Luận văn Khảo sát sự thủy phân Protein từ đậu nành dưới tác dụng Enzyme Protease của nấm mốc Aspergillus Oryzae

nhằm ngăn cản sự cạnh tranh của các tạp khuẩn trong môi trường giàu đạm và đường khử, đồng thời tiếp tục chuyển hóa tinh bột, protein thành các loại đường, acid amin, các acid hữu cơ, rượu, aldehyde, ester, cuối cùng cho nước tương có hương vị đặc trương. 2.3.6 Nhiệt độ và khuấy đảo trong quá trình lên men Nhiệt độ là nhân tố quan trọng trong quá trình thủy phân. Thông thường, nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng thủy phân tuy nhiên nhiệt độ quá cao tốc độ phản ứng thủy phân bị giảm do enzyme bị biến tính (dưới tác dụng nhiệt độ). Mỗi loại enzyme có một nhiệt độ tối ưu ở nhiệt độ này thì enzyme đó sẽ cho tốc độ phản ứng cực đại (Dương Thị Hương Giang, 2006). Nhiệt độ thích hợp còn giúp cho sự phát triển và chuyển hóa của vi sinh vật tối ưu, làm tăng nhanh tốc độ khuếch tán vật chất từ đậu nành ra môi trường thủy phân. Nhiệt độ lên men còn phụ thuộc vào độ rộng thiết bị sử dụng. Trong quá trình lên men, thỉnh thoảng khuấy đảo là cần thiết. Mục đích khuấy là làm đồng nhất nhiệt độ trong môi trường thủy phân, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme, làm tăng khả năng khuếch tán của acid amin hòa tan từ đậu nành ra môi trường bên ngoài. Tuy nhiên, khuấy đảo nhiều quá cũng không tốt cho quá trình lên men (Liu, 2004). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 11 2.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG Theo Đặng Ánh Tuyết (2008), kết quả của ứng dụng công nghệ sinh học cải tiến quy trình sản xuất nước tương. Cho thấy sử dụng tỉ lệ nguyên liệu đậu nành tách béo : gạo lúa mì là 1 : 1 và bổ sung 0,2% koji giống thuần Aspergillus oryzae cho hoạt tính protease cao gấp 3,5 lần so với làm koji theo phương pháp cổ truyền. Sử dụng trực tiếp bánh dầu đậu nành nuôi cấy nấm mốc Aspergllus oryzae để sản sinh protease với độ ẩm môi trường nuôi cấy là 30%, lượng bào tử chủng mốc 106 bào tử/ml, thời gian nuôi 56 giờ thì hoạt tính protease là 25 U/gck. Sau đó tiếp tục thuỷ phân ở 450C, pH = 6, cơ chất : dung dịch đệm là 1 : 3 và trong 24 giờ để đạt hiệu suất cao nhất (56,7% N) ( Lý Thị Thùy Trang, 2006). Kết quả của Nguyễn Tiến Sĩ (2007), cho thấy việc sử dụng nguyên liệu bánh dầu đậu nành cho nước tương có chất lượng tốt nhất và có lợi nhất về giá trị kinh tế. Nguyên liệu sau ủ được xay nhuyễn có tác dụng làm tăng khả năng phân cắt của enzyme amylase đối với các hợp chất đường trong bánh dầu đậu nành. Quy trình có bổ sung enzyme bromelin có tác dụng làm tăng giá trị dinh dưỡng của nước tương và lượng enzyme bromelin bổ sung thích hợp nhất là 10 g/kg. Theo Lý Thị Dù Múa (2005), sử dụng mốc thuần Aspergillus oryzae chế biến nước tương cho giá trị đạm amin (6,58g/l) và đạm tổng (13,37g/l) cao, gần với giá trị đạm amin (7g/l) và đạm tổng (16g/l) của nước tương Nhật Bản. Phương pháp cải tiến của Nguyễn Đình Trị cho tương hột tốt hơn phương pháp cổ truyền đã được ứng dụng vào trong nghiên cứu tương, kết hợp với tỉ lệ mốc là 0,2% và nồng độ nước muối là 15% cho tương có chất lượng tốt nhất (Phạm Xuân Phong, 2006). Ngoài ra theo nghiên cứu Keshun Liu, (2004): Để duy trì sự phát triển và hoạt tính lên men cao của tế bào nấm men cũng như hạn chế thấp sự nhiễm khuẩn, Zygosaccharomyces rouxii được bổ sung vào dịch lên men muối trong quá trình lên men theo phương thức hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu, nấm men được nuôi cấy trong môi trường 9% (w/v) Muối ăn ở 300C để nấm men phát triển mạnh. Trong giai đoạn hai, chủng vi sinh vật được bổ sung với 16% (w/v) muối ăn ở 150C để ức chế vi khuẩn Lactobacillus. Theo Chandran Sandhya et al., (2004): Nghiên cứu sản xuất protease trung tính bởi A.oryzae bằng phương pháp lên men bề mặt và lên men chìm. Thí nghiệm sử dụng 3 dòng A.oryzae (A.oryzae NRRL1808, 6270, 1989) và 4 dòng Penicillium sp. (P. funiculsun NRRL 1768, 1132, P. pinophilum NRRL 106, P. aculeatum NRRL 2129) với cơ chất là cám mì. Kết quả nuôi cấy bề mặt với dòng nấm Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 12 A.oryzae NRRL 1808, ẩm độ môi trường là 43,6%, mật số bào tử 8.108 bào tử/ml, ở 300C trong 72 giờ sản xuất enzyme có hoạt tính cao. Trong các nghiên cứu trên, quá trình nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae đã được các tác giả Chandran Sandhya et al., (2004), Lý Thị Thuỳ Trang (2006), Đặng Ánh Tuyết (2008) đề cập. Khảo sát hoạt tính enzyme protease trong quá trình nuôi cấy nấm mốc để được hoạt tính cao (Lý Thị Thuỳ Trang, 2006 và Đặng Ánh Tuyết, 2008). Tuy nhiên, việc kiểm soát trực tuyến quá trình nuôi cấy nấm mốc để đạt được hoạt tính cao chưa được đề cập. Mặt khác, khi theo dõi quá trình thuỷ phân protein đậu nành trong các đề tài của các tác giả Ngô Đại Nghiệp (2004), Lý Thị Dù Múa (2005), Phạm Xuân Phong (2006), Lý Thị Thuỳ Trang (2006), Nguyễn Tiến Sĩ (2007), Đặng Ánh Tuyết (2008) thì quá trình thuỷ phân protein đậu nành đều được tiến hành trong điều kiện tĩnh, không có khuấy trộn hoặc khuấy trộn theo định kỳ, khó có thể đưa vào sản xuất với qui mô công nghiệp. Thêm vào đó, các nghiên cứu trước chỉ chú trọng đến hàm lượng đạm amin trong sản phẩm cuối cùng (Lý Thị Dù Múa, 2005; Phạm Xuân Phong, 2006; Lý Thị Thuỳ Trang, 2006; Nguyễn Tiến Sĩ, 2007), chưa quan tâm đúng mức đến các phản ứng của quá trình thuỷ phân, đặc biệt là hàm lượng 3-MCPD, một chất có khả năng gây ung thư cho người tiêu thụ. Tóm lại, cần phải có một nghiên cứu có thể: - Quan sát tiến trình nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae. - Các điều kiện lên men có thể kiểm soát được chất lượng nước tương giúp sản phẩm luôn có chất lượng ổn định. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 13 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 3.1.1 Địa điểm và thời gian - Các thí nghiệm được thực hiện tại Công Ty TNHH Phong Dinh (địa chỉ: 108 đường 3/2, Quận Ninh Kiều, TP. Cần Thơ) và phòng thí nghiệm Bộ môn công nghệ thực phẩm Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng của Trường Đại Học Cần Thơ. - Thời gian thực hiện: 9/2/2009 – 15/6/2009. 3.1.2 Nguyên liệu Đậu nành, bột mì, muối ăn (NaCl), soy protein. Chủng nấm mốc Aspergillus oryzae thương phẩm nhập khẩu từ Nhật. 3.1.3 Thiết bị và dụng cụ. Dụng cụ: nồi hấp, ống nghiệm, bình tam giác, ống nhỏ giọt, beaker, ống đong, phiễu, bình định mức, pipet, buret, giấy đo pH,... Một số thiết bị: tủ ủ nấm mốc có kiểm soát nhiệt độ, bộ chưng cất đạm Kjeldalh, cân phân tích, keo thủy tinh, máy đo độ ẩm, tủ lên men có thể điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm,... 3.1.4 Hóa chất. NaOH nồng độ 30%, acid sulfuric (H2SO4) chuẩn 0,1N, NaOH chuẩn 0,1N, dung dịch formaldehyde, methyl đỏ, methyl xanh,... Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 14 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thí nghiệm tiến hành qua các bước: 1. Khảo sát sự phát triển của nấm mốc Aspergillus oryzae trên môi trường có tỉ lệ phối trộn thành phần bột mì khác nhau: 0% bột mì; 5% bột mì; 10% bột mì (có quan sát tiến trình phát triển). 2. Khảo sát sự thuỷ phân protein thành acid amin dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, tỉ lệ bột mì và nồng độ muối (thuỷ phân trong các thiết bị sản xuất có điều khiển nhiệt độ) có khả năng phát triển ở quy mô công nghiệp. Thực hiện 1. Khảo sát quá trình nuôi cấy nấm mốc Aspergillus oryzae:  Sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh (Image Processing) để thể hiện hoạt lực enzyme protease theo màu sắc của nấm mốc. Sử dụng hệ màu “RGB” (red, green, blue) hoặc “Lab” để khảo sát hoạt tính nấm mốc theo màu sắc.  Chụp ảnh quá trình lên mốc (10 min/lần) suốt quá trình lên mốc khoảng 48h.  Xác định hoạt tính enzyme tương ứng với thời gian xử lý.  Từ đó tìm được mối quan hệ giữa yếu tố màu sắc và hoạt tính của enzyme trên các thông số tìm được từ kỹ thuật xử lý ảnh. 2. Khảo sát sự thuỷ phân protein thành acid amin dưới tác dụng của nhiệt độ và nồng độ muối: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 2 nhân tố là tỉ lệ phối trộn bột mì (A) và nồng độ muối (B).  Với A1, A2, A3, lần lượt là tỉ lệ phối trộn của bột mì: 0%, 5%, 10%.  Với B1, B2, B3 lần lượt là nồng độ muối cho vào trong quá trình thủy phân: 0%, 10%, 15% Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 15 Bảng 4: Thể hiện sự tương tác giữa hai nhân tố nồng độ muối (A)và tỉ lệ bột mì (B) A1 A2 A3 B1 A1B1 A2B1 A3B1 B2 A1B2 A2B2 A3B2 B3 A1B3 A2B3 A3B3 Vậy ta có 9 đơn vị thí nghiệm với 1 lần lặp lại Sơ đồ thí nghiệm được bố trí như hình 4. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 16 3.2.1 Qui trình thí nghiệm sản xuất nước chấm lên men từ đậu nành Hình 4: Qui trình thí nghiệm sản xuất nước chấm lên men từ đậu nành Đậu nành Ngâm nước (7 ÷ 8h) Mốc giống A. Oryzae (0,1%) Bột mì Hấp nồi áp suất (1020C, 1h20’) A1,A2,A3 (tỉ lệ bột mì) Để nguội 35 ÷ 45oC Trộn đều (Độ ẩm 45 ÷ 50%) Ủ ở trong tủ ủ (30 ÷ 370C) ( theo dõi sự phát triển của Mốc bằng camera) Bổ sung nước muối B1,B2,B3 (các nồng độ muối ) Ủ trong tủ ủ, khuấy đảo 1 lần/ngày (500C) Theo dõi, khuấy đảo 1 lần/ngày, lên men 20 ÷ 30 ngày ( Lấy mẫu phân tích Đạm: đạm acid amin, đạm NH3 mỗi ngày 1 lần ) Lọc Sản phẩm ( Đánh giá cảm quan, các chỉ tiêu hóa học và so sánh với các sản phẩm nước chấm có trên thị trường ) Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 17 Từ các thí nghiệm trên mẫu được chọn là mẫu cho ra chất lượng nước tương tốt nhất (nhiều đạm amin). Theo dõi diễn biến đạm formol và đạm NH3 theo thời gian (hàng ngày) từ đó ta tính được đạm amin có trong nước tương. Kết luận: Khả năng thuỷ phân protein thành acid amin và xác định thời gian kết thúc quá trình thuỷ phân. Từ đó xác định thời gian tối ưu, tỉ lệ bột phối trộn trong quá trình ủ và nồng độ muối tối ưu cho quá trình thuỷ phân. 3.2.2 Các chỉ tiêu cần phân tích Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của nước tương được chế biến từ các phương pháp khác nhau, trên cơ sở đó có thể so sánh và đánh giá chất lượng nước tương từ các phương pháp chế biến, từ đó chọn ra được một phương pháp chế biến thích hợp nhất và cho sản phẩm chất lượng tốt nhất. Các chỉ tiêu cần phân tích (phương pháp chi tiết được thể hiện ở phụ lục 1) a. Xác định đạm formol bằng phương pháp chuẩn độ formol. b. Xác định đạm amoniac bằng phương pháp chưng cất lôi kéo hơi nước. c. Đạm amin: Đạm amin = Đạm formol – Đạm amoniac. 3.2.3 Phân tích số liệu - Kết quả thí nghiệm được xử lý bằng kỹ thuật xử lý ảnh (Image Processing) để thể hiện hoạt lực enzyme protease theo màu sắc của nấm mốc. Sử dụng hệ màu “RGB” (red, green, blue) hoặc “Lab” để khảo sát hoạt tính nấm mốc theo màu sắc, Excel và phương pháp phân tích thống kê, chọn ra nghiệm thức tối ưu bằng chương trình Statgraphic phus version 4.0. - Sử dụng phương pháp hồi quy nhiều chiều và mặt đáp ứng (Response surfaces) để đánh giá quá trình thủy phân tối ưu của các mẫu. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 18 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm 1: Sự thay đổi giá trị màu sắc(red, green, blue) trong quá trình ủ nấm mốc Màu sắc là một trong những thông số quan trọng để đánh giá hiệu quả của quá trình ủ mốc trước khi tiến hành lên men. Tuy nhiên, quá trình thay đổi màu sắc trong thời gian ủ mốc chỉ thay đổi những màu sắc cơ bản, chứ không phải sự thay đổi trên tổng thể các màu. Vì vậy, dựa trên nguyên tắc thay đổi của màu sắc trong quá trình ủ phân tích màu sắc thành ba màu cơ bản: màu đỏ, màu xanh lá cây và màu xanh dương để thực hiện quan sát theo thời gian ủ đậu nành. Bên cạnh đó, trong quá trình ủ mốc có sự bổ sung bột mì nhằm bổ sung chất nền để nấm mốc phát triển, vì vậy mà màu sắc cũng phần nào bị ảnh hưởng. Thí nghiệm được khảo sát ở ba hàm lượng bột mì bổ sung là 0%, 5% và 10%. Kết quả thể hiện sự thay đổi màu sắc theo thời gian ủ ở (Phụ lục 2 bảng 7) Hình 5: Đồ thị thể hiện sự thay đổi màu sắc trong quá trình ủ mốc theo thời gian ủ với hàm lượng bột mì bổ sung 0% 100 120 140 160 180 200 10 18 0 35 0 52 0 69 0 86 0 10 30 12 00 13 70 15 40 17 10 18 80 20 50 22 20 23 90 25 60 Thời gian ủ (phút) Gi á t rị m àu sắ c Màu đỏ Xanh lá cây Xanh dương Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 19 Hình 6: Đồ thị thể hiện sự thay đổi màu sắc trong quá trình ủ mốc theo thời gian ủ với hàm lượng bột mì bổ sung 5% Hình 7: Đồ thị thể hiện sự thay đổi màu sắc trong quá trình ủ mốc theo thời gian ủ với hàm lượng bột mì bổ sung 10% Qua hình 5, 6, 7 cho thấy, cả ba thí nghiệm này đều có sự thay đổi màu sắc trong quá trình ủ mốc theo thời gian ủ. Trong 12 giờ đầu của quá trình ủ các mẫu có sự gia tăng các giá trị màu sắc, tuy nhiên sau đó lại giảm dần theo thời gian ủ. Khi quan sát sự thay đổi màu sắc đỏ, xanh lá cây và xanh dương ở cả ba thí nghiệm này gần như song song với nhau theo thời gian ủ. Vì vậy, ta có thể dựa vào một trong 3 màu cơ bản hoặc kết hợp để quan sát quá trình phát triển của nấm mốc. 100 120 140 160 180 200 220 240 10 17 0 33 0 49 0 65 0 81 0 97 0 11 30 12 90 14 50 16 10 17 70 19 30 20 90 22 50 24 10 25 70 Thời gian ủ (phút) Gi á t rị m àu sắ c Màu đỏ Xanh lá cây Xanh dương 100 120 140 160 180 200 10 17 0 33 0 49 0 65 0 81 0 97 0 11 30 12 90 14 50 16 10 17 70 19 30 20 90 22 50 24 10 25 70 Thời gian ủ (phút) Gi á t rị m àu sắ c Màu đỏ Xanh lá cây Xanh dương Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 20 4.2 Thí nghiệm 2: Sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn bột mì trong quá trình ủ và nồng độ muối trong quá trình thủy phân đến hàm lượng đạm amin sinh ra Một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của các sản phẩm nước chấm là thành phần đạm acid amin, acid amin có vai trò là chất dinh dưỡng đồng thời nó ảnh hưởng rất lớn đến hương vị đặc trương của nước tương. Trong các sản phẩm nước chấm nếu hàm lượng đạm acid amin càng cao thì nước chấm đó có hương vị càng tốt. Vì vậy, trong quá trình sản xuất, sự thay đổi hàm lượng đạm amin được đặc biệt quan tâm. Hàm lượng đạm amin sinh ra nhiều hay ít cũng là sự thể hiện hiệu quả của quá trình lên men trong nước tương. Kết quả thu nhận acid amin theo thời gian lên men được thể hiện ở bảng 5 qua bảng số liệu bảng 5 nhận thấy hàm lượng đạm amin tăng dần theo thời gian lên men. Tuy nhiên, có sự khác nhau về hàm lượng đạm amin sinh ra giữa những mẫu có hàm lượng bột mì bổ sung khác nhau (0%, 5%, 10% bột mì) và ngay trong cùng một hàm lượng bột mì giống nhau cũng có sự khác biệt ý nghĩa giữa các mẫu có nồng độ muối bổ sung không giống nhau (0%, 10%, 15% muối) kết quả được thể hiện ở bảng 5 và kết quả thống kê ở (phụ lục 2 bảng 8, 10,12). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 21 Bảng 5: Hàm lượng đạm amin ( gN/l) theo thời gian (ngày) MẫuThời gian lên men, ngày 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3,92 3,64 3,71 1,82 2,8 2,80 2,24 2,38 1,96 2 4,20 3,85 3,92 2,8 4,34 4,27 2,66 2,52 2,10 3 4,48 4,20 4,20 3,36 4,48 4,76 2,80 2,59 2,17 4 4,76 4,48 4,62 3,5 4,9 5,32 3,22 2,74 2,23 5 4,97 4,62 4,83 3,64 5,04 5,74 3,50 2,86 2,37 6 5,46 5,53 5,67 4,34 5,46 6,16 3,57 2,94 2,44 7 5,55 5,88 5,88 4,2 5,6 6,44 3,78 3,01 2,52 8 5,56 5,60 6,02 4,34 5,67 6,58 3,92 3,08 2,59 9 5,59 6,30 6,02 4,41 5,74 6,86 3,92 3,15 2,52 10 5,60 6,16 6,23 4,48 5,81 7,07 3,99 3,22 2,59 11 5,74 6,23 6,30 4,62 5,88 7,28 4,06 3,29 2,80 12 5,88 6,44 6,58 4,76 5,88 7,56 4,20 3,36 2,80 13 6,02 6,51 6,79 4,83 6,02 7,63 4,41 3,43 2,87 14 6,09 6,58 6,79 4,97 6,16 7,70 4,48 3,43 3,01 15 6,02 6,58 6,72 4,97 6,09 8,12 4,55 3,64 3,15 16 5,74 6,44 6,72 5,04 6,23 8,19 4,62 3,71 3,22 17 5,81 6,72 7,00 5,04 6,16 8,19 4,62 3,78 3,22 18 5,88 7,00 7,14 4,97 6,23 8,12 4,55 3,71 3,22 19 6,02 7,14 7,28 4,9 6,3 8,12 4,62 3,78 3,29 20 5,95 7,14 7,28 4,69 6,09 7,98 4,48 3,64 3,08 21 6,02 7,14 7,21 4,62 6,02 7,91 4,34 3,57 3,01 22 5,95 7,21 7,28 4,41 5,88 7,70 23 5,88 7,21 7,21 24 5,74 7,07 7,14 25 5,74 7,00 7,07 Trung bình 4,91 a 5,37b 5,47b 4,31c 5,58b 6,84a 3,71a 3,05b 2,59c (Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng ỏ 3 cột: cột 1,2,3(cột 1); cột 4,5,6 (cột 2) và cột 7,8,9 (cột 3) biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở độ tin cậy 95% ) Trong đó: - Mẫu 1, 2, 3: lần lượt là 0%, 10%, 15% muối ăn và cùng 0% bột mì. - Mẫu 4, 5, 6: lần lượt là 0%, 10%, 15% muối ăn và cùng 5% bột mì. - Mẫu 7, 8, 9: lần lượt là 0%, 10%, 15% muối ăn và cùng 10% bột mì. Kết quả khảo sát sự thay đổi hàm lượng đạm amin theo thời gian ở mẫu 1, 2, 3 được thể hiện ở hình 8. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 22 3.67594 + 0.285983*x - 0.0083752*x*x + 0.00791571*y -0.002192*y*y+0.00541571*x*y 0 5 10 15 20 25 30 X 0 3 6 9 12 15 Y Function 3.3 3.8 4.3 4.8 5.3 5.8 6.3 6.8 7.3 7.8 3.67594 + 0.285983*x - 0.0083752*x*x + 0.00791571*y -0.002192*y*y+0.00541571*x*y 0 5 10 15 20 25 30X 0 3 6 9 12 15 Y3.3 4.3 5.3 6.3 7.3 8.3 Fu nc tio nĐạm amin (Ng/L) Hình 8: Sự thay đổi hàm lượng đạm amin ở các mẫu cùng hàm lượng bột mì 0% và khác nhau về hàm lượng muối theo thời gian lên men Hình 9: Đồ thị thể hiện tương tác của hàm lượng muối và thời gian lên men đến hàm lượng đạm amin sinh ra ở hàm lượng bột mì bổ sung là 0% Qua kết quả bảng 5 và hình 8 nhận thấy, hàm lượng đạm amin sinh ra tăng dần theo thời gian lên men. Kết quả thống kê (phụ lục 2 bảng 8)giữa ba mẫu 1, 2, 3 cho thấy có sự khác biệt ý nghĩa giữa mẫu 1 với 2 mẫu còn lại và có kết quả đạm amin thấp nhất (bảng 5). Trong khi đó lại không có sự khác biệt ý nghĩa giữa mẫu 2 và mẫu 3 về trung bình hàm lượng đạm sinh ra. Như vậy, ở môi trường ủ 0% bột mì thì mẫu có bổ sung muối tỏ ra tối ưu hơn. Nồng độ muối (%) 3 .5 4 .5 5 .5 6 .5 7 .5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 T h ờ i g ian lên m en , n g ày H àm l ư ợ n g đ ạm a m in , g N /l M ẫ u 1 M ẫ u 2 M ẫ u 3 Thời gian lên men (ngày) Thời gian lên men (ngày) Nồng độ muối (%) Đạm amin Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 23 1 3 5 7 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Thời gian ủ, ngày H àm lư ợn g đạ m a m in , g N /l MẪU 4 MẪU 5 MẪU 6 Thực vậy, khi sử dụng hồi quy nhiều chiều và phương pháp mặt đáp ứng qua hình 9 cho thấy hàm lượng đạm amin sinh ra tăng dần theo thời gian lên men và tăng nồng độ muối. Kết quả thu được lượng đạm sinh ra cao nhất ở ngày 20 trở đi với nồng độ muối 15%. Kết quả này cũng phù hợp với thực tế thí nghiệm ở nồng độ muối sử dụng 15% cho hàm lượng đạm cao hơn mẫu có nồng độ muối 10%. Giải thích nguyên nhân quá trình lên men cần bổ sung lượng muối là do trong môi trường lên men còn lẫn nhiều tạp khuẩn gây thối còn hoạt động làm cản trở sự hoạt động của enzyme thủy phân protein đậu nành, vì vậy cần bổ sung lượng muối nhất định để ức chế tạp khuẩn này nhằm tạo điều kiện tốt nhất để enzyme thủy phân protein hoạt động. Với nồng độ muối bổ sung là 15% tỏ ra tốt nhất để có thể ức chế những vi khuẩn gây thối hoạt động trong khi không ảnh hưởng nhiều đến sự hoạt động của enzyme. Hình 10: Sự thay đổi hàm lượng đạm amin ở các mẫu cùng hàm lượng bột mì 5% và khác nhau về hàm lượng muối theo thời gian lên men Qua kết quả thống kê ở bảng 5 và hình 10 cho thấy có sự khác biệt ý nghĩa giữa ba mẫu trong đó mẫu có hàm lượng muối bổ sung 15% có hàm lượng đạm cao nhất so với 2 mẫu còn lại khi bổ sung hàm lượng bột mì 5% vào môi trường ủ. Như vậy ở hàm lượng bột mì 5% thì mẫu có hàm lượng muối cao vẫn cho hàm lượng đạm sinh ra cao nhất. Tuy nhiên khi so sánh với mẫu 15% muối – không bổ sung bột mì và mẫu 15% muối – 5% bột mì thì nhận thấy ở 5% bột mì lại cho kết quả tốt hơn. Điều này cho thấy khi tăng hàm lượng bột mì lên 5% trong môi trường ủ mốc đã làm cải thiện được hàm lượng đạm amin sinh ra qua đó cũng chứng tỏ với việc bổ sung thêm 5% bột mì vào môi trường ủ đã giúp nấm mốc phát triển tốt hơn và sản sinh ra nhiều enzyme hơn, nhờ có tinh bột làm cơ chất để nấm mốc phát triển. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 24 3.27421 - 0.61526*y + 0.0423182*y*y + 0.414515*x - 0.0142622*x*x + 0.00560757*y* 0 5 10 15 20 25X 0 3 6 9 12 15 Y0 2 4 6 8 Fu nc tio n 3.27421 - 0.61526*y + 0.0423182*y*y + 0.414515*x - 0.0142622*x*x + 0.00560757*y* 0 5 10 15 20 25 X 0 3 6 9 12 15 Y Function 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0 4.8 5.6 6.4 7.2 8.0 Hình 11: Đồ thị thể hiện tương tác của hàm lượng muối và thời gian lên men đến hàm lượng đạm amin sinh ra ở hàm lượng bột mì bổ sung là 5% Qua đồ thị hình 11 tương tác giữa thời gian lên men và nồng độ muối cho thấy rõ hơn ảnh hưởng của hai nhân tố này đến quá trình sinh đạm amin. Kết quả tương tác cho thấy, đối với mẫu không bổ sung muối thì hàm lượng đạm amin sinh ra cao nhất vào những ngày thứ 15 của quá trình lên men, còn mẫu có bổ sung 15% muối thì hàm lượng đạm amin sinh ra cao nhất từ ngày 18 của quá trình lên men. Như đã nhận xét ở trên, ở nồng độ muối 15% giúp tạo điều kiện cho quá trình thủy phân protein. Bên cạnh đó, nhận thấy ở các mẫu cho hàm lượng đạm amin cao nhất bắt đầu ở những ngày thứ 15 trở đi, nguyên nhân là ở giai đoạn đầu của quá trình lên men lượng enzyme cần khoảng thời gian để kích hoạt và thích nghi với môi trường vì vậy hàm lượng đạm cao nhất ở giai đoạn sau của quá trình lên men . Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng bột mì bổ sung lên 10% và cũng khảo sát ở 3 nồng độ muối là 0%, 10% và 15% (bảng 5, hình 10 và hình 11) thì kết quả cho thấy hàm lượng đạm amin sinh ra thấp hơn so với các mẫu có hàm lượng bột mì 5% và không bổ sung bột mì. Có lẽ khi tăng hàm lượng bột mì lên quá cao và cùng khoảng thời gian ủ để đem đi thủy phân cho nên ở giai đoạn này nấm mốc trong thời kì phát triển sinh khối nên lượng enzyme thủy phân protein sinh ra thấp, lượng enzyme sinh ra thấp vì vậy mà hiệu suất thủy phân thấp làm hàm lượng đạm amin sinh ra cũng thấp hơn so với các mẫu kia. Ngoài ra, ở các mẫu bổ sung 10% bột mì có nồng độ muối ở 15% thì hàm lượng đạm sinh ra lại thấp hơn khi bổ sung nồng muối 10% hoặc không bổ sung muối. Lý do ở đây, với hàm lượng bột mì bổ sung nhiều đã làm việc sản sinh ra enzyme Nồng độ muối (%) Thời gian lên men (ngày) Đạm amin (Ng/L) Nồng độ muối (%) Thời gian lên men (ngày) Đạm amin Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 25 thủy phân protein của nấm mốc thấp kết hợp với việc tăng nồng muối đã góp phần tăng sự ức chế lên hoạt động của enzyme làm cho hiệu suất thủy phân kém. Vì vậy mà kết quả đối với mẫu bổ sung hàm lượng bột mì 10% ngược lại so với mẫu không bổ sung bột mì và bổ sung 5%. Hình 12: Sự thay đổi hàm lượng đạm amin ở các mẫu cùng hàm lượng bột mì 10% và khác nhau về hàm lượng muối theo thời gian lên men Hình 13: Đồ thị thể hiện tương tác của hàm lượng muối và thời gian lên men đến hàm lượng đạm amin sinh ra ở hàm lượng bột mì bổ sung là 10% Qua đồ thị hình 13 cho thấy hàm lượng đạm amin cao nhất ở ngày thứ 18 và cao nhất ở mẫu không bổ sung muối ăn. Đúng như nhận xét ở trên, mẫu không bổ sung muối ăn tỏ ra tối ưu nhất. 2.39321 + 0.174977*x - 0.00403162*x*x- 0.0182251*y- 0.00176061*y*y- 0.00261152*y 0 5 10 15 20 25 30X 0 3 6 9 12 15 Y1.7 2.2 2.7 3.2 3.7 4.2 4.7 Fu n c tio n 2.39321 + 0.174977*x - 0.00403162*x*x- 0.0182251*y- 0.00176061*y*y- 0.00261152*y 0 5 10 15 20 25 30 X 0 3 6 9 12 15 Y Function 1.7 2.0 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 4.4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Thời gian lên men, ngày H àm lư ợn g đạ m a m in , g N /l Mẫu 7 Mẫu 8 Mẫu 9 Thời gian lên men (ngày) Nồng độ muối (%) Đạm amin (Ng/L) Thời gian lên men (ngày) Nồng độ muối (%) Đạm amin Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 26 Hình 14: Đồ thị so sánh hàm lượng đạm amin sinh ra theo thời gian lên men giữa các mẫu tốt nhất ở 0%, 5% và 10% bột mì bổ sung Kết quả được tổng hợp ở hình 14, khi so sánh ba mẫu tối ưu ở ba hàm lượng bột mì sử dụng cho thấy mẫu 6 cho kết quả tối ưu nhất. Như vậy, khẳng định được là cần bổ sung hàm lượng bột mì và muối ăn nhất định để có thể giúp cho nấm mốc có thể phát triển và sản sinh enzyme tốt nhất. Ở đây, kết quả thu được là hàm lượng tinh bột bổ sung 5% và nồng độ muối ăn là 15%. 1 3 5 7 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Thời gian lên men, ngày H àm lư ợn g đạ m a m in , g N /l Mẫu 3 Mẫu 6 Mẫu 7 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 27 Bảng 6: Hàm lượng đạm amoniac ( gN/l) theo thời g