Thời gian lên men phụ nấm men lên men mạnh còn vi khuẩn không lên men lactic nữa. Ở giai đoạn này quyết định mùi vị đặc trưng cho sản phẩm sữa chua có bổ sung nấm men nên cần nghiên cứu thời gian lên men phụ với mẫu đã tối ưu tỷ lệ nấm men bổ sung và thời gian lên men chính ở thí nghiệm trên.
Mẫu 1 2 3 4 5 Thời gian (h) 10 11 12 13 14 ↓ Cảm quan ↓ Chọn thời gian thích hợp Tiến hành:
Nhân giống nấm men như thí nghiệm trên với tỷ lệ nước:sữa và bổ sung tỷ lệ nấm men đã tối ưu hóa ở hai thí nghiệm trên cho lên men chính 8 giờ, ở pH 4.2÷4.5, nhiệt độ lên men 40÷450C, rồi cho làm lạnh (trong tủ lạnh) 8÷12 giờ, giữ điều kiện lạnh trên cho lên men phụ ở các thời gian 10h,11h, 12h, 13h, 14h rồi lấy ra đánh giá cảm quan chọn thời gian lên men phụ thích hợp.
2.2.4.6.Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng đạm (protein hòa tan) ở hai mẫu đối chứng và mẫu nghiên cứu
Sữa chua có bổ sung nấm men có tác dụng làm tăng chất lượng sản phẩm nên cần phải so sánh với mẫu đối chứng để chứng minh.
Mẫu đối chứng Mẫu có bổ sung nấm men
↓ ↓
Xác định lượng đạm (proteinhòa tan)
↓
So sánh
↓
Đánh giá kết quả
Tiến hành:
Từ mẫu sản phẩm đã được nghiên cứu với mẫu đối chứng đem đi xác định lượng đạm (protein) rồi so sánh đánh giá kết quả.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUÂN
3.1.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ NƯỚC:SỮA TRONG NHÂN GIỐNG NẤM MEN
Khi lượng sinh khối nấm men tăng lên thì giá trị mật độ quang OD cũng tăng lên do các tế bào nấm men phân tán ánh sáng khi chiếu ánh sáng qua dung dịch càng nhiều. Sau khi tiến hành bố trí và làm thí nghiệm, tôi lấy 5 mẫu để đo mật độ quang OD ở bước sóng 620nm và ghi nhận được các kết quả thể hiện ở hình 3.1 và bảng 3.1 phụ lục. 39000 37839 M ậ t độ quang OD 38000 37331 37000 36000 34944 35000 33966.5 34000 32733.5 33000 32000 31000 30000 7:1 3:1 4:1 5:1 6:1 Tỷ lệ nước:sữa
Hình 3.1: Sự biến đổi mật độ quang của dịch pha loãng sinh khối nấm men S.cerevisiae theo tỷ lệ nước:sữa trong nhân giống nấm men Nhận xét
Qua hình 3.1 ta thấy:
- Tại tỷ lệ nước:sữa 5:1 thì giá trị OD620nm đạt cao nhất là 37839 tức lượng sinh khối nấm men là nhiều nhất.
- Tại tỷ lệ nước:sữa 7:1 thì giá trị OD620nm đạt giá trị thấp nhất là 32733.5 tức lượng sinh khối nấm men là ít nhất.
- Tại tỷ lệ nước:sữa 3:1 thì giá trị OD620nm đạt 34944. - Tại tỷ lệ nước:sữa 4:1 thì giá trị OD620nm đạt 37331. - Tại tỷ lệ nước:sữa 6:1 thì giá trị OD620nm đạt 33966.5.
Qua các thí nghiệm trên ta thấy khi tỷ lệ pha loãng sữa tăng từ 3:1 đến 4:1 rồi đến 5:1 thì giá trị OD620nm tăng dần từ 34944 đến 37839 (tức lượng sinh khối nấm men tăng dần). Nhưng khi tỷ lệ pha loãng tăng lên 6:1 và 7:1 thì giá trị OD620nm
giảm xuống 32733.5 (tức lượng sinh khối nấm men giảm). Chọn tỷ lệ sữa:nước = 5:1 là cho sinh khối nấm men nhiều nhất với lượng tế bào là 165 khuẩn lạc/ml.
Điều này có thể giải thích như sau nồng độ cơ chất hoà tan thường gây áp suất thẩm thấu lên màng tế bào nấm men. Khi chất hoà tan trong môi trường quá cao, trong tế bào nấm men xảy ra hiện tượng tách nước ra ngoài môi trường. Vì thế ở tế bào xảy ra hiện tượng mất nước hay còn gọi teo nguyên sinh chất. Do đó làm thay đổi khả năng trao đổi chất của tế bào, làm tế bào nấm men bị ức chế có thể chết. Khi nồng độ đường thấp thì không đủ chất dinh dưỡng cho nấm men sinh trưởng phát triển.
3.2.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ NƯỚC:SỮA TRONG SẢN XUẤT SỮA CHUA
Sau khi tiến hành thí nghiệm tôi lấy 5 mẫu đánh giá chất lượng cảm quan va ghi nhận được các kết quả thể hiện ở hình 3.2 và bảng 3.2 phụ lục.
15.4
15.2 15.2
Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ nước:sữa trong sản xuất sữa chua đến chất lượng cảm quan của sữa chua
14.9 14.8 14.5 14.4 14 14.2 14.4 14.6 14.8 Đ i ể m c ả m quan 15 2:1 3:1 1:1 1.5:1 2.5:1 Tỷ lệ nước:sữa
Nhận xét:
Qua hình 3.2 ta thấy:
- Khi tỷ lệ nước:sữa 1.5:1 cho điểm cảm quan cao nhất là 15.2 - Khi tỷ lệ nước:sữa 3:1 cho điểm cảm quan thấp nhất là 14.4 - Khi tỷ lệ nước:sữa 1:1 cho điểm cảm quan là 14.9
- Khi tỷ lệ nước:sữa 2:1 cho điểm cảm quan là 14.8. - Khi tỷ lệ nước:sữa 2.5:1 cho điểm cảm quan là 14.5.
Điều này có thể giải thích như sau: lượng nước quá ít thời gian lên men lâu sữa chua còn ngọt, sữa chua có trạng thái quá đặc và đặc biệt chi phí quá cao. Lượng nước quá nhiều thời gian lên men nhanh sữa chua quá chua, sữa chua có trạng thái quá loãng và có thể hình thành tinh thể đá khi làm đông. Tỷ lệ nước sữa phù hợp nhất là 1.5:1.
3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ BỔ SUNG NẤM MEN
Sau khi tiến hành thí nghiệm tôi lấy 5 mẫu đánh giá chất lượng cảm quan va ghi nhận được các kết quả thể hiện ở hình 3.3 và bảng 3.3 phụ lục.
18 15.7 16 14.9 13.9 13.5 14 13 Đ i ể m c ả m q u an 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 Tỷ lệ bổ sung nấm men (%)
Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung nấm men đến chất lượng cảm quan của sữa chua
Nhận xét:
Qua hình 3.3 ta thấy:
- Khi tỷ lệ nấm men bổ sung 2% cho điểm cảm quan cao nhất là 15.7. - Khi tỷ lệ nấm men bổ sung 5% cho điểm cảm quan thấp nhẩt là 13. - Khi tỷ lệ nấm men bổ sung 1% cho điểm cảm quan là 13.9.
- Khi tỷ lệ nấm men bổ sung 3% cho điểm cảm quan là 14.9. - Khi tỷ lệ nấm men bổ sung 4% cho điểm cảm quan là 13.5.
Điều này có thể giải thích như sau: lượng nấm men bổ sung ít chưa đủ tạo hương vị cho sản phẩm, lượng nấm men nhiều cho lên men rượu nhiều làm giảm chất lượng sữa chua.
