Tải bản đầy đủ (.pdf) (10 trang)

Luận văn : NGHIÊN CỨU LÊN MEN ACID ACETIC BẰNG DỊCH ÉP TRÁI ĐIỀU part 7 doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (171.33 KB, 10 trang )


0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50
Lượng gelatin sử dụng (g/l)
Lượng tanin còn sót (g/l)
Lượng
tanin còn
sót (g/l)
Hiệu quả
xử lý tanin
(x100%)
Poly.
(Lượng
tanin còn
sót (g/l))
Poly. (Hiệu
quả xử lý
tanin
(x100%))



Đồ thò 4.1: Hiệu quả tách tanin bằng gelatin
Nhận xét:
Từ đồ thò cho ta thấy hàm lượng tanin còn sót lại sẽ tỷ lệ nghòch với lượng
gelatin dùng xử lý. Khi ta tăng hàm lượng gelatin thì lượng tanin còn sót sẽ giảm
dần. Tuy nhiên, nếu ta tăng lên quá cao thì hiệu quả tách tanin không cao lắm.
Nhìn đồ thò ta thấy, với lượng gelatin là 1,5 g/l trở lên thì mức độ thay đổi hàm
lượng tanin không đáng kể. Như vậy, lượng gelatin thích hợp nhất dùng để xử lý
tanin trong dòch quả điều là 1,5 g/l.
Khi tăng lượng gelatin sử dụng không làm tăng hiệu quả tách tanin. Điều này có
thể được giải thích có thể các polyphenol tạo thành nhóm tanin trong nước trái
điều, có một số do cấu trúc không có khả năng kết tủa với gelatin nên khi tăng
lượng gelatin thì vẫn không tăng hiệu quả tách tanin. Vì vậy, cần phải nghiên cứu
kết hợp nhiều phương pháp tách tanin để tăng hiệu quả.
4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên hiệu quả lên men acid acetic
Dòch nước quả điều ép được xử lý với gelatin có hàm lượng lần lượt là: 0,5; 1,0;
1,25; 1,5; 2,5; tương ứng ta có hàm lượng tanin còn sót lại trong dòch sau khi xử lý
51


lần lượt là: 1,380; 0,974; 0,568; 0,536; 0,503 g/l. Tiến hành lên men chậm, sau 10
ngày lên men ta có kết quả trong bảng 4.2
Bảng 4.2 : Kết quả lên men acid acetic (%) dòch nước điều có hàm lượng
tanin còn sót khác nhau
Thời gian
(ngày)
Lượng tanin còn sót (g/l)

1,380

0,974


0,568

0,536

0,503

0
1
2
3
4
6
7
9
10
1,956
2,160
2,280
2,340
2,352
3,732
3,960
5,184
5,232
2,000
2,220
2,352
2,376
2,382

3,744
4,056
5,240
5,350
2,012
2,172
2,268
2,316
2,436
4,488
4,704
5,496
5,484
2,022
2,220
2,280
2,400
2,808
4,824
5,112
5,736
5,400
1,960
2,220
2,316
2,820
3,936
4,968
5,292
5,688

5,324

Từ kết quả trên ta có đồ thò biểu diễn 4.2 như sau:
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thời gian
Nồng độ acid acetic (%)
1,380 (g/l)
0,974 (g/l)
0,568 (g/l)
0,536 (g/l)
0,503 (g/l)
Poly. ( 0,503 (g/l))
Poly. ( 0,536 (g/l))
Poly. ( 0,568 (g/l))
Poly. ( 0,974 (g/l))

Đồ thò 4.2: Đồ thò biểu diễn hàm lượng acid acetic (%) do lên men các
dòch nước quả điều có lượng tanin còn sót khác nhau
52



