Tài liệu Nghiên cứu sản xuất sữa chua truyền thống bổ sung rong nho

  • Số trang: 106 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 214 |
  • Lượt tải: 1
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

i LỜI CẢM ƠN Trải qua một thời gian dài để học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành đề tài này với sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô giáo, gia đình và bạn bè. Qua đây tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm, cùng quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm-Trường Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này. Tôi cũng xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS- TS Trần Thị Luyến đã tận tình hướng dẫn và bổ sung kiến thức chuyên môn, và nhiệt tình dẫn dắt, chỉ bảo cho tôi phương pháp tiếp cận khoa học trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời tri ân đến các thầy, cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm Công Nghệ Chế Biến, Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tại phòng thí nghiệm. Cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện tinh thần và vật chất để tôi có điều kiện thực hiện đề tài này, và đã luôn bên cạnh tôi khi tôi gặp khó khăn trong nghiên cứu và học tập. Nha Trang, tháng 6, năm 2012 Sinh Viên thực hiện Lê Thị Mai ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................i MỤC LỤC.................................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ........................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................ vii LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN ........................................................................................3 1.1. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA .......................................................................3 1.1.1. Khái niệm chung về sữa chua ....................................................................3 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng của sữa chua ................................................................5 1.1.3. Tổng quan về lên men lactic.......................................................................6 1. Lịch sử của quá trình lên men lactic .........................................................6 2. Đặc điểm của vi khuẩn lactic .......................................................................7 1.1.4 Cơ chế của quá trình lên men lactic ........................................................10 1. Lên men lactic đồng hình (điển hình) .........................................................10 2. Lên men lactic dị hình................................................................................12 1.1.5 . Ý nghĩa thực tế của quá trình lên men lactic .........................................14 1.2 TỔNG QUAN VỀ SỮA .................................................................................14 1.2.1. Thành phần hóa học của sữa bò ...............................................................15 1.2.2. Sự thay đổi các thành phần sữa trong quá trình chế biến sữa chua..........19 1.2.3. Một số sản phẩm và bán thành phẩm từ sữa ............................................21 1.3. TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN...................................................................22 1.3.1. Giá trị dinh dưỡng và thực phẩm của rong biển .....................................22 1.3.2. Ứng dụng của rong biển ..........................................................................26 1.4. TỔNG QUAN VỀ RONG NHO ....................................................................29 1.4.1. Giới thiệu chung về Rong Nho ................................................................29 1.4.2. Đặc tính sinh học của rong Nho ...............................................................30 iii 1.4.3. Thành phần hóa học của rong Nho ..........................................................33 1.4.4.Ứng dụng của rong Nho ...........................................................................34 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................37 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ............................................................................37 2.1.1. Nguyên liệu chính ....................................................................................37 2.1.2. Nguyên liệu phụ .......................................................................................37 2.1.3. Thiết bị, Dụng cụ:.....................................................................................38 2.1.4. Bao bì .......................................................................................................39 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................39 2.2.1. Quy trình công nghệ dự kiến ....................................................................39 2.2.2. Thuyết minh quy trình..............................................................................40 2.2.3. Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tổng quát....................................................40 2.3. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM KHỬ TANH CHO RONG BIỂN ............................41 2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm rong ......................................41 2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ NaHCO3 ..........................................41 2.4. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM CHẦN CHO RONG BIỂN...................................42 2.4.1. Bố trí thí nghiệm chọn thời gian chần ..................................................42 2.4.2. Bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ chần .......................................................43 2.5. NGHIÊN CỨU TỶ LỆ ĐƯỜNG VÀ CÁC PHỤ GIA BỔ SUNG................43 2.5.1. Bố trí thí nghiệm bổ sung đường vào dịch sữa ........................................43 2.5.2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ carrageenan bổ sung..........................45 2.5.3. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ rong Nho bổ sung..............................46 2.5.4. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỉ lệ men giống bổ sung và thời gian lên men ...............................................................................................................48 2.5.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm chín.......................................49 2.5.6. Bố trí thí nghiệm xác định thời hạn bảo quản sản phẩm...................50 2.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC..........................................51 2.7. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VI SINH .............................................51 2.8. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN........................................51 iv 2.9. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SỐ LIỆU ................................................................52 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...................................53 3.1. KẾT QỦA XÁC ĐỊNH THỜI GIAN KHỬ TANH .......................................53 3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH KHỬ TANH..................54 3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CHẦN.................................................55 3.4. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CHẦN ..................................................56 3.5. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TỶ LỆ ĐƯỜNGBỔ SUNG VÀO DỊCH SỮA .......57 3.6. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TỶ LỆ CARRAGEENAN BỔ SUNG VÀO DỊCH SỮA ............................................................................................................60 3.7. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TỶ LỆ RONG NHO BỔ SUNG VÀO DỊCH SỮA .......................................................................................................................61 3.8. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MEN GIỐNG BỔ SUNG VÀ THỜI GIAN LÊN MEN...................................................................................................63 3.9. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NGÂM CHÍN (LÀM LẠNH) ............69 3.10. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN BẢO QUẢN SẢN PHẨM ...............71 3.11. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT SỮA CHUA RONG NHO ..........................................................................................................73 3.12. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CUỐI CÙNG...........................77 3.13. SƠ BỘ TÍNH CHI PHÍ CHO SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM ....................80 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .......................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................83 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt, kí hiệu Giải thích TCVN Tiêu chuẩn Vệt Nam HSQT Hệ số quan trọng TSVSVHK Tổng số vi sinh vật hiếu khí TSBTNM- M Tổng số bào tử nấm men- nấm mốc pHopt pH tối thích Topt Nhiệt độ tối thích ĐTB Điểm trung bình VTM Vitamin L Lactobacillus DD Dung dịch TB Trung bình TBCCTL Trung bình chưa có trọng lượng TBCTL Trung bình có trọng lượng CTMG Canh trường men giống His Histidine Ile Isoleucine Leu Leucine Lys Lysine Met Methionine Phe Phenylalanine Thr Threonine Trp Tryptophan Val Valine Glu Glutamin Asp Asparagin vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loại vi khuẩn lactic .................................................................................................................9 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của sữa bò................................................................15 Bảng 1.3: Thành phần axit amin của sữa (mg%) ......................................................15 Bảng 1.4: Thành phần axit béo có trong sữa.............................................................16 Bảng 1.5: Hàm lượng các chất khoáng vi lượng trong sữa (mg/kg).........................17 Bảng 1.6: Hàm lượng các chất khoáng đa lượng trong sữa (mg%)..........................18 Bảng 1.7: Thành phần và hàm lượng các vitamin trong sữa (mg/kg).......................18 Bảng 1.8: Thành phần một số chất dinh dưỡng trong rong Nho...............................33 Bảng 3.1: Bảng mô tả cảm quan về vị của sữa chua rong Nho theo tỷ lệ đường bổ sung khác nhau. ....................................................................................................57 Bảng 3.2: Bảng mô tả trạng thái của sữa chua rong Nho theo tỷ lệ carrageenan bổ sung vào dịch sữa .................................................................................................60 Bảng 3.3: Bảng mô tả trạng thái và màu sữa chua rong nho theo tỷ lệ rong Nho bổ sung vào dịch sữa .................................................................................................62 Bảng 3.4: Bảng mô tả trạng thái của sữa chua rong Nho theo tỷ lệ canh trường men giống bổ sung vào dịch sữa và thời gian lên men .............................................64 Bảng 3.5: Bảng mô tả sản phẩm sau công đoạn ngâm chín sữa chua rong Nho ......70 Bảng 3.6: Bảng mô tả sản phẩm sau thời gian bảo quản ..........................................72 Bảng 3.7: Kết quả kiểm tra một số thành phần hóa học trong sản phẩm..................77 Bảng 3.8: Kết quả kiểm tra vi sinh trong thành phẩm ..............................................78 Bảng 3.9: Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm của hội đồng cảm quan ..............78 Bảng 3.10: Chi phí nguyên vật liệu để sản xuất 1000 hũ sữa chua ..........................80 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ khử axit pyruvic thành axit lactic. ..................................................11 Hình1.2: Sơ đồ chuyển hóa đường glucoza thành axit lactic theo cơ chế lên men đồng hình...........................................................................................................11 Hình 1.3: Sơ đồ lên men dị hình glucoza theo chu trình 6P- gluconate. ..................13 Hình 1.4: Sơ đồ chuyển hóa đường lactose trong lên men sữa chua ........................20 Hình 1.5: Hình ảnh về rong nho thu hoạch tại Cam Ranh - Khánh Hòa ..................30 Hình 1.6: Rong nho sau khi đã được ngắt bỏ thân bò...............................................31 Hình 1.7: Rong nho được sử dụng tươi ăn kèm với shashimi ..................................35 Hình 1.8: Nộm rong Nho ..........................................................................................35 Hình 1.9: Rong Nho muối đóng hộp.........................................................................36 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến.............................................................................39 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm rong .............................41 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ NaHCO3.................................42 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệmchọn thời gian chần rong biển..............................42 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ chần rong biển..............................43 Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm bổ sung đường vào dịch sữa ...............................44 Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ carrageenan bổ sung.................45 Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ rong Nho sung..........................46 Hình 2.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỉ lệ men giống bổ sung và thời gian lên men ..............................................................................................................48 Hình 2.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm chín............................49 Hình 2.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời hạn bảo quản sản phẩm...............50 Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ngâm trong dung dịch NaHCO3 đến hiệu quả xử lí rong. ............................................................................53 Hình 3.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng nồng độ dung dịch NaHCO3 đến hiệu quả xử lí rong. ...........................................................................................................54 Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian chần đến hiệu quả xử lí rong. ........55 viii Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ chần đến hiệu quả xử lí rong...........56 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ đường bổ sung đến vị của sữa chua Rong Nho ...................................................................................................58 Hình 3.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ carrageenan bổ sung đến trạng thái của sữa chua ..............................................................................................61 Hình 3.7: Ảnh hưởng của tỷ lệ rong Nho đến màu và trạng thái của sữa chua ........62 Hình 3.8.1: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 6h lên men. .........................................................................65 Hình 3.8.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 7h lên men. .........................................................................65 Hình 3.8.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 8h lên men. .........................................................................66 Hình 3.8.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 9h lên men. .........................................................................67 Hình 3.8.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường giống bổ sung đến vị của sữa chua sau 10h lên men. .......................................................................67 Hình 3.8.6: Biểu đồ so sánh điểm cảm quan về vị của sữa chua rong nho ở các mẫu tối ưu..................................................................................................................68 Hình 3.9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ngâm chín đến giá trị cảm quan của sữa chua..............................................................................................70 Hình 3.10: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến tổng điểm cảm quan của sữa chua..............................................................................................72 Hình 3.11: Sơ đồ quy trình đề xuất ...........................................................................73 Hình 3.12: Sản phẩm sữa chua rong Nho .................................................................79 1 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại nền kinh tế trí thức, hòa cùng nhịp sống ngày một hiện đại thì nhu cầu về thực phẩm ngày một tăng cả về chất và lượng. Để đáp ứng nhu cầu này thì nhiều sản phẩm được sản xuất ra không đơn thuần chỉ cung cấp chất dinh dưỡng mà còn phải đảm bảo tốt cho sức khỏe. Các sản phẩm này xuất phát từ nguồn nguyên liệu phong phú, đa dạng vốn có của đất nước như ngũ cốc, rau quả, trứng, sữa…Trong đó có các sản phẩm lên men đặc biệt là lên men lactic được ứng dụng rộng rãi. Sữa chua cũng là một sản phẩm lên men lactic từ sữa, rất được ưa chuộng trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Nó có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng và quan trọng hơn cả là nó mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người. Ngày nay, có thể làm sữa chua từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau. Nhưng lên men từ sữa bò vẫn tạo hương vị thơm ngon đặc trưng và được người tiêu dùng ưa chuộng. Bên cạnh đó, để tăng thêm giá trị dinh dưỡng và sức hấp dẫn cũng như đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường người ta có thể bổ sung một số thành phần, nguyên liệu khác nhằm góp phần cải thiện sức khỏe, làm cho sữa chua có màu sắc và mùi vị đặc trưng riêng, nâng cao giá trị cho sản phẩm và qua đó thu hút được sự quan tâm, chú ý của người tiêu dùng. Trong số đó thành phần nguyên liệu từ rong biển mà đặc biệt là Rong Nho thường được gọi là nho biển có chứa nhiều protein, vitamin A, C, khoáng chất, đặc biệt là chứa rất nhiều iot, canxi, sắt,… là một trong những nguyên liệu quý để cải thiện chứng bướu cổ, đần độn và thiếu máu ở người đặc biệt là ở trẻ em và bà mẹ mang thai. Và giảm thiếu một số bệnh như béo phì, cao huyết áp, tim mạch, tiểu đường, thậm chí là ung thư ở người trung niên và cao tuổi, cũng như chăm sóc và làm đẹp da cho phụ nữ. Xuất phát từ cơ sở lí luận và thực tiễn trên, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Sữa Chua truyền thống bổ sung rong Nho” 2 Nội dung nghiên cứu của đề tài Các công đoạn cần nghiên cứu: 1. Nghiên cứu khử tanh rong bằng dung dịch NaHCO3 (nồng độ môi trường, thời gian ngâm) 2. Nghiên cứu chế độ chần rong (nhiệt độ, thời gian) 3. Nghiên cứu hàm lượng đường, carrageenan, rong nho bổ sung vào dịch sữa 4. Nghiên cứu tỉ lệ canh trường men giống bổ sung và thời gian lên men 5. Nghiên cứu thời gian ngâm chín 6. Nghiên cứu thời hạn bảo quản sản phẩm 7. Đề xuất quy trình, sản xuất thử nghiệm- đánh giá chất lượng Sau hơn ba tháng thực tập, nghiên cứu cùng sự giúp đỡ tận tình của thầy cô hướng dẫn, cán bộ, thầy cô ở phòng thí nghiệm và bạn bè đồ án cũng đã đạt được những kết quả nhất định. Tuy nhiên vì là lần đầu tiên làm quen với nghiên cứu khoa học nên cũng không tránh khỏi những sai sót. Kính mong sự quan tâm đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA 1.1.1. Khái niệm chung về sữa chua [14] Sữa chua (yaourt, yoghurt) là sản phẩm của quá trình lên men dịch sữa nhờ vi khuẩn lactic. Trong môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của hệ vi khuẩn này, chúng tiến hành hoạt động trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường. Sản phẩm của quá trình trao đổi chất này là axit lactic, axit này làm cho pH môi trường giảm xuống tới điểm đẳng điện của casein trong sữa, làm cho sữa bị đông tụ, và tạo mùi vị đặc trưng cho sữa chua. Sữa chua có vị chua dịu, lưu vị ngọt, có vị béo hài hòa. Yaourt được những người du mục vùng Mount Elbus phát hiện ra từ xa xưa. Ngày nay, yaourt được sản xuất với vi mô công nghiệp, được ưa chuộng và được tiêu thụ mạnh trên thế giới đặc biệt là các nước vùng Địa Trung Hải, Châu Âu và Châu Á. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều dòng sản phẩm về sữa chua, của nhiều công ty với sự đa dạng về chủng loại, mùi vị đặc sắc, hấp dẫn theo nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng như sữa chua kefir, sữa chua Nha Đam, sữa chua bổ sung hương trái cây, vitamin, sữa chua men sống probiotic, …Với sự đa dạng về nguyên liệu và chủng vi khuẩn lên men góp phần đáp ứng nhu cầu và làm hài lòng thị hiếu ngày một không ngừng thay đổi của khách hàng. Yaourt có thể được phân loại như sau  Yaourt truyền thống (set type) Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu được xử lí, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men trong bao bì làm xuất hiện khối đông, tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. 4  Yaourt dạng khuấy (stirred type) Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quá trình lên men nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào trong bao bì. Dạng này sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống.  Yaourt uống (drinking type) Hay còn gọi là yaourt dạng lỏng, khối đông xuất hiện sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng, vì sau quá trình lên men người ta dùng phương pháp khuấy trộn hoặc đồng hóa để phá hủy hệ gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.  Yaourt lạnh đông (frozen type) Sản phẩm có dạng tương tự như kem. Quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, hỗn hợp sau lên men sẽ được xử lí và lạnh đông để tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói.  Yaourt cô đặc (concentrated yaourt) Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm. Ngoài ra, ta có thể phân loại yaourt dựa vào chất béo trong sản phẩm. Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, thì yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau  Yaourt béo (fat yaourt) Hàm lượng chất béo không thấp hơn 3%.  Yaourt “bán gầy” (partially skimed yaourt) Hàm lượng chất béo khoảng 0,5- 3%.  Yaourt gầy (skimed yaourt) Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%. 5 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng của sữa chua [17], [30] Sữa chua có vị chua dịu, ngọt vừa, vị béo hài hòa và là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị hấp dẫn và rất tốt cho sức khỏe, đặc biệt là có tác dụng tốt lên hệ tiêu hóa, chữa các bệnh về đường ruột, kích thích tiêu hóa tốt và hỗ trợ thần kinh…Nhờ quá trình lên men lactic và hệ vi khuẩn có lợi cho tiêu hóa được hình thành giúp ngăn cản hệ vi khuẩn có hại mà đặc biệt là vi khuẩn gây thối trong ruột già. Hệ Vi khuẩn có lợi này ức chế hệ vi khuẩn gây thối sống nhờ thức ăn chưa tiêu hóa trong ruột, ngăn ngừa sự hoạt động và tiết ra các chất độc như indol, skatol của chúng…Và góp phần hạn chế các chất độc này thấm qua thành ruột vào máu, tác động không tốt lên hệ thần kinh. Sữa tươi được xem là thức uống giàu dinh dưỡng, cung cấp đạm, vitamin và các khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Tuy nhiên, theo kết quả kiểm nghiệm của Sở Khoa Học và Công Nghệ Tp. HCM, thì hàm lượng các chất protein, vitamin và khoáng chất trong sữa chua cao hơn rất nhiều so với các loại sữa chưa qua lên men. Ví dụ, trong 100ml sữa chua có đường, nhãn hiệu vinamilk cung cấp đến 3,5g chất đạm, trong khi 100ml sữa khác chỉ khoảng 2,9-3g. Ngoài ra, lượng vitamin A trong sữa chua cao gấp 5- 6 lần, vitamin B1 cao gấp 15 lần, vitamin B6 gấp 6 lần và sắt cao gấp 3 lần so với sữa nước. Các thành phần khác như VTM D, canxi trong sữa chua cũng nhiều hơn. Đặc biệt, sữa chua dễ hấp thụ hơn sữa tươi do quá trình lên men, chuyển hóa đường lactoza thành loại đường dễ hấp thụ. Điều này được PGS-BS Lê Thị Bạch Mai (phó viện trưởng, viện dinh dưỡng quốc gia) lí giải: “ Khả năng thu nạp đường lactoza của người Việt Nam rất kém, do chúng ta không có thói quen ăn nhiều bơ, sữa. Điều này dẫn đến việc một tỷ lệ người Việt Nam không dung nạp đường lactoza, luôn bị đầy bụng, khó chịu khi uống các loại sữa tươi thông thường”. Đối với trẻ nhỏ bị biếng ăn hoặc tiêu chảy, cho ăn sữa chua sẽ cải thiện và làm cho trẻ nhỏ thích ăn và ăn ngon miệng hơn, và trẻ ăn sữa chua sẽ giúp tái lập lại sự cân bằng hệ vi khuẩn trong đường ruột còn non nớt của bé, chất kháng sinh lactocidine có trong sữa chua cũng sẽ giúp cho việc điều trị tiêu chảy. 6 Khi ăn sữa chua, chúng ta đã đưa vào cơ thể một lượng lớn vi khuẩn lactic. Những vi khuẩn này phân giải đường saccaroza, mantoza, lactoza, glucoza…có trong thức ăn tạo năng lượng cho cơ thể, và lactic axit tạo thành làm thay đổi pH của môi trường làm rối loạn sự phát triển và làm cho vi khuẩn gây thối rửa bị tiêu diệt. Ngoài ra, axit lactic còn cân bằng pH của dạ dày, giúp tính axit được phục hồi, góp phần hạn chế hoạt động của hệ vi khuẩn sinh hơi gây khó chịu ở các bệnh lí về dạ dày. Hơn nữa, một số vi khuẩn lactic có khả năng tạo ra một số loại kháng sinh có thể tiêu diệt một số vi sinh vật có hại này trong dạ dày...Bên cạnh đó, acid lactic còn giúp thúc đẩy quá trình kích thích tiết dịch vị của dạ dày, tăng khả năng tiêu hóa protein trong sữa bằng cách kết tủa chúng thành những hạt mềm, mịn và đặc hơn, giúp cơ thể sử dụng triệt để canxi, photpho và sắt. Acid lactic cũng được xem như là một chất dinh dưỡng, trong cơ thể nó được sử dụng như một nguồn năng lượng, cung cấp khoảng 3,63 Kcal/g cho cơ thể hoặc chuyển hóa thành glucoza hoặc glycogen. Trong cuộc sống con người luôn phải đối mặt với môi trường sống khắc nghiệt với nhiều tác nhân gây hại cho sức khỏe. Với việc lạm dụng thuốc kháng sinh, ăn uống không hợp lí, uống nhiều rượu bia, thuốc lá, mất ngủ trầm cảm…Chính là những yếu tố làm mất cân bằng cho cơ thể, do các vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa cũng như cho sức khỏe bị suy yếu. Nếu sự rối loạn này kéo dài sẽ xuất hiện các bệnh về đường ruột, tiêu hóa…và nghiêm trọng hơn là căn bệnh ung thư, một trong những căn bệnh gây nỗi ám ảnh cho toàn nhân loại trong thời đại hiện nay. Do đó, ăn ít nhất 250ml sữa chua mỗi ngày sẽ giúp chúng ta tăng cường sinh tố B-giúp duy trì cảm giác ngon miệng cũng như sự phát triển toàn diện của cơ thể. Sữa chua là một sản phẩm sẽ góp phần bổ sung một lượng lớn hệ vi khuẩn lactic có lợi, hỗ trợ cho tiêu hóa, tăng sức đề kháng, giảm viêm nhiễm, ngăn ngừa viêm khớp, giúp xương chắc khỏe, cải thiện vệ sinh răng miệng, góp phần tăng cường sức khỏe con người. 1.1.3. Tổng quan về lên men lactic 1. Lịch sử của quá trình lên men lactic [18] Theo nhiều tài liệu, lên men lactic có thể được hình thành trước sự xuất hiện sự sống của loài người trên mặt đất. Trong quá trình tồn tại và phát triển, con người đã 7 sử dụng quá trình lên men lactic để bảo quản và chế biến thực phẩm trong cuộc sống hàng ngày. Năm 1975, các nhà khảo cổ đã phát hiện ra các lát bánh mì hóa thạch có niên đại vào khoảng 3560 đến 3538 trước Công Nguyên tại vùng hồ Biel, Thụy sĩ. Dựa trên các căn cứ về cấu trúc, kích cỡ, sự phân bố, người ta đã thấy sự miêu tả quá trình lên men từ bột mì. Ngày nay, mặc dù đã trải qua hàng ngàn năm nhưng các loại bánh làm theo kiểu này hiện vẫn còn tồn tại và phát triển tại Châu Âu và Bắc Mĩ. Từ lâu nay, các hạt ngũ cốc lên men được sử dụng như một thói quen truyền thống ở các nước Châu Phi và Ấn Độ. Từ rất lâu, con người đã biết áp dụng các phương pháp lên men tự nhiên các hợp chất hữu cơ động thực vật bằng vi khuẩn lactic để sản xuất các sản phẩm thực phẩm. Vào khoảng 150 năm trước Công Nguyên đã xuất hiện cuốn sách “Tympocom valley” hướng dẫn chế biến làm phomát. Các khám phá mang tính khoa học về lên men lactic được khởi đầu dựa trên những đặc điểm về hóa học và tính khác biệt của acid lactic từ các loại sữa lên men đã được Carl Wihelm Scheele (1780) thực hiện ở Thụy Điển. Louis Pastuer (1857) có hai bài viết về phương pháp lên men lactic phủ nhận về học thuyết tự sinh và chứng minh vi khuẩn là nguyên nhân gây ra quá trình lên men. Năm 1890, Wilhelm Strorch và Hermann Weimann là những người đầu tiên tách được vi khuẩn lactic từ kem, sữa lên men tự nhiên và đã tạo phương pháp nuôi cấy thạch dùng cho công nghiệp chế biến sữa và chế biến các sản phẩm lên men lactic nói chung. 2. Đặc điểm của vi khuẩn lactic [12], [14], [16] Vi khuẩn lactic thuộc họ lactobacilliaceae. Phân loại vi khuẩn lactic được coi là chưa hoàn thiện. Phần lớn các nhà phân loại chỉ căn cứ theo hình dáng tế bào, ví dụ cầu khuẩn được xếp vào các giống streptococcus và leuconostoc, còn trực khuẩn thành một giống lactobacillus. Vi khuẩn lactic thuộc vi khuẩn gram (+), không di động, không tạo bào tử (trừ sporolactobacillus inulinus), thuộc vi khuẩn kị khí tùy tiện, vi hiếu khí, không chứa cytochrom và enzym catalaza. Mặc dù, các vi sinh vật không đồng nhất về mặt hình thái gồm cả hình que và hình cầu nhưng về mặt sinh lí chúng tương đối đồng nhất. Vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp enzyme peroxydaza rất mạnh. Chúng 8 phân giải H2O2 tạo thành H2O và O2 để phát triển. Vi khuẩn lactic có thể lên men được các đường monosaccarit hoặc disaccarit nhưng không lên men được tinh bột và các polysaccarit khác (trừ loài L.delbrueckii là đồng hóa được tinh bột). Một số vi khuẩn lactic lên men lactic dị hình sử dụng được pentoza và acid citric. Chúng thu nhận năng lượng nhờ phân giải các hợp chất cacbonhydrat và bài tiết acid lactic vào môi trường. Vi khuẩn lactic được chia thành hai nhóm: - Vi khuẩn lactic dị hình: Khi tiến hành lên men các loại đường chúng sản sinh ra khảng 50% acid lactic. Ngoài ra, chúng còn tạo ra hàng loạt các sản phẩm khác như acid acetic, acid propionic, ethanol, CO2…Một số vi khuẩn lên men lactic dị hình như Lactobacillus brevis, Lactobacillus pasteurianus, streptolacticus lactic, streptococcus cumoris… - Vi khuẩn lactic đồng hình: Khi tiến hành lên men các loại đường chúng sản sinh khoảng 85-90% acid lactic. Vi khuẩn lactic đồng hình bao gồm ba nhóm: Cầu khuẩn (Streptococcus lactic, S.faecalic, Pediococcus cerevisaie…), trực khuẩn ưa nhiệt (Lactobacillus lactic, L.helvetcus, L.bulgaricus…), trực khuẩn ưa ấm (L.casei, L.plantarum…). Trong công nghệ vi sinh vật, nhìn chung vi khẩn lactic đồng hình luôn chiếm ưu thế. Vi khuẩn lactic lên men dị hình được ứng dụng trong công nghệ sản xuất các thực phẩm lên men truyền thống như pho mai, kefir nhằm mục đích đa dạng hóa chỉ tiêu về mùi, vị và cấu trúc cho sản phẩm. Các vi khuẩn lactic đồng hình bắt buộc thì thiếu enzyme photphoketolaza là một loại enzyme tồn tại trong các vi khuẩn lên men dị hình. Mặt khác, vi khuẩn lactic lên men dị hình lại thiếu enzyme aldolase có tác dụng phân cắt fructoza-1,6diphotphat và enzyme triosophotphatizomerase trong lên men đồng hình. Các trực khuẩn có thể phát triển ở pH = 3,8-4, nhưng cầu khuẩn không thể phát triển được ở môi trường này. Hoạt lực lên men tốt nhất của trực khuẩn ở vùng pH = 5.5-6. Các vi khuẩn ưa ấm có nhiệt độ sinh trưởng tối thích là 25-370C, các loài ưa nhiệt có nhiệt độ tối thích là 40-450C, các loài ưa lạnh phát triển ở nhiệt độ tương đối thấp (50C hoặc thấp hơn). Khi gia nhiệt tới 60-800C thì đa số chúng bị chết sau 10-30 phút. 9 Bảng 1.1. Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loại vi khuẩn lactic T0pt(0C) pHopt Lactococcus lactis 29-34 6-6,5 Lactococcus cremoris 28-32 6-6,5 Lactococcus diacetylactis 30-34 6-6,5 Lactococcus thermophilus 40-42 6-6,5 Lactococcus bulgaricus 43-46 5,6-6 Lactococcus helveticus 43-46 5,5-6 Lactococcus casei 30-37 - Lactococcus kefir 30 - Lactococcus acidophilus 37 5,5-6 Loài vi sinh vật Đặc điểm sinh lí của vi khuẩn lactic là nhu cầu về chất dinh dưỡng phức tạp. Không một loài vi khuẩn lactic nào phát triển được trong môi trường thuần khiết chỉ có chứa glucoza và NH4+. Đa số chúng cần hàng loạt các vitamin (B1, B2, B6, PP, các pentotenic và folic) và các axit amin hoặc các hợp chất phức tạp khác. Vì thế, người ta cần nuôi cấy chúng trên các môi trường phức tạp chứa một lượng cao nấm men, dịch cà chua hoặc thậm chí cả máu. Nhìn chung, vi khuẩn lactic là nhóm khó nuôi, dễ giảm hoạt lực. Riêng đối với vi khuẩn L.casei thì có đặc điểm sau: - Trực khuẩn nhỏ, vi khuẩn gram(+), không sinh bào tử, không chuyển động, có thể tạo thành chuổi. - pHopt =5- 7, pH< 5 thì chúng bị ức chế, pH< 4,5 thì chúng không phát triển - t0opt= 35- 370C - Nguồn cacbon chủ yếu là hydratcacbon, nguồn nitơ là peptone. - Có khả năng lên men các loại đường glucoza, fructoza, manoza, galactoza, lactoza…nhưng lên men đường mantoza và saccaroza chậm. - Trong quá trình lên men chúng tạo ra D-axit lactic. Trong tự nhiên, vi khuẩn lactic thường gặp trong đất, không khí, nước, nhưng chủ yếu ở thực vật và các sản phẩm thực phẩm như sữa chua, nem chua, đồ uống, 10 rau quả muối chua, đường, bột…Có một số giống vi khuẩn lactic được tìm thấy trong đường ruột, niêm mạc của người và động vật. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic như sau - Nhu cầu dinh dưỡng carbon Chuyển hóa các loại đường để cung cấp năng lượng và tham gia vào cấu trúc tế bào. - Nhu cầu dinh dưỡng nitơ Dùng nguồn nitơ có sẵn trong môi trường dưới dạng các axit amin. Ngoài ra chúng còn cần peptone, cao thịt, cao nấm men, cao casein… - Nhu cầu về vitamine Vi khuẩn lactic ít có khả năng tổng hợp vitamin. Chúng cần nhiều loại vitamine như riboflavin, thiamin, axit pantotenoic… - Nhu cầu về các chất hữu cơ + Các bazơ chứa nitơ: adenine, guanine, uraxine… + Các axit hữu cơ: axit citric, axit acetic… + Axit amin: L-asparagine, L-glutamine… - Nhu cầu về môi trường muối khoáng Vi khuẩn lactic cần nhiều chất khoáng như P, S, Mg, Ca, Mn, Fe,K, Na...Đối với lactobacillus thì Mn2+, Mg2+, Fe2+ có tác động tích cực lên sự phát triển và sinh ra axit lactic. 1.1.4 Cơ chế của quá trình lên men lactic [12], [14] Lên men lactic là quá trình chuyển hóa gluxit thành axit lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của các vi khuẩn lactic. Tùy theo đặt điểm lên men, lên men lactic đồng hình hoặc lên men lactic dị hình. 1. Lên men lactic đồng hình (điển hình) Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản axit lactic tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ axit axetic, axeton, diaxetyl,... Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 21,8.104J 11 Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucoza được chuyển hóa theo chu trình Embden-Mayerhoff-Panas, vi khuẩn sử dụng cho chu trình này tất cả các loại enzym aldolaza còn hydro tách ra khi dehydro hóa triozophomat được chuyển đến pyruvat. Vì trong vi khuẩn lên men lactic đồng hình không có enzim cacboxylaza cho nên axit pyruvic không phân hủy nữa mà tiếp tục khử thành axit lactic theo sơ đồ chuyển hóa dưới đây Sơ đồ 1: C6H12O6 2NADH(H+) 2NAD+ 2CH3COCOOH 2CH3CHOHCOOH Hình 1.1: Sơ đồ khử axit pyruvic thành axit lactic. Glucoza Glucoza-6- photphat Fructoza- 6- photphat Fructoza- 1,6- diphotphat Photphodioxyaxeton Photphoglyceraldehyt Axit- 1,3- diphotphoglyceric Axit pyruvic Axit lactic Hình1.2: Sơ đồ chuyển hóa đường glucoza thành axit lactic theo cơ chế lên men đồng hình 12 Cũng có tác giả cho rằng lên men lactic đồng hình tiến hành theo hai giai đoạn. Giai đoạn 1: Thời kì sinh trưởng cấp số mũ của vi khuẩn, từ hexoza nhờ sự oxy hóa photphoglycealdehyt kèm theo việc khử pividinnucleotit (PN) để tạo axit photphoglyceriaic. PCH2-CHOH +H2O +PH PCH2CHOG-COOH +PNH2 Giai đoạn 2: Do chất nhận hydro là PN-H2 tăng mà thế oxy hóa khử của môi trường giảm xuống dẫn đến sự nhường hydro từ PN-H2 cho axit photphoglycerinic để khử nó thành axit lactic. CH2OP – CHOH – COOH + H2O (PN – H2) CH3CHCOOH + H3PO4 + PN + H2O Tùy thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzim lactat-dehydrogenaza và sự có mặt của lactataxemaza mà loại axit lactic dạng nào được tạo ra D(-), L(-) hoặc DL. 2. Lên men lactic dị hình Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm axit lactic còn tạo ra một lượng sản phẩm phụ như axit axetic, etanol, axit sucxinic, CO2,… Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men C6H12O6 CH3CHOHCOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH +C2H5OH + CO2… Trong đó axit lactic chiếm khoảng 40%, axit sucxinic khoảng 20%, rượu etyllic và axit axetic 10%, các loại khí 20%,…Đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sự tích lũy một lượng axit formic. Như vậy, các sản phẩm phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men lactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình. Trong vi khuẩn lên men lactic dị hình không có các enzyme cơ bản của sơ đồ Embden-Marehof-Panas là aldolaza triozophophatizomeraza bước đầu phân giải đường glucoza ở những vi khuẩn này theo con đường pentozophotphat, tức là thông qua glucoza-6 photphat, 6 photphatgluconat và ribulaza-5-photphat chuyển thành xiluloza-5 photphat, hợp chất này tiếp tục chuyển đổi thành photphoglyxeraldenhyt và acetylphotphat dưới tác dụng của enzyme pentozophotpho xelolaza. Những vi khuẩn dị hình hình thành axic axetic kèm theo sự tổng hợp của ATP. Axetylphotphat được
- Xem thêm -