Có dạng bột trắng, s
Na2CO3 đư
3.1.8.
trong phòng thí nghiệm:
dùng trong các công đoạn pha loãng, phối trộn, pha hóa chất, các quá trình phân tích, kiểm nghiệm,…
Nước máy từ hệ thống cấp nước thành phố: dùng để rửa nguyên liệu, vệ sinh thiết bị, dụng cụ thí nghiệm,…
3.2.
3.2.1. Phƣơng pháp đếm số lƣợng tế bào nấm men [7]
3.2.1.1. Đếm số tế bào nấm men trong 1ml nấm men thƣơng mại
Đếm số tế bào nấm men trực tiếp trên buồng đếm Thoma-Goriaep bằng kính hiển vi quang học. Buồng đếm gồm một phiến kính dày, có đục 4 rãnh chia phiến kính thành 3 khoang ngang, khoang giữa thấp hơn khoang bên 0,1 mm và được chia thành 2 khoang nhỏ nhờ một rãnh dọc. Trên mỗi khoang nhỏ có kẻ một lưới đếm. Lưới đếm gồm nhiều ô vuông lớn, một ô vuông lớn được chia thành 16 ô vuông nhỏ. Buồng đếm có kèm theo lá kính đậy. Kích thước các ô vuông như sau:
Cạnh: 1/20 mm
Diện tích: 1/400 mm2
Chiều cao: 0,1 mm
Thể tích: 1/4000 mm3
3.2.1.2. Tiến hành [7]
Lấy 1g nấm men tươi huyền phù trong 100ml nước cất, hút ra 1ml hòa vào 9ml nước cất tức là đã pha loãng thêm 10 lần.
Lấy 1ml trộn với 1ml xanh methylen, sau đó cho vào buồng đếm hồng cầu. Quan sát dưới kính hiển vi ở vật kính X40, điều chỉnh để thấy rõ tế bào nấm men. Đếm tổng số lượng tế bào nấm men trong 5 ô lớn của buồng đếm hồng cầu và số lượng tế bào sống ( không bị nhuộm màu).
Tính số tế bào trong 1ml nấm men thương mại:
b a A n 10 1000 4000 Trong đó:
A: lượng tế bào trong 1ml nấm men thương mại a: số tế bào đếm được trong 5 ô lớn
10n: độ pha loãng của dung dịch b: số ô nhỏ trong 5 ô lớn (16x5 = 80)
3.2.2. Phƣơng pháp xác định lƣợng đƣờng tổng, đƣờng khử [21]
3.2.2.1. Nguyên tắc: dùng ferrycyanure oxy hóa đường khử có mặt dung dịch NaOH, thu được sản phẩm ferrocyanure. Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm khi đun nóng được sản phẩm ferrocyanure. Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm khi đun nóng với chỉ thị methylen blue, suy ra hàm lượng đường khử, từ đó tính được hàm lượng đường tổng. Phương trình phản ứng
3.2.2.2. Dụng cụ, hóa chất
Dụng cụ: bếp điện, lưới amiăng, nồi cách thủy, erlen 100ml, 250ml, bình định mức 100ml, becher 100ml, burette 25ml, pipette 5ml, 10ml, ống đong 10ml.
CH2OH (CHOH)4 CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH
Hóa chất: K3Fe(CN)6 1%, đường glucose 0,5%, NaOH 5%; 2,5N, HCl 5%, Bromothymol blue (BB) 0,1%.
3.2.2.3. Cách tiến hành [21]
Chuẩn bị dung dịch
Cân 10 g dịch chanh dây cho vào becher 100ml. Nhỏ 3 – 4 giọt bromothymol blue và cho từ từ từng giọt NaOH 5% đến khi xuất hiện màu xanh nhạt. Lọc dung dịch qua giấy lọc và định mức lên 100ml ta được dung dịch xác định đường khử.
Hút chính xác 50ml dung dịch đường khử trên cho vào bình định mức, thêm 20ml dung
dịch HCl 5%, đun cách thủy trong 30 - 45 phút. Làm nguội từ từ và trung hòa lượng acid dư bằng
dung dịch NaOH 2,5N với chỉ thị bromothymol blue. Định mức lên 100ml, ta có dung dịch xác
định đường tổng.
