Tài liệu Nghiên cứu vai trò vi khuẩn lactic trong quá trình lên men tạo hương cà phê hạt tươi

  • Số trang: 13 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 134 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Đã đăng 15893 tài liệu

Mô tả:

-1- -2- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ---- ---- MỞ ĐẦU 1. Lý do lựa chọn ñề tài. Hiện nay, “cà phê chồn” là loại cà phê ñắt giá và ñược ưa chuộng nhất trên thế giới về hương vị. Tuy nhiên, loại cà phê này khá hiếm, người ta chỉ thu ñược khoảng 224kg trong một năm. Vậy ñiều gì ñã khiến cho loại cà phê chồn này có giá trị sử dụng cao như vậy? HOÀNG THỊ HỒNG ÁNH Chính hệ vi sinh vật yếm khí trong ñường ruột của con chồn ñã tạo ra hương vị ñặc biệt của cà phê. Quả cà phê tươi sau khi thu hoạch có vị ngọt dịu và màu ñỏ ở NGHIÊN CỨU VAI TRÒ VI KHUẨN LACTIC TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN TẠO HƯƠNG CÀ PHÊ HẠT TƯƠI phần vỏ ngoài, hoàn toàn không có hương thơm. Hương và màu sắc của hạt cà phê chúng ta cảm nhận ñược chỉ hình thành sau khi “ủ”. Ủ là quá trình lên men yếm khí nhờ hệ vi sinh vật tự nhiên bao gồm: nấm men, nấm mốc và vi khuẩn. Trong ñó, nấm men và vi khuẩn Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Mã số: 60.54.02 lactic là hai tác nhân vi sinh vật có vai trò quan trọng quyết ñịnh ñến chỉ tiêu chất lượng về hương vị của hạt cà phê sau lên men. Nhiều nghiên cứu khẳng ñịnh sự có mặt của nấm mốc, nấm men, vi khuẩn (lactic, axetic, coliform) và một số vi khuẩn gram âm. Trong ñó, nhiều chủng vi khuẩn lactic trong khối hạt ủ ñược phân lập và ñịnh tên. TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Xuất phát từ bản chất của quá trình lên men yếm khí quả cà phê tươi xảy ra trong hệ thống tiêu hóa của con chồn, chúng tôi chọn vi khuẩn lactic làm ñối tượng nghiên cứu quá trình lên men trên quả cà phê tươi sau thu hoạch, nhằm góp phần “công nghiệp hóa” giai ñoạn lên men, cải thiện chất lượng về hương vị thay vì chỉ lên men cà phê thóc như hiện nay. Vì mục ñích ñó, chúng tôi chọn ñề tài: Đà Nẵng, năm 2010 “Nghiên cứu vai trò của vi khuẩn lactic trong quá trình lên men tạo hương cà phê hạt tươi”. -32. Mục ñích nghiên cứu. -4- 5.2. Ý nghĩa thực tiễn. - Nghiên cứu vai trò của vi khuẩn lactic tham gia vào quá - Ứng dụng vi khuẩn lactic lên men cà phê quả tươi tận dụng trình tạo hương dựa trên khả năng chuyển hoá ñường tạo thành các ñược nguồn dinh dưỡng có trong vỏ quả chuyển hóa thành các chất axit hữu cơ. Sản phẩm axit hữu cơ tham gia phản ứng este với rượu – tạo hương nhằm chủ ñộng nâng cao chất lượng về hương của cà phê. sản phẩm tạo hương chính cho cà phê nhân. - Lựa chọn các chủng vi khuẩn lactic có khả năng chuyển hóa ñường mạnh ñể ứng dụng cho quá trình lên men cà phê hạt tươi. - Từ kết quả ứng dụng, ñề xuất quy trình lên men mới thay - Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào giai ñoạn ủ cà phê tươi ở huyện EaH’leo, Daklak. 