Bảng 3.1: Thành phần của môi trường cấy giống Thành phần Số lượng Nước máy Đường glucose Cao nấm men Pepton Cồn thực phẩm Acid acectic Nước dừa già Giống (từ lên men chậm) 5 lít 50 g 25 g 15 g 25 ml 1,5 ml 1 lít - 3.2.2.3 Nguyên liệu trái điều Nguyên liệu chính sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu là trái điều có đặc điểm sau: - Trái điều được hái trên cây, còn hạt, được trồng ơ ûhuyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai. - Mẫu gồm nhiều chủng loại khác nhau của hai giống điều vàng và điều đỏ. - Mẫu trái điều có độ chín khác nhau từ mới vừa chín đến chín rục, tức ở độ chín thu hoạch bình thường của các vườn điều. Hình 3.2: Nguyên liệu trái điều 41 3.2.2.4 Gelatin Gelatin được sử dụng trong thí nghiệm là chế phẩm gelatin được bán trên thò trường. Chế phẩm này có dạng bột nhuyễn, màu vàng rơm, tan ít trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng tạo dung dòch gelatin có màu vàng rơm nhạt, trong suốt, độ nhớt cao. 3.2.2.5 Phương pháp xử lý nguyên liệu trái điều Trái điều được hái trên cây và được xử lý theo sơ đồ sau (hình 3.2) Hình 3.3: Sơ đồ xử lý nguyên liệu trái điều 3.3 Phương pháp thí nghiệm 3.3.1 Cấy giống Pha dòch cấy giống theo bảng 3.1, sau đó đem khử trùng và tiến hành lên men theo phương pháp chậm trong 7 ngày. Trái điều Tách hạt Xắt nhỏ, ép lọc Hạt điều Loại tạp chất và rửa Thu dòch quả Bảo quản lạnh Thí nghiệm xử lý 42 Kiểm tra nồng độ acid acetic 2% là được và cho tưới dòch qua tháp đã có sẵn chất mang vi khuẩn giấm (hình 3.4a) với lưu lượng dòng lỏng không đổi 80 ml/phút, tháp được thông khí tự nhiên. Tiếp tục tuần hoàn dòch với chế độ trên, theo dõi nhiệt độ trong và ngoài tháp (nhiệt kế được cắm vào tâm tháp). Khi thấy nhiệt độ trong và ngoài tháp chênh lệch từ 2 – 5 o C, nồng độ acid ở đầu vào và đầu ra có biến đổi và có màng mỏng màu trắng đục của vi khuẩn giấm bám trên bề mặt chất mang (hình 3.4b), đó là những dấu hiệu cho thấy vi khuẩn đã bám vào chất mang, đang sinh trưởng và phát triển. Lúc này, có thể tiến hành thí nghiệm lên men. Hình 3.4: Tháp lên men trước và sau khi cấy giống vi khuẩn acid acetic (a). Chưa có màng vi sinh vật (b). Màng vi sinh vật đã phát triển Thời gian cấy giống trong vòng 4 ngày – đêm. 43 3.3.2 Lên men Dòch nước ép trái trái điều được pha chế theo tỷ lệ và khử trùng, sau đó được bổ sung rượu và acid acetic sau vì nó dễ bay hơi khi ở nhiệt độ cao. Dòch lên men được cho tưới qua tháp lên men theo sơ đồ hệ thống thí nghiệm (hình 3.5). Hình 3.5: Hệ thống lên men acid acetic theo phương pháp nhanh Chú thích: 1. Thùng cao vò 2. Thùng phân phối lỏng 3. Nhiệt kế 4. Cột chêm 5. Ống thông khí 6. Thùng chứa sản phẩm 7. Bơm hoàn lưu 44 Với sơ đồ hình 3.5, dòch lên men được cho vào bình mariot (1) và chảy xuống bộ phận phân phối lỏng (2) theo cơ cấu máng lật, dòch được tưới đều vào khối đệm trong tháp lên men (4) theo một chu kỳ thích hợp. Dòch lên men chảy từ đỉnh tháp xuống tiếp xúc với màng vi khuẩn giấm bám trên các đệm tre. Tại đây, quá trình lên men diễn ra. Tùy vào chế độ khảo sát mà không khí được thông khí tự nhiên bởi ống thông khí (5). Dòch lên men sau khi qua tháp, chảy vào bình chứa sản phẩm (6), một phần sẽ được bơm hoàn lưu lên đỉnh tháp nhờ bơm hoàn lưu (7). Trong suốt quá trình lên nhiệt độ được theo dõi nhờ nhiệt kế (3). 3.3.3 Cách lấy mẫu và phương pháp phân tích xác đònh nồng độ acid acetic - Mẫu được lấy ở đầu vào và đầu ra và được đem phân tích bằng phương pháp chuẩn độ. - Phương pháp phân tích: dựa vào phương pháp chuẩn độ acid – bazơ để xác đònh nồng độ acid acetic có trong mẫu [phụ lục 1] 3.3.4 Bố trí thí nghiệm 3.3.4.1 Tách tanin ra khỏi dòch quả điều bằng gelatin Gelatin được khuấy tan trong nước nóng và khuấy đều với dòch ép quả điều ở chế độ nhiệt 60 o C trong 5 phút. Sau đó để yên trong 20 – 30 phút để lắng kết tủa. Sau đó đem lọc để tách kết tủa và phân tích hàm lượng tanin còn sót theo phương pháp xác đònh hàm lượng tanin [phụ lục 2]. Bố trí thí nghiệm sao cho lượng gelatin trong 1 lít dòch đạt hiệu quả tối ưu, lượng gelatin trong 1 lít dòch được bố trí lần lượt là: 0; 0,5; 1; 1,25; 1,5; 2 và 2,5 gam. Từ những lượng này rút ra kết quả xử lý hiệu quả nhất. 45 3.3.4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng tanin lên hiệu quả lên men acid acetic Dòch quả điều được xử lý với các hàm lượng gelatin khác nhau : 0,5; 1; 1,25; 1,5 và 2,5 g/l để thu được các dòch quả sau xử lý có hàm lượng tanin còn sót lại khác nhau, sau đó tiến hành lên men theo phương pháp chậm. - Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) - Thời gian lấy mẫu: ngày lấy mẫu 1 lần 3.3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hoà tan (độ Brix) đến hiệu quả lên men acid acetic theo phương pháp lên men chậm Dòch ép quả 00điều được xử lý với hàm lượng gelatin hiệu quả nhất và sau đó được pha thành các dòch lên men có độ Brix khác nhau: 3, 6, 9, 12 và 15 nếu thiếu thì có thể bổ sung đường để đảm bảo độ Brix theo thí nghiệm và tiến hành lên men. 3: Dòch lên men có độ Brix là 3% (tỷ lệ H 2 O:dòch ép là 7:3) 6: Dòch lên men có độ Brix là 6% (tỷ lệ H 2 O:dòch ép là 4:6) 9: Dòch lên men có độ Brix là 9% (tỷ lệ H 2 O:dòch ép là 1:9) 12: Dòch lên men có độ Brix là 12% (bổ sung 100g glucose/ 1lít dòch) 15: Dòch lên men có độ Brix là 15% (bổ sung 250g glucose/ 1lít dòch) Các thông số cố đònh:  Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng (trung bình 32 o C)  pH = 3 Độ Brix đầu (%) 3 6 9 12 15 Hàm lượng acid acetic (%) - - - - - Độ Brix sau (%) - - - - - 46  Nồng độ acid acetic ban đầu là 2%V  Nồng độ cồn ban đầu là 4%V Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) và độ Brix sau lên men (%). 3.3.4.4 Thí nghiệm lên men acid acetic theo phương pháp nhanh Dòch nước điều được xử lý gelatin thích hợp và pha dòch lên men có độ Brix thích hợp nhất, sau đó tiến hành lên men theo phương pháp nhanh với lưu lượng lỏng 80 ml/phút. Các thông số cố đònh:  Thể tích lên men: 10 lít  Nước điều được pha ở độ Brix thích hợp nhất  Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng (trung bình 32 o C)  Nồng độ acid acetic ban đầu: 2%V  Nồng độ cồn ban đầu: 4%V  pH = 3 Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) 3.3.4.5 Khảo sát lên men đối chứng giữa 2 phương pháp nhanh và chậm Dòch nước điều được xử lý gelatin thích hợp và pha dòch lên men có độ Brix thích hợp nhất. Sau đó tiến hành lên men song song theo 2 phương pháp nhanh và chậm.  