Bước đầu nghiên cứu sản xuất nước tương lên men
Trang 1CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU HÓA CHẤT VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
1 Nguyên liệu
1.1 Bã đậu phộng
Khô dầu lạc chứa một lượng dầu đáng kể, do đó để tiện lợi cho việc sử dụng và bảo quản, khô dầu cần được xử lý sơ bộ ngay sau khi vừa ép ra
Bánh dầu được nhập từ Ấn Độ và được mua về dạng bánh khoảng 1kg/1 bánh Bánh khô dầu cứng, có màu nâu, mùi đặc trưng của đậu phộng
1.2 Bột mì:
Bột mì mua của nhà máy bột mì Bình Đông, hiệu Thuyền Buồm Đỏ Trạng thái mịn, không vón cục, màu trắng, mùi đặc trưng, hàm lượng protein là 10.5%
1.3 Muối
Sử dụng muối tinh khiết do Trung Quốc sản xuất với độ tinh khiết ≥ 99.5% trong các quá trình nghiên cứu
1.4 Nước
Nguồn nước dùng trong thí nghiệm là nguồn nước thủy cục tại thành phố Hồ Chí Minh, được xử lý bằng phương pháp vi lọc
Trang 21.5 Vi sinh vật
Loài nấm mốc Aspergillus oryzae sử dụng trong luận văn do Phòng thí nghiệm
Công nghệ Thực phẩm 2, bộ môn Công nghệ Thực phẩm cung cấp Nấm mốc được bảo quản theo phương pháp cấy chuyền định kỳ Thời gian giữa 2 lần cấy chuyền liên tiếp là 3 tháng
2 Hoá chất sử dụng
Các hoá chất đã sử dụng trong nghiên cứu gồm: KOH, NaOH, KH2PO4,
Na2HPO4, phenolphthalein, ninhydrin, KIO3, cồn 96o… chúng có xuất xừ từ Trung Quốc
3 Dụng cụ và thiết bị
3.1 Dụng cụ
Các dụng cụ được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm pipet, erlen, buret, becher, ống đong, bình định mức, ống nghiệm, đĩa petri, cốc sứ, đũa thuỷ tinh, que cấy, phễu thuỷ tinh… và một số dụng cụ khác
3.2 Thiết bị
Các thiết bị đã được sử dụng trong nguyên cứu thuộc phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm 2 và phòng thí nghiệm Hóa Sinh, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM:
Khay nuôi là các rổ tre
Máy ly tâm hiệu MIKRO 22R
Máy đo pH hiệu CONSORT C830
Tủ sấy hiệu ECOCELL 111, hãng MEMMERT
Máy khuấy từ hiệu PLABINCO
Bếp điều nhiệt MEMMERT
Máy lắc điều nhiệt hãng GERHARDT
Tủ lạnh
Cân điện tử, cân thường
Trang 3Máy đo màu quang phổ UV- VIS
Máy cất đạm hãng GERHARDT
Nồi hấp tiệt trùng
Máy đo ẩm hồng ngoại
4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
4.1 Nội dung nghiên cứu
4.2 Phương pháp nghiên cứu
3.4.2.1 Phương pháp lấy mẫu
Khảo sát thành phần của bã đậu phộng
Xác định thành phần nguyên liệu, độ ẩm, tỷ lệ mốc cấy và thời gian thích hợp của quá trình nuôi mốc để hoạt tính protease là cao nhất
Xác định tỷ lệ canh trường: nước muối, nồng độ muối, nhiệt độ và thời gian thích hợp của quá trình thuỷ phân protein bằng enzym từ canh trường nấm mốc
Xác định tỉ lệ bổ sung chế phẩm enzyme protease để thúc đẩy quá trình thủy phân protein
Trang 4Trước khi tiến hành phân tích một chỉ tiêu nào thì ta cũng tiến hành trộn đều mẫu Đối với mẫu dạng rắn ta chia thành 4 phần và lấy mẫu ở 2 phần đối diện nhau Đối với mẫu dạng lỏng ta khuấy đều trước khi lấy mẫu
x x
Lấy 2 góc đối diện
Dàn mẫu thành hình vuông
x x
Lấy 2 góc đối diện và tiếp tục phân chia cho đến khi đạt khối lượng cần thiết thì đem cân
3.4.2.2 Khảo sát thành phần của bã đậu phộng
a Xử lý mẫu trước phân tích: bánh dầu mua về dạng bánh cứng nên ta đập nhỏ
và nghiền nguyên liệu thành bột mịn trước khi phân tích
b Khảo sát các thành phần của bã đậu phộng: bao gồm
Độ ẩm
Hàm lượng N tổng
Lipid thô
Xơ thô
Tinh bột Tro
3.4.2.3 Xác định ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến hoạt tính protease
a Yếu tố cố định:
Độ ẩm ban đầu của môi trường
Trang 5Tỷ lệ mốc cấy vào
Nhiệt độ nuôi mốc
Thời gian nuôi mốc
b Giá trị thay đổi: Thành phần nguyên liệu: tỷ lệ bã đậu phộng: bột mì
c Giá trị cần đo: Hoạt tính protease của mẫu.
3.4.2.4 Xác định ảnh hưởng độ ẩm nguyên liệu đến hoạt tính protease
a Yếu tố cố định:
Thành phần nguyên liệu (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.3) Tỷ lệ mốc cấy
Nhiệt độ nuôi mốc
Thời gian nuôi mốc:
b Giá trị thay đổi: Độ ẩm ban đầu của môi trường
c Giá trị cần đo: Hoạt tính protease của mẫu
3.4.2.5 Xác định ảnh hưởng tỷ lệ mốc cấy đến hoạt tính protease
a Yếu tố cố định:
Thành phần nguyên liệu (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.3) Độ ẩm ban đầu của môi trường (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.4)
Nhiệt độ nuôi mốc
Thời gian nuôi mốc
b Giá trị thay đổi: Tỷ lệ mốc cấy
c Giá trị cần đo: Hoạt tính protease của mẫu.
3.4.2.6 Xác định ảnh hưởng của thời gian thích hợp của quá trình nuôi mốc
a Yếu tố cố định:
Trang 6Thành phần nguyên liệu (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.3) Độ ẩm ban đầu của môi trường (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.4)
Tỷ lệ mốc cấy (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.5)
Nhiệt độ nuôi mốc
b Giá trị thay đổi: Thời gian nuôi mốc
c Giá trị cần đo: Hoạt tính protease của mẫu
3.4.2.7 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ canh trường: dung môi đến quá trình thủy phân protein
a Yếu tố cố định:
Nồng độ muối
pH ban đầu của dịch thủy phân
Nhiệt độ thủy phân
Thời gian thủy phân
b Các yếu tố thay đổi: Tỉ lệ canh trường : dung môi
c Giá trị cần đo:
Hàm lượng N amin của các mẫu
Hàm lượng N amoniac của các mẫu
Hàm lượng N tổng của các mẫu
3.4.2.8 Xác định nồng độ muối thích hợp của quá trình thuỷ phân
a Yếu tố cố định:
Tỉ lệ canh trường: dung môi (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.7)
pH ban đầu của dịch thủy phân
Nhiệt độ thủy phân
Thời gian thủy phân
b Các yếu tố thay đổi: Nồng độ muối
c Giá trị cần đo:
Trang 7Hàm lượng N amin của các mẫu.
Hàm lượng N amoniac của các mẫu
Hàm lượng N tổng của các mẫu
3.4.2.9 Xác định pH thích hợp của quá trình thuỷ phân
a Yếu tố cố định:
Tỉ lệ canh trường: dung môi (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.7) Nồng độ muối (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.8)
Nhiệt độ thủy phân
Thời gian thủy phân
b Các yếu tố thay đổi: pH ban đầu của dịch thủy phân
c Giá trị cần đo:
Hàm lượng N amin của các mẫu
Hàm lượng N amoniac của các mẫu
Hàm lượng N tổng của các mẫu
3.4.2.10 Xác định nhiệt độ thích hợp của quá trình thuỷ phân
a Yếu tố cố định:
Tỉ lệ canh trường: dung môi (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.7) Nồng độ muối (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.8)
pH ban đầu của dịch thủy phân (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.9) Thời gian thủy phân
b Các yếu tố thay đổi: Nhiệt độ thủy phân
c Giá trị cần đo:
Hàm lượng N amin của các mẫu
Hàm lượng N amoniac của các mẫu
Hàm lượng N tổng của các mẫu
Trang 83.4.2.11 Xác định thời gian thích hợp của quá trình thuỷ phân
a Yếu tố cố định:
Tỉ lệ canh trường: dung môi (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.7) Nồng độ muối (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.8)
pH ban đầu của dịch thủy phân (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.9) Nhiệt độ thủy phân (được chọn từ kết quả thí nghiệm 3.4.2.10)
b Các yếu tố thay đổi: Thời gian thủy phân
c Giá trị cần đo:
Hàm lượng N amin của các mẫu
Hàm lượng N amoniac của các mẫu
Hàm lượng N tổng của các mẫu
3.4.2.12 Khảo tỉ lệ chế phẩm enzyme protease bổ sung
a.Các yếu tố cố định:
Các enzyme sử dụng: Flavouryme 1000L và Neutrase 0.8 L
Thời điểm bổ sung: ngay từ đầu
b Yếu tố thay đổi: Tỉ lệ Flavouryme và tỉ lệ Neutrase bổ sung
c Giá trị cần đo: sau mỗi khoảng thờøi gian thủy phân: 24; 36; 48; 60 giờ ta đo:
Hàm lượng Nitơ amin
Hàm lượng Nitơ amoniac
Hàm lượng Nitơ tổng
5 Các phương pháp phân tích [6]
Trang 95.1 Xác định hoạt tính protease theo phương pháp Anson cải tiến
Nguyên tắc: Phương pháp này dựa vào sự thủy phân cơ chất (casein) bởi protease Định lượng sản phẩm được tạo thành bằng phản ứng tạo màu với thuốc thử Folin-Cio-Calteau rồi so màu ở bước sóng 750nm Kết quả được tính toán dựa vào đồ thị tyrosin chuẩn và tính theo đơn vị hoạt độ
Một đơn vị hoạt độ protease là lượng enzym cần dùng trong 1 phút ở 300C thủy phân được một lượng cơ chất tạo ra sản phẩm tương đương với 1 mol tyrosin
5.2 Hàm lượng nitơ amin (AOAC)
Định lượng nitơ amin bằng phương pháp so màu, sử dụng nynhydrin
Nguyên tắc: Các nhóm amin của acid amin, NH3,
4
NH có thể cho phản ứng với thuốc thử ninhydrin tạo ra phức chất có màu xanh tím Từ đó xác định hàm lượng nitơ đồng hóa thông qua việc so sánh cường độ màu của dung dịch với cường độ màu của chất chuẩn là glycine với nồng độ biết trước
Axit amin đã phản ứng với ninhydrin theo phương trình:
R C COOHH
NH2
O
O OH
OH R CHO
O
O H OH +
O
O
H
OH+ NH3
O
O OH OH
+
O
O N O O
+ 3 H2O
Indandion - 2 - N - 2 - indanon
O
O
N O O
+ NH3
O
ONH4 N O
O
Phức Ruheman (xanh tím)
5.3 Xác định hàm lượng nitơ tổng bằng phương pháp Micro kjeldahl
Trang 10Nguyên tắc: Khi đốt nóng vật phẩm đem phân tích với H2SO4 đậm đặc, các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa Cacbon và hydro tạo thành CO2 và H2O Còn nitơ sau khi được giải phóng ra dưới dạng NH3 sẽ kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2 SO4 tan trong dung dịch Đuổi NH3 ra khỏi dung dịch bằng NaOH đồng thời cất và thu NH3 bằng một lượng dư H2SO4 0,1N Định phân lượng H2SO4 còn lại bằng dung dịch NaOH 0,1N chuẩn Qua đó tính được dễ dàng lượng nitơ có trong mẫu nguyên liệu thí nghiệm
5.4 Xác định hàm lượng nitơ am moniac
Nguyên tắc: Bằng phương pháp chưng lôi cuốn hơi nước có thể đẩy ammoniac ra
khỏi muối của chúng bằng NaOH 40%, sau đó dùng hơi nước để lôi kéo lượng ammoniac này ra khỏi dung dịch để tác dụng với lượng H2SO4 xác định ở bình hứng Sau quá trình chưng ta sẽ đem định lượng hàm lượng H2SO4 dư từ đó sẽ xác định lượng nitơ ammoniac có trong dung dịch
5.5 Xác định độ ẩm
Nguyên tắc: Dùng sức nóng làm bay hết hơi nước trong thực phẩm Cân trọng
lượng trước và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thực phẩm
5.6 Xác định độ tro
Tro là thành phần còn lại của thực phẩm sau khi nung cháy hết các chất hữu cơ
Nguyên tắc: Dùng sức nóng 6000C nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ Phần còn lại đem cân và tính ra phần trăm tro trong thực phẩm
5.7 Định lượng lipid thô bằng máy Soxhlet
Nguyên tắc: Dùng dung môi kị nước trích ly hoàn toàn lipid từ nguyên liệu đã
được nghiền nhỏ, một số thành phần hòa tan trong chất béo cũng được trích ly bao gồm: sắc tố, các vitamin tan trong chất béo, các chất mùi… tuy nhiên hàm lượng của chúng thấp Do có lẫn tạp chất, phần trích ly được gọi là lipid tổng hay dầu thô Dựa vào khối lượng của mẫu trước và sau khi trích ly ta có thể định lượng được lipid thô
5.8 Phương pháp định lượng cellulose
Trang 11Nguyên tắc: Cellulose là chất xơ bã còn lại sau khi các glucid khác như tinh bột,
lignin và các sắc tố, các tạp chất bị thủy phân bởi acid và kiềm Sau khi lọc, rửa sạch
xơ bã này, sấy khô đến khối lượng không đổi và nung thành tro, trừ hàm lượng tro, tính được lượng cellulose trong mẫu