3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỜI GIAN LÊN MEN CHÍNH (I)
Sau khi tiến hành thí nghiệm tôi lấy 5 mẫu ở 5 thời điểm khác nhau đánh giá chất lượng cảm quan. Kết quả điểm cảm quan ghi nhận được thể hiện ở hình 3.4 và bảng 3.4 phụ lục. 18 15.9 16 13.6 13.6 13.6 12.8 Đ i ể m c ả m q u an 14 12 10 8 6 4 2 0 4 6 8 10 12
Thời gian lên men chính (h)
Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian lên men chính (I) đến chất lượng cảm quan của sữa chua
Nhận xét
Qua hình 3.4 ta thấy:
- Tại 8h cho diểm cảm quan cao nhất là 15.9 - Tại 12h cho điểm cảm quan thấp nhất là 12.8 - Tại 4h, 5h, 10h đều cho điểm cảm quan là 13.6
Điều này có thể giải thích như sau: thời gian lên men ngắn chưa đủ để lên men sữa chua, thời gian lên men lâu quá sinh nhiều acid lactic làm tăng độ chua cho phép và làm giảm chất lượng sữa chua. Ở 8h là phù hợp nhất cho lên men sữa chua.
3.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỜI GIAN LÊN MEN PHỤ (II)
Sau khi tiến hành thí nghiệm tôi lấy 5 mẫu ở 5 thời điểm khác nhau đánh giá chất lượng cảm quan. Kết quả điểm cảm quan ghi nhận được thể hiện ở hình 3.5 và bảng 3.5 phụ lục. 17.3 17.2 17.2 17.1 Đ i ể m c ả m q u an 17 17 16.9 16.9 16.8 16.7 16.7 16.7 16.6 16.5 16.4 10 11 12 13 14
Thời gian lên men phụ(h)
Hình 3.5: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian lên men phụ (II) đến chất lượng cảm quan của sữa chua
Nhận xét:
Qua hình 3.5 ta thấy:
- Tại thời điểm 12h cho điểm sảm quan cao nhất là 17.2.
- Tại thời điểm 10h và 14h cho điểm cảm quan thấp nhất là 16.7. - Tại thời điểm 11h cho điểm cảm quan là 16.9.
- Tại thời điểm 13h cho điểm cảm quan là 17.
Điều này có thể giải thích như sau: thời gian lên men ngắn chưa đủ để lên men rượu làm tăng mùi hương cho sản phẩm, thời gian lên men lâu quá sinh nhiều chất làm giảm chất lượng sữa chua. Ở 12h là phù hợp nhất cho lên men sữa chua và lên men rượu tạo mùi hương hài hòa.
3.6.KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH LƯỢNG ĐẠM Ở CẢ 2 MẪU ĐỐI CHỨNG VÀ MẪU CÓ BỔ SUNG NẤM MEN VÀ MẪU CÓ BỔ SUNG NẤM MEN
Sau khi có sản phẩm cuối cùng với các chỉ tiêu tối ưu đã nhiên cứu ở trên tôi đem mẫu thí nghiệm cùng với mẫu đối chứng đi đo lượng đạm tổng số, đạm thối và đạm tổng quát. Kết quả đo được thể hiện ở hình 3.6 và bảng 3.6 phụ lục.
Hình 3.6: Biểu đồ so sánh lượng đạm (protein hòa tan) giữa mẫu đối chứng và mẫu có bổ sung nấm men Nhận xét
Qua hình 3.6 ta thấy:
- Lượng đạm của mẫu M2 là 3.7g - Lượng đạm của mẫu M1 là 3.3g
Điều này có thể giải thích như sau: nấm men có thành phần đạm cao làm tăng lượng đạm cho sản phẩm sữa chua.
3.3 3.7 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 L ượ ng đạ m (g) M1 M2
3.7. SO SÁNH ĐIỂM CẢM QUAN GIỮA MẪU ĐỐI CHỨNG VÀ MẪU CÓ BỔ SUNG NẤM MEN MẪU CÓ BỔ SUNG NẤM MEN
Với sản phẩm cuối cùng trên tôi đem mẫu thí nghiệm cùng với mẫu đối chứng đi đánh giá cảm quan. Kết quả điểm cảm quan thể hiện ở bảng 3.7 và bảng 3.8.
