BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA Họ và tên sin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA

CHUA ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

Họ và tên sinh viên: HỒ THỊ LẸ Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI

Niên khóa: 2005 - 2009

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA

ĐẬU NÀNH BỔ SUNG TẢO SPIRULINA

Tác giả

HỒ THỊ LẸ

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm và Dinh Dưỡng Người

Giáo viên hướng dẫn:

TS TRƯƠNG THANH LONG Th.S NGUYỄN MINH KHANG

Tháng 08 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Lòng biết ơn xin chân thành gửi đến:

Ban Giám Hiệu và quý Thầy Cô trường Đại Học Nông Lâm đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích, những kinh nghiệm quý báu cho tôi Đặc biệt

là thầy Trương Thanh Long đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện luận văn này

Đồng cảm ơn thầy Nguyễn Minh Khang, trưởng phòng thí nghiệm vi sinh thực phẩm trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ, đã tạo điều kiện thuận lợi và cho tôi những ý kiến bổ ích trong luận văn này

Vô cùng biết ơn người thân, bạn bè đã động viên, giúp đỡ nhiệt tình khi tôi thực hiện đề tài này

Do bước đầu tiến hành làm thử nghiệm chế biến sản phẩm nên không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong quý thầy cô và bạn bè đóng góp ý kiến để luận văn được hoàn chỉnh hơn

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2009

Hồ Thị Lẹ

TÓM TẮT

Đề tài “Bước đầu nghiên cứu quy trình sản xuất sữa chua đậu nành bổ

sung tảo Spirulina” đã được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Vi sinh thực phẩm –

Trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, thời gian thực hiện từ tháng

3 đến tháng 7 năm 2008, nhằm mục đích tạo ra sản phẩm sữa chua có giá trị dinh dưỡng cao và có đặc điểm cảm quan hấp dẫn Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại

Qua quá trình thí nghiệm, chúng tôi đã thu được một số kết quả sau:

- Trong môi trường canh MRS, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus đạt cực đại sau 15 giờ nuôi cấy, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus đạt

cực đại sau 18 giờ nuôi cấy

- Trong môi trường sữa, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus và Lactobacillus bulgaricus đạt cực đại sau 15 giờ nuôi cấy

- Thời gian thu giống cái vi khuẩn là sau 6 giờ ủ ở nhiệt độ 43oC

- Các thông số của quá trình lên men

ƒ Tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi UHT là 8:2

ƒ Thời gian lên men 3 giờ, ủ ở 43oC

ƒ Cấy 10% giống cái với tỷ lệ giống cấy giữa Lactobacillus acidophilus và

Lactobacillus bulgaricus là 6:4

ƒ Hàm lượng đường saccharose bổ sung là 8%

ƒ Hàm lượng tảo bổ sung là 6%, gelatin 0,5%

- Thời gian bảo quản sản phẩm tối ưu là 10 ngày ở 4oC

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các bảng vii

Danh sách các hình viii

Danh sách các từ viết tắt ix

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Nội dung đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về đậu nành và sữa chua đậu nành 3

2.1.1 Lịch sử phát triển 3

2.1.2 Cây đậu nành 3

2.1.3 Hạt đậu nành 4

2.1.4 Các sản phẩm từ đậu nành và lợi ích của sữa chua đậu nành 11

2.2 Tổng quan về tảo Spirulina 12

2.2.1 Lịch sử 12

2.2.2 Phân loại 13

2.2.3 Đặc điểm sinh học của Spirulina 13

2.2.3.1 Đặc điểm cấu tạo tế bào của tảo Spirulina 14

2.2.3.2 Sinh sản của tảo Spirulina 15

2.2.3.3 Thành phần hóa học của tảo Spirulina 15

2.2.3.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ và ứng dụng của tảo Spirulina 19

2.3.1 Probiotic 21

2.3.2 Vi khuẩn lên men sữa chua 22

2.4.1 Sữa 23

2.4.2 Chất ổn định 23

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 23

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 24

3.2 Nguyên liệu 24

3.3 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất sử dụng 24

3.4 Quy trình chế biến sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina 26

3.4.1 Quy trình 26

3.4.2 Giải thích quy trình 27

3.5 Phương pháp thí nghiệm 28

3.5.1 Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường MRS 30

3.5.2 Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường dịch sữa 30

3.5.3 Chuẩn bị giống cái 30

3.5.4 Khảo sát quá trình lên men 31

3.5.5 Khảo sát lượng tảo Spirulina bổ sung 32

3.5.6 Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm 33

3.6 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 33

3.6.1 Mật độ tế bào vi sinh vật: 33

3.6.2 Xác định pH của sản phẩm 34

3.6.3 Phương pháp chuẩn độ axit 34

3.6.4 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 34

3.6.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý kết quả 34

3.6.6 Phương pháp xác định giá trị năng lượng 35

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường canh MRS 35

4.2 Đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường dịch sữa 38

4.3 Khảo sát quá trình làm giống cái 40

4.4 Khảo sát quá trình lên men 42

4.4.1 Khảo sát thời gian lên men 42

4.4.2 Khảo sát tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi tiệt trùng không đường 43 4.4.3 Khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ sung 44

4.4.4 Khảo sát tỉ lệ giống cấy 45

4.5 Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung 46

4.6 Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm 48

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Đề nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHỤ LỤC 57

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của các hợp phần trong hạt đậu nành 5

Bảng 2.2: Thành phần hóa học các chất trong hạt đậu nành 5

Bảng 2.3: Thành phần các axit amin không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan trọng 7

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của Spirulina 16

Bảng 2.5: Thành phần vitamin trong Spirulina 17

Bảng 2.6: Thành phần khoáng trong Spirulina 17

Bảng 2.7: Thành phần axit amin trong Spirulina 18

Bảng 2.8: Các chất màu trong Spirulina 19

Bảng 2.9: Tình hình sản xuất Spirulina trên thế giới 19

Bảng 4.1: Mô tả cảm quan men vi khuẩn qua thời gian khảo sát .42

Bảng 4.2: Mô tả cảm quan dịch sữa theo thời gian lên men .44

Bảng 4.3: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi 45

Bảng 4.4: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ phối chế giữa đậu nành và sữa tươi 45

Bảng 4.5: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi hàm lượng đường saccharose bổ sung .46

Bảng 4.6: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi hàm lượng đường bổ sung 46

Bảng 4.7: Giá trị pH của sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ giống cấy 47

Bảng 4.8: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi tỷ lệ giống cấy 47

Bảng 4.9: Điểm trung bình kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm khi thay đổi hàm lượng tảo bổ sung .48

Bảng 4.10: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu hóa học 51

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hòa tan của protein đậu nành 8

Hình 2.2: Sơ đồ vòng đời của Spirulina 15

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina 26

Hình 3.2: Sơ đồ nhân giống vi khuẩn 28

Hình 3.3: Sơ đồ nghiên cứu 29

Hình 4.1: Khuẩn lạc L acidophilus trên môi trường thạch MRS .36

Hình 4.2: Khuẩn lạc L bulgaricus trên môi trường thạch MRS 36

Hình 4.3: Đường cong sinh trưởng của L acidophilus trong môi trường canh MRS 37

Hình 4.4: Đường cong sinh trưởng của L bulgaricus trong môi trường canh MRS .38

Hình 4.5: Đường cong sinh trưởng của L acidophilus trong môi trường canh MRS 39

Hình 4.6: Đường cong sinh trưởng của L bulgaricus trong môi trường canh MRS .39

Hình 4.7: Đường cong tăng trưởng của L acidophilus trong môi trường dịch sữa 40

Hình 4.8: Đường cong tăng trưởng của L bulgaricus trong môi trường dịch sữa 40

Hình 4.9: Đồ thị pH men vi khuẩn L acidophilus, L bulgaricus qua thời gian khảo sát .41

Hình 4.10: Đồ thị pH dịch sữa theo thời gian lên men 43

Hình 4.11: Sữa chua đậu nành bổ sung 6% tảo 48

Hình 4.12: Sữa chua đậu nành bổ sung 8% tảo 48

Hình 4.13: Sữa chua đậu nành bổ sung 10% tảo 48

Hình 4.14: Đồ thị kết quả pH và số lượng vi khuẩn lactic theo thời gian bảo quản sản phẩm 49

Hình 4.15: Đồ thị kết quả độ axit của sản phẩm theo thời gian bảo quản 49

Hình 4.16: Biểu đồ kết quả điểm đánh giá thị hiếu đối với hai sản phẩm 51

Sữa chua đậu nành là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng Trong sữa đậu nành

có hơn 20 loại axit amin, trong đó có 8 loại axit amin thiết yếu cho cơ thể con người, bao gồm: leucine, isleucine, lysine, methionine, phenyl alanine, threonine, tryptophane, valine Ngoài ra, trong đậu nành còn có các chất có tác dụng phòng chống lại các mầm ung thư như: Bowman-Bird Inhibitor (BBI), protease inhibitor, phytate, phytosterol, isoflavones, chất axit phenolic…(Tâm Diệu, 1998) Theo các nhà nghiên cứu việc kiên trì dùng sữa đậu nành hàng ngày sẽ làm giảm được cholesterol trong máu, hạ dược huyết áp và đề phòng xơ cứng động mạch ở người lớn tuổi (Tâm Diệu, 1998) Bên cạnh đó, trong sữa chua chứa nhiều vi sinh vật hữu ích ( probiotic) có lợi cho cơ thể với tác dụng: chống lão hóa, giảm cholesterol trong máu, hạn chế rối loạn đường ruột, hạn chế bệnh tim mạch, tăng cường hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh loãng xương… (Mattila-Sandholm và Saarela, 2003)

Bột tảo Spirulina với thành phần giàu dinh dưỡng cho người và vật nuôi (Lê Văn Lăng, 1999) Việc ứng dụng tảo Spirulina vào công nghệ chế biến thực phẩm đã

được nghiên cứu khá nhiều ở các nước trên thế giới: Mỹ, Nhật, Pháp,… Riêng tại

Việt Nam, tảo Spirulina còn chưa phổ biến do công nghệ nhìn chung chưa phát triển

Vì vậy rất cần được đầu tư các nghiên cứu chế biến, để đa dạng hóa sản phẩm và tăng

giá trị sử dụng cho tảo Spirulina

Chính vì những lý do trên, bước đầu chúng tôi thực hiện đề tài: “Bước đầu

1.2 Mục tiêu đề tài

Tạo ra sản phẩm sữa chua đậu nành có bổ sung tảo Spirulina có giá trị cảm

quan hấp dẫn và bổ dưỡng, góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng có mặt trên thị trường

1.3 Nội dung đề tài

- Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường MRS

- Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus trên môi trường dịch sữa

- Khảo sát các yếu tố của quá trình lên men: khảo sát thời gian lên men, tỷ lệ phối chế giữa sữa đậu nành và sữa tươi, khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ sung, khảo sát tỉ lệ giống cấy

- Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung

- Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về đậu nành và sữa chua đậu nành

2.1.1 Lịch sử phát triển

Đậu nành được xem là một trong những cây trồng cổ nhất của nhân loại Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng đậu nành có nguồn gốc từ Trung Quốc Đậu nành được trồng trên nhiều loại đất khác nhau và có phạm vi khí hậu rộng khắp, trải dài từ vùng nhiệt đới Brazil đến hòn đảo Hokkaido đầy tuyết nằm ở phía bắc Nhật Bản Với

sự phát triển của khoa học kỹ thuật, con người đã tìm thấy vai trò của đậu nành trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm Vì vậy, đậu nành ngày càng phổ biến trên thế giới (www.soya.be)

Yogurt tiếng Thổ Nhĩ Kỳ có nghĩa là sự lên men Thực phẩm làm từ sữa động vật như sữa bò, cừu, dê… có lượng axit nhẹ được lên men bởi vi khuẩn lactic như

Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus Vào

cuối những năm 1970, ở Mỹ, sản phẩm lên men từ sữa đậu nành được gọi theo nhiều cách khác nhau: soymilk yogurt, soy yogurt, soyogurt, soygurt Năm 1912, tại Pari, Ying và Voinnet đã chế biến sữa đậu nành lên men Năm 1974, nghiên cứu của Wang

và Konishi đã tách giống L acidophilus thích hợp để chế biến soy yogurt Năm 1977, Sterm, Hesseltine, Wang và Konishi đã chọn giống L acidophilus sử dụng raffinones, stachyose, hỗn hợp đường trong sữa đậu và đã dùng L acidophilus làm soy yogurt có

vị ngon, giảm đầy hơi Năm 1981 tại Nhật Bản lần đầu tiên sản xuất soy yogurt với số lượng lớn (www.soyinfocenter.com)

Cây đậu nành là cây ngắn ngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn (Lê Hoàng Độ, 1997)

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt :

- pH của đất trồng: 6,0 – 6,5

- Nhiệt độ: 25 – 30oC

- Lượng mưa: 500 – 700 mm

- Đất trồng có nhiều mùn hữu cơ với độ ẩm trung bình

- Thời kỳ trồng: cuối mùa xuân, đầu mùa hè

2.1.3 Hạt đậu nành

2.1.3.1 Tính chất cơ lý và cấu trúc của hạt đậu nành

Tính chất cơ lý ảnh hưởng rất lớn đến quy trình chế biến cũng như chất lượng sản phẩm Một số tính chất chủ yếu là:

