ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ TRÁI XOÀI MANGIFERA INDICA Trình độ đào tạo: Đại học chính quy Ngành: Công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS. Đặng Thu Thủy Vũng Tàu, năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ và tên: Viện: Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển Khóa: 2013 – 2017 Ngành: Công nghệ thực phẩm Đề tài đồ án Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài Mangifera Indica Nội dung các phần thuyết minh Mở đầu Chương 1. Tổng quan tài liệu Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả và thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Giảng viên hướng dẫn TS. Đặng Thu Thủy Ngày giao đề tài đồ án 02/03/2017 Ngày hoàn thành đề tài đồ án 25/06/2017 TRƯỞNG NGÀNH CNTP Vũng Tàu, ngày 26 tháng 06 năm 2017 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Đặng Thị Hà Đặng Thu Thủy Đồ án đính kèm theo đây, với tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài Mangifera Indica” do Đậu Thị Như thực hiện và đồ án đã được hội đồng chấm đồ án thông qua. Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 2017 Sinh viên thực hiện GV phản biện GV hướng dẫn Chu Thị Hà Đặng Thu Thủy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng tất cả những kết quả nghiên cứu được nêu trong đồ án này là do tôi thực hiện, các ý tưởng tham khảo và những kết quả trích dẫn từ các công trình khác đều được nêu rõ trong đồ án. Vũng Tàu, ngày 25 tháng 06 năm 2017 Sinh viên LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đặng Thu Thủy đã nhiệt tình hướng dẫn, định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án. Ban giám hiệu nhà trường, Ban lãnh đạo khoa, quý Thầy, Cô đã quan tâm giúp đỡ, cố vấn giúp tôi hoàn thành đề tài này. Chuyên viên Nguyễn Văn Tới, các cán bộ chuyên viên phòng thí nghiệm, đã tạo điều kiện tốt nhất về trang thiết bị hỗ trợ trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Trong quá trình làm đề tài và hoàn thành bài báo cáo này, tôi không thể tránh khỏi các sai sót và khuyết điểm, kính mong nhận được sự góp ý của quý Thầy, Cô để tôi có thể hoàn thiện đề tài tốt hơn. Vũng Tàu, ngày 25 tháng 06 năm 2017 Sinh viên MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 Đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của trái xoài 4 1.1.1 Đặc điểm sinh học của cây xoài 4 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng của trái xoài 6 1.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae trong sản xuất nước uống lên men 8 1.2.1 Gốc sinh học của nấm men Saccharomyces cerevisiae 9 1.2.2 Đặc điểm hình thái, sinh lí học của nấm men Saccharomyces cerevisiae 9 1.2.3 Ứng dụng của nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men 13 1.2.3.1 Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men 13 1.2.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 15 1.2.3.3 Sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men các sản phẩm khác nhau. 16 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.2 Bố trí thí nghiệm 19 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Phương pháp vi sinh 21 2.3.1.1 Tăng sinh tế bào nấm men 21 2.3.1.2 Xác định mật độ tế bào 21 2.3.2 Phương pháp hóa sinh 22 2.3.2.1 Xác định hàm lượng axit tổng 22 2.3.2.2 Xác định nồng độ Brix 23 2.3.2.3 Xác định hàm lượng cồn 23 i 2.3.2.4 Xác định pH ...................................................................................................... 23 2.3.2.5 Xác định độ nhớt .............................................................................................. 24 2.3.3 Phương pháp cảm quan ....................................................................................... 24 2.3.4 Phương pháp thống kê ứng dụng và xử lí số liệu ................................................ 26 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 27 3.1 Đường cong sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiae ....................................... 27 3.2 Các chỉ tiêu hóa lý của dịch xoài ........................................................................... 29 3.2.1 Nồng độ Brix ....................................................................................................... 29 3.2.2 pH ban đầu của dịch ép ....................................................................................... 29 3.2.3 Axit tổng của dịch xoài ........................................................................................ 30 3.2.4 Độ nhớt của dịch xoài .......................................................................................... 30 3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng enzyme pectinase bổ sung ........................................ 30 3.4 Sự ảnh hưởng của nồng độ Brix đến quá trình lên men ......................................... 33 3.5 Sự ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men ......................................................... 36 3.6 Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men giống bổ sung tới quá trình lên men ................. 39 3.7 Sự ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm ............................. 42 3.8 Quy trình sản xuất nước uống lên men từ xoài ...................................................... 45 3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước xoài lên men ................................................ 48 3.9.1 Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm nước xoài lên men ................................................. 48 3.9.2 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nước xoài lên men ............................................... 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 52 PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 54 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại khoa học xoài 4 Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100g xoài (tính cho phần ăn được) 8 Bảng 1.3: Thành phần hóa học của nấm men 12 Bảng 2.1: Bảng điểm về mùi của sản phẩm nước uống lên men từ xoài 25 Bảng 2.2: Bảng điểm về vị của sản phẩm nước uống lên men từ xoài. 26 Bảng 2.3: Bảng điểm độ trong, màu sắc của nước uống lên men từ xoài 26 Bảng 3.1: Mật độ tế bào S. cerevisiae 27 Bảng 3.2: Nồng độ chất khô ban đầu của dịch ép xoài 29 Bảng 3.3: pH ban đầu của dịch ép xoài 29 Bảng 3.4: Axit tổng của dịch xoài 30 Bảng 3.5: Độ nhớt của dịch xoài 30 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme tới hiệu suất ép dịch 31 Bảng 3.7: Chỉ tiêu cảm quan của dịch xoài sau khi lọc 32 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của hàm lượng đường (oBx) tới nồng độ cồn sau lên men 33 Bảng 3.9: Sự thay đổi của hàm lượng đường sau thời gian lên 34 Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan của nước xoài lên men ở Bx khác nhau 35 Bảng 3.11: Chỉ tiêu cảm quan của nước xoài lên men ở pH khác nhau 37 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của pH tới độ cồn sau lên men 37 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của pH tới hàm lượng đường còn lại 38 Bảng 3.14: Chỉ tiêu cảm quan của nước xoài lên men với tỷ lệ bổ sung giống khác nhau 39 Bảng 3.15: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men tới độ cồn sau lên men 40 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men tới hàm lượng đường còn lại 41 Bảng 3.17: Chỉ tiêu cảm quan của nước xoài lên men sau thời điểm khác nhau 42 Bảng 3.18: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới độ cồn sau lên men 43 Bảng 3.19: Ảnh hưởng của thời gian lên men tới hàm lượng đường còn lại 44 Bảng 3.20: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm nước uống lên men từ trái xoài 48 Bảng 3.21: Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm nước uống lên men từ xoài 49 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình thái cây xoài 5 Hình 1.2: Hình thái quả xoài 5 Hình 1.3: Tế bào S. cerevisiae 10 Hình 1.4: Cấu tạo tế bào S. cerevisiae 10 Hình 1.5: Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men 14 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 20 Hình 2.2: Kính hiển vi 21 Hình 2.3: Buồng đếm hồng cầu 21 Hình 2.4 Nhớt kế Ostwald 24 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của S. cerevisiae. 28 Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của enzyme pectinase đến lượng dịch ép. 31 Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ Bx đến độ cồn sau lên men. 34 Hình 3.4: Sự biến đổi của hàm lượng đường trong quá trình lên men. 35 Hình 3.5: Biều đồ thể hiện sự ảnh hưởng của pH đến độ cồn của nước xoài lên men. 37 Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến nồng độ Brix của nước xoài lên men. 38 Hình 3.7: Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men giống bổ sung đến độ cồn của nước xoài lên men. 40 Hình 3.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến hàm lượng đường còn lại. 41 Hình 3.9: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ cồn của nước xoài lên men. 43 Hình 3.10: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến oBx của nước xoài lên men. 44 Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 46 Hình 3.12: Sản phẩm nước uống lên men từ trái xoài 49 iv Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP MỞ ĐẦU Xoài là cây ăn quả nhiệt đới được trồng ở hơn 90 nước trên thế giới với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu ha. Xoài được ưa chuộng, với lượng tiêu thụ nhiều thứ hai trong các loại hoa quả, chỉ đứng sau chuối. Sản lượng xoài toàn cầu đã tăng gấp hai chỉ trong vòng 10 năm từ năm 2001 tới 2010. Năm 2014, sản lượng xoài đạt khoảng 28,8 triệu tấn, chiếm 35 % sản lượng quả nhiệt đới toàn cầu, trong đó khoảng 69 % tổng sản lượng đến từ châu Á – Thái Bình Dương (Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan, Philippin và Thái Lan), 14 % ở Mỹ Latinh và Caribe (Brazil và Mexico) và 9 % ở châu Phi. Theo tổ chức lương nông (FAO) nhập khẩu xoài tăng 1,4 % năm 2014 đạt 844,246 tấn. Những nước có nhu cầu lớn nhất thế giới đối với xoài là Mỹ và Liên minh Châu Âu (EU). Nhập khẩu xoài vào EU tăng khoảng 2,5 %/năm đạt 223,662 tấn năm 2014. Điều này chứng minh rằng, trên thế giới, xoài là một loại trái cây rất được ưa chuộng [26]. Xoài là loại cây được trồng phổ biến ở Việt Nam với 59/63 tỉnh thành, có diện tích trồng trên 100 ngàn ha. Tổng diện tích xoài cả nước năm 2010 là 87,500 ha với sản lượng xoài đạt 574,000 tấn. Đồng bằng sông Cửu Long là vùng trồng xoài lớn nhất cả nước với 43,100 ha chiếm trên 49 % so với diện tích cả nước, kế đến là vùng Đông Nam Bộ với 21,500 ha. Hiện nay Việt Nam đứng thứ 13 về sản xuất xoài trên thế giới nhưng xuất khẩu xoài thì số lượng quá ít và nằm ngoài top 10 nước xuất khẩu xoài. Do việc sản xuất và tiêu thụ xoài của người nông dân vẫn gặp khó khăn do còn hạn chế trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến, bảo quản, chưa có doanh nghiệp mạnh chuyên về kinh doanh xoài, sản xuất nhỏ lẻ, diện tích ứng dụng công nghệ còn thấp. Do vậy, nước ta chưa tận dụng hết được nguồn xoài tươi khi mà sản lượng xoài ngày càng tăng nhưng tính kinh tế chưa cao. Chúng ta hầu hết đều nhận ra tầm quan trọng của các loại trái cây và giá trị dinh dưỡng của chúng đối với cơ thể, trái cây chứa rất nhiều các loại vitamin như vitamin A, vitamin B, vitamin C, acid citric, acid folic và các dưỡng chất thiết yếu khác giúp ngăn ngừa bệnh tiểu đường, cholesterol, bệnh tim mạch, béo phì và huyết áp. Trái cây là sự kết hợp phức tạp của các khoáng chất, chất chống oxy hóa, vitamin, hóa chất thực vật thiên nhiên và cung cấp nhiều lợi ích mà chúng ta không thể có được từ bất kì GVHD: TS. Đặng Thu Thủy 1 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP loại thực phẩm nào khác. Bởi vậy, bằng cách nào đó, chúng ta cũng cần phải bổ sung những nguồn dinh dưỡng từ trái cây này. Ở miền nam nước ta, khí hậu nhiệt đới ẩm, rất thuận lợi cho cây trái phát triển quanh năm, đa dạng chủng loại. Vào mùa, các loại trái cây rất nhiều dẫn đến giá thành rẻ, làm ảnh hưởng đến thu nhập của người dân. Khí hậu nhiệt đới ẩm rất phù hợp cho cây trái phát triển nhưng bên cạnh đó, với điều kiện khí hậu này cũng gây nhiều khó khăn cho việc bảo quản trái cây tươi. Trái cây dễ bị thối, hỏng do khi thu hoạch và vận chuyển nên làm giảm phẩm chất ban đầu của trái cây. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp Việt Nam, trung bình mỗi năm, Việt Nam bị tổn thất sau thu hoạch đối với rau quả là 10 – 30 %. Do đó, việc bảo quản trái cây sau thu hoạch là một việc làm rất cấp thiết. Hiện nay, ngoài vấn đề sử dụng các công nghệ tiên tiến để bảo vệ trái cây thì chế biến trái cây cũng là một phương pháp để giữ được những giá trị dinh dưỡng, nâng cao giá trị kinh tế của trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng. Đồng thời tạo ra một ngành sản xuất mới góp phần tạo việc làm và tăng thu nhập cho người dân. Trái xoài là một loại quả có vỏ mỏng nên rất khó bảo quản và vận chuyển. Để bảo quản xoài tốt mà vẫn giữ được phần lớn các chất dinh dưỡng có trong nó thì hiện nay có rất nhiều sản phẩm được chế biến như là: Mứt xoài miếng, nước xoài đường, rượu vang xoài ... Tuy nhiên, xoài là một loại quả khá phù hợp để chế biến nước uống lên men, trong xoài có nhiều vitamin A, C, hàm lượng đường khá lớn 10 – 15 %. Nước uống lên men từ quả xoài là một sản phẩm rất phù hợp với khí hậu nắng nóng ở miền nam nước ta. Bởi vậy, việc lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài Mangifera Indica” là cần thiết. Mục tiêu đề tài là nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước xoài lên men có sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Từ đó đề xuất quy trình hoàn chỉnh sản xuất loại nước uống trên. Để đạt được mục tiêu trên, trong khuôn khổ của đề tài cần thực hiện những nội dung như sau: Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch xoài: Brix, pH, acid tổng, độ nhớt; Khảo sát tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung để trích ly dịch xoài; Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến chất lượng nước uống lên men: GVHD: TS. Đặng Thu Thủy 2 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP Ảnh hưởng của pH; Ảnh hưởng của hàm lượng đường; Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men; Ảnh hưởng của thời gian lên men. Đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái Mangifera Indica; Đánh giá chất lượng sản phẩm.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Để xây dựng được quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài, trong khuôn khổ đề tài sử dụng:
Xoài cát chín, có nguồn gốc từ Đồng Nai, được thu mua tại chợ Rạch Dừa, nổi bật với màu vàng ươm và hình bầu dục, đảm bảo không bị dập nát.
Nấm men sử dụng trong nghiên cứu là Saccharomyces cerevisiae, thuộc nhóm nấm men nổi, được bảo quản trong ống nghiệm và đang ở dạng tiềm sinh trên môi trường thạch nghiêng Nguồn cung cấp nấm men này đến từ phòng vi sinh thuộc Trường Đại học Bà Rịa.
Bố trí thí nghiệm
Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Vi sinh, Viện Kỹ thuật - Kinh tế biển, trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu Thí nghiệm diễn ra từ ngày 15/3/2017 đến 31/5/2017, như thể hiện trong hình 2.1.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 19 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
Cặn, men Đánh giá chất lượng cảm quan,
Làm sạch, bỏ vỏ, hạt Xay nhỏ
Dịch xoài Ủ enzyme (3 giờ ở 40 oC)
Lọc trong Điều chỉnh dịch lên men
- Kiểm tra oBx, pH, acid tổng, độ nhớt.
- Khảo sát tỉ lệ enzyme (0 ml, 1 ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml)
Khảo sát sự ảnh hưởng của Bx:
Khảo sát sự ảnh hưởng của pH 3,6;
Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ men 1%, 1,5%; 2%;
Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian 48h, 60h, 72h, 84h
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1.1 Tăng sinh tế bào nấm men
Nấm men được tăng sinh qua hai cấp độ: cấp 1 và cấp 2 Để thực hiện tăng sinh cấp 1, người ta sử dụng que cấy để lấy một ít khuẩn lạc cho vào bình tam giác chứa 150ml môi trường Sabouraud lỏng, sau đó đậy kín và đặt trên máy lắc ngang với tốc độ 120 vòng/phút Quá trình này được thực hiện bên ngọn lửa đèn cồn để tránh tạp nhiễm vi sinh vật lạ Sau 24 giờ tăng sinh cấp 1, nấm men sẽ được chuyển sang tăng sinh cấp 2.
Sau khi thực hiện tăng sinh cấp 1, sử dụng pipetman để hút chính xác 3ml (2%) dịch tăng sinh và chuyển vào bình tam giác chứa 150ml môi trường bán dịch xoài Môi trường này bao gồm 0,5 l môi trường Sabouraud và 0,5 l dịch xoài, với pH từ 4,0 đến 4,5 Sau khoảng thời gian 24 – 30 giờ của quá trình tăng sinh cấp 2, tiến hành lên men.
2.3.1.2 Xác định mật độ tế bào
Tế bào được xác định mật độ bằng phương pháp đếm dưới kính hiển vi (hình 2.2) và sử dụng buồng đếm hồng cầu (hình 2.3).
Hình 2.2: Kính hiển vi Hình 2.3 : Buồng đếm hồng cầu
Sử dụng micropipet để hút dung dịch nấm men đã pha loãng và bơm nhẹ vào rãnh của buồng đếm Đặt lame phủ lên khung đếm để dung dịch chảy vào các rãnh, lấp đầy buồng đếm và lame Nếu xuất hiện bọt khí, cần thực hiện lại Đặt buồng đếm lên bàn kẹp của kính hiển vi và cố định bằng kẹp Sử dụng vật kính X10 để điều chỉnh và tìm buồng đếm, sau đó chuyển sang vật kính X40 để đếm tế bào Đếm tế bào trong 5 ô vuông lớn, bao gồm 4 ô ở cạnh và 1 ô ở giữa, theo thứ tự từng ô nhỏ trong ô lớn Trong mỗi ô nhỏ, cần đếm số tế bào nằm hoàn toàn trong ô trước, sau đó đếm tế bào ở cạnh phía trên và cạnh bên phải.
Mật độ tế bào được xác định bằng công thức:
N: số tế bào có trong 1ml mẫu; a: số tế bào trung bình có trong 1 ô nhỏ ( V= 1/ 4000 mm 3 ); 4000: số qui đổi từ 1/ 4000 mm 3 ;
1000: số qui đổi từ 1 mm 3 thành 1 ml (1 ml = 1000 mm 3 ); h: hệ số pha loãng.
2.3.2.1 Xác định hàm lượng axit tổng
Để xác định hàm lượng axit tổng trong dịch xoài (theo acid citric), sử dụng dung dịch kiềm KOH 0,1N để trung hòa các acid có trong mẫu, với phenolphtalein làm chỉ thị màu Quy trình thực hiện bao gồm các bước cụ thể nhằm đảm bảo độ chính xác trong kết quả đo lường.
Chuẩn bị 10ml mẫu và pha loãng với nước cất trung tính theo tỷ lệ 10:5 để xác định điểm chuyển màu Đổ 25ml dung dịch mẫu vào cốc thủy tinh 250ml, sau đó nhỏ vài giọt phenolphtalein Tiến hành chuẩn độ bằng KOH 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền vững Ghi lại thể tích KOH 0,1N đã tiêu tốn.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 22 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
Axit tổng của dịch xoài được xác định bằng công thức: × × ×1000
X a : axit tổng của dịch xoài;
K: hệ số biểu thị số mg axit tương đương trong 1 ml KOH 0,1N Đối với nước giải khát lên men quy về acid citric: K = 0,0064 g/l;
B: số ml KOH 0,1N tiêu tốn để chuẩn độ;
V: thể tích mẫu chuẩn độ.
2.3.2.2 Xác định nồng độ Brix
Để kiểm tra độ Brix trong dịch, sử dụng Brix kế bằng cách khuấy nhẹ dung dịch cần đo, sau đó lấy một giọt và chấm lên mặt kính Đậy nắp kính lại và quan sát độ Brix qua ống kính để đảm bảo độ rõ nét Cuối cùng, rửa sạch kính bằng nước cất và lau khô bằng giấy mềm.
2.3.2.3 Xác định hàm lượng cồn
Sử dụng khúc xạ kế để đo nồng độ cồn trong rượu, đầu tiên lấy 20ml dịch lên men và rót vào bình cầu, sau đó tráng bình bằng 100ml nước cất Kết nối bình với hệ thống chưng cất cồn và tiến hành chưng cất, thu hồi nước ngưng vào bình định mức 50ml cho đến khi đầy ngấn Sau khi nguội, khuấy nhẹ dịch nước ngưng và lấy một giọt để chấm lên mặt kính, sau đó đậy nắp kính lại và quan sát để đọc độ cồn qua ống kính.
Để xác định pH của dịch lên men, sử dụng máy đo pH điện tử trong phòng thí nghiệm vi sinh Đầu tiên, rửa sạch đầu đo và lau khô bằng giấy thấm trước khi nhúng vào dung dịch cần đo Đọc giá trị pH hiển thị trên màn hình Nếu thực hiện nhiều lần đo liên tiếp, hãy đảm bảo làm sạch đầu đo bằng cách nhúng vào nước cất sau mỗi lần đo.
