0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 Lượng gelatin sử dụng (g/l) Lượng tanin còn sót (g/l) Lượng tanin còn sót (g/l) Hiệu quả xử lý tanin (x100%) Poly. (Lượng tanin còn sót (g/l)) Poly. (Hiệu quả xử lý tanin (x100%)) Đồ thò 4.1: Hiệu quả tách tanin bằng gelatin Nhận xét: Từ đồ thò cho ta thấy hàm lượng tanin còn sót lại sẽ tỷ lệ nghòch với lượng gelatin dùng xử lý. Khi ta tăng hàm lượng gelatin thì lượng tanin còn sót sẽ giảm dần. Tuy nhiên, nếu ta tăng lên quá cao thì hiệu quả tách tanin không cao lắm. Nhìn đồ thò ta thấy, với lượng gelatin là 1,5 g/l trở lên thì mức độ thay đổi hàm lượng tanin không đáng kể. Như vậy, lượng gelatin thích hợp nhất dùng để xử lý tanin trong dòch quả điều là 1,5 g/l. Khi tăng lượng gelatin sử dụng không làm tăng hiệu quả tách tanin. Điều này có thể được giải thích có thể các polyphenol tạo thành nhóm tanin trong nước trái điều, có một số do cấu trúc không có khả năng kết tủa với gelatin nên khi tăng lượng gelatin thì vẫn không tăng hiệu quả tách tanin. Vì vậy, cần phải nghiên cứu kết hợp nhiều phương pháp tách tanin để tăng hiệu quả. 4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên hiệu quả lên men acid acetic Dòch nước quả điều ép được xử lý với gelatin có hàm lượng lần lượt là: 0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 2,5; tương ứng ta có hàm lượng tanin còn sót lại trong dòch sau khi xử lý 51 lần lượt là: 1,380; 0,974; 0,568; 0,536; 0,503 g/l. Tiến hành lên men chậm, sau 10 ngày lên men ta có kết quả trong bảng 4.2 Bảng 4.2 : Kết quả lên men acid acetic (%) dòch nước điều có hàm lượng tanin còn sót khác nhau Thời gian (ngày) Lượng tanin còn sót (g/l) 1,380 0,974 0,568 0,536 0,503 0 1 2 3 4 6 7 9 10 1,956 2,160 2,280 2,340 2,352 3,732 3,960 5,184 5,232 2,000 2,220 2,352 2,376 2,382 3,744 4,056 5,240 5,350 2,012 2,172 2,268 2,316 2,436 4,488 4,704 5,496 5,484 2,022 2,220 2,280 2,400 2,808 4,824 5,112 5,736 5,400 1,960 2,220 2,316 2,820 3,936 4,968 5,292 5,688 5,324 Từ kết quả trên ta có đồ thò biểu diễn 4.2 như sau: 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thời gian Nồng độ acid acetic (%) 1,380 (g/l) 0,974 (g/l) 0,568 (g/l) 0,536 (g/l) 0,503 (g/l) Poly. ( 0,503 (g/l)) Poly. ( 0,536 (g/l)) Poly. ( 0,568 (g/l)) Poly. ( 0,974 (g/l)) Đồ thò 4.2: Đồ thò biểu diễn hàm lượng acid acetic (%) do lên men các dòch nước quả điều có lượng tanin còn sót khác nhau 52 Nhận xét: Từ đồ thò trên cho ta thấy, khi hàm lượng tanin còn sót lại giảm dần thì khả năng lên men acid acetic của dòch nước quả điều sẽ tăng dần. Trong khoảng thời gian đầu (ngày thứ 1 – 2) thì hiệu quả lên men là không khác nhau giữa các dòch quả điều là do đây là giai đoạn bắt đầu hình thành màng vi khuẩn giấm nên sự ảnh hưởng đến hiệu quả lên men là không thể thấy rõ được. Tuy nhiên, trong những ngày tiếp theo (từ ngày thứ 3 trở đi) thì ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên hiệu quả lên men acid acetic là rất rõ. Hàm lượng tanin còn sót trong dòch quả càng ít thì hiệu quả lên men càng cao. Điều này được giải thích là do lượng tanin còn sót sẽ hạn chế phần nào khả năng sinh trưởng phát triển của vi khuẩn giấm dẫn đến làm giảm hiệu quả lên men giấm. Nhìn đồ thò ta thấy, đến