nghiên cứu quy trình chế biến rượu vang nho bổ sung nhàu

Với điều kiện nghiên cứu tại phòng thí nghiệm, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến rượu vang nho bổ sung nhàu” với mục tiêu chung là nghiên cứu ra được p

TỔNG QUAN

Giới thiệu về rượu vang trái cây

Theo tổ chức quốc tế về nho và rượu vang (International Organisation of Vin and Wine), thì rượu vang (tiếng Anh: wine, tiếng Pháp: vin) là sản phẩm của quá trình lên men không qua chưng cất, môi trường lên men có thể là nước nho hoặc hỗn hợp nước nho và vỏ nho

Ngoài trái nho, người ta có thể sử dụng các loại trái cây khác để sản xuất thức uống lên men ethanol không qua chưng cất Những sản phẩm này cũng tương tự rượu vang và được gọi là “rượu vang trái cây”(fruit wine).[8]

1.1.2 Yêu cầu đối với nguyên liệu sản xuất vang trái cây

Không phải bất cứ loại trái cây nào cũng có thể sản xuất vang trái cây được Trong quy trình sản xuất vang trái cây, nguyên liệu phải thỏa mãn những tiêu chí sau:

• Hàm lượng nước tự do trong trái cây phải lớn, điều này giúp cho quá trình thu nhận dịch ép trái cây dễ dàng

• Hàm lượng đường trong trái cây phải cao tương tự như trong trái nho vì đường sẽ được chuyển hóa thành ethanol, cấu tử chính trong thành phần của sản phẩm (hàm lượng đường tổng trong nước nho thường dao động trong khoảng 20-22%w/w)

• Hàm lượng acid trong trái cây cần tạo ra được giá trị pH thích hợp cho nấm men thực hiện quá trình lên men rượu (tổng lượng acid trong nước nho xấp xỉ 0,8%w/w)

• Trái cây cần có những chất màu và/hoặc chất mùi đặc trưng để tạo nên những tính chất cảm quan riêng biệt cho sản phẩm

Ngày nay, khi hàm lượng đường và acid trong trái cây nguyên liệu thấp hơn khoảng giá trị yêu cầu để sản xuất rượu vang trái cây, người ta có thể hiệu chỉnh thêm đường và acid vào dịch ép trái cây trước khi thực hiện quá trình lên men ethanol.[8]

1.1.3 Thành phần hóa học của rượu vang [2,7]

Thành phần hóa học của rượu vang rất phức tạp, thay đổi theo thành phần nguyên liệu, thiết bị kĩ thuật và kĩ thuật sản xuất

Là thành phần quan trọng nhất của rượu vang Trong quá trình sản xuất có thể thêm cồn tinh khiết vào sản phẩm nếu muốn độ cồn tăng lên

Tùy thuộc vào mỗi loại vang mà hàm lượng đường còn sót lại trong sản phẩm cũng khác nhau Đường trong rượu vang chủ yếu là frutose, glucose và một ít galactose

Là một thành phần quan trọng của rượu vang góp phần tạo hương vị cho sản phẩm Trong rượu vang có những acid chính là: acid tartric (1,5 – 4g/l), acid malic (0 – 4g/l), acid citric (0 – 0,5g/l), acid oxalic (0 – 0,6g/l) Ngoài ra, còn có các acid dễ bay hơi như: acid acetic, acid formic, acid propionic, acid butyric,…

Trong rượu vang có nhiều muối khoáng, phổ biến nhất là: P, S, K, Na, Mg, Si,

Fe, Mn, Cl, Br, I, Al,… Muối khoáng và tro đóng vai trò rất quan trọng là làm tăng hương vị và giá trị dinh dưỡng của rượu

Rượu vang giàu vitamin, đặc biệt là vitamin C, B2, B6, PP,… các vitamin này được tạo ra từ sự tự phân tế bào sau quá trình lên men

Có rất nhiều trong rượu vang đỏ làm cho rượu có màu, có vị chát đặc trưng Hợp chất polyphenol cũng góp phần tạo điều kiện ức chế các vi khuẩn có hại cho quá trình lên men

Ngoài các hợp chất chính trên, trong rượu vang còn có các rượu bậc cao, glycerine, diacetyl, aceton, acid lactic,… và một số ester tạo hương cho rượu vang

1.1.4 Quá trình lên men rượu vang [3,6,14,4]

Lên men rượu là một quá trình sinh hóa phức tạp, có sự tham gia của nấm men

Saccharomyces hoặc một số vi sinh vật khác Lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường thành ethanol, CO2 đồng thời còn kèm theo sự hình thành các sản phẩm phụ, sản phẩm trung gian và giải phóng năng lượng Lên men rượu trải qua hàng loạt các phản ứng phức tạp nhờ sự tham gia của hàng loạt enzyme xúc tác khác nhau

Phương trình tổng quát của sự lên men rượu:

C6H12O6 → 2C 2 H5OH + 2CO2 + 27kcal Sản phẩm chính là ethanol và khí CO2, sản phẩm phụ là glycerin, acid succinic và một số aldehyde Quá trình chuyển hóa đường thành rượu được thực hiện qua một chuỗi phản ứng hết sức phức tạp, liên quan mật thiết đến quá trình phosphoryl hóa các hợp chất hữu cơ Ở giai đoạn đầu (giai đoạn phosphoryl hóa) các hợp chất đường – phosphate được tạo thành Hợp chất cuối cùng được tạo thành ở giai đoạn này là fructose – 1,6 – diphosphate Tiếp tục quá trình chuyển hóa, hợp chất này bị phân cắt thành hai phân tử trizophosphate, đó là dioxyacetonphosphate (hoặc gọi là phosphodioxyaceton) và aldehyde – 3 phospho glycerinic (hoặc gọi là 3 – phosphoglyceroaldehyde) Aldehyde – 3 phosphoglycerinic sau khi bị dehydro và được phosphoryl hóa sẽ trở thành acid 1,3 – diphosphoglycerinic Acid này sau quá trình dehydro và phosphoryl hóa tiếp theo sẽ chuyển thành acid pyruvic Hợp chất cuối cùng này sau khi bị decarboxyl sẽ tạo thành acid carbonic và acetaldehyde Tiếp tục quá trình chuyển hóa đến giai đoạn cuối cùng là sự tạo thành rượu ethylic

• Giai đoạn 1: giai đoạn đường phân

(C6H12O6) từ glucose → CH3COCOOH (acid pyruvic) Đây là giai đoạn phức tạp gồm nhiều phản ứng và nhiều enzyme tham gia khác nhau

• Giai đoạn 2: CH3COCOOH → CH3CHO

• Giai đoạn 3: CH3CHO → C 2 H5OH

Diễn biến của quá trình lên men rượu vang

- Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men được hấp phụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men, sau đó khuếch tán qua màng đi vào bên trong tế bào Sự khuếch tán này tuân theo quy luật thẩm thấu Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được màng tế bào cho đi vào màng thể thẩm thấu ngược Vì vậy, đường bị chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng dưới tác dụng của enzyme xúc tác để tạo ra sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men là ethanol và CO2

- Ethanol và CO2 tạo thành thoát ra khỏi tế bào và khuếch tán ra môi trường xung quanh Ethanol tan dễ trong nước nên nhanh chóng khuếch tán vào môi trường Khí CO2 cũng hòa tan trong nước nhưng độ hòa tan của CO2 trong nước không lớn lắm Tuy nhiên, do môi trường lúc này có một phần ethanol nên giúp độ hòa tan của

CO2 trong môi trường lên men tăng đáng kể Môi trường lên men nhanh chóng được bão hòa CO2 Khí CO2 được hấp thu lên bề mặt tế bào nấm men và các cặn lơ lửng khác trong môi trường lên men Khí CO2 thoát ra khỏi dung dịch, tạo thành bọt, kéo các tế bào nấm men đi lên mặt thoáng của bình lên men Bọt nổi lên bề mặt dịch lên men, vỡ ra Khí CO2 bay vào khí quyển, nấm men lại chìm xuống Quá trình này giúp xáo trộn nấm men trong môi trường lên men, làm cho quá trình trao đổi chất trong tế bào diễn ra mạnh mẽ hơn, quá trình lên men cũng diễn ra nhanh hơn

- Do đó, tế bào nấm men từ chỗ là vi sinh vật không chuyển động đã biến thành tế bào luôn chuyển động Vì vậy mà tăng nhanh tốc độ chuyển hóa rượu Một lượng lớn tế bào nấm men sẽ lắng xuống đáy thùng, hàm lượng cồn sẽ tăng dần đồng thời với hàm lượng đường và các chất dinh dưỡng trong môi trường giảm xuống

1.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men [3,7,11,14]

Quá trình lên men ethanol

1.2.1 Cơ chế lên men của nấm men

Lên men ethanol là một quá trình sinh tổng hợp năng lượng ở tế bào nấm men trong điều kiện kỵ khí Quá trình này diễn ra tại tế bào chất, theo các bước:

• Đầu tiên, đường trong dịch quả được màng tế bào chất vận chuyển vào bên trong tế bào

• Sau đó, hệ enzyme của nấm men sẽ xúc tác các phản ứng chuyển hóa đường thành năng lượng sinh học (ATP)

Có rất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác cũng được nấm men sinh ra trong quá trình chuyển hóa đường thành ATP trong điều kiện kỵ khí như ethanol, CO2, rượu cao phân tử, glycerol, hợp chất carbonyl, acid hữu cơ,… Trong số này, ethanol và

CO2 có hàm lượng cao vượt trội hơn so với các sản phẩm trao đổi chất còn lại Nấm men giữ ATP lại bên trong tế bào, các sản phẩm trao đổi chất khác trong đó có ethanol và CO2 được thải ra môi trường tạo nên sản phẩm rượu

Trong dịch quả, glucose và fructose là hai loại đường chủ yếu được nấm men chuyển hóa thành ethanol Trong trường hợp saccharose được bổ sung vào dịch quả, nấm men sẽ sử dụng enzyme invertase để thủy phân saccharose thành glucose và fructose Bên trong tế bào chất, glucose được chuyển hóa theo chu trình đường phân tạo acid pyruvic, acid pyruvic được chuyển hóa tiếp thành acetaldehyde rồi thành ethanol Đối với fructose, đường này được phosphoryl hóa thành glucose rồi tiếp tục chu trình đường phân.[8]

Phương trình tổng quát của lên men rượu như sau:

C6H12O6 + 2P + 2ADP → 2CH3CH2OH + 2CO2 + 2ATP [10]

Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát quá trình lên men ethanol

Cụ thể quá trình lên men ethanol trải qua 13 bước bao gồm cả quá trình đường phân và tạo thành ethanol Mỗi bước được đặc trưng bằng một phản ứng hóa sinh với một enzyme xúc tác

Trong quá trình lên men rượu, mỗi phân tử glucose sẽ giải phóng ra khoảng

50 kcal Năng lượng này được nấm men sử dụng chừng 20 kcal Số còn lại sẽ thải ra canh trường do đó làm tăng nhiệt độ lên men Theo Euler, nhiệt độ này chiếm 25 kcal/phân tử glucose.[8]

1.2.2 Các sản phẩm trong quá trình lên men rượu

Ethanol là sản phẩm trao đổi bậc 1 của nấm men vang được tìm thấy với hàm lượng cao nhất

Sau quá trình đường phân, acid pyruvic được tạo thành sẽ bị decarboxyl để tạo thành aldehyde acetic:

2CH3CO-COOH → 2CO2 + 2CH3CHO Giai đoạn cuối cùng của lên men rượu là aldehyde acetic bị khử bởi NADH2 tạo thành ethanol

Nấm men được gieo cấy vào môi trường lên men khoảng 1 – 2 giờ đầu còn làm quen chưa phát triển, sau đó sẽ phát triển theo cấp số nhân và bắt đầu tích tụ trong môi trường ngày càng nhiều Hàm lượng nấm men cao dần sẽ ức chế sự phát triển của nấm men.[10] b CO 2

CO2 là sản phẩm trao đổi thứ cấp cùng với ethanol được xác định là có hàm lượng cao nhất CO2 không được sinh ra trong quá trình đường phân mà chỉ được sinh ra trong quá trình khử acid pyruvic thành ethanol

Trong quá trình lên men, mỗi mole đường glucose sẽ cho 2 mole CO2 CO2 sinh ra sẽ được nấm men thải vào môi trường, từ đó tác động đến chất lượng cảm quan của sản phẩm.[10]

1.2.2.2 Sản phẩm phụ a Acid hữa cơ và chất béo[8]

Trong nhóm acid hữa cơ, acid pyruvic là sản phẩm do nấm men sinh tổng hợp trong quá trình dị hóa đường Khi acid pyruvic bị decarboxyl hóa sẽ tạo ra aldehyde acetic và hợp chất này bị oxy hóa tạo acid acetic Sự có mặt của acid acetic sẽ gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị sản phẩm Tuy nhiên, nấm men tổng hợp acid acetic với hàm lượng khá thấp (100 – 300 mg/l) Các acid succinic tạo ra vị mặn lẫn vị đắng cho sản phẩm

Trong nhóm acid béo có một số acid do nấm men tổng hợp nhưng có khả năng ức chế hoạt tính của nấm men với nồng độ chỉ vài mg/l b Rượu cao phân tử [8]

Rượu cao phân tử là rượu có nhiều hơn 2 nguyên tử C trong phân tử Tổng hàm lượng của chúng trong sản phẩm dao động trong khoảng 150 – 350 mg/l

Khi nồng độ của rượu cao phân tử thấp hơn 300 mg/l, chúng được xem là những cấu tử hương và ảnh hưởng tốt đến mùi vị của sản phẩm

Ngược lại, nếu nồng độ của chúng cao hơn sẽ tạo mùi vị khó chịu cho sản phẩm c Methanol [8]

Hàm lượng methanol trong sản phẩm thường nằm trong khoảng 30 – 35 mg/l Methanol được xem là sản phẩm của phản ứng thủy phân các gốc methoxyl trong phân tử pectin xảy ra trong quá trình lên men rượu

Methanol được xem là chất độc Giá trị LD5050 mg/kg Thông thường, hàm lượng methanol trong rượu vang luôn dưới ngưỡng cho phép và an toàn cho người sử dụng d Polyol[8]

Rượu đa chức là rượu có nhiều hơn một gốc hydroxyl Người ta tìm thấy nhiều loại rượu đa chức trong rượu vang Đáng chú ý hơn cả là glycerol và 2,3-butanediol

Glycerol là sản phẩm phụ của quá trình lên men ethanol từ đường Khi hòa tan nước, glycerol tạo ra dung dịch nhớt Do đó, glycerol làm ảnh hưởng xấu đến trạng thái sản phẩm e Hợp chất carbonyl[8]

Các hợp chất carbonyl trong rượu vang được chia thành 2 nhóm: aldehyde và ketone

Nguyên liệu nho

Nho thuộc họ Vitis Nho là loại trái cây dùng làm nguyên liệu truyền thống sản xuất rượu vang Dựa vào nguồn gốc của giống nho, có thể chia làm 2 nhóm cơ bản:

• Nho trắng: trái nho khi chín không có màu hoặc có màu vàng lục nhạt

• Nho đỏ: trái nho khi chín có màu đỏ tím ở những mức độ khác nhau

Nho là loại quả lý tưởng để chế biến rượu vang vì nho có hàm lượng chất khô cao và pH thích hợp nên dễ lên men Mặt khác sản lượng nước quả trên đơn vị diện tích cao, trong nho có nhiều chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng,…nên sản phẩm rượu sau lên men có chất lượng tốt, hương vị đậm đà

1.3.2 Thành phần hóa học của nho

Nho chứa nhiều chất dinh dưỡng như vitamin, đường, khoáng,…Thành phần hóa học của nho được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của nho

Thành phần Hàm lượng (%)/100g nho

(Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, 2007) Nước: Trong nho có hàm lượng nước rất cao, trung bình 70 – 80%, nước chủ yếu ở dạng tự do có chứa các tạp chất hòa tan Lượng nước phân bố không đồng đều trong trong các mô, 80 – 90% trong dịch bào, phần còn lại trong chất nguyên sinh và gian bào

Glucid: Các chất glucid là hợp phần chủ yếu của các chất khô trong nho, glucid vừa là vật liệu xây dựng vừa là thành phần tham gia chính vào các quá trình trao đổi chất, glucid còn là nguồn dự trữ năng lượng cho các hoạt động sống của nho tươi khi tồn trữ Glucid của nho chủ yếu là các thành phần đường saccharose, glucose, fructose Trong quá trình chín của quả, glucid bị biến đổi rõ nhất, các pectin, cenllulose, hemicellulose bị thủy phân làm tích tụ đường trong nho

Các chất màu: Chất màu trong nho chủ yếu là anthocyanine có ở vỏ nho

Anthocyanine là những glucid do gốc đường glucose, galactose,…kết hợp với gốc aglucon có màu anthocyanine

Các acid hữu cơ: Các hợp chất hữu cơ góp phần tạo mùi và vị cho nho, trong đó acid tartaric là loại acid chủ yếu của nho chiếm 0,3 – 1,7% nên có thể gọi là acid nho

Các hợp chất polyphenol: các hợp chất polyphenol hiện diện trong nho không nhiều, chỉ chiếm 0,1 – 0,5% Chủ yếu là hợp chất tannin tạo vị chát cho nho

Protein: Protein trong nho chiếm khoảng 0,4% và thường bị thủy phân khi quả chín.

Nguyên liệu nhàu

Cây nhàu tên khoa học là Morinda citrifolia L (noni), thuộc họ cà phê

Rubiaceae Ngoài ra, nó còn được gọi với các tên khác nhau: cây ngao, nhàu núi, giầu

Cây nhàu là một cây cao chừng 6 –

8 m, thân nhẵn, thường mọc hoang ở những nơi ẩm thấp dọc bờ sông bờ suối

Cây có nhiều cành to, lá mọc đối hình bầu dục, nhọn ở đầu, dài 12 – 15 cm Hoa nở vào tháng 1 – 2 Quả chín vào tháng 7 – 8 Quả hình trứng, xù xì, dài chừng

5 – 6 cm, khi non có màu xanh nhạt, khi chín có màu trắng hoặc hồng, mùi nồng và cay Ruột quả có một lớp cơm mềm ăn được, chính giữa có một nhân cứng Nhân dài chừng 6 – 7 mm, ngang chừng 4 – 5 mm, có 2 ngăn chứa một hạt nhỏ mềm

Thấy nhiều ở miền Nam nước ta, chưa thấy ở miền Bắc Theo Pételot có cả ở miền Bắc Mới đây đã tìm thấy ở vùng Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên

Có thể trồng dễ dàng ở các tỉnh miền Bắc nước ta Người ta dùng lá, quả, vỏ, rễ làm thuốc Rễ hay dùng nhất, dưới dạng phơi hay sấy khô Các bộ phận khác dùng tươi

1.4.2 Thành phần hóa học của nhàu

Vỏ rễ chứa glucoside anthraquinon gọi là morindin C28H30O15 có tinh thể hình kim màu vàng, tan trong nước sôi, ít tan trong nước lạnh, không tan trong ete, tan trong các chất kiềm để cho màu vàng cam

Một số tác giả (1961, J Sci Industr Res 7: 331:333) đã xác định trong cây nhàu không phải chỉ có một chất anthraglucoside morindin mà là một hỗn hợp nhiều chất anthraglucoside như: damnacantal hay 1-metoxy-2-focmyl-3-oxyanthraquinon, chất 1- metoxyrubiazin hay 1-metoxy-2-metyl-3-oxyanthraquinon, chất al-izarin, chất morindon hay 1-5-6-trioxyl-2-metylanthraquinon và chất 1-oxy-2-3-dimetoxyanthraquinon

Các bộ phận khác chưa thấy có tài liệu nghiên cứu

Năm 1982, Đàm Trung Bảo (Đại học dược Hà Nội) đã phát hiện trong nhàu có nhiều chất selenium

Khi kết hợp với enzyme proxeroninase (có trong dạ dày) sẽ tạo thành chất xeronine Xeronine thuộc hợp chất alkaloid là chất ổn định của protein

Nó cung cấp năng lượng cho protein và hoạt hóa cho hơn 220 enzymes Khi protein kết hợp với xeronine tạo thành những khối có khả năng sản xuất năng lượng và giúp cho những tế bào trong cơ thể khỏe mạnh

