Luận văn Khảo sát ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu, nhiệt độ và nồng độ CO2 đến khả năng ức chế vi sinh vật trong sữa tươi

ong quá trình tổng hợp này. Dựa vào nhóm sản phẩm ñược tổng hợp từ quá trình trao ñổi năng lượng, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: nhóm vi khuẩn lactic ñồng hình và nhóm vi khuẩn lactic dị hình. - Streptococcus lactic: Lên men ñồng hình hiếu khí (trên 80% sản phẩm chính), nhiệt ñộ tối ưu cho sự phát triểncủa chúng là 30 - 35oC. ðặc tính sinh hóa quan trọng của chúng là lên men glucose,galactose, lactose, dextrin nhưng không lên men saccharose. - Streptococcus cremoris: Lên men dị hình (40 – 50% sản phẩm chính) phát triển tốt ở 20 - 25oC. Chúng làm cho sữa ñông tụ và bị nhớt. Tuy nhiên, Streptococcus cremoris thường làm cho sản phẩm có mùi dễ chịu và có ñộ chua thấp hơn nên ứng dụng nhiều trong công nghệ chế biến bơ. - Các vi khuẩn sinh hương: chúng có khả năng tạo ra trong sữa nhiều sản phẩm acid dễ bay hơi (acid acetic, acid propionic,...) và các chất thơm khác (diacetyl, ester,...). - Vi khuẩn gây ñắng: ðặc trưng là Streptococcus liquefacien có tính chất giống Streptococcus lactic. Chúng thực hiện quá trình pepton hóa làm cho sản phẩm có vị ñắng. Vi khuẩn gây thối Nhóm vi khuẩn này chia làm hai loại - Loại hiếu khí: Bacterium fluorescen, Proteus vulgaris, Bacillus subtilis. - Loại yếm khí: Bacterium putrificus, Bacterium botulinus,... Nhóm này không lên men ñường sữa. Chúng có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein, giải phóng pepton, các acid tự do và amoniac. Pepton làm cho sữa có vị ñắng, amoniac làm cho sữa có phản ứng kiềm. 2.3.2 Nấm men Trong sữa và các sản phẩm từ sữa thường gặp các giống nấm men sinh bào tử và không sinh bào tử, chúng lên men ñường lactose thành carbonic và rượu. ðây là phản ứng sinh hóa quan trọng trong quá trình hình thành một số sản phẩm sữa chua. Thường thì nấm men không phân hủy lactose ñược, nhưng vi khuẩn lactic trong sữa Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 10 chuyển hóa lactose thành glucose và galactose, sau ñó nấm men sẽ lên men các ñường ñơn này tạo thành các sản phẩm cần thiết cho các sản phẩm sữa lên men. Một số nấm men thuộc họ Mycoderma có khả năng tạo thành enzyme phân hủy protein và lipid tạo nên vị ñắng trong các sản phẩm sữa 2.3.3 Nấm mốc Nấm mốc có khả năng phân giải protein và lipid nên thường gây vị ñắng trong các sản phẩm sữa. Nấm mốc chỉ thấy trong sữa hư hỏng hoặc phomai mềm do chúng thường phát triển tiếp theo nấm men. Tất cả nấm mốc thường hiếu khí, thích nghi với môi trường acid và ñặc biệt là môi trường ñã bị vi khuẩn lactic acid hóa. Chúng không phát triển trong sữa tươi mà phát triển trong sữa chua và làm kiềm hóa sữa. Trong sữa thường thấy một số loại nấm mốc sau: - Endomyces lactic: Tạo màng trắng trên bề mặt phomai, bơ, có thể mọc sâu trong sản phẩm ở lớp gần bề