b. Giải thích quy trình
Rửa: nhằm loại bỏ các chất bẩn bên ngoài hạt gạo và các hạt không đạt tiêu chuẩn.
Ngâm: Ngâm gạo trong 24 giờ, ngâm gạo với mục đích làm mềm hạt gạo. Đồng thời trong quá trình ngâm gạo, các enzym ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng, thủy phân một phần tinh bột, protein gạo và phá vỡ phần vỏ lụa màu hồng bên ngoài.
Xay: Gạo được xay với khoảng 200 – 400ml nước để phá vỡ tế bào và giải phóng các hạt tinh bột. Khi xay xong ta thu được một hỗn hợp nước và bột gạo mịn.
Nấu: Hỗn hợp được nấu với tỉ lệ gạo : nước là 1: 10. Trong quá trình nấu phải khuấy đều để tránh hiện tượng vón cục và bột gạo lức bị lắng dưới đáy nồi. Dịch gạo được nấu trong khoảng 25 – 30 phút để bột gạo chín nhừ. Nấu xong ta thu được dịch gạo lức chín sệt, màu hồng, trong, làm tăng giá trị cảm quan [7].
Xay nhuyễn: Xay nhuyễn hỗn hợp nhằm đồng hóa nước và gạo, bổ sung thêm 1 lượng nhỏ nước bị hao hụt khi nấu.
Lọc bằng vải vô trùng: Lọc có tác dụng loại bỏ những vỏ lụa nhỏ đã mềm và chín còn sót lại. Lọc để được hỗn hợp mịn, đẹp, đồng nhất, tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm. Lên men Phối trộn Đóng chai Hương liệu và màu thực phẩm Sản phẩm
Phối trộn: Trong quá trình phối trộn bổ sung thêm đường để cung cấp thêm cơ chất, đồng thời tạo vị ngọt cho sản phẩm [8].
Thanh trùng dịch gạo trước khi lên men: nhằm tiêu diệt vi sinh vật có trong dịch gạo trước khi lên men.
Sau khi để nguội dịch gạo ta thực hiện cấy giống vào dịch trong điều kiện vô trùng.
Phối trộn: Hương liệu bổ sung là hương dâu, cam, hương sữa với nồng độ 0,1 – 0,15% tạo mùi thơm cho sản phẩm, sau đó cho thêm màu dâu đỏ để tạo màu hồng tự nhiên cho sản phẩm.
3.2.2.3 Khảo sát điều kiện lên men
Trong quá trình lên men, dựa trên các chỉ tiêu pH, lượng acid lactic, lượng đường hòa tan. Chúng tôi khảo sát các điều kiện lên men sau:
Hàm lượng nước bổ sung vào dịch gạo. Hàm lượng đường bổ sung vào dịch gạo. Tỷ lệ giống vi sinh vật cấy vào dịch gạo.
Các ảnh hưởng được khảo sát bằng cách cho 1 yếu tố thay đổi trong khoảng giới hạn còn các yếu tố khác giữ nguyên.
a. Hàm lượng nước bổ sung vào dịch gạo
Tỷ lệ nước và gạo thay đổi: 1/8; 1/10; 1/12; 1/14; 1/16. Tỷ lệ đường và dịch gạo lức: 12g/100ml
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus 5% vào dịch gạo lức.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5
b. Hàm lượng đường bổ sung vào dịch gạo
Tỷ lệ đường và dịch gạo thay đổi trong khoảng: 10/100; 12/100; 14/100; 16/100 (g/ml)
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus 5% vào dịch gạo lức.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5
c. Tỷ lệ giống vi sinh vật
Tỷ lệ nước và gạo là: 1/10
Tỷ lệ đường và dịch gạo lức: 12g/100ml
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus vào dịch gạo lức với tỷ lệ thay đổi: 1%;
2%; 3%; 4%; 5%.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5 3.2.2.4 Khảo sát hương liệu bổ sung
Các hương liệu khảo sát như: hương dâu, hương cam. Chọn màu đỏ để phù hợp với màu hồng của gạo lức.
Bổ sung thêm hương sữa nhằm hướng tới các sản phẩm Probiotic làm từ sữa trên thị trường.
3.2.2.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm
Chất lượng sản phẩm được đánh giá qua các chỉ tiêu pH, độ Brix, hàm lượng acid lactic.
Đánh giá cảm quan cho phép giải quyết những bận tâm của nhà sản xuất trong quá trình kiểm tra nguyên liệu, quá trình sản xuất, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ và kỹ thuật đến sản phẩm cuối cùng, xác định thời hạn của sản phẩm và cuối cùng là phát triển sản phẩm mới [9].
