BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KS PHAN TIẾN MỸ QUANG Đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯNG THẠCH TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA LUẬN ÁN CAO HỌC CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mà SỐ NGÀNH : – 11 – 10 TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 06 năm 2002 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - Caùn hướng dẫn khoa học : GVC TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO Cán chấm nhận xét : GS TS NGUYỄN VĂN THOA Cán chấm nhận xét : PGS TS PHẠM THÀNH HỔ Luận án cao học bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM - BẢO VỆ LUẬN ÁN CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM Ngày 22 tháng 06 năm 2002 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐH QUỐC GIA TPHCM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP HCM NHIỆM VỤ LUẬN ÁN CAO HỌC Họ tên: Ngày, tháng, năm sinh: Chuyên ngành: I Phan Tiến Mỹ Quang 25-08-1976 Công Nghệ Thực Phẩm Phái: Nam Nơi sinh: Tiền Giang TÊN ĐỀ TÀI: nh hưởng nguồn nguyên liệu đến suất chất lượng thạch sản xuất thạch dừa II o o o o o o o o NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân lập chọn chủng vi sinh vật cho trình sản xuất thạch dừa Khảo sát ảnh hưởng môi trường nước dừa già đến trình sinh trưởng phát triển chủng vi sinh vật phân lập Khảo sát hiệu suất lên men thạch dừa theo tỉ lệ nước dứa bổ sung Khảo sát hiệu suất lên men thạch dừa theo tỉ lệ nước mía bổ sung Nghiên cứu sản xuất thạch từ hỗn hợp nguyên liệu nước mía Khảo sát ảnh hưởng nguồn nitơ thực vật động vật bổ sung đến trình sản xuất thạch từ hỗn hợp nguyên liệu nước mía Tối ưu hóa trình sản xuất thạch từ hỗn hợp nguyên liệu nước mía phương pháp quy hoạch thực nghiệm Bước đầu nghiên cứu khảo sát thành phần cấu trúc thạch dừa III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: VI HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 15-12-2001 10-06-2002 GVC TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO GS TS NGUYỄN VĂN THOA PGS TS PHẠM THÀNH HỔ CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT Nội dung đề cương Luận án Cao học thông qua Hội Đồng Chuyên Ngành PHÒNG QL.KH-SĐH Ngày tháng năm 2002 CHỦ NHIỆM NGÀNH Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Lời Cảm Ơn ª Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô TS Đống Thị Anh Đào tận tình hướng dẫn em suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận án ª Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô trường Đại Học Bách Khoa truyền đạt kiến thức cho em suốt trình học tập, Cô Nguyễn nh Tuyết đóng góp ý kiến vô q báu thời gian thực luận án ª Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Đồng Nghiệp, Anh Chị học viên cao học em sinh viên trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Phan Tiến Mỹ Quang Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào TÓM TẮT Thạch dừa sản phẩm trình lên men nước dừa vi khuẩn Acetobacter Xylinum Cho đến nay, sản phẩm chủ yếu dùng để giải khát chế biến thành loại kẹo, jelly…được ưa chuộng tiêu thụ rộng rãi nước lẫn nước Nguyên liệu để sản xuất thạch dừa nước dừa từ nhà máy chế biến cơm dừa xuất khẩu, giống vi khuẩn thường giống cấp II không khiết phải nhập từ nước có giá thành cao Trong phạm vi đề tài giao, bước đầu phân lập chủng vi khuẩn Acetobacter khiết, có khả lên men tạo màng thạch có chất lượng tốt hiệu suất thu hồi cao Quan trọng chủng vi khuẩn có khả lên men tạo thạch môi trường nước dứa nước mía điều kiện định Thạch thu từ nguồn nguyên liệu có chất lượng tốt, không thua sản phẩm truyền thống sản xuất từ nước dừa Mặt khác, việc sử dụng nước dừa để sản xuất thạch dừa phù hợp với vùng nguyên liệu dồi Ở vùng dừa sản xuất gặp nhiều khó khăn Vì vậy, việc nghiên cứu đa dạng hóa nguồn nguyên liệu cho sản xuất thạch cần thiết Cả hai nguồn nguyên liệu dễ trồng, dễ khai thác, có quanh năm, giá thành rẻ Ngoài ra, tận dụng nguồn phế liệu từ nhà máy chế biến dứa đóng hộp làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh Thạch dừa có chất Polysaccharide ngoại bào nên ứng dụng rộng rãi vào nhiều ngành khoa học Để khảo sát cấu trúc thạch dừa, phương pháp đo độ ẩm sử dụng kính hiển vi, xác định xắp xếp mạng Hemicellulose thạch dừa Để thu dịch thủy phân từ thạch dừa, phải kết hợp hai tác nhân NaOH H2SO4 điều kiện thủy phân thích hợp Sau đó, sử dụng phương pháp so sánh tinh thể Ozazone để phát thành phần monosaccharide thạch dừa Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào ABSTRACT Natta de coco is a product from the fermentation of coconut milk by Xylinum Bacteria in coconut milk Until present time, main product is using for drinking or processing in candy, jelly…and is liked and consumed in the whole country Coconut milk, in coconut processing factories for export, is a major raw material of a natta processing, and fermentation usual use unpure or imported bacteria from foreign countries at high prices In scale of assigned topic, in the first step, I separated pure Acetobacter, with ability to ferment making natta membrane with good quality and high return output More important, this bacterria can use pineapple and sugar-cane waters to make natta in fixed condition Natta from these new materials has very good quality, not lower than traditional products manufactured from coconut water Further, using coconut milk for natta manufacture is only suitable with richly material areas In the lacking material areas, the manufacturing will meet difficulty Thus, research to multiform material resources for natta production is necessary Both raw material resources is easy to plant, exploit, available in all seasons at a cheap price Besides, it can be made use of waste resource from canned pineapple processing factories is making bad influence to surround environment Natta de coco has essential from Polysaccharide can be applied widely into scientific branches To research structure of natta de coco, by microscopic methods, we confirm Hemicelluloses structure arrangement of natta de coco Chaotic structure of Hemicelluloze in natta de coco make itself become much tough To get hydrolysis solution from natte de coco, we must combine both agents NaOH and H2SO4 in suitable hydrolysis conditions By Ozazone comparison method, we find out main monosaccharide component in natta de coco Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Phần TỔNG QUAN 1.1 Thạch dừa – Tình hình sản xuất 1.1.1 Thạch dừa – Polysaccharide 1.1.2 Tình hình sản xuất thạch dừa 1.1.3 Những khó khăn sản xuất thạch dừa Việt Nam 3 4 1.2 Công nghệ sản xuất thạch dừa 1.2.1 Qui trình sản xuất thạch dừa 1.2.2 Cơ chế trình lên men sản xuất thạch dừa 1.2.3 Giới thiệu dừa 5 8 1.3 Nguyên liệu dự kiến thay nguồn nước dừa sản xuất thạch dừa 1.3.1 Giới thiệu mía 1.3.2 Giới thiệu dứa 1.4 Giống vi sinh vật 1.4.1 Vi khuẩn Acetic & Ứng dụng 1.4.2 Sinh lý vi khuẩn