Rau quả muối chua là sản phẩm chế biến từ rau quả, bằng cách làm cho lượng đường có sẵn trong rau quả hoặc đường bổ sung thêm vào chuyển hóa thành axit lactic, muối chua rau quả vừa nhằm mục đích chế biến làm tăng giá trị cảm quan của rau quả,...
Trang 1Bộ giáo dục và đào tạo
Bộ giáo dục và đào tạo
TTTTrrrrưưưường đại học nông nghiệp hà nội ờng đại học nông nghiệp hà nội ờng đại học nông nghiệp hà nội
-
Nguyễn văn lợi Nguyễn văn lợi
Nghiên cứu xác định quy trình công nghệ muối chua cà
pháo bằng chế phẩm vi khuẩn lactic pháo bằng chế phẩm vi khuẩn lactic
Luận văn thạc sĩ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp nông nghiệp nông nghiệp
Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch
Mã số: 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: ts ts ts Hoàng thị lệ hằng Hoàng thị lệ hằng Hoàng thị lệ hằng
Hà Nội, 2009
Trang 2Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành luận văn đ/
đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đ/ đ−ợc ghi rõ nguồn gốc
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiậm về những số liệu trong luận văn này
Hà Nôi, ngày 08/ 10/ 2009
Nguyễn Văn Lợi
Trang 3Lời cảm ơn
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng lỗ lực của bản thân, tôi đ/ nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân
và tập thể
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS- Hoàng Thị Lệ Hằng- Phó phòng nghiên cứu bảo quản và chế biến- Viện nghiên cứu Rau quả Là người đ/ tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các cô, chú, anh, chị cán bộ, công nhân viên phòng nghiên cứu bảo quản và chế biến- Viện nghiên cứu Rau quả, đ/ tạo điều kiện, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu đề tài
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ thực phẩm, Viện đào tạo Sau đại học- Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đ/ đào tạo và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp Cao học Công nghệ sau thu hoạch khóa 16- Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đ/ động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp trong Khoa Quản trị chế biến món ăn, Ban Giám hiệu- Trường Cao đẳng Du lịch Hà Nội nơi tôi đang công tác và giảng dạy đ/ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và làm luận văn tốt nghiệp
Tôi trân trọng và biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đ/ động viên và giúp
đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn này
Hà Nôi, ngày 08/ 10/ 2009
Nguyễn Văn Lợi
Trang 4MụC LụC
Mở đầu 1
Chương 1: Tổng quan 3
1.1 Giới thiệu về rau quả muối chua 3
1.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình muối chua 3
1.1.2 Công nghệ muối chua một số sản phẩm 6
1.2 Giới thiệu về cà pháo 15
1.2.1 Đặc điểm, sự phân bố của cà pháo 15
1.2.2 Tình hình sản xuất cà pháo ở Việt Nam 16
1.2.3 Tình hình sản xuất cà pháo trên Thế Giới 18
1.2.4 Thành phần hoá học của cà pháo 19
1.3 Giới thiệu về vi khuẩn lactic 24
1.3.1 Các vi khuẩn lactic lên men đồng hình 24
1.3.2 Các vi khuẩn lactic lên men dị hình 25
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình lên men 25
1.3.4 ý nghĩa thực tế của lên men lactic 28
1.4 Các hư hỏng thường gặp trong rau quả muối chua 28
1.4.1 Sản phẩm bị biến màu 28
1.4.2 Sản phẩm bị mốc 29
1.4.3 Sản phẩm bị mềm 29
1.4.4 Dung dịch muối có độ nhớt cao 29
1.4.5 Sản phẩm bị nhăn nheo 29
1.4.6 Sản phẩm có hương vị lạ 30
Chương 2: nguyên liệu, thiết bị và phương pháp nghiên cứu 31
2.1 Nguyên liệu 31
2.1.1 Cà pháo 31
2.1.2 Chế phẩm vi khuẩn lactic 32
2.1.3 Một số nguyên liệu phụ khác 33
Trang 52.2 Hoá chất và thiết bị thí nghiệm 33
2.2.1 Hoá chất 33
2.2.2 Thiết bị 33
2.3 Phương pháp nghiên cứu 34
2.3.1 Phương pháp vật lý 34
2.3.2 Phương pháp hoá học 344
2.3.3 Phương pháp cảm quan 35
2.3.4 Phương pháp toán học 36
2.3.6 Phương pháp công nghệ 39
Chương 3: Kết quả và thảo luận 41
3.1 Xác định giống và độ già thích hợp của quả cà pháo cho muối chua 41
3.1.1 Xác định giống cà pháo thích hợp 41
3.1.2 Xác định độ già thích hợp 42
3.2 Xác định chủng vi khuẩn thích hợp cho quá trình muối chua cà pháo 43
3.2.1 Phân lập các chủng vi khuẩn 43
3.2.2 Xác định đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn 43
3.2.3 Xác định khả năng thích ứng của các chủng vi khuẩn 46
3.3 Xác định các yếu tố ảnh hưởng của chủng Lc.3 trong quá trình muối chua cà pháo 49
3.3.1 Xác định miền ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm vi khuẩn lactic 49
3.3.2 Xác định miền ảnh hưởng của nồng độ muối 51
3.3.3 Xác định miền ảnh hưởng của thời gian lên men 53
3.3.4 Xác định miền ảnh hưởng của nhiệt độ 53
3.3.5.Quy hoạch thực nghiệm tìm hàm hồi quy 55
3.4 Quy trình công nghệ muối chua cà pháo 611
3.4.1, Sơ đồ quy trình 61
3.4.2 Thuyết minh quy trình 62
3.5 Nghiên cứu phương pháp bảo quản sản phẩm 63
Trang 63.5.1 B¶o qu¶n b»ng bao b× thñy tinh 633
3.5.2 Nghiªn cøu b¶o qu¶n b»ng bao b× PE 65
3.6 GÝa thµnh chÕ biÕn cho 1000kg s¶n phÈm cµ ph¸o muèi chua 66
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ………67
Tµi liÖu tham kh¶o………
Tµi liÖu tham kh¶o……… 686868
Phô lôc
Phô lôc 71
Trang 7DANH MụC BảNG
Bảng 1.1: Diện tích và sản lượng cà pháo ở một số tỉnh năm 2007 17
Bảng 1.2: Diện tích và sản lượng cà pháo trên Thế Giới năm 2007 18
Bảng 1.3: Thành phần hoá học của cà pháo 19
Bảng 2.1: Thang điểm Hedonic 36
Bảng 2.2: Các yếu tố ảnh hưởng và khoảng biến đổi 55
Bảng 3.1: Một số chỉ tiêu chất lượng của quả cà pháo 41
Bảng 3.2: Thành phần hóa học của cà pháo thu hái ở các độ già khác nhau 42
Bảng 3.3: Thành phần môi trường MRS 43
Bảng 3.4: Một số đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn thí nghiệm 44
Bảng 3.5: Khả năng tạo axit lactic của 5 chủng vi khuẩn 44
Bảng 3.6: ảnh hưởng của nồng độ muối đến hiệu suất lên men 466
Bảng 3.7: Xác định ảnh hưởng của chủng vi khuẩn đến quá trình lên men 477
Bảng 3.8: ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn đến sự thay đổi cảm quan 488
Bảng 3.9: Xác định miền ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm vi khuẩn lactic 500
Bảng 3.10: Xác định miền ảnh hưởng của nồng độ muối 511
Bảng 3.11: Sự thay đổi cảm quan của sản phẩm theo thời gian 533
Bảng 3.12: Khoảng biến đổi của các yếu tố 55
Bảng 3.13: Ma trận thí nghiệm và kết quả thí nghiệm 566
Bảng 3.14: Giá trị các hệ số hồi quy 577
Bảng 3.15: ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến vi sinh vật có trong sản phẩm 633
Bảng 3.16: Thay đổi cảm quan của sản phẩm sau khi thanh trùng 644
Bảng 3.17: Tính giá thành sản phẩm 66
Trang 8DANH MôC H×NH ¶NH
H×nh 1.1: C©y cµ ph¸o trång ë ViÖt Nam 18
H×nh 1.2: Cµ ph¸o muèi chua ë ViÖt Nam 18
H×nh 2.1: Cµ ph¸o xanh 32
H×nh 2.2: Cµ ph¸o tr¾ng 32
H×nh 2.3: ChÕ phÈm vi khuÈn lactic 322
H×nh 3.1: KhuÈn l¹c chñng Lc 2 455
H×nh 3.2: H×nh d¹ng tÕ bµo chñng Lc.2 455
H×nh 3.3: KhuÈn l¹c chñng Lc 3 455
H×nh 3.4: H×nh d¹ng tÕ bµo chñng Lc.3 455
H×nh 3.5: KhuÈn l¹c chñng Lactobacillus lactic 455
H×nh 3.6 : H×nh d¹ng tÕ bµo chñng Lactobacillus lactis 455
H×nh 3.7: Cµ ph¸o muèi chua b¶o qu¶n trong bao b× thñy tinh 66
H×nh 3.8: Cµ ph¸o muèi chua b¶o qu¶n trong bao b× .66
Trang 9DANH MụC Đồ THị
Đồ thị 1: Khả năng tạo axit lactic của ba chủng 477
Đồ thị 2: ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm vi khuẩn tới sự tạo thành axit lactic500
Đồ thị 3: ảnh hưởng nồng độ muối tới pH môi trường của chủng Lc.3 522
Đồ thị 4: ảnh hưởng nồng độ muối tới khả năng sinh axit lactic chủng Lc.3 522
Đồ thị 5: ảnh hưởng nhiệt độ tới sự thay đổi pH môi trường của chủng Lc.3 544
Đồ thị 6: ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng tạo axit lactic của chủng Lc.3 544
Đồ thị 7: Sự biến thiên hiệu suất lên men theo nông độ muối và thời gian lên men.59
Đồ thị 8:Sự biến thiên hiệu suất lên men theo nồng độ chế phẩm vi khuẩn lactic và thời gian lên men 59
Đồ thị 9: Sự biến thiên độ axit theo nồng độ muối và thời gian lên men 60
Đồ thị 10: Sự biến thiên độ axit theo nồng độ chế phẩm vi khuẩn lactic và thời gian lên men 60
Trang 10Mở đầu
1 Đặt vấn đề
Rau quả muối chua là sản phẩm chế biến từ rau quả, bằng cách làm cho lượng ủường có sẵn trong rau quả hoặc ủường bổ sung thêm vào chuyển hóa thành axit lactic, do trong quá trình lên men lactic bởi các vi khuẩn lactic Muối chua rau quả vừa nhằm mục đích chế biến, làm tăng giá trị cảm quan của rau quả (có thể sử dụng ăn ngay) nhưng ủồng thời cũng ủược coi là phương pháp bảo quản rau quả
ở Việt Nam, các sản phẩm rau quả muối có thể ủược coi là sản phẩm truyền thống của dân tộc Có nhiều loại sản phẩm muối chua, trong đó cà pháo muối chua là một món ăn rất quen thuộc trong bữa ăn của mỗi người dân Việt Nam Cà muối ủược làm từ nguyên liệu tươi nên có chứa các thành phần dinh dưỡng tự nhiên có sẵn trong nguyên liệu, ngoài ra nó còn cung cấp một lượng lớn chất xơ cho cơ thể giúp cơ thể tiêu hóa tốt và hạn chế một số bệnh do thiếu chất xơ gây ra như trĩ, táo bón, ung thư …
Trong những năm gần đây ở nước ta đ/ có một số công trình nghiên cứu
về quá trình lên men lactic của một số loại rau quả chủ yếu là dưa chuột và bắp cải Đ/ có nhiều công trình nghiên cứu về các sản phẩm rau quả lên men như Pederson (1930 - 1960) nghiên cứu về quá trình lên men của bắp cải, năm
1971, ông nghiên cứu về quá trình lên men của suplơ Niketic, Aleksic và các cộng sự đ/ nghiên cứu quá trình lên men ở cà rốt, Beltran- Edeze, Fernandez nghiên cứu về cà chua, Huber và Dupuy (1994) về táo Aubert (1985) và Schoneck (1988) đ/ đưa ra kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu sự lên men tự nhiên của cà rốt, dưa chuột, củ cải, hành