ngày lên men thứ 10 thì nồng độ acid acetic bắt đầu giảm là do lúc này đã hết cơ chất rượu nên vi khuẩn giấm sẽ sử dụng acid acetic làm cơ chất dẫn đến nồng độ acid acetic sẽ giảm. Như vậy thời gian lên men tốt nhất là 9 ngày. Để thấy rõ hơn ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên hiệu quả lên men, ta xem xét đồ thò 4.3: biểu diễn nồng độ acid acetic (%) từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 9 ở các dòch lên men có hàm lượng tanin còn sót khác nhau: 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0 1 2 3 4 5 Lượng tanin còn sót (g/l) Nồng độ acid acetic (%) Ngày 4 Ngày 6 Ngày 7 Ngày 9 Poly. (Ngày 9) Poly. (Ngày 7) Poly. (Ngày 6) Poly. (Ngày 4) Đồ thò 4.3: Biểu diễn nồng độ acid acetic (%) từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 9 0,503 0,568 0,974 1,380 0,536 53 Trong từng ngày, khi hàm lượng tanin còn sót (g/l) càng giảm thì hiệu quả lên men càng tăng, đặc biệt thấy rõ nhất trong ngày lên men thứ 6 và thứ 7. Chính vì thế cần tìm phương pháp để tách hàm lượng tanin triệt để hơn để nâng cao hiệu quả sản xuất giấm từ nước ép quả điều. 4.3 Ảnh hưởng của hàm lïng chất kho hoà tan (độ Brix(%)) đến hiệu quả lên men acid acetic Dòch nước điều ép được xử lý tanin bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó sẽ được pha ra các môi trường có độ Brix khác nhau: 3; 6; 9; 12; 15%. Tiến hành lên men chậm, sau 9 ngày lên men ta thu được kết quả Bảng 4.3 : Nồng độ acid acetic (%) ở các dòch lên men có độ Brix khác nhau Thời gian (ngày) Độ Brix 3% Độ Brix 6% Độ Brix 9% Độ Brix 12% Độ Brix 15% 0 1 3 4 6 7 8 9 2,064 2,160 2,424 2,976 4,644 5,472 5,820 6,192 2,052 2,180 2,556 3,000 4,656 5,616 6,132 6,432 2,076 2,238 2,598 3,048 4,768 5,760 6,196 6,636 2,088 2,280 2,688 3,180 4,788 5,784 6,240 6,644 2,100 2,280 2,640 3,060 4,284 5,028 5,814 6,396 Bảng 4.4 : Độ Brix trước và sau khi lên men Độ Brix ban đầu (%) 3 6 9 12 15 Nồng độ acid acetic (%) 6,192 6,432 6,636 6,644 6,396 Độ Brix sau 9 ngày lên men (%) 2,65 5,6 8,5 11,4 14,5 54 Từ bảng số liệu này, ta có đồ thò biểu diễn nồng độ acid acetic (%) của các dòch lên men có độ Brix khác nhau. 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thời gian (ngày) Nồng độ acid acetic (%) 3% 6% 9% 12% 15% Poly. (12%) Poly. (9%) Poly. (6%) Poly. (15%) Poly. (3%) Đồ thò 4.4 : Biểu diễn nồng độ acid acetic (%) ở các độ Brix (%) khác nhau Nhận xét : Từ đồ thò ta thấy, nồng độ acid acetic (%) giữa các dòch lên men có độ Brix khác nhau là không có sự khác biệt lớn. Điều này chứng tỏ ảnh hưởng của hàm lượng vật chất khô (độ Brix) lên hiệu quả lên men acid acetic là không lớn do vi khuẩn giấm sử dụng cơ chất chính là cồn để sinh trưởng và tạo sản phẩm là acid acetic và chỉ sử dụng một lượng nhỏ hàm lượng đường trong dòch lên men (thể hiện rõ trong bảng 4.4). Tuy nhiên, khi độ Brix tăng dần từ 3 đến 12 % thì hiệu quả lên men cũng tăng dần nhưng không đáng kể. Theo bảng 4.4, độ Brix thích hợp cho lên men nhất là 9 – 12% nhưng do độ Brix ban đầu của dòch điều ép thường khoảng 10% và sự chênh lệch về hiệu quả lên men giữa 9% và 12% (tăng 33,3%) là không lớn lắm ( tăng 0,12% so với ban đầu; 6,636% so với 6,644%) cho nên sử dụng dòch lên men có độ Brix là 9% cho sản xuất thì sẽ có hiệu quả kinh tế cao hơn. 55 4.4 Thí nghiệm lên men acid acetic theo phương pháp nhanh Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và tiến hành lên men theo phương pháp nhanh với lưu lượng dòng lỏng là 80 ml/phút. Kết quả thu được trong bảng 4.5 Bảng 4.5 : Nồng độ acid acetic (%) theo phương pháp lên men nhanh và độ tích lũy acid acetic theo thời gian (C ra /C vào ) Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Độ tích lũy acid acetic (C ra /C vào ) Đầu vào Đầu ra 0 2 4 6 14 16 18 20 24 26 28 30 34 36 38 40 42 44 46 48 2,112 2,400 2,508 2,604 2,988 3,084 3,168 3,204 3,312 3,360 3,432 3,480 3,600 3,660 3,708 3,756 3,780 3,792 3,804 3,816 2,280 2,520 2,628 2,712 3,090 3,180 3,264 3,288 3,396 3,432 3,492 3,540 3,660 3,720 3,756 3,792 3,816 3,816 3,828 3,828 1,080 1,050 1,048 1,041 1,034 1,031 1,030 1,026 1,025 1,021 1,017 1,017 1,017 1,016 1,013 1,010 1,010 1,006 1,006 1,003 Từ bảng kết qủa này ta sẽ được đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ acid acetic và tích lũy acid acetic theo thời gian. 56 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Nồng độ acid acetic (%) Poly. (Nồng độ acid acetic (%)) Đồ thò 4.5 : Nồng độ acid acetic theo thời gian Nhận xét: Nhìn đồ thò ta thấy, nồng độ acid acetic tăng theo thời gian. Trong thời gian đầu nồng độ acid acetic tăng nhanh do khi nồng độ rượu còn cao cho nên lượng acid acetic tạo ra cao. Dần dần thì nồng độ cơ chất giảm dần cho nên lượng acid acetic tạo ra sẽ giảm và cuối cùng sẽ không tăng nửa do hết cơ chất. Sau 48 giờ lên men liên tục thì từ 2,112% acid acetic ban đầu ta thu được dung dòch chứa 3,816% acid acetic, nếu ta tiếp tục thực hiện nữa thì nồng độ cũng tăng nhưng rất chậm không đáng kế. Điều này có thể là do khi tưới dòch thì cồn sẽ bay hơi một phần nên dẫn đến hiệu quả tạo acid acetic sẽ không cao. Đây là nhược điểm của phương pháp và cần phải được khắc phục trong những nghiên cứu sau. 4.5 So sánh giữa hai phương pháp lên men acid acetic theo phương pháp nhanh và phương pháp chậm Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và tiến hành lên men theo phương pháp nhanh với lưu lượng dòng lỏng là 80 ml/phút và lên men theo phương pháp chậm. Kết quả thu được trong bảng 4.6 57 Bảng 4.6 : Nồng độ acid acetic thu được theo phương pháp chậm và phương pháp nhanh Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Theo phương pháp chậm (%) Theo phương pháp nhanh (%) 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 72 78 96 102 2,112 2,112 2,120 2,130 2,148 2,172 2,190 2,210 2,232 2,340 2,544 2,772 3,396 3,828 2,112 2,604 2,888 3,168 3,312 3,540 3,660 3,780 3,816 Từ bảng kết quả này ta sẽ vẽ được đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ acid acetic thu được theo phương pháp nhanh và phương pháp chậm theo thời gian 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10 2 Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) phương pháp chậm (%) phương pháp nhanh (%) Poly. ( phương pháp chậm (%)) Poly. (phương pháp nhanh (%)) Đồ thò 4.6 : Nồng độ acid acetic theo phương pháp nhanh và phương pháp chậm 58 Nhận xét : Qua mối liên hệ trên đồ thò ta thấy, hiệu quả lên men acid acetic của phương pháp