Nguyên lý: dùng sức nĩng (550 – 6000C) nung cháy hồn tồn các chất hữu cơ. Phần cịn lại đem cân, và tính ra hàm lƣợng tro tồn phần trong thực phẩm. Đƣợc trình bày chi tiết ở phụ lục 1.
2.2.2.3. Xác định hàm lƣợng cyanua theo tiêu chuẩn“10 TCN 604 : 2004”
Nguyên lý: ngâm mẫu thử trong nƣớc và dùng hơi nƣớc chƣng cất lơi cuốn và chuyển HCN vào dung dịch NaOH. Sau đĩ chuẩn độ dung dịch thu đƣợc bằng dung dịch chuẩn AgNO3 trong sự cĩ mặt của kali KI. Đƣợc trình bày chi tiết ở phụ lục 1.
2.2.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Số liệu thực hiện đƣợc xử lý theo phƣơng pháp thống kê và vẽ đồ thị với sự hỗ trợ của phần mềm Microsoft Office Excel 2007.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Sơ đồ dự kiến quy trình lên men bã sắn sử dụng chủng vi khuẩn lactic LB2 LB2
`
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình ủ chua bã sắn sử dụng vi khuẩn lactic LB2 dự kiến
Mật độ LB2 (Cfu/g)? Chất bổ sung (%)? Muối NaCl (0,5%) Bã sắn
Lên men Thời gian (giờ)? Nhiệt độ (oC)? Sản phẩm bã sắn dùng trong chăn nuơi
Lƣợng HCN tự do Lƣợng
cyanua tổng số
Giải thích sơ đồ
Bã sắn tƣơi sau khi đƣợc thu mua từ cơng ty Ánh Tuyết nếu chƣa sử dụng ngay thì đƣợc đem đi bảo quản đơng, khi sử dụng thì rã đơng dƣới vịi nƣớc chảy.
Bã sắn tƣơi đƣợc bổ sung thêm 0,5% muối, chất bổ sung (rỉ đƣờng, bột đậu nành hay cám gạo) đã đƣợc hấp vơ trùng ở 121 oC/15 phút. Sau đĩ, lấy ra để nguội và cấy LB2 vào rồi ủ trong khoảng thời gian và nhiệt độ nhất định.
Kiểm tra lƣợng HCN tổng số, lƣợng HCN tự do sau khi ủ để chọn ra thơng số phù hợp cho quá trình ủ chua bảo quản sắn trƣớc khi làm thức ăn cho gia súc.
2.3.2. Bố trí thí nghiệm
- Các thơng số cho quá trình lên men:
+ pH cố định là pH tự nhiên của nguyên liệu + Tiến hành ủ kín
+ Nồng độ muối lên men là 0,5%
+ Chất bổ sung : cám gạo, rỉ đƣờng, bột đậu nành
+ Tỷ lệ các chất bổ sung vào bã sắn trong quá trình lên men + Mật độ LB2 cho lên men
+ Thời gian lên men + Nhiệt độ lên men
2.3.2.1. Thí nghiệm nghiên cứu chất bổ sung
pH tự nhiên của nguyên liệu T0 = 30 oC
48 giờ Muối 0,5%
Mật độ LB2: 106 Cfu/g Bã sắn tƣơi
Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu chất bổ sung
Chất bổ sung thích hợp Lên men
Chất bổ sung(5%) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khơng bổ sung Rỉ đƣờng Đậu nành Cám gạo
Lƣợng HCN tự do Lƣợng
cyanua tổng số
Giải thích sơ đồ
Cân 400 gam bã sắn tƣơi chia làm 4 phần cho vào túi PE đƣợc đánh số mẫu. Trong các mẫu đƣợc đánh số cho 0,5% muối, LB2 cĩ mật độ 106Cfu/g bã sắn ủ và tƣơng ứng cho: mẫu khơng bổ sung, mẫu 5% rỉ đƣờng, mẫu 5% đậu nành, mẫu 5% cám gạo. Sau đĩ buộc kín các túi lại đem đi ủ ở 30 oC trong 48 giờ.
Sau 24h đem các mẫu đi phân tích xác định các chỉ tiêu: lƣợng HCN tổng số, lƣợng HCN tự do. Từ đĩ chọn ra chất bổ sung phù hợp.
2.3.2.2. Thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ chất bổ sung
pH tự nhiên của nguyên liệu To = 30 oC
48 giờ Muối 0,5%
Mật độ LB2 : 106Cfu/g
Hình 2.5: Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ chất bổ sung
Tỷ lệ chất bổ sung phù hợp Lên men Bã sắn tƣơi Tỷ lệ chất bổ sung (đã chọn) 0% 5% 10% 15% Lƣợng HCN tự do Lƣợng cyanua tổng số
Giải thích sơ đồ
Cân 400 gam bã sắn tƣơi chia làm 4 phần cho vào túi PE đƣợc đánh số. Trong các mẫu đƣợc đánh số cho 0,5% muối, LB2 cĩ mật độ 106Cfu/g bã sắn ủ và tƣơng ứng cho vào các tỷ lệ của chất bổ sung đã chọn ở bố trí thí nghiệm hình 2.4: 1%, 5%, 10%, 15%. Sau đĩ buộc kín các túi và ủ ở 30oC trong 48 giờ
Sau 48h đem các mẫu đi phân tích xác định các chỉ tiêu: lƣợng HCN tổng số, lƣợng HCN tự do. Từ đĩ chọn ra mật độ chế phẩm lactic phù hợp.
2.3.2.3. Thí nghiệm nghiên cứu mật độ LB2 trong bã sắn ủ
Hình 2.6: Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu mật độ vi khuẩn lactic LB2
Mật độ phù hợp
pH tự nhiên của nguyên liệu To = 30 oC 48 giờ Muối 0,5% Tỷ lệ chất bổ sung đã chọn Lên men Bã sắn tƣơi Mật độ vi khuẩn lactic LB2 Lƣợng HCN tự do Lƣợng cyanua tổng số
104 Cfu/g 105 Cfu/g 106 Cfu/g 107 Cfu/g 103 Cfu/g
Giải thích sơ đồ
Cân 500 gam bã sắn tƣơi chia làm 5 phần cho vào túi PE đƣợc đánh số. Trong các mẫu đƣợc đánh số cho 0,5% muối, tỷ lệ chất bổ sung đã chọn ở bố trí thí nghiệm hình 2.5 và tƣơng ứng cho vào vi khuẩn lactic LB2 ở các mật độ 103, 104, 105, 106, 107 Cfu/g. Sau đĩ buộc kín các túi và ủ ở 30oC trong 48 giờ
Sau 48h đem các mẫu đi phân tích xác định các chỉ tiêu: lƣợng HCN tổng số, lƣợng HCN tự do. Từ đĩ chọn ra mật độ chế phẩm lactic phù hợp.
2.3.2.4. Thí nghiệm nghiên cứu thời gian – nhiệt độ ủ bã sắn ảnh hƣởng đến lƣợng HCN
pH tự nhiên của nguyên liệu Muối 0,5%
Tỷ lệ chất bổ sung đã chọn Mật độ LB2 đã chọn
Hình 2.7: Sơ đồ thí nghiệm thăm dị thời gian – nhiệt độ lên men
Chọn thời gian phù hợp Lên men
Bã sắn tƣơi
24 giờ 48 giờ 72 giờ 96 giờ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lƣợng HCN tự do Lƣợng cyanua tổng số 24 oC (±1 oC) 30 oC (±1 oC) 36 oC (±1 oC) 120 giờ
Giải thích sơ đồ
Cân 1.200 gam bã sắn tƣơi chia làm 12 phần nhỏ bằng nhau. Đánh số các mẫu rồi cho vào trong các phần 0,5% muối, mật độ LB2 đã chọn, tỷ lệ chất bổ sung đã chọn ở các bố trí thí nghiệm hình 2.5 và 2.6 rồi trộn đều, rồi cho vào các túi PE buộc kín thành các túi nhỏ. Sau đĩ, 12 mẫu nhỏ đĩ chia ra ủ ở 24 oC, 30 oC, 36 oC (± 1oC) trong các khoảng thời gian 24giờ, 48giờ, 72giờ, 96giờ. Nếu mẫu kiểm tra sau 96 giờ vẫn quá giới hạn cho phép thì tiến hành kiểm tra thêm ở thời gian 120 giờ.
Cứ sau các khoảng thời gian trên đem mẫu đi phân tích xác định các chỉ tiêu: lƣợng HCN tổng số, lƣợng HCN tự do. Từ đĩ chọn ra thời gian – nhiệt độ ủ phù hợp.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Với mục tiêu nghiên cứu là tìm ra các thơng số thích hợp cho quá trình ủ chua bã sắn tƣơi bằng chủng vi khuẩn lactic LB2 để giảm tối đa lƣợng cyanua trong bã sắn tƣơi. Vì thế, cần chọn ra loại chất bổ sung, tỷ lệ chất bổ sung, tỷ lệ chủng vi khuẩn lactic LB2 bổ sung và mối quan hệ giữa thời gian và nhiệt độ sao cho giảm lƣợng HCN xuống thấp nhất cĩ thể (≤ 100 mg/kg bã sắn tƣơi là an tồn), thời gian – nhiệt độ đảm bảo khả thi, chi phí kinh tế tƣơng ứng với các mùa trong năm.
3.1. Kết quả ảnh hƣởng của chất bổ sung đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 vi khuẩn lactic LB2
Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của chất bổ sung đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 đƣợc trình ở Bảng PL2, PL6 và đƣợc biểu diễn ở đồ thị hình 3.1
Hình 3.1: Ảnh hƣởng của chất bổ sung đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2
Quá trình khử cyanua của vi khuẩn lactic liên quan chặt chẽ đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn. Vì vậy, chọn thành phần mơi trƣờng phù hợp cho LB2 khử CN – tốt nhất là vấn đề cần quan tâm.
Mục đích cho chất bổ sung vào nhằm tạo cung cấp chất dinh dƣỡng cho chủng vi khuẩn lactic LB2 sinh trƣởng, phát triển tốt nhất. Các nguồn chất bổ sung nghiên cứu khơng chỉ cung cấp nguồn cacbonhydrat mà cịn cung cấp thêm nguồn N, khống, vitamin,… từ đĩ xem xét khả năng khử cyanua của vi khuẩn LB2 là lớn nhất. Theo nghiên cứu của các tác giả: Đặng Văn Lợi (2000), Bùi Quang Tuấn
(2005), bã sắn ủ chua làm thức ăn gia súc thƣờng đƣợc bổ sung các nguồn nhƣ: đậu nành, cám gạo, rỉ đƣờng để quá trình lên men xảy ra hồn thiện hơn.
Nhận xét
Từ đồ thị hình 3.1 cĩ thể thấy rằng với việc lên men bã sắn với LB2 sau 48 giờ ủ chua làm giảm lƣợng cyanua tổng số từ 239,9 mg/kg khối lƣợng khơ xuống cịn 195,9 mg/kg khối lƣợng khơ. Tuy nhiên, khi thêm các chất bổ sung nghiên cứu vào bã sắn trong quá trình ủ chua thì lƣợng cyanua tổng giảm đi đáng kể. Với mơi trƣờng lên men bã sắn bổ sung rỉ đƣờng, lƣợng cyanua tổng số cịn lại là 107,9 mg/kg khối lƣợng khơ. Với chất bổ sung là cám gạo thì lƣợng cyanua tổng số cịn lại là 122.9 mg/kg khối lƣợng khơ và bột đậu nành lƣợng cyanua cịn lại là 142,3 mg/kg khối lƣợng khơ. Nhƣ vậy, mơi trƣờng lên men cĩ bổ sung rỉ đƣờng làm giảm lƣợng cyanua tốt nhất. Sỡ dĩ cĩ hiện tƣợng nhƣ vậy là do rỉ đƣờng (phế liệu của cơng nghệ đƣờng mía) chứa các loại đƣờng đơn glucose và fructose là nguồn cacbohydrat đơn giản dễ chuyển hĩa giúp vi khuẩn lactic phát triển nên làm tăng khả năng khử cyanua tổng số, mặc dù hàm lƣợng cacbohydrat trong rỉ đƣờng khơng cao bằng cám gạo, chỉ chiếm 16% cịn trong cám gạo là 28%. Nguồn cacbohydrat trong cám gạo chủ yếu là tinh bột mà vi khuẩn lactic khơng hoặc khĩ sử dụng đƣợc nên hiệu quả khử cyanua khi sử dụng cám gạo làm chất bổ sung khơng bằng chất bổ sung là rỉ đƣờng. Cịn đối với bột đậu nành cĩ hàm lƣợng cacbohydrat thấp hơn rỉ đƣờng chỉ chiếm 8,5% và đƣờng đơn giản là 0% nên cũng khơng phải là mơi trƣờng tốt cho vi khuẩn lactic khử cyanua tổng số tốt hơn rỉ đƣờng. Nhƣ vậy, theo kết quả nghiên cứu chọn rỉ đƣờng làm chất bổ sung cho quá trình ủ chua bã sắn tƣơi cĩ sử dụng chủng vi khuẩn lactic LB2.