Tiến hành chuẩn độ
Hút vào erlen 10ml dung dịch K3Fe(CN)6 và 2,5ml dung dịch NaOH 2,5N. Tiến hành đun
sôi và chuẩn độ ngay trên bếp lần lượt bằng dung dịch đường khử và dung dịch đường tổng từ burrete, cho từng giọt một, lắc mạnh. Điểm dừng chuẩn độ khi màu vàng chanh của dung dịch ferrycyanure biến mất trong khoảng 30 giây rồi chuyển sang màu vàng rơm rất nhạt của ferrocyanure.
Thí nghiệm tương tự đối với dung dịch đường chuẩn là dung dịch glucose 5%.
Tính kết quả
Lƣợng đƣờng khử đƣợc xác định theo công thức sau
m V V V X k g k 100 100 5 , 0 Trong đó:
Xk : lượng đường khử (g/100g hay g/100ml)
Vg : thể tích dung dịch glucose 0,5% cho chuẩn độ (ml)
V : thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường khử (ml) m : lượng mẫu thí nghiệm (g hoặc ml)
Lƣợng đƣờng tổng đƣợc xác định theo công thức sau
m V V V V X t g t 50 100 100 5 , 0 1 2 Trong đó:
Xt : lượng đường tổng (g/100g hay g/100ml)
Vg : thể tích dung dịch glucose 0,5% cho chuẩn độ (ml)
Vt : thể tích dung dịch đường tổng cho chuẩn độ (ml)
V1 : thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường khử (ml)
V2 : thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường tổng (ml)
m : lượng mẫu thí nghiệm (g hoặc ml)
3.2.3. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng acid toàn phần [8]
Hàm lượng acid toàn phần là tất cả các acid có thể định lượng được bằng dung dịch kiềm chuẩn. Những acid này chủ yếu là các acid hữu cơ như: acid malic, citric, acetic, tartric, lactic,… Vì các acid trong thực phẩm đều là acid hữu cơ (acid yếu) nên khi được trung hòa hết và hoàn toàn bằng kiềm mạnh thì bao giờ pH cũng trên 7 nên chất chỉ thị thường được sử dụng ở đây là phenolphthalein có khoảng chuyển màu ở pH 8,2, cũng có thể dùng các chỉ thị chuyển màu ở pH gần 7 như bromothymol blue.
3.2.3.1. Nguyên tắc
Chuẩn độ acid yếu bằng base mạnh với chỉ thị bromothymol blue.
3.2.3.2. Dụng cụ, hóa chất
Dụng cụ: pippette 5ml, burette 25ml, erlen 100ml, bình định mức 100ml.
Hóa chất: dung dịch NaOH chuẩn 0,1N, chỉ thị bromothymol blue 1% trong cồn
Lấy chính xác 10g dịch chanh dây. Cho thêm một ít nước cất vào cốc và lắc đều. Sau đó cho tất cả vào bình định mức 100ml, tráng cốc thật kỹ và định mức đến vạch. Lấy chính xác 10g dịch chanh dây từ bình định mức cho vào erlen rồi cho thêm 3 - 4 giọt bromothymol blue. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu xanh khá rõ.
3.2.3.4. Tính kết quả
Hàm lƣợng acid trong dung dịch đƣợc tính theo g/100g acid citric
Trong đó:
X : lượng acid quy về acid citric (g/100g).
K : hệ số (0,0064 gam acid citric ứng với 1 ml dung dịch NaOH 0,1N) . VNaOH : thể tích dung dịch NaOH 0,1N dùng để định phân (ml).
10: khối lượng dung dịch hút định phân (g). D : hệ số pha loãng.
3.2.4. Phƣơng pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan (0Bx) 3.2.4.1. Dụng cụ
Bx kế Portable Refractometer của phòng thí nghiệm Hóa sinh Khoa sinh học trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, đũa khuấy, giấy cuộn, bình xịt nước cất.
3.2.4.2. Phƣơng pháp thực hiện
Dùng đũa khuấy khuấy nhẹ dung dịch cần đo nồng độ chất hòa tan, lấy ra một giọt chấm vào mặt kính. Đậy nắp kính lại. Quan sát và đọc độ Bx qua ống kính bằng vạch phân chia vùng
D V K X 10 100 . . Hình 3.5: Brix kế
tối và vùng sáng trên thang đo. Xoay nhẹ ống kính để nhìn rõ nếu thấy thang đo bị mờ. Sau đó rửa lại kính bằng nước cất và lau khô nhẹ nhàng bằng giấy thấm.
