Số lượng tế bào được xác định gián tiếp bằng cách đếm số khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch MRS. Mật độ giống ổn định trong khoảng 5,5 x 107 cfu/ml, mật độ giống này cho phép đưa vào quá trình lên men tạo sản phẩm. Mật độ giống được theo dõi trong suốt thời gian thực hiện để ổn định đề tài.
4.1.3 Chuyển giống vào môi trường trung gian sữa Môi trường sữa được tiệt trùng ở 1050C trong 5 phút. Cấy giống vi sinh vật vào môi trường sữa sau đó ủ ở 370C.
Khảo sát quá trình tăng trưởng của giống trên môi trường sữa
Đồ thị 1: Đường cong sinh trưởng của Lactobacillus acidophilus
Pha tiềm tàng (pha lag) kéo dài khoảng 10 giờ, đây là thời gian vi khuẩn thích nghi với môi trường trung gian sữa. Pha tăng trưởng (pha log) diễn ra trong 14 giờ tiếp theo. Pha ổn định kéo dài khoảng 10 giờ và bắt đầu giảm dần. Khảo sát này cho thấy thời gian tốt nhất để thu nhận sinh khối vi khuẩn là từ giờ thứ 10 đến 24 kể từ khi cấy.
Trên thực tế chúng tôi sử dụng lượng sinh khối trung bình là 5,5 x 107 cfu/ml để cấy vào môi trường dịch gạo. Đây là lượng sinh khối có thể chấp nhận được nếu chúng ta so sánh với số lượng giống khởi đầu của một số sản phẩm lên men từ ngũ
cốc như “tương tự Amazake” làm từ gạo nấu chín có lượng Lactobacillus
amylovorus là 5 – 7 x 106 cfu/ml, sản phẩm FB (fermented Brown rice) có hàm
lượng Lactobacillus acidophilus là 1,8 x 107 cfu/ml, sản phẩm yogurt làm từ gạo có
hàm lượng Lactobacillus acidophilus và Lactobacillus casei là 108 – 109 cfu/ml [16, 33].
4.2 Khảo sát nguyên liệu gạo lức 4.2.1 Gạo lức 4.2.1 Gạo lức
Gạo lức được mua để dùng trong suốt quá trình nghiên cứu được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.
Log (tế bào/ml) 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10 10.2 10.4 0 10 20 30 40 50 60 Log (tế bào/ml)
Bảng 4: Thành phần hóa học của gạo lức Độ ẩm Độ ẩm (%) Độ chua (ml NaOH 1N/100g) Protein (gN x 6,25) (%) Lipid (%) Tinh bột (%) Đường tổng số (%) 6,98 2,17 8,17 1,8 71,5 4,6
So với tài liệu của các tác giả Juliano (1993) và Lê Ngọc Tú (1997) chúng tôi thấy hàm lượng protein của gạo lức đang sử dụng nằm trong khoảng 7,1 – 8,3, gần với mức 8,76 %. Chất béo thô nằm trong khoảng 1,5 – 2,3%, tương đương với mức 1,87%. Tổng lượng tinh bột và đường là 76,1% cao hơn mức 64 – 73% không đáng kể [9,31]. Chúng tôi quyết định chọn gạo lức này cho các nghiên cứu tiếp theo.
4.2.2 Dịch gạo lức trước lên men
Bảng 5: Thành phần hóa học của dịch gạo lức trước khi lên men Protein (g N x Protein (g N x
6,25) (%) Lipid (%) Tinh bột (%) Đường tổng số
Hàm lượng 0,8 0,1 3,77 3,26
Khi rửa protein có thể mất đi 0,4% và 0,5% khi nấu [21], nghĩa là trong quá trình xử lí gạo để thu được dịch lên men, hàm lượng protein có trong gạo nguyên liệu giảm đi 0,9%. Trong khi đó, hàm lượng lipid trong dịch gạo giảm rất nhiều so với lượng lipid trong nguyên liệu gạo ban đầu. Theo lý thuyết, phần vỏ lụa chứa nhiều chất xơ và chất dầu. Trong quá trình ngâm và xay gạo, phần vỏ lụa hồng đã bị phá vỡ nhưng ở giai đoạn lọc sau khi nấu ta vẫn thấy sót lại chút ít những vỏ vụn nâu đã mềm nhũn nên buộc phải loại bỏ để đảm bảo tính đồng nhất và vẻ cảm quan cho sản phẩm.
