4.2.1. Xác định nồng độ enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Quá trình lên men chỉ sử dụng enzym α - amylase trong quá trình đường hóa thì hàm lượng đường khử không đủ để lên men rượu đạt nồng độ theo yêu cầu. Do enzym α - amylase chỉ phân cắt được liên kết 1,4 - glucoside còn enzym glucoamylase là enzym có thể phân cắt cả hai liên kết của mạch α - glucan để giải phóng ra ở dạng β làm hàm lượng đường khử tăng lên đáng kể. Vì vậy trong quá trình đường hóa chúng tôi tiến hành bổ sung enzym glucoamylase với các nồng độ khác nhau để theo dõi sự ảnh hưởng của nó đến hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô hòa tan. Kết quả được thể hiện ở bảng 4.4.
Bảng 4.4: Ảnh hưởng nồng độ enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Chỉ tiêu Nồng độ
enzyme (%)
Hàm lượng chất khô hòa tan (0Bx)
Hàm lượng đường khử (%)
0,1 12,3a 10,61a
0,2 12,9b 12,22b
0,3 13,5c 12,63c
0,4 13,7c 12,66c
Cv% 2,0 0,2
LSD0,05 0,498 0,0498
(Ghi chú: Các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa ở mức ý nghĩa α = 0,05)
Qua bảng 4.4 cho chúng ta thấy, khi bổ sung nồng độ enzym glucoamylase càng tăng thì hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô hòa tan tổng số cũng tăng. Cụ thể, khi nồng độ enzym glucoamylase tăng từ 0,1% đến 0,4% thì hàm lượng đường khử tăng từ 10,61% đến 12,63% và hàm lượng chất khô hòa tan tổng số tăng từ 12,3% đến 13,7%. Trong đó, hàm lượng chất khô hòa tan tổng số và hàm
lượng đường khử tăng có sự khác biệt rõ rệt ở các nồng độ enzym 0,1%; 0,2%;
0,3% và khi tiếp tục tăng nồng độ enzym lên 0,4% thì hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô hòa tan tổng số tăng nhưng không đáng kể so với nồng độ enzym sử dụng là 0,3%. Nguyên nhân là do khi có đầy đủ cơ chất thì tốc độ phản ứng thủy phân tinh bột của enzyme tỷ lệ thuận với nồng độ enzyme nhưng đến một nồng độ enzyme nhất định nào đó (ở đây là 0,4%) thì tốc độ phản ứng diễn ra chậm dẫn đến hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô hòa tan tăng không đáng kể.
Do đó để tiết kiệm thời gian và chi phí chế biến thì chúng tôi lựa chọn nồng độ enzym glucoamylase bổ sung vào trong quá trình đường hóa khoai lang tím là 0,3%.
4.2.2. Xác định nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phản ứng của enzym glucoamylase với nồng độ cơ chất dẫn đến ảnh hưởng đến tốc độ đường hóa, hiệu suất đường hóa và còn ảnh hưởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hóa. Khi đường hóa ở nhiệt độ cao, dextrin tạo ra nhiều hơn so với đường khử. Mặt khác, trong nấm men không có hoặc rất ít α - amylase và glucoamylase nên không thể thủy phân tiếp tục dextrin thành đường, do đó làm giảm hiệu suất đường hóa.
Để xác định nhiệt độ tối thích của enzym glucoamylase trong quá trình đường hóa, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase đến quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím. Kết quả được thể hiện ở hình 4.2.
Hình 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase đến quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
17.34
17.89 17.87
17 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 18
60 65 70
NHIỆT ĐỘ (oC)
ĐỘ BRIX
LSD0.05 = 0.053 Cv% = 0.1
Từ hình 4.2 cho chúng tôi thấy khi tăng nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase từ 600C đến 650C thì độ hàm lượng chất khô tăng (17,34 0Bx - 17,89 0Bx), khi tiếp tục tăng nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase lên 700C thì hàm lượng chất khô có xu hướng giảm xuống (17,87 0Bx). Như vậy, nhiệt độ thích hợp cho enzym glucoamylase thủy phân là 650C vì tại nhiệt độ này hàm lượng chất khô hòa tan sau thủy phân cao hơn so với nhiệt độ 600C và 700C.
4.2.3. Xác định pH xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Cũng như enzym α - amylase thì pH cũng ảnh hưởng rõ đến tốc độ thủy phân của enzym glucoamylase. Để thấy được sự ảnh hưởng của pH đến enzym chúng tôi tiến hành thủy phân bột khoai lang tím ở các mức pH khác nhau. Kết quả thu được thể hiện ở hình 4.3.
Hình 4.3: Ảnh hưởng của pH xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Từ hình 4.3 cho chúng ta thấy sự khác biệt về ảnh hưởng của pH đến tốc độ thủy phân không giống như ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ. pH càng thấp thì khả năng thủy phân của enzym càng mạnh. Cụ thể, ở các mẫu được xử lý enzym glucoamylase ở pH = 3,5 thì hàm lượng chất khô hòa tan tổng số cao nhất và có sự khác biệt đáng kể so với các mẫu xử lý enzmy ở điều kiện pH = 4 và pH = 4,5 (phụ lục 1.7).
17.93
17.64
17.48
17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 18
3.5 4 4.5
PH
ĐỘ BRIX
LSD0.05 = 0.053 Cv% = 0.1
Chúng tôi lựa chọn pH = 3,5 là pH thích hợp để xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím.