Luận văn : BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT CACAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CÓ BỔ SUNG VI SINH VẬT part 1 pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
*************





KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP


BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT CACAO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CÓ BỔ SUNG VI SINH VẬT



Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa: 2001-2005
Sinh viên thực hiện: HOÀNG VĂN TIẾN






Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/2005
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

*************






BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT CACAO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CÓ BỔ SUNG VI SINH VẬT





Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
PGS. TS. NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG HOÀNG VĂN TIẾN








Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 8/2005

LỜI CẢM TẠ

Cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm TP.HCM và tất cả các Giảng
Viên trong và ngoài Bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã tận tình truyền đạt kiến thức
trong suốt bốn năm học tại trường.
Chân thành biết ơn thầy hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ tôi hết mình trong những
lúc gặp khó khăn khi làm luận văn.
PGS. TS. NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
Chân thành nhớ ơn các thầy cô và anh chị tại Bô môn Công Nghệ Sinh Học
trường Đại học Bách Khoa TP.HCM đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong lúc tôi thực tập tại
trường.
Do hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên luận văn này không thể tránh
khỏi những thiếu sót nhất định, tôi rất mong nhận được sự góp ý chân thành của quí
thầy cô và của các bạn.


TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08/2005
HOÀNG VĂN TIẾN
iii

TÓM TẮT

HOÀNG VĂN TIẾN, Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh. Tháng 8/2005. “BƯỚC
ĐẦU NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT CA CAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN
MEN CÓ BỔ SUNG VI SINH VẬT”.

Giáo viên hướng dẫn:
PGS. TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG.

Trong thành phần hạt ca cao tươi, hàm lượng pectin và cellulose chiếm tỷ lệ cao
(11% và 16%). Hai thành phần khó phân giải này làm cản trở chiết chất hòa tan của
bột ca cao. Do đó, chúng tôi sử dụng phương pháp lên men bổ sung nấm mốc Asp.

niger có khả năng sinh pectinase và cellulase cao để phân giải hai thành phần trên giúp
làm tăng lượng chất hòa tan của bột ca cao.
Những kết quả đạt được:
¾ Tuyển chọn được giống Asp. niger lấy từ phòng thí nghiệm Bộ môn Công
nghệ sinh học Đại học Bách Khoa TP.HCM có khả năng sinh pectinase (650
đvht/g MT) và cellulase (2.3 UI/g MT) thích hợp sử dụng để lên men.
¾ Chế phẩm sinh học sử dụng lên men tối ưu có tỷ lệ giống Asp. niger : bột mì
rang là 1 : 3
¾ Lượng chế phẩm sử dụng tối ưu là 1% khối lượng hạt lên men, độ ẩm khối lên
men là 60 %, thời gian lên men 96 giờ
¾ Độ hòa tan của bột ca cao được lên men có bổ sung Asp. niger (4.3) cao hơn
độ hòa tan của bột ca cao được lên men không bổ sung vi sinh vật (2.1).
iv

v
MỤC LỤC


TRANG
Bìa i
Trang tựa ii
Lời cảm tạ iii
Tóm tắt iv
Mục lục v
Danh sách chữ viết tắt viii
Danh sách các bảng ix
Danh sách các hình x
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY CA CAO 3

2.1.1 Lịch sử 3
2.1.2 Các đặc điểm của cây cacao 5
2.1.2.1 Thực vật học 5
2.1.2.2 Đặc điểm hình thái 5
2.1.2.3 Đặc điểm sinh thái 6
2.1.2.4 Thành phần hóa học của trái ca cao 7
2.1.3 Tình hình trồng và sản xuất ca cao tại Việt Nam 7
2.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CA CAO 10
2.2.1 Công nghệ ca cao thô 10
2.2.1.1 Ủ hạt ca cao 10
2.2.1.2 Các phương pháp ủ hạt ca cao 12
2.2.1.3 Phơi và sấy ca cao 13
2.2.2 Qui trình sản xuất bột cacao 14
2.2.2.1 Loại bỏ tạp chất 14
2.2.2.2 Xử lý nhiệt 14
2.2.2.3 Rang 14
2.2.2.4 Nghiền thô và phân ly 16
2.2.2.5 Kiềm hoá 17
2.2.2.6 Sấy bột kiềm 18
2.2.2.7 Nghiền mảnh nhân 18
2.2.2.8 Ép 18
2.2.2.9 Xay bánh dầu 18
2.2.2.10 Sàng 19
2.3 GIỚI THIỆU VỀ CELLULOSE, PECTIN, CELLULASE, PECTINASE 19
2.3.1 Giới thiệu cellulose 19
2.3.2 Giới thiệu enzyme cellulase 20
2.3.3 Giới thiệu về pectin 21
2.3.4 Giới thiệu enzyme pectinase 22
PHẦN 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 25

