Luận văn Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm sinh học trong sản xuất rượu vang xoài

anol kết hợp với acid acetic hoặc là do sự tham gia phản ứng của các aldehyde. Sự tạo thành metanol Trong quá trình nấu nguyên liệu, các chất pectin este của acid polygalacturonic bị thủy phân tạo thành acid pectic và methanol là một chất ñộc ñối với cơ thể. Sự tạo thành fufurol ðường chứa trong nguyên liệu chủ yếu là saccharose, glucose, fructose và một ít maltose. Ở nhiệt ñộ cao các ñường sẽ bị phân hủy và mất nước ñể tạo thành caramen, fufurol, oxymetyl fufurol và melanoidin. ðường pentose bị mất ba phân tử nước tạo thành fufurol. Sự tạo thành aldehyde Là sản phẩm của quá trình trao ñổi chất ở nấm men và cũng có thể ñược tạo thành qua con ñường oxy hóa các loại rượu. Chủ yếu là hàm lượng acetaldehyde. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 14 Lượng sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian tạo thành trong quá trình lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chúng thay ñổi theo nhiệt ñộ, pH, mức ñộ sục khí cũng như chủng giống nấm men và cả nguồn nguyên liệu. 2.2.4 Làm trong rượu Làm trong sản phẩm là một công ñoạn rất quan trọng ñể nâng cao giá trị sản phẩm. Việc làm trong này liên quan ñến lượng khoáng, protein, những chất không hòa tan, chất ñộc vi khuẩn, nấm men, nấm mốc còn lại trong rượu. a. Chitosan  Chitin Chittin là một polysaccharide, nó là một polymer sinh học ñược tạo thành do sự kết hợp của N-acetyl-D-glucosamine. Hình 7. Công thức cấu tạo của chitin  Chitosan Chitin là polysacharride tích ñiện dương ñược tạo thành từ N-acetylglucosamine và glucosamine liên kết với nhau nhờ liên kết β - (1- 4) ; cấu trúc này tương ñồng với cấu trúc của cellulose ngoại trừ cacbon ở vị trí thứ 2 chứa nhóm amine thay vì nhóm hydroxyl (Cao Minh Hậu, 2006). Chitosan cũng là một polysaccharide ñược chiết suất từ chitin, ñược cấu tạo từ (1-4)-2-amino-2-dioxy-D-glucose. Khi chitin ñược ñung nóng ở nhiệt ñộ 90-1200C trong môi trường NaCl >40% thì chitosan ñược tạo thành do sự tách nhóm acetyl của chitin Hình 8. Công thức cấu tạo chitin (1), chitosan (2), cellulose (3) Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 15 - Công thức phân tử của chitosan: (C6H11O4N)n - Phân tử lượng: Mchitosan= (161,07)n - Hai chỉ số quan trọng của chitosan là: + Mức ñộ deacetyl hóa (DD): là ñộ chuyển hóa chitin thành chitosan. Thông thường mức ñộ deacetyl hóa ñạt khoảng 85-95% + Khối lượng phân tử trung bình (MW): ñược xác ñịnh qua ñộ nhớt của dung dịch chitosan và có giá trị biến ñổi từ 100 -1200 KDa tùy theo mỗi loại Tính chất của chitosan • Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin, là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo nhiều kích cỡ khác nhau • Dung dịch chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi, không vị • Chitosan không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid ñậm ñặc, tan ñược trong dung dịch acid loãng (pH<6) tạo thành dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt ñộ nóng chảy là 309-311oC • Chitosan không những có hoạt tính sinh học cao, ñộc tính thấp mà còn có khả năng hòa hợp trong cơ thể, khả năng tự phân hủy b. Gelatin Nguồn gốc Gelatin là các polypeptide cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành phần protein chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại ñộng vật, bao gồm: xương, da. Gelatin có rất nhiều ứng dụng, nó ñược ứng dụng trong thực phẩm như là một chất làm trong nước quả. Gelatin cũng là một tác nhân rất tốt trong việc làm trong rươu bia. Gelatin ñược sử dụng trong các món ngọt chiếm 8-10% trọng lượng khô và ñược sử dụng như một chất làm ñặc trong yogurt từ 0,3-3%. Gelatin bao gồm 2 loại: gelatin A và gelatin B (Cole, 1986; Võ Tấn Thành, 2000)