Chất lượng thực phẩm được cấu thành bởi những tính chất đặc trưng và thị hiếu của người tiêu dùng. Các phương pháp phân tích chất lượng cho phép tiếp cận hai khía cạnh của chất lượng thực phẩm thông qua việc phân tích các thuộc tính và đánh giá thị hiếu người sử dụng. Thực tế nghiên cứu thị hiếu người tiêu dùng cho thấy mức độ ưa thích chung của người tiêu dùng chỉ tỉ lệ thuận với một số tính chất
Chúng tôi đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm qua 2 phương pháp là phép thử cho điểm thị hiếu và phép thử cho điểm chất lượng.
3.2.3 Các phương pháp phân tích Đo pH: Sử dụng máy đo pH Đo pH: Sử dụng máy đo pH
Đo độ Brix: Dùng máy đo độ Brix (khúc xạ kế) có thang đo từ 0 – 32 Xác định độ chua của gạo nguyên liệu [12].
Nguyên tắc: Dùng 1 dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1N để trung hòa hết lượng acid tự do có trong mẫu với chất chỉ thị màu là phenolphtalein. Độ chua được biểu thị bằng thể tích NaOH 1N để trung hòa hết 100g mẫu thử.
Tiến hành: Cân chính xác 10g gạo, nghiền nát, lắc với 80ml nước cất trong 1 giờ, thêm nước cho đủ 100ml. Để lắng, lấy 50ml nước trong ở trên để định lượng.
Cách tính:
Xác định hàm lượng acid lactic
Nguyên tắc: Dùng dung dịch kiềm chuẩn NaOH để trung hòa lượng acid lactic có trong mẫu với phenolphtalein 1% làm chất chỉ thị.
Tiến hành: Cho 10ml dịch lên men vào erlen, bổ sung thêm 20ml nước cất trung tính, cho thêm 2 – 3 giọt phenolphtalein. Chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho đến khi có màu hồng nhạt bền vững trong 30 giây, so sánh với mẫu đối chứng là dịch chưa lên men [6].
Cách tính:
Hàm lượng acid lactic được tính theo công thức:
V: Thể tích dung dịch NaOH dùng để trung hòa 10ml dịch lên men (ml) V0: Thể tích dung dịch NaOH dùng để trung hòa 10ml mẫu đối chứng (ml)
(V – V0) x 0,1 x 90/10 = (V – V0) x 0,9
n 100 100 n x 20 ---- x --- x --- = --- 10 50 p p
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1 Một số khảo sát đặc điểm của Lactobacillus acidophilus
Giống Lactobacillus acidophilus thuần chủng do phòng thí nghiệm của trường
Đại học Bách Khoa TP.HCM cung cấp.
4.1.1 Quan sát vi thể, đại thể
Hình 13: Hình ảnh đại thể L. acidophilus
Sau khi giống Lactobacillus acidophilus được tăng sinh trên môi trường MRS
lỏng, chúng tôi tiến hành kiểm tra đặc điểm hình thái của vi sinh vật bằng phương pháp nhuộm Gram. Kết quả được quan sát dưới kính hiển vi điện tử, ở vật kính 100.
Lactobacillus acidophilus bắt màu tím qua phương pháp nhuộm Gram do có lớp
peptidoglycan dày, điều đó xác định được Lactobacillus acidophilus là vi khuẩn
Gram (+). Đây là trực khuẩn, có kích thước rộng: 0,6 – 0.9µm, dài: 1.5 – 6.0µm, chúng thường tồn tại riêng lẻ, đôi khi tạo thành chuỗi ngắn và có khả năng chuyển động.
Hình 14: Hình ảnh vi thể L.acidophilus
Sau khi thực hiện phương pháp trải đĩa giống Lactobacillus acidophilus trên
môi trường thạch MRS. Những đĩa môi trường này được ủ ở 370C trong 48 giờ,
chúng tôi quan sát thấy khuẩn lạc Lactobacillus acidophilus có hình tròn, đều, bề mặt
lồi.
Một tế bào có thể phân chia theo cấp số nhân cho đến khi hình thành một khuẩn lạc có thể trông thấy được. Đây là cơ sở của việc định lượng tế bào trên thạch đĩa, bởi vì số lượng khuẩn lạc sinh ra từ một thể tích giống vi sinh vật nhất định tương đương với số lượng tế bào sống ban đầu có trong thể tích giống đó.
4.1.2 Tăng sinh giống trên môi trường MRS
Hình 15: Giống Lactobacillus acidophilus trên môi trường MRS lỏng
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