Luận văn : Xác định các thành phần chủ yếu trong cà phê nhân, tạo chế phẩm Biocoffee-1 với hoạt tính cao của pectinase và cellulase part 9 pps

105 là acid galacturonic, vừa giúp giải phóng các thành phần tan trong nước bên trong hạt (trong đó có các acid). Bên cạnh đó thời gian ngâm nước càng lâu sẽ tạo ra độ ẩm càng cao và làm hạt cà phê trương nở nhiều, điều này tạo thuận lợi cho quá trình lên men phụ tạo acid của một số loài vi sinh vật (nấm men, nấm mốc, vi khuẩn) có sẵn trên bề mặt hạt cà phê cũng như nhiễm từ không khí vào trong quá trình lên men. Chính vì những lí do này làm cho pH của dịch trích giảm xuống. Tuy nhiên, khi thời gian ngâm là 1,5 giờ thì pH tăng vọt cho thấy sự rửa trôi các thành phần của hạt cà phê là rất mạnh, những acid trong hạt bị tan theo nước, do đó pH tăng lên. 4.7. XÁC ĐỊNH SỰ THAY ĐỔI TRỌNG LƢỢNG KHỐI CÀ PHÊ TRƢỚC VÀ SAU KHI LÊN MEN Trọng lượng mỗi khối cà phê của mỗi mẻ trước khi lên men đều là 100 g. Sau quá trình lên men, chúng tôi cân một lần nữa trước khi đem rửa. 4.7.1. Xác định sự thay đổi trọng lƣợng khối cà phê theo thời gian lên men Bảng 4.16: Mối tƣơng quan giữa thời gian lên men và trọng lƣợng khối cà phê lên men Thời gian (giờ) 12 16 20 24 28 32 Trọng lƣợng Bi 145,23 141,75 140,64 140,97 141,31 141,51 Sẻ 147,05 140,32 132,74 133,23 133,86 134,01 Moka 136,15 133,86 131,52 132,08 132,32 132,73 141.51 141.31 140.97 140.64 141.75 145.23 130 135 140 145 150 12 16 20 24 28 32 Thời gian lên men (giờ) Trọng lượng khối lên men (g))) Đồ thị 4.33: Sự thay đổi trọng lƣợng cà phê Bi theo thời gian lên men 106 Nhận xét: Theo đồ thị 4.33, trọng lượng khối cà phê giảm dần theo thời gian lên men, sau 20 giờ thì bắt đầu tăng nhẹ. 134.01 133.86 133.23 132.74 140.32 147.05 130 135 140 145 150 12 16 20 24 28 32 Thời gian lên men (giờ) Trọng lượng khối lên men (g))) Đồ thị 4.34: Sự thay đổi trọng lƣợng cà phê Sẻ theo thời gian lên men Nhận xét: Theo đồ thị 4.34, trọng lượng của khối cà phê Sẻ cũng giảm từ mẫu 12 giờ đến mẫu 20 giờ và sau đó cũng tăng nhẹ. 132.73 132.32 132.08 131.52 133.86 136.15 130 135 140 145 150 12 16 20 24 28 32 Thời gian lên men (giờ) Trọng lượng khối lên men (g))) Đồ thị 4.35: Sự thay đổi trọng lƣợng cà phê Mokka theo thời gian lên men Nhận xét: Theo đồ thị 4.35, cà phê Mokka cũng có trọng lượng khối cà phê sau lên men giảm đến mẫu 20 giờ và sau đó cũng tăng nhẹ. 107 130 135 140 145 150 12 16 20 24 28 32 Thời gian lên men (giờ) Trọng lượng khối lên men (g) Bi Sẻ Mokka Đồ thị 4.36: Sự thay đổi trọng lƣợng 3 loại cà phê theo thời gian lên men Nhận xét: Kết quả tổng hợp từ đồ thị 4.36 cho thấy, ở các mẫu 12, 16 và 20 giờ, trọng lượng khối lên men giảm dần. Nguyên nhân thứ nhất là do nấm mốc ngày càng phát triển, sử dụng ngày càng nhiều cơ chất làm thức ăn và chuyển hóa những chất hữu cơ phức tạp có trọng lượng phân tử lớn thành những chất đơn giản có trọng lượng phân tử nhỏ. Nguyên nhân thứ hai là trong quá trình lên men, có một lượng nước bốc hơi vào không khí. Ngoài ra, khi nấm mốc thực hiện quá trình thủy phân pectin và cellulose sẽ tạo ra một số chất bay hơi, chẳng hạn như CO 2 và H 2 O, đây là nguyên nhân thứ ba. Sau thời gian 20 giờ, trọng lượng khối lên men bắt đầu tăng lên nhưng chỉ là sự tăng nhẹ. Nguyên nhân của sự tăng trọng lượng này trước hết là do khi thời gian càng lâu, nấm mốc phát triển ngày càng nhiều và sinh khối của chúng sẽ tăng lên rất đáng kể. Bên cạnh nấm mốc trong chế phẩm mà chúng tôi bổ sung vào, còn có sự có mặt của các loài nấm mốc, nấm men và vi khuẩn có sẵn trên bề mặt hạt cà phê cũng như nhiễm từ không khí vào trong quá trình lên men. Chính sự gia tăng sinh khối của tất cả các vi sinh vật này làm gia tăng trọng lượng khối cà phê lên men. 108 4.7.2. Xác định sự thay đổi trọng lƣợng khối ủ theo hàm lƣợng chế phẩm Bảng 4.17: Mối tƣơng quan giữa hàm lƣợng chế phẩm và trọng lƣợng khối ủ Tỷ lệ chế phẩm (%) 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 Trọng lƣợng Bi 138,67 137,06 136,82 134,96 134,26 133,77 Sẻ 140,30 138,61 136,95 136,27 135,92 135,35 Moka 133,58 133,55 130,80 130,63 130,21 129,75 133.77 138.67 134.26 134.96 136.82 137.06 128 130 132 134 136 138 140 142 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 Tỷ lệ chế phẩm (%) Trọng lượng khối lên men(g)) Đồ thị 4.37: Sự thay đổi trọng lƣợng của cà phê Bi theo hàm lƣợng chế phẩm Nhận xét: Theo đồ thị 4.37, trọng lượng của cà phê Bi giảm dần khi hàm lượng chế phẩm tăng dần. 135.35 140.30 135.92 136.27 136.95 138.60 128 130 132 134 136 138 140 142 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 Tỷ lệ chế phẩm (%) Trọng lượng khối lên men(g)) Đồ thị 4.38: Sự thay đổi trọng lƣợng của cà phê Sẻ theo hàm lƣợng chế phẩm 109 Nhận xét: Theo đồ thị 4.38, sự thay đổi trọng lượng của khối cà phê Sẻ lên men cũng theo chiều hướng giảm dần ứng với sự tăng dần của hàm lượng chế phẩm. 129.75 133.58 130.21 130.63 130.80 132.55 128 130 132 134 136 138 140 142 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 Tỷ lệ chế phẩm (%) Trọng lượng khối lên men(g)) Đồ thị 4.39: Sự thay đổi trọng lƣợng cà phê Mokka theo hàm lƣợng chế phẩm Nhận xét: Theo đồ thị 4.39 thì tương tự với cà phê Bi và cà phê Sẻ, trọng lượng khối cà phê lên men của Mokka cũng tỉ lệ nghịch với hàm lượng chế phẩm. 128 130 132 134 136 138 140 142 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 Tỉ lệ chế phẩm (%) Trọng lượng khối lên men (g)) Bi Sẻ Mokka Đồ thị 4.40: Sự thay đổi trọng lƣợng 3 loại cà phê theo hàm lƣợng chế phẩm Nhận xét: Kết quả tổng hợp từ đồ thị 4.40 cho thấy, trọng lượng khối cà phê lên men giảm dần, tỉ lệ nghịch với sự tăng dần của hàm lượng chế phẩm. 110 Tuy hàm lượng chế phẩm đưa vào khối lên men có khác nhau nhưng trong trường hợp này không có sự gia tăng trọng lượng khối lên men. Vì các mẫu lên men trong cùng một thời gian là 16 giờ nên sự gia tăng trọng lượng sinh khối của nấm mốc không lớn bằng sự thay đổi của quá trình phân giải. Khi hàm lượng chế phẩm càng lớn, số lượng nấm mốc càng nhiều, chúng sử dụng một lượng lớn cơ chất để sinh trưởng và phát triển. Ngoài ra, càng nhiều nấm mốc thì quá trình phân giải càng mạnh, bên cạnh việc tạo ra càng nhiều sản phẩm bay hơi (như CO 2 và H 2 O), chúng còn làm tăng nhiệt độ của khối ủ, làm tăng lượng nước bốc hơi vào không khí. 4.8. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ KHỐI Ủ THEO THỜI GIAN LÊN MEN Trong thí nghiệm này, chúng tôi khảo sát nhiệt độ của khối ủ trong thời gian lên men là 16 giờ và tỷ lệ chế phẩm sử dụng là 0,16% (đây là thời gian và tỷ lệ tối ưu đã được xác định). Sau 2 giờ thì chúng tôi đo nhiệt độ một lần bằng nhiệt kế. Trọng lượng của khối cà phê đem lên men là 100 g. Hình 4.10: Đo nhiệt độ khối cà phê Hình 4.11: Nhiệt độ khối cà phê lên men theo thời gian lên men sau 2 giờ (27,3 o C) Bảng 4.18: Mối tƣơng quan giữa thời gian lên men và nhiệt độ khối ủ Thời gian (giờ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Nhiệt độ ( o C) 26,8 27,3 27,5 27,7 28,0 27,0 26,5 26,3 26,2 111 26.8 27.3 27.7 28.0 27.0 26.5 26.3 26.2 27.5 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Thời gian (giờ) Nhiệt độ (oC) Đồ thị 4.41: Nhiệt độ khối ủ theo thời gian lên men Nhận xét: Kết quả ở đồ thị 4.41 cho thấy, nhiệt độ của khối ủ tăng dần từ lúc bắt đầu lên men cho đến sau 8 giờ, sau đó thì nhiệt độ của khối ủ giảm dần. Nhiệt độ của khối ủ lên cao nhất là sau khi lên men được 8 giờ (đây cũng là thời điểm giữa của quá trình lên men). Nguyên nhân là do nấm mốc phát triển, phân giải cơ chất và tỏa nhiệt. Ngoài ra, do nước bốc hơi dần nên nhiệt độ tăng. Sau đó, nhiệt độ lại giảm xuống do lượng nước sinh ra từ quá trình phân giải cơ chất của nấm mốc. 112 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Qua những kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi rút ra những kết luận sau: 1. Tỉ lệ cơ chất tối ưu cho chế phẩm là 2 phần bột mì và 1 phần bột sắn. 2. Thời gian ủ chế phẩm 30 giờ là tối ưu cho sinh tổng hợp pectinase và cellulase. 3. Chế phẩm Biocoffee-1 có hiệu quả tốt trong lên men ba loại cà phê phổ biến ở Việt Nam (cà phê Bi, Sẻ và Mokka). Cà phê sau lên men có độ hòa tan và khối lượng chất tan thu được tăng rõ rệt so với cà phê không được lên men. 4. Ngâm hạt cà phê trước khi lên men trong 1 giờ là thời gian ngâm thích hợp giúp thu được nhiều chất hòa tan nhất. 5. Thời gian lên men tối ưu là 16 giờ. 6. Tỉ lệ chế phẩm sử dụng là 0,16% thì hiệu suất trích ly đạt tối đa, thu được lượng chất hòa tan cao nhất. 7. pH dịch trích chất tan giảm dần theo thời gian lên men và cũng giảm dần theo sự gia tăng của hàm lượng chế phẩm. 8. Trọng lượng khối ủ giảm dần theo sự gia tăng của hàm lượng chế phẩm. Theo thời gian lên men thì trọng lượng khối ủ giảm dần, về sau lại tăng nhẹ. 9. Nhiệt độ khối ủ đạt cao nhất sau khi lên men 8 giờ. Vì giới hạn về thời gian và một số điều kiện, đề tài của chúng tôi chưa khảo sát được một số khía cạnh có liên quan nên chúng tôi có một số đề nghị sau: 1. Tạo loại chế phẩm sinh học mới với thành phần là một số nguồn tinh bột khác và với tỉ lệ phối trộn khác. 2. Tạo loại chế phẩm sinh học mới từ các nguồn vi sinh vật khác. 3. Khảo sát các thành phần trong hạt cà phê sau lên men. 4. Tiến hành cảm quan cà phê thành phẩm sau lên men. 5. Khảo sát quá trình lên men đối với một số loại cà phê khác. 6. Sử dụng enzyme tinh khiết cho quá trình lên men cà phê. 113 PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Lâm Thị Kim Châu, Văn Đức Chính và Ngô Đại Nghiệp, 2004. Thực tập lớn Sinh hóa. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, thành phố Hồ Chí Minh, trang 3 – 87. [2] Võ Văn Chi, 1997. Từ điển cây thuốc Việt Nam. Nhà xuất bản Y học, mục C – 21. [3] Việt Chương, 2000. Kỹ thuật trồng cà phê. Nhà xuất bản Thành phố Hồ Chí Minh, trang 73 – 76. [4] Nguyễn Lân Dũng, 1979. Một số phƣơng pháp nghiên cứu vi sinh vật, tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [5] Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Ty và Dương Đức Tiến, 1979. Vi sinh vật học – tập 1. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, trang 171 – 190. [6] Bùi Thế Đạt và Vũ Khắc Nhượng, 1998. Kỹ thuật gieo trồng, chế biến chè và cà phê. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, trang 47 – 95. [7] Nguyễn Khả Hòa, 1994. Lân với cây cà phê chè. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, trang 11 – 16. [8] Phạm Hoàng Hộ, 1972. Cây cỏ miền Nam Việt Nam, tập 2. Bộ Giáo Dục – Trung tâm học liệu, trang 73. [9] Phạm Thị Ánh Hồng, 2003. Kỹ thuật sinh hóa. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh, trang 5 – 115, 152 – 180. [10] Đỗ Trọng Hùng, 2001. Kỹ thuật trồng cà phê mật độ dày. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, trang 3 – 23, 96 – 98. [11] Lê Quang Hưng, 1999. Kỹ thuật trồng và thu hoạch cà phê xuất khẩu. Nhà xuất bản Giáo dục, trang 1 – 170. [12] Nguyễn Đức Lượng, 2002. Công nghệ vi sinh, tập 2 – Vi sinh vật học công nghiệp. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh, trang 187 – 272. [13] Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hương và Phan Thị Huyền, 2004. Công nghệ enzyme. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh, trang 7 – 59, 288 – 526. 114 [14] Nguyễn Đức Lượng và Cao Cường, 2003. Thí nghiệm Công nghệ sinh học, tập 1 – Thí nghiệm Hóa Sinh học. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh. [15] Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền và Nguyễn Ánh Tuyết, 2003. Thí nghiệm Công nghệ sinh học, tập 2 – Thí nghiệm vi sinh vật học. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh, trang 108 – 126. [16] Nguyễn Văn Mùi, 2001. Thực hành Hóa Sinh học. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, trang 42 – 48. [17] Đoàn Thị Thanh Nhàn, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, 1996. Giáo trình cây công nghiệp. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, trang 203 – 206. [18] Trần Thạnh Phong, 2004. Khảo sát khả năng sinh tổng hợp enzyme cellulase từ Trichoderma reesei và Aspergillus niger trên môi trƣờng lên men bán rắn. Luận văn Thạc sĩ Sinh học, chuyên ngành Vi sinh. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. [19] Lê Hồng Phú, 2003. Nghiên cứu sinh tổng hợp enzyme pectinase và cellulase từ Aspergillus niger và ứng dụng để xử lý vỏ cà phê trong sản xuất phân hữu cơ. Luận văn Thạc sĩ Sinh học, chuyên ngành Hóa sinh. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. [20] Phan Quốc Sủng, 1995. Kỹ thuật trồng, chăm sóc, chế biến cà phê. Nhà xuất bản Nông nghiệp, thành phố Hồ Chí Minh, trang 5 – 9, 68 – 70. [21] Phạm Trí Thông, 1999. Giáo trình Bảo quản – Chế biến cà phê. Bộ môn Bảo quản - Chế biến Nông sản thực phẩm. Trường Đại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh, trang 1 – 50. [22] Trần Thanh Thủy, 1999. Hƣớng dẫn thực hành vi sinh vật học. Nhà xuất bản Giáo dục, thành phố Hồ Chí Minh, trang 37 – 38, 48 – 52. [23] Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Phạm Trân Châu và Nguyễn Lân Dũng, 1982. Enzyme vi sinh vật, tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [24] Trường Đại học Bách Khoa, Bộ môn Công Nghệ Thực phẩm, 2003. Thí nghiệm Hóa Sinh. Khoa Kỹ thuật Hóa học và Dầu khí, trường Đại học Bách Khoa, thành phố Hồ Chí Minh. [25] Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Bộ môn Sinh hóa, 2004. Giáo trình thực tập Công nghệ enzyme và protein. Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, thành phố Hồ Chí Minh, trang 4 – 7. [...]... Đại học Khoa học Tự nhiên, thành phố Hồ Chí Minh, trang 66 – 68 [27] Trường Đại học Nông Lâm, Bộ môn Công nghệ sinh học, 2004 Qui chế thực tập tốt nghiệp, thực hiện khóa luận và báo cáo tốt nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh, trang 1 – 12 [28] Trường Trung học Dược, 199 7 Dƣợc liệu học Nhà xuất bản Y học, Hà Nội, trang 126 [ 29] Viện dược liệu, 2003 Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt... www.vicofa.org.vn/vicofa/cafevn.shtml [47] www.vicofa.org.vn/vicofa/cfvn_sx.shtml [48] www.vicofa.org.vn/vicofa/cfvn_xk.shtml [ 49] www.vicofa.org.vn/vicofa/tintuc.shtml 117 PHẦN 7: PHỤ LỤC Hình 7. 1: Nấm mốc trong Hình 7. 2: Nấm mốc trong môi trƣờng thạch malt môi trƣờng giữ giống PGA Hình 7. 3: Nấm mốc đƣợc nuôi trong môi trƣờng nhân giống (môi trƣờng cám gạo) ... and Macrae R., 198 8 Coffee, volume 2 – Technology Elsevier applied science London and New York [33] Pitt J.I and Hocking A.D., 199 7 Fungi and food spoilage Blackie Academic and Professional – An Imprint of Chapman and Hall [34] Uhlig Helmut, Elfriede M.Linsmaier – Bednar, 199 8 Industrial enzymes and their applications Awiley – Interscience Publication, John Wiley and Sons, Inc INTERNET [35] www.agroviet.gov.vn/en/stories/TinTiengAnh/VietnamAgricultureIn2001.asp... Hà Nội, trang 297 – 300 TIẾNG NƢỚC NGOÀI [30] Carlo N.Hamelinck, 2003 Prospects for ethanol from lignocellulosic biomass: techno-economic performance as development progresses Universiteit Utrecht Copernicus Institute, Science Technology Society [31] Clarke R.J and Macrae R., 198 8 Coffee, volume 1 – Chemistry Elsevier applied science London and New York [32] Clarke R.J and Macrae R., 198 8 Coffee, volume... www.agroviet.gov.vn/tapchi/khcn/2003/Noidung/So2-02.asp [38] www.angelfire.com/pa2/hartmann/pgs/coff_proc.html [ 39] www.enzymes.co.uk/answer24 _pectinase. htm [40] www.gardfoods.com/coffee/coffee.plant.htm [41] www.images.google.com.vn/imgres?imgurl 116 [42] www.images.google.com.vn/imgres?imgurl=http://www.ttuhsc.edu/SOM/Microb iology/mainweb/aiaq/Pictures/Aspergillus%2520niger.jpg&imgrefurl [43] www.sci-toys.com/ingredients/pectin.html . lƣợng cà phê Mokka theo hàm lƣợng chế phẩm Nhận xét: Theo đồ thị 4. 39 thì tương tự với cà phê Bi và cà phê Sẻ, trọng lượng khối cà phê lên men của Mokka cũng tỉ lệ nghịch với hàm lượng chế phẩm. . phóng các thành phần tan trong nước bên trong hạt (trong đó có các acid). Bên cạnh đó thời gian ngâm nước càng lâu sẽ tạo ra độ ẩm càng cao và làm hạt cà phê trương nở nhiều, điều này tạo thuận. kết luận sau: 1. Tỉ lệ cơ chất tối ưu cho chế phẩm là 2 phần bột mì và 1 phần bột sắn. 2. Thời gian ủ chế phẩm 30 giờ là tối ưu cho sinh tổng hợp pectinase và cellulase. 3. Chế phẩm Biocoffee-1