4.4.2.1. Nghiên cứu dịch chiết nho đen như chất hoạt hóa [14]
Để khảo sát ảnh hưởng của dịch chiết nho đen – được xem là chất hoạt hóa của nhiều quá trình lên men whey sử dụng hệ vi sinh vật khác nhau, người ta đã tiến hành thí nghiệm như sau. Ba mẻ lên men được tiến hành như sau: mẻ 1 được lên men với 250 mL dịch whey, mẻ 2 được bổ sung 2.5 mL dịch chiết nho đen và mẻ thứ 3 lên men với 2.5 mL dịch chiết nho trắng. Các mẻ đều được cấy giống với 5 g sinh khối ướt kefir dạng hạt. Động học của quá trình lên men được biểu diễn bằng hàm lượng chất khô hòa tan ở các khoảng thời gian khác nhau (ºBe). Dịch chiết nho được chuẩn bị bằng cách trích ly 100 g nho đen hoặc nho trắng với 200 mL nước nóng trong 3 giờ ở nhiệt độ được giữ ổn định 72ºC.
Để mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng của dịch chiết nho lên quá trình lên men whey sử dụng hệ vi sinh vật trong hạt kefir, động học của quá trình lên men với sự có mặt của dịch chiết nho đen và nho trắng với vai trò như một chất hoạt hóa được thể hiện ở bảng 4.5 và hình 4.11. Kết quả cho thấy thời gian lên men giảm đi đáng kể khi bổ sung 1% dịch chiết nho đen. Trái lại, ảnh hưởng tích cực này lại không xảy ra với quá trình lên men trong trường hợp sử dụng dịch chiết nho trắng – nghĩa là nho trắng không có khả năng hoạt hóa
132 dịch chiết nho đen cũng được biểu diễn trên hình 4.11 và bảng 4.5 với thí nghiệm lặp lại các mẻ lên men khi có mặt dịch chiết nho đen tỷ lệ 1% và lên men không có dịch chiết.
Hình 4.11. Ảnh hưởng của dịch chiết nho đen và nho trắng lên động học quá trình lên men cồn từ whey sử dụng sinh khối kefir dạng viên [33]
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của dịch chiết nho đen và nho trắng lên các yếu tốđộng học của quá trình lên men whey sử dụng sinh khối kefir dạng viên ở 30ºC
Thời gian lên men (h) Nồng độ ethanol (% v/v) Đường sót (g/L) Hiệu suất ethanol (g/g) Năng suất ethanol (g/L.h) Độ chuyển hóa (%) Whey 48 1.7 9.8 0.33 0.28 80 W+DCNT 40 1.9 8.5 0.36 0.38 83 W+DCNĐ 10 2.5 5.1 0.44 1.98 90 [13]
*W+DCNT: Whey + 1% dịch chiết nho trắng; W+DCNĐ: Whey + 1% dịch chiết nho đen.
133
4.4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ dịch chiết nho lên quá trình lên quá trình lên men whey [13]
Sau khi nhận thấy khả năng hoạt hóa phản ứng lên men whey, người ta đã tiến hành
khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dịch chiết nho đen bổ sung vào dịch whey trước quá
trình lên men như sau. Cho dịch chiết nho đen với nồng độ lần lượt 1,2,3,4 và 5% (v/v) vào 250 mL dịch whey có chứa 6 g huyền phù sinh khối kefir dạng viên. Không điều
chỉnh pH và đen ủ ở 30ºC. Ba mẻ lên men được lặp lại dưới cùng một điều kiện bằng
cách tái thu nhận sinh khối kefir và sử dụng cho mẻ lên men tiếp theo (loại bỏ bớt lượng
sinh khối tăng thêm sau mỗi mẻ lên men để đảm bảo lượng giống ban đầu của các mẻ
tương đương nhau). Các thí nghiệm trên được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của nồng độ dịch chiết nho lên tốc độ lên men whey.
Kết quả thí nghiệm ba mẻ lên men whey lặp lại khi có dịch chiết nho đen bổ sung vào với nồng độ lần lượt là 1,2,3,4 và 5% sử dụng hệ vi sinh vật trong hạt kefir ở dạng viên thể hiện ở bảng 4.6. Việc bổ sung dịch chiết nho đen sẽ làm tăng năng suất lên men lên hơn 6 lần, hiệu suất ethanol cũng tăng lên ít nhất 10% và độ chuyển hóa tăng 5% so với khi không bổ sung dịch chiết nho và tiến hành lên men với sinh khối nấm men được tăng sinh trong môi trường tổng hợp. Quá trình lên men được tăng lên khi tăng động học của
quá trình lên men. Nồng độ nho đen 1% là nồng độ nho tối ưu được sử dụng trong quá
trình lên men cồn từ whey sử dụng sinh khối kefir dạng viên. Nguyên nhân là do nó rút
ngắn thời gian lên men, đồng nồng độ ethanol của nó cao hơn so với một số trường hợp
khác. Hiệu suất ethanol cao cộng với độ chuyển hóa lên đến 97.9% (cao nhất) và tiết kiệm lượng dịch nho về mặt kinh tế so với các trường hợp còn lại.