Đặt vấn đề Sữa là một dạng thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng, từ nguyên liệu khởi đầu là sữa, người ta đã chế biến ra vô vàng các sản phẩm với các cấu trúc, trạng thái, hương vị khác nhau. Nhằm làm phong phú cho các dòng sản phẩm cũng như kéo dài thời gian bảo quản nhiều dòng sữa chua lên men (fermented milks hoặc culture milks) ra đời. Sản phẩm được lên men bởi nhóm lactic hoặc tổ hợp vi khuẩn lactic và nấm men. Ngoài mùi vị đặc trưng, sữa chua lên men còn cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu hỗ trợ nhiều vấn đề tiêu hóa, chống lão hóa, giảm kích thước khối u…Các sản phẩm này rất đa dạng như yoghurt, kefir, koumiss… Kefir là một loại sữa lên men nằm trong nhóm fermented milks (FP Rattray và Connell, 2011).
Trong quá trình các loại vi khuẩn phát triển lactose trong sữa nuôi dưỡng các hạt Kefir, cho phép chúng phát triển đồng thời sẽ làm thay thế mùi vị, cấu trúc sánh mịn, hương vị thơm ngon. Đặc biệt các nghiên cứu hiện đại đã chỉ ra rằng kefir có đặc tính chống ung thư, kháng khuẩn, giảm cholesterol và điều hòa hệ vi sinh vật đường ruột (FP Rattray và Connell, 2011). Kefir là dòng sản phẩm khá phổ biến trên thế giới. Tuy nhiên, tại thị trường Việt Nam, kefir là dạng sản phẩm mới.
Nhằm thúc đẩy sự phát triển của các sản phẩm kefir tại thị trường trong nước, chúng tôi đã nghiên cứu dòng sản phẩm này. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi tiến hành khảo sát về tỉ lệ cấy giống vi sinh vật, thời gian, nhiệt độ của quá trình lên men để tạo ra sản phẩm có mùi vị, cấu trúc ổn định nhất của kefir đậu phộng. Sản phẩm kefir đậu phộng tạo ra sự mới lạ và làm phong phú thêm cho các dòng kefir hiện có trên thị trường. Với những ý tưởng đó chúng tôi đã thực hiện đề tài với nội dung như sau: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu phộng”.
Mục tiêu nghiên cứu Sản phẩm kefir đậu phộng được nghiên cứu tại phòng thí nghiệm với mục đích: - Đưa ra được một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của kefir đậu phộng: lượng đường và gelatin bổ sung, tỉ lệ cấy giống, nhiệt độ lên men, thời gian lên men. 1 - Đưa ra quy trình hoàn chỉnh để sản xuất sản phẩm kefir đậu phộng. Nội dung của đồ án Đề hoàn thành đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu phộng”. Chúng tôi thực hiện các công việc sau: - Tổng quan về nguyên liệu, thành phần hóa học và đặc tính sinh học của đậu phộng.
- Tổng quan về hạt kefir, giá trị dinh dưỡng và chức năng của kefir. - Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường trong dịch sữa đến độ pH, tính lưu biến của sản phẩm kefir đậu phộng. - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng gelatin đến độ pH, tính lưu biến, cấu trúc sản phẩm kefir đậu phộng. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian lên men và chất lượng kefir đậu phộng.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ cấy giống đến độ pH, thời gian lên men, tính lưu biến, hình ảnh chụp SEM của sản phẩm kefir đậu phộng. - Đánh giá chất lượng của sản phẩm kefir đậu phộng. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm kefir đậu phộng. - Hạt kefir - Đậu phộng.
Phạm vi nghiên cứu - Trong nghiên cứu này chúng tôi thực hiện khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như bổ sung đường, bổ sung gelatin, tỉ lệ cấy giống, nhiệt độ và thời gian lên men từ nguyên liệu sữa đậu phộng. - Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của ngành Công nghệ Thực phẩm, khoa Công nghệ Hóa học và thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học 2 - Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp một số thông số công nghệ cho thực nghiệm sản xuất kefir đậu phộng. - Tính mới của đề tài là sử dụng nguồn sữa thực vật để sản xuất kefir.
Tạo ra sản phẩm kefir đậu phộng có giá trị dinh dưỡng. - Đề tài góp phần tạo cơ sở cho các nghiên cứu về sản xuất kefir sử dụng hoàn toàn từ đậu phộng tự nhiên. Ý nghĩa thực tiễn - Quy trình sản xuất kefir đậu phộng có thể sử dụng như tài liệu tham khảo cho nghiên cứu, học tập về quá trình lên men kefir. - Quy trình chế biến sản phẩm này có khả năng ứng dụng trong quy mô sản xuất công nghiệp để tạo lên dòng sản phẩm kefir từ thực vật.
Tổng quan về Kefir 2. Giới thiệu Sữa lên men Kefir là một sản phẩm có từ rất lâu, nguyên liệu có thể là sữa bò, sữa cừu hoặc sữa dê. Theo Oberman và Libudzisz (1998), đầu tiên kefir được lên men trong những túi làm bằng da thú hoặc bằng gỗ sồi. Trong những giai đoạn tiếp theo Kefir đã trở thành những sản phẩm quen thuộc của các nước Đông Âu và ngày càng được sản xuất với quy mô công nghiệp (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Kefir là một loại đồ uống từ sữa truyền thống có nguồn gốc từ các vùng Caucasian và Đông Âu, được sản xuất bằng cách bổ sung trực tiếp hạt kefir vào sữa. Kefir là một môi trường cộng sinh của các vi sinh vật và có đặc điểm bao gồm protein, lipid, polysaccharide hòa tan được gọi là kefiran, là nơi tồn tại của hệ vi sinh vật bao gồm vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic và nấm men (Gulitz và cộng sự, 2011). Các vi sinh vật này chịu trách nhiệm cho quá trình lên acid, ethanol của sữa, tạo ra sản phẩm sữa lên men với các đặc tính độc đáo. Sản phẩm này cũng có một lịch sử lâu dài về các tác dụng có lợi cho sức khỏe, góp phần đáng kể về việc tăng việc tiêu thụ kefir và sự quan tâm đến các sản phẩm này ở một số nước phương Tây (Nor, 2021).
Theo lịch sử của lên men lần đầu tiên có thể được phát hiện một cách tình cờ, khi mọi người trải nghiệm hương vị của thực phẩm lên men (Prajapati và Nair, 2008). Tuy nhiên, lên men thực phẩm như sữa đã trở thành một phương pháp bảo quản phổ biến trước khi được bảo quản ở nhiệt độ thấp hoặc các quy trình bảo quản như đóng hộp và ủ chín được phát triển nhằm kéo dài thời gian sử dụng (Gulitz và cộng sự, 2011). Từ truyền thống kefir được lên men trong túi da như một một cách giúp bảo quản sữa và từ đó dẫn đến việc sản xuất hạt Kefir và bắt đầu truyền thống sản xuất kefir lâu đời. Tại Châu Âu Kefir có những tên khác nhau như Kephir, Kiaphur, Kefyr, Kesphir, Kepi, Keppe (Arslan, 2015).
Sản xuất Kefir truyền thống đã cung cấp sản lượng thương mại tại nhiều quốc gia. Điều này đã giúp tăng lượng tiêu thụ Kefir khẳng định sự có lợi cho sức khỏe. Việc sử dụng kefir có liên quan đến một số đặc tính tang cường sức khỏe như tác dụng kháng khuẩn, miễn 4 dịch, hạ cholesterol và được sử dụng phổ biến ở khu vực Đông Âu để điều trị các rối loạn tiêu hóa khác nhau (Farnworth, 2005). Các sản phẩm sữa lên men đóng một vai trò quan trọng trong chế độ ăn uống của mọi người trên thế giới, nó giúp tạo một loạt các tác dụng sinh lý và điều trị bao gồm kích thích hệ thống miễn dịch.
Kefir là hỗn hợp nấm men- vi khuẩn có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp bao gồm vi khuẩn sản xuất acid lactic (LAB), acid acetic và nấm men cùng phát triển cộng sinh trong môi trường sữa, hỗn hợp vi sinh vật phức tạp này tạo ra sản phẩm lên men đặc biệt (Vinderola và cộng sự, 2005). Sữa chua Kefir có trạng thái đồng nhất, độ đặc vừa phải, có vị chua (pH 4,2-4.6) và có mùi thơm tự nhiên của men Kefir (Otles và cộng sự, 2003). Hệ vi sinh vật Trong sản xuất Kefir, người ta sử dụng tổ hợp giống vi sinh vật dưới dạng hạt kefir, hình dạng không ổn định và thường kết chùm với nhau tạo thành các hình dạng tượng tự hoa chou-fleur (Lê Văn Việt Mẫn, 2004). Hạt kefir có kích thước khoảng 1-2mm đến 3-6 mm đôi khi có đường kính lên đến 2-15 mm có bề mặt gồ ghề, phức tạp không đều nhau (Koroleva, 1991).
Hạt kefir là một hỗn hợp phức tạp của vi khuẩn lactic và nấm men trong một liên kết chặt chẽ. Chúng được đặc trưng bởi hình thức không đều, bề mặt gấp khúc và không bằng phẳng, có màu trắng hoặc hơi vàng. Chúng dai, đàn hồi và có vị acid đặc trưng (Bottazzi, 1994). 5 Hệ vi sinh vật cơ bản có chứa lactococci, lactobacilli, nấm men và vi khuẩn acetic (Rea và cộng sự 1996; Bottazzi và cộng sự 1994).
Ngoài các tế bào vi sinh vật, hạt Kefir còn chứa protein chiếm khoảng 30% tổng chất khô và carbohydrate từ 25-50% (Lê Văn Việt Mẫn, 2010). Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65-80% tổng số vi sinh vật trong hạt Kefir. Chúng gồm những loài ưa nhiệt, thực hiện quá trình lên men lactic theo cơ chế lên men đồng hình lẫn dị hình. Nhóm vi khuẩn lactic lactococci chiếm 20% tổng số tế bào.
Riêng nấm men chiếm 5-10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loài lên men được lẫn loài không lên men được đường lactose. Các loài nấm men lên men được đường lactose thường được tìm thấy tại các vị trí gần bề mặt của hạt Kefir. Ngược lại, các loài nấm men không lên men được đường lactose được tìm thấy ở các vị trí sâu bên trong tâm hạt (Lê Văn Việt Mẫn, 2004). Nhiều báo cáo nêu rằng hạt Kefir được tạo thành từ 108-109 cfu/ml LAB 105-106 cfu/ml nấm men và trong 105-106 cfu/ml vi khuẩn acid acetic (Garrote và cộng sự, 2001; Koroleva, 1991).
Hệ vi sinh vật cơ bản của hạt Kefir bao gồm LAB như liên cầu khuẩn Leuconostoc lactobacilli (đồng hình và dị hình), Lactococci và vi khuẩn acid acetic cũng như nấm men (Rea và cộng sự, 1996; Bottazzi và cộng sự, 1994) tất cả được kết hợp với nhau bằng cách hòa tan trong nước polysaccharide được gọi là Kefiran (Kosakowski, 1977) bao gồm glucose và galactose (Yokoi và cộng sự, 1991). Trong hạt kefir, polysaccharide chính là kefiran, là một heteropolysaccharide được cấu tạo bởi tỉ lệ glucose và galactose gần bằng nhau và chủ yếu được sản xuất bởi Lactobacillus kefiranofaciens (Zajesk và cộng sự, 2011). Kefiran, là exopolysaccharide hòa tan trong nước được sản xuất bởi vi sinh vật có trong hạt kẻo, là một glucogalactan có một số đặc tính thúc đẩy sức khỏe (J. Piermaria và cộng sự, 2011).