L ỜI CẢM TẠ
2.6.4.2.Lượng nấm men
Nếu lượng nấm mencho vào môi trường lên men ít thì điều kiện lên men sẽ kéo dài.
Ngoài ra, trong giai đoạn đầu của quá trình lên men các vi sinh vật nhiễm trong môi trường dễ phát triển và có thể ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng sản phẩm.
Trong công nghệ lên men thực phẩm, lượng giống cấy quá nhiều sẽ làm thay đổi tỉ
lệ sản phẩm phụ tạo thành trong canh trường lên men, từ đó giá trị cảm quan của
thực phẩm lên men sẽ bị thay đổi.
2.6.4.3. Sự phân bố của nấm mentrong môi trường lên men, kích thước hình dạng
của nấm men: nấm men phải được phân bố đều trong môi trường lên men, tiếp xúc
tốt với cơ chất thì quá trình lên men tốt và đạt hiệu quả mong muốn.
2.6.4.4.Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật và chất lượng của thực phẩm lên men. Thông thường, quá trình lên men ở nhiệt độ
thấp sẽ kéo dài. Ngược lại, lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ làm giảm bất thuận nghịch
hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Nếu chúng ta lên men thực phẩm ở nhiệt độ
cao thì sự tổn thất các cấu tử hương trong sản phẩm sẽ gia tăng. Trong công nghệ
lên men thực phẩm, nhiệt độ tối ưu của quá trình lên men có thể không trùng với
nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng của vi sinh vật. Ví dụ như trong sản xuất bia, khi
sử dụng nấm menchìm thì nhiệt độ thích hợp của quá trình lên men chính và và lên men phụ lần lược là 6 14oC và 0 2oC. Còn nhiệt độ tối ưu của nấm menchìm là 28 30oC.
2.6.4.5. Sự cung cấp oxy
Nhu cầu trao đổi oxygen của một sinh vật phụ thuộc vào đặc điểm của tế bào và
điều kiện môi trường nuôi. Nhu cầu oxygen của hầu hết tế bào được thỏa mãn nếu
nồng độ oxygen khoảng 1mg/l. Nếu mức oxygen thấp hơn thì sự lên men yếm khí
xãy ra và kết quả là tốc độ tăng trưởng cũng giảm.
Sự phát triển nhanh của các tế bào vi sinh vật đòi hỏi một lượng lớn oxygen ở
dạng hòa tan để có thể tiếp xúc trực tiếp với màng tế bào. Việc cung cấp oxy cho quá trình lên men hiếu khí là bắt buộc vì nó ảnh hưởng
quyết định đến năng suất và chất lượng sản phẩm cần thu nhận. Đối với môi trường rắn, người ta thổi không khí vô trùng đi qua lớp canh trường trong thiết bị
nuôi cấy. Còn đối với môi trường lỏng, người ta sục không khí vào canh trường. Trong trường hợp lên men kị khí bắt buộc, sự có mặt của oxy có thể gây độc và
ức chế vi sinh vật giống. Đối với môi trường lỏng, người ta có thể thổi khí trơ (ví
dụ như khí N2) vào khoảng không gian được giới hạn giữa bề mặt trên của môi trường và đáy nắp của thiết bị lên men hoặc sục khí trơ vào trong canh trường
trong suốt thời gian lên men.
2.6.4.6.pH
Độ pH ảnh hưởng đến năng suất cũng như sự hình thành sản phẩm (Adapted from
Lapuz et al, 1967 and Ramos, 1977). Mỗi loại nấm menphát triển tốt ở một giá tri pH nhất định gọi là pH tối thích. nấm mentrong sản xuất rượu phát triển tốt ở pH 4 4,5. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2, khi pH < 4,2 chỉ có nấm men phát triển. Khi pH = 8, nấm men phát triển rất kém. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong quá trình lên men, pH thay đổi do sự vận chuyển các chất qua màng tế bào, từ đó làm thay đổi nồng độ ion H+ trong canh trường (môi trường chỉ chiếm một
phần thể tích trong bình lên men) và một số vi sinh vật sinh tổng hợp acid hữu cơ
rồi tiết ra bên ngoài tế bào. Khi đó, một số phân tử protein hoà tan trong canh
trường có thể bị đông tụ.
Ngoài ra, giá trị pH sẽ ảnh hưởng đến hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Trong
quá trình lên men, pH canh trường luôn thay đổi. Tuỳ theo dạng sản phẩm lên men cần thu nhận mà các nhà sản xuất sẽ hiệu chỉnh hoặc không hiệu chỉnh pH theo thời
gian lên men. Nếu giá trị pH cao sẽ làm tổn thất trong quá trình lên men tăng nhanh.
2.6.4.7. Thời gian lên men
Phụ thuộc vào giống vi sinh vật, dạng sản phẩm cần thu nhận và nhiều yếu tố khác.
Khi thu nhận các sản phẩm trao đổi chất như acid amin, acid hữu cơ, dung môi hữu cơ, enzyme….thời gian lên men thường kéo dài từ 1 đến 3 ngày. Ngược lại, đối với
nhóm thực phẩm lên men, thời gian lên men và tàng trữ có thể kéo dài hàng tuần,
hàng tháng và thậm chí hàng năm. Các nhà sản xuất sẽ định thời gian lên men và tàng trữ bằng thực nghiệm.
2.6.4.8. Nồng độ đường
Nồng độ đường cao, vi sinh vật sử dụng không hết gây lãng phí. nấm menchỉ có khả năng len men đường thành rượu trong khoảng nồng độ thích hợp từ 10 18%, nồng độ đường qúa cao sẽ ức chế nấm menvà khả năng lên men rượu giảm khi nồng độ đường 30 35%. Ngược lại, nồng độ đường quá thấp sẽ không đủ cung cấp cho quá trình sống của vi sinh vật làm giảm năng lực lên men.
Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN
Thí nghiệm trong đề tài được thực hiện tại Phòng thí nghiệm của Khoa Nông
nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian từ 7/1/2013 đến 13/5/2013
3.2. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 3.2.1. Nguyên vật liệu và hóa chất 3.2.1. Nguyên vật liệu và hóa chất
Bưởi Năm Roi
Saccharomyces cerevisiea Sucrose Acid citric Pectin NaHSO3 NaOH 0,1N Enzym pectinase Na2SO4 bão hòa Acetat chì 30% NaOH 10%, 30% và 1N Kali sorbate Acid ascorbic
3.2.2.Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
pH kế, chiết quang kế
Bình tam giác. Bình định mức.
Tủ sấy
Cốc sứ, chày giã mẫu.
Bình hút ẩm, cân phân tích. Pipet hút mẫu
.
Phenoltalein 1% (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dung dịch Fehling A, Fehling B
Methyl xanh 1% Naringin chuẩn Dietylen glycol 90% Rượu etylic 30% Enyme β - glucosidase Bếp đun cách thủy Ống đong Ống nghiệm Cuvet
Máy đo quang phổ. Máy đo độ nhớt.
Cân phân tích Máy xay sinh tố
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1. Qui trình chế biến sirô bưởi có cồn đề nghị
Surose Pectin Acid citric NM (0,04%) Phối chế Lọc 2
Cho vào bao bì Sản phẩm
Thanh trùng 1 Bài khí Thanh trùng 2 Khử đắng Enzyme β - glucosidase Bưởi Xử lý Lên men Nghiền Bã Thanh trùng NaHSO3, 122mg/lít Lọc 1 Dịch quả Phối chế Đường Acid citric
3.4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.4.1. Thí nghiệm 1: Xác định thành phần nguyên liệu
Mục đích: xác định các thành phần cơ bản nhất của nguyên liệu để đánh giá chất lượng nguyên liệu, làm cơ sở cho các thí nghiệm kế tiếp.
Các chỉ tiêu phân tích:
- Xác định độ Brix của dịch quả bằng chiết quang kế.
- Xác định pH của dịch quả bằng pH kế.
- Xác định hàm lượng nước trong bưởi bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi.
- Xác định độ acid của bưởi (tính theo acid citric).
- Xác định hàm lượng khử theo phương pháp Lane – Eynon. Kết quả thí nghiệm là kết quả trung bình của 3 lần lặp lại
3.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian thủy phân
bằng enzyme β – Glucosidase đến khả năng khử vị đắng của dịch bưởi sau khi
lên men
Mục đích: xác định nồng độ và thời gian thủy phân tốt nhất cho quá trình khử vị đắng của dịch bưởi sau khi lên men.
Qui trình thí nghiệm: Hình 3.2: Sơ đồ quy trình thí nghiệm 2 B3 NM (0,04%) Đường Acid citric Bưởi Xử lý Lên men Nghiền Bã Thanh trùng NaHSO3, 122mg/lít Lọc 1 Dịch quả Phối chế Lọc 2 Thanh trùng Khử đắng A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 B1 B2
Trong đó: A là nồng độ enzyme A1 = 0,8% A2 = 1% A3 = 1,2% A4 = 1,6%
B là thời gian thủy phân B1 = 20 phút B2 = 40 phút B3 = 60 phút Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố: nồng độ enzyme và thời gian thủy phân với 3
lần lặp lại. Ta có các nghiệm thức: B1 B2 B3 A1 A1B1 A1B2 A1B3 A2 A2B1 A2B2 A2B3 A3 A3B1 A3B2 A3B3 A4 A4B1 A4B2 A4B3 A15 A5B1 A5B2 A5B3 Tổng số nghiệm thức: 5 x 3 x 3 = 45
Các chỉ tiêu phân tích: Xác định hàm lượng Naringin bằng máy đo quang phổ theo phương pháp của Davis (1947).
3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và nồng độ pectin đến
trạng thái của sản phẩm
Mục đích: Lựa chọn tỉ lệ phối chế đường sucrose và pectin để tạo ra trạng thái tốt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nhất cho sản phẩm. Quytrình thí nghiệm: D1 D1 D1 Dịch quả sau khử đắng Phối chế C1 C2 C3 D3 D2 D2 D3 D2 D3 B A Hình 3.3: Sơ đồ quy trình thí nghiệm 3
Trong đó: Clà độ Brix C1 = 500Bx C2= 550Bx C3= 600Bx D là nồng độ pectin D1 = 0,1% D2= 0,2% D3 = 0,3% Thí nghiệm bố trí với 2 nhân tố: độ Brix và nồng độ pectin với 3 lần lặp lại.
Ta có các nghiệm thức: D1 D2 D3 C1 C1D1 C1D2 C1D3 C2 C2D1 C2D2 C2D3 C3 C3D1 C3D2 C3D3 Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 3 = 27 Các chỉ tiêu phân tích:
Đánh giá cảm quan các mẫu có tỉ lệ phối chế đường và pectin khác nhau theo
phương pháp cho điểm.
Đo độ nhớt bằng máy đo độ nhớt (DV-E Viscometer, spindle: 60RPM).
3.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric phối chế đến
vị và màu sắc của siro bưởi trong quá trình tồn trữ
Mục đích: xác định tỉ lệ phối chế acid citric thích hợp nhất nhằm tạo cho sản phẩm
có vị hài hòa và giữ được màu sắc của sirô trong quá trình tồn trữ ở nhiệt độ phòng.
Quy trình thí nghiệm:
Trong đó E là nồng độ acid citric: E1 = 0,2% E2 = 0,3% E3 = 0,4% E4= 0,5% E5 = 0,6% E6 = 0,7% Thí nghiệm tiến hành với 1 nhân tố và 2 lần lặp lại
Dịch bưởi sau khi phối chế đường và pectin
Phối chế
E1 E2 E3 E4 E5 E6
D C
Tổng số nghiệm thức: 6 x 2 = 12
Các chỉ tiêu phân tích:
Đánh giá cảm quan vị theo phương pháp cho điểm Đánh giá cảm quan màu sắc theo phương pháp cho điểm.
Theo dõi sự thay đổi màu sắc của sản phẩm qua các tuần tồn trữ và tiến hành đánh giá
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN LIỆU BƯỞI NĂM ROI
Bảng 4.1: Thành phần của nguyên liệu bưởi Năm Roi
Thành phần Hàm lượng
Nước 87,28 %
Hàm lượng acid (tính theo acid citric) 0,32 %
Hàm lượng đường khử 6,83 %
Độ Brix 12
pH của dịch quả 4,26
Từ kết quả phân tích các thành phần cơ bản của quả bưởi cho thấy bưởi có giá trị (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
pH thích hợp cho quá trình lên men của Saccharomyces cerevisiase. pH thích hợp
cho quá trình lên men của Saccharomyces cerevisiase là 4 4,5 (Bùi Thị Quỳnh
Hoa, 2010). Cùng với nghiên cứu (Nguyễn Minh Trang,2009) gía trị pH 4,2 là pH tối thích cho quá trình lên men rượu bưởi. Mặt khác, thịt quả có chứa gần 90% là
nước thích hợp làm nguyên liệu cho các quá trình chế biến nước giải khát, siro… Với hàm lượng nước cao như vậy giúp cho quá trình thu hồi dịch quả một cách dễ
dàng. Đồng thời, bưởi có hàm lượng chất khô hòa tan khá cao, hàm lượng acid thấp
thích hợp cho quá trình lên men tạo ra nồng độ cồn thấp. Kết quả này gần tương đồng với kết quả của Trần Thị Huệ Thi (2007).
4.2. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ THỜI GIAN THỦY
PHÂN BẰNG ENZYM β- GLUCOSIDASE ĐẾN KHẢ NĂNG KHỬ VỊ
ĐẮNG CỦA DỊCH BƯỞI SAU KHI LÊN MEN
Bưởi sau khi được xử lý (gọt vỏ, loại hạt..) nghiền, lọc ta thu được dịch quả. Dịch
quả sẽ được phối chế đường đến 120Bx, điều chỉnh pH đến 4,2. Sau đó tiến hành thanh trùng bằng NaHSO3 với hàm lượng 122mg/lít trong 60 phút để tiêu diệt vi
sinh vật có trong dịch quả. Khi thanh trùng xong, bổ sung nấm menvào với tỉ lệ
0,04% (NM phải được hoạt hóa trước 30 phút trong nước ấm), khuấy đều và rót vào bình lên men, tiến hành lên men ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ (Trần Thị Thanh
Thảo, 2011).
Naringin và limonin tạo ra một vị đắng và khó chịu cho nước ép bưởi được coi là một vấn đề kinh tế quan trọng trong thương mại sản xuất nước ép bưởi (Manlan et
al., 1990). Không giống như các cam ngọt, bưởi có chứa glycoside flavanone đắng,
chẳng hạn như naringin, neohesperidin, và poncirin (Rouseff, 1980).
Naringin tồn tại trong vỏ, cùi và cả thịt quả gây nên vị đắng nhiều hay ít tùy thuộc vào hàm lượng Naringin có trong quả. Tuy vị đắng của Naringin không gây hại cho
sức khỏe người tiêu dùng nhung nó làm giảm giá trị cảm quan cho sản phẩm, giảm
khả năng chấp nhận sản phẩm đối với trẻ em. Mặt khác, sản phẩm siro chứa hàm
lượng đường tương đối cao (≥ 50%) nhưng vị đắng vẫn tồn tại. Do đó, trong quá trình chế biến các loại nước giải khát từ quả bưởi, ta thường dùng các chế phẩm ezym để khử vị đắng do Naringin gây ra nhằm cải thiện giá trị cảm quan cho sản
phẩm.
Sau khi lên men, ta tiến hành lọc, thanh trùng ở nhiệt độ 850C thời gian 15 phút
nhằm tiêu diệt các tế bào nấm mencòn xót lại trong dịch lên men để tránh hiện tượng nấm mensẽ tiếp tục lên men khi ta bổ sung đường vào sản phẩm. Khi phân tích nồng độ Naringin đo được trong dịch bưởi là 74,74ppm gây nên vị đắng không được chấp nhận cho sản phẩm. Ta tiến hành khử vị đắng bằng enzym β- glucosidase có hoạt tính 6UI/1mg, enzyme sử dụng cho thí nghiệm được pha với tỉ lệ 100mg/1ml. Sau đó tiến hành khảo sát ở 5 nồng độ (0,8 1,6%) với 3 mức độ thời gian (20 60 phút). Kết quả hiệu suất khử vị đắng được thể hiện ở bảng 4.2 và đồ
thị 4.1.
Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian thủy phân bằng
ezym β- Glucosidase đến khả năng khử vị đắng của dịch bưởi sau khi lên men
Nồng độ enzym β- glucosidase (%) Thời gian thủy
phân (phút) 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Trung bình 20 40 60 40 48,39 56,76 74,28 62,48 46,85 53,12 61,71 79,28 70,48 44,2 45,52 46,67 65,15 61,23 56,382b 62,288a 52,554b Trung bình 43,68d 49,01cd 55,05c 72,9a 64,73b
Ghi chú: các trung bình nghiệm thức đi kèm với các chữ giống nhau không có sự khác biệt trên cùng một cột (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.1: Đồ thị biểu hiện hiệu suất khử đắng theo thời gian thủy phân và nồng độ enzyme
β- glucosidase
Từ bảng kết quả trên cho thấy việc sử dụng chế phẩm enzyme β- glucosidase để
khử vị đắng mang lại hiệu suất tương đối cao. Kết quả thống kê cho thấy, trong cùng khoảng thời gian thủy phân nồng độ enzyme càng cao thì cơ chất bị thủy phân
nhiều làm tăng hiệu suất khử đắng, cụ thể là hiệu suất khử đắng tăng khi nồng độ
enzyme tăng từ 0,8 ÷ 1,4%. Nhưng khi ta tăng nồng độ enzyme lên tới 1,6% thì hiệu suất thủy phân lại giảm xuống rõ rệt. Lúc này, hàm lượng Naringin còn lại trong
dịch quả rất ít tức là nồng độ cơ chất còn ít mà ta bổ sung nồng độ enzyme không
tương ứng làm giảm hiệu quả thủy phân của ezyme. Theo tác giả Nguyễn Đức Lượng (2002) khi tăng lượng enzyme sử dụng trong quá trình xử lý rau quả đến một
giá trị xác định thì tốc độ phản ứng tăng. Nhưng khi tốc độ phản ứng đạt cực đại, cho dù có tăng hàm lượng enzyme thì tốc độ phản ứng hoàn toàn không có khả năng tăng theo do bổ sung nồng độ enzyme cao sẽ gây ra sự mất cân bằng giữa enzyme –
cơ chất làm cho tốc độ phản ứng giảm. Ngoài ra, khi nồng độ cơ chất càng nhiều thì vận tốc phản ứng có sự xúc tác của enzyme tỉ lệ thuận với nồng độ enzyme. V = k