hoàn thiện quy trình chế biến đồ uống lên men lactic từ gạo lứt

Vi khuẩn lactic và lên men lactic có rất nhiều ưu ựiểm ựã ựược biết ựến như: i khả năng bảo quản nhờ hạ thấp pH sản phẩm; ii tăng giá trị dinh dưỡng nhờ sự hình thành các acid amin, vita

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
 -

ðỖ THỊ QUÝ

HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN ðỒ UỐNG

LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨT

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THỊ THANH THỦY

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và chưa hề ñược sử dụng

Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và thông tin ñược trích dẫn trong luận văn này ñược ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2011

Học viên

ðỗ Thị Quý

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ từ các cá nhân và tập thể

Tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo, TS Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, người

ñã tận tình dìu dắt, giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi thực hiện ñề tài

và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp ñỡ của các thầy cô giáo, anh chị em

kỹ thuật viên trong khoa Công nghệ thực phẩm ñã dành cho tôi trong quá trình thực tập

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc ñến gia ñình cùng toàn thể bạn bè ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn!

Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2011

Học viên

ðỗ Thị Quý

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH VÀ ðỒ THỊ vii

PHẦN 1 - MỞ ðẦU 1

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục ñích – Yêu cầu 3

1.2.1 Mục ñích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

PHẦN 2-TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 ðặc ñiểm - Vai trò - Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 4

2.1.1 ðặc ñiểm 4

2.1.2 Vai trò của gạo lứt 6

2.1.3 Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 10

2.1.4 Lý do gạo lứt chưa ñược sử dụng rộng rãi và thường xuyên 11

2.2 Một số công nghệ sơ chế nguyên liệu sử dụng trong ñề tài 11

2.2.1 Ép ñùn 11

2.2.2 Hồ hóa 12

2.2.3 ðồng hóa cao áp 14

2.3 Vai trò, ứng dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột và lên men lactic 14

2.3.1 Vai trò và ứng dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột 14

2.3.2 Vai trò của lên men lactic 15

2.4 Một số loại bao bao bì sử dụng cho ñồ uống 16

2.5 Kết quả ñạt ñược từ những nghiên cứu trước ñây về sản phẩm ñồ uống lên men từ gạo lứt và các ñiểm cần cải tiến. 20

2.6 Giới thiệu tiêu chuẩn vi sinh, cảm quan của ñồ uống lên men 22

PHẦN 3 - VẬT LIỆU- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Vật liệu 24

3.1.1 Gạo lứt 24

3.1.2 Vi khuẩn lactic 25

3.1.3 Môi trường nuôi cấy 25

3.1.4 Chất gia hương 25

3.2 Quy trình và thuyết minh quy trình 26

3.3 Nội dung nghiên cứu 28

3.4 Bố trắ thắ nghiệm 28

3.5 Phương pháp phân tắch 30

3.5.1 Xác ựịnh ựộ ẩm bằng phương pháp sấy dến khối lượng không ựổi 30

3.5.2 Xác ựịnh hàm lượng chất khô hoà tan bằng chiết quang kế 30

3.5.3 Xác ựịnh pH bằng pH meter cầm tay 30

3.5.4 Xác ựịnh ựộ nhớt bằng nhớt kế 31

3.5.5 Xác ựịnh ựộ lắng bằng phương pháp ựo 31

3.5.6 Xác ựịnh ựường khử, ựường tổng, tinh bột theo phương pháp DNS 32

3.5.7 Xác ựịnh hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl 33

3.5.8 Xác ựịnh hàm lượng lipid tổng số theo phương pháp Soxhlet 33

3.5.9 Xác ựịnh hàm lượng vitamin B1 bằng phương pháp ựo màu huỳnh quang 34

3.5.10 Phương pháp xác ựịnh các chỉ tiêu vi sinh vật 35

3.5.11 đánh giá chất lượng cảm quan theo TCVN 7030:2002, TCVN 3215-79 35

3.5.12 Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel 36

PHẦN 4 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Kết quả chuẩn hóa thông số kỹ thuật thực hiện trong quá trình lên men 37

4.1.1 Kết quả xác ựịnh loại nguyên liệu thực hiện trong quá trình lên men 37

4.1.2 Kết quả xác ựịnh một số chỉ tiêu lý, hóa học của bột bỏng nếp thông qua các công ựoạn sơ chế trước khi lên men 38

4.1.3 Kết quả về ựộng thái lên men bột bỏng nếp ở nồng ựộ 12% chất khô 40

4.1.4 Kết quả ựánh giá cảm quan sản phẩm ựồ uống lên men từ bột bỏng nếp 43

4.2 Kết quả hoàn thiện một số thông số kỹ thuật cho sản phẩm ñồ uống lên men

bột bỏng nếp 44

4.2.1 Kết quả ñánh giá ñộ lắng của sản phẩm khi thay ñổi áp suất ñồng hóa 44

4.2.2 Kết quả xác ñịnh loại và nồng ñộ chất gia hương 46

4.2.3 Xác ñịnh ñiều kiện bảo quản và tuổi thọ của sản phẩm 47

4.3 Kết quả ñánh giá tổng hợp sản phẩm 50

4.3.1 Kết quả thành phần hóa học của nguyên liệu và sản phẩm lên men 50

4.3.2 Kết quả xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm theo TCVN 7030-2002 51

4.3.3 Kết quả ñánh giá cảm quan sản phẩm theo TCVN 7030-2002 52

4.4 Kết quả hoàn thiện bao bì, nhãn mác sản phẩm 53

PHẦN 5 - KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 57

5.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 5.2 ðề nghị Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 61

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng sau xay xát 4

Bảng 2.2 Hàm lượng vitamin và khoáng chất của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng sau xay xát 5

Bảng 3.1 Các công ñoạn và chỉ tiêu phân tích 29

Bảng 3.2 Thông số sử dụng ño ñộ nhớt 31

Bảng 3.3 Thang ñiểm các mức chất lượng 33

Bảng 4.1 Kết quả cảm quan ñể chọn nguyên liệu gạo sử dụng 37

Bảng 4.2 Các chỉ tiêu lý, hóa học qua quá trình sơ chế nguyên liệu 39

Bảng 4.3 Kết quả phân tích cảm quan sản phẩm sau 24 giờ lên men 43

Bảng 4.4 Kết quả ño ñộ lắng ở các mức áp suất ñồng hóa khác nhau 45

Bảng 4.5 Kết quả ñánh giá ñộ thơm của sản phẩm ở nồng ñộ chất gia hương khác nhau 47

Bảng 4.6 Những biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt bổ sung hương cốm 48

Bảng 4.7 Những biến ñổi mật ñộ vi khuẩn lactic và cảm quan của nước uống lên men từ gạo lứt bổ sung hương sữa 49

Bảng 4.8 Thành phần hóa học của bột bỏng nếp trước và sau khi lên men 51

Bảng 4.9 Kết quả xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật của theo TCVN 7030-2002 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt 10

Hình 2.2 Các kí hiệu trên vỏ chai nhựa 17

Hình 3.1 Nguyên liệu bột gạo và bột bỏng 24

Hình 3.2 Sơ ñồ quy trình chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 26

Hình 4.1 ðộng thái lên men của bột bỏng nếp ở nồng ñộ 12% chất khô 41

Hình 4.2 Hộp nhựa PC 100ml (dạng cốc) 54

Hình 4.3 Hộp nhựa HDPE 100ml (dạng chai) 54

Hình 4.4 Nhãn mác cho ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 54

Hình 4.5 Quy trình hoàn thiện chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt 56

PHẦN 1 - MỞ đẦU 1.1 đặt vấn ựề

Gạo lứt (gạo nguyên cám) ựược xem như là một trong những loại thực phẩm tốt nhất cho sức khỏe nhờ vào nguồn chất xơ, selen, magie và mangan dồi dào Chỉ cần một tách gạo lứt (tương ựương 195g) sẽ cung cấp 88% lượng mangan cần thiết hàng ngày Gạo lứt có nguồn chất xơ dồi dào giúp giảm thiểu thời gian lưu và tiếp xúc của các chất gây ung thư với các tế bào ruột kết, làm tăng ựáng kể khả năng bảo vệ chống lại bệnh ung thư vú ở phụ nữ tiền mãn kinh

(Cade et al., 2007) Nguồn selen giàu có trong gạo lứt là một thành phần thiết

yếu trong trao ựổi chất, bao gồm trao ựổi hormone tuyến giáp, hệ thống bảo vệ chống oxy hóa và chức năng miễn dịch Những tác ựộng mạnh mẽ chống oxy hóa không những làm cho selen hữu ắch trong việc ngăn chặn bệnh ung thư mà còn giúp giảm nguy cơ các bệnh tim mạch Mối liên hệ giữa việc ăn ngũ cốc nguyên cám, trong ựó có gạo lứt, với việc giảm các nguy cơ bệnh ựộng mạch

vành tim ựã ựược chứng minh từ nhiều năm nay (Liu et al., 2003; Liu et al.,

2004 Jensen et al., 2004; McKeown et al., 2004; Erkkilả et al., 2005) Chất dầu

trong gạo lứt còn có tác dụng làm giảm mức cholesterol xấu (Most et al., 2005)

Ngoài ra, nhiều nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng gạo lứt còn có tác dụng ngăn ngừa sỏi mật, chống bệnh hen suyễn ở trẻ em, chống giảm khả năng chuyển hóa, hình thành tế bào da, tăng khả năng chống nhiễm trùng

Ở Việt Nam, người dân sử dụng gạo lứt nấu thành cơm, cháo, làm bánh phở, bánh cuốn, bánh ựúc, rượu nếp, rượu nếp cẩm, nước gạo lứt rang Hình thức thực dưỡng Ộcơm gạo lứt muối vừngỢ xuất phát từ Nhật Bản cũng ựược một bộ phận dân cư dùng với mục ựắch tăng cường sức khỏe hay chữa bệnh Theo đông y thì gạo lứt rất bổ và có tắnh thanh nhiệt, an thần trấn kinh, trừ phiền, có khả năng ngăn sự xuất tiết của dạ dày và ựại tràng nên có tác dụng tốt trong ựiều trị các bệnh ựường ruột đông y dùng cháo gạo lứt ựể phòng ngừa và trừ bệnh tả, lỵ, cầm mồ hôi

Mặc dù gạo lứt bổ dưỡng hơn gạo trắng nhưng vẫn chưa ựược sử dụng rộng rãi và thường xuyên, ựó là lớp cám ngoài chứa nhiều cellulose làm hạt gạo khó nở khi nấu Ăn cơm gạo lứt phải nhai kỹ, nếu không sẽ có hiện tượng ựầy bụng vì chất cám gạo chưa ựược nước bọt và răng nhào nhuyễn, vỏ cám còn nguyên gây chướng bụng khó tiêu đó là một trong những lý do khiến gạo xát trắng vẫn ựược sử dụng rộng rãi trong ăn uống hàng ngày dù gạo xát trắng kém dinh dưỡng hơn gạo lứt Ngoài ra, cơm gạo lứt có màu vàng nâu kém hấp dẫn về mặt cảm quan và khó dùng hợp với ựa số các loại thức ăn thông thường

Khai thác nguyên liệu gạo lứt với ứng dụng lên men lactic là một hướng

ựi mới nhiều triển vọng Vi khuẩn lactic và lên men lactic có rất nhiều ưu ựiểm

ựã ựược biết ựến như: (i) khả năng bảo quản nhờ hạ thấp pH sản phẩm; (ii) tăng giá trị dinh dưỡng nhờ sự hình thành các acid amin, vitamin; (iii) tăng giá trị cảm quan (mùi, vịẦ); (iv) giúp cho các vi khuẩn có lợi trong ruột phát triển ựược tốt hơn; (v) ựồng thời cũng có thể loại bỏ ựược một số chất phản dinh dưỡng trong nguyên liệu ban ựầu

Sản phẩm cuối cùng sẽ là ựồ uống lên men lactic từ gạo lứt ựáp ứng ựược nhu cầu dinh dưỡng và thị hiếu của người tiêu dùng Sản phẩm này sẽ có các ựiểm lợi lớn, ựó là: (i) tận dụng ựược các thành phần có lợi trong gạo lứt ựể nâng cao sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật; (ii) sản phẩm lên men lactic sẽ giúp cải thiện hệ vi sinh vật ựường ruột, làm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn và cải thiện nhược ựiểm khó tiêu của gạo lứt

đề tài sản xuất ựồ uống lên men từ gạo lứt ựã ựược bắt ựầu tiến hành từ năm 2009 Từ ba loại gạo lứt (tẻ, nếp, nếp cẩm) ựược sử dụng trong nghiên cứu với ba phương thức sơ chế lần lượt là nghiền (bột gạo) hoặc ép ựùn Ờ nghiền (bột bỏng), hồ hóa, ựồng hóa Nồng ựộ chất khô thử nghiệm cho sản xuất ựồ uống là 10, 12, 14%; bốn loại vi khuẩn lactic trong ựó có hai chủng có khả năng thủy phân tinh bột và hai chủng ựược sử dụng trong lên men sữa chua ựược sử

dụng riêng rẽ, tới nay ựã thu ựược một số kết quả nhất ựịnh trong việc lựa chọn,

sơ chế nguyên liệu, chủng vi khuẩn sử dụng cho quá trình lên men

Tuy nhiên ựây mới chỉ là những nghiên cứu bước ựầu, sản phẩm vẫn còn những hạn chế nhất ựịnh do tách pha, mùi hương chưa hấp dẫn, chưa thiết kế ựược bao bì, nhãn mácẦ Sản phẩm chưa thể ựưa ra thị trường cũng như chưa thể sản xuất một cách ựại trà với số lượng lớn ựược Chắnh vì vậy, ựể giải quyết vấn ựề này nhằm giúp sản phẩm tiếp cận ựược với thị trường nhanh hơn, chúng

tôi tiến hành ựề tài: ỘHoàn thiện quy trình chế biến ựồ uống lên men lactic từ

- Xác ựịnh ựược áp suất ựồng hóa phù hợp ựể cải thiện ựộ lắng cho sản phẩm;

- Xác ựịnh ựược loại và nồng ựộ chất gia hương phù hợp ựể cải thiện chất lượng cảm quan cho sản phẩm;

- Xác ựịnh ựược những biến ựổi chất lượng trong quá trình tồn trữ ựể xác ựịnh tuổi thọ của sản phẩm;

- đánh giá chất lượng tổng hợp của sản phẩm theo tiêu chuẩn;

- Hoàn thiện ựược bao bì, nhãn mác cho sản phẩm

PHẦN 2-TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 ðặc ñiểm - Vai trò - Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt

2.1.1 ðặc ñiểm

Gạo lứt (gạo lức, gạo rằn), là loại gạo chỉ xay bỏ vỏ trấu chứ không bỏ mầm và cám Ngoài hàm lượng tinh bột chính cung cấp dinh dưỡng và năng lượng cho cơ thể, gạo lứt còn giàu nguồn protein, lipid, vitamin nhóm B và các nguyên tố vi lượng

Hạt gạo trước khi xay, xát ñược bao bọc bên ngoài bởi 2 lớp bảo vệ: vỏ trấu và vỏ cám Cấu tạo và thành phần tính theo trọng lượng của hạt cho thấy vỏ trấu chiếm 16 - 28%, cám từ 6 - 8%, mầm chiếm khoảng 1%, nội nhũ từ 90 -

91%, thay ñổi tùy theo từng loại giống, mùa và ñiều kiện canh tác (Juliano et

Bechte,1985)

Thành phần hóa học của gạo lứt gồm: tinh bột, protein, lipid, chất xơ cùng các vitamin như B1, B2, B3, B5, B6; acid paraaminobenzoic (PABA), acid folic (vitamin M), acid phytic, glutathion (GSH); các chất khoáng: calci, magie, kali

và natri; các nguyên tố vi lượng như: sắt, selen, mangan, kẽm…

Bảng 2.1 Thành phần của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng sau xay xát

(ở nguyên liệu có ñộ ẩm 14%)

Thành phần Thóc Gạo lứt Gạo trắng Vỏ cám Vỏ trấu

Protein (gN*5,95) 5,80-7,70 7,10-8,30 6,30-7,10 11,30-14,90 2,0-2,80 Chất béo (g) 1,50-2,30 1,60-2,80 0,30-0,50 15,0-19,70 0,30-0,80 Chất xơ thô (g) 7,20-10,40 0,60-1,00 0,20-0,50 7,0-11,40 34,5-45,9 Tro (g) 2,90-5,20 1,00-1,50 0,30-0,80 6,60-9,90 13,2-21,0 Hydratcarbon (g) 64,0-73,0 73,0-87,0 77,0-89,0 34,0-62,0 22,0-34,0

Xơ tiêu hóa (g) 16,4-19,20 2,90-3,90 0,70-2,30 24,0-29,0 66,0-74,0 Năng lượng (Kcal) 378,0 363-385 349-373 399-476 265-332 Mật ñộ (g/ml) 1,17-1,23 1,31 1,44-1,46 1,16-1,29 0,67-0,74