Nhận xét:
Từ đồ thò trên cho ta thấy, khi hàm lượng tanin còn sót lại giảm dần thì khả
năng lên men acid acetic của dòch nước quả điều sẽ tăng dần. Trong khoảng thời
gian đầu (ngày thứ 1 – 2) thì hiệu quả lên men là không khác nhau giữa các dòch
quả điều là do đây là giai đoạn bắt đầu hình thành màng vi khuẩn giấm nên sự ảnh
hưởng đến hiệu quả lên men là không thể thấy rõ được. Tuy nhiên, trong những
ngày tiếp theo (từ ngày thứ 3 trở đi) thì ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên
hiệu quả lên men acid acetic là rất rõ. Hàm lượng tanin còn sót trong dòch quả càng
ít thì hiệu quả lên men càng cao. Điều này được giải thích là do lượng tanin còn sót
sẽ hạn chế phần nào khả năng sinh trưởng phát triển của vi khuẩn giấm dẫn đến
làm giảm hiệu quả lên men giấm. Nhìn đồ thò ta thấy, đến ngày lên men thứ 10 thì
nồng độ acid acetic bắt đầu giảm là do lúc này đã hết cơ chất rượu nên vi khuẩn
giấm sẽ sử dụng acid acetic làm cơ chất dẫn đến nồng độ acid acetic sẽ giảm. Như
vậy thời gian lên men tốt nhất là 9 ngày.
Để thấy rõ hơn ảnh hưởng của hàm lượng tanin còn sót lên hiệu quả lên men, ta
xem xét đồ thò 4.3: biểu diễn nồng độ acid acetic (%) từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 9
ở các dòch lên men có hàm lượng tanin còn sót khác nhau:
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
0 1 2 3 4 5
Lượng tanin còn sót (g/l)
Nồng độ acid acetic (%)

Ngày 4
Ngày 6
Ngày 7
Ngày 9
Poly. (Ngày
9)
Poly. (Ngày
7)
Poly. (Ngày
6)
Poly. (Ngày
4)

Đồ thò 4.3: Biểu diễn nồng độ acid acetic (%) từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 9
0,503

0,568

0,974

1,380

0,536


53


Trong từng ngày, khi hàm lượng tanin còn sót (g/l) càng giảm thì hiệu quả lên
men càng tăng, đặc biệt thấy rõ nhất trong ngày lên men thứ 6 và thứ 7. Chính vì

thế cần tìm phương pháp để tách hàm lượng tanin triệt để hơn để nâng cao hiệu
quả sản xuất giấm từ nước ép quả điều.
4.3 Ảnh hưởng của hàm lïng chất kho hoà tan (độ Brix(%)) đến hiệu quả lên
men acid acetic
Dòch nước điều ép được xử lý tanin bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau
đó sẽ được pha ra các môi trường có độ Brix khác nhau: 3; 6; 9; 12; 15%. Tiến hành
lên men chậm, sau 9 ngày lên men ta thu được kết quả
Bảng 4.3 : Nồng độ acid acetic (%) ở các dòch lên men có độ Brix khác
nhau
Thời gian
(ngày)
Độ Brix
3%
Độ Brix
6%
Độ Brix
9%
Độ Brix
12%
Độ Brix
15%
0
1
3
4
6
7
8
9


2,064
2,160
2,424
2,976
4,644
5,472
5,820
6,192

2,052
2,180
2,556
3,000
4,656
5,616
6,132
6,432

2,076
2,238
2,598
3,048
4,768
5,760
6,196
6,636

2,088
2,280
2,688

3,180
4,788
5,784
6,240
6,644

2,100
2,280
2,640
3,060
4,284
5,028
5,814
6,396

Bảng 4.4 : Độ Brix trước và sau khi lên men
Độ Brix ban đầu (%) 3 6 9 12
15
Nồng độ acid acetic (%)

6,192


6,432


6,636


6,644



6,396
Độ Brix sau 9 ngày lên
men (%)
2,65

5,6 8,5 11,4
14,5
54


Từ bảng số liệu này, ta có đồ thò biểu diễn nồng độ acid acetic (%) của các dòch lên
men có độ Brix khác nhau.
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thời gian (ngày)
Nồng độ acid acetic (%)
3%
6%
9%
12%
15%
Poly. (12%)
Poly. (9%)

Poly. (6%)
Poly. (15%)
Poly. (3%)

Đồ thò 4.4 : Biểu diễn nồng độ acid acetic (%) ở các độ Brix (%) khác nhau
Nhận xét :
Từ đồ thò ta thấy, nồng độ acid acetic (%) giữa các dòch lên men có độ Brix
khác nhau là không có sự khác biệt lớn. Điều này chứng tỏ ảnh hưởng của hàm
lượng vật chất khô (độ Brix) lên hiệu quả lên men acid acetic là không lớn do vi
khuẩn giấm sử dụng cơ chất chính là cồn để sinh trưởng và tạo sản phẩm là acid
acetic và chỉ sử dụng một lượng nhỏ hàm lượng đường trong dòch lên men (thể hiện
rõ trong bảng 4.4).
Tuy nhiên, khi độ Brix tăng dần từ 3 đến 12 % thì hiệu quả lên men cũng tăng
dần nhưng không đáng kể. Theo bảng 4.4, độ Brix thích hợp cho lên men nhất là 9
– 12% nhưng do độ Brix ban đầu của dòch điều ép thường khoảng 10% và sự chênh
lệch về hiệu quả lên men giữa 9% và 12% (tăng 33,3%) là không lớn lắm ( tăng
0,12% so với ban đầu; 6,636% so với 6,644%) cho nên sử dụng dòch lên men có độ
Brix là 9% cho sản xuất thì sẽ có hiệu quả kinh tế cao hơn.



55


4.4 Thí nghiệm lên men acid acetic theo phương pháp nhanh
Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha thành
dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và tiến hành lên men
theo phương pháp nhanh với lưu lượng dòng lỏng là 80 ml/phút.
Kết quả thu được trong bảng 4.5
Bảng 4.5 : Nồng độ acid acetic (%) theo phương pháp lên men nhanh và

độ tích lũy acid acetic theo thời gian (C
ra
/C
vào
)

Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%) Độ tích lũy acid
acetic (C
ra
/C
vào
)
Đầu vào Đầu ra
0

2
4
6
14
16
18
20
24
26
28
30
34
36
38
40

42
44
46
48
2,112

2,400
2,508
2,604
2,988
3,084
3,168
3,204
3,312
3,360
3,432
3,480
3,600
3,660
3,708
3,756
3,780
3,792
3,804
3,816
2,280

2,520
2,628
2,712

3,090
3,180
3,264
3,288
3,396
3,432
3,492
3,540
3,660
3,720
3,756
3,792
3,816
3,816
3,828
3,828
1,080

1,050
1,048
1,041
1,034
1,031
1,030
1,026
1,025
1,021
1,017
1,017
1,017

1,016
1,013
1,010
1,010
1,006
1,006
1,003
Từ bảng kết qủa này ta sẽ được đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ acid
acetic và tích lũy acid acetic theo thời gian.
56


2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
Thời gian (giờ)
Nồng độ acid acetic (%)
Nồng
độ acid
acetic
(%)
Poly.
(Nồng
độ acid
acetic
(%))


Đồ thò 4.5 : Nồng độ acid acetic theo thời gian
Nhận xét:
Nhìn đồ thò ta thấy, nồng độ acid acetic tăng theo thời gian. Trong thời gian đầu
nồng độ acid acetic tăng nhanh do khi nồng độ rượu còn cao cho nên lượng acid
acetic tạo ra cao. Dần dần thì nồng độ cơ chất giảm dần cho nên lượng acid acetic
tạo ra sẽ giảm và cuối cùng sẽ không tăng nửa do hết cơ chất. Sau 48 giờ lên men
liên tục thì từ 2,112% acid acetic ban đầu ta thu được dung dòch chứa 3,816% acid
acetic, nếu ta tiếp tục thực hiện nữa thì nồng độ cũng tăng nhưng rất chậm không
đáng kế. Điều này có thể là do khi tưới dòch thì cồn sẽ bay hơi một phần nên dẫn
đến hiệu quả tạo acid acetic sẽ không cao. Đây là nhược điểm của phương pháp và
cần phải được khắc phục trong những nghiên cứu sau.
4.5 So sánh giữa hai phương pháp lên men acid acetic theo phương pháp nhanh
và phương pháp chậm
Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha
thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và tiến hành lên
men theo phương pháp nhanh với lưu lượng dòng lỏng là 80 ml/phút và lên men
theo phương pháp chậm.
Kết quả thu được trong bảng 4.6
57


Bảng 4.6 : Nồng độ acid acetic thu được theo phương pháp chậm và
phương pháp nhanh

Thời gian (giờ) Nồng độ acid acetic (%)
Theo phương pháp
chậm (%)
Theo phương pháp
nhanh (%)
0

6
12
18
24
30
36
42
48
54
72
78
96
102
2,112
2,112
2,120
2,130
2,148
2,172
2,190
2,210
2,232
2,340
2,544
2,772
3,396
3,828
2,112
2,604
2,888

3,168
3,312
3,540
3,660
3,780
3,816
Từ bảng kết quả này ta sẽ vẽ được đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ acid
acetic thu được theo phương pháp nhanh và phương pháp chậm theo thời gian
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 10
2
Thời gian (giờ)
Nồng độ acid acetic (%)
phương
pháp chậm
(%)
phương
pháp nhanh
(%)
Poly. (

phương
pháp chậm
(%))
Poly.
(phương
pháp nhanh
(%))

Đồ thò 4.6 : Nồng độ acid acetic theo phương pháp nhanh và phương pháp chậm


58


Nhận xét :
Qua mối liên hệ trên đồ thò ta thấy, hiệu quả lên men acid acetic của phương
pháp nhanh là nhanh hơn rất nhiều so với phương pháp chậm. Ở phương pháp
nhanh, nồng độ acid acetic ban đầu tăng rất nhanh nhưng sau đó tăng chậm dần do
nồng độ cơ chất giảm. Ở phương pháp chậm, ban đầu nồng độ acid acetic tăng
chậm là do chưa có sự hình thành màng vi khuẩn giấm nhưng đến khoảng 48 giờ
trở đi thì nồng độ acid acetic bắt đầu tăng vọt, lý do là lúc này đã hình thành nên
màng vi khuẩn giấm trên bề mặt của bình lên men.
Sau 48 giờ lên men thì phương pháp nhanh đã đạt được nồng độ acid acetic là
3,816 %, trong khi đó thì phương pháp chậm chỉ đạt nồng độ acid acetic là 2,232 %,
tức là nhỏ hơn nhiều so với phương pháp nhanh. Để đạt được nồng độ acid acetic
như phương pháp nhanh thì ở phương pháp chậm phải mất một khoảng thời gian
gấp đôi (48 giờ).
Qua đây cho ta thấy được hiệu quả của phương pháp nhanh so với chậm.
Phương pháp nhanh có nồng độ acid acetic tăng nhanh là do có bề mặt tiếp xúc
giữa vi khuẩn giấm và O

2
cao cho nên vi khuẩn giấm sẽ sử dụng cơ chất chính là
cồn (C
2
H
5
OH) và tạo ra sản phẩm là acid acetic. Trong khi đó ở phương pháp chậm
thì do hạn chế về bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn giấm và O
2
nên lượng acid acetic
tạo ra là ít chậm hơn nhiều so với phương pháp nhanh. Và chỉ đến khi màng vi
khuẩn tạo ra đủ dày thì lúc này tốc độ tạo acid acetic mới tăng nhanh lên.
4.6 Ảnh hưởng của lưu lượng lỏng đến hiệu quả lên men acid acetic
Dòch điều ép được xử lý bằng gelatin với hàm lượng là 1,5 g/l. Sau đó pha
thành dòch lên men có độBrix là 9%, bổ sung các thành phần khác và lần lượt 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. Kết quả thu được trong bảng 4.7
sau:


59


Bảng 4.7: Nồng độ acid acetic (%) của các lưu lượng lỏng khác nhau theo
thời gian.
Thời
gian
(giờ)
Nồng độ acid acetic (%)
Lưu lượng lỏng

40 ml/phút
Lưu lượng lỏng
80 ml/phút
Lưu lượng lỏng
120 ml/phút
Lưu lượng lỏng
160 ml/phút
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44

46
48
2,048
2,340
2,424
2,496
2,538
2,604
2,652
2,710
2,780
2,860
2,934
3,018
3,096
3,126
3,162
3,192
3,210
3,228
3,246
3,258
3,270
3,282
3,288
3,294
3,300
2,040
3,280
2,400

2,508
2,592
2,634
2,706
2,772
2,850
2,940
3,048
3,096
3,150
3,216
3,252
3,276
3,324
3,360
3,396
3,432
3,456
3,480
3,504
3,516
3,528
2,064
2,340
2,448
2,484
2,568
2,604
2,688
2,748

2,796
2,856
2,892
2,940
2,976
3,012
3,048
3,072
3,096
3,132
3,156
3,168
3,192
3,216
3,228
3,252
3,264
2,028
2,220
2,280
2,340
2,376
2,412
2,448
2,496
2,352
2,568
2,592
2,622
2,640

2,652
2,664
2,688
2,700
2,712
2,724
2,736

Từ bảng kết quả này ta sẽ vẽ được đồ thò biểu nồng độ acid acetic (%) khi lên men
nhanh theo phương pháp nhanh với các lưu lượng lỏng khác nhau.
60

×