bình cộng của n kiểm nghiệm viên, lấy chính xác 2 chữ số thập phân sau dấu
phẩy. Tích của trung bình cộng của một chỉ tiêu với hệ số quan trọng của chỉ tiên đó là điểm trung bình có trọng lượng của chỉ tiêu đó.
Điểm chung là tổng số điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan.
Sáu bậc đánh giá tương đương với nội dung mô tả bảng 3.14. Tiêu chuẩn Việt Nam
3215 – 79 quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm có điểm chung và các
Bảng 3.18. Cơ sở đánh giá chung chất lượng cảm quan thực phẩm Bậc đánh giá Điểm chưa có hệ số quan trọng Cơ sở đánh giá
0 5 Trong chỉ tiêu đang xét thì sản phẩm có tiêu chuẩn
tốt đặc trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm
không có sai lỗi hay khuyết tật nào
1 4 Sản phẩm có sai lỗi nhỏ hoặc khuyết tật nhỏ nhưng
không làm hỏng giá trị cảm quan của sản phẩm
2 3 Sản phẩm có sai lỗi nhỏ hoặc khuyết tật nhỏ hoặc cả
2 làm giảm giá trị cảm quan nhưng sản phẩm vẫn đạt
tiêu chuẩn
3 2 Sản phẩm có sai lỗi, khuyết tật hoặc cả 2 số lượng và mức độ sản phẩm không đạt chất lượng quy định
trong tiêu chuẩn nhưng sản phẩm vẫn có khả năng bán được
4 1 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm
trọng, không đạt mục đích sử dụng của sản phẩm đó, không bán được, bị coi là hỏng nhưng sau khi tái chế
có khả năng sử dụng được
5 0 Sản phẩm có khuyết tật hoặc mức độ sai lỗi trầm
trọng, sản phẩm được coi là hỏng không còn sử dụng được nữa
Cấp chất lượng Điểm chung Yêu cầu về điểm trung bình chưa có
trọng lượng
Loại tốt 18,6 ÷ 20 Các chỉ tiêu quan trọng nhất từ 4,7
trở lên
Loại khá 15,2 ÷ 18,5 Các chỉ tiêu quan trọng nhất từ 3,8
trở lên
Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mỗi chỉ tiêu từ 2,8 trở lên
Loại kém 7,2 ÷ 11,1 Mỗi chỉ tiêu từ 1,8 trở lên
Loại rất kém 4,0 ÷ 7,1 Mỗi chỉ tiêu từ 1,0 trở lên
Loại hư hỏng 0 ÷ 3,9 _
Để đạt yêu cầu chất lượng (loại trung bình) số điểm trung bình chưa có trọng lượng
của mỗi chỉ tiêu cảm quan là 2,8 và điểm trung bình chung ít nhất là 11,2 đối với
mỗi sản phẩm. Nếu một chỉ tiêu nào đó có điểm 0 thì nên tiến hành đánh giá lại chỉ tiêu đó. Khi hội đồng đã quyết định cho một chỉ tiêu nào đó đạt không thì sản phẩm đó bị đánh giá với số điểm bằng 0.
Đối với sản phẩm đồng nhất nhận xét của một thành viên hội đồng bị bác bỏ khi
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Đậu nành
Chọn loại đậu có chất tốt lượng (hạt đậu tròn mẩy, chất lượng đồng đều, có màu vàng sáng, hạt kém chất lượng như sâu mọt, hư hỏng ít, tỷ lệ hạt lép, hạt nứt vỡ
thấp).
2.1.2. Các chủng vi khuẩn lactic
Sử dụng chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus bulgaricusdo phòng thí nghiệm
vi sinh – khoa chế biến, trường Đại Học Nha Trang cung cấp và đã được kiểm tra khả năng sinh ra bacteriocin kháng khuẩn.
2.1.3. Nước dùng trong thí nghiệm
Nước dùng trong thí nghiệm là nước máy cung cấp bởi nhà máy nước thành phố Nha Trang.
2.2. Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu sản xuất đậu phụ bằng thạch cao: hàm lượng thạch cao dùng để kết
tủa protein đậu nành.
2. Nghiên cứu sản xuất đậu phụ bằng nước chua từ dịch lên men lactic:
Xác định thành phần dịch lên men lactic tạo nước chua
Xác định pH, nhiệt độ, thời gian kết tủa protein đậu nành
3. So sánh phương pháp sản xuất đậu phụ bằng nước chua từ dịch lên men lactic với phương pháp sản xuất đậu phụ bằng thạch cao và nước chua tự nhiên về:
Độ thu hồi đạm
Chất lượng cảm quan
Thời gian bảo quản 4. Đề xuất quy trình sản xuất
5. Đánh giá chất lượng sản phẩm, sơ bộ tính toán chi phí nguyên vật liệu và năng lượng.
2.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất đậu phụ bằng nước chua từ dịch lên men lactic dự kiến:
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất đậu phụ bằng nước chua từ dịch lên men lactic Bã Lọc thô Lọc tinh Ngâm 6 giờ Nước/ đậu = 1/6 Ngâm Đậu nành Xay Ép khuôn Kết tủa Sản phẩm Nước chua từ vi khuẩn lactic Đun sôi 10 phút Sữa đậu
2.3.2. Bố trí thí nghiệm
2.3.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm tổng quát
Xay 6 giờ Đậu nành Ngâm Xay Lọc thô Lọc tinh Dịch sữa đậu Đun sôi Kết tủa Chắt nước Ép khuôn Sản phẩm Đậu /nước = 1/6 Bã 10 phút Nước chắt pH = ? = ? T0 = ? Tỷ lệ thạch cao = ? g
Nước chua từ dịch lên men lactic
Sản xuất đậu phụ có chất lượng tốt liên quan nhiều yếu tố. Đối với sản xuất đậu bằng thạch cao, hàm lượng thạch cao rất quan trọng. Để có thể so sánh với các phương pháp sản xuất đậu phụ khác nhau cần phải xác định hàm lượng thạch cao
thích hợp. Trong khuôn khổ của đề tài sử dụng các kết quả nghiên cứu trước. Tuy
nhiên tỷ lệ thạch cao sử dụng có sự khác nhau. Tiến hành khảo sát lại tỷ lệ thạch cao
cần sử dụng kết tủa protein đậu nành.
Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lượng thạch cao kết tủa sữa đậu nành
Sữa đậu Kết tủa = 5 phút T0 = 900C Ép khuôn 1/30 1/24 1/20 Thạch cao/đậu Sản phẩm Cân sản lượng, Đo độ bền gel Đánh giá cảm quan Hàm lượng thạch cao thích hợp
2.3.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định một số thông số trong sản xuất đậu phụ
bằng nước chua từ dịch lên men lactic.
1. Xác định thành phần dịch lên men lactic tạo nước chua
Trong sản xuất đậu phụ thường người ta không thu hồi được toàn bộ protein
và các chất dinh dưỡng khác. Để tận thu nguồn dinh dưỡng này. Sử dụng nước trong sau khi ép đậu phụ làm dịch để lên men lactic tạo nước chua.
Tuy vậy để tăng hiệu quả cần bổ sung thêm dịch sữa đậu và glucose. Mặt khác
vi khuẩn lactic phát triển mạnh chuyển hóa đường thành acid lactic làm giảm pH, trong điều kiện phòng thí nghiệm theo dõi pH. Tiến hành nghiên cứu tỷ lệ đậu nành cần bổ sung theo sơ đồ thí nghiệm sau:
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần dịch lên men lactic
Lên men ở nhiệt độ phòng 36 h Đo pH Hàm lượng đậu thích hợp Ngâm Xay Lọc Để nguội
Nước trong sau khi ép đậu phụ Đun sôi Để nguội (40 ÷ 450C) Hấp tiệt trùng (1210C, 15 phút) Sữa đậu 10% Sữa đậu ở các nồng độ khác nhau 1% 2% 3% 4% Glucose 1%
2. Xác định điều kiện kết tủa protein đậu nành (pH, nhiệt độ, thời gian)
Trong đề tài này xác định bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. Trước
khi sử dụng quy hoạch thực nghiệm cần xác định các giá trị biên của miền thí
nghiệm.
a. Thăm dò khoảng pH kết tủa protein đậu nành
Mục đích: thăm dò khoảng pH thích hợp kết tủa protein đậu nành, việc thăm
dò dựa trên cơ sở sau: trong đậu nành globulin chiếm 85 ÷ 95% . Globulin có điểm đẳng điện là 5,5. Theo tài liệu các quá trình công nghệ cơ bản thì pH kết tủa protein
đậu nành là 4,6 ÷ 4,7. Vì vậy tiến hành thăm dò pH từ 4 ÷ 6,5. Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ sau:
Hình 2.5. Sơ đồ thí nghiệm thăm dò khoảng pH
Sữa đậu Sản phẩm Ép khuôn Kết tủa 4 4,5 5 5,5 6 6,5 = 5 phút T0 = 900C Chọn khoảng pH thích hợp Đo độ bền gel và khối
lượng
Đánh giá cảm quan
Mục đích: chọn được khoảng nhiệt độ thích hợp kết tủa sữa đậu.
Tùy theo tác nhân kết tủa mà bố trí thí nghiệm trong khoảng nhiệt độ thích hợp.
Theo quy trình sản xuất truyền thống sử dụng nước chua tự nhiên thì nhiệt độ kết
tủa là
95 ÷ 970C. Nếu sử dụng gói men đậu thì nhiệt độ kết tủa là 800C. Nếu dùng chanh thì nhiệt độ kết tủa khoảng 450C Tiến hành làm thí nghiệm trong khoảng 75 ÷ 950C
Hình 2.6. Sơ đồ thí nghiệm thăm dò khoảng nhiệt độ kết tủa protein đậu nành
Sữa đậu Kết tủa Ép khuôn Sản phẩm Chọn miền thí nghiệm Đo độ bền gel
Cân khối lượng gel
tạo thành Đánh giá cảm quan 950C 800C 750C 850C 900C Nhiệt độ kết tủa (0C) pH = ? chọn ở TN “a” = 5 phút
c. Thăm dò thời gian kết tủa protein đậu nành
Mục đích: xác định được thời gian kết tủa protein đậu nành. Các thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ sau:
Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian để kết tủa protein đậu nành
3 Kết tủa Sữa đậu T0 = chọn ở TN “b” pH = chọn ở TN “a”
Đánh giá khả năng đông tụ
Ép khuôn Sản phẩm Xác định thời gian thích hợp 7 4 5 6
Cân sản lượng Đo độ bền gel
Thời gian kết tủa
Sau khi làm thí nghiệm xác định và thu hẹp được miền thí nghiệm tiến
hành bố trí thí nghiệm tối ưu hóa công đoạn kết tủa. Với các yếu tố đầu vào là pH và nhiệt độ, các yếu tố đầu ra là sản lượng gel tạo thành và độ bền gel.
Chọn phương pháp quy hoạch trực giao cấp I, với số thí nghiệm 2k; với 2
mức của các yếu tố, k là yếu tố ảnh hưởng, k =2. Với mô hình toán học
Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b12X1X2 Trong đó:
b0: hệ số tự do
b1, b2, b3: Hệ số tuyến tính
b12, b13, b23: Hệ số tương tác đôi
Tối ưu hóa từng hàm mục tiêu riêng rẽ gồm các bước:
Chọn bước chuyển động δi của các yếu tố có Δi.δi max; δi = (0,3÷0,7).
