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 ra quy trình dự kiến (hình 2.3) và tiến hành nghiên cứu các công đoạn của quy trình để đưa ra một quy trình sản xuất hoàn chỉnh.
2.3.1. Qui trình dự kiến: (Hình 2.3) 2.3.2. Thuyết minh quy trình dự kiến
Gạo lức đưa vào sản xuất phải có chất lượng tốt, phải được kiểm tra kĩ, không bị mốc, mọt.
Gạo phải được vo, rửa sạch dưới vòi nước chảy để loại bỏ bụi, tạp chất,…Như vậy sẽ đảm bảo hơn cho chất lượng sản phẩm sau này. Ngay sau khi rửa, gạo phải được đem đi làm ráo ngay để không làm ẩm hạt gạo và làm ráo để chuyển vào công đoạn rang tiếp theo. Lúc này gạo còn hơi ẩm nên thuận lợi cho công đoạn rang không bị cháy khét.
Rang gạo nhằm tạo mùi thơm cho sản phẩm sau này, đồng thời rang giòn gạo cũng thuận lợi cho công đoạn xay được dễ dàng hơn. Với quy mô phòng thí nghiệm thì tiến hành rang bằng chảo rang.
Xay gạo thành bột nhằm mục đích làm cho cấu tử nhỏ dễ dàng bị hồ hóa khi nấu chiết, đồng thời giúp cho việc chiết các chất có trong hạt gạo dễ dàng hơn. Quá trình xay được thực hiện bằng máy xay bột khô tại phòng thí nghiệm.
Nấu là công đoạn rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng dịch chiết, do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau này.
Lọc bằng vải lọc có kích thước lỗ nhỏ để thu dịch gạo trong, không lắng cặn. Dịch sau lọc sẽ được phối trộn các phụ gia như đường saccharose, glucose, pectin, hương liệu,…để làm cơ chất cho quá trình lên men, đồng thời tạo chất lượng cảm quan cho sản phẩm. Hỗn hợp sau phối trộn được đem đi đồng hóa nhằm tạo sự
Hình 2.3: Sơ đồ dự kiến quy trình nước uống lên men lactic từ gạo lức Rửa, làm ráo Xay bột Nấu chiết dịch(90-95°C) Cấy men Rót chai Lên men chính Lên men phụ Gạo lức Rang sơ bộ Bã gạo Phối chế và đồng hóa Lọc thu dịch gạo Sản phẩm Sữa chua Phân lập Nuôi cấy Nhân giống 1 Nhân giống 2 Nước En Termamyl 0,1% (3-4phút) (42-45°C) Làm nguội nhanh Chuẩn bị chai Bảo quản lạnh Gia nhiệt Đường Glucose 2% Pectin Hương cốm Kalisorbat
đồng nhất, hạn chế sự phân tầng sản phẩm trong quá trình bảo quản. với điều kiện phòng thí nghiệm chỉ có thể đồng hóa bằng máy xay sinh tố.
Gia nhiệt dịch lên men trong khoảng 3 - 4 phút để tiêu diệt vi sinh vật. Đây cũng là công đoạn ảnh hưởng đến chất lượng và vi sinh sản phẩm. Do không có điều kiện nên công đoạn gia nhiệt này em chỉ thăm dò cảm quan của dịch sau gia nhiệt về màu sắc cũng như trạng thái.
Sau đó phải hạ nhiệt nhanh xuống nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn lactic lên men giữ nhiệt độ này trong suốt quá trình lên men chính.
Sau quá trình lên men chính là lên men phụ ở nhiệt độ 10-12°C trong vài giờ và đem đi bảo quản lạnh sản phẩm ở 5-7°C.
Với quy trình dự kiến như hình 2.3, tiến hành bố trí thí nghiệm để xác định các thông số cần thiết cho quy trình. Các thông số đã được nghiên cứu ở các công đoạn trước thì được cố định để tiếp tục nghiên cứu cho công đoạn sau.
2.4. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
2.4.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian rang
Mục đích: chọn thời gian rang thích hợp để thu được sản phẩm có chất lượng cao nhất về màu, mùi,...
Tiến hành thí nghiệm: gạo lức sau khi kiểm tra cảm quan, rửa và làm ráo rồi được chia thành 4 mẫu và cho vào chảo rang với khối lượng là 200gam/mẻ.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian rang Gạo lức
Rửa, làm ráo
Rang sơ bộ(phút/100g/mẻ)
Nhận xét về màu và mùi của gạo Chọn thời gian rang thích hợp
2.4.2. Nghiên cứu xác định chế độ nấu chiết dịch gạo lức
a. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước bổ sung vào nấu chiết dịch
Mục đích: tìm ra tỷ lệ nước cho vào nấu chiết dịch thích hợp để thu được chất lượng cảm quan của sản phẩm là cao nhất.
