3.2.1 Nguyên vật liệu thí nghiệm 3.2.1.1 Nguyên liệu
Trái bơ được mua tại vườn ở Đăk Lăk, thành phố Buôn Ma Thuột
3.2.1.2 Vật liệu
Enzyme cellulase.
Enzyme protease kiềm (Alcalase).
3.2.1.3 Hóa chất
Thuốc thử Anthrone. Thuốc thử DNS.
3.2.2 Dụng cụ và thiết bị 3.2.2.1 Dụng cụ
Chai thủy tinh 300 mL. Cốc 100 mL, 1000 mL. Ống nghiệm.
Pipet, micropipet. Ống đong.
3.2.2.2Thiết bị
Cân phân tích (PA 214 Ohaus, Mỹ). Tủ sấy (HN101-1A, Trung Quốc). Tủ ủ.
Máy ly tâm.
Máy đo pH ( MP 200R- Thụy Sỹ).
3.3 Phương pháp thí nghiệm 3.3.1 Quy trình thí nghiệm
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm
Trái bơ Enzyme, nước Tách cơm Nghiền Lên men Ly tâm Thu dầu Dầu bơ Bã, nước
18
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm.
Thuyết minh quy trình
Trái bơ phải lựa những trái đã chín để thu được lượng dầu nhiều nhất sau đó tách quả bơ lấy phần puree để đem đi khảo sát.
Nghiền: phần thịt bơ sau khi được tách để đem đi nghiền nhỏ nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc tế bào giúp enzyme dễ thẩm thấu để phân tách dầu hiệu quả hơn.
Phần nguyên liệu sau khi nghiền sẽ đem đi khảo sát thành phần.
Cho vào chai: cân 50g puree bơ cho vào mỗi bình có đánh dấu nghiệm thức. Bổ sung enzyme và nước theo tỉ lệ cần khảo sát.
Lên men: đem đi ủ ở nhiệt độ và thời gian cần khảo sát, kết hợp với điều kiện lắc . Khảo sát TPNL: Độ ẩm. pH. Hầm lượng cellulose. Hàm lượng đường khử. Yếu tố khảo sát: Thời gian. Nhiệt độ. Tỉ lệ enzyme Nguyên liệu Xử lý cơ học Tách chiết dầu Sản phẩm dd
nước, bã, và trên cùng là dầu. Dầu sẽ nằm ở lớp trên cùng của ống ly tâm.
Thu dầu: sau khi ly tâm thì ta sẽ thu lớp dầu trên cùng. Đem cân lượng dầu thu được để tính hiệu suất thu dầu.
3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nguyên liệu ban đầu
Cân 2g nguyên liệu puree bơ pha loãng trong 2ml nước, sau đó đem đi khảo sát ở các chỉ tiêu sau:
Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi ở 105. Xác đnh pH nguyên liệu bằng máy đo pH.
Xác định hàm lượng cellulose bằng phương pháp Kiursher-Hofft. Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Miller.
3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ kết hợp enzyme cellulase với protease
Mục đích: tìm ra được tỉ lệ kết hợp cellulase với protease để thu được hiệu suất dầu cao nhất, từ đó đêm đi khảo sát ở các chỉ tiêu khác.
Thực hiện khảo sát sự kết hợp enzyme cellulase với enzyme protease theo tỉ lệ như sau: Cellulase : protease
4 Cellulase : 1 protease 3 Cellulase : 2 protease 2 Cellulase : 3 protease 1 Cellulase : 4 protease
Cân 50g puree bơ cho vào các bình có đánh dấu nghiệm thức sau đó bổ sung enzyme theo tỉ lệ khảo sát. Sau đó cho vào tủ ủ ở nhiệt độ 50 và lắc trong vòng 24h mỗi nghiệm
20
thức lặp lại 3 lần. Hỗn hợp sau khi ủ được đem đi ly tâm thu dầu đem đi cân khối lượng.
Tính hiệu suất thu dầu và so sánh tỉ lệ thu được lượng dầu nhiều nhất.
3.4.3 Thí nghiệm 3: khảo sát thời gian lên men tối ưu
Mục đích: tìm ra được thời gian lên men tối ưu để thu được hiệu suất dầu cao nhất về chất lượng và số lượng.
Thực hiện khảo sát thời gian lên men trong 3h, 5h, 7h, 9h, 24h. Lặp lại 3 lần ở mỗi nghiệm thức khác nhau.
Cân 50g nguyên liệu cho vào các bình, bổ sung enzyme và nước rồi đem đi khảo sát ở các thời gian cần khảo sát bằng tủ ủ và lắc. Ly tâm thu dầu .
Tính hiệu suất thu được lượng dầu và tìm ra thời gian lên men tối ưu.
3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ bổ sung enzyme kết hợp : mẫu tối ưu
Mục đích: khỏa sát tỉ lệ bổ sung enzyme:mẫu để thu được hiệu suất dầu cao nhất. Thực hiện khảo sát tỉ lệ bổ sung enzyme ở mức 0,5%, 1%, 1,5% và 2%.
Lặp lại 3 lần ở mỗi nghiệm thức.
Cân 50g nguyên liệu cho vào bình có đánh dấu nghiệm thức bổ sung lượng enzyme theo tỉ lệ cần khảo sát. Sau đó đem đi lên men ở tủ ủ kết hợp điều kiện lắc rồi đem đi ly tâm thu dầu thô.
Cân lượng dầu thô thu được để tính hiệu suất thu dầu, xác định tỉ lệ enzyme kết hợp:mẫu thu được lượng dầu nhiều nhất.
3.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát nhiệt độ lên men tối ưu
Mục đích: khảo sát để tìm ra được thời gian lên men tối ưu cho ra hiệu suất dầu cao nhất.
Thực hiện khảo sát lên men ở các nhiệt độ: 35, 40, 45, 50. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần.
đem đi khảo sát ở nhiệt độ cần khảo sát. Ly tâm thu dầu thô. Tính hiệu suất thu dầu, xác định nhiệt độ lên men tối ưu.
3.5 Phương pháp phân tícha) Xác định độ ẩm a) Xác định độ ẩm
Nguyên tắc: nhiệt độ cao sẽ làm bay hơi.lượng nước có trong mẫu, cân mẫu trước và sau khi đem sấy, suy ra.độ ẩm của mẫu.
Cách thực hiện: sấy đĩa petri đến khối.lượng không đổi ở 105 trong tủ sấy, sau đó cho vào bình.hút ẩm và để nguội ghi nhận.kết quả (m). Cho vào đĩa 5g mẫu.trải đều rồi cân lại đĩa và mẫu.ghi nhận kết quả (m1). Đem đĩa có mẫu đi sấy ở.nhiệt độ 105 đến khi khối lượng không đổi, lấy ra để nguội.trong bình hút ẩm cân và ghi nhận.kết quả khối lượng (m2).
Kết quả độ ẩm được tính như sau:
(%)
Trong đó: m: khối lượng đĩa.petri sấy khô (g).
m1:khối lượng đĩa.và mẫu trước khi sấy (g). m2: khối lượng đĩa.và mẫu sau khi sấy khô (g).
b) Xác định pH
pH của puree bơ được.xác định bằng máy đo pH.
c) Xác định hàm lượng cellulose bằng phương pháp Kiursher-Hofft
Nguyên tắc: xác định hàm lượng cellulose.trong mẫu bằng phản ứng tạo màu.của cellulose với thuốc thử Anthrone.trong H2SO4 đậm đặc.
Cách thực hiện: tiến hành pha loãng mẫu với các nồng độ khác nhau, cho vào ống nghiệm 0,5mL mẫu.pha loãng và 5mL thuốc thử.Anthorone. Sau đó đem đi đun trong 5 phút rồi.đem làm lạnh. Lấy mẫu đã làm lạnh đem đi.đo OD ở bước sóng 630nm, ghi
22
nhận giá trị OD.rồi suy ra hàm lượng cellulose dựa.vào đồ thị đường chuẩn của cellulose.
d) Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Miler
Nguyên tắc: dựa trên phản ứng tạo.màu giữa đường khử với thuốc thử DNS ( acid dinitrosalycilic). Cường độ màu.của hỗn hợp phản ứng tỉ lệ thuận.với nồng độ đường khử trong.một phạm vi nhất định. So màu tiến.hành ở bước sóng 540nm. Dựa theo đồ thị đường.chuẩn của glucose tinh khiết với thuốc thử.DNS sẽ tính được hàm.lượng đường khử.
Cách thực hiện: tiến hành pha loãng mẫu.theo nồng độ xác định, cho vào ống nghiệm đã đánh dấu.nghiệm thức 1ml dung dịch mẫu đã pha.loãng và 3ml thuốc.thử DNS. Đem ống nghiệm.đi đun trong 5 phút rồi lấy.ra và làm lạnh nhanh sau.đó đem đi đo OD ở bước sóng.540nm ghi nhận giá trị. Từ giá trị OD suy.ra hàm lượng đường khử dựa vào.đường chuẩn glucose.
e) Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý kết quả thí nghiệm.bằng phần mềm thống.kê sinh tin học ( phần mềm Statgraphics).
4.1 Khảo sát nguyên liệu ban đầuBảng 4.1 Một số thành phần hóa học Bảng 4.1 Một số thành phần hóa học pH 6,6 Độ ẩm 86,53% Cellulose 0,04 g/mL Đường khử 0,02 g/mL Tỉ lệ puree/trái 72,44%
Tỉ lệ puree của quả bơ thể hiện giá,trị sử dụng của nó. Vì bơ là loại trái cây có hạt,lớn nên tỷ lệ puree quả là 72,44% cho thấy được,giá trị sử dụng của,bơ cao.
Hàm lượng đường khử của trái bơ thấp rất thích hợp cho việc lên men vì khi được xử lý ở nhiệt độ sẽ không bị sẫm màu do phản ứng caramel hóa.
Độ ẩm của nguyên liệu cao rất thích hợp vì khi lên men ở nhiệt độ và thời gian dài có thể làm cho nguyên liệu bị khô , các mao quản bị bịt kín dẫn đến dầu khó thoát ra.
4.2 Khảo sát tỉ lệ enzyme cellulase với protease
Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ kết hợp của cellulase và protease đến hiệu suất thu dầu dừa. Kết quả thực hiện được trình bày ở bảng sau
Bảng 4.2 Kết quả khảo sát hiệu suất thu dầu thô theo tỉ lệ
Tỉ lệ enzyme
(cellulase:protease) Hiệu suất
4/1 0,68c0,35
3/2 2,25b 1,23
2/3 3,39a 1,14
1/4 0,2c 0,04
1/1 0,22c0,04
Dựa vào kết quả bảng 4.2 số liệu được xử lí bằng phần mềm thống kê ta có thể xác định được tỉ lệ kết hợp enzyme để lên men chiết xuất dầu bơ thô có ảnh hưởng đến
24
hiệu suất thu dầu dừa và có sự sai khác có ý nghĩa (p=0.0014). Hiệu suất thu dược dầu bơ ở tỉ lệ enzyme 2cellulase:3 protease là cao nhất (3,39a 1,14) .
4.3 Khảo sát thời gian, nhiệt độ và tỉ lệ enzyme kết hợp tối ưu
Ở 35: khảo sát hiệu suất dầu bơ thu được ở nhiệt độ 350C theo tỉ lệ nồng độ enzyme và thời gian .
3 5 7 9 24 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0.50% 1% 1.50% 2%
Thời gian (giờ)
Hi ệu s uấ t (% )
Hình 4.1 Khảo sát hiệu suất thu dầu bơ ở nhiệt độ 35oC
Ở 400C: khảo sát hiệu suất dầu bơ thu được ở nhiệt độ 400C theo tỉ lệ nồng độ enzyme và thời gian .
3 5 7 9 24 0 1 2 3 4 5 6 0.5% 1% 1.5% 2%
Thời gian (giờ)
Hi ệu s uấ t (% )
Ở 45: khảo sát hiệu suất dầu bơ thu được ở nhiệt độ 45 theo tỉ lệ nồng độ enzyme: mẫu theo thời gian.
3 5 7 9 24 0 1 2 3 4 5 6 7 0.5% 1% 1.5% 2%
Thời gian (giờ)
Hi ệu s uấ t (% )
Hình 4.3 Khảo sát hiệu suất thu dầu bơ ở nhiệt độ 45oC
Ở 50: khảo sát hiệu suất thu dầu bơ ở nhiệt độ 50 thoe tỉ lệ nồng độ enzyme: mẫu theo thời gian.
26 3 5 7 9 24 0 1 2 3 4 5 6 7 0.50% 1% 1.50% 2%
Thời gian (giờ)
Hi ệu s uấ t (% )
Hình 4.4 Khảo sát hiệu suất thu dầu bơ ở nhiệt độ 50oC
Kết quả khảo sát được thể hiện ở biểu đồ cho thấy được ở nhiệt độ 35, 40, 45, 50 thì hiệu suất dầu thu được ở 24 giờ là cao nhất và ở khảo sát tỷ lệ enzyme : mẫu thì ở tỷ lệ 1,5% là cao nhất.Vì vậy để thu được hiệu suất dầu nhiều nhất thì ta lên men puree bơ ở thời gian 24 giờ và tỉ lệ bổ sung enzyme mẫu là 1,5%. Từ đó ta đi khảo sát để so sánh nhiệt đọ nào là nhiều nhât.
35 40 45 50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1,5% Nhiệt độ (℃) hi ệu s uấ t( % )
Bảng 4.3 kết quả khảo sát hiệu suất thu dầu thô theo nhiệt độ
Nhiệt độ() Hiệu suất (%)
35 2,16c 0,59
40 2,51bc 0,04
45 3,30a 0,17
50 3,09ab 0,09
Số liệu thí nghiệm được xử,lý bằng phần mềm thống kê sinh,tin học, dưa vào bảng kết quả (bảng 4.3) xác định được/nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến,hiệu suất thu dầu có sự sai khác;có ý nghĩa (p-value= 0,0074). Kết quả cho thấy hiệu suất thu,được dầu bơ ở nhiệt độ 45 là cao, nhất (3,300,017) và thấp nhất,là ở nhiệt độ 35 (2,160,59).
Enzyme hoạt động tốt nhất ở.nhiệt độ khoảng 45-50, vì vậy ở nhiệt độ tối thích enzyme hoạt động tối ưu.và cho ra được lượng dầu nhiều hơn, còn ở nhiệt độ thấp enzyme.hoạt động chậm và tách.chiết được ít dầu, nhưng nếu ở nhiệt độ cao.hơn thì sẽ dẫn đến gây.biến tính enzyme dẫn đến.thay đổi hoạt tính của enzyme.
Tóm lại điều kiện tối.ưu là ở 45 là thu được hiệu suất dầu.cao nhất , enzyme hoạt động mạnh nhất.
28
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận
Dựa vào kết quả nghiên cứu thử nghiệm quy trình sản xuất dầu thô từ puree trái bơ bằng phương pháp enzyme đưa ra một số kết luận sau:
Nhiệt độ, tỉ lệ bổng sung enzyme: mẫu, thời gian lên men coảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dầu và chất lượng dầu. kết quả khảo sát cho thấy
Tỉ lệ enzyme kết hợp cellulase: protease là 2/3. Nhiệt độ trích ly dầu tối ưu là 45.
Thời gian trích ly dầu tối ưu là 24 giờ. Tỉ lệ bổ sung enzyme : mẫu là 1,5%.
Phương pháp chiết suất dầu bằng enzyme thu được hiệu suất dầu cao hơn so với phương pháp sử dụng nhiệt truyền thống.
5.2 Kiến nghị
Do thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế nên còn nhiều nghiên cứu chưa thực hiện được có thể nghiên cứu sử dụng riêng lẻ từng loại enzyme cellullase, protease kiềm để khảo sát và có thể sử dụng thêm protease acid.
Ứng dụng dầu bơ thô thu được vào thực phẩm chưa nhiều, vì vậy cần nghiên cứu ứng dụng tinh chế dầu bơ thô thành dầu tinh luyện giúp nâng cao giá trị sử dụng của dầu bơ.
Nghiên cứu sử dụng dầu bơ thô vào mỹ phẩm, đặc biệt là thực phẩm giúp tăng giá trị sử dụng của dầu bơ thô.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Ý Đức, (năm 2005), Dinh dưỡng và thực phẩm, Nhà xuất bản Y học. [2] Đỗ Huy Bích và nhiều tác giả, (năm 2004), Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[3] Trần Thah Trúc, (năm 2005), Giáo trình công nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm,
Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ.
[4] Chu Phạm Ngọc Sơn, (năm 1990), Dầu mỡ trong sản xuất và đời sống, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Phân tích chuỗi giá trị bơ Đắc Lắc. Chương trình phát triển MPI-GTZ SME.
[6] Nguyễn Đức Lượng, (năm 2004), Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh.
[7] Lê Ngọc Tú (chủ biên), La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, (năm 2005), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.
[8]Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh, (năm 1993), Kỹ thuật ép dầu và chế biến dầu, mỡ thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
[9] Platt-Aloia KA, Thomson WW, (1981), Ultrastructer of the mesocarp of mature avocado fruit and changes asociated with ripening.
[10] James D. Mauseth, (2001), Plant Anatomy.
[11] Nadia segura, Miguel Alejandro, Natalia Ines Matinez, (2017), Improvement in the extraction of avocado vigrin oil by ultrasound application.
[12] Xiaoli Qin, Jinfeng Zhong, (2016), A review of extraction techniques for avocado oil.
[13] Giacomo Costagli, Mattel Betty, (2015), Avocado oil extraction proccess: method for cold-pressed high-quality edible oil production versus traditional production.