Nhanh: dòch lên men được tưới qua tháp với lưu lượng không đổi 80 ml/phút và hoàn toàn thông khí tự nhiên.  Chậm: dòch lên men được cho vào bình, đậy kín và để nơi yên tónh Cách lấy mẫu: - Nhanh: cách 2 giờ lấy mẫu 1 lần - Chậm: ngày lấy mẫu 1 lần 47 Các thông số cố đònh:  Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng (trung bình 32 o C)  Nồng độ cồn ban đầu: 4%V  Nồng độ acid acetic ban đầu:2%V  pH = 3 Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) 3.3.4.6 Ảnh hưởng của lưu lượng lỏng (ml/phút) đến hiệu quả lên men acid acetic Dòch nước điều được xử lý gelatin thích hợp và pha dòch lên men có độ Brix thích hợp nhất, sau đó tiến hành lên men theo phương pháp nhanh với các lưu lượng lỏng khác nhau: 40 ml/phút; 80 ml/phút; 120 ml/phút; 160 ml/phút. Các thông số cố đònh:  Thể tích lên men: 10 lít  Nước điều được pha ở độ Brix thích hợp nhất  Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng (32 o C)  Nồng độ acid acetic ban đầu: 2%  Nồng độ cồn ban đầu: 4%V  pH = 3 Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) theo thời gian 3.3.4.7 Khảo sát khả năng thay thế của thân tre làm chất mang vi khuẩn acid acetic Sau thời lên men làm thí nghiệm, ta tiến hành kiểm tra bằng quan sát và nhận xét đònh tính các tính chất của các phần tử đệm. 48 Tất cả các môi trường đều được khử trùng ở chế độ 121 o C, 1 at, thời gian 15 phút. Rượu và acid acetic được bổ sung vào sau khi khử trùng để tránh bò bay hơi. 3.4 Phương pháp xử lý số liệu Số liệu sau khi thu thập sẽ được xử lý bằng phương pháp bình phương cực tiểu với sự hỗ trợ của phần mềm Excel. 49 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Hiệu quả xử lý tanin trong dòch quả điều bằng gelatin Sau khi tiến hành thí nghiệm xử lý tanin trong dòch quả điều bằng gelatin với các hàm lượng: 0; 0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5 g/l; chúng tôi có được kết quả trung bình sau 3 lần lặp lại trong Bảng 4.1 Bảng 4.1: Kết quả xử lý gelatin trong dòch quả điều bằng gelatin Hàm lượng gelatin dùng để xử lý (g/l) Hàm lượng tanin còn sót lại (g/l) Hiệu quả tách tanin (x100%) 0 0,5 1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 1,948 1,380 0,974 0,568 0,536 0,519 0,503 0,292 0,500 0,709 0,725 0,734 0,742 Từ bảng số liệu này ta sẽ có được đồ thò 4.1 như sau: 50 . lên men. 3: Dòch lên men có độ Brix là 3% (tỷ lệ H 2 O:dòch ép là 7:3 ) 6: Dòch lên men có độ Brix là 6% (tỷ lệ H 2 O:dòch ép là 4 :6 ) 9: Dòch lên men có độ Brix là 9% (tỷ lệ H 2 O:dòch. đầu: 4%V  Nồng độ acid acetic ban đầu:2%V  pH = 3 Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic (%) 3.3.4 .6 Ảnh hưởng của lưu lượng lỏng (ml/phút) đến hiệu quả lên men acid acetic Dòch nước điều. theo dõi: nồng độ acid acetic (%) và độ Brix sau lên men (%). 3.3.4.4 Thí nghiệm lên men acid acetic theo phương pháp nhanh Dòch nước điều được xử lý gelatin thích hợp và pha dòch lên men có