Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng tiêu dùng hiện đại, nhu cầu đối với thực phẩm không chỉ dừng lại ở việc đáp ứng giá trị năng lượng hay cảm quan thơm ngon mà còn hướng đến các giá trị sinh học và lợi ích sức khỏe lâu dài. Theo số liệu thống kê của Euromonitor, tổng giá trị tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa tại thị trường Việt Nam năm 2020 đạt 135.000 tỷ đồng, ghi nhận mức tăng trưởng 8% so với năm 2019, trong đó các phân khúc như sữa chua (+12%), phô mai (+11%), sữa uống (+10%) đều có sự tăng trưởng mạnh mẽ. Đối với ngành hàng kem, số liệu từ IDFA cho thấy kem là món tráng miệng phổ biến trên toàn cầu; tại Hoa Kỳ có 73% người tiêu dùng sử dụng kem ít nhất một lần mỗi tuần. Tuy nhiên, mức tiêu thụ kem bình quân đầu người tại Việt Nam theo thống kê của BRAND VIETNAM chỉ đạt 0,4 kg/người/năm, thấp hơn đáng kể so với các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á như Indonesia (0,67 kg/người/năm), Thái Lan (0,97 kg/người/năm) và Malaysia (1,85 kg/người/năm). Thực trạng này cho thấy dư địa phát triển của thị trường kem tại Việt Nam còn rất lớn.

Kem là một hệ phân tán chứa protein, khoáng chất, vitamin và chất béo, có tiềm năng cao để trở thành chất mang lý tưởng cho các chủng vi khuẩn có lợi (probiotic). Việc bổ sung vi khuẩn probiotic vào sản phẩm thực phẩm hỗ trợ cải thiện hệ vi sinh đường ruột, tăng cường miễn dịch và giảm cholesterol. Tuy nhiên, rào cản kỹ thuật lớn nhất là sự suy giảm nghiêm trọng mật độ tế bào sống của vi khuẩn probiotic trong các điều kiện khắc nghiệt của quá trình sốc nhiệt lạnh đông và bảo quản dài ngày. Để giải quyết thách thức này, việc kết hợp các hợp chất prebiotic—đặc biệt là Fructooligosaccharide (FOS)—được đánh giá là giải pháp hữu hiệu. FOS là carbohydrate chuỗi ngắn không bị phân giải ở ruột non, vừa đóng vai trò là cơ chất chọn lọc kích thích sự sống sót của vi khuẩn probiotic, vừa giúp cải thiện cấu trúc vật lý, lưu biến và độ tan chảy của sản phẩm kem.

Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát của đề tài là tiến hành các thí nghiệm xác định các thông số công nghệ thích hợp nhằm xây dựng hoàn chỉnh quy trình sản xuất kem probiotic bổ sung Fructooligosaccharide (FOS), đồng thời theo dõi và đánh giá mật độ vi sinh vật có lợi trong thời gian bảo quản 30 ngày.

Nhiệm vụ nghiên cứu (theo phân công trong văn bản):

  1. Tổng quan tài liệu về nguyên liệu, chủng vi sinh vật, phụ gia và công nghệ sản xuất kem probiotic để xây dựng quy trình thực nghiệm ban đầu.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng whipping cream (0%, 7%, 14%, 21%) đến các chỉ tiêu hóa lý, độ cứng, độ lưu biến, tốc độ tan chảy, độ nở xốp và chất lượng cảm quan của kem.
  3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ men giống probiotic (0,05‰; 0,1‰; 0,2‰; 0,3‰) đến động thái pH, độ axit chuẩn độ và độ lưu biến trong quá trình lên men.
  4. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng FOS (0%, 1,5%, 3%, 4,5%, 6%) đến độ nở xốp, thời gian tan chảy, độ lưu biến, cảm quan và khả năng sống sót của vi khuẩn.
  5. Xác định thành phần hóa học (độ ẩm, chất béo, protein, tro, carbohydrate) của sản phẩm tối ưu và theo dõi mật độ vi khuẩn lactic (LAB) tại các mốc thời gian 1, 15 và 30 ngày bảo quản ở -18°C.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình lên men dịch sữa bằng tổ hợp hai chủng vi khuẩn Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus và Streptococcus thermophilus; các mẫu kem probiotic được bổ sung prebiotic FOS.
  • Không gian nghiên cứu: Phòng thí nghiệm và Xưởng thực hành Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Thời gian nghiên cứu: Đồ án hoàn thành vào tháng 07/2024; phạm vi thử nghiệm bảo quản sản phẩm kéo dài trong 30 ngày ở điều kiện lạnh đông (-18°C).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

  • Phân loại sản phẩm kem: Căn cứ theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7402:2004 và TCVN 7402:2019 về kem thực phẩm, nghiên cứu định vị sản phẩm thuộc Nhóm 1 (các sản phẩm có đường được sản xuất hoàn toàn từ chất béo và protein của sữa). Về phân loại theo hàm lượng chất béo, đề tài hướng tới dòng sản phẩm kem giảm béo (Reduced-fat ice cream) với tỷ lệ chất béo dao động từ 7% đến 9% và tổng hàm lượng chất khô đạt từ 32% đến 36%.
  • Chỉ tiêu vi sinh sữa lên men: Đối chiếu theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7030:2016 đối với sản phẩm sữa lên men nhằm đảm bảo lượng vi khuẩn probiotic sống đạt mức tiêu chuẩn chức năng sinh học ($> 10^7\text{ CFU/g}$ hoặc $\text{CFU/mL}$).
  • Cơ chế cộng sinh vi sinh vật: Sự phối hợp giữa chủng cầu khuẩn Streptococcus thermophilus (vi khuẩn ưa nhiệt phát triển nhanh ở giai đoạn đầu, tạo axit pyruvic, axit formic và $\text{CO}_2$) và trực khuẩn Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (thủy phân protein giải phóng peptide và axit amin kích thích ngược lại sự phát triển của S. thermophilus).
  • Lý thuyết prebiotic FOS: Fructooligosaccharide là hợp chất chuỗi oligosaccharide có nguồn gốc từ sucrose dạng $\text{GF}_n$ (gồm 1-kestose $\text{GF}_2$, nystose $\text{GF}_3$ và $1\text{F}-\beta\text{-fructofuranosyl nystose } \text{GF}_4$). FOS có độ ngọt bằng 1/3 sucrose, cung cấp mức năng lượng thấp (0-3 kcal/g), không làm tăng đường huyết và kích thích chọn lọc vi khuẩn đường ruột sinh axit béo chuỗi ngắn.
  • Mô hình toán học lưu biến: Ứng dụng phương trình Herschel - Bulkley ($\tau = \tau_0 + K \cdot \gamma^n$) để mô tả ứng suất trượt, chỉ số chảy và độ nhớt biểu kiến của hỗn hợp kem.

Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu

  • Nguyên liệu chính: Sữa tươi tiệt trùng UHT Vinamilk không đường (năng lượng 60,3 kcal, chất béo 3,5 g, protein 3,1 g, carbohydrate 4,1 g/100 mL); sữa bột gầy Đại Tân Việt nhập khẩu New Zealand (protein 32,78%, độ hòa tan cao); Whipping cream Anchor New Zealand (hàm lượng béo 35-36%); men giống thương mại đông khô của CHR. Hansen (Đan Mạch); FOS syrup Thiên Sư (chất khô 79,6%, hàm lượng FOS tinh khiết 80,2% tính trên chất khô); đường saccarose Biên Hòa; phụ gia ổn định cấu trúc làm kem Stab 2000 (Louis Francois - Pháp, gồm E410, E401, E471, E407).
  • Hóa chất phân tích: $\text{NaOH}$, $\text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc, $\text{K}_2\text{SO}_4$, $\text{H}_3\text{BO}_3$, $\text{CuSO}_4$, phenolphthalein, petroleum ether (hãng Xilong, Trung Quốc).
  • Thiết bị chuyên dụng: Thiết bị phân tích lưu biến Rheostress Drehlorper (Đức); máy đo cấu trúc Brookfield CT3 (Mỹ); máy chưng cất đạm Kjeldahl (Behr, Đức); thiết bị đồng hóa IKA (Đức); máy làm kem Unold 48895 (Đức); máy đo pH Checker (Hanna Instruments, Romania); đĩa Petrifilm đếm vi khuẩn LAB (3M, Mỹ).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Phương pháp chuẩn bị dịch sữa hoàn nguyên: Hòa tan sữa bột gầy vào sữa tươi ở 50°C trong 5 phút để nâng hàm lượng chất khô của dịch sữa ban đầu lên 14%.
  • Quy trình công nghệ chế biến:
    • Đồng hóa: Tốc độ 6000 vòng/phút trong thời gian 15 phút.
    • Thanh trùng: Gia nhiệt ở 85°C trong 15 phút, sau đó làm nguội nhanh về 40 ± 2°C.
    • Lên men: Cấy men giống và ủ nhiệt ở 40 ± 2°C trong 4 giờ 20 phút cho đến khi khối sữa đông tụ hoàn toàn.
    • Phối trộn phụ gia và siro đường: Bổ sung 0,5% phụ gia Stab 2000 và 10% syrup đường 80°Brix.
    • Làm lạnh đông sơ bộ và thổi khí: Thực hiện trên máy Unold 48895 ở điều kiện -18°C đến -25°C trong 50 phút đến khi nhiệt độ tâm kem đạt -4°C.
    • Rót khuôn và bảo quản: Trữ đông ở -18°C.
  • Phương pháp phân tích hóa lý và chức năng:
    • Xác định pH bằng máy đo điện cực; độ axit chuẩn độ biểu thị qua thể tích $\text{NaOH 0,1N}$ tiêu tốn với chỉ thị phenolphthalein.
    • Xác định độ nở xốp (Overrun) dựa trên tỷ lệ chênh lệch khối lượng của cùng một thể tích hỗn hợp kem trước và sau khi làm đông thổi khí.
    • Xác định độ tan chảy bằng cách đo khối lượng kem tan chảy qua lưới lọc theo thời gian.
    • Đo độ cứng bằng máy phân tích kết cấu CT3 và đo các thông số lưu biến dòng chảy.
    • Định lượng vi khuẩn axit lactic (LAB) sống bằng phương pháp đổ đĩa Petrifilm 3M chuyên dụng sau các khoảng thời gian 1, 15 và 30 ngày.
    • Đánh giá cảm quan theo phép thử cho điểm thị hiếu.
    • Xử lý thống kê: Phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh nghiệm thức bằng phần mềm thống kê chuyên ngành.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này tập trung trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực phẩm chức năng bảo vệ sức khỏe và xu thế phát triển của ngành công nghiệp tráng miệng đông lạnh tại Việt Nam. Tác giả nêu rõ mục tiêu tối ưu hóa quy trình chế tạo kem synbiotic (kết hợp probiotic và prebiotic FOS), phân định rõ các nội dung thực nghiệm cần giải quyết, giới hạn phạm vi nghiên cứu và khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc làm tài liệu tham khảo công nghệ, ý nghĩa thực tiễn trong khả năng triển khai sản xuất quy mô pilot và công nghiệp.

Chương 2: Tổng quan

Tác giả hệ thống hóa các tài liệu chuyên ngành về:

  1. Định nghĩa, phân loại 6 nhóm kem theo TCVN 7402:2004 và các dòng kem theo hàm lượng chất béo (từ kem không béo đến siêu cao cấp).
  2. Giá trị dinh dưỡng của kem probiotic (protein sữa chất lượng cao giàu axit amin thiết yếu, khoáng chất canxi, photpho, vitamin hòa tan trong dầu và axit lactic từ quá trình lên men).
  3. Cơ sở quy trình sản xuất kem truyền thống và hiện đại (nguyên lý các công đoạn phối trộn, đồng hóa hai giai đoạn, thanh trùng 85°C, ủ chín 2-4°C, lạnh đông sơ bộ -6°C và cấp đông sâu -40°C).
  4. Đặc tính hóa sinh của các nguyên liệu chính (sữa tươi UHT, sữa bột gầy, whipping cream, đường sucrose) và cơ chế sinh trưởng tương hỗ giữa Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophilus.
  5. Cấu trúc, đặc tính chức năng của prebiotic FOS cùng vai trò của phụ gia nhũ hóa/ổn định (Locust bean gum, Sodium alginate, GMS, Carrageenan).
  6. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước (các công trình của Bùi Thế Vinh & Hà Văn Toàn 2008, Đoàn Anh Dũng và cs 2015) và quốc tế (công trình vi bao probiotic trong kem synbiotic của Hoda S. EL-Sayed 2014, nghiên cứu bổ sung FOS của Sabet-Sarvestani 2021, nghiên cứu phối hợp inulin của Di Criscio 2010).

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết toàn bộ điều kiện thực nghiệm, thông số kỹ thuật xuất xứ nguyên liệu (chứng chỉ phân tích CoA của sữa gầy, whipping cream Anchor, FOS Thiên Sư), danh mục thiết bị đo đạc và sơ đồ bố trí 3 thí nghiệm cốt lõi:

  • Thí nghiệm 1: Khảo sát 4 mức tỷ lệ whipping cream (0%, 7%, 14%, 21% tính theo khối lượng dịch sữa ban đầu) với các yếu tố cố định: 200 g sữa tươi + 4,85 g sữa gầy, 5% đường, 3% FOS, 0,1‰ probiotic, 0,5% phụ gia, 10% syrup đường, nhiệt độ lên men 40°C.
  • Thí nghiệm 2: Khảo sát 4 mức tỷ lệ giống cấy probiotic (0,05‰; 0,1‰; 0,2‰; 0,3‰ tính theo tổng khối lượng mẫu).
  • Thí nghiệm 3: Khảo sát 5 mức tỷ lệ FOS (0%, 1,5%, 3%, 4,5%, 6%). Quy định cụ thể các phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý, hóa học, cảm quan, lưu biến và quy trình đếm khuẩn lạc LAB trên đĩa Petrifilm 3M.

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Phần này trình bày toàn diện số liệu thực nghiệm thu được từ các thí nghiệm:

  • Ảnh hưởng của hàm lượng whipping cream: Khi tăng tỷ lệ whipping cream từ 0% lên 21%, hàm lượng chất khô và chất béo tăng tương ứng; cấu trúc mạng lưới cầu béo hình thành làm tăng độ nhớt biểu kiến, giảm tốc độ tan chảy và cải thiện độ nở xốp. Mẫu W14 (14% whipping cream) đạt điểm cảm quan cao nhất, cấu trúc mịn màng, độ cứng phù hợp và duy trì mật độ vi khuẩn tối ưu.
  • Ảnh hưởng của hàm lượng probiotic: Tỷ lệ cấy 0,1‰ (mẫu P1) mang lại tốc độ lên men hài hòa, đạt độ pH và độ axit chuẩn độ tối ưu cho sự đông tụ protein sữa mà không gây chua gắt, đảm bảo độ nhớt hỗn hợp sau ủ chín và đặc tính lưu biến phù hợp mô hình Herschel - Bulkley.
  • Ảnh hưởng của hàm lượng FOS: Bổ sung FOS ở mức 3% (mẫu F3) cải thiện độ nhớt, hỗ trợ làm tăng độ nở xốp lên khoảng 45,45% - 46,88%, kéo dài thời gian tan chảy (47,89 - 50,28 phút), cải thiện vị ngọt thanh và hỗ trợ bảo vệ vi khuẩn L. bulgaricus.
  • Đánh giá chất lượng và độ bền bảo quản sản phẩm hoàn thiện: Sản phẩm kem phối trộn tối ưu đạt các chỉ số hóa học cân đối và duy trì mật độ tế bào vi khuẩn sống $10^9\text{ CFU/mL}$ sau 30 ngày trữ đông ở -18°C.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ thông số kỹ thuật của quy trình sản xuất đã hoàn thiện, khẳng định tính khả thi của công nghệ và đề xuất các kiến nghị mở rộng nghiên cứu về thời gian bảo quản và phát triển quy mô pilot.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng của nghiên cứu

Từ các chuỗi thí nghiệm khảo sát, nghiên cứu đã xác định được công thức phối chế tối ưu cho sản phẩm kem probiotic bổ sung FOS gồm:

  • Tỷ lệ whipping cream: 14% (so với dịch sữa ban đầu)
  • Tỷ lệ men giống probiotic: 0,1‰
  • Tỷ lệ prebiotic FOS: 3%
  • Phụ gia ổn định Stab 2000: 0,5%
  • Siro đường (80°Brix): 10%
  • Đường bổ sung ban đầu: 5%

Các thông số chất lượng thực nghiệm của mẫu kem thành phẩm đạt được như sau:

Chỉ tiêu phân tích Giá trị đo đạc thực nghiệm
Nồng độ chất khô tổng số 22,55%
Hàm lượng chất béo 7,53%
Hàm lượng protein 3,10%
Hàm lượng carbohydrate 10,02%
Hàm lượng tro 1,91%
Điểm đánh giá cảm quan thị hiếu 7,33 điểm
Độ nở xốp (Overrun) 45,45% – 46,88%
Thời gian tan chảy hoàn toàn 47,89 – 50,28 phút
Mật độ vi khuẩn LAB sau 30 ngày trữ đông (-18°C) $10^9\text{ CFU/mL}$

Giải pháp và quy trình công nghệ đề xuất

Tác giả đề xuất quy trình công nghệ sản xuất kem probiotic bổ sung FOS với các thông số vận hành chuẩn:

  1. Phối trộn 1: 200 g sữa tươi + 4,85 g sữa bột gầy ở 50°C trong 5 phút tạo dịch sữa 14% chất khô.
  2. Phối trộn 2: Bổ sung 14% whipping cream, 3% FOS và 5% đường.
  3. Đồng hóa: Vận hành thiết bị ở 6000 vòng/phút trong 15 phút.
  4. Thanh trùng: Xử lý nhiệt ở 85°C trong 15 phút, hạ nhiệt về 40 ± 2°C.
  5. Lên men: Cấy 0,1‰ men giống (L. bulgaricus và S. thermophilus), lên men ở 40 ± 2°C trong 4 giờ 20 phút.
  6. Phối trộn 3: Phối chế 0,5% phụ gia Stab 2000 và 10% siro đường 80°Brix.
  7. Đông lạnh sơ bộ & Thổi khí: Xử lý trong cối lạnh đông (-18°C đến -25°C) trong 50 phút đến khi nhiệt độ tâm kem đạt -4°C.
  8. Rót hộp & Cấp đông: Trữ đông ổn định tại nhiệt độ -18°C.

Đóng góp khoa học và thực tiễn của đề tài

  • Chứng minh tính tương thích giữa chủng vi sinh probiotic (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus) và prebiotic FOS trong môi trường chất nền kem sữa giảm béo (chất béo 7,53%).
  • Xác lập bộ dữ liệu thực nghiệm về mối liên hệ giữa nồng độ chất béo (whipping cream), FOS đối với đặc tính lưu biến Herschel - Bulkley, độ cứng, độ nở xốp và khả năng sống sót của vi khuẩn axit lactic trong môi trường lạnh đông sâu.
  • Các chỉ tiêu hóa học và vi sinh của sản phẩm đáp ứng đầy đủ quy chuẩn Việt Nam hiện hành gồm TCVN 7402:2019 (về kem thực phẩm) và TCVN 7030:2016 (về sữa lên men), chứng minh tính khả thi để chuyển giao ứng dụng ở quy mô pilot và công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Nghiên cứu chỉ theo dõi sự biến đổi chất lượng, pH, độ axit chuẩn độ và khả năng sống sót của vi khuẩn probiotic trong giới hạn thời gian bảo quản 30 ngày ở -18°C.
  • Quy trình sản xuất mới được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm và thiết bị làm kem gia dụng/bán công nghiệp nhỏ (Unold 48895), chưa khảo sát trên các dây chuyền cấp đông liên tục công nghiệp.
  • Nghiên cứu mới khảo sát trên một tổ hợp tỷ lệ chủng men cố định và một dạng nguyên liệu FOS thương mại dạng siro.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Kéo dài thời gian nghiên cứu bảo quản lên các mốc 60, 90 và 180 ngày để đánh giá đầy đủ hạn sử dụng thương mại của sản phẩm.
  • Mở rộng thử nghiệm sản xuất trên hệ thống pilot công nghiệp với các thiết bị làm lạnh đông liên tục có kiểm soát áp suất thổi khí chính xác.
  • Thử nghiệm kết hợp thêm các loại hương liệu tự nhiên, mứt trái cây hoặc dịch chiết thảo mộc để đa dạng hóa danh mục sản phẩm và gia tăng mức độ ưa thích cảm quan của người tiêu dùng.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận tốt nghiệp này mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sinh học: Nguồn tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa sản phẩm sữa lên men đông lạnh, phương pháp phân tích lưu biến học chất lỏng phi Newton bằng mô hình Herschel - Bulkley và kỹ thuật đếm khuẩn lạc LAB bằng đĩa Petrifilm 3M.
  • Kỹ sư R&D và doanh nghiệp chế biến sữa: Cung cấp thông số công nghệ cụ thể (tỷ lệ whipping cream 14%, FOS 3%, men 0,1‰; chế độ đồng hóa 6000 vòng/phút, thanh trùng 85°C/15 phút, lên men 4h20 ở 40°C) để phát triển dòng sản phẩm kem synbiotic giảm béo chức năng.
  • Các nhà nghiên cứu về prebiotic và probiotic: Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm về tỷ lệ sống sót cao ($10^9\text{ CFU/mL}$) của vi khuẩn lactic dưới tác động bảo vệ của cơ chất FOS trong cấu trúc kem đông lạnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Sản phẩm kem trong nghiên cứu thuộc nhóm phân loại nào và định hướng hàm lượng chất béo ra sao?

Theo TCVN 7402:2004, sản phẩm thuộc Nhóm 1 (kem có đường được sản xuất hoàn toàn từ chất béo và protein của sữa). Tác giả định hướng phát triển dòng kem giảm béo (Reduced-fat ice cream) với hàm lượng chất béo thực tế đo được là 7,53% (nằm trong khoảng tiêu chuẩn 7-9%).

2. Công thức phối chế tối ưu được xác định từ các thí nghiệm gồm những thành phần nào?

Công thức tối ưu bao gồm: 14% whipping cream, 0,1‰ men giống probiotic (L. bulgaricus và S. thermophilus), 3% FOS, 5% đường bổ sung ban đầu, 0,5% phụ gia ổn định Stab 2000 và 10% siro đường (80°Brix).

3. Thành phần hóa học chính của mẫu kem tối ưu đạt các giá trị cụ thể nào?

Kết quả phân tích ghi nhận: nồng độ chất khô tổng số đạt 22,55%; hàm lượng chất béo đạt 7,53%; hàm lượng protein đạt 3,10%; hàm lượng carbohydrate đạt 10,02% và hàm lượng tro đạt 1,91%.

4. Mật độ vi khuẩn probiotic sống sau 30 ngày bảo quản lạnh đông đạt bao nhiêu?

Sau 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ -18°C, mật độ vi khuẩn lactic (LAB) sống trong kem vẫn duy trì ở mức $10^9\text{ CFU/mL}$, đáp ứng quy chuẩn TCVN 7030:2016 cho sản phẩm sữa lên men.

5. Các thông số vật lý chính (độ nở xốp, thời gian tan chảy, điểm cảm quan) của kem đạt mức nào?

Mẫu kem tối ưu ghi nhận độ nở xốp (overrun) đạt từ 45,45% đến 46,88%; thời gian tan chảy hoàn toàn kéo dài từ 47,89 đến 50,28 phút; điểm đánh giá mức độ ưa thích cảm quan tổng thể đạt 7,33 điểm.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Thiện Lộc và Lê Thị Ngọc Như đã nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình sản xuất kem probiotic bổ sung Fructooligosaccharide (FOS) ở quy mô thực nghiệm. Công thức tối ưu được xác lập với 14% whipping cream, 0,1‰ men giống và 3% FOS, tạo ra sản phẩm kem giảm béo đạt cấu trúc mịn, độ nở xốp 45,45% - 46,88% và thời gian tan chảy kéo dài trên 47 phút. Đáng chú ý, mật độ vi khuẩn probiotic sống được duy trì ở mức cao ($10^9\text{ CFU/mL}$) sau 30 ngày bảo quản ở -18°C, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn TCVN 7402:2019 và TCVN 7030:2016, mở ra tiềm năng ứng dụng khả thi cho các quy mô sản xuất pilot và công nghiệp.