Có tác dụng điều hòa huyết áp, chữa bệnh hen suyễn và viêm phổi, chống viêm (viêm khớp và viêm âm đạo), chữa bệnh dạ dày (bệnh tiêu chảy, ợ nóng, buồn nôn), stress, suy nhược cơ thể Chống lại sự hoạt động của các vi khuẩn như: Escherichia coli, Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomonas Kích thích việc sản xuất những tế bào T – tế bào đóng vai trò chủ chốt trong việc chống lại bệnh tật

Hình 1.4: Cấu tạo tổng quát của proxeronine

Tăng sức đề kháng của cơ thể Giúp đại thực bào và tế bào bạch huyết hoạt động mạnh Kiềm chế khả năng tiền ung thư và sự phát triển của khối ung thư bằng cách cho phép những tế bào khác thường hoạt động bình thường trở lại Có tác dụng như thuốc giảm đau

Là hợp chất hydrocarbon chưa bão hòa, một hợp chất luôn có mặt trong cây

Có vai trò trong sự trao đổi chất của cơ thể con người Có tính chất chống oxy hóa

• Chất xơ hòa tan và không hòa tan

Chữa bệnh viêm ruột kết, loét dạ dày

Rất nhiều acid amin và vitamin cần thiết cho cơ thể: alanine, arginina, cistine, phenylalaninne, glycine, vitamin C, vitamin E,…

Trên súc vật thí nghiệm, rễ cây nhàu tỏ ra có những tác dụng sau đây:

• Nhuận tràng nhẹ và lâu dài

• Làm êm dịu thần kinh trên thần kinh giao cảm

• Độ độc không đáng kể và không gây nghiện

1.4.4 Công dụng và liều dùng

Rễ nhàu được dùng ở miền Nam làm thuốc chữa bệnh cao huyết áp (bác sĩ Đặng Văn Hồ, Khoa học phổ thông, 1-8-54) Nhân dân dùng rễ nhàu sắc uống hằng ngày thay nước chè, uống hằng tháng Một số hiệu thuốc đã chế thành cao rễ nhàu Liều dùng hằng ngày 30 – 40 g rễ, sắc và uống thay nước chè trong ngày Sau chừng

15 hôm sẽ thấy kết quả, nhưng phải uống liên tục 2 – 3 tháng liền sau đó tiếp tục uống với liều giảm xuống

Hình 1.5: Cấu tạo tổng quát của damnacanthal

Công dụng trong nhân dân: Quả nhàu ăn với muối dễ tiêu, nhuận tràng, làm thuốc điều kinh, trị băng huyết, bạch đới, ho, cảm hen, đau gân, đái đường Nướng chín ăn để chữa lỵ

Rễ nhàu nhuộm màu đỏ quần áo, vải lụa Nhân dân Việt Nam thái nhỏ, sao vàng ngâm rượu, uống chữa bệnh nhức mỏi, đau lưng

Lá nhàu giã nát, đắp chữa mụn nhọt, làm chóng lên da Sắc uống chữa lỵ, đi ngoài, chữa sốt và làm thuốc bổ Liều dùng 8 – 10 g sắc với 500 ml chia làm 2 lần uống trong ngày Lá nhàu còn dùng nấu canh lươn để ăn cho bổ.

Nấm men

Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước quả Sau đây là một số loại nấm men thường gặp trong nước quả có vai trò quan trọng trong quá trình lên men: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces oviformis, Sacchromyces uvarum, Saccharomyces chevalieri, Kloeckera apiculata Trong đó, đóng vai trò chủ lực là hai loài Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformi

Các yếu tố sinh trưởng và hình dáng của Saccharomyces oviformis giống

Saccharomyces cerevisiae Điều khác nhau cơ bản của hai loài này là: Saccharomyces cerevisiae lên men được galactose còn Saccharomyces oviformis không lên men được loại đường này và men nổi lên bề mặt dịch men tạo thành màng.[10]

Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu về loài Saccharomyces cerevisiae

Hệ thống phân loại nấm men do

Barnett và cộng sự đề xuất năm 2000: đây là hệ thống phân loại mới nhất về nấm men và đang được các nhà khoa học trên thế giới công nhận

Nấm men Saccharomyces cerevisiae thuộc:

Hình 1.6: Cấu tạo nấm men

1.5.2 Đặc điểm chung của nấm men Saccharomyces cerevisiae

• Hình dạng và kích thước Đa số cỏc tế bào của loài này hỡnh ovan, cú kớch thước (3ữ8)ì(5ữ12)àm.[8]

- Sinh sản vô tính: theo lối nảy chồi

- Sinh sản hữu tính: tạo thành bào tử, bào tử nang bền với điều kiện nhiệt độ cao, khô hạn, nhưng kém bền so với bào tử vi khuẩn Chúng thường chết ở 60 0 C.[10]

1.5.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae trong sản xuất rượu vang

Hai nguồn dinh dưỡng chính được quan tâm hàng đầu là carbon và nitơ a Dinh dưỡng carbon [10]

Các hợp chất hữu cơ khác nhau như: các loại đường, rượu, acid hữu cơ, acid amin,… có thể là nguồn dinh dưỡng carbon của nấm men Nguồn C nào cung cấp cho nấm men sinh trưởng tốt sẽ được sử dụng trước

Các nguồn carbon phải kể đến các loại đường

- Trong nuôi cấy theo giai đoạn glucose và fructose được sử dụng trước hết, kế tiếp là acid béo, phụ thuộc vào chủng loài và thành phần của acid này Acid acetic và glucose được sử dụng đồng thời

Saccharomyces cerevisiae sinh ra enzyme invertase có khả năng khử đường saccharose thành fructose và glucose, vì vậy trong khi lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào trong dịch quả

- Saccharomyces cerevisiae chỉ sử dụng được galactose bắt đầu từ ngày thứ hai sau khi nuôi cấy

- Rafinose: chỉ sử dụng một phần

- Lactose, melibiose, dextrin, pentose và tinh bột: hoàn toàn không sử dụng được

- Cellulose và hemicellulose: không sử dụng trực tiếp được b Dinh dưỡng nitơ [10]

Nguồn N cần thiết cho tổng hợp các cấu tử chứa nitơ của tế bào là các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ có sẵn trong môi trường

Nguồn nitơ là các acid amin được nấm men đồng hóa tốt nhất và sử dụng trước hết, kém hơn là pepton, hoàn toàn không đồng hóa được protein tự nhiên

Nitơ-amoniac (N-NH3) có trong dịch quả được nấm men đồng hóa nhanh trong vài giờ đầu để phục vụ cho sinh sản Nếu không đủ lượng nitơ-amoniac phải bổ sung muối amoni để đẩy mạnh sinh trưởng, việc này cần được thực hiện trước khi bắt đầu quá trình lên men

Trong quá trình lên men, một mặt yêu cầu vật chất nitơ, mặt khác nấm men lại tiết các chất này vào môi trường Ở giai đoạn cuối lên men, có một lượng khá lớn acid amin và các chất chứa nitơ khác do tế bào chết tự phân và các tế bào sống tiết vào môi trường

Trong lên men rượu vang, cần lưu ý đến trao đổi chất carbon và nitơ Các cấu tử này đều ảnh hưởng tới các chỉ tiêu cảm quan của vang Thừa các chất nitơ trong điều kiện lên men đủ oxy sẽ cho vang những tông mùi không thích hợp Để khắc phục hiện tượng này, người ta có thể lên men nhiều lần, sẽ cho vang có hương vị êm dịu hơn c Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ [10]

Các nguyên tố vô cơ được quan tâm trong nuôi cấy men là: phospho, kali, magie, lưu huỳnh,…

Phospho tham gia vào các thành phần quan trọng của tế bào như các nucleoprotein, acid nucleic, polyphosphate, phospholipid Nấm men sử dụng rất tốt nguồn phospho vô cơ là orthophosphate Đối với nấm men Saccharomyces cerevisiae, để sinh trưởng tốt cần lượng phospho dinh dưỡng có trong môi trường là 100-500mg/l (với nguồn phospho bổ sung là Na2HPO4)

Lưu huỳnh là thành phần của một số acid amin trong phân tử protein và là nhóm phụ (-SH) của một số enzyme CoA Trong môi trường nuôi cấy nấm men thường có (NH4)2SO4 cung cấp nguồn amon và lưu huỳnh Hàm lượng lưu huỳnh cao (1mg/l) kìm hãm quá trình nảy chồi Do vậy, khi sử dụng các nguồn lưu huỳnh dinh dưỡng cho nấm men phải thận trọng, đặc biệt là lên men rượu vang thứ cấp

Thông thường ion K được bổ sung cùng với các muối phosphate hoặc sulphate, còn ion Ca 2+ và Mg 2+ thường có đủ trong nước sinh hoạt

• Các nguyên tố vi lượng

Trong nước sinh hoạt bình thường có các ion này Mn nồng độ 1mg/l làm tăng lực hô hấp, 45-90mg/l làm tăng lực lên men, tăng sinh tổng hợp enzyme, Mo tăng khả năng sinh sản, Bo tăng khả năng lên men Hỗn hợp Li, Rb, Ni, Co làm tăng lượng sinh khối đáng kể

1.5.3.2 Sinh trưởng của nấm men trong lên men rượu vang [10]

Trong quá trình lên men, dịch lên men được phủ một lớp bọt trên bề mặt Men này có hai dạng: dạng bụi dễ làm đục và dạng bông dễ kết tủa, dễ lắng làm trong dịch lên men Ở giai đoạn cuối lên men, Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh, làm trong dịch rượu Các nòi giống của loài này có đặc tính riêng lẻ về khả năng tạo cồn, chịu sulfite, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra sản phẩm có mùi đặc trưng riêng biệt

Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men, các tế bào Sacchromyces cerevisiae thường bị già, không chuyển hóa đường thành cồn và bị chết rất nhanh

1.5.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính nấm men

Hoạt tính kháng oxy hóa

1.6.1 Khái niệm về gốc tự do[17]

Trong hóa học, gốc tự do là những nguyên tử, hay nhóm nguyên tử hoặc phân tử có những electron không ghép cặp ở lớp ngoài cùng Các electron này có năng lượng cao, rất kém bền nên dễ dàng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học như phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng polyme hóa,…

Gốc tự do thường không bền và có thời gian sống ngắn, chúng sẽ trở nên bền hơn nếu electron được giải phóng nhờ hiệu ứng liên hợp hoặc siêu liên hợp

Gốc tự do chia thành ba loại: gốc tự do trung tính, gốc tự do cation và gốc tự do anion Trong thực tế gốc tự do trung tính tồn tại nhiều nhất

1.6.2 Sự hình thành gốc tự do trong cơ thể

Sự đứt nối đồng ly trong các nối cộng hóa trị là nguyên nhân chính thường dẫn đến sự hình thành các gốc tự do và quá trình này cần năng lượng Gốc tự do nào cần nhiều năng lượng để hình thành thì sẽ kém bền hơn so với các gốc tự do cần ít năng lượng để hình thành

1.6.3 Vai trò của gốc tự do trong cơ thể

1.6.3.1 Tác dụng có lợi của gốc tự do Ở nồng độ cao gốc tự do rất nguy hiểm và có hại cho các phân tử sống trong cơ thể Tuy nhiên khi nồng độ tồn tại ở nồng độ trung bình thì gốc tự do rất có lợi và cần thiết cho các hoạt động của cơ thể sống a Vai trò của gốc tự do trong quá trình trao đổi chất và trong chuỗi hô hấp tế bào

Hầu hết các dạng sống đều cần đến gốc tự do cho các quá trình diễn ra trong cơ thể ở mức độ vi mô Trong tế bào sống của sinh vật sống, hàng triệu các phản ứng hóa học diễn ra mỗi giây nhằm tạo năng lượng cho hoạt động sống và tạo nên những chất cần thiết để xây dựng cơ thể Rất nhiều phản ứng trong số đó đòi hỏi sự di chuyển của các điện tử từ phân tử này sang phân tử khác, đặc biệt trong chuỗi hô hấp tế bào Các gốc tự do luôn đóng vai trò trung gian quan trọng cho sự di chuyển điện tử này b Vai trò của gốc tự do trong hệ thống miễn dịch

Cơ thể chúng ta rất dễ bị các sinh vật lạ hoặc vi khuẩn từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào, do đó một hệ thống miễn dịch nhằm bảo vệ cơ thể khỏi các vi sinh vật là điều cần thiết Điều này được thực hiện chính bởi các bạch cầu hay còn gọi là tế bào T-lympho Gốc tự do, phần lớn được tạo ra bởi sự hoạt hóa của các đại thực bào góp phần cùng với bạch cầu tiêu diệt vi sinh vật có hại

Bên cạnh tác dụng giúp tiêu diệt các vi sinh vật lạ, gốc tự do còn góp phần quét dọn những tế bào già, chết trong cơ thể tạo điều kiện cho những tế bào mới sinh sôi và phát triển Đồng thời gốc tự do còn góp phần tiêu diệt các tế bào bất thường như tế bào ung thư

Ngoài hai vai trò trên, gốc tự do còn tham gia vào nhiều quá trình có lợi khác cho cơ thể như đóng vai trò là chất dẫn truyền thần kinh, hoặc làm nhiệm vụ là tế bào tín hiệu cell signalling và cần thiết cho việc hình thành một số hormon như thyroxin

1.6.3.2 Tác dụng có hại của gốc tự do

Sự hiện diện của gốc tự do trong hệ thống sinh học được phát hiện cách đây hơn

50 năm Vào thời điểm đó, nhiều nhà khoa học đã đưa ra bằng chứng về những tác hại của gốc tự do đối với sức khỏe con người Năm 1956, Denham Harman đã mô tả hệ thống gốc tự do như một chiếc hộp chứa đựng những tác nhân nguy hại, gây nên quá trình biến đổi gen, bệnh ung thư và hơn hết là quá trình lão hóa của con người a Quá trình lão hóa

Các sinh vật đa bào thường chịu ảnh hưởng của một quá trình biến đổi theo thời gian liên quan đến sự thoái hóa của các bộ phận chức năng sinh học Quá trình này được gọi là quá trình lão hóa hay thường gọi là già hóa Năm 1956, Harman đã đưa ra lý thuyết về sự lão hóa qua bài viết “Theory of Aging” Ông cho rằng quá trình lão hóa là kết quả của những phản ứng độc hại của gốc tự do với các phân tử sinh học, gây rối loạn các bộ phận và từ đó dẫn đến mất chức năng

Sự rối loạn và đột biến xảy ra chủ yếu trong gen là nguyên nhân chính dẫn đến sự lão hóa Sự rối loạn này do gốc tự do, đặc biệt là superoxide và hydroxyl, phản ứng với các phân tử di truyền Ngoài ra, gốc tự do có thể phản ứng với collagen, một protein chính trong các mô liên kết, trong gân, xương, sụn, da, làm lão hóa các bộ phận này Các vết nhăn xuất hiện trên da do collagen bị hư hại là dấu hiệu chính cho sự lão hóa

Sự gia tăng nồng độ các chất kháng oxy hóa nội sinh, đặc biệt là enzyme superoxide dismutase sẽ kéo dài tuổi thọ ở loại khỉ nâu Đây là một trong những bằng chứng chứng minh sự liên quan giữa gốc tự do, sự lão hóa và các chất kháng oxy hóa có thể dập tắt các gốc tự do, kéo dài quá trình sống b Sự stress oxy hóa

Stress oxy hóa là kết quả của sự hình thành gốc tự do vượt quá mức kiểm soát của các hệ thống kháng oxy hóa trong cơ thể Điều này xảy ra khi các chất kháng oxy hóa có nồng độ quá thấp không đủ để dập tắt các gốc tự do trước khi nó bùng nổ

Sự stress oxy hóa mang lại nhiều nguy hại cho con người khi các gốc tự do bùng phát và tấn công các phân tử sống như lipid, protein, DNA Nếu sự stress oxy hóa diễn ra mãnh liệt có thể gây chết tế bào Sự ảnh hưởng của sự stress oxy hóa được thể hiện theo bảng 1.2

Bảng 1.2: Ảnh hưởng của sự stress oxy hóa

Mục tiêu gốc tự do tác kích Hậu quả

Amino acid không no chứa các nhóm thiol

- Biến chất protein, tạo các liên kết chéo

- Thay đổi tính thấm của tế bào và các cơ quan

Nucleic acid - Gây đột biến gen

- Thay đổi vòng tuần hoàn của tế bào

Mục tiêu gốc tự do tác kích Hậu quả

Carbohydrate - Thay đổi các recceptor trên bề mặt tế bào

- Oxy hóa cholesterol và acid béo

- Tạo liên kết chéo trong lipid

- Thay đổi tính thấm của tế bào

Chất dẫn truyền thần kinh

- Làm giảm hoạt tính cũng như khả năng của chất dẫn truyền thần kinh, bao gồm serotonin và epinephrine

Protein - Phân chia các dây peptide, biến đổi tính chất protein

DNA - Đột biến gen, biến đổi các base, ảnh hưởng đến quá trình sao chép và sửa chữa gen c Quá trình peroxide hóa lipid

Cấu trúc các hợp chất

1.7.1.1 Giới thiệu về các hợp chất phenolic

Hợp chất phenolic là nhóm các hợp chất hóa học mà trong phân tử có chứa nhóm chức hydroxyl (-OH) gắn với vòng hydro carbon thơm Chúng rất phổ biến trong giới thực vật, chúng được phân bố rộng rãi trong giới thực vật và là các sản phẩm trao đổi chất phong phú của thực vật

Chúng có ở khắp các bộ phận của cây, do đó chúng cũng là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống của con người

Các hợp chất phenolic rất đa dạng về cấu trúc, hơn 8000 cấu trúc phenolic được tìm thấy

1.7.1.2 Phân loại các hợp chất phenolic

Bảng 1.3: Các nhóm hợp chất phenolic

Nhóm chất Nhóm Cấu trúc cơ bản

Phenol đơn giản và benzoquinone

Acid phenolic và các hợp chất liên quan

Acid cinnamic, coumaria, isocoumaria và chromone

Flavonoid được tìm ra bởi nhà sinh hóa người Hungary nổi tiếng Albert Szent Gyorgyi (1893 – 1986)

Flavonoid là nhóm hợp chất phenolic có cấu tạo khung theo kiểu C6 – C3 – C6 hay nói cách khác là khung cơ bản gồm 2 vòng benzen A và B nối với nhau qua một mạch ba carbon Là nhóm hợp chất tự nhiên thường gặp trong dược liệu nguồn gốc thực vật.[12]

Vai trò của flavonoid là “những người thợ sửa chữa sinh hóa của thiên nhiên”, giúp sửa chữa lỗi cho các phản ứng chuyển hóa, các quá trình sinh tổng hợp các thành phần chất sống, hỗ trợ điều hòa nội tiết để các bộ máy của cơ thể luôn hoạt động tốt.[12]

Flavonoid có cấu trúc mạch C6 – C3 – C6 đều có 2 vòng thơm Tùy thuộc vào cấu tạo của mạch C trong bộ khung C6 – C3 – C6, flavonoid được phân thành các nhóm sau:

- Euflavonoid là các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C – 2, gồm: anthocyanidin, flavan, flavan 3 – ol, flavan 4 – ol, flavan 3, 4 – diol, flavanon, 3 – hydroxyl flavanon, flavon, flavonol, dihydrochalcon, chalcon, auron.

- Isoflavonoid có gốc aryl ở vị trí C – 3, gồm: isoflavon, isoflavanon, rotenoid.

- Neoflavonoid có gốc aryl ở vị trí C – 4: calophylloid.

Ngoài ra người ta còn phân biệt biflavonoid là những flavonoid dimer, triflavonoid cấu tạo bởi 3 monomer flavonoid, flavolignan là những flavonoid mà phân tử có một phần cấu trúc lignan a Flavonoid dạng tự do

Hình 1.7: Flavol Hình 1.8: Flavonol Hình 1.9: Flavanon

Hình 1.10: Flavanol Hình 1.11: Chalcon Hình 1.12: Anthocyanin

Hình 1.15: Neoflavan Hình 1.16: Neoflavonoid b Flavonoid dạng liên kết với đường hoặc nhóm hydroxyl

Các tính chất lý hóa

1.8.1 Tính chất của các hợp chất phenolic

Phần lớn các hợp chất này dễ hòa tan do các nhóm -OH, các phân tử nhỏ hơn dễ bay hơi

Các hợp chất có cấu tạo và tính chất đa dạng nhưng do có thành phần cấu trúc chung nên chúng có chung một số tính chất:

- Phản ứng của nhóm hydroxyl

- Phản ứng phá vòng benzene

- Phản ứng tạo phức với kim loại

Tính chất vật lý là cơ sở để lựa chọn phương pháp lập, phân tích và xác định flavonoid Các dẫn chất flavon có màu vàng rất nhạt, flavol có màu vàng nhạt đến vàng, chacol và auro có màu vàng đến đỏ cam Các chất thuộc nhóm isoflavon, flavanol, isoflavonone, catechin không màu Các dẫn chất anthocyanidin có màu thay đổi tùy theo pH môi trường

Tính tan trong dung môi: khả năng hòa tan của các flavonoid tùy thuộc vào số nhóm -OH và các nhóm thế của chúng Flavonoid glycoside không tan trong ether, tan được trong nước nóng và tốt nhất là cồn nóng Các dẫn xuất 7-hydroxyl thường tan trong kiềm loãng

Một đặc điểm quan trọng của flavonoid là có khả năng hấp thụ tia tử ngoại do hiệu ứng liên hợp tạo ra bởi 2 vòng benzene Flavonoid có 2 dải hấp thụ cực đại, dài

1 có λ > 290nm, dài 2 có λ ~ 220 – 280nm

Flavonoid rất đa dạng về cấu trúc hóa học, khả năng tương tác hóa học của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, vị trí nhóm -OH, hệ thống liên hợp và các nhóm thế Các phản ứng hóa học cơ bản của flavonoid:

- Phản ứng của nhóm -OH: phản ứng oxi hóa, phản ứng tạo thành liên kết hydrogen, phản ứng ester

- Phản ứng của vòng thơm: phản ứng diazo hóa

- Phản ứng của nhóm cacbonyl: phản ứng shinoda, tạo phức với kim loại, đây là phản ứng khử, có sự tham gia của các kim loại Fe, Zn, Mg và HCl Sản phẩm có màu da cam hồng hoặc đỏ.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật liệu thí nghiệm

Thời gian thực hiện: Từ ngày 16/12/2019 đến 22/07/2020

Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm thực phẩm của khoa Công nghệ sinh học, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh

Nhàu, nho, đường (saccharose) và nấm men (Saccharomyces cerevisiae)

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ

• Thiết bị chưng cất rượu

• Một số dụng cụ cần thiết khác trong phòng thí nghiệm

Hóa chất phân tích acid: NaOH 0,1N, Phenolphtalein

Hóa chất phối chế: acid citric, NaHCO3

Hóa chất định lượng flavonoid: NaNO2 5%, AlCl3 10%, NaOH 1M

Hóa chất định lượng polyphenol: dung dịch Folin – Ciocalteau, Na2CO3 20%, acid gallic

Hóa chất xác định khả năng kháng oxy hóa: DPPH, methanol 80%, FeSO4 1,5 mM, H2O2 6,7 mM, acid salicylic 20 mM, acid ascorbic.

Quy trình chế biến dự kiến

Hình 2.1: Quy trình dự kiến chế biến rượu vang nho bổ sung nhàu

2.2.2.1 Nguyên liệu quả nhàu a Chọn, phân loại

• Mục đích: Loại bỏ những quả non, quả hư

• Cách thực hiện: Dùng tay lựa bỏ những quả non còn cứng, có màu xanh

Dùng kéo cắt bỏ những phần hư thối của trái nhàu b Rửa

• Mục đích: Loại bỏ các tạp chất (đất, bụi,…còn sót) trên bề mặt nguyên liệu

• Cách thực hiện: Sử dụng phương pháp rửa xối Nguyên liệu được rửa dưới vòi nước có áp lực nhất định Dưới tác dụng của nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dòng nước Không sử dụng dòng nước có áp lực quá cao để hạn chế tổn thương nguyên liệu, vì đây là quả có mô mềm Bên cạnh đó, đảm bảo toàn bộ bề mặt nguyên liệu tiếp xúc với tia nước c Cắt miếng

• Mục đích: Để hỗ trợ cho quá trình chần và ép được dễ dàng hơn

• Cách thực hiện: Dùng dao sạch cắt nhàu ra từng miếng khoảng 2 – 3 cm d Chần

• Mục đích: Quá trình chần giúp vô hoạt một số enzyme trong thực phẩm

Các enzyme này có thể gây ra những biến đổi không mong muốn trong quá trình bảo quản sản phẩm, đặc biệt là một số biến đổi không có lợi về mặt cảm quan và dinh dưỡng Bên cạnh đó, nhiệt độ cao trong quá trình chần sẽ làm giảm mật độ tế bào vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu Điều này sẽ hạn chế những biến đổi bất lợi trong các quá trình chế biến tiếp theo, đồng thời góp phần tăng thời gian bảo quản thành phẩm[8] Quá trình chần giúp loại bỏ mùi hắc khó chịu của nguyên liệu tươi, giúp cải thiện chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

• Cách thực hiện: Nguyên liệu được chần trong nước nóng, theo các chế độ nhiệt độ và thời gian khác nhau để chọn ra chế độ chần thích hợp nhất cho nguyên liệu

• Biến đổi của nguyên liệu [9]

+ Hình dạng và thể tích của quá có thể bị thay đổi Trong một số trường hợp có thể xuất hiện vết nứt trên bề mặt nguyên liệu

+ Sự khuếch tán và hòa tan của một số cấu tử từ nguyên liệu vào dung dịch, đặc biệt là các hợp chất có phân tử lượng nhỏ và dễ hòa tan vào nước như đường khử, acid amin, một số muối khoáng và vitamin Ngoài ra, một số vi sinh vật và tạp chất cũng đi vào nước

- Hóa học: Nhiệt độ cao trong quá trình chần sẽ thúc đẩy một số phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn Các phần tử nhạy cảm với nhiệt như vitamin bị phân hủy bởi nhiệt hoặc bị oxy hóa, làm hàm lượng vitamin trong nguyên liệu giảm Đặc biệt là vitamin C

- Hóa lý: Quá trình chần làm thoát khí ra khỏi gian bào trong cấu trúc mô của thực vật

- Sinh học: Trong quá trình chần, một số loài vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt do nhiệt độ cao làm biến tính bất thuận nghịch DNA và một số enzyme trong tế bào

- Hóa sinh: Các enzyme trong nguyên liệu bị vô hoạt trong quá trình chần

2.2.2.2 Nguyên liệu nho a Chọn, phân loại

• Mục đích: Loại bỏ những quả hư, quả thối, quả còn non, xanh

• Cách thực hiện: Dùng tay lựa chọn những quả chín đỏ tím, da căng và không bị hư thối b Rửa

• Mục đích: Loại bỏ các tạp chất (đất, bụi,…còn sót) trên bề mặt nguyên liệu

• Cách thực hiện: Sử dụng phương pháp rửa xối Nguyên liệu được rửa dưới vòi nước có áp lực nhất định Dưới tác dụng của nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dòng nước Không sử dụng dòng nước có áp lực quá cao để hạn chế tổn thương nguyên liệu, vì đây là quả có mô mềm Bên cạnh đó, đảm bảo toàn bộ bề mặt nguyên liệu tiếp xúc với tia nước

• Mục đích: Thu hồi dịch quả

• Cách thực hiện: Sử dụng máy ép để ép quả thu hồi dịch, bỏ bã Dịch quả sau khi thu hồi được nhanh chóng đưa vào công đoạn tiếp theo để hạn chế sự xâm nhiễm của vi sinh vật

• Biến đổi của nguyên liệu: Quá trình ép thường không có nhiều biến đổi, chủ yếu là các biến đổi về mặt cơ học Thể tích của nguyên liệu giảm

• Mục đích: Quá trình lọc nhằm mục đích thu dịch lọc chứa các hợp chất cần thiết cho việc chế biến sản phẩm, đồng thời tách bỏ bã và các tạp chất trong hỗn hợp ban đầu

• Cách thực hiện: Lọc thô nguyên liệu để loại bỏ các bã có kích thước lớn

Sau đó, đem dịch quả đi lọc tinh nhằm loại bỏ các bã có kích thước nhỏ hơn Trong khâu lọc tinh, có thể sử dụng máy hút chân không để làm tăng hiệu suất lọc, giảm thời gian lọc

• Biến đổi của nguyên liệu: Một số chỉ tiêu vật lý của dịch lọc thay đổi so với huyền phù ban đầu như tỷ trọng, độ trong,… Sự bay hơi của một số cấu tử mùi trong dịch lọc

• Mục đích: Mỗi loại trong hai nguồn nguyên liệu đều có đặc tính nổi bật riêng cần cho sản phẩm Cần phải phối trộn các nguyên liệu với nhau và bổ sung thêm đường, nấm men để tạo ra dịch quả và mật độ nấm men phù hợp cho sản phẩm và đáp ứng yêu cầu của quá trình lên men

• Cách tiến hành: Dịch ép của quả nhàu và quả nho được phối trộn theo các tỷ lệ khác nhau Sau đó, bổ sung thêm đường và nấm men Sacchromyces cerevisae trực tiếp ở dạng đông khô một lượng phù hợp vào dịch lên men

• Mục đích: Quá trình lên men nhằm biến đổi các cơ chất trong dịch ép trái cây từ đó tạo sản phẩm mới có tính chất cảm quan khác hoàn toàn so với dịch ép trái cây ban đầu, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản dịch ép trái cây

Bố trí thí nghiệm

2.3.1 Khảo sát đặc tính nguyên liệu nhàu và nho

Xác định thành phần của nhàu – nho ban đầu để có phương pháp hiệu chỉnh dịch lên men mang lại sản phẩm có giá trị cảm quan tốt và độ cồn cao nhất

2.3.1.2 Phương pháp thực hiện Ở phòng thí nghiệm thực hiện các thí nghiệm xác định độ ẩm, acid tổng, hàm lượng chất khô hòa tan, pH theo các phương pháp trình bày ở phụ lục A

Mỗi thí nghiệm lặp lại 2 lần lấy giá trị trung bình

2.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của các tỉ lệ dịch nhàu: dịch nho trong dịch lên men đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

2.3.2.1 Mục đích Để chọn tỉ lệ thích hợp khảo sát cho các quá trình tiếp theo và nhằm tìm ra nghiệm thức cho màu, mùi, vị tốt nhất

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 yếu tố, 3 lần lặp lại

Yếu tố: tỉ lệ dịch nhàu: tỉ lệ dịch nho (kí hiệu yếu tố A)

Tổng số lô thí nghiệm: n = 5 × 3 = 15

Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1

Nho mua về phải chín, không bị dập, thối Tiến hành tách cuống, lá, loại bỏ những trái thối vì hạn chế hàm lượng vi khuẩn, nấm mốc, men dại có trong dịch quả

Dùng nước rửa sạch lớp ngoài của nho để loại bỏ phần đất, cát, bụi, nấm mốc, men dại bám trên bề mặt cũng như hạn chế các tạp khuẩn gây ảnh hưởng đến quá trình lên men Dùng máy ép, ép nho sau đó dùng vải lọc để loại bỏ phần xác quả còn lẫn trong nước ép

Cho nước nho vào trong dịch nhàu được ép từ trái nhàu với 5 tỉ lệ dịch nhàu: dịch nho khác nhau 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7 Cố định các chỉ tiêu: hàm lượng chất khô hòa tan là 22%, pH = 4, tỉ lệ nấm men là 0,1%, lên men ở nhiệt độ phòng

Ta theo dõi quá trình lên men sau 3, 5 và 7 ngày (lấy mẫu kiểm tra pH, độ đường còn lại, đánh giá cảm quan màu sắc, mùi) đến khi kết thúc quá trình lên men

Kết thúc quá trình lên men, ta xác định pH, lượng đường còn lại sau khi lên men, đánh giá cảm quan mùi vị của sản phẩm theo thang điểm 6 bậc

Kết thúc thí nghiệm 1 sẽ xác định được tỉ lệ nước nho bổ sung thích hợp làm tăng tốc độ lên men và chất lượng rượu

• Số liệu đo pH sau 3, 5 và 7 ngày lên men

• Số liệu đo nồng độ chất khô hòa tan sau 3, 5, 7 ngày Chọn nghiệm thức cho nồng độ chất khô còn sót sau quá trình lên men thấp nhất, không còn vị ngọt

• Đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 (bảng mô tả phụ lục A)

2.3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

Môi trường ion H + cũng là một yếu tố quan trọng đối với hoạt động sống của nấm men Ở môi trường pH tối ưu không những tạo điều kiện cho nấm men hoạt động tốt mà còn có thể ức chế sự phát triển của một số vi khuẩn có hại

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 yếu tố, 3 lần lặp lại

Yếu tố: thông số pH với 4 mức (kí hiệu yếu tố B)

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2

Nho và nhàu sau khi mua về làm sạch, loại bỏ bụi bẩn, đất cát Ép lấy nước và lọc trong Ta cố định các chỉ tiêu: tỉ lệ nhàu: nho, hàm lượng chất khô hòa tan là 22%, tỉ lệ nấm men là 0,1%, lên men ở nhiệt độ phòng

Kết thúc thí nghiệm 2 ta sẽ xác định được độ pH thích hợp để quá trình lên men đạt chất lượng tốt nhất

• Số liệu đo nồng độ chất khô hòa tan sau 3, 5, 7 ngày Chọn nghiệm thức cho nồng độ chất khô còn sót sau quá trình lên men thấp nhất, không còn vị ngọt

• Đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 (bảng mô tả phụ lục A)

2.3.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các hàm lượng chất khô hòa tan đến chất lượng sản phẩm

2.3.4.1 Mục đích Để đạt được yêu cầu về hương vị, màu sắc, sản phẩm cần được phối trộn thêm với nguyên liệu phụ Đồng thời, hàm lượng chất khô ban đầu cũng ảnh hưởng nhất định đến hoạt động sống của nấm men

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 yếu tố, 3 lần lặp lại Yếu tố: hàm lượng chất khô hòa tan (kí hiệu yếu tố C)

Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 2.3.4.4 Tiến hành thí nghiệm

Tiến hành quy trình chế biến tương tự quy trình thí nghiệm 2 Cố định các chỉ tiêu: tỉ lệ nhàu: nho, pH = 4, tỉ lệ nấm men là 0,1%, bổ sung thêm đường saccharose để đạt độ brix yêu cầu theo các nghiệm thức, lên men ở nhiệt độ phòng

Kết thúc thí nghiệm 3 ta sẽ xác định được hàm lượng chất khô hòa tan thích hợp để quá trình lên men đạt chất lượng tốt nhất

Khảo sát hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học và hoạt tính kháng

2.4.1 Quy trình chế biến rượu vang nhàu

Hình 2.6: Quy trình chế biến rượu vang nhàu

Chuẩn bị môi trường lên men

Lên men chính Lọc thô Lọc tinh

Lên men phụ Rót chai

2.4.1.2 Thuyết minh quy trình a Phân loại

• Mục đích: Chọn lọc những quả có chất lượng tốt, loại bỏ những quả bị bầm và hư hỏng

• Cách thực hiện: Lựa chọn những quả lành, không bị dập nát hư hỏng hay thối rửa, chọn quả chín tới không quá chín hoặc quá non Quả chín thường có màu ngã trắng, thịt quả mềm, mùi hơi nồng và cay b Rửa và tách cuống

• Mục đích: Loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh nguyên liệu, đồng thời giảm một lượng lớn vi sinh vật ở nguyên liệu

• Cách thực hiện: Rửa từng quả dưới nước máy để loại bỏ bụi bẩn, tránh làm dập quả hay xây xát trước khi lên men c Nghiền

• Mục đích công nghệ: Quá trình này sẽ làm vỡ mô và tế bào để giải phóng dịch bào và các chất chiết, đồng thời tách bỏ một phần cuống ra khỏi nguyên liệu sau khi làm dập

• Cách thực hiện: Bỏ cuống và những phần không sử dụng sau đó đem quả xay bằng máy xay Dùng máy xay có cối xay nhỏ cho khoảng 3 – 5 quả vào, sau đó đậy nắp lại và xay đến khi nhuyễn d Chuẩn bị môi trường lên men

• Mục đích: Bổ sung các chất dinh dưỡng cho nấm men trước khi lên men Đây là quá trình bổ sung các chất hòa tan, tạo môi trường tối ưu cho vi sinh vật lên men rượu vang phát triển và các chất dinh dưỡng để cho vi sinh vật tăng trưởng và phát triển

• Cách thực hiện: Pha loãng thịt quả sau khi nghiền với nước Lượng đường tối ưu để cho nấm men là 17 0 Brix và pH 3,9 là thích hợp cho nấm men rượu vang trao đổi chất và sinh trưởng e Lên men chính

• Mục đích: Quá trình lên men sẽ chuyển hóa phần lớn lượng đường trong dịch quả nhàu thành ethanol, carbon dioxide và các sản phẩm phụ Thời gian lên men thường từ 7 – 10 ngày tùy thuộc vào nguyên liệu và nấm men sử dụng

• Cách thực hiện: Đưa nấm men vào dịch quả sau khi được nghiền, lên men trong môi trường nhiệt độ khoảng từ 25 đến 30 0 C, thời gian lên men 8 ngày, sau khi lên men sản phẩm sinh cồn f Lọc thô

• Mục đích: Loại bỏ các hạt trong quả và những bã có trong quả còn sót lại

• Cách thực hiện: Sau quá trình lên men, phần dịch lỏng sẽ được tách để bỏ bã sau khi lên men chính bằng cách lọc qua phễu lọc g Lọc tinh

• Mục đích: Lọc cặn nấm men còn lại trong rượu và các bã quả

• Cách thực hiện: Lọc rượu bằng giấy lọc qua phễu lọc h Lên men phụ

• Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm, sự chuyển hóa acid malic có trong trái nhàu thành acid lactic,với vị chua dịu dàng hơn, chất tanin mềm mại hơn nhờ hoạt động của vi khuẩn lactic Tạo các acid khác có trong nhàu và tạo hương, mùi, vị cho sản phẩm Nhiệt độ lên men phụ từ 15 – 18 0 C

• Cách thực hiện: Dịch quả sẽ được đưa vào tủ lạnh để lên men phụ từ 3 tuần i Rót chai, đóng nắp

• Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm

• Cách thực hiện: Sản phẩm rượu sau khi lên men phụ được rót vào chai thủy tinh đã được thanh trùng trước đó Đóng nắp kĩ càng để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật

2.4.2 Quy trình điều chế cao nhàu

Hình 2.7: Quy trình điều chế cao tổng trái nhàu

Trái nhàu được thu hái, loại bỏ những trái hư hỏng, sâu bệnh, thối Rửa sạch loại bỏ đất cát sau đó cắt miếng và xay nhuyễn Nhàu xay được ngâm dầm bằng dung môi ethanol 96% để tách chiết các hợp chất tự nhiên trong trái nhàu với tỉ lệ trái nhàu và ethanol là 1: 9 (g/mL) Sau 3 – 5 ngày, hỗn hợp nhàu xay được lọc để thu dung dịch chiết Dung dịch chiết được cô quay đuổi dung môi thu cao chiết Cao thu được trong quá trình này được gọi là cao tổng, cao này được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo

2.4.3 Thí nghiệm 6: Xác định hàm lượng flavonoid trong ba loại: rượu vang nhàu – nho, rượu vang nhàu và cao nhàu

Hàm lượng flavonoid của chất chiết xuất được xác định theo phương pháp tạo màu với AlCl3 bằng cách xây dựng đường chuẩn quercetin.[19]

Lấy 1 ml mẫu rượu (hoặc mẫu cao) và pha loãng theo tỉ lệ thích hợp Sau thêm vào 4 ml nước cất thu được hỗn hợp 1 Sau đó, thêm vào 0,3 ml dung dịch NaNO2

5% Sau 5 phút thêm tiếp 0,3 ml dung dịch AlCl3 10%, sau 6 phút cho vào 2 ml dung dịch NaOH 1M và định mức đến thể tích 10 ml bằng nước cất Tiến hành đo độ hấp thụ ở bước sóng 425 nm

Dựa vào đường chuẩn quercetin để xác định hàm lượng flavonoid có trong mẫu Hàm lượng flavonoid có trong mẫu được tính bằng đương lượng quercetin có trong mẫu đem định lượng

2.4.4 Thí nghiệm 7: Xác định hàm lượng polyphenol có trong ba loại: rượu vang nhàu

– nho, rượu vang nhàu và cao nhàu

2.4.4.1 Nguyên tắc Định lượng hợp chất polyphenol tổng số của mẫu theo phương pháp Folin – Ciocalteau của Aiyegoro và Okoh.[18]

• Đối với mẫu rượu: Cho 1 ml rượu vang vào bình định mức 100 ml Cho thêm 50 ml nước cất Cho tiếp 5 ml dung dịch Folin – Ciocalteau và lắc đều trong 30 giây, cho 20 ml dung dịch Na2CO3 20% và lắc đều Dùng nước cất định mức tới 100 ml Lắc đều và để yên 2 giờ ở 20 0 C để phản ứng đạt trạng thái ổn định, sau đó đem so màu ở bước sóng 760 nm với nước cất làm chuẩn

Phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm rượu vang nhàu – nho

Sau khi hoàn thành các thí nghiệm, tiến hành phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm rượu vang nhàu – nho Chuẩn bị khoảng 1 lít mẫu rượu vang nhàu – nho và gửi đến trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh để kiểm tra các chỉ tiêu sau:

• Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm

• Escherichia coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

• Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

• Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

• Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

• Tổng số nấm men – nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Kết quả khảo sát đặc tính nguyên liệu nhàu và nho

Bảng 3.1: Bảng khảo sát đặc tính nguyên liệu nhàu và nho

Nguyên liệu Hàm lượng chất khô (%) Hàm ẩm (%) pH Hàm lượng acid tổng

Bảng 3.1 cho thấy rằng cả nho và nhàu đều có hàm lượng chất khô hòa tan cao và pH thấp, rất phù hợp cho quá trình lên men Thường hàm lượng chất khô hòa tan tối ưu cho quá trình lên men từ 18 – 22 0 Brix, hàm lượng chất khô trong nhàu và nho cao giúp hạn chế việc bổ sung hàm lượng chất khô từ bên ngoài vào Độ pH thấp tạo môi trường acid, ức chế các vi khuẩn gây thối trong quá trình lên men Quả nhàu có mùi hơi nồng và lượng đường trong quả thấp hơn Do đó, bổ sung nho sẽ tạo mùi thơm cho sản phẩm và cung cấp lượng đường cho nấm men sử dụng Như vậy, kết hợp hai nguyên liệu trên sẽ đáp ứng đủ các yêu cầu cần có của nguyên liệu lên men rượu vang trái cây.

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng các tỉ lệ nhàu: nho trước khi lên men đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

Sau khi phối trộn các mẫu nghiệm thức theo các tỉ lệ khác nhau, điều chỉnh các yếu tố pH = 4, 22 0 Bx và bổ sung nấm men 0,1% Tiến hành lên men, các mẫu được đo độ pH, độ Brix, đánh giá cảm quan sau 3, 5 và 7 ngày lên men Số liệu được trình bày ở bảng 3.2

3.2.1 Xác định các chỉ tiêu khi kết thúc quá trình lên men

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ nhàu: nho đến quá trình lên men

Hàm lượng chất khô hòa tan ( 0 Bx) pH

3 ngày 5 ngày 7 ngày 3 ngày 5 ngày 7 ngày

Dựa vào bảng 3.2, giá trị pH ở tỉ lệ 1:3, 1:4 và 1:5 giảm chậm, không đều do quá trình lên men chậm Tỉ lệ 1:6 giảm nhanh hơn vào những ngày đầu do CO2 sinh ra và các acid hữu cơ được hình thành từ quá trình đường phân của tế bào nấm men, sau đó hầu như không giảm do CO2 không được sinh ra nữa Và vào ngày thứ 7 pH của dịch lên men tăng nhẹ do các acid hữu cơ kết hợp với các rượu bậc cao sinh ra các ester Tỉ lệ 1:7 có dấu hiệu pH tăng nhẹ vào ngày thứ 5 do quá trình lên men diễn ra mạnh mẽ tạo nên các acid hữu cơ kết hợp với các rượu bậc cao sinh ester Về hàm lượng chất khô hòa tan ở tỉ lệ 1:6 và 1:7 giảm nhanh và kết thúc quá trình lên men có hàm lượng chất khô thấp nhất do quá trình lên men diễn ra nhanh hơn, nấm men chuyển hóa đường thành ethanol Tỉ lệ 1:3, 1:4 và 1:5 thì hàm lượng đường hầu như không giảm do quá trình lên men chậm

3.2.2 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm ở các tỉ lệ nước nho bổ sung khác nhau

Các nghiệm thức được đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3215 – 79

Bảng 3.3: Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các tỉ lệ nhàu: nho khác nhau

Nghiệm thức Màu sắc Mùi Vị

Ghi chú: Trong cùng một cột, các số có cùng mẫu tự không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 0,05

Theo kết quả thống kê đánh giá cảm quan về mùi, vị và màu sắc thấy có sự khác nhau rõ rệt giữa các nghiệm thức Về màu sắc và mùi, nghiệm thức A4 và A5 có sự khác biệt không có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại, nghiệm thức A1 và A2 cho điểm cảm quan thấp nhất Do đó chọn nghiệm thức A4 (tỉ lệ nhàu: nho là 1:6) để giảm lượng dịch nho sử dụng, giảm giá thành sản phẩm và giữ được hương đặc trưng của nhàu.

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

Sau khi phối trộn các mẫu nghiệm thức theo các tỉ lệ khác nhau, điều chỉnh các yếu tố: tỉ lệ nhàu: nho là (1:4), 22 0 Bx và bổ sung nấm men 0,1% Tiến hành lên men, các mẫu được đo độ pH, độ Brix, đánh giá cảm quan sau 3, 5 và 7 ngày lên men

Số liệu được trình bày ở bảng 3.4

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của giá trị pH đến quá trình lên men

Từ kết quả bảng 3.4 cho thấy pH có ảnh hưởng không nhiều đến sự thay đổi độ Brix của quá trình lên men pH của bản thân dịch lên men sau khi phối trộn và bổ sung chất khô dao động trong khoảng 3,83 – 3,90 Chỉnh về pH 3,0 và 3,5 bằng dung dịch acid citric, tuy là một acid yếu nhưng khi cho vào môi trường với lượng lớn sẽ làm tăng nồng độ ion

H + trong dịch lên men, làm giảm mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng nên làm giảm khả năng lên men của nấm men Để chỉnh pH lên cao 4,0 và 4,5 cho NaHCO3 dạng muối vào môi trường để trung hòa các acid trong dung dịch Đồng thời tạo muối tủa để dễ dàng kết lắng, ion Na + gây ảnh hưởng xấu đến màu sắc của dung dịch, làm dung dịch bị mất màu, làm giảm nồng độ ion H + trong dung dịch, làm tăng mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng

Vì vậy, khi pH quá thấp thì nấm men vẫn phát triển nhưng lên men chậm hơn, thời gian lên men sẽ kéo dài hơn và có thể ức chế tạp khuẩn Do đó, pH tối ưu nấm men phát triển trong khoảng 4 – 4,5, không những giữ lại màu sắc mà pH cũng tương đối có thể ức chế một số tạp khuẩn

3.3.2 Kết quả đánh giá cảm quan các nghiệm thức giá trị pH khác nhau khi kết thúc quá trình lên men

Bảng 3.5: Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các giá trị pH khác nhau

Qua bảng ta thấy được nghiệm thức B4 cho điểm cảm quan mùi cao nhất và khác biệt có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại Nghiệm thức B1 cho điểm cảm quan mùi thấp nhất và khác biệt không có ý nghĩa với nghiệm thức B2 Nghiệm thức B4 cũng cho điểm cảm quan cao nhất về màu, vị và khác biệt không có ý nghĩa với nghiệm thức B3

Do đó, nghiệm thức được chọn là nghiệm thức B4 (giá trị pH = 4,5) để mang lại sản phẩm có màu sắc, mùi và vị tốt nhất.

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các hàm lượng chất khô hòa tan đến chất lượng sản phẩm

Sau khi phối trộn các mẫu nghiệm thức theo các tỉ lệ khác nhau, điều chỉnh các yếu tố pH = 4 và bổ sung nấm men 0,1%, tỉ lệ nhàu: nho là 1:4 Tiến hành lên men, các mẫu được đo độ pH, độ Brix, đánh giá cảm quan sau 3, 5 và 7 ngày lên men

Số liệu được trình bày ở bảng 3.6

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến quá trình lên men

Kết quả ở bảng 3.6 cho thấy rằng hàm lượng chất khô hòa tan có ảnh hưởng đến pH của rượu vang nhàu – nho Độ brix giảm nhẹ từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 do hàm lượng nấm men tăng sinh khối, pH cũng giảm nhẹ Từ ngày thứ 5 trở đi độ brix bắt đầu giảm mạnh do đến giai đoạn lên men chính, lúc này nấm men hoạt động mạnh nhất nên tiêu thụ nguyên liệu nhiều nhất

3.4.2 Kết quả đánh giá cảm quan các nghiệm thức hàm lượng chất khô hòa tan khác nhau khi kết thúc quá trình lên men

Bảng 3.7: Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các hàm lượng chất khô hòa tan khác nhau

Có thể thấy nghiệm thức C5 cho điểm cảm quan màu cao nhất và khác biệt có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại qua bảng 3.7 Nghiệm thức C1 cho điểm cảm quan màu thấp nhất và khác biệt không có ý nghĩa với nghiệm thức C2 Nghiệm thức C4 cho điểm cảm quan vị cao nhất và khác biệt có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại

Và cả hai nghiệm thức C4 và C5 đều có điểm cảm quan mùi cao nhất và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Do đó, nghiệm thức được chọn là nghiệm thức C4

(hàm lượng chất khô hòa tan là 21 0 Bx) để giảm chi phí bổ sung đường saccharose vào dịch lên men và lượng đường còn lại sau khi kết thúc quá trình lên men sẽ thấp hơn.

Thí nghiệm 4: Khảo sát hàm lượng nấm men bổ sung khác nhau đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

Sau khi phối trộn các mẫu nghiệm thức theo các tỉ lệ khác nhau, điều chỉnh các yếu tố pH = 4, 22 0 Bx, tỉ lệ nhàu: nho là 1:4 Tiến hành lên men, các mẫu được đo độ pH, độ Brix, đánh giá cảm quan sau 3, 5 và 7 ngày lên men Số liệu được trình bày ở bảng 3.8

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của hàm lượng nấm men đến quá trình lên men

Qua kết quả bảng 3.8, thấy được rằng hàm lượng nấm men bổ sung ban đầu có ảnh hưởng đến pH và hàm lượng đường sót trong rượu vang nhàu – nho Khi sử dụng nấm men ở hàm lượng thấp thì khả năng nảy chồi tiếp và thời gian đạt được định mức là rất dài, sẽ ảnh hưởng đến hoạt động trao đổi chất của nấm men Những mẻ lên men này sẽ cho hiệu quả kém và chất lượng thành phẩm xấu Ngoài ra, hàm lượng nấm men bổ sung càng cao thì tốc độ lên men ở giai đoạn đầu càng nhanh và có thể cản trở quá trình lên men tiếp theo Hơn nữa, sử dụng nấm men với hàm lượng cao thì cần thời gian nhân giống dài và tốn kém hơn

3.5.2 Kết quả đánh giá cảm quan các nghiệm thức hàm lượng nấm men bổ sung khác nhau khi kết thúc quá trình lên men

Bảng 3.9: Bảng kết quả đánh giá cảm quan ở các hàm lượng nấm men bổ sung khác nhau

Dựa vào bảng 3.9, thấy là nghiệm thức D3 cho điểm cảm quan màu cao nhất và khác biệt có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại Nghiệm thức D1 cho điểm cảm quan màu thấp nhất và không có sự khác biệt với D2 Và nghiệm thức D3 cũng cho điểm cảm quan mùi, vị cao nhất và khác biệt không có ý nghĩa với nghiệm thức D2

Qua kết quả trên, ta sẽ chọn nghiệm thức D3 (hàm lượng nấm men bổ sung là 0,15%) để sản phẩm đạt chất lượng cảm quan tốt nhất về màu, mùi và vị.

Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm

Sau khi chọn được các nghiệm thức tối ưu ta tiến hành lên men mẫu và khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ cồn, hàm lượng chất khô và pH của sản phẩm Qua quá trình theo dõi thu được kết quả như đồ thị 3.1 Đồ thị 3.1: Đồ thị sự biến đổi của độ Brix, độ cồn và pH trong quá trình lên men

Từ đồ thị 3.1 cho thấy trong giai đoạn đầu từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 4 hàm lượng nấm men tăng sinh khối do đó hàm lượng chất khô giảm rất chậm, nồng độ cồn, pH cũng tăng ít

Khi tăng sinh xong giai đoạn lên men nhanh: giai đoạn ổn định từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 6 Trong thời gian này nấm men hoạt động mạnh nhất, tiêu thụ nguyên liệu (đường, đạm, vitamin) mạnh từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 8, biến đường thành rượu, giải phóng CO2, hàm lượng rượu tăng cao nhất đến ngày thứ 8 (12,2 %v) Kết thúc giai đoạn này phần nước quả thay đổi lớn

Giai đoạn suy vong: từ ngày thứ 7 đến ngày thứ 10 hàm lượng nấm men giảm mạnh, lượng chất dinh dưỡng giảm nhanh, nên không còn để nấm men sử dụng Vì thế, nấm men bị chết đi tạo thành acid amin và chính nấm men sử dụng tiếp nguồn dinh dưỡng này hoặc rượu sinh ra để tiếp tục lên men Do đó, cồn có xu hướng giảm đi

Như vậy ta chọn thời gian lên men chính là 8 ngày để độ cồn đạt cao nhất

THỜI GIAN LÊN MEN (NGÀY) Độ Bx Độ cồn pH

Thí nghiệm 6, 7: Khảo sát hàm lượng flavonoid và polyphenol có trong ba loại: rượu vang nhàu – nho, rượu vang nhàu và cao nhàu

Bảng 3.10: Kết quả hàm lượng polyphenol và flavonoid

Qua kết quả bảng 3.10, ta thấy rằng trong ba loại: rượu vang nhàu – nho, rượu vang nhàu và cao nhàu thì đều có chứa polyphenol và flavonoid Trong đó, rượu vang nhàu – nho có hàm lượng polyphenol và flavonoid cao nhất với 0,596% và 0,267%, khác biệt có ý nghĩa với các nghiệm thức còn lại Hàm lượng polyphenol và flavonoid của rượu vang nhàu vào cao nhàu thì gần bằng nhau Nghiên cứu chỉ ra rằng sản phẩm có hàm lượng polyphenol cao nhưng lại có hàm lượng flavonoid thấp Do đó, phần lớn các hợp chất polyphenol trong sản phẩm không phải flavonoid Polyphenol là một trong số các nhóm hợp chất chính có chức năng kháng khuẩn và kháng oxy hóa, flavonoid có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, lão hóa Do đó, sự hiện diện của các hợp chất có hoạt tính sinh học khác nhau trong sản phẩm là lý do giúp sản phẩm có giá trị, có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng.

Thí nghiệm 8: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa – phương pháp DPPH˙ của

Từ cao cồn, chất chuẩn acid ascorbic tiến hành khảo sát khả năng kháng oxy hóa và kết quả được trình bày như bảng 3.11

Bảng 3.11: Kết quả khả năng kháng oxy hóa - DPPH ˙

Hợp chất Nồng độ (àg/ml)

Rượu vang nhàu – nho 23,94 33,55 40,31 53,83 60,59 190,4 b Rượu vang nhàu 19,54 30,30 39,68 48,01 59,12 205,0 a Cao nhàu 40,72 42,80 51,67 56,69 62,94 148,5 c

Từ bảng 3.11 ta có thể thấy rằng trên các mẫu thí nghiệm ở các nồng độ khác nhau thì khả năng kháng oxy hóa khác nhau Khi tăng nồng độ mẫu thì khả năng kháng oxy hóa cũng tăng vì trong nguyên liệu có polyphenol – một hợp chất có khả năng kháng oxy hóa nên khi nồng độ cao chiết tăng thì khả năng kháng oxy hóa tăng

Do khi nồng độ cao chiết tăng thì các lượng hợp chất có hoạt tính sinh học trong dung dịch sẽ tăng lên, khả năng ức chế gốc tự do của DPPH˙ cũng như các hợp chất có chứa nhiều gốc -OH sẽ trung hòa các gốc tự do trong dung dịch phản ứng làm thay đổi màu dung dịch phản ứng từ tím của DPPH˙ sang màu vàng nhạt nhanh hơn so với hàm lượng hợp chất có nhóm -OH ít, nên khả năng kháng oxy hóa sẽ tăng lên

Khả năng kháng oxy hóa của mẫu thí nghiệm thể hiện ở bảng 3.10, tiến hành vẽ đồ thị 3.2 Đồ thị 3.2: Đồ thị biễu diễn kết quả kháng oxy hóa - DPPH ˙

Acid ascorbic Cao nhàu Rượu vang nhàu nho Rượu vang nhàu

Qua đồ thị 3.2, khi so sánh giá trị IC50 các cao chiết của các mẫu khảo sát và đối chứng dương acid ascorbic là một loại thuốc thương mại đã được tinh sạch có hoạt tính kháng oxy hóa cao, nhận thấy rằng cao nhàu có khả năng kháng oxy hóa cao nhất với giỏ trị IC50 là 148,5 àg/ml so với đối chứng dương acid ascorbic (IC50 136,7 àg/ml) Rượu vang nhàu khỏng oxy húa thấp nhất với 205,0 àg/ml Khả năng kháng oxy hóa của sản phẩm có thể là do hàm lượng polyphenol cao, bởi vì polyphenol và flavonoid đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm.

Thí nghiệm 9: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa – phương pháp ức chế gốc

Từ cao cồn, chất chuẩn acid ascorbic tiến hành khảo sát khả năng kháng oxy hóa và kết quả được trình bày như bảng 3.12

Bảng 3.12: Kết quả khả năng kháng oxy hóa – gốc hydroxyl

Hợp chất Nồng độ (àg/ml)

Rượu vang nhàu – nho 37,60 50,59 68,18 77,69 87,19 94,8 c Rượu vang nhàu 39,61 47,93 59,22 47,93 39,61 108,2 b Cao nhàu 44,32 52,76 68,56 80,68 92,80 81,3 d

Trên các mẫu thí nghiệm ở các nồng độ khác nhau thì kết quả khả năng kháng oxy hóa khác nhau Qua kết quả thể hiện ở bảng 3.12, nhận thấy rằng khi tăng nồng độ mẫu thì khả năng kháng oxy hóa cũng tăng do khi tăng nồng độ cao chiết thì các lượng hợp chất có hoạt tính sinh học trong dung dịch sẽ tăng lên

Khả năng kháng oxy hóa của mẫu thí nghiệm thể hiện ở bảng 3.12, tiến hành sẽ đồ thị 3.3 Đồ thị 3.3: Đồ thị biễu diễn kết quả kháng oxy hóa – gốc hydroxyl

Qua đồ thị 3.3 ta thấy khi so sánh giá trị IC50 các cao chiết của các mẫu khảo sát và đối chứng dương acid ascorbic thì nhận thấy rằng các mẫu cao chiết đều có khả năng kháng oxy hóa - ức chế gốc hydroxyl Trong đó, cao nhàu có khả năng kháng oxy húa cao nhất với giỏ trị IC50 là 81,3 àg/ml so với đối chứng dương acid ascorbic (IC50 = 111,7 àg/ml) Tiếp đú là rượu vang nhàu nho với IC50 = 94,8 àg/ml Cuối cựng là rượu vang nhàu với giỏ trị IC50 = 108,2 àg/ml

3.10 Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm rượu vang nhàu – nho

Bảng 3.13: Phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm rượu vang nhàu – nho

STT Chỉ tiêu Đơn vị tính

Kết quả phân tích TCVN7045:2002

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí CFU/mL 05 102

6 Tổng số nấm men, nấm mốc CFU/mL < 01 10

Cao nhàu Rượu vang nhàu nho Rượu vang nhàu Acid ascorbic

Qua kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật bảng 3.13, so sánh kết quả phân tích sản phẩm với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN7045:2002 về rượu vang – quy định kỹ thuật do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành thì các chỉ tiêu vi sinh vật đều đạt chuẩn và không vượt quá nằm ngưỡng cho phép của TCVN7045:2002 Từ đó, thấy được rằng sản phẩm rượu vang nhàu – nho là một sản phẩm đạt chất lượng về mặt vi sinh vật.

Tiêu đề	Nghiên cứu quy trình chế biến rượu vang nho bổ sung nhàu
Tác giả	Võ Thị Tố Uyên
Người hướng dẫn	ThS. Lý Thị Minh Hiền
Trường học	Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công nghệ Sinh học
Thể loại	Khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	3,4 MB