rượu vang xương rồng bàn chải

Vang xương rồng bàn chải

Phần 1: Mở đầu 1- Lý do chọn đề tài Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa với nhiều loại rau quả có chất lượng cao. Tuy nhiên, các loại rau quả thường theo một mùa vụ nhất định trong năm vì vậy trong các mùa trái vụ thường giá khá cao, ngược lại ở vụ mùa thì lại rất thấp hay đôi khi lại không tiêu thụ được. Vì vậy việc nghiên cứu để bảo quản nguyên liệu hay chế biến thành các sản phẩm ở dạng khác nhau để có thể giữ được trong thời gian dài là một vấn đề đã và đang được thực hiện. Sản xuất rượu vang cũng là một cách chế biến sản phẩm và giữ được trong thời gian rất lâu. Với xu thế hiện nay, rượu vang cũng là một nguồn thực phẩm đang được người tiêu dùng sử dụng ngày càng nhiều. Để góp phần làm phong phú thêm thị trường rượu vang, việc nghiên cứu các sản phẩm rượu vang từ quả có giá trị dược học cao là vấn đề cần phải được quan tâm. Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội thì ngành công nghiệp sản xuất rượu vang cũng phát triển mạnh mẽ. Với xu hướng của thời đại, các sản phẩm rượu vang được làm từ các nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, như các quả vừa có giá trị dinh dưỡng cao vừa có giá trị dược học ngày càng được ưa chuộng. Quả xương rồng bàn chải đã có ở Phú Yên từ lâu nhưng người dân ở đây chỉ sử dụng cây trồng để làm hàng rào chứ không dùng vào mục đích như là một loại thực phẩm, bởi vì có thể người dân nơi này chưa biết đến những lợi ích mà cây này mang lại như: • Hạ đường trong máu. • Cải thiện cholesterol xấu. • Hạ huyết áp. • Giảm cân do bài tiết chất béo. • Ngăn ngừa bệnh tim mạch. • Giải độc của cơ thể. Người dân nơi này không quen dùng quả xương rồng bàn chải như một loại thực phẩm. Vì vậy để người dân quen dần với loại quả này thì nên đưa ra một loại sản phẩm nào đó để mọi người dễ sử dụng mà biết đến công dụng và lợi ích mà chính loại nguyên liệu này mang lại như nước giải khát hay rượu vang. 1 Điều đáng nói là hiện nay rượu vang là một loại sản phẩm sử dụng rất nhiều trong đời sống như các buổi tiệc cưới hỏi, sinh nhật, . nên dễ đưa mọi người biết đến sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng. Nhưng trên thị trường chưa có sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng bàn chải cho nên sản xuất rượu vang từ nguyên liệu này tạo ra mặt hàng mới làm phong phú và đa dạng mặt hàng rượu vang, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và tiến tới nâng cao chất lượng để xuất khẩu. Ngoài ra không những tăng thu nhập và cải thiện đời sống cho người nông dân trồng loại cây này mà còn giải quyết công ăn việc làm cho người dân nơi đặt nhà máy sản xuất với quy mô sản xuất lớn. 2- Mục đích • Tìm hiểu quy trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải với các thông số thích hợp. 3- Nội dung tìm hiểu • Tìm hiểu thành phần hóa học của nguyên liệu chính: pH, nồng độ chất hòa tan, khoáng, hàm lượng ẩm. • Tìm hiểu tối ưu hóa công đoạn lên men: Nồng độ đường, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men. • Tìm hiểu tỷ lệ bổ sung enzyme pectinase để làm trong. • Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất vang từ quả xương rồng Ngoài ra tìm hiểu thêm về: • Phương pháp phân tích đánh giá cảm quan cho sản phẩm theo TCVN 32 – 1579. • Bao bì và giá thành sản phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm. 2 Phần 2: NỘI DUNG Chương I: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VANG 1.1.1 Giới thiệu chung về rượu vang Rượu vang là một loại rượu chế từ nước quả, do lên men tự nhiên mà tạo nên. Chế biến rượu vang là một phương pháp đặc biệt: ép nước quả, sử dụng một loại vi sinh vật (men) để biến nước quả thành dung dịch đồ uống có chứa nhiều chất hữu cơ và vô cơ phức tạp. Ngoài nước ra, thành phần chủ yếu trong dịch này là cồn etylic nên gọi là rượu vang. Sau khi đã lên men xong, gạn lọc và ổn định rượu, không được phép cho thêm bất cứ chất gì để đảm bảo tính chất tự nhiên của sản phẩm. Rượu vang là loại rượu chủ yếu trên thế giới: độ cồn trung bình, không quá nhẹ như bia, không quá nặng như rượu trắng. Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các rượu khác. Rượu trắng thì chỉ có cồn, rượu lique tuy có thêm ít đường, xitro, vị thuốc nhưng vì chế bằng cồn cất, lẫn nhiều tạp chất khó uống. Rượu vang là thực phẩm thực sự, có thành phần cân đối, vì thế nói cho cùng rượu vang là nước quả với những biến đổi do men gây ra, so với nước quả thì kém đi vị ngọt của đường, mùi thơm gốc của nước quả tươi nhưng để bù lại có rượu gây say, có mùi thơm thứ cấp, có thành phần ổn định, được sử dụng quanh năm. Rượu vang cũng có nhiều loại. Nếu dựa vào hàm lượng đường còn lại sau khi lên men người ta chia ra: • Phân loại theo độ ngọt: + Rượu vang khô + Rượu vang bán ngọt + Rượu vang ngọt • Phân loại theo lượng CO 2 + Rượu vang không có ga 3 + Rượu vang có ga: 2 loại • Rượu vang có ga tự nhiên: Champagne. • Rượu vang có ga nhân tạo: Carbonated wine. • Phân loại theo màu: + Rượu vang trắng: Chablis, Chardonnay, Pinot Blane, Rhine wine… + Rượu vang hồng: Rose, Vonorosso. + Rượu vang đỏ: Barbera, Cabernet Sauvignon, Clarer, Carnelian… • Phân loại theo nơi sản xuất: + Phân loại theo quốc gia: vang Pháp, vang Úc, vang Tây Ban Nha… + Phân loại theo vùng: Bordeaux, Burgandy, California, Chablis… 1.1.2 Thành phần của rượu vang Thành phần của rượu vang phức tạp, cho đến nay ở các nước phát triển người ta chưa biết hết các chất cấu thành. Hơn nữa, có chất chỉ có mặt với một tỉ lệ thấp như dầu thơm, axit bay hơi. Về đại thể thành phần của rượu vang gồm nước, chất hòa tan, axit tổng số và bay hơi, vitamin, khoáng… 1.1.2.1. Cồn Cồn là thành phần quan trọng nhất của rượu vang. Người ta uông rượu trước hết vì có cồn etylic làm cho rượu mạnh, uống vào gây hiện tượng sinh lí gọi là “say”. Độ cồn tự nhiên chỉ do lên men mà có, khoảng từ 10÷16 o , nghĩa là trong 1 lít rượu vang có từ 100÷160 ml cồn. Cồn etylic có mùi thơm, vị hơi ngọt giống đường do đó những loại rượu không có đường vẫn có vị ngọt. Độ cồn phổ biến của rượu vang là 10÷12 o . Dưới 10 o thì rượu nhạt, 13÷14 o thì cồn hơi cao. 1.1.2.2. Đường Theo Peynaud ở Pháp hàm lượng đường ở vang đỏ là 2÷3 gam/lít và chỉ ở những loại vang trắng đặc biệt như: Barsac, Sauternes mới lên tới 70÷80g/l. Đường trong rượu vang chủ yếu là fructose, glucose và một ít galactose. Nếu cho thêm đường saccarose trước lên men thì toàn bộ bị thủy phân thành đường 4 khử, vì vậy nếu phát hiện thấy có đường saccharose trong rượu vang thành phẩm tức là đường pha thêm. Tùy theo lượng đường khử còn lại rượu vang sau khi đã lên men xong, người ta phân biệt rượu vang khô (dưới 10g/l), nửa khô (20÷30 g/l), nửa ngọt (45÷65g/l) và ngọt (80÷110g/l). Lượng đường khử càng cao thì độ cồn cũng phải cao để cân đối. độ cồn của rượu khô chỉ 9÷11 o , rượu ngọt độ cồn đạt 12÷13 o và hơn thế nữa. 1.1.2.3. Axit Axit là thành phần quan trọng của rượu vang, ngang với cồn. Rượu vang là đồ uống có độ chua cao ( axit tổng số tới 4÷5 g/l, pH từ 2,3÷3,3) nhưng dễ uống vì vị chua của axit được cân đối bởi vị ngọt của cồn, glycerin, vị chát của poliphenol và vị mặn của các muối. Axit hữu cơ trong rượu vang còn có tác dụng ngăn cản hoạt động của các vi sinh vật làm hỏng rượu. Định lượng các axit hữu cơ, vô cơ nhiều do đó người ta chưa biết hết các axit của rượu vang quả, nhất là ở nhiệt đới. Trong rượu vang quả những axit chính thường gặp là: tartic (1,5÷4g/l), malic (0÷4g/l), citric (0÷0,5 g/l), oxalic (0÷0,06 g/l). Đó là những axit có tác dụng “tích cực”, ngoài ra còn có những axit có tác dụng “tiêu cực” đó là các axit bay hơi chủ yếu là axit acetic và các axit béo: formic, propionic, butyric… những axit này nếu có nhiều sẽ gây ra các mùi vị thay đổi làm cho rượu không uống được nữa. Axit acetic là axit bay hơi chủ yếu, chiếm tới 90% tổng số. 1.1.2.4. Tro và các muối khoáng Có nhiều muối khoáng trong rượu vang quả, phổ biến nhất là P,S, K, Na, Ca, Fe, Mg, Cl, Br, I, Al… mặc dù lượng tuyệt đối thấp. Trong 1 lít rượu vang quả chỉ có 1,5÷3 gam tro nhưng chất muối trong tro giữ vai trò quan trong đó là: + Làm tăng hương vị của rượu. + Tăng giá trị dinh dưỡng: Có nhiều chất muối rất cần thiết cho cơ thể sống với lượng rất nhỏ. 5 + Những chất vi lượng như Fe hàm lượng bình thường chỉ 0,3÷0,5 mg/l và Cu thì 0,2÷0,3 mg/l nếu chỉ tăng thêm vài mg trong 1lit rượu cũng gây kết tủa làm cho rượu đục, mất hương vị. 1.1.2.5 Chất gây mùi thơm Chưa phát hiện hết chất gây mùi thơm dù đã dùng phương pháp hiện đại như sắc kí khí. Quả tươi, đặc biệt là quả nhiệt đới như xoài, dứa rất thơm. Đó là mùi thơm do nguồn gốc tecpen quyết định, nhưng đại bộ phận các chất này bị phân hủy và bị khí carbonic kéo theo trong quá trình lên men. Vì phần nấm men cũng sản sinh ra những chất có mùi thơm trong đó có cồn cao phân tử và este của chúng. Trong quá trình làm rượu chín phát sinh mùi thơm đặc biệt gọi là buke ( bouquet) do các chất oxi hóa khử sinh ra, nhưng chỉ ở dạng khử oxi mới thơm. Vì vậy giữ rượu vang quả trong bình kín nút hoàn toàn không có oxy một thời gian dài thì mới có mùi thơm. Nếu trong bình còn có chỗ trống và nút không kín, oxi lọt vào thì mùi thơm bị phá hủy rất nhanh. 1.1.2.6 Vitamin Nước quả rất giàu vitamin, nhưng quá trình lên men lại làm thay đổi thành phần vitamin của nước quả, có phần bổ sung thêm các vitamin khác vào thành phần đó. Thực chất quá trình lên men không phá hủy hết vitamin của nước quả, mà lên men là một kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin của nước quả. 1.1.2.7. Polyphenol Polyphenol là hợp chất phức tạp có trong vỏ quả. Do đó khi chế biến rượu vang từ nước lẫn xác quả thường có chứa rất nhiều polyphenol. Các polyphenol trong rượu vang gồm có: + Axit phenol như axit penzoic, axit xinamic. + Flavon làm cho rượu có màu vàng. + Antoxian làm cho rượu có màu đỏ. + Tanin dễ kết bông với protein trong nước quả, cũng dễ oxi hóa làm cho màu rượu vang tối lại. 6 Vai trò của các polyphenol: tạo màu, vị chát cho vang và còn kéo dài thời gian bảo quản do bản chất của nó là chất kháng khuẩn. 1.1.3 Nguyên liệu sản xuất rượu vang Tất cả các loại quả nếu chứa đường, protid, vitamin, muối khoáng và không chứa nhiều chất có hại cho men (ví dụ: tanin) thì đều có thể cho lên men và chế thành rượu vang, chỉ khác nhau ở chỗ lên men dễ hay khó, phải bổ sung nhiều đường hay ít đường . Ở những nước nhiệt đới chưa ai xác định những giống quả nào chế biến rượu là tốt nhất. Có thể dùng quả dại hoặc quả trồng. Rất nhiều loại quả trong vườn có thể dùng sản xuất rượu vang. Tiêu chuẩn để chọn là: + Đường tổng số trong nước quả có độ Brix cao, chỉ cần cho thêm ít đường trước khi lên men để đạt độ Brix từ 20-22 0 Bx. + Hàm lượng axit hữu cơ tương đối cao, pH thấp (2,8÷3,8) vì nếu không có một lượng axit tối thiểu thì rượu sẽ không đạt vì thiếu chua, quan trọng hơn nữa nếu thiếu axit, pH quá cao thì tạp khuẩn phát triển mạnh, gây khó khăn cho hoạt động của nấm men. Mặt khác chua quá cũng không tốt vì khó lên men rượu và khó uống. Thành phần nước quả thích hợp với hoạt động của men tối thiểu các chất sau đây: + Axit amin, vitamin, muối khoáng thực hiện vai trò xúc tác một lượng rất nhỏ. + Polyphenol - tanin làm cho rượu vang đỏ có màu sắc hấp dẫn và đóng góp vào việc ức chế khuẩn hại của enzyme oxi hóa. + Chất sản sinh ra mùi thơm ảnh hưởng tới hương vị của rượu. Còn một số chất vi lượng nữa tuy phân tích sinh hóa chưa phát hiện nhưng dự đoán có mặt ở một số quả qua kinh nghiệm lên men. 7 1.2. TỔNG QUAN VỀ XƯƠNG RỒNG 1.2.1. Giới thiệu chung về xương rồng Quả xương rồng bàn chải có tên khoa học là Opuntia cochenillifera. Hệ thống phân loại của xương rồng bàn chải được phân loại như sau: Giới Plantae Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Caryophyllales Họ Cactaceae Chi Opuntina MUI Loài Opuntina cochenillifera Mill Xương rồng có nguồn gốc ở châu Mỹ, được nhập vào Việt Nam khoảng thế kỷ thứ XVII, hay mọc hoang dại trên đất cát hoang dọc bờ biển hay các sườn núi. Xương rồng thuộc họ Cactaceae, họ này gồm 130 chi và có tới 1500 loài khác nhau, là loài chịu hạn, phát triển rất tốt và có thể dùng làm thực phẩm cho người và làm thức ăn cho gia súc. Các loài này có tên địa phương là Nopal. Chúng thuộc về hai chi là Opuntia và Nopalea. Chi Opuntia này có 104 loài, còn chi Nopalea có l0 loài. Trong số này có 15 loài được trồng để làm thức ăn nuôi bò, ngựa, dê, cừu . 5 loài lấy quả và 3 loài dùng như rau xanh. Hai loài dùng làm thực phẩm là Opuntia cochenillifera và Opuntia ficus-indica. Cây nhỏ cao 0,5÷2m, thân dẹp hình cái vợt bóng bàn dài 15÷20cm, rộng 4÷10 cm, màu xanh nhạt, mang núm với 3÷8 gai, gai to với sọc ngang, dài 1÷4cm, lá nhỏ dễ rụng. Hoa xương rồng có màu vàng hay đỏ, rất nhiều nhị từ 50 đến 1500, cánh hoa phân bố đồng đều và đồng tâm, hoa đa phần là lưỡng tính, 8 nở vào sáng và tối tùy theo loài. Hoa có nhiều hình dạng khác nhau như dạng