3.2 NGUYÊN LIỆU 25
3.2.1 Trái cacao 25

vi
3.2.2 Giống vi sinh vật 25
3.2.3 Nguyên liệu làm môi trường 26
3.3 MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VI SINH VẬT 26
3.3.1 Môi trường thạch malt 26
3.3.2 Môi trường nhân giống 27
3.3.3 Chế phẩm sinh học 28
3.4 DỤNG CỤ, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 29
3.4.1 Dụng cụ và thiết bị 29
3.4.2 Hóa chất cho phân tích 30
3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
3.5.1 Phương pháp thiết kế thí nghiệm 31
3.5.1.1 Tuyển chọn giống Asp. niger thích hợp nhất cho quá trình lên men 31
3.5.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ: giống Asp. niger/bột mì rang của chế phẩm
lên men đến độ hòa tan và cường độ màu 31
3.5.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng chế phẩm enzyme sử dụng để lên men đến
độ hòa tan và cường độ màu 31
3.5.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm của khối lên men đến độ hòa tan và cường
độ màu 32
3.5.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ hòa tan và cường độ
màu 32
3.5.1.6 So sánh độ hòa tan và cường độ màu của bột ca cao từ phương pháp lên men
truyền thống và bột ca cao từ phương pháp lên men có bổ sung vi sinh vật.32
3.5.2 Phương pháp vi sinh vật 32
3.5.2.1 Phương pháp cấy truyền và giữ giống 32
3.5.2.2 Phương pháp nhân giống 33
3.5.3 Phương pháp hóa lý 33

3.5.3.1 Xác định độ ẩm 33
3.5.3.2 Phương pháp xác định độ hòa tan và cường độ màu của dung dịch ca cao 33
3.5.3.3 Phương pháp xác định bước sóng mà dung dịch ca cao hấp thu mạnh nhất .34
3.5.4 Phương pháp hóa sinh 34
3.5.4.1 Các phương pháp xác định các thành phần chủ yếu của hạt cacao 34
3.5.4.2 Các phương pháp xác định hoạt tính enzyme của Asp. niger 39
3.5.5 Qui trình sản xuất bột ca cao trong phòng thí nghiệm 42
PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43
4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN CHỦ YẾU CỦA HẠT CA CAO 43
4.2 TUYỀN CHỌN GIỐNG VI SINH VẬT THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH LÊN
MEN HẠT CA CAO 44
4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ GIỮA GIỐNG VI SINH VẬT VỚI BỘT MÌ
RANG ĐẾN ĐỘ HÒA TAN, CƯỜNG ĐỘ MÀU CỦA BỘT CA CAO 45
4.3.1 Ảnh hưởng đến độ hòa tan 45
4.3.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu 46
4.4 ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG CHẾ PHẨM SINH HỌC SỬ DỤNG ĐỂ LÊN
MEN ĐẾN ĐỘ HÒA TAN, CƯỜNG ĐỘ MÀU CỦA BỘT CA CAO 47
4.4.1 Ảnh hưởng đến độ hòa tan 48
4.4.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu 49
4.5 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM KHỐI LÊN MEN ĐẾN ĐỘ HÒA TAN,
CƯỜNG ĐỘ MÀU CỦA BỘT CA CAO 50
4.5.1 Ảnh hưởng đến độ hòa tan 50
4.5.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu 51

vii
4.6 ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MEN ĐẾN ĐỘ HÒA TAN, CƯỜNG
ĐỘ MÀU CỦA BỘT CA CAO 52
4.6.1 Ảnh hưởng đến độ hòa tan 52
4.6.2 Ảnh hưởng đến cường độ màu 53
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 54
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÊ NGHỊ 56
5.1 KẾT LUẬN 56
5.2 KIẾN NGHỊ 56
PHẦN 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 57


Danh sách các chữ viết tắt

ACDI: Agricultural Cooperative Development International
VOCA: Volunteers in Overseas Cooperative Assistance
USDA: United States Department of Agriculture
USAID: United States Agency for International Development
PSOM:
Programme for Co-operation with Emerging Markets
FAO: Food and Agriculture Organization


viii

ix
Danh sách các bảng


TRANG

Bảng 2.1: Sản lượng ca cao trên thế giới trong các năm (đơn vị ngàn tấn) 4
Bảng 2.2: Các thành phần của hạt cacao tươi, tính theo % trọng lượng tươi 7
Bảng 2.3: Các tỉnh trồng ca cao ở Việt Nam 9

Bảng 4.1: Các thành phần chủ yếu có trong hạt ca cao tươi 43
Bảng 4.2:So sánh hoạt tính enzyme cellulase và pectinase do hai giống Asp. niger lấy
từ trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên và Đại Học Bách Khoa tạo ra 44
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa giống vi sinh vật với bột mì rang đến độ hòa tan45
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa giống vi sinh vật với bột mì rang đến cường độ
màu 46
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của lượng chế phẩm sinh học đến độ hòa tan 48
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của lượng chế phẩm sinh học đến cường độ màu 49
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của độ ẩm khối lên men đến độ hòa tan 50
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của khối lên men đến cường độ màu 51
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ hòa tan 52
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến cường độ màu 53
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 54



x
Danh sách các hình


TRANG

Hình 2.1: Cấu trúc của cellulose 19
Hình 2.2: Sơ đồ tác động enzyme cellulase lên cellulose theo Mandels và Reese 21
Hình 2.3: Cấu trúc của axit polygalacturonic 22
Hình 2.4: Sơ đồ phân cắt của enzym pectinesterase. 22
Hình 2.5: Sơ đồ phân cắt của enzym transeliminase 23
Đồ thị 4.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ giống/bột mì rang đến độ hòa tan 45
Đồ thị 4.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ giống/bột mì rang đến cường độ màu 47

Đồ thị 4.3: Ảnh hưởng của lượng chế phẩm sinh học đến độ hòa tan 48
Đồ thị 4.4: Ảnh hưởng của lượng chế phẩm đến cường độ màu 49
Đồ thị 4.5: Ảnh hưởng của độ ẩm khối lên men đến độ hòa tan 50
Đồ thị 4.6: Ảnh hưởng của độ ẩm khối lên men đến cường độ màu 51
Đồ thị 4.7: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ hòa tan 52
Đồ thị 4.8: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến cường độ màu 53