a. Sản xuất acid lactic: [12]
Nguyên liệu dùng để sản xuất acid lactic là: rỉ mật, đƣờng, tinh bột đã đƣợc đƣờng hoá. Nồng độ đƣờng sử dụng cho quá trình lên men lactic từ 8 đến 20%. Nếu nguyên liệu là rỉ mật phải làm trong để loại bỏ các hợp chất chứa nitơ.
Quá trình lên men lactic xảy ra rất tốt trong môi trƣờng acid, tuy nhiên vi khuẩn lactic không có khả năng chịu đƣợc nồng độ acid quá cao. Khi nồng độ acid quá cao sẽ ảnh hƣởng đến sự phát triển của vi khuẩn, vì vậy cần phải điều chỉnh độ pH của môi trƣờng từ 6.2 ÷ 6.5. Trong thực tế sản xuất ngƣời ta thƣờng bổ sung vôi tôi hoặc cacbonat canxi để giữ pH của môi trƣờng không thay đổi. Acid lactic sẽ thu đƣợc ở dạng muối canxi lactat.
Nhiệt độ tối ƣu cho quá trình lên men lactic là 500
C, trong quá trình lên men lactic có nhiều vi khuẩn tham gia vì vậy sản phẩm thu đƣợc ngoài acid lactic còn có CO2 và một số sản phẩm phụ khác.
Ngƣời ta sản xuất acid lactic theo cách lên men đồng hình sau đó tinh chế thành acid lactic tinh khiết để ứng dụng vào trong ngành công nghệ thực phẩm, thay thế acid citric trong sản xuất bánh kẹo, đồ hộp…
Trong công nghiệp nhẹ, acid lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn, vecni, nhuộm và thuộc da.
Trong công nghiệp rƣợu, acid lactic đƣợc dùng dƣới dạng muối của canxi.
b. Chế biến các sản phẩm sữa:[12]
Trong sữa chứa đƣờng, cazein và các loại muối khoáng khác nên là môi trƣờng thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Trong sữa bình thƣờng chứa khá nhiều vi sinh vật (khoảng 300 đến 400tb/1ml), vi sinh vật xâm nhập vào sữa bằng nhiều con đƣờng khác nhau. Để sản xuất các sản phẩm sữa khác nhau ngƣời ta dùng các giống vi khuẩn lactic khác nhau. Ứng dụng vi sinh vật vào trong chế biến sữa đƣợc biết từ rất lâu.
- Sản xuất sữa chua: nguyên tắc làm sữa chua là do sự phát triển của vi khuẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein trong sữa bị đông tụ. Sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt và có mùi vị thơm ngon. Quá trình làm sữa chua ngƣời ta thƣờng sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic đồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành mùi thơm đặc trƣng của sữa chua.
- Sản xuất phomat: để sản xuất phomat ngƣời ta dùng enzyme đông kết thu cazein trong sữa, sau đó tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng. Tuỳ loại phomat mà trong quá trình ủ chín ngƣời ta sử dụng các loài vi sinh vật khác nhau. Các loại vi sinh vật thƣờng đƣợc sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic, nấm mốc…
c. Muối chua rau quả:[12]
Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản là bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh dƣỡng, giá trị cảm quan của rau quả. Nguyên tắc để muối chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng của vi khuẩn gây thối rữa.
Hiện nay có rất nhiều sản phẩm rau quả muối chua đƣợc sử dụng rộng rãi ở Việt
Nam cũng nhƣ trên thế giới. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 26 ÷ 350
C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này vi khuẩn butyric có thể phát triển mạnh nên trên thực tế ngƣời ta khống chế ở nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 250C. Thông thƣờng vi khuẩn lactic chịu đƣợc nhiệt độ thấp hơn so với vi khuẩn khác, vì vậy trong muối chua cần tăng nhanh độ acid để loại trừ khả năng nhiễm của một số loài vi sinh vật khác.
d. Ủ chua thức ăn gia súc:[12]
Từ lâu ngƣời ta đã biết sử dụng quá trình lên men lactic để ủ chua thức ăn gia súc. Phƣơng pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết đối với các trại chăn nuôi gia súc.
Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc nếu đem phơi khô sẽ làm giảm 50% giá trị của chúng. Nhƣng nếu ta đem ủ chua thì chỉ giảm khoảng 10% giá trị. Đặc biệt bằng phƣơng pháp ủ chua sẽ tăng nhiều chỉ số dinh dƣỡng khác của thức ăn.
Một trong những phƣơng pháp phổ biến là ủ chua thức ăn thủ công. Các loại thức ăn gia súc là thực vật đƣợc băm nhỏ rồi cho vào vật chứa, cho thêm một ít nƣớc vo gạo. Sau đó ủ kín 1 đến 2 ngày và cho gia súc ăn. Nhiệt độ thích hợp cho khối ủ là 25 ÷ 300C. Hiện nay trong quá trình ủ chua ngƣời ta còn còn cho thêm muối với hàm lƣợng từ 0.1 ÷ 0.5% so với nguyên liệu với mục đích làm tăng khả năng trích ly các chất và tăng cƣờng khả năng trao đổi chất của vi sinh vật.
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.
2.1.1. Nguyên liệu chính (hồng xiêm).
Hồng xiêm sử dụng cho việc nghiên cứu đƣợc mua từ chợ Vĩnh Hải, Nha Trang nguyên liệu này có xuất xứ từ đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh lân cận, thuộc giống Sabôxiêm ruột hồng.
Sau khi thu mua nguyên liệu, cần phải lựa chọn, phân loại để đƣợc nguyên liệu đạt tiêu chuẩn cho việc nghiên cứu.
Yêu cầu nguyên liệu ban đầu:
+ Hồng xiêm chín, không dập nát, ấn tay thấy mềm. + Bề mặt bóng, có màu vàng xám.
+ Kích thƣớc đồng đều.
Hình 2.1:Quả hồng xiêm.
2.1.2. Nguyên liệu phụ: a. Nƣớc. a. Nƣớc.
Sử dụng nƣớc máy cho quá trình rửa nguyên liệu, sử dụng trong bể ổn nhiệt cho quá trình lên men. Dùng nƣớc đã tiệt trùng để điều chỉnh hàm lƣợng đƣờng.
Sử dụng acid ascorbic ở dạng bột, bổ sung vào nƣớc quả với hàm lƣợng 0.03% để chống oxy hóa dịch quả sau khi ép.
c. Vi khuẩn lactic.
Trong quá trình lên men lactic nƣớc hồng xiêm, tôi sử dụng 2 loại vi khuẩn thƣờng gặp trong sữa chua ăn liền của Vinamilk đó là Streptococus thermophilus và
Lactobacilus bulcagicus. Hai loại vi khuẩn này đƣợc phân lập tại phòng thí nghiệm vi sinh, trƣờng đại học Nha Trang.
Đặc điểm của hai loại vi khuẩn này: - Hoạt động trong môi trƣờng yếm khí. - Phát triển tốt ở pH = 6.2 – 6.5. - Nhiệt độ phát triển thích hợp: + Streptococus thermophilus:300C. + Lactobacilus bulcagicus: 42 - 450C. - Nồng độ đƣờng thích hợp để lên men: 5 – 200Bx. - Bị ức chế khi pH 3. - Bị ức chế ở nhiệt độ < 100C.
- Chúng chỉ có khả năng lên men lactic đồng hình vì không có enzyme photphorketolase.
d. Natri cacbonat (Na2CO3).
Sử dụng natri cacbonat ở dạng bột, đem hòa tan vào nƣớc cất tạo dung dịch Na2CO3 10%, sau đó bổ sung vào dịch quả để điều chỉnh pH đến 6.2 – 6.5.
e. Enzyme pectinase:
Enzyme pectinase có tác dụng phân hủy nhóm metoxyl làm nƣớc quả lắng cặn. Sử dụng với liều lƣợng 0.2 – 0.4%, cho vào nƣớc quả và giữ ở nhiệt độ 40 - 420C để tạo điều kiện cho enzyme hoạt động và giữ ở nhiệt độ trên 3 – 4 giờ.
Natri benzoat là một chất bảo quản thực phẩm, dạng bột trắng, hòa tan đƣợc trong nƣớc và rất dễ tan trong nƣớc nóng. Đây là chất kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm men trong môi trƣờng acid.
2.1.3. Bao bì.
- Bao bì sử dụng cho nƣớc giải khát lên men lactic là bao bì thủy tinh. - Chai thủy tinh cần đảm bảo một số yêu cầu sau:
+ Đảm bảo độ bền hóa học, độ bền cơ học.
+ Thành chai phải đều, không có vết nứt, không có vết nhăn, miệng chai bằng phẳng, không vết sứt mẻ.
+ Nắp chai làm bằng sắt, đƣợc mạ kẽm và có sơn lớp vecni chống rỉ. Nắp chai phải đảm bảo tạo độ kín cho chai thủy tinh.
- Loại chai thủy tinh sử dụng cho nƣớc giải khát lên men lactic từ hồng xiêm có dung tích 240ml.
2.1.4. Hóa chất.
- NaOH 0.1N (pha từ ống chuẩn). - Phenolphtalein.
- HCl 0.1N. - Na2CO3 P.A.
Và các hóa chất để xác định hàm lƣợng đƣờng khử của nguyên liệu (trình bày ở phần 2.2.1.6). 2.1.5. Thiết bị sử dụng. - Khúc xạ kế 1E - pH kế - Nồi hấp thanh trùng - Tủ sấy tiệt trùng - Bếp điện - Tủ sấy - Tủ nung vuông - Buret - Cân phân tích - Nhiệt kế - Tủ lạnh - Cân đồng hồ 1kg - Bể ổn nhiệt - Một số thiết bị khác
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu: 2.2.1. Phƣơng pháp hóa lý: 2.2.1. Phƣơng pháp hóa lý:
Để cho quá trình nghiên cứu đƣợc tiến hành thuận lợi và thu đƣợc kết quả chính xác, tôi chọn những phƣơng pháp thích hợp nhất, thỏa mãn các yêu cầu:
- Phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản, nhanh, chính xác, sai số trong phạm vi cho phép.
- Phƣơng tiện, dụng cụ, hóa chất cần thiết cho phƣơng pháp phải dễ kiếm trong điều kiện thực tế.
2.2.1.1. Xác định hàm lƣợng nƣớc bằng phƣơng pháp sấy.
2.2.1.2. Xác định hàm lƣợng tro (khoáng) bằng phƣơng pháp xác định tro toàn phần.
2.2.1.3. Xác định nồng độ chất khô bằng khúc xạ kế. 2.2.1.4. Xác định độ pH bằng máy đo pH.
2.2.1.5. Xác định hàm lƣợng acid tổng số theo acid citric.
2.2.1.6. Xác định hàm lƣợng đƣờng khử bằng phƣơng pháp Graxianop (phƣơng pháp Ferixianua kali). [2]
- Nguyên tắc:
Phƣơng pháp này dùng chất oxy hóa là ferixianua kali, có phản ứng chính: 2K3[Fe(CN)6] + 2KOH 2K4Fe(CN)6 + H2O + O.
Tiếp theo, oxy nguyên tử oxy hóa mạnh đƣờng để tạo ra acid tƣơng ứng.
CH2OH(CHOH)4 + 2O. HOOC(CHOH)4COOH
Phản ứng tổng quát:
4K3[Fe(CN)6] + 4KOH + CH2OH(CHOH)4CHO 4K4[Fe(CN)6] +
HOOC(CHOH)4COOH + 2H2O
- Dụng cụ, hóa chất:
+ Dụng cụ, vật liệu thông thƣờng của phòng thí nghiệm nhƣ pipet các loại, buret, bình tam giác, phễu thủy tinh, giấy lọc…
+ Nồi cách thủy. + Nhiệt kế đo đƣợc đến 1000 C. + HCl tinh khiết (d = 1.19 g/ml). + Phenolphtalein 1%. + Methylene xanh. + Ferixianua kali 1%. + Dung dịch KOH 2.5N. + Giấy đo pH. + Dung dịch NaOH 20%, 10%, 1%. - Tiến hành: + Chuẩn bị dịch mẫu:
Cân một lƣợng mẫu, tính sao cho phần lọc để chuẩn độ sẽ có nồng độ đƣờng (biểu thị bằng glucose) vào khoảng 4 – 10%.