Hiện nay, sản phẩm cà pháo muối chua đ/ ủược thị trường cả trong và ngoài nước ưa chuộng và đ/ trở thành một mặt hàng ủang ủược tiêu thụ rộng r/i Trước nhu cầu ngày càng tăng của sản phẩm này nhiều cơ sở và nhà máy
đ/ và ủang tiến hành sản xuất sản phẩm này với khối lượng lớn Tuy nhiên
Trang 11chất lượng của sản phẩm trong quá trình sản xuất không ủồng ủều và tỷ lệ hư hỏng khá lớn, mà nguyên nhân chính là quá trình lên men tự nhiên không ổn
định, phụ thuộc vào các điều kiện của môi trường xung quanh và hệ vi sinh vật
tự nhiên có trên bề mặt của nguyên liệu Chính vì những lý do đó, ủể ổn ủịnh chất lượng, giảm tỷ lệ hư hỏng sản phẩm và rút ngắn thời gian lên men trong quá trình chế biến sản phẩm cà pháo muối chua ở quy mô lớn cần phải ứng dụng các chế phẩm sinh học mà cụ thể là các chế phẩm vi khuẩn lactic thuần khiết trong quá trình muối cà pháo với mong muốn ủiều khiển quá trình lên men một cách chủ ủộng mà không phụ thuộc vào các hệ vi sinh vật có trên nguyên liệu và môi trường xung quanh
ðứng trước nhu cầu cấp thiết của thực tế, việc ủi sâu nghiên cứu một cách
có hệ thống từ nguyên liệu đến các giải pháp kỹ thuật nhằm rút ngắn thời gian lên men, giảm tỷ lệ hư hỏng, ổn ủịnh chất lượng sản phẩm và tiến tới tự ủộng hóa quá trình chế biến sản phẩm cà pháo muối chua bằng việc sử dụng chế phẩm
vi khuẩn lactic là một vấn ủề có ý nghĩa rất lớn trong thực tế hiện nay Trên cơ sở nhận định ủó chúng tôi chọn và thực hiện ủề tài “Nghiên cứu xác định quy trình công nghệ muối chua cà pháo bằng chế phẩm vi khuẩn lactic”
2 Mục đích Nghiên cứu xác định quy trình công nghệ muối chua cà pháo bằng chế phẩm vi khuẩn lactic nhằm nâng cao chất lượng và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm
3 Yêu cầu Đưa ra được các thông số công nghệ và xác định được các vật liệu thích hợp để bao gói
Quy trình công nghệ phải dễ thực hiện, sản phẩm tạo ra phải đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm
Trang 12Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu về rau quả muối chua
1.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình muối chua Rau quả muối chua là các sản phẩm chế biến từ rau quả, bằng cách làm cho chất ủường có sẵn trong nguyên liệu chuyển hóa thành axit lactic, do quá trình lên men lactic bởi các vi sinh vật lactic (một số vi khuẩn và nấm men) Axit lactic và các sản phẩm khác của quá trình lên men tạo thành làm cho sản phẩm có hương vị ủặc trưng Ngoài ra axit lactic còn có tính chất sát trùng, có khả năng ức chế sự hoạt ủộng của nhiều loài vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm Trong sản phẩm rau quả muối chua, muối ăn cũng có nhiều tác dụng: tạo hương vị cho sản phẩm, ngoài ra muối còn có tác dụng bảo quản sản phẩm ða số các vi sinh vật chỉ bị ức chế ở nồng ủộ muối tương ủối cao (5- 7%) Muối có tác dụng chủ yếu là gây ra hiện tượng co nguyên sinh chất ở tế bào rau quả, làm dịch bào tiết ra Trong dịch bào có chứa nhiều ủường và một
số chất dinh dưỡng khác, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi sinh vật lactic phát triển, làm cho sản phẩm ủạt ủược chất lượng cao Sản phẩm ủó lên men lactic ủầy ủủ có thể dùng ăn ngay, không cần phải nấu chín Quá trình lên men lactic trong rau quả muối chua là kết quả hoạt động của một số vi khuẩn và một số nấm men Ví dụ trong dưa chuột muối chua, lên men là do hoạt động của B cucumeris, B brassicae fermentati, L mesenteroides, L cucumeris, L pentoaceticus và Sacch brassicae fermentati
Qúa trình lên men lactic còn có thể gây ra bởi B listeri, B.leichmani, B beyerincki, B ventricocus và một số vi sinh vật khác Các vi khuẩn lactic có hoạt ủộ khác nhau nên cường ủộ lên men của sản phẩm phụ thuộc vào dạng của hệ vi sinh vật trong đó Dạng của hệ vi sinh vật cũng ảnh hưởng tới giá trị của sản phẩm cuối cùng trong quá trình phân hủy dường Một số vi khuẩn lactic chuyển toàn bộ lượng ủường trong sản phẩm thành axit lactic, trong khi một số vi khuẩn lactic khác, ngoài axit lactic còn tạo ra một số sản phẩm phụ
Trang 13của sự phân huỷ ủường trong đó một số sản phẩm phụ ở dạng khí Trong quá trình muối chua rau quả ngoài các vi khuẩn lactic, còn có các vi sinh vật lạ phát triển, các vi sinh vật đó cũng phân huỷ ủường như vi khuẩn butiric, vi khuẩn axetic và các vi khuẩn gây thối Các nấm mốc làm cho axit lactic sẽ bị phân huỷ và tạo thành nhiều chất làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sản phẩm Quá trình muối chua rau quả phải được thực hiện sao cho các vi khuẩn lactic hoạt ủộng mạnh và có khả năng ức chế ủược hoạt ủộng của các vi sinh vật gây hư hỏng Muối chua rau quả là một quá trình lên men lactic mà nguyên liệu chính là rau quả, cùng với một số nguyên liệu phụ, đường, muối
và gia vị Trong quá trình lên men xẩy ra hàng loạt quá trình: quá trình trích ly hay thẩm thấu các chất từ mô bào thực vật, quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn lactic), quá trình tạo axit, quá trình ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối bởi axit lactic và muối, quá trình tạo hương của sản phẩm Qúa trình lên men này hoàn toàn tự nhiên gây ra bởi nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau Quá trình xẩy ra ba giai đoạn cơ bản:
- Giai đoạn thứ nhất: Đường và các chất hoà tan có trong dịch bào của mô bào thực vật được thẩm thấu ra ngoài, nhờ vậy tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic và một số vi khuẩn khác phát triển Điều dễ nhận thấy là trên bề mặt khối dịch lên men có nhiều bọt khí, khí tạo thành do hoạt động của các vi sinh vật tạo khí Trong giai đoạn này vi khuẩn Leuconostoc mensenteroides phát triển rất nhanh Loài vi khuẩn này sinh axit lactic và sinh khí Lượng axit lactic ở giai đoạn này rất nhỏ (<1%)
- Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn lactic đạt cao nhất, đồng thời axit lactic tích tụ rất nhiều, pH dịch lên men giảm nhanh Do tác dụng của axit lactic mà các vi khuẩn gây thối giảm mạnh Trong giai đoạn này hương vị đặc trưng của sản phẩm lên men bắt đầu hình thành, chất lượng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc nhiều ở giai đoạn này Cuối giai đoạn hai lượng axit lactic đạt cực đại và tác động ngược lại với vi khuẩn lactic, quá trình lên men chuyển sang giai đoạn thứ ba