L ỜI MỞ ĐẦU
2.2 Phương pháp và thiết bị nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp nghiêm c ứu
1. Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 100-1050C ( theo TCVN 3700-1990).
2. Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung (t0=5500C-6000C) (theo TCVN 5105-90)
3. Xác định pH môi trường bằng thiết bị đo pH kế.
4. Xác định độ khô bằng Brix kế (theo TCVN 4414:1987). 5. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu.
6. Phương pháp đánh giá c ảm quan: Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm theo phương pháp cho điểm –TCVN 3215-79
7. Phương pháp kiểm tra tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 4484 : 2005. 8. Phương pháp kiểm traColiform theo TCVN 6848 : 2007 .
9. Phương pháp kiểm tra E.coli theo TCVN 6846 : 2007 .
10.Phương pháp kiểm traStreptococcus faecalis theo TCVN 4992 : 2005 .
11.Phương pháp kiểm traCl.perfringens theo TCVN 4991 : 2005.
12. Phương pháp kiểm tratổng số bào tử nấm men, nấm mốc ISO 21527-1: 2008.
2.2.2 Thiết bị nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu: Tại phòng thí nghiệm khoa chế biến trường đại học nha trang Thiết bị và dụng cụ tiến hành nghiên cứu
- Tủ nung: Dùng để xác định hàm lượng tro toàn phần. - Tủ sấy: Dùng đểxác định hàm lượng ẩm nguyên liệu.
- Tủ sấy dụng cụ: Sử dụng để sấy dụng cụ, tiêu diệt vi sinh vật trên dụng cụ nghiên cứu
- Nồi hấp tiệt trùng:Dùng để tiệt trùng môi trường trước khi lên men nhân giống.
- Bể ổn nhiệt: Dùng để ổn đinh nhiệt độ tiến hành lên men. - PH kế: Dùng để xác định độ PH.
- Brix kế cầm tay: Dùngđể xác định hàm lượng chất khô. -Cân điện tử:Dùng để cân các mẫu, cân có chính xác 10-4g - Pipet,ống đong 250 ml; bình tâm giác 250 ml.
Tủ sấy
Tủ nung Tủ sấy
Tủ sấy dụng cụ Nồi hấp tiệt trùng
Bể ổn nhiệt Brix kế cầm tay
2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuấtdự kiến
2.2.3.1 Sơ đồ quy trình dự kiếna) Sơ đồ quy trình dự kiến a) Sơ đồ quy trình dự kiến
Xử lý sơ bộ Ép Dịch ép Sản phẩm Bã Cà rốt Hộp Bảo quản (t0 = 50C) Na2C03 10% Bổ sung nước, đường Phối trộn Điều chỉnh pH (pH=6.3-6.5) Gia nhiệt Làm nguội (t0 = 40-450C) Lên men VK giống chủng lactic Nhân giống Cấy giống Rót hộp Chất bảo quản Natribenzoat 0.05%;axit citric
b) Thuyết minh quy trình dự kiến
Trong quy trình sản xuất tôi dự kiến nghiên cứu thông số quy trình với giới hạn của các thông số nhưsau:
STT Thông số nghiên cứu Giới hạn biên Giá trị nghiên cứu dự kiến
1 Tỷ lệ nước bổ sung/ dịch cà rốt
1/2 ÷ 4/2 3/2
2 Thời gian gia nhiệt 1- 7 (phút) 5 phút
3 Hàm lượng đường lên men
10-16 Brix 12 Brix
4 Tỷ lệ vi khuẩn lactic bổ sung
8– 14% 10%
5 Thời gian lên men 4-10h 6h
Nguyên liệu:
Chọn những củ cà rốt có màu tươi sáng, cứng chắc, thẳng và trơn láng. Nếu củ cà rốt còn cành lá thì chọn loại có cành lá còn tươi xanh và ẩm ướt. Không mua loại đã mềm, khô đét, nứt nẻ hay cong quẹo. Cà rốt có màu cam càng đậm thì càng chứa nhiều beta carotene. Những củ cà rốt nhỏ, non thường mềm và vị dịu nhưng cà rốt chín lại thường ngọt, chắc và đầy đủ hương vị hơn. Củ cà rốt dù già hay non, nếu lõi ở giữa càng nhỏ thì càng ngọt vìđường của cà rốt tập trung ở lớp ngoài. Do đó, nếu thấy những củ cà rốt có nhiều cành lá ở gốc hay phần vai to dày thì thường có lõi toở giữa và lạt hơn.
Xử lý sơ bộ
Xử lý sơ bộ bao gồm các bước sau:
Rửa: Đầu tiên cà rốt được đem đi rửa mục đích để loại bỏ tạp chất c ơ học và một phần vi sinh vật trên bề mặt củ, sau đó cà rốt được cắt đầu, đuôi củ.