Cho lƣợng mẫu thử vào bình định mức dung tích 250ml, tráng lại dụng cụ đựng mẫu vài lần bằng nƣớc cất và cho cả vào bình (chú ý không quá 250ml).
Trung hòa acid hữu cơ có trong mẫu thử bằng dung dịch NaOH 10% đến pH = 7 (kiểm tra bằng giấy đo pH).
Tiến hành thủy phân bằng cách lấy 50ml dung dịch lọc cho vào bình định mức, với 5ml HCl đậm đặc. Đóng nút bình có cắm sẵn một nhiệt kế đo đƣợc đến 1000C. Đặt bình vào trong nồi cách thủy (nƣớc đã đun đến 750
C). Sau 2 phút dung dịch thủy phân trong bình phải đạt đến 680C, giữ dung dịch ở nhiệt độ 68 - 700C trong đúng 5 phút. Làm nguội nhanh chóng dƣới vòi nƣớc chảy.
Trung hòa dung dịch trƣớc bằng NaOH 20%, sau bằng NaOH 0.1% với phenolphtalein làm chỉ thị màu. Làm nguội đến nhiệt độ phòng và thêm nƣớc cất vừa đủ 100ml. Dung dịch này dùng để chuẩn độ.
+ Dùng pipet lấy 20ml dung dịch ferixianua kali 1% cho vào bình tam giác 250ml. Sau đó cho vào 5ml dung dịch KOH 2.5N và 3 – 4 giọt methylene xanh. Lắc đều và đặt trên bếp điện sao cho đun 1 – 2 phút thì sôi. Tiếp theo dùng dung dịch đƣờng khử cần phân tích chuẩn nhỏ liên tục vào bình và để bình sôi liên tục đến mất màu của methylene xanh. Đọc thể tích dung dịch đƣờng khử cần phân tích chuẩn đã tiêu tốn.
- Tính kết quả:
Hàm lƣợng đƣờng khử trong dung dịch cần phân tích sẽ tính theo công thức: 1000
m a
D (g/l)
Trong đó:
m: Số ml dịch đƣờng tiêu hao khi chuẩn 20ml ferixianua kali 1%. a: Lƣợng glucose tƣơng ứng với 20ml dung dịch ferixianua kali 1%.
Xác định hệ số a: Cân 0.5g glucose hoặc fructose tinh khiết sấy khô, pha với nƣớc cất thành 100ml. Dùng dung dịch này làm chuẩn để chuẩn với 20 ml dung dịch ferixianua kali 1% xem nó tƣơng ứng với bao nhiêu mg đƣờng.
2.2.2. Phƣơng pháp vi sinh.
Phƣơng pháp phân lập vi khuẩn lactic bằng cách cấy ria trên đĩa thạch dùng môi trƣờng MRS Agar.
Thành phần các chất có trong môi trƣờng MRS agar đƣợc thể hiện ở bảng 2.1. Khi nhân giống cấp 1, dùng môi trƣờng MRS lỏng thì trong thành phần môi trƣờng không có agar.
Bảng 2.1: Thành phần môi trƣờng MRS Agar.
Thành phần % Khối lƣợng (g) trong 1
lit môi trƣờng
Casein peptone 0.1 1
Cao thịt (Meat extract) 0.8 8
Cao nấm men (Yeast extract) 0.4 4
Glucose 2 20 Tween 80 (polysorbate 80) 0.1 1 K2HPO4 0.2 2 CH3CO2Na (Acetat Natrium) 0.5 5 Citrat ammonium 0.2 2 MgSO4.7 H2O 0.02 0.2 MnSO4 .H2O 0.005 0.05 Agar 2 20 Nƣớc cất vừa đủ 1000ml
Điều chỉnh sao cho pH khoảng 6.2 - 6.5.
