Khóa luận Nghiên cứu sản xuất sữa dừa hàm lượng béo cao

ộn thẳng phân bố một cách linh hoạt giữa bề mặt pha dầu, pha nước và các vùng tự do, tạo nên màng bảo vệ có cấu trúc dày và hệ nhũ tương ở đây sẽ có độ nhớt thấp; trong khi đó, các cấu trúc dạng cầu phân bố và sắp xếp kém linh hoạt hơn, tạo nên các màng bảo vệ xung quanh các giọt nhỏ có cấu trúc mỏng và hệ nhũ tương được tạo thành sẽ có độ nhớt cao. Điều này có thể giải thích là do các màng bảo vệ các giọt cầu béo hình thành bởi protein hình cầu bền vững hơn so với màng tạo bởi protein của hai dạng còn lại Caùc phaàn kỵ nöôùc Nöôùc Daïng caàu Caùc phaàn kî nöôùc Daïng ngaãu nhieân Daàu Hình 12: Caáu truùc cuûa caùc maøng baûo veä caùc gioït nhoû phuï thuoäc vaøo caáu truùc phaân töû vaø caùc töông taùc cuûa caùc polymer sinh hoïc Một số biopolymer thường được sử dụng làm phụ gia ổn định hệ nhũ tương trong thực phẩm Protein sữa [6], [13] Một số loại protein từ sữa được dùng làm chất nhũ hóa trong thực phẩm như một số loại thức uống, kem, nước sốt…Có thể chia chất nhũ hóa từ protein sữa làm hai nhóm chính là casein (chiếm khoảng 80% wt) và whey protein (chiếm khoảng 20% wt). Casein có thể thu được bằng cách đông tụ sữa còn whey protein là sản phẩm được thu nhận từ quá trình tách huyết thanh trong sản xuất phô mai. Sự kết tủa casein có thể thu được bằng cách điều chỉnh pH gần điểm đẳng điện (~ 4,6) của casein hay bằng cách xử lý với enzyme rennet. Enzyme này sẽ cắt phần ưa nước của kappa casein, có vai trò ổn định các mixen casein. Nếu kết tủa bằng acid thì casein và whey thu được gọi là “acid casein” và “acid whey”, còn nếu kết tủa sử dụng enzyme thì casein và whey protein gọi là “rennet casein” và “sweet whey”. Các chất nhũ hóa có nguồn gốc từ sữa được sử dụng trong thực phẩm bao gồm sữa nguyên (whole milk), casein và whey proteins. Trên thị trường, các dạng chế phẩm này được bán dưới dạng bột gồm hai dạng protein concentrate (25 – 80% protein) và protein isolate ( >90% protein), có màu kem nhạt hoặc màu trắng và có mùi nhẹ. Tuy nhiên, các sản phẩm dạng này thường có giá thành cao nên thường chỉ được sử dụng trong nghiên cứu. Có 4 kiểu protein chính trong casein: (~44%), (~11%), (~32%) và (~11%) (Bylund, 1995). Nhìn chung, những phân tử protein này có cấu trúc tương đối ngẫu nhiên và linh hoạt. Phân tử casein cũng chứa những vùng không phân cực và những vùng tích điện cao. Các yếu tố này đóng vai trò chính trong việc xác định cấu trúc phân tử và thuộc tính chức năng của chúng trong thực phẩm. Ở trạng thái tự nhiên, casein tồn tại dưới dạng mixen và có đường kính từ 50 – 250 nm, một phần liên kết với nhau bằng liên kết ion (chẳng hạn như calcium phosphate). Một số tên casein thương mại bao gồm: sodium caseinate, calcium caseinate, acid casein, rennet casein. Khi dùng casein để ổn định hệ nhũ tương, tại các giá trị pH từ 3,3 – 5,3 và nồng độ muối cao, casein sẽ mất hoạt tính nhũ hóa (Srinivasan et al., 2000). Casein bền nhiệt hơn là whey protein. Whey protein cũng là hỗn hợp của nhiều protein. Trong đó các thành phần đáng lưu ý là: -lactoglobulin (~55%), a-lactalbumin (~24%), serum albumin (~5%) và immunoglobulin (~15%). Thông thường -lactoglobulin quyết định đặc tính chức năng của whey protein vì nó thành phần tương đối lớn và có những thuộc tính hóa lý đặc biệt. Khi sử dụng whey protein để làm ổn định hệ nhũ tương thì cần lưu ý những nồng độ muối cao, giá trị pH ~ 45,5 và ở các nhiệt độ cao thì hoạt tính nhũ hóa whey protein sẽ mất. Protein thực vật Đậu và ngũ cốc chứa một số protein có khả năng ổn định hệ nhũ tương. Trong đó protein có nguồn gốc từ đậu nành được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi, chế phẩm làm ổn định hệ nhũ tương có nguồn gốc từ đậu nành là protein isolate. Protein từ thịt cá Cá và thịt chứa một số lượng lớn protein có khả năng làm ổn định hệ nhũ tương như gelatin, myosin, actomyosin, actin và một vài loại protein cơ tương. Tuy nhiên, ngoài gelatin thì khả năng nhũ hóa của các protein cơ không được cao. Tinh bột biến tính Tinh bột tự nhiên có thuộc tính hoạt động bề mặt rất thấp. Người ta có thể sản xuất tinh bột biến tính bằng các phương pháp hóa học, gắn thêm các nhóm kỵ nước dọc theo mạch của chúng. Khi đó khả năng hoạt động bề mặt của tinh bột sẽ tăng lên nhiều. Người ta thường sử dụng nhất là dẫn xuất octenyl succinate của tinh bột ngô sáp (waxy-maize). Chúng bao gồm các nhóm amylopectin đã được gắn thêm các nhóm không cực. Khi sử dụng chúng làm chất nhũ hóa thì các nhóm không cực sẽ định hướng về pha dầu và các nhóm ưa nước dọc theo mạch sẽ định hướng về pha nước và chống lại sự kết tụ của các giọt phân tán. Các hệ nhũ tương được ổn định bởi tinh bột biến tính thì bền trong một khoảng pH rộng từ 3 – 9, nồng độ ion cao (0 – 25 mM CaCl2) và khoảng nhiệt độ từ 30 – 900C. Các tinh bột biến tính được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đồ uống. 2.4.1.2. Chất ổn định: các chất ổn định có bản chất là các chất keo ưa nước. Các chất loại này bao gồm protein và polyssaccharide. Tính công nghệ của các chất keo ưa nước là có khả năng tạo đặc và tạo gel nên chúng được sử dụng làm bền và làm ổn định cấu trúc của các loại thực phẩm. Một số loại keo ưa nước được dùng trong thực phẩm được cho ở bảng 7: Bảng 7: Các loại chất ổn định thường dùng trong thực phẩm Nguồn gốc Các loại keo Thực vật Từ thực vật: cellulose, pectin, tinh bột Nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum Động vật Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan Vi sinh vật Xanhthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose Tảo Tảo đỏ: agar, carrageenan Tảo nâu: alginate a. Chất tạo đặc (thickening agents) Đặc tính tạo đặc được thể hiện qua khả năng làm tăng độ nhớt của pha liên tục trong các hệ nhũ tương w/o (Mckenna, 2003). Khả năng này làm thay đổi cấu trúc và chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm. Các chất tạo đặc tồn tại trong thực phẩm ở dạng những phân tử mở rộng hay những tổng thể phân tử được hydrate hóa. Khả năng tăng cường tính nhớt phụ thuộc vào phân tử lượng, sự phân nhánh, hình dáng và tính linh động của các phân tử. b. Chất tạo gel (gelling agents) Một số keo ưa nước được sử dụng như là một thành phần chức năng trong các nhũ tương thực phẩm, vì khả năng hình thành gel trong pha nước của các sản phẩm. Sự hình thành gel trong thực phẩm tạo nên cấu trúc và thuộc tính cảm quan đặc biệt cho thực phẩm và quan trọng là chống lại khả năng hợp giọt của các phân tử. Một hệ gel tạo bởi biopolymer gồm các biopolymer liên kết với nhau tạo thành một mạng không gian ba chiều nhốt các phân tử nước. Thuộc tính tạo gel phụ thuộc vào kiểu cấu trúc và những tương tác của các chất tạo gel. Có nhiều phương pháp để tạo gel như thay đổi nhiệt độ, pH, lực ion, sử dụng các chất làm biến tính hoặc các chất giúp tạo liên kết ngang. Các biopolymer có thể tạo liên kết ngang với nhau bằng các liên kết đồng hóa trị, liên kết cầu muối, liên kết hydro, liên kết Van der Waals. Các hệ gel trong thực phẩm có thể chia làm hai loại, gel có cấu trúc dạng hạt (particulate gel) và gel có cấu trúc dạng sợi (filamentous gel). Về mặt quang học, gel có cấu trúc dạng hạt thì không trong suốt do nó có các phần tử có kích thước lớn có khả năng chắn sáng mạnh. Trái lại, gel có cấu trúc dạng sợi thì trong suốt và có khả năng giữ nước tốt. Các loại gel có cấu trúc dạng hạt thường gặp là whey protein, protein đậu nành, protein trứng…Các loại gel có cấu trúc dạng sợi thường gặp là gelatin, pectin, agar. Một số chất tạo đặc và tạo gel thường gặp trong thực phẩm * Xanhthan gum: [29], Xanhthan gum là một loại polysaccharide ngoại bào được tổng hợp bởi loài Xanthomonas campestris. Trong nước lạnh, xanhthan gum có thể hòa tan được dễ dàng hình thành nên một dung dịch có độ nhớt cao ở nồng độ rất thấp (khoảng 1%w/w). Vì vậy, xanhthan gum có tính chất như một chất tạo độ nhớt cho hầu hết các dạng thực phẩm dạng lỏng và được gọi là “chất giả dẻo” (pseudoplastic). Xanhthan gum có thể được coi là một dẫn xuất của cellulose. Trọng lượng phân tử của xanhthan gum > 106 Da. Cấu trúc của xanhthan gum được trình bày trong hình 13. Mạch xanhthan gum chứa các liên kết 1,4 của b-glucopyranose. Cứ cách một gốc đường, tại vị trí C3 của đường glucose tiếp theo lại gắn một đoạn mạch nhánh trisacchride có cấu trúc b-D-GlcpA(1-2)-a-D-Manp. Gốc đường mannose nối với mạch chính bị acetyl hóa ở C6, còn khoảng 50% đường mannose ở đầu cuối của đoạn mạch nhánh này liên kết với pyruvate thành 4,6-O-(1-carboxyethylidene)-D-mannopyranose. So với các loại biopolymer khác, dung dịch xanhthan gum có độ nhớt rất bền trong một giới hạn nhiệt độ và pH rộng. Bên cạnh đó, dung dịch này có khả năng chống lại một số tác dụng phân cắt của enzyme. Xanhthan gum khi kết hợp với các loại gum khác ở nồng độ nhỏ (từ 0.05 – 1%) có thể gia tăng khả năng tạo độ nhớt. Hình 13: Công thức phân tử xanhthan gum * Carboxymethylcellulose (CMC) CMC là dẫn xuất của cellulose với acid chloroacetic. Cellulose là một polymer tạo nên từ các đơn phân là phân tử đường b-D-glucose bởi các liên kết b-1,4-glucoside. Thông thường, CMC có thể tan trong cả nước nóng cũng như nước lạnh tạo nên một dung dịch trong suốt, không màu và không có mùi rõ rệt. Cũng như các dẫn xuất của cellulose khác, độ nhớt của dung dịch CMC cũng phụ thuộc vào chỉ số DP (mức độ polymer hóa). Vì CMC tồn tại ở dạng ion trong dung dịch nên độ hòa tan và độ nhớt của CMC phụ thuộc nhiều vào pH. CMC là một ion polymer nên nó có thể tạo phức với protein hòa tan (casein hay soy protein) hoặc xung quanh điểm đẳng điện của protein. Như trên đã nói, độ nhớt của CMC phụ thuộc chủ yếu vào pH, tuy nhiên, nó cũng phụ thuộc vào thành phần và nồng độ của protein, nồng độ và kiểu CMC. Tại pH 6, CMC có thể phản ứng ở nhiệt độ lạnh với protein trong sữa tạo thành phức chất và có thể loại bỏ như kết tủa. Nếu 3 < pH < 5, phức chất CMC – protein bền, ổn định (hình 14). Hỗn hợp chứa CMC và casein khá nhạy cảm, phức chất bền nhiệt và độ nhớt giảm khi được đun nóng. Hình 14: Ñôn vò caáu truùc lyù töôûng cuûa Gum laø daãn xuaát cuûa cellulose Các phụ gia chống vi sinh vật [7], [12] Phụ gia chống vi sinh vật là chế phẩm làm tăng tính an toàn và làm tăng độ bền của thực phẩm trước vi sinh vật (không kể một số gia vị truyền thống đã sử dụng trong thực phẩm có chức năng khác, nhưng cũng có tác dụng bảo quản chống vi sinh vật như giấm, đường, cồn, muối,…). Việc lựa chọn một phụ gia chống vi sinh vật cần phải quan tâm đến những yếu tố sau: Cần hiểu biết về phạm vi hoạt động của chất chống vi sinh vật cần sử dụng. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của thực phẩm và chất chống vi sinh vật như: pKa, tính tan của chất chống vi sinh vật, pH của thực phẩm. Điều kiện bảo quản thực phẩm và các quá trình chế biến phải được tính toán để đảm bảo chức năng chống vi sinh vật của phụ gia cần sử dụng. Phụ gia chống vi sinh vật phổ biến hiện nay là acid benzoic và muối benzoat: Acid benzoic trong tự nhiên được tìm thấy trong các loại thực vật như dâu (cranberry), mận, quế, đinh hương…đã từ lâu được sử dụng như một chất ức chế vi sinh vật thực phẩm. Acid benzoic tồn tại dạng tinh thể bền, không mùi, màu trắng. Natri benzoat tan tốt trong nước (66,0g/100ml ở 200C) và ethanol (0,81g/100ml ở 150C). Vì khả năng tan trong nước của acid benzoic thấp hơn nhiều so với natri benzoat nên người ta thường sử dụng natri benzoat trong nhiều thực phẩm. Chức năng chính của acid benzoic và natri benzoat là chống vi khuẩn. Hầu hết các loại nấm men và nấm mốc sẽ bị ức chế ở nồng độ 0,05 – 0,1% trong khi nồng độ để ức chế vi khuẩn là 0,01 – 0,02%. Phạm vi ứng dụng của acid benzoic và natri benzoat được cho cụ thể ở bảng 8. Cơ chế tác dụng lên vi sinh vật của acid benzoic và natri benzoat hiện nay cũng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Một số nghiên cứu cho rằng acid benzoic ức chế quá trình tổng hợp acid amin của nấm mốc và vi khuẩn. Benzoat cũng có khả năng ức chế enzyme trong tế bào của vi khuẩn như những enzyme cần thiết trong chu trình tạo acid lactic, enzyme a-ketoglutarate và succinate dehydrogenase trong chu trình citric. Benzoat có khả năng ức chế hoạt tính của enzyme trimethylamine-N-oxide reductase của Escherichia coli, ức chế quá trình tạo aflatoxin của Aspergillus flavus. Ngoài acid benzoic và muối benzoat, các nhà sản xuất thực phẩm có thể sử dụng những phụ gia chống vi sinh vật khác như acid sorbic và muối sorbate, các acid hữu cơ như acid citric, acid acetic, acid lactic,… Bảng 8: Khả năng ức chế vi sinh vật của natri benzoic và natri benzoat Vi sinh vật pH Liều lượng (ppm) 1. Vi khuẩn Bacillus receus E. coli Lactobacillus Micrococcus sp Pseudomonas sp 6,3 5,2 – 5,6 4,3 – 6,0 5,5 – 5,6 6,0 500 50 – 120 300 – 1800 50 – 100 200 - 480 2. Nấm men: Dabaryonyceshansenii Zygoaccharomyces Saccharomyces bayanus Zygoaccharomyces bailic 4,8 4,8 4,0 4,8 500 100 330 4500 3. Nấm mốc: Aspergillus Penicillium citrinum Penicillium glaucam Mucor racemosus Phizopus nigricans 3,0 – 3,5 5,0 5,0 5,0 5,0 200-300 2000 400 – 500 30 – 120 CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Cơm dừa Dừa sử dụng trong nghiên cứu này thuộc giống dừa Ta (Cocus nucifera L.), độ tuổi từ 11 – 12 tháng, được hái từ nhà vườn thuộc huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre. Cơm dừa được sử dụng trong quá trình thí nghiệm có màu trắng sáng, được gọt sạch lớp vỏ nâu bên ngoài và nghiền nhỏ đến kích thước 1,5 – 3 mm. Cơm dừa có mùi đặc trưng của dừa, không có mùi lạ như mùi ôi, thiêu, mùi mốc hay mùi dầu dừa Hoá chất sử dụng: Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu này được trình bày trong bảng 9 Bảng 9: Các hoá chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu Tên hoá chất Chức năng Nhà cung cấp Xanthan gum Tăng độ nhớt Công ty EAC Tween 80 Tạo nhũ Sở Công nghiệp TP.HCM CMC Tăng độ nhớt Công ty EAC BHT Chống oxy hoá chất béo Công ty Golden Hope Nhà Bè Natri metabisulphite Hạn chế sự sẫm màu Công ty Ngọc Sơn Natri benzoat Chống vi sinh vật Công ty Ngọc Sơn Phương pháp nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Mục đích của nghiên cứu này nhằm chọn ra áp suất đồng hóa và hàm lượng các chất nhũ hóa thích hợp để tránh hiện tượng tách pha trong sữa dừa. Ngoài ra, chúng tôi cũng khảo sát chọn hàm lượng chất chống vi sinh vật thích hợp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sữa dừa và xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm của toàn bộ quy trình sản xuất. Sơ đồ nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của chất chống vi sinh vật đến thời gian bảo quản sản phẩm Tính hiệu suất của quy trình sản xuất và Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm Chọn các thông số công nghệ cho quy trình tạo sản phẩm sữa dừa trong phòng thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng các chất nhũ hóa sử dụng đến độ bền của hệ nhũ tương của sản phẩm Kết luận và kiến nghị Hình 15: Sơ đồ nghiên cứu 3.2.2.1 Chọn các thông số công nghệ cho quy trình tạo sản phẩm sữa dừa trong phòng thí nghiệm Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, chúng tôi sử dụng kết quả thu được trong nghiên cứu của Vũ Chí Hải (2005), Huỳnh Trung Việt (2006) và Ngô Minh Hiếu (2007). Các mẫu thí nghiệm được thực hiện theo quy trình như hình 2, sử dụng các thông số sau: * Quá trình trích ly sữa dừa (Vũ Chí Hải, 2005): Tỉ lệ cơm dừa : dung môi (nước) : 1 : 1 (w/w) Nhiệt độ trích ly : 500C Thời gian trích ly : 10 phút * Quá trình ly tâm tách béo (Huỳnh Trung Việt, 2006): Lực ly tâm sử dụng để thu được sữa dừa có hàm lượng béo 50 % wt không thấp hơn 880G (N) * Quá trình gia nhiệt - phối trộn phụ gia: Sữa dừa sau khi ly tâm tách béo được gia nhiệt đến nhiệt độ 800C và phối trộn phụ gia. Quá trình phối trộn được thực hiên bằng thiết bị khuấy cơ tốc độ cao Heidolph Diax 900 do hãng Heidolph (Đức) sản xuất tốc độ quay là 15200 rpm và thời gian khuấy là 3 phút. Một số phụ gia được chọn với hàm lượng như sau (Ngô Minh Hiếu, 2007). Chất chống oxy hoá BHT với hàm lượng 0.025% (w/w) Chất chống biến nâu trong quá trình tiệt trùng: Natri metabisulphite với hàm lượng 0.005% (w/w) * Quá trình tiệt trùng: Sữa dừa sau đồng hoá áp lực cao được đóng lon kim loại và tiệt trùng ở nhiệt độ 1200C – 30 phút (Ngô Minh Hiếu, 2007) Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp thực nghiệm cổ điển. Hàm mục tiêu của quá trình khảo sát là chỉ số Nizo của sản phẩm đã qua quá trình đồng hóa áp lực cao. Chúng tôi cố định hàm lượng các chất nhũ hóa, thay đổi áp suất đồng hóa và tiến hành đo chỉ số Nizo của sữa dừa sau quá trình đồng hóa. Từ đó, chúng tôi chọn ra áp lực đồng hóa thích hợp. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng các chất nhũ hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm: Ứng với áp suất đồng hóa đã chọn ở trên, chúng tôi lần lượt thay đổi tỷ lệ hàm lượng các chất nhũ hóa trong giới giạn cho phép của Bộ Y tế và tiến hành đo chỉ số Nizo của sữa dừa sau quá trình đồng hóa. Căn cứ vào hàm mục tiêu là chỉ số Nizo của sản phẩm, chúng tôi chọn ra tỷ lệ thích hợp của các phụ gia nhũ hoá. Khảo sát ảnh hưởng của chất chống vi sinh vật đến thời gian bảo quản của sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi bổ sung phụ gia chống vi sinh vật là natri benzoat (theo tiêu chuẩn của CODEX cho sản phẩm sữa dừa) với các liều lượng khác nhau. Dựa vào hàm mục tiêu là tổng số vi khuẩn hiếu khí, chúng tôi tiến hành kiểm tra các mẫu sau quá trình làm hư gia tốc và chọn ra hàm lượng chất chống vi sinh vật thích hợp. Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm của quy trình sản xuất và kiểm tra chỉ tiêu hóa lý, vi sinh của sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi tiến hành thực hiện toàn bộ các quá trình trong quy trình công nghệ sản xuất sữa dừa ở quy mô phòng thí nghiệm với các thông số đã tìm được. Chúng tôi xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm trong toàn bộ quy trình. Mẫu sữa dừa được gửi đến Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiêm (2 – Nguyễn Văn Thủ) và Viện Pasteur (162 Pasteur) để kiểm các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh. Các thiết bị sử dụng và các phương pháp phân tích Các thiết bị sử dụng Máy ly tâm lỏng - lỏng: Do hãng EDIBON (Đan Mạch) sản xuất, tốc độ tối đa 20000rpm. Đường kính rotor 10 cm. Máy ly tâm lắng: do hãng Hettich Zentrifugen (Đức) sản xuất. Tốc độ tối đa 10000 rpm Máy xác định chỉ số Nizo: Do Việt Nam sản xuất. Tốc độ quay 1000 rpm Máy đồng hóa cơ Heidolph Diax 900: Do hãng Heidolph (Đức) sản xuất. Tốc độ quay của motor từ 8000 – 26000 rpm. Máy đồng hóa áp lực cao: Do hãng APV (Đan Mạch) sản xuất. Áp lực đồng hóa tối đa là 1000 bar Thiết bị tiệt trùng autoclave: Do hãng Huxley (Đài Loan) sản xuất. Nhiệt độ tối đa 1370C. Các phương pháp phân tích Phương pháp xác định hàm lượng chất béo Adam – Rose – Gottlieb [10] Nguyên tắc Trích ly lipid trong mẫu phân tích bằng diethyl ether và petroleum ether trong môi trường NH3 và cồn. Làm bay hơi hết ether, cân lipid và từ đó xác định hàm lượng lipid trong mẫu phân tích. Phương pháp xác định chỉ số Nizo [6] Nguyên tắc Chỉ số Nizo được dùng để xác định hiệu quả của quá trình đồng hóa. Nguyên tắc của phương pháp là thực hiện quá trình phân riêng hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương bằng cách sử dụng lực ly tâm. Xác định lượng chất béo có trong 25ml mẫu đem phân tích và 20 ml ở phần đáy của mẫu sau quá trình ly tâm. Chỉ số Nizo là tỷ lệ giữa hàm lượng chất béo trong 20ml ở đáy ống ly tâm so với hàm lượng chất béo trong 25 ml mẫu ban đầu. Chỉ số Nizo càng cao thì hệ nhũ tương càng ổn định và ngược lại. Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí [5] Nguyên tắc: Sử dụng kỹ thuật đổ đĩa, đếm khuẩn lạc trên môi trường thạch sau khi ủ hiếu khí ở nhiệt độ 30 ± 10C trong thời gian từ 48 – 72 giờ. Số lượng vi khuẩn hiếu khí trong 1g hay 1 ml mẫu sản phẩm thực phẩm kiểm nghiệm được tính từ số khuẩn lạc đếm được từ các hộp nuôi cấy theo các độ đậm pha loãng. Phương pháp phân tích cảm quan Kiểm tra cảm quan các mẫu thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp phân tích mô tả (descriptive analysis techniques). Phương pháp phân tích thống kê: [8] Các kết quả thí nghiệm được kiểm tra liệu có sự khác biệt có ý nghĩa giữa chúng hay không thông qua phương pháp phân tích ANOVA một chiều với độ tin cậy là 95% (p < 0.05). CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Khảo sát ảnh hưởng áp suất đồng hoá đến sự ổn định của hệ nhũ tương. Trong thí nghiệm này, chúng tôi lần lượt sử dụng áp lực là 100, 150, 200, 250, 300 bar trong quá trình đồng hoá mẫu sữa dừa. Tất cả các mẫu sữa dừa đều được bổ sung hỗn hợp phụ gia với thành phần như sau (tính theo khối lượng nguyên liệu) Xanthan gum : 0,30% CMC : 0,30% Tween 80 : 0,30% BHT : 0,025% Sau quá trình tiệt trùng, cấu trúc của hệ nhũ tương bị biến đổi. Do đó, sau khi thực hiện xong quá trình đồng hoá, chúng tôi rót mẫu vào bao bì kim loại, tiệt trùng (1200C, 30 phút) rồi sau đó mới lấy mẫu đem đi phân tích chỉ số Nizo và xác định độ nhớt. Các mẫu thí nghiệm trên đều được thực hiện với 3 lần lặp lại để có thể kiểm định thống kê. Kết quả thí nghiệm xác định chỉ số Nizo được trình bày trong bảng 10 và hình 16. Bảng 10: Chỉ số Nizo của các mẫu được đồng hóa ở các áp suất khác nhau Áp suất đồng hoá (bar) Chỉ số Nizo Chỉ số Nizo trung bình 100 97.4 97.2 97.8 97.5a 150 97.5 97.6 98.0 97.7a 200 98.1 98.1 97.8 98.0a 250 98.3 98.4 98.6 98.4b 300 98.5 98.8 98.1 98.5b a, b: Các giá trị có cùng chữ viết phía trên thì không khác nhau có nghĩa với p < 0,05 Hình 16: Chỉ số Nizo của mẫu sữa dừa ứng với các giá trị áp lực đồng hóa khác nhau Xét về mặt lý thuyết, khi tăng áp lực đồng hóa sẽ làm giảm kích thước của các hạt cầu béo, phân bố chúng đều hơn trong dung dịch và ngăn cản sự hợp giọt, làm tăng khả năng ổn định về mặt vật lý và hóa lý của sản phẩm. Ngược lại, áp lực đồng hóa thấp sẽ không đủ năng lượng để có thể phá vỡ các chùm béo (Floury, 2000). Tuy nhiên, dựa vào bảng 10, chúng ta có thể thấy rằng sự khác biệt về chỉ số Nizo của các mẫu thí nghiệm là rất nhỏ, nghĩa là hiệu quả đồng hóa ở các giá trị áp suất đã khảo sát là như nhau. Nguyên nhân có lẽ là do độ nhớt của sữa dừa khá cao nên giá trị lực ly tâm sử dụng theo phương pháp Nizo(1000rpm/phút) không đủ mạnh để phân tách thành phần béo có trong mẫu sữa dừa trong quá trình ly tâm. Cũng theo Floury (2000), hệ nhũ tương thu được khi đồng hóa với áp suất thấp thì thể hiện tích chất của dòng chảy Newton (Newtonian flow behavior) với độ nhớt thấp do không có sự tương tác giữa các phần tử. Khi áp lực đồng hóa tăng lên, độ nhớt của hệ nhũ sau đồng hóa cũng tăng, điều này được giải thích là do có sự tương tác mạnh giữa các phần tử trong hệ nhũ. Hơn nữa, nghiên cứu của Vitali và cộng sự (1985) đã cho rằng do có hàm lượng chất béo cao, sữa dừa thể hiện tính chất của một chất “giả dẻo” (pseudoplastic) ở nhiệt độ 15 – 500C. Simuang và cộng sự (2004) cũng đưa ra một kết luận tương tự khi làm thí nghiệm với sữa dừa có hàm lượng béo từ 15 – 30% ở nhiệt độ 70 – 900C. Theo McClements (2002), một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự tách pha của hệ nhũ tương đó là độ nhớt vì nó ảnh hưởng đến sự tách pha do trọng lực của hệ nhũ. Chúng tôi cũng tiến hành đo độ nhớt của các mẫu sữa dừa sau khi đồng hóa. Kết quả của thí nghiệm đo độ nhớt được trình bày trong bảng 11 và hình 17. Dựa vào đồ thị hình 17, chúng ta có thể thấy rằng khi tăng áp suất đồng hóa từ 100 bar đến 300 bar thì độ nhớt của sữa dừa cũng tăng theo. Tuy nhiên, khi áp suất tăng cao hơn 200bar thì mức độ tăng độ nhớt của sữa dừa là không lớn. Theo lý thuyết, độ nhớt càng cao thì khả năng tách pha càng khó xảy ra. Do đó chúng tôi đề xuất chọn áp suất đồng hóa sử dụng cho sữa dừa là 200bar. Bảng 11: Ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến độ nhớt của sản phẩm Áp suất đồng hoá (bar) Độ nhớt (cP) Độ nhớt trung bình (cP) 100 16100 16028 16240 16123a 150 16530 16550 16490 16523b 200 17095 17100 17090 17095c 250 17150 17200 17125 17158d 300 17180 17200 17170 17183d a, b, c, d: Các giá trị có cùng chữ viết thì không khác nhau có nghĩa với p < 0,05 Hình 17: Độ nhớt của mẫu sữa dừa sau đồng hóa ở các giá trị áp suất khác nhau Theo Bergenstahl và Claesson (1990), trong các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ nhũ tương thực phẩm như: hàm lượng béo, kích thước các hạt béo, các chất nhũ hóa sử dụng, hàm lượng các chất nhũ hóa so với hàm lượng béo…thì yếu tố kích thước các hạt cầu béo đóng một vai trò quan trọng nhất trong việc ổn định hệ nhũ. Các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn thì sẽ có khả năng hợp giọt nhanh hơn so với các hạt có kích thước nhỏ (Jena, 2005). Để thấy rõ sự giảm kích thước của các hạt cầu béo sau quá trình đồng hóa, chúng tôi tiến hành lấy mẫu chụp hình bằng kính hiển vi quang học Horiba LB 550 tại Phòng thí nghiệm công nghệ Nano – Đại học Quốc gia TPHCM. Chúng tôi khảo sát 3 mẫu: + Mẫu sữa dừa sau quá trình ly tâm để đạt được hàm lượng béo không thấp hơn 50% + Mẫu sữa dừa sau giai đoạn khuấy cơ (Tốc độ khuấy 15200 rpm và thời gian khuấy là 3 phút) + Mẫu sữa dừa sau giai đoạn đồng hoá áp lực cao (áp suất 200 bar) Kết quả thu được như sau: Đối với mẫu sữa dừa sau ly tâm, chưa qua đồng hóa (Hình 18 a,b), chúng ta thấy rằng các hạt cầu béo có kích thước không đồng đều nhau. Có hạt có kích thước rất lớn, ngược lại có hạt có kích thước rất nhỏ. Chúng có nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình oval, hình ống thon dài. Đối với mẫu sữa dừa sau giai đoạn khuấy trộn tốc độ cao, chúng ta thấy rằng các hạt cầu béo đã có kích thước giảm đi so với mẫu sau ly tâm ban đầu. Ngoài ra, quá trình khuấy còn giúp phối trộn các phụ gia và phân bố chúng đều trong dung dịch. Trên hình 19 a, ta thấy hầu hết các hạt cầu béo đã được bao bọc xung quanh 1 lớp màng bởi các chất nhũ hoá. Tuy nhiên, do hàm lượng béo trong sữa dừa cao (hơn 50%) nên quá trình khuấy trộn chưa đủ để phân bố đều các phụ gia trong dung dịch nên cũng có những vùng chất béo chưa được bao phủ bởi các chất nhũ hóa (Hình 19 b). Sau quá trình đồng hóa áp lực cao với áp suất 200bar, chúng ta có thể nhận thấy sự khác biệt rõ ràng về kích thước của các hạt cầu béo so với hai mẫu trên (hình 20a,b). Trong quá trình đồng hóa, các hạt cầu béo có kích thước lớn bị xé nhỏ bởi lực cắt mạnh (high shear force), tạo nên các hạt cầu béo có kích thước đồng đều và nhỏ hơn nhiều so với hạt béo ban đầu. Peamprasart (2006) cũng cho những nhận xét tương tự khi khảo sát hệ nhũ tương sữa dừa có 30% béo. So với mẫu chỉ qua khuấy trộn, các hạt béo của mẫu sau khi đồng hóa áp lực cao có kích thước nhỏ hơn, được phân bố đều hơn trong dung dịch và hầu hết các hạt béo đã được bao bởi các chất nhũ hóa, giúp ổn định hệ nhũ, chống lại quá trình hợp giọt và tách pha. Hình 18a: Mẫu sữa sừa sau khi ly tâm để tăng hàm lượng béo (phóng đại 400 lần) Hình 18b: Mẫu sữa sừa sau khi ly tâm để tăng hàm lượng béo (phóng đại 400 lần) Hạt béo được bao xung quanh 1 lớp màng phụ gia Hình 19a: Sữa dừa sau khi phối trộn phụ gia (x 400) Hạt béo chưa được bao xung quanh 1 lớp màng phụ gia Hình 19b: Sữa dừa sau khi phối trộn phụ gia (x 400) Hình 20 a: Sữa dừa sau khi đồng hóa áp lực cao 200bar (x 400) Hình 20 b: Sữa dừa sau khi đồng hóa áp lực cao 200bar (x 400) Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia đến sự ổn định của hệ nhũ tương Trong thí nghiệm này, chúng tôi cố định tổng hàm lượng Tween 80 và CMC là 0,6% (Hàm lượng này nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Y tế). Chúng tôi thực hiện thí nghiệm với 7 mẫu sữa dừa, tỷ lệ khối lượng hai phụ gia Tween 80/ CMC lần lượt là: 1/1; 1/2; 1/3; 1/4; 2/1; 3/1; 4/1 Chúng tôi cố định các thông số còn lại như sau: Hàm lượng các chất phụ gia khác ( tính theo % khối lượng nguyên liệu): Xanthan gum : 0,3% BHT : 0,025% Áp lực đồng hóa 200 bar Chế độ tiệt trùng: 1200C – 30 phút Tất cả các mẫu thí nghiệm trên đều được thực hiện với 3 lần lặp lại để có thể kiểm định thống kê Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 12, hình 21: Bảng 12: Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia đến sự ổn định của hệ nhũ Tỷ lệ Tween 80/CMC Chỉ số Nizo Chỉ số Nizo trung bình 4/1 99.54 99.44 99.40 99.46a 3/1 99.43 99.50 99.41 99.45a 2/1 99.52 99.39 99.44 99.45a 1/1 99.45 99.42 99.40 99.42a 1/2 99.38 99.41 99.40 99.40a 1/3 99.38 99.40 99.39 99.39a 1/4 99.39 99.36 99.37 99.37a a: các giá trị có cùng chữ viết phía trên thì không khác nhau có nghĩa với p < 0,05 Hình 21: Chỉ số Nizo của mẫu sữa dừa ứng với các tỷ lệ Tween 80 và CMC khác nhau Kết quả kiểm nghiệm thống kê cho thấy không có sự khác biệt giữa các kết quả thu được. Như chúng tôi đã trình bày ở trên, do độ nhớt của sữa dừa khá cao (các mẫu đều có độ nhớt nằm trong khoảng từ 17500 đến 17680) nên giá trị lực ly tâm được quy định theo phương pháp Nizo không đủ lớn để phân tách phần béo có trong mẫu sữa dừa trong quá trình ly tâm. Chỉ số Nizo cao cho phép khẳng định về độ bền của hệ nhũ tương của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Sau khi tiệt trùng các mẫu vừa nêu trên và quan sát, chúng tôi nhận thấy rằng, ở các mẫu có hàm lượng CMC cao (Tỉ lệ Tween 80/CMC là 1/3 và 1/4) thì cấu trúc của sản phẩm không tốt, sữa dừa sau tiệt trùng không còn giữ cấu trúc paste, sệt như các mẫu khác mà lại có cấu trúc dạng gel. Theo Kuhnhold (2004), CMC là chất tạo đặc nhưng với hàm lượng cao thì CMC có khả năng tạo gel. Các mẫu còn lại đều có cấu trúc dạng paste sệt. Do vậy, chúng tôi loại bỏ mẫu có hàm lượng CMC cao là hai mẫu có tỷ lệ phụ gia Tween 80/CMC là 1/3 và 1/4. Xét về mặt giá thành thì Tween 80 mắc hơn nhiều so với CMC. Giá tham khảo do công ty trách nhiệm hữu hạn Trường Phát cung cấp là Tween 80: 650.000đ/kg; CMC: 40.000đ/kg (hoá chất công nghiệp). Nếu tính trên 1 kg sản phẩm, với các tỷ lệ hai phụ gia được khảo sát như trên, chi phí của hai phụ gia sử dụng sẽ như sau: Bảng 13: Chi phí của hai phụ gia Tween 80 và CMC (tính cho 1 kg sản phẩm) Tỷ lệ Tween 80/CMC (w/w) Hàm lượng Tween 80 (g) trong 1kg sản phẩm Hàm lượng CMC (g) trong 1 kg sản phẩm Thành tiền (Đồng) 1/1 3 3 2070 2/1 4 2 2680 3/1 4.5 1.5 2985 4/1 4.8 1.2 3168 1/2 2 4 1460 1/3 1.5 4.5 1155 1/4 1.2 4.8 972 Dựa vào các kết quả thu được ở trên, chúng ta có thể thấy rằng đối với mẫu có hàm lượng Tween 80 cao thì giá thành sẽ tăng lên đáng kể. Vì vậy, chúng tôi đề xuất chọn tỷ lệ giữa hai phụ gia Tween 80 và CMC là 1:2 (w/w) Sử dụng natri benzoate để ức chế hệ vi sinh vật trong sữa dừa: Theo Seow và Gwee (1997), sữa dừa tự nhiên bị hư hỏng nhanh chóng do vi sinh vật, ngay cả khi được bảo quản ở nhiệt độ lạnh. Thời gian cần thiết cho sự nhân đôi một thế hệ vi khuẩn trong sữa dừa giảm từ 232 phút ở 100C còn 44 phút ở 300C (Fernandez, 1970). Sữa dừa là một môi trường giàu chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật phát triển. Thông thường, các vi sinh vật nhiễm từ nguyên liệu, từ dụng cụ chứa thiết bị chế biến hay từ môi trường sản xuất. Những loại vi khuẩn thường gặp bao gồm các giống như Bacillus, Achromobacter, Microbacterium, Micrococcus, Brevibacterium, Penicillium, Geotricum, Mucor, Fusarium, Saccharomyces spp. Sữa dừa nếu thanh trùng ở nhiệt độ 720C – 20 phút chỉ có thể bảo quản được trong vòng 5 ngày ở nhiệt độ 40C, còn với sữa dừa đóng lon và tiệt trùng ở 1210C, chúng ta có thể bảo quản sản phẩm ở điều kiện thường trong thời gian lâu hơn. Theo tiêu chuẩn Codex về sữa dừa (Codex stan 240), để tăng cường thời gian bảo quản sản phẩm, chúng ta có thể cho chất chống vi sinh vật là natri benzoat với hàm lượng tối đa là 0,1%. Trên cơ sở đó, chúng tôi lần lượt tiến hành thí nghiệm với 3 mẫu sữa dừa, thay đổi hàm lượng phụ gia chống vi sinh vật natri benzoat là 0%, 0,05% và 0,1%. Mẫu sữa dừa được đựng trong bao bì kim loại với dung tích là 150ml. Chúng tôi cố định các thông số còn lại như sau: Hàm lượng các chất phụ gia khác( tính theo % khối lượng nguyên liệu): CMC : 0,4% Tween 80 : 0,2% Xanthan gum : 0,3% BHT : 0,025% Natri metabisulphite : 0,005% Áp lực đồng hóa 200 bar Chế độ tiệt trùng: 1200C – 30 phút Tất cả các mẫu thí nghiệm trên đều được thực hiện với 3 lần lặp lại để có thể kiểm định thống kê. Sau khi tiệt trùng, các mẫu sản phẩm được làm hư gia tốc bằng cách ủ trong điều kiện nhiệt độ 370C và độ ẩm không khí 99%. Kết quả kiểm tra tổng số vi khuẩn hiếu khí được trình bày trong bảng 14 và hình 22. Bảng 14: Tổng số vi khuẩn hiếu khí của các mẫu sừa dừa sau 7, 14, 21 và 28 ngày làm hư gia tốc. Thời gian làm hư gia tốc Hàm lượng Natri benzoat (%) TPC (cfu/ml) TPC trung bình (cfu/ml) 7 ngày 0 0.05 0.1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1a < 1a <1a 14 ngày 0 0.05 0.1 2.1x102 2.0x102 2.0x102 1.4x102 1.6x102 1.4x102 1.0x102 1.1x102 1.1x102 2.0x102 b 1.5x102 c 1.1x102 d 21 ngày 0 0.05 0.1 8.6x103 8.5x103 8.6x103 5.0x103 5.0x103 5.1x103 2.3x103 2.3x103 2.3x103 8.6x103 e 5.0x103 f 2.3x103 g a, b, c, d, e, f, g: các giá trị có cùng chữ viết phía trên thì không khác nhau có ý nghĩa với p < 0,05. Hình 22: Ảnh hưởng lượng natri benzoat đến tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu sừa dừa sau 7, 14 và 21 ngày làm hư gia tốc. Theo Ngô Minh Hiếu (2007), tổng số vi khuẩn hiếu khí của mẫu sữa dừa được tiệt trùng ở 1200C – 30 phút, không bổ sung Natri Benzoat sau 21 ngày làm hư gia tốc là 8,8x103 cfu/ml. Kết quả chúng tôi thu được đối với mẫu sữa dừa không bổ sung Natri benzoat sau 21 ngày làm hư gia tốc là 8.6x103cfu/ml, tương tự như kết quả của nghiên cứu trên. Kết quả kiểm tra vi sinh cho thấy sau 14 ngày làm hư gia tốc, có sự khác biệt về tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu sữa dừa. Theo tiêu chuẩn vi sinh về sữa dừa của APCC (Asian and Pacific Coconut Community), tổng số vi khuẩn hiếu khí trong 1 ml sữa dừa là 5x104 cfu. Bảng 17 cho thấy tổng số vi khuẩn hiếu khí của cả 3 mẫu sữa dừa sau 21 ngày làm hư gia tốc đều đạt yêu cầu. Về mặt cảm quan, các mẫu đều có màu trắng, không có hiện tượng nổi bọt và không có mùi ôi, mùi lạ. Tuy nhiên, việc bổ sung natri benzoat đã làm giảm tổng số vi khuẩn hiếu khí xuất hiện trong các mẫu. Lượng natri benzoat bổ sung càng nhiều thì tổng số vi khuẩn hiếu khí xuất hiện trong sữa dừa sau 21 ngày làm hư gia tốc sẽ càng ít. Nếu sau 3 tuần làm hư gia tốc, sản phẩm có hàm lượng vi sinh vật vẫn nằm trong giới hạn cho phép, chúng tôi có thể kết luận là thời gian bảo quản sản phẩm ở điều kiện thược sẽ không thấp hơn 6 tháng Chúng tôi đề xuất chọn hàm lượng chất chống vi sinh vật natri benzoat sử dụng cho sữa dừa là 0,05%. Xác định hiệu suất thu hồi của quy trình và các chỉ tiêu hoá lý và vi sinh của sữa dừa: Chúng tôi thực hiện toàn bộ quy trình như hình 2 và xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm của quy trình sản xuất sau khi tiến hành xác định hàm lượng bán thành phẩm, hàm lượng chất khô và hàm lượng béo sau từng quá trình trong quy trình. Thí nghiệm được thực hiện 3 lần. Kết quả chúng tôi thu được như sau Bảng 15: Lượng bán thành phẩm, chất béo và chất khô sau mỗi quá trình trong quy trình sản xuất: Quá trình Khối lượng (g) Hàm lượng chất khô (g) Hàm lượng béo (g) Nguyên liệu cơm dừa 1000 474,3 266 Nước 1000 0 0 Trích ly 1235,5 290,3 222,4 Ly tâm 420 270,0 218,4 Phối trộn phụ gia 424 275,3 218,0 Đồng hóa áp lực cao 415,5 269,7 213,6 Sản phẩm 415,5 269,7 213,6 Từ bảng 15, chúng tôi tính hiệu suất thu hồi béo của toàn bộ quy trình bằng cách lấy tỷ số giữa hàm lượng béo trong sản phẩm so với hàm lượng béo trong nguyên liệu ban đầu, kết quả thu được hiệu suất thu hồi béolà: 80,3% (so với tổng chất béo có trong nguyên liệu). Trong quy trình sản xuất, hàm lượng béo bị hao hụt chủ yếu là do quá trình trích ly và ép. Hiệu suất thu hồi chất khô của toàn bộ quy trình đạt 56,86% (tỷ số giữa hàm lượng chất khô có trong sản phẩm so với hàm lượng chất khô có trong nguyên liệu). Tổn thất chất khô chủ yếu xảy ra trong quá trình ly tâm để tăng hàm lượng béo trong sữa dừa. Tuy nhiên, nếu tính theo lượng chất khô hòa tan sau khi đã ép lấy sữa dừa thì hiệu suất trích ly đạt tương đối cao: 93% (tỷ số giữa hàm lượng chất khô trong sản phẩm so với hàm lượng chất khô trong sữa dừa sau khi trích ly). Hao hụt qua từng quá trình trong quy trình sản xuất sữa dừa được trình bày trong hình 23. Như vậy từ 1 tấn cơm dừa có độ ẩm 52.57%, hàm lượng béo 26,6% sẽ cho chúng ta 415,5 kg sản phẩm sữa dừa với hàm lượng béo đạt 52%, độ ẩm 35,1%. Các chỉ tiêu khác được trình bày ở phần sau đây. Nước (1m3) Cơm dừa (1 tấn) Bã Trích ly, ép Tổn thất chất khô: 38.8% Tổn thất chất béo: 16.4% Ly tâm Tổn thất 66% khối lượng Phối trộn phụ gia Tăng 0.95% khối lượng Đồng hoá Tổn thất 2% khối lượng Tiệt trùng Tổn thất 0% khối lượng Sản phẩm Hình 23: Hao hụt thông qua các quá trình của quy trình sản xuất Chỉ tiêu vi sinh Bảng 16: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh của mẫu sữa dừa Tên chỉ tiêu Quy định của APCC Kết quả kiểm tra Tổng vi khuẩn hiếu khí 5x104 cfu/ml Không phát hiện E. coli Không phát hiện trong 1ml mẫu Không phát hiện trong 1ml mẫu Vibrio cholerae Không phát hiện trên 25g mẫu Không phát hiện trên 25g mẫu Salmonella Không phát hiện trên 25g mẫu Không phát hiện trên 25g mẫu Listeria monocytogens Không phát hiện trên 25g mẫu Không phát hiện trên 25g mẫu Enteroccoci 10 cfu trên 1g mẫu Không phát hiện trên 1g mẫu Chỉ tiêu hóa lý Bảng 17: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý của mẫu sữa dừa Tên chỉ tiêu Quy định của TCVN và Tiêu chuẩn CODEX Stand A-2-1973 Kết quả kiểm tra Hàm lượng béo > 50% 58% Carbohydrate > 5% 19% Cu < 0,05 mg/kg Không phát hiện As < 0,5 mg/l Không phát hiện Cd < 1 mg/l Không phát hiện Hg < 0,05 mg/l Không phát hiện Như vậy, kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh mẫu sữa dừa của chúng tôi cũng phù hợp với các quy định đã được đặt ra. CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Từ các kết quả nghiên cứu được ở trên, chúng tôi đề xuất một số thông số kỹ thuật sử dụng cho quy trình sản xuất sữa dừa có hàm lượng béo cao như sau: * Hàm lượng phụ gia (tính theo % khối lượng nguyên liệu) Xanhthan gum : 0,3% CMC : 0,4% Tween 80 : 0,2% BHT : 0,025% Natri metabisulphite : 0,005% Natri benzoat : 0,05% * Áp suất đồng hóa: 200 bar * Chế độ tiệt trùng: 1200C – 30 phút 5.2. KIẾN NGHỊ Do thời gian thực hiện luận văn có hạn nên nội dung nghiên cứu trong luận văn này chưa thật phong phú. Chúng tôi xin đề nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài này gồm các nội dung sau Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến độ bền hệ nhũ tương trong sản phẩm. Tối ưu hóa các thông số của quá trình trong quy trình sản xuất bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế, Quy định danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm, Hà Nội, 2001, 136 tr. Hoàng Văn Đức, Cây dừa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1991 Vũ Chí Hải, Nghiên cứu sản xuất bột sữa dừa hòa tan, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách khoa TpHCM, 2006. Ngô Minh Hiếu, Nghiên cứu sản xuất sữa dừa hàm lượng béo cao, Luận văn tốt nghiệp Đại học, Đại học Bách khoa TPHCM, 2007, 79 tr. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Mai Hương, Thực tập vi sinh vật học thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2006, 296 tr. Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống – Tập 1 – Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2004, 296 tr. Tôn Nữ Minh Nguyệt, Bài giảng môn học Hóa học thực phẩm, Đại học Bách khoa TPHCM, 2004 Nguyễn Văn Tuấn, Phân tích số liệu bằng R - Bài giảng môn Tin học trong hóa học Thực phẩm, 2004. Huỳnh Trung Việt, Nghiên cứu sản xuất sữa dừa hàm lượng béo cao, Luận văn tốt nghiệp Đại học, Đại hoc Bách khoa TPHCM, 2006, 72 tr. AOAC (Association of Official Analytical Chemists), Official methods of analysis of AOAC (16th edition), 1996. Bergenstahl, B. A., & Claesson, P. M, Surface forces in emulsions. In K. Larsson & S. E. Friberg (Eds.), Food emulsions (pp. 41–96). New York: Marcel Dekker Inc, 1990. Branen, A.Larry và cộng sự, Food additives, Marcel Dekker Inc., New York and Basel, 2001, 375p Bylund, G., Dairy processing handbook, Tetra-Pak processing systems AB publisher, Lund, 1995, 436p Chiewchan, N. và cộng sự, Effect of homogenizing pressure and sterilizing condition on quality of canned high fat coconut milk, journal of Food Engineering, vol 73, issue 1, 2006, p. 38 – 44. Codex Stand 240, Codex Standard for aqueous coconut products – coconut milk and coconut cream, 2003, 4p Codex Stand A-2-1973, Codex Standard for milk fat products, 2006, 3p Davis, H.T, Factors determining emulsion type: Hydrophile-lipophile balance and beyond. Colloids and surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 91, 1994, p 9- 24. Fernandez, W.L., và cộng sự, Bihourly bacterial plate count of gata (coconut milk) stored for 24h at 300, 200 and 100, Philippine Agriculturist, vol 54, p 202 - 209. Floury, J. và cộng sự, Effect of high – pressure homogenization on droplet size distributions and rheological properties of model oil-in-water emulsions, Innovative Food Science & Emerging Technology 1, 2000, p. 127 – 134. Friberg, S., Larsson, K., Sjoblom, J., Food emulsions, 4th edition. Marcel Dekker, New York, 2000, 624p. Gwee, C.N., New technologies open the passage into new usage of coconut milk products, Food Science and Technology in Industrial Development, vol 1, 1988, p 157 - 162. Hasenhuettl, G.L., Hartel, R.W, Food emusifiers and their Application, Chapman and Hall, New York, 1997, 302p. Jena, S., Modeling of partical size distribution of sonicated coconut milk emulsion: Effect of emulsifiers and sonocation time, Food Research International, Vol 39, 2006, p 606 – 611. Jonsson, B. và cộng sự, Surfactants and Polymers in Aqueous Solution, 2nd, John Wiley & Sons, Chichester, 1998. Kühnhold, V., Development of an in vivo bioassay to identify sugar beet resistance to the stem nematode Ditylenchus dipsaci, Brill Academic Publishers, Vol 8, 2006, p 641 -645. McClements, D.J, Modulation of globular protein functionality by weakly interacting cosolvents, Critical reviews in Food Science, Vol 42, issue 5, 2002, p. 417-471 McKenna, B.M., Texture in food, Vol 1: Semi – Solid Foods. CRC Press, Boca Raton, 2003, 448p Peamprasart, T., Chiewchan, N., Effect of fat content and preheat treatment on the apparent viscosity of coconut milk after homogenization, Journal of Food Engineering, vol 77, issue 3, 2006, p 653 – 658. Philips, G.O, Handbook of hydrocolloid, CRC Press, Cambridge, England, 2000, 450p Pichivittayakarn, W. và cộng sự, Effects og fluid flowrate on coconut milk fouling at pasteurization temperature (700C – 74,50C), Songklanakarin J. Sci. Techol., Vol 28, issue 6, 2006, p.1275 – 1288. Simuang, J., và cộng sự, Effect of heat treatment and fat content on flow properties of coconut milk, Journal Food Enginerr, vol 64, 2004, p 193 – 197. Seow, C.C., Gwee, C.N., Review: Coconut milk: chemistry and technology, International Journal of Foof Science and Technology, Vol 32, 1997, p. 189 – 201. Srinivasan, M. và cộng sự, The effect of sodium chloride on the formation and stability of sodium caseinate emulsion, Food Hydrocolloids, Vol 14, 2000, p 498-507 Stauffer, C.E, Emusifiers, Eagen Press Handbook, St. Paul, MN, 1999, 102p Vitali, A.A, và cộng sự, Rheological behavior of coconut milk, Journal Food Engineer, Proc. App., vol 1, 1985, p33-38 Waisundara, V.I, Effect of pre - treatments of fresh coconut kernels on some of the quality attributes of coconut extracted, Food Chemistry, vol 101, 2007, p771 – 777. Xu, W. và cộng sự, Fat particle structure and stability of food emulsions, Journal of Food Science, vol 63, issue 2, p183-188 www.wikipedia.com PHỤ LỤC Các phương pháp phân tích Phương pháp xác định hàm lượng chất béo Adam – Rose – Gottlieb Nguyên tắc Trích ly lipid trong mẫu phân tích bằng diethyl ether và petroleum ether trong môi trường NH3 và cồn. Làm bay hơi hết ether, cần lipid và từ đó xác định hàm lượng lipid trong sản xuất. Dụng cụ và thiết bị Dụng cụ: Ống ly tâm 50ml, đĩa petri, pipette 10 ml. Thiết bị: cân phân tích chính xác 0,0001g; tủ sấy; máy ly tâm lắng. Hoá chất Dung dịch cồn – NH3, với thành phần như sau: Cồn ethylic 900 : 208,5 ml NH3 đậm đặc : 7,5 ml Nước cất : 250 ml Diethyl ether, nhiệt độ sôi 34 – 350C, không chứa peroxide. Petroleum ether, nhiệt độ sôi 30 – 600C. Các hoá chất sử dụng phải không để lại vết sau khi bay hơi Tiến hành thí nghiệm Cho vào ống ly tâm các thành phần sau: Mẫu sữa dừa : 10 g Dung dịch cồn – NH3 : 10 ml Diethyl ether : 11 ml Petroleum ether : 10 ml Lắc đều hỗn hợp trên rồi đem ly tâm 5500 rpm – 15 phút. Hỗn hợp sau khi ly tâm sẽ chia làm hai lớp. Tách lấy lớp ether bên trên cho vào đĩa petri đã sấy khô và biết trước khối lượng. Tráng lại ống ly tâm bằng petroleum ether. Để đĩa petri bốc hơi hết ether ở nhiệt độ thường rồi cho vào tủ sấy 1050C. Sấy đĩa petri cho đến khối lượng không đổi và đem cân. Tính kết quả Hàm lượng béo tổng trong mẫu sữa dừa X (%) được xác định theo công thức sau: Trong đó: M1: Khối lượng đĩa petri (g) M2: Khối lượng đĩa petri và mẫu sau khi trích ly lipid và sấy khô (g) M: Khối lượng mẫu đem phân tích (g) (M= 10g) Phương pháp xác định chỉ số Nizo Nguyên tắc Chỉ số Nizo là một chỉ số dùng để xác định hiệu quả của quá trình đồng hoá. Nguyên tắc của phương pháp là xác định tốc độ phân lớp hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương bằng cách sử dụng lực ly tâm. Xác định lượng chất béo có trong 25ml mẫu đem phân tích và 20 ml mẫu ở phần đáy của mẫu sau khi đam ly tâm. Từ đó ta xác định được chỉ số Nizo. Chỉ số Nizo càng cao thì hệ nhũ tương càng ổn định và ngược lại. Thiết bị, dụng cụ Máy ly tâm xác định chỉ số Nizo: tốc độ quay là 1000 rpm, bán kính trục là 250mm Ống ly tâm Cách tiến hành: Lấy 25 ml mẫu sữa dừa đem ly tâm với tốc độ 1000 rpm trong thời gian 30 phút ở 400C. Tách 20 ml mẫu thu được ở phần đáy ống ly tâm để xác định hàm lượng béo theo phương pháp 3.3.2.1 Tính kết quả Chỉ số Nizo được tính theo công thức sau: Trong đó X1: hàm lượng chất béo trong 20 ml ở đáy ống sau khi ly tâm (%) X2: hàm lượng chất béo trong 25 ml mẫu ban đầu (%) Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí Nguyên tắc: Sử dụng kỹ thuật đổ đĩa, đếm khuẩn lạc trên môi trường thạch sau khi ủ hiếu khí ở nhiệt độ 30 ± 10C trong thời gian từ 48 – 72 giờ. Số lượng vi khuẩn hiếu khí trong 1g hay 1 ml mẫu sản phẩm thực phẩm kiểm nghiệm được tính từ số khuẩn lạc đếm được từ các hộp nuôi cấy theo các độ đậm pha loãng. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu Mẫu cần được lấy đặc trưng. Lượng mẫu tối thiểu dùng để pha loãng không ít hơn 1 ml đối với sản phẩm lỏng và 10 ± 0,1 g đối với các sản phẩm khác. Thiết bị và dụng cụ Hộp petri đường kính 90 – 100 mm; micropipette; becher 500 ml, erlen 250 ml, ống nghiệm Nồi cách thuỷ điều nhiệt, nồi hấp autoclave, tủ sấy, tủ ấm, máy pH kế. Hoá chất và môi trường Sử dụng môi trường thạch trypton glucose có các thành phần như sau Trypton : 5g Cao men : 2,5g Glucose : 1g Thạch : 15 – 20g Nước cất : 1000 ml Cách pha chế môi trường: đun nhỏ lửa, khuấy đều để hoà tan các chất đến khi sôi. Để nguội môi trường đến 55 ± 50C, điều chỉnh pH sao cho sau khi tiệt trùng pH = 7,0 ± 0,2. Rót vào các erlen lượng môi trường không quá ½ dung tích bình. Tiệt khuẩn trong nồi hấp ở nhiệt độ 1210C – 15 phút. Nếu môi trường sử dụng ngay thì để nguội đến 45 ± 10C ở nồi cách thuỷ. Nếu chưa sử dụng thì cần bảo quản ở nơi khô ráo, trong bóng tối với nhiệt độ từ 0 – 50C không quá 3 ngày. Trước khi nuôi cấy đun cách thủy cho môi trường nóng chảy và để nguội đến 45 ± 10C. Các bước nuôi cấy Pha loãng mẫu:Tiến hành pha loãng mẫu cho đến khi có được độ đậm pha loãng cần thiết đủ đếm được số khuẩn lạc trên hộp theo dự tính. Đổ hộp Đối với mẫu kiểm nghiệm phải nuôi cấy ít nhất ba độ đậm, mỗi độ đậm dùng 3 hộp petri. Lấy 1ml sản phẩm lỏng hoặc dung dịch pha loãng ở những độ đậm khác nhau cho vào giữa từng hộp petri. Rót vào mỗi hộp 12 – 15 ml môi trường thạch trypton glucose, trộn đảo đều dung dịch mẫu và môi trường. Để các hộp thạch đông tự nhiên trên bề mặt ngang. Ủ ấm: Khi thạch đã đông, lật sấp các hộp petri và để vào tủ ấm ở nhiệt độ 30 ± 10C từ 48 – 72 giờ. Sau 48 giờ tính kết quả sơ bộ bằng cách đếm những khuẩn lạc đã mọc trên các hộp đã nuôi cấy. Sau 72 giờ, tính kết quả chính thức. Tính kết quả Chọn tất cả các hộp petri có từ 25 đến 250 khuẩn lạc để tính kết quả. Số khuẩn lạc đếm được trên các hộp petri có độ pha loãng khác nhau cần thiết phải tuân thủ theo một quy luật hợp lý: độ pha loãng càng cao thì số khuẩn lạc đếm được trên hộp petri phải càng ít. Nếu kết quả không hợp lý, cần thực hiện lại các thí nghiệm. Tính N khuẩn lạc vi khuẩn hiếu khí cho 1 g hoặc 1 ml sản phẩm như sau: Trường hợp 1: chỉ có 1 hộp petri có số khuẩn lạc dao động trong khoảng 25 -250. Tất các các hộp còn lại có số khuẩn lạc nằm ngoài khoảng trên. Khi đó, ta chọn hệ số pha loãng tương ứng với hộp petri có số khuẩn lạc nằm trong khoảng 25 – 250 để tính kết quả. Công thức tính: Trong đó: C1, C2: số khuẩn lạc đếm được trên 2 hộp petri ở độ pha loãng đã chọn d: hệ số pha loãng mẫu Trường hợp 2: chỉ có 1 độ pha loãng với 2 hộp petri có số khuẩn lạc dao động từ 25 – 250. Tất cả các hộp petri ở các độ pha loãng khác đều có số khuẩn lạc nằm ngoài khoảng trên. Khi đó ta sẽ chọn độ pha loãng nói trên để tính kết quả Công thức tính: Trong đó: C1, C2: số khuẩn lạc đếm được trên 2 hộp petri ở độ pha loãng đã chọn d: hệ số pha loãng mẫu Trường hợp 3: Ở hai độ pha loãng liên tiếp, các hộp petri có số khuẩn lạc dao động từ 25 đến 250. Khi đó ta phải tính kết quả cho từng độ pha loãng Công thức tính: Trong đó: C: số khuẩn lạc đếm được trên các hộp petri đã chọn n1, n2: số hộp petri ở hai độ pha loãng liên tiếp đã chọn thứ nhất và thứ hai d: hệ số pha loãng của độ pha loãng thứ nhất Trường hợp 4: Tất cả các hộp petri đều có số khuẩn lạc nhỏ hơn 25. Khi đó, ta sẽ chọn độ pha loãng thấp nhất để tính kết quả. Trường hợp 5: Tất cả các hộp petri đều có số khuẩn lạc lớn hơn 250. Khi đó ta sẽ chọn hệ số pha loãng cao nhất để tính kết quả. Trường hợp 6: không có khuẩn lạc nào mọc trên tất cả các hộp petri. Khi đó, ta sẽ ghi kết quả là ít hơn (1 x 1/d) khuẩn lạc. Chú ý: Tất cả các kết quả đều được làm tròn, chỉ giữ lại hai số có ý nghĩa và biểu thị kết quả dưới dạng thập phân giữa 1,0 và 9,9 x 10n.