3.2.5. Phƣơng pháp xác định pH của dung dịch 3.2.5.1. Dụng cụ
Máy đo pH của phòng thí nghiệm Hóa sinh Khoa sinh học trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh, bình nước cất, giấy cuộn, cốc thủy tinh.
3.2.5.2. Phƣơng pháp thực hiện
Khởi động vận hành máy bằng nút “ON/OFF”. Rửa sạch điện cực, lau khô bằng giấy thấm, nhúng điện cực ngập vào dung dịch cần đo. Khi máy kêu „tít‟ thì có thể đọc giá trị pH trên màn hình. Khi đo nhiều lần liên tiếp thì sau mỗi lần đo, nhúng điện cực vào nước cất. Sau khi đo xong, rửa sạch điện cực, lau khô và cho điện cực vào dung dịch KCl 3M. Tắt máy.
3.2.6. Phƣơng pháp định lƣợng vitamin C [3] 3.2.6.1. Nguyên tắc
Để xác định nhanh chóng hàm lượng vitamin C trong nguyên liệu khi không có chất màu người ta thường dùng phương pháp chuẩn độ iod. Tất cả các acid ascorbic bị oxi hóa bởi
iod. Phần iod còn thừa sẽ cho màu xanh với dung dịch tinh bột. Điều đó nói lên là phản ứng đã kết thúc.
3.2.6.2. Dụng cụ và hóa chất
Dụng cụ: erlen 100ml, pipet 5ml, 10ml; ống chuẩn độ 25ml.
Hóa chất: HCl 2,5%, dung dịch tinh bột 0,7%, dung dịch iod 0,1N.
3.2.6.3. Cách tiến hành
Chuẩn bị hai bình tam giác. Hút vào mỗi bình 20ml dịch quả chanh dây, 1ml dung dịch hồ tinh bột 0,7% và chuẩn độ ngay bằng dung dịch iod 0,1N cho đến khi có màu xanh(dùng ống vi chuẩn độ 2ml).
3.2.6.4. Kết quả
Số mg vitamin C trong 100g mẫu đƣợc tính nhƣ sau:
% . 100 . . . . 8 , 8 mg N v V T a x Trong đó
a: thể tích (ml) dung dịch iod 0,1N dùng khi chuẩn độ.
T: hệ số hiệu chỉnh dung dịch iod 0,1N với dung dịch NaS2O2 0,1N.
V: thể tích chung của dịch chiết (50ml). v: thể tích dịch chiết lấy để chuẩn độ (20ml). N: trọng lượng mẫu phân tích.
8,8: 1ml dung dịch iod 0,1N tương ứng với 8,8mg acid ascorbic.
3.2.7. Phƣơng pháp xác định độ cồn [6], [8]
Độ cồn là số ml rượu etylic nguyên chất trong 100ml rượu thử ở nhiệt độ +200C.
Nếu rượu có tinh cặn ít hơn 0,50g/lít có thể đo thẳng độ cồn bằng rượu kế, bằng tỷ trọng kế, hoặc bằng lọ đo tỷ trọng.
Nếu rượu có tinh cặn lớn hơn 0,50g/lít phải cất lấy dung dịch cồn, và đo độ cồn trên dịch cất. Độ cồn đo theo cách này gọi là độ cồn thật.
Độ cồn được quy định ở nhiệt độ +200C, nếu đo ở nhiệt độ khác tra bảng để quy về độ cồn
+200C.
Đo độ rượu bằng phương pháp hóa học: định lượng ethanol bằng phương pháp muối Mohr
3.2.7.1. Nguyên tắc
Số lượng ethanol có trong dịch lên men được oxy hóa thành acid acetic và nước bởi
hỗn hợp Kali bicromat ( K2Cr2O7) và acid sulfuric (H2SO4).
3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 3CH3COOH + 2K2SO4 + 2Cr2(S04)3 + 11H20 (1)
Sau khi rượu đã bị oxi hóa hoàn toàn, tiến hành chuẩn độ lượng K2Cr2O7 thừa bằng
dung dịch muối Mohr (FeSO4(NH4)2SO4) với thuốc thử ferricyanid (K3Fe(CN)6).
