MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .ii
TÓM LƯỢC . iii
MỤC LỤC.iv
DANH SÁCH HÌNH .vi
DANH SÁCH BẢNG.vii
CHƯƠNG I ðẶT VẤN ðỀ .1
1.1 GIỚI THIỆU.1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.1
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .2
2.1 NGUYÊN LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG XOÀI .2
2.1.1 Nguyên liệu xoài .2
a. Nguồn gốc .2
b. Thành phần hóa học của xoài .3
2.1.2 Nấm men .3
a. Sơ lược về nấm men .3
b. Một số nấm men dùng trong sản xuất rượu vang .4
c. Yêu cầu đối với nấm men trong sản xuất rượu vang .5
2.1.3 Chế phẩm enzyme amylase .5
a. Termamyl 120L (chế phẩm enzyme α-amylase) .6
b. Chế phẩm AMG 300L (chế phẩm enzyme glucoamylase hay γ-amylase).7
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động thủy phân tinh bột của hệ amylase .7
2.2 QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU .8
2.2.1 Cơ chế hóa sinh học của quá trình lên men rượu .8
2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men .10
a. Ảnh hưởng bởi nhiệt độ .10
b. Ảnh hưởng của pH.10
c. Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men . 10
d. Ảnh hưởng của nồng độ rượu.11
e. Ảnh hưởng của việc thông khí và đảo trộn .11
2.2.3 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men .11
2.2.4 Làm trong rượu . 14
a. Chitosan.14
b. Gelatin.15
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .19
3.1 Phương tiện nghiên cứu .19
3.1.1 Nguyên liệu .19
3.1.2 Thiết bị và dụng cụ .19
3.1.3 Các hoá chất đạt chuẩn phân tích .19
3.2 Phương pháp thí nghiệm .20
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, nồng độ và thời gian thủy
phân đến hoạt tính xúc tác của enzyme glucoamylase trên dịch xoài .20
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, nồng độ và thời gian đến
hoạt tính xúc tác của enzyme α - amylase trên nguyên liệu xoài .23
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung chitosan và gelatin độ
trong và lượng tạp chất của rượu thành phẩm.26
3.3 Phương pháp xử lý số liệu.28
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.29
4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ và thời gian thủy phân của enzyme
glucoamylase đến quá trình thủy phân tinh bột từ nguyên liệu xoài.29
4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ và thời gian thủy phân của enzyme α- amylase,
glucoamylase đến quá trình thủy phân tinh bột từ nguyên liệu xoài.33
4.3 Ảnh hưởng của việc bổ sung chitosan và gelatinđến độ trong và lượng tạp chất của
rượu thành phẩm.37
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ . 40
5.1 KẾT LUẬN .40
5.2 ðỀ NGHỊ.41
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 42
PHỤ LỤC.i
A. TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 7045 : 2002 .i
B. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .i
1. Phương pháp xác định hàm lượng alcol metylic ( CH3OH) .i
2. Xác định hàm lượng aldehyde theo phương pháp iod .vi
3. Xác định hàm lượng Furfurol (C
5H4O2) .vii
4. Xác định độ truyền quang của sản phẩm .vii
5. Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp Bertrand .viii
6. Xác định acid toàn phần của rượu .x
C. BẢNG THỐNG KÊ ANOVA .xii
1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính của glucoamylase thông qua hàm
lượng đường khử .xii
1.2 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian đến khả năngphân cắt của glucoamylase
thông qua hàm lượng đường khử. .xiii
2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính của α-amylase thông qua hàm lượng
đường khử .xiv
2.2 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian đến hoạt tính của alphaamylase thông qua
hàm lượng đường khử. xv
3.1 Kết quả thống kê độ trong rượu thành phẩm khi bổ sung chitosan theo các nồng
độ .xvi
3.2 Kết quả thống kê độ trong rượu thành phẩm khi bổ sung gelatin theo các nồng độ
xvii
3.3 Kết quả thống kê cảm quan màu sắc rượu thành phẩm khi bổ sung chitosan theo
các nồng độ .xviii
71 trang |
Chia sẻ: leddyking34 | Lượt xem: 2380 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm sinh học trong sản xuất rượu vang xoài, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Nghiên cứu khả năng sử dụng chế phẩm sinh học trong sản xuất rượu vang xoài.pdf