2.1.1. Nguồn nguyên liệu
2.1.1.1. Nguyên liệu chính: Gạo lức
Gạo lức được thu mua tại chợ Đầm, Nha Trang. Gạo sử dụng cho thí nghiệm phải là gạo mới nhập về vì nếu gạo để quá lâu chất lượng sẽ giảm.
2.1.1.2. Nguyên liệu phụ a. Đường saccharose
Thu mua từ các công ty đường trong nước nên hầu như ổn định về nguồn hàng và vấn đề chất lượng được đảm bảo. Tuy nhiên để đảm bảo không có mối nguy nào bắt đầu từ các thành phần ban đầu tham gia hình thành nên sản phẩm thì được kiểm tra bằng cảm quan.
Đường dùng trong sản phẩm này là sản phẩm của công ty cổ phần đường Khánh hòa (địa chỉ: Suối Hiệp-Diên Khánh-Khánh Hòa-Việt Nam). Có các chỉ tiêu chất lượng sau: Sac (độ pol) : ≥ 99,9 RS(%) : ≤ 0,03 W(%) : ≤ 0,04 Tro dẫn điện(%) : ≤ 0,02 Độ màu (IU) : ≤ 12 Dư lượng SO2 (ppm) : ≤ 5 b. Đường glucose
Là sản phẩm thủy phân của đường saccharose, ở dạng đơn nên vi khuẩn lactic dễ sử dụng làm cơ chất cho quá trình lên men. Vậy mục đích của việc bổ sung glucose là cung cấp một phần cơ chất cho sự lên men của vi khuẩn. Glucose được mua tại các cửa hàng hóa chất ở Nha Trang.
c. Nước
Nước sử dụng đạt tiêu chuẩn nước sử dụng trong sinh hoạt và trong các ngành thực phẩm (được cung cấp ở các nhà máy nước trong thành phố). Nước dùng cho sản phẩm thử nghiệm là nước tiệt trùng bằng tia cực tím tại trường đại học Nha Trang.
d. Pectin
Nguồn gốc:
Có mặt trong quả, củ, thân cây, đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây đang trưởng thành, duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Tiền thân của pectin là protopectin, không tan trong nước và có nhiều trong mô trái cây còn xanh. Quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin, sau đó kết hợp với sự demethyl hóa dưới tác dụng của enzyme và sự depolymer hóa của pectin tạo thành pectate và cuối cùng là các loại đường hòa tan và acid.
Cấu tạo:
Polysaccharide dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic Acid pectic là 1 polymer của acid D-galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Một chuỗi gồm khoảng 10000 phân tử galactoronic tạo thành một phân tử pectin M=10000-100000.
Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin (hình 2.1).
Pectin dùng cho sản phẩm được mua ở cửa hàng hóa chất, có dạng bột, màu trắng. Chỉ số quốc tế INS là E440.
Cách xử lý pectin trước khi bổ sung:
Ngâm pectin vào nước lã với tỷ lệ nước/pectin = 19/1, ngâm trong thời gian 24 giờ để pectin hút nước trương nở.
Sau đó đun nhẹ và khuấy trộn cho pectin tan ra rồi phối trộn vào dịch gạo lức và đồng hóa cho pectin phân bố đều trong dịch gạo.
e. Hương liệu
Là hỗn hợp rượu nước có chứa chất thơm dưới dạng tinh dầu dễ bay hơi, dễ bị oxi hoá dưói tác dụng của không khí.
Mục đích sử dụng để tạo hương thơm đặc trưng làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời tạo cảm giác ngon miệng cho người thưởng thức. Hương liệu bao gồm hương liệu tự nhiên, tổng hợp hoặc hỗn hợp.
Trong đề tài sử dụng hương liệu tổng hợp là tinh dầu cốm mua từ cửa hàng hoá chất tại Nha Trang.
f. Kalisorbat
Là muối Kali của axit sorbic và là chất bảo quản rất hiệu quả trong thực phẩm, có đặc điểm:
Là chất bột màu trắng kết tinh, dễ tan trong nước. Chỉ số INS: E202
Công thức phân tử C5H7COOK Khối lượng phân tử 150,22 g.mol-1 Điểm nóng chảy 270°C
Khả năng tan trong nước 58.2% ở 20°C
Kalisorbat: lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được: 25 mg/kg cơ thể/ngày. Mức dùng thông thường: 0,05 – 0,1%.
Kalisorbat có tác dụng chống lại nấm mốc và các vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian bảo quản.
Kalisorbat được công nhận là an toàn và không gây độc hại cho người, không gây mùi vị lạ khi cho vào thực phẩm.