phễu, dạng chuông và dạng tròn phang, kích thước trong khoảng từ 0,2÷30cm. Phần lớn có đài hoa từ 5÷50 cái, thay đổi dạng từ ngoài vào trong, ra hoa quanh năm. Quả mọng to 4÷5cm, màu đỏ đậm. Trung bình một cây xương rồng sống rất lâu từ 25÷300 năm. 1.2.2 Thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải Tính theo trọng lượng tươi thì phần ăn được có chứa 92% nước, 4÷6% carbohydrat, 1% protein, 0,2% chất béo, 1% chất khoáng, 12,7mg% vitamin C, 12,9µg β-caroten (nếu tính theo trọng lượng khô thì hàm lượng chất dinh dưỡng là rất cao). 1.2.3 Công dụng của quả xương rồng bàn chải - Hạ đường huyết trong máu bằng cách trì hoãn sự hấp thụ carbohydrate đơn giản ở đường ruột, trong khi đồng thời gia tăng hoạt động của tế bào thụ thể insulin. Điều này làm giảm chỉ số glycemic trong bữa ăn và tăng cường bất kỳ một sự chuyển hóa đường trong máu ổn định hơn. Điều này có nhiều ứng dụng và lợi ích cho những người bị bệnh tiểu đường hay sự mất cân bằng insulin như hyperglycemia. - Nhờ những sợi polysaccharid và sterol trong quả xương rồng bàn chải đã kết hợp để hạ cholesterol tổng thể, cải thiện tỷ lệ giữa HDL (high density lipoprotein) và LDL (low density lipoprotein) và triglycerid trung tính bằng cách ngăn cản việc chuyển đổi đường trong máu vào trong chất béo và loại bỏ các axit mật dư thừa. - Hạ huyết áp. - Giảm cân do bài tiết chất béo. - Ngăn ngừa nguyên nhân chủ yếu của bệnh tim, ở dạng viêm tim mạch trong điều trị chứng xơ vữa động mạch do loại bỏ và ngăn ngừa các mảng mạch máu là nhờ chất chống oxi hóa betalains. - Hỗ trợ gan và tuyến tụy được thể hiện bằng cách cải thiện chức năng 9 gan và tăng insulin sản xuất theo thời gian để làm giảm chỉ số đường huyết của người mắc tiểu đường. - Giải độc của cơ thể, betalains chống các thành phần độc hại. Để chống lại những chất độc mà chúng tấn công lần đầu tiên ngay bên trong các tế bào trong cơ thể chúng ta. Bằng cách tăng các hoạt động của CYP-2E1, một loại enzyme đặc biệt làm mất tác dụng độc tố hằng ngày, và đặc biệt là gan chống lại các chất gây ung thư, hoóc môn disruptors và chất độc phát triển. 1.3. NẤM MEN DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer. Lớp Ascomyces. Bộ Saccharomyces. Họ phụ Saccharomyces toideae. Saccharomyces có bào tử trong nang thường là 1÷4 bào tử, có khi tới 8 bào tử. Tế bào của chúng có hình dạng khác nhau như hình tròn, ovan hoặc elip. Sinh sản bằng cách nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, có trường hợp lên men ở dịch đường 30% và tạo được 18° cồn. Không đồng hóa được muối nitrat. Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước quả. Hình 1.3: Nấm men Saccharomyces cerevisae 1.3.1 Giống men 1.3.1.1 Men tự nhiên Quá trình lên men vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất. Trong môi trường nước quả tươi có các nhóm vi sinh vật khác nhau nhiễm vào từ môi 10 . đến sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng. Nhưng trên thị trường chưa có sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng bàn chải cho nên sản xuất rượu vang từ nguyên. ngọt: + Rượu vang khô + Rượu vang bán ngọt + Rượu vang ngọt • Phân loại theo lượng CO 2 + Rượu vang không có ga 3 + Rượu vang có ga: 2 loại • Rượu vang có