Chần:Sau làm sạch cắt lát cà rốt khoảng 5cm sau đó cà rốt được chần qua nước nóng nhiệt độ 900C , thời gian 5 phút với lượng nước chần vừa ngập bề mặt nguyên liệu để tránh tổn thất chất dinh d ưỡng với những mục đích sau:
+ Tiêu diệt vi sinh vật: sau khi rửa l ượng vi sinh vật vẫn còn, công đoạn chần sẽ tiếp tục tiêu diệt vi sinh vật chủ yếu là vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu.
+ Bất hoạt enzyme gây biến đổi màu.
+ Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxy gây ra phồng hộp, oxy hóa vitamin.
+ Chần là giảm bớt mùi hăng của cà rốt + Cố định màu cho sản phẩm
Nhiệt độ chần và thời gian chần phải thích hợp bởi vì nếu nhiệt độ chần quá cao và thời gian quá dài sẽ làm mềm nhũn, tổn thất nhiều chất dinh dưỡng và hiệu suất ép sẽ giảm đi nhiều còn nếu chế độ chần quá thấp thì mục đích của công đoạn chần sẽ không đạt.
Làm nguội: Cà rốt sau chần được làm nguội ngay bằng nước lạnh chảy tràn nhằm tránh tác động của nhiệt độ cao ảnh h ưởng tới thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu.
Ép tách dịch:
Cà rốt sau khi làm nguội được cho vào máy ép tách lấy dịch, loại bỏ phần x ơ và bã. Nếu cà rốt sau khi ép vẫn còn nhiều chất sơ thì tiến hành lọc nhằm loại bỏ các chất xơ, một số phần tử thịt củ có kích th ước khá lớn có thể gây kết tủa khi gia nhiệt. Sử dụng nhiều lớp vải lọc đãđược thanh trùng.
Phối trộn:
Trong công đoạn phối trộn thực hiện bổ sung đ ường và nước.
Bổ sung nước theo dự kiến là tỷ lệ nước/dịch cà rốt là 3/2. Mục đích bổ sung nước là giảm giá thành sản phẩm.Lượng nước bổ sung phải hợp lý để để đảm bảo hàm lượng vitamin, chất khoáng v à đặc biệt là giữ được màu đăc trưng của cà rốt.
Bổ sung đường: Bổ sung đường saccarrose theo dự kiến l à để đạt nồng độ chất khô là 14 Brix. Mục đích là tạo vị ngọt cho sản phẩm và cơ chất cho vi khuẩn lên men
Điều chỉnh pH:
Tiến hành điều chỉnh pH bằng dung dịch Na2C03 10%, quá trình điều chỉnh cần tiến hành chậm, lượng dung dịch Na2C03 cho vào từ từ đến PH =6.3-6.5. Mục đích việc điều chỉnh pH là tạo pH thích hợp cho vi khuẩn lactic hoạt động.
Gia nhiệt:
Tiến hành gia nhiệt ở nhiệt độ 1000C trong thời gian dự kiến là 5 phút ( lúc này dịch quả đã sôi). Mục đích gia nhiệt là loại bỏ hoàn toàn mùi hăng của sản phẩm. Không giống hầu hết các loại rau quả khác, cà rốt đã nấu chín hay xay ép thành nước đem lại nhiều chất dinh d ưỡng hơn so với ăn sống. Nguyên nhân là cà rốt sống có vách tế bào cứng, làm cơ thể chỉ chuyển hóa được < 25% lượng beta carotene thành vitamin A. Tuy nhiên, khi cà rốt đãđược nấu chín hayxay ép thì các vách tế bào cellulose dày cứng sẽ bị phá vỡ và phóng thích ra chất dinh dưỡng, giúp cơ thể hấp thu hơn 50% carotene. D ĩ nhiên, nếu nấu quá lâu thì cũng làm giảm thành phần dinh dưỡng và mùi vị của cà rốt
Do đó cần xác đinh thời gian gia nhi ệt phù hợp để có thể loại bỏ m ùi hăng cà rốt, đồng thời tăng giá trị dinh d ưỡng của cà rốt và giúp tiêu diệt vi sinh vật.
Làm nguội nhanh:
Dùng nước đá tiến hành làm nguội nhanh nhiệt độ xuống khoảng 40-450C nhằm gây sốc nhiệt để tiêu diệt vi sinh vật đồng thời giảm sự biến đổi về màu sắc, chất lượng.
Lên men :
- Men giống: Dùng vi khuẩn lactic Bulgarius được phân lập từ sữa chua Vinamilk.
- Nhân giống vi khuẩn: Nhân giống cấp 1 và nhân giống cấp 2
+ Nhân giống cấp 1: Vi khuẩn lactic Bulgarrius được nhân giống trong môi trường MRS trong thời gian 24h ở nhiệt độ th ường.