6. Cấu trúc luận văn. Luận văn gồm các phần: thế quy trình lên men thóc như hiện nay và ứng dụng vào giai ñoạn Mở ñầu. lên men tại huyện EaH’leo – Daklak. Chương 1: Tổng quan tài liệu. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu. - Quả cà phê Robusta thu hái tại huyện EaH’leo, tỉnh Daklak. Chương 3: Kết quả và thảo luận - Các vi khuẩn lactic ñược tuyển chọn trong quá trình lên men Kết luận và kiến nghị tự nhiên cà phê. - Nấm men rượu vang từ bộ sưu tập giống của viện Công nghệ sinh học Việt Nam. 4. Phương pháp nghiên cứu. - Phương pháp vi sinh vật. - Phương pháp hóa lý. - Phương pháp hóa học. - Phương pháp xử lý số liệu. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài. 5.1. Ý nghĩa khoa học. - Phân lập và tuyển chọn ñược các chủng vi khuẩn lactic sinh axit lactic cao. - Xác ñịnh vai trò tạo hương cho hạt cà phê của các vi khuẩn lactic thực nghiệm trên chỉ tiêu xác ñịnh. Tài liệu tham khảo Phụ lục. -5- -61.4.2. Nuôi cấy hỗn hợp chủng giống. Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.5. Sinh tổng hợp hương cà phê. 1.1. Tổng quan về cây cà phê. 1.5.1. Khả năng tạo hương của vi khuẩn lactic. 1.1.1. Nguồn gốc. 1.5.2. Một số hợp chất tạo hương trong cà phê. 1.1.2. Các giống cà phê 1.6. Quy trình lên men cà phê thóc. 1.1.2.1. Cà phê chè (coffea Arabica L). 1.7. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước thuộc lĩnh 1.1.2.2. Cà phê vối (Coffea Robusta). vực của ñề tài. 1.1.2.3. Cà phê mít (Coffea Excelsa Chev). 1.7.1. Những nghiên cứu ngoài nước. 1.1.3. Cấu tạo, thành phần hóa học của cà phê nhân. 1.7.2. Những nghiên cứu trong nước. 1.1.3.1. Cấu tạo hạt cà phê. 1.1.3.2. Thành phần hóa học của hạt cà phê. 1.2. Hệ vi sinh vật tham gia quá trình lên men hạt cà phê . 1.2.1. Nấm men. 1.2.1.1. Sự tạo thành rượu etylic trong môi trường axit (pH = 4,5) và trong ñiều kiện yếm khí. 1.2.1.2. Sự tạo thành glycerin trong môi trường kiềm. 1.2.1.3. Sự tạo thành rượu cao trong ñiều kiện thành phần dinh dưỡng của môi trường lên men có chứa nhiều axit amin khác nhau. 1.2.2. Vi khuẩn lactic. 1.2.2.1. Đặc ñiểm vi khuẩn lactic. 1.2.2.2. Môi trường sống. 1.2.2.3. Các quá trình trao ñổi chất của vi khuẩn lactic. 1.3. Môi trường dinh dưỡng và môi trường thực nghiệm nuôi cấy chủng giống. 1.3.1. Môi trường dinh dưỡng cơ bản. 1.3.2. Môi trường thực nghiệm nuôi cấy chủng giống. 1.4. Nuôi cấy thuần chủng và hỗn hợp giống. 1.4.1. Nuôi cấy thuần chủng giống. -7- -8- Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.1. Đối tượng nghiên cứu. 3.1. Kết quả lựa chọn môi trường. 