Δi
Bước chuyển động của các yếu tố còn lại được tính theo công thức δi = δ1 . 1 . 1 . b j bj
(giả sử ta chọn bước chuyển động của yếu tố 1)
Tối ưu hóa hàm đa mục tiêu bằng phương pháp chập tuyến tính, gồm các bước sau:
Xây dựng hàm mục tiêu
Tìm nghiệm tối ưu cho từng hàm mục tiêu Chọn hệ số quan trọng cho từng hàm mục tiêu
Thực hiện thí nghiệm leo dốc cho chập tuyến tính và tìm nghiệm tối ưu
2.3.2.4. Bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả phương pháp sản xuất đậu bằng nước chua từ dịch lên men lactic nước chua từ dịch lên men lactic
1. Bố trí thí nghiệm xác định lượng protein thu hồi trong đậu phụ sản xuất
bằng thạch cao.
Mục đích: nhằm xác định được hiệu suất thu hồi protein ở đậu phụ sản xuất
bằng thạch cao. Sau đó đem so sánh với hiệu suất thu hồi protein ở đậu phụ sản xuất
bằng nước chua lên men lactic. Cách xác định protein tổng số được trình bày ở phụ
lục 2. Sau khi bố trí thí nghiệm xác định được hàm lượng thạch cao thích hợp để kết
tủa sữa đậu. Tiến hành sản xuất đậu phụ với thông số kỹ thuật này rồi đem mẫu đi xác định hàm lượng protein và thí nghiệm được bố trí như sau:
Hình 2.8. Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lượng protein thu hồitrong đậu phụ
sản xuất bằng thạch cao. Dịch sữa đậu Đun sôi Sữa đậu nành Kết tủa = 10 phút Tỷ lệ thạch cao sử dụng = ? chọn ở TN 2.3.2.2 = 5 phút T0 = 900C Ép khuôn Nước ép Xác định hàm lượng protein Sản phẩm Xác định hàm lượng protein
2. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng protein thu hồi trong đậu phụ sản
xuất bằng nước chua từ dịch lên men lactic.
Mục đích: bố trí thí nghiệm này nhằm đánh giá được khả năng thu hồi protein
khi sử dụng tác nhân kết tủa là nước chua từ dịch lên men lactic.
Sau khi ép khuôn thu được nước trong và bánh đậu phụ. Từ nước trong chuẩn
bị 3 mẫu, mỗi mẫu 10 ml, đi vô cơ hóa rồi xác định protein. Từ bánh đậu phụ, cắt
lấy miếng nhỏ nghiền nhuyễn, sau đó cân 3 mẫu, mỗi mẫu khoảng 0,5 g (để thời gian vô cơ nhanh). Phương pháp xác định protein tổng số được trình bày ở phụ lục
2. Thí nghiệm xác định hàm lượng protein được bố trí như sau:
Hình 2.9. Sơ đồ thí nghiệm xác định hàm lượng protein thu hồi trong đậu phụ
sản xuất bằng nước chua từ dịch lên men lactic
Sản phẩm Xác định hàm lượng protein Dịch sữa đậu nành Đun sôi Sữa đậu nành Kết tủa Ép khuôn = 10 phút = chọn từ TN “c” pH = chọn từ TN “a” T0 = chọn từ TN “b” Xác định hàm lượng protein Nước ép
3. Đánh giá cảm quan sản phẩm theo phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn
TCVN 3215 – 79
Tiến hành thành lập hội đồng cảm quan gồm 5 thành viên đã qua huấn luyện. Các thành viên đánh giá cảm quan dựa vào bảng mô tả thang điểm cảm quan đã
được xây dựng trước. Đánh giá chất lượng sản phẩm theo phương pháp cho điểm
3215 – 79. Các thành viên trong hộ đồng cảm quan dựa vào bảng mô tả thang điểm
cảm quan của đậu phụ như sau
Bảng 2.1. Bảng mô tả thang điểm cảm quan của đậu phụ
Tên chỉ
tiêu
Điểm Yêu cầu
5 Lớp vỏ màu trắng ngà, vết cắt màu trắng sữa, màu sắc đồng đều,
không có bất kỳ đốm màu lạ nào trên miếng đậu, nước thoát ra