51 một độ ẩm nhất định, khi đó hoạt động trao đổi chất diễn ra tốt nhất thì sự sinh trưởng và phát triển của nấm mốc mới diễn ra tốt nhất. Sự sinh trưởng và phát triển mạnh thể hiện qua việc tiết ra một lượng lớn enzyme ngoại bào để phân giải cơ chất. Chúng tôi đã xác định độ ẩm của khối lên men 60% thì độ hòa tan của bột ca cao là cao nhất. 4.5.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu. Bảng 4.8: Ảnh hưởng của khối lên men đến cường độ màu Độ ẩm khối lên men 50% 55% 60% 65% Cường độ màu 2.232 2.286 2.349 2.304 2.23 2.264 2.349 2.289 0 0.5 1 1.5 2 2.5 50% 55% 60% 65% Độ ẩm khối lên men Cường độ màu Đồ thị 4.6: Ảnh hưởng của độ ẩm khối lên men đến cường độ màu Nhận xét Cũng như các trường hợp trên, chúng tôi nhận thấy rằng cường độ màu của dung dịch ca cao tỷ lệ với độ hòa tan. Lượng chất hòa tan càng cao thì cường độ màu của dung dịch càng cao và ngược lại. Trong thí nghiệm này chúng tôi ghi nhận ở độ ẩm 50% cường độ màu là 2.232, ở độ ẩm 55% cường độ màu là 2.286, ở độ ẩm 60% cường độ màu là 2.349 đây là giá trị cao nhất đạt được, còn ở độ ẩm 65% cường độ màu giảm xuống còn 2.304. 52 4.6 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MEN ĐẾN ĐỘ HÒA TAN, CƯỜNG ĐỘ MÀU CỦA BỘT CA CAO Sau khi đã xác định được một số điều kiện tối ưu cho quá trình lên men như giống Asp. niger Bách Khoa, tỷ lệ giống / bột mì rang là 1:3, độ ẩm chế phẩm 60%, lượng chế phẩm sử dụng là 1 % lượng hạt lên men. Chúng tôi sử dụng các kết quả trên cho thí nghiệm này. Thí nghiệm được bố trí như đã nêu ở mục 3.5.1.6 4.6.1 Ảnh hưởng đến độ hòa tan Bảng 4.9: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ hòa tan Thời gian lên men 72 giờ 96 giờ 120 giờ 144 giờ 168 giờ Độ hòa tan 3.8 4.2 3.9 3.6 3.3 3.8 4.2 3.9 3.6 3.3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 72 96 120 144 168 Thời gian lên men (giờ) Độ hòa tan Đồ thị 4.7: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ hòa tan Nhận xét Nấm mốc khi được cấy vào môi trường không có nghĩa chúng tiết ngay ra enzyme. Trong giai đoạn đầu, nấm mốc từ môi trường chế phẩm chuyển sang môi trường sản xuất chưa kịp thích ứng với môi trường mới, nấm mốc phát triển chưa nhiều nên chưa sử dụng hết những chất đơn giản trong ca cao để sinh trưởng, hơn nữa 53 lượng enzyme ngoại bào trong chế phẩm ít nên sử dụng chưa nhiều những chất phức tạp như pectin, cellulose trong hạt ca cao. Thêm vào đó thời gian đầu lớp chất nhầy bao quanh hạt ca cao còn dầy nên những enzyme chưa thể xâm nhập để phá vỡ những cấu trúc cellulose, pectin bên trong hạt ca cao được. Theo quan sát của chúng tôi trong hai ngày đầu lớp chất nhầy còn bám nhiều, đến ngày thứ 3 lớp chất nhầy hầu như bị loại bỏ và nấm mốc bắt đầu phát triển. Sau khi lớp nhầy bị loại bỏ, nấm mốc phát triển mạnh nhu cầu về nguồn cơ chất tăng cao nấm mốc phải tiết enzyme để phân hủy các chất phức tạp. Khi những cấu trúc phức tạp cellulose và pectin bị phá hủy, những chất hòa tan có thể dễ dàng hòa tan vào môi trường. Tuy nhiên không phải thời gian càng dài thì độ hòa tan càng cao. Khi nấm mốc phát triển mạnh, áp lực về cơ chất càng cao do đó nấm mốc phải sử dụng ngược lại những chất hòa tan làm độ tan giảm đi. Độ hòa tan đo được khi lấy mẫu ở 72 giờ là 3.8. Đến 96 giờ độ hòa tan đạt được giá trị cao nhất 4.2 sau đó ở các thời điểm 120, 144, 168 giờ độ hòa tan giảm dần. 4.6.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu Bảng 4.10: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến cường độ màu Thời gian lên men 72 giờ 96 giờ 120 giờ 144 giờ 168 giờ Cường độ màu 2.356 2.401 2.372 2.298 2.277 2.356 2.401 2.372 2.298 2.277 0 0.5 1 1.5 2 2.5 72 96 120 144 168 Thời gian lên men (giờ) Cường độ màu Đồ thị 4.8: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến cường độ màu 54 Nhận xét Cũng như các thí nghiệm trước, độ hòa tan của dung dịch ca cao vẫn tỷ lệ với độ hòa tan. Trong 72 giờ đầu khi lớp nhầy bao quanh hạt còn nhiều lượng chất tan ít cường độ màu đo được chỉ 2,356. Nhưng sau 96 giờ, độ hòa tan cao nhất thì cường độ màu đạt được cũng ở giá trị cao nhất 2,401. Ở những thời điểm 120,144, 168 giờ lượng chất hòa tan giảm dần do sự tái sử dụng những chất hòa tan, lượng chất chất giảm dần do đó cường độ màu mà chúng tôi xác định được tương ứng 2,372; 2,298; 2,277. 4.7 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN VÀ CƯỜNG ĐỘ MÀU GIỮA BỘT CA CAO ĐƯỢC LÊN MEN CÓ VÀ KHÔNG BỔ SUNG VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN Ứng dụng những điều kiện tối ưu đã xác định trong quá trình lên men hạt ca cao. Hai mẫu ca cao lên men có và không bổ sung vi sinh vật được sản xuất tạo ra bột ca cao trong cùng điều kiện như nhau Bảng 4.11: So sánh độ hòa tan và cường độ màu của hai mẫu ca cao có và không bổ sung vi sinh vật trong quá trình lên men Mẫu ca cao Có bổ sung vi sinh vật Không bổ sung vi sinh vật Độ hòa tan 4.3 2.1 Cường độ màu 2.409 1.568 Nhận xét Như chúng tôi đã kết luận trong thí nghiệm đầu tiên, hàm lượng cellulose và pectin trong hạt ca cao tươi rất cao. Hai thành phần này lại rất bền vững và khó phân giải bằng các tác nhân nhiệt độ, cơ, hóa học…Các thành phần này sẽ cản trở những chất hòa tan trong tế bào chiết ra ngoài môi trường. Do đó, ở mẫu lên men không bổ sung vi sinh vật chúng tôi nhận thấy độ hòa tan và cường độ màu không cao chỉ ở mức 2.1 và 1.568. Ở mẫu lên men có bổ sung Asp. niger trong quá trình lên men đã tối ưu 55 chúng tôi thu được kết quả rất khả quan ở cả hai chỉ tiêu độ hòa tan và cường độ màu. Giá trị độ hòa tan và cường độ màu lần lượt đạt 4.3 và 2.409. Điều này cũng dễ hiểu do Asp. niger là loại nấm mốc có khả năng sinh enzyme cellulase và pectinase cao. Do đó cấu trúc pectin và cellulose dễ dàng bị phân hủy bằng phương pháp sinh học. 56 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÊ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN 1. Hàm lượng cellulose và pectin chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần của hạt ca cao tươi. Hai thành phần bền, khó phân giải này sẽ cản trở những chất hòa tan trong bột ca cao chiết ra môi trường bên ngoài. Chúng tôi sử dụng nấm Asp. niger là loại nấm mốc có khả năng sinh cellulase và pectinase cao bổ sung vào quá trình lên men để tăng khả năng phân giải cellulose và pectin. 2. Từ kết quả thực nghiệm chúng tôi xác định rằng giống nấm mốc Asp. niger được lấy từ phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh là thích hợp nhất cho mục đích phân giải cellulose và pectin để gia tăng lượng chiết chất hòa tan 3. Chúng tôi đã hoàn thành mục tiêu đề ra là xác định điều kiện tối ưu nhất cho quá trình lên men có bổ sung vi sinh vật. Cụ thể chế phẩm sinh học có tỷ lệ giống Asp. niger : bột mì rang là 1 :3; độ ẩm tối ưu khối lên men là 60 %; lượng chế phẩm sử dụng lên men chiếm 1 % khối lượng hạt lên men; thời gian lên men kéo dài 96 giờ. 4. Kết quả khi đem so sánh hai chỉ tiêu độ hòa tan và cường độ màu của bột ca cao lên men có sử dụng vi sinh vật và bột ca cao lên men không sửng dụng vi sinh vật chúng tôi nhận thấy việc bổ sung vi sinh vật cho kết quả cao hơn hẳn. 5.2 KIẾN NGHỊ Đề tài mới chỉ dừng lại ở việc đánh giá độ hòa tan của bột ca cao khi lên men bổ sung nấm mốc Asp. niger Thử nghiệm một số loại vi sinh vật khác để tăng hiệu quả của việc lên men. Tiến hành cảm quan chất lượng ca cao theo nhiều chỉ tiêu để có đánh giá chung nhất chất lượng sản phẩm cuối cùng của ca cao lên men. 57 PHẦN 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT 1. Trần Lam Điền, 2002. Bước đầu nghiên cứu công nghệ chế biến cacao bằng phương pháp ủ đống. Khoá luận tốt nghiệp Kỹ Sư Nông Học, Đại Học Nông Lâm TP.HCM. 51 trang 2. Vương Thị Việt Hoa, 2002 - 2003. Thực tập vi sinh vật đại cương. Tủ sách trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM. 3. Nguyễn Đức Lượng và Cao Cường, 2003. Thí nghiệm công nghệ sinh học: Thí nghiệm hóa sinh. Tập 1. NXB Đại học quốc gia Tp HCM, Tp HCM. 183 trang. 