nhanh là nhanh hơn rất nhiều so với phương pháp chậm. Ở phương pháp nhanh, nồng độ acid acetic ban đầu tăng rất nhanh nhưng sau đó tăng chậm dần do nồng độ cơ chất giảm. Ở phương pháp chậm, ban đầu nồng độ acid acetic tăng chậm là do chưa có sự hình thành màng vi khuẩn giấm nhưng đến khoảng 48 giờ trở đi thì nồng độ acid acetic bắt đầu tăng vọt, lý do là lúc này đã hình thành nên màng vi khuẩn giấm trên bề mặt của bình lên men. Sau 48 giờ lên men thì phương pháp nhanh đã đạt được nồng độ acid acetic là 3,816 %, trong khi đó thì phương pháp chậm chỉ đạt nồng độ acid acetic là 2,232 %, tức là nhỏ hơn nhiều so với phương pháp nhanh. Để đạt được nồng độ acid acetic như phương pháp nhanh thì ở phương pháp chậm phải mất một khoảng thời gian gấp đôi (48 giờ). Qua đây cho ta thấy được hiệu quả của phương pháp nhanh so với chậm. Phương pháp nhanh có nồng độ acid acetic tăng nhanh là do có bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn giấm và O 2 cao cho nên vi khuẩn giấm sẽ sử dụng cơ chất chính là cồn (C 2 H 5 OH) và tạo ra sản phẩm là acid acetic. Trong khi đó ở phương pháp chậm thì do hạn chế về bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn giấm và O 2 nên lượng acid acetic tạo ra là ít chậm hơn nhiều so với phương pháp nhanh. Và chỉ đến khi màng vi khuẩn tạo ra đủ dày thì lúc này tốc độ tạo acid acetic mới tăng nhanh lên. 4.6 Ảnh hưởng của lưu lượng lỏng đến hiệu quả lên men acid acetic Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và lần lượt tiến hành lên men theo phương pháp nhanh với các lưu lượng lỏng khác nhau: 40 ml/phút, 80 ml/phút, 120 ml/ phút, 160 ml/phút. Kết quả thu được trong bảng 4.7 sau: 59 Bảng 4.7: Nồng độ acid acetic (%) của các lưu lượng lỏng khác nhau theo thời gian. Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Lưu lượng lỏng 40 ml/phút Lưu lượng lỏng 80 ml/phút Lưu lượng lỏng 120 ml/phút Lưu lượng lỏng 160 ml/phút 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 2,048 2,340 2,424 2,496 2,538 2,604 2,652 2,710 2,780 2,860 2,934 3,018 3,096 3,126 3,162 3,192 3,210 3,228 3,246 3,258 3,270 3,282 3,288 3,294 3,300 2,040 3,280 2,400 2,508 2,592 2,634 2,706 2,772 2,850 2,940 3,048 3,096 3,150 3,216 3,252 3,276 3,324 3,360 3,396 3,432 3,456 3,480 3,504 3,516 3,528 2,064 2,340 2,448 2,484 2,568 2,604 2,688 2,748 2,796 2,856 2,892 2,940 2,976 3,012 3,048 3,072 3,096 3,132 3,156 3,168 3,192 3,216 3,228 3,252 3,264 2,028 2,220 2,280 2,340 2,376 2,412 2,448 2,496 2,352 2,568 2,592 2,622 2,640 2,652 2,664 2,688 2,700 2,712 2,724 2,736 Từ bảng kết quả này ta sẽ vẽ được đồ thò biểu nồng độ acid acetic (%) khi lên men nhanh theo phương pháp nhanh với các lưu lượng lỏng khác nhau. 60 . (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Nồng độ acid acetic (%) Poly. (Nồng độ acid acetic (%)) Đồ thò 4.5 : Nồng độ acid acetic theo thời gian Nhận xét: Nhìn đồ thò ta thấy, nồng độ acid acetic tăng. quả lên men acid acetic Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và lần lượt tiến hành lên men. trường có độ Brix khác nhau: 3; 6; 9; 12; 15%. Tiến hành lên men chậm, sau 9 ngày lên men ta thu được kết quả Bảng 4.3 : Nồng độ acid acetic (%) ở các dòch lên men có độ Brix khác nhau Thời