3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện trên quả chuối tây trồng trên tỉnh Bắc Kạn.
3.1.2. Thiết bị hóa chất
Bảng 3.1: Thiết bị hóa chất cần dùng
Thiết bị Nước sản xuất
Máy đo pH Thụy Sỹ
Quang kế cầm tay Hàn Quốc
Hệ thống nồi lên men Trung Quốc
Ống đong Việt nam
Cốc đong, ống đong, bình tam giác Việt Nam
Buret Đức
Hóa chất nghiên cứu
Hóa chất nghiên cứu Quốc gia
NaOH Trung Quốc
HCL Đức
Phenolphtalein Trung Quốc
Enzyme pectinx Utra –SPL Úc
3.1.4. Phụ gia
- Đường kính trắng - Rượu men lá
3.1.5. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu quy trình sản xuất dấm từ chuối tây quy mô phòng thí nghiệm.
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm khoa CNSH & CNTP trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
- Thời gian từ tháng 10/2019 – 6/2020
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Nghiên cứu xác định điều kiện lên men acid acetic
- Nghiên cứu xác định pH lên men của dịch chuối lên men. - Nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men của quá trình lên men. - Nghiên cứu xác định thời gian lên men của quá trình lên men.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu xác định pH lên men của dịch chuối lên men acetic.
Cố định độ Brix của dịch quả lên men ở 6 .Cố định nhiệt độ lên men ở 34oC, tiến hành lên men trong thời gian 10 ngày.
Xử lý enzyme ở tỉ lệ 0.15% ở nhiệt độ 40 thời gian 20 phút.
Tiến hành quá trình lên men acetic để xác định độ pH lên men thích hợp. Quá trình lên men theo dõi mỗi 48h. Sau 10 ngày xác định hàm lượng acid acetic ở mỗi công thức. Tiến hành thí nghiệm theo các công thức ở bảng sau:
Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm xác định độ pH của quá trình lên men
Công thức pH CT1 4,5 CT2 5 CT3 5,5 CT4 6 CT5 6,5
Hình 3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ pH của quá trình lên men
Kết quả nghiên cứu thu được sẽ cố định để tiến hành nghiên cứu các thí nghiệm tiếp theo.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định độ lên men của quá trình lên men acid acetic.
Từ kết quả ở thí nghiệm 1 cố định giá trị pH. Tiến hành lên men ở các công thức có nhiệt độ khác nhau, sau đó xác định hàm lượng acid acetic ở mỗi công thức. Từ đó chọn ra nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên men. Tiến hành thí nghiệm theo bảng sau.
Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm Công thức Nhiệt độ (oC) CT1 30 CT2 32 CT3 34 CT4 36 CT5 38
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu xác định ảnh hưởng của nhiệt độ
Kết quả nghiên cứu thu được sẽ cố định để tiến hành nghiên cứu các thí nghiệm tiếp theo.
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu xác định thời gian len men của quá trình lên men acetic.
Từ kết quả 1 và 2 ta cố định nhiệt độ và pH của dịch lên men Tiến hành quá trình lên men dịch quả theo 5 công thức thời gian lên men khác nhau. Quá trinh lên men theo dỗi mỗi 48h. Sau đó xác định hàm lượng acid acetic ở mỗi công thức. Từ đó lựa chọn thời gian lên men thích hợp cho quá trình lên men. Tiến hành thí nghiệm theo công thức ở bảng sau.
Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian lên men
Công thức Thời gian (ngày)
CT1 0
CT2 10
CT3 20
CT4 30
Hình 3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men của quá trình lên men
Thí nghiệm 4: đánh giá chỉ tiêu chất lượng cảm quan của sản phẩm
Sử dụng phương pháp cho điểm để đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm sau đó tiến hành thu thập và xử lý số liệu.
3.4.2. Phương pháp phân tích
3.4.2.1. Phương pháp xác định pH lên men
Sử dụng thiết bị đo pH để xác định pH của dịch quả lên men.
Khi đo nên cho đầu điện cực vào sâu trong dung dịch ít nhất 30 mm để màng thẩm thấu tiếp xúc với dung dịch.
Dùng NaOH 0,1N và HCl 0,1N để điều chỉnh nồng độ dịch quả lên men đến nồng độ cần thiết.
Sau khi đo, rửa điện cực pH bằng nước cất, không rửa bằng dung dịch, dung môi hay cồn, …Điện cực pH phải được bảo quản bằng cách cho vài giọt KCl 3M vào nắp nhựa gắn ở đầu điện cực.
3.4.2.2. Phương pháp xác định hàm lượng acid acetic bằng phương pháp xác định hàm lượng axit tổng số
Lấy 10 ml dịch lên men cho vào bình tam giác, thêm 2 – 3 giọt phenolphtalein rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,1N với buret tới khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền trong khoảng 30 giây.
Tính kết quả:
Nồng độ acid acetic K.a.100% (%)
b
Trong đó:
a: là số ml NaOH 0,1N cần dùng để chuẩn độ b: là số ml dịch mẫu dùng để chuẩn độ
K: là hệ số acid acetic, Kacid acetic = 0,006
3.4.2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan
Sử dụng phương pháp cho điểm để đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm. Tiến hành lập một hội đồng cảm quan 05 người để đánh giá chất lượng cảm quan. Người thử sau khi nếm sản phẩm sẽ tiến hành đánh giá cường độ của từng chỉ tiêu cảm quan bằng cách cho điểm.
Thang điểm cảm quan được xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 3215 – 79). Tiêu chuẩn này được áp dụng trong công tác kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan chung hoặc riêng biệt từng chỉ tiêu: màu sắc, mùi, vị và trạng thái để đánh giá chất lượng sản phẩm. Tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng hệ 20 điểm xây dựng trên một thang điểm hệ thống nhất có 6 bậc (từ 0 đến 5) và điểm 5 là cao nhất cho 1 chỉ tiêu. Cách tính điểm như sau: tính điểm trung bình của các thành viên hội đồng đối với từng chỉ tiêu cảm quan, lấy chính xác đến từng chữ số thập phân, sau đó đem nhân với hệ số quan trọng tương ứng với từng chỉ tiêu. Tính tổng số điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan sau đó tra bảng mức chất lượng sản phẩm theo tổng số điểm trung bình có hệ số trọng lượng của thành viên trong hội đồng cảm quan và đưa ra đánh giá về chất lượng của sản phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá
bao gồm: trạng thái, màu sắc, mùi và vị. Mỗi chỉ tiêu có một hệ số trọng lượng khác nhau và được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.5: Hệ số trọng lượng
Tên chỉ tiêu Hệ số quan trọng
4 100%
1. Màu sắc 1,0 25
2. Trạng thái 1,2 30
3. Mùi 0,8 20
4. Vị 1,0 25
Chất lượng của sản phẩm được đánh giá tùy theo mức điểm đac ho và thang điểm như sau :
Bảng 3.6. Thang điểm đánh giá chất lượng cho sản phẩm
Cấp chất lượng Điểm chất lượng
Tốt 18,6-20 Khá 15,2-18,5 Trung bình 11,2-15,1 Kém 7,2-11,1 Rất kém 4,0-7,1 Khôn sử dụng được 0-3,9
Bảng 3.7. Thang điểm mô tả đanh giá chất lượng cảm quan đối với sản phẩm dấm
Chỉ tiêu đánh giá Điểm chưa có trọng lượng
Yêu cầu
Trạng thái (1,2) 5 Sản phẩm trong suốt, không có cặn. 4 Sản phẩm trong,không có vẩn đục. 3 Sản phẩm có một ít chất lơ lửng. 2 Sản phẩm không trong hơi vẩn đục. 1 Sản phẩm có lớp váng, bị vẩn đục
Màu sắc (1,0) 5 Màu vàng sáng, đặc trưng.
4 Màu vàng nhạt, đặc trưng của sản phẩm. 3 Màu vàng nhạt, không đặc trưng.
2 Màu vàng rất nhạt
1 Màu rất nhạt hoặc không màu.
Mùi(0,8) 5 Mùi thơm đặc trưng, hài hòa dễ chịu. 4 Mùi thơm nhẹ, đặc trưng, dễ chịu. 3 Mùi thơm nhẹ, không có mùi lạ. 2 Mùi nhẹ không có mùi của dấm. 1 Mùi rất nhạt, có mùi lạ
Vị(1,0) 5 Vị chua dịu, hài hòa, dễ chịu. 4 Vị chua nhẹ, dễ chịu.
3 Vị chua nhẹ.
2 Vị vhua hơi hăng, gắt nhẹ 1 Vị chua gắt, hăng, khó chịu.
3.4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Kết quả nghiên cứu
4.1.1. Kết quả nghiên cứu xác định độ pH thích hợp cho quá trình lên men
pH ban đầu có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men. Tiến hành thí nghiệm theo 5 công thức khác nhau cố định ở nhiệt độ 34oC, độ brix = 6oBx, lên men trong thời gian 10 ngày để xác định độ pH ban đầu của dịch quả lên men thích hợp nhất.
Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu xác định độ pH thích hợp
Công thức pH Hàm lượng acid acetic(%)
CT1 4,5 1,416b
CT2 5 1,503ab
CT3 5,5 1,623a
CT4 6 1,165b
CT5 6,5 1,074b
(Ghi chú: các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa a = 0,05)
Qua bảng 4.1 ta thấy, khi pH thay đổi thì hàm lượng acid cũng thay đổi. Hàm lượng acid ban đầu có xu hướng tăng từ pH 4,5 tăng đến 5,5 là mức độ thích hợp nhất và bắt đầu giảm sau khi đi qua mức độ thích hợp nhất là 5,5 và thấp nhất là 6,5.
Có thể thấy là ở mức pH ở 5,5 cho hàm lượng acid cao nhất là 1,623(g/100ml) và khi càng tăng pH thì hàm lượng acid càng giảm đi đáng kể ở mức pH bằng 6 thì hàm lượng acid có trong 100ml chỉ có 1,074g.
Qua bảng có thể thấy khi pH thay đổi thì hàm lượng acid acetic cũng thay đồi. Hàm lượng acid acetic có xu hướng tăng từ pH nhỏ nhất là 4,5 tăng đến cực đại là 5,5 và sau đó bắt đầu giảm mạnh.
Qua phân tích, có thể thấy rằng ở độ pH thấp vi khuẩn acetic phát triển ở mức bình thường, ở pH quá cao thì sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn cho hàm lượng acid acetic thấp. Vì vậy lựa chọn độ pH là 5,5 là tốt nhất để thu được hàm lượng acid acetic nhiều nhất. Vì vậy cố định và tiến hành thí nghiệm tiếp theo.
4.1.2 Kết quả nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên men
Nhiệt độ lên men của dịch quả lên men là một chỉ tiêu quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men. Vì vậy tôi tiến hành thí nghiệm theo 5 công thức khác nhau cố định ở nhiệt độ 34oC, độ brix = 6oBx), pH = 5,5, lên men trong thời gian 10 ngày để xác định nhiệt độ lên men thích hợp nhất.
Bảng 4.2: Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp
Công thức Nhiệt độ (oC) Hàm lượng acid acetic (%) CT1 30 1,507c CT2 32 1,584b CT3 34 1,665a CT4 36 1,566b CT5 38 1,541bc
(Ghi chú: các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa a = 0,05)
Qua kết quả nghiên cứu ở trên thấy rằng, nhiệt độ là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng lớn tới vi khuẩn acetic. Vi khuẩn acetic sẽ ngừng phát triển và có thể chết ở
nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao. Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp vi khuẩn có thể duy trì được sự sống và tạo ra một hàm lượng acid acetic nhất định.
Có thể thấy rằng ở nhiệt độ 30oC và 38oC thì hàm lượng acid tạo ra không chênh lệch nhau nhiều. Ở nhiệt độ 30oC, hàm lượng acid acetic là thấp nhất. 1,507(g/100ml). Nhiệt độ thấp sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn, một vài quá trình chuyển hóa không được diễn ra tối ưu. Ở nhiệt độ cao 38oC hàm lượng acid acetic tạo ra vừa thấp 1,541 (g/100ml) lại còn gây tốn kém về kinh phí. Hàm lượng acid acetic lớn nhất ở nhiệt độ 34oC là 1,665(g/100ml).
Như vậy, lựa chọn nhiệt độ lên men 34oC là thích hợp cho quá trình lên men, và cố định để tiến hành nghiên cứu các thí nghiệm tiếp theo.
4.1.3 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp cho quá trình lên men lên men
Thời gian lên men của dịch quả lên men là một chỉ tiêu quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men. Vì vậy tôi tiến hành thí nghiệm theo 5 công thức khác nhau cố định ở nhiệt độ 34oC, độ brix = 6oBx, pH = 5,5 lên men để xác định thời gian lên men thích hợp nhất.
Bảng 4.3: Kết quả xác định thời gian lên men thích hợp
Công thức Thời gian (ngày) Hàm lượng acid acetic (%) CT1 0 0 CT2 10 1,685d CT3 20 3,565c CT4 30 4,754b CT5 40 5,262a
(Ghi chú: các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa a = 0,05)
Qua bảng 4.3, ở ngày lên men thứ 10 hàm lượng acid acetic là 1,685(g/100ml), đến ngày lên men thứ 20 thì hàm lượng acid acetic là 3,565
(g/100ml) tăng 1,88 (g/100ml). Tiếp tục tăng thời gian lên men lên ngày thứ 30 thì hàm lượng acid acetic lúc này là 4,754(g/100ml) tăng 1,189 (g/100ml), đến ngày lên men thứ 40 thì hàm lượng acid acetic là cao nhất 5,262 (g/100ml).
Qua bảng 4.8 và hình 4.8, có thể thấy rằng thời gian lên men ở ngày thứ 10 cho hàm lượng acid acetic thấp nhất là 1,685 (g/100ml), hàm lượng acid acetic cao nhất ở ngày lên men thứ 40 là 5,262 (g/100ml).
Thời gian lên men quá ngắn thì không đủ để vi khuẩn phát triểnvà thực hiện các quá trình chuyển hóa. Khi vi khuẩn có qúa đủ thời gian cho sự phát triển tối ưu và các hoạt động chuyển hóa của mình, nếu thời gian lên men cứ kéo dài thì vi khuẩn sẽ tiếp tục chuyển hóa, nó sẽ sử dụng chính lượng acid acetic đã tạo ra để lấy năng lượng cho các hoạt động sống của mình tiếp tục diễn ra. Chính vì vậy mà hàm lượng acid acetic bị giảm đi đáng kể.
Như vậy, quyết định lựa chọn thời gian lên men thích hợp cho quá trình lên men sản xuất cả dấm chuối là 30 ngày vì những ngày tiếp theo hàm lượng acid acetic không còn tăng nhiều và có xu hướng giảm đi nên chọn 30 ngày là hợp lý vừa tiếc kiệm chi phí, thời gian mà hàm lượng acid acetic lại được tối ưu.
4.1.4. kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm
Tiến hành lập hội đồng đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm, thu được kết quả ở bảng 4.4 và bảng 4.5 sau:
Bảng 4.4. Điểm cảm quan cho chất lượng sản phẩm dấm chuối tây
Chỉ tiêu Điểm trung bình các thành viên
hội đồng
Điểm nhân hệ số quan trọng
Điểm sau khi nhân hệ số quan trọng Trạng thái 4,5 1,2 5,52 Màu sắc 5 1,0 5 Mùi 5 0,8 4 Vị 5 1,0 5 Tổng điểm 19,5 4,0 19,25
Dựa vào kết quả đánh giá cảm quan cho thấy, tổng điềm trung bình sau khi nhân hệ số trọng lượng là 19,25. Đối chiếu với thang điểm đánh giá chất lượng ( bảng 3.6 ở phần 3) và đưa ra nhận xét :
- Điểm là 19,25 nằm trọng khoảng 18,6-20 tương ứng với loại tốt - Từ đó đưa ra nhận xét về khả năng đánh giá của hội đồng đánh giá là chất lượng của sản phẩm được hội đồng đánh giá tốt và chấp nhận .
4.1.5. Xây dựng quy trình sản xuất dấm từ chuối tây
- Giải thích quy trình sản xuất + Làm sạch, bỏ vỏ
Chọn lọc những nguyên liệu đủ tiêu chuẩn như đạt độ chín phù hợp, chuối chín, ruột chuối không mềm quá nhưng không nhũn, hương thơm, vị ngọt,
loại bỏ những quả không đạt yêu cầu như bầm dập, thối sâu, sau đó rửa bằng nước sạch.
Bóc vỏ: Dùng dao nhọn đầu cắt 2 đầu quả rồi lột vỏ lấy hết xơ bám trên mặt chuối, bỏ những chỗ chai, dập....
+ Thái mỏng 2 mm
Mục đích cắt nhỏ thịt quả, phá vỡ mô tế bào nguyên liệu, giải phóng dịch ra ngoài, tạo thuận lợi cho quá trình tiếp.
+ Xử lý enzyme
Nguyên liệu sau khi được thái mỏng thì được xử lý với enzyme pectinex Ultra SPL 0,15% ở 400C trong 20 phút .
Mục đích nhằm thủy phân hàm lượng pectin trong thịt quả và cellulose trong thành tế bào để quá trình thu hồi dịch quả dễ dàng hơn.
+ Phối trộn