+ Nhân giống cấp 2:
Chuẩn bị môi trường :Môi trường nhân giống cấp 2 l à nước dịch cà rốt. Môi trường này được hiệu chỉnh pH=6.3-6.5, nồng độ chất khô là 12%. Nhân giống cấp
2 với tỷ lệ môi trường nhân giống cấp 1 là 10% (10 ml dịch cấp 1 với 90 ml môi trường cấp 2).
Lên men: Lên men với tỷ lệ vi khuẩn dự kiến là 12% (12 ml dịch cấp 2 và 100ml môi trường dịch cà rốt). Thời gian lên men dự kiến là 6 giờ.
Rót hộp:
- Rót chai: Nước cà rốt được đóng chai thủy tinh. Tr ước khi rót chai, chai thủy tinh được rửa sạch để loại bỏ đất cát và vi sinh vật bề mặt; sau đó thanh trùng trong nước để đảm bảo vi sinh. Quá trình rót chai, đóng nắp phải được tiến hành trong điều kiện vô trùng.
-Trước khi rót chai bổ sung chất điều vị là axit citric và chất bảo quản. Axit citric ở dạng dung dịch nồng độ 10% bổ sung để đạt vị thích hợp nếu nh ư vị chua chưa đạt yêu cầu. Chất bảo quản được bổ sung là Natribenzoat với hàm lượng là 0.05%
Bảo quản:
2.2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tối ưu hóa thông số quy trìnha) Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ n ước bổ xung vào dịch cà rốt a) Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ n ước bổ xung vào dịch cà rốt
Đường Dịch ép
Phối trộn nước với tỷ lệ nước/dịch ép)
Lên men
Sản phẩm
Chọn tỷ lệ nước/dịch ép thích hợp
TN2: 2/2 TN3: 3/2 TN4: 4/2 TN1: 1/2
b)Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượngchất khô của dịch để lên men
Dịch ép sau phối trộn nước
Bổ sung đường để dịch lên men đạt nồng độ chất khô
Lên men
Sản phẩm
TN2:12 Brix TN3:14 Brix TN4:16 Brix TN1:10 Brix
Chọn hàm lượng đường thích hợp Đánh giá chất lượng cảm quan
c) Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian gia nhiệt
Dịch ép sau điều chỉnh pH
Gia nhiệt ở nhiệt độ 1000C với thời gian
Chọn thời gian gia nhiệt thích hợp TN2: 3 phút TN3: 5 phút TN1: 1 phút
Đánh giá chất lượng cảm quan
TN4: 7 phút
Sản phẩm Lên men
d)Sơ đồ bố trí thí nghiệmxác định tỷ lệ vi khuẩn lactic
Dịch ép sau làm nguội
Lên menở nhiệt độ 40-420C với tỷ lệ vi khuẩn lactic là: lệ Lên men Sản phẩm Đánh giá cảm quan Chọn tỷ lệ vi khuẩn lactic thích hợp TN2: 10% TN3: 12% TN4: 14% TN1: 8% VK lactic
e) Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men
Dịch ép sau làm nguội
Lên menở nhiệt độ 40-420C thời gian là:
Lên men
Sản phẩm
Chọn thời gian lên men thích hợp
TN2: 6h TN3: 8h TN4: 10h
TN1: 4h
2.2.3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm
a)Đánh giá sản phẩm sau khi sản xuất
b)Đánh giá sản phẩmtrong thời gian bảo quản
Sản phẩm
Kiểm tra hóa học (pH, Brix) Đánh giá cảm quan Kiểm tra vi sinh Nhận xét sản phẩm Sản phẩm
Bảo quản ở nhiệt độ 50C, với thời gian là:
TN1: 1 tuần TN2: 2 tuần TN3: 3 tuần TN4: 4 tuần
Nhận xét sản phẩm Đánh giá cảm quan
CHƯƠNG 3:
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1 Kết quả thí nghiệm
3.1.1 Kết quả xác định thành phần hóa lý của cà rốt
Kết quả xác định thành phần hóa lý của cà rốt được thể hiện ở bảng 3.1 (theo phụ luc bảng kết quả nghiên cứu thành phần hóa lý cà rốt)
Bảng 3.1: Kết quả phân tích thành phần hóa lý của cà rốt
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả
1 Độ ẩm % 91.8555
2 Hàmlượngkhoáng % 0.69
3 Độ pH 6.37
4 Độ Brix 6.6
Thảo luận: Hàm lượng nước trong cà rốt khá cao, ảnh hưởng nhiều đến việc vận chuyển, bảo quản nguyên liệu. Hàm lượng khoáng và pH, độ Brix cũng cao tạo môi trường thích hợp cho quá trình lên men.
3.1.2 Kếtquả xác định tỷ lệ nước/dịch ép
Kết quả nghiên cứu tỷ lệ nước/dịch ép được thể hiện trên đồ thị3.1.1 ( theo bảng 3.1 phụlục ) 16.9 17.2 15.8 14.9 0 4 8 12 16 20 1/2 2/2 3/2 4/2 Tỷ lệ nước/dịch Đ C L C Q
Đồ thị3.1:Đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu tỷ lệ nước/dịch ép
Nhận xét: Với tỷ lệ nước/dịch ép bổ sung vào là 1/2 cho điểm chất lượng cảm quan là 16.9; sau đó tỷ lệ nước/dịch ép bổ sung vào tăng lên là 2/2 cho điểm chất lượng cảm quan cao nhất là 17.2; ở tỷ lệ nước/dịch ép tiếp theo 3/2 thì cho điểm chất lượng cảm quan là 15.8 đã giảm so với tỷ lệ nước/dịch là 2/2. Cuối cùng tỷ lệ nước/dịch là 4/2 thì cho điểmchất lượngcảm quan thấp nhất là 14.9.
Thảo luận : Với tỷ lệ nước/dịch ép là 2/2 thì cho điểm chất lượng cảm quan là cao nhất, trong đó điểm của chỉ tiêu màu sắc là 7.2, của mùi là 2.0, của vị là 5.2. Khi thay đổi hàm lượng nước bổ sung thì làm cho màu sắc của cà rốt bị thay đổi. Ban đầu cà rốt màu đỏ đậm khi ta bổ sung th êm nước tạo màu cam đỏ là màu sản phẩm mong muốn nhưng nếu bổ sung nhiều nước sẽ làm cho màu sắc cà rốt giảm đi, không còn màu đặc trưng của sảnphẩm. Hàm lượng nước cho vào càng nhiều nó cũng làm cho mùi, vị của sản phẩm bị giảm đi do lượng chất dinh dưỡng, vitamin bị giảm.
Kết luận : Chọn tỷ lệ nước/dịch bổ sung là 2/2, lấy kết quả này cho thí nghiệm tiếp theo.
3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng chất khô
Kết quả nghiên cứu hàm lượng chất khô được thể hiện trên đồ thị 3.2 ( theo bảng 3.2 phụ lục ) 1 4 .1 1 7 .0 1 5 .6 1 4 .4 0 4 8 1 2 1 6 2 0 1 0 1 2 1 4 1 6 Đ ộ B r i x Đ C L C Q
Đồ thị 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu hàm lượng chất khô
Nhận xét: Dựa vào đồ thị ta thấy với nồng độ chất khô l à 10 Brix, cho điểm chất lượngcảm quan thấp nhất là14.1, sau đó khi nồng độ chất khô tăng lên 12 Brix điểm chất lượng cảm quan tăng lên là 17.0 nhưng khi ti ếp tục tăng hàm lượng đường để lên men ở 14 Brix thìđiểm chất lượng điểm cảm quan đã bị giảm xuống là 15. 6. và ở khi tăng tiếp hàm lượng đường tới nồng độ chất khô là 16 Brix thì điểm chất lượng cảm quan tiếp tục giảm xuống còn 14.4.
Thảo luận: Với hàm lượng chất khô dịch lên men là 12 Brix cho đi ểm chất lượng cảm quan là cao nhất bằng 17, trong đó điểm của chỉ tiêu màu sắc là 6.6, mùi là 1.9, vị là 5.7 và trạng thái là 2.8. Hàm lượng chất khô được điều chỉnh bằng cách bổ sung đường saccarose để tạo c ơ chất cho vi khuẩn sinh tr ưởng và phát triển tạo
acid lactic làm giảm pH, làm sản phẩm có vị chua. Nhưng khi lượng đường bổ sung nhiều sẽ tạo áp suất thẩm thấu ức chế sự phát triển vi khuẩn, l ượng đường còn lại sau lên men nhiều làm cho vị sản phẩm dễ bị ngọt quá, còn bổ sung lượng đường ít sản phẩm dễ vị chua trội h ơn vị ngọt.
Kết luận: Nồng độ đường là 12% là tối ưu, lấy kết quả này cho thí nghiệm tiếp theo.
3.1.4 Kết quả xác định thời gian gia nhiệt
Kết quả nghiên cứu thời gian gia nhiệt đ ược thể hiện trên đồ thị 3. ( theo bảng 3.3 phụ lục ) 14.9 17.1 15.4 14.7 0 4 8 12 16 20 1 3 5 7 Thời gian (phút) Đ C L C Q
Đồ thị 3.3: Đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu thời gian gia nhiệt
Nhận xét: Qua đồ thị ta thấy điểm cảm quan có trọng lượng cao nhất là 17.1 tương ứng thời gian gia nhiệt là 3 phút. Cụ thể với thời gian gia nhiệt là 1 phút cho