Bảng 3.7: Bảng điểm cảm quan của mẫu có bổ sung nấm men
Điểm của các kiểm nghiệm viên Chỉ tiêu chất lượng A B C D E Tổng số điểm Điểm trung bình Hệ số quan trọng Điểm trọng lượng 1. Màu sắc 4 5 4 4 3 20 4 0.5 2 2. Mùi 4 5 4 5 4 22 4.4 1.5 6.6 3. Vị 5 4 4 4 5 22 4.4 1 4.4 4.Trạng thái 5 4 4 4 4 21 4.2 1 4.2 tổng 4 17.2
Tổng điểm có trọng lượng của sản phẩm là 17.2 đối chiếu với bảng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 thì sản phẩm sữa chua bổ sung nấm men đạt loại khá.
Bảng 3.8: Bảng điểm cảm quan của mẫu đối chứng
Điểm của các kiểm nghiệm viên Chỉ tiêu chất lượng A B C D E Tổng số điểm Điểm trung bình Hệ số quan trọng Điểm trọng lượng 1. Màu sắc 4 5 4 4 4 21 4.2 0.5 2.1 2. Mùi 4 4 4 5 3 20 4 1.5 6 3. Vị 5 4 4 4 5 22 4.4 1 4.4 4.Trạng thái 5 4 4 4 4 22 4.4 1 4.4 Tổng 4 16.9
Tổng điểm có trọng lượng của sản phẩm là 16.9 đối chiếu với bảng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 thì sản phẩm sữa chua bổ sung nấm men đạt loại khá.
3.8.ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA BỔ SUNG NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE
2% Nấm men Saccharomyces cerevisiae Cấy chủng vi sinh vật 3 % Vi khuẩn Lactobacillus bulgarius Streptococcus thermophillus Rót hũ
Pha loãng (nước:sữa là 1.5:1) Sữa nguyên liệu
Làm lạnh (12h)-lên men phụ (12h) Lên men chính (8h)
Thành phẩm
ÄGiải thích quy trình Chuẩn bị sữa nguyên liệu
1 lon sữa đặc có đường pha loãng với 1.5 lon nước sôi rồi cho thêm 1 bì sữa tiệt trùng – không đường. Sữa được làm nguội tới nhiệt độ lên men 40÷45oC rồi cấy chủng vi sinh vật vào.
Cấy chủng vi sinh vật
Tác nhân lên men lactic là hai vi khuẩn lên men lactic đồng hình
Streptococcus themophilus và Lactobacterium bulgaricum có trong hủ sữa chua
(của hãng Vinamilk) ở lần lên men trước, bổ sung 1 hủ vào dịch sữa đã chuẩn bị. Nấm men Saccharomyces cerevisiae sau khi được hoạt hóa (48h, 250C) đem đi nhân giống trong môi trường sữa, nhiệt độ 28÷300C trên máy lắc ổn nhiệt 220v/phút để nấm men làm quen với môi trường và tăng sinh khối đến lượng tế bào
S.cerevisiae cần thiết.
Dịch sau khi nhân giống bổ sung vào dịch sữa đã cấy vi khuẩn lactic với tỷ lệ 2%, 1.36.1011 tế bào/ml
Quá trình lên men chính tạo sữa chua:
Sau khi cấy chủng vi sinh vật, khuấy trộn đều vào trong sữa. Tiếp theo rót hủ rồi cho lên men chính ở 40÷45 oC, 8h.
Ở giai đoạn này, quá trình lên men được tiến hành ở 42÷45oC. Quá trình lên men lactic xảy ra một cách mạnh mẽ. Lúc này casein sữa bị kết tủa ở điểm pH đẳng điện, sữa được đông tụ, đạt độ chua cần thiết người ta căn cứ vào cục đông của sữa và độ chua để kết thúc quá trình lên men: cục đông phải đặc, đồng nhất, không có hiện tượng nước – sữa tách rời nhau ra; độ chua phải đạt 60÷80oT (1oT (1 độ Tesner) = số ml NaOH hay KOH cần để trung hòa 100ml sữa).
Lên men lactic là quá trình chính trong sản xuất sữa chua. Nhóm vi khuẩn lactic cũng là nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong công nghệ chế biến sữa nói chung.
Acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men theo phương trình sau: C12H22O11 + H2O → 4C3H6O3
Lactose Acid lactic Cơ chế đông tụ của sữa chua:
NH2-R(COO)2Ca+2CH3CHOHCOOH→NH2R(COO)2+(CH2CHOHCOO)2Ca Caseinat canxi Acid lactic Acid caseic Latat canxi
Acid lactic tác dụng với phức canxi phosphate – casein làm tách canxi ra khỏi phức và chuyển nó thành dạng không hòa tan, sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ.
Tùy thuộc vào từng chủng giống vi khuẩn được sử dụng và nhiệt độ lên men mà thời gian lên men dài – ngắn khác nhau. Thông thường 8÷12 giờ. Khi sữa có độ chua đạt yêu cầu thì phải kết thúc nhanh quá trình lên men bằng phương pháp làm lạnh nhanh. Nếu không làm lạnh nhanh, độ chua tăng, nước sẽ tách ra khỏi sữa. Ở quy mô sản xuất công nghiệp điều nói trên được lưu ý một cách thích đáng.
Đồng thời quá trình lên men lactic là quá trình lên men rượu do nấm men làm rút ngắn thời gian lên men.
C12H22O11 + H2O nâmmen → 4C
2H5OH + 4 CO2
Lactose Rượu ethylic
Giai đoạn làm lạnh và lên men phụ:
Kết thúc giai đoạn trên, dịch lên men được chuyển sang điều kiện lạnh 8÷10oC (cho vào ngăn dưới của tủ lạnh). Thời gian của giai đoạn làm lạnh là 12
giờ. Trong giai đoạn này xảy ra sự thay đổi lý hóa của quên sữa. Quá trình lên men lactic vẫn còn nhưng chỉ xảy ra ở mức độ yếu, sữa tiếp tục đông tụ. Lúc này lipid trong sữa trở nên rắn, nước tự do liên kết với protein làm sữa đông đặc thêm, các protid trương nở, làm giảm lượng ẩm tự do; trạng thái sản phẩm trở nên min. Ngoài ra ở giai đoạn này còn xảy ra quá trình tạo hương cho sữa làm cho sữa chua có mùi rất đặc trưng. Đây là giai đoạn rất quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị trạng thái cần thiết. Chỉ sau khi kết thúc quá trình này người ta mới có được sữa chua thành phẩm.
Sau khi làm lạnh, còn giữ sản phẩm 12 giờ trong điều kiện lạnh 8÷10oC để lên men phụ (nấm men lên men). Kết thúc quá trình lên men phụ (12h). Sản phẩm được đưa đi bảo quản 4÷60C. Ở giai đoạn này vi khuẩn lactic không phát triển được nhưng nấm men lại hoạt động mạnh, tạo ra rượu, khí CO2 và một số chất khác nâng cao chất lượng sản phẩm.
3.9.SƠ BỘ TÍNH CHI PHÍ THỰC NGHIỆM
Một quy trình công nghệ có ý nghĩa thực tế khi nó được ứng dụng vào sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Việc tính giá thành sản phẩm có ý nghĩa rất quan trọng vì nhờ nó mà người sản xuất thấy được sản phẩm sản xuất ra có được người mua chấp nhận không, có thu được lợi nhuận không.
Việc tính giá thành sản phẩm sản xuất phải dựa trên một dây chuyền sản công nghệ cụ thể, có định mức lao động, có công suất rõ ràng, có giá cả thu mua nguyên liệu chính, phụ ổn định… Nhưng ở đây sản phẩm được sản xuất ra ở mức độ thí nghiệm nên mọi chi phí chỉ ở mức tương đối. Vì vậy mà giá thành tôi tính dưới đây cũng chỉ là tương đối.