Trong ựề tài này, sản phẩm của chúng tôi là ựồ uống lên men lactic từ gạo lứt, sản phẩm này chưa có trên thị trường và chưa có tiêu chuẩn nào quy ựịnh. Tuy nhiên, xét ựến sản phẩm có nhiều ựặc ựiểm giống như sữa chua uống và cơ chất sử dụng lên men không phải sữa mà là bột gạo nên chúng tôi sử dụng kết hợp 2 tiêu chuẩn vi sinh cho sản phẩm này: ựó là theo TCVN 7030:2002 dùng cho xác ựịnh chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua và Quy ựịnh giới hạn ô nhiễm vi sinh cho sản phẩm chế biến từ ngũ cốc, khoai củ, ựậu, ựỗ...(dùng trực tiếp, không qua xử lý nhiệt trước khi sử dụng) (Ban hành kèm theo Quyết ựịnh số 3742/2001/Qđ-BYT ngày 31 tháng 08 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế).
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 23
Tiêu chuẩn vệ sinh sử dụng cho sản phẩm của chúng tôi như sau: - Tổng số vi sinh vật hiếu khắ (số khuẩn lạc/g sản phẩm) 104 - Nhóm coliform (số vi khuẩn/g sản phẩm) 10 - S. aureus (số vi khuẩn/g sản phẩm) 0 - Ẹcoli (số vi khuẩn/g sản phẩm) 0
- Salmonella (số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm) không xuất hiện
- B.cereus (số vi khuẩn/g sản phẩm) 10
- Nấm men và nấm mốc (số khuẩn lạc/g sản phẩm) 10
Tiêu chuẩn cảm quan sẽ ựược áp dụng phần lớn theo TCVN 7030:2002 cho sản phẩm sữa chua, thể hiện như sau:
- Màu sắc: Màu trắng sữa hoặc màu ựặc trưng của nguyên liệu sử dụng - Mùi, vị: đặc trưng cho từng loại sản phẩm
- Trạng thái: Mịn, lỏng dễ uống
Ngoài ra, chúng tôi cũng ựánh giá cảm quan sản phẩm của mình theo TCVN 3215-79.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 24
PHẦN 3 - VẬT LIỆU- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Vật liệu
3.1.1. Gạo lứt
- Nếp lứt: Giống nếp cái hoa vàng, thu hoạch vụ Xuân Hè 2010, là loại gạo lứt có màu trắng vàng.
- Nếp cẩm lứt: Giống nếp cẩm Hòa Bình, thu hoạch vụ Xuân Hè 2010, gạo lứt nếp cẩm có màu nâu ựỏ ựậm.
Thóc ựược mua một lần ựủ cho việc thực hiện toàn bộ thắ nghiệm, ựược bảo quản trong ựiều kiện khô thoáng, dùng ựến ựâu xát ựến ựấy ựể tránh lớp dầu cám trong gạo lứt bị oxy hóạ
Việc chuẩn bị bột khô cho quá trình chế biến ựược tóm tắt như sau:
Bột gạo lứt, bột bỏng lứt (hình 3.1) sẽ ựược sử dụng cho các công ựoạn tiếp theo
Hình 3.1. Nguyên liệu bột gạo và bột bỏng
Gạo lứt Xay mịn Ép ựùn Bột gạo lứt Xay mịn Bột bỏng gạo lứt Bột bỏng gạo nếp Bột bỏng gạo nếp cẩm Bột gạo nếp Bột gạo nếp cẩm
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 25
3.1.2. Vi khuẩn lactic
- Lactobacillus amylophilus: là chủng vi khuẩn lactic có khả năng thủy
phân tinh bột (thu nhận từ bảo tàng giống BCCM của Bỉ)
- Chủng L18 - chủng phân lập từ nước gạo (thu nhận trong tập ựoàn giống của Khoa Công nghệ thực phẩm).
- Chủng vi khuẩn sữa chua (S. thermophilus và L. bulgaricus) ựược cung cấp bởi công ty sữa ELOVỊ
Vi khuẩn này ựược tiếp giống với tỉ lệ 106 tế bào/ml dịch lên men.
