Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, cùng với sự phát triển của Công nghiệp hóa hiện đại hóa, con người đang dần trở thành một cổ máy làm việc không biết nghỉ. Họ ngủ 5 giờ/ngày, thời gian dành hết cho công việc, thậm chí không có thời gian để ăn. Thức ăn nhanh, cà phê được ưa chuộng và thuận tiện nhất. Kết quả là, sức lực cạn kiệt, thần kinh căng thẳng mệt mỏi, cơ thể dễ bị lão hóa, tăng huyết áp, bị ung thư và thấy rõ nhất là đường ruột của họ có vấn đề. Kefir là sản phẩm có từ lâu đời. Nó đươc xem là quà tặng mà đấng tối cao Alah bạn tặng cho con người. Sản phẩm kefir là kết quả quá trình lên men của vi khuẩn lactic và nấm men. Sản phẩm có vị chua của acid lactic, mùi thơm nhẹ của rượu, diacetyl,…. Khi sử dụng sản phẩm kefir thường xuyên sẽ giúp ổn định hệ tiêu hóa, kích thích tiêu hóa, giảm cholesterol, giúp cơ thể khỏe mạnh và tinh thần thoải mái, tránh mắc các bệnh ung thư,…. Mặt khác còn cung cấp một nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho cơ thể như chất khoáng, vitamin,…cho bạn có một làn da tươi trẻ, mịn màng. Chính những giá trị dinh dưỡng và lợi ích của kefir, mà sản phẩm này rất được ưa chuộng trên thế giới. Hiện nay, ở nước ngoài có rất nhiều sản phẩm lên men từ hạt kefir, như: sữa động vật, nước trái cây, nước dừa, sữa dừa, sữa đậu nành,…, nhưng ở Việt nam sản phẩm này còn quá xa lạ. Trên thị trường ở nước ta, chỉ có sữa chua kefir lên men từ sữa bò mà thôi, nhưng sản phẩm này cũng tiêu thụ rất ít. Để góp phần thay đổi thói quen của người tiêu dùng và làm đa dạng phong phú sản phẩm lên men từ kefir. Em sẽ thử nghiệm kefir trên môi trường nước dừa với sự có mặt của nha đam, đây là hai nguyên liệu rất phổ biến ở Việt nam và mang giá trị dinh dưỡng cao. Mong rằng đề tài Nghiên cứu sản xuất nước dừa kefir có bổ sung nha đam sẽ được đưa vào sản xuất và sản phẩm được người tiêu dùng lựa chọn. 1 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện 1.2. Mục đích nghiên cứu Sản phẩm kefir được nghiên cứu chế biến ở phòng thí nghiệm với mục đích:  Xác định nguyên liệu tốt nhất để lên men.  Xác định nồng độ chất khô hòa tan thích hợp trong nguyên liệu để lên men.  Xác định tỉ lệ men giống thích hợp dùng trong quá trình lên men.  Xác định độ chua thích hợp cho quá trình lên men và sản phẩm.  Xác định tỉ lệ phối chế thích hợp cho thành phẩm sau lên men.  Xác định thời gian bảo quản thích hợp cho sản phẩm 2 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về nước dừa 2.1.1. Thành phần nước dừa [13], [14] Nước dừa là nguyên liệu chính của quá trình lên men tạo sản phẩm. Chúng ta có thể sử dụng nguyên liệu là nước dừa non hoặc nước dừa già. Hình 2.1: Trái dừa [37] 3 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện Bảng 2.1: Thành phần hoá học của nước dừa theo Satyavati Krishnankutty -1987. Nước dừa già (Mature Coconut Water) Nước dừa non (Tender Coconut Water) Tổng hàm lượng chất rắn % 5.4 6.5 Đường khử (%) 2 4.4 Chất khoáng (%) 0.5 0.6 Protein (%) 0.1 0.01 Chất béo (%) 0.1 0.01 pH 5.2 4.5 K (mg%) 247 290 Na (mg%) 48 42 Ca (mg%) 40 44 Mg (mg%) 15 10 P (mg%) 6.3 9.2 Fe (mg%) 79 106 Cu (mg%) 26 26  Đường Gồm đường glucose, maltose và sucrose, trong đó glucose và fructose đóng vai trò quan trọng trong thành phần của nước dừa. Nồng độ đường trong nước dừa tăng từ 1.5% đến 5.5% trong những tháng đầu tiên của quá trình chín dừa và giảm dần xuống còn khoảng 2% khi dừa chín hoàn toàn. Thành phần đường trong nước dừa non chủ yếu là glucose, fructose (đường khử) và saccharose (đường không khử) chỉ xuất hiện khi dừa già và khi dừa chín hẳn thì có đến 90% tổng hàm lượng đường là saccharose. Ở nước dừa thì nồng độ đường khử và các chất dinh dưỡng đạt đến nồng độ cao nhất (ngoại trừ S) vào khoảng tháng thứ 8.  Chất khoáng Chất khoáng trong nước dừa gồm K, Na, Ca, P, Fe, S, Cl. Trong đó K chiếm hơn phân nửa lượng khoáng chất và chủ yếu tồn tại dưới dạng K 2 CO 3 . 4 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện Nước dừa giàu K và một số khoáng chất khác, giữ vai trò quan trọng trong việc tăng sự bài tiết chất thải.  Protein Trong nước dừa hàm lượng protein là không đáng kể. Hàm lượng arginin, alanine, cystine và serine trong protein của nước dừa thì cao hơn trong sữa bò. Bảng 2.2: Thành phần và hàm lượng acid amin có trong nước dừa Thành phần acid amin Hàm lượng acid amin (mg/ml) Dừa già Dừa non Arginin 0.014 0.004 Histamin 0.01 0.009 Lysine 0 0.002 Phenylalanin 0 0.015 Tyrosine 0.004 0.002 Leusin Vết 0.001 Isoleusin 0 0 Valin 0 0 Cystein 0.096 0.068 Alanin 0 0.002 Lycin 0.1 0.001 Prolin 0.06 0.018 Glutamin 0.12 Vết Serin 0.14 0.015 Theonin 0 0 Asparasin 0.012 0.07  Vitamin Trong nước dừa chủ yếu chứa 2 loại vitamin là vitamin C (acid ascorbic) và vitamin B. Hàm lượng vitamin C từ 2.2 – 3.7 mg/ml và giảm dần khi phần nước càng gần phần thịt quả. Bảng 2.3: Các vitamin có trong nước dừa STT Vitamin Hàm lượng (g/l) 1 Acid ascorbic (Vitamin C) 2.2 – 3.7 2 Acid nicotinic (PP) 0.052 5 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện 3 Penthothennic 0.064 4 Acid folic (B5) 0.03 5 Riboflavin 0.00001 6 Biotin 0.002 7 Thiamin (B1) Vết 8 Byridoxine (B6) Vết 2.1.2. Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của nước dừa [13], [14] Nước dừa là một thức uống bổ dưỡng, làm mát và tăng cường sinh lực cơ thể. Nước dừa chứa lượng đường vừa đủ cung cấp cho cơ thể dưới dạng đường dễ tiêu hóa (chủ yếu là glucose, fructose và saccharose). Nước dừa chứa nhiều đạm cần thiết cho cơ thể dưới dạng nitơ axit amin thay thế và không thay thế. Nước dừa còn chứa nhiều vitamin và chất khoáng. Lượng vitamin C trong 1 trái dừa đủ cung cấp cho nhu cầu cơ thể mỗi ngày. Ngoài ra nước dừa còn chứa một số vitamin nhóm B như niacin, riboflavin, acid folic, thiamin và pyridoxin tìm thấy ở dạng vết. Nước dừa đặc biệt chứa nhiều khoáng chất như natri, kali, canxi, magiê, sắt, đồng, phốt pho, lưu huỳnh và clorua. Nước dừa có nhiều tính năng chữa bệnh như :  Nước dừa tốt cho những trẻ bị rối loạn đường ruột.  Nước dừa chứa nhiều hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triển.  Nước dừa dùng cho cơ thể bị đau buốt, nóng vì nhiệt và mụn nhọt (nhất là vào mùa hè); làm giảm bớt phát ban, nổi mụn gây bởi bệnh đậu mùa, sởi, thủy đậu…  Nước dừa diệt giun, sán, lãi… gây bệnh đường ruột.  Nước dừa tốt cho các trường hợp mắc bệnh tả.  Nước dừa giúp khử trùng và ngăn nhiễm trùng đường tiết niệu, lợi tiểu.  Nước dừa loại trừ chất độc trong trường hợp bị ngộ độc khoáng.  Nước dừa dùng hiệu quả trong chữa trị bệnh thận và sỏi bóng đái.  Nước dừa có thể được tiêm vào tĩnh mạch trong các trường hợp khẩn cấp thay thế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ dàng được cơ thể chấp nhận. 6 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện  Nước dừa làm giảm độ axit trong dạ dày và làm giảm sưng tấy trong dạ dày, làm giảm đau cho những người bị đau dạ dày. 2.2. Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của nha đam [38], [39], [40] Nha đam còn có tên gọi là Lô hội, tên tiếng Anh là Aloe vera. Thành phần hóa học của nha đam cực kỳ phức tạp, các chất có lợi thường cao hơn so với các loại thực vật khác. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh thành phần hóa học của nha đam gồm vài trăm loại chất khác nhau, có hơn 160 loại đã được nghiên cứu rõ ràng và đưa vào sử dụng. Hình 2.2: Nha đam [39]  Carbohydrate Gồm có: Mannose, xylose, glucose, galactose, rhamnose, fucose,…Trong đó mannose và glucose là chủ yếu.  Vitamin Nha đam có rất nhiều loại vitamin như A, C, E, B1, B5,…vì vậy có khả năng chống oxy hóa, làm chậm quá trình lão hóa tế bào do các gốc tự do gây ra.  Chất khoáng Có 20 loại chất khoáng như: Ca, K, Zn, Cr, Se,…; Trong đó Se là một nguyên tố vi lượng rất quan trọng tham gia cấu tạo nên enzyme gluthation – peroxydase, phá 7 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện hủy các gốc tự do, nhờ vậy nó có tác dụng phòng chống bệnh thoái hóa cơ và ung thư.  Acid amin Có 20 loại acid amin cần thiết cho cơ thể, trong đó có 7 loại acid amin thiết yếu.  Enzyme Gồm: oxydase, protease, catalase, lipase, , trong đó lipase, protease có khả năng tiêu thực và làm khỏe mạnh bộ máy tiêu hóa, rất tốt cho bệnh nhân đau dạ dày, đường ruột. Theo sách Đông y, nha đam có vị đắng, tính hàn nên có tác dụng thông đại tiện, mát huyết, nhuận gan, thông mật, giải nhiệt cho cơ thể trong những ngày hè nóng cho ta có một làn da tươi trẻ và một cơ thể khỏe mạnh. Phần thịt của nha đam có thể chế biến thành rất nhiều món ăn khác như: nấu chè đậu xanh, trộn salad, …, mà tốt nhất nên cắt nhỏ và ướp với đường cát rồi để tủ lạnh ăn. 2.3. Giới thiệu về kefir 2.3.1. Nguồn gốc hạt kefir [19] Sữa lên men kefir đã được người dân vùng núi Caucasus thuộc nước Liên Xô cũ sử dụng từ rất lâu. Họ xem nó như báu vật mà đấng tối cao Alah ban tặng cho con người. Người ta dùng nó làm thức uống và như một loại thuốc để chữa bệnh. Mọi người không hề biết đến bệnh ung thư, bệnh lao, bệnh dạ dày,…và sống thọ đến 110 tuổi. 8 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện Sữa kefir thường được sản xuất từ nguyên liệu là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò. Theo Oberman H và Libudiziz Z (1998) đầu tiên người ta lên men sữa thành kefir trong các túi làm bằng da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi. Đến cuối thế kỉ xix, kefir đã trở thành sản phẩm quen thuộc của dân các nước vùng Đông Âu ( Balan, Hungari, Nga, …), và các nước thuộc Scandinavia. Vì lợi ích mà kefir đem lại cho người dùng nên nó nhanh chóng lan rộng đến Thụy Điển, Na Uy, Phần Lan, Đức (1993), Hy Lạp, Áo, Brazil (1994), Và phổ biến cả Mỹ và Nhật. Kefir được sản xuất theo phương pháp truyền thống, không sử dụng những vật dụng bằng kim loại trong quá trình tiến hành mà chỉ dùng các dụng cụ bằng gỗ, da thú. Nên các sản phẩm lên men từ kefir rất khó để giữ được chất lượng và mùi vị như sản phẩm truyền thống khi đem vào sản xuất thương mại. Đến 1950, phương pháp sản xuất kefir mới đã được công nhận về chất lượng đó là phương pháp lên men có khuấy trộn. Kefir thường dùng để lên men các sản phẩm từ sữa là chủ yếu, ngoài ra nó còn dùng để lên men dịch trái cây, nước dừa, sữa dừa, đậu nành,… 2.3.2. Đặc điểm của hạt kefir [4], [12], [18], [19], [20], [21] Các hạt kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và chúng thường kết cụm lại với nhau trong giống hoa Choufleur với đường kính trung bình 0.3 - 2.0 cm. Hạt kefir chứa vi khuẩn lactic và nấm men. Đôi khi người ta còn tìm thấy cả vi khuẩn A. aceti và A. racens. Hạt kefir không tan trong nước và hầu hết các dung môi. Khi thả vào sữa thì nó thấm nước (sữa) và trở nên có màu trắng đục. 9 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Bùi Đức Chí Thiện Hình 2.4: Hình dạng hạt kefir [18]  Thành phần hoá học Thành phần hợp thành hạt kefir là phức protein polysacharide béo, protein (chiếm khoảng 30% tổng chất khô) và carbohydrate (25 – 50%). Thành phần hạt giống sấy khô đông lạnh với hàm ẩm 3.5% được tìm thấy bao gồm: béo 4.4%, tro 12.1%, Muco-polysacharide (kefiran) 45.7%; protein tổng số 34.3% gồm có: protein không hoà tan 27%, protein hoà tan 1.6% và acid amin tự do là 5.6%. Thành phần quan trọng của kefir là kefiran: gel hoà tan polisacharide, hình thành ở trung tâm hạt. Polysacharide này gồm hai loại đường đơn glucose và galactose với tỉ lệ cân đối. Cấu trúc phân tử của kefiran có mạch nhánh hexan hoạc heptan saccharide, hoặc do sự liên kết không đặc hiệu của một hay hai đường khử, làm cho kefiran không bị enzyme thuỷ phân. Đó là đặc điểm quan trọng giữ vững cấu trúc và hệ vi sinh vật của hạt kefir. 10 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà [...]... Chí Thiện 2.6 Qui trình sản xuất 2.6.1 Qui trình sản xuất men giống kefir Nước dừa Thanh trùng Làm nguội Cấy giống Hạt kefir 7% Bảo quản Lên men Lọc thô Hạt kefir Men giống Kefir Hình 2.12: Qui trình sản xuất men giống kefir 2.6.2 Thuyết minh qui trình  Môi trường sản xuất giống Chọn dừa non làm môi trường sản xuất vì trái cho nước ngọt và chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn nước dừa già Ta chọn những trái... trên bề mặt hạt Hạt kefir đã qua rửa sạch được đem bảo quản trong nước vô trùng hoặc dung dịch NaCl 0.9% Khi cần nhân giống cho mẻ sản xuất tiếp theo, người ta sẽ sử dụng tiếp các hạt kefir trên để nhân giống 27 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện 2.6.3 Qui trình chế biến kefir Nước dừa Thanh trùng Làm lạnh Men giống kefir Cấy giống Lên men Ủ lạnh Nha đam Phối chế Đường... trong hạt Ở đó Lb Kefiranoficients được xem là nguyên nhân hình thành vỏ bọc bên ngoài polysaccharide mà có thể giúp hạt co giãn Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn có thể tạo ra sự nhân giống kefir, vì sự nhân giống của hạt không xảy ra khi vắng mặt Lb Kefiranoficients – là vi khuẩn sinh ra kefiran ở trung tâm hạt 2.3.4 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của kefir [29], [30], [31]  Kefir là kết quả cộng... tiện Chúng ít hay không phân giải protein, không có cytochrome và catalase, không phân giải H2O2  Vi khuẩn lactic có loài lên men đồng hình và có loài lên men dị hình  Lên men đồng hình thì sản phẩm tạo thành chỉ có acid lactic Nó có thể tạo được trên 85% acid lactic  Lên men dị hình ngoài sản phẩm là acid lactic thì còn có các sản phẩm phụ khác Nó sản sinh được khoảng 50% acid lactic, 25% cồn,…... nghiệp GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện nha đam Sau khi thấy thịt nha đam hết nhớt thì vớt ra, rửa sạch với nước và để ráo Ta đem phần thịt nha đam này đi xay, lưu ý là không xay nhuyễn Sau đó đun sôi với agar, đường khoảng 10 phút, rồi đổ vào hộp hình chữ nhật cho đông lại, cắt nhỏ thành khối vuông có kích thước 4mm, đem để vào tủ mát bảo quản  Thanh trùng Sau khi lọc thô, nước dừa đem đi thanh trùng ở nhiệt... của nguyên liệu đến quá trình lên men  Mục đích Chọn nguyên liệu tốt nhất để quá trình lên men xảy ra nhanh, tạo độ chua và độ cồn cao  Cách tiến hành Nước dừa N G Cấy giống ( 5%) Lên men (25-300C, pH 5.5) Trong đó: N là nước dừa non G là nước dừa già  Khảo sát trên môi trường nước dừa non và dừa già (với nồng độ chất khô hòa tan là 5%)  Khảo sát với tỉ lệ men giống là 5%  Thí nghiệm gồm 2 nghiệm... men được sử dụng để cấy vào nước dừa nguyên liệu để sản xuất kefir Nếu sau quá trình nhân giống như trên vẫn chưa đủ thể tích giống cần dùng, ta tiếp tục nhân giống thêm một cấp nữa Khi đó ta sẽ sử dụng lượng giống thu được từ qui trình trên để cấy tiếp vào môi trường nước dừa đã thanh trùng  Bảo quản Sau khi lọc, các hạt kefir được đưa đi xử lý bằng cách rửa chúng trong nước vô trùng ở nhiệt độ thấp... giống Lên men Ủ lạnh Nha đam Phối chế Đường Đóng chai Bảo quản Hình 2.13: Qui trình chế biến kefir 2.6.4 Thuyết minh qui trình  Nguyên liệu  Nước dừa Sau khi thu mua trái dừa về, ta chỉ lấy nước dừa để làm nguyên liệu chế biến Để loại bỏ tạp chất và làm nước trong hơn, ta tiến hành lọc thô nguyên liệu  Nha đam Khi mua lá về rửa sạch, sau đó gọt sạch vỏ để lấy phần thịt bên trong, rồi ngâm trong giấm... những trái có độ tuổi 6-7 tháng Sau khi lấy nước dừa, ta đem đi lọc thô để loại tạp chất làm cho nước trong hơn 26 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Bùi Đức Chí Thiện  Thanh trùng Sau khi lọc thô xong, ta đem nước dừa đi thanh trùng ở 90-95 0C, trong thời gian 20 phút Thanh trùng giúp giảm bớt sự có mặt của vi sinh vật, ức chế hoạt động của enzyme Sau khi gia nhiệt, ta làm lạnh nhanh để... trong hạt kefir [25], [34] 2.3.3 Sự sinh sản của hạt kefir [12], [18] Kefir bao gồm hỗn hợp protein, lipid, polisaccharide và sự cộng sinh của nấm men với vi khuẩn Sự kết hợp và liên kết không theo quy tắc đã tạo nên từng hạt, các hạt này liên kết với nhau tạo ra hạt mẹ với các thùy con, những thùy con này có đầy đủ bộ phận như một cơ thể hoàn chỉnh Khi bị tác động bên ngoài các thùy con này có thể tách . dinh dưỡng cao. Mong rằng đề tài Nghiên cứu sản xuất nước dừa kefir có bổ sung nha đam sẽ được đưa vào sản xuất và sản phẩm được người tiêu dùng lựa. nay, ở nước ngoài có rất nhiều sản phẩm lên men từ hạt kefir, như: sữa động vật, nước trái cây, nước dừa, sữa dừa, sữa đậu nành,…, nhưng ở Việt nam sản