Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH- 123docz.net

lên men nước dâu tằm

Để nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men nước dâu tằm, ba mẫu dịch dâu tằm sẽ được giữ nguyên các thông số nồng độ chất khô ban đầu (tối ưu ở thí nghiệm 3), lượng nấm men bổ sung vào dịch (tối ưu ở thí nghiệm 2), mật độ nấm men là 107 tế bào/ml, còn pH được điều chỉnh lần lượt là 3,0, 3,5, 4,0, tiến hành lên men trong điều kiện nhiệt độ 18 – 200C trong vòng 3 ngày. Theo dõi các chỉ tiêu hàng ngày thu được kết quả ở Bảng 4.6 và Bảng 4.7.

Bảng 4.6 Số lượng nấm men trong 1 ml dịch lên men khi nghiên cứu ảnh hưởng của pH

đến quá trình lên men

Ngày pH

3,5 4,0 4,5

Ngày thứ nhất 1,03 1,10 0,90

Ngày thứ hai 1,92 2,01 1,84

Ngày thứ ba 2,54 2,96 2,14

Bảng 4.7 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men

Mẫu

Kết quả sau lên men Nồng độ

chất khô (0Bx)

Đường tổng số hoà tan (gl) pH Acid tổng (g/l) Độ cồn (v/v) 3,0 16,4 57,78 2,675 15,79 6,09 3,5 14,2 50,98 3,108 17,71 7,93 4,0 16 56,52 3,387 16,64 7,11

Hình 4.6 Ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men

Dựa vào bảng kết quả có thể thấy pH sau khi lên men giảm so với pH ban đầu, điều này chứng tỏ quá trình lên men không chỉ tạo ra rượu mà còn tạo ra các acid hữu cơ làm pH môi trường giảm đi.

Lượng nấm men sinh ra cũng có sự thay đổi khi cho mẫu lên men ở các pH khác nhau. Ở mẫu pH bằng 3,5 cho kết quả mật độ nấm men cao nhất, và đây cũng là mẫu có lượng rượu ethylic sinh ra lớn nhất trong cả ba mẫu.

4.2.5. Kết quá nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men nước dâu tằm

Khi khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men, hai mẫu dâu tằm sẽ được lên men ở 2 khoảng nhiệt độ 18 – 200C và 28 – 300C, các thông số được cố định là lượng nấm men bổ sung vào dịch (tối ưu ở thí nghiệm 2), mật độ nấm men là 107 tế bào/ml, nồng độ chất khô ban đầu (tối ưu ở thí nghiệm 3), pH ban đầu (tối ưu ở thí nghiệm 4). Kết quả thu được trong 2 ngày trình bày ở Bảng 4.8 và Bảng 4.9

Bảng 4.8 Số lượng nấm men trong 1 ml dịch lên men khi nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt

độ tới quá trình lên men (tỉ tế bào/ml)

Ngày Nhiệt độ

18– 200C 28 – 300C

Ngày thứ nhất 1,08 1,28

Ngày thứ hai 1,98 2,67

Bảng 4.9 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men

Mẫu

Kết quả sau lên men Nồng độ

chất khô (0Bx)

Đường tổng số hoà tan (g/l) pH Acid tổng (g/l) Độ cồn (v/v) 18 - 200C 16,4 61,18 3,318 14,08 6,09 28 - 300C 14,2 52,53 3,137 17,07 7,11

Hình 4.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men

Nhiệt độ có sự ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men. Ở nhiệt độ 18 – 200C, lượng nấm men sinh ra ít hơn, độ cồn cũng thấp hơn, nấm men tiêu thụ đường ít hơn ở

nhiệt độ 28 – 300C. Chất lượng sản phẩm khi lên men ở 18 – 200C thấp hơn, xuất hiện nhiều cặn, dịch có màu hơi thâm so với dịch trước lên men.

4.2.6. Kết quả đánh giá cảm quan sau khi điêu vị sản phẩm

Để đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm chúng tôi tiến hành lên men nước dâu tằm trong điều kiện tối ưu (pH 3,5, nồng độ chất khô ban đầu là 240Bx, nhiệt độ 28 – 300C, tỉ lệ giống bổ sung là 9% so với thể tích dịch lên men, mật độ nấm men 107 tế bào/ml) trong vòng hai ngày. Sau khi kết thúc lên men, điều vị với 10 % dịch syrup đường. Tiến hành đáng giá cảm quan với 10 thành viên.

Bảng 4.10 Kết quả đánh giá cảm quan

Chỉ tiêu

Điểm chưa có trọng lượng của các thành viên

Tổng số điểm Điểm trung bình Hệ số quan trọng Điểm có trọng lượng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Độ trong và màu sắc 4 5 5 4 5 4 4 4 5 5 45 4,5 0,8 3,6 Mùi 4 4 4 4 3 4 3 4 4 4 38 3,8 1,2 4,56 Vị 4 5 4 5 3 4 3 3 3 4 38 3,8 2,0 7,6

Số điểm chung 15,76

4.3. Thảo luận

 Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng pectinase bổ sung đến lượng dịch ép thu được

Enzyme pectinase hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 420C, khi ủ dâu tằm ở nhiệt độ này, enzyme sẽ tiến hành thuỷ phân các liên kết glucozit và liên kết este của pectin để tạo các phân tử mạch ngắn hơn và làm giảm độ nhớt của dịch, tăng hiệu suất thu dịch cũng như chất lượng dịch ép. Như vậy khi bổ sung enzyme pectinase vào sẽ làm tăng lượng dịch ép, cải thiện chất lượng dịch dâu tằm, lượng enzyme càng tăng thì lượng dịch ép thu được càng lớn. Tuy nhiên, khi lượng enzyme bổ sung đến một ngương nào đó thì lượng dịch ép

sẽ không tăng thêm nhiều, cụ thể là khi bổ sung 0,08 ml enzyme vào 150 g dâu tằm, lượng dịch ép tăng không đáng kể so với khi bổ sung 0,06 ml, lý do là trong dâu tằm chỉ có một lượng pectin nhất định, khi lượng pectin này bị thuỷ phân hoàn toàn thì dù có bổ sung thêm enzyme, lượng dịch ép vẫn không tăng lên nhiều nữa. Bên cạnh đó, cho nhiều enzyme pectinase không mang lại hiệu quả cao về kinh tế, đồng thời cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau này do lượng pectinase dư sẽ làm nước dâu có vị hơi mặn.

Qua thí nghiệm trên cho thấy, lượng enzyme pectinase thích hợp nhất để bổ sung vào 150 g dâu tằm là 0,06 ml.

Tiến hành ủ 1kg dâu tằm với 0,4 ml enzyme pectinase ở 400C trong vòng 2 giờ. Kết quả thu được 620 g dịch ép.

Hiệu suất thu dịch (%) = 1000

620

x 100 = 62 %.

 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ giống đến quá trình lên men nước dâu tằm

Lượng nấm men bổ sung vào dịch dâu tằm tỉ lê thuận với lượng đường tiêu thụ. Bên cạnh đó, bổ sung càng nhiều nấm men thì số lượng nấm men trong 1 ml dịch lên men cũng sẽ tăng nhanh, nhanh chóng phát triển để số lượng cực đại, rút ngắn quá trình lên men.

Khi tăng lượng giống nấm men bổ sung vào dịch dâu tằm, độ cồn của sản phẩm cũng tăng lên, tuy nhiên khi cấy giống nấm men tới một ngương nào đó sẽ khiến độ cồn không còn tăng mạnh. Cụ thể trong thí nghiệm này khi cho tăng dần tỉ lệ giống từ 3 % đến 9% thì độ cồn sản phẩm tăng, nhưng khi tăng tỉ lệ giống đến 11 % thì độ cồn có sự giảm nhẹ. Điều này có thể giải thích như sau: khi tiến hành lên men trong phòng thí nghiệm, lượng dịch lên men chỉ được chiếm khoảng 60 % thể tích bình chứa, 40 % còn lại là không khí có chứa O2, vì vậy giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men sẽ hấp thụ các chất dinh dương trong môi trường để tăng sinh khối, dẫn đến số lượng nấm men tăng nhanh, lượng giống cấy vào ban đầu càng lớn, lượng nấm men sinh ra càng lớn, khi oxy trong môi trường đã hết, nấm men bắt đầu chuyển qua giai đoạn lên men yếm khí. Với số lượng nấm men đạt khoảng 2 tỉ tế bào/ml, hoạt động trao đổi chất diễn ra rất mạnh trong bình lên men, bên cạnh chuyển hoá đường thành cồn ethylic, quá trình lên men còn tạo ra các sản phẩm khác như CO2, glycerin, các acid hữu cơ. Các acid hữu cơ tuy có tác dụng sinh este khi phản ứng với rượu tạo mùi thơm nhưng lại làm giảm pH của môi

trường, còn CO2 và cồn ethylic thì ức chế hoạt động của nấm men nếu được sinh ra quá nhiều. Do đó, khi bổ sung nấm men nhiều hơn mức tối ưu, các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất sẽ ức chế hoạt động của nấm men, cồn không sinh ra nhiều.

Về chất lượng sản phẩm, khi bổ sung giống nấm men theo tỉ lệ 3 %, 5 %, 7 %, lượng nấm men chưa đủ để lên men tối ưu, cơ chất còn thừa nhiều, sản phẩm có mùi và màu không tốt, xuất hiện nhiều cặn, còn khi bổ sung giống nấm men theo tỉ lệ 11%, do có một lượng nấm men chết nên xuất hiện nhiều cặn và xác men ở dưới đáy bình, màu sản phẩm hơi thâm đen. Bổ sung giống theo tỉ lệ 9% cho chất lượng sản phẩm khá tốt, màu đỏ tươi, đẹp, mùi thơm hài hoà, ít cặn.

Qua thí nghiệm trên, có thể kết luận: sử dụng chủng nấm men S. cerevisiae để lên men nước dâu tằm có độ pH ban đầu 3,5, nồng độ chất khô ban đầu 240Bx, lên men ở nhiệt độ phòng thì lượng nấm men giống cho vào thích hợp nhất là 9 % so với thể tích dịch lên men.

 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men nước dâu tằm

Dựa vào kết quả theo dõi số lượng tế bào nấm men hàng ngày, có thể thấy mẫu 220Bx tuy có số lượng nấm men tương đối cao nhưng vẫn thấp hơn mẫu 240Bx và mẫu 260Bx, điều này có thể giải thích là do áp suất thẩm thấu trong môi trường mẫu 220Bx hơi thấp, không đủ để ức chế các tạp khuẩn có trong môi trường lên men, nấm men bị cạnh tranh về nguồn dinh dương nên số lượng tăng không nhanh. Còn ở mẫu 260Bx, mặc dù có hàm lượng đường cao hơn nhưng số lượng nấm men sinh ra lại ít hơn mẫu 240Bx, nguyên nhân là do khi lượng đường nhiều dẫn đến áp suất thẩm thấu trong dịch lên men cao, nấm men sẽ không tăng trưởng và chết do hiện tượng co nguyên sinh chất xảy ra trong nội bào.

Lượng cồn sinh ra tỉ lệ thuận với số lượng nấm men có trong dịch lên men. Theo bảng kết quả, mẫu 2 cho kết quả khả quan nhất trong ba mẫu, lượng cồn sinh ra đạt yêu cầu (6,09) và cao hơn so với hai mẫu còn lại, lượng chất khô tiêu thụ khá cao, đường sót trong sản phẩm thấp.

Qua thí nghiệm trên, có thể kết luận: sử dụng chủng nấm men S. cerevisiae để lên men nước dâu tằm có pH = 3,5, tỷ lệ giống bổ sung vào là 9 % so với thể tích dịch lên

men, tiến hành lên men ở 180C thì nồng độ chất khô thích hợp nhất cho quá trình lên men là 240Bx.

 Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men nước dâu tằm

Theo dõi kết quả nấm men hàng ngày cho thấy ở pH 3,5, lượng nấm men được sinh ra lớn nhất. Với lượng nấm men lớn nên lượng rượu ethylic ở mẫu này cũng lớn hơn hai mẫu còn lại.

Mẫu có pH 3,0 cho kết quả không tốt, dù lượng nấm men được sinh ra khá cao khi có O2, nhưng do môi trường có pH thấp, không thuận lợi cho nấm men hoạt động, lên men bị chậm lại, vì vậy lượng rượu ethylic sinh ra không cao. Còn ở mẫu có pH 4,0 do lượng nấm men sinh ít hơn hai mẫu kia nên lượng cồn sinh ra cũng không cao.

Lượng đường còn sót lại trong quá trình lên men thay đổi tỉ lệ nghịch với hàm lượng cồn sinh ra, mẫu 2 tiêu thụ chất khô khá hiệu quả, đường sót ít, độ cồn cao, kết quả tốt hơn hai mẫu còn lại.

Qua thí nghiệm trên, có thể kết luận: Sử dụng chủng S. cerevisiae để lên men dịch dâu tằm có nồng độ chất khô ban đầu là 240Bx, tỉ lệ giống bổ sung vào là 9 % thể tích dịch lên men, lên men ở nhiệt độ 180C thì pH ban đầu thích hợp nhất cho lên men là 3,5.

 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men nước dâu tằm

Nhiệt độ 28 – 300C tối ưu cho nấm men sinh sản và hoạt động, tiêu thụ lượng cơ chất lớn, lượng cơ chất còn thừa lại trong sản phẩm thấp, chất lượng nước dâu tằm cao hơn so với khi lên men ở nhiệt độ 18 – 200C.

Qua thí nghiệm trên, có thể kết luận: sử dụng chủng S. cerevisiae để lên men dịch dâu tằm có nồng độ chất khô ban đầu 240Bx, pH ban đầu 3,5, tỉ lệ giống bổ sung vào là 9% thể tích dịch chứa thì nhiệt độ lên men thích hợp nhất là 28 – 300C.

 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm

Sản phẩm nước dâu tằm có điểm đánh giá cảm quan 15,76 nằm trong khoảng 15,2 ÷ 18,1. Dựa vào Bảng 3.2 quy định giá quy định đánh giá mức chất lượng nước lên men dâu tằm, sản phẩm thuộc loại khá.

Dâu tằm

Rửa, phân loại

Ủ

Ép lấy dịch

Phối chế Nấm men

Thanh trùng (620C, 20 phút)

Lên men

Xử lý sau lên men (làm trong, điều vị)

Thanh trùng (60-630C, 20 phút)

Chiết chai (thuỷ tinh 330 ml)

Bảo quản trong tủ lạnh

Hình 4.8 Quy trình sản xuất nước giải khát lên men dâu tằm

Tăng sinh T0 = 40 – 420C T = 2 giờ Enzyme Pectinase Đường Na2CO3 Acid citric

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHI

5.1. Kết luận

Chủng nấm men trong quả dâu tằm được xác định là chủng S. cerevisiae, thích hợp cho lên men nước dâu.

Kết quả thí nghiệm xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nước dâu tằm:

 Lượng pectinase thích hợp khi ép dịch dâu tằm là 0,4 ml/kg dâu tằm. Hiệu suất thu dịch là 62%.

 Tỷ lệ giống nấm men bổ sung vào tối ưu nhất là 9 % thể tích dịch lên men.

 Nồng độ chất khô ban đầu thích hợp nhất cho quá trình lên men là 240Bx.

 pH ban đầu thích hợp nhất cho quá trình lên men là 3,5.

 Lên men ở nhiệt độ 28 – 300C cho hiệu quả lên men cao.

Các thông số kỹ thuật cho quá trình sản xuất nước giải khát lên men dâu tằm:

 Giống nấm men: S. cerevisiae

 Lượng enzyme pectinase bổ sung khi ép dịch: 0,4 ml/kg dâu tằm

 Tỷ lệ giống nấm men bổ sung vào: 9 % so với thể tích dịch lên men

 Nồng độ chất khô ban đầu: 240Bx

 pH ban đầu: 3,5

 Thời gian lên men: 2 ngày

 Nhiệt độ lên men: 28 – 300C

 Thanh trùng ở 630C trong 20 phút

 Điều vị với 10 % dịch syrup đường

Theo các thông số đã chọn như trên, sản phẩm nước dâu tằm lên men tạo thành có điểm cảm quan 15,76 nằm trong khoảng 15,2 – 18,5, theo Bảng 3.2 quy định chất lượng sản phẩm, sản phẩm đạt loại khá.

5.2. Đê nghị

Trong 4 tháng thực hiện, nghiên cứu này chưa khảo sát hết tất cả các yếu tố của quá trình lên men nước dâu tằm. Vì vậy có các đề nghị sau:

• Lượng đường bổ sung vào lúc đầu quá lớn sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu, gây co nguyên sinh chất nấm men, làm giảm hiệu suất lên men, để khắc phục tình trạng này, có thể bổ sung đường vào dịch lên men nhiều đợt, các tác giả sau nên nghiên cứu về lượng đường bổ sung thích hợp của từng đợt.

• Nghiên cứu thêm về việc sử dụng SO2 để khử trùng môi trường, nghiên cứu ảnh hưởng của việc sục khí SO2 vào dịch lên men.

• Để sản phẩm hoàn thiện hơn, cần có thêm các nghiên cứu về việc bổ sung các nguyên liệu phụ để tăng hương vị cho sản phẩm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

1. Lê Văn Nhất Hoài. 2004. Nghiên cứu sản xuất rượu vang từ dâu tằm. Luận văn Thạc Sĩ Công Nghệ Thực Phẩm, Đại học Bách Khoa TP.HCM.

2. Phạm Thị Khuyên.2010. Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm nước táo lên men bổ sung caramen. Khoá luận tốt nghiệp Khoa Chế Biến, trường Đại học Nha Trang.

3. Nguyễn Văn Long, Nguyễn Huy Trí, Bùi Thị Điểm và Trần Thị Ngọc. 2004. Giáo trình Dâu tằm – Ong mật, trường Đại học Nông Nghiệp I, Hà Nội.

4. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thuỷ, Nguyễn Thanh Hằng và Lê Thị Lan Chi. 2009. Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

5. Phạm Ngọc Tuấn. 2009. Nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ ổi.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH

Vật liệu thí nghiệm

Phương pháp nghiên cứu