4.2 Xử lý nguyên liệu cam
4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng
Cam Ép Thu dịch
Loại hạt
Pha loãng
1:1 1:0 2:1
Bổ sung đường (17g/100ml) Thanh trùng (95oC/30 phút) Cấy giống
Lên men
Sơ đồ 4.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ pha loãng.
Sau khi xử lý cơ học nguyên liệu bao gồm ép thu dịch quả, lắng, loại hạt thu dịch ép, chúng tôi tiến hành pha loãng nước ép với nước cất tỷ lệ lần lượt 1:0; 2:1 và 1:1, đường sucrose được bổ sung ngay sau đó với tỷ lệ 17g đường/100 ml. Thanh trùng 95oC trong 30 phút trước khi cấy giống. Tỷ lệ cấy giống 5%.
Tỷ lệ pha loãng dịch ép: nước sẽ ảnh hưởng đến màu sắc và hương vị của sản phẩm, đồng thời làm giảm chi phí nguyên liệu, sản phẩm sẽ có giá thành tốt hơn để tiếp cận người tiêu dùng.
Hình 4.5 Màu sắc của sản phẩm ở các tỷ lệ pha loãng
Kết quả thí nghiệm cho thấy màu sắc của sản phẩm thay đổi theo tỷ lệ pha loãng, màu sắc nhạt dần theo thứ tự 1:0 ; 2:1 ; 1:1. Mùi vị sản phẩm ở độ pha loãng 2:1 là thích hợp nhất với hương cam nhẹ, màu vàng của nước ép cam tự nhiên.
Mặt khác, nhìn vào biểu đồ 4.1 và bảng 4.1 cho thấy khả năng sử dụng đường,
% acid lactic sinh ra và nồng độ tế bào L.acidophilus sau lên men cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức. Tuy nhiên về mặt cảm quan: màu sắc cũng như mùi vị sản phẩm chúng tôi chọn tỷ lệ pha loãng 2:1 cho các thí nghiệm kế tiếp.
Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát tỷ lệ pha loãng Tỷlệ
pha loãng nước ép:nước
Chất khô (brix)
pH sau lên men
Chất khô sau lên men (brix)
% acid lactic sinh ra
Nồng độ tế bào L.acidophilus(cfu/ml)
Cảm quan sơ bộ
1:0 20.5 3,95 18 3% 2,1 x 108 Màu vàng tự
nhiên, mùi hăng nồng
1:1 20 3,93 17.5 3% 2,35 x 108 Màu vàng nhạt,
hương cam nhẹ
2:1 20 3,95 18 2.8% 2,3 x 108 Hương cam nhẹ,
18 17.5 18
3 3 2.8
8.32 8.37 8.36
0 5 10 15 20
1:00 1:01 2:01
ty le pha loang
brix
% acid lactic log cfu/ml
Biểu đồ 4.1 Hàm lượng acid lactic sinh ra, nồng độ chất khô và mật độ tế bào sau lên men ở các tỷ lệ pha loãng
4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của lượng đường bổ sung
Đường sucrose có vị ngọt ổn định, thường được sử dụng tạo vị ngọt cho thức uống, L.acidophilus có khả năng lên men tốt đường sucrose nên chúng tôi chọn dạng đường này để tiến hành lên men. Mục đích của thí nghiệm này nhằm tìm ra lượng đường thích hợp, sản phẩm có vị ngọt vừa, nhắm đến thị hiếu người tiêu dùng đồng thời tránh sử dụng hàm lượng đường quá cao làm ức chế vi khuẩn L.acidophilus, tăng giá thành sản phẩm
Cam Ép Thu dịch Loại hạt Pha loãng Thêm đường
17% 19% 21%
Thanh trùng (95oC/30 phút) Cấy giống
Lên men
Sơ đồ 4.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng đường bổ sung màu đẹp
Qua biểu đồ 4.2 cho thấy ở hàm lượng đường 17g/100ml chất khô biến động từ 20 về 18 ( độ brix), acid lactic sinh ra 3% thể tích, sinh khối đạt 2,2x 108 cfu/ml. Hàm lượng đường 19g/100ml chất khô biến động 20,5 về 17,5, lượng acid lactic sinh ra 3,3%, sinh khối đạt 2,19 x 108 cfu/ml. Ở 21g/100ml chất khô biến động từ 21 về 20 cùng với 1,8 % acid lactic sinh ra, sinh khối đạt 1,1 x 107 cfu/ml. Qua đó có thể thấy rằng ở hàm lượng 17 và 19g đường/100ml là lượng đường vừa đủ để L.acidophilus lên men. Mặt khác, 21g đường/100ml là hàm lượng đường cao làm mất cân bằng thẩm thấu của màng tế bào, do đó ức chế vi khuẩn làm giảm khả năng sử dụng đường và khả năng sinh acid, mật độ tế bào L.acidophilus trong sản phẩm cũng thấp hơn.
