Bảng 4. 7: Kết quả ảnh hƣởng của độ Brix đến khả năng lên men
Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của độ Brix đến khả năng lên men
Brix Đƣờng tổng
ban đầu Chuyển hóa Ethanol tạo thành
Hiệu suất lên
men Sản lƣợng % mg/ml % %v/v g/100ml % % 12 75.87 95.25 6.04 4.76 65.87 62.74 14 100.37 96.23 6.85 5.40 55.91 53.80 16 114.46 95.00 8.32 6.57 60.37 57.36 18 135.12 95.11 9.06 7.15 55.60 52.88 20 165.17 95.95 11.32 8.93 56.35 54.06 22 208.12 93.10 10.51 8.29 42.79 39.83
Nấm men tự do thƣờng lên men trong khoảng hàm lƣợng chất khô từ 15 – 18%. Khi khảo sát quá trình lên men của chế phẩm cố định ở các nồng độ chất khô khác nhau của dịch nƣớc mía ta thu đƣợc kết quả trình bày trong bảng 4.7 ở trên. Theo đó, trong khoảng nồng độ chất khô từ 12 – 20%, lƣợng ethanol tạo thành cũng tăng theo; nồng độ 20% là tốt nhất để lên men vì cho lƣợng ethanol cao nhất (11.32%). Lƣợng ethanol sinh ra khi sử dụng môi trƣờng nƣớc mía ở các độ Brix từ 12 – 18% thấp hơn
SVTH: Phan Thị Tƣờng Vi 47
hẳn so với độ Brix 20% mặc dù hiệu suất chuyển hóa là tƣơng đƣơng nhau (khoảng 95 – 96%). Điều này cho thấy mật độ tế bào trong chế phẩm cố định khá cao, nên lƣợng đƣờng trong dung dịch lên men khi độ Brix thấp là không đủ để tế bào tăng sinh và lên men. Mặc khác, tế bào khi đƣợc cố định trong giá thể thì hoạt tính enzyme tăng, nên khả năng hấp thụ và lên men đƣờng tăng so với tế bào tự do. Giá thể cố định cũng nhƣ là lớp bảo vệ, giúp tế bào chống chịu với áp suất thẩm thấu cao của môi trƣờng lên men có nồng độ chất khô cao. Mặc khác, dung dịch lên men có áp suất thẩm thấu cao cũng là một nhân tố giúp hạn chế tạp nhiễm hiệu quả.
Khi lên men dịch có độ Brix cao (22%), lƣợng ethanol tạo thành và hiệu suất lên men giảm mạnh (10.51 %v/v và 42.79%). Ở nồng độ chất khô cao, áp suất thẩm thấu tăng gây khó khăn cho sự trao đổi chất của tế bào nấm men và môi trƣờng. Dung dịch lên men có tính ƣu trƣơng, làm tế bào bị co lại, gây cản trở cho con đƣờng trao đổi chất của tế bào. Mặt khác, nồng độ chất khô cao thì độ nhớt của dịch mía lên men cũng tăng, quá trình di chuyển của các hợp chất trong dịch chậm, gây ức chế cho tế bào và tăng thời gian lên men. Do đó, ta chọn độ Brix 20% để lên men vì đây không những là độ Brix gần với độ Brix tự nhiên của nƣớc mía (từ 19 – 21%) mà còn cho lƣợng ethanol tạo thành cao và hiệu suất lên men cao.
SVTH: Phan Thị Tƣờng Vi 48