Nguyen Van Thanh * , Nguyen Ngoc Thanh and Nguyen Minh Nhut

* Corresponding author (nvthanh@ctu.edu.vn)

Abstract

This study was conducted to analyze the effect of alpha amylase concentration (0.015-0.035%) and time (1-4 hours) to the liquefaction of potato starch and the effect of glucoamylase concentration (0.05-0.085%) and time (70-90 hours) to the saccharification of sweet potato starch. At the same time, the effects of yeast inoculum density (103-107 cells/mL), pH (4-5), °Brix (22-26), temperature (20°C and 30°C) and supplemented yeast extract content (0.1-0.4%) on the ethanol fermentation of Japanese sweet potato were investigated. As a result, in the liquefaction stage, 0.03% (w/v) alpha amylase concentration in 2 hours could produce 27.8 mg/mL reducing sugar. In the saccharification stage, 0.075% (w/v) glucoamylase concentration in 80 hours could yield 61.02 mg/mL. The yeast Saccharomyces cerevisiae was inoculated in ethanol fermentation stage. The result showed that the fermentation could produce 14.16-14.27% (v/v) alcolhol from 24°Brix, pH 4.5 and 105 cell/mL with 0.2% (w/v) yeast extract at 30°C in a 10-day fermentation.
Keywords: Alcohol fermentation, alpha-amylase, glucoamylase, Saccharomyces cerevisiae, sweet potato

Tóm tắt

Nghiên cứu thực hiện trên cơ sở khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme alpha amylase (0,015-0,035%), thời gian (1-4 giờ) đến khả năng dịch hóa tinh bột khoai lang và glucoamylase (0,05-0,085%), thời gian 70-90 giờ đến khả năng đường hóa tinh bột khoai lang. Đồng thời, khảo sát ảnh hưởng của mật số nấm men (103-107 tb/mL), pH (4-5), °Brix (22-26), nhiệt độ (20 và 30°C) và hàm lượng yeast extract bổ sung (0,1-0,4%) đến khả năng lên men rượu vang khoai lang tím Nhật. Kết quả cho thấy ở giai đoạn dịch hóa, nồng độ enzyme alpha amylase 0,03% và sau 2 giờ thủy phân, hàm lượng đường khử sinh ra 27,8 mg/mL. Ở giai đoạn đường hóa, với nồng độ enzyme glucoamylase 0,075% và sau 80 giờ, hàm lượng đường khử sinh ra 61,02 mg/mL. Nấm men Saccharomyces cerevisiae được sử dụng ở giai đoạn lên men rượu, kết quả cho thấy lên men rượu vang khoai lang tím Nhật với hàm lượng chất khô hoà tan 24 °Brix, pH 4,5 mật số nấm men 105 tế bào/mL, có bổ sung 0,2% yeast extract và lên men ở nhiệt độ 30°C trong 10 ngày đạt hàm lượng ethanol 14,16-14,27% (v/v).
Từ khóa: Alpha-amylase, glucoamylase, khoai lang, lên men rượu, Saccharomyces cerevisiae

Article Details

References

Calvo, P., Ormeño-Orrillo, E., Martinez-Romero, E., Zúñiga, D., 2010. Characterisationof Bacillus isolates of potato rhizosphere from Andean soils of Peru and their potential PGPR characteristics. Brazilian Journal of Microbiology. 41(4): 899-906.

Duhan, J., Kumar, A., Tanwar, S.K., 2013. Bioethanol production from starchy part of tuberous plant (potato) using Saccharomyces cerevisiae MTCC-170. African Journal of Microbiology Research. 7: 5253-5260.

Dutta, T. K., Jana, M., Pahari, P. R., Bhattacharya, T., 2006. Turkish Journal of Zoology. 30:187-195.

Hồ Minh Thuấn, 2013. Thử nghiệm sản xuất rượu đế từ khoai lang. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ.. Trường Đại học Cần Thơ.

Jagatee, S., Pradhan, C., Dash, P. K., Sahoo, S., and Mohanty, R. C., 2015. Optimization for saccharification of sweet potato (Ipomoea batatasl) flour for enhanced ethanol production. International Journal of Science, Technology & Management. 4: 2394-1537.

Kano, M., Takayanagi, T., Harada K., Makino K. and Ishikawa F., 2005. Antioxidative activity of anthocyanins from purple sweet potato, Ipomoerabatatas cultivar Ayamurasaki. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 69(5): 979-988.

Kayikci, Ö., And Nielsen, J., 2015. Glucose repression in Saccharomyces cerevisiae. Ferderationof European Microbiological Society (FEMS) Yeast Research yeast research, 15(6): 1-8.

Kays, S.J., Wang, Y., McLaurin, W.J., 2005. Chemical and geographical assessment of the sweetness of the cultivated sweetpotatoclones of the world. Journal of the American Society for Horticultural Science. 130(4): 591-597.

Kinh tế Sài Gòn online, 2018. Khoai lang Bình Tân kêu cứu. Truy cập ngày 26/4/2019. Địa chỉ: https://www.thesaigontimes.vn/281616/Khoai-lang-Binh-Tan-keu-cuu.html

Nhan Minh Trí, 2015. Các biến đổi chất lượng bánh tráng sữa khoai lang tím trong quá trình chế biến.Tạpchí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ: 39 (2015): 29-35

Paul, S. K., Dutta, H., Mahanta, C. L., and Kumar, P., 2014. Process standardization, characterization and storage study of a sweet potato (Ipomoea batatas L.) wine. International Food Research. 21: 1149-1156.

Permanasari, A. R., Yulistiani, F., Purnama, R. W., Widjaja, T., and Gunawan, S., 2018. The effect of substrate and enzyme concentration on the glucose syrup production from red sorghum starch by enzymatic hydrolysis. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 160: 1-6.

Ukpabi, U.J., 2009. Root and tubers in Nigeria as sources of industrial raw materials. In: Onwualu, P.A., Obasi, S.C., Ukpabi, U.J. (Eds.). Nigeria AgroRaw Materials Development Some Industrial Crops and Salient Issues. RMDRC Publications. Abuja, Nigeria: 1-19.

Võ Thị Tú Trinh. 2012. Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đế từ khoai lang. Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Cần Thơ.

Vu, D.H., Loc, D.T., Ho, T.V., and Kim, H., 2000. Sweet potato in the postriceareas of Vietnam. In: RascoJr., E.T., Amante, V.d.R. (Eds.). Sweet Potato in Tropical Asia. Philippine Council for Agriculture, Forestry, and Natural Resources Research and Development. Los Baños, Laguna, The Philippines: 189-220.

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN-3217:79). 1979. Quy định kỹ thuật về Sản phẩm thực phẩm - phân tích cảm quan - phương pháp cho điểm. Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN-7045:2002). 2002. Quy định kỹ thuật về Rượu vang. Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.