2.1.1. Nguyên liệu và hệ vi sinh vật. Phương pháp thực hiện theo mục…, tất cả các khuẩn lạc nghi Quả cà phê chín ñược thu hái tại các vườn cà phê thuộc huyện EaH’leo, tỉnh Daklak, chủ yếu là giống Robusta. - Vi khuẩn lactic ñược phân lập và tuyển chọn từ khối cà phê lên men tự nhiên. - Nấm men rượu ñược sử dụng từ bộ sưu tập viện Công nghệ sinh học Quốc gia. ngờ là vi khuẩn lactic như hình dáng khuẩn lạc tròn, nhỏ, màu trắng hay vàng ngà mọc trên ñĩa petri có chứa môi trường MRS II, MRS III, MRS IV, MRS V ñược phân lập và thuần chủng. Các chủng ñược ñem nuôi cấy trong môi trường MRS lỏng có bổ sung nước vắt và tiến hành ño OD sau 48h. Ký hiệu các khuẩn lạc là C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13. Kết quả trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1: Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy ñến sự sinh trưởng 2.1.2. Các môi trường phân lập, nhân giống vi khuẩn. và phát triển của vi sinh vật. 2.1.3. Hóa chất thí nghiệm. 2.1.4. Phương tiện thí nghiệm: Stt Chủng MRS I MRS II MRS III 2.2.1. Chuẩn bị môi trường. 1 C1 314 290 301 287 282 2.2.2. Phân lập và thuần chủng các chủng lactic. 2 C2 299 276 287 272 266 2.2.3. Phương pháp quan sát hình thái khuẩn lạc và tế bào vi 3 C3 311 284 260 244 215 2.2. Phương pháp nghiên cứu. khuẩn. MRS VI MRS V 4 C4 314 274 282 259 223 2.2.4. Đặc tính sinh lý, sinh hóa. 5 C5 373 273 284 246 236 2.2.5. Phương pháp xác ñịnh khả năng sinh trưởng, phát 6 C6 287 263 283 239 233 7 C7 321 291 310 287 270 8 C8 310 289 300 276 270 9 C9 293 261 254 233 231 10 C10 303 280 291 289 277 11 C11 288 270 275 261 254 12 C12 305 289 295 269 260 triển của vi khuẩn lactic. 2.2.6. Phương pháp xác ñịnh số lượng tế bào sống/1ml canh trường. 2.2.7. Phương pháp xác ñịnh chỉ số este. 2.2.8. Phương pháp phân tích phương sai. -913 C13 320 295 - 10 308 289 251 ñồng nhất. Đánh giá kết quả phát triển của các chủng vi sinh vật trên 5 môi trường cho thấy: tại môi trường dinh dưỡng MRS I không bổ C5 sung thêm nước vắt cà phê tất cả 7 chủng phát triển mạnh nhất. Tiếp C6 ñó là môi trường MRS III; MRS II; MRS VI; MRS V. Do ñó, chúng tôi chọn môi trường III làm môi trường giữ giống C7 và nuôi vi khuẩn cho quá trình nghiên cứu. Các chủng nghi ngờ là vi khuẩn lactic trên tiếp tục ñược giữ giống và nuôi cấy trên môi trường MRS III ñể tiến hành xác ñịnh C8 hình thái và ñịnh tính. C9 3.2. Kết quả xác ñịnh hình thái của vi khuẩn. Trắng sữa, tròn, mép Hình que phẳng. ngắn Tròn, bề mặt trơn, mép Hình que răng cưa. ngắn Trắng trong, mép nhẵn, bề mặt lồi Trắng sữa, bề mặt xù xì, mép lượn sóng. + - + - Hình chuỗi - + Hình chuỗi + + + - Trắng sữa, nhân hơi vàng, Que ngắn, cấu trúc ñồng nhất mảnh Các chủng C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12, C13 ñược thử catalase, nhuộm màu Gram và quan sát hình dạng tế bào C10 Trắng ñục, ñều, không lồi. Hình que + + theo phương pháp ở mục 2.2.3 chương 2. Kết quả ñược trình bày ở C11 Trắng ñục, ñều, hơi lồi Hình oval + + C12 Vàng nhạt, tròn ñều, lồi + - C13 Trắng ñục, mép răng cưa + - bảng sau: Bảng 3.2: Đặc ñiểm hình thái các chủng vi khuẩn phân lập từ cà phê lên men Hình dạng Chủng Hình thái khuẩn lạc tế bào C1 C2 C3 C4 Màu trắng sữa, tròn, lồi, mép phẳng. Màu trắng trong, tròn, dẹt, nhỏ. Nhuộm Gram Catalase Hình que ngắn Hình que ngắn Kết quả ở bảng (3.2) cho thấy có 7 chủng có thể là vi khuẩn lactic, C3, C4, C5, C6, C9, C12, C13 (Catalase ( - ); gram (+)). Hình oval + + Các chủng này ñược thử khả năng chuyển hóa ñường thành axit lactic, từ ñó lựa chọn các chủng có khả năng chuyển hóa ñường Hình que dài Trắng trong, mép phẳng, Hình que khuẩn lạc to. ngắn Trắng sữa, dẹt, cấu trúc Hình cầu + + cao. 3.3. Khả năng chuyển hóa ñường thành axit lactic và khảo + - + - sát ñộng thái sinh trưởng của các chủng vi khuẩn . 3.3.1. Kết quả ñịnh tính khả năng sinh axit lactic. - 11 - - 12 - Kết quả cho thấy tất cả 7 chủng phân lập C3, C4, C5, C6, C9, C12, C13 có khả năng tạo axit lactic (làm chuyển màu tím của dung Từ bảng kết quả thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy các chủng dịch thuốc thử sang màu vàng chanh như mẫu ñối chứng). Xin xem C5, C12 có khả năng sinh axit lactic cao nhất, vì vậy, chúng tôi chọn 2 kết quả ở bảng 3.3. chủng ñó ñể tiếp tục khảo sát ñộng thái sinh trưởng. Bảng 3.3. Định tính khả năng sinh axit lactic của các chủng vi khuẩn. lựa chọn. Kết quả C3 + C4 + 400 C5 + 350 C6 + 300 C9 + 250 C12 + C13 + OD386nm Chủng khảo sát Ghi chú +: Sinh axit lactic. Lượng axit tạo thành (mg/l) Tên Chủng 24h 48h 72h 200 150 100 3.3.2. Kết quả ñịnh lượng axit lactic của các chủng vi khuẩn. Bảng3.4 : Lượng axit lactic tạo thành của các chủng vi khuẩn Stt 3.3.3. Khảo sát ñộng thái sinh trưởng của 2 chủng vi khuẩn 96h 50 0 0h 12h 24h 36h 48h 60h 72h C5 11 172 276 310 320 332 337 C12 8 165 293 325 336 343 345 1 C3 34,78 88,39 82,80 64,42 2 C4 89,47 120,63 115,80 114,87 Trong khoảng thời gian từ 0 – 36h mật ñộ tế bào tăng lên rõ rệt 3 C5 112,72 142,74 158,80 146,86 bởi ñây là giai ñoạn các chủng vi khuẩn lactic trong giai ñoạn thích 4 C6 63,57 117,31 111,70 105,91 ứng và sinh trưởng, phát triển về sinh khối, nên giá trị OD620nm ño 5 C9 101,62 155,72 148,10 151,04 ñược cũng là giá trị sinh khối tích lũy ñược trong thời gian 36h nuôi 6 C12 117,99 162,88 165,10 144,17 7 C13 55,99 120,90 120,30 118,88 Hình 3.3. Động thái sinh trưởng của 2 chủng C5 và C12 cấy. Khoảng thời gian từ 48 – 72h, giá trị sinh khối của hai chủng C5, C12 có tăng nhưng không ñáng kể, ñiều ñó thể hiện các chủng vi khuẩn lactic bước qua giai ñoạn phát triển cân bằng và chuyển dần qua giai ñoạn suy vong. - 13 - - 14 - Dựa vào kết quả ño ñược, chúng tôi khẳng ñịnh 36h là mốc 229.75a thời gian hai chủng C5 và C12 phát triển mạnh nhất và tại thời ñiểm 230 ñó, chúng tôi xác ñịnh lượng tế bào sống/ml canh trường theo 225 phương pháp 2.4, phụ lục 2. Kết quả trình bày ở bảng 3.5. 220 Chỉ số este 222.08b Bảng 3.5 : Số tế bào sống/ml canh trường (CFU/ml) tương ứng với ñộ pha loãng thập phân C5 Chủng vi khuẩn Độ pha loãng Số lượng khuẩn lạc trên ñĩa C12 10-6 11 18 10-7 3 31 10-8 42 210 205 10-7 7 212.38c 215 16 200 M1 23 M2 MĐC Mẫu lên men Số vi khuẩn/1ml canh trường 18 x 107 51 x 108 (CFU/ml) Vậy, sau 36h nuôi cấy trên môi trường MRS III, sinh khối vi sinh vật ñạt giá trị cao nhất và tại thời ñiểm ñó, chủng C5 tương ứng số tế bào là 18x107 và C12 là 51x108. Chúng tôi chọn thời ñiểm này bổ sung vào khối lên men cà phê hạt. Hình 3.5. Khả năng lên men tạo este của các chủng vi khuẩn So sánh chỉ số este hai mẫu có bổ sung vi khuẩn với mẫu ñối chứng (ĐC) cho thấy, chỉ số este trong hai mẫu cao hơn so với mẫu ñối chứng. Qua bảng biểu cũng cho thấy mẫu bổ sung chủng C5 có chỉ số este cao hơn hai mẫu còn lại. Nhằm thử khả năng lên men chuyển 3.4. Nghiên cứu khả năng tạo este của các chủng giống. hóa ñường của hai chủng C5 và C12 khi nuôi cấy hỗn hợp như thế 3.4.1. Nuôi cấy thuần chủng. nào, chúng tôi ñã tiến hành lên men hỗn hợp hai chủng này và so 3.4.1.1. Bố trí thí nghiệm. sánh với mẫu ñối chứng là mẫu không bổ sung vi khuẩn. - Mẫu M1, M2 là các mẫu cà phê có bổ sung vi khuẩn tương ứng là C5, C12. Mẫu ñối chứng là mẫu không bổ sung vi khuẩn. 3.4.1.2. Kết quả. 3.4.2. Nuôi cấy hỗn hợp chủng vi khuẩn C5, C12. 3.4.2.1. Bố trí thí nghiệm. M1: mẫu bổ sung hỗn hợp vi khuẩn C5 : C12 (1:1). M2: Mẫu ñối chứng là mẫu không bổ sung vi khuẩn. 3.4.2.2. Kết quả - 15 - - 16 - 239.86 Trong ñó: M1: mẫu bổ sung hỗn hợp vi khuẩn C5 + C12 (mẫu ñối chứng). M2: mẫu bổ sung hỗn hợp vi khuẩn C5 + C12 và nấm men 240 3.4.3.2. Kết quả. Chỉ số este 230 208.15 220 380.11 210 190 M3 MĐC Chỉ số este 200 Hình 3.7. Khả năng tạo este của hỗn hợp chủng vi khuẩn C5 và C12 Dựa vào bảng kết quả chúng ta thấy, khi bổ sung hỗn hợp hai 400 350 300 250 200 150 100 50 0 243.56 chủng giống C5 và C12 vào khối lên men, chỉ số este (239,86) cao hơn M4 M5 Mẫu Hìn lên men so với mẫu ñối chứng (208,15) và mẫu chỉ bổ sung giống thuần chủng(229,75). Như ñã biết, vi khuẩn lactic lên men dị hình sản phẩm chủ yếu tạo ra là axit lactic. Theo lý thuyết, phản ứng este chỉ xảy ra khi có mặt của axit và rượu. Do ñó, ñể có ñược lượng rượu cao phân tử cao trong quá trình lên men có ñịnh hướng, chúng tôi sử dụng phương án sử dụng hỗn hợp hai chủng vi khuẩn C5 và C12 cùng với nấm men rượu vang (từ bộ sưu tập giống của viện Công nghệ sinh học quốc gia) ñể ñánh giá khả năng tạo este. Quá trình thực nghiệm và kết quả ñược trình bày ở hình 3.8 và 3.9. 3.4.3. Nuôi cấy hỗn hợp chủng vi khuẩn C5, C12 với nấm men. 3.4.3.1. Bố trí thí nghiệm. Hình 3.9: Khả năng tạo este của hỗn hợp vi khuẩn và nấm men Kết quả cho thấy, mẫu bổ sung nấm men có chỉ số este cao hơn mẫu không bổ sung (380,11>243,56). Chúng tôi chọn mô hình này ñể nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng ñến chỉ số este. 3.5. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng ñến chỉ số este. 3.5.1. Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp vi khuẩn bổ sung lên men ñến chỉ số este. Để xác ñịnh tỷ lệ vi khuẩn thích hợp cho hạt cà phê sau lên men có hàm lượng este cao, chúng tôi tiến hành bổ sung hỗn hợp vi khuẩn/khối lượng cà phê hạt tươi lên men ứng với các tỷ lệ 2%, 4%, 6%, 8%. 3.5.1.1. Bố trí thí nghiệm. - 17 - - 18 - Để xác ñịnh tỷ lệ vi khuẩn thích hợp cho hạt cà phê sau lên men có hàm lượng este cao, chúng tôi tiến hành bổ sung hỗn hợp vi lượng este cao, chúng tôi tiến hành bổ sung nấm men/ khối lượng hạt cà phê ứng với các tỷ lệ 2%, 4%, 6%(v/w). khuẩn/khối lượng cà phê hạt tươi lên men ứng với các tỷ lệ 2%, 4%, 3.5.2.2. Kết quả. 6%, 8%. Mẫu hạt cà phê sau khi lên men ñược ñem phân tích, kết quả 3.5.1.2. trình bày ở hình 3.13. Kết quả. 600 356,38b 311,05d 528,12a 453,52b 500 340,47c Chỉ số este Chỉ số este 369,72a 370 360 350 340 330 320 310 300 290 280 418,26c 371,22d 400 300 200 100 0 2 4 6 8 2 4 Kết quả thể hiện ở hình 3.11 cho thấy khi bổ sung 6% tỷ lệ hỗn hợp vi khuẩn thì chỉ số este cao nhất là 369,72; và thấp nhất khi bổ sung tỷ lệ 2% là 311,05. 8 Tỷ lệ nấm men bổ sung (%) Tỷ lệ vi khuẩn (%) Hình 3.11. Ảnh hưởng tỷ lệ vi khuẩn bổ sung ñến chỉ số este 6 Hình 3.13. Ảnh hưởng tỷ lệ nấm men bổ sung và hỗn hợp vi khuẩn ñến chỉ số este Qua biểu ñồ, ta có thể nhận thấy, khi tăng tỷ lệ nấm men bổ sung, chỉ số este càng giảm. Chúng tôi lựa chọn tỷ lệ bổ sung vi khuẩn/khối lượng hạt cà Dựa vào kết quả thực nghiệm, chúng tôi chọn tỷ lệ bổ sung phê tươi thích hợp nhất là 6% (v/w) ñể tiến hành nghiên cứu tiếp nấm men là 2%, khi ñó chỉ số este ñạt giá trị cao nhất (528,12) ñể theo. tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lên men ñến chỉ số este. 3.5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nấm men bổ sung ñến chỉ số este. 3.5.2.1. Chuẩn bị mẫu. Để xác ñịnh tỷ lệ nấm men thích hợp bổ sung vào khối lên men cà phê kết hợp với hỗn hợp vi khuẩn lactic cho hạt cà phê có hàm 3.5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lên men ñến chỉ số este trong hạt cà phê sau lên men. 3.5.3.1. Bố trí thí nghiệm. - 19 - - 20 - Để khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men ñến chỉ số este chúng tôi tiến hành lấy mẫu phân tích sau 3, 4 và 5 ngày lên men. Kết quả phân tích ñược thể hiện ở hình 3.15. M2: mẫu lên men cà phê hạt tươi có bổ sung hỗn hợp vi khuẩn và nấm men 3.6.2. Kết quả. Sau 4 ngày lên men, lấy mẫu hạt ñem rửa sạch và tiến hành 3.5.3.2. Kết quả. phân tích chỉ số este. Kết quả thể hiện ở hình 3.17. 531,23a 540 520 510 565,11 501,11b 600 489,17c 500 490 480 470 Chỉ số este Chỉ số este 530 500 400 211,15 300 200 460 3 4 5 100 0 Thời gian lên men (ngày) M17 M18 Mẫu lên men Hình 3.15. Ảnh hưởng thời gian lên men ñến chỉ số este Từ kết quả thu ñược chúng tôi nhận thấy, sau 4 ngày lên men chỉ số este ñạt cao nhất (531,23) trong 3 khoảng thời gian khảo sát. Hình 3.17. Chỉ số este theo hai phương pháp lên men. Sau 5 ngày, chỉ số este có giá trị thấp nhất (489,17). Chính vì vậy, Kết quả ở bảng biểu thể hiện chỉ số este của phương pháp lên chúng tôi chọn thời ñiểm dừng quá trình lên men là sau 4 ngày. 3.6. So sánh hiệu quả lên men tạo hương cà phê hạt tươi với cà phê thóc. men cà phê thóc thấp hơn rất nhiều so với lên men cà phê hạt tươi (211,15 <565,11) Bằng việc phân lập, lựa chọn nguồn vi khuẩn lactic có sẵn 3.6.1. Sơ ñồ bố trí thí nghiệm. trong môi trường lên men cà phê tự nhiên và ứng dụng trở lại ñể chủ Để so sánh hiệu quả tạo hương của hai phương pháp lên men ñộng cho quá trình lên men tạo hương, sau khi khảo sát thực nghiệm, cà phê hạt tươi và cà phê thóc, chúng tôi tiến hành lên men hai mẫu chúng tôi nhận thấy rằng việc lên men cả vỏ có bổ sung nguồn vi song song. khuẩn kết hợp với nấm men thì chỉ số este của hạt cà phê nhân sau Trong ñó: M1 : mẫu lên men cà phê thóc. - 21 giai ñoạn lên men cao hơn rất nhiều so với phương pháp lên men hạt - 22 • Sơ ñồ quy trình. Quả cà phê cà phê thóc như quy trình chế biến hiện nay (63%). Từ kết quả thu ñược, chúng tôi ñề xuất quy trình lên men cà phê hạt tươi nhằm cải thiện quá trình tạo hương vị cho cà phê. Phân loại 3.7. Đề xuất quy trình lên men hạt cà phê tươi. • Quy trình lên men: Quả cà phê sau khi thu hái ñược phân loại theo phương pháp Tác ñộng cơ học trọng lượng và màu sắc nhằm ñảm bảo ñộ ñồng ñều về chất lượng ñầu vào. Cà phê trước khi lên men ñược tác ñộng cơ học ñể phá vỡ cấu trúc vỏ bên ngoài và tiến hành lên men yếm khí trong các vể xi măng, thùng nhựa, thùng gỗ hay các tank, bổ sung hỗn hợp vi khuẩn, Chuẩn bị hỗn hợp vi khuẩn – nấm men Lên men nấm men và lên men sau thời gian 4 ngày. Khi quá trình lên men kết thúc, cào ñảo ñể rửa nhân cà phê và ñể nhân cà phê ñược tách ra khỏi Tách vỏ lớp vỏ ngoài. Ngâm rửa nhân cà phê ñể loại bỏ hết nhớt và ñưa phơi sấy. Có thể phơi bằng năng lượng mặt trời (vào mùa khô) hay sấy băng tải (mùa mưa) ñể ñưa cà phê thóc về ñộ ẩm an toàn (< 15%). Ngâm rửa Làm ráo nước Phơi sấy Cà phê thóc khô Hình 3.18. Quy trình lên men cà phê hạt tươi bằng hỗn hợp vi khuẩn – nấm men - 23 - - 24 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.8. Ứng dụng lên men cà phê hạt tươi tại huyện EaH’leo Kết luận. Daklak Từ quy trình ñề xuất, chúng tôi ứng dụng lên men cà phê hạt tươi tại huyện EaH’leo – Daklak theo quy mô pilot và so sánh với quy trình lên men hiện nay trên chỉ tiêu este. Chỉ số este chúng tôi có một số kết luận sau: 1. Lựa chọn ñược môi trường thực nghiệm tối ưu (MRSIII- môi 516,71a 600 500 400 300 200 100 0 Từ những kết quả thực nghiệm trong thời gian nghiên cứu, trường dinh dưỡng MRS cơ bản bổ sung 10ml nước vắt cà phê) nhằm nuôi sinh khối các chủng vi khuẩn lactic phân lập từ cà phê hạt tươi lên men tự nhiên, giúp chúng có khả năng thích ứng tốt với môi 208,26b trường lên men từ cà phê hạt tươi. 2. Phân lập ñược 7 giống vi khuẩn lactic có khả năng chuyển M1 M2 Mẫu lên men hóa ñường thành axit lactic. Từ 7 chủng ñã tuyển chọn ñược 2 chủng C5 và C12 có khả năng chuyển hóa ñường thành axit lactic cao (158,8 và 165,1 mg/l). Hình 3.20. Chỉ số