CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.5 Bố trí thí nghiệm
2.5.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình thủy phân bằng chế phẩm enzyme pectinase
Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bã dứa tươi : nước đến hiệu suất thu hồi chất khô
Yếu tố cố định:
pH: 5
Nhiệt độ: 50oC Thời gian: 90 phút.
Khảo sát quá lên men
Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung: 3, 5, 7, 9, 11 %w/v Khảo sát ảnh hưởng của pH: 5;, 55;
6; 6,5; 7
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ:
25, 30, 37, 42, 47oC
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống bổ sung: 1, 3, 5, 7, 9 %v/v
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian:
12, 24, 36, 48, 60, 72 giờ.
Khảo sát sản phẩm
Khảo sát hoạt tính probitic trong thời gian bảo quản.
. Thủy phân bã dứa kết
hợp chế phẩm enzyme pectinase và cellulase
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 29 Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: 0,5 %v/w.
Yếu tố thay đổi: Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: 1:0,4; 1:0,6; 1:0,8; 1:1; 1;1,2 (w/w) Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng enzyme Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
pH thủy phân: 5 Nhiệt độ: 50oC Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 %v/w.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 2 pH: 5
Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: Nhiệt độ thủy phân: 35, 40, 45, 50, 55oC Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của pH Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 2.
Nhiệt độ: theo thí nghiệm 3.
Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: pH: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5 Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 30 Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 2.
Nhiệt độ: theo thí nghiệm 3.
pH: theo thí nghiệm 4.
Yếu tố thay đổi: Thời gian: 60, 90, 120, 150 phút.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 6: Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân bã dứa bằng chế phẩm enzyme pectinase
Tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: phương pháp ma trận trực giao cấp 2 có tâm là 2 yếu tố ảnh hưởng là nồng độ chế phẩm enzyme và thời gian. Tiến hành 11 thí nghiệm, gồm 3 thí nghiệm ở tâm và 8 thí nghiệm ở các giá trị biên.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô
2.5.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình thủy phân bằng chế phẩm enzyme cellulase
Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Nhiệt độ: 50oC.
pH5
Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 %v/w Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 7.
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 31 pH: 5
Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: Nhiệt độ: 35, 40, 45, 50, 55oC Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 9: Khảo sát ảnh hưởng của pH Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 7.
Nhiệt độ: theo thí nghiệm 8.
Thời gian: 90 phút.
Yếu tố thay đổi: pH: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 10: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân Yếu tố cố định:
Tỉ lệ bã dứa tươi: nước: theo thí nghiệm 1.
Hàm lƣợng chế phẩm enzyme: theo thí nghiệm 7.
Nhiệt độ: theo thí nghiệm 8.
pH: theo thí nghiệm 9.
Yếu tố thay đổi: Thời gian: 60, 90, 120, 150, 180 phút.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô.
Thí nghiệm 11: Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân bã dứa bằng chế phẩm enzyme cellulase
Tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: phương pháp ma trận trực giao cấp 2 có tâm là 2 yếu tố ảnh hưởng là nồng độ chế phẩm enzyme và thời gian. Tiến hành 11 thí nghiệm, gồm 3 thí nghiệm ở tâm và 8 thí nghiệm ở các giá trị biên.
Hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 32 2.5.3 Bố trí thí nghiệm thủy phân bã dứa kết hợp chế phẩm enzyme pectinase và cellulase
Thí nghiệm 12: Khảo sát quá trình thủy phân khi kết hợp cả hai enzyme pectinase và cellulose
Bã dứa tươi sau khi xay mịn, được phối trộn với nước theo tỉ lệ bã dứa tươi: nước:
1:0,8 sau đó tiến hành thủy phân sử dụng lần lƣợt 2 enzyme pectinase, cellulase với các điều kiện thủy phân đã tối ƣu hóa của từng enzyme theo thí nghiệm 6 và thí nghiệm 11 đã khảo sát ở trên. Xác định hiệu suất thu hồi chất khô.
Mẫu trắng được tiến hành bằng cách bã dứa tươi sau khi xay mịn, không xử lý enzyme, không chỉnh pH, xác định hiệu xuất thu hồi chất khô.
2.5.4 Khảo sát quá trình lên men
Thí nghiệm 13: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung đến quá trình lên men
Yếu tố cố định:
Tỉ lệ giống bổ sung: 3 %v/v.
Nhiệt độ lên men: 37oC.
pH lên men: 6.5
Thời gian lên men: 48 giờ
Yếu tố thay đổi: Hàm lượng đường bổ sung: 3, 5, 7, 9, 11 %w/v.
Hàm mục tiêu: pH sau lên men, hàm lƣợng acid lactic, mật độ vi khuẩn L.acidophilus, hiệu suất sử dụng đường.
Thí nghiệm 14: Khảo sát ảnh hưởng của pH Yếu tố cố định:
Hàm lượng đường bổ sung: theo thí nghiệm 13.
Tỉ lệ giống bổ sung: 3 %v/v.
Nhiệt độ lên men: 37oC.
Thời gian lên men: 48 giờ
Yếu tố thay đổi: pH lên men: 5; 5,5; 6; 6,5; 7.
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 33 Hàm mục tiêu: pH sau lên men, hàm lƣợng acid lactic, mật độ vi khuẩn L.acidophilu, hiệu suất sử dụng đường.
Thí nghiệm 15: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ Yếu tố cố định:
Hàm lượng đường bổ sung: theo thí nghiệm 13.
pH lên men: theo thí nghiệm 14.
Tỉ lệ giống bổ sung: 3 %v/v.
Thời gian lên men: 48 giờ
Yếu tố thay đổi: Nhiệt độ lên men: 25, 30, 37, 42, 47oC.
Hàm mục tiêu: pH sau lên men, hàm lƣợng acid lactic, mật độ vi khuẩn L.acidophilus, hiệu suất sử dụng đường.
Thí nghiệm 16: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống bổ sung Yếu tố cố định:
Hàm lượng đường bổ sung: theo thí nghiệm 13.
pH lên men: theo thí nghiệm 14.
Nhiệt độ lên men: theo thí nghiệm 15.
Thời gian lên men: 48 giờ
Yếu tố thay đổi: Tỉ lệ giống bổ sung: 1, 3, 5, 7, 9 %v/v.
Hàm mục tiêu: pH sau lên men, hàm lƣợng acid lactic, mật độ vi khuẩn L.acidophilus, hiệu suất sử dụng đường.
Thí nghiệm 17: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian Yếu tố cố định:
Hàm lượng đường bổ sung: theo thí nghiệm 13.
pH lên men: theo thí nghiệm 14.
Nhiệt độ lên men: theo thí nghiệm 15.
Tỉ lệ giống bổ sung: theo thí nghiệm 16.
Yếu tố thay đổi: Thời gian lên men: 12, 24, 36, 48, 60, 72 giờ
HVTH: Nguyễn Thị Việt Hải Trang 34 Hàm mục tiêu: pH sau lên men, hàm lƣợng acid lactic, mật độ vi khuẩn L.acidophilus, hiệu suất sử dụng đường.