4. Nguyễn Đức Lượng, 2002. Công nghệ vi sinh học, tập 1, Vi sinh vật học công nghiệp. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP. HCM. 5. Nguyễn Đức Lượng, 2002. Công nghệ vi sinh học, tập 2, Vi sinh vật học công nghiệp. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP. HCM. 6. Lê Hồng Phú, 2003. Nghiên cứu sinh tổng hợp enzyme pectinase và cellulase từ Aspergillus niger và ứng dụng để xử lý vỏ cà phê trong sản xuất phân hữu cơ. Luận văn thạc sĩ sinh học, Đại học Bách Khoa, Tp HCM. Việt Nam . 7. Phạm Hồng Đức Phước, 2004. Kỹ thuật trồng ca cao ở Việt Nam. Dự án Success Alliance. 140 trang. 8. Phạm Trí Thông, 1999. Bài giảng: Bảo quản – chế biến cacao. Tủ sách Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ Chí Minh. 49 trang. 9. Nguyễn Văn Uyển và Nguyễn Tài Sum, 1996. Cây ca cao trên thế giới và triển vọng ở Việt Nam. NXB Nông Nghiệp, Tp HCM. TIẾNG ANH 10. Eustace A. Iyayi, 2004. Changes in the cellulose, sugar and crude protein contents of agro-industrial by-products fermented with Aspergillus niger, Aspergillus flavus and Penicillium sp. African Journal of Biotechnology Vol. 3, March 2004. p. 186-188. 58 11. F. Hardy, 1960. Cacao manual.American Institute of Agricultural. p.147-175. 12. ITDG intermediate technology development group pratical answers to poverty, 1999). Cocoa and chocolate. Technical brief, United kingdoms. 5 pages 13. Iwao Hachiya, 2003. Discourse on a history of chocolate: culture and science (part 1). Foods food ingredients J. Ipn. Vol .208. No.3. 2003. 14. Lerceteau, E.; Rogers, J.; Pétiard V. and Crouzillat D, 1999. Evolution of cacao bean proteins during fermentation: a study by two-dimensional electrophoresis. Journal Science Food Agriculture, vol. 79.p 619-625. 15. Masahiro Takagi, Tatsuya Kamiwaki, Hiroaki Ashitani, and Shunpei Sakamoto, 2003. Venezuela cacao beans and their fragrance and flavor characteristics. Foods food ingredients J. Jpn., Vol. 208, No. 12, 2003 16. Ronald P. DE Vries and Jaap Visser, 2001. Aspergillus enzymes involved in degradation of plant cell wall polysaccharides. Microbiology and molecular biology reviews, vol. 65, No. 4. p.497–522 17. Reineccius, G. A.; Andersen, D. A.; Kavanagh, T. E. and Keeney, P. G, 1972. Identification and quantification of free sugars in cocoa beans. Journal Agriculture Food Chemistry, vol. 20. p 199-202. 18. Yoshiyama, M. and Ito, Y., 1996. Decrease of astingency of cacao beans by na enzymatic treatment. Nippon Shokuhin Kagaku Kaishi, vol 43. p. 124-129. . tan và cường độ màu của hai mẫu ca cao có và không bổ sung vi sinh vật trong quá trình lên men Mẫu ca cao Có bổ sung vi sinh vật Không bổ sung vi sinh vật Độ hòa tan 4.3 2.1 Cường độ màu. quá trình lên men có bổ sung vi sinh vật. Cụ thể chế phẩm sinh học có tỷ lệ giống Asp. niger : bột mì rang là 1 :3 ; độ ẩm tối ưu khối lên men là 60 %; lượng chế phẩm sử dụng lên men chiếm 1. định được tương ứng 2, 372 ; 2,298; 2, 277 . 4 .7 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN VÀ CƯỜNG ĐỘ MÀU GIỮA BỘT CA CAO ĐƯỢC LÊN MEN CÓ VÀ KHÔNG BỔ SUNG VI SINH VẬT TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN Ứng dụng những điều