Luận văn Khảo sát biến đổi mật số vi sinh vật trong quá trình chế biến hạt sen đóng hộp

. + Vi sinh vật ưa lạnh (Psychrotrophs): có thể chịu được và phát triển ở nhiệt độ dưới 200C, chẳng hạn như Pseudomonas, Moraella-Acinetabacter. Mỗi loại vi khuẩn, nấm mốc, nấm men đều có khoảng nhiệt độ tối thích nằm trong vùng ưa ấm, ưa lạnh và ưa nóng. Khả năng chóng chịu với nhiệt độ cao của nấm mốc và nấm Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 9 men ít hơn vi khuẩn. Khi nhiệt độ tiến gần bằng 00C, chỉ có một số ít vi sinh vật có thể chịu được và sự phát triển của chúng cũng chậm dần đi. Khi nhiệt độ dưới 50C thì sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng bị chậm lại. Bảng 2 : Sự phát triển của vi sinh vật ở các khoảng nhiệt độ khác nhau Nhiệt độ (0C) Nhóm vi sinh vật Cực tiểu Tối thích Cực đại Ưa nóng 40 - 45 55 60 - 70 Ưa ấm 5 - 15 30 - 40 40 - 47 Ưa lạnh Ưa lạnh bắt buộc (-5) - 5 12 - 15 15 - 20 Ưa lạnh không bắt buộc (-5) - 5 25 - 30 30 - 35 Nguồn: An toàn vệ sinh thực phẩm ( TS Nguyễn Đức Lượng, TS Phạm Minh Tâm, 1995) Căn cứ vào yếu tố nhiệt độ mà người ta có thể kiểm soát được sự phát triển của vi sinh vật. Cụ thể là - Nhiệt độ cao Nhiệt độ cao có ảnh hưởng rất mạnh và trực tiếp đối với cơ thể vi sinh vật. Nói chung nhiệt độ từ 60 - 700C kéo dài trong 30 phút có thể tiêu diệt gần hết các thể sinh dưỡng. Nhiệt độ cao gây biến tính protein trong tế bào do đó tế bào chất và enzyme bị đình chỉ hoạt động. Tính chịu nhiệt của các loài vi sinh vật rất khác nhau, thường nấm men, nấm mốc chết khá nhanh ở nhiệt độ 50 -600C , một số vi khuẩn chịu nhiệt thì 80 -900C mới bị tiêu diệt. Tốc độ chết của vi sinh vật phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng nước trong tế bào: lượng nước càng ít sức chịu đựng nhiệt độ càng cao. Do hàm lượng nước trong bào tử rất ít nên bào tử có tính chịu nhiệt rất cao. Ngoài ra ở môi trường ẩm vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh hơn môi trường khô. Vì vậy khi sử dụng môi trường không khí khô vi sinh vật bị tiêu diệt ở 160 - 1700C nhưng khi ở môi trường ẩm chỉ cần 1200C chúng đã bị tiêu diệt. Tính chịu nhiệt của vi sinh vật còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như pH môi trường, hóa chất, thế oxy hóa khử... Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 10 - Nhiệt độ thấp Nhiệt độ thấp không ảnh hưởng mạnh như nhiệt độ cao. Thường thì nhiệt độ thấp không tiêu diệt được vi sinh vật, chỉ gây ức chế mọi hoạt động sống của chúng do sự giảm năng lượng hoạt động của các chất trong tế bào, các phản ứng hóa sinh tiến hành khó khăn hơn. Ở nhiệt độ thấp đa số các vi sinh vật chuyển sang trạng thái tiềm sinh. Trong thực tế người ta dựa vào đặc điểm này để tiến hành bảo quản vi sinh vật cũng như bảo quản thực phẩm. Bảng 3: Tác động của nhiệt độ đối với vi sinh vật Nhiệt độ (0C) Nhiệt độ (0F) Tác động tiêu diệt vi sinh vật 121 250 Nhiệt độ hơi nước tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và bào tử trong vòng15-20 phút. 116 240 Nhiệt hơi nước tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và bào tử trong vòng 30-40 phút 110 230 Nhiệt hơi nước tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và bào tử trong vòng 60-80 phút 100 212 Nhiệt độ sôi của hơi nước có thể tiêu diệt tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật nhưng không tiêu diệt được bào tử của chúng. 82-93 179-200 Tế bào đang phát triển của nấm men, nấm mốc bị tiêu diệt hoàn toàn 62-82 151-180 Các vi sinh vật ưa nhiệt vẫn phát triển được 60-70 140-171 Tiêu diệt phần lớn vi sinh vật gây bệnh trong sữa, nước quả, trừ bào tử của chúng. 16-38 61-100 Các loài nấm men, nấm sợi, vi khuẩn phát triển rất mạnh 10-16 50-61 Các loài ưa lạnh phát triển mạnh 0 32 Các loài vi sinh vật ngừng phát triển -18 0 Vi khuẩn ở trạng thái chết. Nguồn: An toàn vệ sinh thực phẩm ( TS Nguyễn Đức Lượng, TS Phạm Minh Tâm, 1995) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 11 2.5. Động học của quá trình chết nhiệt của vi sinh vật Sự chết nhiệt của vi sinh vật ở một nhiệt độ nào đó có thể được biểu diễn bằng phương trình động học bậc nhất như sau: dN/dt = - k.N (1) Trong đó N: số lượng vi sinh vật tại thời điểm t (cfu/ml). t: thời gian xử lý nhiệt (phút). dt dN : vận tốc tiêu diệt vi sinh vật, tức là biến đổi lượng vi sinh vật theo thời gian. k: Hằng số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật (k phụ thuộc không chỉ vào loài vi sinh vật mà còn tính chất sinh lý học của chúng.) Ta có thể viết phương trình (1) dưới dạng k N dt dN −= Ví dụ: giá trị k của bào tử vi khuẩn ở 1210C là 1/phút, tế bào sinh dưỡng từ 10 đến 1010/phút tùy thuộc vào từng loại vi sinh vật. Lấy tích phân phương trình (1) trong khoảng giới hạn điều kiện đầu N0 ở thời điểm t = 0 đến điểm cuối N ở thời điểm t = t ta được nghiệm là một hàm số. kt oeNN − = (2) Cũng có thể viết: N N k t oln1= (2’) Hoặc N N k t olog303,2= (3)  t k N N o 303,2 log −= (3’) No: lượng vi sinh vật ban đầu (cfu/ml). Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 12 Nếu vẽ đường biểu diễn về mức độ tiêu diệt vi sinh vật theo thời gian bởi phương trình (2), ta có đồ thị: Hình 5: Sự tiêu diệt vi sinh vật bằng nhiệt theo thời gian Biểu diễn theo hàm logN/No, ta có đồ thị là một đường thẳng, độ dốc là 303.2 k − Hình 6:Thời gian tiêu diệt vi sinh vật theo mối quan hệ logarite Với trị số D là thời gian giảm mật số vsv mười lần. Trị số D tỉ lệ nghịch với hằng số tốc độ vô hoạt k. D = 2,303/k Hay t = N ND 0log N t No Theo lý thuyết Theo thực nghiệm Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 13 2.6. Tính toán ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt (Giá trị tiệt trùng F) Hình 7: Biểu diễn “thời gian chết nhiệt” của vi sinh vật Với trị số F là thời gian (tính bằng phút) cần thiết để tiêu diệt vi sinh vật tại một nhiệt độ nhất định. F có giá trị cụ thể cho từng nhiệt độ F0 là giá trị của trị số F ở nhiệt độ 2500F (121,10C) z là khoảng nhiệt độ cần thiết cho ‘thời gian chết nhiệt’ thực hiện một chu trình logarite. “Thời gian chết nhiệt” là thời gian cần thiết ở một nhiệt độ nhất định, dưới những điều kiện nhất định để vô hoạt một số lượng xác định của vi sinh vật hoặc bào tử. Dựa vào đồ thị biểu diễn thời gian chết nhiệt của vi sinh vật, ta có Độ dốc của đường thẳng ZT Ft tg 1 1.121 loglog = − − =α Z T tF Z T t F Z TFt 1.121 10. 1.121log 1.121loglog − = − = − =− Một cách tổng quát, giá trị F được biểu thị Theo lý thuyết Theo thực nghiệm Thời gian tiệt trùng t (phút) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 14 Z TT T Z ref ref tF − = 10. Tref = nhiệt độ tương ứng với quá trình xử lý nhiệt (quá trình tiệt trùng là 121.1oC) z: tùy thuộc loại vsv cần tiêu diệt và tính chất của sản phẩm (đối với loại chịu nhiệt và sinh bào tử như clostridium botulinum, Z=10oC) Trong trường hợp nhiệt độ thay đổi theo thời gian, người ta ghi nhận T(t), khi đó giá trị F được tính như sau ∫ ∑ ∞ −− ∆== 0 0 )()( 10.10 n Z TtT Z TtT Z T tdtF refref ref Nó có ý nghĩa là tính trên tổng thời gian ảnh hưởng tức thời, mà ta đã được biểu thị bởi giá trị Z TT ref− 10 được gọi là yếu tố Bigelow Công thức Bigelow cho ta tính được sự phá hủy các bào tử bởi nhiệt trong trường hợp xử lý ở nhiệt độ không cố định. Hình 8: Đồ thị thanh trùng tổng quát Thời gian chết nhiệt phụ thuộc vào các điều kiện như sau:  Số lượng và mật độ của vi sinh vật trong môi trường gia nhiệt.  Tuổi và thời kỳ phát triển của giống vi sinh vật.  Những đặc tính lý, hóa học của môi trường mà vi sinh vật được gia nhiệt (pH, độ ẩm, thành phần dinh dưỡng ). Nhiệt độ môi trường Nhiệt độ sản phẩm Thời gian chế biến Nhiệt độ Thời gian Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 15  Những đặc tính lý, hóa học của môi trường mà trong đó vi sinh vật sẽ phát triển sau khi gia nhiệt.  Có hay không sự áp dụng quá trình khuấy trộn trong khi gia nhiệt.  Bao bì chứa môi trường. Môi trường truyền nhiệt (hơi nước, nước, microwave, nhiệt khô, ) Đối với mỗi loại vi sinh vật và thực phẩm khác nhau thì giá trị D và z là khác nhau. 2.7. Mục tiêu của quá trình tiệt trùng Bào tử yếm khí Clostridium botulinum là mục tiêu chính trong quá trình chế biến nhiệt vì - Có thể sản sinh ra độc tố làm chết người dù ở liều lượng rất thấp. - Có khả năng thành lập bào tử, rất bền nhiệt. - Clostridium botulinum có thể tìm thấy bất cứ nơi đâu, vì vậy hầu hết nguyên liệu đều nhiễm vi sinh vật này, nên chúng quan hệ mật thiết tới lĩnh vực an toàn thực phẩm. Chính vì những lý do trên, Clostridium botulinum được xem là nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm. Để tránh sự “bùng nổ” về ngộ độc, các nhà chế biến thực phẩm cần: - Giảm mật số bào tử Clostridium botulinum đến mức có thể chấp nhận được trong thực phẩm. - Ngăn cản sự phát triển của Clostridium botulinum (bào tử) và quá trình sản sinh độc tố Trong thực tế rất khó vô hoạt bào tử Clostridium botulinum, vì vậy để tránh hư hỏng đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao, đây là nguyên nhân dẫn đến việc giảm tính chất dinh dưỡng, cảm quan của các thực phẩm, không đáp ứng được đòi hỏi của người tiêu dùng. Chính vì thế, việc ngăn cản hư hỏng thực phẩm thường là hạn chế sự phát triển nhanh của bào tử Clostridium botulinum hơn là vô hoạt. Việc xử lý nhiệt thành công để phá hủy bào tử Clostridium botulinum là kết hợp với nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ, oxy, độ hoạt động của nước, phụ gia bảo quản hoặc kết hợp với nhóm vi sinh vật cạnh tranh. Thông thường bào tử Clostridium botulinum không hình thành và phát triển trong thực phẩm có pH < 4,6. Vì vậy, pH = 4,6 được chọn là ranh giới phân chia giữa thực phẩm acid và ít acid. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 16 - Trong thực phẩm acid (pH<4,6) bào tử Clostridium botulinum có thể hiện diện, không có dấu hiệu liên quan đến sự phát triển nhanh, có thể áp dụng xử lý nhiệt trung bình để phá hủy chúng (thanh trùng). - Trong thực phẩm ít acid (pH>4,6) xử lý nhiệt ở mức độ tương đối có thể sử dụng với mục đích tiêu diệt bào tử Clostridium botulinum, nhưng phải kết hợp với quá trình bảo quản mát. Trong trường hợp này, quá trình tiệt trùng thường được áp dụng hơn. 2.8. Xác định điểm kết thúc của quá trình tiệt trùng Trị số giá trị tiệt trùng F cần được xác định cho mỗi loại hư hỏng do vi sinh vật. Một trị số của quá trình này được tính toán dựa vào z = 100C và nhiệt độ qui ước là 121,10C, được ký hiệu là F0. Đối với quá trình tiệt trùng nhiệt ẩm, trị số F10121,1 (Clostridium botulinum) tức là F0 = 3 phút, tại tâm của sản phẩm đóng hộp sẽ cho kết quả an toàn theo quan điểm an toàn về mặt sức khỏe. Những bào tử của vi sinh vật chịu nhiệt có thể còn sống đối với quá trình nhiệt được thiết lập để giết bào tử Clostridium botulinum và có thể gây hư hỏng cho sản phẩm, nhưng không sinh ra độc tố trong khi bảo quản thực phẩm. Vì vậy, việc thiết lập quá trình nhiệt tối thiểu là hướng đến việc tiêu diệt các bào tử của các giống Clostridium botulinum phân giải protein dựa vào những thông số z (khoảng nhiệt độ cần thiết để thực hiện một chu trình logarit tiêu diệt vi sinh vật) và nhiệt độ thực hiện quá trình tiêu diệt vi sinh vật. Điểm kết thúc của quá trình thanh trùng thường được xác định theo “xác xuất của một vi sinh vật còn sống sót” (PNSU) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 17 Trị số thực nghiệm của F10121,1đối với  Sức khỏe cộng đồng Bào tử Clostridium botulinum N0=103 D121,1 = 0,2 phút PNSU = 10-9 F0 = 3phút  Ngăn ngừa hư hỏng - Bào tử chịu nhiệt trung bình N0=104 D121,1 = 0,5 phút PNSU = 10-6 F0 = 5phút D121,1 = 0,7 phút F0 = 7phút - Bào tử chịu nhiệt Phân bố ở nhiệt độ < 300C N0=102 D121,1 = 1,5 phút PNSU = 10-2 F0 = 6phút Phân bố ở nhiệt độ > 300C N0=102 D121,1 = 1.5 phút PNSU = 10-6 F0 = 12phút D121,1 = 2.5 phút F0 = 20phút 2.9. Chọn chế độ tiệt trùng Ta phải chọn được một chế độ tiệt trùng hợp lý, có nghĩa là đảm bảo yêu cầu tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong đồ hợp đó, đồng thời các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất nhất, phẩm chất sản phẩm tốt nhất. ♦ Chọn nhiệt độ tiệt trùng Tất cả các loại thực phẩm đem đóng hộp đều là môi trường sống của các loại vi sinh vật. Mặc dù có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của vi sinh vật, trong đó độ acid ảnh hưởng rất lớn, nên độ acid là yếu tố quan trọng trong việc chọn nhiệt độ thanh trùng. Người ta chia sản phẩm đồ hộp thành hai nhóm theo độ acid hoạt động của sản phẩm, để làm cơ sở cho việc chọn nhiệt độ thanh trùng: - Nhóm sản phẩm đồ hộp không chua và ít chua có pH > 4,6 - Nhóm sản phẩm đồ hộp chua có pH < 4,6 + Đối với đồ hộp hạt sen nước đường thì thuộc nhóm không chua hay ít chua, tức là có môi trường pH > 4,5 Vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường này đều là các vi sinh Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 18 vật chịu nhiệt. Trong đó loại nguy hiểm hơn cả, có hại đến sức khỏe người sử dụng là những bào tử của loại vi khuẩn Clostridium botulinum có khả năng phân giải protein, là loại vi sinh vật chịu nhiệt nguy hiểm nhất, được các nước trên thế giới coi là đối tượng chủ yếu phải loại trừ, và tiêu diệt nha bào của nó được coi là tiêu chuẩn thanh trùng tối thiểu. Mặc dù nó không phải là đại diện ưa nóng nhất của nhóm vi sinh vật lên men thối. Trong đồ hộp thịt cá ta còn có thể gặp các loại vi khuẩn yếm khí gây thối hỏng đồ hộp như Clostridium sporogenes bền với nhiệt hơn cả Clostridium botulinum Ngoài ở các loại đồ hộp có độ acid hoạt động không cao lắm, cũng thường có các vi khuẩn bềnh với nhiệt như Clostridium thermosaccharolyticum thuộc nhóm yếm khí ưa nhiệt, có tác dụng phân hủy glucid. Và loại hiếu khí ưa nhiệt như loại Bacillus stearothermophillus, là loại vi sinh vật làm hỏng đồ hộp. Do đó đối với các loại đồ hộp có môi trường pH > 4,6 cần phải có nhiệt độ thanh trùng cao mới tiêu diệt được các loại vi sinh vật ưa nhiệt gây hư hỏng đồ hộp. Nhiệt độ đó vào khoảng 1050C – 1210C được gọi là quá trình tiệt trùng. ♦ Chọn thời gian tiệt trùng Ở nhiệt độ tiệt trùng nhất định, vi sinh vật trong đồ hộp thường không bị tiêu diệt ngay tức thời, mà cần phải có một thời gian nhất định gọi là thời gian thanh trùng hay thời gian tác dụng nhiệt, ký hiệu là T (phút). Trong quá trình thanh trùng sản phẩm đựng trong đồ hộp, không được đun nóng tức thời tới nhiệt độ thanh trùng cần đạt được, mà nhiệt lượng phải truyền dần từ môi trường đun nóng, qua bao bì vào lớp sản phẩm bên ngoài, rồi vào tới khu vực trung tâm của đồ hộp, quá trình này phải mất một thời gian, gọi là thời gian truyền nhiệt (t1). Khi khu vực trung tâm của đồ hộp đạt tới nhiệt độ thanh trùng, thì giữ ở nhiệt độ đó trong thời gian nhất định, gọi là thời gian tiêu diệt (t2). Thời gian hạ nhiệt (t3). Như vậy thời gian thanh trùng tổng quát của đồ hộp bao gồm thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt T = t1 + t2 + t3 (phút) ♦ Xác định thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật. Khi thực hiện quá trình thanh trùng nhiệt cần phải tính đến giá trị F (Thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật ở một nhiệt độ nhất định). Tổng quát Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 19 Z TT T Z ref ref tF − = 10. Trong trường hợp nhiệt độ thay đổi theo thời gian, người ta ghi nhận T(t), khi đó giá trị F được tính như sau ∫ ∑ ∞ −− ∆== 0 0 )()( 10.10 n Z TtT Z TtT Z T tdtF refref ref Giá trị F của quá trình thanh trùng nhiệt là tổng thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật ở cả 3 quá trình: nâng nhiêt, giữ nhiệt và hạ nhiệt. F = Fnâng nhiệt + Fgiữ nhiệt + Fhạ nhiệt Một quá trình thanh trùng đạt yêu cầu khi thỏa điều kiện: F > F0 (giá trị F đảm bảo sức khỏe cộng đồng) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 20 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phương tiện nghiên cứu Thực hiện nghiên cứu và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ. Thời gian: từ ngày 26/2/2007 đến ngày 18/5/2007
Nguyên vật liệu - Hạt sen - Đường - Nước - Hộp sắt tây
Hóa chất sử dụng - Acid citric - Môi trường nuôi cấy vi khuẩn tổng số (Plate Count Agar) - Hóa chất để phân tích acid. - Cồn 70%
Dụng cụ thí nghiệm - Đĩa petri - Đèn cồn, bình tam giác, pipette các loại - Bình cầu - Cân điện tử cân bàn. - Chiết quang kế - Buret chuẩn độ
Thiết bị sử dụng - Máy ghép nắp - Nồi thanh trùng - Tủ cấy - Tủ ủ Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 21 3.2. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thí nghiệm Qua tham khảo một số qui trình sản xuất đồ hộp quả ngâm đường, từ đó rút ra được qui trình sản xuất đồ hộp hạt sen nước đường, dựa vào đó đưa ra qui trình khảo sát biến đổi mật số vi sinh vật trong quá trình chế biến. Các thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở chọn thông số tối ưu của thí nghiệm trước làm cơ sở cho thí nghiệm sau. Qui trình tổng quát Nguyên liệu ↓ Xử lý ↓ Chần ↓ Làm nguội ↓ Dung dịch đường Cho vào hộp ↓ ↓ Đun nóng → Rót nước đường (tỉ lệ 60% cái, 40% nước) ↓ Ghép nắp ↓ Tiệt trùng ↓ Làm nguội, bảo ôn ↓ Thành phẩm Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 22 - Phương pháp lấy mẫu Nguyên liệu được mua từ các cánh đồng sen ở huyện Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp. Nguyên liệu phải đúng độ tuổi, không hư hỏng và dập nát. Để đảm bảo cho sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng tốt. - Xử lý kết quả Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên, với 2 lần lặp lại, kết quả được tính toán thống kê, phân tích phương sai kiểm định LSD và vẽ biểu đồ bằng chương trình Statgraphics - Phương pháp phân tích Bảng 4: Các phương pháp phân tích Chỉ tiêu phân tích Cách thực hiện Vi khuẩn tổng số Đếm số khuẩn lạc mọc trên môi trường Plate Count Agar Độ khô Chiết quang kế Độ acid Chuẩn độ trực tiếp bằng NaOH 0,1N với phenolphthalein làm chất chỉ thị. 3.3. Nội dung và bố trí thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm và mật số vi sinh vật - Mục đính: Xác định qui luật biến đổi mật số vi sinh vật trong quá trình tiệt trùng sản phẩm hạt sen nước đường đóng hộp. - Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 2 nhân tố với 2 lần lặp lại. + Nhân tố A: Nhiệt độ tiệt trùng (0C), với 4 mức độ. A1 = 100 A2 = 105 A3 = 110 A4 = 115 +Nhân tố B: Thời gian tiệt trùng (phút), với 5 mức độ. B1 = 2 B2 = 4 B3 = 6 B4 = 8 B5 = 10 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 23 Bảng 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm. Nhân tố B Nhân tố A B1 B2 B3 B4 B5 A1 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5 A2 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5 A3 A3B1 A3B2 A3B3 A3B4 A3B5 A4 A4B1 A4B2 A4B3 A4B4 A4B5 Số nghiệm thức: 4 x 5 = 20 nghiệm thức Số đơn vị thí nghiệm: 4 x 5 x 2 = 40 - Chuẩn bị mẫu Hạt sen được xử lý, chần, làm nguội, cho vào hộp, rót nước đường , tiệt trùng ở các khoảng nhiệt độ và thời gian khác nhau sau đó làm nguội và tiến hành đánh giá kết quả. - Ghi nhận kết quả. + Vẽ đồ thị tiệt trùng. + Giá trị tiệt trùng F. + Xác định các thông số của phương trình động học. + Biến đổi mật số vi sinh vật trong quá trình bảo quản. + Xác định độ khô và độ acid của sản phẩm trong quá trình bảo quản Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 24 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 4.1. Kết quả ghi nhận nhiệt độ tâm của sản phẩm trong quá trình tiệt trùng. Thời gian giữ nhiệt 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 thời gian (phút) n hi ệ t đ ộ (0 C ) 2 phút 4 phút 6 phút 8 phút 10 phút Hình 9: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1000C Thời gian giữ nhiệt 0 20 40 60 80 100 120 0 5 10 15 20 25 30 35 thời gian (phút) n hi ệ t đ ộ (0 C ) 2 phút 4 phút 6 phút 8 phút 10 phút Hình 10: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1050C Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 25 Thời gian giữ nhiệt 0 20 40 60 80 100 120 0 5 10 15 20 25 30 35 40 thời gian (phút) n hi ệ t đ ộ (0 C ) 2 phút 4 phút 6 phút 8 phút Hình 11: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1100C Thời gian giữ nhiệt 0 20 40 60 80 100 120 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 thời gian (phút) n hi ệ t đ ộ (0 C ) 2 phút 4 phút 6 phút 8 phút Hình 12: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1150C Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 26 4.2. Kết quả xác định thông số động học quá trình tiêu diệt vi sinh vật. Nhiệt độ tiệt trùng, 0C -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 0 2 4 6 8 10 12 Thời gian giữ nhiệt (phút) Ln (N /N o ) 100 105 110 115 Hình 13: Đồ thị biểu diễn tốc độ chết nhiệt của vi sinh vật. Từ các đồ thị ở hình 13, ta có. Phương trình tiêu diệt vi sinh vật ở các nhiệt độ tiệt trùng Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1000C, có phương trình y = - 0,0605x - 0,0033 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1050C, có phương trình y = - 0,1429x - 0,2295 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1100C, có phương trình y = - 0,4139x - 0,7322 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1150C, có phương trình y = - 1,7508x - 0,4740 Bảng 6: Giá trị hằng số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật k (1/phút) ở các nhiệt độ tiệt trùng khác nhau. Nhiệt độ (0C) kT R2 100 0,0605 0,9764 105 0,1429 0,9231 110 0,4139 0,9086 115 1,7508 0,9479 Tính giá trị DT Ta biết: 303,2 1 T T k D −=− Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 27 Bảng 7: Giá trị D ở các nhiệt độ tiệt trùng khác nhau. Nhiệt độ (0C) kT DT Log (DT) 100 0,0605 38,06612 1,58054 105 0,1429 16,11617 1,20726 110 0,4139 5,56415 0,74540 115 1,7508 1,31540 0,11906 Từ kết quả ở bảng 7 cho ta thấy ở nhiệt độ tiệt trùng càng cao thì tốc độ tiêu diệt vi sinh vật k càng lớn. Ở nhiệt độ tiệt trùng 1150C hằng số k tăng hơn nhiều so với ở nhiệt độ 1000C, điều đó chứng tỏ nhiệt độ tiệt trùng càng cao lượng vi sinh vật bị tiêu diệt bởi quá trình tiệt trùng nhiệt càng nhiều. Khả năng chịu nhiệt của vi sinh vật giảm khi nhiệt độ tăng cao. - Nhiệt độ càng cao tốc độ tiêu diệt vi sinh vật càng lớn, điều này chứng tỏ nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đối với sự sống sót của vi sinh vật, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. - Ở nhiệt độ 1000C tốc độ tiêu diệt vi sinh vật rất bé nhưng ở 1150C hằng số tốc độ k tăng lên đáng kể. Nên lượng vi sinh vật còn lại rất ít. - Giá trị D tỉ lệ nghịch với hằng số tốc độ k: k càng lớn, D càng nhỏ. Điều đó có nghĩa nhiệt độ càng thấp thì thời gian để mật số vi sinh vật giảm đi 10 lần càng dài, hay nhiệt độ càng thấp thì thời gian tiệt trùng sản phẩm phải kéo dài hơn mới đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh ở mức giới hạn cho phép. Tuy nhiên, việc tiệt trùng sản phẩm trong thời gian dài lại ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm như màu sắc, mùi vị, cấu trúcDo vậy cần chọn chế độ tiệt trùng thích hợp để vừa đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh, vừa hạn chế thấp nhất ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng sản phẩm. Sự phụ thuộc của nhiệt độ T vào hằng số tốc độ tiêu diệt vi sinh vật (kT) được biểu thị bởi phương trình Arrhenius.               −      = TTrefR Eakk TrefT 11 exp. hay         −      += TTR EkLnkLn ref a trefT 11 .)()( Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 28 hay             −               += TR E TR EkLnkLn a ref a TrefT 1 . 1 .)()( Vẽ đồ thị Ln(kT) theo nhiệt độ (1/T), hệ số góc của đường thẳng là giá trị -Ea/R. y = -2550.8x + 22.525 R2 = 0.9751 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 0.008 0.0085 0.009 0.0095 0.01 0.0105 Nhiệt độ 1/T Ln (K ) Hình 14: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Ln(k) và nhiệt độ 1/T Từ đồ thị tìm được giá trị -Ea/R = - 2550,8 Suy ra Ea = 2550,8 x 8,314 = 21207,35 J/mol Tính giá trị z Giá trị z có thể tính toán dựa vào thời gian chết nhiệt. Vẽ đồ thị của log(DT) theo nhiệt độ (T), hệ số góc của đồ thị chính là giá trị -1/z. y = -0.0969x + 11.333 R2 = 0.9863 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 95 100 105 110 115 120 Nhiệt độ T (0C) Lo g (D ) Hình 15: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa Log(DT) và nhiệt độ (T) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 29 Khi đó : -1/z = - 0,0969 Hay z = 10,32 Hay z = 10 0C Tốc độ chết nhiệt L và thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật F. Tỉ số củaDref/DT được hiểu là tốc độ chết nhiệt L.         − == z TT T ref ref D D L 10 Khi thực hiện một quá trình tiệt trùng nhiệt cần tính được thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật. ∫= t dtLF 0 . Bảng 8: Giá trị F (phút)của các quá trình tiệt trùng sản phẩm hạt sen nước đường đóng hộp. Nhiệt độ tiệt trùng (0C) Thời gian giữ nhiệt (phút) 100 105 110 115 2 0,03262 0,16050 0,62495 2,06740 4 0,04851 0,21074 0,78382 2,56978 6 0,06440 0,26097 0,94268 3,07215 8 0,08028 0,31121 1,10155 3,57453 10 0,09617 0,36145 1,26041 4,07691 Chọn Tref = 1210C z = 10 0C Giá trị F phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ tiệt trùng. Nhiệt độ tiệt trùng càng cao thì giá trị F càng lớn, tức là thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn, cụ thể: ở nhiệt độ tiệt trùng thấp nhất (ở 1000C) giá trị F tính được rất bé (gần bằng 0) trong khi ở nhiệt độ cao hơn (ở 1150C) giá trị F tính được lớn hơn rất nhiều. Giá trị F còn phụ thuộc vào thời gian giữ nhiệt: thời gian giữ nhiệt càng dài thì thời gian có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 30 F vừa phụ thuộc vào nhiệt độ tiệt trùng và vừa phụ thuộc vào thời gian giữ nhiệt. Nhưng F phụ thuộc vào nhiệt độ tiệt trùng cao hơn là phụ thuộc vào thời gian giữ nhiệt, giá trị F ở 1050C giữ nhiệt 10 phút vẫn không bằng F ở 1100C giữ nhiệt 2 phút. Bảng 9: Ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến mật số vi sinh vật trong sản phẩm. Mật số vi sinh vật (cfu/ml) Nhiệt độ tiệt trùng (0C) Thời gian giữ nhiệt (phút) Giá trị tiệt trùng F (phút) Trước tiệt trùng Sau tiệt trùng 2 0,03262 1,1 x 103 9,9 x 102 4 0,04851 1,1 x 103 8,6 x 102 6 0,06440 1,1 x 103 7,5 x 102 8 0,08028 1,1 x 103 6,4 x 102 100 10 0,09617 1,1 x 103 6,3 x 102 2 0,16050 1,1 x 103 5,6 x 102 4 0,21074 1,1 x 103 4,5 x 102 6 0,26097 1,1 x 103 3,3 x 102 8 0,31121 1,1 x 103 2,8 x 102 105 10 0,36145 1,1 x 103 2,4 x 102 2 0,62495 1,1 x 103 1,5 x 102 4 0,78382 1,1 x 103 5,6 x 101 6 0,94268 1,1 x 103 4,0 x 101 8 1,10155 1,1 x 103 < 2,5 x 101 110 10 1,26041 1,1 x 103 < 2,5 x 101 2 2,06740 1,1 x 103 < 2,5 x 101 4 2,56978 1,1 x 103 < 2,5 x 101 6 3,07215 1,1 x 103 0 8 3,57453 1,1 x 103 0 115 10 4,07691 1,1 x 103 0 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 31 Trong quá trình tiệt trùng tổng vi khuẩn hiếu khí giảm đi đáng kể. Khi nhiệt độ càng tăng thì lượng vi sinh vật giảm đi càng nhiều. Cũng dễ nhìn thấy lượng vi sinh vật còn lại sau quá trình tiệt trùng phụ thuộc rất nhiều vào giá trị F. Ở các khoảng nhiệt độ tiệt trùng, F đột ngột tăng cao thì lượng vi sinh vật giảm đi rất nhiều. 4.3. Kết quả theo dõi sự biến đổi mật số vi sinh vật theo thời gian bảo quản. Theo thời gian bảo quản, mật số vi sinh vật trong sản phẩm sẽ tăng lên. Sự thay đổi mật số vi sinh vật không chỉ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Do vậy, việc theo dõi sự thay đổi mật số vi khuẩn trong quá trình bảo quản sản phẩm không chỉ giúp người sản xuất dự đoán được thời gian sử dụng sản phẩm mà còn là căn cứ quan trọng để chọn lựa chế độ thanh trùng phù hợp vừa đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng đồng thời sản phẩm ít bị biến đổi về chất lượng do quá trình tiệt trùng nhiệt gây ra. Kết quả nhận xét sự thay đổi mật số vi sinh vật trong bài báo cáo này dựa trên tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực thực phẩm – Bộ Y Tế (1998) để làm cơ sở cho việc lựa chọn chế độ tiệt trùng thích hợp cho sản phẩm hạt sen nước đường đóng hộp. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 32 Bảng 10: Sự biến đổi mật số vi sinh vật trong thời gian bảo quản, cfu/ml. Thời gian bảo quản (ngày) Nhiệt độ tiệt trùng (0C) Thời gian tiệt trùng (phút) 0 14 28 2 9,9 x 102 Mẫu hư Mẫu hư 4 8,6 x 102 Mẫu hư Mẫu hư 6 7,5 x 102 Mẫu hư Mẫu hư 8 6,4 x 102 Mẫu hư Mẫu hư 100 10 6,3 x 102 Mẫu hư Mẫu hư 2 5,6 x 102 7,6 x 104 2,7 x 105 4 4,5 x 102 8,3 x 103 1,1 x 104 6 3,3 x 102 2,3 x 103 5,6 x 103 8 2,8 x 102 4.3 x 102 6,4 x 102 105 10 2,4 x 102 2,7 x 102 4,4 x 102 2 1,5 x 102 1,6 x 102 1,7 x 102 4 5,6 x 101 5,8 x 101 6,1 x 101 6 4,0 x 101 4,1 x 101 4,2 x 101 8 < 2,5 x 101 < 2,5 x 101 < 2,5 x 101 110 10 < 2,5 x 101 < 2,5 x 101 < 2,5 x 101 2 < 2,5 x 101 <2,5 x 101 <2,5 x 101 4 < 2,5 x 101 <2,5 x 101 <2,5 x 101 6 0 0 0 8 0 0 0 115 10 0 0 0 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 33 Qua bảng 10 cho thấy, ở nhiệt độ tiệt trùng 1000C, sự phát triển của vi khuẩn trong quá trình bảo quản tăng lên đáng kể, làm cho sản phẩm bị hư trước 14 ngày điều này là do quá trình thanh trùng sản phẩm tiến hành ở nhiệt độ khá thấp (1000C), ở nhiệt độ này chưa đủ sức để tiêu diệt vi sinh vật. sự sống sót của chúng sau quá trình tiệt trùng sẽ làm cho mật số vi sinh vật tăng lên với tốc độ rất cao làm hư sản phẩm trong thời gian ngắn. Mặt khác, sự gia tăng mật số vi sinh vật khi bảo quản còn có thể được giải thích dựa vào khả năng mẫn cảm với nhiệt của vi sinh vật. Ở nhiệt độ tiệt trùng thấp (1000C) các vi sinh vật sống sót sau quá trình tiệt trùng vẫn còn hoạt lực mạnh nên khả năng phát triển sau khi bảo quản sẽ rất nhanh. Cũng từ bảng 10 cho thấy, nhiệt độ càng cao mật số vi sinh vật giảm càng nhiều và khả năng gia tăng mật số của chúng trong quá trình bảo quản sản phẩm càng thấp dần đi. Tuy còn sống nhưng hoạt lực của chúng còn rất thấp nên chỉ còn khả năng sống mà mất đi khả năng nhân đôi làm cho mật số hầu như không tăng trong suốt thời gian bảo quản. Đối với sản phẩm ở chế độ tiệt trùng 1150C với thời gian giữ nhiệt 6, 8, 10 phút do giá trị F tăng lên quá cao nên. lượng vi sinh vật sau khi tiệt trùng không còn và khả năng bảo quản sản phẩm sau 28 ngày mật số vi sinh vật vẫn giữ ở mức bằng 0. Qua bảng 10 cho thấy mẫu sản phẩm tiệt trùng ở nhiệt độ 1100C giữ nhiệt 4 phút qua 28 ngày bảo quản sản phẩm đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vì mật số vi sinh vật trong sản phẩm này vẫn giữ được dưới mức qui định cho phép. 4.4. Kết quả theo dõi sự biến đổi độ acid và độ brix của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Thời gian bảo quản, ngày 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 2 4 6 8 10 Thời gian giữ nhiệt (phút) Đ ộ a ci d sả n ph ẩ m (% ) 0 14 28 Hình 16 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ acid theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1050C. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 34 Thởi gian bảo quản, ngày 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 2 4 6 8 10 thời gian giữ nhiệt (phút) Đ ộ a ci d sả n ph ẩ m (% ) 0 14 28 Hình 17 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ acid theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1100C. Thời gian bảo quản, ngày 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 2 4 6 8 10 Thời gian giữ nhiệt (phút) Đ ộ a ci d s ả n ph ẩ m (% ) 0 14 28 Hình 18: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ acid theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1150C. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 35 Thời gian bảo quản, ngày 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 thơi gian giữ nhiệt, phút đ ộ br ix 0 14 28 Hình 19: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1050C. Thời gian bảo quản, ngày 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 Thời gian giữ nhiệt, phút Đ ộ br ix 0 14 28 Hình 20: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1100C. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 36 Thời gian bảo quản 16 18 20 22 24 26 28 30 32 2 4 6 8 10 Thời gian giữ nhiệt, phút Đ ộ br ix 0 14 28 Hình 21: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ brix theo thời gian giữ nhiệt sản phẩm ở nhiệt độ tiệt trùng 1150C. Qua các hình 16, 17, 18, 19, 20, 21 và 22 cho thấy, đối với những mẫu có chế độ tiệt trùng càng thấp thì độ acid càng tăng và độ brix càng giảm theo thời gian bảo quản, cụ thể đối với những mẫu tiệt trùng ở nhiệt độ 1050C, thời gian giữ nhiệt là 2, 4, 6 và 8 phút độ acid tăng cao còn độ brix giảm đi rất nhiều. Do ở những mẫu này vi sinh vật còn nhiều nên trong điều kiện bảo quản chúng sử dụng đường cho quá trình sống và phát triển nên độ brix giảm. Đồng thời, trong quá trình sống chúng sinh ra một lượng acid làm độ acid tăng cao. Đối với những mẫu ở nhiệt độ cao thì lượng vi sinh vật còn ít nên độ brix giảm và độ acid tăng rất ít. Cho thấy sản phẩm ổn định trong thời gian bảo quản. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 37 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN - ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến mức độ tiêu diệt vi sinh vật và sự biến đổi vi sinh vật trong quá trình bảo quản, kết quả xác định được mật số của vi sinh vật có trong sản phẩm trước khi tiệt trùng, sau khi tiệt trùng và theo thời gian bảo quản. Từ đó tìm ra được qui luật về sự tiêu diệt vi sinh vật bởi nhiệt, cụ thể là các phương trình tiêu diệt vi sinh vật ở các nhiệt độ tiệt trùng đã được khảo sát trong quá trình làm thí nghiệm: Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1000C, có phương trình y = - 0,0605x - 0,0033 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1050C, có phương trình y = - 0,1429x - 0,2295 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1100C, có phương trình y = - 0,4139x - 0,7322 Khi tiệt trùng ở nhiệt độ 1150C, có phương trình y = - 1,7508x - 0,4740 Giá trị Ea = 21207,35J/mol Giá trị z = 10 0C Qua quá trình khảo sát cho thấy rằng mẫu sản phẩm tiệt trùng ở 1100C giữ nhiệt 4 phút là chấp nhận được vì ở mẫu này bảo quản trong thời gian 28 ngày mà vẫn đảm bảo được chỉ tiêu vi sinh vật dưới mức qui định cho phép. 5.2 Đề nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn và điều kiện không cho phép, còn một số vấn đề vẫn chưa thực hiện được. Đề nghị trong thời gian tới nếu có điều kiện nên tiến hành khảo sát thêm một số vấn đề sau. - Khảo sát ảnh hưởng của độ chân không trong sản phẩm đến tốc độ phát triển của vi sinh vật trong thời gian bảo quản. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Thị Quỳnh Hoa, Dương Thị Phượng Liên và Nguyễn Bảo Lộc (2005), Giáo trình kiểm tra chất lượng sản phẩm, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Lê Mỹ Hồng (2005), Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đồ hộp, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Nguyễn Đăng Hùng, Ngô Xuân Mạnh, Vũ Thị Thư và Vũ Kim Bánh (1993), Hóa sinh cây trồng nông nghiệp, Nhà xuất bản Nông Nghiệp Hà Nội. Nguyễn Đức Lượng và Phạm Minh Tâm (2002), Vệ sinh và an toàn thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh. Nguyễn Thị Thanh My(2006), Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt trong chế biến hạt sen nước đường đóng hộp, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm. Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Nguyễn Thị Xuân Lan, 2006. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt và điều kiện bảo quản đến sự biến đổi vi sinh vật trong sản phẩm nước dứa.. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm. Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại học Cần Thơ. Nguyễn Văn Tiếp, Quách Đĩnh và Ngô Mỹ Văn (2000), Kỹ thuật sản xuất đồ hộp rau quả. Nhà xuất bản Thanh Niên. Phạm Hoàng (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng của tiền xử lý đến sự thay đổi màu sắc và cấu trúc hạt sen trong bảo quản lạnh, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại học Cần Thơ. Trần Thanh Thủy (1998), Hướng dẫn thực hành vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giáo dục. Trần Thanh Thúy (2006), Khảo sát tính chất vật lý, hóa học của hạt sen với các độ tuổi khác nhau và tính hiệu suất thu hồi cho sản phẩm nước hạt sen, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại học Cần Thơ. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng vi PHỤ CHƯƠNG 1. phương pháp phân tích 1.1. Phương pháp xác định lượng vi khuẩn hiếu khí tổng số. Sử dụng phương pháp đếm đĩa để xác định chỉ tiêu này. Nguyên tắc: Đếm số khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch dinh dưỡng từ một lượng mẫu xác định trên cơ sở mỗi khuẩn lạc được hình thành từ một tế bào duy nhất. Môi trường nuôi cấy: Plate Count Agar (PCA). Tiến hành nuôi cấy: Dùng pipette vô trùng lấy 1 ml mẫu pha loãng cho vào giữa đĩa Petri. Rót vào mỗi đĩa khoảng 15 ml thạch dinh dưỡng. Lắc tròn xuôi và ngược chiều kim đồng hồ, mỗi chiều 5 lần. Đặt đĩa lên mặt phẳng ngang cho đông tự nhiên. Khi môi trường đông, lật úp đĩa và đặt vào tủ ấm ở nhiệt độ 370C trong thời gian 24 – 48 giờ. Đọc kết quả: Đếm số khuẩn lạc trên các đĩa, tính giá trị trung bình của các nồng độ pha loãng và qui ra lượng vi khuẩn trong 1ml mẫu. Kết quả có thể xác định theo công thức. ( )dnnnn C X i i )1( 3 2 2 1 1 10...1010 −−−− ++++ = ∑ Trong đó: ΣC: tổng số khuẩn lạc đếm được ở các đĩa n1: số đĩa đếm được ở dung dịch pha loãng thứ nhất n2: số đĩa đếm được ở dung dịch pha loãng thứ hai n3: số đĩa đếm được ở dung dịch pha loãng thứ ba ni: số đĩa đếm được ở dung dịch pha loãng thứ i d: độ pha loãng cho số đếm thứ nhất. X: số khuẩn lạc/1ml Một số điều lưu ý khi tiến hành ghi nhận kết quả. • Chọn kết quả Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng vii Sau khi đã ủ trong điều kiện thời gian và nhiệt độ thích hợp, đếm khuẩn lạc trong các cập đĩa (2 đĩa cấy cùng nồng độ pha loãng) có khoảng đếm thích hợp 25-250 khuẩn lạc / đĩa. Đối với những trường hợp bất thường (không có đĩa nào trong các cập đĩa) hoặc có một đĩa có khoảng đếm thích hợp) có thể đếm và ghi nhận kết quả theo hướng dẫn sau (FDA - 1984). - Hai đĩa có khuẩn lạc dưới 25: Đếm số khuẩn lạc thực có trên mỗi đĩa ở nồng độ đó, tính số khuẩn lạc trung bình cho mỗi đĩa cấy và nhân với số lần pha loãng để có số ước định của tổng số vi sinh vật hiếu khí. Đánh dấu kết quả bằng (*) để biết rằng đây là kết quả ước định từ những đĩa nằm ngoài ngưỡng 25-250. - Hai đĩa có cùng số đếm trên 250: Đếm số khuẩn lạc trên một vài vùng đại diện của đĩa (1/4, 1/6, 1/8diện tích đĩa) rồi qui ra cho diện tích toàn đĩa. Tính giá trị trung bình của 2 đĩa và ghi nhận, đánh dấu kết quả bằng (*) để biết rằng đây là kết quả ước định từ những đĩa nằm ngoài ngưỡng 25-250. - Đối với đĩa mọc lan. Có 3 loại + Một chuổi khuẩn lạc không tách rởi hẳn khỏi nhau như được tạo nên từ sự phân tách của một cụm vi sinh vật. + Dạng mọc lan trong lớp nước mỏng giữ thạch và đáy đĩa. + Dạng mọc lan trong lớp nước mỏng ở rìa hoặc bề mặc thạch. Nếu các đĩa mọc có dạng mọc lan phát triển nhiều đến mức. + Trên 25% diện tích toàn đĩa: không đếm đĩa này (loại). + Dưới 25% diện tích toàn đĩa: xem như mỗi khuẩn lạc mọc lan là 1 và đếm bình thường tuy nhiên cần có thêm ghi chú (*). - Đĩa không có khuẩn lạc: khi trên đĩa từ mọi nồng độ pha loãng đều không có khuẩn lạc nào, ghi kết quả tổng số vi sinh vật hiếu khí ít hơn một lần nồng độ pha loãng thấp nhất đã được sử dụng. Đánh dấu (*) để biết rằng đây là kết quả ước định những đĩa nằm ngoài ngưỡng 25-250. - Một đĩa thuộc khoảng 25-250, đĩa còn lại không nằm trong khoảng 25-250: đếm cả hai đĩa và ghi nhận kết quả. • Cách ghi kết quả. Kết quả được biểu diễn dưới dạng: a x 10n Trong đó a = 1,1 ÷ 9,9 n: số mũ nguyên dương 1.2. Đo độ khô Sử dụng chiết quang kết cầm tay Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng viii 1.3. Xác định hàm lượng acid Nguyên lý: chuẩn độ trực tiếp acid có trong mẫu bằng dung dịch NaOH với chất chỉ thị phenolphatalein. Tiến hành Cân 10g mẫu cho vào bình định mức 50ml thêm nước cất cho đủ, để lắng 1 giờ. Lấy 25ml nước trong + 5 giọt phenol chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho đến khi chuyển sang màu hồng nhạt. Công thức tính. 25. 50.100.. P VKX = Trong đó X: độ acid toàn phần (%) K: hệ số loại acid (ở đây chọn K = 0,0064 biểu thị cho acid citric) P: khối lượng mẫu đem đi chuẩn độ. V: số ml NaOH dùng để chuẩn độ. Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng ix 2. Tính toán thống kê 2.1. Biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm trong quá triệt trùng Nhiệt độ 1000C Thời gian (Phút) Nhiệt độ tâm (0C) L 1 64,1 0,00001 2 66,5 0,00001 3 71,9 0,00003 4 76 0,00008 5 80,1 0,00019 6 85,2 0,00056 7 88,8 0,00118 8 90,1 0,00156 9 94,5 0,00390 10 98 0,00811 11 99 0,01000 12 100 0,01233 13 100 0,01233 14 100 0,01233 15 100 0,01233 16 100 0,01233 17 100 0,01233 18 100 0,01233 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng x 19 100 0,01233 20 100 0,01233 21 100 0,01233 22 91,6 0,00212 23 69,7 0,00002 F(100,2) 0,05243 F(100,4) 0,07709 F(100,6) 0,10174 F(100,8) 0,1264 F(100,10) 0,15106 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xi Nhiệt độ 1050C Thời gian (Phút) Nhiệt độ tâm (0C) L 1 66,6 0,00001 2 65,5 0,00001 3 67,6 0,00001 4 69,3 0,00002 5 71,3 0,00003 6 73,4 0,00005 7 74,8 0,00006 8 76,7 0,00009 9 78,5 0,00014 10 81,9 0,00028 11 85,9 0,00064 12 89,4 0,00134 13 92,2 0,00241 14 94,5 0,00390 15 96,1 0,00545 16 98,4 0,00882 17 99,7 0,01158 18 101,1 0,01552 19 102,2 0,01954 20 102,8 0,02215 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xii 21 103,1 0,02359 22 103,3 0,02460 23 103,7 0,02675 24 104,2 0,02970 25 104,3 0,03033 26 104,4 0,03097 27 104,5 0,03162 28 104,7 0,03297 29 104,8 0,03367 30 104,9 0,03438 31 105,0 0,03511 32 105,0 0,03511 33 105,0 0,03511 34 105,0 0,03511 35 105,0 0,03511 36 105,0 0,03511 37 105,0 0,03511 38 105,0 0,03511 39 105,0 0,03511 40 105,0 0,03511 41 102,6 0,02125 42 98,0 0,00811 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xiii 43 84,0 0,00043 44 64,9 0,00001 F(105,2) 0,49066 F(105,4) 0,56088 F(105,6) 0,63110 F(105,8) 0,70133 F(105,10) 0,77155 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xiv Nhiệt độ 1100C Thời gian (Phút) Nhiệt độ tâm (0C) L 1 63,7 0,00001 2 65,7 0,00001 3 68,4 0,00002 4 71,0 0,00003 5 73,6 0,00005 6 77,3 0,00011 7 82,6 0,00032 8 92,7 0,00267 9 96,3 0,00568 10 97,9 0,00794 11 99,6 0,01134 12 101,4 0,001653 13 103,5 0,02565 14 105,1 0,03585 15 106,1 0,04420 16 107,0 0,05337 17 107,8 0,06310 18 108,2 0,06861 19 108,7 0,07618 20 108,9 0,07943 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xv 21 109,1 0,08283 22 109,2 0,08458 23 109,3 0,08637 24 109,4 0,08820 25 109,4 0,08820 26 109,5 0,09006 27 109,5 0,09006 28 109,6 0,09197 29 109,6 0,09197 30 109,7 0,09391 31 109,7 0,09391 32 109,8 0,09290 33 109,8 0,09590 34 109,9 0,09793 35 109,9 0,09793 36 110,0 0,10000 37 110,0 0,10000 38 110,0 0,10000 39 110,0 0,10000 40 110,0 0,10000 41 110,0 0,10000 42 110,0 0,10000 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xvi 43 110,0 0,10000 44 110,0 0,10000 45 110,0 0,10000 46 108,5 0,07305 47 106,5 0,04806 48 104,1 0,02908 49 102,7 0,02170 50 101,2 0,01585 51 91,8 0,00222 52 72,1 0,00004 F(110,2) 2,25080 F(110,4) 2,45080 F(110,6) 2,65080 F(110,8) 2,85080 F(110,10) 3,05080 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xvi i Nhiệt độ 1150C Thời gian (Phút) Nhiệt độ tâm (0C) L 1 65,5 0,00001 2 67,9 0,00001 3 71,6 0,00003 4 73,9 0,00005 5 77,3 0,00011 6 82,5 0,00032 7 86,3 0,00070 8 92,9 0,00279 9 95,1 0,00442 10 97,3 0,00701 11 100,3 0,01313 12 102,7 0,02170 13 104,6 0,03229 14 106,3 0,04609 15 108,6 0,07460 16 110,0 0,10000 17 111,5 0,13689 18 112,6 0,17233 19 112,8 0,17970 20 113,0 0,18738 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xvi ii 21 113,6 0,21246 22 113,8 0,22154 23 114,0 0,23101 24 114,1 0,23590 25 114,2 0,24089 26 114,2 0,24089 27 114,3 0,24599 28 114,4 0,25119 29 114,4 0,25119 30 114,5 0,25650 31 114,6 0,26193 32 114,6 0,26193 33 114,7 0,26747 34 114,8 0,27313 35 114,8 0,27313 36 114,9 0,27890 37 114,9 0,27890 38 115,0 0,28480 39 115,0 0,28480 40 115,0 0,28480 41 115,0 0,28480 42 115,0 0,28480 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xix 43 115,0 0,28480 44 115,0 0,28480 45 115,0 0,28480 46 115,0 0,28480 47 115,0 0,28480 48 114,1 0,23590 49 111,8 0,14576 50 108,6 0,07460 51 106,5 0,04806 52 104,2 0,02970 53 103,1 0,02359 54 86,0 0,00066 55 70,5 0.00003 F(115,2) 6,39039 F(115,4) 6,96000 F(115,6) 7,52961 F(115,8) 8,09921 F(115,10) 8,66882 2.2. Biến đổi độ acid và độ brix của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Bảng 1: Biến đổi độ acid của sản phẩm trong quá trình bảo quản (% tính theo acid citric) Nhiệt độ tiệt Thời gian tiệt Thời gian bảo quản (ngày) Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xx 0 14 28 2 0,046 0,215 0,286 4 0,047 0,153 0,201 6 0,049 0,118 0,154 8 0,049 0,090 0,110 105 10 0,053 0,064 0,075 2 0,051 0,062 0,069 4 0,051 0,053 0,054 6 0,050 0,051 0,052 8 0,050 0,051 0,052 110 10 0,049 0,050 0,051 2 0,069 0,052 0,053 4 0,054 0,052 0,053 6 0,052 0,050 0,050 8 0,052 0,052 0,052 115 10 0,051 0,051 0,051 Luận văn tốt nghiệp Khóa 28 – 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng xxi Bảng 2: Biến đổi độ brix của sản phẩm trong quá trình bảo quản Thời gian bảo quản (ngày) Nhiệt độ tiệt trùng (0C) Thời gian tiệt trùng (phút) 0 14 28 2 30,0 21,2 18,0 4 29,9 24,9 22,1 6 30,1 26,8 25,9 8 29,9 28,6 27,8 105 10 30,1 29,2 28,9 2 30,1 29,5 29,3 4 30,0 29,7 29,5 6 30,1 29,8 29,7 8 30,0 29,9 29,9 110 10 30,0 29,9 29,9 2 30,1 29,9 29,8 4 30,1 30,0 29,9 6 30,0 29,9 29,9 8 29,9 29,8 29,8 115 10 30,0 29,9 29,9