2. Mục tiêu nghiên cứu
3.2.1. Kết quả khảo sát quá trình lên men
a. Nhiệt độ chế phẩm
Nhiệt độ trong bình chế phẩm có thể phản ánh một phần về quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Qua theo dõi diễn biến nhiệt độ trong bình chế phẩm thu được kết quả như sau:
33 32 31 30 29 28 27 26 25 0 1
Hình 3.2 Biểu đồdiễn biến nhiệt độtrong bình chếphẩm CT1.1 và CT 1.2
Ở 15 ngày đầu lên men chế phẩm, 2 bình chế phẩm không có sự chênh lệch nhiều và gần như tương đương nhau về nhiệt độ bên trong bình chứa.
43
Nhiệt độ môi trường bên ngoài cũng tác động một phần đến nhiệt độ bên trong bình chế phẩm. Tuy nhiên, khi so sánh diễn biến nhiệt độ trong 2 bình chế phẩm với diễn biến nhiệt độ môi trường ngoài cho thấy sự chênh lệch từ ngày đầu tiên (ứng với ngày 0) đến ngày thứ 10 lên men chế phẩm.
- Ngày đầu tiên, nhiệt độ môi trường ngoài cao hơn nhiệt độ bên trong bình chế phẩm. Đây là lúc vi sinh vật được cấy vào môi trường chưa tăng về mặt số lượng, cần thời gian thích nghi với môi trường và đây là giai đoạn đầu của pha tiềm phát.
- Sau 1 ngày (sau 24 giờ) có thể thấy sự thay đổi về mặt nhiệt độ trong bình chế phẩm cao hơn ngày hôm trước và cao hơn nhiệt độ môi trường ngoài. Sự gia tăng về nhiệt độ là dấu hiệu cho thấy sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, bởi trong quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng vi sinh vật sẽ sản sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Như vậy trong khoảng 24 giờ đầu là khoảng thời gian của pha tiềm phát.
- Nhiệt độ trong bình chế phẩm tăng dần theo ngày và luôn cao hơn nhiệt độ môi trường ngoài. Nhiệt độ trong bình chế phẩm cao nhất và có sự chênh lệch lớn nhất với môi trường ngoài là sau 5 - 6 ngày lên men. Thời gian có sự gia tăng nhiệt lớn đồng thời là khoảng thời gian tế bào vi sinh vật được sinh ra nhiều nhất.
- Từ sau 7 ngày đến sau 10 ngày lên men vẫn có sự chênh lệch nhiệt độ trong bình chế phẩm so với môi trường ngoài tuy nhiên nhiệt độ trong bình chế phẩm có xu hướng giảm dần. Giai đoạn này có thể coi là pha cân bằng của quá trình sinh trưởng bởi chất dinh dưỡng giảm dần không đủ cung cấp cho toàn bộ vi sinh vật tại thời điểm này mà do đó một phần vi sinh vật vẫn tiếp tục sản sinh tế bào tạo ra nhiệt và một phần vi sinh vật chết đi do không đủ nhu cầu dinh dưỡng.
- Sau 11 ngày lên men trở đi là giai đoạn suy vong bởi các chất dinh dưỡng đã cạn kiệt, số vi sinh vật chết nhiều hơn số vi sinh vật sinh ra do đó lượng nhiệt trong bình chế phẩm giảm và gần bằng với nhiệt độ môi trường bên ngoài.
b. pH chế phẩm
- Diễn biến giá trị pH trong bình chế phẩm CT 1.1:
Trong 4 ngày đầu lên men chế phẩm luôn duy trì với pH = 3,9. Sau đó có xu hướng tăng dần đến pH = 4,6 ở ngày thứ 9 lên men. Các ngày sau duy trì pH trong khoảng 4,5 – 4,6.
44
4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4 3.9 3.8 0
Hình 3.3 Diễn biến pH của chếphẩm (CT 1.1 và CT 1.2) ở 15 ngày đầu lên men
- Diễn biến giá trị pH trong bình chế phẩm CT 1.2:
Ở bình mẫu CT 1.2, pH của chế phẩm ban đầu là 3,9. Sau 3 ngày lên men pH chế phẩm có xu hướng tăng không đồng đều đến pH = 4,4 ở ngày thứ và duy trì pH= 4.4 - 4.5 ở những ngày sau.
- Nhận xét chung:
Qua theo dõi và so sánh pH của hai bình mẫu chế phẩm có cùng một công thức chế tạo đã có sự chênh lệch tăng giảm khác nhau trong 15 ngày đầu lên men.
Ở 3 – 4 ngày đầu, tại hai bình mẫu đều duy trì pH = 3,9. Với khoảng pH dưới 4 các nhóm vi khuẩn Bacillus và Lactobacillus sẽ bị ức chế sinh trưởng, thay vào đó là hoạt động của nấm men. Nấm men là tác nhân thúc đẩy quá trình lên men và cho ra sản phẩm có mùi rượu đặc trưng.
Sau 4 ngày lên men, pH của chế phẩm ở cả hai bình mẫu có xu hướng tăng dần và nằm trong khoảng pH ≤ 4,6. Khoảng thời gian này các nhóm vi sinh vật đều có khả năng sinh trưởng và phát triển.
Tuy vi khuẩn Bacillus subtilis được đưa vào chế phẩm có môi trường sinh
trưởng tối ưu với pH = 7 nhưng chúng vẫn có khả năng sinh trưởng trong môi trường acid do giống vi khuẩn này có thể acid tế bào chất so với môi trường bên ngoài để duy trì độ pH tế bào chất tương thích với tính toàn vẹn cấu trúc và chức năng tối ưu của các protein tế bào chất hỗ trợ sự tăng trưởng.
45
c. Mùi
Mùi của chế phẩm được theo dõi hàng ngày và ở một số mốc thời gian có sự thay đổi khác biết, kết quả đánh giá cảm quan mùi chế phẩm như sau:
• 0 giờ lên men: Hương thơm tự nhiên của trái chuối và hương thơm gạo nếp của men nấu rượu đã sử dụng
• Sau 12 giờ lên men: Dịu mùi chuối, thoảng mùi men rượu
• Sau 72 giờ lên men (sau 3 ngày): Thơm dịu, mùi rượu đặc trưng • Sau 216 giờ lên men (sau 9 ngày): Mùi rượu hơi nồng
• Sau 336 giờ lên men (sau 14 ngày): Mùi rượu nồng, có mùi lạ khó chịu. Chế phẩm có mùi rượu do có sự tham gia sinh trưởng của các tế bào nấm men được đưa vào chế phẩm.
d. Màu sắc và trạng thái dung dịch
Màu sắc và trạng thái dung dịch có sự thay đổi ở các mốc thời gian khác nhau. Có thể chia sự biến đổi trạng thái của phần hỗn hợp dung dịch qua 4 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 (ngày đầu tiên): nước đục, có nhiều vật chất lơ lửng phía trên bề mặt. Nước có màu nhợt, vàng nâu.
- Giai đoạn 2 (diễn ra trong khoảng từ sau 1 ngày đến sau 5 ngày lên men): nước giảm đục bắt đầu trong dần, vật chất lơ lửng phía trên bề mặt giảm dần theo thời gian, thay vào đó là sự lắng vật chất. Trong quá trình này có sự xuất hiện đồng thời của lớp phấn trắng dưới bề mặt đáy và tăng dần theo thời gian (độ dày tăng dần theo ngày từ 0,1 cm – 1 cm). Nước chuyển từ màu nhợt sang tối, vàng nâu.
- Giai đoạn 3: sau khi lớp vật chất đã lắng hoàn toàn đem phần hỗn hợp đi lọc tách bã (quá trình lọc diễn ra sau ngày thứ 7 lên men). Sau quá trình lọc nước từ màu nhợt và chuyển sáng dần, từ màu vàng nâu sang vàng, nước trong.
- Giai đoạn 4: trong quá trình theo dõi có sự xuất hiện của lớp váng màu trắng ở trên bề mặt của chế phẩm. Lớp váng xuất hiện ở ngày thứ 9 sau khi đã lọc chế phẩm được 24 giờ. Tại thời điểm này pH = 4,6 với CT 1.1 và pH = 1,5 với CT 1.2, mẫu chế phẩm có màu nhợt, vàng. Phía dưới đáy có lắng lớp phấn mịn màu trắng.
46
Các ngày sau lớp váng xuất hiện dày hơn. Sự xuất hiện của lớp váng khiến cho chế phẩm có mùi rượu nồng khó chịu.