Luận văn Cải thiện chất lượng rượu vang mít

. Ở nhiệt độ này thì tốc độ lên men sẽ chậm nhưng chất lượng sản phẩm lên men tốt do hạn chế được sự lên men sinh ra các sản phẩm phụ như: methanol, glycerin và các rượu bậc cao. Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh, nhưng chủ yếu là trong điều kiện nhiệt độ này dịch lên men tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic và nấm men dại phát triển. 2.7.2 Ảnh hưởng của pH Nồng độ của ion H+ trong môi trường lên men có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men. Chúng có khả năng làm thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men. Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt tốt trong trạng thái ion nhất định, trạng thái này phụ thuộc vào pH của môi trường lên men. Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo ra rượu etylic là 4,5-5,5. Nếu tăng pH thì bị nhiễm khuẩn, glycerine sẽ tạo ra nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu suất lên men. Ở pH ≤ 4,2 nấm men phát triển tuy chậm hơn so với ở pH 4,5-5,0 nhưng tạp khuẩn hầu như không phát triển (Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2000). 2.7.3 Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men Nồng độ dịch đường lên men quá cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả là rượu nhiều sẽ ức chế không chỉ tạp khuẩn mà ức chế cả nấm men. Mặt khác đường nhiều sẽ dẫn đến tổn thất hoặc kéo dài thời gian lên men. Ngược lại nếu nồng độ dịch đường lên men thấp sẽ không kinh tế vì sẽ làm giảm năng suất của thiết bị lên men. Thường người ta khống chế nồng độ chất khô của dịch lên men rượu vang quả khoảng 22%Bx. 2.7.4 Ảnh hưởng của ánh sáng Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 20 Ánh sáng là yếu tố kìm hãm hoạt động của nấm men vang. Đặc biệt, các tia cực tím trong ánh sáng sẽ giết chết tế bào nấm men. Vì vậy, quá trình lên men phụ thuộc vào thời tiết của từng mùa. Tuy nhiên, nếu sản phẩm rượu (hoặc dịch lên men) tiếp xúc với ánh sáng thì sẽ dẫn đến việc oxy hoá các loại vitamine của dịch lên men, làm giảm chất lượng sản phẩm. 2.7.5 Ảnh hưởng ethanol Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men kỵ khí là ethanol. Ethanol kìm hãm hoạt động sống của tế bào nấm men, tuy nhiên mức độ kìm hãm khác nhau đối với từng chủng, nòi nấm men khác nhau. Ví dụ: đối với S. ellipsoideus có thể chịu đựng được độ cồn 18% thể tích. Khả năng chịu đựng của nấm mốc, vi khuẩn thì kém hơn nhiều so với nấm men. Điều này thực sự có ý nghĩa lớn trong sản xuất, bởi vì khi quá trình lên men kỵ khí bắt đầu xảy ra thì ethanol hình thành trong môi trường lên men có tác dụng kìm hãm sự phát triển nấm mốc, vi khuẩn và nấm men dại. Vì thế, môi trường lên men chỉ tạo điều kiện cho nấm men vang phát triển. 2.8 Sản phẩm phụ trong quá trình lên men Trong quá trình lên men, ngoài sản phẩm chính là ethanol và CO2 còn tạo ra nhiều chất khác. Bằng phân tích sắc kí người ta phát hiện trên 50 chất khác nhau, nhưng có thể xếp thành 4 nhóm chính: acid, este, aldehyde và alcol cao phân tử. 2.8.1 Sự tạo thành acid Trong quá trình lên men rượu, luôn luôn có sự tạo thành các acid hữu cơ: acetic, lactic, citric, pyrovic và succinic nhưng nhiều nhất là acetic và lactic. Acid acetic có thể được tạo thành từ phản ứng oxy hoá khử giữa hai andehyd acetic: CH3CHO + CH3CHO + H2O = CH3COOH + C2H5OH Acid lactic được tạo thành bởi pyruvat dehydronase theo phản ứng: CH3CO – COOH + NAD.H2 = CH3CHOHCOOH + NAD Hoặc CH2O(H2PO3)CHOHCHO + H2O = CH3CHOHCOOH + H3PO4 Glycerine và aldehyde đều là sản phẩm trung gian của lên men rượu. Trong điều kiện lên men nhằm mục đích chỉ thu ethanol, người ta khống chế pH của dịch lên men trong giới hạn 4,5-5,2. Với điều kiện ấy lượng glycerin tạo thành chỉ chiếm 0,3-0,45% dịch sau lên men. Glycerine chỉ được tạo thành trong giai đoạn cảm ứng khi mà lượng acetaldehyde tạo thành còn ít, hydro từ NADH2 được chuyển đến Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 21 glyceraldehyde-3-phosphat để tạo thành glycerin-3-phosphat. Sau đó glycerin-3- phosphat bị mất gốc phosphat và tạo thành glycerin. CH-OH CH2OP O OH C H O (PGA) NADH, H+ NAD+ Alcohol dehydrogenase CH-OH OH O OH CH2-OH Glycerin-3-phosphat CH-OH CH2OP OH O OH CH2-OH Glycerin-3-phosphat CH-OH CH2-OH CH2-OH Phosphatase - Pi Glycerin Nếu tăng pH tới kiềm thì lượng glycerin tạo thành tăng tới 23,4% (Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng. 2000). Trong điều kiện này thì acetaldehyde không bị khử thành ethanol như trước. Khi đó, chất nhận hydro từ NADH2 là dihydroxyacetonphosphat và kết quả cuối cùng là tạo thành glycerin theo phản ứng: C CH2OP OH O OH CH2OH H O (PDA) NADH, H+ NAD+ Alcohol dehydrogenase CH-OH CH2OP OH O OH CH2-OH Glycerin-3-phosphat CH-OH CH2OP OH O OH CH2-OH Glycerin-3-phosphat CH-OH CH2-OH CH2-OH Phosphatase - Pi Glycerin (Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2000). Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 22 2.8.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên men rượu, là các rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai. Các rượu này tuy ít nhưng nếu có lẫn vào sản phẩm sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm. Đó là các rượu propylic, izobutylic,... Hàm lượng của chúng chỉ chiếm khoảng 0,4-0,5% so với cồn etylic nhưng gây cho sản phẩm có mùi hôi khó chịu. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, sự tạo thành alcol cao phân tử chỉ phụ thuộc vào cấu trúc và hàm lượng acid amin có trong dịch lên men. Theo giáo sư Vexelop, việc tạo thành alcol cao phân tử xuất hiện chủ yếu trong giai đoạn sinh trưởng của nấm men. Trong giới hạn pH từ 3,0 – 5,0, alcol cao phân tử tích tụ trong dịch lên men sẽ nhiều hơn, nhưng nếu tiếp tục tăng pH thì hàm lượng alcol cao phân tử sẽ giảm. Sục khí vào dịch lên men sẽ làm tăng sự tạo thành alcol cao phân tử, bổ sung acid amin vào dịch lên men cũng làm tăng hàm lượng alcol cao phân tử (Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2000). 2.8.3 Sự tạo thành este Song song với việc tạo ra acid và rượu, dưới tác dụng của enzyme esterase của nấm men, các acid và rượu sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo thành những este tương ứng: R1CH2OH + R2COOH → R2COO-CH2R1 + H2O Sự tạo thành este sẽ xảy ra dễ dàng hơn khi các cấu tử tham gia phản ứng là các aldehyde: R1CHO + R2CHO → R1COO-CH2R2 Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 23 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu
Địa điểm nghiên cứu Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện Đề tài được thực hiện từ ngày 26/02/2006 đến 18/5/2007.
Thiết bị và dụng cụ pH kế; Bếp điện; Máy xay sinh tố; Cân phân tích; Brix kế; Thiết bị chưng cất rượu; Cồn kế; Các bình lên men có thể tích 3500 ml; Máy so màu UV – VIS.
Nguyên liệu Mít nghệ; Đường saccharose; Nấm men thuần Saccharomyces cerevisiae; Các chế phẩm enzyme thương mại: Glucoamylase và Pectinase.
Hóa chất Các hóa chất cần thiết dùng để phân tích: đường tổng, fufurol, aldehyd, ester, acid toàn phần như: NaOH 0,1N, Na2SO4, phenolphtalein, H2SO4,.... 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Sơ đồ sản xuất chung Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 24 Cồn thực phẩm Nước Thịt quả Acid ascorbic 0,15% Đường Acid citric Nước Mít nguyên liệu Xử lý lấy thịt quả Xay Bổ sung enzyme Lọc 1 Phối chế Thanh trùng NaHSO3 , 122mg/lít Cấy nấm men 0,04% Lên men chính 7 - 8 ngày Lên men phụ 20 ngày Lọc 2 Điều vị Chiết chai Sản phẩm Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 25 3.2.2 Phân tích thành phần nguyên liệu + Mục đích: phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu làm cơ sở để xây dựng phương pháp chế biến các thí nghiệm tiếp theo. + Chỉ tiêu cần phân tích: Ẩm độ: xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy khô ở nhiệt độ 105oC đến khối lượng không đổi; Acid toàn phần: xác định bằng phương pháp chuẩn độ với NaOH 0,1N; Đường tổng số: định lượng bằng phương pháp Bertrand; pH: sử dụng máy đo pH; Hàm lượng chất khô hòa tan: chiết quang kế. 3.2.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột + Mục đích: tìm giá trị pH và nhiệt độ tối ưu cho sự phân giải tinh bột từ đó áp dụng cho quá trình đường hóa nguyên liệu mít nghệ. + Sơ đồ bố trí thí nghiệm: B1 B2 B3 B4 B5 Tinh bột 5% Điều chỉnh pH và nhiệt độ B1 B2 B3 B4 B5 B1 B2 B3 B4 B5 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 B1 B2 B3 B4 B5 Bổ sung enzyme glucoamylase 0,025% Thủy phân (thời gian 15 phút) Vô hoạt enzyme (thời gian 15 phút) Phân tích đường khử Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 26 Thí nghiệm được tiến hành ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại; Nhân tố A: các giá trị nhiệt độ (5 mức độ); A1 = 40oC; A2 = 50oC; A3 = 60oC; A4 = 70oC; A5 = 80oC; Nhân tố B: trị số pH (5 mức độ); B1 = 3,5; B2 = 4,0; B3 = 4,5; B4 = 5,0; B5 = 5,5. + Phương pháp tiến hành: Lấy 50ml dịch tinh bột 5%; Bổ sung enzyme amylase vào hỗn hợp này với nồng độ 0,025 %. Chỉnh nhiệt độ và pH ở 5 mức độ khác nhau như sơ đồ trên; Thủy phân dịch tinh bột đã được điều chỉnh pH ở 5 mức độ như trên. Thời gian thủy phân là 15 phút, thời gian nâng nhiệt nhiệt 2 phút 30 giây. + Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng đường khử trong dung dịch thủy phân bằng phương pháp Bertrand. 3.2.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ + Mục đích: xác định nồng độ enzyme amylase và thời gian thích hợp cho hiệu suất thủy phân nguyên liệu đạt hiệu quả cao. + Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại; Nhân tố C: nồng độ enzyme glucoamylase (4 mức độ); C1 = 0,1 %; C2 = 0,2 %; C3 = 0,4 %; C4 = 0,6 %; Nhân tố D: thời gian thủy phân (5 mức độ); D1 = 15phút; D2 = 30 phút; D3 = 60 phút; D4 = 90 phút; D5 = 120 phút Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 27 + Phương pháp tiến hành: Múi mít chín đem xay nhuyễn; Mỗi mẫu lấy 30g thịt mít xay nhuyễn cho vào bình tam giác 250ml; Thêm 55ml nước cất và chỉnh pH tối ưu được xác định ở thí nghiệm trước; Bổ sung enzyme glucoamylase với 4 nồng độ khác nhau như được nêu ở trên; Thủy phân ở nhiệt độ tối ưu đã được xác định ở thí nghiệm trước với 5 mức độ thời gian: 15 phút; 30 phút; 60 phút; 90 phút và 120 phút; Làm thí nghiệm với mẫu đối chứng không bổ sung enzyme amylase. + Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng đường khử trong dung dịch thủy phân bằng phương pháp Bertrand. Mít thịt quả xay nhuyễn Cân mít xay nhuyễn & thêm nước cất Điều chỉnh pH và nhiệt độ Bổ sung enzyme và thủy phân Vô hoạt enzyme (thời gian 15 phút) Phân tích đường khử D1 D2 D3 D4 D5 D1 D2 D3 D4 D5 D1 D2 D3 D4 D5 D2 D4 D1 D3 D5 C1 C3 C4 C2 Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 28 3.2.5 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. + Mục đích: tìm được phương pháp tối ưu thuận lợi cho quá trình lên men và thu được thành phẩm đạt chất lượng cao. + Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 1 lần lặp lại; Nhân tố E: giá trị brix (3 mức độ); E1 = 21% Brix; E2 = 23% Brix; E3 = 25% Brix; Nhân tố F: giá trị pH (3 mức độ); F1 = 3,5; F2 = 4,0; F3 = 4,5; DC là mẫu đối chứng không có bổ sung enzyme; + Phương pháp tiến hành: Chọn nguyên liệu: mít được mua ở phường Long Tuyền-quận Bình Thủy- thành phố Cần Thơ, chọn múi chín – vàng – thơm; Mít thịt quả xay nhuyễn (thịt quả 35%) Điều chỉnh pH và độ Brix F1 F2 F3 F1 F2 F3 F1 F2 F3 E1 E2 E3 DC Lên men chính ... ... Sản phẩm ... Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 29 Đem rửa sạch, rồi xay nhuyễn với tỉ lệ thịt quả 35% Bổ sung enzyme: amylase và pectinase với nồng độ tối ưu đã được xác định ở các thí nghiệm trước; Tiến hành thủy phân với điều kiện nhiệt độ, pH và thời gian được xác định ở thí nghiệm trước; Sau khi thủy phân tiến hành lọc, sau đó mỗi mẫu lấy 3500g dịch quả; Bổ sung nước đường, chỉnh nồng độ Brix ở 3 mức độ thí nghiệm; Chỉnh pH theo 3 mức độ thí nghiệm; Cấy nấm men giống tỉ lệ 0,04 %; Sau khi cấy chủng nấm men vào, khuấy đều và đậy kín nắp lại. Quan sát quá trình lên men khoảng 7 - 8 ngày ở nhiệt độ phòng. Ở giai đoạn này, hàng ngày ta tiến hành khảo sát một lần, mỗi lần khảo sát đồng thời 10 mẫu đến khi quá trình lên men chính kết thúc (không còn thấy bọt khí CO2 xuất hiện di chuyển từ dưới lên bề mặt). + Chỉ tiêu theo dõi: hàm lượng ethanol sinh ra, xác định bằng phương pháp chưng cất rượu. Kết thúc quá trình lên men chính ta tiến hành lọc thô bằng vải lọc, sau đó tiến hành lên men phụ 20 ngày. Tiến hành lọc lại và ổn định rượu. + Chỉ tiêu theo dõi: Chỉ tiêu cảm quan: Độ trong; Màu sắc; Mùi vị. Phân tích các chỉ tiêu hóa học: Xác định nồng độ ethanol trong sản phẩm; Định tính furfurol; Hàm lượng đường tổng số; Hàm lượng acid toàn phần; Hàm lượng ester; Hàm lượng aldehyde; Hàm lượng methanol. 3.2.6 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số Km của chế phẩm enzyme glucoamylase + Mục đích: xác định nồng độ cơ chất thích hợp để hoạt tính enzyme amylase cao nhất. + Bố trí thí nghiệm: Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 30 Lấy 50ml dịch tinh bột pH thủy phân 4,2 Nhiệt độ thủy phân 65oC Nồng độ enzyme sử dụng 0,025% Thời gian thủy phân 15 phút (nâng nhiệt 3 phút 30 giây) Vô hoạt enzyme (thời gian 15 phút) + Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng đường khử trong dung dịch thủy phân bằng phương pháp Bertrand. Enzyme glucoamylase Tinh bột 5% 10% 30% 40% 45% 20% 25% 15% 35% Thủy phân Vô hoạt enzyme Chuẩn đường khử Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 31 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Phân tích thành phần nguyên liệu Kết quả phân tích thành phần của nguyên liệu mít được ghi nhận trong (Bảng 6). Bảng 6. Thành phần của nguyên liệu Chỉ tiêu Giá trị pH Acid toàn phần, mg/g Hàm lượng đường tổng, % Hàm lượng chất khô hòa tan, % Độ ẩm, % 5,33 1,95 23,48 28,00 66,25 Qua kết quả thí nghiệm ta nhận thấy: pH của nguyên liệu ở mức giá trị tương đối cao, giá trị pH này không thuận lợi cho quá trình lên men. Bên cạnh đó, giá trị pH cao sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển và làm hư hỏng sản phẩm. Do vậy, khi sử dụng dịch quả mít để lên men cần phải điều chỉnh pH của dịch lên men xuống khoảng 3,5-4,5, điều kiện pH này thuận lợi cho quá trình hoạt động của tế bào nấm men. Mặt khác, giá trị pH thấp này còn có tác dụng ức chế hoạt động của các loại vi khuẩn gây hư hỏng sản phẩm (vi khuẩn lên men acetic, vi khuẩn gây thối,...). Hàm lượng chất khô hòa tan của nguyên liệu tương đối thích hợp cho việc sử dụng dịch quả để lên men rượu vang. Tuy nhiên, để điều chỉnh cho màu sắc và mùi vị của sản phẩm được hài hòa và làm tăng hiệu quả kinh tế nên dịch lên men được pha loãng với tỉ lệ dịch quả chiếm 35%. Do vậy, dịch lên men phải bổ sung thêm đường để nâng hàm lượng chất khô hòa tan lên khoảng 20-25% Brix tạo điều kiện thuận Hình 9. Múi mít sau khi xử lý Hình 8. Nguyên liệu trái mít Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 32 cho nấm men hoạt động và tạo ra hàm lượng rượu etylic cần thiết để bảo quản sản phẩm. 4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột Do đặc điểm của nguyên liệu mít là khi chín vẫn còn hàm lượng tinh bột cao trong thịt quả. Vì vậy, khi lên men nếu hàm lượng tinh bột không được thủy phân thì sản phẩm sẽ không được trong và có hiện tượng đục sương. Do vậy, đường hóa nguyên liệu là một công đoạn không thể thiếu đối với công nghệ lên men rượu vang mít. Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng chế phẩm enzyme glucoamylase 300L của hãng NOVO để thực hiện quá trình đường hóa (sử dụng phương pháp malt). Tuy nhiên, để giúp cho quá trình thủy phân tinh bột đạt hiệu quả cao, chúng tôi thực hiện thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của amylase. Do mỗi enzyme có một khoảng pH và một khoảng nhiệt tối thích, do vậy trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của chế phẩm enzyme glucoamylase Thí nghiệm được tiến hành với hai nhân tố và hai lần lặp lại. Cơ chất được sử dụng là tinh bột 5%. Kết quả thí nghiệm được thể hiện trong (Bảng 7). Bảng 7. Hàm lượng đường khử thu được sau quá trình đường hóa ở điều kiện pH và nhiệt độ khác nhau Nhiệt độ pH 40 50 60 70 80 Trung bình (pH) 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 1,94 2,23 2,22 1,78 1,47 2,27 2,49 2,14 1,87 1,64 3,89 4,86 4,44 4,36 3,68 3,49 4,75 4,54 3,88 3,43 1,72 2,09 1,97 1,51 1,07 2,66c 3,28a 3,06b 2,68c 2,26d Trung bình (nhiệt độ) 1,93 d 2,08c 4,24a 4,02b 1,67e Ghi chú Các số liệu có cùng chữ cái đi kèm thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức độ ý nghĩa 1 %. Chữ số in đậm thể hiện mẫu có hàm lượng đường thu được cao nhất so với các mẫu còn lại. Các giá trị ghi trong bảng là kết quả trung bình của 2 lần lặp lại. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 33 Hình 10. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt và pH đối với hoạt tính glucoamylase Qua kết quả thống kê trong (Bảng 7) cho thấy, các yếu tố nhiệt độ và pH của dịch khi thủy phân có ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme glucoamylase. Đối với ảnh hưởng của nhiệt độ ta thấy: với các mức nhiệt độ thủy phân 60oC và 70oC thì hàm lượng đường khử sinh ra tăng gấp 2 lần so với các mức nhiệt độ 40oC, 50oC và 80oC. Trong đó, với mức nhiệt độ thủy phân 60oC thì hàm lượng đường khử thu được trong các mẫu là cao nhất và hàm lượng đường khử thu được thấp khi thủy phân ở mức nhiệt độ 80oC. Khi xét về mặt ý nghĩa thống kê ta thấy hàm lượng đường khử thu được khi thủy phân ở các chế độ nhiệt độ có sự khác biệt ý nghĩa ở mức 1%. Từ kết quả thống kê trong (Bảng 7) ta có nhận xét: với khoảng nhiệt độ 60-70oC là khoảng nhiệt độ tối thích cho enzyme glucoamylase hoạt động, trong khoảng nhiệt độ 40-50oC thì hoạt tính của enzyme glucoamylase yếu, do khoảng nhiệt không thích hợp cho enzyme glucoamylase hoạt động, đối với mức nhiệt độ 80oC và trên 80oC thì hoạt tính của enzyme bị ức chế. Bên cạnh ảnh hưởng của nhiệt độ thì pH cũng có ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme glucoamylase. Với khoảng pH 4,0-4,5 thì hàm lượng đường khử thu được cao hơn 1,5 lần so với các mức pH còn lại. Trong đó, khi thủy phân ở mức giá trị pH 4,0 thì hàm lượng đường khử thu được có giá trị cao nhất (3,28%). Khi xét về mặt ý nghĩa thống kê ta thấy hàm lượng đường khử thu nhận được khi thủy phân ở giá trị pH 3,5 và 5,0 không có sự khác biệt ý nghĩa. Hàm lượng đường khử thu nhận được khi thủy phân ở các giá trị pH khác có sự khác biệt ý nghĩa ở mức 1%. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 34 Qua số liệu thống kê trên ta có nhận xét: khoảng pH tối ưu cho hoạt động của enzyme glucoamylase là 4,0-4,5. Dựa trên đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính enzyme glucoamylase (Hình 10), ta có nhận định: hàm lượng đường khử thu nhận được có giá trị cao nhất hay nói cách khác là đồ thị có đỉnh tại giá trị pH 4,2 và nhiệt độ 65oC. Qua các kết quả nhận định trên, chúng tôi quyết định chọn chế độ nhiệt độ 65oC và pH 4,2 để enzyme glucoamylase thủy phân khi tiến khi tiến hành các thí nghiệm sau. 4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian thủy phân đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và pH ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme glucoamylase, thì hai yếu tố nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian thủy phân cũng có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thủy phân tinh bột của nguyên liệu và chất lượng dịch thu nhận được sau thủy phân. Vì vậy, để thu được dịch sau thủy phân có chất lượng tốt và thời gian thủy phân thích hợp, chúng tôi tiến hành thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian thủy phân đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít. Thí nghiệm được tiến hành với các giá trị nồng độ enzyme amylase: 0,1%; 0,2%; 0,4% và 0,6%, các chế độ thời gian thủy phân: 15 phút; 30 phút; 60 phút; 90 phút và 120 phút. Kết quả thí nghiệm được thể hiện trong (Bảng 8). Bảng 8. Hàm lượng đường khử thu được sau quá trình thủy phân bằng enzyme glucoamylase với các mức nồng độ và thời gian khác nhau Thời gian Nồng độ 15 phút 30 phút 60 phút 90 phút 120 phút Trung bình (nồng độ) 0,1% 0,2% 0,4% 0,6% 7,28 8,19 8,89 9,47 11,09 11,84 12,93 12,69 11,64 12,25 13,16 12,93 11,64 12,69 13,16 13,16 12,47 13,16 13,41 13,16 10,83c 11,63b 12,31a 12,28a Trung bình (thời gian) 8,46 d 12,14c 12,49b 12,66b 13,05a Ghi chú Các số liệu có cùng chữ cái đi kèm thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức độ ý nghĩa 1 %. Chữ số in đậm thể hiện mẫu có hàm lượng đường thu được cao nhất so với các mẫu còn lại. Các giá trị ghi trong bảng là kết quả trung bình của 2 lần lặp lại. Hàm lượng đường trong mẫu đối chứng: 5,633% Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 35 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian khi thủy phân mít 5 7 9 11 13 15 0 30 60 90 120 150 Thời gian phút HL đường % 0,10% 0,20% 0,40% 0,60% Hình 11. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử sinh ra ở các mức nồng độ enzyme glucoamylase khác nhau Qua kết quả thống kê ở (Bảng 8) ta có nhận định: với cùng nồng độ cơ chất, quá trình thủy phân được tiến hành ở cùng nhiệt độ, pH và thời gian thủy phân như nhau nhưng ở 4 nồng độ enzyme glucoamylase khác nhau thì hàm lượng đường khử thu được tăng theo nồng độ enzyme. Tuy nhiên khi xét về mặt ý nghĩa thống kê ta thấy hàm lượng đường khử thu nhận được khi thủy phân với nồng độ enzyme amylase ở 0,4% và 0,6% không có sự khác biệt ý nghĩa ở mức 1%, hàm lượng đường khử thu nhận được khi thủy phân ở các nồng độ enzyme amylase còn lại có sự khác biệt ý nghĩa ở mức 1%. Đối với yếu tố thời gian, khi thủy phân nguyên liệu mít thì hàm lượng đường khử thu nhận được tăng theo thời gian thủy phân. Tuy nhiên, khi xét về mặt ý nghĩa thống kê ta thấy hàm lượng đường khử thu được không có sự khác biệt ý nghĩa khi thủy phân ở chế độ thời gian 60 phút và 90 phút, hàm lượng đường khử thu được có sự khác biệt ý nghĩa đối với các mẫu thủy phân ở chế độ thời gian còn lại. Theo số liệu thu nhận được trong (Bảng 8) và (Hình 11) ta thấy: hàm lượng đường khử thu nhận được khi thủy phân với chế độ: nồng độ enzyme 0,4% thời gian 60 phút; nồng độ enzyme 0,4% thời gian 90 phút và nồng độ enzyme 0,6% thời gian 120 phút tương đối cao (13,16%) và không có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê. Do vậy chúng tôi quyết định chọn nồng độ enzyme glucoamylase 0,4% và thời gian thủy phân 60 phút để tiến hành cho các thí nghiệm sau. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 36 4.4 Thí nghiệm 3: Theo dõi ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. Trong quá trình lên men, nấm men sử dụng chất dinh dưỡng trong dịch lên men để tăng sinh khối và tạo ra rượu. Hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men là rất quan trọng. Nếu hàm lượng rượu sinh ra thấp thì trong quá trình lên men và trong thời gian bảo quản rượu sẽ dễ bị hư hỏng. Bởi vì khi hàm lượng rượu trong sản phẩm thấp thì không đủ để ức chế các loại vi khuẩn và nấm mốc gây hại. Trong thí nghiệm nà