Đề tài Nghiên cứu sản xuất sữa dừa hàm lượng béo cao

lymer và thuộc tính hóa lý của lớp màng bảo vệ phụ thuộc vào cấu trúc phân tử và các tương tác của chúng. Các biopolymer có cấu trúc lưỡng cực dạng ngẫu nhiên và dạng cuộn thẳng phân bố một cách linh hoạt giữa bề mặt pha dầu, pha nước và các vùng tự do, tạo nên màng bảo vệ có cấu trúc dày và hệ nhũ tương ở đây sẽ có độ nhớt thấp; trong khi đó, các cấu trúc dạng cầu phân bố và sắp xếp kém linh hoạt hơn, tạo nên các màng bảo vệ xung quanh các giọt nhỏ có cấu trúc mỏng và hệ nhũ tương được tạo thành sẽ có độ nhớt cao. Điều này có thể giải thích là do các màng bảo vệ các giọt cầu béo hình thành bởi protein hình cầu bền vững hơn so với màng tạo bởi protein của hai dạng còn lại Caùc phaàn kỵ nöôùc Nöôùc Daïng caàu Caùc phaàn kî nöôùc Daïng ngaãu nhieân Daàu Hình 12: Caáu truùc cuûa caùc maøng baûo veä caùc gioït nhoû phuï thuoäc vaøo caáu truùc phaân töû vaø caùc töông taùc cuûa caùc polymer sinh hoïc Một số biopolymer thường được sử dụng làm phụ gia ổn định hệ nhũ tương trong thực phẩm Protein sữa [6], [13] Một số loại protein từ sữa được dùng làm chất nhũ hóa trong thực phẩm như một số loại thức uống, kem, nước sốt…Có thể chia chất nhũ hóa từ protein sữa làm hai nhóm chính là casein (chiếm khoảng 80% wt) và whey protein (chiếm khoảng 20% wt). Casein có thể thu được bằng cách đông tụ sữa còn whey protein là sản phẩm được thu nhận từ quá trình tách huyết thanh trong sản xuất phô mai. Sự kết tủa casein có thể thu được bằng cách điều chỉnh pH gần điểm đẳng điện (~ 4,6) của casein hay bằng cách xử lý với enzyme rennet. Enzyme này sẽ cắt phần ưa nước của kappa casein, có vai trò ổn định các mixen casein. Nếu kết tủa bằng acid thì casein và whey thu được gọi là “acid casein” và “acid whey”, còn nếu kết tủa sử dụng enzyme thì casein và whey protein gọi là “rennet casein” và “sweet whey”. Các chất nhũ hóa có nguồn gốc từ sữa được sử dụng trong thực phẩm bao gồm sữa nguyên (whole milk), casein và whey proteins. Trên thị trường, các dạng chế phẩm này được bán dưới dạng bột gồm hai dạng protein concentrate (25 – 80% protein) và protein isolate ( >90% protein), có màu kem nhạt hoặc màu trắng và có mùi nhẹ. Tuy nhiên, các sản phẩm dạng này thường có giá thành cao nên thường chỉ được sử dụng trong nghiên cứu. Có 4 kiểu protein chính trong casein: (~44%), (~11%), (~32%) và (~11%) (Bylund, 1995). Nhìn chung, những phân tử protein này có cấu trúc tương đối ngẫu nhiên và linh hoạt. Phân tử casein cũng chứa những vùng không phân cực và những vùng tích điện cao. Các yếu tố này đóng vai trò chính trong việc xác định cấu trúc phân tử và thuộc tính chức năng của chúng trong thực phẩm. Ở trạng thái tự nhiên, casein tồn tại dưới dạng mixen và có đường kính từ 50 – 250 nm, một phần liên kết với nhau bằng liên kết ion (chẳng hạn như calcium phosphate). Một số tên casein thương mại bao gồm: sodium caseinate, calcium caseinate, acid casein, rennet casein. Khi dùng casein để ổn định hệ nhũ tương, tại các giá trị pH từ 3,3 – 5,3 và nồng độ muối cao, casein sẽ mất hoạt tính nhũ hóa (Srinivasan et al., 2000). Casein bền nhiệt hơn là whey protein. Whey protein cũng là hỗn hợp của nhiều protein. Trong đó các thành phần đáng lưu ý là: -lactoglobulin (~55%), a-lactalbumin (~24%), serum albumin (~5%) và immunoglobulin (~15%). Thông thường -lactoglobulin quyết định đặc tính chức năng của whey protein vì nó thành phần tương đối lớn và có những thuộc tính hóa lý đặc biệt. Khi sử dụng whey protein để làm ổn định hệ nhũ tương thì cần lưu ý những nồng độ muối cao, giá trị pH ~ 45,5 và ở các nhiệt độ cao thì hoạt tính nhũ hóa whey protein sẽ mất. Protein thực vật Đậu và ngũ cốc chứa một số protein có khả năng ổn định hệ nhũ tương. Trong đó protein có nguồn gốc từ đậu nành được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi, chế phẩm làm ổn định hệ nhũ tương có nguồn gốc từ đậu nành là protein isolate. Protein từ thịt cá Cá và thịt chứa một số lượng lớn protein có khả năng làm ổn định hệ nhũ tương như gelatin, myosin, actomyosin, actin và một vài loại protein cơ tương. Tuy nhiên, ngoài gelatin thì khả năng nhũ hóa của các protein cơ không được cao. Tinh bột biến tính Tinh bột tự nhiên có thuộc tính hoạt động bề mặt rất thấp. Người ta có thể sản xuất tinh bột biến tính bằng các phương pháp hóa học, gắn thêm các nhóm kỵ nước dọc theo mạch của chúng. Khi đó khả năng hoạt động bề mặt của tinh bột sẽ tăng lên nhiều. Người ta thường sử dụng nhất là dẫn xuất octenyl succinate của tinh bột ngô sáp (waxy-maize). Chúng bao gồm các nhóm amylopectin đã được gắn thêm các nhóm không cực. Khi sử dụng chúng làm chất nhũ hóa thì các nhóm không cực sẽ định hướng về pha dầu và các nhóm ưa nước dọc theo mạch sẽ định hướng về pha nước và chống lại sự kết tụ của các giọt phân tán. Các hệ nhũ tương được ổn định bởi tinh bột biến tính thì bền trong một khoảng pH rộng từ 3 – 9, nồng độ ion cao (0 – 25 mM CaCl2) và khoảng nhiệt độ từ 30 – 900C. Các tinh bột biến tính được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp đồ uống. 2.4.1.2. Chất ổn định: các chất ổn định có bản chất là các chất keo ưa nước. Các chất loại này bao gồm protein và polyssaccharide. Tính công nghệ của các chất keo ưa nước là có khả năng tạo đặc và tạo gel nên chúng được sử dụng làm bền và làm ổn định cấu trúc của các loại thực phẩm. Một số loại keo ưa nước được dùng trong thực phẩm được cho ở bảng 7: Bảng 7: Các loại chất ổn định thường dùng trong thực phẩm Nguồn gốc Các loại keo Thực vật Từ thực vật: cellulose, pectin, tinh bột Nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum Động vật Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan Vi sinh vật Xanhthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose Tảo Tảo đỏ: agar, carrageenan Tảo nâu: alginate a. Chất tạo đặc (thickening agents) Đặc tính tạo đặc được thể hiện qua khả năng làm tăng độ nhớt của pha liên tục trong các hệ nhũ tương w/o (Mckenna, 2003). Khả năng này làm thay đổi cấu trúc và chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm. Các chất tạo đặc tồn tại trong thực phẩm ở dạng những phân tử mở rộng hay những tổng thể phân tử được hydrate hóa. Khả năng tăng cường tính nhớt phụ thuộc vào phân tử lượng, sự phân nhánh, hình dáng và tính linh động của các phân tử. b. Chất tạo gel (gelling agents) Một số keo ưa nước được sử dụng như là một thành phần chức năng trong các nhũ tương thực phẩm, vì khả năng hình thành gel trong pha nước của các sản phẩm. Sự hình thành gel trong thực phẩm tạo nên cấu trúc và thuộc tính cảm quan đặc biệt cho thực phẩm và quan trọng là chống lại khả năng hợp giọt của các phân tử. Một hệ gel tạo bởi biopolymer gồm các biopolymer liên kết với nhau tạo thành một mạng không gian ba chiều nhốt các phân tử nước. Thuộc tính tạo gel phụ thuộc vào kiểu cấu trúc và những tương tác của các chất tạo gel. Có nhiều phương pháp để tạo gel như thay đổi nhiệt độ, pH, lực ion, sử dụng các chất làm biến tính hoặc các chất giúp tạo liên kết ngang. Các biopolymer có thể tạo liên kết ngang với nhau bằng các liên kết đồng hóa trị, liên kết cầu muối, liên kết hydro, liên kết Van der Waals. Các hệ gel trong thực phẩm có thể chia làm hai loại, gel có cấu trúc dạng hạt (particulate gel) và gel có cấu trúc dạng sợi (filamentous gel). Về mặt quang học, gel có cấu trúc dạng hạt thì không trong suốt do nó có các phần tử có kích thước lớn có khả năng chắn sáng mạnh. Trái lại, gel có cấu trúc dạng sợi thì trong suốt và có khả năng giữ nước tốt. Các loại gel có cấu trúc dạng hạt thường gặp là whey protein, protein đậu nành, protein trứng…Các loại gel có cấu trúc dạng sợi thường gặp là gelatin, pectin, agar. Một số chất tạo đặc và tạo gel thường gặp trong thực phẩm * Xanhthan gum: [29], Xanhthan gum là một loại polysaccharide ngoại bào được tổng hợp bởi loài Xanthomonas campestris. Trong nước lạnh, xanhthan gum có thể hòa tan được dễ dàng hình thành nên một dung dịch có độ nhớt cao ở nồng độ rất thấp (khoảng 1%w/w). Vì vậy, xanhthan gum có tính chất như một chất tạo độ nhớt cho hầu hết các dạng thực phẩm dạng lỏng và được gọi là “chất giả dẻo” (pseudoplastic). Xanhthan gum có thể được coi là một dẫn xuất của cellulose. Trọng lượng phân tử của xanhthan gum > 106 Da. Cấu trúc của xanhthan gum được trình bày trong hình 13. Mạch xanhthan gum chứa các liên kết 1,4 của b-glucopyranose. Cứ cách một gốc đường, tại vị trí C3 của đường glucose tiếp theo lại gắn một đoạn mạch nhánh trisacchride có cấu trúc b-D-GlcpA(1-2)-a-D-Manp. Gốc đường mannose nối với mạch chính bị acetyl hóa ở C6, còn khoảng 50% đường mannose ở đầu cuối của đoạn mạch nhánh này liên kết với pyruvate thành 4,6-O-(1-carboxyethylidene)-D-mannopyranose. So với các loại biopolymer khác, dung dịch xanhthan gum có độ nhớt rất bền trong một giới hạn nhiệt độ và pH rộng. Bên cạnh đó, dung dịch này có khả năng chống lại một số tác dụng phân cắt của enzyme. Xanhthan gum khi kết hợp với các loại gum khác ở nồng độ nhỏ (từ 0.05 – 1%) có thể gia tăng khả năng tạo độ nhớt. Hình 13: Công thức phân tử xanhthan gum * Carboxymethylcellulose (CMC) CMC là dẫn xuất của cellulose với acid chloroacetic. Cellulose là một polymer tạo nên từ các đơn phân là phân tử đường b-D-glucose bởi các liên kết b-1,4-glucoside. Thông thường, CMC có thể tan trong cả nước nóng cũng như nước lạnh tạo nên một dung dịch trong suốt, không màu và không có mùi rõ rệt. Cũng như các dẫn xuất của cellulose khác, độ nhớt của dung dịch CMC cũng phụ thuộc