Tài liệu Nghiên cứu quy trình tạo đồ uống lên men từ gạo lức

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ------------------ LÊ HÀ VÂN THƯ NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH TẠO ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ GẠO LỨC Chuyên ngành Công Nghệ Sinh Học LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 8 năm 2008 . CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA Tp.HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: 1- TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG 2- TS. NGUYỄN THỊ THANH KIỀU Cán bộ chấm nhận xét 1: . . . . . . . . . . PGS.TS Nguyễn Đức Lượng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. Cán bộ chấm nhận xét 2: . . . . .. . . . . PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng . . . . . . . . .. . . .. .. .. … .. . … Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 28 tháng 8 năm 2008 . TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ___________________ ____________________ TP. HCM, ngày . . . . tháng . . . năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : LÊ HÀ VÂN THƯ Phái : Nữ Ngày, tháng, năm sinh : 10/02/1965 Nơi sinh : Thành Phố Huế Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học MSHV: 03106686 I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH TẠO ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ GẠO LỨC II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Bước đầu nghiên cứu tạo sản phẩm đồ uống lên men lactic từ cơ chất gạo lức . Chúng tôi khảo sát các điều kiện để vi khuẩn lactic có thể đóng vai trò chủ đạo trong suốt quá trình lên men và tạo một sản phẩm mới đạt yêu cầu dinh dưỡng. III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 31/01/2008 IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2008 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN THÚY HƯƠNG TS. NGUYỄN THỊ THANH KIỀU CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua. TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH Ngày . . . tháng . . . năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH . . LỜI CẢM ƠN - Chúng tôi cảm ơn sự hướng dẫn tận tâm và nhiệt tình của : TS. Nguyễn Thúy Hương TS. Nguyễn Thị Thanh Kiều Thật vinh hạnh cho chúng tôi được quý Cô nhận bảo trợ và hướng dẫn trong việc hoàn thành luận văn này. - Công trình này có thể hoàn thành là nhờ sự chỉ dẫn, khuyến khích và hỗ trợ phương tiện của : • Phòng thí nghiệm Công Nghệ Sinh Học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM • Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM • Các bạn thuộc lớp Cao Học Công Nghệ Sinh Học 2006 , trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM. • Bạn Trương Việt Minh Châu và các bạn thuộc lớp Sinh Học niên khóa 19871991, trường Đại Học Tổng Hợp Tp.HCM ( nay là Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM) - Kính dâng cha mẹ tôi: ông bà Cố Dược sĩ Lê Đình Phòng và thân tặng đại gia đình yêu quí của tôi. Chúng tôi xin được bày tỏ nơi đây lòng biết ơn chân thành. . TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ “Đồ uống lên men từ gạo lức” được chế biến từ nguyên liệu gạo lức lên men lactic, với tác nhân vi sinh vật tham gia là Lactobacillus acidophilus. Gạo lức sau khi ngâm và nấu chín thành dịch gạo, chúng tôi bổ sung đường và lên men trong 24 giờ, ở pH 4,8-5, nhiệt độ là 37oC. Đồ uống có vị chua ngọt nhẹ, độ nhớt cao và cung cấp một lượng vi khuẩn sống từ 107 –108 cfu/ml. Sản phẩm vẫn giữ tình trạng tốt nếu được bảo quản ở nhiệt độ lạnh từ 4-6oC trong khoảng 4 tuần. Đây là một sản