Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu sử dụng CO2 hòa tan để kéo dài thời gian tồn trữ sữa tươi nguyên liệu
MỤ C L Ụ C
Trang
Lờ i c ả m ơ n . i
Tóm tắ t . ii
Mụ c l ụ c .iii
Danh sách hình . v
Danh sách bả n g . vi
C h ư ơ n g I Đ ặ t v ấ n đ ề . 1
Giớ i t h i ệ u . 1
Mụ c t i êu nghiên cứ u . 1
C h ư ơ n g I I L ư ợ c k h ả o t ài liệ u . 2
2.1 Thành phầ n h ó a h ọ c c ủ a s ữ a . 2
2 . 1 . 1 N ư ớ c . 2
2.1.2 Chấ t b é o . 2
2.1.3 Các hợ p c h ấ t c h ứ a N i t ơ . 3
2.1.4 Glucid . 5
2.1.5 Enzyme . 6
2.1.6 Vitamin . 7
2.1.7 Khoáng . 7
2.1.8 Các hợ p c h ấ t k h á c . 8
2.2 Vi sinh vậ t t r o n g s ữ a . 8
2.2.1 Vi khuẩ n . 8
2.2.2 Nấ m m e n . 9
2.2.3 Nấ m m ố c . 9
2 . 3 T á c đ ộ n g c ủ a C O 2
hòa tan đ ố i v ớ i v i s i n h v ậ t . 10
2 . 3 . 1 T á c đ ộ n g k ìm hãm củ a C O 2
hòa tan đ ố i v ớ i v i k h u ẩ n . 10
2.3.2 Tác đ ộ n g c ủ a C O 2
lên bào tử . 10
2 . 3 . 3 T á c đ ộ n g c ủ a C O 2 đ ố i v ớ i e n z y m e . 11
2 . 4 C ơ c h ế t á c đ ộ n g c ủ a C O 2 đ ế n s ự p h á t t r i ể n c ủ a v i s i n h v ậ t . 11
2.4.1 Sự c h i ế m c h ỗ c ủ a O 2
bở i C O 2
. 11
2.4.2 Làm giả m p H c ủ a s ữ a . 12
2.4.3 Ả n h h ư ở n g t r ự c t i ế p c ủ a C O 2 đ ế n v i k h u ẩ n . 12
2.5 Ả n h h ư ở n g c ủ a C O 2 đ ế n c h ấ t l ư ợ n g s ữ a t ư ơ i n g u y ê n l i ệ u . 13
2 . 5 . 1 T á c đ ộ n g c ủ a C O 2
hòa tan đ ế n s ự p h á t t r i ể n c ủ a v i s i n h v ậ t t r o n g s ữ a t ư ơ i . 13
2 . 5 . 2 T á c đ ộ n g c ủ a C O 2
hòa tan đ ế n c á c b i ế n đ ổ i v ậ t l ý v à sinh hóa củ a s ữ a t ư ơ i . 14
C h ư ơ n g I I I P h ư ơ n g t i ệ n v à p h ư ơ n g p h á p t h í n g h i ệ m . 16
3 . 1 P h ư ơ n g t i ệ n t h í n g h i ệ m . 16
3.1.1 Nguyên liệ u c h í n h . 16
3.1.2 Thiế t b ị . 16
3.1.3 Hóa chấ t . 16
3.2 Bố t r í t h í n g h i ệ m . 17
3.2.1 Thí nghiệ m 1 . 17
3.2.2 Thí nghiệ m 2 . 19
3 . 3 P h ư ơ n g p h á p đ o đ ạ c - phân tích . 20
3 . 4 P h ư ơ n g p h á p p h â n tích số l i ệ u . 20
C h ư ơ n g I V K ế t q u ả t h ả o l u ậ n . 21
4.1 Ả n h h ư ở n g c ủ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n c á c c h ỉ t i êu chấ t l ư ợ n g c ủ a s ữ a t ư ơ i
nguyên liệ u . 21
Luậ n v ă n t ố t n g h i ệ p k h ó a 2 8 - n ă m 2 0 0 7 T r ư ờ n g Đ ạ i H ọ c C ầ n T h ơ
Chuyên ngành Công nghệ thự c p h ẩ m – Khoa Nông nghiệ p & S i n h h ọ c ứ n g d ụ n g iv
4.1.1 Ả n h h ư ở n g c ủ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n s ự t h a y đ ổ i p H c ủ a s ữ a t r o n g t h ờ i g i a n
bả o q u ả n . 22
4.1.2 Ả n h h ư ở n g củ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n s ự t h a y đ ổ i đ ộ a c i d c ủ a s ữ a t r o n g t h ờ i g i a n
bả o q u ả n . 23
4.1.3 Ả n h h ư ở n g c ủ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n s ự t h a y đ ổ i m àu sắ c c ủ a s ữ a t r o n g t h ờ i g i a n
bả o q u ả n . 23
4.1.4 Ả n h h ư ở n g c ủ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n s ự t h a y đ ổ i N H 3
củ a s ữ a t r o n g t h ờ i g i a n
bả o q u ả n . 24
4.1.5 Ả n h h ư ở n g c ủ a p h ư ơ n g p h á p x ử l í đ ế n s ự t h a y đ ổ i m ậ t s ố V S V T S t r o n g t h ờ i g i a n
bả o q u ả n . 25
4.2 Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n s ụ c C O 2 đ ế n m ộ t s ố c h ỉ t i êu chấ t l ư ợ n g c ủ a s ữ a t ư ơ i
nguyên liệ u . 25
4.2.1 Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n s ụ c C O 2 đ ế n b i ế n t h i ên pH . 26
4.2.2 Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n s ụ c C O 2 đ ế n b i ế n t h i ê n đ ộ a c i d . 27
4.2.3 Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n s ụ c C O 2 đ ế n m àu sắ c c ủ a s ữ a . 27
4.2.4 Ả n h h ư ở n g c ủ a t h ờ i g i a n s ụ c C O 2 đ ế n đ ộ t ă n g m ậ t s ố V S V T S . 28
4.3 Ả n h h ư ở n g c ủ a C O 2
hòa tan đ ế n t ố c đ ộ l ên men . 30
4.4 Ả n h h ư ở n g c ủ a C O 2
hòa tan sau mộ t t h ờ i g i a n b ả o q u ả n đ ế n g i á t r ị c ả m q u a n
củ a s ả n p h ẩ m s ữ a t i ệ t t r ùng . 30
C h ư ơ n g V K ế t l u ậ n v à đ ề n g h ị . 32
5.1 Kế t l u ậ n . 32
5 . 2 Đ ề n g h ị . 32
Tài liệ u t h a m k h ả o . 33
Phụ l ụ c 1 . vii
Phụ l ụ c 2 . ix
Phụ l ụ c 3 . x
http://s1.liketly.com/flash/edoc/web-viewer.html?file=jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-demo-2016-03-13-luan_van_nghien_cuu_su_dung_co2_hoa_tan_de_keo_dai_thoi_gian_RW4YSjbd2H.png /tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-su-dung-co2-hoa-tan-de-keo-dai-thoi-gian-ton-tru-sua-tuoi-nguyen-lieu-92213/ Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn. Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
àm giảm pH của sữa.
-Ảnh hưởng trực tiếp của CO2 đến vi khuẩn.
2.4.1 Sự chiếm chỗ của O2 bởi CO2
Khi CO2 được hòa tan vào sữa sẽ đẩy O2 ra khỏi sữa, đây cũng chính là nguyên nhân
kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí. Tuy nhiên, đây không phải là
cách kìm hãm chính. Người ta đã làm thí nghiệm với Pseudomonas
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - năm 2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm –Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 12
fluorescens: Giữ không đổi nồng độ O2 thì thấy rằng sự phát triển của P.fluorescens
chậm dần khi gia tăng nồng độ CO2.
2.4.2 Làm giảm pH của sữa
Khi CO2 hòa tan vào sữa thì có một chuỗi phản ứng xảy ra và sẽ làm giảm pH của
sữa do sự tồn tại của các ion H
CO2 + H2O H2CO3 HCO3+ H CO32+ 2H
CO2 sẽ phản ứng với nước tạo thành acid carbonic. Sau đó acid carbonic sẽ phân ly
thành ion bicarbonate và H, và cuối cùng thành ion carbonate. Chính CO2 và ion H
là nguyên nhân chính kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Tuy vậy, bicarbonate và
carbonate cũng có tác động kìm hãm vi khuẩn nhưng yếu hơn.
Sự cân bằng của phương trình phản ứng trên phụ thuộcvào pH của dung dịch. Ở pH
thấp, phản ứng xảy ra chủ yếu theo hướng về bên trái. Do đó, pH của môi trường
CO2 hoà tan vào cũng như khả năng đệm của dung dịch đó có ảnh hưởng lớn đến
khả năng ức chế vi sinh vật.
2.4.3Ảnh hưởng trực tiếp của CO2 đến vi khuẩn
Tác dụng ức chế vi khuẩn do ảnh hưởng trực tiếp của CO2 xảy ra theo các thuyết sau
đây
- CO2 hoà tan vào lipid của màng tế bào gây ra những ảnh hưởng bất lợi đến độ ổn
định của chúng (Nilsson và cộng sự, 2000).
- Phản ứng hydrate hoá của CO2 làm giảm pH gây nênứng suất giữa môi trường và
nội bào (Wolfe, 1980).
- CO2 như một chất chuyển hoá từ nhiều con đường chuyển hoá sinh học gây nên sự
tiêu tốn năng lượng không cần thiết của tế bào (Dixon và cộng sự, 1987).
- CO2 có thể làm thay đổi và điều chỉnh các đặc tính lý hoá của enzyme (King,
Nagel, 1975).
Tùy vào môi trường phát triển, loại vi sinh vật và trạng thái vật lý mà chúng sẽ chịu
tác động kết hợp thích hợp của các cơ chế trên.
Phân tử CO2 không phân cực nên chúng tan trong lipid tốt hơn so với trong nước.
Khi CO2 tiếp xúc với màng tế bào vi khuẩn, nó sẽ hòa tan vào lớp kép lipid và làm
tăng độ lỏng của màng tế bào, tạo điều kiện cho tế bào chất của vi khuẩn tiếp xúc với
môi trường bên ngoài có pH thấp, gây độc cho tế bào.
Tùy vào nồng độ CO2 và áp suất mà CO2 cuối cùng có thể hòa tan vào tế bào chất
của vi khuẩn (đây là môi trường có pH trung tính), làm giảm pH của tế bào chất dẫn
đến làm thay đổi gradient pH, tạo ứng suất lên tế bào và làm xé rách màng tế bào vi
khuẩn.
Vi khuẩn có thể sống sót trong môi trường acid nhưng với một điều kiện là pH nội
bào phải được duy trìở mức trung tính. Chính vì vậy mà tế bào phải duy trì gradient
pH giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào. Điều này được thực hiện nhờ tế
bào có khả năng bơm đẩy Htừ bên trong ra bên ngoài tế bào. Do khả năng thẩm
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - năm 2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm –Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 13
thấu cao của CO2 qua màng tế bào nên hệ thống bơm bị áp chế và làm cho pH nội
bào giảm xuống, làm biến tính protein nội bào và dẫn đến ức chế vi khuẩn.
Dillow (1999) cũng đã khẳng định rằng nguyên nhân chính dẫn tới ức chế vi khuẩn
là do làm giảm pH nội bào. Ballestra (1996) nêu rằng: Quá trình tích lũy CO2ở vách
tế bào dưới mức gây chết là nguyên nhân dẫn tới giai đoạn ổn định của vi khuẩn. Khi
lượng CO2 được tích lũy ở tế bào tiến tới điểm tới hạn thì sự giảm pH nội bào đủ làm
biến tính protein nội bào sẽ là nguyên nhân làm chết tế bào. Tăng nhiệt độ và nồng
độ CO2 sẽ làm tốc độ khuếch tán CO2 vào tế bào nhanh hơn và thời gian ức chế vi
khuẩn vì thế cũng sẽ giảm.
Ngoài ra, tác động ức chế vi khuẩn còn là do ảnh hưởng của áp suất. Việc thay đổi
áp suất sẽ dẫn tới việc làm rách vách tế bào vi khuẩn. Enomoto, Nakamura và cộng
sự (1997) đã kết luận rằng: Khả năng ức chế hay tiêu diệt vi khuẩn luôn diễn ra
trong suốt quá trình tăng và giảm áp suất do CO2.
Ballestra (1996) đã quan sát vách tế bào vi khuẩn E.coli trước và sau khi xử lý CO2ở
5MPa, 40oC trong 4giờ và thấy rằng hơn 75% tế bào bị xé rách có thể nhìn thấy
được. Tức là còn lại gần 25% tế bào có vách tế bào còn nguyên. Tuy vậy, chỉ có 1%
là quan sát thấy được. Điều này có nghĩa là có thể còn có những lỗ thủng bị xé rách
quá nhỏ trên vách tế bào mà không thể quan sát dưới kính hiển vi được.
Cơ chế tác động của CO2 lên bào tử không được biết rõ. Bào tử có một lớp màng
mỏng được gắn chặt vào bên dưới của một chuỗi lớp bao bọc bằng protein. Những
lớp bọc này xốp (Setlow và Johnson, 1997) và có thể là CO2 bị hoà tan vào màng của
bào tử, dẫn đến kết quả làm cho bào tử nhạy cảm hơn với ứng suất bên ngoài môi
trường như nhiệt hay sự tăng độ loãng của màng (Enfors và Molin, 1978).
Tác động của CO2 cũng phụ thuộc vào nhiệt độ do ảnh hưởng đến khả năng hoà tan
của CO2. Trong sữa CO2 có thể hoà tan đến nhiệt độ 38oC, do đó có thể sử dụng CO2
hoà tan để giữ chất lượng nguyên liệu cũng như sản phẩm trong quá trình bảo quản
và phân phối.
2.5Ảnh hưởng của CO2 đến chất lượng sữa tươi nguyên liệu
2.5.1 Tác động của CO2 hòa tanđến sự phát triển của vi sinh vật trong sữa tươi
Ảnh hưởng trên vi khuẩn tổng số
CO2 hòa tan trong sữa nguyên liệu được trữ lạnh ở 4 - 7oC có thể làm giảm tốc độ
phát triển của vi khuẩn tổng số xuống khoảng 10 lần so với không sữa không có CO2
hòa tan. Trong sữa có chất lượng tốt hay không tốt thì sự phát triển của vi khuẩn gây
hư hỏng cũng đều được kìm hãm khi CO2 được hòa tan vào. Chẳng hạn, vi khuẩn
tổng số ban đầu lần lượt là 7,8*103 cfu/ml và 1,6*105 cfu/ml. Sau khi hòa tan vào 30
mM CO2 thì sau hai ngày, vi khuẩn tổng số vẫn <106 cfu/ml. Tổng vi khuẩn hiếu khí
trong sữa tươi bảo quản ở 7oC với 25 –27 mM CO2 có thời gian cho giai đoạn phát
triển chậm là 72 giờ, trong khi mẫu đối chứng không có CO2 thời gian này là 24 giờ
(Roberts và Torrey, 1988).