3.1.3. Môi trường nuôi cấy
- Môi trường hoạt hóa và nhân giống vi khuẩn lactic - môi trường MRS cơ sở không chứa agar (g/l): Pepton (10); Cao thịt (10); Cao men (8); CH3COONa (5); K2HPO4 (2); Amonicitrat (2); MgSO4.7H2O (0,2); MnSO4.4 H2O (0,04); Thạch (15); Glucose (20); Nước cất (1000ml). được tiệt trùng ở 121oC /15 phút, pH= 6,5ổ0,2.
- Môi trường xác ựịnh vi sinh vật tổng số- Môi trường PCA (g/l) : pepton (5) ; cao men (2,5) ; dextrose (1)
3.1.4. Chất gia hương
Sử dụng hai loại chất gia hương khác nhau là: hương sữa (Milk flavor) (mã số FHI # 10-L-1263) ựược cung cấp bởi công ty SAM Việt Nam nhập của công ty New Flavor House INC và hương cốm (Pandan flavor) (mã số TIF- 15564) do hãng Takasago của Singapore cung cấp. Nồng ựộ sử dụng thắ nghiệm của mỗi loại hương là 0,01-0,09% với các bước nhảy là 0,02%.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 26
3.2. Quy trình và thuyết minh quy trình
Hình 3.2. Sơ ựồ quy trình chế biến ựồ uống lên men lactic từ gạo lứt Bột gạo lứt / bột bỏng lứt (nếp, nếp cẩm) Hồ hóa đồng hóa cao áp Tiệt trùng Cấy giống để nguội Lên men Bảo quản Sản phẩm 4-60C 12 % chất khô 750C/15 phút 0, 50, 100, 150, 200 bars 1050C/15 phút 300C
Hương sữa; hương cốm (0,01%-0,09%), bước nhảy 0,02% Cấy riêng rẽ L. amylophilus L. 18 SC (S. thermophilus + L. bulgaricus) 106 tế bào/ml
đóng hộp điều kiện vô trùng Gia hương
300C/ 24 giờ
HDPE PC
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 27
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu gạo lứt: (nếp, nếp cẩm) ựược tạo thành bột khô dưới 2 hình thức sơ chế: nghiền trực tiếp và ép ựùn rồi nghiền bỏng ép thành bột. Lý do chọn ép ựùn là do ép ựùn dưới tác dụng của nhiệt ựộ cao và áp suất do ma sát sẽ làm chắn bột (biến tắnh cấu trúc tinh bột), tăng mùi thơm, giảm ựộ nở và ựộ nhớt khi hồ hóa sau này, có thể tạo ựiều kiện thuận lợi vi khuẩn lactic sử dụng cơ chất ựể lên men. Sau khi có ựược bột gạo lứt, các loại bột này sẽ tiếp tục ựược hồ hóa, ựồng hóa, tiệt trùng, ựể nguội rồi lên men với các chủng vi khuẩn khác nhaụ
Hồ hóa: ở nhiệt ựộ 750C/15 phút, mục ựắch của giai ựoạn này là ựể các hạt tinh bột trương nở và cấu trúc tinh bột trở nên lỏng lẻo tạo ựiều kiện thắch hợp cho quá trình ựồng nhất sau nàỵ Hơn nữa, sau khi hồ hóa thu ựược dịch ựồng nhất, ắt bị phân lớp.
đồng hóa: Thay ựổi ựiều kiện ựồng hóa từ 50-200 bars. Do trong gạo lứt có lớp vỏ cám dễ nổi lên hoặc lắng xuống sau khi hồ hóa làm giảm tắnh chất cảm quan của khối dịch. Mục ựắch của giai ựoạn này là làm mịn hơn lớp cám (tận dụng các vitamin và khoáng chất ở lớp vỏ này), phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột (tạo ựiều kiện thuận lợi cho quá trình lên men), ựồng thời làm tăng ựộ ựồng nhất của dịch lên men. Trước ựây chỉ ựồng hóa ở 100 bars, thấy sản phẩm vẫn bị lắng nhiều, do vậy chúng tôi ựồng hóa ở 200 bars ựể cải thiện tình trạng nàỵ
Tiệt trùng: ở nhiệt ựộ 1050C/15 phút. Mục ựắch tiêu diệt hết các vi sinh vật lạ có trong nguyên liệu, ựồng thời ựây cũng là một quá trình gia nhiệt, giúp hạt tinh bột trương nở hoàn toàn, tạo ựiều kiện thuận lợi cho vi sinh vật lên men sau nàỵ
Cấy giống: Sau khi làm nguội tới 300C, vi khuẩn lactic L. amylophilus
ựược bổ sung vào các bình ựể thực hiện quá trình lên men. Lượng tiếp giống thống nhất là 106 tế bào/ml dịch.