phẩm có thể tự tạo ở qui mô gia đình. Với nguyên liệu gạo lức giàu dinh dưỡng, chúng tôi đã khảo sát các điều kiện để vi khuẩn lactic có thể đóng vai trò chủ đạo trong suốt quá trình lên men, tạo một sản phẩm Probiotic dạng thực phẩm. Kết quả của đề tài là nền tảng cho những nghiên cứu sâu hơn để hoàn thiện thức uống này, nhằm góp phần xây dựng một dòng sản phẩm mới cho thị trường thực phẩm trong nước. . ABSTRACT “A beverage fermented from brown rice “was prepared from brown rice materials underwent lactic fermentation with the Lactobacillus acidophilus. Soaked brown rice was cooked into rice suspension and added sugar. The product underwent fermentation in 24 hours at pH of 4,8-5 and at 37degrees centigrade. The beverage was slightly sour-sweet, of high viscosity, and contained 107- 108 cfu /ml of bacterium. This product survives in 4 weeks at 4-6 degree centigrade. This is a home-made product. With brown rice materials rich in nutrition value, we studied condition in which lactic bacterium plays an essential role in fermentation process to produce a probiotic in food form. Results of our study will be a basic for further result into the improvement of this beverage. The research will be a part of this new line of beverage for domestic market. . MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................... 1 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 3 2.1 Sơ lược nghiên cứu trong và ngoài nước ......................................................... 3 2.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................ 3 2.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước............................................................ 4 2.2 Nguyên liệu gạo lức ...................................................................................... 7 2.2.1 Giới thiệu ............................................................................................ 7 2.2.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng.............................................. 8 2.2.3 Giá trị sử dụng ...................................................................................... 13 2.3 Vi khuẩn của Lactobacillus acidophilus và lên men lactic............................ 15 2.3.1 Phân loại .......................................................................................... 15 2.3.2 Hình thái .......................................................................................... 16 2.3.3 Đặc điểm sinh lý sinh hóa...................................................................... 16 2.3.4 Đặc điểm sinh thái ................................................................................. 18 2.3.5 Những nghiên cứu mới về L.acidophilus .............................................. 19 2.4 Probiotic và lợi ích của nó........................................................................... 21 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .................................... 25 3.1 Nguyên liệu ......................................................................... 25 3.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 26 3.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu....................................................................... 26 3.2.2 Bố trị nội dung thí nghiệm ....................................................................... 26 3.2.2.1 Xử lý giống ......................................................................... 26 3.2.2.2 Khảo sát nguyên liệu ……….. ........................................................ 27 3.2.2.3 Khảo sát qui trình tạo sản phẩm và điều kiện lên men .................... 27 3.2.2.4 Khảo sát hương liệu bổ sung thích hợp và đánh giá cảm quan sản phẩm ............................................................................................................. 32 . 3.2.2.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm................................................................... 33 3.3 Các phương pháp phân tích ................................................................................ 33 3.3.1 Phân tích hóa lý ................................................................................ 33 3.3.2 Phân tích vi sinh ................................................................................ 35 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.................................................................. 38 4.1 Một số khảo sát đặc điểm sinh học của Lactobacillus acidophilus – tác nhân vi sinh vật sử dụng trong đề tài ................................................................................ 38 4.1.1 Quan sát vi thể đại thể................................................................................... 38 4.1.2 Tăng sinh giống trên môi trường MRS......................................................... 39 4.1.3 Chuyển giống vào môi trường trung gian sữa gầy........................................ 39 4.2 Khảo sát nguyên liệu gạo lức.................................................................................... 41 4.2.1 Gạo lức ................................................................................ 41 4.2.1 Dịch gạo lức trước lên men........................................................................... 41 4.3 Khảo sát qui trình lên men và tạo sản phẩm ............................................................. 42 4.3.1 Khảo sát tỷ lệ gạo : nước của dịch gạo trước lên men.................................. 42 4.3.2 Khảo sát tỷ lệ đường bổ sung ...................................................................... 44 4.3.3 Khảo sát thời gian và tỷ lệ giống ban đầu..................................................... 46 4.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ.................................................................. 49 4.3.5 Khảo sát ảnh hưởng của pH.......................................................................... 50 4.4 Khảo sát hương liệu bổ sung thích hợp và đánh giá cảm quan sản phẩm sản phẩm ................................................................................................................... 52 4.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm ................................................................................ 58 4.5.1 Chỉ tiêu cảm quan ................................................................................ 58 4.5.2 Chỉ tiêu hóa lý ................................................................................ 60 4.5.3 Chỉ tiêu vi sinh ................................................................................ 61 4.5.4 Khảo sát hoạt tính probitic theo thời gian bảo quản .................................... 62 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC . DANH MỤC BẢNG 2.1-Tỉ lệ trọng luợng vỏ, phôi và nội nhũ ........................................................8 2.2-Sự phân bố thành phần hóa học trong từng phần của hạt thóc ..................8 2.3- Thành phần hóa học của gạo xay ( gạo lức) .............................................9 2.4-Thành phần và cân bằng năng lượng của ngũ cốc .....................................9 2.5-So sánh hàm lượng các loại protein hoà tan giữa gạo thường và gạo lức .10 2.6-So sánh hàm lượng acid min và tanin của gạo lức và các ngũ cốc khác ...10 2.7- So sánh hàm lượng vitamin và khoáng chất của gạo lức..........................11 4.1- Thành phần hóa học của gạo lức Sinh thành ............................................41 4.2-Thành phần hóa học của dịch gạo lức Sinh Thành trước lên men.............41 4.3- Tương quan giữa tỷ lệ gạo: nước và hàm lượng acid lactic ....................43 4.4- Tương quan giữa lượng đường bổ sung và hàm lượng acid lactic ...........44 4.5- Tương quan giữa tỷ lệ giống và hàm lượng acid lactic ............................46 4.6-Tương quan giữa thời gian lên men và tỷ lệ giống....................................47 4.7- Theo dõi số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 72 giờ lên men ...............49 4.8-Tương quan giữa nhiệt độ và hàm lượng acid lactic .................................49 4.9- Tương quan giữa pH và hàm lượng acid lactic ........................................51 4.10- Bảng điểm đánh giá cảm quan................................................................54 4.11- Bảng phân tích phương sai .....................................................................57 4.12- Các chỉ tiêu chất lượng của đồ uống lên men lactic từ gạo lức ..............60 4.13- Các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm đồ uống lên men lactic từ gạo lức ....61 4.14- Chất lượng sản phẩm trong điều kiện cất giữ ở nhiệt độ 4oC.................63 . DANH MỤC ĐỒ THỊ 4.1-Đường cong tăng trưởng của L.acidophilus ...................................40 4.2 -Tương quan giữa tỷ lệ gạo : nước và hàm lượng acid lactic..........43 4.3-Tương quan giữa lượng đường bổ sung và lượng acid lactic.........45 4.4-Tương quan giữa tỷ lệ giống ban đầu và hàm lượng acid lactic.....47 4.5-Tương quan giữa tỷ lệ giống và lượng acid lactic trong 60 giờ .....48 4.6-Tương quan giữa nhiệt độ và hàm lượng acid lactic ......................50 4.7- Tương quan giữa pH và hàm lượng acid lactic .............................51 DANH MỤC SƠ ĐỒ 2.1- Lợi ích của việc tiêu thụ Probiotic.................................................23 3.1- Nội dung nghiên cứu......................................................................26 3.2- Qui trình tạo sản phẩm ..................................................................28 5.1- Qui trình đồ uống lên men từ gạo lức............................................64 DANH MỤC HÌNH 2.1- Lactobacillus acidophilus .............................................................16 3.1- Gạo lức Sinh Thành ......................................................................25 4.1- Hình ảnh vi thể L.acidophilus........................................................38 4.2- Hình ảnh đại thể L.acidophilus......................................................39 Hình sản phẩm ( phụ lục 1) . CHƯƠNG 1 - ĐẶT VẤN ĐỀ ________________________________________________________________ . 1 Sự lên men lactic đã góp phần làm gia tăng chất lượng, an toàn, giá trị dinh dưỡng của rau củ, ngũ cốc và các nguyên liệu khác. Nhiều loại đồ uống lên men lactic từ nguyên liệu ngũ cốc là thức uống truyền thống của các nước thuộc châu Âu và châu Phi, đó là “Boza” của Thổ Nhĩ Kỳ, Bulgari, Rumani . . . được dùng nhiều nhất vào những ngày mùa đông, “Kunun zaki“ một trong số loại “Kunun” của Nigeria, “Sobia” của Ả rập Saudi, “Mahewu” của Zimbawe, “Gowé” của Benni. . . Các loại đồ uống này không chứa cồn có vị chua ngọt, giàu dinh dưỡng và năng lượng [30, 31] Khởi đầu, các sản phẩm trên được tạo ra từ sự lên men tự nhiên khi trộn bột ngũ cốc (bắp, lúa mì, yến mạch . . .) với nước và ủ ấm ở 37oC trong vài giờ. Nhưng sau đó đã có hàng loạt những nghiên cứu phân lập hệ vi khuẩn tham gia, xác định điều kiện lên men, nhằm cải tiến qui trình sản xuất và hoàn thiện chất lượng sản phẩm. Hơn thế nữa, các chuyên gia còn sản xuất các chế phẩm Bacteriocin, Probiotic nhờ vào nguồn vi khuẩn lactic phong phú hiện diện trong sản phẩm. Điều đó đã mở ra những trang nghiên cứu mới về vai trò thực phẩm chức năng của đồ uống lên men lactic [30,44]. Hiện nay, hiệu quả của sự lên men gạo lức với vi khuẩn lactic cũng đã được Nhật Bản, Hàn Quốc khảo sát. Với nhiều loại gạo lức khác nhau, sau khi ngâm, số lượng vi khuẩn lactic đều gia tăng rõ trong nước và gạo, ngăn chặn sự phát triển của những vi sinh vật khác. Họ đã tạo loại đồ uống tương tự Amazake từ sự lên men Lactobacillus amylovorus với cơ chất gạo Koji [47], hay dạng bột gạo lức lên men (Fermented Brown rice - FB) hữu ích trong thành phần thức ăn kiêng [20]. Ở nước ta, từ ngàn xưa, lúa gạo là cây lương thực chính. Từ bữa cơm bình dị ngày thường, đến các loại bánh thơm ngon, bầu rượu nồng nàn ngày lễ tết đều là sản phẩm đa dạng được chế biến nhờ hạt gạo hiền lành. Người xưa “biết lấy dưa làm muối, lấy gạo nếp giã thành bột, hòa với nước vừng và muối, rồi nén lại cho chín, dưa đã dẻo, nước lại chua, dễ ăn ”[2]. Như vậy, sự lên men lactic vốn là qui trình cổ điển của nước ta, ngày nay, cùng với sự phát triển của nền Công nghệ Sinh học, đề tài “Nghiên cứu . 2 qui trình tạo đồ uống lên men từ gạo lức” nhằm góp phần xây dựng dòng sản phẩm mới cho thị trường thực phẩm trong nước. Ngoài ra, sản phẩm đồ uống lên men lactic từ gạo lức còn góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm Probitic dạng thực phẩm. . CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU ____________________________________________________________ . 3 2.1Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 2.1.1.1 Nghiên cứu về sản phẩm chế biến từ gạo lức Khi khảo sát thực phẩm truyền thống, chúng tôi tìm thấy nhiều loại rượu nổi tiếng lâu đời được nấu từ gạo lức như rượu đế Phú lễ, rượu Bầu đá . . .Gần đây, Trương Minh Nhựt và các cộng sự (1996-1999), thuộc Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng Sở Khoa học – Công nghệ tỉnh Bến tre đã thực hiện đề tài “Dự án khôi phục và nâng cao chất lượng rượu Phú Lễ “. Xuyên suốt đề tài, nhóm nghiên cứu chú trọng đến việc sưu tầm, chọn lọc và khôi phục kỹ thuật lên men từ đó chuẩn hóa chất lượng rượu. Kết quả là “Bài” hồ men rượu “chuẩn” (“bài” hồ men tiếng điạ phương dùng để chỉ hợp chất riêng do người dân tự pha chế để lên men khạp rượu) được định hình với công thức như sau: gạo lức xay thành bột, phối trộn với nhiều vi thuốc như đinh hương, trần bì, quế chi … cộng thêm với các loại rau răm, nhãn lồng, tai vị, tiêu so, muống, trâu lương. . theo liều lượng thích hợp, rồi sau đó nhồi chung với cám vo thành viên hồ men [59]. Ngoài ra, các bộ phận nghiên cứu và phát triển thuộc các công ty thực phẩm trong nước còn cho ra đời những sản phẩm chế biến dưới dạng “ăn liền” từ gạo lức như “Bột gạo lức Bích Chi”, “Cháo gạo lức muối mè ăn liền” của công ty cổ phần thực phẩm Bích Chi, “Gạo lứt- Quả Mâm xôi- Sữa chua DHA” của công ty Nestle Việt nam. Ta vẫn biết gạo lức tuy bổ dưỡng nhưng khó nấu chín hơn gạo trắng, phải chăng nhà sản xuất muốn đưa gạo lức đến gần hơn với người tiêu dùng, tạo thuận lợi cho việc sử dụng trong mọi hoàn cảnh. Độc đáo nhất là sản phẩm “Bánh tráng trên lưng ngựa” của doanh nghiệp tư nhân rượu Bầu Đá Ngọc Hương ở Bình Định. Sau 4 năm nghiên cứu và thử nghiệm họ đã cho ra đời loại bánh tráng chất lượng cao thơm, dẻo, mỏng khi cuốn các loại thực phẩm làm chả ram thì không cần nhúng nước. Bánh tráng này gồm 3 loại làm từ 3 nguồn nguyên liệu khác nhau: gạo thường, gạo lức, hỗn hợp bột đậu xanh, mình tinh, gừng. ... Nhóm tác giả Lê Văn Tố và các cộng sự (1996-1999), thuộc Phân viện Công nghệ Sau thu hoạch đã thực hiện dự án “Chuyển giao công nghệ sản . 4 xuất Phở ăn liền, Cơm gạo lức ăn liền cho Irac. Mặt khác, trên qui mô phòng thí nghiệm tại các trường đại học, cũng có nhiều đề tài nghiên cứu sản xuất “Cơm gạo lức ăn liền ” ở hai dạng nướng và chiên thu được những thành công nhất định và đưa vào sản xuất tại một số công ty và cơ sở thực phẩm tại thành phố Hồ Chí Minh [8]. 2.1.1.2 Nghiên cứu về sản phẩm lên men lactic từ nguyên liệu giàu tinh bột Theo nhóm tác giả Trần Thanh Thủy (2003) đã xây dựng được qui trình công nghiệp chế biến sắn thành đồ uống lên men lactic có giá trị dinh dưỡng và cảm quan thích hợp với người tiêu dùng. Sau khi xử lý và chế biến sắn thành dịch đường, ở giai đọan kế tiếp kéo dài từ 8-10 giờ, tác giả có bổ sung nấm men. Sự tương tác giữa lượng đạm (nấm men) và lượng đường trong dịch lên men trong điều kiện áp suất cao đã tạo điều kiện để phản ứng melaniod xảy ra ở mức tối đa, nhờ đó dịch đường của sắn được cải thiện cả về cả màu sắc lẫn hương thơm và thành phần dinh dưỡng. Hai chủng vi khuẩn lactic được sử dụng là Pediococcus pentosaceus B và Pediococcus pentosaceus KC4. Đồ uống lên men từ sắn là loại sản phẩm mà quá trình lên men chưa kết thúc, nên thời gian bảo quản của sản phẩm không quá 2 ngày ở nhiệt độ lạnh 4-6oC [13]. 2.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2.1.2.1 Nghiên cứu về đồ uống truyền thống của các nước Tại châu Phi và châu Âu, có khá nhiều sản phẩm lên men lactic chính từ ngũ cốc như đã nêu trên. Đa phần các loại đồ uống này là sản phẩm truyền thống của chính quốc và chúng không ngừng được cải tiến về tỷ lệ giống, điều kiện lên men, qui trình sản xuất, cũng như việc bảo quản sản phẩm. Murat Zorba (2003) cho rằng sự phối hợp S.cerevisiae, L.mesenteroides subsp. Mesenteroides và L. confusus là thích hợp nhất cho canh trường khởi sự lên men Boza tạo sản phẩm với giá trị cảm quan cao, chất lượng tốt [53]. Terna Gaffa (2002) thì tiến hành thử nghiệm so sánh giữa hai qui trình lên men Kunun – Zaki truyền thống và hiện đại. Tác giả đã đưa ra một kết luận quan trọng là có thể rút ngắn thời gian lên men từ 24 giờ ( theo phương pháp truyền thống) còn lại khoảng 6-7 giờ , và kéo dài tối đa là . 5 12 giờ ( theo phương pháp hiện đại). Điều này không những chỉ gia tăng công suất sản xuất mà còn làm giảm đi nguy cơ nhiễm khuẩn lạ, bảo đảm hơn cho chất lượng Kunun – Zaki [26]. Comfort U. Inyang (1997) chứng minh phương pháp thanh trùng Pasteur đối với Kunun- zaki ở 73oC trong 45 phút là ưu việt hơn việc khử trùng ở 121oC trong 15 phút, nó giúp bảo quản được sản phẩm 2 tuần mà vẫn duy trì các giá trị cảm quan [36]. B.J.O Efiuvwevwere (1997) đã tiến hành nhiều thử nghiệm và cuối cùng chọn Sodium Benzoat (0,8%) làm hoá chất phù hợp để bảo quản Kunun – Zaki. Tuy vậy, để có hạn sử dụng cao nhất, ta vẫn phải kết hợp với thanh trùng Pasteur [24]. 2.1.2.2 Nghiên cứu về vi khuẩn lactic liên quan T.Gaffa và A.T Gaffa (2004), nghiên cứu sự thành công của hệ vi khuẩn lactic trong quá trình tạo sản phẩm. Họ đã đưa ra những con số chính xác về số lượng vi sinh vật xuất hiện trong từng giai đoạn của quá trình lên men tạo sản phẩm. Vi khuẩn lactic đóng vai trò chủ chốt trong quá trình tạo Kunun – Zaki, nhưng cơ hội để đồ uống này bị nhiễm khuẩn là rất cao. Nguồn nhiễm có thể từ nguyên liệu hay điều kiện vệ sinh của môi trường. Do đó, ta cần thực hành sản xuất tốt, kiểm tra những yếu tố rủi ro ở từng khâu để giảm độ nhiễm khuẩn tới mức thấp nhất [25]. Ngoài ra, hệ vi khuẩn lactic của Boza, Sobia … cũng được định lượng với tỷ lệ % cho mỗi loài riêng biệt [34,46] . Mặt khác, trên lĩnh vực sáng tạo sản phẩm, Yuji ODA (2002) và các cộng sự đã nghiên cứu tận dụng Lactobacillus amylovorus như một vi sinh vật an toàn thay thế để đường hóa gạo nấu chín. Lactobacillus amylovorus là một vi khuẩn amylolytic lactic acid cung cấp nguồn enzyme cho sự đường hóa gạo nấu chín để tạo một loại đồ uống tương tự Amazake, vốn là thức uống truyền thống Nhật Bản. Lactobacillus amylovorus một trong những loài Amylolytic. Loài này có khả năng tạo ra α-amylase, glucoamylase. Yuji ODA đã khảo sát 10 dòng L. amylovorus và kết luận dòng JCM 10628 sản xuất lactic acid từ tinh bột ngũ cốc thô cao cho hiệu suất cao nhất. Trong thành phần môi trường MRS nuôi cấy giống ban đầu, họ có bổ sung 2% sữa không . 6 kem (skim milk). Chất dịch đường hóa nhờ vi khuẩn lactic sau cùng gồm tinh bột hòa tan, oligosaccharide, lactose tạo vị ngọt nhẹ nhàng . Đặt biệt, L. amylovorus không thể lên men lactose nên lượng sữa không kem không bị tiêu thụ trong suốt quá trình [47]. Seung Hee Baek (2005) đã chọn L. acidophilus là vi khuẩn thích hợp để lên men gạo lức ở 37oC trong 60,4 giờ với 30,56% nước và 6,94% mật ong. Chế phẩm gạo lức lên men này có tên gọi là FB (Fermented Brown Rice), được chứng minh có khả năng giảm cholesterol ở chuột. FB đã cải thiện rất nhiều các đặc tính cảm quan như hương vị, mùi thơm của thành phần thức ăn của chế độ ăn kiêng thực nghiệm [20]. 2.1.2.3 Nghiên cứu vể đồ uống lên men có hoạt tính bacteriocin Nghiên cứu đầu tiên về quần thể vi sinh vật trong đồ uống Boza là báo cáo “ Microbioflora of Boza, một đồ uống lên men truyền thống của Thổ Nhĩ Kỳ “ của các tác giả Hanciouglu. O và Karapinar M (1997). Có 77 loài vi khuẩn lactic và 70 loài nấm men đã đuợc nhận dạng. Trong đó, những vi khuẩn lactic hiện diện trong suốt quá trình lên men là Leuconostoc paramesenteroides (25.6%), Lactobacillus sanfrancisco (21.9%), Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (18.6%), Lactobacillus coryniformis (9.1%), L. confusus (7.8%), Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum (7.3%), Lactobacillus fermentum (6.5%) [34]. Từ đó, một nhóm nghiên cứu khác ở Balkan Peninsula, nơi mà Boza cũng được sử dụng phổ biến, đã so sánh “thuốc kháng sinh” làm bằng vi khuẩn (Bacteriocin) sản xuất từ vi khuẩn lactic phân lập từ Boza. Từ khảo sát hoạt tính của 4 sản phẩm Bacteriocin, họ đi đến kết luận rằng Boza là nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp cho việc sản xuất Bacteriocin từ vi khuẩn lactic acid với hoạt tính chống vi trùng gây hư hỏng thực phẩm và vi khuẩn gây bệnh. Với quan điểm này, Boza chính là đồ uống có lợi cho sức khỏe cần được phổ biến rộng hơn trong xã hội đặc biệt đối với bệnh nhân [44] 2.1.2.4 Nghiên cứu về Probiotic của vi khuẩn lactic Vào năm 2005, Sumanagala Gokavi và các cộng sự đã công bố một đồ uống “cộng sinh làm từ yến mạch” (Oat –based Symbiotic) được lên men bởi Lactobacillus . 7 plantarum, Lactobacillus paracasei ssp.casi và Lactobacillus acidophilus. Đầu tiên, họ nghiên cứu tạo Probiotic gồm L. plantarum và L. paracasei (phân lập từ đồ uống truyền thống lên men ngũ cốc của người Bulgari) và L. acidophilus. Tiếp theo, họ chứng minh khả năng loại bỏ cholesterol khỏi môi trường sinh trưởng và sự gắn kết với Caco-2 cell line của Probiotic. Sau đó, họ sử dụng Probiotic này làm nguồn vi sinh vật chính trong quá trình lên men yến mạch và cho ra đời loại đồ uống đạt tiêu chuẩn dinh dưỡng và cảm quan nói trên. Một loạt những vấn đề về chất lượng, hạn sử dụng, sự tồn tại của Probiotic trong sản phẩm đã được nghiên cứu cẩn thận và thể hiện rõ ở công thức sản phẩm. Khả năng loại bỏ cholesterol của Probiotic là tiền đề cho những ứng dụng quan trọng hơn trong lĩnh vực y khoa. Mặc dù loại đồ uống yến mạch này không chứa sữa nhưng vẫn có thể thay thế sữa và sữa đậu nành nhất là rất phù hợp với sức khoẻ của người theo chế độ ăn chay. Đồ uống “Symbiotic Oat –based” là một thực phẩm chức năng cung cấp cùng lúc cả Probiotic và Prebiotic [28]. 2.2 Nguyên liệu gạo lức 2.2.1 Giới thiệu: Thóc là quả của cây lúa (Oyza sativa L.) thuộc họ hòa thảo (Germinae) và thường được gọi là hạt. Thóc mới xay không còn vỏ trấu nữa gọi là gạo lức hay gạo xay. Gạo lức được xay xát toàn phần và một phần thì cho ra gạo trắng hay gạo giã và một lượng tấm và cám [2]. Gạo là thực phẩm được nhân lọai tiêu thụ gần 5000 năm nay. Việc trồng lúa gạo thích ứng với nhiều loại môi trường khác nhau và nuôi sống 2/3 dân số thế giới. Ở Việt nam, thóc gạo là thực phẩm chính của hầu hết mọi dân tộc. Chữ “ mễ” trong Đông Y dùng để chỉ “gạo” hình thành từ chữ “ mộc” là cây và chữ “nhân” là người đã thể hiện sự gắn bó của người và hạt gạo [7]. Gạo lức và gạo trắng gần giống nhau về lượng calories, carbohydrate, chất béo và protein nhưng một số vitamin như B1,B3 và chất khoáng như sắt đã bị mất đi trong quá trình xay xát. Chiều dài trung bình của hạt gạo là 6 mm, chiều rộng từ 2-2,5 mm tùy theo giống lúa [2]. . 8 2.2.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của gạo lức Các loại ngũ cốc có hình dáng, kích thước, cấu tạo bên trong và thành phần hóa học khác nhau nhưng đều có 3 phần chính là vỏ, nội nhũ và phôi. Tỉ lệ vỏ, phôi, nội nhũ thay đổi tuỳ loại ngũ cốc. Bảng 2.1 - Tỉ lệ trọng lượng vỏ, phôi và nội nhũ [14] Loại hạt Vỏ (%) Phôi (%) Nội nhũ (%) Lúa 16- 27 2,0-2,5 72 Ngô 5 – 8,5 10 - 15 79 –83 Lúa mì 15 -19 2,2 –3,2 77 -82 Thành phần vỏ chủ yếu là cellulose, hemicellulose, lignin không có giá trị dinh dưỡng nên trong quá trình chế biến tách được càng nhiều vỏ càng tốt. Bên trong vỏ là lớp aleurone và nội nhũ. Trong tế bào aleuron có hợp chất nitơ, chất khoáng, và các giọt chất béo. Chiều dày lớp aleuron tuỳ thuộc vào giống và điều kiện canh tác như lúa cấy ruộng khô thì aleuron dày hơn ruộng nước. Sau lớp aleuron là tế bào nội nhũ chủ yếu chứa protein và tinh bột, lượng nhỏ lipid, muối khoáng và vitamin. Nằm trong nội nhũ là phôi, phần sẽ phát triển thành cây non khi nẩy mầm. Thành phần dinh dưõng của phôi gồm có protein, glucid hòatan, lipid, enzyme, vitamin. Thành phần hóa học của các ngũ cốc khác nhau và tỷ lệ các chất cũng không phân bố đều trong vỏ, nội nhũ, phôi. Bảng 2.2 - Sự phân bố thành phần hóa học trong từng phần của hạt thóc [14] Tên các phần của hạt Protei n (%) Tinh Bột (%) Đường (%) Cellulos e (%) Pantoza n (%) Chất béo (%) Tro (%) Toàn bộ hạt Nội nhũ Phôi Vỏ và lớp alơrông 10,07 12,91 41,30 28,70 59,00 79,56 rất ít rất ít 4,43 3,54 25,12 4,18 2,76 0,15 2,46 16,20 8,10 2,72 9,74 32,56 2,24 0,67 15,04 7.,78 2,18 0,45 6,31 10,51 Các chất khác (%) 1,22 0,03 0,07 .