Luận Văn nghiên cứu đk lên men cà phê bằng chế phẩm BIOCOFFEE-1 để thu chất hòa tan cao

nghiên cứu đk lên men cà phê bằng chế phẩm BIOCOFFEE-1 để thu chất hòa tan cao


MỤC LỤC
PHẦN TRANG
Trang bìa
Lời cảm ơn i
Tóm tắt iii
Abstract iv
Mục lục v
Danh sách các chữ viết tắt xii
Danh sách các hình xiii
Danh sách các sơ đồ, đồ thị xv
Danh sách các bảng xvii

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Tìm hiểu cây cà phê ở trong nước và trên thế giới 4
2.1.1. Lịch sử cây cà phê 4
2.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ 5
 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới 5
 Sự phát triển của ngành cà phê Việt Nam 6
2.1.3. Tiêu chuẩn cho cà phê Việt Nam 9
2.1.4. Một số tiến bộ kỹ thuật mới trong nghề trồng và sử dụng cà phê trên
thế giới 10
2.1.5. Mô tả cây cà phê 11
2.1.6. Phân loại 12
2.1.6.1. Cà phê chè (Coffea arabica L.) 12
2.1.6.2. Cà phê vối (Coffea canephora pierre) 12
2.1.6.3. Cà phê mít (Coffea excelsa Chev) 13
2.1.6.4. Cà phê mít dâu da (Coffea liberia Bull. In Hirn) 13
2.2. Thành phần của cà phê nhân 14
2.2.1. Cấu tạo hạt cà phê 14
2.2.2. Thành phần hóa học trong hạt cà phê 14
2.2.3. Công dụng của cà phê 16
2.2.4. Dược tính của cà phê 16
 Tác dụng dược lý của caffeine 17
2.3. Các phương pháp xử lý cà phê hiện nay 18
2.3.1. Phương pháp chế biến khô 19
2.3.2. Phương pháp chế biến ướt 20
2.3.2.1. Thu nhận 20
2.3.2.2. Xát vỏ 20
2.3.2.3. Tách lớp nhầy (lên men) 21
a. Lên men tự nhiên 22
b. Biện pháp sinh hóa 22
c. Biện pháp hóa học 22
d. Nước ấm 22
e. Ma sát 23
2.3.2.4. Rửa 23
2.3.2.5. Phơi / Sấy 23
a. Sấy tự nhiên 23
b. Sấy nhân tạo 23
c. Sấy kết hợp 24
2.3.2.6. Tách vỏ 24
2.3.2.7. Các công đoạn khác 24
2.3.3. Bảo quản và vận chuyển cà phê nhân 24
2.4. Pectin 26
2.4.1. Định nghĩa 26
2.4.2. Cấu trúc 27
2.4.3. Phân loại 27
2.5. Cellulose 27
2.5.1. Định nghĩa 28
2.5.2. Cấu trúc 28
2.5.3. Tính chất 28
2.5.4. Vị trí 29
2.6. Enzyme 30
2.7. Pectinase 32
2.7.1. Định nghĩa 32
2.7.2. Ứng dụng 32
2.7.3. Phân loại 32
2.7.4. Chức năng 33
2.7.5. Các vi sinh vật tổng hợp pectinase 33
2.8. Cellulase 34
2.8.1. Định nghĩa 34
2.8.2. Tính chất 34
2.8.3. Ứng dụng 34
2.8.4. Phân loại 35
2.8.5. Chức năng 35
2.8.6. Hệ vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzyme cellulase 36
2.9. Nấm sợi (nấm mốc) 39
2.10. Aspergillus niger 42
2.11. Trichoderma reesei 43
PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45
3.1. Thời gian và địa điểm 46
3.1.1. Thời gian 46
3.1.2. Địa điểm 46
3.2. Vật liệu 46
3.2.1. Cà phê nhân 46
3.2.1.1. Giống 46
3.2.1.2. Nguồn gốc 46
3.2.2. Nấm sợi 46
3.2.3. Cơ chất 46
3.2.4. Môi trường sử dụng 47
3.2.4.1. Môi trường nuôi cấy nấm mốc 47
3.2.4.2. Môi trường nhân giống 47
3.2.4.3. Môi trường giữ giống 47
3.2.5. Hóa chất 47
3.2.5.1. Hóa chất sử dụng cho môi trường 47
3.2.5.2. Hóa chất sử dụng cho phương pháp xác định hoạt tính 47
3.2.5.3. Hóa chất sử dụng cho các phương pháp xác định thành phần 47
3.2.6. Thiết bị – dụng cụ 48
 Thiết bị 48
 Dụng cụ 49
3.3. Phương pháp nghiên cứu 49
3.3.1. Phương pháp vi sinh vật 49
3.3.1.1. Phương pháp cấy chuyền và giữ giống 49
a. Phương pháp cấy chuyền 49
b. Phương pháp giữ giống 49
3.3.1.2. Phương pháp nhân giống 50
3.3.1.3. Phương pháp cấy giống từ môi trường nhân giống sang môi trường
chế phẩm 50
3.3.1.4. Phương pháp lên men 50
3.3.2. Phương pháp hóa lý 50
3.3.2.1. Phương pháp xác định độ ẩm 50
3.3.2.2. Phương pháp trích chất hòa tan 52
3.3.2.3. Phương pháp đo kích thước 52
3.3.2.4. Phương pháp nghiền 53
3.3.2.5. Phương pháp ray 53
3.3.2.6. Phương pháp đếm 53
3.3.2.7. Phương pháp ngâm 53
3.3.3. Phương pháp hóa sinh 53
3.3.3.1. Các phương pháp xác định hoạt tính enzyme 53
a. Xác định hoạt tính cellulase 53
b. Xác định hoạt tính pectinase 57
3.3.3.2. Các phương pháp xác định thành phần chủ yếu trong cà phê 58
a. Xác định hàm lượng cellulose 58
b. Xác định hàm lượng pectin 60
c. Xác định hàm lượng đường tổng số hòa tan 61
d. Xác định hàm lượng đường khử 64
e. Xác định hàm lượng tinh bột 65
f. Xác định hàm lượng nitơ tổng và protein thô 66
g. Xác định hàm lượng tro và tổng hữu cơ 68
3.3.4. Phương pháp ly trích enzyme 69
3.3.5. Phương pháp thiết kế thí nghiệm 69
3.3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cơ chất (bột mì và bột sắn) đến
quá trình sinh tổng hợp pectinase và cellulase 69
a. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ trộn đến sinh tổng hợp pectinase 70
b. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ trộn đến sinh tổng hợp cellulase 70
3.3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi nấm sợi trong môi trường
chế phẩm đến quá trình sinh tổng hợp pectinase và cellulase 70
a. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi đến sinh tổng hợp pectinase 71
b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nuôi đến sinh tổng hợp cellulase 71
3.3.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men 71
a. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến khả năng trích ly cà phê 72
b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến độ hòa tan của cà phê lên men 72
c. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến độ pH của dung dịch chất tan
trích từ cà phê lên men 72
3.3.5.4. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm 72
a. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến khả năng trích ly 72
b. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến khả năng tăng
độ hòa tan chất trích cà phê 73
c. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến độ pH của dung dịch
chất tan trích từ cà phê lên men 73
3.3.5.5. Khảo sát ảnh hưởng độ ẩm hạt cà phê trước khi lên men lên khả năng
trích ly chất hòa tan 73
3.3.5.6. Khảo sát sự thay đổi trọng lượng khối cà phê trước và sau lên men 73
3.3.5.7. Khảo sát nhiệt độ khối ủ theo thời gian lên men 73
3.3.6. Phương pháp xử lý số liệu 73
PHẦN 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 74
4.1. Kết quả khảo sát một số đặc điểm của ba loại cà phê 75
4.1.1. Hình dạng hạt 75
4.1.2. Số hạt cà phê trong 100 g 75
4.1.3. Số hạt đen, hỏng trong 100 g 75
4.1.4. Kích thước trung bình hạt 75
4.1.4.1. Chiều ngang trung bình 75
4.1.4.2. Chiều dài trung bình 75
4.1.4.3. Bề dày trung bình 75
4.2. Xác định các thành phần chủ yếu trong cà phê nhân 77
4.3. Xác định môi trường chế phẩm tối ưu cho sinh tổng hợp pectinase
và cellulase 78
4.3.1. Xác định ảnh hưởng của tỉ lệ cơ chất (bột mì và bột sắn) đến quá trình
sinh tổng hợp pectinase và cellulase 78
4.3.1.1. Xác định ảnh hưởng của tỉ lệ trộn đến sinh tổng hợp pectinase 78
4.3.1.2. Xác định ảnh hưởng của tỉ lệ trộn đến sinh tổng hợp cellulase 79
4.3.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian nuôi nấm sợi trong môi trường
chế phẩm đến quá trình sinh tổng hợp pectinase và cellulase 80
4.3.2.1. Xác định ảnh hưởng của thời gian nuôi đến sinh tổng hợp pectinase 81
4.3.2.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian nuôi đến sinh tổng hợp cellulase 82
4.4. Xác định ảnh hưởng của thời gian lên men 85
4.4.1. Xác định ảnh hưởng của thời gian ủ đến khả năng trích ly cà phê 85
4.4.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian ủ đến độ hòa tan 87
4.4.3. Xác định ảnh hưởng của thời gian ủ đến độ pH của dung dịch chất tan
trích từ cà phê lên men 90
4.5. Xác định ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm 92
4.5.1. Xác định ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến khả năng trích ly 93
4.5.2. Xác định ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến độ hòa tan 95
4.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm đến độ pH của dung dịch
chất tan trích từ cà phê lên men 97
4.6. Xác định ảnh hưởng độ ẩm hạt cà phê trước khi lên men lên khả năng
trích ly chất hòa tan 100
4.6.1. Xác định ảnh hưởng độ ẩm hạt lên khả năng trích ly 101
4.6.2. Xác định ảnh hưởng độ ẩm hạt lên độ hòa tan 102
4.6.3. Xác định ảnh hưởng độ ẩm hạt lên pH của dung dịch chất tan 103
4.7. Xác định sự thay đổi trọng lượng khối cà phê trước và sau khi lên men 104
4.7.1. Xác định sự thay đổi trọng lượng khối cà phê theo thời gian lên men 104
4.7.2. Xác định sự thay đổi trọng lượng khối ủ theo hàm lượng chế phẩm 107
4.8. Xác định nhiệt độ khối ủ theo thời gian lên men 109
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 111
PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 112
PHẦN 7: PHỤ LỤC 116
Phụ lục 1: Thành phần môi trường sử dụng 117
Phụ lục 1.1: Môi trường thạch malt (nuôi cấy nấm mốc)