Optimization of alcoholic fermentation of custard apple juice by Saccharomyces cerevisiae using response surface methodology
In recent years, custard apple fruit has been applied in food processing
with various products. The objective of this study was to valorize a
fermented fruit drink from a Vietnamese local custard apple fruit by
the alcoholic fermentation of the juice using Saccharomyces cerevisiae.
Response surface methodology was used to describe dependency of
soluble solid content, inoculum size of yeast and fermentation time
on ethanol production during fermentation of custard apple juice
by Saccharomyces cerevisiae SLS. The experiments were performed
according to the central composite design with total soluble solid
content ranging from 16 to 200Brix, inoculum size of yeast from 1%
to 3%, and fermentation time from 42 to 48 h. A quadratic model
was developed to correlate the variables to the ethanol yield and
sensory score. The results showed that a production of ethanol from
the custard apple juice could be achieved reaching up to 5.1% (v/v) at
optimum conditions of 190Brix, 2% yeast and 44-h fermentation time.
The model predictions agreed satisfactorily with the experimental
values
Tóm tắt nội dung tài liệu: Optimization of alcoholic fermentation of custard apple juice by Saccharomyces cerevisiae using response surface methodology
70 Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh Optimization of alcoholic fermentation of custard apple juice by Saccharomyces cerevisiae using response surface methodology Huan T. Phan ∗ , & Hien M. Nguyen Faculty of Food Science and Technology, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, Vietnam ARTICLE INFO Research Paper Received: March 30, 2019 Revised: August 15, 2019 Accepted: September 03, 2019 Keywords Custard apple juice Fermentation Response surface methodology Saccharomyces cerevisiae ∗ Corresponding author Phan Tai Huan Email: pthuan@hcmuaf.edu.vn ABSTRACT In recent years, custard apple fruit has been applied in food processing with various products. The objective of this study was to valorize a fermented fruit drink from a Vietnamese local custard apple fruit by the alcoholic fermentation of the juice using Saccharomyces cerevisiae. Response surface methodology was used to describe dependency of soluble solid content, inoculum size of yeast and fermentation time on ethanol production during fermentation of custard apple juice by Saccharomyces cerevisiae SLS. The experiments were performed according to the central composite design with total soluble solid content ranging from 16 to 20 0 Brix, inoculum size of yeast from 1% to 3%, and fermentation time from 42 to 48 h. A quadratic model was developed to correlate the variables to the ethanol yield and sensory score. The results showed that a production of ethanol from the custard apple juice could be achieved reaching up to 5.1% (v/v) at optimum conditions of 19 0 Brix, 2% yeast and 44-h fermentation time. The model predictions agreed satisfactorily with the experimental values. Cited as: Phan, H. T., & Nguyen, H. M.. (2019). Optimization of alcoholic fermentation of custard apple juice by Saccharomyces cerevisiae using response surface methodology. The Journal of Agriculture and Development 18(5), 70-78. T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) www.jad.hcmuaf.edu.vn Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 71 Tèi ÷u ho¡ qu¡ tr¼nh l¶n men r÷ñu dàch qu£ m¢ng c¦u ta b¬ng Saccharomyces cerevisiae sû döng ph÷ìng ph¡p b· m°t ¡p ùng Phan T¤i Hu¥n ∗ & Nguy¹n Minh Hi·n Khoa Cæng Ngh» Thüc Ph©m, Tr÷íng ffi¤i Håc Næng L¥m TP.HCM, TP. Hç Ch½ Minh THÆNG TIN BI BO B i b¡o khoa håc Ng y nhªn: 30/03/2019 Ng y ch¿nh sûa: 15/08/2019 Ng y ch§p nhªn: 03/09/2019 Tø khâa Dàch qu£ m¢ng c¦u ta L¶n men Ph÷ìng ph¡p b· m°t ¡p ùng Saccharomyces cerevisiae ∗ T¡c gi£ li¶n h» Phan T¤i Hu¥n Email: pthuan@hcmuaf.edu.vn TÂM TT Trong nhúng n«m g¦n ¥y, nhi·u s£n ph©m ÷ñc s£n xu§t tø tr¡i m¢ng c¦u ta. Möc ti¶u cõa nghi¶n cùu n y nh¬m n¥ng cao gi¡ trà sû döng cho lo¤i m¢ng c¦u ta àa ph÷ìng vîi s£n ph©m n÷îc l¶n men sû döng n§m men Saccharomyces cerevisiae. Ph÷ìng ph¡p b· m°t ¡p ùng ÷ñc sû döng nh¬m lüa chån c¡c i·u ki»n tèi ÷u v· h m l÷ñng ch§t rn háa tan, t¿ l» n§m men v thíi gian l¶n men nh¬m º l¶n men r÷ñu dàch qu£ m¢ng c¦u ta b¬ng n§m men Saccharomyces cerevisiae SLS. Th½ nghi»m ÷ñc bè tr½ theo ph÷ìng ph¡p quy ho¤ch thüc nghi»m kiºu th½ nghi»m phèi hñp câ t¥m vîi h m l÷ñng ch§t rn háa tan trong kho£ng tø 16 ¸n 20 0 Brix, t¿ l» n§m men tø 1 ¸n 3%, v thíi gian l¶n men tø 42 ¸n 48 gií. Sû döng b· m°t ¡p ùng trong mæ h¼nh tèi ÷u bªc 2 º thº hi»n sü £nh h÷ðng cõa c¡c y¸u tè kh£o s¡t ¸n ë cçn v iºm c£m quan. ffii·u ki»n tèi ÷u º l¶n men s£n ph©m ¤t 5,1% (v/v) ë cçn ÷ñc x¡c ành bao gçm h m l÷ñng ch§t rn háa tan 19 0 Brix, t¿ l» men 2% v thíi gian l¶n men l 44 gií. Gi¡ trà mæ h¼nh tèi ÷u dü o¡n phò hñp vîi c¡c gi¡ trà thüc nghi»m. 1. ffi°t V§n ffi· M¢ng c¦u ta (Annonasquamosa) câ nguçn gèc ð vòng nhi»t îi Ch¥u Mß. Nhu c¦u sû döng m¢ng c¦u ta r§t cao do ¥y l lo¤i tr¡i c¥y vîi ph¦n thàt tr¡i câ h÷ìng r§t thìm, ë axit th§p (Mowry & ctv., 1941). Tr¡i m¢ng c¦u ta l lo¤i tr¡i c¥y câ ¿nh hæ h§p ët bi¸n. Tr¡i ch½n b¼nh th÷íng ð nhi»t ë 15 - 30 0 C, nhi»t ë d÷îi 15 0 C d¹ bà tên th÷ìng l¤nh. ffii·u ki»n · nghà b£o qu£n tr¡i m¢ng c¦u ð 15 - 20 0 C, nçng ë O2 v ethylen th§p, 10% CO2 v 85 - 90% ë ©m trong khæng kh½. H m l÷ñng axit ascorbic v glucose t«ng tèi a t¤i ¿nh ët bi¸n nh÷ng l¤i gi£m khi tr¡i qu¡ ch½n (Broughton & Guat, 1979). M°t kh¡c, m¢ng c¦u ta ÷ñc xem l lo¤i tr¡i ngåt nh§t trong hå m¢ng c¦u vîi th nh ph¦n dinh d÷ïng kh¡ cao. Têng l÷ñng carbohydrate 19,6 ± 1 g/100 g trong â fructose (3,5%), glucose (5,1%) v oligosaccha- rides (1,2 - 2,5%). Thàt tr¡i m¢ng c¦u ta l nguçn cung c§p tèt carbohydrate v ch§t xì (Hassan & ctv., 2008). M¢ng c¦u ta câ h m l÷ñng c¡c chèng oxi hâa cao. H m l÷ñng phenolic ÷ñc t¼m th§y trong m¢ng c¦u ta câ t¿ l» kh¡ cao 223 ± 23,8 mg/100 g (Reddy & ctv., 2010). T¥y Ninh l t¿nh câ v÷ín m¢ng c¦u ta lîn nh§t n÷îc, chõ y¸u c¡c x¢ ven ch¥n nói B ffien v c¡c vòng phö cªn. Gièng nh÷ c¡c lo¤i m¢ng c¦u kh¡c m¢ng c¦u ta d¹ bà tên th÷ìng v m·m nhanh châng trong qu¡ tr¼nh ch½n, trð n¶n m·m nh¢o v khâ giú t÷ìi ngon (Raphael & Omokaro, 2009). G¦n ¥y xu§t hi»n xu h÷îng nghi¶n cùu v ph¡t triºn º gia t«ng gi¡ trà sû döng cho næng s£n àa ph÷ìng (Phan & Nguyen, 2016; Le & ctv., 2017). Trong nhi·u nghi¶n cùu khoa håc, ph÷ìng ph¡p b· m°t ¡p ùng ÷ñc ¡p döng º tèi ÷u hâa thæng sè kß thuªt vîi sè l÷ñng nghi»m thùc vøa ph£i (Ngo & ctv., 2016; Zivkovic & ctv., 2018). Nh¬m n¥ng cao gi¡ trà sû döng, gâp ph¦n a d¤ng hâa s£n ph©m, nghi¶n cùu n y thüc hi»n vîi möc ti¶u l m ti·n · ch¸ bi¸n s£n ph©m n÷îc tr¡i c¥y l¶n men tø tr¡i m¢ng c¦u ta. Möc ti¶u cõa nghi¶n cùu l tèi ÷u hâa qu¡ tr¼nh l¶n men r÷ñu dàch qu£ m¢ng c¦u ta b¬ng c¡ch sû döng n§m men www.jad.hcmuaf.edu.vn T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) 72 Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh Saccharomyces cerevisiae SLS. 2. Vªt Li»u v Ph÷ìng Ph¡p Nghi¶n Cùu Nguy¶n li»u: Tr¡i m¢ng c¦u ta câ nguçn tø nói B ffien, t¿nh T¥y Ninh. Chõng vi sinh vªt: N§m men Saccharomyces cerevisiae SLS do Vi»n Vi Sinh Vªt v Cæng Ngh» Sinh Håc, ffi¤i håc quèc gia H Nëi cung c§p. Hâa ch§t: Mæi tr÷íng Potato Dextrose Broth (PDB) º trú gièng n§m men vîi th nh ph¦n gçm 200 g khoai t¥y, 20 g ÷íng glucose v 1000 mL n÷îc c§t. Trong â, khoai t¥y rûa s¤ch ct h¼nh khèi 1 cm, cho n÷îc vøa õ v o un sæi 15 - 20 phót, g¤n l§y dàch trong (n÷îc chi¸t khoai t¥y) th¶m n÷îc vøa õ 1000 mL, cho v o ÷íng, khu§y ·u v un lûa nhä cho tan h¸t, cho v o b¼nh khû tròng b¬ng autoclave ð 121 0 C trong 15 phót. Chu©n bà m¨u: Quy tr¼nh l¶n men n÷îc m¢ng c¦u ta ÷ñc thº hi»n nh÷ H¼nh 1. C¡ch ti¸n h nh: M¢ng c¦u ta ÷ñc lët vä, t¡ch h¤t v cuèng; bê sung n÷îc vîi tff l» 1:2,5 (w/v), bê sung Na2S2O5 vîi h m l÷ñng l 0,1% thàt qu£ (Okeke & ctv., 2015); xay nhuy¹n, låc l§y dàch, th¶m ÷íng ¸n ë Brix kh£o s¡t; bê sung tff l» Saccharomyces cerevisiae SLS (% n§m men, v/v) kh£o s¡t vîi mªt ë 10 7 t¸ b o/mL; l¶n men ch½nh ð i·u ki»n kà kh½, nhi»t ë pháng. Tèi ÷u qu¡ tr¼nh l¶n men: Xû lþ sè li»u th½ nghi»m theo ph÷ìng ph¡p quy ho¤ch thüc nghi»m kiºu th½ nghi»m phèi hñp câ t¥m (CCD), ÷ñc bè tr½ b¬ng ph¦n m·m JMP 10. Mèi quan h» giúa y¸u tè kh£o s¡t v ch¿ ti¶u theo dãi thº hi»n d÷îi d¤ng b· m°t ¡p ùng. C¡c y¸u tè trong th½ nghi»m l ë Brix (X1), % n§m men (X2), thíi gian l¶n men (X3) theo c¡c mùc thº hi»n ð B£ng 1. Tr¶n cì sð x¡c ành X1, X2, X3 ph÷ìng tr¼nh hçi quy ÷ñc x¥y düng º x¡c ành £nh h÷ðng cõa 3 y¸u tè ¸n ch¿ ti¶u theo dãi l ë cçn Y1 (% v/v) v iºm c£m quan (Y2). Ph÷ìng tr¼nh hçi quy câ d¤ng têng qu¡t: Y = a0 + a1x1 + a2x2 + a3x3 + a12x1x2 + a13x1x3 + a23x2x3 + a11x 2 0 + a22x 2 0 + a33x 2 3 ffi÷ñc tèi ÷u hâa theo h÷îng iºm c£m quan s£n ph©m ¤t gi¡ trà tèi a trong khi ë cçn s£n ph©m n¬m trong kho£ng ë cçn phê bi¸n cõa n÷îc tr¡i c¥y l¶n men l 4,5 - 5,5% (v/v). C¡c ph÷ìng ph¡p ph¥n t½ch hâa lþ: H m l÷ñng ch§t rn háa tan (ë Brix) ÷ñc o b¬ng khóc x¤ k¸ Atago 0 - 32 0 Brix (± 0,1 0 Brix). M¢ng c¦u Ch¦n Xay N÷îc←Na2S2O5 Låc Thu thàt ²p ffii·u ch¿nh dàch l¶n men ffi÷íng L¶n men N§m men Låc Thanh tròng N÷îc m¢ng c¦u ta l¶n men H¼nh 1. Quy tr¼nh l¶n men n÷îc m¢ng c¦u ta. T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) www.jad.hcmuaf.edu.vn Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 73 B£ng 1. Bè tr½ th½ nghi»m tèi ÷u hâa qu¡ tr¼nh l¶n men Bi¸n (y¸u tè) Mùc v m¢ hâa mùc cõa bi¸n -1 0 +1 X1: ffië Brix 16 18 20 X2: % N§m men 1 2 3 X3: Thíi gian l¶n men (gií) 42 45 48 B£ng 2. Mët sè ch¿ ti¶u hâa lþ cõa thàt qu£ m¢ng c¦u ta xay nhuy¹n Ch¿ ti¶u K¸t qu£ (X ± SD) 1 H m l÷ñng ch§t rn háa tan 21,2 ± 0,12 pH 5,13 ± 0,01 Vitamin C 45,86 ± 0,02 mg/100 mL Polyphenol 33,26 ± 0,03 mg/100 mL 1 X ± SD: Gi¡ trà trung b¼nh ± ë l»ch chu©n pH cõa m¨u ÷ñc o b¬ng m¡y o pH (Hanna pH211 USA). H m l÷ñng ethanol ÷ñc x¡c ành theo TCVN 6429: 2007. H m l÷ñng polyphenol têng ÷ñc x¡c ành b¬ng ph÷ìng ph¡p Folin Ciocalteu theo ISO 14502-1: 2005. H m l÷ñng vitamin C ÷ñc x¡c ành b¬ng ph÷ìng ph¡p quang phê UV Vis (Kapur & ctv., 2012). Ph÷ìng ph¡p c£m quan: ffi¡nh gi¡ ch§t l÷ñng s£n ph©m b¬ng ph÷ìng ph¡p c£m quan cho iºm düa theo TCVN 3217-79 (R÷ñu C£m quan Ph÷ìng ph¡p cho iºm). Th½ nghi»m ÷ñc bè tr½ theo kiºu bè tr½ khèi khæng ¦y õ c¥n èi (Bal- anced incomplete block). M¨u ÷ñc ¡nh gi¡ c£m quan theo ph÷ìng ph¡p cho iºm vîi thang iºm 20. Hëi çng c£m quan vi¶n gçm c¡c th nh vi¶n câ kh£ n«ng ¡nh gi¡ kh¡ch quan, câ kh£ n«ng ph¥n bi»t c£m gi¡c tèt, câ ki¸n thùc chuy¶n mæn v ki¸n thùc ph¥n t½ch c£m quan. C£m quan vi¶n ¡nh gi¡ 4 m¨u trong 15 m¨u th½ nghi»m. Méi m¨u ÷ñc ¡nh gi¡ vîi sè l¦n ¡nh gi¡ nh÷ nhau. Khèi m¨u công ÷ñc bè tr½ ng¨u nhi¶n cho méi c£m quan vi¶n. Thù tü tr¼nh b y m¨u trong khèi ph£i ng¨u nhi¶n trong t§t c£ c¡c tr÷íng hñp. 3. K¸t Qu£ v Th£o Luªn 3.1. Kh£o s¡t ch§t l÷ñng nguy¶n li»u m¢ng c¦u ta Do °c t½nh cõa nguy¶n li»u l mët trong nhúng ch¿ ti¶u r§t quan trång quy¸t ành trüc ti¸p ¸n ch§t l÷ñng s£n ph©m công nh÷ kh£ n«ng ph¡t triºn, l¶n men cõa n§m men v gi¡ trà c£m quan cõa s£n ph©m. ffi¥y l i·u ki»n c¦n thi¸t gióp ta câ thº i·u ch¿nh c¡c thæng sè v phèi ch¸ dàch l¶n men º t¤o ra mët s£n ph©m câ ch§t l÷ñng v· m°t dinh d÷ïng công nh÷ c£m quan. K¸t qu£ x¡c ành mët sè ch¿ ti¶u trong nguy¶n li»u ÷ñc tr¼nh b y ð B£ng 2. K¸t qu£ cho th§y tr¡i m¢ng c¦u ta câ l÷ñng ÷íng t÷ìng èi cao vîi h m l÷ñng ch§t rn háa tan v o kho£ng 21,2 0 Brix. Vitamin C cõa m¢ng c¦u ta v o kho£ng 45,86 mg/100 mL g¦n b¬ng vîi dùa (51 mg/100 mL) v th§p hìn so vîi êi (130 - 300 mg/100 mL) (Quach & ctv., 2008). Tuy nhi¶n â l hai lo¤i tr¡i c¥y gi u vitamin C n¶n công v¨n câ thº k¸t luªn ÷ñc r¬ng m¢ng c¦u ta l tr¡i c¥y câ l÷ñng vitamin t÷ìng èi cao. Ch½nh v¼ vªy vi»c ch¸ bi¸n v a d¤ng hâa c¡c s£n ph©m tø lo¤i qu£ n y l r§t tèt cho sùc khäe ng÷íi ti¶u dòng. Khi l¶n men ethanol, pH cõa dàch qu£ công l y¸u tè c¦n ÷ñc chó þ. Tr¡i m¢ng c¦u ta ÷ñc nghi¶n cùu câ pH 5,3 n¬m ð kho£ng pH 4,5 - 5,5, th½ch hñp º n§m men ph¡t triºn (Luong, 2009). ffiâ công ch½nh l lþ do trong nghi¶n cùu n y s³ khæng i·u ch¿nh pH khi l¶n men n÷îc m¢ng c¦u ta. B¶n c¤nh â polyphenol l c¡c hñp ch§t câ vai trá quan trång trong c¡c qu¡ tr¼nh trao êi ch§t (i·u khiºn trao êi n«ng l÷ñng v t¡i t¤o protein) cõa rau qu£. Hñp ch§t polyphenol d¹ bà oxy hâa t¤o th nh flobafen câ m u n¥u hay ä vîi tèc ë r§t nhanh v l nguy¶n nh¥n ch½nh g¥y s¨m m u c¡c qu£ khi ch¸ bi¸n. Trong m¢ng c¦u ta câ l÷ñng polyphenol t÷ìng èi cao (33,26 mg/100 mL). Do â khi ch¸ bi¸n c¦n câ nhúng bi»n ph¡p xû lþ º tr¡nh l m s¨m m u s£n ph©m. www.jad.hcmuaf.edu.vn T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) 74 Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 3.2. nh h÷ðng cõa c¡c y¸u tè kh£o s¡t ¸n ë cçn s£n ph©m Vîi s£n ph©m n÷îc tr¡i c¥y l¶n men th¼ ë Brix, tff l» men v thíi gian l¶n men l c¡c y¸u tè câ t¦m £nh h÷ðng quy¸t ành tîi ch§t l÷ñng s£n ph©m. K¸t qu£ tèi ÷u qu¡ tr¼nh l¶n men kh£o s¡t c¡c y¸u tè ë Brix 16 20, t¿ l» n§m men 1 - 3% v thíi gian l¶n men 42 - 48 gií ÷ñc thº hi»n ð B£ng 3. H¼nh 2. Sü t÷ìng quan giúa ë cçn thüc t¸ v dü o¡n. H» sè t÷ìng th½ch cõa ë cçn (R 2 = 0,95) ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 2. ffii·u â câ ngh¾a l mæ h¼nh ÷ñc lüa chån cho bè tr½ th½ nghi»m l phò hñp v t÷ìng th½ch vîi c¡c sè li»u th½ nghi»m. Gi¡ trà P = 0,0082 (P < 0,05) cho th§y c¡c y¸u tè kh£o s¡t nh÷ ë Brix, % n§m men v thíi gian l¶n men £nh h÷ðng câ þ ngh¾a ¸n sü bi¸n thi¶n ë cçn. Ph÷ìng tr¼nh hçi quy vîi ba y¸u tè cõa h m möc ti¶u (ë cçn) theo mæ h¼nh tæi ÷u ¢ chån câ d¤ng nh÷ ph÷ìng tr¼nh: Y1 = 4,97 + 0,4X1 + 0,15X2 + 0,13X3. Trong â: C¡c h» sè t÷ìng ùng ÷ñc chån khi câ £nh h÷ðng þ ngh¾a v· m°t thèng k¶ ¸n ch¿ ti¶u theo dãi (P < 0,05). Ba y¸u tè ë Brix, nçng ë n§m men v thíi gian l¶n men ·u £nh h÷ðng m¤nh m³ ¸n ë cçn têng thu ÷ñc. Y1 l ë cçn (%); X1 ë Brix, X2 t¿ l» n§m men (%), X3 thíi gian l¶n men (gií). D§u ùng tr÷îc c¡c h» sè, cho bi¸t chi·u £nh h÷ðng cõa c¡c y¸u tè l d÷ìng hay ¥m, nâi c¡ch kh¡c l ë bi¸n thi¶n cõa c¡c y¸u tè t¿ l» nghàch hay thuªn èi vîi ë bi¸n thi¶n cõa ch¿ ti¶u theo dãi. Tø ph÷ìng tr¼nh, ta th§y ÷ñc, c£ ba y¸u tè ·u t÷ìng quan t¿ l» thuªn vîi ë cçn. Mùc ë £nh h÷ðng cõa c¡c y¸u tè thº hi»n qua biºu ç Pareto (H¼nh 3). K¸t qu£ cho th§y ë Brix câ mùc £nh h÷ðng ¸n sü bi¸n thi¶n ë cçn nh§t. ffii·u n y cho th§y ë Brix l y¸u tè quan trång nh§t £nh h÷ðng ¸n ë cçn sau khi l¶n men, theo â ¸n t¿ l» n§m men v thíi gian l¶n men l y¸u tè câ £nh h÷ðng y¸u hìn. Ngo i ra, chi·u h÷îng t¡c ëng cõa tøng y¸u tè kh£o s¡t ÷ñc biºu di¹n chi ti¸t t¤i H¼nh 4. Ba y¸u tè ·u £nh h÷ðng ¸n ë cçn theo ÷íng g¦n nh÷ th¯ng. ffii·u n y ¢ ÷ñc bi¸t ¸n qua ph÷ìng tr¼nh hçi quy, c¡c y¸u tè kh£o s¡t ·u £nh h÷ðng ð h m bªc mët. Trong ph¤m vi kh£o s¡t h¤n ch¸, khi t«ng gi¡ trà cõa y¸u tè tîi mët giîi h¤n nh§t ành th¼ ë cçn t«ng d¦n ¸n gi¡ trà cüc ¤i. Nghi¶n cùu cõa Yan & ctv. (2012) công cho th§y nçng ë ÷íng c ng lîn s³ c ng l m gi£m qu¡ tr¼nh chuyºn hâa r÷ñu. ffi÷íng câ trong dàch l¶n men âng vai trá l nguçn cacbon phöc vö cho qu¡ tr¼nh sinh tr÷ðng v l¶n men cõa n§m men. Tuy nhi¶n, n¸u h m l÷ñng ÷íng qu¡ cao s³ ùc ch¸ ho¤t ëng sèng cõa n§m men do t«ng ¡p su§t th©m th§u giúa t¸ b o vîi mæi tr÷íng (At- tri, 2009). Trong khi â theo Bui (2009) thíi gian l¶n men t¡c ëng lîn ¸n qu¡ tr¼nh l¶n men n÷îc tr¡i c¥y. N¸u k²o d i thíi gian l¶n men s³ d¨n ¸n h m l÷ñng cçn t«ng cao. Khi â s£n ph©m khæng cán l n÷îc tr¡i c¥y l¶n men m l r÷ñu tr¡i c¥y. N¶n vi»c canh ch¿nh thíi gian trong n÷îc tr¡i c¥y l¶n men l mët trong c¡c y¸u tè quan trång quy¸t ành h m l÷ñng cçn sinh ra nhi·u hay ½t. 3.3. nh h÷ðng cõa c¡c y¸u tè kh£o s¡t ¸n iºm c£m quan s£n ph©m B¶n c¤nh kh£o s¡t ¡p ùng ë cçn, th½ nghi»m cán kh£o s¡t th¶m ¡p ùng iºm c£m quan. K¸t qu£ xû lþ cho th§y h» sè t÷ìng th½ch cõa iºm c£m quan (R 2 = 0,93) ÷ñc thº hi»n nh÷ H¼nh 5 ffii·u â công câ ngh¾a l mæ h¼nh ÷ñc chån cho bè tr½ th½ nghi»m l phò hñp. Gi¡ trà P = 0,019 T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) www.jad.hcmuaf.edu.vn Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 75 B£ng 3. K¸t qu£ tèi ÷u qu¡ tr¼nh l¶n men bè tr½ theo kiºu CCD NT ffië Brix % N§m men Thíi gian (gií) ffië cçn (%, v/v) ffiiºm c£m quan 1 16 1 42 4,29 15,6 2 20 1 42 5,09 17,0 3 16 3 42 4,51 15,0 4 16 1 48 4,36 17,4 5 20 3 42 5,24 17,2 6 20 1 48 5,16 17,2 7 16 3 48 4,72 16,8 8 20 3 48 5,54 17,4 9 18 2 45 5,01 16,4 10 18 2 42 4,51 16,2 11 18 2 48 5,16 17,6 12 18 1 45 4,87 16,6 13 18 3 45 5,24 17,2 14 16 2 45 4,43 14,8 15 20 2 45 5,32 16,8 B£ng 4. ffië cçn v iºm c£m quan theo dü o¡n cõa mæ h¼nh tèi ÷u v thüc t¸ Y¸u tè kh£o s¡t ffië cçn (%) C£m quan ffië Brix % n§m men Thíi gian (gií) Gi¡ trà dü o¡n 19,16 1,90 43,96 5,10 16,51 Gi¡ trà hi»u ch¿nh 19,00 2,00 44,00 5,09 16,51 Thüc nghi»m kiºm chùng 19,00 2,00 44,00 5,10 16,47 H¼nh 3. Mùc ë £nh h÷ðng cõa 3 y¸u tè kh£o s¡t ¸n ch¿ ti¶u ë cçn. (P < 0,05) cho th§y c¡c y¸u tè kh£o s¡t nh÷ ë Brix, % n§m men Saccharomyces cerevisiae SLS v thíi gian câ £nh h÷ðng þ ngh¾a ¸n sü bi¸n thi¶n v· iºm c£m quan. Ph÷ìng tr¼nh hçi quy bªc hai vîi ba y¸u tè cõa h m möc ti¶u iºm c£m quan theo mæ h¼nh tèi ÷u ¢ chån câ d¤ng nh÷ ph÷ìng tr¼nh: Y2 = 16,44 + 0,6X1 + 0,54X3 0,64X 2 1 www.jad.hcmuaf.edu.vn T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) 76 Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh H¼nh 4. Chi·u h÷îng t¡c ëng cõa 3 y¸u tè kh£o s¡t ¸n ch¿ ti¶u ë cçn. H¼nh 5. Sü t÷ìng quan giúa iºm c£m quan thüc t¸ v dü o¡n. 0,4X1X3 Trong â: Y2 l iºm trung b¼nh c£m quan; X1 ë brix, X2 t¿ l» n§m men (%), X3 thíi gian l¶n men (gií). Ph¥n t½ch Pareto cho th§y y¸u tè ë Brix £nh h÷ðng nhi·u nh§t ¸n iºm quan, ti¸p â l thíi gian l¶n men (H¼nh 6). ffii·u n y câ thº gi£i th½ch ë Brix £nh h÷ðng nhi·u ¸n và cõa s£n ph©m. Y¸u tè % n§m men ÷ñc cho l khæng £nh h÷ðng ¡ng kº ¸n iºm c£m quan. Chi·u h÷îng t¡c ëng cõa ba y¸u tè kh£o s¡t ¸n iºm c£m quan ÷ñc thº hi»n trong H¼nh 7. C¡c £nh h÷ðng n y ·u thº hi»n theo ÷íng cong, t÷ìng th½ch vîi ph÷ìng tr¼nh hçi quy bªc hai. Trong kho£ng kh£o s¡t, iºm c£m quan t«ng d¦n theo ë Brix tuy nhi¶n s³ gi£m n¸u ë Brix n¬m trong kho£ng hìn 19,5. ffiiºm c£m quan công t«ng d¦n theo thíi gian kh£o s¡t. Y¸u tè % n§m men khæng câ £nh h÷ðng ¡ng kº ¸n iºm c£m quan. 3.4. Tèi ÷u hâa qu¡ tr¼nh l¶n men K¸t qu£ tèi ÷u hâa theo gi¡ trà iºm c£m quan ¤t ÷ñc vîi h m l÷ñng ch§t rn ho tan 19,1 0 Brix; t¿ l» n§m men 1,9%; thíi gian l¶n men 44 gií. Gi¡ trà iºm c£m quan cüc ¤i ¤t ÷ñc l 16,5. T¤i gi¡ trà cüc ¤i n y, ë cçn dü o¡n l 5,1% (v/v) phò hñp ho n to n vîi kho£ng cho ph²p 4,5 - 5,5% (v/v) èi vîi n÷îc tr¡i c¥y l¶n men. Do â k¸t qu£ n y ÷ñc lüa chån l m gi¡ trà tèi ÷u cho qu¡ tr¼nh l¶n men n÷îc m¢ng c¦u ta. K¸t qu£ n y công kh¡ t÷ìng th½ch vîi k¸t qu£ cõa nhi·u nghi¶n cùu kh¡c nh÷ l¶n men r÷ñu vang i·u (Attri, 2009), r÷ñu vang êi (Sevda & Rodrigues, 2010), v l¶n men r÷ñu vang tø xì m½t (Nguyen, 2010). Tø k¸t qu£ dü o¡n cõa mæ h¼nh, thüc hi»n kiºm chùng thüc t¸ vîi c¡c sè li»u ÷ñc hi»u ch¿nh l m trán cho phò hñp ÷ñc thº hi»n nh÷ trong B£ng 4. K¸t qu£ gi¡ trà thüc t¸ cho th§y phò hñp vîi dü o¡n l 5,1% (v/v). ffiiºm c£m quan cho gi¡ trà thüc t¸ l 16,47, ¤t lo¤i kh¡. So vîi gi¡ trà dü o¡n, c£ hai ¡p ùng ë cçn v iºm c£m quan ·u cho k¸t qu£ sai kh¡c khæng câ þ ngh¾a (P < 0,05). T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) www.jad.hcmuaf.edu.vn Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 77 H¼nh 6. Mùc ë £nh h÷ðng cõa 3 y¸u tè kh£o s¡t ¸n ch¿ ti¶u iºm c£m quan. H¼nh 7. Chi·u h÷îng t¡c ëng cõa 3 y¸u tè kh£o s¡t ¸n iºm c£m quan. 4. K¸t Luªn Tr¡i m¢ng c¦u ta vîi gi¡ trà trung b¼nh h m l÷ñng ch§t rn ho tan 21,2 0 Brix, pH 5,13, Vi- tamin C 45,86 mg/100 mL v polyphenol 33,26 mg/100 mL câ thº ÷ñc sû döng dàch qu£ º l¶n men b¬ng n§m men Saccharomyces cerevisiae SLS. B¬ng ph÷ìng ph¡p quy ho¤ch thüc nghi»m sû döng b· m°t ¡p ùng trong mæ h¼nh tèi ÷u bªc 2, i·u ki»n tèi ÷u cho 3 thæng sè kß thuªt ch½nh cõa qu¡ tr¼nh l¶n men ÷ñc x¡c ành. Vîi gi¡ trà tèi ÷u h m l÷ñng ch§t rn háa tan cõa dàch l¶n men l 19 0 Brix, tff l» n§m men sû döng 2% v thíi gian l¶n men 44 gií cho s£n ph©m l¶n men ¤t gi¡ trà tèt nh§t. Gi¡ trà ¤t ÷ñc dü o¡n theo mæ h¼nh tèi ÷u khæng câ sü kh¡c bi»t ¡ng kº so vîi gi¡ trà thüc nghi»m. S£n ph©m thu ÷ñc câ ë cçn 5,1% (v/v) n¬m trong vòng phê bi¸n cõa n÷îc tr¡i c¥y l¶n men v câ iºm c£m quan l 16,47, ¤t lo¤i kh¡ theo TCVN. Líi C£m Ìn Nghi¶n cùu ÷ñc t i trñ bði Sð Khoa Håc V Cæng Ngh» T¥y Ninh. T i Li»u Tham Kh£o (References) Attri, B. L. (2009). Effect of initial sugar concentration on the physico-chemical characteristics and sensory qual- ities of cashew apple wine. Natural Product Radiance www.jad.hcmuaf.edu.vn T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) 78 Tr÷íng ffi¤i håc Næng L¥m TP. Hç Ch½ Minh 8(4), 374-379. Broughton, W. J., & Guat, T. (1979). Storage conditions and ripening of the custard apple Annona squamosa L. Scientia Horticulturae 10(1), 73-82. Bui, A. (2009). Fermentation technology applied in food technology. Ho Chi Minh City, Vietnam: VNU Ho Chi Minh Publishing House. Hassan, L. G., Muhammad, M. U., Umar, K. J., & Sokoto, A. M. (2008). Comparative Study on the prox- imate and mineral contents of the seed and pulp of sugar apple (Annona squamosa). Nigerian Journal of Basic and Applied Sciences 16(2), 179-182. Phan, H. T., & Nguyen, H. T. M. (2016). Polyphenol content and antioxidant capacity of herbal tea from Vietnamese water hyssop (Bacopa monnieri). Interna- tional Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology 6(1), 61-68. Kapur, A., Haskovic, A., Copra-Janicijevic, A., Klepo, L., Topcagic, A., Tahirovic, I., & Sofic, E. (2012). Spectrophotometric analysis of total ascorbic acid con- tetnt in various fruits and vegetables. Bulletin of the Chemists and Technologists of Bosnia and Herzegov- ina 38 (4), 39-42. Le, T. T., Phan, T. H., & Raes, K. (2017). Estab- lishment of a processing procedure for manufacturing dried dragon fruit. Journal of Agricultural Sciences and Technology 6, 32-38. Luong, P. D. (2009). Industrial Yeasts. Ha Noi, Vietnam: Science and Technics Publishing House. Mowry, H., Toy, L. R., & Wolfe, H. S. (1941). Miscella- neous tropical and subtropical florida fruits. Bulletin - University of Florida Agricultural Extension Service 109, 11-21. Ngo, N. T. T., Phan, H. T., & Nguyen, T. T. B. (2016). Screening of fungal strains grown in solid-state culture for production of pectinase from coffee husk. Interna- tional Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology 6(3), 273-276. Nguyen, S. T. T. (2010). Experimental fermentation of wine from ripe jackfruit. Journal of Sciences and Ap- plication 12, 28-29. Okeke, B. C., Agu, K. C., Uba, P. O., Awah, N. S., Anaukwu, C. G., Archibong, E. J., Uwanta, L. I., Ezeneche, J. N., Ezenwa, C. U., & Orji, M. U. (2015). Wine Production from Mixed Fruits (Pineapple and Watermelon) Using High Alcohol Tolerant Yeast Iso- lated from Palm Wine. Universal Journal of Microbi- ology Research 3(4), 41-45. Quach, D., Nguyen, T. V., & Nguyen, T. V. (2008). Fruits and vegetables preservation and processing. Ha Noi, Vietnam: Science and Technics Publishing House. Raphael, N. O., & Omokaro, O. (2009). Mycoflora and production of wine from fruits of soursop (Annona muricata L.). International Journal of Wine Research 1, 1-9. Reddy, C., Vijaya, K., Sreeramulu, D., & Raghunath, M. (2010). Antioxidant activity of fresh and dry fruits commonly consumed in India. Food Research Interna- tional 43(1), 285-288. Sevda, S. B., & Rodrigues, L. (2011). Fermentative be- havior of Saccharomyces strains during Guava (Psid- ium guajava L.) must fermentation and optimization of guava wine production. Journal of Food Processing and Technology 2 (4), 1-18. Yan, L., Wei, Z., Chunjie, L., Kei, S., Shuzo, T., & Hainan K. (2012). Factors affecting ethanol fermentation us- ing Saccharomyces cerevisiae BY4742. Biomass and Bioenergy 47, 395-401. Zivkovic, J., Savikin, K., Jankovic, T., Cujic, N., & Menkovic, N. (2018). Optimization of ultrasound- assisted extraction of polyphenolic compounds from pomegranate peel using response surface methodology. Separation and Purification Technology 194, 40-47. T¤p ch½ Næng nghi»p v Ph¡t triºn 18(5) www.jad.hcmuaf.edu.vn
File đính kèm:
- optimization_of_alcoholic_fermentation_of_custard_apple_juic.pdf