este theo hai quy trình lên men Dựa vào kết quả và bảng biểu chúng ta nhận thấy, ở mẫu M1 là mẫu lên men hạt cà phê sau khi ñã xát vỏ ( như quy trình sản xuất hiện nay) có chỉ số este thấp hơn nhiều so với mẫu lên men quả cà phê tươi bổ sung hỗn hợp vi khuẩn và nấm men (quy trình ñề xuất). Điều ñó có thể giải thích ñược là do trong mẫu M2, chúng tôi ñem lên 3. Bổ sung hỗn hợp hai vi khuẩn C5, C12 với nấm men ñể lên men cà phê hạt tươi cho hạt cà phê nhân có chỉ số este (380,11) cao hơn khi chỉ bổ sung vi khuẩn ở dạng ñơn (222,08 và 229,75) là 40 – 42%, và dạng hỗn hợp hai vi khuẩn (239,86) là 37%. 4. Tỷ lệ giữa vi khuẩn lactic và nấm men rượu vang sử dụng men cả quả cà phê có bổ sung hỗn hợp vi khuẩn và nấm men, nên trong nghiên cứu là 6 : 2 (theo v/w) ñể lên men tạo hương ñạt chỉ số toàn bộ chất dinh dưỡng trong vỏ quả ñược chúng sử dụng cho quá este cao nhất (528,12) ứng với thời gian sau 4 ngày lên men. trình sinh tổng hợp và chuyển hóa thành những sản phẩm trao ñổi 5. Phương pháp lên men cà phê hạt tươi ñược bổ sung bằng hỗn chất là axit và rượu, hai thành phần này tạo nên phản ứng este hóa và hợp vi khuẩn với nấm men thì chỉ số este của cà phê nhân tăng 63% thấm vào nhân. Do ñó, chỉ số este ño ñược cao hơn so với mẫu M1 so với phương pháp lên men hạt cà phê xát vỏ. 6. Đề xuất quy trình lên men cà phê hạt tươi có bổ sung hỗn hợp vi khuẩn lactic với nấm men và ứng dụng tại huyện EaH’leo - - 25 Daklak cho cà phê nhân có chỉ số este tăng 60% so với quy trình lên men cà phê hiện tại. Kiến nghị. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men tạo hương cà phê là một lĩnh vực rộng, và hương cà phê ñược cấu thành từ rất nhiều cấu tử khác nhau. Do ñó, nghiên cứu vai trò của các vi sinh vật tạo hương chỉ có thể “phân ñoạn” trong một chừng mực có thể. Vì vậy, ñề tài chưa thể hoàn thiện và còn nhiều vấn ñề cần ñề cập ñến. Do ñó, chúng tôi có một số kiến nghị sau: 1. Cần ñịnh tên hai giống vi khuẩn sử dụng trong thực nghiệm (C5 và C12) ñể viết sắc sảo hơn phần bình luận kết quả và cũng là thông số cần thiết ñể hoàn chỉnh phần lựa chọn chủng giống sau phân lập cũng như ứng dụng. 2. Để so sánh về hương của hạt cà phê lên men, chúng tôi chỉ kiểm tra ở một chỉ tiêu là chỉ số este - chỉ số quan trọng trong việc ñánh giá hương cà phê. Tuy nhiên, một sản phẩm thực phẩm ñược cho là giá trị sử dụng tốt không thể bỏ qua phương pháp ñánh giá cảm quan. Do ñó, nghiên cứu cần hoàn thiện khi ứng dụng phương pháp này ñể ñánh giá khách quan mẫu thực nghiệm. 3. Lấy chất lượng cà phê phân chồn làm tiêu chí phấn ñấu cải tiến công nghệ nâng cao chất lượng cà phê nhân sẽ tiến hành nghiên cứu hệ vi sinh vật yếm khí trong hệ tiêu hóa của con chồn – tác nhân tạo hương thơm cho cà phê nhân. 4. Ngoài chỉ tiêu tạo este, vai trò của vi khuẩn và nấm men thực nghiệm còn tạo ra những sản phẩm gì góp phần tạo hương cà phê nhân cũng rất cần ñược xác ñịnh.
- Xem thêm -