intTypePromotion=3

Tối ưu hóa điều kiện lên men lactic trong sản xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt

Chia sẻ: ViNaruto2711 ViNaruto2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
17
lượt xem
3
download

Tối ưu hóa điều kiện lên men lactic trong sản xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp lên men lactic từ gạo lứt không dùng sữa mà dùng gạo lứt làm nguyên liệu lên men, sẽ làm cho điều kiện lên men lactic bị thay đổi và do vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện lên men, chúng tôi nhận thấy tỷ lệ giống, nhiệt độ, thời gian là những yếu tố ảnh hưởng đến mật độ của vi khuẩn lactic trong sản phẩm. Mục đích của nghiên cứu nhằm xác định được điều kiện lên men lactic tối ưu cho việc sản xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tối ưu hóa điều kiện lên men lactic trong sản xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt

Nguyễn Thị Đoàn và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 188(12/1): 61 - 65<br /> <br /> TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN LACTIC TRONG SẢN XUẤT<br /> NƯỚC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨT<br /> Nguyễn Thị Đoàn*, Nguyễn Văn Bình, Phạm Thị Phương<br /> Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Phương pháp lên men lactic từ gạo lứt không dùng sữa mà dùng gạo lứt làm nguyên liệu lên men,<br /> sẽ làm cho điều kiện lên men lactic bị thay đổi và do vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.<br /> Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện lên men, chúng tôi nhận thấy tỷ lệ giống,<br /> nhiệt độ, thời gian là những yếu tố ảnh hưởng đến mật độ của vi khuẩn lactic trong sản phẩm. Mục<br /> đích của nghiên cứu nhằm xác định được điều kiện lên men lactic tối ưu cho việc sản xuất nước<br /> uống lên men lactic từ gạo lứt. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra được điều kiện lên men lactic tối ưu<br /> như sau: Dịch cháo sau khi thanh trùng, làm nguội xuống 40 oC, bổ sung giống với tỷ lệ giống<br /> 5,1%, lên men ở điều kiện nhiệt độ 43,22 oC, thời gian lên men là 23,95 giờ, sau lên men pH sản<br /> phẩm đạt 3,42 và mật độ vi khuẩn lactic đạt 1,24.109 CFU/ml. Sản phẩm sau lên men được bảo<br /> quản ở 4 – 6oC.<br /> Từ khóa: Lên men lactic, gạo lứt, tối ưu hóa, nhiệt độ lên men, thời gian lên men<br /> <br /> MỞ ĐẦU*<br /> <br /> Vật liệu nghiên cứu<br /> <br /> Phương pháp lên men lactic từ gạo lứt không<br /> dùng sữa mà dùng gạo lứt làm nguyên liệu, vì<br /> vậy có thể tận dụng khả năng chữa bệnh của<br /> gạo lứt kết hợp hoạt động có lợi cho đường<br /> ruột của vi khuẩn lactic để tạo thành một loại<br /> thực phẩm có lợi đối với sức khỏe là một<br /> hướng đi mới trong ngành thực phẩm của<br /> Việt Nam. Những sản phẩm lên men lactic từ<br /> gạo lứt đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều<br /> nước trên thế giới như là một siêu thực phẩm<br /> tốt cho sức khỏe, giúp phòng chống bệnh tim<br /> mạch và ung thư [10], [11], điển hình là đồ<br /> uống Boza ở Bulgari, Serbia, Montenegro,<br /> Thổ Nhĩ Kỳ, đồ uống Amazake Nhật Bản. Ở<br /> Việt Nam gạo lứt xem như là thực phẩm chữa<br /> bệnh, tốt cho người ăn chay, ăn kiêng hỗ trợ<br /> nhu cầu giảm cân, làm đẹp mà vẫn đủ dinh<br /> dưỡng, lành với cả người già yếu, trẻ em,<br /> bệnh nhân tiểu đường, tim mạch, huyết áp [3].<br /> Quá trình lên men lactic bị ảnh hưởng bởi các<br /> yếu tố như tỷ lệ giống, thời gian, nhiệt độ lên<br /> men do đó mục tiêu của đề tài là tối ưu hóa<br /> được điều kiện lên men lactic để sản xuất<br /> nước uống lên men lactic từ gạo lứt.<br /> <br /> Gạo lứt: Sử dụng gạo lứt đỏ mua tại chợ<br /> Đồng Quang, Thái Nguyên.<br /> <br /> VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> *<br /> <br /> Tel: 0978 320020, Email: nguyenthidoan@tuaf.edu.vn<br /> <br /> Vi khuẩn lactic: Lactobacillus bulgaricus mua<br /> tại Viện Vi sinh vật – Đại học Quốc gia Hà Nội.<br /> Phương pháp nghiên cứu<br /> Phân tích chỉ tiêu vi khuẩn lactic tổng số:<br /> Cấy chính xác một thể tích mẫu (hoặc dịch<br /> pha loãng) vào trong hoặc lên trên bề mặt môi<br /> trường thạch MRS. Từ mỗi độ pha loãng cần<br /> cấy lặp lại ít nhất là 2 hộp. Mỗi mẫu cần làm<br /> ít nhất 2 độ pha loãng liên tiếp sao cho trên<br /> mỗi hộp có từ 30-300 khuẩn lạc/hộp. Nuôi<br /> cấy mẫu ở nhiệt độ 37oC trong thời gian 48<br /> giờ, quan sát và đếm khuẩn lạc [4].<br /> Phương pháp xác định pH: Xác định pH của<br /> mẫu bằng máy đo pH.<br /> Phương pháp đánh giá cảm quan: Sử dụng<br /> phương pháp cho điểm tổng hợp chất lượng<br /> sản phẩm theo TCVN 10565-1 : 2015 cho sản<br /> phẩm sữa chua uống [8], [9].<br /> Quy trình sản xuất dự kiến: Nguyên liệu gạo<br /> lứt đem rửa sạch, ngâm trong nước sạch, gạn<br /> nước, nghiền nhỏ, sau đó nấu theo đúng tỷ lệ<br /> gạo: nước, rồi xay nhuyễn, lọc bằng vải vô<br /> trùng, phối trộn đường, thanh trùng ở 95oC,<br /> để nguội xuống khoảng 40oC, cấy giống, lên<br /> 61<br /> <br /> Nguyễn Thị Đoàn và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> men, sản phẩm thu được bảo quản ở 4 – 6oC<br /> [5], [10], [11].<br /> Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý<br /> trên phần mềm SPSS và Design - Expert<br /> version 7.0.<br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến<br /> điều kiện lên men, nhận thấy tỷ lệ giống,<br /> nhiệt độ, và thời gian lên men là những yếu tố<br /> ảnh hưởng đến mật độ của vi khuẩn lactic có<br /> trong sản phẩm. Nghiên cứu khảo sát đơn yếu<br /> tố cho kết quả như sau: Tỷ lệ giống sử dụng là<br /> 5%; nhiệt độ lên men là 43oC; thời gian lên<br /> men là 24 giờ. Để tối ưu hóa điều kiện lên<br /> men chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt<br /> chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của BoxBehnken với ba biến ba cấp độ. Các số liệu<br /> được xử lý trên phần mền Design Expert 7.0<br /> để đánh giá mật độ vi sinh vật lactic thu được.<br /> Áp dụng phương pháp hồi quy các số liệu<br /> thực nghiệm, thu được trong mô hình đa thức<br /> bậc hai thể hiện ảnh hưởng của các điều kiện<br /> lên men đến mật độ vi khuẩn lactic trong sản<br /> phẩm như sau:<br /> Y=124+4*A+6,62*B-0,63*C-0,50*A*B2,50*A*C-5,25*B*C-20,62*A2-15,87*B218,88*C2<br /> <br /> 188(12/1): 61 - 65<br /> <br /> (Trong đó Y: Mật độ của vi khuẩn lactic; A:<br /> Nhiệt độ; B: Thời gian; C: Tỷ lệ giống).<br /> Để đánh giá mô hình chúng tôi sử dụng phân<br /> tích ANOVA.<br /> Kết quả phân tích ANOVA thể hiện ở bản<br /> Kiểm tra sự có ý nghĩa và sự tương thích của<br /> mô hình được tiến hành bằng phân tích bảng<br /> 1. Từ kết quả phân tích ANOVA ta thấy giá<br /> trị xác suất của mô hình p – value = 0,0001 <<br /> 0,005 do đó mô hình được lựa chọn để giải<br /> thích cho kết quả thí nghiệm. Hệ số tương<br /> quan bội của mô hình là R2 = 0,9799 và Adj<br /> R2 = 0,9598 cho thấy mức độ phù hợp của mô<br /> hình trong việc giải thích các giá trị thí<br /> nghiệm. Giá trị của thông số Pred R-square<br /> được sử dụng để đánh giá khả năng dự báo<br /> của mô hình trong các điều kiện thí nghiệm<br /> mới. Nếu sự khác nhau giữa Adj R-square và<br /> Pred R-square < 0,2 thì chúng ta có thể kết<br /> luận là mô hình lựa chọn là phù hợp để dự<br /> báo trong các điều kiện khác của thí nghiệm.<br /> Sự khác nhau giữa Adj R-square (0,9598) và<br /> Pred R- Squared (0,8496) là 0, 1102< 0,2 điều<br /> đó chứng tỏ mô hình lựa chọn có thể sử dụng<br /> để dự đoán các điều kiện khác của thí nghiệm.<br /> <br /> Bảng 1. Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình mật độ vi khuẩn lactic<br /> Nguồn<br /> Mô hình<br /> A-ty le giong<br /> B-nhiet do<br /> C-thoi gian<br /> B*C<br /> A*C<br /> B*A<br /> A2<br /> B2<br /> C2<br /> Residual<br /> Lack of Fit<br /> Pure Error<br /> Cor Total<br /> R-Squared<br /> Adj R- Squared<br /> Pred R- Squared<br /> <br /> 62<br /> <br /> Tổng phương sai<br /> 0,39<br /> 0,013<br /> 0,035<br /> 3,125E-004<br /> 0,011<br /> 0,16<br /> 0,093<br /> 0,13<br /> 8,025E-003<br /> 7,425E-003<br /> 6,000E-004<br /> 0,40<br /> <br /> Bậc tự do<br /> 7<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 7<br /> 5<br /> 2<br /> 14<br /> <br /> trung bình phương sai<br /> 0,056<br /> 0,013<br /> 0,035<br /> 3,125E-004<br /> 0,011<br /> 0,16<br /> 0,093<br /> 0,13<br /> 1,146E-003<br /> 1,485E-003<br /> 3,000E-004<br /> <br /> F- Value<br /> 48,72<br /> 11,17<br /> 30,63<br /> 0,27<br /> 9,62<br /> 137,01<br /> 81,17<br /> 114,74<br /> <br /> P-value<br /> < 0,0001<br /> 0,0124<br /> 0,0009<br /> 0,6177<br /> 0,0173<br /> < 0,0001<br /> < 0,0001<br /> < 0,0001<br /> <br /> 4,95<br /> 0,1766<br /> <br /> 0,9799<br /> 0,9598<br /> 0,8496<br /> <br /> Nguyễn Thị Đoàn và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 188(12/1): 61 - 65<br /> <br /> Cuối cùng là tối ưu để tìm các giá trị của biến độc lập để đạt được giá trị tối ưu của chỉ tiêu đồng<br /> thời đánh giá bằng hình ảnh ảnh hưởng của các biến độc lập đến chỉ tiêu. Sử dụng phương pháp<br /> hàm kỳ vọng để tối ưu hóa mật độ vi khuẩn lactic có trong sản phẩm bằng phần mềm Design –<br /> Expert 7.0. Điều kiện tối ưu lựa chọn được là tỷ lệ giống 5,05%, thời gian lên men 23,95 giờ,<br /> nhiệt độ lên men là 43,22oC thông qua kết quả thể hiện trên hình 1, hình 2 và hình 3.<br /> mat do vi sinh vat<br /> <br /> Design-Expert® Software<br /> 1.00<br /> <br /> mat do vi sinh vat<br /> 125<br /> 75<br /> 0.50<br /> <br /> X1 = A: ty le giong<br /> X2 = B: nhiet do<br /> <br /> B : n h ie t d o<br /> <br /> Prediction<br /> <br /> Actual Factor<br /> C: thoi gian = -0.05<br /> <br /> 124.927<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> 100.434<br /> <br /> 116.762<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 92.2709<br /> <br /> 108.598<br /> <br /> 100.434<br /> <br /> 84.1072<br /> <br /> 92.2709<br /> <br /> -1.00<br /> -1.00<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> 0.50<br /> <br /> 1.00<br /> <br /> A: ty le giong<br /> <br /> Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ giống đến mật độ vi khuẩn lactic<br /> <br /> Qua hình 1 cho thấy tỷ lệ giống sử dụng và nhiệt độ lên men giảm thì mật độ vi khuẩn lactic<br /> trong sản phẩm cũng giảm theo. Khi tăng đồng thời tỷ lệ giống sử dụng và nhiệt độ lên men thì<br /> mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm cũng giảm. Thời gian tối ưu xác định được là 23,95 giờ.<br /> mat do vi sinh vat<br /> <br /> Design-Expert® Software<br /> 1.00<br /> <br /> 95.3436<br /> <br /> mat do vi sinh vat<br /> 125<br /> <br /> 95.3436<br /> <br /> 102.739<br /> <br /> 75<br /> <br /> Actual Factor<br /> B: nhiet do = 0.22<br /> <br /> C : th o i g ia n<br /> <br /> 0.50<br /> <br /> X1 = A: ty le giong<br /> X2 = C: thoi gian<br /> <br /> 102.739<br /> <br /> Prediction<br /> <br /> 124.927<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 117.531<br /> 95.3436<br /> 102.739<br /> 87.9478<br /> <br /> 110.135<br /> <br /> -1.00<br /> -1.00<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> 0.50<br /> <br /> 1.00<br /> <br /> A: ty le giong<br /> <br /> Hình 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống và thời gian đến mật độ vi khuẩn lactic<br /> <br /> Qua hình 2 cho thấy tỷ lệ giống sử dụng giảm, thời gian lên men giảm thì mật độ vi khuẩn lactic<br /> trong sản phẩm cũng giảm. Khi tăng tỷ lệ giống sử dụng và thời gian lên men, mật độ vi khuẩn<br /> lactic giảm, lên men lâu sản phẩm dễ bị tạp nhiễm. Nhiệt độ lên men tối ưu xác định được là<br /> 43,22oC.<br /> 63<br /> <br /> Nguyễn Thị Đoàn và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 188(12/1): 61 - 65<br /> <br /> mat do vi sinh vat<br /> <br /> Design-Expert® Software<br /> 1.00<br /> <br /> 93.9658<br /> <br /> mat do vi sinh vat<br /> 125<br /> <br /> 101.706<br /> <br /> 101.706<br /> <br /> 75<br /> <br /> Actual Factor<br /> A: ty le giong = 0.10<br /> <br /> C : th o i g ia n<br /> <br /> 0.50<br /> <br /> X1 = B: nhiet do<br /> X2 = C: thoi gian<br /> <br /> 109.446<br /> <br /> Prediction<br /> <br /> 124.927<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 101.706<br /> 117.185<br /> 93.9658<br /> 86.226<br /> -1.00<br /> -1.00<br /> <br /> -0.50<br /> <br /> 0.00<br /> <br /> 0.50<br /> <br /> 1.00<br /> <br /> B: nhiet do<br /> <br /> Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến mật độ của vi khuẩn lactic<br /> nông nghiệp”, Tạp chí khoa học - Đại học Quốc<br /> Hình 3 cho thấy nhiệt độ lên men giảm, thời<br /> gia Hà Nội, số 6, tr. 1 – 6.<br /> gian lên men giảm mật độ vi khuẩn lactic<br /> 4. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu<br /> trong sản phẩm thấp. Khi tăng nhiệt độ lên<br /> Thủy, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi,<br /> men mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm<br /> (2007), Các phương pháp phân tích nghành công<br /> nghệ lên men, Nxb Khoa học và Kỹ thuật.<br /> cao, nhưng nếu càng tăng thì mật độ vi khuẩn<br /> 5. Đỗ Thị Quý, (2010), Hoàn thiện quy trình chế<br /> lactic lại giảm. Thời gian lên men càng tăng thì<br /> biến đồ uống lên men lactic từ gạo lứt, Luận văn<br /> mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm giảm.<br /> thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp, Mã số 60.54.10,<br /> Tỷ lệ giống tối ưu xác định được là 5,1%.<br /> Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội.<br /> 6. Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng, (2002),<br /> KẾT LUẬN<br /> Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa,<br /> Điều kiện tối ưu để lên men lactic trong sản<br /> Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.<br /> xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt là:<br /> 7. Nguyễn Văn Thanh, Huỳnh Ngọc Lan, (2001),<br /> “Nghiên cứu phối hợp Bifidobacterium bifidum và<br /> Tỷ lệ giống sử dụng là 5,1%, nhiệt độ lên men<br /> Lactocbacillus acidophilus để sản xuất chế phẩm<br /> là 43,22oC, thời gian lên men là 23,95 giờ,<br /> trị loạn đường ruột”, Báo cáo khoa học, Hội nghị<br /> 9<br /> mật độ vi khuẩn lactic đạt 1,24.10 CFU/ml,<br /> khoa học – công nghệ Dược, 6 (3), tr. 30 – 35.<br /> pH của sản phẩm đạt 3,42.<br /> 8. Tổng cục tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng,<br /> TCVN 10565-1 : 2015.<br /> 9. Hà Duyên Tư, (2010), Kỹ thuật phân tích cảm<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> quan thực phẩm, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.<br /> 1. Nguyễn Thị Đoàn, Nguyễn Thị Dương, Trần Thị<br /> 10. Yuji O. D. A., Yasunori Ichinose and Hiroaki<br /> Tuyết, Phạm Thị Phương (2016), “Nghiên cứu một<br /> Yamauchi, (2002), “Utilization of Lactobacillus<br /> số điều kiện thích hợp để sản xuất nước uống lên<br /> amylovorus as an alternative microorganism for<br /> men lactic từ gạo lứt”, Tạp chí Khoa học và Công<br /> saccharifying boiled rice”, Food Science and<br /> nghệ, Đại học Thái Nguyên, số 12/1, tr. 83 – 87.<br /> Technology Research, 8(2), pp. 166 – 168.<br /> 2. Hoàng Đình Hòa, (2016), Tối ưu hóa trong công<br /> 11. Yoshihide Hagiwara, Miyauchi Tetsuji, Yuki<br /> nghiệp thực phẩm, Nxb Khoa học và Kỹ thuật.<br /> Morimasa, (1977), “Procecss for preparing food<br /> 3. Đào Thị Lương, Nguyễn Thị Anh Đào, Nguyễn<br /> product containing a lactic acid bacteria –<br /> Thị Kim Quy, Trần Thị Lệ Quyên, (2010), “Phân<br /> fermented product of cereal – germ”,<br /> lập và tuyển chọn vi khuẩn lactic dùng trong chế<br /> Us4056637A, Us 05/693, pp. 761.<br /> biến và bảo quản thức ăn thô xanh và phụ phẩm<br /> <br /> 64<br /> <br /> Nguyễn Thị Đoàn và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 188(12/1): 61 - 65<br /> <br /> SUMMARY<br /> OPTIMIZATION OF LACTIC FERMENTATION CONDITION<br /> FOR PRODUCING A BEVERAGE LACTIC ACID FERMENTATION<br /> FROM BROWN RICE<br /> Nguyen Thi Doan*, Nguyen Van Binh, Pham Thi Phuong<br /> University of Agriculture and Forestry - TNU<br /> <br /> Lactic fermentation method used brown rice as raw materials for fermentation, will make<br /> technological elements of fermentation lactic to change and therefore will affect product quality.<br /> The purpose of this research is to determine the optimal conditions for producting fermented lactic<br /> drink from brown rice. Results of this study showed the optimal lactic fermentation conditions as<br /> follows: After pasteurizing, porridge was cooled down to 40 oC, after that it was added with the<br /> rate of 5.1% lactic acid bacteria, then it was fermented at 43.22 oC and 23.95 hours, concentration<br /> of lactic acid bacteria was 1.24.109 CFU/ml after fermentation, pH reached 3.42. The fermented<br /> product was stored at 4 - 6oC.<br /> Keywords: Lactic acid fermentation, brown rice, optimal conditions, lactic acid bacteria<br /> <br /> Ngày nhận bài: 20/8/2018; Ngày phản biện: 11/9/2018; Ngày duyệt đăng: 12/10/2018<br /> *<br /> <br /> Tel: 0978 320020, Email: nguyenthidoan@tuaf.edu.vn<br /> <br /> 65<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản