2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.6. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Sơ đồ bố trí thí nghiệm của đề tài:
[enzyme amylaseopt], nhiệt độ, pH, [Car], thời gian
Sản phẩm trà hịa tan Dexcar Bao gĩi
Sấy phun
Xác định nồng độ dung dịch
sấy; chất trợ sấy; tỷ lệ chất trợ sấy; nhiệt độ; tốc độ bơm; áp suất nén
Phối chế Phụ gia: hương cam, màu cam,
vitamin C, đường saccharose
Đánh giá sản phẩm thủy phân
- Xác định độ tan
- Xác định cấu trúc ( 12C, 1H) - Xác định ATTP: độ sạch, kim loại nặng, vi sinh
Xác định khối lượng phân tử
Khẳng định chế độ thủy phân thích hợp
- [enzyme amylaseopt]opt - Nhiệt độopt - pHopt - [Car]opt - Thời gianopt Đo độ nhớt Chọn chế độ thủy phân cĩ mức độ thủy phân cần thiết
enzyme amylaseopt Enzyme: Ce, Te, Fu, Dia
Xác định hoạt độ bằng pp Heinkel
Thủy phân Car Car
Xác định khối lượng phân tử
2.2.6.1. Thăm dị loại enzyme amylase thích hợp cho quá trình thủy
phân Car từ rong sụn
Để chọn enzyme amylase thích hợp cho q trình thủy phân Car từ rong sụn,
tiến hành bố trí thí nghiệm như sau:
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car bằng các enzyme amylase khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: nhiệt độ, pH, tỷ lệ enzyme và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ lựa chọn enzyme thủy phân Car thích hợp.
2.2.6.2. Nghiên cứu tìm thơng số thích hợp cho q trình thủy phân Car từ rong sụn
Mục đích: thủy phân Car từ rong sụn và ứng dụng vào sản xuất trà hịa tan. Cụ thể: đưa Car về dạng Dexcar cĩ khả năng hịa tan tốt, cĩ hoạt tính sinh học cao
ứng dụng sản xuất trà uống hịa tan. Để cĩ hoạt tính lớn nhất, Car phải cĩ khối
lượng phân tử là 51.000-54.000 Da (trung bình 52.500 Da) theo Phạm Hồng Hải,
Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ, 45 (4), tr.87-93 [7].
pH: 6,0
Nhiệt độ: 40oC Thời gian: 2 giờ [enzyme]=0,2% Car 0,5% Thủy phân Dia Ter Fu Ce Đo độ nhớt
Để xác định được các thơng số thích hợp cho q trình thủy phân Car
bằng enzyme amylase phải tiến hành rất nhiều thí nghiệm. Việc xác định khối
lượng phân tử trung bình của Car sau mỗi lần thí nghiệm sẽ rất phức tạp và khĩ khăn. Tuy nhiên, khối lượng phân tử trung bình của Car và độ nhớt của
nĩ cĩ mối quan hệ với nhau theo phương trình: [16]
Vì vậy, để cho đơn giản thay vì chọn khối lượng phân tử trung bình của Car làm chỉ tiêu để đánh giá chế độ thủy phân, chúng tơi chọn độ nhớt của dung dịch Car. Do độ nhớt gắn với khối lượng phân tử, do đĩ mức độ thủy phân dung dịch Car được xác định theo cơng thức:
Sau khi đã xác định được thơng số cho mức độ thủy phân Car cần thiết được xác định theo cơng thức (2.2.6.2):
Lúc này mới đi xác định khối lượng phân tử trung bình của Dexcar bằng phương pháp đo độ nhớt-phần 2.2 phụ lục 2.
η =K.M α (Phương trình Mark-Houwik-Sakurada)
Trong đĩ:
η: là độ nhớt
M: khối lượng phân tử trung bình K, α: hệ số thực nghiệm
Mức độ thủy phân Car =
( % )
(Độ nhớt mẫu trắng - Độ nhớt mẫu thí nghiệm)100
Độ nhớt mẫu trắng
Mức độ thủy phân Car cần thiết =
( % )
(Khối lượng phân tử Car nguyên liệu–52.500)100
- Xác định nồng độ enzyme thủy phân thích hợp
Để chọn nồng độ enzyme thích hợp cho q trình thủy phân Car, tiến hành
bố trí thí nghiệm như sau:
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, sẽ tiến hành thủy phân Car ở các nồng độ khác nhau của enzyme amylaseopt đã chọn ở trên, trong điều kiện cố định các thơng số: t0, pH, và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ
đĩ xác định nồng độ enzyme amylaseopt thích hợp.
Dung dịch Car sau khi thủy phân
Lọc
Kết tủa bằng cồn 700
Cơ quay chân khơng (470C)
Sấy khơ ở 600 (W=12%)
Chế phẩm Dexcar
Xác định khối lượng phân tử trung bình
Car 0,5%
Thủy phân
pH= 6,0; =2h; nhiệt độ=400C
[enzyme amylaseopt]
0,1; 0,2 ; 0,3; 0,4%
- Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp
Để chọn được nhiệt độ thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân Car, tiến
hành bố trí thí nghiệm như sau:
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các nhiệt độ khác nhau trong điều kiện cố định các thơng số: pH, [enzyme amylaseopt]opt và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định nhiệt
độ thủy phân thích hợp.
- Xác định pH thủy phân thích hợp
Để chọn được pH thích hợp cho q trình thủy phân Car, tiến hành bố trí thí
nghiệm như sau:
Car 0,5%
Thủy phân
pH= 6,0; =2h; [enzyme amylaseopt]opt
Nhiệt độ
30; 40; 50; 60; 70; 80; 900C
Đo độ nhớt và chọn nhiệt độopt
Car 0,5%
Thủy phân
=2h; [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt
pH
5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các pH khác nhau
trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt, Nhiệt độopt và thời
gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định pH thủy phân thích hợp.
- Xác định nồng độ Car thủy phân thích hợp
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các nồng độ khác
nhau trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt, nhiệt độopt, pHopt
và thời gian thủy phân. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ
xác định nồng độ Car thủy phân thích hợp.
- Xác định thời gian thủy phân thích hợp
Để xác định thời gian thủy phân Car thích hợp, bố trí thí nghiệm như sau:
Car
Thủy phân
=2h; [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt; pHopt
Nồng độ Car
0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5%
Đo độ nhớt và chọn [Car]opt
Car
Thủy phân
[enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt; pHopt; [Car]opt
Thời gian
1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 (giờ)
Đo độ nhớt và xác định opt
Từ sơ đồ bố trí thí nghiệm này, tiến hành thủy phân Car ở các thời gian khác
nhau trong điều kiện cố định các thơng số: [enzyme amylase opt]opt; Nhiệt độopt;
pHopt; [Car]opt. Sau đĩ đánh giá mức độ thủy phân dựa vào độ nhớt, từ đĩ xác định thời gian thủy phân thích hợp để đi xác định khối lượng phân tử trung bình của Dexcar.
2.2.6.3. Bước đầu ứng dụng bột Car thủy phân để sản xuất trà uống hịa tan
Sau khi tham khảo các sản phẩm trà hịa tan và các sản phẩm đồ uống đã cĩ trên thị trường, chúng tơi dự kiến sản phẩm trà hịa tan Dexcar của đề tài cĩ đặc điểm chính sau:
Trạng thái Tính tan Màu Mùi Vị
Dạng bột mịn Tan tốt trong nước Vàng cam Hương cam
Vị ngọt của đường kết hợp vị chua nhẹ của vitamin C
Xác định một số thơng số cho cơng đoạn sấy phun
Đầu tiên dung dịch Dexcar được mang đi cơ đặc từ nồng độ 0,75 % đến nồng độ thích hợp, sau đĩ đi xác định các thơng số thích hợp cho q trình sấy phun.
- Xác định chất trợ sấy Nhiệt độ sấy: 1550C Tốc độ bơm: 27,5ml/phút Áp suất khí nén: 3,5 bar Dung dịch Dexcar Nhận xét cảm quan – chọn chất trợ sấyopt Sấy phun với các
chất trợ sấy khác nhau
Bổ sung 20% maltodextrin Bổ sung 20% dextrin
- Xác định tỷ lệ chất trợ sấy - Xác định nhiệt độ sấy Nhiệt độ sấy: 1550C Tốc độ bơm: 27,5ml/phút Áp suất khí nén: 3,5 bar Dung dịch Dexcar Nhận xét cảm quan – chọn tỷ lệ chất trợ sấyopt Sấy phun ở các tỷ lệ chất trợ sấyopt khác nhau 20% 10% 30% 40% Chất trợ sấyopt với tỷ lệ bổ sung thích hợp Tốc độ bơm: 27,5ml/phút Áp suất khí nén: 3,5 bar Dung dịch Dexcar
Nhận xét cảm quan – chọn nhiệt độ sấyopt Sấy phun ở các
nhiệt độ khác nhau (0C)
155
Xác định một số thơng số cho cơng đoạn phối trộn
Tùy vào thành phần và tỷ lệ phụ gia phối trộn, sẽ thu được trà Dexcar mang
hương vị khác nhau.
- Xác định tỷ lệ đường saccharose: đường saccharose được xay nhuyễn thành dạng bột trước khi phối trộn với Dexcar.
Mẫu A B C D E F
Bột đường/bột Dexcar 1/7 1/6 1/5 1/4 1/3 1/2
Nhận xét cảm quan về vị Chọn tỷ lệ bột đường/bột Dexcar thích hợp - Xác định tỷ lệ bột màu vàng cam
Mẫu A B C D
Tỷ lệ % bột màu vàng cam/bột đường &
bột Dexcar 0,01% 0,02% 0,03% 0,04%
Nhận xét cảm quan về màu sắc Chọn tỷ lệ % bột màu vàng cam/bột đường & bột Dexcar thích hợp
- Xác định tỷ lệ bột hương cam
Mẫu A B C D
Tỷ lệ % bột hương cam/bột
đường & bột Dexcar 0,5% 0,6% 0,7% 0,8%
Nhận xét cảm quan về mùi Chọn tỷ lệ % bột hương cam/bột
- Xác định tỷ lệ bột vitamin C
Mẫu A B C D E
Tỷ lệ % bột vitamin C/bột
đường & bột Dexcar 0,2% 0,3% 0,4% 0,5% 0,6%
Nhận xét cảm quan về vị Chọn tỷ lệ % bột vitamin C/bột
đường & bột Dexcar thích hợp
2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê sinh hĩa, mỗi thí nghiệm làm 3 lần,
mỗi lần kiểm tra 3 mẫu. Kết quả là trung bình cộng của các lần thí nghiệm.
Sử dụng phần mềm Microsoft office Excel để xử lý số liệu, với hệ số tương quan R2 0,95.
Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN