CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định tỷ lệ nước cho vào dịch sữa
Kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 1 (phụ lục), bảng 3.1 và trên hình 3.1 bên dưới.
Bảng 3.1: Mô tả chất lượng cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào tỷ lệ nước.
Mẫu Tỷ lệ:
nước/sữa đặc
Đánh giá
1 2,25/1 Sữa đông thành khối rất mịn, có mùi thơm đặc trưng của xoài tuy nhiên vị ít hài hòa, hơi ngọt đậm.
2 2,5/1 Sữa đông thành khối thống nhất, mịn, có mùi thơm đặc trưng của sữa chua xoài, chua dịu, ngọt hài hòa, sản phẩm có màu vàng ngà, sáng mịn.
3 2,75/1 Sữa đông, không tách nước, mịn nhưng thơm nhẹ mùi xoài, vị ngọt vừa, chua đậm.
4 3/1 Khả năng đông tụ của sữa giảm và có nước tự do tách ra khỏi sản phẩm, sản phẩm ít mịn, mùi thơm nhẹ, vị không hài hòa ngọt nhẹ.
17.52 18
15.6 14.48
0 5 10 15 20
2.25 2.5 2.75 3 Tỷ lệ nước
Điểm cảm quan chung
Hình 3.1: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến chất lượng sản phẩm.
Thảo luận:
Thí nghiệm xác định lượng nước bổ sung vào để tạo dịch sữa nhằm đánh giá trạng thái của sữa chua về độ mịn màng, khả năng đông tụ và khả năng tách nước.
Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất khi đánh giá chất lượng của sữa chua.
Từ kết quả biểu diễn trên biểu đồ và ở bảng trên cho thấy với tỷ lệ nước:sữa đặc = 2,5:1 thì đạt chất lượng sữa chua tốt nhất: sữa đông thành khối thống nhất, mịn, có mùi thơm đặc trưng của sữa chua xoài, chua dịu, ngọt hài hòa, sản phẩm có màu vàng ngà, sáng mịn. Còn ở các tỷ lệ còn lại thì chất lượng sản phẩm lại kém hơn, nếu đạt chỉ tiêu này thì chỉ tiêu khác lại không đạt, ví dụ như ở tỷ lệ nước:sữa đặc = 2,25:1 thì chỉ tiêu về trạng thái là rất đạt nhưng chỉ têu về vị sản phẩm lại ngọt quá.
Dựa vào biểu đồ trên cho thấy ứng với lượng nước khác nhau cho ta điểm cảm quan khác nhau. Điều này cho thấy trạng thái của sữa chua tốt hay không phụ thuộc vào:
Nồng độ chất tan: nồng độ chất tan phụ thuộc vào lượng nước cho vào, nếu lượng nước cho vào nhiều thì nồng độ chất tan giảm và ngược lại. Với lượng nước thích hợp thì khả năng đông tụ của khối sữa được tốt hơn, không có nước tự do tách ra khỏi khối đông tụ. Nếu bổ sung một lượng nước quá nhiều thì nồng độ chất tan
của dịch sẽ bị giảm, sau khi lên men xong sẽ làm cho sản phẩm bị tách nước nhiều, ngoài ra vi khuẩn lactic và cơ chất cũng khó tiếp xúc với nhau hơn, điều này cũng ảnh hưởng đến mùi, vị, màu sắc sau này của sản phẩm như mùi thơm giảm,vị không hài hòa hơi nhạt. Còn với lượng nước quá ít thì nồng độ chất tan cao, sản phẩm ăn vào có cảm giác khô, không mịn, vị ngọt đậm.
Như vậy, ta chọn tỷ lệ nước: sữa đặc = 2,5: 1 là thích hợp nhất vì ở tỷ lệ đó sản phẩm rất hoàn thiện cả về trạng thái, mùi, vị và màu sắc.
3.2. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN GIỮ NHIỆT TRONG CHẾ ĐỘ THANH TRÙNG XOÀI.
Xoài bổ sung vào sản phẩm sữa chua ta phải thanh trùng vì đây là một quá trình quan trọng, có tác dụng quyết định tới khả năng bảo quản và chất lượng của sản phẩm.
Xoài thuộc nhóm sản phẩm có độ chua < 4,5 thì vi khuẩn ưa nóng không phát triển được mà tính chịu nhiệt của nó cũng giảm đi, nên dễ bị tiêu diệt dễ dàng khi nâng nhiệt. Ngoài ra, các vi khuẩn khác có nha bào có thể phát triển trong môi trường axit nhưng hầu hết lại kém chịu nhiệt. Vậy chỉ cần thanh trùng dưới 100oC hay 100oC.
Tiến hành xác định chế độ thanh trùng như sau: thanh trùng ở 850C, cố định thời gian nâng nhiệt và hạ nhiệt là 5 phút, thay đổi thời gian giữ nhiệt cho kết quả như bảng 2 (phụ lục), bảng 3.2, và hình 3.2 bên dưới.
Bảng 3.2: Mô tả chất lượng cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào thời gian giữ nhiệt của chế độ thanh trùng xoài.
Mẫu Thời gian giữ nhiệt (phút)
Đánh giá
1 7 Sữa đông thành khối ít mịn, màu vàng ngà, sáng, mùi thơm đặc trưng, vị chua ngọt hài hòa.
2 10
Sữa đông thành khối thống nhất, màu vàng ngà sáng mịn, mùi thơm nhẹ, vị chua ngọt hài hòa, lưu vị xoài.
3 13 Sữa đông thành khối thống nhất, vị chua ngọt hài hòa, màu vàng ngà đậm ít sáng, mùi thơm không rõ lắm.
4 16 Sữa đông mịn, màu vàng hơi đậm không sáng, mùi xoài không còn, vị chua vừa ngọt vừa.
Bảng 3.3: Kết quả kiểm tra vi sinh vật của sản phẩm sữa chua xoài với thời gian giữ nhiệt là 10 phút.
STT Chỉ tiêu phân tích Giới hạn cho phép
Kết quả
1 TSVSVHK (KL/ml) 104 5,6 × 102
2 Coliforms (KL/ml) 10 2
3 E. coli (KL/ml) Không có 0
4 S. aureus (KL/ml) Không có 0
5 Samonella (KL/25ml) Không có 0
6 TSBTNM-M (BT/ml) 10 0
16.08 17.12 16.24 15.36
0 5 10 15 20
7 10 13 16
Thời gian giữ nhiệt (phút)
Điểm cảm quan chung
Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt trong chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm.
Thảo luận:
Dựa vào biểu đồ ta thấy với thời gian giữ nhiệt của chế độ thanh trùng xoài là 10 phút thì điểm cảm quan của sản phẩm là cao nhất, chất lượng sản phẩm đạt nhất, rồi đến 13 phút, 7 phút, thấp nhất là 16 phút và các điểm cảm quan này không có sự chênh lệch lớn lắm.
Từ kết quả bảng trên ta thấy khi thay đổi thời gian giữ nhiệt của chế độ thanh trùng xoài thì chỉ tiêu mùi, màu sắc là thay đổi nhiều còn các chỉ tiêu còn lại ít biến đổi. Theo sự tăng thời gian giữ nhiệt của chế độ thanh trùng thì mùi của sản phẩm giảm dần (mất dần), còn màu sắc của sản phẩm thì đậm dần không sáng, vị ngọt tăng nhẹ.
Sự thay đổi ở trên được giải thích như sau: ở nhiệt độ thanh trùng này có xảy ra phản ứng Melanoidin (giữa đường khử và acid amin) và phản ứng Caramen làm cho màu của xoài đậm dần, hương vị giảm dần, mặt khác thời gian giữ nhiệt càng lâu thì sản phẩm sẽ bị mất mùi do các chất thơm hoặc chất gây vị tốt bị bốc hơi hay bị phân hủy.
Mẫu sữa chua với thời gian giữ nhiệt của chế độ thanh trùng xoài là 10 phút thì điểm cảm quan của sản phẩm là cao nhất ta sẽ đem mẫu này đi kiểm tra vi sinh vật
ở Viện Nghiên Cứu và Ứng Dụng Công Nghệ Nha Trang kết quả được ghi ở bảng 3.3, với kết quả này ta thấy về mặt vi sinh vật sản phẩm đã đạt tiêu chuẩn của sản phẩm sữa chua.