Về mặt cảm quan sản phẩm ở hàm lượng 19g đường/100ml sản phẩm có vị chua ngọt hài hòa, màu sắc đẹp phù hợp với tiêu chí tiếp cận thị hiếu người sử dụng. Do đó chúng tôi chọn hàm lượng 19g đường/100 ml để tiến hành các thí nghiệm kế tiếp.
Theo Nguyễn Lân Dũng (1980), ngoài đường lactose, vi khuẩn Lactobacillus acidophilus còn có khả năng lên men các loại đường glucose, saccharose, maltose
…[2]. Ở một số sản phẩm lên men lactic từ ngũ cốc như Sobia, Boza, lượng đường cũng được bổ sung với hàm lượng trong khoảng 10 – 20% [24, 25].
Bảng 4.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát lượng đường bổ sung Hàm
lượng đường (g/100ml)
Chất khô ( brix)
pH sau lên men
Chất khô sau lên men (brix)
%Acid lactic sinh ra (%)
Nồng độ tế bào L.acidoph ilus(cfu/m l)
Cảm quan sơ bộ
17 20 3,9 18 3 2,2 x 108 Vị ngọt nhẹ, màu
đẹp, hương cam nhẹ
19 20.5 3,82 17.5 3.3 2,19x 108 Vị ngọt vừa, màu vàng đẹp, hương cam nhẹ
21 21 3,98 20 1.8 1,1 x 107 Vị ngọt gắt, mùi đường nồng,
màu đẹp
18 17.5 20
3 3.3
1.8
8.34 8.34 7.04
0 5 10 15 20 25
17 19 21
ham luong duong/100ml
brix
% acid lactic log cfu/ml
Biểu đồ 4.2 Hàm lượng acid lactic sinh ra, chất khô và mật độ tế bào L.acidophilus sau lên men ở các nồng độ đường
4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cấy giống Cam
Ép Thu dịch Loại hạt Pha loãng Thêm đường
Thanh trùng(90oC/ 30 phút) Cấy giống
3% 5% 7%
Lên men
Sơ đồ 4.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ cấy giống
Tỷ lệ cấy giống ban đầu ảnh hưởng đến thời gian lên men, tỷ lệ giống cấy giống ban đầu cao sẽ rút ngắn thời gian lên men và giảm thiểu khả năng tạp nhiễm, tuy nhiên tỷ lệ cấy giống cao còn có khuyết điểm là làm ngắn thời gian bảo quản, lưu hành của sản phẩm trên thị trường. Do đó mục đích của thí nghiệm này nhằm tìm ra
một tỷ lệ cấy giống hợp lý, đảm bảo cho quá trình lên men diễn ra tốt, tránh khả năng tạp nhiễm trong quá trình lên men nhưng vẫn có khả năng kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm ngoài thị trường.
Nhìn vào biểu đồ 4.3 ta thấy được hàm lượng acid lactic sinh ra, biến động chất khô và nồng độ tế bào vi khuẩn trong sản phẩm tỷ lệ thuận với tỷ lệ cấy giống ban đầu.
Ở tỷ lệ cấy giống 3% , chất khô ban đầu biến động từ 20 về 19,5 acid lactic sinh ra sau 24 giờ lên men là 1%, sinh khối trong sản phẩm đạt 2x 107 cfu/ml. Tỷ lệ cấy giống 5% chất khô dao động từ 20,5 về 18, acid lactic sinh ra 3% thể tích, sinh khối đạt 1,1x 108 cfu/ml. Còn tỷ lệ cấy 7%, sau quá trình lên men chất khô dao động từ 20,5 về 16,5, acid lactic sinh ra 4,5%, sinh khối đạt 109 cfu/ml.
Qua đây có thể kết luận rằng tỷ lệ cấy giống 7% sẽ làm cho quá trình lên men diễn ra mạnh nhất, điển hình là khả năng tạo acid lactic sau quá trình lên men là 4,5% và mức độ sử dụng đường mạnh nhất. Tuy nhiên xét về mặt cảm quan màu sắc và mùi vị của sản phẩm thì tỷ lệ cấy giống 7% cho màu sậm làm giảm đi màu vàng tự nhiên của nước cam, mùi chua nặng lấn áp đi hương cam tự nhiên. Xét thấy ở tỷ lệ cấy giống ban đầu là 5% cho màu vàng đẹp tự nhiên, hương acid lactic nhẹ và vị chua vừa phải, chúng tôi quyết định chọn tỷ lệ cấy giống 5% cho các thí nghiệm kế tiếp.
Bảng 4.3 Kết quả thí nghiệm khảo sát tỷ lệ cấy giống ban đầu Tỷ lệ
cấy giống (%)
Chất khô ban đầu(brix)
Chất khô sau lên men(brix)
pH sau lên men
acid lactic sinh ra (%)
Nồngđộ L.acidophilus (cfu/ml)
Cảm quan sơ bộ
3 20,5 19 3,98 1 2x 107 Vị chua nhẹ,
Màu đẹp
5 20,5 18 3,88 3 1,1x 108 Vị chua hài hòa,
Màu đẹp
7 20,5 16,5 3,5 4,5 1 x 109 Vị chua nhiều
Màu sậm
19 18
16.5
1
3 4.5
7.3 8.04 9
0 5 10 15 20
3% 5% 7%
ty le cay giong
brix
% acid lactic log cfu/ml
Biểu đồ 4.3 Hàm lượng acid lactic sinh ra ,chất khô và mật độ L.acidophilus sau quá trình lên men ở các tỷ lệ cấy giống
4.3.4 Thí nghiệm khảo sát thời gian lên men
Thời gian lên men là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm, thời gian lên men quá lâu sẽ sinh ra vị chua nhiều, ảnh hưởng đến màu sắc, cấu trúc sản phẩm. Do đó mục đích của thí nghiệm này nhằm chọn ra thời gian vừa đủ để vi sinh vật lên men với lượng acid lactic sinh ra vừa phải đảm bảo mùi vị sản phẩm không quá chua khi cho ra thị trường.
Chúng tôi tiến hành khảo sát ở các mốc thời gian 12 giờ, 24 giờ, 36 giờ, và 48 giờ.
Cam Ép Thu dịch Loại hạt Pha loãng Thêm đường Chỉnh pH Thanh trùng Cấy giống Lên men
12 giờ 24 giờ 36 giờ 48 giờ
Sơ đồ 4.4 sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian lên men Bảng 4.4 % acid lactic sinh ra qua các thời gian
Thời gian (giờ)
12 24 36 48
Acid lactic (%)
1 3,3 4,5 5,8
Kết quả khảo sát cho thấy lượng acid lactic sinh ra tỷ lệ thuận với thời gian lên men trong 48 giờ lên men lượng acid sinh ra 5,8% . trong 12 giờ đầu tiên sau khi cấy giống L.acidophilus đang dần thích nghi với môi trường, 12 giờ kế tiếp quá trình lên men diễn ra mạnh acid lactic sinh ra nhiều hơn, tuy nhiên acid lactic sinh ra quá cao sẽ làm sản phẩm bị chua nhiều cho nên xét về mặt cảm quan mùi vị cũng như màu sắc của sản phẩm, ở 24 giờ lên men sản phẩm có màu vàng đẹp tự nhiên, vị chua ngọt hài hòa lưu giữ được hương cam. Vì vậy chúng tôi quyết định chọn mốc thời gian 24 giờ để lên men tạo sản phẩm.
% acid lactic
1
3.3
4.5
5.8
0 1 2 3 4 5 6 7
12 24 36 48
thoi gian len men
% acid lactic
Biểu đồ 4.4 Tương quan acid lactic sinh ra với các thời gian lên men 4.3.5 Thí nghiệm khảo sát nhiệt độ lên men
Đa số các loài vi khuẩn lên men lactic là vi sinh vật ưa ấm, chúng phát triển tốt trong môi trường có nhiệt độ 37 – 42 oC. Thí nghiệm này chúng tôi khảo sát ở các mốc nhiệt độ : nhiệt độ phòng; 37oC; 42oC.
Cam Ép Thu dịch Loại hạt Pha loãng Thêm đường Thanh trùng Cấy giống Lên men
Nhiệt độ phòng 37oC 42oC
Sơ đồ 4.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ lên men
Kết quả thí nghiệm ở bảng 4.5 và biểu đồ 4.5 cho thấy ở nhiệt độ 42oC vi khuẩn L.acidophilus sử dụng đường mạnh nhất , sau 24 giờ lên men chất khô biến động từ 20,5 về 16, lượng acid lactic sinh ra đạt 4,5%, sinh khối 5x108 cfu/ml. Tuy
nhiên, ở nhiệt độ 37oC lượng sinh khối đạt 1,1x108 lượng acid lactic sinh ra 3,5 %, nhiệt độ 37oC gần giống với thân nhiệt của cơ thể người, ở nhiệt độ này vi khuẩn L.acidophilus dễ thích nghi hơn khi đưa vào cơ thể người nên chúng tôi chọn nhiệt độ 37oC để tiến hành lên men.
Bảng 4.5 Kết quả thí nghiệm khảo sát nhiệt độ Nhiệt độ Chất khô
ban đầu (brix)
Chất khô sau lên men (brix)
Acid lactic sinh ra (%)
Mật độ L.acidophi lus
(cfu/ml)
Cảm quan sơ bộ
Nhiệt độ phòng
20,5 18,5 2 2 x 107 Màu vàng tự
nhiên, vị ngọt chua
37 20,5 17,5 3,5 1,1 x 108 Màu vàng tự
nhiên, vị chua ngọt
42 20,5 16 4,5 5,1 x 108 Màu vàng tự
nhiên, vị chua ngot
18.5 17.5
16
2 3.5 4.5
7.3 8.04 8.71
0 5 10 15 20
nhiet do phong 37 42
nhiet do len men
brix
% acid lactic log cfu/ml
Biểu đồ 4.5 Hàm lượng acid latic sinh ra, nồng độ chất khô, mật độ L.acidophilus sau
lên men ở các nhiệt độ