Vi khuẩn ưa lạnh
Vi khuẩn ưa lạnh trong sữa nguyên liệu rất nhạy cảm với CO2 (King và Mabbitt,
1982). Chẳng hạn sữa tươi bảo quản ở 7oC sau 6 ngày với lượng CO2 là 25 mM sẽ
Luận văn tốt nghiệp khóa 28 - năm 2007 Trường Đại Học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm –Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng 14
chứa khoảng 2,5*103 cfu/ml, thấp hơn nhiều so với mẫu đối chứng không sử dụng
CO2. Giai đoạn làm quen môi trường của vi khuẩn ưa lạnh trong sữa bảo quản ở 4oC
là 6 ngày với mẫu có 30 mM CO2 trong khi thời gian này của mẫu không có CO2 là 2
ngày (King và Mabbitt, 1982).
Một số nhà nghiên cứu khác đã không khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CO2 trực tiếp
đến tổng vi khuẩn ưa lạnh mà thay vào đó là nghiên cứu ảnh hưởng của sự giảm pH
do CO2 thêm vào đến vi khuẩn nhóm này. Kết quả cho thấy khi giảm pHtừ 6,8 đến
6,0, tổng vi khuẩn ưa lạnh là 3,1*105cfu/ml sau khi giữ 4 ngày ở 7oC, trong khi ở
mẫu đối chứng giá trị này là 2*107 cfu/ml (Sierra và cộng sự, 1996). CO2 cũng ảnh
hưởng đến vi khuẩn ưa lạnh thủy phân chất béo.
Do đặc tính không phân cực của CO2 cho phép nó hoà tan nhiều trong cấu tử béo,
làm tăng nồng độ CO2 trong chất béo sữa làm cho nguồn carbon đặc biệt cần thiết
không thể đi vào tế bào vi khuẩn ưa lạnh thủy phân chất béo nên chúng gặp điều kiện
môi trường sống khó khăn so với các vi sinh vật khác.
Coliforms
Sự phát triển của Coliforms trong sữa bị ức chế bởi CO2. Sau 4 ngày bảo quản ở 4oC,
sữa tươi được acid hóa đến pH = 6,0 bằng CO2 có tổng số coliforms là 3,2*102
cfu/ml so với mẫu đối chứng không có CO2 là 3,2*103 cfu/ml (Ruas –Madiedo,
1996). Hàm lượng CO2 hòa tan trong sữa càng nhiều thì sự ức chế càng lớn.
Vi khuẩn kỵ khí
CO2 có ảnh hưởng ức chế đối với vi sinh vật kỵ khí (Enfors và Molin, 1980). Sữa
tươi chứa 26,5 mM CO2 giữ ở 7oC sau 6 ngày có tổng vi khuẩn kỵ khí là 5,0*105
cfu/ml trong khi mẫu đối chứng không có CO2 là 3,2*108 cfu/ml (Roberts và Torrey,
1988).
2.5.2 Tác động của CO2 hòa tanđến các biến đổi vật lý và sinh hóa của sữa tươi
Tác động đến thành phần hóa học của sữa
CO2 hòa tan không làm thay đổi độ ổn định của các vitamin tan trong dầu khi giữ
sữa tươi ở 7oC sau 7 ngày (Sierra và cộng sự, 1996). Các acid hữu cơ và tỷ lệ giữa
casein và whey trong sữa giữ lạnh ở 4oC (xử lý CO2 đến pH = 6) không thay đổi
(Ruas Madiedo, 1996). Hàm lượng béo và protein cũng không thay đổi trong sữa có
CO2 hòa tan. Độ hấp thu ở bước sóng tương ứng với lactose có gia tăng là do CO2
cũng được hấp thu ở bước sóng này.
Ảnh hưởng đến casein
Mặc dù CO2 hòa tanở nồng độ cao sẽ có khả năng kìm hãm vi khuẩn cũng như hoạt
động của enzyme, nhưng với nồng độ quá cao thì sẽ ảnh hưởng đến casein trong sữa.
Vì casein sẽ hoàn tan kémở pH < 4,6 và sẽ làm cho sữa bị kết tủa. Do vậy, nếu CO2
hòa tan trong sữa nhiều đến mức làm giảm pH sữa < 4,6 thì casein sẽ bị kết tủa. Sự
mất ổn định của casein cũng cần đượcquan tâm v...