Như vậy, chọn thời gian giữ nhiệt thích hợp là 10 phút để cố định, nghiên cứu các thông số khác.
3.3. XÁC ĐỊNH TỶ LỆ XOÀI BỔ SUNG VÀO DỊCH SỮA.
Kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 3 (phụ lục), bảng 3.4 và trên hình 3.3 bên dưới.
Bảng 3.4: Mô tả chất lượng cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào tỷ lệ bổ sung xoài vào dịch sữa.
Mẫu Tỷ lệ xoài (%) Đánh giá
1 15 Sữa đông thành khối ít mịn, màu vàng ngà, ít sáng, vị chua, ngọt nhẹ, mùi xoài không rõ lắm.
2 20
Sữa đông mịn, màu vàng ngà sáng, mùi xoài thơm nhẹ, vị chua vừa ngọt vừa, ít lưu vị xoài.
3 25 Sữa đông thành khối thống nhất mịn, vị chua ngọt hài hòa lưu vị xoài màu, màu vàng ngà sáng, mùi thơm đặc trưng của sản phẩm.
4 30 Sữa đông thành khối đặc mịn nhưng không đều, màu vàng ngà đậm sáng, vị chua vừa ngọt đậm, thơm rõ mùi xoài hơn mùi đặc trưng của sản phẩm sữa chua.
14.96 15.92 17.2 16.48
0 5 10 15 20
15 20 25 30 Tỷ lệ xoài (%)
Điểm cảm quan chung
Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ xoài đến chất lượng sản phẩm.
Thảo luận:
Dựa vào biểu đồ ta thấy với lượng xoài bổ sung là 25% thì điểm đánh giá cảm quan sản phẩm là cao nhất vì trong xoài chín có hàm lượng đường cao nó ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Nếu tỷ lệ xoài bổ sung thấp hơn 25% thì sản phẩm có vị chua, không lưu vị xoài, màu sắc không đặc trưng của sản phẩm. Do vi khuẩn sử dụng hết lượng đường lên men, tạo nhiều acid lactic, lượng đường còn lại không đủ tạo vị ngọt cho sản phẩm và với lượng xoài ít như vậy sẽ không tạo được màu sắc, hương vị đặc trưng của sản phẩm sữa chua xoài. Còn nếu tỷ lệ xoài bổ sung cao hơn 25% thì vi khuẩn sau khi lên men sẽ còn dư một lượng đường, lượng đường này sẽ tạo vị ngọt đậm cho sản phẩm, mặt khác với tỷ lệ xoài nhiều sẽ làm cho sản phẩm sữa chua có trạng thái đặc, mịn nhưng không thống nhất giữa thành phần xoài và sữa, mùi sản phẩm cũng đậm mùi xoài hơn, ít nhận thấy được mùi đặc trưng của sản phẩm sữa chua.
Yêu cầu của sữa chua xoài là có vị chua, ngọt hài hòa, lưu vị xoài đặc trưng, màu vàng ngà sáng mịn, trạng thái thống nhất, mịn nên ta chọn tỷ lệ xoài bổ sung 25% là thích hợp nhất.
Sản phẩm sữa chua xoài đi từ nguyên liệu sữa đặc có đường và khi bổ sung lượng xoài thì trong xoài cũng có hàm lượng đường cao nên trong quá trình chế biến ta không cần bổ sung thêm đường vào nữa. Đường là nguồn cơ chất cho vi khuẩn sinh trưởng, phát triển và tạo vị ngọt cho sản phẩm. Vi khuẩn lactic hấp thu
các chất như: protein, đường, khoáng, vitamin…để sinh ra các sản phẩm của quá trình lên men như acid lactic, các chất thơm…tạo hương vị cho sản phẩm.
Trong quá trình lên men vi khuẩn lactic sử dụng đường và các chất có trong thành phần của sữa đặc và một phần trong xoài để sinh trưởng phát triển tạo sản phẩm lên men.
Trong quá trình lên men trước tiên dưới tác dụng của acid lactic, saccharose bị thủy phân tạo glucose và fructose theo phản ứng:
[ H+]
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Saccharose Glucose Fructose
Glucose được vi khuẩn sử dụng để lên men, Glucose đi vào con đường EMP (Embden-Meyerhoff-Panas) tạo acid lactic và các sản phẩm trung gian đặc trưng cho sữa chua.
Vi khuẩn Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulagaricus là hai vi khuẩn lên men đồng hình nên có các enzyme cần thiết cho sự phân giải Glucose theo con đường EMP. Acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men diễn ra theo cơ chế sau:
Glucozase
ATP (P)
Hexokinaza Glucozase(P) ADP Fructozase 6(P)
ATP (P)
Hexokinaza Fructozase 1_6 di (P) ADP H2O
Fructozase _1, 6 di(P) Aldehyt_3(P)_Glyxeric NAD
(P) NADH2 Axit 1_3 di (P) glyxeric
Axit _3 di (P) Glyxeric
Axit (P) Enolpyruvic ADP
ATP
Axit pyruvic NADH2
Lactaldehdrogenase NAD
Axit lactic
Đồng thời sữa đặc cũng cung cấp đường Lactose trong quá trình lên men tạo acid lactic từ Lactose theo phương trình sau:
C12H22O11 + H2O → 4 C3H6O3
Tiếp theo acid lactic tác dụng với phức Canxi photphat-casein làm tách Canxi ra khỏi phức và chuyển nó thành dạng không hòa tan. Lúc đó sữa chuyển từ dạng lỏng sang dạng đông tụ. Do casein là chất ổn định trong môi trường acid nên khối kết đông sẽ được hình thành khi pH giảm xuống tới điểm đẳng điện của casein và các mixen casein tích điện âm trước đó giờ trở nên trung tính.
Cơ chế đông tụ của sữa chua theo phương trình sau:
NH2-R(COO)2Ca+2CH3CHOHCOOH→NH2-R(COO)2+ (CH3CHOHCOO)2Ca Caseinat canxi Acid lactic Acid ceiseic Lactat canxi
Ngoài ra vi khuẩn lactic sẽ tạo ra diaxetyl, acetoin, acetaldehyt… để tạo hương vị đặc trưng của sữa chua.
Như vậy, chọn tỷ lệ xoài bổ sung là 25% để cố định, nghiên cứu các thông số khác.
3.4. XÁC ĐỊNH TỶ LỆ CHẾ PHẨM VI KHUẨN VÀ THỜI GIAN LÊN MEN Do số tế bào vi sinh vật trong chế phảm vi khuẩn lactic có ảnh hưởng đến thời gian lên men, tỷ lệ chế phẩm vi khuẩn cho vào… cho nên ta phải sử dụng chế phẩm có số lượng vi sinh vật xác định. Mẫu chế phẩm vi khuẩn lactic (sữa chua Vinamilk) được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện các thí nghiệm được kiểm tra về tổng số vi sinh vật hiếu khí tại Viện Nghiên Cứu và Ứng Dụng Công Nghệ Nha Trang. Kết quả được chứng nhận ở phiếu trả kết quả kiểm tra vi sinh ngày 26/06/2009 (phụ lục).
Thực hiện các thí nghiệm với tỷ lệ chế phẩm vi khuẩn lactic bổ sung và thời gian lên men khác nhau thu được kết quả được trình bày ở bảng 4(phụ lục), và trên hình 3.4 bên dưới.
Do trong thí nghiệm này có sự thay đổi giữa tỷ lệ vi khuẩn bổ sung và tổng thời gian lên men cho nên sự biến đổi về vị của sản phẩm là lớn nhất, các chỉ tiêu còn lại ít có sự biến đổi rõ ràng vì vậy ta chỉ xét ảnh hưởng của tỷ lệ vi khuẩn và thời gian lên men đến vị của sản phẩm sữa chua xoài.
1.4
2.2
4 3.6
4.4
3.2 3.8
2.8
1.6
0 1 2 3 4 5
7 8 9 Tỷ lệ vi khuẩn(%)
Điểm cảm quan về vị
Mẫu 7h Mẫu 8h Mẫu 9h
Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ vi khuẩn và thời gian lên men đến vị của sữa chua xoài.
Các mẫu có điểm cảm quan về vị cao nhất ở cùng thời gian lên men với các tỷ lệ vi khuẩn khác nhau sẽ được đem đi xác định độ chua ta có kết quả như sau:
+ Với tỷ lệ vi khuẩn là 7% thì ở thời gian lên men 9h có điểm cảm quan về vị cao nhất là 3,8 và sản phẩm này đạt độ chua là 650T.
