Tối ưu hóa quá trình lên men rượu vang từ chuối hột

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên mendịch chuối sử dụng nấm men cố định trên calcium alginate... Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men dịch chuối hột sử dụn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌCNGÀNH: KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Đà Nẵng, 06 năm 2023

NHẬN XÉT CỦA NGUỜI HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

TÓM TẮT

Đề tài “Tối ưu hóa quá trình lên men rượu vang từ chuối hột” được tiến hành từ tháng 01 năm 2023 đến tháng 06 năm 2023 tại phòng thí nghiệm của khoa Công nghệ Hóa học - Môi trường, trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật - Đại học Đà Nẵng Đề tài thực hiện nhằm mục đích khám phá kỹ thuật lên men khác nhau, như cố định tế bào,

để cải thiện hiệu quả lên men và chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó tiến hành tối ưu hóa một số điều kiện ảnh hưởng đến hàm lượng rượu thu được như nhiệt độ, tỷ lệ nấm men đến thời gian lên men bằng cách khảo sát và thiết kế thí nghiệm được tính toán trên phần mềm Design expert (phiên bản 9.0 Trial, Stat-EaseInc., Minneapolis, USA) Kết quả cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng nhiều đến quá trình thu nhận hàm lượng rượu etylic và điều kiện tối ưu để lên men tốt nhất là nhiệt độ 27°C và tỷ lệ nấm men 0,93% Hàm lượng đường bổ sung

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thời gian thực hiện: Từ tháng 02/2023 đến tháng 06/2023

5 Mục tiêu

Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang từ chuối hột

Xác định giải pháp lên men tốt nhất

6 Nội dung nghiên cứu

Mở đầu

Đặt vấn đề

Giới thiệu tổng quát

Ý nghĩa khoa học của đề tài

Mục tiêu nghiên cứu

Đối tượng, phạm vi và giới hạn của đề tài

Chương 1: Tổng quan

1.1 Tổng quan về chuối hột

1.2 Quá trình lên men rượu

1.3 Giới thiệu công nghệ cố định tế bào trong lên men rượu

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng phươngpháp cố định tế bào nấm men trong gel alginate

1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng côngnghệ cố định tế bào trong lên men rượu vang chuối hột

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.2 Đối tượng nghiên cứu

2.3 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

2.4 Quy trình sản xuất rượu vang chuối hột

2.5 Phương pháp nghiên cứu

2.6 Phương pháp thí nghiệm

2.7 Tối ưu hóa các điều kiện lên men có ứng dụng cố định tếbào

2.8 Phương pháp xử lý số liệu

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1 Phương pháp nhân giống nấm men

3.2 Xác định một số tính chất của chuối hột

3.3 Nghiên cứu tạo hạt alginate

3.4 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên mendịch chuối sử dụng nấm men cố định trên calcium alginate

3.5 Kết quả tối ưu hóa các điều kiện lên men

3.6 Xác định chỉ tiêu cảm quan rượu chuối hột

7 Kết quả dự kiến đạt được

Tạo ra sản phẩm rượu vang chuối hột

Tối ưu được các điều kiện lên men rượu vang có cố định tế bào

8 Tiến độ thực hiện

STT Thời gian Nội dung công

việc

Kết quả dự kiến đạt được

3

03/2023-04/2023

Các yếu tố ảnhhưởng đến quátrình lên men cốđịnh tế bào

Quy trình sảnxuất dự kiến

để báo cáo kếtquả Hoàn thiệnbài báo cáo đồ ántốt nghiệp

Báo cáo bảo vệ

đồ án

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2023

TS Ngô Thị Minh Phương

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt nghiệp với

đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình lên men rượu vang từ

chuối hột”, ngoài sự nỗ lực của bản thân em còn nhận được nhiều

sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của TS Ngô Thị Minh Phương, ngườitrực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp Em xin được bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc đến cô

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công nghệ Hóahọc - Môi trường đã tận tình chỉ dạy, cho em nhiều kiến thức quý báutrong nhiều năm qua, tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ emtrong quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Phúc Sơn - cán bộquản lý phòng thí nghiệm khoa đã tạo điều kiện tốt nhất để em cóthể hoàn thành đề tài nghiên cứu này

Đà Nẵng, ngày 14 tháng 06 năm 2023

LỜI CAM ĐOAN

Kính gửi: Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp Khoa Công nghệ Hóa học

- Môi trường

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng

Tôi tên là: Phan Thị Phương Thảo, Lớp 19HTP1 - Khoa Công nghệHóa học - Môi trường, ngành Kỹ thuật thực phẩm, trường Đại học Sưphạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng

Tôi xin cam đoan nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện vàđược sự hướng dẫn của TS Ngô Thị Minh Phương Các nội dung, kếtquả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hìnhthức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ choviệc phân tích, nhận xét, đánh giá được thu nhập từ các nguồn khácnhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịutrách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Đà Nẵng, ngày 14 tháng 06 năm 2023

Sinh viên

Phan Thị Phương Thảo

MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG

DẪN i

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ii

TÓM TẮT iii

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

LỜI CẢM ƠN vi

LỜI CAM ĐOAN vii

MỤC LỤC viii

DANH MỤC CÁC BẢNG xi

DANH MỤC CÁC HÌNH xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv

MỞ ĐẦU xv

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1

1.1 Tổng quan về chuối hột 1

1.1.1 Giới thiệu chung 1

1.1.2 Thành phần hóa học của chuối hột 2

1.1.3 Công dụng của chuối hột 4

1.1.4 Giá trị sử dụng của chuối hột hiện nay 4

1.2 Tổng quan về quá trình lên men rượu 5

1.2.1 Giới thiệu về nấm men Saccharomyces cerevisiae 5

1.2.2 Quá trình lên men rượu 6

1.2.2.1 Giới thiệu về quá trình lên men rượu 6

1.2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu 9

1.3 Giới thiệu công nghệ cố định tế bào trong lên men rượu 11

1.3.1 Cố định nấm men trong alginate 11

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng phương pháp cố định tế bào nấm men trong gel alginate 12

1.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ aliginate 12

1.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 12

1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng công

nghệ cố định tế bào trong lên men rượu vang chuối hột 12

1.5.1 Trong nước 12

1.5.2 Ngoài nước 14

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .16

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 16

2.2 Đối tượng nghiên cứu 16

2.3 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ 16

2.3.1 Hóa chất sử dụng 16

2.3.2 Thiết bị và dụng cụ 17

2.4 Quy trình sản xuất rượu vang chuối hột 18

2.4.1 Sơ đồ quy trình sơ chế chuối hột 18

2.4.2 Quy trình nghiên cứu lên men rượu vang chuối hột 19

2.5 Phương pháp nghiên cứu 21

2.5.1 Phương pháp hóa lý 21

2.5.1.1 Xác định độ pH 21

2.5.1.2 Xác định làm lượng chất khô hòa tan 21

2.5.1.3 Xác định độ rượu 21

2.6 Phương pháp thí nghiệm 21

2.6.1 Phương pháp nhân giống nấm men 22

2.6.2 Xác định một số tính chất của dịch chuối hột 22

2.6.3 Nghiên cứu chọn nồng độ Na-alginate tạo gel và nghiên cứu chọn nồng độ CaCl2

22

2.6.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men dịch chuối hột sử dụng nấm men cố định trên Calcium alginate 22

2.6.5 Xác định độ rượu 23

2.6.6 Phương pháp đánh giá cảm quan 23

2.7 Tối ưu hóa các điều kiện lên men có ứng dụng cố định tế bào 24 2.8 Phương pháp xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Kết quả nhân giống nấm men 25

3.2 Kết quả xác định một số tính chất của chuối hột 26

3.3 Kết quả nghiên cứu tạo hạt alginate 28

3.4 Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men dịch chuối sử dụng nấm men cố định trên calcium alginate .30

3.4.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ lên men đến quá trình lên men rượu vang từ dịch chuối hột

30

3.4.1.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến sự thay đổi hàm lượng chất khô của dịch lên men

30

3.4.1.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến sự thay đổi pH của dịch lên men 31

3.4.1.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến hàm lượng rượu etylic tạo thành của dịch lên men

32

3.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men rượu vang từ dịch chuối hột 34

3.4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi hàm lượng chất khô của dịch lên men

34

3.4.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi pH của dịch lên men 35 3.4.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi hàm lượng rượu tạo thành của dịch lên men

35

3.5 Kết quả tối ưu hóa các điều kiện lên men 37

3.6 Xác định chỉ tiêu cảm quan rượu chuối hột 40

3.7 Kết quả 41

3.7.2 Tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm 41

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

4.1 Kết luận 42

4.2 Kiến nghị 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học giữa chuối hột và chuối thường trong 100g Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định. Bảng 1.2 Phân loại khoa học nấm men 5

Bảng 2.1 Bảng thiết bị và dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định. Bảng 2.2 Điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm rượu 23 Bảng 2.3 Phân loại chất lượng rượu vang 24

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Cây chuối hột 1Hình 1 2 Thịt ruột chuối hột 2

Hình 1 3 Hình ảnh hoa chuối hột 2

Hình 1 4 Một số thực phẩm chức năng chiết xuất từ chuối hột 5

Hình 1 5 Nấm men Saccharomyces Cerevisiae 6

Hình 1 6 Sơ lược quy trình lên men rượu 6

Hình 1 7 Cấu trúc gel alginate 11

Hình 1 8 Sơ đồ tạo gel alginate 11

Hình 2.1 Chuối hột quê 16

Hình 2 2 Hóa chất Alginate và CaCl2 lấy từ phòng thí nghiệm 17

Hình 2 3 Quy trình thu nhận dịch chuối hột 18

Hình 2 4 Quy trình nghiên cứu lên men rượu vang chuối hột 20

Hình 2 5 Quy trình cố định nấm men Saccharomyces cerevisiae .21

Hình 3 2 Nấm men sau ly tâm 25

Hình 3 3 Nguyên liệu chuối 26

Hình 3 4 Chuối sau khi được xử lí lột vỏ cắt nhuyễn 26

Hình 3 5 Dịch chuối bổ sung phèn nhôm trợ lắng 27

Hình 3 6 Lắng trong dịch chuối hột 27

Hình 3 7 Dịch chuối sau khi lắng và lọc trong 27

Hình 3 8 Dịch chuối sau khi thanh trùng tách cặn 28

Hình 3 9 Tạo hạt nấm men cố định 29

Hình 3 10 Dịch chuối bổ sung nấm men cố định ở các tỉ lệ 30

Hình 3 11 Đồ thị ảnh hưởng tỷ lệ nấm men đến sự thay đổi nồng độ chất khô trong thời gian lên men 31

Hình 3 12 Đồ thị ảnh hưởng tỷ lệ nấm men đến sự thay đổi pH trong thời gian lên men 32

Hình 3 13 Đồ thị ảnh hưởng tỷ lệ nấm men đến nồng độ rượu etylic 33

Hình 3 14 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ đến sự thay đổi nồng độ chất khô trong thời gian lên men 34

Hình 3 15 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ đến sự thay đổi pH trong thời gian lên men .35

Hình 3 16 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ đến nồng độ rượu etylic 36

Hình 3 17 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ và tỉ lệnấm men đến hàm lượng rượu etylic thu được 39Hình 3 18 Kết quả phân tích tối ưu điều kiện ảnh hưởng đếnhàm lượng rượu etylic thu được 40

3 ATP Adenozin Triphotphat

4 ADN Acid Deoxyribonucleic

5 ADP Adenozin Diphosphat

6 NADH Nicotinamide adenine

dinucleotide

Hiện nay, thị trường tiêu thụ trong nước và xuất khẩu đối vớinhiều loại quả chuối tươi như chuối xiêm, chuối tây, chuối sứ,…

và các sản phẩm chế biến ngày càng mở rộng Song bên cạnh đóchuối hột vẫn có giá trị dinh dưỡng cao, cho sản lượng lớn nhưnglượng tiêu thụ thấp làm cho chuối mau chín, nhanh mềm, dễ dập,

hư hỏng,

Chuối hột (Tên khoa học là Musa Balbisiana) là loài chuối dại

bản địa của Đông Nam Á, một trong những tổ tiên của chuối hiệnđại, được mô tả lần đầu năm 1820 bởi nhà thực vật học người Ý –Luigi Aloysius Colla Chuối hột có nhiều hạt màu đen, hương vịkém xa chuối hiện đại nhưng trong đông y nó là vị thuốc quýtrong điều trị sỏi tiết niệu, sỏi bàng quang, viêm thận và bổthận…Ngày nay giữa muôn vàn trái quả lai ghép, nuôi trồng bằngcông nghệ, hóa chất thì chuối hột không chỉ quý bởi tính dược màcòn quý bởi tính nguyên sinh, tính hoang dại và an lành của nónhưng chuối hột thường bị loại bỏ do kết cấu cứng và đắng Trongmột số trường hợp, chuối hột có thể được xuất khẩu sang cácquốc gia có nhu cầu về các giống chuối cụ thể hoặc các thuộctính độc đáo của chúng Thị trường xuất khẩu chuối hột thường làthị trường ngách và phục vụ cho sở thích cụ thể của người tiêudùng hoặc thị trường đặc sản Tuy nhiên, lượng chuối hột xuấtkhẩu nhìn chung thấp hơn so với chuối thường [1] [2]

Bên cạnh đó, chuối hột thường được coi là sản phẩm phụ củangành sản xuất chuối, có hương vị và mùi thơm độc đáo giúpphân biệt với chuối thông thường Bằng cách đi sâu vào quá trìnhlên men của chuối hột, với mong muốn tạo ra một sản phẩm rượuvang khác biệt và hấp dẫn Đó là lí do tôi muốn chọn và thực hiệnmong đem đến cơ hội gia tăng giá trị cho chuối hột, giảm lãngphí trong ngành nông nghiệp, mở ra triển vọng kinh tế mới chonông dân và nhà sản xuất Hơn nữa, nó phù hợp với các nguyêntắc bền vững bằng cách thúc đẩy việc sử dụng các phụ phẩmnông nghiệp và thúc đẩy các hoạt động thân thiện với môitrường Và hơn hết bảo tồn văn hóa cũng là một khía cạnh quantrọng, vì việc tối ưu hóa quá trình lên men rượu chuối hột có thểgiúp bảo tồn các tập quán truyền thống và di sản văn hóa gắnliền với loại đồ uống này Từ quan điểm khoa học, việc nghiêncứu quá trình lên men cho phép nâng cao kiến thức về khoa họclên men và khám phá các cấu hình hương vị độc đáo để tối ưucác điều kiện tốt nhất thông qua các yếu tố ảnh hưởng đến quátrình lên men [18]

Xuất phát từ những điều trên việc chọn chủ đề tối ưu hóa quátrình lên men rượu chuối hột hứa hẹn một hành trình thú vị baogồm đổi mới hương vị, tính bền vững, bảo tồn văn hóa, cơ hộikinh tế và khám phá khoa học

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu tạo sản phẩm rượu: Nhiệt độ, thời gian lên men, hàmlượng nấm men

- Nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình lên men tạosản phẩm rượu

- Nghiên cứu cố định tế bào trong lên men: So sánh khả năng lênmen tự do và lên men cố định

- Tối ưu hóa quá trình lên men cố định tế bào

- Tạo ra sản phẩm rượu chuối và đa dạng hóa sản phẩm từ nguyênliệu

3 Đối tượng nghiên cứu

- Chuối hột

- Nấm men Saccharomyces cerevisiae.

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp vật lí, hóa học, phương pháp xử lí số liệu như excel,…

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học: Từ góc độ khoa học, nghiên cứu này có thể

góp phần hiểu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lênmen rượu chuối hột Đánh giá khả năng lên men rượu của chuốihột Ngoài ra, nghiên cứu này có thể làm sáng tỏ các đặc điểm cụthể của chuối hột khiến chúng phù hợp hoặc không phù hợp đểsản xuất rượu vang, từ đó có thể cung cấp thông tin cho việc lựachọn các nguyên liệu thô thay thế khác cho quá trình lên men[32] [33]

 Ý nghĩa thực tiễn: Việc tối ưu hóa quá trình lên men rượu vang

từ chuối hột có thể mang lại một số lợi ích. Thứ nhất, nó có thểdẫn đến việc phát triển một sản phẩm mới có thể đa dạng hóa thịtrường nước giải khát và có khả năng làm tăng giá trị kinh tế củachuối hột. Thứ hai, nó có thể cung cấp nguồn nguyên liệu bềnvững và sẵn có tại địa phương để sản xuất rượu vang, có thể làmgiảm sự phụ thuộc vào nước nho nhập khẩu hoặc các nguyên liệuthô khác. Thứ ba, rượu chuối hột có thể có hương vị độc đáo cóthể thu hút người tiêu dùng đang tìm kiếm các sản phẩm mới vàsáng tạo [32]

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 Tổng quan về chuối hột

1.1.1 Giới thiệu chung

Chuối hột còn được gọi là chuối chát, tên khoa học

Musabalbisiana Acuminata và Musa Balbisiana, tùy thuộc vào cấu

tạo bộ gen của chúng, họ Chuối (Musacea) Ngoài các thành phầnchất dinh dưỡng tốt như: Đường, sinh tố, chất xơ, trong chuối hộtxanh còn có chứa hàm lượng chất tanin cao, vì vậy chuối có vị chátnhiều hơn ngọt [1]

Cây mọc nhiều ở Malaysia, Lào, Campuchia và Việt Nam Ởnước ta, cây mọc hoang và được trồng ở nhiều địa phương

Hình 1 1 Cây chuối hộtChuối hột là cây thảo lớn, có thân rễ thường gọi là củ chuối.Thân mọc thẳng chính là thân giả do các bẹ lá to mọc ốp vào nhau,cao 2-4m, to màu xanh Lá mọc tụ tập ở ngọn, dài 1m hoặc hơn.Cuống mập hình máng, gân giữa lồi lên ở mặt dưới, gân phụ songsong sít nhau Cụm hoa mọc ra từ giữa thân giả chính là thân thật.Thành bông dài to bao bọc bởi nhiều là màu đỏ thẫm, trong mỗi lábắc có nhiều hoa xếp đều đặn thành hai hàng mà khi quả chín, lábắc rụng đi được gọi là nải Bao hoa có đài tràng bà nhị Bầu hạ Thịtquả nạc, có hạt màu đen 4-5mm [2] [3]

Hạt chuối là một phần của cấu trúc sinh sản của cây chuối vàthường nhỏ và nhiều, nằm trong quả của cây chuối. Tuy nhiên, điềuquan trọng cần lưu ý là hầu hết các giống chuối được trồng thươngmại đều không có hạt và không tạo ra hạt trong quả của chúng Hạtchuối thường không được tiêu thụ như một sản phẩm thực phẩm, vìchúng thường nhỏ và cứng với vị đắng. Tuy nhiên, một số nền vănhóa sử dụng hạt chuối cho mục đích y học do những lợi ích sức khỏe

có mục đích của chúng như hỗ trợ tiêu hóa và giảm viêm [4]

Hình 1 2 Thịt ruột chuối hột

Hình 1 3 Hình ảnh hoa chuối hột

1.1.2 Thành phần hóa học của chuối hột

Thành phần hóa học của chuối hột có thể thay đổi tùy theo giốngchuối và độ chín của hạt Mặc dù hạt chuối thường không được tiêuthụ như một nguồn thực phẩm chính, nhưng chúng có chứa nhiềuchất dinh dưỡng và hợp chất hoạt tính sinh học [3] [4] Dưới đây làkhái quát chung về thành phần hóa học của chuối hột:

1 Chất dinh dưỡng đa lượng:

- Carbohydrate: Hạt chuối chứa carbohydrate, bao gồm tinh bột

- Phytosterol: Hạt chuối có chứa phytosterol, là loại sterol thực vật

có liên quan đến nhiều lợi ích sức khỏe

- Carotenoid tiền vitamin A: Mặc dù có một lượng nhỏ nhưng hạtchuối có thể chứa caroten tiền vitamin A, có hoạt tính vitamin A.Ngoài ra, Bộ môn Dược liệu-khoa Dược, Đại học Y Dược TP HồChí Minh, Nguyễn Thị Mỹ Hạnh và Bùi Mỹ Linh đã nghiên cứu xácđịnh thành phần hóa học của hạt chuối hột Kết quả cho thấy, tronghạt chuối hột có các chất: saponin, coumarin, tanin, flavonoidanthocianosid và hợp chất uronic, tinh dầu, phytosterol…

Thành phần hóa học của chuối hột chín có thể thay đổi chút ít tùythuộc vào từng giống và điều kiện trồng trọt cụ thể Dưới đây là bảng

so sánh thành phần hóa học của chuối hột và chuối thường [37] Bảng 1 1 Thành phần hóa học giữa chuối hột và chuối tiêu trong100g

Thành phần

Đơn vị Hàm lượng dinh dưỡng

Chuối hột Chuối tiêu

loại cây lương thực phổ biến ở nhiều khu vực trên thế giới.Hàm lượng giữa hailoại chuối có sự khác nhau là vì thành phần hóa học của chuốihạt và chuối thường có thể khác nhau do một số yếu tố, baogồm biến thể di truyền, điều kiện sinh trưởng và độ chín Đối vớibảng so sánh thành phần hóa học trong 100g chuối hột chín và chuốitiêu, có thể sự khác biệt là do giống hoặc giống chuối được sử dụngtrong phân tích, cũng như sự khác biệt về độ chín của quả Ví dụ,giống chuối hột được sử dụng trong phân tích có thể có thành phầndinh dưỡng khác với giống chuối thông thường [6] [7]. Ngoài ra,thành phần dinh dưỡng của trái cây có thể thay đổi khi chín, với sựthay đổi về hàm lượng đường, hàm lượng vitamin và các chất dinhdưỡng khác Cũng có thể sự khác biệt trong bảng so sánh thànhphần hóa học là do sự khác biệt trong phương pháp phân tích được

sử dụng để đo thành phần dinh dưỡng của trái cây. Các phương phápphân tích khác nhau có thể mang lại kết quả hơi khác nhau, dẫn đến

sự thay đổi trong các giá trị được báo cáo [8]

1.1.3 Công dụng của chuối hột

Chuối hột, đặc biệt là những hạt được tìm thấy trong một sốgiống chuối hoang dã hoặc ít được biết đến, có thể có nhiều côngdụng khác nhau Dưới đây là một số công dụng tiềm năng của chuốihột:

1 Nhân giống: Chuối hột có thể dùng để nhân giống để trồng câychuối mới Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết cácgiống chuối được trồng đều được nhân giống bằng phươngpháp sinh dưỡng, chẳng hạn như nuôi cấy mô, thay vì bằng hạt[9] [10]

2 Sử dụng trong ẩm thực: Ở một số nền văn hóa, chuối hột được

sử dụng trong chế biến ẩm thực Chúng có thể được nghiềnthành bột và thêm vào các món ăn như một chất làm đặc hoặcđược sử dụng như một thành phần trong các công thức cần lưu

ý là nghiên cứu khoa học về dược tính của chuối hột còn hạnchế [11] [12]

3 Sử dụng trong công nghiệp: Hạt chuối chứa một lượng nhỏ dầu,

có thể được chiết xuất và sử dụng cho mục đích công nghiệp

1.1.4 Giá trị sử dụng của chuối hột hiện nay

Tại Việt Nam, từ năm 1998 đến năm 2002, hàng loạt các thửnghiệm khảo sát có các tác dụng dược lý của chuối hột như tác dụngtrên sỏi niệu của một số chế phẩm từ chuối, tính lợi tiểu, tính khángkhuẩn của chuối hột đã được tác giả Bùi Mỹ Linh cùng một số tác giảkhác thực hiện [14] [15]

Kể từ năm 2013 cho đến nay, chuối được xếp vào hàng thứ tư

về giá trị kinh tế trong các loại cây lương thực trên thế giới chỉ xếpsau gạo, lúa mỳ và ngô Vốn là cây trồng bản địa tại châu Á và ChâuPhi, cây chuối giờ đã có mặt và canh tác đại trà tại hơn 100 quốc giatrên thế giới [44]

Hiện nay trên thị trường đã có một số sản phẩm chiết suất từchuối hột nhưng chỉ ở dạng thực phẩm chức năng

Hình 1 4 Một số thực phẩm chức năng chiết xuất từ chuối hột

1.2 Tổng quan về quá trình lên men rượu

1.2.1 Giới thiệu về nấm men Saccharomyces cerevisiae

Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất rượu là chủng

thuộc giống Saccharomyces cerevisiae, phân bố rộng rãi trong thiên

nhiên nhất là trong đất, trên bề mặt nhiều loại trái cây và các loại

cây lương thực, thực phẩm khác Loài này có thể xem là loài nấmhữu dụng nhất trong đời sống con người từ hàng ngàn năm trước đếnnay Nó được dùng rộng rãi trong quá trình lên men làm bánh mì,rượu, và bia [46] [47]

Phân loại khoa học của nấm men Saccharomyces:

Bảng 1 2 Phân loại khoa học nấm men

Giới (regnum) Fungi

Ngành (phylum) Saccharomycotina

Phân ngành(subphylum)

Saccharomycetes

Lớp (class) Saccharomycetales

Bộ (ordo) Saccharomycetaceae

Họ (familia) Saccharomyces

Chi (genus) S.cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là một chủng nấm men (yeast)

thuộc một trong 5 loài trong giới vi sinh vật có kích thước cực kì nhỏđến nhỏ theo thứ tự: virus, vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, và tảo

Saccharomyces có nghĩa là nấm đường là loại vi sinh vật duy

nhất được sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới Nguyên liệuchính dùng để sản xuất nấm men là mật rỉ, ngoài ra một số hóa chấtkhác sẽ được cung cấp trong quá trình nuôi cấy men để bổ sung cácchất dinh dưỡng mà mật rỉ không đủ [15] [16]

Nấm men Saccharomyces cerevisiae thường có cấu tạo đơn

bào, có nhân thật, hình tròn, trứng hay bầu dục, hình dài hoặc hìnhelip

Hình 1 5 Nấm men Saccharomyces Cerevisiae

Nhiệt độ tối đa thích hợp đối với sinh trưởng của nấm mentrong khoảng 25-30℃, còn nhiệt độ tối thiểu khoảng 2-3℃ Ở 40℃,sinh trưởng ngừng lại và men bị chết Trong môi trường có nồng độđường cao nấm men ngừng các quá trình sống

1.2.2 Quá trình lên men rượu

1.2.2.1 Giới thiệu về quá trình lên men rượu

Lên men rượu (ethanol) là một quá trình sinh học chuyển đổicác loại đường như glucozơ (C6H12O6), fructozơ (C6H12O6) và sacarozơ(C12H22O11) thành năng lượng tế bào, tạo ra ethanol (C2H5OH) vàcarbon dioxide (CO2) dưới dạng sản phẩm phụ Bởi vì nấm men thựchiện quá trình chuyển đổi này trong điều kiện không có oxy, quátrình lên men rượu được coi là một quá trình kị khí [17]

Hình 1 6 Sơ lược quy trình lên men rượu

Có thể chia quá trình lên men rượu thành hai phần chính:

1 Phần đầu tiên liên quan đến việc phân hủy glucose thành 2phân tử pyruvate trong một quá trình gọi là đường phân

2 Phần thứ hai được gọi là quá trình lên men, trong đó 2 phân tửpyruvate được chuyển đổi thành 2 phân tử carbon dioxide và 2phân tử ethanol, còn được gọi là rượu

Phương trình hóa học biểu diễn quá trình lên men theo phươngtrình sau:

C6H12O6 nấm men

→ 2CO2 + 2C2H5OHMục đích chính của quá trình lên men rượu là tạo ra năng lượngdưới dạng ATP được sử dụng trong các hoạt động của tế bào, trongđiều kiện kỵ khí. Tuy nhiên, theo quan điểm của bạn, ethanol vàcarbon dioxide là những chất thải [18]

Các phân tử tham gia:

Sau đây là các phân tử quan trọng tham gia vào quá trình lên menrượu

 Pyruvat

Axit pyruvat hoặc axit pyruvic là một axit cacboxylic được sử dụng

để sản xuất etanol. 2 phân tử pyruvate được hình thành bằng cáchphá vỡ một phân tử glucose trong bước đầu tiên. Các chất mang điện

tử như NADH cũng tham gia vào quá trình này

Các phản ứng khác nhau diễn ra trong quá trình lên men rượu như sau:

 Đường phân

Quá trình Glycolytic có thể được tóm tắt bằng phương trình sau:

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2CH3COCOO− + 2ATP + 2NADH +2H2O + 2H+

Trong đó: 2CH3COCOO−  (phân tử pyruvate)

2NADH (phân tử chất nhận)2Pi   (photphat vô cơ)

Sản phẩm tổng thể của những phản ứng này là hai phân tử pyruvate,hai NADH và hai phân tử ATP. Các phân tử pyruvate được tiếp tụcp[xử lý khi không có oxy để tạo thành etanol (rượu)

Chuyển đổi pyruvate thành Ethanol:

Quá trình chuyển đổi này diễn ra theo hai bước:

Ở bước đầu tiên, nhóm cacboxyl của pyruvate bị loại bỏ và giảiphóng dưới dạng CO2. Sản phẩm của phản ứng này là acetaldehyde(một phân tử 2 carbon)

Trong bước thứ hai, phân tử acetaldehyde bị khử. Một phân tửNADH chuyển các electron của nó tới acetaldehyde, tạo thànhethanol. Phân tử NAD được tái tạo trong quá trình này

Phản ứng 1: CH3COCOO− + H+ → CH3CHO + CO2

Phản ứng này được xúc tác bởi (Pyruvate decarboxylase)

Phản ứng 2: CH3CHO + NADH + H+ → C2H5OH + NAD+

Phản ứng này được xúc tác bởi (Alcohol dehydrogenase)

Trong đó: CH3CHO (Axetaldehyt)

 Rượu dehydrogenase:

Enzyme này chịu trách nhiệm chuyển hóa acetaldehyde thànhethanol trong quá trình lên men rượu. Trong quá trình lên men,enzym này hoạt động theo chiều ngược lại Enzym tương tự chịutrách nhiệm chuyển rượu thành acetaldehyde trong gan của chúng

ta, giảm NAD thành NADH trong quá trình chuyển hóa rượu

Nấm men phát triển tốt trong môi trường hiếu khí nhưng khi gặpđiều kiện kị khí thì bắt đầu lên men

Quá trình lên men rượu yếm khí xảy ra trong môi trường acid trảiqua hai giai đoạn: Thời kỳ cảm ứng và thời kỳ tĩnh

- Thời kỳ cảm ứng: H2 sẽ được chuyển từ NADH2 đến

glyceraldehyd-3 phosphat Dưới tác dụng của E.phosphotase chất này bị chuyểnhoá thành glyceryl ,acetaldehid và CO

- Thời kỳ tĩnh: Lượng acetaldehyd sẽ được nấm men chuyển hoáthành etanol

Ngoài quá trình lên men chính khi ủ vang là lên men rượu, đồngthời xảy ra quá trình lên men khác là lên men malo-lactic Tác nhângây ra lên men malo-lactic là vi khuẩn lactic Quá trình xảy ra đại thểnhư sau:

Chuyển hóa axit malic thành axit lactic qua axit piruvic đượcthực hiện nhờ enzym-malic do vi khuẩn sinh ra trong môi trường cóchất cảm ứng là axit malic

Để nâng cao được hương vị và chất lượng của vang ( Không quáchua hoặc chua-ngọt hài hòa, thơm ngon ) chỉ cần có qua trình phângiải và tiêu hao rất ít đường trong dịch men Như vậy, cần tuyểnchọn những chuẩn vi khuẩn lactic dùng trong mục đích này là chuẩn

vi khuẩn phân giải mạnh axit malic, không hoặc ít sử dụng axit khác

và tiêu tốn ít năng lượng nhờ nguồn đường cơ bản glucose vàfructose

1.2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu

a Nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh sản và phát triển củanấm men và chất lượng của sản phẩm Đối với nấm men

Saccharomyces, nhiệt độ tối ưu nằm trong giới hạn 28 – 32℃ Nhiệt

độ càng thấp khả năng lên men cao, thời gian lên men bị kéo dàihơn, tuy nhiên lại hạn chế được sự nhiễm khuẩn Nhiệt độ cao, hoạttính nấm men sẽ giảm nhanh và dễ nhiễm nấm men dại, dẫn đến dễtích tụ nhiều loại rượu bậc cao như axealdehyt, ảnh hưởng đến sinhtổng hợp các sản phẩm phụ và thứ cấp [20]

Mặt khác nhiệt độ còn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sảnphẩm Khi lên men ở điều kiện nhiệt độ lạnh thì hương, vị của rượu

sẽ có mùi vị của trái cây và tươi hơn, hàm lượng axit bay hơi thấphơn, hàm lượng glyxerin sẽ tăng hơn

C4H6O5 C3H6O3 + CO2

Axit malic Axit lactic

b pH môi trường

pH của môi trường lên men hay môi trường nuôi nấm men nóichung có ảnh hưởng tới đời sống nấm men rất lớn Mỗi chủng nấmmen đều có khoảng pH thích ứng tối thích cho sinh trưởng và pháttriển

Nồng độ ion H+ trong môi trường có ảnh hưởng đến hoạt độngcủa nấm men Chúng có khả năng làm thay đổi điện tích các chất vỏ

tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu các chất cũng nhưchiều hướng của quá trình lên men Trong điều kiện lên men rượu,

pH tối ưu để tạo ancol etylic là 3,5 - 4,5 Đối với rượu vang có thể lênmen ở pH 2,8 – 2,9 [21]

c Nồng độ đường của dịch lên men

Nồng độ dịch đường quá cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và mấtcân bằng trạng thái sinh lý của nấm men Kết quả là rượu nhiều sẽ

ức chế không những tạp khuẩn mà cả nấm men Mặt khác, đườngnhiều sẽ dẫn đến tổn thất hoặc phải kéo dài thời gian lên men.Ngược lại, nếu nồng độ dịch đường thấp sẽ không kinh tế vì sẽ làmgiảm năng suất thiết bị lên men, tốn hơi khí thiết bị chưng cất [21].Bình thường, người ta khống chế nồng độ chất khô của dịchđường là 16 đến 18%, tương đương 13 – 15% đường, để sau khi lênmen nhận được nồng độ rượu trong giấm chín là 8,5 đến 9,5%

d Nồng độ oxy của môi trường

Oxy hòa tan vào môi trường lỏng ở dạng bọt khí nhỏ làm kíchthích sinh sản của nấm men và tạo điều kiện cho tế bào nấm men hôhấp Thời gian đầu nấm men sinh trưởng mạnh nhờ có lượng oxy củakhông khí hòa tan vào dịch lên men, cường độ hô hấp khá mạnh, saumột thời gian thì cường độ hô hấp giảm và quá trình sinh trưởngchuyển sang quá trình lên men, sản xuất

Sự cung cấp oxy cần thiết cho giai đoạn đầu sinh khối nấm menvào dịch lên men Độ thoáng khí gây bất lợi cho quá trình lên menrượu khi bắt đầu sang giai đoạn lên men, sự lên men xảy ra trongđiều kiện yếm khí hoàn toàn [20]

e Nồng độ CO2 của môi trường

Dưới áp lực khí quyển CO2 hoàn toàn không ảnh hưởng ức chếđến sinh trưởng của nấm men và quá trình lên men CO2 được hình

thành trong quá trình lên men rượu từ đường Tuy nhiên, nó cũng cóthể ức chế hoạt động nấm men, làm giảm khả năng sinh sản nhưngkhông làm yếu khả năng lên men

f Nồng độ cồn etylic

Nấm men thuộc giống Saccharomyces lại có thể chịu được 9

-12% thể tích cồn và lên men đạt tới 14 - 16% thể tích Trong quátrình lên men rượu, nồng độ rượu tăng dần sẽ gây ức chế không chỉcho các hoạt động sống của nấm men mà còn kìm hãm hoạt độngcủa nhiều loại enzym chuyển hóa đường thành rượu, khả năng sốngsót của nấm men phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ rượu có trongdịch lên men [21]

g Thành phần môi trường

Thành phần môi trường lên men có ảnh hưởng lớn đến sinhtrưởng nấm men và trao đổi chất trong tế bào, đặc biệt có thể quyếtđịnh cả hiệu suất lên men hoặc chuyển hướng lên men từ sản phẩmnày sang sản phẩm khác

Các chất khoáng đa lượng, trung lượng và vi lượng Trong số nàyphotpho, kali, magie được coi là đa lượng quan trọng Hàm lượngphotpho cần đủ cho sinh trưởng nếu quá sinh trưởng sẽ kéo dài ảnhhưởng hiệu suất lên men Các nguyên tố khác cũng đóng vai tròquan trọng trong việc hình thành các enzym hoặc hoạt hóa enzymecủa tế bào nấm men [21]

1.3 Giới thiệu công nghệ cố định tế bào trong lên men rượu

1.3.1 Cố định nấm men trong alginate

Cố định vi khuẩn trên chất mang natri alginate có nhiều ưuđiểm vượt trội Khả năng sống sót của tế bào cao, tăng cường sự ổnđịnh của tế bào và chống lại một số điều kiện hóa lí, phương phápđơn giản, dễ thực hiện, giá thành bảo quản thấp [22]

Các loại alginate thương mại hiện nay đều có nguồn gốc từrong biển và Ca- Alginate được xem là thích hợp nhất để tạo khungmạng gel cố định tế bào nấm men trong lên men rượu vang thíchhợp

Alginate là muối của acid Alginic Cấu tạo hóa học của Alginategồm 2 phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) liên

kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucozid Có 3 loại liên kết có thể gặptrong 1 phân tử Alginate: (M-M-M), (G- G-G), (M-M-G) [23]

Hình 1 8 Sơ đồ tạo gel alginate

Kỹ thuật tạo gell: Gel thành lập có thể kiểm soát được thông qua

sự giải phóng ion Ca2+ hay dung dịch Alginate Alginate hay hỗn hợpchứa nó được tạo gel bằng cách nhúng hoặc phun dung dịch chứaion Ca2+ CaCl2 là chất phổ biến thường được sử dụng đi chung

Hạt cacilumaliginate với vikhuẩn cố định

Hình 1 7 Cấu trúc gel alginate

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng phương pháp cố định tế bào nấm men trong gel alginate

1.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ aliginate

Để xác định nồng độ chất mang Na - alginate phù hợp với quátrình cố định tế bào cho lên men cồn, tiến hành làm thí nghiệm vớicác mẫu có nồng độ Na - alginate khác nhau [24]

Nồng độ alginate thay đổi từ 1 đến 5%, nó gây ra ảnh hưởngđáng kể đến việc sản xuất rượu: Alginate 2% và 3% cho thấy sảnlượng rượu tối đa là 7, 8% V/V Nồng độ alginate thấp hơn có vấn đề

về tế bào bị rò rỉ và các hạt có alginate có nồng độ cao hơn thì đặctính cơ học tốt hơn so với nồng độ thấp

Theo Bardi và cộng sự.(1994)và Mallouchos et al Sự gia tăngnồng độ Na- alginate dẫn đến cấu trúc dày đặc hơn Do đó, nồng độAlginate cao hơn làm giảm kích thước lỗ gel Nó làm chất nền chậmphát triển hơn đó là tăng sức đề kháng chuyển khối bên trong vàgiảm hiệu quả của khả năng khuếch tán phân tử cơ chất và do đódẫn đến tỷ lên men thấp hơn [24]

1.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2

Nồng độ của CaCl2 ảnh hưởng đến khả năng tạo hạt, CaCl2 cótác dụng giữ các phân tử alginate lại với nhau tạo thành các chuỗialginate, alginate làm cho hạt cứng rắn hơn Nồng độ CaCl2 2 % chođộng học lên men diễn ra tốt nhất thể hiện qua lượng CO2 tạo thànhcao nhất [24]

Nguyên nhân là do trong quá trình tạo gel ở nồng độ CaCl2

thấp, quá trình tạo gel chậm và xảy ra không hoàn toàn, kích thước

lỗ gel lớn, tế bào nấm men thoát ra ngoài nhiều, trở thành những tếbào nấm men tự do, điều đó sẽ ảnh hưởng đến việc tái sử dụng cáchạt tế bào cố định Nếu nồng độ CaCl2 cao, quá trình polyme hóa diễn

ra nhanh chóng, tốc độ khuếch tán các ion Ca2+ vào tâm hạt gelnhanh nhưng lại ảnh hưởng tới tế bào nấm men vì CaCl2 là muối rấtháo nước

Ở nồng độ cao, áp suất thẩm thấu lớn diễn ra quá trình thoátnước từ trong tế bào của nấm men ra ngoài, làm cho tế bào nấmmen co lại và chết đi, điều này thể hiện rất rõ qua tỉ lệ tế bàosống/chết giảm đi đáng kể [24]

1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng công nghệ cố định tế bào trong lên men rượu vang chuối hột

1.5.1 Trong nước

Theo tìm hiểu thông tin cụ thể về tình hình nghiên cứu ở ViệtNam liên quan đến ứng dụng công nghệ cố định tế bào trong lênmen rượu chuối hột còn hạn chế Tuy nhiên, điều đáng chú ý là ViệtNam được biết đến với việc trồng và tiêu thụ chuối rộng rãi, bao gồm

cả giống chuối không hạt và có hạt [25] [26]

Việt Nam là một trong những nước sản xuất chuối lớn nhất thếgiới và rượu chuối hột là một loại đồ uống có cồn truyền thống. Do

đó, có tiềm năng nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này, baogồm cả việc ứng dụng công nghệ cố định tế bào

Nghiên cứu của N Thị Hương, Đặng Hồng Ánh, N Thu Vân, G

Thế Việt, N Xuân Bách, and T Ngọc Bích, “Nghiên cứu cố định tế

bào nấm men ứng dụng trong lên men cồn từ rỉ đường” Vietnam J Sci Technol., vol 50, no 5, p 621, Apr 2017 Các điều kiện cố định

tế bào nấm men phù hợp cho quá trình lên men cồn từ rỉ đườngbằng phương pháp lên men liên tục đã được khảo sát, bao gồm nồng

độ Na-alginate, nồng độ CaCl2, tốc độ dòng chảy tạo hạt, mật độ tếbào trong dung dịch gel Ngoài ra đã đánh giá được việc tái sử dụng

tế bào nấm men cố định trong lên men cồn trên môi trường rỉ đườngqua 4 lần lên men. Kết quả cho thấy điều kiện cố định tế bào thíchhợp là nồng độ chất mang Na-alginate 3%, nồng  độ  dung  dịch  tạogel CaCl2 2%, mật  độ  giống  thích  hợp  trong  dịch  chất mang

109  tế bào/ml gel, tốc độ dòng chảy tạo hạt tế bào cố định cho hệthống tạo hạt 24 kim (đường kính hạt 0,5 cm) là  200 ml/phút Ngoài

ra kết quả đánh giá lên men cho thấy sau 4 lần lên men thì hạt

tế bào cố định tái sử dụng vẫn có hoạt lực khá tốt, nồng độ cồn tạo

ra chỉ giảm nhẹ (từ 11 %v /v xuống 10,5 % v/v) so với lần đầu sửdụng [25] [26]

Ngoài ra còn có bài bào về N Thị Hương, H Đình Hòa, and Đặng

Hồng Ánh, “ Nghiên cứu hoạt hóa hạt tế bào nấm men cố định sau

thời gian xúc tác cho quá trình lên men rượu”, Vietnam J Sci Technol., vol 51, no 4, p 465, Apr 2017 Sau một thời gian lên men

rượu, nấm men S cerevisiae cố định trên chất mang Ca-Alginate sẽ

bị suy giảm dần đặc tính công nghệ Để phục hồi về khối lượng nấmmen cũng như chất lượng của chúng, trong công trình này nhóm tácgiả đã đưa ra giải pháp công nghệ như sau:

- Tiến hành rửa hạt sau 40 ngày lên men liên tục

- Dung dịch rửa giá thể là NaHCO3 0,5 %

- Nuôi lắc 200 vòng/phút ở 30oC thời gian là 24 giờ

- Bổ sung urê nồng độ 0,05 % ; KH2PO4 0,05 %

Trong những năm gần đây, việc sử dụng công nghệ sinh họctrong ngành thực phẩm và đồ uống ở Việt Nam, bao gồm cả ngànhrượu, ngày càng được quan tâm. Điều này đã dẫn đến một số nỗ lựcnghiên cứu nhằm khám phá việc sử dụng công nghệ cố định tế bàotrong quá trình lên men rượu Với những lợi ích tiềm năng của côngnghệ cố định tế bào trong quá trình lên men rượu, có thể các nhànghiên cứu ở Việt Nam đang khám phá ứng dụng của nó trongquá trình lên men rượu chuối hột . Tuy nhiên, cần có nhiều nghiêncứu hơn để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của công nghệ nàytrong ứng dụng cụ thể này, đồng thời tối ưu hóa công nghệ để sửdụng trong bối cảnh môi trường và văn hóa độc đáo của Việt Nam[27] [28]

Ví dụ, một nghiên cứu được công bố đó là Zlatina Genisheva,

Susana Macedo, Solange I Mussatto “Sản xuất rượu vang trắng

bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae cố định trên bã nho” Jose’

A Teixeira, Jose’ M Oliveria, 08 August 2012 Bã nho được chứng

minh là chất hỗ trợ thích hợp cho quá trình cố định nấm men và cóthể sử dụng để lên men rượu trong sản xuất rượu vang. Thời giancủa quá trình lên men bị ảnh hưởng chủ yếu bởi lượng chất hỗ trợ cốđịnh được sử dụng trong mỗi thử nghiệm và cũng bởi nồng độ của

SO2 ban đầu có trong phải. Tuy nhiên, quá trình lên men với tế bào

cố định tỏ ra nhanh và hiệu quả hơn so với quá trình lên men với tế

bào tự do, đặc biệt là trong các chất mù tạt có nồng độ

SO2 cao  Ngoài ra, có thể xác định sự khác biệt đáng kể giữa các loạirượu được phân tích đối với các hợp chất thơm dễ bay hơi Nhìnchung, các loại rượu thu được từ các tế bào cố định cho thấy nồng độethanol cao hơn, các hợp chất dễ bay hơi chính và các hợp chất dễbay hơi nhỏ và cường độ màu cao hơn so với các loại rượu được sảnxuất từ các tế bào tự do. Tuy nhiên, do cường độ của màu giảm khi

số lô tăng lên, nên có xu hướng ổn định. Thử nghiệm cảm quan chothấy rằng kỹ thuật cố định tế bào trên bã nho áp dụng cho sản xuấtrượu vang có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuốicùng. Ngoài ra, thành phần của bã nho, được sử dụng làm chất hỗtrợ cố định, là một trong những yếu tố có thể ảnh hưởng đến toàn bộquá trình.Phân tích cảm quan cho thấy sự khác biệt đáng chú ý vềkhứu giác giữa các loại rượu. Những thứ được sản xuất bởi các tế bào

cố định không bị ảnh hưởng, vì sở thích của những người tham giahội thảo là rượu được sản xuất bằng các tế bào cố định [27] [28]

Ngoài ra trên Tạp chí Vi sinh Ứng dụng vào năm 2020 đã khám

phá việc sử dụng các tế bào nấm men đóng gói trong sản xuất rượuvang đỏ. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào được baobọc có thể duy trì khả năng tồn tại và hoạt động của chúng trongsuốt quá trình lên men, dẫn đến rượu vang có các đặc tính cảm quanđược cải thiện và tính ổn định

Một nghiên cứu khác được công bố trên Tạp chí Khoa học vàCông nghệ Thực phẩm năm 2019 đã điều tra việc sử dụng các tế bàonấm men cố định alginate để sản xuất rượu vang trắng. Các nhànghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào cố định có thể duy trì hoạtđộng và chức năng của chúng trong một thời gian dài, dẫn đến rượuvang có mùi thơm và hương vị đặc trưng được cải thiện [29]

Ngoài ra, một đánh giá được công bố trên Tạp chí Khoa học vàCông nghệ Thực phẩm năm 2017 đã cung cấp tổng quan về các kỹthuật cố định khác nhau có sẵn để lên men rượu vang, bao gồm cảviệc sử dụng các chất nền như alginate, carrageenan và chitosan

Mặc dù có rất ít nghiên cứu cụ thể về ứng dụng công nghệ cốđịnh tế bào trong quá trình lên men rượu chuối hột , nhưng cácnghiên cứu đề cập ở trên cho thấy công nghệ này có tiềm năng cải

thiện hiệu quả, tính ổn định và các đặc tính cảm quan của quá trìnhlên men rượu. Cần nghiên cứu thêm để đánh giá tính khả thi và hiệuquả của công nghệ này trong quá trình lên men rượu chuối hột

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ ngày 14/01/2023 đến ngày 05/2023 tạiphòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm của Khoa Công nghệ Hóahọc - Môi trường, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật

2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Chuối hột

Hình 2.1 Chuối hột quê Chất lượng chuối hột có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Điều quan trọng là

sử dụng chuối hột tươi, sạch, có màu vàng xanh đến vàng đều và không có bất kỳ dấuhiệu hư hỏng hoặc thối rữa nào có thể nhìn thấy được

Chuẩn bị chuối hột: Chuối hột phải được chuẩn bị kỹ càng trước khi thí nghiệm đểđảm bảo tính thống nhất và chính xác của kết quả. 

2.3 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

2.3.1 Hóa chất sử dụng

- Calcium alginate, xuất xứ Himedia- Ấn độ Hóa chất có dạngbột, màu trắng đến vàng nâu, được sử dụng trong các phòngthí nghiệm, trong nuôi cấy mô thực vật để sản xuất hạt nhântạo không hòa tan, duy trì hệ thống phân phối thuốc [30]

- Alginate là một polysacarit tự nhiên được chiết xuất từ rong biển nâu, cònđược gọi là tảo bẹ. Rong biển nâu được tìm thấy ở các vùng nước lạnh trênkhắp thế giới, bao gồm các bờ biển của Na Uy, Scotland, Ireland, Canada vàHoa Kỳ Alginate được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khácnhau, bao gồm thực phẩm, dược phẩm và công nghệ sinh học, do các đặctính độc đáo của nó như độ nhớt, khả năng tạo gel và khả năng giữ nước. Nó

có nhiều ứng dụng, bao gồm làm chất làm đặc và chất ổn định trong các sảnphẩm thực phẩm, băng bó vết thương trong các ứng dụng y tế và một thànhphần trong kỹ thuật mô và hệ thống phân phối thuốc [31] [32] [33]