- Hình dáng: hạt đậu nành có hình dạng tròn, bầu dục, tròn dài, tròn dẹt…tùy từng giống

- Độ lớn của hạt cũng rất khác nhau tùy đặc điểm của giống và kĩ thuật trồng trọt, thường từ 220 – 300 g/1000 hạt

- Kích thước hạt: tùy thuộc vào giống và điều kiện canh tác

- Vỏ hạt nhẵn phần lớn màu vàng, một số có màu vàng đậm, xanh, nâu hoặc đen

Vỏ chỉ chiếm khoảng 8% khối lượng của hạt (Phạm Văn Thiều, 2002)

Cấu trúc hạt đậu nành gồm có 3 bộ phận chính: vỏ, trụ dưới lá mầm, lá mầm

- Vỏ: là lớp ngoài cùng của hạt đậu nành Vỏ hạt đậu nành có nhiều loại màu sắc

và là yếu tố cho việc xác định giống đậu nành Vỏ hạt có tác dụng bảo vệ phôi mầm chống lại nấm và vi khuẩn

- Trụ dưới lá mầm: là rễ mầm, phần sinh trưởng của hạt khi hạt nảy mầm

- Lá mầm: gồm hai lá mầm tích trữ dinh dưỡng cho hạt Lá chiếm phần lớn khối lượng của hạt, chứa hầu hết các protein, lipit của hạt, có màu xanh trước khi hạt chín, và chuyển thành màu vàng khi hạt chín

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trung bình của các hợp phần trong hạt đậu nành (% so

với khối lượng chất khô của hạt)

Thành phần Protein

thô Lipit

Gluxit (cả xơ) Khoáng Tổng

2.1.3.2 Thành phần hóa học của hạt đậu nành

So với các nguồn thực phẩm chính hiện nay, đậu nành thực sự là thành phần

giàu dinh dưỡng Đậu nành vừa có nguồn protein cao nhất trong các loại đậu, hạt; giàu

chất béo, cacbohydrate, các chất xơ, vitamins, chất khoáng vừa là dược liệu quý cho

việc ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mãn tính Thành phần hóa học các chất trong hạt

đậu nành được trình bày qua Bảng 2.2

Bảng 2.2: Thành phần hóa học các chất trong hạt đậu nành (so với khối lượng chất

1,69 2,90 4,48 7,26 1,69 0,60

Proline

Serine

1,88 – 2,61 1,81 – 2,32

2,02 2,07

1,04 1,76 3,03 2,58 0,54 1,95 1,58 0,49 1,43 1,83

5,5 0,9 3,5

6,26 - 6,85 0,92 - 1,19 10,9 - 28,4

Dựa vào chức năng sinh học ở thực vật, protein trong hạt đậu nành được chia làm 2 loại: protein chuyển hóa (metabolic protein) và protein dự trữ Protein chuyển hóa gồm enzyme và cấu trúc Protein dự trữ cùng với dầu dự trữ được tổng hợp trong quá trình phát triển của hạt đậu Protein đậu nành chủ yếu là protein dự trữ Hai loại protein dự trữ chính trong đậu nành là glycinin (11S) và beta-conglycinin (7S) chiếm khoảng 65 – 80% protein tổng trong hạt (Liu, 1999)

Nếu phân loại theo tính tan trong nước, protein đậu nành chứa 85 – 95% globuline, một lượng nhỏ albumine, một lượng không đáng kể prolamine và glutelin Khả năng hòa tan trong nước của protein đậu nành ảnh hưởng nhiều bởi pH Khoảng 80% protein trong hạt đậu nành có thể được trích ly ở pH trung tính hoặc kiềm pH đẳng điện của protein đậu nành là 4,2 – 4,6 (FAO, 1999)

Hình 2.1: Ảnh hưởng của pH đến khả năng hòa tan của protein đậu nành (FAO, 1999)

Các chất phi dinh dưỡng trong thành phần protein đậu nành: chất ức chế trypsin

và hemagglutinins (lectins) (Liu, 1999)

- Chất ức chế trypsin (trypsin inhibitors) là hợp chất không bền ở nhiệt độ cao Chất này có khả năng kết hợp với trypsin làm trypsin không được hấp thu

Thiếu trypsin sẽ làm cơ thể chậm phát triển và ảnh hưởng nhiều đến các chức năng khác của cơ thể Đậu nành chứa 2 loại chất ức chế trypsin: Bowman – Brik và Kunitz

% Protein hòa tan

- Lectin (hemagglutinins) là protein có khả năng kết dính các tế bào hồng cầu Lectin được xem như là chất có độc tính cao, tuy nhiên nó cũng dễ dàng bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ cao

Các tính chất chức năng của protein đậu nành: hấp thụ và giữ nước, tạo gel, tạo kết cấu, tạo độ nhớt, tạo nhũ

- Khả năng hấp thụ và giữ nước: Khả năng hấp thụ và giữ nước của protein dựa trên tương tác giữa protein – protein và protein – nước Nồng độ protein tăng, khả năng hấp thụ nước tăng pH thay đổi thì sự tích điện của protein cũng thay đổi, ở pH đẳng điện sự hút nước là thấp nhất vì tương tác giữa protein – protein rất chặt chẽ, ở pH cao sự hấp thụ và giữ nước càng tăng Nhiệt độ tăng, khả năng hấp thụ nước giảm vì làm giảm liên kết hydro

- Khả năng tạo gel: Khi protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, các mạch polypeptide duỗi ra, tiến lại gần nhau, tiếp xúc và tạo nên mạng lưới không gian tương đối chặt và pha phân tán chứa trong nó Các yếu tố tạo gel:

ƒ Sử dụng nhiệt: Khi dịch sữa protein đậu nành có nồng độ cao được đun nóng ở pH trung tính, thì sẽ tạo gel

ƒ Sử dụng pH đẳng điện: Ở pH đẳng điện protein có khả năng tạo gel

ƒ Sử dụng các muối của ion kim loại hóa trị hai: Do liên kết giữa Ca2+ và nhóm cacboxyl

- Khả năng tạo kết cấu: Protein đậu nành có khả năng tạo sợi tốt Khi protein bị phân ly, chuỗi polypeptide duỗi mạch, vì vậy khi cho qua khuôn đúc, sẽ định hướng được các phân tử protein và các sợi hình thành

- Khả năng tạo độ nhớt: Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch gồm:

pH, nhiệt độ, ion Ca2+,… và nồng độ protein

- Khả năng tạo nhũ: Trong phân tử protein đậu nành có hai đầu ưa nước và ưa béo, nên có khả năng nhũ hóa với chất béo

b Lipit

Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng chất khô của hạt đậu nành Nó nằm chủ yếu trong phần tử diệp của hạt Chất béo chứa khoảng 6,4 – 15,1% axit béo no (axit stearic, axit archidic) và 80 – 90,6% axit béo không no (axit linoleic, axit

linolenic, axit oleic trong đó axit linoleic chiếm tỷ lệ tương đối cao) Chất béo không

no có lợi cho sức khỏe hơn là chất béo no Tuy nhiên các axit béo không no dễ bị oxy hóa và giảm chất lượng

c Cacbohydrate

Cacbonhydrate chiếm khoảng 34% hạt đậu nành Phần cacbonhydrate có thể chia ra làm 2 loại: loại tan trong nước và không tan trong nước Loại tan được trong nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ cacbohydrate

Trong các nhóm đường của đậu nành ta cần lưu ý hai loại đường raffinose và stachyose Cơ thể con người thiếu enzyme galactosidase để thủy phân stachyose và rafinose Hai loại đường này thường di chuyển từ ruột non sang ruột già là nơi có thể lên men đường bởi vi khuẩn đường ruột Quá trình lên men tạo ra các khí gồm CO2, H2

và CH4 làm cho cơ thể người cảm thấy đầy hơi.Sự loại bỏ hay giảm hiện tượng này đối với các thực phẩm từ đậu nành cần phải được quan tâm Trong quá trình lên men sữa đậu nành có thể làm giảm hàm lượng raffinose và stachyose (Rekha và Vijayalakshmi, 2008)

d Vitamin và khoáng chất

Mặc dù đậu nành không được xem như là nguồn rất giàu một loại vitamin nào

đó nhưng nó đem lại một nguồn dinh dưỡng toàn diện Các vitamin có trong đậu nành như là thiamine, riboflavin, niacin, axit pantothenic, biotin, axit folic, inositol, choline, vitamin A và E, trừ vitamin C và vitamin D

Thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành Các chất khoáng chủ yếu có trong đậu nành là K, Na, Ca, Mg, S, và P Hàm lượng chất khoáng có thể thay đổi nhiều do loại đậu cũng như điều kiện trồng trọt khác nhau (FAO, 1999)

e Enzyme

Về mặt công nghệ, enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase, được biết đến là lipoxydase Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá axit béo không bão hoà bởi O2, gây mùi cho đậu nành Khử mùi đậu nành dựa trên nguyên tắc vô hoạt enzyme lipoxygenase bằng cách sử dụng riêng rẽ hay kết hợp các phương pháp nhiệt (sấy, chần), phương pháp hóa học (NaHCO3)

Enzyme urease được tìm thấy với hàm lượng lớn ở đậu nành sống Nó sẽ phân hủy ure thành ammoniac, là một hợp chất độc đối với cơ thể người Enzyme này sẽ chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua màng ruột, do đó không nên ăn đậu nành sống Tuy nhiên, enzyme urease dễ dàng bị vô hoạt bởi nhiệt (Nguyễn Đức Lượng, 2006)

f Isoflavones

Isoflavones là hợp chất phenolic được xem như là phytoestrogens, hay estrogens thực vật vì chúng có công thức hóa học, chức năng và ảnh hưởng đến cơ thể con người như estrogen (hormone nang ở nữ)

Probiotic vi khuẩn lactic khi phát triển có thể chuyển hóa glycoside isoflavone thành dạng aglycone mà không cần phải bổ sung thêm chất dinh dưỡng nào Trong sữa đậu nành chưa lên men giàu glycoside, dạng aglycone thấp hơn Ngược lại, sữa đậu nành sau lên men lại có hàm lượng aglycone cao hơn so với glycoside do các vi khuẩn lactic có khả năng tiết ra enzyme β - glucosidase chuyển hóa glycoside thành aglycone Isoflavone aglycone hấp thu nhanh hơn và nhiều hơn so với dạng glucoside trong cơ thể người, giúp ngăn chặn các bệnh mãn tính như ung thư và các bệnh về tim mạch (Otieno, Ashton và Shah, 2005)

Lợi ích của isoflavones đậu nành:

- Ngăn cản và chữa trị ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư ruột

- Giảm khả năng hoạt động của hormone giới tính

- Giảm nguy cơ bệnh tim mạch, chứng loãng xương và tăng cường khả năng tự miễn dịch

dị ứng với sữa bò

- Tofu: được tạo thành bởi sự đông tụ sữa đậu nành bằng chất làm đông Tofu có

ba dạng: dạng rắn rất giàu protein, chất béo và can-xi, dùng để nấu, nướng,

chiên; dạng mềm và dạng mịn dùng để trộn làm thức ăn, như ở Nhật, người ta dùng dạng mềm và mịn để làm nước xốt đậu nành

- Yoghurt: là sản phẩm của sự lên men sữa đậu nành bằng vi khuẩn

- Tempeh: là dạng bánh được tạo thành bởi sự nấu đậu và trộn với vi khuẩn, lão hóa (ageing) một hay hai ngày Tempeh rất giàu protein và khoáng chất, isoflavones (100 g tempeh có 53 mg isoflavones)

- Miso: là sản phẩm của sự kết hợp đậu nành với muối, mốc và sau đó ủ trong

thùng gỗ 1 - 3 năm

- Shoyu: là chất lỏng màu nâu sậm, được làm từ đậu nành qua quá trình lên men

(www.soya.be) Lợi ích của sữa chua đậu nành:

- Vi khuẩn lên men sữa đậu nành có thể sử dụng được các đường raffinose, stachyose có trong sữa đậu nành làm giảm các triệu chứng đầy hơi do các đường này gây ra

- Vi khuẩn trong sữa lên men còn sống giúp tăng cường hệ miễn dịch và tạo ra các enzyme thủy phân protein thành các polypeptid, thủy phân tinh bột thành các maltodextrin làm sản phẩm trở nên dễ tiêu hóa hơn

- Probiotic trong sữa lên men còn làm cân bằng hệ vi sinh vật trong đường ruột, tăng cường các vi khuẩn có lợi, giảm các vi khuẩn có hại gây bệnh cho người Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng một số vi khuẩn lactic có khả năng chuyển hóa isoflavone glucoside (có nhiều trong đậu nành) thành các isoflavone aglycone là chất có hoạt tính sinh học, có tác dụng làm giảm nguy cơ gây bệnh ung thư, tim mạch, giảm các triệu chứng ở phụ nữ mãn kinh như nóng trong người, loãng xương,…(Shetty và cộng sự, 2006)

2.2 Tổng quan về tảo Spirulina

2.2.1 Lịch sử

Spirulina là tên gọi do nhà tảo học người Đức – Deurben đặt vào năm 1827 dựa

trên hình thái đặc trưng nhất là dạng sợi xoắn ốc với khoảng 5 - 7 vòng đều nhau

không phân nhánh Cũng vào năm 1827, Turpin lần đầu tiên phân lập được Spirulina

từ nguồn nước tự nhiên

Năm 1973, Tổ chức Nông lương Quốc tế (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới

(WHO) đã chính thức công nhận Spirulina là nguồn dinh dưỡng và dược liệu quý, đặc

biệt trong chống suy dinh dưỡng và chống lão hóa

Năm 1977, Viện sinh vật học là nơi tiên phong trong việc nuôi trồng Spirulina

ở Việt Nam theo mô hình ngoài trời, không mái che, có sục khí CO2 tại xí nghiệp nước

suối Vĩnh Hảo (Bình Thuận)

2.2.2 Phân loại

Tảo (algae) là một nhóm vi sinh vật, nhưng chúng khác với vi khuẩn và nấm men ở chỗ chúng có diệp lục và có khả năng tổng hợp được các chất hữu cơ từ các chất vô cơ dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời (Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999)

Tảo chia làm 9 ngành: tảo lam (Cyanophyta); tảo lục (Chorophyta); tảo silic (Diatomea); tảo vàng ánh (Chysophyta); tảo giáp (Pynophyta); tảo mắt (Euglenophyta); tảo roi lệch (Hererocontac); tảo đỏ (Rhodophyta); tảo nâu

Tảo Spirulina thuộc:

2.2.3 Đặc điểm sinh học của Spirulina

Tảo Spirulina có dạng xoắn lò xo khoảng 5- 7 vòng đều nhau không phân

nhánh Đường kính xoắn khoảng 35 - 50 µm, bước xoắn 60 µm, chiều dài thay đổi có thể đạt 0,25 mm

Tảo là trung gian giữa vi khuẩn và tảo nhân thực Người ta cho rằng tảo

Spirulina giống với vi khuẩn hơn, do đó tảo Spirulina còn có tên là vi khuẩn lam

Tảo có khả năng vận chuyển theo hình thức trượt xung quanh trục của chúng Vận tốc vận chuyển của chúng có thể đạt 5 µm/ giây

2.2.3.1 Đặc điểm cấu tạo tế bào của tảo Spirulina

Là tảo lam đa bào dạng sợi, gồm nhiều hình trụ xếp không phân nhánh mỗi tế bào của sợi có chiều rộng 5 µm, dài 2 mm

Không có lục lạp mà chỉ chứa thylacoid phân bố đều trong tế bào

Không có không bào Không có nhân điển hình, vùng nhân không rõ, trong đó

có chứa DNA (Hedeskog và Hifsten A, 1980)

Thành tế bào có cấu trúc nhiều lớp chứa mucopolymer, pectin và các loại polysaccharide khác Màng tế bào nằm sát ngay dưới thành tế bào và nối với màng quang hợp thylacoid tại một vài điểm

Bộ máy quang hợp của Spirulina:

- Phycobilisome: chứa phycobiliprotein và protein liên kết được gắn vào bề mặt ngoài của thylacoid Phycobilisome có khối lượng khoảng 7 triệu dalton và có thể tách nguyên vẹn để nghiên cứu Đối với phycobilisome có cà phycoerythin

và phycocianin thì lớp ngoài cùng là phycoerythin, tiếp theo là phycocianin và phần trong cùng là allophycocyanin

- Phycobilisome hoạt động như một anten thu nhận năng lượng mặt trời để chuyển vào PS II Con đường truyền năng lượng bắt đầu từ phycoerythin sang phycocyanin và cuối cùng đến allophycocyanin trước khi đạt tới PS II

- Có khoảng 50% năng lượng ánh sáng mặt trời, Spirulina nhận được nhờ

phycobilisome

- Các sắc tố quang hợp gồm chlorophyll, carotenoid, phycocianin và thường có

carotenoid-glycoside như myxoxanthophyll, oscillaxanthin

2.2.3.2 Sinh sản của tảo Spirulina

Spirulina có phương thức sinh sản vô tính, từ một cơ thể mẹ trưởng thành (gọi

là trichome), tự phân chia thành nhiều mảnh, mỗi mảnh gồm một số vòng xoắn (2 - 4

tế bào, gọi là hormogonia) Để tạo thành các hormogonia, sợi Spirulina sẽ hình thành

các tế bào chuyên biệt cho sự sinh sản (gọi là đoạn Necridia) Các necridia hình thành các đĩa lõm ở 2 mặt và tạo ra hormogonia bởi sự chia cắt tại vị trí các đĩa Khi phát triển, dần dần phần đầu hormogonia bị tiêu giảm và trở nên tròn nhưng vách tế bào vẫn

có chiều dày không đổi Các hormogonia phát triển, trưởng thành và chu kỳ sinh sản

lặp lại để đảm bảo vòng đời của Spirulina (Lê Văn Lăng, 1999)

Thông thường Spirulina sinh sản bằng cách gãy ra từng khúc Trong trường hợp gặp điều kiện không thuận lợi, Spirulina cũng có khả năng tạo bào tử giống như ở vi khuẩn Chu kỳ phát triển của Spirulina rất ngắn Chu kỳ này thường diễn ra trong 24 giờ như của tảo Chlorella (Nguyễn Đức Lượng, 2002)

Spirulina là sinh vật phiêu sinh sống tự do trong nước, phát triển tốt trong khí

hậu ấm, môi trường kiềm và đặc biệt là những nơi có nhiều nắng như Kona, Hawai (Dillon et al, 1995)

2.2.3.3 Thành phần hóa học của tảo Spirulina

Spirulina chứa hàm lượng protein rất cao và chứa đầy đủ các vitamin

Spirulina có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa hàm lượng protein cao và các chất

có hoạt tính sinh học khác Giá trị protein trung bình của Spirulina là 65%, cao hơn so

với nhiều loại thực phẩm Ví dụ, hàm lượng protein của cá và thịt là 15 - 20%, nước tương là 35%, sữa cô đặc là 35%, trứng là 12% và của ngũ cốc là 8 - 14% (Herehson,

Hình 2.2: Sơ đồ vòng đời của Spirulina

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của Spirulina

Spirulina là nguồn giàu vitamin B12 nhất Nếu hàng ngày chúng ta sử dụng 1 g

Spirulina thì sẽ đáp ứng đủ nhu cầu vitamin B12 hàng ngày Ngoài ra, Spirulina còn

chứa các vitamin khác như A, B1, B2, B6, E và H (Fox, 1986) Spirulina cung cấp 21%

thiamin và riboflavin so với nhu cầu hàng ngày Tiền vitamin A (β-caroten) (chiếm 0,1% chất khô) cao hơn 20 lần so với trong cà rốt Thành phần các vitamin của

Spirulina được liệt kê trong Bảng 2.5

Spirulina giàu sắt và xi, hỗ trợ tốt cho máu, cho xương và răng Lượng

can-xi của Spirulina cao hơn trong sữa (Fox, 1986) Lượng sắt trong Spirulina cao hơn 12 lần so với trong các loại thực phẩm khác Ngoài ra, Spirulina giàu magnesium,

potassium Những khoáng đa lượng bao gồm sodium, can-xi, ma nhê, ka-li, chlorine, sulfur và phốt pho Các khoáng vi lượng gồm iodine, kẽm, đồng, selenium, molybdenum, fluoride, man-gan, boron, nickel và cobalt Lượng Ka và Ca chiếm

lượng lớn nhất trong các khoáng đa lượng (160 µg và 100 µg/10g Spirulina), trong các khoáng vi lượng thì Mn chiếm hàm lượng cao nhất (500 µg/10g Spirulina) Thành

phần khoáng của Spirulina được liệt kê trong Bảng 2.6

Bảng 2.5: Thành phần vitamin trong Spirulina

Vitamin Trên 10g Nhu cầu hàng

Bảng 2.6: Thành phần khoáng trong Spirulina

Khoáng Trên 10g Nhu cầu hàng ngày % so với nhu cầu hàng ngày

%/tổng lượng axit amin

Các axit amin khác

Hàm lượng trong 10 g

%/tổng lượng axit amin

Cystine 60 µg 1,0 % Axit glutamic 910 µg 14,6 %

Spirulina có màu xanh lam-lục là do Spirulina chứa nhiều sắc tố với hàm lượng

cao như chlorophyll, phycocyanin, β-caroten, xanthophyll (Estrada và cộng sự, 2001)

Thành phần các chất màu trong Spirulina được trình bày trong Bảng 2.8

Bảng 2.8: Các chất màu trong Spirulina

Chất màu Màu sắc Hàm lượng trong 10g % Spirulina

Chlorophyll Xanh lá cây 100 µg 1,0 %

Carotenoids Màu vàng cam 47 µg 0,47%

(Nguyễn Đức Lượng, 2002)

2.2.3.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ và ứng dụng của tảo Spirulina

Spirulina được coi là nguồn thức ăn của con người trong nhiều thế kỷ Spirulina

sp là giống được biết đến nhiều nhất vì giá trị dinh dưỡng của nó Sinh khối tảo được

sử dụng chủ yếu như nguồn cung cấp protein cho người và gia súc Ở Nhật Bản, người

ta sản xuất sinh khối tảo có nhãn hiệu Linablue A, ở Mỹ có Phycobiliprotein

Bảng 2.9: Tình hình sản xuất Spirulina trên thế giới

(Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999)

Công ty Địa điểm Diện tích

(ha)

Sản lượng (tấn khô)

Giá thành (USD/kg)

Sosa-Texcoco Mehico 12 300

Siam Algae Thái Lan 3,8 480

Blue Continent Đài Loan - 480

Nippon Spirulina Nhật Bản 1,5 40

Bình Thuận Việt Nam 0,5 8

5 - 18

Ứng dụng của tảo Spirulina:

- Spirulina được sử dụng như một nguồn thực phẩm từ hàng ngàn năm nay để cung cấp dinh dưỡng và cải thiện sức khỏe cho con người vì Spirulina chứa

nhiều chất dinh dưỡng như protein, axit amin, axit béo cần thiết, vitamin, chất khoáng (Paul, 1999)

- Năm 1970-1980, nhiều nghiên cứu sử dụng Spirulina để phòng và trị bệnh suy

dinh dưỡng trẻ em đã được tiến hành ở Mehico, Pháp, Roumani, Nhật Bản, Hoa

Kỳ, Peru… (Lê Văn Lăng, 1999)

- Bột khô Spirulina được dùng như một thức ăn cao cấp giàu protein, axit amin

và nhiều vi lượng bổ dưỡng khác Nếu xét về chất lượng protein, chỉ cần lượng

30 – 40 g Spirulina/ngày/người là đủ nhu cầu axit amin Spirulina dạng tươi tốt hơn Spirulina khô do còn nguyên vẹn các dưỡng chất, các enzyme đang hoạt

động giúp ích cho cơ thể như superoxydedismutase, protease, lipase,…và việc

sử dụng Spirulina dạng tươi còn mang lợi ích kinh tế vì không phải sấy khô, bảo quản, thích hợp với mô hình nuôi Spirulina hộ gia đình hoặc liên kết với xí

nghiệp, sản xuất với trường học, nhà trẻ, khoa dinh dưỡng của bệnh viện (Lê Văn Lăng, 1999)

- Theo Gloria và cộng sự (2004), khi bổ sung thêm sinh khối tảo S platensis

dạng khô với hàm lượng (6 mg/ml) vào sữa sẽ kích thích sự phát triển của

Lactococcus lactis lên 27%, do đó bổ sung Spirulina để thúc đẩy quá trình lên

men lactic

- Chế phẩm Enalac (bột dinh dưỡng bổ sung 5% Spirulina) là một chế phẩm do

Trung tâm Dinh dưỡng trẻ em Tp HCM sản xuất Enalac chứa 16,5% protein;

7% lipit; 74% gluxit, vitamin…với sự phối chế của 5% bột Spirulina Khi sử

dụng, chế phẩm được pha loãng trong nước ấm (50 - 60oC) được sử dụng để ăn trực tiếp hoặc nuôi qua sonde Kết quả nghiên cứu cho thấy chế phẩm có tác dụng tốt cho bệnh nhân suy dinh dưỡng ở mọi lứa tuổi (Lê Văn Lăng, 1999)

- Một số nghiên cứu cho thấy Spirulina có tác dụng tốt trong điều trị bệnh béo

phì, bệnh tiểu đường, bệnh thiếu máu, bệnh loét dạ dày tá tràng, viêm tụy, bệnh đục thủy tinh thể và suy giảm thị lực, bệnh rụng tóc Trong điều trị bệnh béo

vì Spirulina có chứa những chất vi lượng tác dụng điều hòa nội tiết tố

(hormon), giúp duy trì lượng glucose trong máu ở mức cần thiết, giúp cơ thể vẫn khỏe mạnh và không có cảm giác thèm ăn (Lê Văn Lăng, 1999)

2.3 Tổng quan về vi sinh vật

2.3.1 Probiotic

“Probiotics” là thuật ngữ này đã xuất hiện trong nhiều thập kỉ qua và đang trở nên quen thuộc với con người Probiotic là các vi khuẩn sống khi được cung cấp với liều lượng thích hợp sẽ đem lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ (theo định nghĩa của FAO

và WHO, 2001)

Vai trò của probiotic

- Tăng “thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích cả miễn dịch đặc

hiệu và không đặc hiệu

- Ngăn cản sự phát triển của các tác nhân gây bệnh trong đường ruột như:

Staphylococcus, Salmonella, Yersinia, Clostridia

- Có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột và có khả năng

chịu được axit dạ dày, chịu được muối mật

- Phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dạ

dày…

- Hạn chế sự hình thành các khối u Enzym được tiết ra bởi các vi khuẩn có hại sẽ góp phần tạo ra các chất gây ung thư Probiotic có khả năng làm giảm tới mức

tối thiểu hoạt động của các enzym này và giảm nguy cơ ung thư ruột

- Một số cơ thể không sử dụng được lactose do không có enzym lactase hoặc lactase hoạt động không tốt, điều này dẫn tới sự khó tiêu khi dùng các sản phẩm sữa Probiotic có khả năng sản xuất ra enzym lactase giúp tiêu hoá lactose dễ

dàng

- Việc sử dụng nhiều thuốc kháng sinh là nguyên nhân gây ra các bệnh tiêu chảy, nhiễm Candida do hệ vi sinh vật có ích trong đường ruột bị tiêu diệt Probiotic giúp tái thiết lập hệ vi sinh vật có ích nhanh chóng sau khi dùng kháng sinh

2.3.2 Vi khuẩn lên men sữa chua

Vi khuẩn lên men sữa chua là vi khuẩn lactic điển hình, thường là các loài

Lactobacillus bulgaricus , L acidophilus, Lactococcus lactis, Lactococcus

cremoris…Những vi sinh vật này khi lên men sữa tạo ra sản phẩm sữa chua có lợi cho

sức khỏe của con người

2.3.2.1 Lactobacillus acidophilus

L acidophilus là vi khuẩn Gram dương, có dạng hình que, dài, mảnh có kích

thước từ 0,6-0,9 x 1,5 - 6 µm, thường xếp theo cặp hoặc tạo thành chuỗi ngắn Khuẩn lạc trên môi trường thạch có kích thước 2 - 5 mm, lồi, đục, đều và không sinh chất tạo màu Đặc điểm chung của họ vi khuẩn lactic là không sinh bào tử

L acidophilus là loài ít có khả năng di động, không phân giải protein, phản ứng catalase và chuyển hóa nitrat thành nitrit âm tính L acidophilus lên men đường

lactose, và các loại đường glucose, saccharose, maltose, mannose

L acidophilus là loài vi khuẩn vi hiếu khí Nhiệt độ tối ưu là 370C pH tối ưu

cho sự tăng trưởng dao động trong khoảng 5,5 – 6 Nhu cầu dinh dưỡng của L acidophilus phản ánh bản chất rất khó nuôi cấy của vi khuẩn này Môi trường nuôi cấy

chuẩn thường phải rất giàu axit amin và vitamin như peptone, trypton, dịch chiết nấm men, dịch chiết thịt bò, ngoài ra còn chứa sorbitol, mono-oleate (tween 80), sodium acetate và muối Mg kích thích sự tăng trưởng Môi trường nuôi cấy hay được sử dụng

là canh MRS hay thạch MRS

(Saito, 2004)

2.3.2.2 Lactobacillus bulgaricus

Lactobacillus bulgaricus là trực khuẩn gram dương, hình que, dài, mảnh, thường

xếp thành đôi hay chuỗi dài từ 5 - 20 μm, không có khả năng di động, có thể tạo ra 2,7% axit lactic

Khuẩn lạc của Lactobacillus bulgaricus phẳng, hơi vàng, đường kính 2 - 3mm

Khuẩn lạc càng già thì ở giữa càng trở nên sậm màu Trên môi trường thạch - huyết thanh sữa cho khuẩn lạc hình tròn dạng sợi bông rối

Lactobacillus bulgaricus không dịch hóa gelatin, làm đông tụ sữa ở 37OC Chúng lên men được đường glucose, lactose và galactose Hàm lượng axit do vi khuẩn này

tạo ra trong môi trường sữa rất cao (3 - 3,5%, tương ứng 30 – 45oT) Nó thuộc loại kị khí không bắt buộc Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng là 40 – 48oC , pH thích hợp ở 5,4 Khi lên men chúng không có khả năng sử dụng đường maltose và tạo một lượng nhỏ axit bay hơi và aldehyde, tạo cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng, thường dùng để sản xuất sữa chua đông mịn

Hiện nay sản phẩm sữa chủ yếu là sữa bò với các loại đa dạng như sữa tươi, sữa hấp, sữa hấp Pasteur, sữa đặc, kem, bơ, phomat, sữa chua, sữa bột (Chu Thị Thơm và cộng sự, 2006)

2.4.2 Chất ổn định

Các chất ổn định thường dùng: gelatin, pectin, tinh bột, agar-agar Chúng liên kết với nước, tăng độ nhớt, ngăn sự tách nhũ thanh Yoghurt bình thường không cần thêm chất ổn định Yoghurt trái cây có thể thêm chất ổn định ở mức 0,1 - 0,5%

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Trong công nghiệp sản xuất sữa chua, các giai đoạn xử lý sản phẩm sau quá trình lên men thường đơn giản Sản phẩm cuối cùng bao gồm cả sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm trao đổi ngoại bào do vi sinh vật tiết ra và cơ chất sót Thành phần và hàm lượng từng chất sẽ góp phần hình thành nên hương vị cho sản phẩm Do đó, để sản xuất được sữa chua với chất lượng mong muốn, chúng ta cần phải:

- Chọn giống vi khuẩn thích hợp

- Sử dụng môi trường lên men với thành phần cơ chất đầy đủ theo tỉ lệ tối ưu

- Lên men trong điều kiện thích hợp như: lượng giống cấy, nhiệt độ và thời gian lên men Ngoài ra, ta còn phải quan tâm đến những vấn đề khác như việc cung cấp

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm vi sinh thuộc khoa Công Nghệ Sinh Học trường Cao Đẳng Kinh Tế Công Nghệ số 547/M8 Nguyễn Tri Phương, Phường 14, Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh

Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 03 đến tháng 07 năm 2009

- Tảo Spirulina được chọn là bột tảo thương mại có nguồn gốc Nhật Bản, được

đóng gói tại công ty Châu Đại Dương (79/3X Phan Tây Hồ, Phường 7, Quận Phú Nhuận, Tp HCM), loại hộp 50 g

- Đường được chọn mua là đường cát trắng tinh luyện, mua ở siêu thị Nguyễn Văn Cừ, đường Võ Văn Ngân, quận Thủ Đức, Tp HCM

