Nghiên cứu quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca bằng chế phẩm hữu cơ (2017)

SỮA CHUA ĐƯỢC SẢN XUẤT TỪ QUẢ MẮC CA

vectorstock.com/23357889

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

Nghiên cứu quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca bằng chế phẩm hữu cơ (2017) WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

i

LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, ngoài sự cố gắng, lỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,chỉ bảo và giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Văn Lợi, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, là người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian hoàn thành khóa luận này. Tôi xin gửi lời cảm chân thành tới các thầy cô trong Khoa Công nghệ Hóa học và các thầy cô giáo đang giảng dạy tại Trung tâm Đào tạo Sau đại học, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã hết lòng giúp đỡ trong suốt thời gian tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ khoa học của Viện vi sinh vật và Công nghệ sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể gia đình, bạn bè là những người đã chia sẻ, động viên trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn này. Hà Nội, tháng 6 năm 2017 Học viên cao học

Ngô Thị Nguyên

ii

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và không trùng lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực, chưa từng được công bố trên bất kỳ tạp trí, hội nghị khoa học nào. Hà Nội, ngày…tháng…năm 2017 Học viên

Ngô Thị Nguyên

iii

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. ii MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................. vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................................ 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY MẮC CA................................................................................. 4 1.1.1. Đặc điểm của cây Mắc ca............................................................................................. 4 1.1.2. Sự phân bố của cây Mắc ca .......................................................................................... 5 1.1.3. Công dụng của quả Mắc ca .......................................................................................... 6 1.1.4. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của quả Mắc ca ......................................... 8 1.1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về cây Mắc ca ........................................ 13 1.2. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA ................................................................................... 16 1.2.1. Thành phần hóa học của sữa nguyên liệu .................................................................. 16 1.2.2. Sữa chua ..................................................................................................................... 18 1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN .......................................................... 20 1.3.1. Khái niệm về quá trình thủy phân .............................................................................. 20 1.3.2. Lên men đường .......................................................................................................... 20 1.3.3. Quá trình thủy phân protein ....................................................................................... 22 1.3.4. Quá trình thủy phân chất béo ..................................................................................... 23 1.3.5. Cơ chế của quá trình thủy phân với xúc tác là enzyme .............................................. 25 1.3.6. Các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân .......................................................... 26 1.3.7. Ý nghĩa của quá trình thủy phân ................................................................................ 28 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................................ 29 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ THIẾT BỊ................................. 29 2.1.1. Nguyên vật liệu .......................................................................................................... 29 2.1.2. Hóa chất ..................................................................................................................... 29 2.1.3. Dụng cụ và thiết bị ..................................................................................................... 30 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................. 30

iv 2.2.1. Phân tích các thành phần hóa học trong quả Mắc ca và sữa nguyên liệu .................. 30 2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................................... 34 2.2.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh và vi sinh và cảm quan của sản phẩm .. 35 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 47 3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG HẠT MẮC CA VÀ SỮA NGUYÊN LIỆU ................................................................................................... 47 3.1.1. Kết quả phân tích các thành phần hóa học trong hạt Mắc ca ..................................... 47 3.1.2. Kết quả phân tích hàm lượng axit amin trong hạt Mắc ca ......................................... 48 3.1.3. Kết quả phân tích thành phần hóa học của sữa nguyên liệu ...................................... 50 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN .................... 51 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca. ................................................................................................. 51 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca. ................................................................................................. 52 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca .......................................................................................................... 54 3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca .......................................................................................................... 56 3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM HỮU CƠ ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHỈ TIÊU HÓA, VI SINH VÀ CẢM QUAN CỦA SỮA CHUA MẮC CA ....................................... 58 3.3.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa sinh ...................................................................... 58 3.3.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu sinh học ....................................................................... 59 3.3.3. Kết quả phân tích cảm quan ....................................................................................... 61 3.4. XÂY DỰNG CÔNG THỨC, QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA MẮC CA VÀ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM ................................................................ 62 3.4.1. Sơ đồ quy trình ........................................................................................................... 62 3.4.2. Thuyết minh công nghệ .............................................................................................. 64 3.4.3 Tính giá thành sản phẩm ............................................................................................. 66 KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 69

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT

Tên ký hiệu

Tên …

1

CTĐC

Công thức đối chứng

2

CT-1

Công thức 1

3

CT-2

Công thức 2

4

CT-3

Công thức 3

5

CT-4

Công thức 4

6

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

7

ES

Cơ chất

8

SP

Sản phẩm

9

CUF

Đơn vị hình thành khuẩn lạc

10

ISO

Tiêu chuẩn ISO

11

HPLC

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao năng

12

XLD

Thạch Xyloza Lysin Deoxycholat

13

MSRV

Thạch Rappaport-Vasssiladis nửa đặc cải biến

vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương 1 Chương 2 Bảng 2.1: Hàm lượng nhân Mắc ca trong thành phần nguyên liệu thí nghiệm ........................ 34 Bảng 2.2: Hàm lượng thành phần nguyên liệu trong thí nghiệm .............................................. 35 Chương 3 Bảng 3.1: Thành phần hóa học nhân quả Mắc ca ..................................................................... 47 Bảng 3.2: Hàm lượng axit amin trong nhân quả Mắc ca .......................................................... 48 Bảng 3.3: Thành phần hoá học của sữa .................................................................................... 50 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ đến sự biến đổi các chỉ tiêu hóa sinh của sữa chua Mắc ca. ...................................................................................................................................... 58 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ đến sự biến đổi các chỉ tiêu vi sinh của sữa chua Mắc ca. ...................................................................................................................................... 59 Bảng 3. 6: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm hữu cơ đến các chỉ tiêu cảm quan ................... 61 Bảng 3.7: Hạch toán chi phí sản xuất sữa chua Mắc ca ............................................................ 66

vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Chương 1 Hình 1.1: Quả mắc ca ................................................................................................................. 5 Hình 1.2: Công thức cấu tạo của omega-3, omega-6................................................................ 10 Chương 2 Hình 2.1: Nhân hạt mắc ca........................................................................................................ 29 Chương 3 Hình 3.1: Sắc ký đồ các axit amin trong nhân hạt Mắc ca ....................................................... 49 Hình 3.2:Kết quả cảm quan đánh giá hàm lượng nhân Mắc ca ................................................ 51 Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến độ axit ........................................................ 53 Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến độ Brix ....................................................... 53 Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian đến độ axit........................................................................ 55 Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian đến độ Brix ...................................................................... 55 Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ axit ......................................................................... 57 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ Brix ........................................................................ 57 Hình 3.9: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua Mắc ca .............................................. 63 Hình 3.10: Sản phẩm hoàn thiện ............................................................................................... 66

1

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sữa chua là sản phẩm thu được khi lên men lactic sữa động vật, mang lại nhiều lợi ích đối với sức khỏe con người. Dần dần sữa chua trở thành món ăn dinh dưỡng dễ hấp thụ, hỗ trợ cho đường ruột , dạ dày và các vấn đề tiêu hóa ở người nói chung. Sữa chua rất tốt cho sức khỏe, trong sữa chua chứa nhiều vi khuẩn tốt cho đường ruột, nhiều vitamin có tác dụng làm đẹp da đối với phụ nữ và là thực phẩm giàu protein, chất béo, can xi và khoáng. Hiện nay, ở nước ta cũng sản xuất nhiều loại sữa chua trái cây như nha đam, dâu, chanh dây,…Các loại sữa chua trái cây này tạo cảm giác thơm ngon, hương vị khác biệt, chất lượng sản phầm cao hơn và đáp ứng được vị ưa thích của từng người . Trong những năm gần đây, việc phát triển cây Mắc ca đang mang lại một tiềm năng lớn cho nền nông nghiệp nước ta. Khi nhắc tới quả Mắc ca, người ta nghĩ ngay tới giá trị dinh dưỡng và công dụng của hạt Mắc ca đối với sức khỏe con người. Hạt Mắc ca đang đứng đầu các loại hạt với nhiều giá trị dinh dưỡng, thành phần khác nhau, trong đó chất béo là 78,2%, protein chiếm 9,2%, 10% đường, 6,4% chất xơ, còn lại là một số vitamin, khoáng chất khác như vitamin B, canxi, sắt, photpho, kẽm,…Đặc biệt trong đó chứa các axit béo mà cơ thể con người không tự tổng hợp được: Axit béo omega-3, omega-6, omega-7 mà phải được bổ sung bằng thực phẩm và trong chuỗi protein có 20 loại axit amin trong đó có 8 loại axit amin cần thiết cho cơ thể con người. Khi ăn vào giảm được cholesterol, có tác dụng phòng trị xơ vữa động mạch, các loại bệnh liên quan đến tim mạch và huyết áp [9, 10]. Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển, thì nhu cầu thực phẩm của con người luôn đòi hỏi về sự đa dạng cũng như chất lượng. Trong ngành thực phẩm

2 thì sữa chua được đánh giá cao về giá trị dinh dưỡng, với các thành phần như protein, chất béo, đường, canxi, vitamin,…. Sự đổi mới về thành phần các giá trị dinh dưỡng cũng như hương liệu từ trái cây thêm vào sữa chua là rất quan trọng, tạo lên các hương vị đặc chưng khác nhau để người dùng có thêm nhiều sự lựa chọn. Đã có rất nhiều loại trái cây được lựa chon bổ sung vào sữa chua, tôi nghiên cứu lựa chọn nhân hạt Mắc ca để bổ sung vào thành phần sản xuất sữa chua mắc ca, từ đó người dùng sẽ có thêm sự lựa chọn mới trong ngành thực phẩm sữa chua. Trong hạt Mắc ca có chứa hàm lượng chất béo, đường, protein cao, có cấu trúc phân tử lớn nên việc hấp thụ vào thành ruột sẽ trở nên không dễ dàng, việc thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả mắc nhằm thủy phân các chuỗi phân tử có mạch cacbon lớn, phức tạp thành các phân tử có mạch cacbon ngắn, đơn giản giúp cho việc tiêu hóa và hấp thụ tốt hơn. Hiện nay, nhu cầu sử dụng các thực phẩm dễ hấp thụ ngày một tăng cao, việc nghiên cứu đưa các thực phẩm có phân tử mạch cacbon lớn về các phân tử có mạch cacbon ngắn đang được chú trọng. Vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca bằng chế phẩm hữu cơ” làm luận văn thạc sỹ, nhằm bổ sung thêm một sự lựa chọn mới trong ngành thực phẩm. 2. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là: - Nghiên cứu quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca bằng chế phẩm hữu cơ. - Xây dựng công thức, quy trình sản xuất sữa chua Mắc ca. - Tạo ra sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên, có giá trị dinh dưỡng cao và làm đa dạng sản phẩm sữa chua.

3 3. Nội dung nghiên cứu Đề tài nghiên cứu các nội dung sau: - Phân tích các thành phần hóa học của quả Mắc ca và sữa nguyên liệu. - Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca. - Phân tích các chỉ tiêu hóa học, sinh học và cảm quan của sữa chua. - Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sữa chua từ quả Mắc ca. - Tính giá thành sản phẩm. 4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Lựa chọn đềt tài nghiên cứu quá trình thủy phân sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca bằng chế phẩm hữu cơ có ý nghĩa vô cùng lớn: Ý nghĩa khoa học - Cung cấp các thông tin khoa học và các thành phần hóa học của quả Mắc ca, làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu sau này và định hướng cho những nghiên cứu sâu hơn về quả Mắc ca. Ý nghĩa thực tiễn - Việc thủy phân các chuỗi phân tử có mạch cacbon lớn, phức tạp thành các phân tử có mạch cacbon ngắn, đơn giản trong sữa chua Mắc ca góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. - Làm cơ sở áp dụng vào thực tế để sản xuất sữa chua Mắc ca. - Nâng cao giá trị của cây Mắc ca.

4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY MẮC CA 1.1.1. Đặc điểm của cây Mắc ca Cây Mắc ca có tên khoa học là Macadimia, là loài cây gỗ lớn, có nguồn gốc từ châu Đại Dương (Úc), ở vùng rừng mưa ven biển thuộc miền Nam Queensland và miền Bắc New South Wales ở Australia, giữa vĩ độ 250 và 330 Nam. Cây Mắc ca thuộc họ Proteaceae, nhóm quả hạch, hạt có vỏ cứng, cao đến trên 12m. Người dân cổ xưa đã biết lấy hạt để ăn với tên gọi “kindal kindal”, đến nay có hai loài Mắc ca cho hạt có thể ăn được là loài vỏ hạt trơn Macadamia integrifolia và loài vỏ hạt sần Macadamia tetraphylla đang được trồng phổ biến và các giống lai từ hai loài này [9, 10]. Macadimia thuộc giới Plantea, bộ Proteales, họ Proteaceae và chi Macadamia. Cây Macadimia có nhiều loài khác nhau nhưng chỉ có 3 loài là có giá trị kinh tế là Macadamia integrifolia, Macadamia ternifolia, và Macadamia tetraphylla. Trong đó 2 loài Macadamia integrifolia và Macadamia tetraphylla là có thể sử dụng hạt để ăn sống được. Thân cây Mắc ca là cây thân gỗ, có thể cao từ 2- 18m, tán rộng đến 15m. Cây Mắc ca có thân thẳng đứng, vỏ cây khô và có màu thẫm, gỗ cây cứng. Rễ cây Mắc ca thuộc họ hai lá mầm nên rễ chính của cây ít phát triển mà rễ chùm phát triển mạnh. Rễ cây phân bố tập trung tại tầng đất từ 0- 30 cm nên không có khả năng chống chịu với gió bão. Lá cây Mắc ca khá cứng, có hình bầu dục hẹp, tùy theo từng loại giống mà phiến lá sẽ có chiều dài dao động từ 75- 250cm, tỷ lệ dài/rộng của lá sẽ chênh lệch nhau khoảng 3- 4 lần.Viền lá thường có hình sóng, tùy theo giống sẽ có gai hoặc trơn nhẵn. Những loài có 2 lá thì thường mọc đối thành từng cặp, những loài có 3- 4 lá thì mọc thành từng vòng. Hoa Mắc ca

5 thường mọc theo dạng chuỗi, mỗi hoa dài từ 12- 30 cm. Tùy theo từng loại giống và điều kiện chăm sóc mà chiều dài của hoa có thể thay đổi. Hoa Mắc ca thường có màu trắng điểm hồng, một số hoa còn có màu tím hồng. Quả Mắc ca hình trái đào hoặc tròn, có núm lồi ở đuôi quả. Quả thường có màu xanh tươi, đến khi già sẽ chuyển sang màu xanh xẫm màu. Đường kính trung bình của quả đạt 25 mm, vỏ quả thường dày 3 mm. Vỏ khô tự nứt, nhân 2 thường có hai lá mầm ghép lại với nhau theo hình bán cầu. Nhân thường có hai lá mầm ghép lại với nhau theo hình bán cầu. bên trong chứa một hạt, hiếm khi có 2-3 hạt. Nếu quả chỉ chứa 1 hạt thì hạt tròn như hạt nhãn. Vỏ quả cứng và láng bóng, đường kính hạt khoảng 2-3cm, trọng lượng tươi khoảng 8-9 gram, hình 1.1.

