thực tập công nghệ lên men

báo cáo thực tập công nghệ lên men, dành cho các bạn sinh viên khóa 2 ngành công nghệ thực phẩm trường đại học kỹ thuật công nghệ cần thơ...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

BÀI 1 : LÊN MEN RAU QUẢ MUỐI CHUA 1

1.1 GIỚI THIỆU 1

1.1.1 Tổng quát 1

1.1.2 Cơ chế lên men 1

1.1.3 Vi sinh vật trong lên men lactic 1

1.2 MỤC ĐÍCH 3

1.3 PHƯƠNG TIỆN 3

1.3.1 Nguyên liệu 3

1.3.2 Dụng cụ 3

1.3.3 Hóa chất 4

1.4 THỰC HÀNH 4

1.4.1 Quy trình lên men rau cải muối chua 4

1.4.2 Các bước thực hành 4

1.5 KẾT QUẢ, TÍNH TOÁN, THẢO LUẬN 5

1.5.1 Đánh giá cảm quan 5

1.5.2 Xác định độ acid toàn phần 7

BÀI 2: LÊN MEN TEMPEH 11

2.1 GIỚI THIỆU 11

2.2 MỤC ĐÍCH 11

2.3 PHƯƠNG TIỆN 11

2.3.1 Nguyên liệu 11

2.3.2 Dụng cụ 12

2.3.3 Hóa chất 12

2.4 THỰC HÀNH 12

2.4.1 Quy trình các bước lên men Tempeh 12

2.4.2 Các bước thực hành 12

2.5.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 14

2.5.1 Đánh giá chất lượng 14

2.5.2 Xác định vật chất khô của sản phẩm 15

2.5.3 Đo pH 16

2.5.4 Chuẩn độ formol 17

Bài 3 LÊN MEN BÁNH MÌ 20

3.1 GIỚI THIỆU 20

3.1.1 Tổng quát 20

3.1.2 Nấm men 20

3.2 MỤC ĐÍCH 20

3.3 PHƯƠNG TIỆN 20

3.3.1 Nguyên liệu 20

3.3.2 Dụng cụ 21

3.3.3 Hóa chất 21

3.4 THỰC HÀNH 21

3.4.1 Sơ đồ quy trình 21

3.4.2Thuyết minh quy trình 22

3.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

3.5.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm 24

3.5.2 Đo pH khối bột trước và sau lên men 25

Bài 4 : LÊN MEN YOGHURT 26

4.1 GIỚI THIỆU 26

4.1.1 Tổng quát 26

4.1.2Giống vi khuẩn lactic 26

4.2PHƯƠNG TIỆN 27

4.2.1Nguyên liệu 27

4.2.2Thiết bị 27

4.2.3Hóa chất 27

4.3TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 27

4.3.1 Qui trình lên men Yoghurt 28

4.3.2Các bước thực hành 28

4.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.4.1 Đánh giá cảm quan: 28

4.4.2 Đo pH: 29

4.4.3 Chỉ tiêu phân tích hóa học: 30

PHỤ LỤC HÌNH

Hình 1: Sơ đồ quy trình lên men rau cải muối chua 4

Hình 1.2: Dưa cải trước và sau khi lên men 5

Hình 1.3: pH trước và sau khi chuẩn độ dung dịch dưa cải lên men 7

Hình1.4: Bình chuẩn độ dưa cải lên men bằng NaOH 8

Hình 1.5: Biểu đồ pH của dưa cải 8

Hình 1.6: Biểu đồ acid toàn phần của dưa cải 9

Hình 2.1: Nấm mốc R oligosporus 11

Hình 2.2: Các bước lên men Tempeh 12

Hình 2.3 Túi zipper trước và sau khi cho đậu vào 13

Hình 2.4: Tempeh sau khi ủ 1 ngày và sản phẩm tempeh 14

Hình 2.5 Sản phẩm Tempeh trước và sau khi chiên với bơ 15

Hình 2.6:Biểu đồ hàm lượng chất khô của tempeh 16

Hình 2.6: pH trước và sau khi chuẩn độ của Tempeh 16

Hình 2.7: Biểu đồ pH của nước đậu và dịch trích tempeh 17

Hình 2.8: Bình sau khi chuẩn độ dịch trích tempeh 18

Hình 2.9 : Biểu đồ hàm lượng nitơ formol 19

Hình 3.1: Saccharomyces cerevisae 20

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình làm bánh mì 21

Hình 3.3 Men sau khi pha với nước ấm 22

Hình 3.4: Cách nhồi bột bánh mì 23

Hình 3.5: Bánh mì trước và sau khi nướng 24

Hình 4.1 Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophiles 26

Hình 4.2: Lactobacillus acidophilus 27

Hình 4.1: Qui trình lên men Yoghurt 28

Hình 4.2: Sản phẩm sữa chua sau lên men 29

Hình 4.3: pH trước và sau khi chuẩn độ sữa chua lên men 29

Hình 4.5 Dung dịch yoghurt chuẩn NaOH sau lên men 30

Hình 4.6: Biểu đồ pH và nồng độ acid lactic của yoghurt 31

PHỤ LỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ( so với khối lượng rau cải) 5

Bảng 1.2: Phiếu mẫu ghi điểm 5

Bảng 1.3: So sánh chỉ tiêu cảm quan với các nhóm 6

Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid lactic với K=0,009 7

Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid acetic với K=0,003 8

Bảng 1.6: Bảng so sánh pH giữa các nghiệm thức 9

Bảng 1.7: Bảng so sánh acid tổng giữa các nghiệm thức 10

Bảng 2.1: Phiếu mẫu ghi điểm 14

Bảng 2.2: Kết quả trước và sau khi sấy Tempeh 15

Bảng 2.3: Kết quả đo pH của nước đậu và dịch trích tempeh 16

Bảng 3.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu 22

Bảng 3.2: Phiếu mẫu ghi điểm 24

Bảng 2.3: pH trước và sau khi lên men của bánh mì 25

Bảng 4.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu 27

Bảng 4.2: Hàm lượng acid lactic ở nghiệm thức 3 30

BÀI 1 : LÊN MEN RAU QUẢ MUỐI CHUA 1.1 GIỚI THIỆU

1.1.1 Tổng quát

Lên men là quá trình chuyển hóa carbohydrate và một số chất khác thành những chất mới dưới tác dụng của enzyme do vi sinh vật gây ra

Quá trình muối chua rau cải là một trong những quá trình mà vi sinh vật, chủ yếu

là vi khuẩn, giữ một vai trò quan trọng Rau cải muối chua là sản phẩm chế biến từ rau cải, bằng cách cho đường trong nguyên liệu lên men lactic Acid lactic và các sản phẩm của quá trình lên men tạo thành, làm cho sản phẩm có hương vị đặc biệt, có tính sát trùng, ức chế hoạt động của các vi sinh vật lạ và giữ cho sản phẩm khỏi bị hư hỏng

1.1.2 Cơ chế lên men

Phương trình tổng quát:

C6H12O6  2CH3CHOHCH2COOH + 22,5Kcal

Lên men gồm 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1 (phosphoryl hóa đường): Phân tử glucose hoặc hexose khác, dưới

tác dụng của enzyme hexokinase kết hợp với một gốc phosphate từ ATP tạo thành ADP và glucopyranose - 6 - phosphate Chất mới được tạo thành này được enzyme phosphofructokinase kết hợp với một số gốc phosphate từ phân tử ATP mới hình thành Cuối cùng chuỗi phân tử này là một ADP và fructofuranose - 1,6 -diphosphate được tạo thành

Giai đoạn 2: Trong giai đoạn này fructofuranose - 1,6 - diphosphate dưới tác

dụng của aldonase phân cắt thành 3 – phosphoglycerinaldehyde và phosphodiacetone, hai chất này có thể biến đổi tương tác với nhau dưới sự xúc tác của enzyme triozophosphate - tiomerase

