Sau quá trình thủy phân, mẫu được để lắng, lọc và sấy khô, nghiền tơi. Kết quả đánh giá cảm quan, phân tích thành phần hóa học cơ bản và kiểm nghiệm vi sinh vật được thể hiện ở bảng 3.11, 3.12 và 3.13.
Bảng 3.11. Trạng thái cảm quan của bột rong thủy phân
STT Tên chỉ tiêu Đánh giá
1 Trạng thái Có dạng bột hơi vón cục
2 Màu sắc Màu nâu nhạt đặc trưng của rong mứt
3 Mùi Mùi đặc trưng của rong, dễ chịu, không có mùi lạ
4 Vị Có vị mặn của muối
5 Tạp chất Không có rác, đất, cát, các mảnh vụ sò ốc
Dựa vào bảng 3.11, nhận thấy cảm quan sản phẩm khá tốt, tuy nhiên do quá trình sấy đơn giản có tác dụng làm khô nên sản phẩm chưa được tốt, còn vón cục. Tất cả các yếu tố trong quá trình sấy đều ảnh hưởng đến độ hòa tan, cường độ màu, trạng thái và mùi vị của sản phẩm. Do đó cần tiếp tục áp dụng phương pháp sấy phun và nghiên cứu chế độ sấy để sản phẩm có độ mịn, tơi và đạt chất lượng cao hơn.
Bảng 3.12. Thành phần dinh dưỡng cơ bản của bột rong STT Tên chỉ tiêu Hàm lượng (%)
1 Protein 42,4 2 Lipid 0,8 3 Đường tổng số 23,52 4 Đường khử 14,12 5 Cellulose 13,5 6 Độ ẩm 12,3 7 Tro 2,1 8 Độ tan 68
Kết quả bảng 3.12 cho thấy sau quá trình thủy phân hàm lượng protein và đường tăng lên, hàm lượng lipid và cellulose giảm, điều này có nghĩa enzyme cellulase đã có tác động đến hệ cel trong rong, giúp thủy phân cel và tạo thành một lượng đường khử tương ứng. Tuy nhiên, nhận thấy độ ẩm của sản phẩm còn
cao (12,3%), vẫn chưa đạt yêu cầu đối với sản phẩm dạng bột, sản phẩm khó có thể bảo quản lâu dài.
Kiểm tra độ tan của sản phẩm bằng cách cho bột rong thủy phân với tỷ lệ nước 10/1 (v/w), khuấy đều tan hết, lọc qua giấy lọc (đã sấy khô), thu phần không tan nằm trên giấy lọc. Sau đó cân và so sánh với lượng bột ban đầu cho thấy kết quả bột rong hòa tan trong nước khoảng 68%.
Bảng 3.13. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh vật bột rong thủy phân STT Tên chỉ tiêu xét nghiệm Đơn vị Phương pháp kiểm Kết quả
1 Tổng vi sinh vật hiếu khí CFU/g TCVN 4884-2005 3,8.102 2 Escherichia coli CFU/g TCVN 6840-2007 0 3 Staphylococcus aureus CFU/g TCVN 4830-2005 0
Salmonella KI/25g TCVN 4829-2005 0 5 Clostridium perfringens CFU/g TCVN 4991-2005 0
Từ kết quả bảng 3.13 cho thấy bột rong thành phẩm sản xuất theo quy trình bằng phương pháp thủy phân với enzyme cellulase hoàn toàn đạt tiêu chuẩn vi sinh thực phẩm dùng cho con người. Tuy nhiên khả năng hòa tan sản phẩm chưa cao, nên có thể ứng dụng dùng làm chất độn phối trộn với các loại thực phẩm khác là tốt nhất.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu, kết luận một số vấn đề sau:
1. Chủng Micromonospora VTCC-A-1787 có khả năng sinh tổng hợp
cellulase cao nhất trong 3 chủng xạ khuẩn được khảo sát.
2. Chủng Micromonospora VTCC-A-1787 sinh tổng hợp cellulase mạnh
nhất sau 132 giờ nuôi cấy trong môi trường ISP-4, pH 6.5, lắc 180v/ phút ở nhiệt độ 33oC. Nồng độ chất cảm ứng tối ưu là 1,5% CMC, nguồn carbon và nitrogen thích hợp là bã mía với tỷ lệ 2% và bột cá 0,4%.
3. Đã thu được C-CPE cellulase có hoạt độ cao nhất là 216,2UI/g, sử dụng tác nhân kết tủa là ethanol 96o ở nồng độ 75%, thời gian kết tủa là 30 phút ở nhiệt độ 40C. Nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của C-CPE cellulase của chủng
Micromonospora VTCC-A-1787 là 450C, pH 6,0.
4. Bước đầu cố định các thông số cơ bản cho quá trình thủy phân rong để sản xuất bột rong: pH 6,0, nhiệt độ 450C, thời gian 48 giờ.
Kiến nghị những nghiên cứu tiếp theo
- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy trình nuôi cấy chủng xạ khuẩn
Micromonospora VTCC-A-1787 sinh enzyme cellulase hoạt tính cao ở quy mô
công nghiệp trong các môi trường khác (tự nhiên, tổng hợp và phức hợp khác). Lựa chọn nguồn cơ chất khác và và xác định tỷ lệ giữa chúng để bổ sung vào môi trường nuôi cấy như: trấu, bột giấy, lõi ngô, vỏ cam.
- Tiếp tục nghiên cứu tinh sạch C-CPE Micromonospora VTCC-A-1787
để nâng cao hoạt tính enzyme và tìm phương pháp bảo quản.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hoạt hóa, các chất ức chế đến hoạt tính của enzyme cellulase như: dung môi hữa cơ, ion kim loại, các chất tẩy rửa
- Tiếp tục nghiên cứu chế độ thủy phân tối ưu đối với rong đồng thời thử nghiệm C-CPE này thủy phân các phế phẩm nông nghiệp với mục đích sản xuất thức ăn chăn nuôi, phân bón vi sinh tạo giá trị kinh tế cũng trong chế biến các loại thực phẩm khác.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A.TIẾNG VIỆT
1. Kiều Hữu Ảnh (1999), Giáo trình Vi sinh vật học công nghiệp, NXB
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
2. Lý Kim Bảng, Lê Gia Hy, Tăng Thị Chính, Phan Tuyết Minh, Lê Thanh Xuân, Trần Quang Huy, Đào Ngọc Quang, Phạm Thị Cúc (1999),
Sử dụng vi sinh vật có hoạt tính phân giải cellulose cao để nâng cao chất lượng phân hủy rác thải sinh hoạt và nông nghiệp. Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội: 546-551.
3. Vũ Thị Thanh Bình (1992), Nghiên cứu xạ khuẩn ưa nhiệt phân giải cellulose và khả năng ứng dụng trong chăn nuôi, Luận án PTS Khoa học Sinh
học, ĐH Sư Phạm Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến
(1998), Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, TP.HCM.
5. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đăng Đức, Đặng Hồng Miên, Nguyễn Vĩnh Phước, Nguyễn Đình Quyến, Nguyễn Phùng Tiến, Phạm Văn Ty (1976),
Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật - Tập 2 và 3, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội.
6. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2002), Vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội.
7. Đặng Văn Giáp (1997), Phân tích dữ liệu khoa học bằng chương trình M-S Excel, NXB Giáo Dục.
8. Bùi Thị Việt Hà (2006), Nghiên cứu xạ khuẩn sinh chất kháng sinh chống nấm gây bệnh thực vật ở Việt Nam", Luận án tiến sĩ sinh học, Hà Nội.
9. Phan Hiếu Hiền (2001), Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu,
NXB Nông Nghiệp.
10.Phạm Thị Ánh Hồng (2003), Kỹ Thuật Sinh Hóa, Trường Đại Học Khoa
11. Phạm Thị Ngọc Lan (1996), Tìm hiểu khả năng phân giải các phế phụ phẩm cellulose của vi sinh vật, Báo cáo khoa học tại Hội thảo về quản lý tài
nguyên và bảo vệ môi trường ở Bình Trị Thiên, Huế.
12. Phạm Thị Ngọc Lan, Phạm Thị Hòa, Lý Kim Bảng (1999), Tuyển chọn một số chủng xạ khuẩn có khả năng phân giải cellulose từ mùn rác, Báo cáo
khoa học, Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội: 177-182.
13. Nguyễn Đức Lượng, Đặng Vũ Bích Hạnh (1999), Khả năng sinh tổng hợp cellulase của Actinomyces griseus, Báo cáo khoa học, Hội nghị
Công nghệ Sinh học toàn quốc, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
14. Đỗ Văn Nam (2004), Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng môi trường các cơ sở chế biến agar, đề xuất các biện pháp quản lý, BCKH - Viện nghiên cứu
Hải sản, Hải Phòng.
15. Trần Xuân Ngạch (2007), Công nghệ enzyme, Trường Đại Học Bách
Khoa Đà Nẵng.
16. Võ Hồng Nhân, Trần Tiến Đức (4/1993), Thủy phân vỏ chuối bằng Cellulase, Tạp chí KHCN, Tập 31.
17. Lê Văn Nhương, Đặng Hanh Khôi, Hoàng Tuyền Minh (1978), Thu nhận và ứng dụng các chất hoạt động từ vi sinh vật, NXB Khoa học và Kỹ thuật
Hà Nội.
18. Nguyễn Đức Lượng (1996), Nghiên cứu tính chất của một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp cellulase cao và ứng dụng trong công nghệ xử lý chất thải hữu cơ, Luận văn tiến sĩ khoa học, trường ĐHKHTN Hà Nội.
19. Nguyễn Đức Lượng (2003), Thí nghiệm vi sinh vật học – Tập II, Đại học
Quốc Gia, TP.HCM.
20. Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết (2003), Thí nghiệm Công nghệ Sinh học, NXB Đại học Quốc gia, TP.HCM.
21. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, Ngô Đăng
Nghĩa (2004), Chế biến rong biển, Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp, TP.HCM.
22. Lương Đức Phẩm (2004), Công nghệ vi sinh vật, Nhà xuất bản Nông
23. Lê Xuân Phương (2001), Vi sinh vật học công nghiệp, Nhà xuất bản Xây
Dựng, Hà Nội.
24. Trần Linh Thước (2007), Phương pháp phân tích vi sinh vật trong nước, thực phẩm và mỹ phẩm, Nhà xuất bản Giáo Dục.
25. Hồ Sỹ Tráng (2006), Cơ sở hóa gỗ và cellolose - Tập 2, NXB Khoa học
và Kỹ thuật.
26. Nguyễn Đình Quyến và cộng sự (1986), Khả năng phân giải Cellulose của xạ khuẩn phân lập ở Việt Nam, Tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học
của trường ĐH Tổng hợp Hà Nội.
27. Phạm Văn Sổ, Bùi Thị Như Thuận (1991), Kiểm nghiệm lương thực, thực phẩm, Khoa Hóa học Thực Phẩm, Trường Đại Học Bách Khoa, HN.
28.Trần Cẩm Vân, Bạch Phương Lan (1995), Công nghệ vi sinh và bảo vệ môi trường, NXB KHKT Hà Nội.
B. TIẾNG ANH
29.Coral G, Arikan B, Unaldi M, Guvenmes H (2002), "Some properties of crude carboxymethyl cellulase of Aspergillus niger Z10 wild-type Strain",
Turk J Biol, 26: 209-213.
30. Coughlan M.P., Folan M.A (1979), Cellulose and cellulase: food for throught, food for future, InT.J.Biochem, (10), pp 103-168.
31. Feznandez C. and Sz¸bo. Zs (1982), Isolate and Characteritation of Micromonospora. Heviziensis sp. nov. Acta. Micrbiol. Acard. Sei. Hung. 29,
115- 122.
32. Gascoigne J. and Gascoigne M.M (1960), Biological degradation of cellulose, Butterwozch and Co.Limited, London, pp 17-21.
33. Gielkens M, Dekker E, Visser J, Graaff L (1999), "Two cellubiohydrolase-encoding genes from Aspergillus niger require D- Xylose and the xylanolytic transcriptional activator XlnR for their expression", Appl Environ Microbiol, 65(10): 4340-4345.
34. Henning J, Morkeberg A, Krogh KBR, Olsson L (2005), "Production of cellulases and hemicellulases by three Penicillium species: effect of substrate and evaluation of cellulase adsorption by capillary electrophoresis",
35.Kang S, Ko E, Lee J, Kim S (1999), "Over production of β-glucosidase by Aspergillus niger mutant from lignocellulsic biomass", Biotechnol Lett, 21: 647-650.
36.Lee RL, Weimer PJ, Zyl WH, Pretorius IS (2002), "Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology", Microbiol Mol Biol Rev, 66: 506-577.
37.Luedamann G.M (1971), Species concepts and criteria in the Genus Micromonospora, Trans. N.V Acard. Soil 33: 207- 281.
38.Ole K, Borchert TV, Fuglsang CC (2002), "Industrial enzyme applications", Curr Opin Biotech, 13: 345-351.
39.R. G. Crittenden, M. J. Playne (1996), Production, properties and applications of food-grade oligosaccharides, Trends in Food Science &
Technology, Volume 7, Issue 11: 353-361.
40.S. Landaud, P. Piquerel and J. Pourquie (1995), Screening for bacilli producing cellulolytic enzyme active in the neutral pH range. Letters in Applied
Microbiology, 21, 319-321.
41.Sz¸bo.Z (1982), Micromonospora balatonica spec.nov, MTA. Bio. Oszt.
Kozl. 25: 227- 235.
42.Teruo Nakakuki (2002), Present status and future of functional oligosaccharide development in Japan, Pure and Applied Chemistry 74, 1245–
1251.
43.Teruo Nakakuki (1993), Oligosaccharides: Production, Properties and Applications, Japanese, Technology Reviews, Vol. 3, No. 2, Gordon and Breach,
Switzerland.
44.Wagman G.H and Weistein M.J (1980), Antibiotics from Micromonospora, Ann. Rev. Microbiol. 34: 537- 557.
45.Waksman, S.A. (1961), The Actinomycetes. Classification, identification and descriptions of genera and species, vol 2, The Williams and Wilkins Co.,
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ PHÂN TÍCH
1.1. Phương pháp định lượng cellulose theo TCVN 4590-88
Nguyên tắc
Định lượng cel dựa trên tính chất bền của cel đối với tác dụng của acid mạnh và kiềm mạnh, không bị phân hủy dưới tác dụng của acid yếu. Các chất khác thường đi kèm theo cellulose như hemicellulose, lignin, tinh bột... ít bền hơn đối với tác dụng của acid và kiềm nên bị oxy hóa và phân giải sau đó tan vào dung dịch sau khi xử lý nguyên liệu.
Vì vậy có thể thủy phân các chất hữu cơ không phải cel bằng acid, kiềm và cồn, phần còn lại là cel thô được định phân bằng phương pháp khối lượng.
Tiến hành
Cân 10g mẫu đã chuẩn bị trên cân phân tích. Chuyển mẫu vào bình cầu cất. Cho vào 200ml H2SO4 1,5% đã đun sôi sẵn, lắp ống sinh hàn ngược vào bình cầu, đun trên bếp cách thủy sôi trong 30 phút. Lắc luôn để tránh mẫu bị carbon hóa. Lọc mẫu đã thủy phân acid bằng máy li tâm. Rửa phần không tan nhiều lần bằng nước cất đun sôi cho đến khi nước rửa không còn acid, thử bằng giấy đo pH.
Chuyển toàn bộ phần rong không tan đã thủy phân acid và rửa sạch vào bình cầu cất, tráng kỹ giấy lọc hoặc ống chứa bã bằng nước cất đun sôi, lượng nước tráng tổng cộng là 100ml. Thêm 100ml dung dịch NaOH 2÷5% đã đun sôi vào bình, lắp ống sinh hàn, đun sôi và giữ trên bếp cách thủy sôi 30 phút. Lọc lấy xơ bã không hòa tan, rửa sạch bằng nước sôi đến trung tính thử bằng giấy đo pH. Để ráo rửa bằng cồn 96o hai lần mỗi lần 5ml.
Chuyển toàn bộ xơ bã vào một chén nung đã sấy khô, cân bì. Sấy chén có xơ bã trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC trong 1 giờ, để nguội, cân. Sấy lại cho đến khối lượng không đổi.
Chuyển chén nung vào lò nung, nung đến tro trắng, làm nguội trong bình hút ẩm, cân, nung đến khối lượng không đổi.
Công thức tính
Hàm lượng cel thô (X) tính bằng % theo công thức:
Trong đó:
m1: Khối lượng chén nung và xơ bã sau sấy (g) m2: Khối lượng chén nung và tro sau khi nung (g) m: Khối lượng cân mẫu (g)
100: Hệ số tính ra phần trăm.
1.2. Phương pháp xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu theo TCVN 3700-90 Độ ẩm là lượng nước tự do có trong thực phẩm. Đây là chỉ tiêu quan
trọng trong việc phân tích xác định giá trị dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm. Phương pháp thông dụng nhất để xác định độ ẩm thực phẩm dạng rắn là sấy khô.
Nguyên tắc
Dùng sức nóng làm bay hết hơi nước trong mẫu phân tích. Áp dụng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ 105÷110oC. Lượng nước và chất bay hơi được xác định bởi sự giảm khối lượng mẫu thử sau khi sấy. Cân trọng lượng mẫu trước và sau khi sấy khô, từ đó suy ra phần trăm
nước có mặt trong mẫu phân tích. Tiến hành
- Sấy cốc đến khối lượng không đổi: Rửa sạch cốc, để ráo, đưa vào tủ sấy ở nhiệt độ 100÷105oC trong 30 phút. Sau đó làm nguội trong bình hút ẩm rồi cân và bỏ lại tủ sấy, làm tương tự đến khi khối lượng sau hai lần cân không chênh lệch quá 5.10-4 gam là được.
- Sấy mẫu: Cân 3g mẫu cho vào cốc đã sấy đến khối lượng không đổi. Rồi cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 60÷80oC trong 2h rồi nâng nhiệt độ lên 100÷105oC
trong 3h. Lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm rồi cân. Tính kết quả
Trong đó:
W: Độ ẩm ban đầu của rong nguyên liệu (%)
mo: Khối lượng cốc sau khi sấy đến khối lượng không đổi (g) m1: Khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy (g)
m2: Khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy đến khối lượng không đổi (g) 1. 3. Phương pháp xác định hàm lượng tro tổng số theo TCVN 5105-90
Nguyên tắc
Dựa vào khả năng tách được các chất hữu cơ dễ cháy ra khỏi các chất hữu cơ không cháy trong mẫu phân tích ở nhiệt độ cao. Nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ trong sản phẩm thực phẩm ở nhiệt độ cao. Cân phần tro còn lại sẽ tính được hàm lượng tro có trong thực phẩm.
Tiến hành
- Nung chén sứ đã rửa sạch trong lò nung ở 500oC đến trọng lượng không đổi. Để nguội chén nung trong bình hút ẩm và cân trên cân phân tích.
- Cân chính xác khoảng 10÷15g mẫu thử vào chén nung. Cho chén than mẫu thử vào lò nung, nâng nhiệt độ từ từ cho đến 500÷550oC và giữ nhiệt độ đó trong khoảng 6÷7 giờ để mẫu thử biến thành tro trắng. Sau thời gian này nếu tro