Kalisorbat ít có tác dụng đối với vi khuẩn lactic, acetic.
g. Enzyme Termamyl 120L
Được sử dụng trong công đọan nấu chiết dịch gạo lức, là chế phẩm enzyme có chứa amylase đặc biệt chịu nhiệt. Enzyme này là endo-amylase, thủy phân liên kết 1,4-glucosid trong amylose và amylopectin. Vì thế tinh bột đã hồ hóa sẽ nhanh
chóng được chuyển thành các dextrin và oligosaccharide hòa tan, sau đó thành đường.
Termamyl được sử dụng trong sản xuất nhằm đường hóa tinh bột, thuận lợi cho quá trình lên men của vi khuẩn lactic.
Liều lượng sử dụng: Liều lượng sử dụng là 0,25 – 1kg Termamyl cho mỗi tấn nguyên liệu phụ thuộc vào loại nguyên liệu nấu. Tức là lượng enzyme cho vào khoảng 0,025 – 0,1% so với nguyên liệu. Do không có điều kiện nghiên cứu về tỷ lệ enzyme nên em chọn tỷ lệ enzyme bổ sung vào là 0,1% so với bột gạo.
Khoảng hoạt động tối ưu: Nhiệt độ là 85-95°C pH: 5,5 – 7
Ca2+: 50 – 100ppm
Tỷ lệ nước/nguyên liệu: 2,5/1 – 4/1 Đặc điểm sản phẩm:
Loại enzyme: Amylase.
Màu sắc từ màu sáng đến nâu sẫm. Trạng thái vật lý: lỏng.
Tỷ trọng (g/ml): 1,26 Độ nhớt: 1 – 25
Sản phẩm tuân theo các tiêu chuẩn về độ tinh khiết đối với các enzyme dùng trong ngành thực phẩm được quy định bởi Ủy ban chuyên môn chung của FAO/WHO về Phụ gia Thực phẩm (JECFA) và Bộ luật về Hóa chất Thực phẩm (FCC).
h.Vi khuẩn lactic
Men được sử dụng là giống vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus và Streptococus
thermophilus.
Đặc điểm của 2 loại vi khuẩn trên là: Hoạt động trong môi trường yếm khí Phát triển tốt ở pH = 6,2 – 6,5
Nhiệt độ tối thích cho sự phát triển của chúng là 42 - 46°C Bị ức chế khi acid đạt 2,2%
Bị ức chế ở nhiệt độ < 10°C
Chúng có khả năng lên men lactic đồng hình
Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn gram dương, hình que.
Streptococus thermophilus cũng là vi khuẩn gram dương nhưng có hình cầu.
Lactobacillus bulgaricus Streptococus thermophilus
Hình 2.2: Hình ảnh vi khuẩn dưới kính hiển vi
Trong sữa chua người ta thường kết hợp 2 chủng để lợi dụng mối quan hệ cộng sinh giữa 2 chủng này. S.thermophilus không có enzyme protease liên kết với thành tế bào, trong môi trường dịch lên men S.thermophilus được kích thích tăng
trưởng nhờ sự sinh ra các peptide và axit amin, đặc biệt là histidine và glycine, đó là kết quả cả hoạt tính thủy phân protein của L.bulgaricus. Còn L.bulgaricus được
kích thích tăng trường do sự hình thành axit lactic làm hạ pH môi trường, đó là kết quả chuyển hóa đường lactose của S.thermophilus.
Trong sữa chua Vinamilk, người ta nghiên cứu tỷ lệ bổ sung của L/S là 2:1 do hoạt lực và khả năng lên men của Lactobacillus bulgaricus mạnh hơn Streptococus
thermophilus. Trong đề tài tôi cũng áp dụng tỷ lệ L/S là 2:1 như ở sữa chua.
Hai loài vi khuẩn này được tiến hành phân lập từ sữa chua Vinamilk.
i. Bao bì
Không gây độc hại cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho sản phẩm.
Bền đối với sự tác động của các thành phần trong thực phẩm. Chịu được nhiệt độ và áp suất cao.
Truyền nhiệt tốt, chắc, nhẹ. Dễ gia công, rẻ tiền.
Hình thức hấp dẫn thích hợp với sản phẩm. Sử dụng, vận chuyển, bảo quản tiện lợi.
Nắp chai bằng sắt, được mạ kẽm và sơn lớp vecni chống gỉ.
Với sản phẩm gạo lức lên men lactic, em chọn bao bì thủy tinh do thủy tinh trơ với tác động của thực phẩm, có độ trong suốt cao, hình thức đẹp, khách hàng có thể nhận thấy màu sắc, hình thái của sản phẩm, dễ dàng tái sử dụng.
Tuy nhiên, có thể nghiên cứu thêm một số loại bao bì khác để tạo tính đa dạng bao bì sản phẩm trên thị trường như hủ nhựa, bao bì tetrapad,…
2.1.2. Hóa chất và dụng cụ, thiết bị dùng cho thí nghiệm a. Hóa chất a. Hóa chất Môi trường MRS NaOH 0,1N Phenolphtalein Oxy già b. Dụng cụ, thiết bị sử dụng
Các dụng cụ thông thường phòng thí nghiệm Cân phân tích Tủ nung vuông Bếp điện Tủ sấy tiệt trùng Nồi hấp tiệt trùng Phòng cấy vô trùng
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Bước đầu thăm dò khả năng lên men của chủng vi khuẩn lactic trên môi trường dịch gạo lức
Để xem vi khuẩn 2 chủng lactic từ sữa chua có phát triển được trên môi trường gạo lức hay không thì phải làm thí nghiệm thăm dò. Nếu có khả quan thì có thể đưa vào nghiên cứu sản xuất. Vi khuẩn được sử dụng cho thí nghiệm thăm dò này là chủng vi khuẩn lactic không thuần khiết được lấy từ sữa chua Vinamilk. Cách tiến hành thăm dò như sau: Gạo lức → Rửa, làm ráo → Rang sơ bộ → Xay bột → Nấu chiết dịch → Lọc thu dịch → Phối chế → Gia nhiệt → Làm nguội nhanh → Cấy vi khuẩn không thuần khiết từ sữa chua Vinamilk → Lên men chính → Lên men phụ → Đánh giá cảm quan, đo pH, rút ra kết luận về khả năng lên men của vi khuẩn lactic này trên môi trường gạo lức.
Kết quả thăm dò thu được như sau: Vi khuẩn có khả năng lên men trên môi trường gạo lức nhưng yếu hơn nhiều so với trên môi trường sữa. pH trung bình của dịch sau lên men là 4,3, protein trong gạo lức cũng có phần đông tụ nhưng rất ít. Như vậy, trong thí nghiệm này có thể dùng 2 chủng vi khuẩn phân lập từ sữa chua Vinamilk. Tuy nhiên nếu có điều kiện thì cần phải nghiên cứu để tìm ra chủng vi khuẩn có khả năng lên men tốt nhất trên môi trường gạo lức.
2.2.2. Phân lập, nuôi cấy và nhân giống vi khuẩn lactic
Từ nguyên liệu sữa chua của công ty Vinamilk mới qua bảo quản trong vòng 4 ngày trở lại, đem phân lập để thu hai chủng vi khuẩn lactic dùng cho thí nghiệm.
Môi trường MRS lỏng gồm các thành phần như bảng 2.1.
Môi trường MRS sau khi pha xong được điều chỉnh pH khoảng 6,2 - 6,5. Đối với MRS có bổ sung agar thì thành phần agar được bổ sung với tỷ lệ 1 – 2%.
Cấy ria mẫu trên đĩa petri chứa môi trường MRS có agar.
Sau 24 giờ đem nhuộm gram để nhận biết hình dạng vi khuẩn, ria nhiều lần trên đĩa thạch để thu khuẩn lạc thuần.
Tiếp đến cấy trên MRS đứng để giữ giống. Nhân giống cấp 1 được thực hiện trên môi trường MRS không có agar.
Nhân giống cấp 2 được thực hiện trên môi trường dịch gạo lức.
Tất cả các môi trường sau khi pha phải được đem đi hấp tiệt trùng, để tiêu diệt các vi khuẩn gây hại, tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic phát triển.
Bảng 2.1: Thành phần môi trường MRS lỏng
Thành phần Tỷ lệ (%)
Peptone 0,1
Cao thịt (Meat extract) 0,8
Cao nấm men (Yeast extract) 0,4
Glucose 2
Sodium acetate (CH3CO2Na) 0,5
Polysorbat 80 (Tween 80) 0,1
Dipotassium hydrogen phosphate (K2HPO4) 0,2
Amonium citrat ( (NH4)2 citrate) 0,2
MgSO4 x 7 H2O 0,02
MnSO4 x H2O 0,005
2.2.3. Xác định hàm lượng tro của gạo lức bằng phương pháp nung ở 550 – 600°C
Hàm lượng khoáng trong nguyên liệu là nguồn cung cấp khoáng duy nhất cho sản phẩm.
Quá trình tiến hành nung được trình bày ở phần phụ lục 2.
2.2.4. Xác định pH của dịch sản phẩm và của môi trường nhân giống bằng máy đo pH
Sử dụng máy đo pH đo dịch ở nhiệt độ phòng.
2.2.5. Xác định hàm lượng acid của sản phẩm bằng phương pháp thể tích
Đây chính yếu tố góp phần tạo độ chua cho sản phẩm. Acid được tạo thành này một phần nhỏ của nguyên liệu còn phần lớn là do acid lactic và một số acid phụ tạo thành.
Quá trình tiến hành được trình bày ở phụ lục 3.