Giai đoạn 3: Trong giai đoạn này phosphoglycerin aldehyde kết hợp với một gốc

phosphate còn lại từ phospho vô cơ và tạo thành 1,3 - diphosphoglycerin aldehyde Chất này dưới tác dụng của enzyme trizophosphatdehydrogenase tạo thành acid 1,3 - disphosphoglycerinic Chất tạo thành được tách ra thành một gốc phosphate nhờ enzyme phosphptransferase cho phân tử ATP cùng với acid 3 - disphosphoglycerinic Cuối cùng dưới tác dụng của enzyme phospphoglycero - mutase, chất 2 - disphosphoglycerinic acid được tạo thành

Giai đoạn 4: Chuyển hóa acid 2 - disphosphoglycerinic thành acid pyruvic

1.1.3 Vi sinh vật trong lên men lactic

Trong lên men lactic, sản phẩm hình thành chủ yếu do kết quả hoạt động của vi khuẩn lactic, vi khuẩn lactic sinh ra acid lactic bởi quá trình lên men chất hydrocarbon.Tuy nhiên, trong quá trình muối chua rau cải bằng cách lên men tự nhiên

ngoài vi khuẩn lactic còn có sự hiện diện của các vi khuẩn khác, nấm men và nấm mốc

a)Vi khuẩn

 Nhóm vi khuẩn lactic:

Vi khuẩn lên men lactic có trong nhiều môi trường tự nhiên (thực vật, động vật,

và người) đã được Pasteur tìm ra từ sữa bị chua Một số giống vi khuẩn lactic luôn hiện diện trong môi trường đặc trưng của nó như:

Các loài của giống Streptococcus hiện diện trên các loài chim, động vật, người, một số loài được tìm thấy trên thực vật Các loài của giống Lactobacillus tìm thấy ở

thực vật, động vật, người Vi khuẩn lactic gồm những loài có cơ thể hình cầu hoặc hình que ngắn Thuộc loài gram dương, phần lớn không có khả năng chuyển động, không sinh bào tử, yếm khí

nhất của L plantarum trong việc tạo mùi vị của sản phẩm lên men, là sự sinh ra hàm

lượng acid làm giảm pH, để bảo quản và ngăn cản những vi sinh vật không mong muốn có thể sinh ra mùi vị xấu cho sản phẩm

Giống Streptococcus: là vi khuẩn có khả năng lên men nhiều loại đường như:

glucose, lactose, mantose , nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của chúng là 30 oC

Giống Leuconostoc: có dạng hình cầu, nhưng trong môi trường acid tế bào dài ra

và nhọn ở 2 đầu Trong đó loài Leuconostoc mesenteroides cùng với một số vi khuẩn lactic khác như L plantarum, tham gia nhiều vào việc chế biến rau cải muối chua Giống Pediococcus: cũng là loại vi khuẩn lên men lactic, gram dương, không sản

sinh enzyme catalase và oxidase Chúng có thể phát triển trong điều kiện hiếu khí đến hiếm khí Chúng lên men sản sinh ra acid lactic, nhưng không sinh ra CO2 từ glucose

Là loài vi khuẩn yếm khí, vi khuẩn này xâm nhập vào sản phẩm, biến đường và acid lactic thành các acid bay hơi và acid butyric, H2, CO2 Acid butyric làm cho rau cải có mùi hôi thối, khó chịu Vi khuẩn này tạo bào tử có khả năng chịu nhiệt cao

 Vi khuẩn gây thối : Đa số thuộc nhóm vi khuẩn sinh bào tử Vi khuẩn gây thối chia làm 2 loại: loại hiếu khí: Mesentericus, Bacillus subtilis; loại yếm khí: Bacillus

 botulinus Ngoài ra còn có loại Proteus hoạt động sinh ra H2S, indol, NH3

…làm cho dưa cải bị thối

b)Nấm men

Nấm men có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản theo lối nẩy chồi Nấm men có thể hiện diện với số lượng rất ít trong nước muối dưa trong những ngày đầu sau khi ngâm muối Nấm men thường hoạt động ở giai đoạn lên men chính của quá trình muối dưa cải, cho đến khi lượng carbohydrate không còn nữa