K2Cr2O7 + 6 FeSO4(NH4)2SO4 + 7H2SO4 2Cr2(S04)3 + 3 Fe(SO4)3 + 6(NH4)2SO4
+ K2SO4 + 7 H20 (2)
Từ đó dựa vào số lượng bicromat đã được dùng để oxi hóa mà tính ra nồng độ rượu.
3.2.7.2. Hóa chất
Bicromat kali: cân 21,3g K2Cr2O7 pha với nước cất thành 500 ml.
Aicd sulfulric đậm đặc.
Muối Mohr (FeSO4(NH4)2SO4): cân 63,49g FeSO4(NH4)2.6H2O + 10ml H2SO4 đậm đặc
định mức với nước cất thành 500 ml.
Thuốc thử ferricyanid (K3Fe(CN)6): cân 0,2g K3Fe(CN)6 pha với nước cất thành 100ml.
3.2.7.3. Cách tiến hành
Tiến hành ly tâm dung dịch sau lên men ta tu được 100 ml dịch cồn (dung dịch A). Pha loãng 5 lần dung dịch A ta thu được dung dịch B.
Cho vào erlen 25ml K2Cr2O7 + 10ml H2SO4 đậm đặc + 10ml dung dịch B. Sau đó lắc
đều cho phản ứng oxi hóa rượu xảy ra hoàn toàn ( dung dịch màu cam của K2Cr2O7 sẽ bị chuyển
Thử thật: cho vào erlen 20ml dung dịch C + 20ml nước cất lắc đều, định phân bằng muối Mohr.
Thử không: 5ml K2Cr2O7 + 2ml H2SO4 đậm đặc + 40ml nước cất lắc đều, định
phân bằng muối Mohr. Xác định hàm lượng muối Mohr tương ứng với 5ml K2Cr2O7.
Vì muối Mohr là một hỗn hợp không bền vững cho nên phải chuẩn độ đối chứng mỗi lần xác định.
Kết thúc chuẩn độ bằng cách thử 1 giọt mẫu với 1 giọt dung dịch ferricyanid trên bảng sứ trắng, nếu thấy chuyển thành màu xanh dương đậm là được.
3.2.7.4. Cách tính kết quả
Phản ứng (1): cứ 138g ethanol thì cần thì cần 588g K2Cr2O7 (*)
Mà: trong 100ml dung dịch K2Cr2O7 có 42,6g K2Cr2O7
Suy ra: trong 1ml dung dịch K2Cr2O7 có 42,6/1000 = 0,0426g K2Cr2O7 (**)
Từ (*) và (**) suy ra 1ml dung dịch K2Cr2O7 ứng với (0,0426.138)/158 = 0,01g rượu.
Gọi x là số ml muối Mohr định phân ở mẫu thử không (ml). y là số ml muối Mohr định phân ở mẫu thử thật (ml).
Ta có: x ml muối Mohr ứng với 5ml K2Cr2O7 phản ứng.
Vậy (x - y)ml muối Mohr ứng với (x – y).5/x ml K2Cr2O7 phản ứng.
Mà 1ml K2Cr2O7 ứng với 0,01g rượu nên số gam ethanol phản ứng là ([x – y] .5/x).0,01 (g).
Vậy số gam ethanol trong dung dịch C = ([x – y] .5/x).0,01.5 (g).
số gam ethanol trong dung dịch B = ([x – y] .5/x).0,01.5.10 (g).
số gam ethanol trong dung dịch A = ([x – y] .5/x).0,01.5.10.5 (g).
kết quả:lƣợng rƣợu có trong mẫu (dung dịch A)
[(x – y )/x]. 12,5 (g)
3.3. Xây dựng quy trình nghiên cứu chế biến nƣớc giải khát lên men từ chanh dây 3.3.1. Quy trình sản xuất nƣớc giải khát chanh dây lên men dự kiến
Trái chanh dây
Sản phẩm
Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men
Nấm men Lọc Làm lạnh Chiết rót Thanh trùng Phối trộn Thanh trùng Lên men Enzyme pectinase Rửa – tách ruột Ủ enzyme Lọc Pha loãng Vỏ Hạt Bã Đường Nước vô trùng
3.3.2. Thuyết minh quy trình 3.3.2.1. Chọn lựa và phân loại 3.3.2.1. Chọn lựa và phân loại
Chọn trái chanh dây có kích thước tương đối đồng đều và không bị hư, dập.