- Dòng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus của viện

- Đĩa Petri

- Cốc thủy tinh có chia vạch

- Bình tam giác có chia vạch

- Đũa thủy tinh

- Micropipette, đầu tip

- Nồi autoclave SA – 252F (Sturdy – Đài Loan)

- Tủ cấy (công ty Huy Hoàng – Việt Nam)

- Máy đo pH 211 (Hanna – Italia)

3.4 Quy trình chế biến sữa chua đậu nành bổ sung tảo Spirulina

Đậu nành

Lựa chọn

Xử lý

Cấy giống Nhân giống

3.4.2 Giải thích quy trình

Lựa chọn đâụ nành: đậu được chọn thường là đậu già, ruột vàng, vỏ mỏng, da

láng Loại bỏ những hạt hư hỏng (sâu, mọt, mối ), hạt kém phẩm chất (hạt non, hạt không bình thường về màu sắc và hình dạng

Xử lý: Xử lý đậu nành để tạo ra dịch sữa bao gồm các công đoạn sau:

- Ngâm: Kết thúc giai đoạn ngâm là thời điểm độ ẩm hạt đạt 55 - 60% là tốt nhất (Nguyễn Đức Lượng, 1996) Thời gian ngâm đậu được chọn là 4 giờ

- Bóc vỏ: bóc vỏ bằng cách đãi thủ công trong nước

- Chần: chần đậu trong dung dịch NaHCO3 (natri bicarbonat) 0,2% ở nhiệt độ

80oC trong vòng 5 phút Tỉ lệ dung dịch/ đậu là 5/1 Sau khi chần, đậu được rửa lại bằng nước nóng 80oC

- Xay và lọc: xay ướt đậu trong nước lạnh trong thời gian 1 phút 30 giây với tỉ lệ

nước/đậu khi xay là 6/1 Sau khi xay, đậu được lọc qua vải lọc và thu được dịch sữa

- Xử lý nhiệt: được tiến hành ngay sau khi lọc, xử lý nhiệt ở 95oC trong vòng 15 phút

Xử lý bột tảo: Bột tảo được cân và pha vào nước theo tỉ lệ 3g tảo / 50 ml nước

cất ấm (khoảng 40 – 50oC), lọc lấy dung dịch tảo bổ sung vào dịch sữa

Phối trộn: Phối trộn sữa đậu nành, sữa tươi, dịch tảo, đường saccharose theo

Thanh trùng:thanh trùng ở 80oC trong vòng 15 phút

Nhân giống vi khuẩn: Trước khi nhân giống ta phải làm thuần và giữ giống vi

khuẩn Làm thuần và giữ giống được tiến hành như sau: Vi khuẩn trong ống giống mua từ viện Pasteur được cấy ria trên môi trường thạch MRS, ủ ở 37oC trong tủ ấm 2

ngày cho đến khi thuần chủng, tiến hành giữ giống trong ống thạch nghiêng hoặc thạch sâu

Hình 3.2: Sơ đồ nhân giống vi khuẩn

Cấy giống: Cho vào dịch sữa giống cái với tỉ lệ 10% (tỷ lệ giữa men L

acidophilus và L bugaricus là 1:1)

Ủ: Sữa được ủ ở 43oC trong thời gian khoảng 4 - 8 giờ

Bảo quản: Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ 4oC

3.5 Phương pháp thí nghiệm

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quy trình chế biến sữa

chua đậu nành bổ sung tảo Sprirulina với tóm lược phương pháp nghiên cứu theo

Hình 3.3 sau:

Nhân giống cấp 2 (1 sữa đậu nành + 1 sữa UHT không đường) 10% giống, ủ 43oC, 6 giờ

Nhân giống cấp 1 (canh MRS)

ở 37oC, 15 giờ

Giống vi khuẩn đã được làm thuần

Cho giống vi khuẩn làm quen môi trường sữa

Giống cái

Hình 3.3: Sơ đồ nghiên cứu

Xây dựng đường cong sinh

trưởng của vi khuẩn trên môi

trường canh MRS

Xây dựng đường cong sinh

trưởng của vi khuẩn trong dịch

sữa ( sữa tươi UHT và sữa đậu

nành)

Chuẩn bị giống cái

Khảo sát quá trình lên men

Khảo sát tỷ lệ phối chế giữa sữa tươi UHT và sữa đậu nành

Khảo sát tỉ lệ giống cấy

Khảo sát hàm lượng đường saccharose bổ sung Khảo sát thời gian lên men

Khảo sát hàm lượng tảo bổ sung

Khảo sát thời gian bảo quản sản

phẩm

Xác định số lượng vi khuẩn

lactic và các chỉ tiêu và hóa học

3.5.1 Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus,

Lactobacillus bulgaricus trên môi trường MRS

30, 33, 36 giờ) trên môi trường canh MRS

- Giống vi khuẩn trong môi trường thạch MRS cấy chuyền qua môi trường canh MRS, ủ ở 37oC trong các khoảng thời gian bố trí như trên

- Số lượng vi khuẩn được xác định bằng phương pháp đổ đĩa (Phụ lục 1.1)

3.5.2 Xây dựng đường cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus,

Lactobacillus bulgaricus trên môi trường dịch sữa

a/ Mục đích

Khảo sát số lượng vi khuẩn còn sống trong môi trường sữa sau các khoảng thời gian nuôi cấy, từ đó chọn ra khoảng thời gian nuôi cấy tốt nhất để thu được số lượng vi khuẩn >107 CFU/mL

b/ Phương pháp thực hiện

Tương tự thí nghiệm xây dựng cong tăng trưởng của Lactobacillus acidophilus,

Lactobacillus bulgaricus trên môi trường canh MRS (mục 3.5.1)

- Giống vi khuẩn trong môi trường thạch MRS cấy chuyền qua môi trường Canh MRS, ủ ở 37oC trong thời gian tối ưu (ứng dụng kết quả thí nghiệm mục 2.5.1)

- Lấy vi khuẩn trong môi trường canh MRS cho vào môi trường sữa tươi không đường, ủ ở 37oC trong 4 giờ

- Vi khuẩn từ môi trường sữa tươi được cấy vào môi trường sữa đậu nành và sữa tươi tiệt trùng phối trộn với tỷ lệ 1:1, ủ ở 37oC qua các khoảng thời gian (0, 5,

10, 15, 20, 25 giờ) và xác định số lượng vi khuẩn

- Số lượng vi khuẩn được xác định bằng phương pháp đổ đĩa

3.5.3 Chuẩn bị giống cái

Nhằm mục đích tạo ra hủ giống vi khuẩn đạt yêu cầu về số lượng vi khuẩn và