Các loại nấm men có tính chất oxi hóa có thể sử dụng acid lactic và hạ thấp độ acid của nước muối tạo điều kiện cho các vi khuẩn gây hư hỏng khác phát triển Acid sorbic được sử dụng để làm giảm sự phát triển của nấm men oxy hóa

c)Nấm mốc

Nấm mốc có cấu trúc hình sợi phân nhánh, phát triển rất nhanh tạo thành mạng sợi chằng chịt gọi là hệ sợi nấm Nấm mốc là nhóm tạo khuẩn ty ở dạng bột màu xanh, màu vàng, trắng, đen…

Nấm mốc là loại vi sinh vật hiếu khí Trong và sau quá trình lên men lactic

thường gặp các loài mốc như Aspergillus, Oidium lactis…Đặc biệt nhất là loài sinh

enzyme thủy phân pectin, có thể gây hư hỏng quan trọng do enzyme làm mềm cấu trúc

mô rau cải Enzyme thủy phân pectin có thể hiện diện trong rau cải lúc ngâm muối hoặc là có thể sinh ra do nấm mốc sinh sống trên bề mặt nước muối dưa

- Cốc thủy tinh 1000ml, 100ml, 10ml, cốc nhựa

- Thiết bị chuẩn độ: Burret

- Giấy quỳ tím, Bảng màu pH

Rau cải sau khi qua giai đoạn chần được cắt khúc dài khoảng 5cm, cân 400 g rau cải trộn với hành tím và xếp vào lọ thủy tinh Khi xếp vào cần nén cho chặt, dùng cây tre nén chặt phần rau cải lại để hạn chế không khí vào, tránh sinh bọt khí trong quá trình lên men Mục đích của việc trộn hành tím là để tạo hương vị, ngoài ra dầu trong hành tím có tác dụng ức chế vi sinh vật có hại Đồng thời, củ hành bổ sung thêm một lượng carbohydrate cần thiết để cung cấp nguồn đường cho vi sinh vật phát triển

Nấu hỗn hợp muối đường theo tỉ lệ muối : đường khác nhau Nấu hỗn hợp cho sôi và tan hết Sau đó để thật nguội và đổ vào hủ sao cho ngập dưa cải

Thời gian lên men khoảng 7 ngày

Bảng 1.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ( so với khối lượng rau cải)

1.5 KẾT QUẢ, TÍNH TOÁN, THẢO LUẬN

1.5.1 Đánh giá cảm quan

Bảng 1.2: Phiếu mẫu ghi điểm

Kém (điểm) Trung bình (điểm) Tốt (điểm)

- Độ giòn: đạt được chỉ tiêu tốt

Tuy nhiên do tỉ lệ muối đường nên dưa cải có vị mặn, ít chua, hơi đắng của dưa cải làm sản phẩm kém ngon

 So sánh với các nhóm khác:

Bảng 1.3: So sánh chỉ tiêu cảm quan với các nhóm

Nhóm Vị chua Vị mặn Giòn

Mùi hắt của hành tím

Thơm đặc trưng của dưa cải muối chua

Màu vàng đặt trưng

Nhóm 2: Dưa cải chua nhẹ, vị mặn, hơi đắng, còn mùi của cải xanh, màu vàng, giòn Dung dịch nước có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt, không có bọt khí, không có mùi hắc của củ hành

Nhóm 4: Vị mặn, đắng của cải xanh, vẫn còn mùi của cải xanh, màu vàng, không

có vị chua, mùi hắc của củ hành, giòn Dung dịch nước có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt, không có bọt khí

Nhóm 5: Màu vàng, vị mặn, không có vị chua, đắng của cải xanh, giòn Có mùi nồng của cải xanh nhưng vẫn có mùi đặc trưng của dưa cải.Dung dịch nước có màu trắng đục, không có đóng ván trắng trên bề mặt Không có bọt khí

Sau khi lên men cải chua ta rút ra được: Sau khi muối chua dưa cải có màu vàng, hơi chua, có vị mặn, có mùi thơm đặc trưng của dưa cải pH đầu tiên trước khi lên men

là trung tính, sau khi lên men thì pH giảm xuống do vi khuẩn lactic tạo ra acid lactic ngày càng nhiều hơn

Sau khi đánh giá cảm quan sản phẩm dưa cải muối chua của các nhóm thì ta thấy nghiệm thức 1 (đường:muối:nước:hành tím với tỉ lệ 3%:4%:20%:5%) thì sản phẩm có mùi vị thơm ngon, đặc trung cho sản phẩm dưa cải muối chua Đây là nghiệm thức tối

ưu nhất

1.5.2 Xác định độ acid toàn phần

 Nguyên lý: Sử dụng NaOH để trung hoà hết acid có trong thực phẩm

Tiến hành: Lấy 5 ml dung dịch lên men và 45 ml nước cất cho vào bình tam giác Sau đó nhỏ NaOH 0,1 N từ burret xuống đến khi đạt pH = 8,2 (dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị màu, nhỏ NaOH 0,1 N từ burret xuống đến khi dung dịch vừa chuyển màu hồng nhạt thì dừng lại) Ghi nhận thể tích (ml) NaOH đã sử dụng

 Kết quả: Độ acid toàn phần được xác định theo công thức:

A = 𝐾 𝑥 𝑛 𝑥 1000

𝑣 (g/l) Trong đó:

- A: độ acid (g/l)

- K: hệ số loại acid Acid lactic: K = 0,009; acid acetic, K = 0,006

- N: số ml NaOH 0,1N sử dụng

- V: số ml mẫu đem chuẩn độ

Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid lactic với K=0,009

Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid acetic với K=0,003

Hình1.4: Bình chuẩn độ dưa cải lên men bằng NaOH

Hình 1.5: Biểu đồ pH của dưa cải

 Nhận xét đồ thị

Từ đồ thị hình 1.5, ta thấy pH của dưa cải lên men thay đổi theo thời gian, từ pH=6 xuống pH=4, nguyên nhân do acid lactic sản sinh ra trong quá trình lên men rau cải, vi sinh vật sử dụng đường trong rau quả chuyển hóa thành acid lactic và một số sản phẩm khác, do đó pH giảm dần theo thời gian

Từ đồ thị hình 1.6, đường biểu thị acid tổng thay đổi theo thời gian, lượng acid lactic liên tục tăng trong quá trình lên men Do đó, tốc độ lên men phụ thuộc nhiều vào các tỉ lệ muối đường, nhiệt độ, ngoài ra còn có các yếu tố như cấu trúc dưa cải, quá trình nén, lẫn tạp nhiễm trong quá trình chế biến,

 So sánh pH và lượng acid tổng giữa các nghiệm thức:

Bảng 1.6: Bảng so sánh pH giữa các nghiệm thức

Lần Mẫu

Bảng 1.7: Bảng so sánh acid tổng giữa các nghiệm thức

Lần Mẫu

Ở nghiệm thức 2, tỉ lệ muối là 7%, vi khuẩn lactic hoạt động yếu, nên sản sinh ra

ít lượng acid lactic, tuy nhiên theo lý thuyết thì lượng acid tổng ở nghiệm thức 2 sẽ cao hơn nghiệm thức 3, nhưng trong quá trình thí nghiệm có sai soát, có thể do trong quá trình gài nén không chặt, không khí loạt vào, kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn lactic, nên lượng acid tổng của nhóm là thấp nhất

Ở nghiệm thức 3, với tỉ lệ muối 9%, do nồng độ muối cao, kiềm hãm sự thích nghi và phát triển của vi sinh vật, vi khuẩn lactic bị ức chế nên sản sinh ra ít lượng acid lactic, làm lượng acid tổng của nghiệm thức thấp

