PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.4.1.1. Các thí nghiệm cho nội dung 1: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột khoai lang tím
* Thí nghiệm 1: Nghiên cứu xác định tỷ lệ nguyên liệu/nước thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột khoai lang tím
Bột khoai lang tím được chia thành các mẫu có khối lượng như nhau m = 40g. Tiến hành thí nghiệm khảo sát với các tỷ lệ bột khoai lang tím/nước khác nhau:
1/10, 1/12, 1/14, 1/16 sau đó bổ sung chế phẩm enzym α - amylase với nồng độ 0,2% ở điều kiện nhiệt độ 700C trong thời gian 30 phút. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức Tỷ lệ bột khoai lang/nước
CT1 1/10
CT2 1/12
CT3 1/14
CT4 1/16
Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của dịch thu được sau lên men: Các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu lý hóa (hàm lượng chất khô hòa tan, hàm lượng anthocyanin, hàm lượng đường tổng số). Từ đó xác định được tỷ lệ phối chế thích hợp.
* Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định nồng độ enzym α - amylase thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột khoai lang tím
Tiến hành phối trộn nguyên liệu bột khoai lang/nước theo tỷ lệ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 1), enzym α – amylase được bổ sung ở các nồng độ 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5% và điều chỉnh pH = 5,5, được giữ ở nhiệt độ 700C trong thời gian 30 phút. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng chất khô hòa tan và hàm lượng anthocyanin tạo ra trong quá trình dịch hóa tinh bột. Từ đó xác định được nồng độ enzym α – amylase dịch hóa thích hợp.
* Thí nghiệm 3: Nghiên cứu nhiệt độ xử lý enzym α - amylase thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột khoai lang tím
Chuẩn bị các mẫu như thí nghiệm 2, tiến hành bổ sung enzym α - amylase ở nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 2) và điều chỉnh pH = 5,5 được giữ ở các mức nhiệt độ khác nhau 650C, 700C, 750C trong thời gian xử lý là 30 phút. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng chất khô hòa tan tạo ra của dịch tinh bột sau khi dịch hóa. Từ đó xác định được nhiệt độ xử lý enzym α - amylase dịch hóa thích hợp.
* Thí nghiệm 4: Nghiên cứu pH xử lý enzym α - amylase thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột khoai lang tím
Chuẩn bị các mẫu như thí nghiệm 3, tiến hành bổ sung enzym α - amylase ở nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 2) và điều chỉnh pH với các giá trị khác nhau 5,0; 5,5; 6,0 được giữ ở nhiệt độ 700C trong thời gian xử lý là 30 phút.
Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức Nồng độ enzym α – amylase (%)
CT1 0,1
CT2 0,2
CT3 0,3
CT4 0,4
CT5 0,5
Công thức Nhiệt độ (0C)
CT1 65
CT2 70
CT3 75
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng chất khô hòa tan tạo ra của dịch tinh bột sau khi dịch hóa. Từ đó xác định được giá trị pH xử lý enzym α - amylase dịch hóa thích hợp.
3.4.1.2. Các thí nghiệm cho nội dung 2
Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím bằng enzym glucoamylase
* Thí nghiệm 5: Nghiên cứu nồng độ enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Bột khoai lang tím được phối chế với nước theo tỷ lệ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 1) sau đó được tiếp tục tiến hành dịch hóa bằng chế phẩm enzym α – amylase với nồng độ và nhiệt độ, pH đã được xác định từ thí nghiệm 2, 3, 4 (với nhiệt độ 700C). Dịch thu được sau quá trình dịch hóa được chia thành các mẫu có thể tích bằng nhau (V = 500ml) rồi tiến hành hạ nhiệt độ xuống 600C sau đó bổ sung enzym glucoamylase với các nồng độ khác nhau 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%
chúng tôi tiến hành đường hóa dịch bột khoai lang trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ 600C và pH = 4. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức Nồng độ enzym glucoamylase (%)
CT1 0,1
CT2 0,2
CT3 0,3
CT4 0,4
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng đường khử và độ Brix tạo thành trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím. Từ đó xác định được nồng độ enzym glucoamylase thích hợp trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím.
Công thức pH
CT1 5
CT2 5,5
CT3 6
* Thí nghiệm 6: Nghiên cứu nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Chuẩn bị các mẫu như thí nghiệm 5, tiến hành bổ sung enzym glucoamylase ở nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 5) và điều chỉnh pH = 4 được giữ ở các mức nhiệt độ khác nhau 600C, 650C, 700C trong thời gian xử lý là 30 phút. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức Nhiệt độ (0C)
CT1 60
CT2 65
CT3 70
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số tạo thành trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím. Từ đó xác định được nhiệt độ xử lý enzym glucoamylase thích hợp trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím.
* Thí nghiệm 7: Nghiên cứu pH xử lý enzym glucoamylase bổ sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím
Chuẩn bị các mẫu như thí nghiệm 6, tiến hành bổ sung enzym glucoamylase ở nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 5) và điều chỉnh pH ở các giá trị pH khác nhau 3,5; 4; 4,5 được giữ ở nhiệt độ 600C, trong thời gian xử lý là 30 phút. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức pH
CT1 3,5
CT2 4
CT3 4,5
Trên cơ sở theo dõi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số tạo thành trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím. Từ đó xác định được pH xử lý enzym glucoamylase thích hợp trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím.
3.4.1.3. Các thí nghiệm cho nội dung 3
Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ của quá trình lên men rượu đối với sản phẩm rượu vang từ khoai lang tím Nhật Bản
* Thí nghiệm 8: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch lên men đến chất lượng rượu vang từ khoai lang tím
Dịch khoai lang tím sau khi đường hóa được chia thành các mẫu có cùng thể tích 500 ml và được điều chỉnh bằng đường glucoza đến các giá trị nồng độ cơ chất khảo sát từ 16, 18, 20, 22, 24 0Bx rồi được thanh trùng và làm nguội đến 370C, tiến hành bổ sung chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae với tỷ lệ tiếp giống 4%.
Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức Nồng độ chất khô (0Brix)
CT1 16
CT2 18
CT3 20
CT4 22
CT5 24
Trên cơ sở xác định hàm lượng hàm lượng cồn và đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm sau thời gian lên men là 10 ngày ở nhiệt độ 370C, từ đó lựa chọn hàm lượng chất khô hòa tan thích hợp nhất cho quá trình lên men.
* Thí nghiệm 9: Nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên men đến chất lượng rượu vang từ khoai lang tím
Tiến hành các thí nghiệm như trên, các mẫu dịch khoai lang tím được bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae với tỷ lệ tiếp giống 4%, với nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 8) và tiến hành điều chỉnh pH ở các giá trị khác nhau 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 tiến hành lên men ở nhiệt độ 370C trong các thời gian khảo sát 10 ngày. Thí nghiệm gồm các công thức và được tiến hành như sau:
Công thức pH
CT1 3,0
CT2 3,5
CT3 4,0
CT4 4,5
CT5 5,0
Trên cơ sở phân tích hàm lượng chất khô hòa tan, hàm lượng độ cồn và đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm thu được để lựa chọn được pH lên men thích hợp nhất.
* Thí nghiệm 10: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống nấm men của quá trình lên men đến chất lượng rượu vang từ khoai lang tím
Dịch khoai lang thu được sau quá trình đường hóa và điều chỉnh đến hàm lượng chất khô hòa tan xác định (là kết quả của thí nghiệm 8) được chia thành các mẫu có cùng thể tích (V = 500ml) rồi được bổ sung bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae với các nồng độ khảo sát 1, 2, 3, 4, 5%. Công thức thí nghiệm được bố trí như sau:
Công thức Tỷ lệ cấy giống (%)
CT1 1
CT2 2
CT3 3
CT5 4
CT6 5
Trên cơ sở xác định nồng độ cồn, hàm lượng đường còn sót lại, hàm lượng chất khô hòa tan, pH và đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm sau thời gian lên men ở nhiệt độ 370C để lựa chọn nồng độ nấm men thích hợp.