Công nghệ sản xuất sữa đậu nành KEFIR hương Cacao

nhờ nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm, vừa lên men rượu nhờ nấm men. Sản phẩm này thường được lên men từ sữa của các loài động vật có vú như: bò, ngựa, dê, tuy đã có mặt từ rất lâu đời trên thế giới nhưng vẫn còn rất mới trên thị trường Việt Nam. Do đó, để góp phần giúp cho sản phẩm Kefir ngày càng phổ biến và quen thuộc với người tiêu dùng, chúng tôi nghĩ cần phải nghiên cứu sử dụng các loại nguyên liệu khác để lên men kefir tạo sự đa dạng cho sản phẩm. Ở các nước châu Á, sữa đậu nành là thức uống phổ biến phù hợp cho mọi lứa tuổi. Thành phần amino acid trong protein của đậu nành ngoài methionine và tryptophan còn có các amino acid khác với số lượng khá cao tương đương lượng amino acid có trong thịt. Ngoài ra sữa đậu nành còn chứa rất nhiều vitamin, muối khoáng cần thiết cho cơ thể Những loại thực phẩm được chế biến từ đậu nành đã có từ hơn hai ngàn năm trước như: đậu hũ, chao, tương. Hiện nay, các nhà sản xuất thực phẩm đang quan tâm đầu tư nghiên cứu nhằm làm đa dạng các sản phẩm chế biến từ đậu nành để đáp ứng khẩu vị của người tiêu dùng. Ca cao là cây trồng đang phát triển ở Việt Nam, đặc biệt là vùng Tây Nguyên, đang được đánh giá là cây trồng chủ lực, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Chất lượng hạt cacao Việt Nam đã được đánh giá cao so với cacao của nhiều quốc gia khác trên thế giới. Nhưng hiện nay ở Việt Nam chỉ có một số ít doanh nghiệp đầu tư, sản xuất các sản phẩm chế biến từ cacao. Vì vậy chúng tôi thiết nghĩ, sự kết hợp giữa hai loại nguyên liệu đậu nành và cacao để lên men Kefir sẽ tạo ra được một sản phẩm có hương vị mới lạ và hấp dẫn. Với ý tưởng trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Công nghệ sản xuất sữa đậu nành kefir hương cacao” Mục tiêu đề tài Sữa đậu nành Kefir sẽ được nghiên cứu chế biến ở phòng thí nghiệm với trọng tâm là giải quyết các vấn đề về chất lượng sản phẩm. Trên cơ sở đó đề tài nghiên cứu các vấn đề sau: - Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men giống đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm - Khảo sát ảnh hưởng của độ acid dừng đến chất lượng sản phẩm - Khảo sát tỉ lệ phối chế thích hợp cho thành phẩm Nội dung công việc Để hoàn thành mục đích đề tài, chúng tôi thực hiện các công việc sau: - Tham khảo tài liệu, tìm hiểu những lĩnh vực có liên quan - Xây dựng kế hoạch thí nghiệm - Tiến hành thực hiện thí nghiệm - Xử lý và rút ra nhận xét từ số liệu thu được CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÂY ĐẬU NÀNH Giới thiệu Khái quát Tên khoa học: Glycine max (L.) Merrill Tên tiếng Anh: soybean, soya bean Tên tiếng Việt: đậu nành (miền Nam), đậu tương (miền Bắc), hoàng đậu miêu… Cây đậu nành thuộc: Lớp: Magnoliopsida Bộ: Fabales Họ: Fabaceae Họ phụ: Faboideae Chi: Glycine Hơn năm ngàn năm về trước, đậu nành đã được trồng và sử dụng như là thực phẩm, thành phần của thuốc ở miền Đông Bắc Trung Quốc. Cây đậu nành được du nhập vào Triều Tiên và Nhật Bản vào khoảng từ năm 200 trước công nguyên đến năm 300 sau công nguyên. Sau đó, được du nhập đến các nước Indonesia, Philippin, Thái Lan, Malaysia. Tại Việt Nam, cây đậu nành được trồng vào thế kỷ thứ VI sau công nguyên. Vào năm 1765, sau một chuyến hải hành từ Trung Quốc, thủy thủ Samuel Bowen (người Mỹ) đã mang hạt giống đậu nành về Mỹ. Sau đó cây tiếp tục được trồng phổ biến sang các nước Trung và Nam Mỹ [4] Đậu nành cung cấp nguồn protein (chất đạm) nhiều hơn bất cứ một loại nông sản nào và tương đương với các sản phẩm từ thịt động vật, cho nên nó được ưa chuộng và sử dụng trong khẩu phần ăn ở nhiều nước châu Á. Ngày nay, đậu nành đã trở thành một trong những loại cây được trồng phổ biến trên thế giới . Đặc điểm hình thái của cây đậu nành Rễ cây Bộ rễ của cây đậu nành gồm có một rễ cái và rất nhiều rễ con.Bộ rể của cây phát triển rất khỏe theo từng giai đoạn phát triển của cây, chỉ khi nào cây đã bước vào giai đoạn thu hoạch thì bộ rễ mới ngừng phát triển. Thân cây Cây đậu nành có thân thảo gần hóa mộc (bên trong có mô gỗ, có tế bào gỗ), sống hàng năm, thân nhỏ và yếu. Cây thường mọc thẳng, có giống mọc nghiêng hoặc bò ra đất. Ở đoạn gốc cây, chiều dài của lóng dài, càng lên ngọn lóng càng ngắn lại. Cây đậu nành gồm có 2 giống: giống sinh trưởng hữu hạn và giống sinh trưởng vô hạn Giống sinh trưởng hữu hạn: chiều cao từ 30-40 cm, thân to khỏe, số lóng ít (5-6 lóng). Khi cây ra hoa thì cũng là lúc ngừng tăng trưởng về chiều cao. Giống sinh trưởng vô hạn: chiều cao từ 1-1,5 m, thân nhỏ và yếu, cành cũng nhỏ, lóng nhiều (7-9 lóng). Khi cây ra hoa, thân vẫn tiếp tục tăng trưởng chiều cao. Giống này thường mọc theo thế hơi nghiêng hoặc mọc bò ra đất như loài thân leo. Lá cây Đậu nành có hai loại lá là: lá đơn và lá kép. Lá đơn có hình ovan sinh ra từ lóng thứ hai của thân cây. Hai lá đơn mọc đối xứng nhau, mỗi gốc lá đơn mọc chìa ra hai gốc lá nhỏ. Từ lóng thứ ba trở lên, mỗi lóng nảy ra một lá kép, dài từ 3-12 cm, rộng từ 2-8 cm. Cây có lá rộng thì phiến lá mỏng, sinh trưởng khỏe, ngược lại, cây có lá dài thì phiến lá dày và sinh trưởng yếu nhưng lại chịu hạn giỏi hơn cây có phiến lá rộng. Hoa Cụm hoa ở kẻ lá, hoa nhỏ có dạng cánh bướm, màu tím hoặc trắng, đài hình chuông, phủ lông mềm, tràng có cành cờ rộng, không có tai, nhị một bó, bầu có lông. Hoa có khả năng tự thụ phấn. Trái Sau khi hoa nở một tuần thì đậu trái. Sau ba tuần tiếp theo thì trái đạt kích thước tối đa. Bên ngoài trái có lớp lông mềm màu vàng bao phủ. Trái có dạng dẹp hay hơi tròn, dài 3-4 cm, hơi thắt lại giữa các hạt, chứa từ 2-5 hạt. Hạt đậu nành Hạt đậu nành có dạng hình cầu hoặc hình thận, có màu sắc thay đổi tùy theo giống trồng (màu vàng, nâu, đen, xanh). Trọng lượng một hạt đậu nành thay đổi từ 20-400 mg/ hạt Hạt đậu nành gồm hai phần: vỏ hạt và phôi. Vỏ hạt dễ ngấm nước và bao bọc bên ngoài để bảo vệ phôi bên trong. Vỏ hạt có chứa sắc tố anthocyamine, tùy theo hàm lượng sắc tố này mà vỏ hạt có bốn màu khác nhau: vàng, nâu, đen, xanh. Vỏ chỉ chiếm khoảng 8% khối lượng hạt. Nhân phôi bên trong gồm hai tử diệp, chứa đạm và dầu nên chiếm 90% trọng lượng hạt. Thành phần hóa học của hạt đậu nành Protein Đậu nành là loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao, rất giàu protein. Thành phần amino acid trong protein của đậu nành ngoài methionine và tryptophan còn có các amino acid khác với số lượng khá cao tương đương lượng amino acid có trong thịt. Vì vậy, đậu nành còn được gọi là “thịt thực vật”. Trong Bảng 2.1 và Bảng 2.2, protein của hạt đậu nành chiếm hàm lượng cao (40%) và chứa 8 loại amino acid không thay thế thiết yếu cho cơ thể con người (Tryptophan, Threonine, Isoleucine, Valine, Lysine, Methionine, Phenilalanine và Leucine) Bảng 2.1: Thành phần amino acid trong hạt đậu nành [5] Amino acid Hàm lượng (%) Isoleucin 1.1 Leucine 7,7 Lycine 5,9 Methionine 1,6 Cystine 1,3 Phenilalanine 5,0 Threonine 4,3 Histidine 2,6 Tryptophan 1,3 Valine 5,4 Bảng 2.2: Tỉ lệ các thành phần trong hạt đậu nành [5] Thành phần Hàm lượng ( % ) Ẩm độ 8,0 Khoáng 4,6 Chất béo 20,0 Chất đạm 40,0 Chất xơ 3,5 Các hợp chất pentosan 4,4 Chất đường 7,0 Chất bột 5,4 Các hợp chất khác 7,1 So sánh hàm lượng protein trong một số nguyên liệu động vật và thực vật thường được sử dụng làm thực phẩm, thì protein trong đậu nành chiểm tỉ lệ rất cao (34-40%) Bảng 2.3: Hàm lượng protein trong một số nguyên liệu Nguyên liệu Hàm lượng (%) Trứng (gà, vịt, chim cút) 13-15 Sữa bò 3-5 Thịt cá 17-21 Tôm 19-23 Mực 17-20 Lúa 7-8 Bắp 8-10 Mô cơ thịt gia súc 16-22 Sò 8-9 Ốc 13-16 Đậu nành 34-40 Hàm lượng protein của hạt đậu nành chủ yếu là ở tử diệp và phôi, chiếm 83,1%; còn lại là ở vỏ hạt, chiếm 8,8%. Nhưng vỏ hạt lại chứa nhiều hydrocacbon hơn so với tử diệp và phôi (Bảng 2.4) Bảng 2.4: Thành phần hóa học của hạt đậu nành [7] Hợp phần của hạt Khối lượng hạt (%) Protein (%) Dầu (%) Tro (%) Hydrocacbon (%) Hạt nguyên 100 40 21 4,9 34 Tử diệp 90,3 43 23 5 29 Vỏ hạt 8 8,8 1,0 4,3 86 Phôi 2,4 41,1 11,0 4,4 43 Hydrocacbon Hydrocacbon chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần hydrocacbon có thể chia ra làm 2 loại, loại tan trong nước và loại không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% toàn bộ hydrocacbon. Bảng 2.5: Thành phần hydrocacbon trong đậu nành [5] Thành phần Hàm lượng (%) Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,4 Stachyoza 1,1 Saxaroza 5,0 Các loại đường khác 5,1 Vitamin Trong hạt đậu nành còn chứa nhiều các loại Vitamin nhóm B (B1, B2, B6, B12), vitamin A, E, K… trừ vitamin C và vitamin D (Bảng 2.6) Bảng 2.6: Thành phần các vitamin trong hạt đậu nành [5] Vitamin Hàm lượng (mg/kg) Thiamin (B1) 11,0-17,5 Riboflavin (B2) 3,4-3,6 Niacine 21,4-23 Pyridoxine (B6) 7,1-12 Biotin 0,8 Pantothenic acid 13-21,5 Folic acid (B12) 1,9 Inositol 2300 Vitamin A 0,18-2,43 Vitamin E 1,4 Vitamin K 1,9 Các chất khoáng Ngoài ra, thành phần khoáng chiếm khoảng 5% trọng lượng khô của hạt đậu nành như Ca, P, Mn, Zn, Fe, K, Na cần thiết cho cơ thể. (Bảng 2.7) Bảng 2.7: Thành phần các chất khoáng trong hạt đậu nành [5] Thành phần Hàm lượng Canxi 0,16-0,47 % Phospho 0,41-0,82 % Mangan 0,22-0,24 % Kẽm 37 mg/kg Sắt 90-150 mg/kg Cần lưu ý là trong hạt đậu nành có chứa các chất kháng enzyme tiêu hóa trypsin, chất sinh bứu giáp, chất ngưng kết hồng cầu, chất kháng vitamin. Các chất này dễ bị phân hủy bởi nhiệt độ. Vì vậy, cần đun nóng để loại trừ trước khi sử dụng làm thực phẩm. Các thành phần dinh dưỡng của sữa đậu nành, sữa bò, sữa mẹ được so sánh trong bảng 2.8. Qua đó dễ dàng nhận thấy giá trị dinh dưỡng của sữa đậu nành khá cao, tương đương với sữa bò Bảng 2.8: Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu nành, sữa bò, sữa mẹ trong 100ml sữa [4] Thành phần Sữa đậu nành Sữa bò Sữa mẹ Nước 88,60 88,60 88,60 Protein 4,40 2,90 1,40 Calories 52,00 59,00 62,00 Chất béo 2,50 3,30 3,10 Carbohydrates 3,80 4,50 7,20 Chất tro 0,62 0,70 0,20 Canxi 18,50 100,00 35,00 Natri 2,50 36,00 15,00 Phospho 60,30 90,00 25,00 Sắt 1,50 0,10 0,20 Vitamin B1 0,04 0,04 0,02 Vitamin B2 0,02 0,15 0,03 Niacin 0,62 0,20 0,20 Giá trị dinh dưỡng của hạt đậu nành Hạt đậu nành có giá trị dinh dưỡng và kinh tế rất cao. Cùng một mẫu đất, số thu hoạch chất đạm đậu nành nhiều hơn 33% so với bất kỳ một thứ nông sản nào khác. Đậu nành là thức ăn chứa đầy đủ các chất đạm, chất khoáng, chất đường, chất béo, vitamin có lợi cho sức khỏe, lại dễ tiêu hóa. Có thể được sử dụng để thay thế thịt, cá trong bữa ăn hàng ngày. Thêm vào đó, trong đậu nành có chứa chất lecithin giúp cho cơ thể con người trẻ lâu, sung sức, tăng thêm trí nhớ, tái tạo màng tế bào (kể cả tế bào thần kinh), làm cứng xương và tăng sức đề kháng của cơ thể. Ngoài ra, trong đậu nành còn có chứa các chất có tác dụng bảo vệ gan, ức chế monoaminoxydase A (MAO). Hơn nữa, do chất béo trong đậu nành là chất béo không bão hòa, nên làm giảm lượng cholesterol toàn phần trong máu, do đó làm giảm nguy cơ bị bệnh tim mạch nhất là bệnh xơ vữa động mạch. Trong đậu nành có các hợp chất giống như estrogen gọi là phytoestrogen (estrogen thực vật). Phụ nữ ở tuổi mãn kinh, nồng độ estrogen giảm, nếu một ngày sử dụng 25g đậu nành sẽ làm giảm cảm giác khó chịu. Hai chất estrogen trong đậu nành là daidzein và genistein còn có tác dụng ngăn ngừa ung thư vú, ngừa ung thư tuyến tiền liệt và bệnh ung thư dạ dày. Thu hoạch và bảo quản đậu nành Thu hoạch đậu nành Trái đậu nành khi chín thì vỏ từ màu vàng chuyển sang màu xám hoặc xám đen. Đó là lúc cho ta biết hạt đậu nành bên trong đã đến độ già, có thể thu hoạch được. Đậu nành có hai giai đoạn chín: Thời kỳ chín sinh lý: Khi cây có 50% số lá chuyển sang màu vàng. Thời kỳ chín hoàn toàn: hầu hết tất cả các lá trên cây đã vàng, rụng. Khoảng 95% số trái trên cây chuyển sang màu xám. Lúc này là thời điểm thích hợp để thu thoạch. Khi thu hoạch, ta cắt cây về, đem phơi khô đập lấy hạt. Nên thu vào lúc nắng ráo, phơi khô xong thì đập lấy hạt ngay. Sau khi, đập được hạt đậu nành, ta phải sàng kỹ để loại bỏ tạp chất, hạt lép… Sau đó đem phơi ba nắng nhẹ và độ ẩm không khí khoảng 75% là hạt có thể đạt được độ ẩm tốt, và có thể đem bảo quản. Độ ẩm của hạt đạt khoảng 12% bảo quản được ba năm, nếu độ ẩm 10% thì thời gian bảo quản có thể được bốn năm. Trước khi cho vào bảo quản, ta không nên đem hạt đậu nành còn nóng hổi ngoài nắng đem vào cất liền, mà nên để hạt vào chỗ mát độ vài giờ, rồi mới đóng gói nhập kho, hoặc cho vào lu bảo quản. Tuyệt đối không được phơi hạt giống trên sân gạch, xi măng. Bảo quản đậu nành Thời gian cho phép bảo quản đậu nành phụ thuộc vào đặc tính giống, công nghệ trước thu hoạch, nhiệt độ và ẩm độ không khí lúc bảo quản. Trong đó, nhiệt độ và ẩm độ là hai yếu tố quan trọng nhất. Độ ẩm hạt đậu nành càng thấp, thì càng tăng thêm thời gian bảo quản. Phơi càng khô, bảo quản càng được lâu hơn. Sau 2-3 giờ phơi khô, ta đưa đậu nành vào trong chum, vại hoặc bao tải đã được vệ sinh sạch sẽ. Có 2 cách bảo quản đậu nành: Phương pháp cổ truyền Chum hoặc lọ sành, lọ thủy tinh không bị nứt, nẻ rửa sạch phơi khô, phía dưới đáy cho một lớp vôi bột khô, sau đó rải 1 lớp lá xoan khô rồi đổ đậu nành lên trên, song phủ lên trên một lớp lá xoan, nút kỹ và đưa vào bảo quản nơi khô ráo, thoáng. Có thể đặt dưới đáy lu vài cục than sống trước khi đổ đầy hạt vào. Sau đó lại để lên mặt đậu nành vài cục than sống nữa để hút ẩm, rồi mới đậy nắp kín lại. Hoặc: Đậu nành sau khi phơi khô, cho vào 2 lần túi ni lon, phía ngoài cùng là bao tải, buộc kín, để nơi khô ráo thoáng. Bao đặt trong kho không nên chất quá cao. Phương pháp mới - Xử lý Basudin 10H: Liều lượng 10 g thuốc / 10 kg đậu nành - Cho vào túi nilon, buộc chặt - Cho vào keo nhựa, đậy kín - Bọc tiếp 1 lớp nilon - Đặt nơi thoáng mát Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và ở Việt Nam Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới: Hiện nay, với giá trị dinh dưỡng cao và thời gian trồng ngắn, đậu nành đã trở thành cây trồng kinh tế quan trọng trên thế giới. Hàng năm, trên thế giới có khoảng 52,6 triệu hecta trồng đậu nành với tổng sản lượng 92 triệu tấn. Mỹ là nước đứng đầu thế giới (23,6 triệu ha, 59,8 triệu tấn, 48% tổng diện tích và 56% tổng sản lượng), Brasil (10 triệu ha, 16 triệu tấn, chiếm 20% tổng sản lượng), đứng thứ ba là Achentina (4,9 triệu ha, 11,3 triệu tấn, 14% tổng sản lượng), và Trung Quốc (7,5 triệu ha, 10 triệu tấn, 9% tổng sản lượng). Trong những năm gần đây do thời tiết thay đổi bất lợi, diện tích đất canh tác giảm nên đã làm giảm sản lượng hạt có dầu trên toàn cầu, đặc biệt là hạt đậu nành. Mỹ là nước xuất khẩu đậu nành lớn nhất trên thế giới. Trong năm 1999/2000, tổng sản lượng xuất khẩu đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành khoảng 40% lượng đậu nành sản xuất ở Mỹ và trị giá 6,4 tỷ USD, nhưng gần đây sản lượng xuất khẩu đậu nành ở Mỹ giảm dần do nhu cầu sử dụng tăng và sự cạnh tranh của Brasil và Achentina. Trung Quốc là nước sản xuất đậu nành lớn thứ tư trên thế giới, song sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Trung Quốc đã thúc đẩy việc tiêu thụ thực phẩm, khiến Trung Quốc trở thành nước nhập khẩu đậu nành dẫn đầu trên thế giới. [2] Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam: Đậu nành đã du nhập vào Việt Nam từ rất lâu, nhưng trong vài chục năm gần đây, nó mới được đặc biệt quan tâm và phát triển. Cây đậu nành có tác dụng bổ sung đạm cho đất, cho nên nông dân ta thường trồng cây đậu nành xen canh với các cây khác để cải tạo đất. Ngoài ra, giá trị dinh dưỡng của đậu nành rất cao, cho nên nó chiếm vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp Việt Nam. Tuy nhiên, diện tích trồng và sản lượng vẫn còn thấp so với các nước trên thế giới. Hiện nay, mỗi năm Việt Nam phải nhập khoảng 1 triệu tấn khô đậu nành (khoảng 420-430 USD/tấn) để phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến thức ăn gia súc và nhu cầu này còn liên tục tăng. Dự tính đến năm 2010 nhu cầu về đậu nành của Việt Nam sẽ từ 4,7-5,4 triệu tấn/năm, nhưng hiện sản lượng đậu nành của cả nước chỉ đạt khoảng 200.000 tấn/năm. Vì vậy, mỗi năm Việt Nam phải bỏ ra một lượng ngoại tệ rất lớn, hàng trăm triệu USD để nhập đậu nành về phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến. Một nghịch lý xảy ra là điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của Việt Nam thích hợp để phát triển cây đậu nành và có thể đẩy năng suất lên 3 tấn/hécta/vụ, thế nhưng mỗi năm nước ta lại phải nhập đậu nành vì sản lượng trong nước chỉ đáp ứng được 1/5 nhu cầu. Đây cũng là nỗi trăn trở đối với ngành nông nghiệp Việt Nam. HẠT KEFIR Giới thiệu hạt Kefir Hạt Kefir là hỗn hợp nấm men - vi khuẩn có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm vi khuẩn lactic và nấm men được chứng minh là rất có lợi cho sức khỏe. Chúng cùng phát triển cộng sinh trên môi trường sữa. Do đó, sản phẩm Kefir có vị chua đặc trưng và thoảng nhẹ mùi nấm men. Từ rất lâu, dân miền núi Caucasus thuộc nước Xô viết cũ - nguyên quán của kefir - đã bào chế nó từ sữa của các sinh vật khác nhau và Kefir được lên men tự nhiên trong những túi da thú. Theo các bộ tộc người ở đây, họ xem Kefir như là quà tặng của đấng Allah, họ sử dụng Kefir từ thuở ấu thơ và cứ như vậy duy trì từ thế hệ này đến thế hệ khác. Đến cuối thế kỷ 19, Kefir trở thành sản phẩm quen thuộc của người dân các nước vùng Đông Âu (Nga, Ucraina, Ba Lan, Czech, Hungari…) và các nước vùng Scandinavia. Mãi những năm đầu của thế kỷ 20, hạt Kefir được sản xuất quy mô công nghiệp với số lượng nhỏ ở Moscow (Nga). Nguyên liệu để sản xuất Kefir có thể là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò. Theo Oberman H và Libudziss. Z (1998), đầu tiên người ta lên men sữa thành Kefir trong các túi làm bằng da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi. Đến năm 1950, một phương pháp sản xuất kefir mới đã được công nhận về chất lượng đó là phương pháp lên men có khuấy trộn. Hiện nay, có hai loại Kefir, một loại lên men từ nước trái cây và đường, một loại được lên men từ sữa của các loài động vật. Tuy nhiên, ở luận văn này, chúng tôi sẽ nghiên cứu lên men Kefir từ sữa đậu nành, đây là loại sữa giàu chất dinh dưỡng, và nó khác với những sản phẩm lên men Kefir từ sữa có nguồn gốc động vật. Hình 2.1: Hạt Kefir sau khi được vớt ra khỏi sữa Thành phần hạt giống kefir Trong sản xuất Kefir, người ta sử dụng tổ hợp giống vi sinh vật dưới dạng hạt Kefir (Kefir grains). Các hạt Kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và thường kết chùm với nhau với đường kính trung bình 0,3-2 cm. Hạt Kefir có chứa vi khuẩn lactic và nấm men. Đôi khi, người ta còn tìm thấy cả vi khuẩn A.aceti và A.racens. Ngoài các tế bào vi sinh vật, hạt Kefir còn chứa protein (chiếm khoảng 30% tổng chất khô) và carbohydrade [6] Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65-80 % tổng số vi sinh vật trong hạt Kefir. Chúng gồm những loài ưa ấm và ưa nhiệt, thực hiện quá trình lên men lactic theo cơ chế lên men đồng hình lẫn dị hình. Nhóm vi khuẩn lactococci chiếm 20%, Bacilli 69%, Streptococci 11-12 % tổng số tế bào. Nấm men chiếm 5-10 % tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loài lên men được, lẫn không lên men được đường lactose. Ở vị trí gần bề mặt hạt kefir xuất hiện các loài nấm men lên men được đường lactose. Còn ở các vị trí sâu bên trong tâm hạt kefir, các loài nấm men không lên men được đường lactose được tìm thấy tại đây. Bảng 2.9: Các vi sinh vật có trong hạt kefir (Oberman H và cộng sự, 1998) [6] Giống vi sinh vật Loài Lactobacilli L.brevis L.cellobiosus L.acidophilus L.kefir L.casei ssp. Alactosus L.case issp.Rhamnosus L.helveticus L.delbrueckii ssp lactis Cocci L. lactis ssp lactis L. lactis ssp lactis var diacetylactis S. thermophilus S. filant S. durans Leuc.Mesenteroides ssp dextranicum Leuc. Mesenteroides ssp cremoris Nấm men Kluyveromyces lactis K. marxianus ssp. bulgaricus K. marxianus ssp. marxianus S. florentinus S. globosus Candida kefir C. pseudotropicalis Torulaspora delbrueckii Hình thái hạt kefir Kefir được hình thành từ những màng bao bọc mỏng, không theo một quy tắc nào cả bao gồm hỗn hợp protein, lipid, polisacharide. Những màng bao bọc phát triển với hình dạng không nhất định, hình thành các thùy phức tạp và không đồng đều, các thùy này lại có xu hướng trở về nguyên bản tạo thành cấu trúc sinh học bao gồm nhiều thùy con bao quanh mình. Với dấu hiệu phát triển đặc biệt như thế chúng hình thành những hạt con, mỗi tiểu thùy được kết nối với nhau ở phần giữa, xòe ra trong khi nó được gắn với các điểm trung tâm của hạt giống mẹ. Hình 2.2: Sự hình thành hạt kefir [9] Nhờ sự xuất hiện đó mà các hạt con tách ra có mẫu hình phát triển giống như hạt mẹ ban đầu. Một vài hạt Kefir cũng tách ra giống với cấu trúc vật lý của não người, tuyến tụy và các cơ quan bên trong. Sau một thời gian có thể do chấn thương hoặc những tác động bên ngoài, một phần thùy con gắn với hạt mẹ bị tách ra thành hạt tự do. Những hạt con này lại tiếp tục nhân giống thành hạt mẹ. Chu kỳ phát triển được lặp lại với chu trình gần giống nhau (tự nhân giống). Trong vài trường hợp đặc biệt, có những hạt không thể cho ra bất cứ hạt con nào trong một thời gian dài mà thay vào đó, chúng hình thành nên một khối lớn (khối hạt Kefir). Bề mặt ngoài của hạt biến đổi từ dạng phẳng đến không đồng đều gồm nhiều thứ phức tạp, có những chỗ lồi lõm rải rác khắp bề mặt. Một vài hạt có thể có những vùng rộng phẳng, trong khi từ mẻ tương tự có thể có những hạt có bề mặt không đồng đều. Nếu điều kiện thuận lợi, sau một thời gian, những hạt nhẵn này thường trở lại dạng nguyên thể, sau đó hình thành các hạt bao quanh mình, nơi mà có thể nhân giống lên. Thường ở những vùng không phẳng, xù xì thường có sự hoạt động mạnh của nấm men, trong khi ở vùng phẳng vi khuẩn lại chiếm ưu thế. Nấm men hình thành những khóm nhỏ nhô ra trên bề mặt, Streptococci thì bện vào nhau với các vi khuẩn khác chứ không hình thành dạng cụm. Ở sâu bên trong hạt, Lactobacilli chiếm ưu thế và có rất ít tế bào nấm men, chúng được gói gọn trong dịch polisacharide, các vi khuẩn hình que và nấm men hình thành các cụm riêng biệt bên ngoài và bên trong hạt. Ở đó Lb.Kefiranoficients được xem là nguyên nhân hình thành polisacharide hòa tan Kefiran. Trong khi đó L.bacitophilus là nguyên nhân hình thành vỏ bọc bên ngoài polisacharide mà có thể giúp hạt co giãn. Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn có thể gây ra sự nhân giống hạt Kefir vì việc nhân giống của hạt không xảy ra khi vắng mặt Lb.kefiranoficients - là vi khuẩn sinh ra Kefiran ở trung tâm hạt. Nuôi và bảo quản Kefir Hiện nay, có nhiều phương pháp nuôi và bảo quản Kefir để sử dụng nó lâu dài và đạt hiệu quả. Cách đơn giản là làm khô Kefir bằng không khí, sau đó gói trong giấy và giữ nơi khô mát. Nếu muốn Kefir hoạt động trở lại, ta chỉ cần ngâm kefir vào nước, lọc sạch và thả vào một tách sữa để yên trong vài ngày. Tuy nhiên có một số ý kiến cho rằng không nên rửa hoặc ngâm Kefir bằng nước máy vì trong nước máy có cholorine hay flourine sẽ làm hệ vi sinh vật của Kefir bị xáo trộn hoặc bị tiêu diệt, ngoại trừ mục đích làm khô hay ngừng lên men trong thời gian ngắn. Ngoài ra, chúng ta có thể bảo quản Kefir bằng cách đặt chúng trong sữa tươi, trữ trong tủ lạnh ở 4oC, và thay sữa mỗi tuần một lần. Thêm một phương pháp bảo quản giống khác là cho nấm Kefir vào sữa và đặt trong ngăn đá tủ lạnh một thời gian dài (có thể hơn một năm). Khi cần, ta chỉ việc rã đông, đổ bỏ phần sữa đi, sau đó rữa sạch con nấm là sử dụng lại được. Lưu ý: Nấm kefir rất kị với kim loại nên những đồ sử dụng để nuôi và bảo quản sữa phải là đồ nhựa, thủy tinh, sứ… Nếu dùng đồ kim loại, nấm sẽ chết. Giá trị dinh dưỡng của Kefir Kefir có chứa các vi khuẩn và nấm men có lợi cho đường tiêu hóa, giúp hấp thu tốt các thức ăn khác. Ngoài ra, nó còn chứa nhiều khoáng chất và các axit amin cần thiết giúp chữa bệnh, chống oxy hóa và duy trì các chức năng của cơ thể. Kefir rất giàu Ca và Mg, là những chất giúp cho hệ thần kinh khỏe mạnh. Kefir cung cấp nhiều vitamin B12, B1 và vitamin K. Nó giúp cho cơ thể hấp thu những loại vitamin khác như acid folic, acid pantothenic. Thêm vào đó, Kefir rất giàu phospho, đây là khoáng chất cần thiết cho con người, để sử dụng cacbohydrat, chất béo, protein, giúp tế bào phát triển tốt, duy trì và cân bằng năng lượng. Một số thông tin cho rằng, việc sử dụng kefir thường xuyên trong khẩu phần ăn hàng ngày có thể chữa trị các bệnh rối loạn đường tiêu hóa, bệnh đau thắt dạ dày, viêm ruột mãn tính, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu, làm tăng sức đề kháng của cơ thể đối với những yếu tố bất lợi của môi trường như chống cảm lạnh và các bệnh hay lây khác. CACAO Giới thiệu Cây cacao có tên khoa học là Theobroma Cacao, thuộc họ Sterculiaceae. Theobroma Cacao được trồng và sử dụng rộng rãi trên thế giới, chia làm hai loài phụ: Criollo và Forastero, nhưng thường gặp nhất là Trinitaro, được lai tạo từ 2 loài trên. Cacao có nguồn gốc hoang dại trong các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt của Amazon nằm ở Trung và Nam Mỹ. Những người Aztec và Maya là những người đầu tiên trồng và sử dụng cacao. Ở đây, hạt cacao từng được sử dụng như là tiền tệ để trao đổi và buôn bán. Đến cuối thế kỷ 16 cây cacao đã được trồng ở hầu hết các nước Trung Mỹ, Nam Mỹ, vùng Caribê và lần đầu tiên xuất khẩu sang Tây ban nha vào năm 1585. Sang thế kỷ 17, cây cacao lan truyền sang các nước Đông Nam Á, các đảo vịnh Ghinê, đến thế kỷ 19 được trồng ở các nước Châu phi. Trong thế kỷ 19 người ta đã hoàn thiện công nghệ chế biến các mặt hàng từ cacao như bột cacao, bánh socola, socola sữa, từ đó thúc đẩy việc trồng trọt, chế biến, buôn bán và tiêu thụ cacao rất nhanh chóng. Sản lượng cacao hiện nay của toàn thế giới đạt khỏang 1 triệu tấn trong năm, có năm quốc gia có sản lượng lớn nhất là: cốtđivoa (30% sản lượng thế giới), Braxin (20%), Ghana (9%), Nigeria (6%), Malaysia (4%). Các nước nhập khẩu cacao nhiều nhất là Mỹ, CHLB Đức, Hà Lan, Anh, Singapore, Nhật Bản Ở Việt Nam ca cao được du nhập từ những năm 1959-1960. Hiện tại, cây được trồng Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, Cần Thơ. Tuy nhiên, vùng Tây Nguyên vẫn được đánh giá là có điều kiện lý tưởng nhất cho phát triển cây ca cao. Ở đây, theo nghiên cứu thống kê thì cây ra hoa cho quả quanh năm, sản lượng bình quân đạt 3 kg hạt khô/1 cây 5 năm tuổi. Cây cacao được xem là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, đang trong giai đoạn phát triển mạnh. So với cà phê, cacao có những hiệu quả vượt trội cả về sinh thái và kinh tế. Đặc điểm của trái cacao Trái cacao chưa chín có màu xanh, khi chín có màu vàng, dáng bầu dục thuôn dài, có chiều dài khoảng 15 tới 25 cm và đường kính khoảng từ 7-10 cm. Trong mỗi trái có 5 dãy hạt, mỗi dãy khoảng 25 tới 50 hạt (mỗi hạt khô nặng khoảng 1 gram). Hạt cacao gồm hai lá mầm và một phôi nhỏ, tất cả nằm trong lớp vỏ bảo vệ. Lá mầm dự trữ thức ăn cho quá trình sinh trưởng của cây. Cacao là loại cây rất nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ. Nhiệt độ ban đêm không dưới 20°C, ban ngày khoảng 30°C là nhiệt độ lý tưởng cho sự phát triển của cacao. Khi nhiệt độ xuống dưới 16°C có thể dẫn tới tình trạng các mầm nụ non bị thui chột, gây mất mùa, thất thu. Cây thích hợp trồng ở những vùng nhiệt độ trung bình 25-28oC, độ ẩm trung bình 85%, lượng mưa hàng năm 1.500-2.000 mm. Hạt cacao được thu hái khi đã chín, tách lấy hạt tươi đem ủ lên men đúng mức rồi làm khô (phơi, sấy) ta thu được hạt cacao thương phẩm. Đây là nguyên liệu chính để sản xuất các loại đồ uống, thức ăn có socola. Thành phần hóa học của cacao Sản phẩm của hạt cacao được biết đến với các tên gọi khác nhau ở các vùng trên thế giới. Ở Bắc Mỹ, họ phân loại các sản phẩm của cacao như sau: Cacao là phần nhân đặc của hạt Bơ cacao là phần chất béo bên trong hạt Socola là hỗn hợp giữa cacao và và bơ cacao, được cho thêm đường và những chất khác vào để tạo vị thơm ngon Hợp chất polyphenol trong cacao Hợp chất polyphenol trong cacao có vai trò quan trọng duy trì sự hô hấp trong thực vật, trong quá trình chế biến hạt (ủ và phơi khô) sẽ có những biến đổi hóa sinh dưới tác dụng của nhóm enzim oxy hóa - khử, của nhiệt độ để tạo nên màu sắc, hương vị của cacao và socola. Trong cacao cũng có các nhóm tanin ngưng tụ, tanin thủy phân gây vị chát, đắng các hợp chất catechin,các hợp chất anthocyanin và leucoanthocynin. Nhóm này nằm trong số 10% mô tế bào và phôi nhũ và quyết định màu sắc của nó; trong đó khoảng 60% là các polyphenol hòa tan. Màu tím đỏ của phôi nhũ tươi của các giống Forastero và Trinitario mà không hề có trong giống Criollo, người ta gọi nó là “chất đỏ của cacao“ hay “chất tía của cacao” đều thuộc nhóm authocyanin. Các polyphenol khác trong phôi nhũ tươi là dầu xuất của catechin mà điển hình nhất là L-epicatechin (L-EC) không màu, vị chát, hòa tan trong nước, bị oxy hóa nhanh chóng để tạo ra những sản phẩm màu gọi là “chất nâu cacao”. Chất thơm trong cacao Hương cacao và socola là một trong những chỉ tiêu chất lượng quan trọng của sản phẩm. Hiệu quả quan trọng nhất của những biến đổi ở phôi nhũ trong quá trình lên men là sự xuất hiện những chất tiền hương cacao. Chỉ có những chất này mới truyền cho hạt cacao lên men khi rang một hương vị đặc biệt của socola. Hạt không được ủ lên men thì không thể nào có được hương vị cacao và socola. Các nhóm chất tham gia tạo hương trong quá trình lên men gồm: axit, lipit, protein, polysaccarit, polyphenol, các enzim. Các tác giả nghiên cứu đã tìm ra 17 nhóm chất bay hơi trong cacao với tổng cộng 462 chất. Alkaloid của cacao Theo bromine (3,7 đimetyl-xentin) là Alkaloid điển hình, chiếm chủ yếu của hạt cacao, làm cho hạt có vị đắng đặc biệt, mặc dù là Alkaloid nhưng lại không gây nghiện. Cafein: là alkaloid luôn luôn tồn tại cùng với Theo bromine. Hai chất này có thể tạo nên một số liên kết với Tanin trong phôi nhũ tươi. Bơ cacao Đây là thành phần có giá trị dinh dưỡng của cacao, được tách khỏi hạt bằng các phương pháp ép, chiết bằng dung môi rồi tinh chế. Ở nhiệt độ thường, bơ cacao ở thể rắn có cấu tạo tinh thể nhỏ, màu vàng nhạt, có hương chocolate đặc biệt, nhiệt độ nóng chảy khoảng 31-35 oC. Công dụng chính của bơ cacao là làm socola, ngoài ra nó còn được dùng trong các lĩnh vực: dược phẩm, hương phẩm, mỹ phẩm. Đối với bơ ép từ hạt không ủ lên men hoặc hạt lên men không đủ phẩm chất được dùng trong công nghệ sản xuất các chất tẩy rữa. Thành phần dinh dưỡng của cacao Bột cacao có chứa hàm lượng protein, chất béo, carbohydrate._.