BÀI 2: LÊN MEN TEMPEH 2.1 GIỚI THIỆU

Tempeh là bánh đậu lên men, xuất xứ từ Indonesia Nguyên liệu sử dụng chế biến tempeh là đậu nành hạt hoặc đậu phộng

Nguồn vi sinh vật là nấm mốc Rhizopus oligosporus thuộc họ Mucoraceae được

sử dụng rộng rãi trong chế biến tempeh Chúng sinh ra hệ sợi tơ nấm màu trắng, liên kết các hạt đậu lại tạo thành bánh đậu nành lên men một phần, có mùi lên men đặc

trưng Rhizopus oligosporus sản sinh ra chất kháng sinh, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn Gram dương, bao gồm Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis

 Đặc điểm R oligosporus:

- Sinh tổng hợp protease, amylase, lipase

- Tạo hệ sợi nấm trắng liên kết hỗn hợp lên men thành dạng bánh rắn

- Tạo nhân tố kháng khuẩn khi lên men

- Thực tập qui trình lên men Tempeh

- Quan sát quá trình phát triển của nấm mốc R oligosporus

- Đánh giá chất lượng của sản phẩm Tempeh

- Muỗng, đũa tre

- Giấy quỳ tím, Bảng màu pH

Thêm giấm

R oligosporos

Hình 2.2: Các bước lên men Tempeh

vỏ hạt đậu tách ra Vỏ đậu tách ra nổi trên mặt nước và chỉ cần dung tay vớt chúng ra

bỏ đi

Nấu đậu: Cho đậu vào một cái nồi lớn và thêm nước vào sao cho ngập phần đậu một chút Đun sôi Hớt bỏ bọt hoặc vỏ đậu còn sót lại Nấu đậu khoảng 30 phút cho đến khi đậu chín mềm Giảm nhỏ lửa và tiếp tục đun sôi thêm vài phút để làm khô đậu Sau đó làm lạnh đậu đến khoảng 35oC

Chuẩn bị các túi zipper: Trong thời gian nấu đậu, hãy chuẩn bị các túi zipper bằng cách dùng que xiên hay kim đâm thủng mặt túi để tạo thành các lỗ nhỏ cách nhau 2,5

cm

Làm ráo nước: Trút đậu ra chiếc khay đã lót khăn sạch để đậu ráo nước

Thêm giấm: Cân 200g đậu và chuyển đậu vào thau nhỏ, sạch, khô Thêm 2 muỗng cà phê giấm và trộn đều để 5 phút

Cấy men tempeh: Rắc 2g men tempeh theo đúng tỷ lệ vào đậu và trộn đều bằng muỗng sạch trong khoảng 1 phút

Chia đậu vào các túi zipper đã chuẩn bị Kéo khóa túi và dàn đều đậu

Ủ tempeh: Đặt túi đậu vào tủ ủ, điều chỉnh nhiệt độ 30o

C và ủ trong khoảng thời gian từ 36 – 48 giờ Thường xuyên kiểm tra tủ ủ để đảm bảo nhiệt độ ủ phù hợp

Kiểm tra đậu: từ 12 – 24 giờ nên kiểm tra xem một số sợi nấm màu trắng đã xuất hiện trên hạt đậu hay chưa Có thể hạ thấp nhiệt độ một chút so với ban đầu vì những hạt đậu sẽ tạo ra nhiệt trong quá trình lên men Tiếp tục ủ đậu đến 48 giờ: Sợi nấm sẽ phát triển dày lên, tạo thành lớp màu trắng xung quanh hạt đậu và kết dính đậu lại thành tấm dày, đặc Tempeh lúc này bắt đầu có mùi dễ chịu và hấp dẫn

Kết thúc quá trình lên men: Lấy túi tempeh từ tủ ủ ra và để ở nhiệt độ phòng

Hình 2.3 Túi zipper trước và sau khi cho đậu vào