+ Với tỷ lệ vi khuẩn là 8% thì ở thời gian lên men 8h có điểm cảm quan về vị cao nhất là 4,4 và sản phẩm này đạt độ chua là 770T.
+ Với tỷ lệ vi khuẩn là 9% thì ở thời gian lên men 7h có điểm cảm quan về vị cao nhất là 4,0 và sản phẩm này đạt độ chua là 750T.
Thảo luận:
Các thí nghiệm được tiến hành với tỷ lệ chế phẩm vi khuẩn thay đổi từ 7%, 8%, 9% tương ứng với thời gian lên men là 7h, 8h, 9h. Từ biểu đồ trên cho thấy lượng vi khuẩn có trong môi trường lên men quyết định đến khả năng lên men từ đó ảnh hưởng đến vị của sản phẩm. Bên cạnh đó thời gian lên men cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men đó chính là thời gian cần thiết để vi khuẩn lactic sử dụng một số cơ chất ví dụ như đường lactoza, saccharose để tạo thành các sản phẩm lên men như acid lactic, các hợp chất thơm diaxetyl, acetoin… do đó nếu thời gian lên men quá ngắn hay quá dài đều gây ra những biến đổi không mong muốn cho sản phẩm.
Với lượng vi khuẩn 7%, 8% nếu thời gian lên men ngắn (7h) thì không đủ thời gian để vi khuẩn lên men tạo vị chua thích hợp cho sản phẩm, mặc khác lượng đường trong sản phẩm còn lại nhiều do đó làm cho sản phẩm quá ngọt, ngoài ra thì lượng đường quá nhiều cũng gây ra hiện tượng thẩm thấu làm ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men. Ngược lại, ở thời gian lên men dài (9h) với lượng vi khuẩn là 8%, 9% thì lượng axit lactic tạo ra quá nhiều, sản phẩm sẽ quá chua vì lượng đường còn lại không đủ tạo ra vị ngọt hài hòa cho sản phẩm. Như vậy, dựa vào biểu đồ ở trên ta thấy với tỷ lệ vi khuẩn là 8% và với tổng thời gian lên men là 8h thì cho điểm cảm quan cao nhất(4,4) và sản phẩm cũng đạt độ chua theo qui định(770T).
Các mẫu còn lại về độ chua, trạng thái, màu sắc, mùi đạt theo yêu cầu nhưng vị thì không hài hòa lắm; ví dụ như mẫu ở thời gian lên men là 9h và tỷ lệ vi khuẩn 7% vị chua vừa nhưng lại ngọt đậm còn mẫu ở thời gian lên men là 7h và tỷ lệ vi khuẩn 9% thì vị ngọt vừa, chua vừa nhưng lại ít lưu vị xoài đặc trưng của sản phẩm.
Còn yếu tố nữa cũng ảnh hưởng đến khả năng lên men là hoạt lực của vi khuẩn, nhưng do sữa chua Vinamilk được sản xuất hàng loạt với quy mô công nghiệp nên hoạt lực của vi khuẩn rất đồng đều cò thể xem yếu tố này không ảnh hưởng đến khả năng lên men.
Quá trình lên men của vi khuẩn là một quá trình oxy hoá khử sinh học nhằm cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn hấp thu các chất như: protein, đường đơn, khoáng, vitamin… tạo sản phẩm của quá trình lên men như: acid lactic, các chất thơm, acid amin, vitamin… sau khi lên men sản phẩm sữa chua có lượng đường giảm, lượng acid amin tăng và các vitamin cũng tăng tạo cho sản phẩm sữa chua có vị thơm ngon hơn dễ tiêu hoá hơn so với dịch sữa chưa lên men.
Hương vị của sữa chua xoài phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng yếu tố chính đó là khả năng lên men của chế phẩm vi khuẩn và thời gian lên men cho nên ta phải chọn lượng chế phẩm vi khuẩn và thời gian lên men phù hợp đủ để tạo cho sản phẩm có vị chua hài hòa phù hợp với sở thích của người tiêu dùng.