Tỉ trọng (g/ml) 0,56-0,64 0,68 0,78-0,85 0,20-0,40 0,10-0,16

Nguồn: Juliano,1985; Eggum, Juliano & Maningat,1982; Pedersen & Eggum,1983

Gạo lứt có hàm lượng protein và chất béo cao hơn gạo trắng trong ñó lượng chất béo cao gấp năm lần, bên cạnh ñó, nguồn chất xơ của gạo lứt cũng dồi dào hơn rất nhiều so với gạo trắng

Không những thế, gạo lứt còn giàu hàm lượng vitamin ñặc biệt là các vitamin nhóm B và những khoáng chất cần thiết cho cơ thể nhiều hơn hẳn so với gạo trắng ðiều này thể hiện ñược những ưu ñiểm ñặc biệt về giá trị dinh dưỡng của gạo lứt (bảng 2.2)

Bảng 2 2 Hàm lượng vitamin và khoáng chất của hạt thóc, gạo lứt, gạo trắng

sau xay xát (ở nguyên liệu có ñộ ẩm 14%)

Thành phần Thóc Gạo lứt Gạo trắng Vỏ cám Vỏ trấu

Thiamine (mg) 0,26-0,33 0,29-0,61 0,02-0,11 1,20-2,40 0,09-0,21 Riboflavin (mg) 0,06-0,11 0,04-0,14 0,02-0,06 0,18-0,43 0,05-0,07 Niacin (mg) 2,90-5,60 3,50-5,30 1,30-2,40 26,7-49,9 1,60-4,20

α -Tocopherol (mg) 0,90-2,00 0,90-2,50 0,07-0,30 2,60-13,3 0 Calcium (mg) 10,0-80,0 10,0-50,0 10,0-30,0 30,0-120 60,0-130 Phosphorus (g) 0,17-0,39 0,17-0,43 0,08-0,15 1,10-2,50 0,03-0,07 Phytin P (g) 0,18-0,21 0,13-0,27 0,02-0,07 0,90-2,20 0 Iron (mg) 1,40-6,00 0,20-5,20 0,20-2,80 8,60-43,0 3,90-9,50 Zinc (mg) 1,70-3,10 0,60-2,80 0,60-2,30 4,30-25,8 0,90-4,00

Nguồn: Juliano,1985; Eggum, Juliano & Maningat,1982; Pedersen & Eggum,1983

Qua bảng trên ta thấy, hàm lượng thiamin (vitamin B1) trong gạo lứt (0.29mg) nhiều gấp gần 10 lần so với gạo trắng (0,02mg) Hàm lượng các vitamin khác cũng cao hơn gấp từ 3-5 lần Các chất khoáng cần thiết cho cơ thể như: calcium, phosphorus, sắt, kẽm cũng có mặt nhiều hơn trong gạo lứt ðặc biệt, một số kết quả nghiên cứu khác cho thấy, lượng selen trong gạo lứt chiếm khoảng 25,5mcg%, ñáp ứng cho nhu cầu hàng ngày ở mức ñộ tốt về loại chất khoáng này

2.1.2 Vai trò của gạo lứt

Trên thế giới, nghiên cứu về gạo lứt ñã có từ khi người ta bắt ñầu nhận thấy một số căn bệnh do thiếu hụt vitamin và khoáng chất bắt nguồn từ việc sử

dụng gạo xát quá trắng trong một thời gian dài (Madar,1983) Nhờ hàm lượng

mangan cao, gạo lứt làm tăng khả năng chống oxy hóa Chỉ cần một tách gạo lứt (tương ñương 195g) sẽ cung cấp 88% lượng mangan cần thiết hàng ngày Khoáng chất này giúp tạo ra năng lượng từ protein, carbohydrate, tham gia vào việc tổng hợp các acid béo, tổng hợp xương Mangan là một thành phần quan trọng của một enzym chống oxy hóa là superoxide dismutase ñược tìm thấy bên trong ty thể Mặt khác lớp vỏ cám của gạo lứt có trên 120 chất kháng oxy hóa khác: CoQ10, acid alpha-lipoic, các proanthocyanidin oligomic, SOD, các tocopherol và tocotrienol, IP6, glutathione, carotenoid, selen, các phytosterol, gamma-oryzanol, lutein lycopene… chúng bảo vệ các tế bào của cơ thể khỏi bị xâm hại bởi các gốc tự do, giúp cho cơ thể phòng chống và giảm rủi ro ñối với bệnh tật

Do sự có mặt trong lớp vỏ cám của gạo lứt các chất dinh dưỡng thực vật giúp tạo năng lượng như Coenzyme Q10, acid alpha lipoic và các vitamin nhóm

B, trong ñó có cả acid pangamic, cho nên gạo lứt có tác dụng tăng cao năng lượng cho cơ thể, CoQ10 cải thiện năng lượng trong các cơ tim Nó cung cấp năng lượng mà cơ thể cần trong việc tái xây dựng và sửa chữa các khuyết tật và loại trừ chất thải của tế bào và các chất ñộc ñồng thời tự bảo vệ khỏi bị các bệnh nhiễm trùng Acid alpha lipoic cũng là một tác nhân rất quan trọng ñối với việc sản xuất năng lượng trong tế bào Nó ñược các vận ñộng viên ñiền kinh sử dụng hàng ngày nhằm tăng cường năng lượng và cải thiện việc dự trữ glycogen trong

cơ bắp Acid pangamic (B15) có tác dụng làm tăng lượng oxy trong tế bào

Mới ñây, rất nhiều các nghiên cứu về tác dụng của gạo lứt ñã ñược tiến hành

Nghiên cứu của Liu và cộng sự (2003) ñã chỉ ra rằng chế ñộ ăn cơm gạo lứt còn

giúp giảm cân và giảm nguy cơ tiểu ựường ở phụ nữ trung niên Theo dõi 74000 nữ

y tá tuổi từ 38 ựến 63 trong một khoảng thời gian 12 năm cho thấy sự tăng cân tỷ lệ nghịch với việc ăn các loại ngũ cốc giàu chất xơ như gạo lứt và tỷ lệ thuận với việc

ăn các loại gạo ựã ựược chế biến Không chỉ những người phụ nữ ăn nhiều loại gạo lứt luôn ắt cân hơn so với những người ăn ắt các loại thực phẩm giàu chất xơ, mà còn giảm 49% nguy cơ tăng cân so với những người ăn thực phẩm làm từ gạo ựã ựược chế biến

đối với những người lo lắng về nguy cơ ung thư ruột kết, gạo lứt có tác dụng kép đó vừa là nguồn chất xơ dồi dào cần thiết giúp giảm thiểu thời gian lưu và tiếp xúc của các chất gây ung thư với các tế bào ruột kết, vừa là nguồn selen giàu có mà chất này ựã ựược chứng minh làm giảm ựáng kể nguy cơ ung

thư ruột kết (Liu 2004) Selen là một thành phần thiết yếu trong trao ựổi chất,

bao gồm trao ựổi hormone tuyến giáp, hệ thống bảo vệ chống oxy hóa và chức năng miễn dịch Những tác ựộng mạnh mẽ chống oxy hóa không những làm cho selen hữu ắch trong việc ngăn chặn bệnh ung thư, mà còn giúp giảm nguy cơ các bệnh tim mạch Mối liên hệ giữa việc ăn ngũ cốc nguyên cám, trong ựó có gạo lứt, với việc giảm các nguy cơ bệnh ựộng mạch vành tim ựã ựược chứng

minh từ nhiều năm nay (Jacobs et al., 1998; Liu et al., 1999; Anderson et al.,

2000; Jensen et al., 2004; Erkkilả et al., 2005) Theo nghiên cứu 3 năm trên

hơn 200 phụ nữ mãn kinh có dấu hiệu tim mạch, ựược Tạp chắ Tim Mạch của

Mỹ xuất bản cho thấy việc ăn gạo lứt ắt nhất 6 lần mỗi tuần sẽ ựem lại hiệu quả làm chậm sự phát triển của atherosclerosis Ờ chất tạo màng làm hẹp mạch máu

và làm giảm stenosis Ờ nguyên nhân làm hẹp ựường kắnh mạch máu Các nhà khoa học Mỹ ựưa ra kết luận là các loại thực phẩm chế biến từ ngũ cốc chưa xát như bánh mỳ ựen và cơm nấu từ gạo lứt có thể làm giảm 30% nguy cơ mắc bệnh

tim mạch (American Jounal of Clinical Nutrition (Mỹ) tháng 8 năm 1999 Trong

một nghiên cứu khác, các nhà khoa học Mỹ cũng ựã cho thấy nếu ăn mỗi ngày

85g cám trong 6 tuần lễ cũng sẽ giảm ñược 45% cholesterol - nguy cơ mắc bệnh tim mạch Một công trình nghiên cứu khác cho thấy ở 75521 ñối tượng tình nguyện ăn ngũ cốc thô giảm ñược tỷ lệ tai biến do các bệnh tim mạch 30 - 40%

so với những người ăn ngũ cốc ñã xay xát kỹ Ngoài ra các loại tinh dầu trong lớp cám của gạo lứt có khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch do nó làm giảm cholesterol trong huyết thanh

Các nhà khoa học ñã tìm thấy ở trong chất cám bọc ngoài hạt gạo lứt có chất dầu tên là tocotrienol factor (TRF) có tác dụng khử trừ những chất hóa học gây nên hiện tượng ñông máu và ñồng thời giảm cholesterol Bác sĩ Asaf Qureshi thuộc viện ñại học Wisconsin, Mỹ ñã thử nghiệm TRF trên một số người và cho kết quả giảm cholesterol từ 12 ñến 16% Ngoài ra, trong chất cám bọc ngoài gạo lứt còn có thêm một chất khác có khả năng chống lại chất xúc tác

enzyme HMG-CoA, một chất có khuynh hướng giúp gia tăng lượng cholesterol

xấu LDL (Most et al., 2005) Nghiên cứu ñánh giá hiệu quả của chế ñộ ăn bổ

sung dầu từ cám gạo ñối với mức cholesterol trong các tình nguyện viên có sức khỏe bình thường (lượng cholesterol trong máu ở mức trung bình) Kết quả cho thấy chế ñộ ăn bổ sung dầu từ cám gạo ñã làm giảm 7% lượng cholesterol xấu

so với chế ñộ ăn gạo xát trắng thông thường

Một nghiên cứu ở Anh ñã chỉ ra chế ñộ ăn uống giàu chất xơ từ ngũ cốc nguyên cám trong ñó có gạo lứt và trái cây làm tăng ñáng kể khả năng bảo vệ chống lại bệnh ung thư vú ở phụ nữ tiền mãn kinh Nghiên cứu cho thấy phụ nữ tiền mãn kinh ăn nhiều chất xơ (> 30g/ngày) giảm 52% nguy cơ phát triển ung

thư vú so với phụ nữ có chế ñộ ăn cung cấp ít chất xơ ít nhất (<20g/ngày) (Cade

et al., 2007)

Trong một nghiên cứu ñược công bố trong American Journal of

Gastroenterology cho thấy ăn thực phẩm giàu chất xơ không hòa tan như gạo

lứt, có thể giúp phụ nữ tránh bị sỏi mật Theo dõi hơn 69000 nữ y tá trong thời

gian 16 năm cho thấy những người ăn nhiều chất xơ (cả hai dạng chất xơ hòa tan và không hòa tan) như gạo lứt giảm nguy cơ mắc bệnh sỏi mật 13% so với phụ nữ ăn các sản phẩm ngũ cốc tinh chế

Các vitamin nhóm B, gamma-oryzanol, protein, các phức hợp carbohydrate, crôm, polysaccharide, hemicellulose, chất béo, chất xơ, các tocopherol, các tocotrienol và các chất kháng oxy hóa ở trong gạo lứt ựều ựóng vai trò quan trọng và tắch cực trong việc chuyển hóa glucose trong cơ thể, do ựó

có thể kiểm soát, quản lý và ựiều hòa hàm lượng glucose trong máu ở người bị bệnh ựái ựường

Ngoài ra, gạo lứt có thể giúp cải thiện sức khỏe ở bệnh nhân tiểu ựường đây là kết luận của các nhà khoa học thuộc đại học Y Georgia (Mỹ), theo hãng tin ANI Theo các chuyên gia, gạo lứt có tác dụng giảm các tổn hại ở thần kinh

và mạch máu, vốn thường xảy ra ở bệnh nhân tiểu ựường Thử nghiệm trên loài vật, nhóm nghiên cứu nhận thấy chất acylated steryl glucosides (ASG) ựã làm lượng ựường trong máu trở lại bình thường, ựồng thời giúp tăng hàm lượng enzyme tốt ở bệnh nhân tiểu ựường

Các tác dụng khác của gạo lứt: gạo lứt rang và ựun nước uốngcó tác dụng thanh lọc gan rất tốt Nước gạo lứt rang có thể uống như ựồ uống hàng ngày, cũng có thể kết hợp với canh dưỡng sinh làm từ ngưu báng, nấm shitake và củ cải trắng, giảm nguy cơ mắc bệnh ựái tháo ựường, một căn bệnh ựang có xu hướng gia tăng hiện nay Ngoài ra, y học ngày nay cũng công nhận rằng gạo lứt chứa chất xơ và vô số chất khoáng vi lượng rất cần thiết cho cơ thể cũng như gạo lứt có khả năng ngăn ngừa bệnh táo bón và làm cho ruột tránh ựược nhiều ung bướu trong thành ruột Theo đông y, gạo lứt rất bổ và có tắnh thanh nhiệt,

an thần trấn kinh, trừ phiền, có khả năng ngăn sự xuất tiết của dạ dày và ựại tràng nên có tác dụng tốt trong ựiều trị các bệnh ựường ruột Gạo lứt muối mè là

ựồ "thực dưỡng" Ăn gạo lứt trong thời gian dài có thể làm giảm hoặc chữa trị

một số chứng bệnh nan như u bướu, ung thư, viêm ñại tràng co thắt, tiểu ñường, suy dinh dưỡng

2.1.3 Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt

Gạo lứt có thể nấu cơm bằng cách ngâm gạo khoảng 15-20 phút cho mềm

và nấu như nấu cơm gạo trắng Khi hạt cơm chín thường không nở như gạo trắng, ăn hơi ráp nhưng nếu ăn quen sẽ thấy hương vị ngon ngọt ñặc biệt

Có rất nhiều món ăn khác có thể sử dụng gạo lứt như nguyên liệu chính: bún, cháo gạo lứt, gạo lứt rang và ñun nước uống có tác dụng thanh lọc gan rất tốt Nước gạo lứt rang có thể uống như ñồ uống hàng ngày, gạo lứt có thể ñược xay thành bột dùng cho trẻ em thời kỳ ăn dặm…

Hình 2.1 Một số sản phẩm chế biến từ gạo lứt

Một trong những cách thức chế biến gạo lứt phổ biến là lên men ñể tạo thành món “rượu nếp” hay “rượu nếp cẩm” Rượu nếp ñược biết ñến có tác dụng kích thích tiêu hóa rất tốt nếu dùng ñúng cách Rượu nếp cẩm hiện nay ñã trở

Bánh ñúc

Phở gạo lứt Trà gạo lứt Gạo lứt ăn liền

thành một trong những loại ựồ uống lên men truyền thống ựược ưa thắch không chỉ ở trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài Tuy nhiên các hình thức chế biến gạo lứt này không mang tắnh ựại trà và do có ựộ rượu cao nên không ựược

sử dụng thường xuyên

2.1.4 Lý do gạo lứt chưa ựược sử dụng rộng rãi và thường xuyên

Gạo lứt bổ dưỡng hơn gạo trắng nhưng khó tiêu hơn vì lớp cám ngoài chứa nhiều cellulose làm hạt gạo khó nở khi nấu Thường, trước khi nấu người

ta ngâm gạo trong khoảng 25- 30 phút ựể làm mềm lớp cám bên ngoài Ăn cơm gạo lứt phải nhai kỹ, nếu không sẽ có hiện tượng ựầy bụng vì chất cám gạo chưa ựược nước bọt và răng nhào nhuyễn, vỏ cám còn nguyên gây chướng bụng khó tiêu đó là một trong những lý do khiến gạo xát trắng vẫn ựược sử dụng rộng rãi trong ăn uống hàng ngày dù gạo xát trắng kém dinh dưỡng hơn gạo lứt Ngoài

ra, cơm gạo lứt có màu vàng nâu kém hấp dẫn về mặt cảm quan và khó dùng hợp với ựa số các loại thức ăn thông thường

Trong ựề tài này, chúng tôi nghiên cứu sản xuất ựồ uống lên men lactic từ gạo lứt Sản phẩm này sẽ tận dụng ựược các thành phần có lợi trong gạo lứt ựể nâng cao sức khỏe và phòng ngừa bênh tật; sản phẩm lên men lactic sẽ giúp cải thiện hệ vi sinh vật ựường ruột, làm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn

2.2 Một số công nghệ sơ chế nguyên liệu sử dụng trong ựề tài

2.2.1 Ép ựùn

Trước ựây, ựể làm biến ựổi cấu trúc tinh bột, người ta thường phải xử lý nguyên liệu bằng việc xay xát, nghiền dập, hồ hóa Ngày nay trong công nghiệp, người ta dùng phương pháp ép ựùn và ựây ựược xem là công nghệ mới rất hữu hiệu trong chế biến thực phẩm Nó là quá trình không sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoài cung cấp mà do ma sát tự sinh nhiệt xử lý các nguyên liệu ở nhiệt ựộ cao trong thời gian ngắn(180-2000C/5-15 giây)

Trong máy ép ựùn, các nguyên liệu có chứa tinh bột bị hồ hóa và chắn, sau khi ép sản phẩm mất hơn 90% ựộ ẩm cho nên sẽ giữ ựược lâu và an toàn hơn trong quá trình bảo quản Phương pháp ép ựùn với nhiệt ựộ và áp suất cao sẽ có thể diệt ựược vi sinh vật và ựộc tố trong các loại hạt mà bằng phương pháp thông thường khó có thể diệt ựược Phương pháp ép ựùn còn mang lại giá trị kinh tế là chi phắ giá thành sản xuất thấp, trang thiết bị rẻ hơn nhiều so với giá thành của các thiết bị khác và vừa dễ trang bị lại ắt hao mòn Ngoài ra, ựặc ựiểm của ép ựùn thường làm tăng hương thơm hơn so với nguyên liệu ban ựầu của nó

bị xê dịch rồi bị ỘrãoỢ ra và trương lên Nếu sự xâm nhập của các phân tử vào tinh bột dẫn ựến quá trình trương nở không hạn chế nghĩa là làm bung ựược các phân tử tinh bột thì hệ thống chuyển thành dung dịch Quá trình trương nở này luôn ựến trước trước quá trình hòa tan

Cấu trúc của hạt tinh bột gồm có phần cấu trúc tinh thể và vô ựịnh hình

Do có cấu trúc hóa học rất ưa nước nên những hoạt ựộng thủy nhiệt liên quan mật thiết ựến hàm lượng nước tác ựộng

Ở nhiệt ựộ thường, hạt tinh bột không hòa tan trong nước đó là do cấu

trúc tinh thể của hạt tinh bột quyết ựịnh Sau khi ựược phân tán ựều hạt tinh bột

trương nở rất nhẹ nhờ sự hấp thu nước của các phần vô ựịnh hình

Ở nhiệt ựộ cao hơn (khoảng 55 - 60oC), với lượng ựủ nước, nước xâm nhập vào những vùng có cấu trúc vô ựịnh hình rồi ựến vùng tinh thể của hạt, hạt tinh bột sẽ trương nở

Dưới tác dụng của nhiệt ñộ, tinh bột mất dần cấu trúc tinh thể, pha này ñược gọi là pha hồ hóa của tinh bột Nhiệt ñộ ñể phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái ñầu có mức ñộ hydrat hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt

ñộ hồ hóa Sự phồng nở của hạt tinh bột xảy ra ở phía ngoài nhanh và mạnh hơn

so với trung tâm và hình thành các bong bóng phồng lên Chỉ khi các vùng ngoại

vi ñược nới lỏng thì những bong bóng này mới bị phá vỡ Quá trình phồng nở vẫn ñược tiếp tục một cách bất ñối xứng và không ñồng nhất Khi nhiệt ñộ ñạt ñến 100oC, sự phồng nở diễn ra một cách cân ñối và lượng glucid hòa tan tiếp tục tăng Hạt tinh bột tự ñộng phân tán, amylose và amylopectin chuyển thành dạng keo Trong tất cả các trường hợp, sự phân tán hoàn toàn hạt tinh bột chỉ xảy ra khi hấp ở nhiệt ñô 120 - 130o C trong nhiều giờ, và thậm chí ngay khi sau khi xử lý nhiệt một số tinh bột vẫn còn rất chắc (tinh bột của ñậu Hà Lan hạt

nhăn, rất giàu amylose) (Duprat et al., 1980)

Khi làm lạnh, xảy ra hiện tượng gel hóa rồi thoái hóa do một phần cấu

trúc tinh thể trong mạng lưới cao phân tử gây nên Sự thoái hóa xảy ra gồm 2 giai ñoạn: hình thành từ gel dày ñặc dạng mềm, sau ñó cứng và co lại bởi sự

mất nước và tổ chức lại các mạch dưới dạng cấu trúc tinh thể (Godon,1990)

Hiện tượng này tăng lên theo sự kéo dài thời gian và giảm nhiệt ñộ Sự thoái hóa xảy ra rất nhanh ở nhiệt ñộ khoảng + 4oC (Duprat et al., 1980) Sự tái tinh thể này dẫn ñến giảm ñộ nhạy cảm khi thủy phân bằng enzyme amylase (Kainuma

et al., 1981) và làm giảm ñộ trương nở, ñộ hoà tan của tinh bột Ở nhiệt ñộ 0o C tốc ñộ và cường ñộ thoái hóa xảy ra nhanh nhất Ngoài ra quá trình thoái hóa gel còn phụ thuộc vào nguồn gốc tinh bột, cường ñộ xử lý nhiệt, hàm lượng nước, lipid, các ion muối vô cơ, các chất không ñiện ly có trong dung dịch Trong ñề tài này, hồ hóa tinh bột với mục ñích là tăng khả năng ñồng nhất của dung dịch, làm biến tính một phần cấu trúc hạt tinh bột, tạo ñiều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic lên men sau này

2.2.3 ðồng hóa cao áp

Sự ñồng hóa cao áp cũng là hình thức phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột Cơ chế của phương pháp này ñược chia thành hai giai ñoạn tương tự như xử lý thủy nhiệt Trong giai ñoạn thứ nhất, những vùng vô ñịnh hình bị thủy hóa do sự trương nở của hạt và phá vỡ cấu trúc của vùng tinh thể Trong giai ñoạn thứ hai, vùng tinh thể trở nên nhạy cảm với nước hơn Trong quá trình hồ hóa bằng con ñường thủy nhiệt có rất nhiều thay ñổi bên ngoài diễn ra ñồng thời hoặc liên tiếp nhau, làm phồng nở hạt tinh bột, tăng ñộ nhớt Trong ñồng hóa cao áp, tinh bột biến ñổi mà không bị phồng nở cao, ñộ nhớt giảm, cho phép hồ hóa tinh bột mà không gây thoái hóa gel Trong các ñề tài trước ñây, cả hai phương pháp trên ñều ñược kết hợp, giai ñoạn thứ nhất hồ hóa sơ bộ bằng thủy nhiệt (75oC/15 phút) ñể cấu trúc tinh bột trở nên lỏng lẻo, giai ñoạn thứ hai bằng ñồng hóa cao áp (100 bars/1 phút) làm giảm ñộ nhớt khối bột Mặt khác ñồng hóa ở áp suất cao ñược xem như là biện pháp thanh trùng, giảm lượng vi sinh vật trong khối bột

2.3 Vai trò, ứng dụng của VK lactic thủy phân tinh bột và lên men lactic 2.3.1 Vai trò và ứng dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột

Những vi khuẩn lactic sinh ra acid lactic từ tinh bột ñược miêu tả lần ñầu tiên bởi Sherman (1937) Cũng giống như những vi khuẩn lactic thông thường,

vi khuẩn lactic có khả năng thuỷ phân tinh bột có thể ñược ứng dụng trong sự chuyển hoá của rất nhiều sản phẩm lên men nhờ vào ñặc tính an toàn GRAS

(Generally Recogniged As Safe) của chúng (Teuber,1987) Chúng có thể sinh

amylase có thể là ngoại bào, nội bào hay ở thành tế bào Kết quả, những vi

khuẩn này thể hiện ưu thế trên những cơ chất thực vật chứa tinh bột

(Castillo-Pompeyo et al., 1993)

Những chủng khác nhau của vi khuẩn thuỷ phân tinh bột ñã ñược phân lập

từ nhiều nguồn khác nhau, như là chủng vi khuẩn Lactobacillus manihotivorans phân lập từ tinh bột chua của sắn ở Columbia (Morlon-Guyot et al., 1998),

Lactobacillus plantarum từ rễ sắn lên men (Nwankwo et al., 1989) và gạo lên men

ở Philippin (Olympia et al., 1995), Leuconostoc sp, phân lập từ thức ăn gia súc (gồm cá và bột mỳ) ở Thụy ðiển, Lactobacillus amylophylus và Lactobacillus

amyloerus từ bã ngô lên men ở Mỹ (Nakamura,1981), Lb, fermentum Ogi E1

phân lập trên một bánh ngô Ogi của Bénin (Agati et al., 1998)

Một số nghiên cứu khác cũng cho thấy một số chủng Bifidobacterium tìm

ñược trong phân su trẻ em cũng có khả năng thuỷ phân tinh bột

Thuỷ phân tinh bột bằng enzym của vi khuẩn cho phép giảm ñộ nhớt của dịch “sữa ” tinh bột Khi lên men trên dịch sắn (4%), Billard (1997) ñã nhận

thấy sự giảm rõ rệt của ñộ nhớt : từ 60 cP xuống 0 sau 10h lên men bằng Lb

plantarum

2.3.2 Vai trò của lên men lactic

Hiệu quả của lên men lactic ñối với thực phẩm có nguồn gốc từ ngũ cốc

- Tăng giá trị năng lưọng nhờ enzym amylase sinh ra thuỷ phân tinh bột,

giảm ñộ nhớt (Adeyemi 1988, Rodriguez-Sanoja et al., 2000)

- Tăng giá trị cảm quan (mùi, vị)

Từ vài năm nay, những nhà khoa học của IRD (Pháp) ñã nghiên cứu vi khuẩn latic có khả năng thuỷ phân tinh bột ở những nguyên liệu giàu amylose lên men truyền thống Những thực phẩm tuyền thống ñược lên men này sau khi nấu, vẫn chưa ñạt ñược những ñặc tính cần thiết (như giá trị năng lượng và ñộ nhớt…) ñể ñáp ứng nhu cầu của người sử dụng Sự cải thiện ñiều kiện thuỷ phân

tinh bột bởi vi khuẩn lactic có khả năng thuỷ phân tinh bột nhằm cho phép giảm

ñộ nhớt của khối bột là giải pháp vẫn tiếp tục ñược nghiên cứu Hiện nay, vi khuẩn lactic lên men các nguồn ñường ñược ứng dụng rất nhiều nhưng những chủng có khả năng thuỷ phân tinh bột còn ít ñược quan tâm ðây là một trong những hướng ñi góp phần ña dạng hoá và nâng cao chất lượng các sản phẩm lên men từ ngũ cốc

Trên ñây là những công nghệ sử dụng trong ñề tài ñể sơ chế nguyên liệu

và tác dụng của vi khuẩn lactic thủy phân tinh bột trong quá trình lên men Khi

ñã tạo ñược sản phẩm ñạt yêu cầu thì vật liệu chứa nó cũng vô cùng quan trọng Phần tiếp theo sẽ giới thiệu về các loại bao bì có thể sử dụng ñể chứa ñựng sản phẩm này

2.4 Một số loại bao bao bì sử dụng cho ñồ uống

Các sản phẩm thực phẩm nói chung và sản phẩm lên men nói riêng có thể ñược ñóng trong rất nhiều loại bao bì khác nhau tuỳ ñặc tính của từng loại bao

bì, loại thực phẩm cũng như thị hiếu, nhu cầu của người tiêu dùng Có thể kể ñến một số loại bao bì thường ñược sử dụng cho ñồ uống hiện nay như bao bì thuỷ tinh, bao bì màng phức hợp, bao bì nhựa…

Bao bì thuỷ tinh là chất liệu cao cấp, mang tính tự nhiên, có thể tái chế ñược, là ñồ chứa tuyệt hảo, là chất liệu tuyệt vời cho thiết kế Bao bì thủy tinh không làm mất mùi vị của thực phẩm và rất bền vững với các chất hóa học nhưng bên cạnh ñó thì bao bì thủy tinh còn nhiều nhược ñiểm, ñó là: thuỷ tinh

dễ nứt vỡ, mặt khác, sản xuất bao bì thuỷ tinh chỉ kinh tế ở quy mô lớn

Với những ưu, nhược ñiểm như trên thì liệu bao bì thuỷ tinh có ñược lựa chọn sử dụng cho ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt không? ðồ uống này là loại

ñồ uống sẽ ñược sử dụng thường xuyên, liên tục ðối tượng sử dụng có thể là người già, trẻ em, lứa tuổi thanh niên… Họ có thể ñựng vào túi xách khi ñi làm công sở hoặc trẻ em có thể cho vào trong cặp sách ñể mang tới trường Do ñó

việc bao bì gọn, nhẹ, tiện ích là một ñiều rất cần thiết Hơn nữa sản phẩm của chúng tôi có ñặc tính tự lắng, khi ñựng trong bao bì thủy tinh sẽ bị lộ những yếu ñiểm của sản phẩm Chính vì vậy mặc dù bao bì thủy tinh là loại bao bì thân thiện môi trường, an toàn thực phẩm, có khả năng tái chế cao nhưng cũng không ñược chúng tôi sử dụng trong ñề tài này vì những nhược ñiểm vừa kể trên

Hiện nay chai nhựa ñược sử dụng chứa ñựng thực phẩm rất rộng rãi Tuy nhiên có rất nhiều loại nhựa có hại cho sức khoẻ con người ðể nhận biết và sử dụng nhựa vào việc thích hợp ñồng thời tốt cho sức khoẻ, cần tham khảo các kí hiệu trên chai nhựa Tất cả các loại chai nhựa sử dụng trên thị trường hiện nay ñều ñược ghi các kí hiệu trên thân hoặc ñáy của vỏ chai ñó (hình 2.2)

Hình 2.2 Các kí hiệu trên vỏ chai nhựa

Kí hiệu ñó nói lên chất liệu nhựa ñược sử dụng ñể tạo ra sản phẩm Hình tam giác thể hiện rằng loại nhựa này có khả năng tái chế ñược

Loại thứ nhất là polyethylen terephthalate, kí hiệu PET và ñược ñánh số

1 ðây là loại nhựa thông dụng nhất ñược sử dụng ñể làm vỏ chai nước khoáng, nước ngọt, nước trái cây, hộp nhựa… Tổ chức EPA (Environmental Protection Agency) không còn liệt kê DEHA, một loại hoá chất trong PET như là một chất gây ung thư

Loại thứ hai là high density polyethylene (Polyetylen tỷ trọng cao), kí

hiệu HDPE và ñược ñánh số 2 ðược dùng ñể làm các loại chai dầu gội ñầu, hộp

sữa… loại nhựa này thường mờ ñục, không trong suốt, một số nơi tái chế thường chỉ nhận tái chế HDPE thuần, không có mầu Các loại hộp, chai, lọ làm bằng hai loại plastic vừa kể trên là hai loại dễ tái chế nhất Còn các loại khác như tuyp, xô, phin, túi thì khó hơn vì chúng thường chứa các kim loại ñộc hại

Loại thứ ba là polyvinyl chlorua, kí hiệu là V hoặc PVC, ñược ñánh số 3

Thường ñược dùng trong các loại màn plastic, ống nước, một số loại chai và vật liệu xây dựng, PVC chứa nhiều chất ñộc chloride, vì vậy PVC là loại plastic ñộc nhất cả việc chế tạo lẫn vứt bỏ ñều gây ra rò rỉ dioxin, loại chất cực ñộc, gây ung thư vào nước và không khí

Loại thứ tư là low density polyethylene (Polyetylen tỷ trọng thấp), kí hiệu

LDPE, ñược ñánh số 4 Loại này ñược sử dụng trong sản xuất túi shopping, dây

buộc, vỏ ñĩa CD, ổ ñĩa cứng và trong một số loại chai nhựa

Loại thứ năm là polypropylen, kí hiệu PP, ñược ñánh số 5 Dùng ñể làm

ly, ñĩa, hộp kẹo và các dụng cụ phòng thí nghiệm

Loại thứ sáu là polystyren, kí hiệu PS và ñược ñánh số 6 ðược dùng

trong sản xuất ly, hộp ñĩa thức ăn

Các loại plastic ñược ñánh số 7 nghĩa là nó ñược làm từ một loại plastic khác với cả sáu loại kể trên

Mỗi loại bao bì ñều có những ưu nhược ñiểm riêng, ñể lựa chọn ñược loại bao bì thích hợp, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích một số ñặc ñiểm của chúng

Bao bì bằng nhựa PET nói chung là cứng rắn, có thể nhìn rõ thực phẩm ở bên trong, có khả năng cản khí và ñộ ẩm tốt Có sức ñề kháng tốt với nhiệt, PET

là một lựa chọn tốt cho bao bì sản phẩm vì nhiều ñặc tính của mình PET có sẵn nhiều màu sắc, hình dạng và kích cỡ, là vật liệu có khả năng chặn tia UV và có khả năng chống acid loãng, dầu, rượu rất cao