Gelatin A: Gelatin A thu ñược từ sự thủy phân da heo trong môi trường acid và có ñiểm ñẳng ñiện từ 6 ñến 9
Gelatin B: gelatin B thu ñược từ sự thủy phân xương, sọ trong môi trường kiềm và có pI gần bằng 5 Tuy nhiên theo Pibéreau-gayon, 2006 thì có 3 loại gelatin
Gelatin hòa tan trong nước nóng có 30-50% protein với khối lượng phân tử trên 105 và có ñiện tích dương rất mạnh, 0,5-1,2 meq/g Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 16
Gelatin dạng lỏng là sản phẩm thủy phân collagen bằng một chất hóa học mạnh, có khối lượng phân tử trung bình (M<105), ñiện tích dương yếu
Gelatin tan trong nước lạnh là sản phẩm thủy phân collagen bằng enzyme, ñiện tích dương rất yếu, lượng peptide thấp và khối lượng protein rất thấp Cấu tạo Gelatin bao gồm 1/3 gycerine, proline, là 4-hydroxyproline và acid glutamic. Một cấu trúc tiêu biểu : -Ala-Gly-Pro-Arg-Gly-Glu-4Hyp-Gly-Pro- Hình 9. Cấu trúc gelatin Thành phần Protein: 84-90% Ẩm: 8-15% Tro: 1-2% Tính chất của gelatin Gelatin gần như không mùi, không vị, không màu hoặc có màu vàng nhạt, trong suốt. Gelatin hòa tan trong nước nóng, glycerol, acid acetic và không tan trong dung môi hữu cơ. Gelatin trương nở khi cho vào nước lạnh, lượng nước hấp thu gấp 5 ñến 10 lần thể tích của nó. Gelatin có nhiệt ñộ nóng chảy thấp khoảng 30-350C. Hầu hết các ứng dụng của gelatin là sử dụng tính chất vật lý ñặc biệt của nó hơn vì giá trị dinh dưỡng (Võ Tấn Thành, 2000). Các tính chất quan trọng của gelatin là:
Tạo gel thuận nghịch
Có nhiệt ñộ nóng chảy thấp
Tạo gel một mình (không sử dụng chất trợ ñông) Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 17 Một vài ứng dụng của gelatin trong công nghệ thực phẩm Tạo ñông: gelly, jam Ổn ñịnh: kem Nhủ hóa: tạo khí Làm ñặc: súp, ñồ hộp Kết dính: kẹo, sản phẩm thịt Liên kết: thịt Bảng 2. Hàm lượng gelatin sử dụng trong một số loại thực phẩm Nguồn: Cơ chế làm trong rượu của gelatin Gelatin ñược sử dụng rất phổ biến trong công nghệ thực phẩm với những tính chất khác nhau của nó và trong lĩnh vực rượu bia, nước giải khác người ta sử dụng nó ñể làm trong. Cơ chế làm trong rượu của gelatin có thể do ba phản ứng Phản ứng thứ nhất là sự tạo thành hợp chất giữa polyphenol trong rượu và protein của gelatin ñể tạo kết tủa dễ lắng. Sản phẩm Mức ñộ sử dụng Bánh mì 1% - 2% Kẹo dẻo 1,7% - 2,5% Singum 7% - 9% Bánh ngọt 7% - 9% Thực phẩm lạnh ñông 0,1% -0 ,5% Sữa 0,2% -0,5% Nước trái cây, rượu, bia 0,002% -0 ,015% Sản phẩm thịt 1% - 5% Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 18 Hình 10. Sự hình thành hợp chất giữa poyphenol và protein (Nguồn: Zoecklein, 1994) Phân tử tannin, anthocyan chứa những vòng benzene cùng với những nhóm hydroxyl, tại những nhóm hydroxyl này sẽ hình thành liên kết giữa tannin hoặc anthocyan với gelatin. Tannin, anthocyan hiện diện trong rượu sẽ lắng xuống cùng với gelatin trong một thể ñồng nhất. Khi gelatin ñược sử dụng ñể làm trong rượu, tannin, anthocyan sẽ ñược giữ trong mạng lưới của gelatin trong môi trường acid nhẹ. Sự tương tác tĩnh ñiện tạo thành phức hợp không tan sẽ lắng xuống ñáy theo trong lượng và làm trong rượu. Phản ứng thứ hai là sự tạo thành hợp chất giữa protein có sẵn trong rượu và protein của gelatin. Những protein này sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành hợp chất kết tủa dễ lắng. ðối với phản ứng protein với protein thì cần hai loại protein có ñiện tích trái dấu trong rượu liên kết lại với nhau. Sự liên kết này dẫn ñến sự giảm các ñầu ưa nước dẫn ñến sự lắng (Cole, 1986). Phản ứng thứ ba là giữa bentonite hoặc silica gel (ñược thêm vào sau khi bổ sung chitosan) sẽ hấp thụ và tạo phức với protein hòa tan của gelatin hoặc gelatin trong rượu rồi lắng xuống. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 19 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện nghiên cứu 3.1.1 Nguyên liệu - Xoài - ðường saccharose - Nấm men Saccharomyces cerevisiae - Chitosan - Gelatin (Pháp) - Các chế phẩm enzyme thương mại (Termamyl 120L, AMG 300L của hãng Novo- ðan Mạch) 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ - Máy xay nguyên liệu - Bếp ñiện - Máy so màu UV - pH kế, Bx kế - Rượu kế thuỷ tinh - Cân ñiện tử - Ống ñong, pipet, buret 3.1.3 Các hoá chất ñạt chuẩn phân tích - Methanol - Acid cromotropic - HClññ - H2SO4ññ - NaHSO3 - KI - Iod - Anilin - KMnO4 - NaOH Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 20 - Cồn tuyệt ñối 99,8% - Dung dịch Fehling (A+B) - Pb(CH3COO)2 30% - Na2SO4 bão hòa 3.2 Phương pháp thí nghiệm 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ và thời gian thủy phân ñến hoạt tính xúc tác của enzyme glucoamylase trên dịch xoài a. Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt ñộ ñến hoạt tính của enzyme glucoamylase • Mục ñích: Tìm ra nhiệt ñộ và pH tối ưu của glucoamylase trong khoảng nhiệt ñộ, pH nghiên cứu • Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm ñược tiến hành với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại Nhân tố A: pH Phân tích hàm lượng ñường khử A1 A2 A3 A4 B3 B1 B4 B2 B3 B1 B4 B2 Dịch pure xoài Cân Chỉnh pH, bổ sung enzyme glucoamylase B3 B1 B4 B2 B3 B1 B4 B2 Vô hoạt enzyme Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 21 A1: 3,5 A3: 4,5 A2: 4,0 A4: 5,0 Nhân tố B: nhiệt ñộ B1: 500C B3: 600C B2: 550C B4: 650C Tổng số nghiệm thức: 4 4× = 16. Tổng số thí nghiệm : 4 24×× = 32 • Tiến hành thí nghiệm: Xoài chín xay nhuyễn sau ñó chần 950C trong 2 phút ñể vô hoạt enzyme phenolase, hạn chế sự hóa nâu của dịch xoài. Sau ñó cho vào túi PE và bảo quản lạnh. Lấy xoài ra rã ñông dưới vòi nước lạnh. Mỗi mẫu lấy 40g pure xoài và 160g nước cất theo tỷ lệ 1: 4. Sau ñó chỉnh pH 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 rồi bổ sung 0,02% enzyme và theo dõi nhiệt ñộ như trên trong thời gian 30 phút, sau ñó vô hoạt enzyme ở 900C trong vòng 5 phút. Chỉ tiêu theo dõi: hàm lượng ñường khử tạo thành b. Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme và thời gian thuỷ phân tinh bột trên nguyên liệu xoài • Mục ñích: Tìm ra nồng ñộ và thời gian thủy phân tối ưu của enzyme glucoamylase trong ñiều kiện thí nghiệm có sẵn Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 22 • Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ñược tiến hành với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại Nhân tố C: nồng ñộ enzyme glucoamylase C1: 0,01% C3: 0,03% C2: 0,02% C4: 0,04% Nhân tố D: thời gian thuỷ phân D1: 10 phút D3: 30 phút D2: 20 phút D4: 40 phút Tổng số nghiệm thức: 4 4× = 16. Tổng số thí nghiệm : 4 24×× = 32 D1 D2 D3 D4 C4 Dịch pure xoài D1 D2 D3 D4 C1 C2 C3 Cân Chỉnh pH, nhiệt ñộ theo kết quả khảo sát trên Bổ sung enzyme glucoamylase D1 D2 D3 D4 D1 D2 D3 D4 Vô hoạt enzyme Phân tích hàm lượng ñường khử Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 23 • Tiến hành thí nghiệm: Mỗi mẫu lấy 40g pure xoài và 160g nước cất theo tỷ lệ 1: 4. Sau ñó chỉnh pH và nhiệt ñộ (lấy kết quả thí nghiệm trên). Bổ sung enzyme ở 4 mức nồng ñộ: 0,01; 0,02; 0,03; 0,04% và theo dõi ở 4 mức thời gian khác nhau: 10, 20, 30, 40 phút. Chỉ tiêu theo dõi: hàm lượng ñường khử. 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ và thời gian ñến hoạt tính xúc tác của enzyme α - amylase trên nguyên liệu xoài a. Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt ñộ ñến hoạt tính của α - amylase • Mục ñích: Tìm ra nhiệt ñộ và pH tối ưu của α -amylase trong khoảng nhiệt ñộ 80-950C và pH 5,5-7,0. F1 F2 F3 F4 E4 Dịch pure xoài F1 F2 F3 F4 E1 E2 E3 Cân Chỉnh pH Bổ sung enzyme α - amylase F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4 Vô hoạt enzyme α -amylase Bổ sung enzyme glucoamylase (kết quả thí nghiệm 1) Vô hoạt enzyme glucoamylase Phân tích hàm lượng ñường khử Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 24 • Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ñược tiến hành với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại Nhân tố E: pH E1: 5,5 E3: 6,5 E2: 6,0 E4: 7,0 Nhân tố F: nhiệt ñộ F1: 800C F3: 900C F2: 850C F4: 950C Tổng số nghiệm thức: 4 4× = 16. Tổng số thí nghiệm : 4 24×× = 32 • Tiến hành thí nghiệm Lấy xoài ra rã ñông dưới vòi nước lạnh. Mỗi mẫu lấy 40g pure xoài và 160g nước cất theo tỷ lệ 1:4. Sau ñó chỉnh pH 5,5; 6,0; 6,5; 7,0 và theo dõi ở 4 mức nhiệt ñộ như trên: 80, 85, 90, 950C trong thời gian 30 phút. Tiếp theo ta tiến hành bổ sung enzyme glucoamylase (pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian lấy từ kết quả thí nghiệm 1). Sau ñó ta vô hoạt enzyme glucoamylase bằng cách gia nhiệt dịch thủy phân ñến 900C trong 5 phút và xác ñịnh hàm lượng ñường khử. b. Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ và thời gian thủy phân ñến hoạt tính của α - amylase. • Mục ñích: Tìm ra nồng ñộ và thời gian tối ưu trong ñiều kiện thí nghiệm Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 25 G1 G2 G3 G4 H4 Dịch pure xoài G1 G2 G3 G4 H1 H2 H3 Cân Chỉnh pH, nhiệt ñộ theo kết quả trên Bổ sung enzyme α -amylase G1 G2 G3 G4 G1 G2 G3 G4 Vô hoạt enzyme α -amylase Bổ sung enzyme gluco-amylase (kết quả thí nghiệm 1) Vô hoạt enzyme gluco-amylase Phân tích hàm lượng ñường khử Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 26 • Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ñược tiến hành với 2 nhân tố, 2 lần lặp lại. Mẫu ñối chứng (ðC): không bổ sung enzyme. Nhân tố G: nồng ñộ enzyme G1: 0,01% G3: 0,03% G2: 0,02% G4: 0,04% Nhân tố H: thời gian thuỷ phân H1: 10 phút H3: 30 phút H2: 20 phút H4: 40 phút Tổng số nghiệm thức: (4 4× )+1= 17. Tổng số thí nghiệm : 217× = 34 • Tiến hành thí nghiệm Lấy xoài ra rã ñông dưới vòi nước lạnh. Mỗi mẫu lấy 40g pure xoài và 160g nước cất theo tỷ lệ 1: 4. Sau ñó chỉnh pH, nhiệt ñộ từ kết quả khảo sát trên rồi bổ sung enzyme α - amylase với các nồng ñộ 0,01; 0,02; 0,03; 0,04% và theo dõi ở 4 mức thời gian như trên: 10; 20; 30; 40 phút. Tiếp theo ta tiến hành bổ sung enzyme glucoamylase (pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian lấy từ kết quả thí nghiệm 1). Sau ñó ta vô hoạt enzyme glucoamylase bằng cách gia nhiệt dịch thủy phân ñến 900C trong 5 phút và xác ñịnh hàm lượng ñường khử. 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung chitosan và gelatin ñộ trong và lượng tạp chất của rượu thành phẩm • Mục ñích: khảo sát khả năng làm trong và lượng tạp chất của rượu thành phẩm khi bổ sung chitosan và gelatin. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 27 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm ñược bố trí với 1 nhân tố, 2 lần lặp lại Mẫu ñối chứng (ðC) thì không bổ sung chitosan và gelatin Nhân tố C*: nồng ñộ chitosan C*1: 0,2% C * 3: 0,4% C*2: 0,3% C * 4: 0,5% Nhân tố G: nồng ñộ gelatin Dịch pure xoài Lọc thô Lên men phụ Chiết dịch Thành phẩm Bổ sung chitosan C*1, C * 2 , C*3 ,C * 4 Lên men chính Cân Phối chế pH 4,5, 220Bx Bổ sung α - amylase, gluco-amylase Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae (0,2%) Thanh trùng NaHSO3 122mg/lít, 30 phút Bổ sung gelatin G*1, G * 2, G * 3, G * 4 Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 28 G*1: 0,1% G * 3: 0,3% G*2: 0,2% G * 4: 0,4% Chỉ tiêu theo dõi: - ðộ trong của rượu thành phẩm Tổng số thí nghiệm : 9 ×2 = 18 c. Tiến hành thí nghiệm Lấy pure xoài ra rã ñông dưới vòi nước lạnh. Mỗi mẫu thí nghiệm gồm 1,2 kg pure xoài pha với 4,8 kg nước theo tỉ lệ 1:4, thí nghiệm ñược tiến hành với 9 mẫu sau khi lên men dịch xoài. Ta tiến hành bổ sung α -amylase (pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian theo kết quả tối ưu ở thí nghiệm 2) và glucoamylase (pH, nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian theo kết quả tối ưu ở thí nghiệm 1). Sau ñó chỉnh pH dịch lên men là 4,5 và 0Bx 22% rồi thanh trùng bằng NaHSO3 122mg/l trong vòng 30 phút. Chủng nấm men 0,2% vào dịch lên men cho quá trình lên men chính, theo dõi quá trình lên men chính dựa vào ñộ cồn sinh ra, hàm lượng ñường khử, 0Bx. Sau quá trình lên men chính, dịch xoài ñược lọc thô ñể thu dịch lọc rồi bổ sung chitosan C*1, C * 2, C * 3, C * 4, gelatin G * 1, G * 2, G * 3, G * 4 và một mẫu ñối chứng thì không bổ sung chitosan hoặc gelatin. ðể lắng tự nhiên dịch lọc trong 7 ngày lên men phụ rồi tiến hành chiết rượu ra ñể ño ñộ trong của rượu thành phẩm bằng máy UV-Vis Spectrophotometer và kiểm tra tạp chất của rượu thành phẩm ñồng thời so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam. 3.3 Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu từ các thí nghiệm trên ñược xử lý thống kê bằng phầm mềm Statgraphics 4.0 Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 29 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ, pH, nồng ñộ và thời gian thủy phân của enzyme glucoamylase ñến quá trình thủy phân tinh bột từ nguyên liệu xoài • Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và pH lên hoạt tính của enzyme glucoamylase Hàm lượng ñường có sẵn trong xoài rất thấp không ñủ cho nấm men hoạt ñộng, do ñó ñể có hàm lượng ñường cao hơn thì cần có sự hoạt ñộng thủy phân của enzyme glucoamylase chuyển hóa glucid trong xoài thành ñường. Nhiệt ñộ và pH là hai yếu tố rất quan trọng ñối với hoạt ñộng của enzyme glucoamylase. Vì vậy, thí nghiệm khảo sát nhiệt ñộ, pH của enzyme glucoamylase ñược tiến hành với các khoảng nhiệt ñộ 50, 55, 60, 650C và ở các pH: 3,5; 4,0; 4,5; 5,0. Bảng 3. Hàm lượng ñường khử trung bình theo pH pH Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 3,5 1,423a 4,0 1,448a 4,5 1,409a 5,0 1,420a Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Bảng 3 cho thấy pH 4,0 hàm lượng ñường khử thu ñược cao nhất. Tuy nhiên kết quả thống kê lại cho thấy không có sự khác biệt ý nghĩa ở các khoảng pH khảo sát. Từ ñó có thể kết luận rằng khoảng pH từ 3,5 ñến 5,0 ñều thích hợp cho glucoamylase hoạt ñộng. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 30 Bảng 4. Hàm lượng ñường khử trung bình theo nhiệt ñộ Nhiệt ñộ (0C) Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 50 1,386b 55 1,416ab 60 1,446a 65 1,452a Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Nhiệt ñộ 650C hoạt ñộng thủy phân của glucoamylase cho hàm lượng ñường khử cao nhất. Tuy nhiên hàm lượng ñường khử tạo ra không có sự khác biệt ý nghĩa giữa ba nhiệt ñộ 55, 60, 650C. Do ñó ta có thể chọn nhiệt ñộ 550C cho hoạt ñộng của glucoamylase vì lợi ích kinh tế. Bảng 5. Hàm lượng ñường khử thu ñược sau quá trình thủy phân dịch xoài bằng enzyme glucoamylase ứng với các nhiệt ñộ và pH khác nhau (%) 500C 550C 600C 650C 3,5 1,394cd 1,452bc 1,394cd 1,452bc 4,0 1,341d 1,423bcd 1,545a 1,481ab 4,5 1,341d 1,394cd 1,452bc 1,452bc 5,0 1,469abc 1,394cd 1,394cd 1,422bcd Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Các giá trị ghi trong bảng là kết quả trung bình của 2 lần lặp lại. pH Nhiệt ñộ Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 31 1.20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 3.5 4 4.5 5 pH H àm lư ợn g ñư ờn g kh ử (% ) 50 55 60 65 Hình 11. Ảnh hưởng của pH và nhiệt ñộ ñến hàm lượng ñường khử sinh ra khi thủy phân tinh bột trong pure xoài bằng enzyme glucoamylase Bảng 5 và ñồ thị hình 11 cho thấy pH 4, nhiệt ñộ 600C hàm lượng ñường khử thu ñược là cao nhất nghĩa là hoạt ñộng của glucoamylase là mạnh nhất. Kết quả thống kê cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các pH 4, nhiệt ñộ 600C; pH 4, nhiệt ñộ 650C; pH 5, nhiệt ñộ 500C. Do ñó ta có thể chọn pH 5, nhiệt ñộ 500C cho hoạt ñộng thủy phân của glucoamylase nhằm tiết kiệm năng lượng. • Ảnh hưởng của nồng ñộ và thời gian thủy phân ñến quá trình thủy phân tinh bột từ nguyên liệu xoài. Nhân tố thời gian và nồng ñộ cũng tác ñộng rất lớn ñến hoạt ñộng thủy phân của enzyme glucoamylase. Thí nghiệm tiến hành với các nồng ñộ enzyme glucoamylase: 0,01; 0,02; 0,03; 0,04% và các mức thời gian 10, 20, 30, 40 phút. Thí nghiệm tiến hành ở nhiệt ñộ 500C, pH 5,0. Bảng 6. Hàm lượng ñường khử trung bình theo nồng ñộ enzyme Nồng ñộ enzyme (%) Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 0,01 1,430b 0,02 1,461ab 0,03 1,484a 0,04 1,491a Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Bảng 6 cho thấy hàm lượng ñường khử tăng cùng với nồng ñộ enzyme bổ sung vào và ñạt cao nhất ở nồng ñộ 0,04%. Tuy nhiên kết quả thống kê cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra không có sự khác biệt ý nghĩa ở các nồng ñộ enzyme bổ sung Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 32 0,02; 0,03; 0,04%. Do ñó có thể chọn nồng ñộ enzyme glucoamylase 0,02% bổ sung vào dịch xoài vì mục tiêu kinh tế. Bảng 7. Hàm lượng ñường khử trung bình theo thời gian thủy phân Thời gian thủy phân (phút) Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 10 1,387c 20 1,452b 30 1,514a 40 1,514a Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Thời gian thủy phân 30, 40 phút hoạt ñộng thủy phân của glucoamylase cho hàm lượng ñường khử cao nhất và không khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê. Do ñó có thể chọn thời gian thủy phân là 30 phút cho hoạt ñộng thủy phân của glucoamylase. Bảng 8. Hàm lượng ñường khử thu ñược sau quá trình thủy phân dịch xoài bằng enzyme glucoamylase ứng với các nồng ñộ và thời gian khác nhau (%) 10 phút 20 phút 30 phút 40 phút 0,01% 1,394de 1,422cde 1,452bcd 1,452bcd 0,02% 1,365e 1,452bcd 1,513ab 1,513ab 0,03% 1,394de 1,452bcd 1,545a 1,545a 0,04% 1,394cd 1,481abc 1,545a 1,545a Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Các giá trị ghi trong bảng là kết quả trung bình của 2 lần lặp lại. Nồng ñộ Thời gian Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 33 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 0.01% 0.02% 0.03% 0.04% Nồng ñộ enzyme (%) H àm lư ợn g ñư ờn g kh ử ( % ) 10 phút 20 phút 30 phút 40 phút Hình 12. Ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme ñến hàm lượng ñường khử sinh ra ở các khoảng thời gian thủy phân khác nhau Bảng 8 và ñồ thị hình 12 cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra và ñạt cao nhất ở nồng ñộ enzyme glucoamylase là 0,03%, thời gian thủy phân là 30, 40 phút; 0,04% và thời gian thủy phân là 30, 40 phút. Kết quả thống kê cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các mẫu bổ sung enzyme glucoamylase với các nồng ñộ 0,02%, thời gian thủy phân là 30, 40 phút; 0,03%, thời gian thủy phân là 30, 40 phút; 0,04%, thời gian thủy phân là 30, 40 phút; 0,04%, thời gian thủy phân 20 phút. Do ñó, xét về lợi ích kinh tế có thể chọn nồng ñộ enzyme glucoamylase là 0,02% và thời gian thủy phân 30 phút. Do ñó, ta chọn pH 5,0, nhiệt ñộ 500C, nồng ñộ 0,02% và thời gian là 30 phút cho hoạt ñộng thủy phân của glucoamylase cho thí nghiệm tiếp theo. 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ, pH, nồng ñộ và thời gian thủy phân của enzyme α- amylase, glucoamylase ñến quá trình thủy phân tinh bột từ nguyên liệu xoài. a. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ và pH lên hoạt tính xúc tác của enzyme α -amylase, glucoamylase Thí nghiệm ñược tiến hành với các nhiệt ñộ của enzyme α -amylase: 80, 85, 90, 950C và ở các pH: 5,5; 6,0; 6,5; 7,0. Cố ñịnh nhiệt ñộ, pH, nồng ñộ, thời gian của glucoamylase lấy từ kết quả thí nghiệm 1. Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ 34 Bảng 9. Hàm lượng ñường khử trung bình theo pH pH Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 5,5 1,513b 6,0 1,548a 6,5 1,513b 7,0 1,481b Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Bảng 9 cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra cao nhất ở pH 6. Do ñó có thể chọn pH 6 cho hoạt ñộng của α- amylase. Bảng 10. Hàm lượng ñường khử trung bình theo nhiệt ñộ Nhiệt ñộ (0C) Hàm lượng ñường khử trung bình (%) 80 1,513ab 85 1,540a 90 1,497b 95 1,505b Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Hàm lượng ñường khử tạo ra do hoạt ñộng của enzyme α- amylase (có mặt của 0,02% glucoamylase) ñạt cao nhất ở nhiệt ñộ 850C nhưng kết quả thống kê cho thấy hàm lượng ñường khử tạo ra không có sự khác biệt ý nghĩa giữa 80 và 850C. Do ñó 800C có thể ñược chọn cho hoạt ñộng của enzyme α- amylase. Bảng 11. Hàm lượng ñường khử thu ñược sau quá trình thủy phân dịch xoài bằng enzyme α -amylase và glucoamylase với các khoảng nhiệt ñộ và pH khác nhau của α -amylase (%) 800C 850C 900C 950C 5,5 1,513b 1,545b 1,481b 1,513b 6,0 1,545b 1,619a 1,513b 1,513b 6,5 1,513b 1,513b 1,513b 1,513b 7,0 1,481b 1,481b 1,481b 1,481b Ghi chú: các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột (hoặc hàng) sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0.05) theo phép thử LSD Các giá trị ghi trong bảng là kết quả trung bình của 2 lần lặp lại. pH Nhiệt ñộ Luận văn tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường ðại học Cần Thơ