vào chỉ số DP (mức độ polymer hóa). Vì CMC tồn tại ở dạng ion trong dung dịch nên độ hòa tan và độ nhớt của CMC phụ thuộc nhiều vào pH. CMC là một ion polymer nên nó có thể tạo phức với protein hòa tan (casein hay soy protein) hoặc xung quanh điểm đẳng điện của protein. Như trên đã nói, độ nhớt của CMC phụ thuộc chủ yếu vào pH, tuy nhiên, nó cũng phụ thuộc vào thành phần và nồng độ của protein, nồng độ và kiểu CMC. Tại pH 6, CMC có thể phản ứng ở nhiệt độ lạnh với protein trong sữa tạo thành phức chất và có thể loại bỏ như kết tủa. Nếu 3 < pH < 5, phức chất CMC – protein bền, ổn định (hình 14). Hỗn hợp chứa CMC và casein khá nhạy cảm, phức chất bền nhiệt và độ nhớt giảm khi được đun nóng. Hình 14: Ñôn vò caáu truùc lyù töôûng cuûa Gum laø daãn xuaát cuûa cellulose Các phụ gia chống vi sinh vật [7], [12] Phụ gia chống vi sinh vật là chế phẩm làm tăng tính an toàn và làm tăng độ bền của thực phẩm trước vi sinh vật (không kể một số gia vị truyền thống đã sử dụng trong thực phẩm có chức năng khác, nhưng cũng có tác dụng bảo quản chống vi sinh vật như giấm, đường, cồn, muối,…). Việc lựa chọn một phụ gia chống vi sinh vật cần phải quan tâm đến những yếu tố sau: Cần hiểu biết về phạm vi hoạt động của chất chống vi sinh vật cần sử dụng. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của thực phẩm và chất chống vi sinh vật như: pKa, tính tan của chất chống vi sinh vật, pH của thực phẩm. Điều kiện bảo quản thực phẩm và các quá trình chế biến phải được tính toán để đảm bảo chức năng chống vi sinh vật của phụ gia cần sử dụng. Phụ gia chống vi sinh vật phổ biến hiện nay là acid benzoic và muối benzoat: Acid benzoic trong tự nhiên được tìm thấy trong các loại thực vật như dâu (cranberry), mận, quế, đinh hương…đã từ lâu được sử dụng như một chất ức chế vi sinh vật thực phẩm. Acid benzoic tồn tại dạng tinh thể bền, không mùi, màu trắng. Natri benzoat tan tốt trong nước (66,0g/100ml ở 200C) và ethanol (0,81g/100ml ở 150C). Vì khả năng tan trong nước của acid benzoic thấp hơn nhiều so với natri benzoat nên người ta thường sử dụng natri benzoat trong nhiều thực phẩm. Chức năng chính của acid benzoic và natri benzoat là chống vi khuẩn. Hầu hết các loại nấm men và nấm mốc sẽ bị ức chế ở nồng độ 0,05 – 0,1% trong khi nồng độ để ức chế vi khuẩn là 0,01 – 0,02%. Phạm vi ứng dụng của acid benzoic và natri benzoat được cho cụ thể ở bảng 8. Cơ chế tác dụng lên vi sinh vật của acid benzoic và natri benzoat hiện nay cũng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Một số nghiên cứu cho rằng acid benzoic ức chế quá trình tổng hợp acid amin của nấm mốc và vi khuẩn. Benzoat cũng có khả năng ức chế enzyme trong tế bào của vi khuẩn như những enzyme cần thiết trong chu trình tạo acid lactic, enzyme a-ketoglutarate và succinate dehydrogenase trong chu trình citric. Benzoat có khả năng ức chế hoạt tính của enzyme trimethylamine-N-oxide reductase của Escherichia coli, ức chế quá trình tạo aflatoxin của Aspergillus flavus. Ngoài acid benzoic và muối benzoat, các nhà sản xuất thực phẩm có thể sử dụng những phụ gia chống vi sinh vật khác như acid sorbic và muối sorbate, các acid hữu cơ như acid