ðộ bền và ñộ trong của PET chỉ có ñược trong quá trình ñịnh hướng nên các chai ñựng ñồ uống nhẹ tốt phải ñược ñịnh hướng trong quá trình chế tạo

Quá trình này làm cho các chai PET khó chế tạo hơn là các chai PVC không ñịnh hướng có cùng ñộ trong và ñộ bền, nhưng khả năng ngăn thẩm thấu CO2 tốt của PET làm cho nó trở thành tất yếu cho ứng dụng này Tuy nhiên các nhà sản xuất chai không ñược trang bị ñể ñịnh hướng sản phẩm nên họ sẽ lựa chọn các loại bao bì PVC hoặc HDPE cho các sản phẩm không cần giữ CO2

Vậy, có nên sử dụng bao bì PET ñể ñựng ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt hay không? Bao bì này tuy có rất nhiều ứng dụng, có thể ép hoặc ñúc ra các loại chai nhựa với ñộ dày mỏng khác nhau như chai nước khoáng, chai ñựng dầu

ăn, … Tuy vậy ñối với ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt thì không nên chọn loại bao bì này vì bao bì này có ñộ trong suốt cao, do ñó nếu ñựng nước uống này thì

sẽ lộ những khuyết ñiểm, chúng ta sẽ nhìn rõ thực phẩm bị lắng xuống và phân lớp rõ rệt

Tương tự như vậy, nhược ñiểm của LDPE cho sản phẩm của chúng tôi cũng là sự nhìn thấy rõ ñộ lắng của sản phẩm Hơn nữa, loại nhựa này cùng với các loại nhựa PP, PS cũng không không ñược khuyến cáo sử dụng cho những sản phẩm có ñộ pH thấp

Với những loại bao bì kể trên không ñược lựa chọn ñể ñựng nước uống này Vậy thì, bao bì HDPE hoặc một loại nhựa khác thuộc nhóm 7 có phù hợp hay không thì sau ñây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu

HDPE là một trong những vật liệu có nhiều ứng dụng nhất trong tất cả

các polyme dùng trong bao gói Do có giá thành rẻ, nên trên 3 tỷ bảng Anh cho HDPE dạng màng và các dạng khuôn hộp khác nhau ñược tiêu thụ hàng năm ở

Mỹ HDPE ñược sử dụng rộng rãi ñể làm màng bao gói và các ứng dụng khác như ñúc chai, bình, lọ khi cần ñộ bền và ñộ cứng lớn hơn dù ñộ trong suốt thấp hơn và giá thành cao hơn một chút so với LDPE (lớn hơn khoảng 20% so với LDPE) Trong thổi ñúc mẫu chai, HDPE ñược sử dụng nhiều cho sữa và chai nước giải khát không ga HDPE có nhiều ñặc ñiểm phù hợp ñể chứa ñựng sản phẩm của chúng tôi Ngoài ra, ñối với nhóm nhựa thứ 7, chúng tôi quan tâm ñến

bao bì nhựa PC (Polycarbonate), là loại bao bì có ñặc ñiểm chống thấm hơi và thấm khí cao hơn PE và PVC, có ñộ bền cơ học và ñộ cứng cao, có khả năng chống mài mòn, không bị tác ñộng bởi các thành phần thực phẩm, chịu ñược nhiệt ñộ tác ñộng trên 1000C Loại bao bì này ñã ñược công ty Vinamilk dùng ñể ñựng các sản phẩm có ñộ pH thấp như nước cam, nước táo Vfresh

2.5 Kết quả ñạt ñược từ những nghiên cứu trước ñây về sản phẩm ñồ uống lên men từ gạo lứt và các ñiểm cần cải tiến

Theo các nghiên cứu của các tác giả Phạm Ngọc Mai (2009), Trương Thị Nguyệt (2010) và Nguyễn Thị Thanh Thủy (2011), từ ba loại gạo lứt (tẻ, nếp, nếp cẩm) ñược sơ chế bằng cách nghiền bột hoặc ép ñùn - nghiền bột, hồ hóa, ñồng hóa, tiệt trùng rồi sử dụng lên men ở các nồng ñộ 10, 12, 14% chất khô

với 3 loại vi khuẩn lactic riêng biệt ñó là: L amylophilus, L18, vi khuẩn sữa chua (S thermophilus và L bulgaricus) Kết quả ñã xác ñịnh ñược loại gạo và

nồng ñộ cơ chất phù hợp cho quá trình lên men dựa trên các kết quả cảm quan Hai loại gạo nếp lứt và nếp cẩm lứt cùng với 2 phương thức sơ chế nguyên liệu (chỉ xay mịn hoặc qua 2 bước ép ñùn và xay mịn) ñều thích hợp cho quá trình lên men lactic Nồng ñộ chất khô thích hợp ñể lên men hai loại nguyên liệu này

là 12 %

Các tác giả trên cũng ñã xác ñịnh ñược sự biến ñổi về ñộ nhớt và hàm lượng tinh bột của nguyên liệu sau mỗi công ñoạn sơ chế và thấy rằng, ñộ nhớt giảm ñi sau các công ñoạn ñồng hóa và tăng nhẹ ở công ñoạn tiệt trùng Tuy nhiên ñộ nhớt ở các công ñoạn sơ chế ñã giảm rất lớn so với nguyên liệu bột gạo không qua sơ chế Hàm lượng tinh bột giảm ñể chuyển hóa thành các chất mạch ngắn hơn (thể hiện ở lượng ñường và chất rắn hòa tan tăng) ðiều này thuận lợi cho các vi khuẩn lên men sau này

Những kết quả ñạt ñược cũng cho thấy ñộng thái lên men của 3 chủng trên 4 chỉ tiêu (sự thay ñổi pH, ñộ nhớt, hàm lượng ñường khử, hàm lượng tinh

bột), ñánh giá cảm quan sơ bộ của các nghiên cứu ñã ñi ñến những kết luận như

sau: Cả 3 chủng vi khuẩn L amylophilus, L18, vi khuẩn sữa chua (S

thermophilus và L bulgaricus) ñều có thể sử dụng ñể lên men các nguyên liệu

ñã chọn Tuy nhiên nên sử dụng 2 chủng ñầu bởi chúng có khả năng thủy phân tinh bột tốt hơn, tạo ra hàm lượng các chất hòa tan (dễ sử dụng) cao hơn

Nhóm các tác giả trên cũng ñã xác ñịnh ñược sự biến ñổi hàm lượng của một số chất dinh dưỡng của mỗi loại nguyên liệu và thấy rằng hàm lượng các chất dinh dưỡng, ñặc biệt là các nguyên tố khoáng ít bị thay ñổi về mặt số lượng sau quá trình lên men và ñiều này giúp cho sản phẩm giữ ñược những ưu ñiểm về khoáng chất của gạo lứt,

Sau khi tiến hành ñánh giá bằng phép thử cảm quan cho ñiểm chất lượng

tổng hợp, Thủy et al., 2011 cho thấy tất cả các mẫu lên men (bột nếp, bỏng nếp,

bột nếp cẩm, bỏng nếp cẩm) ñều cho kết quả chất lượng khá Các sản phẩm lên men từ bột bỏng luôn có mùi thơm hơn là các sản phẩm lên men từ bột (ñó là do quá trình ép ñùn ñã tạo hương thơm)

Các ñiểm cần khắc phục là:

- Ở các nồng ñộ chất khô sau khi lên men, trong thời gian tồn trữ ñều thấy hiện tượng lắng ðiều này có thể do trong quá trình nghiền và ñồng hóa, lớp cám gạo vẫn chưa ñược thật nhỏ, nó sẽ không ñồng nhất ñược với dịch tinh bột, có hiện tượng các chất cám nặng lắng xuống và ñôi khi có hiện tượng phần dầu trong lớp cám nổi rất nhẹ lên trên ðể khắc phục hiện tượng này, chúng tôi ñề xuất thay ñổi ñiều kiện ñồng hóa Từ thí nghiệm

cũ là ñồng hóa ở áp suất 100 bars thì nay sẽ tăng áp suất lên tới 200 bars với thể tích dịch thí nghiệm luôn luôn là 5 lít

- Hương của sản phẩm tự nhiên mặc dù thơm nhưng rất nhẹ, chúng tôi ñề xuất gia hương thêm với 02 loại hương nhập từ Mỹ, thường ñược kết hợp cùng với các loại ñồ uống dạng này, ñó là hương sữa và hương cốm ở các

nồng ñộ khác nhau Sau ñó cảm quan ñể xác ñịnh hương thơm và ñộ bền mùi trong quá trình tồn trữ, bảo quản

- Khi ñã có ñược phẩm chất sản phẩm tốt rồi thì bao bì, nhãn mác cũng là một phần rất quan trọng ñể giới thiệu, quảng bá sản phẩm của mình Trong ñề tài trước của Trần Thị Kim Oanh (2010) khi nghiên cứu bao bì cho sản phẩm này thì bao bì hộp nhựa HDPE là phù hợp hơn cả Chúng tôi cũng sử dụng bao bì loại này nhưng phần thiết kế có khác hơn Vấn ñề gặp phải và cũng là hạn chế của ñề tài này là kinh phí cho mua bao bì và nhãn mác rất cao (do chỉ ñặt số lượng vừa phải và chi phí tạo khuôn thổi hộp cũng như khuôn in rất cao) Theo sản phẩm nước cam Vfresh của Vinamilk hiện nay với pH <4,5, chúng ñược ñựng trong cốc nhựa PC có dãn nhãn mác decan bên ngoài, sau ñó gắn nắp bằng màng nhôm Loại cốc này có sẵn trên thị trường hơn và in ấn decan cũng ñơn giản và rẻ tiền hơn khi làm với số lượng ít Sản phẩm lên men lactic từ gạo lứt cũng có pH nằm từ 4,2±0,2, vì vậy chúng tôi cũng thử nghiệm cả trên loại bao bì này

và theo dõi sự biến ñổi về chất lượng sản phẩm trong quá trình tồn trữ

2.6 Giới thiệu tiêu chuẩn vi sinh, cảm quan của ñồ uống lên men

Trong ñề tài này, sản phẩm của chúng tôi là ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt, sản phẩm này chưa có trên thị trường và chưa có tiêu chuẩn nào quy ñịnh Tuy nhiên, xét ñến sản phẩm có nhiều ñặc ñiểm giống như sữa chua uống và cơ chất sử dụng lên men không phải sữa mà là bột gạo nên chúng tôi sử dụng kết hợp 2 tiêu chuẩn vi sinh cho sản phẩm này: ñó là theo TCVN 7030:2002 dùng cho xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua và Quy ñịnh giới hạn ô nhiễm vi sinh cho sản phẩm chế biến từ ngũ cốc, khoai củ, ñậu, ñỗ (dùng trực tiếp, không qua xử lý nhiệt trước khi sử dụng) (Ban hành kèm theo Quyết ñịnh số 3742/2001/Qð-BYT ngày 31 tháng 08 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế)

Tiêu chuẩn vệ sinh sử dụng cho sản phẩm của chúng tôi như sau:

- Tổng số vi sinh vật hiếu khí (số khuẩn lạc/g sản phẩm) 104

- Màu sắc: Màu trắng sữa hoặc màu ñặc trưng của nguyên liệu sử dụng

- Mùi, vị: ðặc trưng cho từng loại sản phẩm

- Trạng thái: Mịn, lỏng dễ uống

Ngoài ra, chúng tôi cũng ñánh giá cảm quan sản phẩm của mình theo TCVN 3215-79

PHẦN 3 - VẬT LIỆU- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu

Việc chuẩn bị bột khô cho quá trình chế biến ñược tóm tắt như sau:

Bột gạo lứt, bột bỏng lứt (hình 3.1) sẽ ñược sử dụng cho các công ñoạn tiếp theo

Hình 3.1 Nguyên liệu bột gạo và bột bỏng

Gạo lứt

Xay mịn

Ép ñùn

Bột gạo lứt Xay mịn Bột bỏng gạo lứt

Bột bỏng gạo nếp Bột bỏng gạo nếp cẩm

3.1.2 Vi khuẩn lactic

- Lactobacillus amylophilus: là chủng vi khuẩn lactic cĩ khả năng thủy

phân tinh bột (thu nhận từ bảo tàng giống BCCM của Bỉ)

- Chủng L18 - chủng phân lập từ nước gạo (thu nhận trong tập đồn giống của Khoa Cơng nghệ thực phẩm)

- Chủng vi khuẩn sữa chua (S thermophilus và L bulgaricus) được cung

cấp bởi cơng ty sữa ELOVI

Vi khuẩn này được tiếp giống với tỉ lệ 106 tế bào/ml dịch lên men

3.1.3 Mơi trường nuơi cấy

- Mơi trường hoạt hĩa và nhân giống vi khuẩn lactic - mơi trường MRS cơ

sở khơng chứa agar (g/l): Pepton (10); Cao thịt (10); Cao men (8);

CH3COONa (5); K2HPO4 (2); Amonicitrat (2); MgSO4.7H2O (0,2); MnSO4.4 H2O (0,04); Thạch (15); Glucose (20); Nước cất (1000ml) ðược tiệt trùng ở 121oC /15 phút, pH= 6,5±0,2

- Mơi trường xác định vi sinh vật tổng số- Mơi trường PCA (g/l) : pepton (5) ; cao men (2,5) ; dextrose (1)

3.1.4 Chất gia hương

Sử dụng hai loại chất gia hương khác nhau là: hương sữa (Milk flavor) (mã số FHI # 10-L-1263) được cung cấp bởi cơng ty SAM Việt Nam nhập của cơng ty New Flavor House INC và hương cốm (Pandan flavor) (mã số TIF-15564) do hãng Takasago của Singapore cung cấp Nồng độ sử dụng thí nghiệm của mỗi loại hương là 0,01-0,09% với các bước nhảy là 0,02%

3.2 Quy trình và thuyết minh quy trình

Hình 3.2 Sơ ñồ quy trình chế biến ñồ uống lên men lactic từ gạo lứt

Bột gạo lứt / bột bỏng lứt (nếp, nếp cẩm)

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu gạo lứt: (nếp, nếp cẩm) ñược tạo thành bột khô dưới 2 hình

thức sơ chế: nghiền trực tiếp và ép ñùn rồi nghiền bỏng ép thành bột Lý do chọn

ép ñùn là do ép ñùn dưới tác dụng của nhiệt ñộ cao và áp suất do ma sát sẽ làm chín bột (biến tính cấu trúc tinh bột), tăng mùi thơm, giảm ñộ nở và ñộ nhớt khi

hồ hóa sau này, có thể tạo ñiều kiện thuận lợi vi khuẩn lactic sử dụng cơ chất ñể lên men Sau khi có ñược bột gạo lứt, các loại bột này sẽ tiếp tục ñược hồ hóa, ñồng hóa, tiệt trùng, ñể nguội rồi lên men với các chủng vi khuẩn khác nhau

Hồ hóa: ở nhiệt ñộ 750C/15 phút, mục ñích của giai ñoạn này là ñể các hạt tinh bột trương nở và cấu trúc tinh bột trở nên lỏng lẻo tạo ñiều kiện thích hợp cho quá trình ñồng nhất sau này Hơn nữa, sau khi hồ hóa thu ñược dịch ñồng nhất, ít bị phân lớp

ðồng hóa: Thay ñổi ñiều kiện ñồng hóa từ 50-200 bars Do trong gạo lứt

có lớp vỏ cám dễ nổi lên hoặc lắng xuống sau khi hồ hóa làm giảm tính chất cảm quan của khối dịch Mục ñích của giai ñoạn này là làm mịn hơn lớp cám (tận dụng các vitamin và khoáng chất ở lớp vỏ này), phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột (tạo ñiều kiện thuận lợi cho quá trình lên men), ñồng thời làm tăng ñộ ñồng nhất của dịch lên men Trước ñây chỉ ñồng hóa ở 100 bars, thấy sản phẩm vẫn bị lắng nhiều, do vậy chúng tôi ñồng hóa ở 200 bars ñể cải thiện tình trạng này

Tiệt trùng: ở nhiệt ñộ 1050C/15 phút Mục ñích tiêu diệt hết các vi sinh vật

lạ có trong nguyên liệu, ñồng thời ñây cũng là một quá trình gia nhiệt, giúp hạt tinh bột trương nở hoàn toàn, tạo ñiều kiện thuận lợi cho vi sinh vật lên men sau này

Cấy giống: Sau khi làm nguội tới 300C, vi khuẩn lactic L amylophilus

ñược bổ sung vào các bình ñể thực hiện quá trình lên men Lượng tiếp giống thống nhất là 106 tế bào/ml dịch

Lên men: Quá trình lên men ñược thực hiện ở 300C trong 24h Mẫu ñược lấy ñể xác ñịnh ñộng thái lên men 2h/lần

Gia hương: Sau khi lên men xong, bổ sung hương cốm hoặc hương sữa