Acetic 1.4.3 Sự phân bố vi khuẩn Acetic thiên nhiên 1.4.4 Phân lập chủng vi khuẩn cho trình sản xuất thạch Phần NGUYÊN LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Nguồn nguyên liệu từ nước dừa 2.1.2 Nguồn nguyên liệu từ nước mía 2.1.3 Nguồn nguyên liệu từ nước dứa 2.1.4 Nguồn nitơ bổ sung 2.2 Phương pháp phân tích 2.2.1 Phương pháp vi sinh 2.2.2 Phương pháp phân tích hóa lý 2.2.3 Phương pháp phân tích Polysaccharide ngoại bào 2.2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang 11 11 14 20 20 20 21 22 23 23 23 24 24 25 25 26 28 30 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Qui trình sản xuất thạch phòng thí nghiệm 2.3.2 Sơ đồ nghiên cứu Phần KẾT QUẢ & BÀN LUẬN 3.1 Phân lập & khảo sát vi khuẩn trình lên men 3.1.1 Những đặc điểm hình thái chủng phân lập 3.1.2 Khảo sát phát triển chủng phân lập môi trường lỏng 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng môi trường đến sinh khối vi sinh vật 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu đến vi khuaån 31 31 32 36 36 36 37 39 42 3.2 Sản xuất thạch từ nước dứa 3.2.1 Khảo sát thành phần nước dứa ép theo độ chín dứa 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nước dừa bổ sung 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô ban đầu 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nguồn nitơ bổ sung 46 46 48 53 57 3.3 Sản xuất thạch từ nước mía - Tối ưu hóa qui trình sản xuất 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng phương pháp xử lý nguyên liệu 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ nước dừa bổ sung 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nguồn nitơ bổ sung 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô ban đầu 3.3.5 Hoạch định tối ưu hóa mô hình sản xuất 62 62 66 70 81 86 3.4 Khảo sát thành phần cấu trúc thạch dừa 3.4.1 Xác định hàm ẩm thạch dừa 3.4.2 Cấu trúc mạng Polysaccharide thạch dừa 3.4.3 Khảo sát trình thủy phân thạch dừa 3.4.4 Nhận danh Monosaccharide mạng Polysaccharide thạch dừa 90 90 90 91 Phần KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang 93 96 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào MỞ ĐẦU Thạch dừa sản phẩm trình lên men nước dừa già vi khuẩn Acetobacter Xylinum nhằm tạo màng nhày có cấu trúc thuộc dạng Hemicellulose Thạch dừa sản phẩm thực phẩm dùng để giải khát, gây cảm giác khoái mùi thơm, vị ngon giòn hấp dẫn Tuy giá trị mặt dinh dưỡng, có nhiều chất xơ làm kích thích nhu động ruột, nên có tác dụng giúp thể tiết, kích thích tiêu hóa, gây ngon miệng Hiện nay, sản phẩm thạch dừa ưa chuộng tiêu thụ rộng rãi nước lẫn nước Vì thế, ngày có nhiều sở sản xuất thạch dừa với qui mô sản xuất khác Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm sở khác thường không ổn định Nguyên nhân xuất phát từ giống vi khuẩn, tác nhân gây lên men định suất, chất lượng sản phẩm trình sản xuất thạch dừa Sau thu thập giống cấp II bán thị trường, nhận thấy phần lớn bị nhiễm vi sinh vật lạ nấm men dại Cũng giống vi khuẩn không khiết, khỏe mạnh, không giữ hoạt tính ổn định, nên trình sản xuất thạch dừa, sản phẩm thạch thô dễ bị nhiễm vi sinh vật lạ, hiệu suất thu hồi thạch thấp, không đạt yêu cầu độ dày, cấu trúc, độ xơ… Mặt khác, việc sử dụng nước dừa để sản xuất thạch dừa phù hợp với vùng nguyên liệu dồi Ở vùng dừa sản xuất gặp nhiều khó khăn Vì vậy, việc nghiên cứu đa dạng hóa nguồn nguyên liệu cho sản xuất thạch cần thiết Trên sở đó, tìm hiểu nhận thấy nước dứa nước mía có thành phần dinh dưỡng phù hợp cho phát triển vi khuẩn Acetobacter Xylinum Trong thực tế, có nhiều nguồn nguyên liệu khác thay nước dừa trình sản xuất thạch, định chọn nước dứa nước mía hai nguồn nguyên liệu dễ trồng, dễ khai thác, có quanh năm, giá thành rẻ Ngoài ra, tận dụng Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào nguồn phế liệu từ nhà máy chế biến dứa đóng hộp làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường xung quanh Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa dừng lại nghiên cứu chế biến thành sản phẩm kẹo, jelly, sản phẩm giải khát, mà chưa có tài liệu nghiên cứu thành phần, cấu trúc hay chất Monosaccharide Polysaccharide thạch dừa Do đó, để thực mục tiêu cải tiến làm phong phú sản phẩm thạch chất lượng suất, đáp ứng tình biến động nguồn nguyên liệu sản xuất tương lai Chúng thực luận văn cao học với đề tài: “nh hưởng nguồn nguyên liệu đến suất chất lượng thạch sản xuất thạch dừa” Nhiệm vụ luận văn sau: • Tìm chọn nguồn nguyên liệu mới, kinh tế giải khó khăn nguồn nguyên liệu trình lên men thạch dừa mía, dứa, cải thiện qui trình sản xuất thạch theo phương án kết hợp nguồn nguyên liệu tìm điều kiện tối ưu cho qui trình • Phân lập, chọn giống vi khuẩn Acetobacter để nâng cao suất chất lượng sản phẩm thạch theo nguồn nguyên liệu chọn • Bước đầu xác định thành phần cấu trúc hóa học sản phẩm thạch Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Nồng độ chất khô ban đầu 8oBx lý tưởng cho phát triển vi khuẩn Quá trình lên men ban đầu xảy chậm sau tăng nhanh vào ngày cuối, nồng độ chất khô môi trường thay đổi chậm, sau tốc độ lên men tăng Đây thời gian vi khuẩn sử dụng chất dinh dưỡng cho tạo thành sinh khối Sản phẩm thạch thô thu đạt tiêu chuẩn đánh giá cảm quan tốt o Mẫu (110Bx): Mặc dù thạch thu có cấu trúc dai hiệu suất thu hồi không cao Thể tích dịch sót lại nhiều, lượng đường tổng dịch sót cao Nồng độ chất khô môi trường cao, làm tăng áp suất thẩm thấu, kiềm hãm trình trao đổi chất vi khuẩn, trình lên men diễn không triệt để Khi pha loãng nguyên liệu, hiệu suất thu hồi thạch không tăng đáng kể, sản phẩm thu có chất lượng cảm quan không thay đổi Tuy nhiên, pha loãng nguyên liệu ban đầu giúp ta giảm giá thành sản phẩm, tăng hiệu kinh tế Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 85 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 3.3.5 Hoạch định thí nghiệm tối ưu hóa môi trường sản xuất Qua thí nghiệm trên, để sản xuất thạch từ nước mía có chất lượng tốt hiệu suất thu hồi cao nhất, phải sử dụng nước mía qua lọc, tỷ lệ nước dừa bổ sung 30%, hỗn hợp pha loãng 8oBx trước bổ sung dung dịch đậu nành với tỷ lệ 10%, pH ban đầu 4,2 Khả áp dụng vào sản xuất lớn nênchúng tiến hành hoạch định tối ưu hóa môi trường có thành phần trên, với yếu khảo sát là: pH, tỷ lệ nước dừa bổ sung, tỷ lệ dung dịch đậu nành bổ sung Các biến độc lập chọn là: x1: tỷ lệ nước dừa bổ sung, % x2: tỷ lệ dung dịch đậu nành bổ sung, % x3: giá trị pH ban đầu y: hiệu suất thu hồi thạch, % Bảng 3.56 Các mức yếu tố Mức Mức sở Khoảng biến thiên Mức Mức x1 30 35 25 Các yếu tố x2 10 2,5 12,5 9,75 x3 4,2 0,05 4,25 4,15 Phương trình hồi quy tuyến tính có dạng Y = bo + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b13x1x3 + b23x2x3 Ma trận thực nghiệm TYT 23 Bảng 3.57 Ma trận qui hoạch thực nghiệm STT xo + + + + + + + + x1 + + + + - x2 + + + + x3 + + + + - x1 x2 + + + + - x1x3 + + + + x2x3 + + + + - y,% 61,03 69,07 68,97 71,75 79,48 70,72 69,59 85,88 Để xác định phương sai tái sth2 tiến hành làm thêm thí nghiệm tâm phương án kết nhận bảng sau Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 86 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Bảng 3.58 kết tâm phương án STT yu0 yu* yu0-yu* 73,33 72,3 74,2 73,5 -1,03 0,87 0,17 Phương sai tái tính theo công thức S th2 = ( no o y − y uo ∑ no − u =1 ) (yu0-yu*)2 1,061 0,757 = 0,92 Các hệ số phương trình hồi qui tính theo công thức bo = N bj = b jl = b1 = -2,29 b12 = -2 N N ∑y i =1 N = 72,06 i N ∑x i =1 ji yi ∑ (x x ) y N j i =1 l i i b2 = 2,47 b13 = -0,41 b3 = -4,36 b23 = -3,97 Kiểm định ý nghóa hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn t tj = S bj = t1= 6,74 t2= 7,26 t3= 21,65 bj S bj s th2 N t12= 5,88 t13= 1,21 t23= 11,15 t0,05(2) = 4,3 Tra bảng tp(f) với p= 0,05 ; f=2 Các t1, t2, t3, t12, t23> t0,05(2) Do phương trình hồi qui có dạng Y = bo + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b13x1x3 + b23x2x3 Kiểm tra tương thích phương trình hồi qui với thực nghiệm, ta dùng tiêu chuẩn Fisher Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 87 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Bảng 3.59 Các số liệu dùng để tính Stt2 STT yi Yi 61,03 69,07 68,97 71,75 79,48 70,72 69,59 85,88 S tt2 = 62,09 69,31 68,73 70,67 78,39 70,45 69,87 86,97 yi - Yi -1,06 -0,24 0,24 1,08 1,09 0,27 -0,28 -1,09 (yi - Yi)2 1,124 0.058 0,058 1,166 1,188 0,073 0,078 1,188 N ( y i − Yi )2 = 2.467 ∑ N − L i =1 F= stt2 = 2.68 s th2 Tra baûng F1-p(f1,f2); p = 0,05; f1 = 2; f2 = 2, ta F0,95(2,2) = 19,2 F < F0,95(2,2), phương trình tương thích với thực nghiệm Tối ưu hóa thực đường dốc nhất, điểm 0, mức sở x1 = 30 ; x2 = 10 ; x3 = 4,2 Chọn bước chuyển động yếu tố x2 0,25 Các bước chuyển động yếu tố x1 x3 tính sau δ1 = b1 Δ = −0,463 b2 Δ δ3 = b3 Δ = −0,0088 b2 Δ Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 88 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Bảng 3.60 Kết tối ưu hóa Tên Mức sở Hệ số bj Khoảng biến thiên (Δj) bj x Δj Bước δj bước làm tròn Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm x1 30 -2,29 -11,45 -0,463 -0,5 29,5 29,0 28,5 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0 x2 10 2,47 2,5 6,175 0,25 0,25 10,25 10,50 10,75 11,00 11,25 11,50 11,75 12,00 x3 4.2 -4,36 0,05 -2,18 -0,0088 -0,01 4,19 4,18 4,17 4,16 4,15 4,14 4,13 4,12 Y 76,82 78,85 79,08 80,97 80,23 78,29 Qua phương pháp qui hoạch thực nghiệm, ta rút kết luận sau: Trong môi trường sản xuất có thành phần bổ sung 27% nước dừa, 11,5% dung dịch đậu nành, pH ban đầu 4,14 hiệu suất thu hồi đạt giá trị tối ưu 80,97% Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 89 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 3.4 Khảo sát thành phần cấu trúc thạch dừa 3.4.1 Xác định hàm ẩm thạch dừa Thạch dừa mạng Polyme sinh học, có khả giữ nước lớn Miếng thạch dừa sau sấy 90oC mỏng tờ giấy, bề mặt láng bóng dai Kết xác định hàm ẩm thạch dừa 98,7% Điều thể rõ chất háo nước mạng thạch dừa Như vậy, chuỗi Polyme mạng thạch dừa chứa nhóm OH, dễ dàng tạo liên kết Hydro với nước 3.4.2 Cấu trúc mạng Polysaccharide thạch dừa Thạch dừa thô thường có dạng miếng dày, bề mặt láng mịn, cấu trúc dai Theo nhiều tài liệu công bố chất thạch dừa Hemicellulose thành phần có thực vật rơm rạ, vỏ trấu hay phần vỏ lụa lõi Thường dạng này, Hemicellulose có dạng bó sợi xếp song song Cellulose Để khảo sát cấu trúc mạng Polysaccharide thạch dừa, tiến hành cắt lát mỏng theo hai hướng dọc ngang quan sát kính hiển vi Thu kết sau Hình 3.48 Mạng thạch dừa cắt dọc Hình 3.49 Mạng thạch dừa cắt ngang Kết chụp từ kính hiển vi cho thấy: thạch dừa có cấu trúc mạng chuỗi Polysaccharide, chúng xếp không trật tự, không theo quy luật, chúng đan xen vào chằng chịt theo phía Do trình lên men, vi khuẩn Acetobacter chuyển động hỗn loạn không theo quy luật Đó nguyên nhân tạo nên tính dai theo phía miếng thạch Bên cạnh mạng luôn ngậm lượng nước đáng kể (98,7%), chứng tỏ thạch dừa có chất mạng chuỗi Polysaccharide Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 90 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 3.4.3 Khảo sát trình thủy phân thạch dừa Để nhận dạng Monome chuỗi Polysaccharide thạch dừa phương pháp hóa học hay hóa lý phải có dịch thủy phân chứa Monosaccharide từ Polysaccharide thạch dừa để làm nguyên liệu phân tích 3.4.3.1 Khảo sát trình thủy phân thạch dừa NaOH Chúng tiến hành thủy phân thạch dừa với tác nhân NaOH theo sơ đồ: Hình 3.50 Sơ đồ thủy phân thạch dừa NaOH Nguyên liệu nghiên cứu Xay Cân Làm 50% nước Thủy phân NaOH Cân Rửa Kiểm tra đường khử theo t/g Sấy khô Kết luận Cân Sau thủy phân thạch dừa với tác nhân NaOH, nhận thấy miếng thạch dừa bị co lại, khối lượng giảm đáng kể dai, cứng Từ kết thu được, ta nhận thấy dùng dung dịch NaOH 30% làm tác nhân thủy phân điều kiện định NaOH có khả tách nước thạch dừa làm biến đổi cấu trúc mạng Polysaccharide thạch dừa Nhưng thủy phân không hoàn toàn cho phần bã không tan sau thủy phân Do cần kết hợp với tác nhân khác kết tốt Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 91 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 3.4.3.2 Khảo sát trình thủy phân thạch dừa H2SO4 Thủy phân thạch dừa thô với tác nhân H2SO4 điều kiện nồng độ H2SO4 60-90%, thời gian 10-120 phút Do môi trường có nồng độ acid cao Khi chuỗi Polysaccharide mạng cắt đứt Monosaccharide bên giải phóng bị biến tính Kết cho thấy, dùng acid H2SO4 với nồng độ 70, 80, 90% để thủy phân thạch dừa thành Monosaccharide Tuy nhiên, để có mẫu có thành phần mong muốn khó khăn, theo kết thử đường khử diện đường khử mẫu không ổn định 3.4.3.3 Kết hợp tác nhân thủy phân NaOH H2SO4 Thạch dừa sau thủy phân NaOH 30% lại bã rắn đem rửa tiếp tục thủy phân môi trường H2SO4 nồng độ 70% Hiệu suất thủy phân tác nhân H2SO4 khảo sát theo thời gian Hình 3.51 Sơ đồ thủy phân thạch thô cách kết hợp giai đoạn thủy phân tác nhân NaOH 30% tác nhân H2SO4 70% Nguyên liệu nghiên cứu Sấy Xay Cắt nhuyễn Tách nước Ngâm NaOH 30% Nước Rửa Thủy phân H2SO4 NaOH Trung hòa Loại Ion Dịch phân tích Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 92 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Từ kết thu được, dựng đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ tác nhân thủy phân H2SO4 đến hiệu suất thủy phân sau Hình 3.52 Hiệu suất thủy phân với tác nhân H2SO4 70 vaø 80% Hieu suat thuy phan Nong 70% Nong 80% Nong 80% Nong 70% 80 70 60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 120 Thoi gian, phut Từ kết thu được, kết luận rằng: thủy phân giai đoạn hai tác nhân NaOH H2SO4 dịch thủy phân có chất lượng ổn định, hiệu suất cao nồng độ tác chất H2SO4 70% 3.4.4 Nhận danh Monosaccharide thạch dừa Các Monosaccharide đun lâu với Fenylhydrazin, Dimitrofenylhydrazin chất khác acid Acetic, trước hết tạo nên Hydrazon, sau Ozazon Các Ozazon Saccharide khác đặc trưng hình dạng tinh thể, xắp xếp nhóm Aldose, Ketose Hydroxyl phân tử Sửû dụng tính chất để phân biệt nhận biết chúng so với chất chuẩn Các Ozazon thường có màu vàng, tan nước, dễ kết tinh điều kiện thường có điểm nóng chảy không rõ ràng Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 93 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Hình 3.53 Phương pháp so sánh tinh thể Ozazone Dịch thủy phân Acetic Phenylhydrazin Acid hóa Tạo Ozazone Để nguội So sánh nhận dạng tinh thể Kết luận Các hình ảnh thu quan sát Osazone thu từ dịch phân tích kính hiển vi có độ phóng đại 1: 1000 sau Hình 3.54 Tinh thể Ozazone thu từ dịch phân tích có nồng độ thấp Hình 3.55 Tinh thể Ozazone thu từ dịch phân tích có nồng độ cao Hình ảnh thu từ kính hiển vi quan sát Ozazone từ dịch phân tích cho thấy Monosaccharide mạng Polysaccharide thạch dừa đường Sorbose, tìm thấy dạng tinh thể khác Có thể có mặt số Monosaccharide khác tỷ lệ thấp bị tinh thể Sorbosazone lấn át Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 94 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào ™ Kết luận: Thạch dừa có chất mạng Polysaccharide xắp xếp hỗn loạn không theo trật tự nên thạch dừa trở nên dai theo phía, có khả giữ nước lớn, đến 99% Thành phần monosaccharide thạch dừa đường Socbose nằm dạng L-socbose, thường chứa vi khuẩn lên men dịch Sorbus L có công thức là: CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2OH Để thu dịch thủy phân có chất lượng ổn định từ thạch dừa, phải dùng NaOH 30% trước tiếp tục thủy phân H2SO4 70-80% Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 95 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Phần KẾT LUẬN Với đề tài giao, sau thời gian nghiên cứu, rút số kết luận sau: Từ mẫu vật thu thập, phân lập chủng vi khuẩn Acetobacter A3 thích hợp cho trình sản xuất thạch Môi trường thích hợp để nuôi cấy vi khuẩn môi trường DA, có nguồn gốc nước dừa với pH ban đầu thích hợp 4,2 Để tận dụng nguồn phế liệu từ nhà máy sản xuất dứa đóng hộp, bước đầu sử dụng chủng vi khuẩn phân lập để tiến hành lên men hỗn hợp nguyên liệu, mà đó, thành phần nước dứa chiếm đến 70% thể tích Sản phẩm thạch thô thu từ hỗn hợp nguyên liệu có chất lượng không thua sản phẩm thạch dừa truyền thống Hiệu suất thu hồi thạch đạt tối đa khoảng 75%, để đạt hiệu suất này, muối SA & DAP, phải bổ sung thêm nguồn nitơ thực vật vài chất dinh dưỡng khác Ngoài nguyên liệu truyền thống nước dừa già, sử dụng nước mía để thay nước dừa già làm nguyên liệu sản xuất thạch có chất lượng đạt yêu cầu, hiệu suất thu hồi đạt đến 81% Vi khuẩn Acetobacter A3 sử dụng nguồn Glucid có nước mía triệt để cung cấp đủ chất kích thích sinh trưởng cần thiết nguồn nitơ hữu cơ… Chúng ta sử dụng nguồn nitơ động vật để bổ sung vào môi trường lên men, mà sử dụng nguồn nitơ thực vật nguồn nitơ vi sinh vật Để tận dụng tối đa nguồn chất có môi trường, nên pha loãng môi trường lên men nồng độ chất khô ban đầu 8oBx trước bổ sung thành phần khác Các sản phẩm thạch thu từ nguyên liệu có thành phần nước dứa nước mía đem đánh giá tiêu vi sinh Viện Pasteur cho kết tốt, đảm bảo an toàn cho ngøi tiêu dùng Dựa vào kết thí nghiệm, kết luận rằng, thạch dừa có chất Hemicellulose chứa đến 98,7% khối lượng nước Các Monosaccharide yếu mạng thạch dừa đường L-Sorbose Để dịch thủy phân thạch dừa đạt chất lượng, phải kết hợp tác nhân thủy phân NaOH 30% H2SO4 70% thời gian thích hợp Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Trang 96 Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỖ NGỌC AN, Cây ăn Nhiệt Đới, NXB KHKT, 1996 NGUYỄN CẢNH, Qui hoạch thực nghiệm, ĐHBK Tp HCM, 1993 NGUYỄN CHÚC & NGUYỄN ĐỨC LƯNG, Thực tập vi sinh vật học, ĐHBK Tp HCM, 1992 NGUYỄN THÀNH CHÂN, Các phương pháp Sinh Hóa đại NGUYỄN VĂN CỐNG, Đời sống dứa, NXB KHKT, 1962 LÊ SONG DƯ & PHẠM THỊ Q NHƯ, Cây mía kỹ thuật trồng, NXB Nông Nghiệp, 1977 LÊ SONG DƯ & NGUYỄN THỊ Q MÙI, Cây mía, NXB NN, 1977 NGUYỄN LÂN DŨNG cộng sự, Một số phương pháp vi sinh vật học, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1976 HOÀNG VĂN ĐỨC, Mía Đường, NXB Nông Nghiệp, 1982 10 NGUYỄN ĐỨC LƯNG, Công nghệ vi sinh vật, ĐHBK Tp HCM, 1996 11 PHẠM HOÀNG HỘ, Nghiên cứu tổng hợp dừa, NXB Giáo dục, 1970 12 NGUYỄN XÍCH LIÊN, Các phụ gia sử dụng thực phẩm, ĐHBK Tp HCM, 1999 13 NGÔ THỊ HỒNG NHƯ, Kiểm Nghiệm Thực Phẩm Phương Pháp Cảm Quan, NXB KHKT, 1989 14 NGUYỄN VĂN SỔ & BÙI THỊ NHƯ THUẬN, Kiểm Nghiệm Lương Thực Thực Phẩm, NXB Nông Nghiệp, 1987 15 NGUYỄN NGỌC TÚ tác giả, Hóa sinh học công nghiệp, NXB ĐH & THCN, 1987 16 ĐÀO HỮU VINH, Các phương pháp Sắc Ký 17 Thí Nghiệm Hoá Sinh, Khoa Công nghệ Hóa học Dầu khí, ÑHBK Tp HCM, 1994 18 VOGEL, Practical Organic Chemistry 19 Methods in CarbonHydrate Chemistry 20 Structural Analysis of Polysaccharide Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào 21 Cơ sở vi sinh ngành công nghiệp lên men, Bộ môn Công nghiệp lên men, Trường ĐH Công Nghiệp nhẹ, 1974 22 ĐỒNG THỊ THANH THU, Hóa sinh ứng dụng, Tủ sách ĐH KNTN, 1996 23 Báo cáo năm 1988, Bộ môn hóa chế biến, Viện dầu có dầu, 1988 24 Tạp chí viện dầu có dầu số 5, Thông tin Khoa học kỹ thuật, 1984 25 PHAN GIA TÂN, Cây Dứa Kỹ Thuật Trồng Dứa Miền Nam, NXB Tp.HCM 26 TRẦN THẾ TỤC, Kỹ Thuật Trồng Dứa, NXB Nông Nghiệp, 1996 27 BÙI QUANG VINH, Phân Tích Quản Lý Hóa Học Mía Đường, NXB Nông Nghiệp, 1998 28 TRẦN THÙY, Kỹ thuật trồng mía, NXB Nông Nghiệp, 1996 29 NGUYỄN TIẾN THẮNG & NGUYỄN ĐÌNH HUYÊN, Giáo trình sinh hóa đại, NXB GD, 1998 30 Tạp chí khoa học phổ thông, số 22, 1999 31 Thế giới mới, số 22, 1994 32 Thời báo kinh tế Sài Gòn, số 92, 1994 33 Cùng số tài liệu khác thông tin Internet Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang Luận án Cao học Hướng dẫn: TS Đống Thị Anh Đào Tóm tắc lý lịch trích ngang: Họ tên: Phan Tiến Mỹ Quang Ngày, tháng, năm sinh:25/08/76 Nơi sinh: Tiền Giang Địa liên lạc: 12/1 Tân Hiệp, Châu Thành, Tiền Giang Quá trình đào tạo: 1994-1999 1999-2002 Quá trình công tác: 1999-2000 Bộ Môn Thực Phẩm, Ngành CN Hóa Học & Dầu Khí, Trường ĐH Bách Khoa Tp HCM Cao Học Ngành CN Thực Phẩm, Phòng Quản Lý Khoa Học - Sau Đại Học, Trường ĐH Bách Khoa Tp HCM Trường Cao Đẳng Cộng Đồng, Tiền Giang 2000-2001 Trung Tâm Công Nghệ Chế Biến & Sinh Học Thủy Sản, Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản II 2001-2002 Học viên cao học ngành CN Thực Phẩm, Trường ĐH Bách Khoa Tp HCM Thực hiện: Phan Tiến Mỹ Quang ... nh hưởng nguồn nguyên liệu đến suất chất lượng thạch sản xuất thạch dừa II o o o o o o o o NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân lập chọn chủng vi sinh vật cho trình sản xuất thạch dừa Khảo sát ảnh hưởng. .. chất lượng suất, đáp ứng tình biến động nguồn nguyên liệu sản xuất tương lai Chúng thực luận văn cao học với đề tài: “nh hưởng nguồn nguyên liệu đến suất chất lượng thạch sản xuất thạch dừa”... trình sản xuất thạch Phần NGUYÊN LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Nguồn nguyên liệu từ nước dừa 2.1.2 Nguồn nguyên liệu từ nước mía 2.1.3 Nguồn nguyên liệu từ nước dứa 2.1.4 Nguồn