đến độ sáng hạt cà phê
- Mục đích: Nhằm xác định khả năng tái sử dụng các dung dịch chứa chất chống oxy hóa
- Bố trí thí nghiệm: Từ kết quả thí nghiệm 1 và 2, chọn được chất oxy hóa thích hợp cùng nồng
độ thích hợp. Sau đó bố trí thí nghiệm với sáu nghiệm thức (lần 1 cho đến lần 6) và được lặp lại ba lần. Sử dụng 25g cà phê nhân/ nghiệm thức
- Cách tiến hành: (giả sử: hiệu suất thu hồi của dung dịch là 85%)
o Pha 240 ml dung dịch chất chống oxy hóa với các nồng độ đã được xác định ở phần thí nghiệm 2
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 14 o Ngâm 25g cà phê nhân với 40ml dung dịch chất chống oxy hóa trên một nghiệm thức. Thời gian ngâm một giờ. Sau đó, rút toàn bộ dung dịch chất chống oxy hóa ra rồi cho 40ml dung dịch lên men đã xác định ở phần khảo sát nguyên liệu vào lên men 24 giờ.
o Lên men 25g cà phê nhân với 40ml dung dịch lên men đã xác định ở phần khảo sát nguyên liệu (mẫu đối chứng)
o Sau khi lên men 24 giờ, lấy mẫu rửa sạch hết lớp nhớt rồi cho vào thiết bị sấy. Sấy mẫu với nhiệt độ 600C trong 8 giờ.
o So sánh độ sáng các mẫu.
Bảng 2.4: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng tái sử dụng dung dịch chống oxy hóa và độ sáng hạt cà phê
Khả năng TN Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6
Số ml dung dịch trên lý thuyết (ml) 240 204 173 147 125 106
Số bình trên lý thuyết 6 5 4 3 3 2
2.4.5. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của thời gian sấy đến độ sáng của cà phê lên men
- Mục đích: Khảo sát sự ảnh hưởng của yếu tố thời gian sấy đến độ sáng của cà phê lên men
- Bố trí thí nghiệm: Từ kết quả thí nghiệm 1 và 2, chọn được chất oxy hóa thích hợp cùng nồng
độ thích hợp. Sau đó bố trí thí nghiệm với ba nghiệm thức (8 giờ, 12 giờ và 16 giờ) và được lặp lại ba lần. Sử dụng 25g cà phê nhân/ nghiệm thức
- Cách tiến hành:
o Pha 120 ml dung dịch chất chống oxy hóa với các nồng độ đã được xác định ở phần thí nghiệm 2
o Ngâm 25g cà phê nhân với 40 ml dung dịch chất chống oxy trên một nghiệm thức. Thời gian ngâm một giờ. Sau đó, rút toàn bộ dung dịch chất chống oxy hóa ra rồi cho 40ml dung dịch lên men đã xác định ở phần khảo sát nguyên liệu vào lên men 24 giờ.
o Sau khi lên men 24 giờ, lấy mẫu rửa sạch hết lớp nhớt rồi cho vào thiết bị sấy. Sấy mẫu với nhiệt độ 600C trong 8 giờ, trong 12 giờ và trong 16 giờ.
o So sánh độ sáng các mẫu.
2.4.6. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến độ sáng của cà phê lên men
- Mục đích: Khảo sát sự ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ sấy đến độ sáng của cà phê lên men
- Bố trí thí nghiệm: Từ kết quả thí nghiệm 1 và 2, chọn được chất oxy hóa thích hợp cùng nồng
độ thích hợp. Sau đó bố trí thí nghiệm với hai nghiệm thức (600
C và 800C) và được lặp lại ba lần. Sử dụng 25g cà phê nhân/ nghiệm thức
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 15 - Cách tiến hành:
o Pha 120 ml dung dịch chất chống oxy hóa với các nồng độ đã được xác định ở phần thí nghiệm 2
o Ngâm 25g cà phê nhân với 40 ml dung dịch chất chống oxy trên một nghiệm thức. Thời gian ngâm một giờ. Sau đó, rút toàn bộ dung dịch chất chống oxy hóa ra rồi cho 40ml dung dịch lên men đã xác định ở phần khảo sát nguyên liệu vào lên men 24 giờ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Sau khi lên men 24 giờ, lấy mẫu rửa sạch hết lớp nhớt rồi cho vào thiết bị sấy. Sấy mẫu với nhiệt độ 600C và 800C trong 8 giờ
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 16
CHƢƠNG III:
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Khảo sát nguyên liệu.
3.1.1. Khảo sát tỉ lệ chế phẩm enzim cho quá trình xử lý tách nhớt
Bảng 3.1: Số liệu thí nghiệm khảo sát tỉ lệ chế phẩm cho quá trình xử lý tách nhớt
Tỉ lệ chế phẩm enzim (‰) 20 18 16 14 12
Số hạt cà phê trung bình có trong 100g 594 589 594 601 596
Số hạt cà phê trung bình loại hết bỏ lớp
nhớt 594 589 594 508 467
Số hạt cà phê trung bình còn lớp nhớt 0 0 0 93 129
Tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt (%) 100 100 100 84,53 78,36
Chúng tôi nhận thấy rằng lớp vỏ nhớt của hạt cà phê được loại bỏ hoàn toàn ở các tỉ lệ chế phẩm enzim (‰) 20, 18 và 16 với tỉ lệ loại bỏ lớp nhớt là 100%. Ở tỉ lệ 14‰, số hạt cà phê chưa loại bỏ lớp nhớt là 93 hạt trên tổng số 601 hạt. Tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt là 84,53%. Ở tỉ lệ 12‰, tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt là 78,36% (129 hạt trên tổng số 596 hạt chưa loại bỏ lớp nhớt). Nguyên nhân có thể là do chế phẩm enzim còn ít so với trọng lượng hạt cà phê khi thí nghiệm, làm cho hoạt lực của enzim không đủ để loại bỏ hết lớp nhớt của hạt cà phê.
Hình 3.1: Hình ảnh cà phê sau lên men đã loại bỏ hoàn toàn lớp nhớt
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 17
3.1.2. Khảo sát khả năng tái sử dụng của chế phẩm enzim.
Bảng 3.2: Số liệu thí nghiệm khả năng tái sử dụng chế phẩm enzim với lớp nhớt hạt cà phê
Khả năng enzim đƣợc tái sử dụng Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4
Số hạt cà phê trung bình có trong 25g 150 154 143 148
Số hạt cà phê trung bình loại bỏ hết lớp nhớt 150 127 86 47
Số hạt cà phê trung bình còn lớp nhớt 0 27 57 101
Tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt (%) 100 82,47 60,14 31,76
Số ml dung dịch lên men sử dụng trên thực tế (ml) 320 160 80 40
Số bình thí nghiệm 8 4 2 1
Số ml dung dịch lên men thu hồi trên thực tế (ml) 176 86 44 22
Hiệu suất thu hồi (%) 55 53,75 55 55
Dựa vào bảng 3.2, chúng tôi nhận thấy khả năng loại bỏ lớp nhớt của chế phẩm enzim tỉ lệ thuận với khả năng tái sử dụng chế phẩm. Chế phẩm enzim được tái sử dụng nhiều lần thì sẽ giảm đi khả năng xử lý lớp nhớt của hạt cà phê. Tuy nhiên, chế phẩm enzim được tái sử dụng lần 2 vẫn giữ được khả năng xử lý lớp nhớt ở mức chấp nhận được (Tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt đạt 82,47%). Nếu áp dụng việc tái sử dụng enzim lần 2 vào sản xuất thực tế với năng suất trên một tấn cà phê trong một mẻ thì nhà sản xuất sẽ giảm được rất nhiều chi phí sản xuất. Sau khi tái sử dụng lần 3 và lần 4 thì tỉ lệ phần trăm loại bỏ lớp nhớt giảm mạnh (60,14% và 31,76%). Nguyên nhân có thể là nồng độ enzim ngày càng giảm qua nhiều lần tái dụng, dẫn tới hoạt độ của enzim giảm, không đủ loại bỏ hết lớp nhớt.
Ngoài ra, hiệu suất thu hồi dung dịch lên men là một vấn đề cần lưu ý (53,75% - 55%, dưới mức dự kiến đặt ra 60%). Và dung dịch lên men thu hồi bị nhiễm nấm mốc sau khi lưu trữ quá 3 ngày.
3.2 Kết quả thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của một số chất chống oxy hóa đến độ sáng của cà phê lên men.
Bảng 3.3: Mối tƣơng quan giữa chất chống oxy hóa và độ sáng hạt cà phê Chất chống Oxy hóa Mẫu đối (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
chứng NaHCO3 20% NaHCO3 40% Vitamin C 20% Vitamin C 40% Chỉ số độ sáng (L*) 36.69 44.38 46.21 52.24 60.92
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 18
Đồ thị 3.1: Độ sáng hạt cà phê theo chất chống oxy hóa
Với mục đích tạo sự khác biệt rõ ràng về màu sắc của hạt cà phê sau khi lên men. Với thí nghiệm này, chúng tôi chọn nồng độ cao (20 và 40%) cho các dung dịch chứa các chất chống oxy hóa. Dựa vào đồ thị 3.1 cho thấy, độ sáng của hạt cà phê bị ảnh hưởng rất nhiều khi có tác động từ những chất chống oxy hóa. Nồng độ chất oxy hóa càng cao thì độ sáng của hạt cà phê càng tăng. Đồ thị còn cho thấy, sự tác động của vitamin C mạnh mẽ hơn so với NaHCO3. Sự tác động tăng rất nhiều khi nồng độ cuả vitamin C tăng từ nồng độ 20% lên nồng độ 40% (chỉ số L* tăng từ 52,24 đến 60,92). Trong khi đó, NaHCO3 chỉ có sự dao động nhẹ khi tăng từ nồng độ 20% lên 40% (chỉ số L* tăng từ 44,38 đến 46.21). Điều này có thể là do vitamin C nhạy cảm với sự oxy hóa nhiều hơn so với NaHCO3. Nhờ có cơ chế chống oxy hóa mà vitamin C giúp cho những hạt cà phê hạn chế bị oxy hóa. Trong khi đó, NaHCO3 với cơ chế làm chất tẩy màu thì chỉ làm cho hạt cà phê hóa nâu sẫm chậm lại. Vì vâỵ, chúng tôi chọn vitamin C làm đối tượng chất chống oxy hóa để nghiên cứu tiếp.
3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của nồng độ chất chống oxy hóa đến độ sáng của cà phê lên men.
Bảng 3.4: Mối tƣơng quan giữa nồng độ chất chống oxy hóa và độ sáng của cà phê
Nồng độ (%) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Chỉ số độ sang (L*) 36,69 36,90 38,73 40,08 43,50 48,87 Ở thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ chất chống oxy hóa đến độ sáng hạt cà phê, chúng tôi chọn nồng độ (%) thấp hơn rất nhiều vì để tiết kiệm chi phí nghiên cứu. Đồng thời, kiểm tra lại mối quan hệ giữa nồng độ chất chống oxy hóa và độ sáng hạt cà phê ở tỉ lệ nồng độ thấp có khác nhau so với nồng độ chất chống oxy cao hay không.
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 19
Đồ thị 3.2: Độ sáng hạt cà phê theo nồng độ chất oxy hóa
Đồ thị 3.2 cho thấy độ sáng của hạt cà phê tăng tỉ lệ thuận với nồng độ chất oxy hóa có trong
dung dịch. Ở nồng độ 0.2% thì vitamin C tác động rất ít tới độ sáng của hạt cà phê. Khi ở nồng độ 0.8% và nồng độ 1% thì đã có sự xuất hiện rõ rệt độ sáng đã tăng đáng kể so với mẫu đối chứng và có thể nhận biết được bằng phương pháp cảm quan (43,50 và 48,87 so với 36,69). Do đó, nhóm nghiên cứu chọn nồng độ vitamin C là 0,8% nhằm tiết kiệm được tối đa chi phí sản xuất khi áp dụng vào thực tiễn sản xuất.
a b c
Hình 3.3: Độ sáng hạt cà phê theo nồng độ vitamin C
a) Cà phê không ngâm dung dịch vitamin C b) Cà phê ngâm dung dịch vitamin C 0,8%
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 20
3.4 Kết quả thí nghiệm 3: khảo sát khả năng tái sử dụng của dung dịch chứa chất chống oxy hóa. oxy hóa.
Bảng 3.5: Mối tƣơng quan giữa khả năng tái sử dụng dung dịch vitamin C và độ sáng
Hiệu suất thu hồi dung dịch vitamin C cao hơn dự kiến ban đầu. Tuy nhiên, dung dịch thu hồi chỉ lưu trữ được không quá 3 ngày.
Đồ thị 3.3: Độ sáng hạt cà phê theo khả năng tái sử dụng dung dịch chống oxy hóa
Kết quả từ đồ thị 3.3 cho thấy rằng việc tái sử dụng là lại chất chống oxy hóa là việc làm khả thi. Khi tái sử dụng lần 2, vitamin C có tác động mạnh mẽ hơn so với việc tái sử dụng lần 1. Nguyên nhân có thể là do ở giai đoạn này vitamin C mới có thể hoạt động hết khả năng nhằm ngăn chặn sự biến đổi của các polyphenol và các chất tạo màu trong cà phê. Và khi tái sử dụng lần 3 thì sự tác động của vitamin C giảm đi (từ 45,2475 xuống còn 40,78). Với chỉ số L* = 37,2; 37,21; 37,24; thì dung dịch chứa vitamin C tác động rất ít sau khi tái sử dụng lần thứ 4, thứ 5 và thứ 6. Nguyên nhân là vitamin C trong dung dịch đã bị oxy hóa dần ở các lần tái sử dụng trước, do đó
Khả năng tái sử dụng 0 1 2 3 4 5 6
Chỉ số độ sang (L*) 36,69 43,50 45,25 40,78 37,2 37,21 37,24
Số ml trên thực tế (ml) - 240 200 160 120 80 40
Số bình thí nghiệm - 6 5 4 3 2 1
Số ml thu hồi đƣợc (ml) - 220 185 147 110 73 36
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 21 khả năng chống oxy hóa của dung dịch giảm đi và không còn ngăn được sự oxy hóa ở lần tái sử dụng thứ 4 trở đi.
3.5 Kết quả thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của thời gian sấy đến độ sáng của cà phê lên men. Bảng 3.6: Mối tƣơng quan giữa thời gian sấy và độ sáng của hạt cả phê
Thời gian sấy 8 giờ 12 giờ 16 giờ
Chỉ số độ sang (L*) 43,50 45,46 46,73 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ ẩm (%) 14,6 11,06 8,77
Đồ thị 3.4: Độ sáng hạt cà phê theo thời gian sấy
Theo đồ thị 3.4 thì ngoài khả năng ảnh hưởng đến độ ẩm của hạt cà phê thì thời gian sấy còn tác động đến độ sáng của hạt cà phê. Thời gian sấy càng lâu thì độ sáng càng tăng.
Enzim Viscozyme L có màu nâu do đó với thời gian ngâm 24 giờ thì màu sắc cà phê có thể bị tác động đến. Vì enzim có bản chất là protein, khi gặp nhiệt độ cao thì sẽ bị biến tính. Do đó có thể giải thích rằng khi thời gian sấy càng lâu thì enzyme biến tính càng nhiều, hạt cà phê càng sáng. Tuy nhiên, phản ứng maillard vẫn xảy ra làm giảm độ sáng của cà phê qua thời gian. Phản ứng maillard không xảy ra mạnh mẽ khi nhiệt độ ở nhiệt độ 600C. Ngoài ra, độ ẩm của hạt cà phê cũng ức chế phản ứng maillard khi độ ẩm của hạt cà phê trước khi sấy cao.
Để đạt được độ ẩm 12,5% thì hạt cà phê phải được sấy từ 10 giờ đến 10 giờ 30 phút.
3.6 Kết quả thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến độ sáng của cà phê lên men Bảng 3.7: Mối tƣơng quan giữa nhiệt độ sấy và độ sáng của hạt cả phê
Nhiệt độ sấy (0C) 60 80
Chỉ số độ sáng (L*) 43,50 35,67
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 22
Đồ thị 3.5: Độ sáng hạt cà phê theo nhiệt độ sấy
Đồ thị 3.5 cho thâý khi nhiệt độ tăng từ 600
C lên 800C thì độ sáng của hạt cà phê giảm đi (43,50 xuống 35,67). Khi nhiệt độ lên tới 800C thì phản ứng maillard bắt đầu hoạt động mạnh mẽ dẫn đến hạt cà phê bị hoá nâu sẫm. Ngoài ra, độ ẩm trong hạt cà phê giảm đi càng thúc đẩy phản ứng maillard hoạt động mạnh. Vì vậy, chúng tôi chọn nhiệt độ 600C là nhiệt độ thích hợp nhất để sấy cà phê sau khi lên men.
SVTH: Đinh Trọng Thuần – 10116063 Page 23
CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN
Kết luận: Các thí nghiệm nghiên cứu đã được tiến hành và kết quả thu được như sau:
1. Vitamin C là một chất chống oxy hóa có tác động rất mạnh đến độ sáng của hạt cà phê sau khi lên men. Nồng độ vitamin C trong dung dịch càng cao thì độ sáng của hạt cà phê càng tăng. Ngoài ra, dung dịch vitamin C có khả năng tái sử dụng tốt nhất ở trong 2 lần đầu.
2. Thời gian lưu trữ của dung dịch lên men và dung dịch chống oxy hóa thu hồi không quá 3 ngày.
3. Thời gian và nhiệt độ sấy cà phê cũng có tác động một phần nhỏ đến độ sáng của hạt cà phê khi lên men. Để đạt được độ ẩm 12,5% thì cà phê phải được sấy ở nhiệt độ 600C trong khoảng 10 giờ đến 10 giờ 30 phút.
4. Chế phẩm enzim được sử dụng ở mức nồng độ tối thiểu là 16‰ sẽ loại bỏ lớp nhớt 100% và có khả năng sử dụng lần 2 với tỉ lệ loại bỏ lớp nhớt là 82,47%, lần 3 loại bỏ 60,14%, lần 4 loại bỏ 31,76%.
Đề nghị: chúng tôi đề nghị nếu có điều kiện cần nghiên cứu tiếp để hoàn thiện hơn về đề tài này