Dựa vào thành phần hóa học của gạo lức và dịch gạo lức trước khi lên men ta thấy tinh bột giảm đi chỉ còn 3,77% nhưng lượng đường tổng số tăng đến 3,26%. Điều này chứng tỏ trong quá trình ngâm gạo các enzym amylase trong hạt gạo đã thủy phân một phần tinh bột thành đường.
Như vậy, với 100g gạo lức sau khi ngâm 24 giờ, xay ướt rồi nấu với 1 lít nước trong khoảng 25 – 30 phút, lọc bằng vải mỏng vô trùng ta thu được dịch gạo lức sệt, màu hồng nhạt, có độ Brix 7 – 8, pH: 6.5 – 6.6, hàm lượng protein 0,8%, lipid 0,1%, tinh bột 3,77% và đường 3,26%. Dịch gạo lức này được chúng tôi sử dụng cho quá trình lên men.
4.3 Khảo sát quy trình lên men và tạo sản phẩm
Lên men lactic là một lên men phức tạp với sự chuyển hóa đường thành acid lactic dưới tác dụng của hệ vi khuẩn lactic. Trong gạo lức có rất nhiều chất dinh dưỡng để vi khuẩn lactic sử dụng trong quá trình lên men.
Lên men lactic là một trong những lên men rất dễ bị sinh vật tạp nhiễm khác lẫn vào quá trình lên men. Vì vậy, tất cả các công việc cấy giống cũng như lên men cần phải thực hiện trong điều kiện vô trùng tuyệt đối.
Sản phẩm muốn cạnh tranh với các sản phẩm khác cùng loại trên thị trường và tăng tính cảm quan kích thích người tiêu dùng thì cần bổ sung một số hương liệu cũng như phụ gia khác để tạo được bản sắc đặc trưng riêng.
4.3.1 Khảo sát tỷ lệ gạo : nước
Khảo sát này nhằm tìm một tỷ lệ gạo : nước nhất định thích hợp cho sản phẩm và sản phẩm phải có độ lỏng phù hợp với nước uống.
Bảng 6 : Tương quan giữa tỷ lệ gạo : nước Tỷ lệ gạo : nước pH Hàm lượng acid Tỷ lệ gạo : nước pH Hàm lượng acid
lactic (%) Brix Nhận xét cấu trúc 1 : 8 3.65 0,99 11,5 Sệt 1 : 10 3.59 0,9 12 Hơi lỏng 1 : 12 3.63 0,73 12 Lỏng 1 : 14 3.58 0,65 11,5 Lỏng 1 : 16 3.72 0,56 12 Rất lỏng
Đồ thị 2: Tương quan giữa tỷ lệ gạo : nước và hàm lượng acid lactic Ứng với tỉ lệ gạo 1 : 8 đến 1 : 16, pH tăng từ 3.59 đến 3.72, độ Brix dao động Ứng với tỉ lệ gạo 1 : 8 đến 1 : 16, pH tăng từ 3.59 đến 3.72, độ Brix dao động trong khoảng 11,5 đến 12, hàm lượng acid lactic dao động trong khoảng 0,56 đến 0,99. Với tỷ lệ gạo : nước là 1 : 8 và 1 : 10 ta thấy khả năng lên men lactic mạnh hơn các tỷ lệ còn lại. Về cấu trúc ta nhận thấy tỷ lệ gạo : nước 1 : 10 là phù hợp nhất nên chúng tôi quyết định chọn tỷ lệ này, đây cũng là tiền đề cho các khảo sát tiếp theo.
Tỷ lệ nguyên liệu : nước là 1: 10 cũng là tỷ lệ thường gặp ở một số sản phẩm lên men từ ngũ cốc như Togwa [22] và nhiều sản phẩm lên men lactic từ lúa mì và gạo nẩy mầm của nhóm tác giả Yoshihide (1997) [23].
4.3.2 Khảo sát tỉ lệ đường cần bổ sung
Từ dịch gạo được nấu với tỷ lệ gạo : nước là 1 : 10, chúng tôi tiến hành thí nghiệm này nhằm mục đích tìm lượng đường bổ sung phù hợp. Đường đóng vai trò vừa là cơ chất thêm vào cho vi khuẩn hoạt động tạo acid lactic, vừa tạo vị ngọt cho sản phẩm. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1:08 1:10 1:12 1:14 1:16 Tỷ lệ gạo:nước H à m l ư ợ n g a c id l a c ti c ( % )
Bảng 7: Tương quan giữa lượng đường bổ sung và hàm lượng acid lactic Lượng đường bổ sung Lượng đường bổ sung
(g/100ml) pH Brix
Hàm lượng acid
lactic (%) Mùi vị của sản phẩm
10 3.59 10 1,08 Lạt
12 3.67 12 1,17 Ngọt, có vị chua
14 3.55 13,5 1,35 Ngọt
16 3.54 15,5 1,26 Rất ngọt
Đồ thị 3: Tương quan giữa lượng đường bổ sung và hàm lượng acid lactic
Ứng với lượng đường thay đổi từ 10 đến 16g/100ml, pH thay đổi từ 3.54 đến 3.67. Brix tăng từ 10 đến 15,5, hàm lượng acid lactic từ 1,08 đến 1,35. Ta thấy lên men lactic mạnh ở dịch gạo có bổ sung hàm lượng đường là 14, 16g/100ml, khi bổ sung tỉ lệ đường 12g/100ml thì sản phẩm có mùi vị tốt, khi đánh giá cảm quan được ưa thích nhất nên chúng tôi chọn tỉ lệ đường là 12g/100ml.
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].
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 10 12 14 16
Lượng đường bổ sung (g/100ml)
H à m l ư ợ n g a c id l a c ti c ( % )
Với dịch gạo có tỷ lệ phối trộn gạo : nước là 1 : 10, chúng tôi quyết định chọn tỷ lệ đường bổ sung 12g/100ml cho dịch gạo. Từ các kết quả này chúng tôi hoàn tất việc chuẩn bị cơ chất trước khi lên men.
4.3.3 Khảo sát tỉ lệ giống
Với cơ chất đã chuẩn bị chúng tôi tiến hành khảo sát tỉ lệ giống ban đầu khi lên men và thu được kết quả như sau:
Bảng 8: Tương quan giữa tỉ lệ giống và hàm lượng acid lactic Tỉ lệ giống (ml giống /100ml Tỉ lệ giống (ml giống /100ml
dịch lên men) pH Brix
Hàm lượng acid lactic (%) 1 3.93 12 0,18 2 3.69 12 0,63 3 3.66 12 0,63 4 3.64 12 0,99 5 3.61 12 1,71
Đồ thị 4: Ảnh hưởng của tỉ lệ giống ban đầu đến hàm lượng acid lactic Dựa vào kết quả trên ta thấy, cùng một mật độ giống ban đầu khoảng 5,5 x 107 cfu/ml, tỉ lệ giống từ 1% đến 5% cho hoạt tính lên men tăng dần, hàm lượng acid
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 1 2 3 4 5 Nồng độ giống (%) H à m l ư ợ n g a c id l a c ti c ( % )
3.93, Brix là 12. Thời gian lên men là một vấn đề quan trọng và phụ thuộc bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ, pH… mà quan trọng là chất lượng và số lượng giống vi sinh vật. Chúng tôi quyết định chọn tỷ lệ giống 5% để rút ngắn thời gian lên men.
Tổng kết phần khảo sát điều kiện lên men, một số kết quả được đưa ra yếu tố tối ưu cho sự lên men lactic từ gạo lức như sau:
Tỉ lệ gạo : nước là 1 : 10
Tỉ lệ đường cần bổ sung là 12g/100ml Nồng độ giống cấy thích hợp là 5%.
4.4 KHẢO SÁT HƯƠNG LIỆU BỔ SUNG THÍCH HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CẢM QUAN CHO SẢN PHẨM CHẤT LƯỢNG CẢM QUAN CHO SẢN PHẨM
Sau khi thu nhận dịch lên men, chúng tôi bổ sung từ 0,15% hương dâu, hương cam cho mùi thơm nhẹ nhàng, hương sữa tự nhiên và cho tiếp khoảng 0,2% dung dịch màu đỏ dâu nhằm tạo màu hồng tự nhiên của gạo lức. Đây cũng là công đoạn cuối cùng của quy trình tạo sản phẩm [7].
Đánh giá cảm quan là một phương pháp khoa học dùng để gợi lên, đo đạc, phân tích và giải thích những thông tin thu được từ sản phẩm thông qua cảm nhận của các giác quan: thị giác, khứu giác, xúc giác, vị giác và thính giác [9]. Phương pháp đánh giá cảm quan phản ánh nhận thức và đặc điểm sản phẩm mà con người cảm nhận vốn dĩ là một thiếu sót của các phương pháp đo đạc bằng dụng cụ. Chính vì vậy, việc ứng dụng đánh giá cảm quan đã và đang phát triển không ngừng trong công nghệ thực phẩm, từ nghiên cứu và phát triển sản phẩm đến quản lý chất lượng.
Từ 3 sản phẩm khác biệt về hương và mùi chúng tôi tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm qua 2 phương pháp là phép thử cho điểm thị hiếu và phép thử cho điểm chất lượng với 3 mẫu sản phẩm.
Phép thử cho điểm thị hiếu là phép thử được thực hiện trên số đông người tiêu dùng để tìm hiểu mức độ hài lòng, ưa thích của họ đối với sản phẩm nghiên cứu. Điều quan trọng nhất khi tiến hành phép thử này là công việc quy hoạch đối tượng người thử hay còn gọi là lựa chọn nhóm người tiêu dùng mục tiêu của sản phẩm. Các yếu tố nên quan tâm là: lứa tuổi, giới tính, thói quen tiêu dùng…
Phép thử cho điểm chất lượng được sử dụng để đánh giá tổng quát mức chất lượng của một sản phẩm so với tiêu chuẩn hoặc so với một sản phẩm cùng loại trên tất cả các chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi, vị, trạng thái. Tình trạng chất lượng của mỗi chỉ tiêu được đánh giá bằng điểm. Giá trị điểm tăng theo mức tăng của chất lượng. Tùy theo sản phẩm và quốc gia mà thang điểm sử dụng rất khác nhau [9].
Mẫu A: Hương dâu Mẫu B: Hương cam
Mẫu C: Hương sữa tự nhiên
Các mẫu được sử dụng để đánh giá cảm quan thị hiếu gồm 30 người tham gia thử mẫu.
Bằng phép thử cho điểm thị hiếu
Bảng 9: Điểm đánh giá của 30 người tham gia cảm quan, nghề nghiệp sinh viên, độ tuổi từ 18 – 22
STT Mẫu A Mẫu B Mẫu C
1 6 7 6 2 8 7 7 3 6 8 5 4 5 6 7 5 8 6 7 6 7 8 6 7 7 7 6 8 7 7 7 9 6 8 6 10 5 8 6 11 8 7 7 12 6 8 5 13 7 6 7 14 8 7 7 15 6 7 5
16 7 8 7 17 8 7 8 18 6 7 6 19 7 8 5 20 7 6 8 21 5 7 7 22 8 8 6 23 8 7 7 24 6 8 8 25 7 8 4 26 5 7 7 27 8 9 8 28 6 8 5 29 7 9 7 30 7 8 6 Tổng 202 222 193 Trung bình 6,7 7,4 6,4
Nhận xét: Phụ gia cũng có ảnh hưởng nhiều đến độ ưa thích chung của sản phẩm. Mẫu B (hương cam): có tổng số điểm là 222, xếp vị trí thứ 1
Mẫu A (hương dâu): có tổng số điểm là 202, xếp vị trí thứ 2
Mẫu C (hương sữa tự nhiên): có tổng số điểm là 193, xếp vị trí thứ 3
Với thang điểm 6 (hơi thích) và 7 (thích vừa phải) thì các mẫu A, B, C đều có thể được chấp nhận.
CÁC BƯỚC PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI Hệ số hiệu chỉnh (HC)
Hệ số hiệu chỉnh bằng bình phương tổng chia cho số câu trả lời Hệ số hiệu chỉnh = (tổng)2 / số câu trả lời
Tổng bình phương
Tổng bình phương mẫu (TBPm) bằng tổng bình phương tổng điểm của mỗi mẫu chia cho tổng số câu trả lời của từng mẫu trừ cho hệ số hiệu chỉnh.
TBPm = (202)2 + (222)2 + (193)2 /30 – 4239 = 14,7
Tổng bình phương người thử (TBPtv) bằng tổng bình phương tổng điểm cho bởi mỗi người thử chia cho số câu trả lời của từng người rồi trừ đi hệ số hiệu chỉnh. TBPtv = [(6+7+6)2 + (8+7+7)2 + …+ (7+9+7)2 + (7+8+6)2)/3 – 4239 = 27,8
Tổng bình phương toàn phần (TBPtp) bằng tổng bình phương của từng điểm trừ đi hệ số hiệu chỉnh (HC)
TBPtp = [(62 + 72 + 62) + … +(72 + 82 +62)] – 4239 = 95,1 Tổng bình phương dư (TBPss) = TBPtp – TBPm – TBPtv
= 95,1 – 14,7 – 27,8 = 52,6
Tính số bậc tự do: Bậc tự do của đại lượng nào bằng tổng đại lượng đó trừ cho 1
Bậc tự do của mẫu (Btdm) bằng tổng số lượng mẫu trừ cho 1 Btdm = 3 – 1 = 2
Bậc tự do của người thử bằng số người thử trừ cho 1 Btdtv = 30 – 1 = 29
Bậc tự do tổng (Btdtp) bằng tổng số câu trả lời trừ cho 1 Btdtp = (30 x 3) – 1 = 89
Bậc tự do của sai số (Btdss) bằng bậc tự do tổng trừ cho tổng bậc tự do của người thử và bậc tự do của mẫu
Btdss = 89 – 29 – 2 = 58
Tính bình phương trung bình
Bình phương trung bình (BPTB) đối với một biến nào đó là thương số của tổng bình phương chia cho số bậc tự do tương ứng:
BPTBm = 14,7/ 2 = 7,35 BPTBtv = 27,8/29 = 0,96 BPTBss = 52,6/58 = 0,91
Tính tương quan phương sai
Tương quan phương sai của mẫu (Fm) là bình phương trung bình của các mẫu chia cho bình phương trung bình của sai số
Fm = 7,35/0,91 = 8,01
Tương quan phương sai của người thử (Ftv) là bình phương trung bình của người thử chia cho bình phương trung bình của sai số
Ftv = 0,96/0,91 = 1,05
Các tính toán trên được tổng hợp lại trong bảng phân tích phương sai
Bảng 10: Phân tích phương sai
Nguồn gốc phương sai Btd TBP BPTB F
Mẫu 2 14,7 7,35 8,01
Người thử 29 27,8 0,96 1,05
Sai số 58 52,6 0,91
Tổng 89 95,1
So sánh giữa các mẫu
Giá trị F đối với các mẫu là 8,01. Do bậc tự do của sai số là 58 không có trong bảng phụ lục nên ta chọn Btd sai số là ∞, Btd mẫu là 2. Vậy giá trị Ftc tra từ phụ lục là 2,89, tương ứng với cột n1 = 2 (số bậc tự do của mẫu) và hàng n2 = ∞ (số bậc tự do của sai số). Ta nhận thấy F < Ftc nên có thể kết luận được rằng các mẫu khác nhau có