3.3.2.2. Rửa – tách ruột quả
Nếu không rửa sạch, các tạp chất như bụi, đât cát, thuốc trừ sâu,… còn bám trên bề mặt vỏ quả có thể lẫn vào khối ruột quả và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm.
Sau khi rửa sạch, dùng dao cắt quả ra làm đôi, dùng muỗng cạo lấy khối ruột quả màu vàng (cả hạt) bên trong quả. Quả càng chín thì càng dễ tách ruột quả. Giai đoạn này nên tiến hành càng nhanh càng tốt để hạn chế sự mất mát vitamin C và các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả.
3.3.2.3. Ủ enzyme
Mục đích
Phân cắt chuỗi pectin trong khối thịt quả thành những đơn vị ngắn hơn nhằm làm giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, tách hạt được dễ dàng và tăng năng suất thu nhận dịch quả trong quá trình lọc sau này.
Cách thực hiện
Cho enzyme pectinase vào khối dịch quả, lắc đều và ủ ở nhiệt độ thường trong 3 giờ. Trong khi ủ nên đậy kín bình chứa và thỉnh thoảng lắc đều để thúc đẩy quá trình tách hạt và hạt lắng xuống đáy bình. Sau đó, dịch quả được chà qua rây để tách hạt.
Các biến đổi trong quá trình: chủ yếu là các biến đổi về mặt hóa sinh, dưới tác dụng thủy phân của pectinase lên các liên kết α-1,4-glycoside (giữa các axit galacturonic) và các liên kết ester (giữa galacturonic và nhóm methyl), mạch pectin bị phân cắt thành các phân tử tự do như axit galacturonic, metanol và các mạch tương đối ngắn.
Sau khi thủy phân, trong bình chứa có sự phân lớp rõ ràng. Phía dưới đáy bình chứa là
lớp hạt màu nâu đen, phía trên là lớp thịt quả màu vàng cam, trên cùng là lớp dịch trong màu
vàng nhạt. Sau công đoạn chà qua rây tách hạt, dịch quả được vô hoạt enzyme ở nhiệt độ 800C
3.3.2.4. Lọc
Sau khi ủ enzyme chúng tôi tiến hành lọc bỏ hạt bằng rây, ta thu được dịch chanh dây.
3.3.2.5. Pha loãng
Mục đích: giảm độ chua và độ nhớt của dịch quả.
Các biến đổi: xảy ra không đáng kể, chủ yếu là biến đổi về màu sắc và mùi vị, lượng nước pha loãng càng nhiều thì mùi vị và màu sắc càng loãng.
3.3.2.6. Phối trộn
Mục đích:điều chỉnh nồng độ dịch quả trước lên men
Trước khi lên men ta nên khống chế các thành phần hóa học của dịch quả. Yêu cầu về hàm lượng đường, acid trong dịch lên men tùy thuộc vào đặc tính sinh lý của chủng nấm men
đang sử dụng. Đối với nấm men Saccharomyces cerevisiae thường lên men ở nồng độ đường từ
16 - 200Bx và pH= 4,0 ÷ 5,0.
Dịch chanh dây sau khi lọc và pha loãng có màu vàng, pH thấp (pH= 2,86 - 3,10) ta cần
nâng pH đến điểm thích hợp cho quá trình lên men khoảng pH= 3,5 - 5,0 bằng Na2CO3. Để kiểm
tra độ đường ta dùng khúc xạ kế, nếu chưa đạt thì thêm đường saccharose vào dịch lên men đến
khi độ Brix đạt từ 16 - 200
Bx.
3.3.2.7. Thanh trùng
Mục đích:tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho nấm men.
Đem dịch chanh dây trên đun nóng ở nhiệt độ 75 – 850C trong 15 phút.
Lƣu ý: không nên nấu ở nhiệt độ quá cao và quá lâu sẽ không tốt vì các vitamin trong dịch quả bị phân hủy, đường và acid bị thất thoát do bay hơi hay biến chất…sau khi thanh
trùng xong phải hạ nhiệt độ dịch chanh dây xuống khoảng 28 - 300C để lên men.
3.3.2.8. Lên men
Dung dịch sau khi đã điều chỉnh nồng độ đường, acid thích hợp, thanh trùng bằng nhiệt