Sử dụng nhớt kế Ostwald để tiến hành xác định độ nhớt của dịch xoài Cách tiến hành như sau:
Trước khi tiến hành thí nghiệm, mẫu thử cần được lắc đều Để tránh nghẽn mao quản của nhớt kế, nếu mẫu có hạt lơ lửng, cần lọc qua rây 75 μm Ngoài ra, nhớt kế phải được sấy nóng ở 100 o C trước khi nạp mẫu.
Để tiến hành thí nghiệm, bạn cần nạp 7ml mẫu vào ống không có mao quản của nhớt kế Sau đó, sử dụng bóp cao su để đẩy mực chất lỏng trong ống không có mao quản qua nhánh ống có mao quản lên trên mức A Tiếp theo, thả cho dung dịch chảy tự nhiên và đồng thời bấm đồng hồ để đo thời gian t (s) mà dung dịch chảy từ mức A đến mức B.
Tính độ nhớt động học υ theo công thức: υ = C.t (2.3)
Trong đó: υ: độ nhớt động học, tính bằng cst hay mm 2 /s.
C: hằng số của nhớt kế, mm2/s2 (C=0,035 mm 2 /s 2 ) t: thời gian chảy, s.
Chất lượng cảm quan sản phẩm được đánh giá bằng phương pháp cảm quan
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 24 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215–79), sử dụng hệ số 20 điểm với thang đánh giá 6 bậc từ 0 đến 5, trong đó điểm 5 là cao nhất Đối với sản phẩm đồ uống có cồn và nước uống lên men, các chỉ tiêu cảm quan quan trọng cần được đánh giá bao gồm độ trong, màu sắc, mùi và vị.
Dưới đây là bảng chuẩn được xây dựng để tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm nước uống lên men từ xoài.
Bảng 2.1: Bảng điểm về mùi của sản phẩm nước uống lên men từ xoài
Bậc Điểm chưa có Hệ số quan Cơ sở đánh giá đánh giá trọng lượng trọng
1 5 Thơm dịu, hài hòa, có mùi xoài đặc trưng, mùi rượu nhẹ, tạo cảm giác rất thích.
2 4 Mùi thơm nhẹ, đặc trưng cho sản phẩm, tương đối hài hòa, tạo cảm giác thích.
3 3 Có mùi thơm của xoài, mùi cồn cao, mùi
1,2 không hài hòa, khó nhận ra mùi.
4 2 Sản phẩm có mùi thơm của xoài, mùi rượu cao, mùi không hài hòa, thoảng mùi lạ.
5 1 Sản phẩm có mùi lạ rõ rệt, nồng, hăng.
6 0 Sản phẩm có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng
Bậc đánh Điểm chưa có Hệ số quan
Cơ sở đánh giá giá trọng lượng trọng
Vị ngọt của đường, của rượu, của glyxerin,
1 5 hài hòa với vị chua nhẹ của axit, vị chát nhẹ của tanin Tạo vị êm dịu, đậm đà, hậu kéo dài.
2 4 Sản phẩm có vị hài hòa, dễ chịu, đặc trưng, hậu vừa phải.
3 3 2,0 Sản phẩm hơi chua, hậu yếu, cho cảm giác không thích.
4 2 Vị chua nổi trội, ít ngọt, đắng.
5 1 Vị chua gắt, đắng mạnh, không ngọt, vị chát, có vị lạ.
6 0 Vị chua rất gắt, đắng gắt, chát gắt, vị lạ của sản phẩm hỏng.
Bảng 2.3: Bảng điểm độ trong, màu sắc của nước uống lên men từ xoài
Bậc đánh Điểm chưa có Hệ số quan
Cơ sở đánh giá giá trọng lượng trọng
1 5 Sản phẩm trong, không vẩn đục, màu vàng đẹp, hấp dẫn, rót chảy lỏng đều.
2 4 Sản phẩm trong, không vẩn đục, màu vàng nhạt, rót chảy lỏng đều.
3 3 Sản phẩm có ít cặn lơ lửng, màu ít đặc
4 2 Sản phẩm hơi đục, màu không đặc trưng.
5 1 Sản phẩm đục, nhiều cặn lơ lửng, màu không đặc trưng.
6 0 Sản phẩm đục, màu tối, sản phẩm bị hỏng.
2.3.4 Phương pháp thống kê ứng dụng và xử lí số liệu
Số liệu được xử lí và vẽ biểu đồ, đồ thị với phần mềm Excel, phần mềm Statgraphics Plus 3.0 for windows.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 26 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Đường cong sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiae Để xác định được thời điểm lấy giống để bổ sung vào dịch lên men, cần xây dựng đường cong sinh trưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae, nhằm có được tế bào nấm men có sức sống mạnh nhất Nấm men được tăng sinh trong môi trường
Sabouraud lỏng được nuôi cấy trên máy lắc ngang ở nhiệt độ phòng trong 96 giờ, với mật độ tế bào được xác định sau mỗi 6 giờ Số lượng tế bào sống và chết được đánh giá bằng dung dịch xanh Metylen Kết quả về sự thay đổi số lượng tế bào nấm men được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.1.
Bảng 3.1: Mật độ tế bào S cerevisiae
Thời gian Tổng số tế bào Số tế bào sống Số tế bào chết
(h) (x10 6 ) tế bào/ml (x10 6 ) tế bào/ml (x10 6 ) tế bào/ml
Tổng số tế bào Số tế bào sống Số tế bào chết
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của S cerevisiae
Giai đoạn thích nghi của tế bào nấm men chỉ diễn ra trong khoảng 12 giờ đầu, sau đó giai đoạn tăng trưởng kéo dài từ 12 đến 48 giờ với mật độ tế bào đạt cực đại là 5x10^8 tế bào/ml Pha cân bằng tiếp tục từ 48 đến 72 giờ.
Trong giai đoạn 72 giờ, quá trình suy vong bắt đầu diễn ra Tại 48 giờ, số lượng tế bào đạt đỉnh điểm, với sự phân đôi đều đặn và quần thể tế bào có trạng thái hóa học và sinh lý tương đồng Nhịp độ sinh trưởng không thay đổi trong giai đoạn này Để thực hiện quá trình lên men, cần thu hoạch tế bào nấm men sau 24 – 30 giờ tăng sinh với mật độ đạt 4,5 x.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 28 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
3.2 Các chỉ tiêu hóa lý của dịch xoài
Sau khi rửa sạch, gọt vỏ và loại bỏ hạt, xoài được xay nhỏ và ép lấy dịch Tiếp theo, nồng độ Brix của dịch xoài được kiểm tra, với ba mẫu thí nghiệm, mỗi mẫu được lặp lại ba lần Kết quả trung bình của các lần lặp lại được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: Nồng độ chất khô tan ban đầu của dịch ép xoài
Nồng độ chất khô ( 0 Bx) 10,33 ± 1,52 11,00 ± 1,00 11,33 ± 1,15
Theo bảng 3.2, nồng độ chất khô tan ban đầu của dịch xoài dao động trong khoảng 10 – 11 o Bx, cho thấy sự khác biệt nồng độ Brix giữa các mẫu xoài là rất nhỏ.
(khoảng 0,5 – 1 o Bx) Như vậy, nguyên liệu xoài được sử dụng để tiến hành nghiên cứu có nồng độ Brix tương đối đồng nhất.
3.2.2 pH ban đầu của dịch ép
Trong quá trình kiểm tra nồng độ Brix ban đầu của dịch xoài, chúng tôi đã chuẩn bị 3 mẫu, mỗi mẫu được lặp lại 3 lần Đồng thời, chúng tôi cũng tiến hành kiểm tra độ pH của dịch ép Kết quả trung bình của các lần lặp lại được trình bày trong bảng 3.3.
Bảng 3.3: pH ban đầu của dịch ép xoài
pH của xoài chín trung bình là 3,61, cho thấy dịch xoài có độ chua nhẹ Sự chênh lệch pH giữa các mẫu chỉ khoảng 0,07 – 0,1, điều này chứng tỏ nguyên liệu rất đồng nhất Với mức pH này, quá trình lên men nước xoài sẽ không cần điều chỉnh nhiều.