citric, acid acetic, acid lactic,… Bảng 8: Khả năng ức chế vi sinh vật của natri benzoic và natri benzoat Vi sinh vật pH Liều lượng (ppm) 1. Vi khuẩn Bacillus receus E. coli Lactobacillus Micrococcus sp Pseudomonas sp 6,3 5,2 – 5,6 4,3 – 6,0 5,5 – 5,6 6,0 500 50 – 120 300 – 1800 50 – 100 200 - 480 2. Nấm men: Dabaryonyceshansenii Zygoaccharomyces Saccharomyces bayanus Zygoaccharomyces bailic 4,8 4,8 4,0 4,8 500 100 330 4500 3. Nấm mốc: Aspergillus Penicillium citrinum Penicillium glaucam Mucor racemosus Phizopus nigricans 3,0 – 3,5 5,0 5,0 5,0 5,0 200-300 2000 400 – 500 30 – 120 CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Cơm dừa Dừa sử dụng trong nghiên cứu này thuộc giống dừa Ta (Cocus nucifera L.), độ tuổi từ 11 – 12 tháng, được hái từ nhà vườn thuộc huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre. Cơm dừa được sử dụng trong quá trình thí nghiệm có màu trắng sáng, được gọt sạch lớp vỏ nâu bên ngoài và nghiền nhỏ đến kích thước 1,5 – 3 mm. Cơm dừa có mùi đặc trưng của dừa, không có mùi lạ như mùi ôi, thiêu, mùi mốc hay mùi dầu dừa Hoá chất sử dụng: Hoá chất sử dụng trong nghiên cứu này được trình bày trong bảng 9 Bảng 9: Các hoá chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu Tên hoá chất Chức năng Nhà cung cấp Xanthan gum Tăng độ nhớt Công ty EAC Tween 80 Tạo nhũ Sở Công nghiệp TP.HCM CMC Tăng độ nhớt Công ty EAC BHT Chống oxy hoá chất béo Công ty Golden Hope Nhà Bè Natri metabisulphite Hạn chế sự sẫm màu Công ty Ngọc Sơn Natri benzoat Chống vi sinh vật Công ty Ngọc Sơn Phương pháp nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Mục đích của nghiên cứu này nhằm chọn ra áp suất đồng hóa và hàm lượng các chất nhũ hóa thích hợp để tránh hiện tượng tách pha trong sữa dừa. Ngoài ra, chúng tôi cũng khảo sát chọn hàm lượng chất chống vi sinh vật thích hợp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sữa dừa và xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm của toàn bộ quy trình sản xuất. Sơ đồ nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của chất chống vi sinh vật đến thời gian bảo quản sản phẩm Tính hiệu suất của quy trình sản xuất và Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm Chọn các thông số công nghệ cho quy trình tạo sản phẩm sữa dừa trong phòng thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng các chất nhũ hóa sử dụng đến độ bền của hệ nhũ tương của sản phẩm Kết luận và kiến nghị Hình 15: Sơ đồ nghiên cứu 3.2.2.1 Chọn các thông số công nghệ cho quy trình tạo sản phẩm sữa dừa trong phòng thí nghiệm Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, chúng tôi sử dụng kết quả thu được trong nghiên cứu của Vũ Chí Hải (2005), Huỳnh Trung Việt (2006) và Ngô Minh Hiếu (2007). Các mẫu thí nghiệm được thực hiện theo quy trình như hình 2, sử dụng các thông số sau: * Quá trình trích ly sữa dừa (Vũ Chí Hải, 2005): Tỉ lệ cơm dừa : dung môi (nước) : 1 : 1 (w/w) Nhiệt độ trích ly : 500C Thời gian trích ly : 10 phút * Quá trình ly tâm tách béo (Huỳnh Trung Việt, 2006): Lực ly tâm sử dụng để thu được sữa dừa có hàm lượng béo 50 % wt không thấp hơn 880G (N) * Quá trình gia nhiệt - phối trộn phụ gia: Sữa dừa sau khi ly tâm tách béo được gia nhiệt đến nhiệt độ 800C và phối trộn phụ gia. Quá trình phối trộn được thực hiên bằng thiết bị khuấy cơ tốc độ cao Heidolph Diax 900 do hãng Heidolph (Đức) sản xuất tốc độ quay là 15200 rpm và thời gian khuấy là 3 phút. Một số phụ gia được chọn với hàm lượng như sau (Ngô Minh Hiếu, 2007). Chất chống oxy hoá BHT với hàm lượng 0.025% (w/w) Chất chống biến nâu trong quá trình tiệt trùng: Natri metabisulphite với hàm lượng 0.005% (w/w) * Quá trình tiệt trùng: Sữa dừa sau đồng hoá áp lực cao được đóng lon kim loại và tiệt trùng ở nhiệt độ 1200C – 30 phút (Ngô Minh Hiếu, 2007) Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp thực nghiệm cổ điển. Hàm mục tiêu của quá trình khảo sát là chỉ số Nizo của sản phẩm đã qua quá trình đồng hóa áp lực cao. Chúng tôi cố định hàm lượng các chất nhũ hóa, thay đổi áp suất đồng hóa và tiến hành đo chỉ số Nizo của sữa dừa sau quá trình đồng hóa. Từ đó, chúng tôi chọn ra áp lực đồng hóa thích hợp. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng các chất nhũ hóa đến độ bền của hệ nhũ trong sản phẩm: Ứng với áp suất đồng hóa đã chọn ở trên, chúng tôi lần lượt thay đổi tỷ lệ hàm lượng các chất nhũ hóa trong giới giạn cho phép của Bộ Y tế và tiến hành đo chỉ số Nizo của sữa dừa sau quá trình đồng hóa. Căn cứ vào hàm mục tiêu là chỉ số Nizo của sản phẩm, chúng tôi chọn ra tỷ lệ thích hợp của các phụ gia nhũ hoá. Khảo sát ảnh hưởng của chất chống vi sinh vật đến thời gian bảo quản của sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi bổ sung phụ gia chống vi sinh vật là natri benzoat (theo tiêu chuẩn của CODEX cho sản phẩm sữa dừa) với các liều lượng khác nhau. Dựa vào hàm mục tiêu là tổng số vi khuẩn hiếu khí, chúng tôi tiến hành kiểm tra các mẫu sau quá trình làm hư gia tốc và chọn ra hàm lượng chất chống vi sinh vật thích hợp. Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm của quy trình sản xuất và kiểm tra chỉ tiêu hóa lý, vi sinh của sản phẩm: Trong phần này, chúng tôi tiến hành thực hiện toàn bộ các quá trình trong quy trình công nghệ sản xuất sữa dừa ở quy mô phòng thí nghiệm với các thông số đã tìm được. Chúng tôi xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm trong toàn bộ quy trình. Mẫu sữa dừa được gửi đến Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiêm (2 – Nguyễn Văn Thủ) và Viện Pasteur (162 Pasteur) để kiểm các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh. Các thiết bị sử dụng và các phương pháp phân tích Các thiết bị sử dụng Máy ly tâm lỏng - lỏng: Do hãng EDIBON (Đan Mạch) sản xuất, tốc độ tối đa 20000rpm. Đường kính rotor 10 cm. Máy ly tâm lắng: do hãng Hettich Zentrifugen (Đức) sản xuất. Tốc độ tối đa 10000 rpm Máy xác định chỉ số Nizo: Do Việt Nam sản xuất. Tốc độ quay 1000 rpm Máy đồng hóa cơ Heidolph Diax 900: Do hãng Heidolph (Đức) sản xuất. Tốc độ quay của motor từ 8000 – 26000 rpm. Máy đồng hóa áp lực cao: Do hãng APV (Đan Mạch) sản xuất. Áp lực đồng hóa tối đa là 1000 bar Thiết bị tiệt trùng autoclave: Do hãng Huxley (Đài Loan) sản xuất. Nhiệt độ tối đa 1370C. Các phương pháp phân tích Phương pháp xác định hàm lượng chất béo Adam – Rose – Gottlieb [10] Nguyên tắc Trích ly lipid trong mẫu phân tích bằng diethyl ether và petroleum ether trong môi trường NH3 và cồn. Làm bay hơi hết ether, cân lipid và từ đó xác định hàm lượng lipid trong mẫu phân tích. Phương pháp xác định chỉ số Nizo [6] Nguyên tắc Chỉ số Nizo được dùng để xác định hiệu quả của quá trình đồng hóa. Nguyên tắc của phương pháp là thực hiện quá trình phân riêng hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương bằng cách sử dụng lực ly tâm. Xác định lượng chất béo có trong 25ml mẫu đem phân tích và 20 ml ở phần đáy của mẫu sau quá trình ly tâm. Chỉ số Nizo là tỷ lệ giữa hàm lượng chất béo trong 20ml ở đáy ống ly tâm so với hàm lượng chất béo trong 25 ml mẫu ban đầu. Chỉ số Nizo càng cao thì hệ nhũ tương càng ổn định và ngược lại. Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí [5] Nguyên tắc: Sử dụng kỹ thuật đổ đĩa, đếm khuẩn lạc trên môi trường thạch sau khi ủ hiếu khí ở nhiệt độ 30 ± 10C trong thời gian từ 48 – 72 giờ. Số lượng vi khuẩn hiếu khí trong 1g hay 1 ml mẫu sản phẩm thực phẩm kiểm nghiệm được tính từ số khuẩn lạc đếm được từ các hộp nuôi cấy theo các độ đậm pha loãng. Phương pháp phân tích cảm quan Kiểm tra cảm quan các mẫu thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp phân tích mô tả (descriptive analysis techniques). Phương pháp phân tích thống kê: [8] Các kết quả thí nghiệm được kiểm tra liệu có sự khác biệt có ý nghĩa giữa chúng hay không thông qua phương pháp phân tích ANOVA một chiều với độ tin cậy là 95% (p < 0.05). CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Khảo sát ảnh hưởng áp suất đồng hoá đến sự ổn định của hệ nhũ tương. Trong thí nghiệm này, chúng tôi lần lượt sử dụng áp lực là 100, 150, 200, 250, 300 bar trong quá trình đồng hoá mẫu sữa dừa. Tất cả các mẫu sữa dừa đều được bổ sung hỗn hợp phụ gia với thành phần như sau (tính theo khối lượng nguyên liệu) Xanthan gum : 0,30% CMC : 0,30% Tween 80 : 0,30% BHT : 0,025% Sau quá trình tiệt trùng, cấu trúc của hệ nhũ tương bị biến đổi. Do đó, sau khi thực hiện xong quá trình đồng hoá, chúng tôi rót mẫu vào bao bì kim loại, tiệt trùng (1200C, 30 phút) rồi sau đó mới lấy mẫu đem đi phân tích chỉ số Nizo và xác định độ nhớt. Các mẫu thí nghiệm trên đều được thực hiện với 3 lần lặp lại để có thể kiểm định thống kê. Kết quả thí nghiệm xác định chỉ số Nizo được trình bày trong bảng 10 và hình 16. Bảng 10: Chỉ số Nizo của các mẫu được đồng hóa ở các áp suất khác nhau Áp suất đồng hoá (bar) Chỉ số Nizo Chỉ số Nizo trung bình 100 97.4 97.2 97.8 97.5a 150 97.5 97.6 98.0 97.7a 200 98.1 98.1 97.8 98.0a 250 98.3 98.4 98.6 98.4b 300 98.5 98.8 98.1 98.5b a, b: Các giá trị có cùng chữ viết phía trên thì không khác nhau có nghĩa với p < 0,05 Hình 16: Chỉ số Nizo của mẫu sữa dừa ứng với các giá trị áp lực đồng hóa khác nhau Xét về mặt lý thuyết, khi tăng áp lực đồng hóa sẽ làm giảm kích thước của các hạt cầu béo, phân bố chúng đều hơn trong dung dịch và ngăn cản sự hợp giọt, làm tăng khả năng ổn định về mặt vật lý và hóa lý của sản phẩm. Ngược lại, áp lực đồng hóa thấp sẽ không đủ năng lượng để có thể phá vỡ các chùm béo (Floury, 2000). Tuy nhiên, dựa vào