Lên men: Quá trình lên men ựược thực hiện ở 300C trong 24h. Mẫu ựược lấy ựể xác ựịnh ựộng thái lên men 2h/lần.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 28
đóng hộp: Sau khi lên men, sản phẩm ựược ựóng trong các hộp nhựa, mô tả trong phần vật liệụ đóng hộp ựược thực hiện trong ựiều kiện vô trùng.
Bảo quản: Sản phẩm ựược bảo quản ở nhiệt ựộ lạnh 4-60C.
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Tiến hành một số thắ nghiệm ựể kiểm chứng lại các kết quả và kết luận thu ựược trước ựây khi chế biến ựồ uống lên men lactic từ gạo lứt ựể làm tiền ựề tốt cho những thắ nghiệm sau nàỵ
- Xác ựịnh áp suất ựồng hóa phù hợp ựể cải thiện ựộ lắng của sản phẩm. - Xác ựịnh loại và nồng ựộ chất gia hương phù hợp cho sản phẩm.
- Xác ựịnh những biến ựổi chất lượng trong quá trình tồn trữ ựể xác ựịnh tuổi thọ của sản phẩm;
- đánh giá chất lượng tổng hợp của sản phẩm theo tiêu chuẩn; - Hoàn thiện bao bì, nhãn mác sản phẩm.
3.4. Bố trắ thắ nghiệm
Các yếu tố phi thắ nghiệm
- Loại gạo - Nồng ựộ chất khô
- Chủng vi khuẩn - Nhiệt ựộ và thời gian lên men
Các yếu tố thắ nghiệm
- Ảnh hưởng của áp suất ựồng hóa ựến ựộ ựồng nhất của dịch lên men. - Ảnh hưởng của loại và nồng ựộ chất gia hương ựến hương vị sản phẩm. - Ảnh hưởng của thời gian tồn trữ ựến các thành phần hóa học, vi sinh vật
và chất lượng cảm quan của sản phẩm (ựể xác ựịnh tuổi thọ sản phẩm). Mỗi công thức ựược bố trắ lặp lại 3 lần. Số lượng mẫu và thể tắch mẫu ựược tắnh toán ựủ và dư cho các lần lấy mẫu phân tắch (xem bảng 3.2). Mẫu lấy ựảm bảo không ảnh hưởng tới các lần phân tắch saụ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 29
Bảng 3.1. Các công ựoạn và chỉ tiêu phân tắch
STT Công ựoạn Chỉ tiêu vật lý Chỉ tiêu hóa học Chỉ tiêu VSV Chỉ tiêu cảm quan
1 Nguyên liệu (bột gạo/ bột bỏng gạo)
Tinh bột, ựường, Pr, Li,
khoáng Màu sắc, ựộ thơm
2 Hồ hóa sơ bộ (750C/15Ỗ) độ nhớt, ựộ lắng Tinh bột, ựường Màu sắc, ựộ ựồng nhất 3 đồng hóa
(50-200 bars)
Màu sắc, ựộ mịn, ựộ ựồng nhất 4 Tiệt trùng
(1050C/15Ỗ) độ nhớt, ựộ lắng Tinh bột, ựường Màu sắc, ựộ ựồng nhất
5 để nguội (30oC) 5 Cấy giống
(106 tế bào/ml dịch)
độ thuần giống, lượng tế bào/ml
6 Lên men độ nhớt, ựộ lắng Xác ựịnh ựộng thái 2h/lần (pH; tinh bột; ựường; acid)
Màu sắc, mùi, vị, ựộ ựồng nhất 7 Gia hương 8 đóng hộp độ kắn hộp, khoảng cách sản phẩm và nắp 9 Sản phẩm độ nhớt, ựộ lắng pH, tinh bột, ựường, protein, lipit, khoáng
VK lactic sống sót, chỉ tiêu VSV theo tiêu chuẩn
Màu sắc, mùi, vị, ựộ ựồng nhất 10
Tồn trữ
(xác ựịnh các chỉ tiêu 5 ngày/lần trong 30 ngày)
độ nhớt, ựộ lắng pH, tinh bột, ựường, protein, lipit, khoáng
VK lactic sống sót, các chỉ tiêu VSV theo tiêu chuẩn
Màu sắc, mùi, vị, ựộ ựồng nhất
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 30
3.5. Phương pháp phân tắch
3.5.1. Xác ựịnh ựộ ẩm bằng phương pháp sấy dến khối lượng không ựổi
Cân khoảng 1-2 g mẫu ở trong cốc ựã ựựơc sấy khô, sau ựó mẫu ựược ựem ựi sấy ở nhiệt ựộ 105oC cho tới khối lượng không ựổị Mỗi mẫu ựược ựo lặp lại 2 lần. Kết quả chênh lệch giữa hai lần lặp lại không ựược vượt quá 1%.
