¾ Ưu điểm
- Tính chất và chất lượng của sản phẩm đạt được tốt hơn.
- Cĩ thể sấy được những thực phẩm, chế phẩm sinh học, dược phẩm cĩ tính nhạy cảm với nhiệt độ.
- Khí nén dùng là khơng khí hoặc khí trơ.
- Thiết bịđơn giản, cho phép hoạt động ở năng suất cao và liên tục.
- Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị trong điều kiện khơ vì thế việc chọn vật liệu chống ăn mịn cho thiết bịđơn giản hơn.
- Sản phẩm sau khi sấy đồng nhất, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu.
- Khoảng nhiệt độ tác nhân sấy rộng từ 150oC – 600oC nhưng hiệu quả tương tự các loại thiết bị khác (Trần Văn Phú, 1998).
¾ Nhược điểm
- Sấy phun khơng thuận lợi cho những sản phẩm cĩ tỉ trọng lớn. - Vốn đầu tư cao hơn các loại khác.
2.4.3- Ứng dụng của kỹ thuật sấy phun
Ngày nay, sấy phun được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như: dược phẩm, huyết tương, một số hợp chất hữu cơ, thuốc tổng hợp.
Do sấy phun cĩ nhiều ưu điểm nên kỹ thuật sấy phun hiện nay cịn được nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất các dạng thực phẩm chức năng.
2.4.4- Hệ thống sấy phun được sử dụng trong nghiên cứu
Các phần chính của máy sấy phun SD-5 gồm các bộ phận sau:
• Buồng sấy cấu tạo bằng thủy tinh.
• Thân máy gồm cĩ bộ phận cấp nhiệt, quạt, máy nén, hồn tồn khép kín, điều chỉnh hồn tồn tự động trên thân máy.
• Bơm cấp liệu cĩ thểđiều chỉnh theo các mức từ 1 – 52 bơm liên tục. Ở mỗi mức, lưu lượng bơm tùy thuộc vào đặc tính của dịch thực phẩm.
• Quạt cĩ lưu lượng cĩ thể điều chỉnh lưu lượng thích hợp.
• Cyclon, bình chứa, ống thốt nhiệt. Hình 2.2 : Máy sấy phun
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1- Địa điểm và vật liệu nghiên cứu 3.1.1- Địa điểm thực hiện
- Các thí nghiệm được tiến hành tại phịng thí nghiệm vi sinh khoa Cơng Nghệ Thực phẩm và phịng phân tích đất – bộ mơn Nơng Hĩa Thổ Nhưỡng – khoa Nơng Học. - Thời gian tiến hành từ 02/2005 – 08/2005. 3.1.2- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm - Bếp điện. - Máy đo pH. - Máy chưng cất Kjenldal. - Biuret. - … 3.1.3- Hĩa chất sử dụng - HCl 0,1N - NaOH 0,1N - H2SO4 đđ - Formol - HCl đđ - NaOH 1N - … 3.1.4- Nguyên vật liệu
- Nấm men bia 28% vật chất khơ được ép khơ từ dịch bã men dư thừa lấy ở cơng ty cổ phần bia Vicco Sài Gịn.
3.2- Phương pháp thí nghiệm
3.2.1- Thí nghiệm 1: Xác định quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân nấm men phân nấm men
Từ các tài liệu tham khảo chúng tơi thấy sản xuất dịch thủy phân nấm men theo phương pháp tự phân là phương pháp tốt nhất. Nhưng do chúng tơi khơng cĩ đủ điều kiện về thiết bị và hĩa chất để sản xuất dịch thủy phân nấm men theo phương pháp tự phân đạt hiệu quả cao nhất nên chúng tơi đưa ra 2 quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân bằng phương pháp hĩa giải và phương pháp kết hợp giữa tự phân và hĩa giải.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên với hai quy trình thử nghiệm và 3 lần lặp lại.
Mục đích: Chọn được quy trình thủy phân nấm men đạt hiệu quả cao nhất. Quy trình sản xuất 1: Trong quy trình này chúng tơi sản xuất dung dịch acid amine theo phương pháp hĩa giải.
Hình 3.1: Sơđồ quy trình sản xuất 1
Quy trình sản xuất 2: Trong quy trình này, chúng tơi tiến hành sản xuất dung dịch acid amine theo phương pháp kết hợp giữa tự phân và hĩa giải.
Nấm men 28 % trọng lượng khơ pha lỗng 600 g/l
Thêm 6 % HCl đđ
Thủy phân ở 100oC trong 8 h
Hình 3.2: Sơđồ quy trình sản xuất 2
Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệđạm formol/tổng số.
Số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê bằng phần mềm Stagraphic 7.0. Nấm men 28 % trọng lượng khơ pha lỗng 600 g/l Điều chỉnh về pH 5 Tăng nhiệt độ lên 50oC trong 5 – 8 h Giữở 50oC trong 24 h (quá trình co nguyên sinh
và tự phân) Muối
(0,35 %)
Thêm 6 % HCl đđ
Thủy phân ở 100oC trong 8 h
Dung dịch acid amine Dung dịch tự phân
3.2.2- Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng acid HCl đđ lên hiệu quả của quá trình thủy phân
Sau khi khảo sát các quy trình sản xuất ở thí nghiệm 1, chúng tơi sẽ chọn được quy trình sản xuất thích hợp nhờ vào kết quả dịch thủy phân cĩ tỷ lệ đạm formol/tổng số cao hơn để tiến hành thí nghiệm 2.
Khi thực hiện phương pháp kết hợp giữa tự phân và hĩa giải, chúng tơi đã tham khảo rất nhiều tài liệu và đã rút ra được quy trình tự phân với những điều kiện thích hợp cho nấm men bia, nhưng vì khơng cĩ đủ thiết bị và hĩa chất để nghiên cứu sâu về giai đoạn tự phân này nên chúng tơi chỉ khảo sát giai đoạn thủy phân bằng HCl đđ.
Thí nghiệm này sử dụng nguyên liệu là dung dịch nấm men sau khi tự phân và được bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại. Trong đĩ:
Yếu tố cốđịnh
- Nhiệt độ thủy phân, 1000C. - Thời gian thủy phân 8 h.
Yếu tố thay đổi
- Hàm lượng HCl đđ dùng để thủy phân nấm men: 4 %, 6 %, 8 %.
Mục đích: Xác định được hàm lượng acid HCl đđ ổn định sử dụng trong nghiên cứu đề tài.
Tiến hành: Đong 100 ml dung dịch tự phân, thêm lần lượt HCl đđ vào với hàm lượng 4 %, 6 %, 8 % so với thể tích dung dịch tự phân. Khuấy đều và đem đun cách thủy ở nhiệt độ 100oC trong 8 h. Hàm lượng HCl Lặp lại (%) 4 6 8 1 2 3
Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệđạm formol/tổng số.
3.2.3- Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân lên hiệu quả của quá trình thủy phân phân lên hiệu quả của quá trình thủy phân
Sau khi khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng HCl đđ ở thí nghiệm 2, chúng tơi lấy hàm lượng HCl đđ cho kết quả dịch thủy phân cĩ tỷ lệ đạm formol/tổng số cao nhất làm yếu tố cốđịnh cho thí nghiệm.
Bố trí thí nghiệm theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 2 yếu tố với 3 lần lặp lại. Trong đĩ: Yếu tố cốđịnh - Hàm lượng acid HCl đđ. Yếu tố thay đổi - Thời gian thủy phân: 6 h, 8 h, 10 h, 12 h. - Nhiệt độ thủy phân: 60oC, 100oC, 110oC.
Mục đích thí nghiệm: Xác định giá trị của yếu tố thời gian và nhiệt độ thủy phân cho hiệu quả cao nhất của quá trình sản xuất dịch thủy phân.
Tiến hành: Đong 100 ml dung dịch tự phân, thêm HCl đđ vào với hàm lượng lấy ở thí nghiệm 2. Đun cách thủy ở nhiệt độ 60oC và 100oC với thời gian 6 h, 8 h, 10 h, 12 h. Với nhiệt độ 110oC mẫu được đun trực tiếp trên bếp điện cũng với các thời gian trên. 60oC 100oC 110oC 6 h 8 h 10 h 12 h 6 h 8 h 10 h 12 h 6 h 8 h 10 h 12 h 1 2 3
Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệđạm formol/tổng số.
3.3.4- Thí nghiệm 4:Thử nghiệm ứng dụng men chiết xuất làm mơi trường nuơi cấy vi sinh.
Từ các thí nghiệm trên, chúng tơi đã thu được dịch thủy phân nấm men bia và tiến hành sấy phun dịch thủy phân đĩ tạo men chiết xuất dạng bột.
Chúng tơi tiến hành bố trí thử nghiệm kiểm tra khả năng sử dụng men chiết xuất dạng bột. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên một yếu tố với 3 lần lặp lại và thử nghiệm trên chủng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus cĩ trong sữa chua Vinamilk.
Bố trí thí nghiệm
- Nghiệm thức 1: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên mơi trường MRS khơng cĩ men chiết xuất.
- Nghiệm thức 2: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên mơi trường MRS cĩ bổ sung 5 % men chiết xuất thương phẩm.
- Nghiệm thức 3: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên mơi trường MRS cĩ bổ sung 5 % men chiết xuất do chúng tơi sản xuất.
Cách đánh giá: Xem cĩ khuẩn lạc của vi khuẩn mọc hay khơng.
3.3- Các chỉ tiêu kiểm tra
3.3.1- Chỉ tiêu theo dõi chất lượng dịch thủy phân
- Đạm tổng số theo phương pháp Kjeldalh (phụ lục 1) - Đạm formol theo phương pháp Sorensen (phụ lục 2)
3.3.2- Chỉ tiêu về hiệu quả của quá trình thủy phân
Tỷ lệđạm formol trong sản phẩm dịch thủy phân
Các dung dịch thủy phân thường cĩ hàm lượng acid amine cao, hàm lượng đạm formol cao biểu thị sự phân giải triệt để và cĩ mùi vị tốt.
So sánh tỷ lệđạm formol và đạm tổng số cĩ thể phán đốn được chất lượng của dịch thủy phân.
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hàm lượng đạm formol trong sản phẩm dịch thủy phân
% formol = * 100 (%) Hàm lượng đạm tổng số trong dịch thủy phân
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Qua thời gian tiến hành thí nghiệm, chúng tơi thu được dung dịch acid amine ở mỗi nghiệm thức. Sau khi đem các mẫu ấy kiểm tra các chỉ tiêu đạm tổng số, đạm formol và đạm amơn (đạm NH3), chúng tơi thu được các kết quả sau (vì kết quả kiểm tra đạm NH3 rất thấp, hầu như khơng cĩ nên đạm formol bằng đạm amine).
4.1-Thí nghiệm 1: Xác định quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân nấm men
Bảng 4.1: Các hàm lượng đạm của 2 quy trình sản xuất
Quy trình Đạm tổng số (g/l) Đạm formol (g/l) Đạm formol /đạm tổng số (%)
Quy trình 1 7,72 2,52 33
Quy trình 2 8,07 6,23 77
4.1.1- Hàm lượng đạm formol của 2 quy trình sản xuất
2.52 6.23 0 1 2 3 4 5 6 7 Quy trình 1 Quy trình 2 Đạ m f or m ol ( g/l)
Biểu đồ 4.1: Sự biến thiên đạm formol trong 2 quy trình sản xuất
Dựa vào bảng 4.1 và biểu đồ 4.1, chúng tơi nhận thấy hàm lượng đạm formol cĩ sự khác nhau giữa 2 quy trình. Theo xử lý thống kê LSD (phụ lục 8) với độ tin cậy 95 % cho thấy sự khác biệt này rất cĩ ý nghĩa về mặt thống kê.
Hàm lượng đạm formol ở quy trình 2 cao hơn ở quy trình 1. Nguyên nhân của sự cao hơn này cĩ thể là do giai đoạn tự phân của nấm men đã tạo ra được một số acid amine và những đoạn peptide ngắn, quá trình thủy phân sau này đã giúp phá vỡ các đoạn peptide ngắn này tạo ra được nhiều acid amine hơn. Trong khi đĩ, ở quy trình 1 chúng tơi tiến hành thủy phân trực tiếp mà khơng cĩ giai đoạn tự phân nên các đoạn peptide cịn khá lớn và lượng HCl đđ trên đã khơng thể thủy phân hồn tồn các đoạn peptide này. 4.1.2- Hàm lượng đạm tổng số của 2 quy trình sản xuất 8.07 7.72 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 Quy trình 1 Quy trình 2 Đạ m t ổ ng s ố ( g/l)
Biểu đồ 4.2: Sự biến thiên đạm tổng số trong 2 quy trình sản xuất
Dựa vào bảng 4.1 và biểu đồ 4.2, chúng tơi nhận thấy hàm lượng đạm tổng số cĩ sự khác nhau giữa 2 quy trình. Tuy nhiên sự khác biệt này khơng cĩ ý nghĩa về mặt thống kê (phụ lục 10).
Tuy đạm formol của quy trình 2 cao hơn quy trình quy trình 1 nhưng đạm tổng số của 2 quy trình này lại tương đương nhau. Nguyên nhân của điều này cĩ thể là vì giai đoạn tự phân của quy trình 2 chỉ giúp tăng hàm lượng acid amine nhiều hơn chứ khơng làm mất đạm, cịn quy trình 1 tuy khơng tạo ra lượng đạm formol cao nhưng đạm vẫn được giữ lại ở dạng các đoạn peptide ngắn nên cũng khơng xảy ra hiện tượng thất thốt đạm.
4.1.3- Tỷ lệđạm formol/đạm tổng số của 2 quy trình sản xuất 33 77 0 20 40 60 80 100 Quy trình 1 Quy trình 2 T ỷ l ệ đạ m f or m ol ( % )
Biểu đồ 4.3: Sự biến thiên tỷ lệđạm formol/đạm tổng số trong 2 quy trình sản xuất
Tỷ lệ đạm formol trong dịch thủy phân cao hay thấp cịn tùy thuộc vào đạm tổng số và đạm formol của dịch thủy phân. Dựa vào bảng 4.1 và biểu đồ 4.3, chúng tơi nhận thấy tỷ lệđạm formol/đạm tổng số cĩ sự khác nhau giữa 2 quy trình, trong đĩ tỷ lệ đạm formol/ đạm tổng số của quy trình 2 cao hơn ở quy trình 1. Theo xử lý thống kê LSD (phụ lục 12) với độ tin cậy 95 % cho thấy sự khác biệt này rất cĩ ý nghĩa về mặt thống kê.
Kết luận: sau khi tiến hành thí nghiệm 1, xác định quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân nấm men rút ra được kết luận sau: quy trình thủy phân nấm men đạt hiệu quả cao nhất là quy trình sản xuất theo phương pháp kết hợp giữa tự phân và hĩa giải.
4.2- Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng acid HCl đđ lên hiệu quả của quá trình thủy phân
Hàm lượng HCl đđ cĩ vai trị hết sức quan trọng ảnh hưởng lên hiệu quả thủy phân, thời gian thủy phân, chất lượng và giá thành sản phẩm. Đây chính là ý nghĩa của việc cần phải khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng HCl đđ lên hiệu quả thủy phân nấm men. Kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 4.2.
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của hàm lượng HCl đđ lên hiệu quả của quá trình thủy phân Hàm lượng HCl đđ (%) Đạm tổng số (g/l) Đạm formol (g/l) Đạm formol /đạm tổng số (%) 4 7,15 4,71 66 6 8,07 6,23 77 8 6,18 3,76 61
4.2.1- Ảnh hưởng của hàm lượng HCl lên đạm formol
3.76 6.23 4.71 0 1 2 3 4 5 6 7 4% 6% 8% Hàm lượng HCl Đạ m f or m ol ( g/l)
Biểu đồ 4.4: Hàm lượng đạm formol biến thiên theo hàm lượng acid
Dựa vào bảng 4.2 và biểu đồ 4.2, chúng tơi nhận thấy hàm lượng đạm formol biến thiên theo hàm lượng HCl đđ. Theo xử lý thống kê LSD (phụ lục 14) với độ tin cậy 95 % cho thấy sự khác biệt này rất cĩ ý nghĩa về mặt thống kê.
Chúng tơi thấy ở hàm lượng acid 4 % lượng phân tử HCl quá ít để cắt đứt các liên kết peptide nên đạm formol thu được là thấp. Khi nâng hàm lượng acid đến mức vừa đủ để acid cắt đứt hết các liên kết peptide, protein sẽ tiến hành thủy phân thành acid amine. Nhưng nếu tiếp tục tăng hàm lượng HCl đđ lên thì HCl dư, và lượng dư này dezamine hĩa lượng amine vừa mới tạo ra, tạo thành các sản phẩm khác dẫn đến thất thốt đạm. Vì vậy nếu ta tiếp tục tăng hàm lượng acid thì hàm lượng đạm sẽ giảm.
Lập luận trên đã được chứng minh qua quá trình thực nghiệm. Kết quả của quá trình thực nghiệm được thể hiện ở biểu đồ 4.2 khi hàm lượng HCl đđ tăng từ 4 % lên 6 % hàm lượng đạm formol tăng từ 4,71 g/l lên 6,23 g/l và hàm lượng acid tăng lên 8 % thì đạm formol giảm xuống cịn 3,76 g/l. Số liệu này cho thấy ở hàm lượng HCl 6 % cho hàm lượng đạm formol cao nhất là 6,23 g/l, quá trình thủy phân xảy ra triệt để nhất.
4.2.2- Ảnh hưởng của hàm lượng HCl đđ lên đạm tổng số