2.2.3. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan sản phẩm.
Đánh giá chất lƣợng cảm quan bằng phƣơng pháp cho điểm chất lƣợng tổng hợp của sản phẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215 – 79. Đây là tiêu chuẩn sử dụng hệ 20 điểm xây dựng trên một thang thống nhất 6 bậc 5 điểm trong đó điểm 0 ứng với chất lƣợng sản phẩm bị hỏng, còn từ điểm 1 đến điểm 5 ứng với mức khuyết tật giảm dần.
2.2.3.1. Chuẩn bị mẫu thử:
Cần đảm bảo đủ lƣợng mẫu cho mỗi lần thử, mẫu thử đƣợc đựng trong cốc thủy tinh không màu.
2.2.3.2. Phòng đánh giá cảm quan:
Phòng đánh giá cảm quan phải đảm bảo sạch sẽ, không có mùi lạ, thoáng mát và yên tĩnh. Phòng đƣợc duy trì ở nhiệt độ 20 0C 20C, và sử dụng hệ thống chiếu sáng đồng nhất.
2.2.3.3. Tiến hành thử:
- Tiến hành thử và cho điểm theo trình tự sau:
+ Trƣớc hết cầm chai nƣớc giơ lên nơi có ánh sáng để xem độ trong, độ vẩn đục. + Rót nƣớc ra cốc, xem màu nƣớc.
+ Ngửi mùi trên miệng cốc.
+ Nếm trong miệng để xác định vị đặc trƣng của nƣớc giải khát lên men lactic. - Các thành viên của hội đồng cảm quan sau khi quan sát và nếm thử sẽ đƣa ra nhận xét của mình đối với mỗi chỉ tiêu của sản phẩm và đối chiếu với bảng mô tả cụ thể của mỗi chỉ tiêu đƣợc quy định để cho điểm. Sau mỗi lần nếm thử mẫu dùng bánh mì lạt và nƣớc trắng không mùi để thanh vị. Khi cho điểm các kiểm nghiệm viên không đƣợc dùng số lẻ để cho điểm mà phải dùng số nguyên từ 0 – 5 để cho điểm. Trong quá trình đánh giá điểm của từng chỉ tiêu của mỗi mẫu sẽ lấy điểm trung bình cộng của các kiểm nghiệm viên.
2.2.3.4. Cơ sở đánh giá cảm quan thực phẩm:
Bảng cơ sở đánh giá cảm quan thực phẩm đƣợc thể hiện ở bảng 2.2. Bảng 2.2. Cơ sở đánh giá cảm quan thực phẩm.
Bậc đánh giá Điểm chƣa có trọng lƣợng Cơ sở đánh giá
1 5 Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt đặc trƣng rõ
rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm không có lỗi hoặc khuyết tật nào.
2 4 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai nhƣng
không làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.
3 3
Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai. Số lƣợng và mức độ của sai tật làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm nhƣng vẫn đạt tiêu chuẩn.
4 2
Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai. Số lƣợng và mức độ sai lỗi làm sản phẩm không đạt chất lƣợng quy định theo tiêu chuẩn nhƣng vẫn có khả năng bán đƣợc.
5 1
Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức độ trầm trọng không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm. Sản phẩm vẫn chƣa đƣợc coi là bị hỏng. Sản phẩm đó không thể bán đƣợc nhƣng sau khi tái chế thích hợp vẫn có thể sử dụng đƣợc.
6 0 Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức độ rất trầm trọng, sản
phẩm bị coi là hỏng, không sử dụng đƣợc nữa.
2.2.3.4. Bảng điểm cảm quan:
Qua tài liệu tham khảo và thực tế làm thí nghiệm, tôi xây dựng bảng cơ sở chấm