Công thức tắnh toán:
Trong ựó: W(%) là phần trăm ựộ ẩm.
M1 là khối lượng cốc trước sấỵ
M2 là khối lượng mẫu và cốc trước sấỵ M3 là khối lượng cốc và mẫu sau sấỵ
3.5.2. Xác ựịnh hàm lượng chất khô hoà tan bằng chiết quang kế
Nguyên lý : Thiết bị này hoạt ựộng dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Khi tia
sáng ựi vào các môi trường khác nhau (từ môi trường khắ vào dung dịch), tuỳ thuộc vào nồng ựộ các chất hoà tan mà ựộ lệch của tia sáng thay ựổị Dựa vào ựộ lệch của tia sáng, xác ựịnh ựược nồng ựộ của chất hoà tan.
Tiến hành : Chuẩn máy bằng nước cất về giá trị 0. Nhỏ dịch vào và ựọc kết quả.
Tiến hành ựo 2 lần, kết quả chênh lệch giữa 2 lần ựo không quá 0.2. Nếu vượt quá giá trị ựó, ựo lần thứ bạ Lấy trung bình của 2 kết quả.
3.5.3. Xác ựịnh pH bằng pH meter cầm tay
Sử dụng pH meter ựể xác ựịnh pH của dịch lên men. Bật nấc ựể máy hoạt ựộng, nhúng ựầu cực vào dung dịch chuẩn ựể hiệu chỉnh máỵ Sau ựó ựem ựo các mẫu cần ựo pH. Sau mỗi lần ựo dùng bình tia có nước cất ựể rửa ựiện cực. đo xong rửa sạch ựầu ựiện cực và thấm khô nước bằng giấy mềm.
(M2-M3) W(%) =
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 31
3.5.4. Xác ựịnh ựộ nhớt bằng nhớt kế
Bột gạo và bột bỏng sau mỗi công ựoạn hồ hóa, ựồng hóa, lên men ựều ựược ựưa ựo ựộ nhớt bằng nhớt kế Brockfield. Do sản phẩm có ựộ nhớt khác nhau nên khi ựo phải sử dụng các kim ựo khác nhau với tốc ựộ quay khác nhau sao cho giá trị CP trên màn hình nằm trong khoảng 10<CP (%)<100. Sản phẩm của chúng tôi có ựộ nhớt thấp, tương tự sữa chua nên sẽ ựược áp dụng ựiều kiện ựo giống như sản phẩm sữa của công ty Vinamilk. Dựa vào ựộ ựặc của sữa trong bảng 3.2 dưới ựây, chúng tôi áp dụng vào trong sản phẩm của mình ựể ựo sự biến ựổi ựộ nhớt qua từng công ựoạn chế biến.
Bảng 3.2. Thông số sử dụng ựo ựộ nhớt Chế ựộ máy Sản phẩm Sử dụng kim số
S (Spindle) Tốc ựộ (Speed)
Sữa ựặc khi rót 2 S62 5
Sữa ựặc mẫu lưu 3 S63 10
Sữa chua 4 S64 12
UHT 1 S61 50
3.5.5. Xác ựịnh ựộ lắng bằng phương pháp ựo
để xác ựịnh ựộ lắng chúng tôi tiến hành như sau: Dùng ống nghiệm có chiều cao là 16 cm, ựường kắnh là 1,6 cm. Dùng thước ựo từ ựáy ống nghiệm trở lên miệng ống 10 cm. đánh dấu vị trắ vừa ựọ Cho sản phẩm lên men vào ống nghiệm vừa ựủ ựạt ựược 10cm. đặt ống nghiệm thẳng ựứng. Sau một thời gian sẽ xảy ra hiện tượng tách phạ Phần dịch trong nằm ở trên. độ lắng ựược xác ựịnh bằng cách ựo chiều cao của phần dịch trong cứ 2 ngày một lần bắt ựầu từ lúc lên men cho ựến khi ựạt ựược 10 ngàỵ Từ ngày 15 ựến 30, cứ 5 ngày ựo một lần. Ghi lại kết quả ựo ựược.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 32
3.5.6. Xác ựịnh ựường khử, ựường tổng, tinh bột theo phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS)
Nguyên tắc:Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa ựường khử với thuốc thử acid dinitrosalicylic. Cường ựộ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với nồng ựộ ựường khử trong một phạm vi nhất ựịnh. Dựa theo ựồ thị ựường chuẩn của glucose tinh khiết với thuốc thử acid dinitrosalicylic sẽ tắnh ựược hàm lượng ựường khử của mẫu nghiên cứụ đường tổng và tinh bột ựược chuyển hết về ựường khử, và xác ựịnh ựường tổng và tinh bột dựa trên phản ứng tạo màu giữa ựường khử và acid dinitrosalicylic (DNS).
Tiến hành:
Dựng ựồ thị chuẩn glucose
- Pha dãy chuẩn glucose từ glucose chuẩn (99%) có nồng ựộ ựường 0,2; 04; 0,6; 0,8; 1 (mg/ml)
- Cho thêm 3ml thuốc thử acid ựinitrosalicylic. đun sôi ựúng 5 phút. Làm lạnh ựến nhiệt ựộ phòng. Pha loãng mẫu nếu cần sao cho mật ựộ quang nằm trong khoảng 0,2-0,8. đo mật ựộ quang ở bước sóng 540nm với ựối chứng là nước. Vẽ ựường chuẩn glucose với trục tung là mật ựộ quang, trục hoành là nồng ựộ glucosẹ đường thẳng thu ựược có thể cắt trục hoành ở 0,04 mg glucose do glucose bị oxy hóạ
Chuẩn bị dung dịch thắ nghiệm:
- Dung dịch lên men cần phân tắch ựường khử phải ựược pha loãng với nước cất sao cho mẫu phân tắch chỉ chứa 4mg ựường khử hoặc ắt hơn. Hỗn hợp phản ứng giữa glucose với thuốc thử DNS ựược tiến hành như trong phần xây dựng ựồ thị chuẩn.
Lượng ựường khử, ựường tổng ựược tắnh: X = a*n*V
X (g): lượng ựường trong dịch cần phân tắch n: hệ số pha loãng dịch a (g): lượng ựường khử trong mẫu ựo V (ml): thể tắch dịch ựo Lượng tinh bột trong mẫu ựược tắnh như công thức trên và nhân với 0,9 (0,9 là hệ số chuyển tinh bột thành ựường glucose).
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 33
3.5.7. Xác ựịnh hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl
Nguyên tắc: Các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ dưới tác dụng của nhiệt ựộ cao và
H2SO4 ựậm ựặc sẽ bị vô cơ hóạ Trong quá trình này các hợp chất hữu cơ sẽ bị phân giải và oxi hóa tạo thành CO2 ; SO2; NH3, H2Ọ Nitơ giải phóng ra dưới dạng amoniac NH3 sẽ tạo ngay với H2SO4 ựậm ựặc thành (NH4 )2SO4. Dùng kiềm ựể phân giải muối này, amoniac bay rạ Thu nhận NH3 bằng dung dịch acid boric (H3BO3 ) ở nồng ựộ xác ựịnh 2,5% hoặc H2SO4 0,1N. Sau ựó chuẩn bằng hệ chuẩn ựộ tương ứng H3BO3 - H2SO4 Cách tắnh: c v V a X * 100 * * 96 . 5 * 00142 . 0 * = Trong ựó:
X (%): hàm lượng protein trong mẫu
a (ml): lượng H2SO4 dùng ựể chuẩn ựộ sau khi ựã trừ ở bình ựối chứng