Hình 1.1: Quả mắc ca 1.1.2. Sự phân bố của cây Mắc ca Cây Mắc ca được các nhà thực vật học phát hiện vào năm 1857 tại rừng cây bụi ở Queensland và đặc tên chi là Maccadamia. Vùng rừng mưa ven biển thuộc miền Nam Queenland và miền Bắc New South Wales chính là nơi phát hiện ra nhiều cây Mắc ca nhất. Cây Mắc ca đầu tiên được trồng tại Úc vào năm 1858 bởi W.Hill. Năm 1881 Mắc ca được đưa tới trồng ở Hawaii, thời gian đó cây Mắc ca

6 được trồng giống như một hình thức trồng rừng. Năm 1948, trạm nghiên cứu nông nghiệp Hawaii đã đầu tư nghiên cứu về lĩnh vực giống và đã tạo ra các dòng có nhiều triển vọng làm tiền đề cho công nghiệp mắc ca hiện đại ở Hawaii như ngày nay. Ở California, cây Mắc ca đầu tiên được trồng vào đầu thập niên 1880 trong sân Berkeley thuộc đại học tổng hợp California. Năm 1950 California mới bắt đầu nhập khẩu một số giống đã được cải tiến từ Hawaii. Tại Trung Quốc, cây Mắc ca đã có mặt ở vườn thực vật Đài Loan từ đầu thế kỷ 20, nhưng việc trồng đại trà mới thực hiện trong khoảng 20 năm gần đây [9,10,27].. Tại Việt Nam cây Mắc ca được đưa vào trồng khảo nghiệm từ những năm 1994 và được trồng thử nghiệm tại các vùng như Ba Vì, Đắk Lắk, Sơn La, Phú Thọ. Sau một thời gian nghiên cứu và thực nghiệm, Viện EaKmat đã bắt đầu nhân 3 giống H2, OC và 508 là những giống mắc ca có khả năng thích ứng và cho năng suất cao khi được trồng tại Tây Nguyên và Tây Bắc bộ của Việt Nam. Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ 11 trong số 17 nước có diện tích Mắc ca lớn nhất thế giới [9,10,27]. 1.1.3. Công dụng của quả Mắc ca Hiện nay trên thế giới, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu bổ sung nhân hạt Mắc ca vào trong sản phẩm thực phẩm, góp phần làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm [2]. Hạt Mắc ca chủ yếu được đưa vào ngành công nghệ thực phẩm để sản xuất dầu ăn, bánh quy, sô cô la, bánh mỳ, kem, một số món tráng miệng,…Đối với thực phẩm nhân Mắc ca với hàm lượng dinh dưỡng cao và vị ngọt, bùi, béo, thơm ngon, hấp dẫn rất được ưa chuộng để chế biến thực phẩm. Nhân mắc ca có thể được ăn trực tiếp sau khi được rang khô hay làm nguyên liệu để làm bánh, mứt, sô-cô-la, kem,…

7 Tốt cho phụ nữ mang thai: Nhân hạt Mắc ca có chứa nhiều chất khoáng, nhiều loại vitamin, omega-3…rất có lợi cho bà bầu và trẻ em. Hạt Mắc ca giúp cung cấp nguồn năng lượng dồi dào với hàm lượng calo cao gấp đôi so với các loại hạt khác. Người mẹ mang thai ăn loại quả này sẽ giúp cho khẩu phần ăn của mình thêm phong phú và góp phần tích lũy năng lượng cho thai nhi [29]. Phòng chống các bệnh liên quan đến tim mạch: Nhân của hạt Mắc ca có hàm lượng dầu tới 78%, cao hơn hẳn lạc (44,8%), nhân điều (47%)… Trong dầu của Mắc ca có trên 87% là axit béo không no, trong đó có nhiều loại mà cơ thể con người không tự tổng hợp được và làm giảm lượng Cholesterol có trong máu nên có thể phòng được tình trạng sơ vữa động mạch [2]. Do trong hạt Mắc ca có chứa lượng axit béo không no lên đến 84% . Đặc biệt, axit béo omega-3, omega7 là những axit béo rất cần thiết cho cơ thể con người [24 ] nên có thể làm giảm nguy cơ bị các bệnh mãn tính liên quan đến tim mạch. Hàm lượng protein trong nhân có tới 9,2%, gồm 20 loại axit amin trong đó có 8 loại axit amin thiết yếu cho cơ thể. Tiêu thụ đều đặn hạt Mắc ca sẽ giúp cơ thể chống lại các cơn đau tim và bệnh tim mạch vành, thúc đẩy quá trình giảm cân, giúp duy trì sức khỏe hệ thống miễn dịch [24]. Đối với dầu ăn Mắc ca được coi là một trong những loại dầu tốt nhất cho sức khỏe. Ngoài thành phần chất béo Omega-3 cao, dầu ăn mắc ca còn có điểm khói lên tới 210°C mà không bị mất đi các giá trị dinh dưỡng và vị bùi. Vì khi nấu ở nhiệt độ cao, cần phải sử dụng dầu ăn có điểm khói trên 204°C, nếu không các chất béo sẽ bắt đầu bị phá hủy và sản sinh ra acrolin, một gốc tự do hóa học có hại làm thức ăn có mùi hăng và vị khét. Quả mắc ca còn được sử dụng là nguyên liệu đầu vào để sẳn xuất các sản phẩm chăm sóc da và tóc. Chế phẩm từ mắc ca rất được yêu thích trong lĩnh vực

8 chăm sóc da, tóc. Với thành phần 60% oleic acid, một loại acid béo với kết cấu dày, đặc có khả năng bổ sung độ dưỡng ẩm cao. Vì vậy, mắc ca sẽ phù hợp với những làn da khô bẩm sinh và da ở độ tuổi lão hoá, bong tróc, khô nhăn. Đối với tóc Mắc ca không chỉ có tác dụng chữa trị tóc hư tổn, chẻ ngọn mà còn thúc đẩy sự mọc tóc và làm bóng tóc. Phần vỏ ngoài hạt Mắc ca có nhiều tannin và protein, dùng làm thuộc da, có thể chế biến thành nhiên liệu sinh học, thức ăn chăn nuôi, phân bón hay lớp trấu phủ cho cây trồng [9, 10, 24, 27]. Nuôi ong lấy mật: Cây mắc ca có rất nhiều hoa, lên tới hàng trăm hoa trên mỗi chuỗi hoa và dài 15 - 30 cm. Loài hạt mắc ca nhẵn có hoa màu trắng sữa, loài hạt mắc ca nhám có hoa màu hồng phai. Mùa hoa kéo dài gần 2 tháng, hương thơm ngào ngạt nên có thể kết hợp nuôi ong lấy mật và đó cũng là mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao. 1.1.4. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của quả Mắc ca 1.1.4.1. Thành phần hóa học của quả Mắc ca Thành phần hữu ích là nhân hạt mầu sữa trắng ngả vàng, chiếm gần 1/3 trọng lượng hạt. Theo kết quả phân tích của Wenkham và Miller năm 1965, thành phần dinh dưỡng trong nhân hạt Mắc ca như sau: Chất béo 78,2%, đường 10%, protein 9,2%, hàm lượng nước 1,5-2,5 % (nhân đã được làm khô theo yêu cầu bảo quản lâu dài) Kali 0,37% Photpho 0,17% Magiê 0,12%,… rất tốt cho sức khỏe [24]. *) Lipid: Lipid là thành phần chính trong hạt Mắc ca, trong đó bao gồm các axit béo. Về mặt cấu trúc hóa học, axit béo thông thường chứa 3 loại nguyên tố: Cacbon (C), hydro (H) và ôxy (O), mạch thẳng (RCOOH)- trong đó gốc R có nhiều

9 carbon nối mạch có thể no (bão hòa) hay chưa no (chưa bão hòa), trong cấu trúc có một hoặc nhiều nối đôi. Axit béo bậc thấp có ít cacbon, bậc cao có nhiều cacbon. Đánh số cacbon của axit béo bắt đầu từ cacbon của nhóm – COOH là C1, sau đó là C2, C3... Gọi tên cacbon thì cacbon cạnh nhóm – COOH là Cα, rồi đến Cβ, Cɣ ... Và ở cuối mạch là nhóm metyl – CH3. Nhóm metyl có chứa cacbon được gọi là cacbon omega. Khoảng cách từ cacbon omega đến nối đôi đầu tiên gần nhất nếu có 3 cacbon thì gọi là omega-3, và axit béo có cấu trúc loại này gọi là axit béo omega-3. Cũng tương tự như vậy, còn có axit béo omega-6, omega-7, omega- 9 Tóm lại, con số sau chữ omega: 3, 6 hoặc 7 nhằm chỉ vị trí của nối đôi đầu tiên trong cấu trúc hình 1.2. Mắc ca có lượng chất béo không bão hòa đơn cao nhất trong số các loại hạt. Trong đó, lượng axit omega-7 chiếm xấp xỉ 22%, so với các loại hạt khác thì lượng omega 6 thấp nhất để omega 3 tỉ lệ (1:1), là vì chế độ ăn của chúng ta nhận được quá nhiều omega 6 và quá ít omega 3. HO 3 O

Acid alfa-linolenic (ALA, C18:3, omega-3) HO 3

O

Acid elcosapentaenic (EPA, C20:5, omega-3) 3

HO

O

Acid docosaesenoic (DHA, C22:6, omega-3)

10 HO 6 O

Acid linoleic (LA, C18:2, omega-6) HO 6 O

Acid arachidonic (AA, C20:4, omega-6) Hình 1.2. Hình 1.2: Công thức cấu tạo của omega-3, omega-6 *) Gluxit: Gluxit chứa trong nhân hạt Mắc ca chủ yếu là tinh bột, đó là hỗ hợp của hai loại polysaccarit: Amilozơ và amylopectin. Tinh bột nếu thủy phân xúc tác axit vô cơ:

Tinh bột Tinh bột nếu thủy phân xúc tác enzyme: Tinh bột → đextrin → mantozơ → glucozơ *) Protein:

glucozơ

11 Hàm lượng protein trong hạt Mắc ca chiếm 9,2% và có 20 loại axit amin khác nhau. Trong đó có các axit amin không thay thế không tồn tại ở dạng tự do mà ở dạng liên kết trong phân tử protein. Các axit amin không thay thế này có vai trò rất quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển mà cơ thể không tự tổng hợp được mà phải bổ sung bằng con đường thức ăn. Các axit amin này liên kết với nhau tạo thành các chuỗi polypetid. Công thức cấu tạo của một số axit amin điển hình:

Valin

Glyxin

Alanine

Isoleuxin

Serin

Cystein

Clutamic

Leuxin

12

Aspartic

Lizin

Histidin

Methionin

Tyrosin

Phenylalanin

Prolin

1.1.4.2. Hoạt tính sinh học của quả Mắc ca Hạt mắc ca, có chứa các hoạt tính chống vi khuẩn, chống nấm và chống Giardia. Các hoạt tính này giúp cho việc chế biến, bảo quản các thực phẩm liên quan đến hạt mắc ca giữ được lâu và không bị ôi hỏng . Ngoài ra hạt Mắc ca có chứa Phytochemicals, đó là các hợp chất hoạt tính sinh học, có trong thực phẩm tự nhiên bao gồm trái cây, rau quả và các loại hạt. Phytochemicals có khả năng ngăn ngừa hoặc trì hoãn một số bệnh về tim mạch hoặc ung thư,…Ngoài ra các hợp chất này có tác dụng bảo vệ nhân hạt khỏi phản ứng oxy hóa trong quá trình

13 bảo quản. Tocopherols và Tocotrienlos và Squalene có trong hạt Mắc ca có tính chất chống oxy hóa mạnh, chống lại quá trình oxy hóa lipit và sự ôi hỏng trong quá trình bảo quản. Squalene được chuyển thành Phytosterols trong tế bào thực vật, Squalene làm giảm oxy hóa mức đơn và ngăn ngừa phản ứng phân hủy oxy hóa khử của lipid [29]. 1.1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về cây Mắc ca 1.1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về cây Mắc ca Adriana Dailey và Quan V. Vuong đã nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi chiêt đến việc thu hồi các hợp chất có tính sinh học và các chất chống oxy hóa từ vở của hạt Mắc ca. Dùng kết hợp các dung môi hữu cơ methanol, ethanol, aceonitricle và aceton với nước để thu hồi. Các phương pháp xác định tính chất hóa học của các hợp chất Phenolic, Flavonoid, Proanthocyanidins và các phương pháp xác định tính chất chống oxy hóa; Ảnh hưởng của dung môi chiết lên các hợp chất có hoạt tính sinh học và tính chất chống oxy hóa. Từ đó hai người đưa ra kết luận rằng vỏ quả Mắc ca là một chất thải dồi dào tạo ra bởi ngành công nghiệp Mắc ca Từ đó hai người đưa ra kết luận rằng vỏ quả Mắc ca là một chất thải dồi dào tạo ra bởi ngành công nghiệp Mắc ca. Các dung môi có tác động đáng kể đến năng suất thu hồi các hợp chất có hoạt tính sinh học và tính chất chống oxy hóa của vỏ cây Mắc ca. Sự kết hợp giữa các dung môi hữu cơ với nước tạo ra năng suất thu hồi cao hơn đáng kể so với nước hoặc dung môi tuyệt đối [36]. Các nhà khoa học Sana Nikjooy, Seyede Hoda Hashemi đã nghiên cứu kiểm tra các đặc tính chống vi khuẩn, chống nấm và chống Giardia của hạt mắc ca [18]. Boyer H - Cock IE, John P. Marcus cùng cộng sự, đã chiết tách và phân

14 lập hợp chất kháng khuẩn MiAMPl, đó là một loại protein mới từ lá, hoa và hạt của cây mắc ca [23, 25]. Có nhiều phương pháp khác nhau dùng để chiết tách dầu Mắc ca: Chiết dung môi, chiết hỗ trợ song siêu âm, chiết Soxhlet,…Nhưng gần đây các nhà khoa học chú ý nhiều hơn đến phương pháp chiết bằng CO2 siêu tới hạn. C. F. Silva cùng cộng sự đã nghiên cứu sử dụng CO2 siêu tới hạn để chiết tách dầu mắc ca và chỉ ra những ưu điểm của phương pháp này: Tính trơ, không độc, không gây cháy nổ, có sẵn và độ tinh khiết cao, chi phí thấp. Và kết quả của phương pháp này cho thấy rằng làm giảm hàm lượng chất béo, không thay đổi hương và vị [28]. Marisa M. Wall nghiên cứu các đặc tính, chức năng của chất béo, sự ổn định oxy hóa và chất chống hoạt động oxy hóa của hạt mắc ca giống. Trong hạt Mắc ca có chứa Phytochemicals, đó là các hợp chất hoạt tính sinh học, có trong thực phẩm tự nhiên bao gồm trái cây, rau quả và các loại hạt. Phytochemicals có khả năng ngăn ngừa hoặc trì hoãn một số bệnh về tim mạch hoặc ung thư,…Ngoài ra các hợp chất này có tác dụng bảo vệ nhân hạt khỏi phản ứng oxy hóa trong quá trình bảo quản. Tocopherols và Tocotrienlos và Squalene có trong hạt Mắc ca có tính chất chống oxy hóa mạnh, chống lại quá trình oxy hóa lipit và sự ôi hỏng trong quá trình bảo quản. Squalene được chuyển thành Phytosterols trong tế bào thực vật, Squalene làm giảm oxy hóa mức đơn và ngăn ngừa phản ứng phân hủy oxy hóa khử của chất béo [29]. 1.1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về cây Mắc ca Mắc ca mới chỉ đang phát triển ở thị trường Việt Nam trong những năm gần đây. Hầu hết các nhà nghiên cứu chỉ tập trung vào nghiên cứu giống cây trồng, cách ươm, trồng chăm sóc, tính hình phát triển cây Mắc ca, điển hình như:

15 Theo GS. Hoàng Hòe thì Việt Nam đang đứng thứ 11 trong 17 nước có diện tích Mắc ca lớn nhất thế giới. Hiện nay, một số vùng như Tây Nguyên, Tây Bắc có diện tích trồng ngày càng mở rộng. Cây Mắc ca ở Việt Nam thường ra hoa vào cuối tháng 2, đầu tháng 3, quả thường chín rụng vào tháng 8, đầu tháng 9. [2] Bên nông nghiệp, các nhà nghiên cứu tìm hiểu các yêu tố sinh thái, tại các vùng ở Việt Nam thích hợp cho việc trồng và phát triển cây Mắc ca. Đối với khí hậu: Nhiệt độ thích hợp để ươm trồng, nhiệt độ thích hợp để ra hoa đậu quả, lượng mưa tối ưu cho cây. Còn về đất đai: Loại đất, kết cấu đất, độ pH của đất, địa hình,… [9]. Tại Kỷ yếu: Hộ thảo chiến lược phát triển cây Mắc ca tại Tây Nguyên, TS.Hà Phúc Mịch – Chủ tịch hiệp hội Nông nghiệp và Hữu cơ Việt Nam chỉ ra những điều cần chú ý đến sản xuất và chế biến Mắc ca theo tiêu chuẩn hữu cơ Việt Nam [9, 10]. Ở nước ta, ngoài một số cơ sở chế biến các sản phẩm liên quan đến hạt Mắc ca, các Viện thuộc ngành Nông nghiệp nghiên cứu giống cây trông Mắc ca ra thì ở Việt Nam hầu như rất ít công trình nghiên cứu chuyên sâu về quả Mắc ca. Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu bổ sung nhân Mắc ca vào trong các sản phẩm thực phẩm: Bột dinh dưỡng, bánh nhân Mắc ca, kẹo Mắc ca,…, nhưng sữa chua bổ sung Mắc ca thì rất ít. Trong đề tài nghiên cứu này tôi sử dụng nhân quả Mắc ca bổ sung vào sữa chua và ứng dụng quá trình thủy phân để sản xuất sữa chua Mắc ca.

16 1.2. TỔNG QUAN VỀ SỮA CHUA 1.2.1. Thành phần hóa học của sữa nguyên liệu 1.2.1.1. Nước Là dung môi của các chất vô cơ và hữu cơ, là môi trường cho các phản ứng hoá sinh. Trong sữa chia ra nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh và nước trương. Ngoài nước kết tinh ra tất cả những loại nước khác nhau, đều có giá trị trong công nghiệp sữa. Trong sữa nước tự do chiếm từ 96- 97%. Khi đun sữa tới 1000C nước tự do chuyển sang thể hơi, do tính chất đó nên người ta đã cô đặc và sấy sữa. Nước liên kết có rất ít chỉ chiếm 2-3,5% trong tổng số nước, vì vậy vi sinh vật không thể phát triển trong nó được. Nước trương cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc sản xuất sữa, nhờ nó mà một số sản phẩm của sữa như phomát cứng và mềm được biến dạng [4]. 1.2.1.2. Protein Protein trong sữa chủ yếu là protein hoàn thiện trong đó có chứa đầy đủ các axit amin không thay thế, có giá trị cao và có tác dụng rất tốt đối với cơ thể người. Bằng các phương pháp như sa lắng, bằng cồn hay đun nóng, điện di hay sắc ký, người ta xác định được một số loại protein với tỷ lệ như sau: Casein: 2-4,5%; α - lactoalbumin: 0,5-1%; β - lactoglobulin: 0,1%. Casein sữa có thể keo hoá và tính chất này bền vững bởi hai lớp bảo vệ. Khi sữa đã tách casein trở nên trong, nước còn lại chứa các protein hoà tan như α lactoalbumin, β- lactoglobulin và globulin kháng thể [4]. 1.2.1.3. Lipid Lipid sữa gồm các thành phần sau: Glyxerid, photphatid, steroid.

17 Glyxerid: Được tạo thành từ glycerin và axít béo. Các axít béo có mạch cacbon đa dạng, từ C4- C24, gồm các axít béo no và không no. Photphatid: (glyxerin + axít béo + P + gốc bazơ) và glycolipid (glyxerin + axít béo + axít đường), hai loại này tham gia vào cấu tạo vỏ hạt mỡ (Phophat chiếm khoảng 60% thành phần vỏ hạt mỡ). Sữa đầu chứa photphatid nhiều gấp 3-4 lần sữa thường. Steroid: Gồm 2 thành phần chính là sterol và sterid. Sterol có cholesterol. Dưới tác dụng của tia cực tím cholesterol biến thành vitamin D3 và ergosterol biến thành vitamin D2 [4]. 1.2.1.4. Glucid Glucid trong sữa chủ yếu là Monosacari và disacarid Monosacarid: Gồm glucose, galactose tự do. Ngoài ra các Monosacarid trên còn có ở dạng kết hợp với protein, axít amin và axít photphonic. Disacarid: Chủ yếu là Lactose được cấu thành từ hai monosacarid (Dglucose và D- galactose). Lactose ở dạng tự do là chủ yếu, ngoài ra còn có một phần không đáng kể ở dạng liên kết với protein [4]. 1.2.1.5. Chất khoáng Ngoài chất hữu cơ đóng vai trò quan trọng dinh dưỡng ra, trong sữa có khoảng 40 loại chất khoáng, quan trọng nhất là Na, K, Ca, Mg, P, Cl…Các vi khoáng giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành sữa và làm tăng giá trị dinh dưỡng của sữa. Chất khoáng trong sữa thường tồn tại ở dạng muối hay liên kết với casein hoặc protein khác [4]. 1.2.1.6. Các enzyme Sữa chứa hầu hết các enzyme có trong tự nhiên. Khi thanh trùng ở nhiệt độ 60- 650C, thì hoạt tính đa số các enzyme trong sữa bị ức chế hoạt động. Sự có

18 mặt một số enzyme trong sữa, được dùng làm một trong những chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sữa [4]. 1.2.1.7. Các vitamin Hầu hết các loại vitamin có trong tự nhiên đều có thể tìm thấy trong sữa. Các loại vitamin A, D do thức ăn cung cấp. Các vitamin nhóm B phần lớn được tổng hợp nhờ hoạt động của vi sinh vật dạ cỏ và sau đó được đi vào tuyến sữa. Chế biến, thanh trùng làm cho nhiều vitamin bị mất hoặc biến chất, trong khi đó một số vitamin khác lại được tổng hợp [4]. 1.2.1.8. Các sắc tố trong sữa Do sự có mặt của nhóm caroten nên sữa có màu vàng ngà. Hàm lượng caroten phụ thuộc vào thức ăn, giống gia súc, thời vụ vắt sữa…Nước sữa trong có màu vàng xanh là do có chứa lactoflavin. Ngoài ra, trong sữa có mặt clorophil từ lá cây [4]. 1.2.2. Sữa chua Khái niệm về sữa chua: Sữa chua là những sản phẩm chế biến từ sữa toàn phần hoặc lấy bớt chất béo, từ sữa đặc hoặc từ sữa bột, đã qua thanh trùng, tiệt trùng hoặc đun sôi. Lên men lactic bởi các loại vi khuẩn lactic có kết hợp hoặc không kết hợp với nấm men. Axit lactic lần đầu tiên được phát hiện ra từ sữa bò lên men bởi nhà toán học Thụy Điển Carl Scheele năm 1780 và được gọi là axit sữa. Năm 1857 Louir Pasteur lần đầu tiên đã chứng minh được rằng, việc làm sữa chua từ sữa bò là do một nhóm vi sinh vật đặc biệt gọi là vi khuẩn lactic. Năm 1978 Josphlister lần đầu tiên phân lập được một loại vi khuẩn lactic đặt tên là bacterium. Từ đó đến nay nhiều loại vi khuẩn lactic khác được phân lập và nghiên cứu [28].

19 Vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaces. Mặc dù nhóm vi khuẩn này không đồng nhất về hình thái (vi khuẩn dạng que tăm,vi khuẩn hình cầu) song về mặt sinh lý chúng tương đối đồng đều: vi khuẩn gram (+) không tạo bào tử và hầu hết không di động. Chúng thu nhận năng lượng nhờ giải phóng hydratcacbon và tiết ra axit lactic [4]. Tất cả các loại vi khuẩn lactic đều là vi khuẩn lên men, bắt buộc chúng không chứa các xitocrom và enzim catolaza. Tuy nhiên chúng có thể sinh trưởng được khi có mặt oxi, chúng là các loài vi khuẩn sống từ kị khí đến hiếu khí. Các loài vi khuẩn lactic bao gồm các giống sau: Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacilus. Sự lên men lactic là quá trình lên men yếm khí, sản phẩm tạo thành là axit lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic. Trong quá trình lên men, các chủng vi sinh vật này sản sinh ra không chỉ acid lactic mà còn tạo ra các acid bay hơi, khí CO2, dầu thơm diaxetyl, các este, …làm cho sản phẩm có vị chua và mùi thơm đặc trưng. Acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men như sau: Đường lactose dưới tác dụng của enzyme lactose bị thủy phân thành đường galactose và đường glucose. Đường glucose tiếp tục được enzyme lactose thủy phân thành axit lactic [4]. Quá trình đông tụ của sữa chua: Acid lactic tác dụng với phức canxi photphatcasein, làm tách canxi ra khỏi phức chất và chuyển nó thành dạng không hòa tan, sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ. Tác dụng của sữa chua: Sữa chua chữa được một số bệnh đường ruột, bệnh lao, bệnh thận. Sở dĩ sữa chua dễ tiêu và có tính chất chữa bệnh là vì trong quá trình lên men độ chua của sữa tăng tạo điều kiện cho sự động hoá tăng khi vào trong dạ dày. Do sự phát triển của vi sinh vật, nên đã tạo ra một số chất kháng sinh như litin, streptomixin. Những chất kháng sinh đó đã tiêu diệt các vi trùng

20 đường ruột, một số loại vi trùng gây bệnh. Ngoài ra do quá trình lên men còn tổng hợp được một số vitamin nhóm B, vitamin C [4]. Yêu cầu chất lượng cảm quan: Sữa chua là một khối đồng nhất, đồng đều có một màng mỏng trên mặt, dùng dao cắt hoặc thìa cắt ra thành vết cắt rõ nét, không được chảy nước, mùi vị chua ngon đặc biệt của từng loại. Hàm lượng axit lactic tự do tối thiểu 0,6g/100g, không có chất sát trùng và chất làm đông, làm đặc. 1.3. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 1.3.1. Khái niệm về quá trình thủy phân Thủy phân là quá trình phân giải một hợp chất hữu cơ có phân tử lượng cao, dưới tác dụng của chất xúc tác và có sự tham gia của nước để tạo ra những hợp chất hóa học mới có phân tử lượng thấp hơn. Để tăng tốc độ phản ứng thủy phân người ta dùng xúc tác là axit hoặc kiềm, ngoài ra người ta còn dùng xúc tác là enzyme. 1.3.2. Lên men đường Đường là nguồn cơ chất cho hoạt động của vi sinh vật. Đường khó bị thủy phân, khi bị thủy phân lactose sẽ cho một phân tử Glucose và môt phân tử Galactose được xúc tác bởi một enzyme Trong quá trình chế biến và bảo quản thường xẩy ra các phản ứng sau: 1.3.2.1. Qúa trình lên men rượu Trong quá trình này gây nên bởi nhóm vi khuẩn lên men rượu chủ yếu là: các nấm men, đặc biệt là các nòi Sac charomyces cerevisiae, giai đoạn đầu đường lactose bị phân giải thành đường galactose và đường glucose.

21

O

HO H OH

H

O

H

H

O H

H OH

H

+

H

Enzyme H2O

OH

H H

OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

O OH

HO H OH

lactase

H H

OH

Đường lactose

H

+

H

H

O OH

H OH

H H

HO H

OH

OH

Đường galactose Đường glucose

Sau đó glucose lên men tạo thành rượu và CO2. CH 2 OH O OH

H H OH

lênNấm men

H

H 3C

CH2

OH

+

CO

2

H

HO H

OH

Đường glucose

Rượu etylic

Quá trình này tạo ra nhiều sản phẩm trung gian, tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm. 1.3.2.2. Quá trình lên men lactic Quá trình này gây nên bởi nhóm vi khuẩn làm chua sữa. Giai đoạn đầu lactose bị phân giải thành glucose và galactose, sau đó lên men thành axít lactic.

Đường glucose

Axit lactic

Sản phẩm của quá trình lên men, ngoài axít lactic là chủ yếu còn có axít axetic, propionic và một ít rượu. Sự lên men lactic được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến các sản phẩm sữa chua.

22 1.3.2.3. Quá trình lên men butynic Gây nên bởi nhóm vi khuẩn yếm khí, sự lên men thích hợp nhất được tiến hành ở nhiệt độ 400C. Đường và muối của axít lactic khi lên men sẽ bị phân giải chủ yếu thành axít butynic là một sản phẩm có mùi khó chịu. Ngoài ra còn có khí CO2, H2...cũng được tạo thành.

Đường saccarozơ Vi khuẩn yếm khí

Đường glucose

Đường fructose

2H3C–CH2–CH2–COOH + 4CO2 + 4H2 Axit Butynic

1.3.2.4. Qúa trình lên men propionic Quá trình này được thực hiện do vi khuẩn điển hình là Bacaxidipropionic. Khi bị lên men đường lactose và các muối của axit lactic sẽ phân giải thành axít propionic, axít axetic, CO2, H2O.

Quá trình lên men propionic có vai trò quan trọng đối với quá trình chín tới của phomat, làm cho phomat có mùi, vị thơm ngon đặc trưng. Axít propionic

axít axetic

1.3.3. Quá trình thủy phân protein Quá trình thủy phân trong protein chủ yếu do protein tác dụng nhưng cũng có thể có sự tham gia của vi sinh vật. Những vi sinh vật hữu ích tiết ra protease

23 thúc đẩy cho quá trình thủy phân, nhưng các vi sinh vật gây thối thì có tác dụng rữa nát protein ngay ở giai đoạn đầu. Bản chất của quá trình thủy phân protein: Là quá trình phá vỡ các liên kết peptide khi có mặt của nước. Do liên kết peptide là liên kết bền, nên quá trình thủy phân cần có mặt chất xúc tác. Các xúc tác bao gồm: Xúc tác hóa học: Axit (HCl) và bazơ (NaOH); Xúc tác sinh học: Enzym thủy phân protein. Protein enzyme enzyme

Pepton enzyme

Polypeptid enzyme

Peptid

Axit amin

1.3.4. Quá trình thủy phân chất béo Quá trình thủy phân diễn ra từ từ, chất béo kết hợp với nước để giải phóng ra axit béo và glycerin dưới tác dụng của xúc tác (emzym, axit hoặc kiềm). Phản ứng này được thực hiện theo trình tự sau đây: Bản chất của phản ứng: Phản ứng xảy ra qua 3 nấc tạo ra glycerin, diglycerid hoặc triglyceride như bên dưới đây:

24

Điều kiện xảy ra phản ứng: Phải có nước, không cần có xúc tác phản ứng vẫn có thể xảy ra, nếu có xúc tác như nhiệt độ, enzym thủy phân, các chất nhũ hóa cho thêm vào thì phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn. Trường hợp thứ nhất xảy ra trong pha “béo” và chỉ có nước hòa tan trong chất béo mới tham gia phản ứng nghĩa là phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể. Khi trong chất béo có mặt nước với một lượng đáng kể, nhưng ở nhiệt độ thường, thì vận tốc phản ứng cũng rất bé. Vì ở nhiệt độ thường phản ứng thủy phân rất chậm. Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước trong pha “béo” cũng ngăn cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng.

25 Phản ứng thủy phân lipid cũng có thể xảy ra khi có enzym hoặc không có enzym xúc tác. Trường hợp thủy phân do enzim xúc tác thường xảy ra ở trên bề mặt tiếp xúc giữa chất béo và nước. Lợi ích của phản ứng: Giúp cho nước hòa tan vào chất béo. Trong bảo quản rất có lợi vì tạo ra nhiều acid béo tự do, làm cho khả năng tách nước ra của dầu mỡ là khó khăn nên đỡ hao hụt dầu. 1.3.5. Cơ chế của quá trình thủy phân với xúc tác là enzyme Enzyme là chất xúc tác sinh học nên nhìn chung chúng vẫn mang đầy đủ các đặc điểm, tính chất của chất xúc tác nói chung. Các phản ứng hóa học chỉ xảy ra khi một phân tử tham gia phản ứng phải va chạm với nhau tại vị trí xảy ra phản ứng và đang ở trạng thái hoạt động. Muốn hoạt hóa các hoạt động thì phải cung cấp năng lượng cho chúng, Năng lượng đó gọi là năng lượng hoạt hóa. Các chất xúc tác nói chung và xúc tác enzyme nói riêng đều có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hóa mà phản ứng yêu cầu bằng cách tiến hành qua các phản ứng phức trung gian mà tổng số năng lượng hoạt hóa của chúng còn nhỏ hơn trường hợp không có chất xúc tác. Sự tạ thành phức enzyme và cơ chất (ES) và biến đổi phức này tạo thành sản phẩm (P) trải qua 3 giai đoạn: E +S → ES → P + E Trong giai đoạn thứ nhất : Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức Enzyme cơ chất ES không bền, phản ứng này xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng hoạt hóa thấp. Trong giai đoạn thứ hai: Xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn đến sự kéo căng và phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng này. Kết quả là làm cho cơ chất đươc hoạt hóa dễ dàng tham gia phản ứng hơn.

26 Trong giai đoạn thứ ba: Sản phẩm được tạo thành và Enzyme được giải phóng dưới dạng tự do. Như vậy tùy vào mức độ và thời gian thủy phân mà chúng ta thu được các sản phẩm khác nhau. 1.3.6. Các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 1.3.6.1. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác Chất xúc có cường lực xúc tác mạnh thì phản ứng thủy phân diễn ra nhanh, hiệu suất thủy phân tăng nhưng hàm lượng sản phẩm phụ cũng tăng theo làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Đối với xúc tác là enzyme thì trong điều kện thừa cơ chất nếu chúng ta tăng nồng độ enzyme thì vận tốc phản ứng sẽ tăng lên. Khi nồng độ enzyme tăng lên đến mức bão hòa với lượng cơ chất đang có thì vận tốc phản ứng sẽ không tăng nữa. Trong các phản ứng do enzyme xúc tác trước hết tạo thành phức trung gian giữa enzyme và cơ chất. Sau đó phức này tiếp tục chuyển hóa tạo thành sản phẩm cuối cùng và enzyme tự do, enzyme tự do lại kết hợp với các phân tử cơ chất khác . Quá trình này tiếp tục diễn ra đến khi hết cơ chất, nếu nồng độ cơ chất thích hợp với lượng enzyme thì phản ứng sẽ diễn ra đều đặn và nhanh chóng. 1.3.6.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ, tốc độ của phản ứng cũng tăng theo, tuy nhiên khi tăng nhiệt độ thì chi phí năng lượng cũng sẽ tăng, làm cho sản phẩm bị phân hủy có nhiều phản ứng phụ. Đối với xúc tác là enzyme thì bản chất enzyme là một protein nên khi tăng hay giảm nhiệt độ đều làm ảnh hưởng đến hoạt tính của chúng, nó thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ cao thì làm biến

27 tính không thuần nghịch với enzym và khi nhiệt độ thấp thì làm biến tính thuần nghịch. Enzyme có nguồn gốc động vật thì khoảng nhiệt độ thích hợp là từ 40oC đến 50oC, enzyme có nguồn gốc thực vật thì trong khoảng từ 50oC đến 60oC, enzyme có nguồn gốcvi sinh vật thì là 30oC đến 40oC. Trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của enzym thì nếu nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ phản ứng tăng lên 1,5-2 lần. Nhiệt độ thích hợp cho một enzyme có thể thay đổi khi có sự thay đổi về cơ chất hoặc pH. 1.3.6.3. Ảnh hưởng của thời gian Thông thường nếu phản ứng càng dài thì hàm lượng sản phẩm tạo thành sẽ càng tăng. Tuy nhiên nếu thời gian phản ứng dài quá thì lượng sản phẩm sẽ gia tăng không đáng kể, làm tăng chi phí năng lượng, làm tăng sản phẩm phụ, các phản ứng phụ. Đối với xúc tác là enzyme thì thời gian phản ứng thích hợp giúp enzym cắt mạch triệt để làm cho cơ chất bị thủy phân hoàn toàn hơn. Nhưng nếu kéo dài thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động làm sinh ra các sản phẩm cấp thấp và việc thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy phân không triệt để, các phân tử đường glucose, galactose, axit amin, axit béo, glycerin,…tạo thành còn ít, trong các phân tử lượng cao như chuỗi polypeptit, lipit, lactose,…còn tồn tại nhiều sản phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu. 1.3.6.4. Ảnh hưởng của độ pH Enzyme rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của môi trường nên phản ứng quá kiềm hay quá axit đều ảnh hưởng đến độ bền cũng như hoạt độ của enzyme. Mỗi enzyme đều hoạt động ở một vùng pH nhất định gọi là pH tối thích, pH tối thích của đa số enzyme nằm trong vùng trung tính axit yếu hoặc kiềm yếu, chỉ có rất ít enzyme hoạt động trong vùng axit hoặc kiềm.

28 1.3.7. Ý nghĩa của quá trình thủy phân Quá trình thủy là quá trình phổ biến và quan trọng trong bảo quản và sản xuất thực phẩm. Do quá trình thủy phân mà chất lượng sản phẩm thực phẩm bị giảm đi và cũng nhờ quá trình thủy phân mà nâng cao được giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Qua quá trình thủy phân không những chỉ ra được các biến đổi cảm quan mà còn chỉ ra được biến đổi của tính chất hóa học. Trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm, quá trình thủy phân có vai trò rất quan trọng, nhờ phản ứng thủy phân mà chất lượng sản phẩm tăng lên. Chẳng hạn từ tinh bột muốn có được đường nha hay đường glucose ta phải tạo điều kiện để phản ứng thủy phân tinh bột bằng enzyme đạt đến mức tối đa. Để có được nước mắm, phomat hay làm mềm thịt đều xuất phát từ cơ chế của quá trình thủy phân.

29

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ THIẾT BỊ 2.1.1. Nguyên vật liệu Sử dụng quả mắc ca tươi, giống 246 (Keauhou) tại 3 trang trại trồng cây Mắc ca của tỉnh Sơn La, quả được bóc tách và thu hồi nhân, nhân Mắc ca được thái nhỏ khoảng 4mm.

Hình 2.1: Nhân hạt mắc ca Sữa nguyên liệu: Trong nghiên cứu này, sử dụng sữa tươi Vinamilk tiệt trùng đã được tách béo, sản phẩm của Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam. Chế phẩm hữu cơ: Sử dụng ở dạng dịch lỏng màu trắng đục do Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội nghiên cứu phân lập tuyển chọn được 3 chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus brevis UL188, Lactobacillus brevis UL127, Lactobacillus brevis UL427. 2.1.2. Hóa chất Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu này là: - Dietyl ete xuất xứ Trung Quốc - Toluene xuất xứ Trung Quốc

30 - Canxi pectat xuất xứ Trung Quốc - Indigocaminsex xuất xứ Trung Quốc - Kali mangannat xuất xứ Trung Quốc - NaoH xuất xứ Trung Quốc - Nước cất 2.1.3. Dụng cụ và thiết bị Dụng cụ thiết bị sử dụng trong nghiên cứu này là: - Máy làm sữa chua, model: SGP-1030, xuất xứ Misushita, Thái Lan - Cân điện tử độ chính xác 10-4g, model: Entris 224I-1S, xuất xứ Sartorius, Đức. - Thiết bị thanh trùng, model SA300VF, xuất xứ Sturdy, Đài Loan. - Tủ lạnh, xuất xứ Toshiba, Nhật Bản - Máy đo độ Brix, model: LH-T80, xuất xứ Đài Loan - Máy đo pH, model: pH 5+, xuất xứ Eutech, Singapore - Nhiệt kế xuất xứ Trung Quốc. - Một số dụng cụ cần thiết trong phòng thí nghiệm. 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phân tích các thành phần hóa học trong quả Mắc ca và sữa nguyên liệu 2.2.1.1. Phân tích các thành phần hóa học trong quả Mắc ca a) Phương pháp xác định hàm lượng nước trong nhân Mắc ca Hàm lượng nước trong nhân Mắc ca được xác định theo phương pháp chưng cất với toluene [6]. Tiến hành cân 10g nhân quả Mắc ca đã được nghiền nhỏ và đong 100ml toluen đã được làm khan (sao cho ngập nguyên liệu), rồi cho vào đun bình cầu

31 có dung tích 500ml. Lắp dụng cụ xác định thủy phần cùng với sinh hàn hồi lưu. Đun hỗn hợp trong bình đến nhiệt độ sôi cho đến khi không nhìn thấy nước ra ở dụng cụ xác định thủy phần. Đọc thể tích nước thu được ở dụng cụ đo. Hàm lượng nước có trong nguyên liệu được xác định theo công thức sau: W=

. .

(%)

Trong đó: W: Độ ẩm của nhân hoặc của vỏ hạt Mắc ca (%), m: Khối lượng của nhân hoặc của vỏ hạt Mắc ca (g), V: Thể tích nước thu được ở dụng cụ đo (ml), d: tỷ trọng của nước (g/ml). b) Xác định hàm lượng protein trong nhân Mắc ca Hàm lượng protein trong nhân Mắc ca được xác đinh theo tiêu chuẩn TCVN 8133-1, 2009. Mẫu được chuyển hóa thành khí bằng cách đốt trong ống đốt hóa khí mẫu. Tất cả các thành phần gây nhiễu được loại bỏ ra khỏi hỗn hợp khí tạo thành. Các hợp chất nitơ của hỗn hợp khí hoặc của phần đại diện của chúng được chuyển về nitơ phân tử và được định lượng bằng detector dẫn nhiệt. Hàm lượng nitơ được tính toán bằng bộ vi xử lý [11]. c) Xác định hàm lượng axit amin trong nhân Mắc ca Hàm lượng axit amin trong nhân Mắc ca xác định theo phương pháp HPLC với detocter PAD 2996, huỳnh quang 2475. Cột sắc ký sử dụng là Symmetry axit amin RP18 (150mm x 4.6mm x 3.5 pm) và cột Symmetry Shield RP18 (150mm x 4.6mm x 5 pm) của hãng Water. Thành phần pha động gồm dung dịch đệm borat, axetonitril, nước cất 2 lần tinh khiết. Tốc độ dòng là 1ml/phút và nhiệt độ cột là 35oC. Các axit amin được xác định bằng detecter huỳnh quang với bước sóng kích thích 340 nm và bước phổ phát xạ 450nm. - Hàm lượng tannin trong

32 vỏ quả được xác định theo phương pháp Leventhal, hàm lượng pectin trong vỏ quả được xác định theo phương pháp canxi pectat [14]. d) Xác định hàm lượng gluxit trong nhân Mắc ca Hàm lượng gluxit trong nhân Mắc ca được xác định theo tiêu chuẩn TCVN: 4594- 1988. Lượng đường được xác định bằng phương pháp thể tích bằng cách sử dụng dung dịch kiềm đồng sunphat, chất này được các loại đường khử thành oxit đồng màu đỏ. Quy trình bao gồm việc xác định thể tích của dung dịch đường cần để khử một khối lượng dung dịch Fehling đã biết trước thể tích bằng sử dụng xanh methylene làm chỉ thị. Không khí được loại trừ khỉ hỗn hợp phản ứng bằng cách đun chất lỏng sôi trong suốt quá trình chuẩn độ. Những loại đường không khử nhu là saccarose cần phải thủy phân thành đường khử trước khi chuẩn độ [13]. e) Xác định hàm lượng lipid trong nhân Mắc ca Hàm lượng lipid trong nhân Mắc ca xác định theo phương pháp Soxhlet. Sử dụng dung môi hữu cơ có khả năng hòa tan để rút chất béo ra khỏi mẫu phân tích. Sau khi tách được chất béo ra khỏi mẫu cần phân tích, đun nóng mẫu phân tích lên để đuổi dung môi hữu cơ ra khỏi chất béo. Sau đó ta chiết lipit ra khỏi mẫu cần phân tích bằng dung môi hữu cơ ete etylic [12]. f) Xác định hàm lượng K va Fe trong nhân Mắc ca Hàm lượng K va Fe trong nhân Mắc ca được xác định theo phương pháp hấp thụ nguyên tử trên máy AAS-3300 (Perkin Elmer). Hàm lượng Ca và Mg được xác định bằng phương pháp chuẩn độ EDTA. Hàm lượng S được xác định theo phương pháp khối lượng. Hàm lượng P được xác định bằng phương pháp so màu phức chất ở bước sóng 885 nm trên máy quang phổ (Cintra 40). Hàm lượng Zn, Mn và Cu được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 1537: 2007 [15].

33 g) Xác định hàm lượng vitamin B1 và B2 trong nhân Mắc ca Hàm lượng vitamin B1 và B2 trong nhân Mắc ca xác định theo phương pháp cực phổ xung vi phân [11]. 2.2.1.2. Phân tích các thành phần hóa học của sữa nguyên liệu a) Phương pháp xác định hàm lượng chất béo của sữa Hàm lượng chất béo của sữa theo TCVN 6508 : 2011 (ISO 1211 : 2010): Mẫu thử trong dung dịch etanol amoniac được chiết bằng dietyl ete và dầu nhẹ. Loại bỏ các dung môi bằng cách chưng cất hoặc cho bay hơi. Xác định khối lượng của các chất chiết được [14]. b) Phương pháp xác định hàm lượng protein của sữa Hàm lượng protein của sữa xác định theo TCVN 7774 : 2007 (ISO 5542 : 1984), tiêu chuẩn này quy định phương pháp nhuộm đen amido để xác định hàm lượng protein trong sữa. Cho dung dịch đen amido được đệm ở pH 2,4, vào phần mẫu thử, kết quả tạo thành phức chất protein nhuộm màu không hòa tan. Loại bỏ hợp chất không tan này bằng ly tâm (hoặc lọc) và xác định hàm lượng protein từ độ hấp thụ của dung dịch tạo thành có chứa lượng thuốc nhuộm vượt trội [15]. c) Phương pháp xác định hàm lượng nước của sữa Hàm lượng nước của sữa xác định theo TCVN 5533-91. Hàm lượng nước của sữa là khối lượng bị mất sau khi sấy sản phẩm ở nhiệt độ (102 ± 2)oC đến khối lượng, tính bằng gam trên 100g sản phẩm. Làm bốc hơi nước của mẫu thử bằng cách sấy nóng mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ (102 ± 2)oC đến khi đạt khối lượng không đổi. d) Phương pháp xác định hàm lượng gluxit của sữa Hàm lượng gluxit của sữa xác định theo phương pháp Bertrand. Trong môi trường kiềm, các đường khử (như glucose, fructose, maltose,…) có thể dễ dàng

34 khử Cu(OH)2 thành Cu2O (kết tủa màu đỏ gạch). Để định lượng Cu2O tạo thành, tiến hành oxi hóa nó bằng Fe2(SO4)3 trong môi trường H2SO4. Lượng Fe2+ tạo thành được xác định bằng cách oxi hóa nhờ dung dịch KMnO4 trong môi trường acid. e) Phương pháp xác định hàm lượng khoáng tổng số của sữa Hàm lượng khoáng tổng số của sữa xác định bằng phương pháp đốt ở 550oC. Mẫu được chuyển hóa thành khí bằng cách đốt trong ống đốt hóa khí mẫu. Tất cả các thành phần gây nhiễu được loại bỏ ra khỏi hỗn hợp khí tạo thành. Các hợp chất nitơ của hỗn hợp khí hoặc của phần đại diện của chúng được chuyển về nitơ phân tử và được định lượng bằng detector dẫn nhiệt. Hàm lượng nitơ được tính toán bằng bộ vi xử lý [17]. 2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 2.2.2.1. Xác định hàm lượng Mắc ca thích hợp Để xác định hàm lượng nhân Mắc ca thích hợp bổ sung vào sữa chua, tiến hành bố trí thí nghiệm theo các công thức ở bảng 2.1 Bảng 2.1: Hàm lượng nhân Mắc ca trong thành phần nguyên liệu thí nghiệm STT

Các thành phần

Tỷ lệ (%) CT-ĐC

CT-1

CT-2

CT-3

CT-4

1

Sữa nguyên liệu

98

97,4

96,8

96,2

95,6

2

Mắc ca

0

0,1

0,2

0,3

0,4

3

Đường lactose

2

2

2

2

2

4

Chế phẩm hữu cơ

1,5

1,5

1,5

1,5

2,5

35 Sau đó phân tích đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm ở các công thức này và đưa ra hàm lượng nhân Mắc ca thích hợp để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo. 2.2.2.2. Xác định hàm lượng chế phẩm hữu cơ Để sản xuất sản phẩm sữa chua Mắc ca, tiến hành khảo sát sữa chua Mắc ca ở các nồng độ chế phẩm khác nhau, được thể hiện ở bảng 2.2 Bảng 2.2: Hàm lượng thành phần nguyên liệu trong thí nghiệm Tỷ lệ (%) STT

Các thành phần

CT-

CT-1

CT-2

CT-3

CT-4

ĐC 1

Sữa nguyên liệu

96.2

96.2

96.2

96.2

96.2

2

Mắc ca

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

3

Đường lactose

2

2

2

2

2

4

Tỷ lệ chế phẩm hữu cơ

0

0.5

1

1.5

2

Từ các công thứ phối trộn trên phân tích, đánh giá chất lượng của các sản phẩm sữa chua Mắc ca ở các công thức này và tìm ra công thức phù hợp để ứng dụng vào sản xuất sữa chua Mắc ca. 2.2.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh và vi sinh và cảm quan của sản phẩm 2.2.3.1. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh a) Phương pháp xác định hàm lượng protein Xác đinh hàm lượng protein theo TCVN 8099-1:2015 [18]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp tính protein thô trong sữa và các sản phẩm của sữa theo

36 nguyên tắc Kjeldahl, sử dụng các phương pháp thủy phân truyền thống và thủy phân kín. Hóa chất sử dụng: K2SO4 , CuSO4.5H2O, H2SO4, NaOH, H3BO3, HCl, (NH4)2SO4, C11H12N2O2, Sacarose, Dung dịch chất chỉ thị. Phần mẫu thử được phân hủy bằng hỗn hợpcủa axit sulfuric đậm đặc và kali sulfat. Sử dụng đồng (II) sulfat làm chất xúc tác để chuyển nitơ hữu cơ có mặt về amoni sulfat. Dùng kalisulfat là để tăng điểm sôi của axit sulfuric và tạo hỗn hợp oxi hóa mạnh hơn choviệc phân hủy. Bổ sung một lượng dư natri hydroxit vào dịch phân hủy đã để nguội làm giải phóng amoniac.Amoniac giải phóng được chưng cất hơi trong dung dịch axit boric dư và sau đó dung dịch này được chuẩn độ bằng dung dịch thể tích chuẩn axit clohydric. Hàm lượng nitơ tính được từ lượng amoniac tạo thành. Tính hàm lượng nitơ trong mẫu thử, Wn, sử dụng công thức sau đây: Trong đó: Wn là hàm lượng nitơ củamẫu, tính bằng phần trăm khối lượng (%); Vs là thể tích của dung dịch thể tích chuẩn axit clohydric Vb là thể tích của dungdịch thể tích chuẩn axit clohydric Mt là nồng độ mol/l củadung dịch thể tích chuẩn axit clohydric. m là khối lượng phần mẫu thử Tính hàm lượng protein thô của mẫu thử, Wp, sử dụng công thức sau đây: Wp = Wn x 6,38 Trong đó: Wp là hàm lượng proteinthô, tính bằng phần trăm khối lượng (%); Wn là hàm lượng nitơ của mẫu thử, tính bằng phần trăm khối lượng (%) 6,38 là hệ số để chuyển đổi hàm lượngnitơ thành hàm lượng protein thô.

37 b) Phương pháp xác định hàm lượng chất béo Xác định hàm lượng chất béo theo TCVN 6688-2007 [17]. Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định hàm lượng chất béo của sữa, sản phẩm sữa và thực phẩm từ sữa, nằm trong số một loạt các phương pháp chuẩn được hài hòa tới mức tối đa. Các phương pháp này dựa trên các nguyên tắc của Rose-Gottlieb (RG), hoặc Weibull-Berntrop (WB) hoặc Schmid - Bondzynski-Ratzlaff (SBR). Hóa chất: Axit clohydric loãng, dung môi chiết (không chứa nước), giấy lọc gấp nếp, giấy quì xanh, diatomit, lactoza tinh khiết, sợi bông Thủy phân phần mẫu thử bằng cách đun sôi với axit clohydric loãng. Phần thủy phân nóng được lọc qua giấy lọc ướt để giữ lấy chất béo, sau đó chất béo được chiết bằng n-hecxan hoặc xăng nhẹ qua giấy lọc khô. Loại bỏ dung môi bằng cách chưng cất hoặc cho bay hơi và cân lượng chất vừa chiết được. (Điều này được gọi là nguyên tắc Weibull-Berntrop). Hàm lượng chất béo, W, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau: W=

( ) ( )

100%

Trong đó: m0 là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam; m1 là khối lượng bình chiết cùng với mẫu đã được sấy khô tính bằng gam. m2 là khối lượng bình chiết ban đầu không chứa mẫu đã được sấy khô, tính bằng gam. m3 là khối lượng bình chiết cùng với mẫu đã được sấy khô sử dụng trong phép thử trắng, tính bằng gam. m4 là khối lượng bình chiết ban đầu không chứa mẫu đã được sấy khô sử dụng trong phép thử trắng, tính bằng gam.

38 c) Phương pháp xác định độ axit Xác định độ axit theo TCVN 6509 : 2013 [18]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo điện thế để xác định độ axit chuẩn độ của sữa chua tự nhiên, sữa chua có bổ sung hương liệu, sữa chua trái cây, sữa chua uống, phomat tươi có hoặc không có trái cây, buttermilk có hoặc không có trái cây và các sản phẩm sữa lên men khác. Hóa chất: Sử dụng Natri hydroxit, dung dịch thể tích chuẩn, c(NaOH) = 0,1 mol/l ± 0,002 mol/l, không chứa cacbonat. Hòa phần mẫu thử trong nước. Chuẩn độ huyền phù bằng đo điện thế, dùng dung dịch natri hydroxit [c(NaOH) = 0,1 mol/l], đến pH 8,30 ± 0,01. Tính độ axit chuẩn độ. Tính độ axit chuẩn độ, /, bằng milimol natri hydroxit trên 100 g, theo công thức sau:

=

×

Trong đó: V là thể tích dung dịch natri hydroxit đã dùng để chuẩn độ , tính bằng ml. m là khối lượng của phần mẫu thử , tính bằng g. 2.2.3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu sinh học a) Phương pháp xác định nấm men, nấm mốc Xác định nấm men, nấm mốc theo ISO 8275-1 :2010 [19]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp định lượng nấm men và nấm mốc sống trong các sản phẩm thực phẩm hoặc trong thức ăn chăn nuôi có hoạt độ nước lớn hơn 0,95 [trứng, thịt, sản phẩm sữa (trừ sữa bột), rau, quả, các loại pate tươi...] bằng kỹ thuật đếm khuẩn lạc ở 250C ± 10C [12]. Chuẩn bị các đĩa nuôi cấy bề mặt, sử dụng môi trường nuôi cấy chọn lọc qui định. Tùy chọn vào số lượng khuẩn lạc dự kiến, sử dụng lượng xác định của

39 mẫu (nếu sản phẩm dạng lỏng) hoặc huyền phù ban đầu (nếu sản phẩm ở dạng khác), hoặc các dung dịch pha loãng thập phân của mẫu/huyền phù. Có thể chuẩn bị các đĩa bổ sung trong cùng điều kiện, sử dụng các dung dịch thập phân của mẫu thử hoặc các huyền phù ban đầu. Ủ các đĩa đã cấy trong điều kiện hiếu khí ở 250C ± 10C trong 5 ngày. Các đĩa thạch có thể được để trong ánh sáng khuếch tán từ 1 ngày đến 2 ngày, nếu cần. Đếm các khuẩn lạc/các chồi, khẳng định việc nhận dạng các khuẩn lạc nghi ngờ bằng kính phóng đại hoặc kính hiển vi (để phân biệt các khuẩn lạc của nấm men với các khuẩn lạc của vi khuẩn), nếu cần. Số lượng nấm men và nấm mốc trong một gam hoặc một mililit mẫu được tính từ số lượng khuẩn lạc/chồi/mầm thu được trên các đĩa đã chọn ở các mức pha loãng tạo ra các khuẩn lạc có thể đếm được. Nấm men và nấm mốc được đếm riêng, nếu cần. b) Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí Xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí theo ISO 4833-1 : 2013 [20]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp định lượng visinh vật có thể phát triển và hình thành khuẩn lạc trong môi trường đặc sau khi ủ hiếu khí ở 30 °C. Lượng quy định của mẫu thử dạng lỏng hoặc lượng quy định của huyền phù ban đầu trong trường hợp các sản phẩm ở dạng khác, được rót vào đĩa Petri và trộn với môi trường nuôi cấy thạch tan chảy quy định. Chuẩn bị các đĩa khác dưới cùng một điều kiện, sử dụng dung dịch pha loãng thập phân của mẫu thử hoặc huyền phù ban đầu. Các đĩa được ủ trong điều kiện hiếukhí ở 30 °C trong72 h. Tính số lượng vi sinh vậttrong một gam hoặc một mililít mẫu thử theo số lượng khuẩn lạc thu được trong các đĩa có chứa ít hơn 300 khuẩn lạc.

40 Để kết quả có giá trị, cần thực hiện đếm khuẩn lạc trên ít nhất một đĩa có tối thiểu 10 khuẩn lạc. Tính số lượng N vi sinh vật có mặt trong mẫu thử theo trung bình từ hai độ pha loãng liên tiếp, sử dụng công thức dưới đây:

N =

∑C V × 1,1 × d

Trong đó: ∑C là tổng số khuẩn lạc đếm được trên hai đĩa được giữ lại từ hai độ pha loãng liên tiếp và trong đó ít nhất một đĩa có chứa tối thiểu 10 khuẩn lạc V là thể tích dịch cấy trên mỗi đĩa, tính bằng mililit d là hệ số pha loãng tương ứng với độ pha loãng thứ nhất được giữ lại [d = 1 khi sản phẩm dạng lỏng (mẫu thử) không pha loãng được giữ lại]. c) Phương pháp xác định E. coli Xác định E. coli theo TCVN 7924-2: 2008 [21]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp định lượng Escherichia coli dương tính β-glucuronidaza trong thực phẩm. Phương pháp này sử dụng kỹ thuật đếm khuẩn lạc ở 44 oC trên môi trường đặc có chứa thành phần tạo sắc để phát hiện enzym β-glucuronidaza. Cấy một lượng mẫu thử xác định hoặc với một lượng xác định huyền phù ban đầu lên các đĩa kép chứa môi trường trypton-mật-glucuronid. Sử dụng các dung dịch pha loãng thập phân của mẫu thử hoặc của huyền phù ban đầu cấy vào hai đĩa cho mỗi dung dịch pha loãng, trong cùng một điều kiện. Các đĩa này được ủ ở 44 oC ± 1 oC trong 18h đến 24h rồi kiểm tra để phát hiện sự có mặt của các khuẩn lạc đặc trưng được coi là Escherichia coli dương tính βglucuronidaza. Tính số lượng đơn vị hình thành khuẩn lạc (CUF) của Escherichia coli dương tính β-glucuronidaza trên gam hoặc trên mililit mẫu.

41 Để có kết quả đúng, cần đếm các CFU điển hình trên ít nhất một đĩa chứa ít nhất 15 CFU màu xanh điển hình. Tính N, số lượng CFU của Escherichia coli dương tính β-glucuronidaza có mặt trong mẫu thử trên mililit hoặc trên gam sản phẩm từ hai độ pha loãng liên tiếp sử dụng công thức dưới đây:

N=

∑a V × (n1 + 0,1n2 ) × d

Trong đó: ∑ a là tổng số các khuẩn lạc đếm được trên tất cả các đĩa được giữ lại sau hai độ

pha loãng liên tiếp có ít nhất một đĩa chứa tối thiểu 15 CFU màu xanh n1 là số đĩa được giữ lại tại độ pha loãng thứ nhất V thể tích dịch cấy đã dùng trên mỗi đĩa, tính bằng mililit n2 là số đĩa được giữ lại tại độ pha loãng thứ hai d là hệ số pha loãng tương ứng với độ pha loãng thứ nhất được giữ lại [d = 1 trong trường hợp (các mẫu ở dạng lỏng) khi mẫu thử được cấy trực tiếp] d) Phương pháp định lượng Coliform Định lượng Coliform theo TCVN 6848:2007 [22]. Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn chung về định lượng coliform. Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho: Thực phẩm, thức ăn chăn nuôi và các mẫu môi trường trong khu vực sản xuất và chế biến thực phẩm. Bằng kỹ thuật đếm khuẩn lạc trên môi trường đặc sau khi ủ ở 30 °C hoặc 37 °C. Chuẩn bị hai môi trường đặc chọn lọc, và lấy một lượng mẫu thử theo quy định nếu là sản phẩm ban đầu là chất lỏng, hoặc lấy một lượng huyền phù ban đầu theo quy định nếu các sản phẩm ở dạng khác. Chuẩn bị các cặp đĩa môi trường chọn lọc khác trong cùng một điều kiện, dùng các dung dịch pha loãng thập phân của mẫu thử hoặc của huyền phù ban

42 đầu. Ủ các đĩa này ở 30 °C hoặc 37 °C trong 24h. Đếm các khuẩn lạc đặc trưng và nếu cần, số khuẩn lạc được khẳng định bằng lên men lactoza. Số coliform có trong 1 mililit hoặc trong 1 gam mẫu thử được tính từ số khuẩn lạc đặc trưng thu được trên các đĩa được chọn. Để kết quả có giá trị, cần thực hiện đếm khuẩn lạc trên ít nhất một đĩa có tối thiểu 10 khuẩn lạc. Tính số lượng N vi sinh vật có mặt trong mẫu thử theo trung bình từ hai độ pha loãng liên tiếp, sử dụng công thức dưới đây:

N =

∑C V × 1,1 × d

Trong đó: ∑C là tổng số khuẩn lạc đếm được trên hai đĩa được giữ lại từ hai độ pha loãng liên tiếp và trong đó ít nhất một đĩa có chứa tối thiểu 10 khuẩn lạc; V là thể tích dịch cấy trên mỗi đĩa, tính bằng mililit; d là hệ số pha loãng tương ứng với độ pha loãng thứ nhất được giữ lại [d = 1 khi sản phẩm dạng lỏng (mẫu thử) không pha loãng được giữ lại]. e) Phương pháp xác định Salmonella Xác định Salmonella theo TCVN4829 : 2005 [23]. Việc phát hiện Salmonella trong mẫu môi trường tại giai đoạn sản xuất ban đầu cần qua bốn giai đoạn kế tiếp nhau. Tiền tăng sinh trong môi trường lỏng không chọn lọc: Phần mẫu thử được cấy vào dung dịch nước đệm pepton (BPW) ở nhiệt độ môi trường, rồi được ủ ở 37°C ± 1°C trong 18h ± 2h. Tăng sinh trên môi trường nửa đặc chọn lọc: Cấy dịch cấy thu được ở giai đoạn tiền tăng sinh vào các đĩa thạch Rappaport-Vasssiliadis nửa đặc cải biến

43 (MSRV). Ủ các đĩa MSRV này ở 41,5°C ± 1°C trong 24 giờ ± 3giờ. Nếu đĩa này âm tính trong 24 giờ thì ủ thêm 24 giờ ± 3 giờ. Cấy lên đĩa thạch chọn lọc và nhận dạng: Cấy dịch cấy thu được ở phần trên vào hai môi trường đặc chọn lọc sau đây: thạch xyloza lysin deoxycholat (XLD) và môi trường đặc chọn lọc khác bổ sung cho thạch XLD. Thạch XLD được ủ ở 37°C ± 1°C và kiểm tra sau 24h ± 3h. Ủ môi trường chọn lọc thứ hai theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Khẳng định việc nhận dạng: Cấy truyền các khuẩn lạc Salmonella giả định rồi cấy lên đĩa theo mô tả trong phần trên đây và khẳng định việc nhận dạng bằng các phép thử sinh hóa và huyết thanh thích hợp. Để kiểm tra hiệu quả của môi trường, tiến hành theo ISO/TS 11133-1 và ISO/TS 11133-2. Tuy nhiên, trong các tài liệu này, các quy trình đưa ra đối với cách thang chọn lọc cũng như môi trường thạch chọn lọc để phát hiện Salmonella, nhưng không dùng cho môi trường nửa đặc như MSRV. Quy trình nêu dưới đây có thể sử dụng để kiểm tra hiệu quả của MSRV và được dựa trên quy trình và các chủng thử nghiệm đã mô tả cho môi trường chọn lọc (tăng sinh) để phát hiện Salmonella Quy trình mô tả dưới đây được trích từ 5.4.2.1 của ISO/TS 11133-2:2003 nhưng đã điều chỉnh nồng độ chủng thử nghiệm cho thích hợp. Quy trình, các chủng thử nghiệm và các chuẩn cứ được nêu trong bảng D.1. Cấy vi sinh vât mục tiêu: Cấy vào môi trường MSRV đối với từng vi sinh vật thử nghiệm với khoảng 104 cfu/0,1 ml (để chuẩn bị chủng cấy, xem 5.2.1 của ISO/TS 11133-2:2003). Cấy vi sinh vật không mục tiêu: Cấy vào môi trường MSRV đối với từng vi sinh vật thử nghiệm với khoảng từ 105 cfu đến 106 cfu/0,1 ml (để chuẩn bị chủng cấy, xem 5.2.1 của ISO/TS 11133-2:2003).

44 Cấy vi sinh vật mục tiêu và không mục tiêu làm dịch cấy hỗn hợp: Cấy vào môi trường MSRV đối với dịch cấy hỗn hợp chứa khoảng 104 cfu/0,1 ml vi sinh vật mục tiêu và khoảng từ 105 cfu đến 106 cfu/0,1 ml vi sinh vật không mục tiêu (để chuẩn bị các chủng cấy, xem 5.2.1 của ISO/TS 11133-2:2003). Ủ các đĩa MSRV ở 41,5°C ± 1°C và đánh giá các đĩa sau 24 giờ ± 3 giờ và sau 48 giờ ± 6giờ . f) Phương pháp xác định S. aureus Xác định S. aureus theo TCVN 4830-1 : 2005 [23]. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp định lượng staphylococci có phản ứng dương tính với coagulase trên đĩa thạch có mặt trong các sản phẩm dùng cho con người hoặc thức ăn chăn nuôi, bằng cách đếm số khuẩn lạc thu được trên môi trường đặc (môi trường Baird-Parker) sau khi ủ trong điều kiện hiếu khí ở 35 °C đến 37 °C. Cấy lên bề mặt của môi trường cấy đặc chọn lọc, sử dụng hai đĩa, dùng một lượng mẫu thử quy định nếu sản phẩm ở dạng lỏng, hoặc với một lượng huyền phù ban đầu quy định nếu sản phẩm ở dạng khác. Trong cùng một điều kiện, cấy các dung dịch pha loãng thập phân của mẫu thử hoặc của huyền phù ban đầu, dùng hai đĩa cho mỗi độ pha loãng. Ủ các đĩa trong điều kiện hiếu khí ở 35°C hoặc 37°C và kiểm tra sau 24 giờ và 48 giờ. Tính số lượng staphylococcus có phản ứng dương tính với coagulase trong một mililit, hoặc trong một gam mẫu từ số lượng khuẩn lạc điển hình và/ hoặc không điển hình trên các đĩa ở các bộ phận pha loãng đã chọn sao cho kết quả có ý nghĩa và được khẳng định bằng kết quả thử coagulase dương tính. Tính số lượng a của staphylococcus có phản ứng dương tính với coagulase đã nhận dạng trên mỗi đĩa đã chọn. Trên mỗi đĩa, tính số lượng a các

45 staphylococci có phản ᝊng dưƥng tính v᝛i coagulase đã đưᝣc nhận dấng, theo công thᝊc: =

Ă— + Ă—

Trong Ä‘Ăł: Ac lĂ sáť‘ lưᝣng khuẊn lấc Ä‘iáťƒn hĂŹnh Ä‘ĂŁ qua phĂŠp tháť­ coagulase. Anc lĂ sáť‘ lưᝣng khuẊn lấc khĂ´ng Ä‘iáťƒn hĂŹnh Ä‘ĂŁ qua phĂŠp tháť­ coagulase. bc lĂ sáť‘ lưᝣng khuẊn lấc Ä‘iáťƒn hĂŹnh cho thẼy cĂł phản ᝊng dĆ°ĆĄng tĂ­nh váť›i coagulase. bnc lĂ sáť‘ lưᝣng khuẊn lấc khĂ´ng Ä‘iáťƒn hĂŹnh cho thẼy cĂł phản ᝊng dĆ°ĆĄng tĂ­nh váť›i coagulase. cc lĂ táť•ng sáť‘ khuẊn lấc Ä‘iáťƒn hĂŹnh nhĂŹn thẼy trĂŞn Ä‘ÄŠa. cnc lĂ táť•ng sáť‘ khuẊn lấc khĂ´ng Ä‘iáťƒn hĂŹnh nhĂŹn thẼy trĂŞn Ä‘ÄŠa. TĂ­nh sáť‘ lưᝣng N staphylococci cĂł phản ᝊng dĆ°ĆĄng tĂ­nh váť›i coagulase Ä‘ĂŁ đưᝣc nháş­n dấng cĂł mạt trong phần mẍu tháť­. Ä?áť‘i váť›i cĂĄc Ä‘ÄŠa cĂł chᝊa táť‘i Ä‘a 300 khuẊn lấc, cĂł 150 khuẊn lấc Ä‘iáťƒn hĂŹnh vĂ / hoạc khĂ´ng Ä‘iáťƒn hĂŹnh áť&#x; hai Ä‘áť™ pha loĂŁng liĂŞn tiáşżp, thĂŹ tĂ­nh sáť‘ lưᝣng Staphylococci cĂł phản ᝊng dĆ°ĆĄng tĂ­nh váť›i coagulase Ä‘áť‘i váť›i máť—i Ä‘ÄŠa vĂ tĂ­nh sáť‘ N Staphylococci cĂł phản ᝊng dĆ°ĆĄng tĂ­nh váť›i coagulase đưᝣc nháş­n biáşżt cĂł mạt trong mẍu tháť­, lĂ trung bĂŹnh thu đưᝣc tᝍ hai Ä‘áť™ loĂŁng liĂŞn tiáşżp, báşąng cĂ´ng thᝊc sau: N=

Trong Ä‘Ăł:

∑a V (n1 + 0,1n2 )d

46

Σa là tổng số khuẩn lạc staphylococci có phản ứng dương tính với coagulase đã nhận biết trên tất cả các đĩa đã chọn. V là thể tích của chất cấy trên mỗi đĩa, tính bằng mililit; n1 là số đĩa đã được chọn ở độ pha loãng thứ nhất; n2 là số đĩa đã được chọn ở độ pha loãng thứ hai; d là độ pha loãng tương ứng với dung dịch pha loãng thứ nhất đã chọn (huyền phù ban đầu là một độ pha loãng). Báo cáo kết quả theo số staphylococci có phản ứng dương tính với coagulase trong một mililit (sản phẩm dạng lỏng) hoặc trong một gam (đối với sản phẩm ở dạng khác), được biểu thị theo số từ 1,0 đến 9,9 nhân 10x, trong đó x là lũy thừa tương ứng của 10. 2.2.3.3. Phương pháp đánh giá cảm quan Để đánh giá chất lượng của sản phẩm sữa chua Mắc ca sử dụng phương pháp cho điểm thị hiếu người tiêu dùng. Phương pháp được thực hiện với hội đồng gồm 30 người cho mỗi lần thử, những người này có độ tuổi khác nhau từ 18-40 tuổi, cả nam và nữ nhằm tìm ra sự hài lòng và ưa thích đối với sản phẩm sữa chua được sản xuất từ quả Mắc ca [3]. Mỗi mẫu phân tích gồm: Sữa chua Mắc ca, địa điểm thực hiện: Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội. Tiến hành phân tích : Người thử sẽ nhận được một phiếu phân tích và các mẫu sản phẩm sữa chua Mắc ca. Người thử được yêu cầu xắp xếp theo các mẫu thứ tự ưa thích về màu, mùi, vị và trạng thái đồng thời cho điểm vào phiếu phân tích.

47

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG HẠT MẮC CA VÀ SỮA NGUYÊN LIỆU 3.1.1. Kết quả phân tích các thành phần hóa học trong hạt Mắc ca Xác định các thành phần hóa học trong quả Mắc có ý nghĩa rất quan trọng, biết được giá trị dinh dưỡng có trong quả Mắc ca để bổ sung nguồn dinh dưỡng này vào nhu cầu thực phẩm hằng ngày. Kết quả xác định thành phần hóa học trong hạt quả Mắc ca được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1: Thành phần hóa học nhân quả Mắc ca STT

Thành phần hóa học

Hàm lượng (%)

1

Nước

2,5

2

Lipid tổng số

78,2

3

Gluxit tổng số

7,8

4

Protein tổng số

9,2

5

K

0,37

6

P

0,16

7

M

0,12

8

Ca

0,36

9

S

0,067

10

Fe

0,018

11

Zn

0,014

12

Mn

0,038

13

Cu

0,033

48 14

Vitamin B1

0,021

15

Vitamin B2

0,012

Kết quả trong bảng 3.1 cho thấy Mắc ca có hàm lượng lipid 78,2%, protein 9,2%, gluxit 7,8%. Ngoài các thành phần lipit. protein, gluxit thì hàm lượng vitamin B1, B2 cũng cao, hàm lượng nước thấp vì quả đã đạt giai đoạn già hóa và chín, vỏ quả khô và nứt, lượng nước chiếm khoảng 2,5%. Dựa vào kết quả phân tích thành phần hóa học có trong Mắc ca xác định được hàm lượng các cơ chất tham gia vào quá trình thủy phân đó là lipid, gluxit và protein có trong nhân Mắc khi bổ sung vào sữa chua cùng với đường lactose trong sữa nguyên liệu tham gia chính vào quá trình thủy phân tạo nên các các phân tử glucose, axit béo và các axit amim có phân tử lượng nhỏ. 3.1.2. Kết quả phân tích hàm lượng axit amin trong hạt Mắc ca Kết quả phân tích hàm lượng axit amin trong nhân hạt Mắc ca được trình bày ở bảng 3.2 và hình chụp sắc ký đồ các axit amin trong nhân hạt Mắc ca thể hiện ở hình 3.1. Bảng 3.2: Hàm lượng axit amin trong nhân quả Mắc ca STT

Hàm lượng axit amin (%)

Hàm lượng (%)

1

Aspartic

3,07

2

Serin

3,75

3

Glutamic

3,68

4

Glyxin

13,72

5

Histidin

3,06

6

Alanin

12,76

7

Proline

3,73

49 8

Tyrosin

6,08

9

Cystein

1,89

10

Valin

6,32

11

Methionin

6,19

12

Lizin

2,24

13

Isoleuxin

6,17

14

Leuxin

12,54

15

Phenylalanin

14,05

Tổng cộng:

99,25

Ghi chú: Tỉ lệ % tính theo diện tích pic sắc ký

Hình 3.1: Sắc ký đồ các axit amin trong nhân hạt Mắc ca Bằng phương pháp HPLC đã xác minh được 15 axit trong nhân hạt Mắc ca, Trong 15 axit này thu được có 7 axit không thay thế, một số axit chiếm tỷ lệ cao là phenylalanin 14,05%, alyxin 13,72%, alanine 12,76%, và leuxin 12,54%.

50 Các axit amin không thay thế này rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cơ thể. Tuy nhiên các axit amin này không tự tổng hợp được trong cơ thể mà phải bổ sung từ thực phẩm vào. Chính vì vậy sữa chua bổ sung Mắc ca đem lại giá trị dinh dưỡng cao mà các loại sữa chua khác chưa có được. Đặc biệt là sau khi thủy phân sản phẩm sữa chua lượng acid amin tăng lên mang lại giá trị cao cho sản phẩm. 3.1.3. Kết quả phân tích thành phần hóa học của sữa nguyên liệu Sữa tươi là thực phẩm rất giàu dinh dưỡng, giàu vitamin và khoáng chất từ thiên nhiên, rất tốt cho cơ thể. Kết quả phân tích các thành phần hóa học của sữa ở bảng 3.3. Bảng 3.3: Thành phần hoá học của sữa STT

Thành phần hóa học

Tỉ lệ (%)

1

Nước

85,7

2

Protein

3,3

3

Lipid

3,7

4

Glucid

4,7

5

Vitamin

0,6- 0,7

6

Chất khoáng

0,7

Từ kết quả phân tích các thành phần hóa học của sữa ở bảng 3.3 cho thấy hàm lượng đường trong sữa là 4,7 %,đây là thành phần chính trong quá trình lên men lactic trong sữa chua. Protein là thành phần quan trọng nhất trong sữa chiếm 3,3 %, chất béo là 3,7. Dựa vào kết quả phân tích hàm lượng thành phần hóa học có trong sữa xác định hàm lượng cơ chất tham gia chính vào quá trình thủy phân:

51 protein, lipid và gluxit. Trong đó gluxit trong sữa đóng vai trò chính tham gia vào quá trình thủy phân. 3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca. Để xác định hàm lượng nhân Mắc ca thích hợp bổ sung vào sữa chua, tiến hành các thí nghiệm thăm dò với hàm lượng nhân Mắc ca là 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3% và 0,4% được ký hiệu lần lượt là CTĐC (công thức đối chứng), CT-1 (công thức 1), CT-2 (công thức2), CT-3 (công thức3), CT-4 (công thức 4). Sau đó tiến hành đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm thị hiếu. người tiêu dùng, kết quả được thể hiện trên hình 3.2. 8

Điểm cảm quan

7 6 5 4

Điểm Trung bình

3 2 1 0 CTĐC

CT-1

CT-2

CT-3

CT4

Hình 3.2: Kết quả cảm quan đánh giá hàm lượng nhân Mắc ca Dựa vào biểu đồ ta thấy sữa chua ở công thức CT-3 hàm lượng Mắc ca bổ sung vào là 0,3% được người tiêu dùng ưa thích nhất với tổng điểm là 7.3, sau đó là mẫu CT-4 với tổng điểm là 6.2. Mẫu CTĐC và CT-1 có điểm thấp hơn so với các mẫu khác. Sữa chua CT-3 được đánh giá cao ở tất cả các chỉ tiêu cảm

52 quan. Ở CT-3 hàm lượng Mắc ca bổ sung là 0,3%, sữa chua đông thành khối thống nhất mịn, có vị chua xen lẫn vị ngọt bùi của Mắc ca. Hàm lượng Mắc ca nhỏ hơn 0,3% vị Mắc ca không không rõ và không lưu lại vị. Hàm lượng Mắc ca lớn hơn 0,3% trong khi đó nồng độ chế phẩm là 1,5% quá trình thủy phân xảy ra không hoàn toàn dẫn đến thừa cơ chất, đường, chất béo và protein trong Mắc ca còn dư lại làm cho sữa chua ngọt hơn, lượng protein chưa thủy phân hết có thể gây nên vị đắng cho sữa chua. Hơn nữa, hàm lượng Mắc ca nhiều sẽ làm cho sản phẩm sữa chua có trạng thái đặc mịn nhưng không thống nhất giữa thành phần Mắc ca và sữa sản phẩm đậm vị Mắc ca hơn, ít có vị chua của sữa chua. Các thành viên trong hội đồng đều cho rằng công thức CT-3 này có trạng thái xệt xen lẫn nhân Mắc ca, có màu trắng ngà có mùi thơm hấp dẫn, vị chua nhẹ xen lẫn vị ngọt bùi của nhân Mắc ca. Vì vậy chọn mẫu CT-3 có hàm lượng Mắc ca là 0,3% thực hiện các phương pháp nghiên cứu tiếp theo. 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca. Nồng độ chế phẩm có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thủy phân, nếu lượng chế phẩm nhiều thì lượng lactic sinh ra lớn là tạo vị chua hơn cho sản phẩm và ngược lại. Nhằm mục đích bổ sung lượng chế phẩm phù hợp, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra. Thí nghiệm được tiến hành ở thời gian 8 giờ, lượng chế phẩm bổ sung vào sữa chua thay đổi lần lượt là 0, 0,5%, 1%, 1,5%, 2. Kết quả sự biến đổi axit và Brix được thể hiện ở hình 3.3 và 3.4.

53 0.0006 0.0005

Độ axit

0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0 0%

0.50%

1%

1.50%

2%

Nồng độ chế phẩm Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến độ axit 30 25 20

oBx

15 10 5 0 0%

0,5%

1%

1,5%

Nồng độ chế phẩm Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm đến độ Brix

2%

54 Qua hình 3.3 và hình 3.4 thấy rằng với thời gian thủy phân là 8 giờ tỷ lệ chế phẩm hữu cơ cho vào khác nhau, làm thay đổi độ axit và độ Brix. Hàm lượng chế phẩm càng cao thì pH và độ Bx giảm càng nhiều. Ở hàm lượng chế phẩm 2% thì axit xuống thấp 4,33.10-4 do đó cấu trúc gần chuyển sang kết tủa. Còn ở hàm lượng chế phẩm 0% thì pH là 5,4.10-5 không ở trong khoảng casein đông tụ nên sản phẩm chưa đông tụ hết. Hàm lượng chế phẩm 1% và 1,5% độ pH là 4,91.10-4 và 4,89.10-4; độ Brix là 23 và 22 nên sữa chua đông tụ, bề mặt mịn. Nồng độ chế phẩm quá cao thời gian thủy phân rút ngắn, độ chua tăng nhanh có khi vượt qua mức yêu cầu, sản phẩm không đạt yêu cầu về hương vị do không đủ thời gian thủy phân phụ. Nếu nồng độ chế phẩm thấp sự thủy phân không tốt, không tạo cấu trúc hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Mặt khác thời gian thủy phân kéo dài làm cho khả năng nhiễm khuẩn vào sản phẩm càng cao, dẫn đến việc thay đổi cấu trúc, mùi, vị, thậm chí có thể gay hư hỏng. Từ kết quả trên, chọn chế phẩm hữu cơ là 1,5% để tiến hành khảo sát các thí nghiệm tiếp theo. 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca Thời gian là yếu tố quan trong quyết định quá trình thủy phân. Thời gian lên men ngắn, lượng axit sinh ra chưa cao, quá trình đông tụ chưa hoàn chỉnh, mùi vị chưa hoàn thiện, sản phẩm có cấu trúc không đẹp, mùi thơm không hấp dẫn. Thời gian lên men quá dài sản phẩm có thể chuyển sang các quá trình chuyển hóa khác, cấu trúc và mùi vị không đạt yêu cầu. Tiến hành khảo sát thời gian thay đổi lần lượt là 2giờ, 5 giờ, 8 giờ, 12 giờ và 24 giờ tại nồng độ chế phẩm được chọn là 1,5%.

55 0.0006 0.0005

Độ axit

0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0 2 giờ

5 giờ

8 giờ

12 giờ

24 giờ

Thời gian Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian đến độ axit 25

20

oBx

15

10

5

0 2 giờ

5 giờ

8 giờ

12 giờ

Thời gian Hình 3.6: Ảnh hưởng của thời gian đến độ Brix

24 giờ

56 Qua hình 3.4 và hình 3.5 nhận thấy thời gian thủy phân càng dài thì độ chua của sản phẩm càng tăng, pH và độ Bx càng giảm. Ở thời gian 2 giờ và 5 giờ thì pH lần lượt là 5,7.10-5 và 5,1.10-5 cao hơn pI của casein trong sữa nên casein chưa đông tụ, sản phẩm còn dạng lỏng. Khi thời gian thủy phân là 8 giờ thì pH là 4,91.10-4 thấp hơn pH tối ưu cho sự đông tụ casein nên sản phẩm đông tụ hoàn toàn, bề mặt mịn. Do vậy thời gian thủy phân ngắn thì không đủ thời gian để vi khuẩn lên men tạo vị chua thích hợp cho sản phẩm, mặc khác lượng đường trong sản phẩm còn lại nhiều do đó làm cho sản phẩm quá ngọt, ngoài ra thì lượng đường quá nhiều cũng gây ra hiện tượng thẩm thấu làm ảnh hưởng không tốt đến quá trình thủy phân. Ngược lại, ở thời gian thủy phân dài 12 giờ - 24 giờ với lượng chế phẩm là 1,5% thì lượng axit lactic tạo ra quá nhiều, sản phẩm sẽ quá chua vì lượng đường còn lại không đủ tạo ra vị ngọt hài hòa cho sản phẩm. Từ kết quả trên, chọn thời gian là 8 giờ là thời gian thích hợp để tiến hành thủy phân sữa chua. 3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đến sự biến đổi độ axit và độ Brix trong quá trình thủy phân sữa chua Mắc ca Nhiệt độ cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thủy phân tạo cấu trúc cho sản phẩm. Đối với quá trình thủy phân, nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vi sinh vật vì hoạt động trao đổi chất của chúng chủ yếu là phản ứng hóa học. Tốc độ các phản ứng này phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ nên sự thay đổi nhiệt độ sẽ tác động đến quá trình sống của tế bào vi khuẩn. Tôi tiến hành khảo sát nhiệt độ ở 35oC, 40oC, 45oC, 50oC và 55oC. Kết quả thu được về sự thay đổi độ axit và độ Brix dung dịch trong quá trình thủy phân được biểu diễn qua hình 3.6 và hình 3.7.

57 0.0006 0.0005 0.0004

pH

0.0003 0.0002 0.0001 0 35oC

40oC

45oC

50oC

55oC

Nhiệt độ Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ axit

30 25 20

oBx

15 10 5 0 35oC

40oC

45oC

50oC

Nhiệt độ Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ Brix

55oC

58 Qua hình 3.7 và hình 3.8 thấy ở nhiệt độ 50oC và 55oC thì sản phẩm có độ axit và độ Bx thấp hơn so với nhiệt độ 35oC, 40oC, 45oC. Bên cạnh đó, độ axit ở 40oC nằm trong khoảng axit thích hợp cho sự đông tụ casein nên sản phẩm đông tụ, bề mặt mịn. Còn ở nhiệt độ 35oC, 45oC, 50oC, 55oC thì pH lần lượt là 4,65.10-4, 4.91.10-4, 5,0.10-5, 5,4.10-5 nằm ngoài khoảng đông tụ nên sản phẩm đông tụ ít, sản phẩm bị phân lớp nhiều. Ở nhiệt độ cao làm hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật bị giảm dẫn đến việc chuyển hóa đường của vi khuẩn lactic thấp và những hợp chất tạo hương dễ thất thoát hơn. 3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM HỮU CƠ ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHỈ TIÊU HÓA, VI SINH VÀ CẢM QUAN CỦA SỮA CHUA MẮC CA 3.3.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa sinh Để xác định ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ thích hợp cho sản xuất sữa chua Mắc ca, tiến hành thí nghiệm và thu được kết quả phân tích chất lượng sản phẩm sau thời gian lên men là 40oC trong thời gian là 8 giờ được trình bày ở bảng 3.4. Bảng 3.4: Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ đến sự biến đổi các chỉ tiêu hóa sinh của sữa chua Mắc ca. STT

Công thức

Tên chỉ tiêu

CT-1

CT-2

CT-3

1

Hàm lượng protein (%)

3,11

3,04

3,12

2

Hàm lượng chất béo(%)

9,11

7,07

6,52

3

Độ

NaOH 7,61

7,45

7,73

axit

1N/100g)

(mL

59 Ghi chú: CT-1: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1%; CT-2: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1,5%;CT-3: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 2%. Kết quả phân tích cho thấy tất cả các công thức đều đạt TCVN 7030:2009. Hàm lượng protein trong 3 công thức tương đối đồng đều nhau. Hàm lượng chất béo trong công thức 1 cao do chế phẩm hữu cơ bổ sung vào công thức này thấp 1% quá trình thủy phân chưa kết thúc. Độ axít ở CT-2 (công thức 2) thấp hơn CT-1 và CT-3 nhưng không đáng kể. Từ kết quả trên thấy được ở CT-2 các tiêu chuẩn đồng đều hơn so với các công thức còn lại. Chọn CT-2 với CT-2: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1,5% để đưa vào sản xuất. 3.3.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu sinh học Chỉ tiêu vi sinh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng cảu sản phẩm sữa chua. Nếu các sản phẩm sữa chua nhiễm các vi khuẩn gây hại sẽ làm giảm chất lượng và rút ngắn thời gian bảo quản của sản phẩm. Kết quả xác định ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ đến sự biến đổi các chỉ tiêu vi sinh được trình bày ở bảng 3.5. Bảng 3.5: Ảnh hưởng của chế phẩm hữu cơ đến sự biến đổi các chỉ tiêu vi sinh của sữa chua Mắc ca. STT

Tên chỉ tiêu

Công thức CT-1

CT-2

CT-3

1

Salmonella

KPH

KPH

KPH

2

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

3,7 x 103

8,1 x 103

1,1 x 103

60 Tổng số bào tử nấm men, 2,0 x 101

3

3,0 x 102

8,0 x 101

nấm mốc 4

S. aureus

KPH

KPH

KPH

5

Coliforms

KPH

KPH

KPH

6

E. coli

KPH

KPH

KPH

Ghi chú: CT-1: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1%; CT-: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1,5%;CT-3: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 2%. Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh trong bảng 3.4.2 cho thấy Các công thức trên thì tất cả các công thức đều vượt cao so với tiêu chuẩn TCVN 7030: 2009. Lượng vi khuẩn gây hại Salmonella, S. aureus, Coliforms, E. coli đều không phát hiện. Số vi khuẩn hiếu khí, bào tử nấm men nấm mốc đều vượt xa tiêu chuẩn cho phép. Trong đó có CT-2 đạt đáp ứng tốt nhất yêu cầu về chỉ tiêu vi sinh.

61 3.3.3. Kết quả phân tích cảm quan Cảm quan cũng là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sữa chua Mắc ca. Đánh giá cảm quan sản phẩm sau khi lên men 8 giờ, ở nhiệt độ 40oC, nhân Mắc ca là 0,3%. Bảng 3. 6: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm hữu cơ đến các chỉ tiêu cảm quan STT

Chỉ tiêu cảm quan

Công thức CTĐC

CT-1

CT-2

CT-3

CT-4

1

Trạng thái

8,0

8,1

8,4

8,6

8,4

2

Màu sắc

8,2

8,2

8,2

8,3

8,2

3

Vị

7,5

7,9

8,3

8,7

8,5

4

Hương thơm

7,5

7,8

8,2

8,3

8,0

Ghi chú: CTĐC: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 0%; CT-1: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1%; CT-: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 1,5%;CT-3: Hàm lượng Mắc ca bổ sung vào sữa chua là 0,3%, chế phẩm hữu cơ là 2%. Kết quả nghiên cứu trong bảng 3.6 cho thấy quá trình thủy phân cũng ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc, mùi vị và trạng thái của sữa chua Mắc ca. Tất cả các công thức đều có trạng thái đặc sánh, cấu trúc mịn; sữa chua ở các công thức CT-1, CT-2, CT-3 và CT-4 có trạng thái và cấu trúc hấp dẫn hơn CTĐC. Công thứ CT-3 có điểm cảm quan cao hơn về trạng thái là 8,6. Trong quá trình thủy phân còn tạo ra hương thơm đặc trưng cho sản phẩm sữa chua Mắc ca, CT-3 với nồng độ chế phẩm là 1,5% được đánh giá cao nhất về hương thơm với tổng điểm

62 là 8,3. Về màu săc thì ở tất cả các công thức đều có màu trắng ngà hấp dẫn trong khoảng dao động từ 8,2 đếm 8,3 điểm. Sau thời gian thủy phân do vi khuẩn lactic sử dụng đường làm cơ chất cho quá tình thủy phân tạo ra axit lactic, kết hơph với vị của Mắc ca và vị của đường làm cho sản phẩm có vị chua ngọt bùi hài hòa hấp dẫn. Sau 8 giờ thủy phân, sữa chua ở CT-3 có điểm cảm quan cao nhất về vị là 8,7, do sản phẩm có vị chua nhẹ xen lẫn vị ngọt nhẹ và bùi của nhân hạt Mắc ca. 3.4. XÂY DỰNG CÔNG THỨC, QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA MẮC CA VÀ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 3.4.1. Sơ đồ quy trình Từ các kết quả nghiên cứu ở trên, xây dựng quy trình công nghệ sản xuất sữa chua Mắc ca với các thông số kỹ thuật là sữa tươi: 96,2%, nhân Mắc ca: 0,3%, đường: 2%, chế phẩm hữu cơ 1,5%, nhiệt độ lên men 40oC, tổng thời gian lên men là 8 giờ, thời điểm bổ sung nhân hạt Mắc ca sau khi lên men được 2 giờ, hình 3.8.

63

Sữa nguyên liệu 96,2%

Kiểm tra,tách chất béo Chế phẩm hữu cơ 1,5%

Phối trộn đều

Hộp đựng sữa chua

Lên men ở 40oC, Thời gian 2 giờ

Rửa sạch,tiệt trùng

Đường trắng 2%

Nhân Mắc ca, thái kích thước 4mm

Rót vào hộp

Lên men ở 40oC, Thời gian 6 giờ

Sản phẩm sữa chua Mắc ca

Hình 3.9: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa chua Mắc ca

64 3.4.2. Thuyết minh công nghệ Bước 1. Sữa nguyên liệu: Sử dụng sữa tươi Vinamilk đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng, nguồn gốc và hạn sử dụng. Bước 2. Kiểm tra và tách chất béo: Sữa nguyên liệu cần được kiểm tra chặt chẽ, đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng và đã được tách chất béo. Bước 3. Phối trộn: Sử dụng sữa nguyên liệu với hàm lượng 96,2%, sau đó được phối trộn đều với đường kính trắng với hàm lượng 2% và chế phẩm hữu cơ 1,5%. Bước 4. Lên men lần một: Hỗn hợp này sau khi được phối trộn đều, được lên men ở nhiệt độ 40oC, với thời gian là 2 giờ khi sản phẩm chuyển sang xệt thì bổ sung nhân Mắc ca vào. Nhân Mắc ca được tách bỏ lớp vỏ bên ngoài, thái nhỏ với kích thước khoảng 4mm, bổ sung với hàm lượng 0,3%, tiếp tục khuấy trộn đều để nhân Mắc ca phân tán đều trong sữa chua. Thời gian bổ sung nhân Mắc ca vào sữa chua cũng rất quan trọng. Thí nghiệm bổ sung nhân Mắc ca vào 2 thời điểm khác nhau, lúc ban đầu đưa vào cùng nguyên liệu đầu và sau 2 giờ lên men. Kết quả cho thấy do trong nhân Mắc ca có chứa hơn 70% là lipit (chủ yếu là các axit béo không no), nếu bổ sung vào ngay từ ban đầu phối trộn thì nhân hạt Mắc ca phân tán không đều, bị nổi lên trên bề mặt. Do đó, ở thời điểm sau 2 giờ lên men, sữa chua đang chuyển sang trạng thái sệt , do đó khi bổ sung nhân Mắc ca và khuấy trộn đều Mắc ca sẽ phân tán đều trong sản phẩm mà không bị nổi lên trên bề mặt, hình 3.2. Tất cả cá hộp và dụng cụ làm sữa chua phải được rửa sạch và tiệt trùng, sau đó rót vào hộp. Bước 5. Lên men lần hai: Ở giai đoạn này, quá trình thủy phân xảy ra mạnh. Đường là nguồn cơ chất chính cho vi khuẩn sinh trưởng, phát triển và tạo vị ngọt cho sản phẩm. Acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men

65 C12H22O11 + H2O

Vi khuẩn lactic

4C3H6O3

Đường lactose

Axit lactic

Vi khuẩn lactic hấp thu các chất như: protein, đường, khoáng, vitamin…để sinh ra các sản phẩm của quá trình lên men như acid lactic, các chất thơm…tạo hương vị cho sản phẩm. Trong quá trình lên men vi khuẩn lactic sử dụng đường và các chất có trong thành phần của sữa và một phần trong Mắc ca để sinh trưởng phát triển tạo sản phẩm lên men. Trong quá trình lên men trước tiên dưới tác dụng của axit lactic, đường lactose bị thủy phân tạo thành galactose và glucose. C12H22O11 + H2O Enzyme lactase C6H12O6 Đường Lactose

+

Đường glucose

C6H12O6 Đường galactose

Glucose được vi khuẩn sử dụng để lên men, Glucose đi vào con đường EMP (Embden-Meyerhoff-Panas) tạo acid lactic và các sản phẩm trung gian đặc trưng cho sữa chua. Tiếp theo acid lactic tác dụng với phức Canxi photphatcasein làm tách Canxi ra khỏi phức và chuyển nó thành dạng không hòa tan. Lúc đó sữa chuyển từ dạng lỏng sang dạng đông tụ. NH2-R(COO)2Ca +2CH3CHOHCOOH

NH2R(COO)2 + (CH3CHOHCOO)2Ca

Caseinat canxi

Acid ceiseic

Acid lactic

Lactat canxi

Do casein là chất ổn định trong môi trường acid nên khối kết đông sẽ được hình thành khi pH giảm xuống tới điểm đẳng điện của casein và các mixen casein tích điện âm trước đó giờ trở nên trung tính. Ngoài ra vi khuẩn lactic sẽ tạo ra diaxetyl, acetoin, acetaldehyt… để tạo hương vị đặc trưng của sữa chua. Bước 6: Sữa chua được bỏ ra ngoài và bảo quản trong tủ mát ở nhiệt độ từ 2-5oC. Sản phẩm sữa chua Mắc ca hình 3.10.

66

Hình 3.10: Sản phẩm hoàn thiện 3.4.3 Tính giá thành sản phẩm Một quy trình công nghệ có ý nghĩa thực tế khi nó được ứng dụng vào sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao tức là chất lượng sản phẩm tốt, giá cả phù hợp, được người tiêu dùng chấp nhận. Nên việc tính giá thành sản phẩm có ý nghĩa hết sức quan trọng. Giá thành sản phẩm được tính dựa trên nguồn kinh phí đầu vào khi mua nguyên liệu sản xuất như sữa nguyên liệu, hạt Mắc ca, đường, chế phẩm hữu cơ, chi phí nhân công, bao bì. Kết quả hoạch toán giá thành cho 1000 hộp sữa chua được thể hiện ở bảng 3.7. Bảng 3.7: Hạch toán chi phí sản xuất sữa chua Mắc ca STT

Các khoản chi

Đơn giá

Đơn vị

Số lượng Thành tiền

(đồng)

(đồng)

1

Sữa nguyên liệu

30.000

Lít

45

1.350.000

2

Mắc ca

700.000

Kg

0.3

210.000

3

Đường

20.000

Kg

2

40.000

4

Chế phẩm hữu cơ

5.000

Lít

1.5

7.500

67 5

Điện

2.500

Kw

5

12.500

6

Nước

6.000

m3

0.1

600

7

Chi phí khấu hao thiết bị

8

Nhân công

200.000

Ngày

1

200.000

9

Bao bì

300

Chiếc

1000

300.000

Tổng cộng

4.000

2.124.600

Kết quả trên bảng 3.7 cho thấy chi phí sản xuất cho 1000 hộp sữa chua là 2.124.162 đồng, một hộp sữa chua có giá là 2.125 đồng/hộp. Rẻ hơn loại sữa chua Ba Vì hay Vinamilk đang bán trên thị trường là 3.395 đồng/ hộp. Với giá này, việc đưa vào ứng dụng sản xuất sữa chua cho ra thị trườnglà hợp lý.

68 KẾT LUẬN Từ các kết quả thu được ở trên, rút ra một số kết luận như sau: Đã phân tích được các thành phần hóa học của nhân quả Mắc ca và sữa nguyên liệu, xác định được thành phần chính tham gia vào quá trình thủy phâm là gluxit, lipid và protein. Xác định được các a xit amin thiết yếu trong nhân Mắc ca. Đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân của sữa chua được sản xuất từ quả mắc ca là nồng độ chế phẩm hữu cơ, thời gian, nhiệt độ và độ pH. Đã xác định được tỷ lệ phối trộn thích hợp giữa sữa nguyên liệu, Mắc ca và chế phẩm hữu cơ. Từ đó xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất sữa chua được chế biến từ quả mắc ca với tỷ lệ sữa tươi: 96,2%, nhân Mắc ca: 0,3%, đường: 2%, chế phẩm hữu cơ 1,5%, nhiệt độ lên men 40oC, tổng thời gian lên men là 8 giờ, thời điểm bổ sung nhân hạt Mắc ca sau khi lên men được 2 giờ. Với các thông số này tạo cho sản phẩm sữa chua có hương vị thơm ngon đặc trưng của sữa chua Mắc ca, phù hợp với khẩu vị người tiêu dùng, có thể ứng dụng sản xuất với quy mô lớn. Đã phân tích được các chỉ tiêu hóa học, sinh học và cảm quan của sản phẩm, chọn ra được công thức có nồng độ chế phẩm là 1,5%, hàm lượng Mắc ca là 0,3% đường là 2%, sữa nguyên liệu là 96,2% để đưa vào sản xuất sữa chua.

69

TÀI LIỆU THAM KHẢO