Tiến hành thí nghiệm: gạo lức sau khi xay thành bột sẽ đem đi nghiên cứu tỷ lệ nước cho vào nấu chiết dịch, bổ sung enzyme Termamyl 0,1% so với nguyên liệu, thời gian nấu là 20 phút. Đồng thời cố định các thông số ở các công đoạn sau.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước
bổ sung vào nấu chiết dịch
Gạo lức Rửa, làm ráo
Rang sơ bộ (thời gian thích hợp) Nấu chiết dịch Lọc thu dịch Phối chế và đồng hóa Gia nhiệt(1phút) Làm nguội nhanh(42-45°C) Cấy men Rót chai Lên men chính(τ=10h) Lên men phụ(τ=8h) Bảo quản lạnh Đánh giá cảm quan Chọn tỷ lệ nước bổ sung thích hợp Nước sôi/Bột gạo
(10/1; 12/1; 14/1; 16/1; 18/1) (En=0,1%,τ=30 phút) Đường 4% Glucose Pectin 0,3% Hương cốm 0,06% Kalisorbat 0,08% VK = 7,5%
b. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian nấu chiết dịch gạo lức
Mục đích: tìm ra các thông số cho chế độ ủ chiết để thu được dịch chiết là cao nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Tiến hành thí nghiệm: gạo lức sau khi rang với thời gian thích hợp sẽ được đem đi xay, sau đó đem đi hồ hóa và ủ chiết dịch. Lượng nước cho vào như đã nghiên cứu ở công đoạn trước, giữ nhiệt trong khoảng 95-100°C. Tiếp theo cho enzyme Termamyl với tỷ lệ enzyme = 0,1% so với nguyên liệu và tiến hành ủ trong thời gian thí nghiệm là 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút, 30 phút.
Mỗi mẫu thí nghiệm sau khi lọc, dịch thu được sẽ được kiểm tra hàm lượng đường khử và cảm quan màu và trạng thái dịch chiết để tìm ra thời gian ủ chiết thích hợp nhất.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nấu chiết dịch gạo
Gạo lức Rửa, làm ráo
Rang sơ bộ (thời gian thích hợp) Nấu chiết dịch
Lọc thu dịch
Xác định hàm lượng đường khử và cảm quan dịch chiết
Chọn thời gian nấu chiết dịch thích hợp
(En=0,1%,Nước sôi/Bột gạo đã chọn)
15phút 20phút 25phút
10phút 30phút
2.4.3. Nghiên cứu xác định tỷ lệ các phụ gia phối chế a. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường bổ sung a. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường bổ sung
Mục đích: tìm ra tỉ lệ đường bổ sung thích hợp cho lên men tạo mùi vị hài hòa cho sản phẩm.
Tiến hành thí nghiệm: các thông số đã nghiên cứu ở công đoạn trước sẽ được cố định. Sau khi lọc thu dịch, tiến hành bổ sung đường với các tỷ lệ 5%, 6%, 7%, 8%, 9%. Đồng thời cố định các thông số của các công đoạn tiếp theo.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường bổ sung
Gạo lức ….. Phối trộn và đồng hóa Gia nhiệt(3-4phút) Làm nguội nhanh(42-45°C) Cấy men Rót chai Lên men chính(τ=10h) Lên men phụ (τ=8h) Bảo quản lạnh Đánh giá cảm quan Chọn tỷ lệ đường bổ sung thích hợp Tỷ lệ đường (5%; 6%; 7%; 8%; 9%) VK=7,5% Glucose 2% Pectin 0,2% Hương cốm0,06% Kalisorbat 0,08%
b. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin bổ sung
Mục đích: xác định lượng pectin thích hợp với cảm quan của sản phẩm. Tiến hành thí nghiệm: cố định các thông số đã nghiên cứu ở các công đoạn trước, tiến hành xác định tỷ lệ pectin ở các tỷ lệ 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%. Đồng thời cố định các thông số của các công đoạn tiếp theo.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin bổ sung
Gạo lức ….. Phối trộn và đồng hóa Gia nhiệt(3-4phút) Làm nguội nhanh(42-45°C) Cấy men Rót chai Lên men chính(τ=10h) Lên men phụ (τ=8h) Bảo quản lạnh Nhận xét về trạng thái của sản phẩm Chọn tỷ lệ pectin bổ sung thích hợp VK=7,5% Đường(tỷ lệ thích hợp) Glucose 2% Hương cốm 0,06% Kalisorbat 0,08% Tỷ lệ pectin (0%; 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%)
c. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương cốm bổ sung
Mục đích: tạo hương thơm cho sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.
Tiến hành thí nghiệm: các thông số đã nghiên cứu ở các công đoạn trước sẽ được cố định. Tiến hành thí nghiệm 5 mẫu với các tỷ lệ hương cốm bổ sung khác nhau là 0%; 0,02%; 0,04%; 0,06%; 0,08%. Đồng thời cố định các thông số của các công đoạn tiếp theo.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: