ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG SVTH NHÓM 06 LÂM TRƯỜN.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG SVTH: NHĨM 06 LÂM TRƯỜNG VY MSSV: 2005200932 LỚP: 11DHTP5 VÕ THỊ THU THẢO MSSV: 2005200691 LỚP: 11DHTP5 TP HỒ CHÍ MINH, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONGCÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG SVTH: NHÓM 06 LÂM TRƯỜNG VY MSSV: 2005200932 LỚP: 11DHTP5 VÕ THỊ THU THẢO MSSV: 2005200691 LỚP: 11DHTP5 TP HỒ CHÍ MINH, 2022 LỜI CAM ĐOAN Chúng cam đoan “Bài tập cuối kỳ học phần Hóa sinh học thực phẩm” chúng tơi thực Các nội dung trình bày tập trung thực, không chép Các tài liệu tham khảo sử dụng trích dẫn nguồn thích rõ ràng TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) TÓM TẮT Trong xu nay, nước ta thời kì phát triển mạnh mẽ hội nhập với kinh tế quốc tế, khối ngành khoa học kỹ thuật ngày phát triển, địng thời ngàng cơng nghệ thực phẩm bước cải tiện để cung cấp đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng.Trong rượu vang thức uống sử dụng tiêu thụ hàng đầu giới Để có loại sản phẩm đáp ứng điều kiện tạo sản phẩm chất lượng vai trò enzyme sản xuất trở thành phổ biến sử dụng rộng rãi ngành sản xuất thực phẩm mamg lại lợi ích lớn Enzyme pectinase loại enzyme sử dụng nhiều công nghiệp chế biến trái với mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi, cải thiện chất lượng dịch đặc biệt có tác dụng làm trong.Để tìm hiểu sâu nhóm em nghiên cứu đề tài: “ Ứng dụng enzyme pectinase công nghệ sản xuất rượu vang” MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 Tổng quan rượu vang .2 2.2 Cơ chất pectin .3 2.3 Tổng quan enzyme pectinase 2.3.1 Đặc điểm tính chất enzyme pectinase 2.3.2 Phân loại chế xúc tác pectinase 2.3.3 Vai trò enzyme pectinase .9 ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM .11 3.1 Quy trình sản xuất rượu vang .11 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất rượu vang 16 KẾT LUẬN 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO .19 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1.Cấu tạo Enzyme pectinase Hình 1.2 Cấu trúc khơng gian pectinase .6 Hình 1.3.Sơ đồ tác dụng pectinesterase lên hợp chất pectin Hình 1.4.Sơ đồ tác dụng Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I lên hợp chất pectin .8 Hình 1.5.Sơ đồ tác dụng Exo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu III lên hợp chất pectin Hình 1.6 Sơ đồ tác dụng Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu II lên hợp chất pectin Hình 1.7.Sơ đồ tác dụng Exo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu IV lên hợp chất pectin Hình 1.8.Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 12 Hình 1.9.Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 13 MỞ ĐẦU Không giống rượu vang trắng rượu pha trộn, rượu vang thức uống Men trực tiếp từ nước trái Khi trình lên men kết thúc, người ta không Chưng cất, để lắng tự nhiên, gạn lọc hồn thành sản phẩm rượu Nó chiết xuất từ trái nho, gọi "Vin" "Rượu" Chúng mở rộng khái niệm rượu, rượu không chưng cất từ nước hoa Ở Việt Nam, cịn gọi rượu lên men từ gạo chưa vo, rượu Nếp Hoặc gạo nếp rượu Người ta hái trái nho vừa chín tới, nghiền nhỏ để trái nho lên men tự nhiên đường phố Nho tạo thành rượu vang, chất dinh dưỡng hương thơm kết hợp vào nước ép men Đồng thời, chất cay, “màu” thân chiết xuất vào nước để tạo thành Màu sắc hương vị rượu Chương "Sản xuất rượu" Tác giả sử dụng thuật ngữ "ủ rượu" để trình kỹ thuật lên men Sản xuất rượu vang Sản xuất rượu vang dựa q trình sinh hóa diễn trình sản xuất rượu vang Nước ép lên men tác dụng men nấm men Nước ép trái (nho, mận, dâu tây, dứa, mơ…) chứa glucose, fructose, Các chất pectic, axit hữu (tartaric, malic scintillating) muối chúng axit, chất màu, hợp chất nitơ (protein, axit amin), vitamin Muối khoáng, Trong trình lên men, nấm men sử dụng đường nước trái Tăng sinh khối tổng hợp số sản phẩm (rượu, khí CO2 glixerol, axit axit axetic, axit lactic, etyl axetat) Tạo thành rượu cao hơn, acetaldehyde từ axit amin Các chất pectin bị thủy phân, dẫn đến hình thành metanol nhỏ Quá trình lên men rượu nói chung chia thành nhiều giai đoạn: Lên men sơ cấp Nhiệt độ từ 20 đến 30 ° C 10 ngày vào cuối trình lên men Về bản, trình lên men trở nên rõ ràng protein pectin lắng xuống lên men phụ Nhiệt độ từ 15 đến 18 ° C Khi kết tủa hoàn toàn lắng xuống, chất lỏng suốt đổ Sau lọc bạn nhận Rượu uống không ngon cần bảo quản - 10 ° C Loại rượu hoàn thiện hồ sơ hương vị độc đáo Thời gian lưu trữ lên đến vài tháng, nhiều năm chí nhiều thập kỷ chí nhiều kỷ Người ta phân loại rượu theo màu sắc dựa lượng đường theo nồng độ cồn Theo màu sắc: rượu vang trắng, rượu vang đỏ; theo lượng đường cịn lại rượu: Chua khơ (khơng đường) (có ngọt) Cũng có loại rượu nạp carbon dioxide lên men carbon dioxide Rượu nhân sâm Banh (sâm panh) loại rượu ngon có khí cacbonic nên có ga lấp lánh khô đỏ thường uống bữa ăn, vừa ăn vừa uống Rượu để uống sau bữa ăn.Ngoài cịn có loại rượu bán khơ: absinthe để khai vị rượu sâm panh thông thường dành cho bữa tiệc người phụ nữ thường xuyên thưởng thức loại rượu Trước đây, người ta thường truyền thần rượu vang Dionysus dạy người cách trồng nho làm rượu vang.Vào kỷ 19, nhà khoa học người Pháp Canhia de Latua trầm tích màu trắng sữa lắng đọng thùng nguyên nhân trình lên men rượu Chất cặn màu trắng sữa tế bào nấm men.Sản xuất rượu dựa thay đổi sinh hóa xảy q trình lão hóa Nước ép men bia tác dụng hệ thống men bia.Có hai phương pháp lên men rượu bản: lên men tự nhiên lên men vi sinh chủng nấm men tinh khiết Theo tài liệu Tổ chức quốc tế nghề Trồng nho Làm rượu vang, năm 1974, nhiều nước giới không dùng giống men chủng sản xuất rượu vang (Pháp, Italia, Mexico, Bồ Đào Nha, Hy Lạp, Tây Ban Nha, ) Các nước dùng nấm men tự nhiên có sẵn nước để lên men Phương pháp sản xuất rượu vang từ chủng khiết có nhiều triển vọng: thời gian lên men nhanh, q trình lên men khơng bị dừng chừng, hàm lượng đường dịch lên men triệt để, nồng độ cồn thu vang cao lên men tự nhiên 0,1- 1°, vang sáng màu nhanh hơn, cho hương vị khiết GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 Tổng quan rượu vang â Khái niệm: Là loại thức uống có cồn lên men từ qua nho.Thành phần rượu vang: nước, carbohydrate,protein, lipid, vitamin chất khoáng Các nấm men tiêu thụ đường nho chuyển đổi thành ethanol , carbon dioxide nhiệt Các giống nho chủng nấm men khác tạo kiểu rượu khác Những biến thể kết tương tác phức tạp phát triển sinh hóa nho, phản ứng liên quan đến trình lên men, terroir trình sản xuất Nhiều quốc gia ban hành tên gọi pháp lý nhằm xác định phong cách chất lượng rượu vang Chúng thường hạn chế nguồn gốc địa lý giống nho phép, khía cạnh khác sản xuất rượu vang Rượu vang không làm từ nho bao gồm rượu gạo rượu trái mận , anh đào , lựu , nho cơm cháy â Phân loại: Rượu vang phân loại nhiều cách khác nhau: theo vùng địa lý, đặc tính vùng trồng nho, loại nho, người sản xuất phân loại theo đặc tính sản phẩm theo ( màu sắc, độ cồn, độ đường, độ acid, ), thoe theo số tiêu chí chung đưa hội đồng tiêu chuẩn thống vùng rộng lớn Theo Châu Âu, người ta phân rượu vang thành loại chính: Vang bàn ăn (Vin de table) Vang có chất lượng theo vùng xác định (Vin de pays) Theo độ cồn, độ đường, độ acid có loại: Vang khơ (gần khơng đường độ cồn 16 độ), Vang ( độ đường cao, độ cồn thấp 8-9 độ) cuối Vang nửa khơ ( có độ cồn 12-14 độ ) Theo màu sắc có Loại: Vang trắng, Vang đỏ Vang hồng Theo cách thức thưởng thức: Vang khai vị ( vang dùng phổ biến bữa ăn) Tất phân loại rượu vang tiêu chí quan tâm hàng đầu thưởng thức đánh giá loại rượu vang 2.2 Cơ chất pectin Pectin polysaccharide phức tạp, tạo thành chuỗi thẳng axit dgalacturonic liên kết α- (1–4) với d-xylose (xylogalacturonan) d-apiose (apiogalacturonan), phân nhánh từ xương sống axit d-galacturonic Pectin tìm thấy thành tế bào phiến trái rau (Saad cộng sự, 2007) Các chất pectic chiếm khoảng 0,5% –4% trọng lượng nguyên liệu tươi (Jayani cộng sự, 2005) Rất khó để chiết nước trái cách ép trái có độ nhớt cao xay nhuyễn sau trái nghiền học Pectin phân tách chất lỏng phần tử bã để làm tăng độ nhớt nước trái làm cho việc giữ nước dễ dàng (Lanzarini Pifferi, 1989) Để nâng cao sản lượng nước trái với chất lượng thơm dinh dưỡng, cần phải phân hủy pectin Vì lý này, enzym pectic giúp phân hủy pectin Pectin liên kết với nước diện nhóm ưa nước (-OH) Các enzym pectic phá vỡ liên kết để giải phóng nước q trình chiết xuất (Scott Eagleson, 1988) Hơn nữa, enzym làm suy giảm thành tế bào thực vật để giải phóng chất phytochemical (như flavonoid phenol khác) nằm thành tế bào (Landbo Meyer, 2001) Các enzym phân cắt chất pectic gọi enzym pectinolytic, pectinaza, có tầm quan trọng lớn công nghiệp (Fogarty Kelly, 1983; Saad cộng sự, 2007) Pectinase phân loại pectinesterase, enzym khử phân giải protopectinase dựa vai trò chúng phân hủy pectin (Jayani cộng sự, 2005) Các chất pectic khác phương thức hoạt động chúng minh họa Hình 3.1 Pectinesterase, pectin methyl hydrolases (PE PMH), xúc tác trình thủy phân loại bỏ nhóm metyl este pectin, tạo thành axit pectic Enzyme phân hủy enzyme thủy phân phân cắt liên kết glycosidic (Kashyap cộng sự, 2001) Sự thủy phân liên kết glycosidic cần sử dụng polymethylgalacturonase (PMG) polygalacturonase (PG) en zymes PMG xúc tác phân cắt thủy phân liên kết α-1,4-glycosidic phân loại endo-PMG gây phân cắt ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosidic pectin, ưu tiên pectin este hóa cao exo-PMG gây phân cắt liên tiếp α-1,4-glycosidic liên kết pectin từ đầu nonreducing chuỗi pectin (Kashyap cộng sự, 2001) PG, xúc tác trình thủy phân liên kết α-1,4-glycosidic axit pectic (axit polygalacturonic), enzyme pectinolytic phong phú (Jayani cộng sự, 2005) Enzyme gọi endo-PG, poly (1,4-α-d-galacturonide) glycanohydrolase, xúc tác thủy phân ngẫu nhiên liên kết α-1,4-glycosidic axit pectic exo-PG, poly (1,4-α-dgalacturonide) galacturonohydrolase, xúc tác thủy phân liên kết α-1,4-glycosidic axit pectic theo cách (Kashyap cộng sự, 2001) 2.3 Tổng quan enzyme pectinase Enzyme pestinase enzyme xúc tác thủy phân pectin, sản phẩm tạo thành acid galacturonic, galactose, methanol Sự phân giải pectin xảy tự nhiên q trình chín trái Các enzym quan trọng việc bảo quản trái rau trái Enzyme pectinase sử dụng chế biến thực phẩm Đặc biệt khả làm với nước trái Kiểm soát hoạt động enzym Pectinase điều chỉnh độ nhớt sản phẩm.Sản phẩm pestinase thu nhận từ vi sinh vật,nấm mốc, xạ khuẩn,… đặc biệt chủng nấm Asp Ficuum Asp Niger có khả tăng tổng hợp pestinase cao Ngồi ra, enzyme pestinase tìm thấy thực vật bậc cao, pestinase có nhiều lá, củ khoai tây, chanh, cà chua, dứa, cỏ ba … Hình 1.1.Cấu tạo Enzyme pectinase 2.3.1 Đặc điểm tính chất enzyme pectinase Trong hệ thống enzym pectinase phân hủy pectin, có nhiều nhóm enzym khác nhau, chúng có trọng lượng phân tử khoảng 40.400 Da Pectinase, giống enzym khác, chất xúc tác sinh học dựa protein có khả xúc tác đặc hiệu với chất cao Các enzym phức hệ enzym pectinase nói chung có cấu trúc phức tạp, để đảm bảo hoạt tính xúc tác chúng phải có cấu trúc bậc bốn Trong cấu trúc bậc IV , hình thành vị trí hoạt động enzyme pectinase chứa vùng gồm -10 vòng xoắn kép Người ta phát vị trí hoạt động có chứa hai axit amin aspartate lysine Hình 1.2 Cấu trúc không gian pectinase 2.3.2 Phân loại chế xúc tác pectinase Căn vào chế hoạt động, người ta chia hệ enzym thành loại sau: â Pectinesterase (pectin pectylhydrolase) Pectinesterase enzym xúc tác trình thủy phân liên kết este phân tử pectin axit pectinic, tạo axit pectinic metanol Khi tất nhóm methoxyl bị loại bỏ khỏi chất nền, sản phẩm methanol polygalacturonic Quá trình thủy phân xảy liên kết ester kề với nhóm COOH tự Hình 1.3.Sơ đồ tác dụng pectinesterase lên hợp chất pectin Pectinesterase thu từ nguồn khác có độ pH tối ưu khác Pectinesterase vi sinh vật có pH tối ưu 4,5 đến 5,5, sản phẩm khơng có enzyme polygalacturonase, pH tối ưu 2,0 đến 6,5 Ngược lại, độ pH tối ưu cho polyesterase thực vật cao thường cao nằm khoảng 5,0-8,0 Nhiệt độ tối ưu cho pectinesterase nấm mốc là: 30 - 45℃và bị bất hoạt 55 62℃, nhiệt độ tối ưu cho pectinesterase từ thực vật bậc cao thường cao khoảng 55 - 60℃ Pectinesterase thường hoạt hóa ion Na+, K+, Ca2+ Mg2+ Trái lại cation hóa trị từ chất như: Pb(NO3)3, Al2(SO4)3, FeCl3 kìm hãm tác dụng pectinesterase Các enzyme pectinesterase vi sinh vật có đặc điểm khác Trichoderma reerei pectinesterase có điểm đẳng điện từ 8,3 đến 9,5 độ pH tối ưu 7,6 Tuy nhiên, Aspergillus pectinesterase có điểm đẳng điện độ pH tối ưu nằm khoảng có tính axit Hoạt động enzyme pectinesterase thu từ Aspergillus niger tối đa pH 4,5 40°C Các pectinesterase có tính axit kiềm khử methyl chất pectin theo cách tương tự Các pectinesterase có tính kiềm ester hóa pectin này, pectin tạo gel yếu với Ca 2+; axit pectinesterase tạo pectin khử tinh có khả tạo keo mạnh với ion Ca 2+ Cơ chế khử methyl: Pectinesterase loại bỏ nhóm methoxyl khỏi phân tử pectin tương tác nucleophilic enzym giải phóng methanol Tiếp theo q trình deacyl hóa, q trình thủy phân chất trung gian acyl - enzyme, để giải phóng enzyme acid cacboxylic â Polygalacturonase (poly-α-1,4-galacturoniglucanohydrolase) Là enzyme xúc tác trình thủy phân liên kết α-1,4-glycoside phân tử pectin.Polygalacturonase thực vật, polygalacturonase chủ yếu có vi sinh vật, cụ thể nấm mốc vi khuẩn, nói chung có trọng lượng phân tử phân tử khoảng 65.000 Da Polygalacturonase phức hợp enzym có nhiều thành phần thường chất đặc hiệu Polygalacturonase chủ yếu ổn định độ pH từ 4,0 đến 6,0 Nhiệt độ tối ưu hầu hết polygalacturonase nằm khoảng40 - 45o C Ở nhiệt độ này, chúng thường ổn định, trở nên bất hoạt lần nhiệt độ tăng 50 60oC ë Dựa vào tính đặc hiệu chế tác dụng chất nên H.Deuel E.Stutz (1958) chia loại polygalacturonase － Polymethylgalacturonase,còn gọi là-1,4-galacturonitemethylglucannohydrolase, tác dụng với axit polygalacturonic metyl hóa (tức pectin) Các enzym chia thành hai phân nhóm tùy thuộc vào vị trí mà liên kết glucoside bị phá vỡ xúc tác enzym cuối chuỗi chuỗi, chẳng hạn như: ﹢ Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I: cịn gọi enzyme polygalacturonase dịch hóa Đây enzyme xúc tác thủy phân liên kết α-1,4 glucoside nội mạch phân tử acid polygalacturonic ester hóa mức độ cao Hoạt tính enzyme bị giảm có mặt enzyme pectinesterase môi trường Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I phổ biến vi sinh vật, đặc biệt nấm mốc: Aspergillus niger, Botrylis cinerea Aspergillus awamori Hình 1.4.Sơ đồ tác dụng Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I lên hợp chất pectin － Exo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu III: gọi enzyme polygalacturonase đường hóa Đây enzyme xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α-1,4 glucoside đầu mạch để tách dần gốc acid polygalacturonic khỏi phân tử pectin hay acid pectinic, đầu không khử Enzyme có lực với gốc acid polygalacturonic methyl hóa, nghĩa phân cắt liên kết α-1,4 đầu mạch nằm gốc acid polygalacturonic có nhóm -COOCH Hình 1.5.Sơ đồ tác dụng Exo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu III lên hợp chất pectin Polygalacturonase: loại enzym hoạt động chủ yếu axit pectic pectinic Đối với nhóm enzym này, có mặt pectinesterase có tác dụng phát huy khả xúc tác chúng Các enzym chia thành phân nhóm theo vị trí mà liên kết glucozit bị phá vỡ Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu II: loại enzyme polygalacturonase dịch hóa Endo-glucosidase-polygalacturonase kiểu II thủy phân liên kết α-1,4-glucoside phân tử acid pectic hay acid pectinic, enzyme tác dụng có nhóm -COOH tự Vị trí đứt mạch chất xử lý sơ pectinesterase Đa số nấm mốc vi khuẩn vi sinh vật có khả sinh tổng hợp enzyme Hình 1.6 Sơ đồ tác dụng Endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu II lên hợp chất pectin xo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu IV: enzyme xúc tác phản ứng thủy phân liên kết glucoside đầu mạch phân tử acid pectic pectinic Enzyme có lực với liên kết glucoside đầu mạch gần với nhóm carboxyl tự Hình 1.7.Sơ đồ tác dụng Exo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu IV lên hợp chất pectin 2.3.3 Vai trò enzyme pectinase Thủy phân chất pectic: Thành tế bào tế bào thực vật chứa pectin cần biến đổi giai đoạn sinh trưởng định (Whitaker, 1990) q trình chín Để đạt điều này, tế bào thực vật có khả tổng hợp pectinase Ngồi enzym nội sinh, nho cịn thu pectinase khác tạo vi sinh vật liên kết với rượu vang có nho Trong số hệ vi sinh, Botrytis cinerea, gây thối xám nho, có tầm quan trọng hàng đầu Chiết xuất làm nước trái cây: pectinaza phá vỡ thành tế bào tạo điều kiện cho việc giải phóng nước màu tự Nếu áp dụng trước ép, enzym tạo bột giấy có đặc tính ép tốt PP nhân tạo sau ép làm giảm độ nhớt nước nho kết tụ hạt đám mây thành phân tử lớn hơn, tạo điều kiện cho q trình lắng loại bỏ chúng Thơng thường, kết hợp pectinase, cellulase hemicellulase (gọi chung enzym macerating) tìm thấy hiệu so với enzym pectinolytic tinh khiết việc chiết xuất nước trái mức độ đông kết Chiết xuất chất màu phenol: việc xử lý nho đỏ phải pectinase thường tìm thấy để đẩy nhanh q trình giải phóng chất màu phenol Enzyme báo cáo làm tăng cường độ hương thơm hương vị số loại giống tăng cường tính làm se khít lỗ chân lơng (Pretorius, 2000) Sự hình thành metanol: tác dụng không mong muốn việc sử dụng pectinaza sản xuất rượu vang làm tăng nồng độ metanol sản phẩm Điều cần lưu ý metanol đóng góp tự nhiên pectinase nội sinh rượu vang tác dụng pectin methyl esterase (PME), thành phần phức hợp pectinases Bởi pectin bị metyl hóa nặng chất cho polygalacturonase, hoạt động PME để khử metyl hóa pectin phân hủy cần thiết PME theo cách dường “cái ác cần thiết” Có ý kiến cho số yếu tố giống nho, chủng nấm men, phương pháp trồng trọt sử dụng ảnh hưởng đến hình thành metanol (Nicolini cộng sự, 1994) Do đó, thách thức nhà sản xuất rượu để đảm bảo hoạt động PME xảy mà không để nồng độ metanol vượt giới hạn cho phép (400mg / L giới hạn metanol tối đa theo khuyến cáo Tổ chức rượu vang quốc tế, OIV) Mặc dù điều kiện pH (3–4) trì suốt q trình làm chín thường có lợi cho enzym pectolytic nội sinh (pH tối ưu thay đổi pH2 8), nhiệt độ trì trình sản xuất rượu vang yếu tố khác lưu huỳnh di oxit (SO2 ), tannin, rượu bentonit, có tác dụng ức chế Do đó, việc áp dụng chế phẩm pectinase thương mại thường cho cần thiết 10 ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 3.1 Quy trình sản xuất rượu vang Qui trình cụ thể sản xuất rượu vang đỏ đa dạng thay đổi tùy theo loại sản phẩm Nguyên liệu để sản xuất quy trình rượu vang nho.Nho thuộc giống Vitis.Thu hoạch dạng chùm trái.Thành phần chùm trái gồm có:cuốn nho,vỏ nho,hạt nho thịt nho.Quả chín (có thể chưa thật chín) sau thu hoạch chọn loại tươi, chất 11 lượng tốt, đem ép lấy nước ngâm với đường để thu dịch nước dùng cho lên men 12 Nho Cuống nho Nghiền xe tách Sulphite hóa Nấm men khơ hoạt động Nước nho Hoạt hóa Chuẩn bị mơi trường Cơ chất cho lên men Cây giống Lên men Ép tách bã nho Bã nho Tàng trữ Lọc Bao bì Rót chai,đóng nắp dãn nhãn Rượu vang đỏ Hình 1.8.Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 13 Cặn Hình 1.9.Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 14 â Thuyết minh quy trình sản xuất rượu vang Phân loại:loại bỏ trái bị hư hỏng chín,dập nát q trình vận chuyển,Những mơi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.Nho phân loại ( theo độ chín,những hư, dập hay bị sâu bệnh).Nho phân loại sơ vườn vừa hái xuống,sau nho đưa phân loại lại lần trình thực thủ công bơi công nhận Rửa:làm tạp chất,thuốc trừ sâu số vi sinh vật bám quả.Nho xếp băng tải,đi vào thiết bị rửa khí thổi.Khơng khí quạt gió thổi vào bồn ngâm nguyên liệu giúp cho nước nguyên liệu đảo trộn làm tạp chất bám nho.Giai đoạn phải thực thật nhanh để trán làm chất hào tan có nho vào nước rửa Tách cuống:dùng máy tay để tách cuống để tránh vị đắng chát Làm dập,nghiền:Nho sau rửa đưa vào máy đánh dập nho,các trình nghiền,thực thiết bị.Mức độ làm dập nho phụ thuộc vào độ chín nho nguyên liệu.Quá trình cần tiến hành nhanh để tránh oxy hóa.Vì nho xanh nên nghiền xé cần lưu ý tránh băm nát cuống vỏ nho.Tuy nhiên,thịt nho cần nghiền kỹ nhằm thu nhiều dịch nho Sulfit hóa lần 1:gây ức chế phát triển vi sinh vật trình ép tiếp theo.Vi sinh vật trịn nho bị tiêu diệt hay ức chế phần.Hốn hợp dịch nho bơm qua thiết bị Sulfit hóa.Lượng cho vào khoảng 160 mg/l dịch nho,thời gian 20 Q trình phơi chế: － Bổ sung Sacccharose:saccharose cho từ từ vào bồn phơi chế hình trụ đứng có cánh khuấy trình bơm dịch nho,sau đường tan hết,bổ sung dịch nấm men vào nồn phôi chết － Bổ sung nấm men:nấm men sau nhân giống bơm vào bồn phối chees sau trình bổ sung đường trình bơm dịch nho Quá trình lên men:Sau phối trộn xong,cần bơm nhẹ nhàng phần dịch bồn để tiến hành lên men.Giống nấm men sử dụng Sacharomyces cerevisiae với hàm lượng 2-3 triệu tế bào/lít (khoảng 2-3% thể tích dịch lên men).Bổ sung khoảng 10g tanin/100 lít dịch nước nho.Tanin có tác dụng kết tủa thành phần protein có nước nho giúp cho tự rượu vang thành phầm dễ dàng hiệu quả.Hỗn hợp dịch khuấy đảo trình lên men để lên men diễn đồng trích ly diễn nhanh hơn.Thời gian lên men dự kiến 10 ngày.Nhiệt độ tốt cho trình lên men rượu vang 18-22 độ.Q trình lên men tiến hành bồn hình trụ thép không gỉ.Dịch lên men chiếm tối đa 80% không gian thiết bị lên men Quá trình ép tách bã:Thu hồi chất chiết có bã.Dịch nho sau lên thiết bị ép trục vịt.Quá trình ép tận thu dịch nho: 15 Ủ: Giúp cho trình lên men triệt để,nâng cao chất lượng cảm quan cho sản phẩm(màu,mùi vị,độ trong,độ bền keo, ).Hóa học hình thành số sản phẩm phụ aldehyde (aldehyde acetic,diacetyl aceton,2,3- butaendiol),acid hữu cơ,ester,hợp chất cao phân tử.Hóa lý hịa tan CO2 vào dịch giúp cho trình lên men trật để,nâng cao chất lượng cảm quan cho sản phẩm (màu,mùi,vị,độ trong,độ bền keo, ).Lên men kết tủa cận thay đổi pH.Vật lý thay đổi tỷ trọng hàm lượng chất khơng hịa tan,đặc biệt xác nấm men.Thùng trữ làm thép khơng gỉ,thời gian kéo dài tháng Quá trình chiết chai đóng nắp Trước đóng chai, rượu vang trải qua trình pha trộn, lọc sử dụng chất khử trùng để ngăn chặn phát triển vi sinh vật Thường có khác biệt độ già thùng chúng chứa loại rượu, bước pha trộn cần thiết để đảm bảo tính quán Nếu sản phẩm chưa đạt màu sắc độ chua hoàn hảo, loại rượu đặc biệt pha trộn để bổ sung cho sản phẩm Việc pha loại rượu thường xuyên giúp nâng cao chất lượng sản phẩm cách đáng kể Trước đóng chai, sản phẩm trải qua công đoạn lọc cuối Lúc này, lượng khí SO2 điều chỉnh, loại rượu thông thường (ngọt) SO2 sử dụng phổ biến, axit sorbic sorbate sử dụng để ức chế nấm men, chúng khơng khuyến khích chúng gây mùi khó chịu Các bước bổ sung SO2, xử lý nhiệt (nếu cần) lọc thường thực dây chuyền liên tục Thiết bị sử dụng thường bán tự động hồn tồn tự động, khơng có vi sinh vật gây hại làm hợp kim có độ bền cao để ngăn chặn hạt kim loại xâm nhập vào sản phẩm Trong q trình đóng chai thực tế, lượng oxy bơm vào phải giữ mức tối thiểu, phương pháp bơm vào đáy áp dụng Một vòi dẫn vào chai đổ đầy dung dịch từ bên Trong số trường hợp, CO2 bơm vào chai trước rót rượu bị trộn với khí nitơ Vấn đề oxy hóa rượu vang cần đặc biệt lưu ý 16 Tại Hoa Kỳ, nhà máy thường sử dụng chai tiệt trùng tinh Nhưng nơi khác, chai tái sử dụng sau làm khử trùng cẩn thận Hình dạng màu sắc chai định giá tính chúng Đặc biệt với số loại rượu vang trắng, chất lượng bị ảnh hưởng tiếp xúc với ánh sáng, tốt bạn nên đựng chúng chai sẫm màu nâu, nâu xanh xanh Riêng rượu Sauternes, thủy tinh nâu giúp chúng giữ ấm tốt hơn, nhiên có nhà sản xuất thích sử dụng loại cho loại rượu Ngày nay, thủy tinh vật liệu sử dụng sản xuất, thí nghiệm với nhựa tiến hành Đóng nắp bước quy trình Một nắp vặn kim loại sử dụng cho loại rượu tiêu chuẩn Đối với rượu vang lâu năm chai, nút chai ưu tiên Những chai rượu vang đỏ lâu năm đóng kín nút chai inch (5 cm) dài Trong số trường hợp đặc biệt, rượu có mùi khác thường nút chai gây Nhiễm trùng nấm mốc phát triển mụn dẫn đến thất bại Cuối cùng, thiếc dán lên nắp, nhãn dán vào thân chai sau đóng gói để xuất xưởng Đặc biệt chai phải trải qua trình ủ thêm, bước khơng cần thiết chúng đạt thời gian ủ mong muốn Rượu vang đồ tráng miệng đóng chai phải bảo quản quy cách trước đưa lưu thơng Các điều kiện bảo quản thích hợp bao gồm khơng có ánh sáng nhiệt độ trì khoảng 12 đến 16 ° C (5 đến 61 ° F) Sự thay đổi nhiệt độ bất thường đẩy nhanh q trình ủ nhanh chóng làm hỏng sản phẩm 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất rượu vang Nhiệt độ thời gian lên men: Nhiệt độ thời gian lên men yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ lên men từ ảnh hưởng tới chất lượng thành phẩm pH dịch lên men: PH ảnh hưởng quan trọng đến hệ enzyme nấm men, phải theo dõi pH để theo dõi hoạt động trao đổi chất nấm men pH dịch nha trước lên men từ 5,2÷5,6 kết thúc q trình lên men 4,4÷4,5 Ảnh hưởng oxy: Oxy yếu tố cần thiết cho nấm men sinh trưởng phát triển giai đoạn đầu trình lên men Thực chất giai đoạn lên men hiếu khí nhằm tăng sinh khối nấm men Sự sinh tổng hợp lượng lớn enzyme nấm men yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới cường độ lên men Áp suất bề mặt: Áp suất bề mặt dich lên men ảnh hưởng trực tiếp tới mức độ bão hòa CO2 bia, nhiên hợp chất yếu tố ức chế trình lên men áp suất ln giữ ổn định áp suất 1atm có phận điều áp suất CO2 sinh làm tăng áp suất bề mặt dịch lên men Không làm giảm chất lượng rượu vang, không gây ảnh hưởng đến hương vị màu sắc sản phẩm Chế phẩm pectinase phải tăng độ ổn định vang Phải 17 bảo toàn hoạt độ điều kiện có chứa rượu (10-12%) tác dụng có hiệu điều kiện có độ pH định.Xử lý dịch bã nghiền dùng CP pectinase có hoạt độ cao (12000đv/g), dùng chế phẩm pectinase không tan － Tăng hiệu suất trích li dịch để làm － Góp phần chiết rót chất màu, tanin chất hòa tan － Tăng cường trình sơ chế quả, làm dịch, nâng cao tốc độ lọc, tăng hiệu － xuất chung, hiệu suất phần tự chảy có chất lượng cao － Rượu lên men từ dịch bã nghiền có xử lí chế phẩm pestinase chín － nhanh phải chiết sớm Một số yêu cầu cần đạt được: － Chế phẩm phải đối đa － Chế phẩm pestinase phải tăng độ ổn định vang － Phải bảo toàn hoạt độ điều kiện có chứa rượu (10- 12%) phải tác － dụng hiệu điều kiện có độ pH ổn định 18 KẾT LUẬN Ứng dụng Enzyme Pectinase công nghệ sản xuất rượu vang.Dùng chế phẩm pectinase→ tăng hiệu suất trích ly dịch quả, làm trong.Enzyme pectinase góp phần chiết rút chất màu, tannin chất hòa tan→ tăng chất lượng thành phẩm Chế phẩm đưa vào dịch hay bã nghiền→ tăng cường trình sơ chế quả,tăng nhanh làm dịch, nâng cao tốc độ lọc, tăng hiệu xuất chúng, hiệu suất phần tự chảy có chất lượng cao Khi dùng chế phẩm pectawamorin PM10x→ tăng hiệu suất dịch tự chảy lên 32% → Dùng chế phẩm pectinase tăng tốc độ làm tốc độ lọc dịch.Khi nghiền quả, thành phần có pectin khối nghiền có trạng thái keo, ép dịch khơng Nhờ pestinase phân giải chất pectin mà dịch suốt, không bị vẩn đục lọc dễ dàng Bổ sung pestinase vào khâu nghiền làm tăng hiệu suất sau ép lên tới 15-25%.Một số lợi ích sử dụng rượu vang đỏ: － Rượu vang đỏ đơn giản làm cách lên men nho màu sẫm, giàu chất chống ơxy hóa Rượu vang đỏ có số lợi ích bao gồm chống lão hóa, tăng cường miễn dịch sức khỏe tim － Nho có nhiều chất chống ô xy hóa resveratrol, catechin, epicatechin proanthocyanidin Những chất chống xy hóa giúp giảm nguy bệnh tim chống lại tổn thương gốc tự － Rượu vang đỏ tốt, dùng mức gây tử vong Uống rượu vang đỏ với số lượng vừa phải ngăn ngừa bệnh gan, ngừa ung thư tuyến tiền liệt chứng sa sút trí tuệ － Hàm lượng cồn rượu vang đỏ từ 12 đến 15%, chứa 125 calo khơng có cholesterol với 3,8 gram cacbonhydrat 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] PGS.TS.LƯƠNG ĐỨC THẦM.Giáo trình Cơng nghệ lên men,Nhà xuất giáo dục Việt Nam Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm,Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2011 Sanjay Sahay and Sibel Uzuner * Deniz Cekmecelioglu ,Enzyme công nghệ sinh học thực phẩm,trang 29-43 73-92 sản xuất ứng dụng triển vọng tương lai 2019 20 ... enzyme pectinase .9 ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM .11 3.1 Quy trình sản xuất rượu vang .11 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất rượu. .. nhãn Rượu vang đỏ Hình 1.8.Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 13 Cặn Hình 1.9.Sơ đồ thiết bị quy trình cơng nghệ sản xuất rượu vang đỏ 14 â Thuyết minh quy trình sản xuất rượu vang. .. “màu” thân chiết xuất vào nước để tạo thành Màu sắc hương vị rượu Chương "Sản xuất rượu" Tác giả sử dụng thuật ngữ "ủ rượu" để trình kỹ thuật lên men Sản xuất rượu vang Sản xuất rượu vang dựa q trình