bảng 10, chúng ta có thể thấy rằng sự khác biệt về chỉ số Nizo của các mẫu thí nghiệm là rất nhỏ, nghĩa là hiệu quả đồng hóa ở các giá trị áp suất đã khảo sát là như nhau. Nguyên nhân có lẽ là do độ nhớt của sữa dừa khá cao nên giá trị lực ly tâm sử dụng theo phương pháp Nizo(1000rpm/phút) không đủ mạnh để phân tách thành phần béo có trong mẫu sữa dừa trong quá trình ly tâm. Cũng theo Floury (2000), hệ nhũ tương thu được khi đồng hóa với áp suất thấp thì thể hiện tích chất của dòng chảy Newton (Newtonian flow behavior) với độ nhớt thấp do không có sự tương tác giữa các phần tử. Khi áp lực đồng hóa tăng lên, độ nhớt của hệ nhũ sau đồng hóa cũng tăng, điều này được giải thích là do có sự tương tác mạnh giữa các phần tử trong hệ nhũ. Hơn nữa, nghiên cứu của Vitali và cộng sự (1985) đã cho rằng do có hàm lượng chất béo cao, sữa dừa thể hiện tính chất của một chất “giả dẻo” (pseudoplastic) ở nhiệt độ 15 – 500C. Simuang và cộng sự (2004) cũng đưa ra một kết luận tương tự khi làm thí nghiệm với sữa dừa có hàm lượng béo từ 15 – 30% ở nhiệt độ 70 – 900C. Theo McClements (2002), một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự tách pha của hệ nhũ tương đó là độ nhớt vì nó ảnh hưởng đến sự tách pha do trọng lực của hệ nhũ. Chúng tôi cũng tiến hành đo độ nhớt của các mẫu sữa dừa sau khi đồng hóa. Kết quả của thí nghiệm đo độ nhớt được trình bày trong bảng 11 và hình 17. Dựa vào đồ thị hình 17, chúng ta có thể thấy rằng khi tăng áp suất đồng hóa từ 100 bar đến 300 bar thì độ nhớt của sữa dừa cũng tăng theo. Tuy nhiên, khi áp suất tăng cao hơn 200bar thì mức độ tăng độ nhớt của sữa dừa là không lớn. Theo lý thuyết, độ nhớt càng cao thì khả năng tách pha càng khó xảy ra. Do đó chúng tôi đề xuất chọn áp suất đồng hóa sử dụng cho sữa dừa là 200bar. Bảng 11: Ảnh hưởng của áp suất đồng hoá đến độ nhớt của sản phẩm Áp suất đồng hoá (bar) Độ nhớt (cP) Độ nhớt trung bình (cP) 100 16100 16028 16240 16123a 150 16530 16550 16490 16523b 200 17095 17100 17090 17095c 250 17150 17200 17125 17158d 300 17180 17200 17170 17183d a, b, c, d: Các giá trị có cùng chữ viết thì không khác nhau có nghĩa với p < 0,05 Hình 17: Độ nhớt của mẫu sữa dừa sau đồng hóa ở các giá trị áp suất khác nhau Theo Bergenstahl và Claesson (1990), trong các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ nhũ tương thực phẩm như: hàm lượng béo, kích thước các hạt béo, các chất nhũ hóa sử dụng, hàm lượng các chất nhũ hóa so với hàm lượng béo…thì yếu tố kích thước các hạt cầu béo đóng một vai trò quan trọng nhất trong việc ổn định hệ nhũ. Các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn thì sẽ có khả năng hợp giọt nhanh hơn so với các hạt có kích thước nhỏ (Jena, 2005). Để thấy rõ sự giảm kích thước của các hạt cầu béo sau quá trình đồng hóa, chúng tôi tiến hành lấy mẫu chụp hình bằng kính hiển vi quang học Horiba LB 550 tại Phòng thí nghiệm công nghệ Nano – Đại học Quốc gia TPHCM. Chúng tôi khảo sát 3 mẫu: + Mẫu sữa dừa sau quá trình ly tâm để đạt được hàm lượng béo không thấp hơn 50% + Mẫu sữa dừa sau giai đoạn khuấy cơ (Tốc độ khuấy 15200 rpm và thời gian khuấy là 3 phút) + Mẫu sữa dừa sau giai đoạn đồn