2.2.6. Đánh giá chất lượng sản phẩm bằng phương pháp cảm quan cho điểm
Đánh giá cảm quan được thể hiện bởi các cảm giác về vị giác, khứu giác và thị giác khi người ta nếm thực phẩm.
Đánh giá cảm quan là hoạt động mang tính chủ quan, do vậy nó hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng cảm nhận của tất cả các giác quan của người đánh giá mà không có máy móc hoặc thiết bị nào có thể thay thế được.
Để đánh giá chất lượng sản phẩm tôi dùng phương pháp đánh giá cảm quan truyền thống, lập hội đồng cảm quan gồm 5 người, đánh giá chất lượng sản phẩm theo các chỉ tiêu màu, mùi, vị, trạng thái rồi cho điểm cảm quan theo thang điểm chuẩn đã xây dựng. Việc đánh giá chất lượng sản phẩm theo phương pháp cảm quan được tuân thủ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79).
Để phân loại chất lượng sản phẩm sau khi cho điểm ta sử dụng điểm có trọng lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79). TCVN 3215-79 đã quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm thực phẩm có các điểm chung và các điểm trung bình chưa có trọng lượng đối với một số chỉ tiêu tương ứng như bảng dưới đây:
Bảng 2.2: Bảng quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm thực phẩm
Cấp chất lượng Điểm chung
Yêu cầu về điểm trung bình chưa có trọng lượng
đối với các chỉ tiêu
Loại tốt 18,6÷20 Các chỉ tiêu quan trọng nhất
≥ 2,8
Loại khá 15,2÷18,5 Các chỉ tiêu quan trọng nhất
≥ 3,8
Loại trung bình 11,2÷15,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 3,8 Loại kém (không đạt mức chất lượng quy
định trong tiêu chuẩn nhưng còn khả năng bán được)
7,2÷11,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,8
Loại rất kém (không có khả năng bán được nhưng sau khi tái chế thích hợp còn sử dụng được)
4,0÷11,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1,0
Loại hỏng (không còn sử dụng được) 0÷3,9
Xây dựng thang điểm cảm quan cho sản phẩm
Tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng hệ 20 điểm, xây dựng một thang thống nhất có 6 bậc (từ 0 đến 5) và điểm 5 là điểm cao nhất cho một chỉ tiêu.
Bảng 2.3: Thang điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm Tên chỉ tiêu Hệ số quan trọng Điểm chưa có trọng lượng
Cơ sở đánh giá chất lượng
5 Sản phẩm đồng nhất, không phân lớp, độ nhớt vừa phải. 4 Sản phẩm tương đối đồng nhất, không phân lớp, ít có lợn cợn. 3 Sản phẩm có dấu hiệu tách lớp hoặc độ nhớt hơi cao. 2 Sản phẩm bị tách lớp, độ nhớt quá cao, có nhiều lợn cợn. 1 Sản phẩm không đồng nhất, bị phân lớp rõ rệt, có nhiều lợn cợn. Trạng
thái 0,8
0 Phân lớp rõ rệt, xuất hiện bọt khí của sản phẩm hỏng. 5 Sản phẩm có màu hồng đặc trưng do chất màu của gạo lức
tạo thành.
4 Màu hồng đặc trưng của gạo lức nhưng hơi nhạt. 3 Màu hồng nhạt nhưng có thể phân biệt được. 2 Màu hồng quá nhạt khó nhận biết được.
1 Không có màu hồng hoặc có dấu hiệu bị biến màu Màu 1,2
0 Biến màu, biểu hiện màu của sản phẩm hư hỏng.
5 Mùi thơm đặc trưng dễ chịu của gạo lức lên men hòa quyện với mùi cốm, bền.
4 Mùi đặc trưng của gạo lức và cốm, ít bền. 3 Mùi cốm quá nhẹ hoặc quá nồng
2 Không có mùi đặc trưng, xuất hiện mùi hơi lạ. 1 Khó phân biệt được mùi đặc trưng của sản phẩm. Mùi 1
0 Biểu hiện mùi của sản phẩm hư hỏng.
5 Sản phẩm có vị chua, ngọt hài hòa, hậu vị tốt.
4 Sản phẩm có vị chua, ngọt tương đối hài hòa, hậu vị khá tốt. 3 Sản phẩm có vị ít đặc trưng, chua và ngọt không hài hòa. 2 Sản phẩm có vị không đặc trưng, quá chua hoặc quá ngọt. 1 Sản phẩm có vị không đặc trưng, xuất hiện vị lạ.
Vị 1
2.3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Trên thực tế để đưa một sản phẩm đến với người sử dụng và được họ chấp nhận thì phải trải qua rất nhiều quá trình nghiên cứu. Và với những sản phẩm khác nhau thì quá trình tiến hành cũng khác nhau do tính chất nguyên liệu đưa vào sản xuất. Chính vì thế bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học em đã đưa