TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN LACTIC TRONG SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨT

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (340.87 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN LACTIC TRONG SẢN XUẤT

NƯỚC UỐNG LÊN MEN LACTIC TỪ GẠO LỨT

Nguyễn Thị Đồn*, Nguyễn Văn Bình, Phạm Thị Phương

Trường Đại học Nông Lâm – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Phương pháp lên men lactic từ gạo lứt không dùng sữa mà dùng gạo lứt làm nguyên liệu lên men,
sẽ làm cho điều kiện lên men lactic bị thay đổi và do vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện lên men, chúng tôi nhận thấy tỷ lệ giống,
nhiệt độ, thời gian là những yếu tố ảnh hưởng đến mật độ của vi khuẩn lactic trong sản phẩm. Mục
đích của nghiên cứu nhằm xác định được điều kiện lên men lactic tối ưu cho việc sản xuất nước
uống lên men lactic từ gạo lứt. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra được điều kiện lên men lactic tối ưu
như sau: Dịch cháo sau khi thanh trùng, làm nguội xuống 40oC, bổ sung giống với tỷ lệ giống
5,1%, lên men ở điều kiện nhiệt độ 43,22oC, thời gian lên men là 23,95 giờ, sau lên men pH sản 
phẩm đạt 3,42 và mật độ vi khuẩn lactic đạt 1,24.109 CFU/ml. Sản phẩm sau lên men được bảo 
quản ở 4 – 6oC.

Từ khóa: Lên men lactic, gạo lứt, tối ưu hóa, nhiệt độ lên men, thời gian lên men

MỞ ĐẦU*

Phương pháp lên men lactic từ gạo lứt không
dùng sữa mà dùng gạo lứt làm nguyên liệu, vì
vậy có thể tận dụng khả năng chữa bệnh của
gạo lứt kết hợp hoạt động có lợi cho đường
ruột của vi khuẩn lactic để tạo thành một loại
thực phẩm có lợi đối với sức khỏe là một
hướng đi mới trong ngành thực phẩm của

Việt Nam. Những sản phẩm lên men lactic từ
gạo lứt đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều
nước trên thế giới như là một siêu thực phẩm
tốt cho sức khỏe, giúp phòng chống bệnh tim
mạch và ung thư [10], [11], điển hình là đồ
uống Boza ở Bulgari, Serbia, Montenegro,
Thổ Nhĩ Kỳ, đồ uống Amazake Nhật Bản. Ở
Việt Nam gạo lứt xem như là thực phẩm chữa
bệnh, tốt cho người ăn chay, ăn kiêng hỗ trợ
nhu cầu giảm cân, làm đẹp mà vẫn đủ dinh
dưỡng, lành với cả người già yếu, trẻ em,
bệnh nhân tiểu đường, tim mạch, huyết áp [3].
Quá trình lên men lactic bị ảnh hưởng bởi các
yếu tố như tỷ lệ giống, thời gian, nhiệt độ lên
men do đó mục tiêu của đề tài là tối ưu hóa
được điều kiện lên men lactic để sản xuất
nước uống lên men lactic từ gạo lứt.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tel: 0978 320020, Email:

Vật liệu nghiên cứu

Gạo lứt: Sử dụng gạo lứt đỏ mua tại chợ
Đồng Quang, Thái Nguyên.

Vi khuẩn lactic: Lactobacillus bulgaricus mua 
tại Viện Vi sinh vật – Đại học Quốc gia Hà Nội.

Phương pháp nghiên cứu

Phân tích chỉ tiêu vi khuẩn lactic tổng số: 
Cấy chính xác một thể tích mẫu (hoặc dịch
pha loãng) vào trong hoặc lên trên bề mặt mơi
trường thạch MRS. Từ mỗi độ pha lỗng cần
cấy lặp lại ít nhất là 2 hộp. Mỗi mẫu cần làm
ít nhất 2 độ pha loãng liên tiếp sao cho trên
mỗi hộp có từ 30-300 khuẩn lạc/hộp. Nuôi

cấy mẫu ở nhiệt độ 37oC trong thời gian 48

giờ, quan sát và đếm khuẩn lạc [4].

Phương pháp xác định pH: Xác định pH của 
mẫu bằng máy đo pH.

Phương pháp đánh giá cảm quan: Sử dụng 
phương pháp cho điểm tổng hợp chất lượng
sản phẩm theo TCVN 10565-1 : 2015 cho sản
phẩm sữa chua uống [8], [9].

Quy trình sản xuất dự kiến: Nguyên liệu gạo 
lứt đem rửa sạch, ngâm trong nước sạch, gạn
nước, nghiền nhỏ, sau đó nấu theo đúng tỷ lệ
gạo: nước, rồi xay nhuyễn, lọc bằng vải vô

trùng, phối trộn đường, thanh trùng ở 95o

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

men, sản phẩm thu được bảo quản ở 4 – 6o

C
[5], [10], [11].

Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý 
trên phần mềm SPSS và Design - Expert
version 7.0.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Trên cơ sở khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến
điều kiện lên men, nhận thấy tỷ lệ giống,
nhiệt độ, và thời gian lên men là những yếu tố
ảnh hưởng đến mật độ của vi khuẩn lactic có
trong sản phẩm. Nghiên cứu khảo sát đơn yếu
tố cho kết quả như sau: Tỷ lệ giống sử dụng là

5%; nhiệt độ lên men là 43oC; thời gian lên

men là 24 giờ. Để tối ưu hóa điều kiện lên
men chúng tôi sử dụng phương pháp bề mặt
chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-
Behnken với ba biến ba cấp độ. Các số liệu
được xử lý trên phần mền Design Expert 7.0

để đánh giá mật độ vi sinh vật lactic thu được.
Áp dụng phương pháp hồi quy các số liệu
thực nghiệm, thu được trong mơ hình đa thức
bậc hai thể hiện ảnh hưởng của các điều kiện
lên men đến mật độ vi khuẩn lactic trong sản
phẩm như sau:

Y=124+4*A+6,62*B-0,63*C-0,50*A*B-2,50*A*C-5,25*B*C-20,62*A2-15,87*B2

-18,88*C2

(Trong đó Y: Mật độ của vi khuẩn lactic; A:
Nhiệt độ; B: Thời gian; C: Tỷ lệ giống).
Để đánh giá mơ hình chúng tơi sử dụng phân
tích ANOVA.

Kết quả phân tích ANOVA thể hiện ở bản
Kiểm tra sự có ý nghĩa và sự tương thích của
mơ hình được tiến hành bằng phân tích bảng
1. Từ kết quả phân tích ANOVA ta thấy giá
trị xác suất của mơ hình p – value = 0,0001 <
0,005 do đó mơ hình được lựa chọn để giải
thích cho kết quả thí nghiệm. Hệ số tương

quan bội của mô hình là R2

= 0,9799 và Adj

R2 = 0,9598 cho thấy mức độ phù hợp của mơ

hình trong việc giải thích các giá trị thí
nghiệm. Giá trị của thông số Pred R-square
được sử dụng để đánh giá khả năng dự báo
của mơ hình trong các điều kiện thí nghiệm
mới. Nếu sự khác nhau giữa Adj R-square và
Pred R-square < 0,2 thì chúng ta có thể kết
luận là mơ hình lựa chọn là phù hợp để dự
báo trong các điều kiện khác của thí nghiệm.
Sự khác nhau giữa Adj R-square (0,9598) và
Pred R- Squared (0,8496) là 0, 1102< 0,2 điều
đó chứng tỏ mơ hình lựa chọn có thể sử dụng
để dự đoán các điều kiện khác của thí nghiệm.

Bảng 1. Kết quả phân tích ANOVA cho mơ hình mật độ vi khuẩn lactic

Nguồn Tổng phương sai Bậc tự do trung bình phương sai F- Value P-value

Mơ hình
A-ty le giong
B-nhiet do
C-thoi gian
B*C
A*C
B*A
A2
B2
C2
Residual

Lack of Fit
Pure Error
Cor Total

R-Squared
Adj R- Squared
Pred R- Squared

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Cuối cùng là tối ưu để tìm các giá trị của biến độc lập để đạt được giá trị tối ưu của chỉ tiêu đồng
thời đánh giá bằng hình ảnh ảnh hưởng của các biến độc lập đến chỉ tiêu. Sử dụng phương pháp
hàm kỳ vọng để tối ưu hóa mật độ vi khuẩn lactic có trong sản phẩm bằng phần mềm Design –
Expert 7.0. Điều kiện tối ưu lựa chọn được là tỷ lệ giống 5,05%, thời gian lên men 23,95 giờ,

nhiệt độ lên men là 43,22oC thông qua kết quả thể hiện trên hình 1, hình 2 và hình 3.

Design-Expert® Software

mat do vi sinh vat
125

X1 = A: ty le giong
X2 = B: nhiet do

Actual Factor
C: thoi gian = -0.05

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

-1.00
-0.50
0.00
0.50

1.00 mat do vi sinh vat

A: ty le giong

84.1072
92.2709

92.2709
100.434

100.434
108.598

116.762

Prediction 124.927

Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ lệ giống đến mật độ vi khuẩn lactic

Qua hình 1 cho thấy tỷ lệ giống sử dụng và nhiệt độ lên men giảm thì mật độ vi khuẩn lactic
trong sản phẩm cũng giảm theo. Khi tăng đồng thời tỷ lệ giống sử dụng và nhiệt độ lên men thì
mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm cũng giảm. Thời gian tối ưu xác định được là 23,95 giờ.

Design-Expert® Software

mat do vi sinh vat
125

X1 = A: ty le giong
X2 = C: thoi gian

Actual Factor
B: nhiet do = 0.22

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

-1.00
-0.50
0.00
0.50

1.00 mat do vi sinh vat

A: ty le giong

87.9478
95.3436

95.3436

102.739

102.739
102.739

110.135
117.531

Prediction 124.927

Hình 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ giống và thời gian đến mật độ vi khuẩn lactic

Qua hình 2 cho thấy tỷ lệ giống sử dụng giảm, thời gian lên men giảm thì mật độ vi khuẩn lactic
trong sản phẩm cũng giảm. Khi tăng tỷ lệ giống sử dụng và thời gian lên men, mật độ vi khuẩn
lactic giảm, lên men lâu sản phẩm dễ bị tạp nhiễm. Nhiệt độ lên men tối ưu xác định được là

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Design-Expert® Software

mat do vi sinh vat
125

X1 = B: nhiet do
X2 = C: thoi gian

Actual Factor
A: ty le giong = 0.10

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00

-1.00
-0.50
0.00
0.50

1.00 mat do vi sinh vat

B: nhiet do

86.226
93.9658
93.9658

101.706
101.706

101.706

109.446

117.185

Prediction 124.927

Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến mật độ của vi khuẩn lactic

Hình 3 cho thấy nhiệt độ lên men giảm, thời
gian lên men giảm mật độ vi khuẩn lactic
trong sản phẩm thấp. Khi tăng nhiệt độ lên
men mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm
cao, nhưng nếu càng tăng thì mật độ vi khuẩn
lactic lại giảm. Thời gian lên men càng tăng thì

mật độ vi khuẩn lactic trong sản phẩm giảm.
Tỷ lệ giống tối ưu xác định được là 5,1%.
KẾT LUẬN

Điều kiện tối ưu để lên men lactic trong sản
xuất nước uống lên men lactic từ gạo lứt là:
Tỷ lệ giống sử dụng là 5,1%, nhiệt độ lên men

là 43,22oC, thời gian lên men là 23,95 giờ,

mật độ vi khuẩn lactic đạt 1,24.109

CFU/ml,
pH của sản phẩm đạt 3,42.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Đoàn, Nguyễn Thị Dương, Trần Thị
Tuyết, Phạm Thị Phương (2016), “Nghiên cứu một
số điều kiện thích hợp để sản xuất nước uống lên
men lactic từ gạo lứt”, Tạp chí Khoa học và Cơng 
nghệ, Đại học Thái Nguyên, số 12/1, tr. 83 – 87. 
2. Hồng Đình Hịa, (2016), Tối ưu hóa trong công 
nghiệp thực phẩm, Nxb Khoa học và Kỹ thuật. 
3. Đào Thị Lương, Nguyễn Thị Anh Đào, Nguyễn
Thị Kim Quy, Trần Thị Lệ Quyên, (2010), “Phân
lập và tuyển chọn vi khuẩn lactic dùng trong chế
biến và bảo quản thức ăn thô xanh và phụ phẩm

nơng nghiệp”, Tạp chí khoa học - Đại học Quốc

gia Hà Nội, số 6, tr. 1 – 6.

4. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu
Thủy, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị Lan Chi,
(2007), Các phương pháp phân tích nghành công 
nghệ lên men, Nxb Khoa học và Kỹ thuật.

5. Đỗ Thị Q, (2010), Hồn thiện quy trình chế 
biến đồ uống lên men lactic từ gạo lứt, Luận văn 
thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp, Mã số 60.54.10,
Trường Đại học Nông nghiệp 1 Hà Nội.

6. Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hồng, (2002),
Cơng nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, 
Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

7. Nguyễn Văn Thanh, Huỳnh Ngọc Lan, (2001),
“Nghiên cứu phối hợp Bifidobacterium bifidum và 
Lactocbacillus acidophilus để sản xuất chế phẩm 
trị loạn đường ruột”, Báo cáo khoa học, Hội nghị 
khoa học – công nghệ Dược, 6 (3), tr. 30 – 35. 
8. Tổng cục tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng,
TCVN 10565-1 : 2015.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

SUMMARY

OPTIMIZATION OF LACTIC FERMENTATION CONDITION 
FOR PRODUCING A BEVERAGE LACTIC ACID FERMENTATION 
FROM BROWN RICE

Nguyen Thi Doan*, Nguyen Van Binh, Pham Thi Phuong 
University of Agriculture and Forestry - TNU

Lactic fermentation method used brown rice as raw materials for fermentation, will make
technological elements of fermentation lactic to change and therefore will affect product quality.
The purpose of this research is to determine the optimal conditions for producting fermented lactic
drink from brown rice.Results of this study showed the optimal lactic fermentation conditions as
follows: After pasteurizing, porridge was cooled down to 40oC, after that it was added with the
rate of 5.1%lactic acid bacteria, then it was fermented at 43.22 oC and 23.95 hours, concentration
of lactic acid bacteria was 1.24.109 CFU/ml after fermentation, pH reached 3.42. The fermented
product was stored at 4 - 6oC.

Keywords: Lactic acid fermentation, brown rice, optimal conditions, lactic acid bacteria

Ngày nhận bài: 20/8/2018; Ngày phản biện: 11/9/2018; Ngày duyệt đăng: 12/10/2018

</div>