3.2.3 Axit tổng của dịch xoài
Sau khi thu dịch xoài, lấy 10 ml dịch pha loãng với hệ số 10 5 , thu được số liệu axit tổng của dịch xoài (theo acit citric) thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.4: Axit tổng của dịch xoài
Hàm lượng axit trung bình trong dịch xoài đạt 0,65, cho thấy xoài có chỉ số axit tổng khá cao so với các loại trái cây khác Để sử dụng xoài làm nguyên liệu cho quá trình lên men nước uống, cần phải trung hòa axit trong dịch xoài.
3.2.4 Độ nhớt của dịch xoài
Dịch xoài được kiểm tra độ nhớt bằng nhớt kế Ostwald Kết quả được thể hiện ở bảng 3.5.
Bảng 3.5: Độ nhớt của dịch xoài
Mẫu 1 2 3 Độ nhớt (cts/s) 1,38 ± 0,01 1,38 ± 0,04 1,33 ± 0,03 Độ nhớt của dịch xoài trung bình là 1,36 cts/s Với những loại nguyên liệu có độ nhớt lớn như thế này thì việc sử dụng enzyme pectinase để tăng hiệu suất thu dịch ép cũng như tăng chất lượng dịch ép là cần thiết.
3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng enzyme pectinase bổ sung
Sau khi thu dịch ép xoài, dịch được ủ với enzyme pectinase ở các tỉ lệ khác nhau trong 3 giờ ở nhiệt độ 40 o C Quá trình này giúp lọc dịch và tính toán hiệu suất thu hồi dịch Kết quả cho thấy lượng dịch ép thay đổi khi ủ với enzyme pectinase, được trình bày chi tiết trong bảng 3.6 và hình 3.2.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 30 Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme tới hiệu suất ép dịch
Lượng enzyme bổ sung (ml) 0 1 2 3 4
Hàm lượng enzyme pectinase bổ sung (ml)
Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của enzyme pectinase đến lượng dịch ép.
Enzyme pectinase hoạt động hiệu quả khi ủ ở 40 oC trong 3 giờ với sự có mặt của ion Ca2+, giúp thủy phân các liên kết glucoside và este của pectin, tạo ra các phân tử mạch ngắn hơn Quá trình này làm giảm độ nhớt, từ đó dễ dàng hơn cho việc ép tách dịch Kết quả đánh giá cảm quan dịch lọc sau khi ủ được trình bày trong bảng 3.7.
GVHD: TS Đặng Thu Thủy 31
Mẫu 1 0 ml Màu dịch ép vàng sậm, đục, nhiều cặn
Mẫu 2 1 ml Màu dịch ép vàng, dịch đục, nhiều tạp chất lơ lửng Mẫu 3 2 ml Màu dịch ép vàng tươi, hơi đục, còn cặn lơ lửng.
Mẫu 4 3 ml Màu dịch ép vàng tươi, đẹp, trong, cặn rất ít Mẫu 5 4 ml Màu dịch ép vàng hơi đậm, hơi trong, ít cặn.
Mẫu đối chứng không sử dụng enzyme pectinase cho thấy màu vàng đục và chứa nhiều cặn Hơn nữa, dịch chiết trung bình thu được rất thấp, với hiệu suất chỉ đạt 75%.
Việc bổ sung 1 ml enzyme pectinase đã làm tăng đáng kể lượng dịch thu được, cao hơn 45 g so với mẫu đối chứng Mặc dù dịch vẫn giữ màu vàng đục, nhưng lượng cặn đã giảm so với mẫu đối chứng Hiệu suất ép dịch đạt 85,71%, cao hơn so với mẫu không có enzyme.
Mẫu bổ sung 2 ml enzyme cho thấy dịch ép thu được tăng lên nhưng không đáng kể, với màu vàng tươi và độ trong cải thiện hơn so với các mẫu trước, mặc dù vẫn còn cặn lơ lửng Hiệu suất thu dịch đạt 87,5 %, chỉ tăng nhẹ so với mẫu có 1 ml enzyme Trong khi đó, mẫu bổ sung 3 ml enzyme pectinase thu được 115 g dịch, tăng rõ rệt so với các mẫu trước, với màu sắc đẹp và độ trong cao, cặn rất ít Điều này chứng tỏ rằng việc bổ sung enzyme làm tăng màu sắc và độ trong dịch Hiệu suất ép dịch đạt 95,83 %, cho thấy hiệu quả rõ rệt khi tăng lượng enzyme.