Nghiên cứu này được thực hiện trên cơ sở khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: (i) mật số nấm men Saccharomyces cerevisiae thuần chủng (105 - 107 tế bào/mL), (ii) hàm lượng chất khô hòa tan của dịch lên men (20 – 24oBrix) và pH dịch lên men (4 - 5) đến chất lượng rượu vang khoai lang tím Nhật tại huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp.
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT SỐ SACCHAROMYCES CEREVISIAE, HÀM LƯỢNG CHẤT KHƠ HỊA TAN VÀ PH ĐẾN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG KHOAI LANG TÍM NHẬT Lê Thái Anh Thư*, Bùi Thị Minh Thơ, Nguyễn Thị Anh Thư, Trần Hiếu Nhân Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp *Tác giả liên lạc: lethaianhthudt@gmail.com TÓM TẮT Nghiên cứu thực sở khảo sát ảnh hưởng yếu tố: (i) mật số nấm men Saccharomyces cerevisiae chủng (105 - 107 tế bào/mL), (ii) hàm lượng chất khơ hịa tan dịch lên men (20 – 24oBrix) pH dịch lên men (4 - 5) đến chất lượng rượu vang khoai lang tím Nhật huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp Kết khảo sát cho thấy, quy trình lên men rượu vang khoai lang tím với mật số nấm men 106 tế bào/mL, với hàm lượng chất khơ hịa tan dịch lên men 22% pH = 4,5 cho kết lên men tốt Kết thúc trình lên men ngày thứ 7; sản phẩm rượu vang khoai lang tím Nhật thành phẩm có hàm lượng ethanol 12,64%, hàm lượng đường sót 4,65%, mùi, vị đặc trưng hợp thị hiếu người tiêu dùng, tiêu SO2 methanol đạt theo Quy chuẩn Việt Nam (QCVN 6-3:2010/BYT) Từ khóa: Chất khơ hịa tan, khoai lang tím Nhật, lên men rượu INFLUENCE OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE DENSITY, TOTAL SOLUBLE SOLIDS AND PH ON JAPANESE PURPLE SWEET POTATO WINE QUALITY Le Thai Anh Thu*, Bui Thi Minh Tho, Nguyen Thi Anh Thu, Tran Hieu Nhan Dong Thap Community College * Corresponding Author: lethaianhthudt@gmail.com ABSTRACT This research investigated the effects of (i) populations of Saccharomyces cerevisiae starter (105-107cells/mL), (ii) total soluble solids content (20 - 24oBrix) and pH value (4-5) on Japanese purple sweet potato wine quality at Chau Thanh distric, Dong Thap province Research results showed that high quality Japanese purple sweet potato wine was produced by using yeast density of 106 cells/mL , 22oBrix (total soluble solid) and pH = 4,5 for fermentation process After days of main fermentation process, ethanol content of the wine was 12,64%; reducing sugar remaining was 4,65% and sensory evaluation of purple sweet potato wine met consumers demand Beside that, SO2 and methanol concentrations also met the Vietnamese Standards (QCVN 6-3:2010/BYT) Keywords: Total soluble solids, Japanese purple sweet potato, wine fermentation TỔNG QUAN Ở Việt Nam, khoai lang (Ipomoea batatas L.) xem loại lương thực quan trọng đứng thứ tư sau lúa, ngơ sắn (Mai Thạch Hồnh Nguyễn Công Vinh, 2003) Ở ĐBSCL, Đồng Tháp địa phương có diện tích canh tác khoai lang tím lớn, chủ yếu tập 205 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 trung huyện Châu Thành Thành phần dinh dưỡng khoai lang tím Nhật (Ipomoea batatas L.) tinh bột, ngồi cịn có thành phần khác như: Protein, vitamin (vitamin C, tiền vitamin A, B1, B2, B6), chất khóa ng (K, Ca, Mg, P, Fe) Đặc biệt, khoai lang tím chứa nhiều anthocyanin-chất có hoạt tính sinh học cao, có khả bảo vệ thể chống lại bệnh rối loạn chức gan, tăng huyết áp, rối loạn thị giác; đồng thời anthocyanin chứng minh có đặc tính chống viêm, kháng khuẩn, kháng tia cực tím, bảo vệ làm giảm nguy suy giảm trí nhớ Ngồi tính hợp chất sinh học, sản phẩm thực phẩm có chứa anthocyanin, đặc biệt rượu vang cho màu tím tím đỏ, làm tăng giá trị cảm quan giá trị sử dụng thực Rượu vang sản phẩm sản xuất từ loại củ, phương pháp lên men với tham gia nấm men Saccharomyces Trong rượu vang, ngồi thành phần ethylic cịn có thành phần dinh dưỡng khác như: vitamin, khóa ng acid hữu Do đó, chế biến rượu vang từ ngun liệu khoai lang tím Nhật ngồi việc đa dạng hóa sản phẩm cho thị trường, mang đến cho người tiêu dùng cảm nhận tuyệt vời mùi vị đặc trưng nguyên liệu khoai Sản phẩm rượu vang khoai lang tím Nhật cịn giúp thể phịng chống nhiều loại bệnh nhờ hợp chất sinh học anthocyanin, đồng thời giải nguồn nguyên liệu dồi giàu địa phương, tăng giá trị sử dụng cho khoai, tăng thu nhập cho dân, giúp ổn định phát triển làng nghề việc làm cần thiết, phù hợp với chủ trương phát triển vùng trồng khoai lang tỉnh Đồng Tháp NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kỷ yếu khoa học Nguyên vật liệu Khoai lang tím Nhật thu mua huyện Châu Thành, tỉnh Đồng Tháp, vận chuyển phịng thí nghiệm cơng nghệ thực phẩm, trường cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp bảo quản tủ mát để dùng cho thí nghiệm Nấm men Saccharomyces cerevisiae chủng sử dụng thí nghiệm có nguồn gốc từ sưu tập giống vi sinh vật Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ sinh học, Trường Đại học Cần Thơ Đường, enzyme amylase, acid citric, cung cấp công ty Trách nhiệm hữu hạn Hóa chất - Vật tư Khoa học Kỹ thuật An Khánh (Số 14, lô 43, khu tái định cư Thới Nhựt, Phường An Khánh, Quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ) Phương pháp nghiên cứu Các bước thực quy trình nghiên cứu sản xuất rượu vang khoai lang tím Nhật Khoai lang tím Nhật sau thu mua loại bỏ củ hư, rửa sạch, hấp chín nghiền với nước theo tỷ lệ khoai: nước Q trình dịch hóa đường hóa thực enzyme α-amylase 0,05% (80oC, 40 phút) γ-amylase 0,1% (60oC, 120 phút) (Nguyễn Thị Mỹ Tuyền ctv, 2016) Dịch khoai thu sau lọc điều chỉnh oBrix pH (như bố trí thí nghiệm 2); trùng Na2S2O5 0,01%, 2h Nấm men Saccharomyces cerevisiae nuôi tăng sinh đến mật số (như bố trí thí nghiệm 1) bổ sung vào dịch khoai lang tím trùng để thực q trình lên men Tiến hành lấy mẫu phân tích tiêu theo thời gian định trước Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng mật số nấm men Saccharomyces cerevisiae đến chất lượng rượu vang khoai lang tím Nhật 206 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học Nhân tố A: Mật số nấm men Nhân tố B: oBrix Saccharomyces cerevisiae (tế bào/mL) B1=20 B2=22 A1=105 A2=106 A3=107 B3= 24 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng Nhân tố C: pH C1=4 hàm lượng chất khơ hịa tan pH dịch C2=4,5 C3= lên men đến chất lượng rượu vang Phương pháp phân tích, thu thập xử khoai lang tím Nhật lý số liệu Bảng Phương pháp phân tích đo đạc tiêu STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích pH pH kế (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2010) o Đường, tinh bột Phương pháp đo quang (Nguyễn Thị Thu Thủy, (%) 2010) Ethanol (%) Cồn kế (Nguyễn Đình Thưởng Nguyễn Thanh Hằng, 2005) Methanol (mg/L) Phương pháp đo quang (Lê Thanh Mai ctv, 2007) SO2 (mg/L) Chuẩn độ (Lê Thanh Mai ctv, 2007) Brix Anthocyanin (mg/100g) Cảm quan Chiết quang kế (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2010) Phương pháp pH vi sai (Sandeep et al., 2015) Phương pháp cho điểm Các thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN số liệu thu thập xử lý Thành phần hóa học nguyên phần mềm stargraphics XV.1 Excel liệu khoai lang tím Nhật Giá trị tối ưu thu từ thí nghiệm Thành phần hóa học khoai lang tı́m trước thơng số cố định cho thí Nhật trı̀nh bày bảng nghiệm Bảng Một số thành phần hóa học củ khoai lang tím Nhật Thành phần Đơn vị tính Hàm lượng Tinh bột % 21,54±0,63 Đường khử % 6,05±0,51 Anthocyanin mg/100g 63,38±0,61 Ẩm % 68,73±0,03 Ghi chú: Số liệu trung bình lần lặp lại Ảnh hưởng mật số nấm men Saccharomyces cerevisiae đến chất lượng rượu vang khoai lang tím Nhật Ảnh hưởng mật số nấm men đến pH sản phẩm rượu vang khoai lang tím Nhật Kết thí nghiệm cho thấy, giá trị pH dịch lên men ba nghiệm thức có mật số nấm men 105, 106 107 tế bào/mL giảm theo thời gian lên men (hình 1) Trong đó, nghiệm thức có mật số nấm men 105 tế bào/mL có pH giảm đến ngày thứ (3,81), sau ổn định đến ngày thứ 10 Riêng nghiệm thức 106 và107 tế bào/mL có pH giảm đến ngày thứ (pH = 3,62 3,52), sau khơng có khác biệt ý nghĩa mặt thống kê nghiệm thức đến ngày thứ 10 Kết 207 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 pH nghiên cứu phù hợp với Bùi Thị Quỳnh Hoa (2010), pH dịch lên men giảm theo thời gian lên men, q trình lên men, ngồi sản phẩm rượu ethanol CO2 cịn có số acid hữu (chủ yếu acid acetic acid lactic) sinh ra, làm giảm pH dịch lên men 4.60 4.40 4.20 4.00 3.80 3.60 3.40 3.20 10^5 10^7 Kỷ yếu khoa học Ngày 10^6 Hình Đồ thị biểu diễn thay đổi pH rượu vang khoai lang tím Nhật Ảnh hưởng mật số nấm men đến độ Brix hàm lượng ethanol sản phẩm rượu vang khoai lang tím Nhật Kết khảo sát ảnh hưởng mật số nấm men đến độ Brix hàm lượng ethanol rượu vang khoai lang tím Nhật cho thấy mật số nấm men có ảnh hưởng đến độ Brix dịch lên men hàm lượng ethanol sinh Độ Brix nghiệm thức có mật số nấm men 105, 106 107 tế bào/mL giảm, hàm lượng ethanol tăng dần theo thời gian lên men Khi kết thúc trình lên men, nghiệm thức có mật số nấm men 107 tế bào/mL có độ Brix cịn lại (6,68) thấp hai nghiệm thức có mật số nấm men 105 106 tế bào/mL (lần lượt 10,64 8,15) Mật số nấm men (105 tế bào/mL), lượng ethanol sinh thấp (10,33%), độ Brix lại cao thời gian lên men kéo dài (9 ngày) Khi tăng mật số nấm men lên 106 107 tế bào/mL, hàm lượng ethanol sinh nhiều (12,51% 14,95%), độ Brix lại thấp thời gian lên men ngắn (7 ngày) Theo Lương Đức Phẩm (2006), mật số nấm men thấp, dinh dưỡng môi trường sử dụng cho nấm men tăng sinh khối Ảnh hưởng mật số nấm men đến hàm lượng đường sót, methanol, SO2 anthocyanin sản phẩm rượu vang khoai lang tím Nhật Hàm lượng đường dịch khoai lang trước lên men 20,71±0,4%, sau trình lên men hàm lượng đường sót ba nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê Hàm lượng đường sót nghiệm thức 105, 106 107 tế bào/mL 5,33; 4,73 3,51%, điều cho thấy mẫu rượu lên men với mật số nấm men cao hàm lượng đường sót thấp ngược lại Kết khảo sát cho thấy hàm lượng SO2 methanol nghiệm thức sau lên men khơng có khác biệt ý nghĩa mặt thống kê thấp giới hạn quy định QCVN 6-3:2010/BYT Bộ Y Tế (SO2