mặt. - Mucor, Aspergillus, Penicillium, Clad-Osprium: Thường tạo nên những vệt màu khác nhau trên bề mặt bơ, phomai và gây mùi ôi cho sản phẩm. 2.4 Tác ñộng của CO2 hòa tan ñối với vi sinh vật 2.4.1 Tác ñộng kìm hãm của CO2 hòa tan ñối với vi khuẩn CO2 hoà tan vào môi trường sẽ làm chậm sự phát triển của các vi khuẩn gram dương và gram âm. Việc ảnh hưởng của CO2 trên từng pha phát triển của chúng phụ thuộc vào từng loại vi sinh vật (bảng 5). Tốc ñộ phát triển của từng pha cũng thay ñổi bởi nồng ñộ CO2. Sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí trong sữa cũng bị kìm hãm bởi sự hiện diện của CO2. Thời gian nhân ñôi mật số của vi khuẩn thay ñổi theo nồng ñộ CO2 sử dụng. Tốc ñộ phát triển cực ñại của một số loài vi khuẩn giảm theo nồng ñộ CO2. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 11 Bảng 5: Ảnh hưởng của CO2 trên sự phát triển của một số loài vi khuẩn Vi sinh vật CO2 (mM) Thời gian ñạt tốc ñộ phát triển cực ñại (giờ) Thời gian nhân ñôi mật số (giờ) Thời gian giai ñoạn làm quen môi trường (giờ) P, fluorescens 0,4 11,2 27,1 33,6 46,3 11,7 21,1 22,7 27,3 37,5 2,7 2,4 2,3 3,4 3,4 3,3 13,3 15,0 16,0 26,1 E, coli 0,5 49,4 47,6 53,8 4,7 5,5 29,4 38,1 L, monocytogenses 0,5 49,4 22,6 44,4 2,2 3,0 15,2 34,4 Enterococcus faecalis 0,5 51 51,8 50,7 5,5 4,0 33,6 37,6 B, cereus 0,5 47,1 61,4 33,9 37,6 44,4 2,4 2,9 5,3 26,1 28,1 26,7 B, licheniformis 0,5 49,4 48,4 54,1 5,3 5,2 30,9 36,7 (Dairy Processing improving quality (Gerrit Smit, 2003)) 2.3.2 Tác ñộng của CO2 lên bào tử CO2 hòa tan có thể làm suy giảm sự sinh sản của bào tử trong sữa nguyên liệu (Hambleton và Rigby, 1970). Guirguis và cộng sự (1984) kết luận rằng: CO2 hòa tan trong sữa làm giảm pH ñến khoảng 5,86 sẽ làm cho tốc ñộ sinh sản của bào tử Bacillus cereus giảm ñến 74%. Ngoài ra, người ta cũng ñã nghiên cứu ảnh hưởng của CO2 ñến khả năng sinh sản và việc tạo thành các ñộc tố của Clostridium botulinum. Việc hòa tan CO2 trong sữa ñến nồng ñộ 18,2 mM sẽ làm giảm ñáng kể sự sinh sản của C.botulinum. 2.5 Cơ chế tác ñộng của CO2 ñến sự phát triển của vi sinh vật Cơ chế kìm hãm sự phát triển vi sinh vật do CO2 hòa tan như sau: - Oxy bị thay thế do CO2 thêm vào. - CO2 thêm vào làm giảm pH của sữa. - Ảnh hưởng trực tiếp của CO2 ñến vi khuẩn. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 12 2.5.1 Sự chiếm chỗ của O2 bởi CO2 Khi CO2 ñược hòa tan vào sữa sẽ ñẩy O2 ra khỏi sữa và CO2 là sẽ kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí. Người ta ñã làm thí nghiệm với Pseudomonas fluorescens: Giữ không ñổi nồng ñộ O2 thì thấy rằng sự phát triển của P.fluorescens chậm dần khi gia tăng nồng ñộ CO2. 2.5.2 Làm giảm pH của sữa Khi CO2 hòa tan vào sữa thì sẽ xảy ra một chuỗi phản ứng làm thay ñổi pH trong sữa. CO2 + H2O H2CO3 − 3HCO + H + −2 3CO + 2H + CO2 sẽ phản ứng với nước tạo thành acid carbonic. Acid carbonic sẽ phân ly thành ion bicarbonate và H+, sau ñó tiếp tục phân ly thành ion carbonate. Chính CO2 và ion H + là nguyên nhân chính kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Tuy vậy, bicarbonate và carbonate cũng có tác ñộng kìm hãm vi khuẩn nhưng yếu hơn. 2.5.3 Ảnh hưởng trực tiếp của CO2 ñến vi khuẩn Tác dụng ức chế vi khuẩn của CO2 xảy ra như sau - CO2 hoà tan vào lipid của màng tế bào gây ra những ảnh hưởng bất lợi ñến ñộ ổn ñịnh của chúng. - Phản ứng hydrate hoá của CO2 làm giảm pH gây nên ứng suất giữa môi trường và nội bào. - CO2 như một chất chuyển hoá từ nhiều con ñường chuyển hoá sinh học gây nên sự tiêu tốn năng lượng không cần thiết của tế bào. Tùy vào môi trường phát triển, loại vi sinh vật và trạng thái vật lý mà chúng sẽ chịu tác ñộng kết hợp thích hợp của các cơ chế trên. Phân tử CO2 không phân cực nên chúng tan trong lipid tốt hơn so với trong nước. Khi CO2 tiếp xúc với màng tế bào vi khuẩn, nó sẽ hòa tan vào lớp kép lipid và làm tăng ñộ lỏng của màng tế bào, tạo ñiều kiện cho tế bào chất của vi khuẩn tiếp xúc với môi trường bên ngoài có pH thấp, gây ñộc cho tế bào. Tùy vào nồng ñộ CO2 và áp suất mà CO2 cuối cùng có thể hòa tan vào tế bào chất của vi khuẩn (ñây là môi trường có pH trung tính), làm giảm pH của tế bào chất dẫn ñến làm thay ñổi gradient pH, tạo ứng suất lên tế bào và làm xé rách màng tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn có thể sống sót trong môi trường acid nhưng với một ñiều kiện là pH nội bào phải ñược duy trì ở mức trung tính. Chính vì vậy mà tế bào phải duy trì gradient pH giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào. ðiều này ñược thực hiện nhờ tế bào có khả năng bơm ñẩy từ bên trong ra bên ngoài tế bào. Do khả năng thẩm thấu cao của Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 13 CO2 qua màng tế bào nên hệ thống bơm bị ức chế và làm cho pH nội bào giảm xuống, làm biến tính protein nội bào và dẫn ñến ức chế vi khuẩn. Dillow (1999) cũng ñã khẳng ñịnh rằng nguyên nhân chính dẫn tới ức chế vi khuẩn là do làm giảm pH nội bào. Ballestra (1996) cho rằng: Quá trình tích lũy CO2 ở vách tế bào dưới mức gây chết là nguyên nhân dẫn tới giai ñoạn ổn ñịnh của vi khuẩn. Khi lượng CO2 ñược tích lũy ở tế bào tiến tới ñiểm tới hạn thì sự giảm pH nội bào ñủ làm biến tính protein nội bào sẽ là nguyên nhân làm chết tế bào. Tăng nhiệt ñộ và nồng ñộ CO2 sẽ làm tốc ñộ khuếch tán CO2 vào tế bào nhanh hơn và thời gian ức chế vi khuẩn vì thế cũng sẽ giảm. Cơ chế tác ñộng của CO2 lên bào tử không ñược biết rõ. Bào tử có một lớp màng mỏng ñược gắn chặt vào bên dưới của một chuỗi lớp bao bọc bằng protein. Những lớp bọc này xốp (Setlow và Johnson, 1997) và có thể là CO2 bị hoà tan vào màng của bào tử, dẫn ñến kết quả làm cho bào tử nhạy cảm hơn với ứng suất bên ngoài môi trường như nhiệt hay sự tăng ñộ loãng của màng (Enfors và Molin, 1978). 2.6 Tác ñộng của CO2 hòa tan ñến vi sinh vật trong sữa tươi 2.6.1 Ảnh hưởng trên vi khuẩn tổng số CO2 hòa tan trong sữa nguyên liệu ñược trữ lạnh ở 4 - 7 oC có thể làm giảm tốc ñộ phát triển của vi khuẩn tổng số xuống khoảng 10 lần so với không sữa không có CO2 hòa tan. Trong sữa có chất lượng tốt hay không tốt thì sự phát triển của vi khuẩn gây hư hỏng cũng ñều ñược kìm hãm khi CO2 ñược hòa tan vào. Chẳng hạn, vi khuẩn tổng số ban ñầu lần lượt là 7,8*103 cfu/ml và 1,6*105 cfu/ml. Sau khi hòa tan vào 30 mM CO2 thì sau hai ngày, vi khuẩn tổng số vẫn <106 cfu/ml. Tổng vi khuẩn hiếu khí trong sữa tươi bảo quản ở 7oC với 25 –27 mM CO2 có thời gian cho giai ñoạn phát triển chậm là 72 giờ, trong khi mẫu ñối chứng không có CO2 thời gian này là 24 giờ (Roberts và Torrey, 1988). 2.6.2 Vi khuẩn ưa lạnh Vi khuẩn ưa lạnh trong sữa nguyên liệu rất nhạy cảm với CO2 (King và Mabbitt, 1982). Chẳng hạn sữa tươi bảo quản ở 7oC sau 6 ngày với lượng CO2 là 25 mM sẽ chứa khoảng 2,5*103 cfu/ml, thấp hơn nhiều so với mẫu ñối chứng không sử dụng CO2. Giai ñoạn làm quen môi trường của vi khuẩn ưa lạnh trong sữa bảo quản ở 4 oC là 6 ngày với mẫu có 30 mM CO2 trong khi thời gian này của mẫu không có CO2 là 2 ngày (King và Mabbitt, 1982). Một số nhà nghiên cứu khác ñã không khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ CO2 trực tiếp ñến tổng vi khuẩn ưa lạnh mà thay vào ñó là nghiên cứu ảnh hưởng của sự giảm pH do CO2 thêm vào ñến vi khuẩn nhóm này. Kết quả cho thấy khi giảm pH từ 6,8 - 6,0, tổng vi khuẩn ưa lạnh là 3,1*105 cfu/ml sau khi giữ 4 ngày ở 7oC, trong khi ở mẫu ñối Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 14 chứng giá trị này là 2*107 cfu/ml (Sierra và cộng sự, 1996). CO2 cũng ảnh hưởng ñến vi khuẩn ưa lạnh thủy phân chất béo. Do ñặc tính không phân cực của CO2 cho phép nó hoà tan nhiều trong cấu tử béo, làm tăng nồng ñộ CO2 trong chất béo sữa làm cho nguồn carbon ñặc biệt cần thiết không thể ñi vào tế bào vi khuẩn ưa lạnh thủy phân chất béo nên chúng gặp ñiều kiện môi trường sống khó khăn so với các vi sinh vật khác. 2.6.3 Coliforms Sự phát triển của Coliforms trong sữa bị ức chế bởi CO2. Sau 4 ngày bảo quản ở 4 oC, sữa tươi ñược acid hóa ñến pH = 6,0 bằng CO2 có tổng số coliforms là 3,2*10 2 cfu/ml so với mẫu ñối chứng không có CO2 là 3,2*10 3 cfu/ml (Ruas –Madiedo, 1996). Hàm lượng CO2 hòa tan trong sữa càng nhiều thì sự ức chế càng lớn. 2.6.4 Vi khuẩn kỵ khí CO2 có ảnh hưởng ức chế ñối với vi sinh vật kỵ khí (Enfors và Molin, 1980). Sữa tươi chứa 26,5 mM CO2 giữ ở 7 oC sau 6 ngày có tổng vi khuẩn kỵ khí là 5,0*105 cfu/ml trong khi mẫu ñối chứng không có CO2 là 3,2*10 8 cfu/ml (Roberts và Torrey, 1988). Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 15 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Phương tiện thí nghiệm Thí nghiệm ñược tiến hành ở phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường ðại học Cần Thơ. Thời gian: từ 04/01/2008 ñến 12/04/2008 3.1.1 Nguyên liệu chính Sữa tươi ñược thu mua tại Trại nghiên cứu và thực nghiệm Nông nghiệp – trường ðại học Cần Thơ. CO2 hòa tan ñược mua tại công ty MITAGAS, ñường Mậu Thân (nối dài), Thành phố Cần Thơ. 3.1.2 Thiết bị Hệ thống sục CO2 Máy ño pH Cân ñiện tử Tủ cấy, tủ ủ Tủ lạnh Một số dụng cụ và thiết bị thí nghiệm khác Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 16 Hình 4: Hệ thống sục CO2 Hình 5: Giữ lạnh sữa trong bình inox chịu áp suất suốt quá trình sục CO2 Hình 6: Cân ñiện tử Hình 7: Máy ño pH 3.1.3 Hóa chất Dung dịch NaOH 2N Môi trường nuôi cấy: Plate Count Agar Methyl da cam Dung dịch chuẩn ñộ H2SO4 0,1N Một số hóa chất khác Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 17 3.2 Phương pháp thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu, thời gian và nhiệt ñộ sục CO2 ñến khả năng ức chế vi sinh vật trong sữa. Mục ñích thí nghiệm: Xác ñịnh thời gian và nhiệt ñộ sục CO2, từ ñó tìm ra nồng ñộ CO2 hòa tan thích hợp cho việc bảo quản sữa với nhiều cấp hạng chất lượng khác nhau. 3.2.1 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ñược bố trí với 3 nhân tố Nhân tố A: Chất lượng nguyên liệu A1: Chất lượng tốt A2: Chất lượng trung bình Nhân tố B: Thời gian sục CO2 B0: Không sục CO2 B1: 5 phút B2: 10 phút B3: 15 phút Nhân tố C: Nhiệt ñộ sục CO2 và bảo quản C1: 2 oC C2: 4 oC C3: 6 oC - Số nghiệm thức: 24 - Bố trí thí nghiệm với 2 lần lặp lại
Số mẫu thí nghiệm: 48 Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 18 Sơ ñồ bố trí thí nghiệm 3.2.2 Tiến hành thí nghiệm Sữa tươi thu mua từ nơi chăn nuôi mới vắt ñược xử lý, làm sạch và tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng. Chất lượng ñược chia thành 2 mức chất lượng: tốt, trung bình ứng với 2 mẫu lần lượt là A1, A2. Nhóm mẫu không xử lý ñược chuẩn bị với 3 giá trị nhiệt ñộ là 2oC, 4oC, 6oC. Sơ ñồ I B0 C1 Nguyên liệu Xử lý Kiểm tra chất lượng Làm sạch A1 A2 B2 B3 B1 C1 C2 C3 C1 C2 C3 C1 C2 C3 C2 C3 Bảo quản Phân tích Sơ ñồ I Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 19 Nhóm mẫu xử lý bằng biện pháp sục CO2 ñược chuẩn bị với cùng áp suất sục và thay ñổi thời gian sục CO2 với 3 mức ñộ thời gian tương ứng với mẫu B1, B2 và B3 lần lượt là 5 phút, 10 phút và 15 phút. Ứng với mỗi thời gian sục ta sẽ thay ñổi nhiệt ñộ sục với 3 mức nhiệt ñộ tương ứng với mẫu C1, C2, C3 lần lượt là 2 oC, 4oC và 6oC. Các chỉ tiêu phân tích Hàm lượng CO2 hòa tan và pH của các mẫu C1, C2 và C3 sau khi sục CO2. Kiểm tra ñịnh kỳ sau mỗi 2 ngày các mẫu bảo quản thông qua các chỉ tiêu: pH và chỉ tiêu vi sinh vật (vi sinh vật tổng số) Thí nghiệm ñược tiến hành với 2 lần lặp lại. 3.3 Phương pháp ño ñạc - phân tích Bảng 6: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu STT Chỉ tiêu xác ñịnh Phương pháp phân tích 1 CO2 hòa tan Phương pháp chuẩn ñộ 2 pH Sử dụng máy ño pH 3 Vi sinh vật tổng số Phương pháp ñếm ñĩa 3.4 Phương pháp phân tích số liệu Sử dụng chương trình thống kê Statgraphic plus 4.0 và R2.3.0 ñể xử lý thống kê số liệu. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 20 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và thời gian sục CO2 ñến hàm lượng CO2 hòa tan trong sữa 0.807222 + 0.056*x- 0.04625*y Thoi gian suc CO2 (phut) Nhiet do (oC)H am lu on g C O 2 (g /l ) 5 7 9 11 13 15 2 3 4 5 6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 R-squared = 98.0792 percent Hàm lượng CO2 hòa tan vào trong sữa (g/l) = 0.807222 + 0.056*x - 0.04625*y Trong ñó: x: Thời gian sục CO2 (phút) y: Nhiệt ñộ (oC) 0.807222 + 0.056*x- 0.04625*y Thoi gian suc CO2 (phut) N hi et d o (o C ) Ham luong CO2 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 5 7 9 11 13 15 2 3 4 5 6 Hình 8: ðồ thị biểu diễn hàm lượng CO2 theo thời gian sục và nhiệt ñộ sục Qua ñồ trên thấy rằng: Thời gian sục CO2 ngắn và nhiệt ñộ cao thì hàm lượng CO2 trong sữa thấp hơn khi thời gian sục dài và nhiệt ñộ sục thấp. Vậy hàm lượng CO2 hòa tan vào sữa tăng khi thời gian sục CO2 dài và nhiệt ñộ sục thấp. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 21 4.2 Ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu ñến khả năng ức chế vi sinh vật bằng CO2 Thí nghiệm ñược bố trí với hai mức ñộ chất lượng sữa tốt và trung bình. Chất lượng sữa ñược kiểm tra sơ bộ bằng chỉ thị xanh Metylen. Kết quả thống kê về pH, mật số vi sinh vật tổng số (VSVTS) và ñộ tăng mật số vi sinh vật tổng số theo thời gian bảo quản ñược thể hiện qua bảng 7. Thời gian bảo quản kết thúc khi có bất kì mẫu nào có số lượng vi sinh vật vượt qua tiêu chuẩn cho phép (Theo tiêu chuẩn EU thì sữa ñược tồn trữ hơn 36 giờ không tồn tại VSVTS vượt quá 200.000cfu/ml, theo Council of the European Union). Do ñó, kết quả thống kê ở bảng 7 ñược tính trong 12 ngày bảo quản. Bảng 7: Ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu ñến pH, mật số VSV, ñộ tăng mật số VSV Chất lượng pH Mật số VSVTS (cfu/ml) ðộ tăng mật số VSVTS (*) Tốt Trung bình 6,52b 6,42a 1,5.104 a 3,6.104 b 12,80b 11,31a (Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt ý nghĩa theo cột, 5%) (*) ðược tính bằng thương giữa mật số vi sinh vật ở các ngày tiếp theo và mật số vi sinh vật ở ngày ñầu tiên Kết quả thống kê bảng 7 cho thấy chất lượng sữa ñược kiểm tra sơ bộ chỉ tiêu vi sinh vật bằng chỉ thị xanh Metylen tương ñối chính xác. Dựa vào kết quả thống kê bảng 7 cho thấy: Có sự khác biệt giữa pH, mật số VSVTS cũng như ñộ tăng mật số VSVTS ở hai mức chất lượng sữa. Cụ thể như sau: Có sự khác biệt pH giữa chất lượng sữa tốt và chất lượng sữa trung bình. Sữa có chất lượng trung bình có pH thấp hơn sữa có chất lượng tốt, ñiều này là do lượng vi sinh vật trong sữa có chất lượng trung bình nhiều làm giảm pH của nó. Mật số VSVTS trong sữa chất lượng trung bình nhiều hơn trong sữa có chất lượng tốt, kết quả này hoàn toàn tương thích với sự khác biệt về pH. ðộ tăng mật số VSVTS của chất lượng sữa tốt cao hơn chất lượng sữa trung bình, ñiều này ñược giải thích: Sữa có chất lượng tốt thì hàm lượng dinh dưỡng trong sữa nhiều do ñó trong thời gian bảo quản thì vi sinh vật trong sữa chất lượng tốt sẽ ñược cung cấp chất dinh dưỡng ñầy ñủ nên mật số của chúng tăng cao hơn sữa có chất lượng trung bình. 4.3 Ảnh hưởng của thời gian sục CO2 ñến khả năng ức chế vi sinh vật trong sữa Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 22 Bố trí thí nghiệm với 3 thời gian sục khí CO2 vào nguyên liệu sữa (ở 2 mức chất lượng tốt và trung bình) là 5 phút, 10 phút và 15 phút ở cùng một áp lực sục là 1kg/cm2, so sánh với mẫu không sục CO2. Kết quả thống kê về pH, mật số VSVTS và ñộ tăng mật số VSVTS theo thời gian bảo quản ñược thể hiện ở bảng 8. Bảng 8: Ảnh hưởng của thời gian sục CO2 ñến pH, mật số VSV, ñộ tăng mật số VSV (Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt ý nghĩa theo cột, 5%) Dựa vào kết quả thống kê bảng 8 cho thấy: Có sự khác biệt giữa pH, mật số VSVTS cũng như ñộ tăng mật số VSVTS ở các thời gian sục CO2. Cụ thể như sau: - Thời gian sục CO2 vào sữa khác nhau thì sữa sẽ có giá trị pH khác nhau. So sánh giữa mẫu không sục CO2 và mẫu sục CO2 thì có sự khác biệt pH rõ rệt, ñiều này chứng tỏ CO2 làm cho pH của sữa giảm. CO2 hòa tan vào sữa và kết hợp với nước trong sữa hình thành acid carbonic và xảy ra chuỗi phản ứng tạo thành các ion H+ làm giảm pH của sữa. CO2 + H2O  H2CO3  HCO3 - + H+  CO3 2- + 2H+ Trong 3 thời gian sục là 5 phút, 10 phút và 15 phút thì giá trị pH ở mẫu sữa sục 15 phút là nhỏ nhất. Như vậy thời gian sục CO2 cũng ảnh hưởng ñến giá trị pH trong sữa, nếu thời gian sục CO2 càng dài thì giá trị pH trong sữa càng thấp. - Thời gian sục CO2 khác nhau cũng có ảnh hưởng khác nhau ñến khả năng kìm hãm sự phát triển vi sinh vật. Với mẫu không sục CO2 thì mật số VSVTS trong sữa tăng ñáng kể và có ý nghĩa khác biệt với mẫu xử lý CO2. ðối với các mẫu có sục CO2 ñều có khả năng làm giảm tốc ñộ phát triển của vi sinh vật. ðiều này ñược giải thích là do quá trình sục CO2 có tác ñộng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Mẫu sữa sục ở thời gian 15 phút có mật số vi sinh vật thấp hơn hai mẫu sữa sục ở 5 phút và 10 phút. Như vậy với thời gian sục CO2 càng dài (CO2 hòa tan càng nhiều) thì tác ñộng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật càng mạnh. Thời gian sục CO2 (phút) pH Mật số VSVTS (cfu/ml) ðộ tăng mật số VSVTS 0 5 10 15 6,77d 6,47c 6,36b 6,29a 7,0.104c 1,5.104b 1,2.104ab 6,3.103a 18,37c 11,90b 10,91b 7,04a Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 23 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ sục CO2 và bảo quản ñến khả năng ức chế vi sinh vật Các mẫu sữa ñược sục CO2 với nhiệt ñộ sục lần lượt là 2 oC, 4oC và 6oC ở cùng một áp suất sục là 1kg/cm2. Kết quả thống kê về pH, mật số VSVTS, ñộ tăng mật số VSVTS sau một thời gian bảo quản ñược thể hiện trong bảng 9. Bảng 9: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến pH, mật số VSV, ñộ tăng mật số VSV (Các chữ cái khác nhau biểu thị sự khác biệt ý nghĩa theo cột, 5%) Qua kết quả thống kê bảng 9 cho thấy có sự khác biệt giữa các mẫu sữa sục ở 2oC, 4oC và 6oC về pH, mật số VSVTS và ñộ tăng mật số VSVTS. - Ở mẫu sữa sục ở 2oC có giá trị pH thấp hơn mẫu sữa sục ở 4oC và 6oC. ðiều này là do ở 2oC thì khả năng hòa tan của CO2 tốt hơn hai mẫu còn lại nên ở nhiệt ñộ này có giá trị pH thấp nhất. - Mật số VSVTS trong sữa cũng thấp khi nhiệt ñộ sục ở 2oC. ðiều này là do ở nhiệt ñộ sục này thì hàm lượng CO2 hòa tan vào trong sữa nhiều, khi ñó khả năng kìm hãm sự phát triển của mật số VSVTS tăng. Như vậy ở nhiệt ñộ thấp thì hàm lượng CO2 hòa tan nhiều làm cho pH thấp và tăng khả năng kìm hãm vi sinh vật. Nhiệt ñộ (oC) pH Mật số VSVTS (cfu/ml) ðộ tăng mật số VSVTS 2 4 6 6,42a 6,47b 6,54c 2,1.104a 2,6.104ab 3,0.104b 11,17a 11,95ab 13,05b Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 24 ðộ tăng mật số vi sinh vật của các mẫu sữa theo thời gian sục và nhiệt ñộ trong suốt thời gian bảo quản ñược thể hiện qua các ñồ thị sau ñây. Chất lượng sữa tốt Mẫu ở 2oC -2.676 + 0.0733033*x + 3.23804*y -0.133296*x*y Thoi gian suc CO2 (phut) Thoi gian bao quan (ngay)D o ta ng m at s o V SV 0 3 6 9 12 15 0 2 4 6 8 10 12 -3 7 17 27 37 R2 = 91.6435% ðộ tăng mật số VSVTS = -2.676 + 0.0733033*x + 3.23804*y -0.133296*x*y Trong ñó: x: Thời gian sục CO2 (phút) y: Thời gian bảo quản (ngày) -2.676 + 0.0733033*x + 3.23804*y -0.133296*x*y Thoi gian suc CO2 (phut) T ho i g ia n ba o qu an ( ng ay ) Do tang mat so VSV -3.0 1.0 5.0 9.0 13.0 17.0 21.0 25.0 29.0 33.0 37.00 3 6 9 12 15 0 2 4 6 8 10 12 Hình 9: ðồ thị biểu diễn ñộ tăng mật số VSVTS trong sữa chất lượng tốt ở 2oC trong suốt thời gian bảo quản Qua hình 9 cho thấy: ðộ tăng mật số VSVTS tăng dần theo thời gian bảo quản. ðộ tăng mật số VSVTS tỷ lệ nghịch với thời gian sục CO2, ñộ tăng này giảm theo thời gian sục. Mẫu có thời gian sục là 5 phút có ñộ tăng mật số cao, mẫu có thời gian sục là 15 phút có ñộ tăng mật số VSVTS thấp. Luận văn Tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 25 Mẫu ở 4oC 4.3644 - 1.28971*x + 1.00807*y - 0.141983*x*y + 0.0839913*x*x + 0.206053*y*y Thoi gian suc CO2 Thoi gian bao quan (ngay)D o ta ng m at s o V S V 0 3 6 9 12 15 0 2 4 6 8 1012 -1 9 19 29 39 49 R2= 95.2906% ðộ tăng mật số VSVTS = 4.3644 -1.28971*x + 1.00807*y - 0.141983*x*y + 0.0839913*x*x + 0.206053*y*y Trong ñó: x: Thời gian sục CO2 (phút) y: Thời gian bảo quản (ngày) 4.3644 - 1.28971*x + 1.00807*y - 0.141983*x*y + 0.0839913*x*x + 0.206053*y*y Thoi gian suc CO2 T ho i g ia n ba o qu an ( ng ay ) Do tang mat so VSV -1.0 4.0 9.0 14.0 19.0 24.0 29.0 34.0 39.0 44.0 49.00 3 6 9 12 15 0 2 4 6 8 10 12 Hình 10: ðồ thị biểu diễn ñộ tăng mật số VSVTS trong sữa chất lượng tốt ở 4oC trong suốt thời