CN – tự do là thành phần gây độc trực tiếp lên cơ thể gia súc. Quá trình ủ chua khơng thêm chất bổ sung làm giảm lƣợng CN – tự do từ 125,1 mg/kg khối lƣợng khơ xuống cịn 86,7 mg/kg khối lƣợng khơ và trong quá trình ủ chua bổ sung rỉ đƣờng, lƣợng CN – tự do chỉ cịn 49,3 mg/kg khối lƣợng khơ. Khi bổ sung rỉ đƣờng thì hiệu quả tách CN – trong liên kết cyanogenic glycosides là 48,95% và phân hủy CN – tự do là 51,39%.
3.2. Kết quả ảnh hƣởng của tỷ lệ chất bổ sung đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 chủng vi khuẩn lactic LB2
Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của tỷ lệ chất bổ sung đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 đƣợc trình ở Bảng PL3, PL7 và đƣợc biểu diễn ở đồ thị hình 3.2
Hình 3.2: Ảnh hƣởng của tỷ lệ chất bổ sung tới khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2
Tỷ lệ rỉ đƣờng ảnh hƣởng đến nồng độ các chất dinh dƣỡng giúp cho vi khuẩn lactic LB2 sinh trƣởng và phát triển. Nghiên cứu tỷ lệ rỉ đƣờng trong bã sắn ủ chua nhằm mục đích tác động đến khả năng khử cyanua của LB2 là mạnh nhất.
Nhận xét
Từ bố trí thí nghiệm, tỷ lệ rỉ đƣờng bổ sung tác động đến lƣợng cyanua tổng số trong bã sắn sau lên men ở các tỷ lệ của rỉ đƣờng trong đồ thị hình 3.2 Qua đồ thị cĩ thể thấy đƣợc lƣợng cyanua tổng số cĩ xu hƣớng giảm khi tỷ lệ rỉ đƣờng tăng, nhất là từ 0% lên 5% lƣợng cyanua tổng số giảm lớn nhất từ 195,9 mg/kg khối lƣợng khơ xuống cịn 107,9 mg/kg khối lƣợng khơ. Mặc dù so với lƣợng cyanua
tổng số của bã sắn tƣơi ban đầu là 239,9 mg/kg khối lƣợng khơ thì mẫu ở tỷ lệ rỉ đƣờng bổ sung 0% giảm mạnh khi ủ với chủng vi khuẩn lactic LB2 và mẫu ở tỷ lệ rỉ đƣờng bổ sung 5% cũng giảm đáng kể. Tuy nhiên lƣợng cyanua tổng số ở 2 tỷ lệ này vẫn cịn cao trên mức cho phép là lƣợng HCN > 100mg/kg khối lƣợng khơ. Ở tỷ lệ rỉ đƣờng 10% và 15% thì lƣợng cyanua tổng số cịn lại đã xuống dƣới mức an tồn cho phép là 73,8 và 70,4 mg/kg khối lƣợng khơ. Bên cạnh đĩ, hàm lƣợng cyanua tự do cĩ chiều hƣớng giảm nhƣ cyanua tổng số và chiếm gần ½ trong lƣợng cyanua tổng số. Để phù hợp với mức an tồn cho phép về hàm lƣợng cyanua tổng số trong bã sắn sau khi ủ mà vẫn đảm bảo tính kinh tế thì chọn bổ sung tỷ lệ rỉ đƣờng 10% là thích hợp nhất.
3.3. Kết quả ảnh hƣởng của tỷ lệ chế phẩm lactic đến khả năng khử cyanua của vi chủng khuẩn lactic LB2
Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của tỷ lệ chế phẩm lactic đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 đƣợc trình ở Bảng PL4, PL8 và đƣợc biểu diễn ở đồ thị hình 3.3
Hình 3.3: Ảnh hƣởng của mật độ vi khuẩn lactic LB2 đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic
Bã 103 104 105 106 107 sắn
Mục đích: mật độ vi khuẩn lactic LB2 càng cao thì quá trình chuyển hĩa các chất diễn ra nhanh hơn. Thí nghiệm nghiên cứu mật độ bổ sung vi khuẩn lactic LB2 nhằm chọn ra mật độ vi khuẩn bổ sung mà ở đĩ lƣợng cyanua cịn lại là thấp nhất.
Nhận xét
Đồ thị ảnh hƣởng của mật độ vi khuẩn đến khả năng khử cyanua của vi khuẩn lactic LB2 cho thấy lƣợng cyanua tổng số và tự do đều giảm. Từ giá trị ở mật độ vi khuẩn 103 đến 106 Cfu/g từ lƣợng cyanua tổng số là 176,5 mg/kg khối lƣợng khơ xuống cịn 72,8 mg/kg khối lƣợng khơ. Giảm rõ nhất là từ mật độ vi khuẩn từ 104 tới 105 Cfu/g lƣợng cyanua tổng số từ 166,7 mg/kg khối lƣợng khơ xuống cịn 75,0 mg/kg khối lƣợng khơ. Và từ mật độ 105 tới 106 Cfu/g thì lƣợng cyanua tổng số giảm rất ít chênh lệch khơng quá 5 mg/kg khối lƣợng khơ. Theo nghiên cứu chọn mật độ vi khuẩn lactic LB2 là 105 Cfu/g để bổ sung ủ chua bã sắn tƣơi vì lƣợng cyanua cịn lại ở mức cho phép là 75,0 mg/kg khối lƣợng khơ < 100 mg/kg khối lƣợng khơ.
3.4. Kết quả ảnh của thời gian – nhiệt độ đến khả năng khử cyanua của vi chủng khuẩn lactic LB2 chủng khuẩn lactic LB2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng của tỷ lệ chế phẩm lactic đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2 đƣợc trình ở Bảng PL5, PL9 và đƣợc biểu diễn ở đồ thị hình 3.4, 3.5, 3.6
Hình 3.4: Ảnh hƣởng của thời gian – nhiệt độ (24 oC ± 1) đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2
Mục đích: mỗi chủng vi khuẩn lactic cĩ khoảng nhiệt độ lên men thích hợp riêng. Thí nghiệm thăm dị thời gian – nhiệt độ nhằm chọn ra khoảng thời gian và nhiệt độ lên men tối thích của chủng vi khẩn lactic LB2 để hiệu quả giảm cyanua là tốt nhất.
Nhận xét (1)
Ở nhiệt độ 24 oC, qua 96 giờ ủ chua thì lƣợng cyanua tổng số cịn lại giảm đều và thấp hơn so với lƣợng ban đầu chƣa ủ. Giá trị cao nhất của lƣợng cyanua tổng số cịn lại ở 24 giờ là 211.7 mg/kg khối lƣợng khơ và thấp nhất là ở 96 giờ lƣợng cyanua tổng số cịn lại là 109,7 mg/kg khối lƣợng khơ. Tuy nhiên, mặc dù cĩ giảm đáng kể lƣợng cyanua tổng số nhƣng tất cả các giá trị đều trên mức an tồn cho phép. Cĩ thể nĩi tại nhiệt độ 24 oC trong 96 giờ là khơng thuận lợi cho việc ủ chua để làm giảm độc tố cyanua xuống mức phù hợp cho phép. Vì vậy, tiến hành ủ thêm 24 giờ nữa thì thấy lƣợng cyanua giảm xuống mức an tồn cho phép là 89,5 mg/kg khối lƣợng khơ. Theo nghiên cứu chọn 120 giờ làm thời gian ủ chua ở 24oC.
Hình 3.5: Ảnh hƣởng của thời gian – nhiệt độ (30 oC± 1) đến khả năng khử cyanua của chủng vi khuẩn lactic LB2
Nhận xét (2)
Tƣơng tự nhƣ đồ thị của hình 3.4, đồ thị hình 3.5 là kết quả ủ bã sắn tƣơi với