L ỜI CẢM ƠN
2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường thích hợp
Đường là nguồn cung cấp dinh dưỡng cũng như năng lượng cho hệ vi khuẩn hoạt động. Để xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men tiến hành làm 4 thí nghiệm, giữ nguyên các yếu tố và chạy hàm lượng đường lần lượt là 3; 4; 5; 6 %. Sau khi lên men 25 ngày tiến hành đánh giá các chỉ tiêu cảm quan, hàm lượng acid, rượu còn lại và chọn hàm lượng đường thích hợp nhất cho quá trình lên men (Đth).
Bảng 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên men
Điều kiện ban đầu Mẫu pH (NH4)2HPO4 (%) Nồng độ rượu (%) Hàm lượng đường(%) Lượng men giống (%) 1 3 0,25 (Rth) 3 10 2 3 0,25 (Rth) 4 10 3 3 0,25 (Rth) 5 10 4 3 0,25 (Rth) 6 10 2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp
Mỗi hệ vi khuẩn hoạt động tốt ở các giá trị pH là khác nhau. Ở pH thích hợp vi khuẩn sẽ hoạt động nhanh và năng suất chuyển hóa có hiệu quả. Để xác định giá trị pH thích hợp cho hệ vi khuẩn acid acetic tiến hành TN 4 mẫu với điều kiện giống nhau dùng acid acetic thay đổi giá trị pH lần lượt là 3; 3,5; 4; 4,5. Sau khi lên men 25 ngày tiến hành đánh giá các chỉ tiêu cảm quan, hàm lượng acid, nồng dộ rượu còn lại và chọn giá trị pH thích hợp.
Bảng 2.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men
Điều kiện ban đầu Mẫu pH (NH4)2HPO4 (%) Nồng độ rượu (%) Hàm lượng đường(%) Lượng men giống (%) 1 3 0,25 (Rth) (Đth) 10 2 3,5 0,25 (Rth) (Đth) 10 3 4 0,25 (Rth) (Đth) 10 4 4,5 0,25 (Rth) (Đth) 10
2.4. Tiến hành nhân giống và xác định tỷ lệ bổ sung giống vi khuẩn acetobater pasteurianum vào dịch lên men pasteurianum vào dịch lên men
2.4.1 Quy trình nhân giống dự kiến
Hình 2.3 Sơ đồ nhân giống thuần chủng
2.4.2. Thuyết minh quy trình nhân giống thuần chủng
- Môi trường đặc trưng sử dụng nhân giống Acetobacter pasteurianum bao gồm:[11] Glucose 10 % Rượu 5% pH = 3,5 Acid acetic 3% Peptone 5% Chủng VSV
- Hấp vô trùng: Sau khi chuẩn bị môi trường nhân giống tiến hành hấp vô trùng môi trường, trong nồi hấp ở 121oC trong thời gian 15 phút.
- Nhân giống: Sau khi hấp vô trùng môi trường lên men tiến hành nhân giống ở điều kiện lắc trong 48h, vận tốc máy lắc là 250 vòng /phút.
- Sau đó tiến hành bổ sung giống VSV vào dịch lên men. Môi trường nhân giống
Nhân giống Ống giống thuần chủng Acetobacter pasteurianum Hấp vô trùng Chủng VSV Dịch lên men Điều kiện lắc
Thời gian nhân giống 48 giờ
2.4.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung giống vào dịch lên men
Để xác định tỷ lệ chủng VSV bổ sung tiến hành làm 4 mẫu thí nghiệm lên men đã được chuẩn bị giống nhau và bổ sung tỷ lệ chủng VSV lần lượt là 10; 15; 20; 25% so với dịch lên men.
Sau khi lên men 25 ngày tiến hành cảm quan, xác định hàm lượng acid acetic, kiểm tra giá trị pH, nồng độ rượu còn lại và chọn tỷ lệ bổ sung chủng VSV phù hợp.
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung chủng VSV 25 10 15 20 Xác định tỷ lệ bổ sung chủng VSV (%) Dịch lên men [đường] = Đth [rượu] = Rth [(NH4)2HPO4]=0,25% pH= pHth Lên men, xử lý Xác định giá trị tỷ lệ bổ sung chủng VSV
2.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men
Sau khi chuẩn bị dịch lên men tốt nhất cho vi khuẩn hoạt động tiến hành lên men. Thời gian lên men lần lượt là 15, 20, 25, 30 ngày. Sau thời gian lên men tiến hành xác định hàm lượng acid acetic ở các mẫu từ đó chọn thời gian lên men thích hợp nhất mà vừa tiết kiệm thời gian lên men vừa có hàm lượng acid acetic lớn nhất.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men [đường] = Đth [rượu] = Rth [(NH4)2HPO4]=0,25% pH= pHth 30 15 20 25 Bổ sung chủng giống Dịch lên men Lên men (to phòng)
Xác đinh thời gian lên men thích hợp
Xử lý, đánh giá chất lượng cảm quan, hàm lượng acid, rượu còn lại Thời gian lên men (ngày)
2.6. Nghiên cứu quá trình lên men giấm bằng thiết bị lên men liên tục
2.6.1. Thiết bị lên men liên tục
Hình 2.6. Thiết bị lên men liên tục
Thiết bị lên men liên tục là thiết bị hình trụ bằng nhựa đường kính 16 cm, chiều cao 38 cm. Trong thùng chứa đầy lõi bắp, lõi bắp đóng vai trò như chất mang VSV nhờ đó mà VSV không theo vào sản phẩm. Phần chứa lõi bắp cao 17 cm. Ở dưới ta sử dụng hệ thống thổi khí từ dưới lên cung cấp oxy cho VSV oxy hóa dịch lên men tạo thành sản phẩm. Dịch lên men được đưa từ trên xuống.
Thể tích của thiết bị lên men: V=3,14 x 0,38 x (0,16)2 /4= 0,00763 m3 = 7,63 lít Thể tích của phần lõi bắp: V=3,14 x 0,17 x (0,16)2/4=0,00342 m3 = 3,42 lít. Chất mang: Chất mang là lõi bắp được phơi khô, nó chính là vật mang cho VSV bám lên. Sau đó, chất mang được hấp thanh trùng 120oC, 15 phút và dùng acid acetic 3% chảy qua lớp lõi bắp để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang rồi rửa
lại bằng nước cất vô trùng. Và tiến hành tạo màng VSV tạo điều kiện VSV bám vào vật liệu chất mang.
2.6.2. Xác định thời gian tạo màng VSV trên chất mang
Tiến hành tạo màng VSV bằng cách cho lõi bắp đã xử lý vào trong thùng có miệng rộng, sau đó ngâm ngập lõi bắp trong môi trường có chủng giống đã nhân giống 24h. Tiếp đó tiến hành sục khí vào trong thiết bị cung cấp oxy cho VSV hoạt động. Sau 20h bắt đầu tiến hành đo hàm lượng acid acetic trong dịch ngâm lõi bắp. Cách 2h tiến hành đo hàm lượng acid và xác định thời gian tạo màng VSV.
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí xác định thời gian tạo màng VSV trên vật liệu chất mang Hấp thanh trùng
Lõi bắp
Acid hóa vật liệu
Xác định thời gian tạo màng VSV (h) Tạo màng VSV
20 22 24 26 28
Kiểm tra hàm lượng acid
Khi thấy hàm lượng acid acetic tăng đến giá trị > 4 % thì dừng quá trình tạo màng VSV. Lúc này chứng tỏ VSV đã bám vào chất mang và bắt đầu hoạt động chuẩn bị cho quá trình lên men tiếp theo.
2.6.3. Xác định thông số quá trình lên men liên tục:
2.6.3.1. Vận tốc không khí:
Đó chính là vận tốc của máy sục không khí, vận tốc không khí yêu cầu: Không quá cao để tránh làm bay hơi rượu và axit axetic từ dưới lên
Tuy nhiên vận tốc không nhỏ quá, nếu nhỏ quá sẽ không cung cấp đủ oxy cho VSV hoạt động.
Để tiện cho qúa trình nghiên cứu TN cố định vận tốc không khí của máy sục khí là 0,1 m/s trong suốt quá trình lên men.
2.6.3.2. Vận tốc của dòng môi trường:
Trong quá trình lên men giấm liên tục, vận tốc của dòng môi trường đi vào có ảnh hưởng tới chất lượng của dòng sản phẩm ra và độ đồng đều dịch lên vật liệu chất mang. Tiến hành 4 thí nghiệm ở các giá trị khác nhau lần lượt là: 6; 9; 12; 15 cm3/phút. Sau khi lên men 3 ngày tiến hành kiểm tra chất lượng cảm quan, hàm lượng acid, nồng độ rượu dư của sản phẩm, quan sát sự phân bố dịch lên men lên vật liệu chất mang rồi chọn vận tốc dòng môi trường thích hợp.
Cách đo vận tốc dòng môi trường: Để tiến hành đo vận tốc dòng môi trường sử dụng cốc đong 100ml, mở van hệ thống cung cấp dịch lên men. Bắt đầu bấm đồng hồ 1 phút, điều chỉnh vận tốc khác nhau. Sau 1 phút khóa van lại, đọc thể tích dịch lên men thu được, từ đó ta đổi đơn vị và tính được vận tốc của dịch môi trường lên men chảy vào thiết bị lên men liên tục.
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí xác định vận tốc dòng môi trường
2.6.3.3. Thời gian lên men (thời gian lưu mẫu)
Sau khi xác định được các thông số của quá trình lên men liên tục, tiếp tục xác định thời gian lên men tạo sản phẩm. Trong quá trình lên men liên tục sự tiếp xúc giữa dịch lên men với không khí cao nên thời gian lên men diễn ra nhanh hơn phương pháp truyền thống.
Thời gian lên men 3 ngày
Thiết bị lên men liên tục Chất mang
Vận tốc dòng môi trường (cm3/ph)
6 9 12 15
Đánh giá chất lượng sản phẩm
Kiểm tra cảm quan, hàm lượng acid, rượu còn lại
Chọn vận tốc phù hợp Lên men 3 ngày
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí TN xác định thời gian lên men
Sau khi thực hiện quá trình lên men được 1 ngày bắt đầu tiến hành kiểm tra chất lượng cảm quan, nồng độ acid acetic, nồng độ rượu dư. Cách 1 ngày kiểm tra 1 lần (1; 2; 3; 4 ngày), khi thấy nồng độ acid bắt đầu giảm thì tiến hành thu sản phẩm, đó cũng chính là thời gian lưu mẫu hình thành sản phẩm.
2.7. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ thanh trùng sản phẩm
Để xác định chế độ thanh trùng sản phẩm vì sản phẩm có nồng độ acid acetic cao, pH thấp nên chỉ cần thanh trùng ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 10 phút. Thực hiện 4 mẫu thời gian giữ nhiệt lần lượt là 3; 5; 7; 9 phút. Thời gian nâng nhiệt và giữ nhiệt của các mẫu là như nhau. Sau khi thanh trùng đem đi bảo quản sau 12
Thiết bị lên men liên tục Chất mang
Thời gian lên men (ngày)
1 2 3 4
Đánh giá chất lượng sản phẩm
Kiểm tra cảm quan, hàm lượng acid, rượu dư
Chọn vận tốc phù hợp
Vận tốc kk=0,1m/s Sục khí liên tục
ngày đem đi đánh giá chất lượng cảm quan và kiểm tra chỉ tiêu vi sinh chọn chế độ thanh trùng thích hợp.
Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ thanh trùng
2.5. Phương pháp phân tích đánh giá cảm quan, chất lượng sản phẩm
2.5.1. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan
Đánh giá cảm quan băng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79
Theo TCVN 3215:79 sử dụng hệ 20 điểm xây dựng trên một thang thống nhất có 6 bậc (từ 0-5) và điểm 5 là điểm cao nhất cho một chỉ tiêu.
Cách chọn hệ số quan trọng: Dựa vào quy định tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79)
9 phút
3 phút 5 phút 7 phút
Giấm
Chọn chế độ thanh trùng thích hợp Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, cảm quan Xác định chế độ thanh trùng (t= 100oC)
Bảng 2.4 Bảng đánh giá sản phẩm qua hệ số quan trọng.
Bảng 2.5. Bảng cơ sở chấm điểm cảm quan các chỉ tiêu sản phẩm giấm
Tên chỉ tiêu Màu sắc và độ trong Mùi Vị
Hệ số quan trọng 0,8 1,2 2,0 Chỉ tiêu Điểm TB chưa có trọng lượng Cơ sở đánh giá
5 Chất lỏng, trong suốt, không vẩn đục, không có vật thể lạ nhỏ. Màu vàng nhạt, không có giun lươn.
4 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục, có rất ít vật thể lạ nhỏ, có màu vàng nhạt, không có giun lươn.
3 Chất lỏng trong suốt, có ít vật thể lạ, có màu trắng không trong, không có giun lươn.
2 Chất lỏng, ít trong suốt, có nhiều vật thể lạ nhỏ màu trắng, màu trắng đục , có giun lươn.
1 Chất lỏng,hơi đục, có lợn cợn, màu lạ, giun lươn. Màu sắc
và độ trong
0 Chất lỏng, đục, có lợn cợn, có giun lươn, bọ giấm, màu lạ có dấu hiệu của sự hư hỏng.
5 Có mùi chua dịu hài hòa đặc trưng của giấm, không mùi lạ, không mùi rượu.
4 Mùi chua dịu hài hòa, ít đặc trưng, không mùi lạ, không có mùi rượu.
3 Mùi chua nhẹ ít hài hòa, không mùi lạ, hơi mùi rượu. Mùi
2.5.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa học
Xác định khối lượng bằng cân phân tích độ chính xác 10-4 Xác định pH bằng pH kế
Xác định nồng độ rượu (1, phụ lục 1) Xác định hàm lượng rượu dư (1, phụ lục 1) Xác định hàm lượng acid (2, phụ lục 1)
2.5.3. Phân tích các chỉ tiêu vi sinh của giấm ăn theo TCVN
- Xác định TSVKHK theo TCVN 5165:1990 – Sản phẩm thực phẩm: Phương pháp xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí.
- Xác định S.aureus theo TCVN 4830:1989 – Vi sinh vật: Hướng dẫn chung
phương pháp đếm vi khuẩn Staphylococus aureus.
- Xác định Cl.perfiringens theo TCVN 4991:2005 VSV: Hướng dẫn chung
phương pháp đếm Clostrisium – perfiringens.
- Xác định TSBTNM – M theo TCVN 5166:1990. Xác định E.coli theo TCVN
6846:2007.
2.5.4. Xử lý số liệu thực nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn quy luật biến đổi các thông số
Theo phương pháp thống kê toán học
Sử dụng phần mềm exel
1 Có mùi rượu nhiều, có mùi chua của giấm, không mùi lạ. 0 Mùi rượu nặng và có mùi lạ khó chịu, không có mùi giấm. 5 Vị chua ngọt dịu hài hòa đặc trưng của giấm.
4 Vị chua ngọt hài hòa, ít đăc trưng của giấm
3 Vị chua ngọt không hài hòa, ít ngọt đặc trưng của giấm 2 Vị chua ngọt không hài hòa, không ngọt, hơi chua 1 Vị chua gắt, không có vị ngọt
Vị
Chương 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu xác định thông số dịch lên men 3.1.1. Kết quả nghiên cứu xác định nồng độ rượu thích hợp 3.1.1. Kết quả nghiên cứu xác định nồng độ rượu thích hợp
a. Kết quả hàm lượng acid acetic, nồng độ rượu dư, điểm cảm quan được thể hiện theo số liệu bảng 3.4; 3.5; 3.6; 3.7; 3.8; (phụ lục 2) và hình 3.1, hình 3.2 của các mẫu TN xác định nồng độ rượu sau khi lên men
4.9 5.2 5.3 5.4 0.2 0.3 0.4 0.45 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 5 6 7 8 nồng độ rượu (%) h à m l ư ợ n g a c id ( % ) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 n ồ n g đ ộ r ư ợ u d ư Hàm lươngacid (%) nồng độ rượu dư (%)
15.12 15.76 12 12.72 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 5 6 7 8 Nồng độ rượu (%) T ổ n g Đ C Q c ó t rọ n g l ư ợ n g Tổng ĐCQ có trọng lượng
Hình 3.2 Điểm cảm quan các mẫu TN xác định nồng độ rượu dịch lên men
b. Thảo luận: Qua kết quả thu được từ mẫu thí nghiệm thấy:
Kết quả của thí nghiệm xác định hàm lượng rượu trong dịch lên men (hình 3.1, hình 3.2) cho thấy:
Trong các mẫu thí nghiệm, yêu cầu hàm lượng rượu còn dư từ 0,3 – 0,5% đều đạt yêu cầu. Đây là yếu tố để kết thúc quá trình lên men xác định nồng độ cồn.
Với hàm lượng rượu càng cao (7; 8 %) thì điểm cảm quan càng thấp, hàm lượng acid acetic trong các mẫu chênh lệch không nhiều(5,2-5.4).
- Mẫu 1: Đây là mẫu có bổ sung hàm lượng cồn là 5%. Ở mẫu này giấm có hàm lượng acid acetic là 4,9%. Hàm lượng acid acetic thu được ít không đạt yêu cầu, rượu dư còn lại ít 0,2%.
- Mẫu 2: Đây là mẫu bổ sung hàm lượng cồn 6%. Ở mẫu này giấm có mùi thơm đặc trưng, không có mùi rượu, vị giấm đặc trưng. Trạng thái cũng đạt tiêu chuẩn không có cặn lạ. Đồng thời hàm lượng acid acetic thu được cũng đạt 5,2 %., rượu dư còn lại là 0,3%.
- Mẫu 3: Mẫu có hàm lượng cồn là 7%. Giấm có màu hơi đục, đồng thời vị của sản phẩm ngoài vị chua của giấm còn có lẫn vị nồng của rượu. Đặc biệt mùi của sản phẩm không còn mùi đặc trưng của giấm nữa mà có mùi của rượu nên điểm cảm quan sản phẩm không cao.
- Mẫu 4: Mẫu có hàm lượng rượu là 8%. Rượu có màu hơi đục, mùi của giấm có mùi rượu làm át mất mùi đặc trưng của giấm,vị không còn vị đặc trưng nữa đồng thời hàm lượng acid acetic cũng không cao do hàm lượng rượu cao làm ảnh hưởng hoạt động của chủng VSV.
Như vậy qua kết quả thu được tôi chọn lên men ở nồng độ cồn là 6% vì ở mẫu này hàm lượng acid thu được khá cao đồng thời điểm cảm quan cũng là cao nhất