nghiên cứu thử nghiệm chế biến nước ép thanh long lên men

Trang 1

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MẠCH THỊ KHIÊM TÍN

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN NƯỚC ÉP

THANH LONG LÊN MEN

Luận văn kỹ sư Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học

Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 09/2006

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM CHẾ BIẾN NƯỚC ÉP

THANH LONG LÊN MEN

Luận văn kỹ sư Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

KS NGUYỄN MINH HIỀN KHÓA: 2002 - 2006

Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 09/2006

Trang 3

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY, HCMC DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY

STUDYING THE FERMENTED JUICE FROM

DRAGON FRUIT (Hylocereus andulatus)

Graduation Thesis Major: Biotechnology

PHAN PHƯỚC HIỀN (NLU), Ph.D MACH TH KHIEM TIN

FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) , Ph.D Term: 2002 - 2006

CHRISTIAN METRES (CIRAD), Ph.D

HCMC, 06/2006

Trang 4

Formatted: Centered Formatted: Font: 13 pt, Not Bold Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

LỜI CẢM ƠN

Để có được thành công ngày hôm nay, trước tiên con xin cám ơn ba má và

gia đình đã luôn hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi để con yên tâm học tập và hoàn

thành tốt luận văn này

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thành

Phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học, các thầy cô

trong bộ môn Cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt

quá trình học tập tại trường

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Định Ngọc Loan đã tận tình

hướng dẫn Em xin cảm ơn cô Nguyễn Minh Hiền hướng dẫn, chỉ bảo em trong

suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin cám ơn các bạn sinh viên lớp công nghệ sinh học 28-Bộ môn công

nghệ sinh học, lớp chế biến và bảo quản 28 - Khoa công nghệ thực phẩm trường

Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã chia sẻ và đồng hành cùng tôi

trong suốt bốn năm đại học và suốt quá trình thực hiện đề tài này

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô và các bạn

TPHCM, ngày 10 tháng 8 năm 2006

Sinh viên Mạch Thị Khiêm Tín

Trang 5

TÓM TẮT

Thanh long là một loại trái cây có màu sắc đẹp, vị thanh hấp dẫn Hiện

nay chúng được trồng rất phổ biến ở nước ta và đã được xuất khẩu sang thị

trường các nước trên thế giới Tuy nhiên, những nghiên cứu để chế biến thành

các sản phẩm từ loại trái cây này còn rất hạn chế Qua phân tích cho thấy thanh

long có hàm lượng dinh dưỡng khá chứa nhiều đường, khoáng, phù hợp để sản

xuất nước trái cây lên men Từ thực tiễn đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên

cứu thử nghiệm chế biến nước ép thanh long lên men” nhằm tìm ra phương pháp

chế biến thích hợp, từ đó cải thiện màu sắc, mùi vị cho nước ép thanh long lên

men

Trước tiên, chúng tôi xác định thành phần chủ yếu có trong quả thanh

long Sau đó, chúng tôi sử dụng enzyme pectinex Ultra SP – L để làm trong,

giảm độ nhớt dịch quả Bước tiếp theo, chúng tôi khảo sát tỷ lệ men

Saccharomyces cerevisiae F43 thích hợp cho quá trình lên men nước thanh long

và nhằm tăng thêm mùi vị, màu sắc cho nước ép thanh long, chúng tôi tiến hành

thử nghiệm lên men thanh long-dâu tằm Cuối cùng, chúng tôi theo dõi thời gian

bảo quản sản phẩm

Những kết quả đạt được:

- Thanh long có hàm lượng nước 86,12%; độ brix 11,2%; vitamine C 4,2

mg/100g là phù hợp để chế biến nước thanh long lên men

- Xử lý enzyme pectinex Ultra SP – L với nồng độ enzyme 800 ppm trong

30 phút thu được hiệu suất thu hồi dịch thanh long cao

- Tỷ lệ men Saccharomyces cerevisiae F43 thích hợp cho quá trình lên

men nước thanh long là 5%

- Tỷ lệ dâu tằm 20% phù hợp cho quá trình lên men nước thanh long-dâu

tằm

- Sản phẩm nước ép thanh long-dâu tằm lên men đạt độ cồn 3,1%v/v, độ

brix 11,8%; độ acid 1,28 g/l và được xếp loại khá theo tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 3215-79

- Thời gian bảo quản sản phẩm: không quá 14 ngày

Trang 6

MỤC LỤC

Trang bìa

Lời cảm ơn i

Tóm tắt ii

Mục lục iv

Danh sách các hình ix

Danh sách các sơ đồ, đồ thị x

Danh sách các bảng xi

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 1

1.2.1 Mục đích 1

1.2.2 Yêu cầu 1

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

2.1 Giới thiệu về cây thanh long 2

2.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển 2

2.1.2 Các giống thanh long chủ yếu hiện nay ở Việt Nam 2

2.2 Đặc điểm thực vật học 3

2.2.1 Rễ cây 3

2.2.2 Thân cành 3

2.2.3 Hoa 3

2.2.4 Quả 4

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Bình Thuận 5

2.4 Những nghiên cứu về quả thanh long 9

2.5 Thành phần dinh dƣỡng 10

2.6 Pectin 10

2.6.1 Định nghĩa 11

2.6.2 Cấu trúc 11

Formatted: French (France)

Formatted: Bullets and Numbering

Trang 7

2.7 Tìm hiểu về hệ enzyme pectinase 12

2.7.1 Enzyme 12

2.7.2 Pectinase 12

2.7.2.1 Định nghĩa 12

2.7.2.2 Ứng dụng của pectinase trong công nghệ chế biến thực phẩm 12

2.7.2.3 Các vi sinh vật tổng hợp pectinase 13

2.7.3 Enzyme Pectinex Ultra SP – L 13

2.7.3.1 Nguồn gốc 13

2.7.3.2 Ứng dụng 14

2.7.3.3 Hoạt tính 14

2.7.3.4 Đặc điểm 14

2.7.3.5 Bảo quản 14

2.7.3.6 Các ứng dụng của enzyme pectinex ultra sp-l 14

2.8 Nước giải khát lên men 15

2.8.1 Định nghĩa 15

2.8.2 Thành phần hoá học 16

2.8.3 Công dụng 16

2.8.4 Đặc điểm 16

2.8.5 Phân loại 16

2.8.5.1 Nước giải khát lên men từ nước quả 17

2.8.5.2 Nước giải khát lên men từ nguyên liệu tinh bột 19

2.8.6 Yêu cầu về chất lượng vi sinh đối với nước giải khát lên men 19

2.8.7 Những nguyên nhân gây hư hỏng và làm giảm chất lượng nước giải khát 20

2.8.7.1 Nguyên nhân gây hư hỏng 20

2.8.7.2 Nguyên nhân làm giảm chất lượng nước giải khát 21

2.9 Lên men rượu (Ethylic) 21

2.9.1 Khái niệm chung 21

2.9.2 Cơ sở sinh hoá của quá trình lên men rượu 22

2.9.3 Tác nhân của quá trình lên men rượu 23

PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Thời gian và địa điểm 24

Trang 8

3.1.1 Thời gian 24

3.1.2 Địa điểm 24

3.2 Vật liệu 24

3.2.1 Nguyên vật liệu 24

3.2.2 Hóa chất- môi trường 24

3.2.3 Thiết bị – dụng cụ 25

3.3 Phương pháp nghiên cứu 26

3.3.1 Quy trình thử nghiệm 26

3.3.2 Khảo sát một số thành phần hoá học của nguyên liệu thanh long, dâu tằm 27

3.3.3 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến khả năng làm trong nước quả thanh long 27

3.3.4 thí nghiệm 2 khảo sát tỷ lệ men thích hợp cho quá trình lên men nước thanh long 28

3.3.5 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của dâu tằm tới chất lượng nước thanh long - dâu tằm lên men 29

3.3.6 thí nghiệm 4 ảnh hưởng của thời gian bảo quản tới chất lượng sản phẩm 30

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 30

PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả khảo sát thành phần hóa lý của thanh long và dâu tằm 31

4.2 Kết quả thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến khả năng làm trong nước quả thanh long 32

4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến độ nhớt dịch quả 32

4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến hiệu suất thu hồi dịch quả 34

4.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến độ trong dịch quả 35

4.3 Kết quả thí nghiệm 2 Khảo sát tỷ lệ men thích hợp cho quá trình l

Formatted: Tab stops: Not at 0.88" Formatted: Bullets and Numbering

Trang 9

lên men nước thanh long 38

4.3.1.Ảnh hưởng của tỷ lệ men F43 lên sự biến đổi độ Brix của dịch lên men 38

4.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ men F43 lên sự biến đổi độ cồn của dịch lên men 39

4.3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ men F43 lên sự biến đổi hàm lượng acid của dịch lên men 40

4.3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ men F43 lên tính chất cảm quan của dịch lên men 41 4.4 Kết quả thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dâu tằm tới chất lượng nước thanh long - dâu tằm lên men 43

4.4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dâu tằm lên sự biến đổi độ brix của thanh long-dâu tằm lên men 43

4.4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dâu tằm lên sự biến đổi độ cồn của thanh long-dâu tằm lên men 44

4.4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dâu tằm lên sự biến đổi hàm lượng acid của thanh long-dâu tằm lên men 45

4.4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dâu tằm lên tính chất cảm quan của thanh long-dâu tằm lên men 46

4.5 Kết quả thí nghiệm 4 Đánh giá thời gian bảo quản sản phẩm theo một số chỉ tiêu 49

4.5.1 Sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm theo thời gian bảo quản 49

4.5.2 Sự thay đổi điểm cảm quan của sản phẩm theo thời gian bảo quản 51

4.6 Quy trình đề nghị 53

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

5.1 KẾT LUẬN 54

5.2 ĐỀ NGHỊ 54

PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHẦN 7: PHỤ LỤC 56

Formatted: Tab stops: 0.63", Left + 6.25",

Right,Leader: … + Not at 0.5"

Trang 10

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Hoa thanh long 3

Hình 2.2: Quả thanh long 5

Hình 2.3: Mô hình cấu trúc pectin trong thành tế bào thực vật 10

Hình 2.4: Cấu trúc hóa học của phân tử pectin 11

Hình 2.5: Thùng lên men và làm lạnh 19

Hình 2.6: Hình tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 23

Hình 3.1: nguyên liệu thanh long dùng trong thí nghiệm 24

Hình 3.2: nguyên liệu dâu tằm dùng trong thí nghiệm 24

Hình 4.1; 4.2; 4.3 và 4.4 kết quả thí nghiệm xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L 37

Formatted: Centered, Indent: First line: 0",

Tab stops: Not at 0.5"

Trang 11

DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

TRANG

Sơ đồ 3.1: Quy trình thử nghiệm chế biến nước ép thanh long-dâu tằm lên men 26

Sơ đồ 4.1: Quy trình đề nghị chế biến nước ép thanh long-dâu tằm lên men 53

Biểu đồ 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch quả 33

Biểu đồ 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme đến độ nhớt của dịch quả 34

Biểu đồ 4.3: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme pectinaase đến độ trong của dịch quả 36

Biểu đồ 4.4: Sự thay đổi dộ brix của các nghiệm thức 39

Biểu đồ 4.5: Sự thay đổi độ cồn của các nghiệm thức 39

Biểu đồ 4.6: Sự thay đổi hàm lượng acid của các nghiệm thức 41

Biểu đồ 4.7: Sự thay đổi độ brix của các nghiệm thức thí nghiệm 44

Biểu đồ 4.8: Sự thay đổi độ cồn của các nghiệm thức 45

Biểu đồ 4.9: Sự thay đổi hàm lượng acid của các nghiệm thức 46

Biểu đồ 4.10: Sự biến đổi độ brix của sản phẩm theo thời gian bảo quản 50

Biểu đồ 4.11: Sự biến đổi độ cồn của sản phẩm theo thời gian bảo quản 50

Biểu đồ 4.12: Sự biến đổi hàm lượng acid của sản phẩm theo thời gian bảo quản 51

Trang 12

DANH SÁCH CÁC BẢNG

TRANG Bảng 2.1: Hiện trạng và quy hoạch cây thanh long tỉnh Bình Thuận giai đoạn

1990 - 2000 6

Bảng 2.2: Hiện trạng và quy hoạch cây thanh long tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2005 - 2010 7

Bảng 2.3: Tổng giá trị sản lượng cây thanh long tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2005-2010 8

Bảng 2.4: Kim ngạch xuất khẩu thanh long Tỉnh Bình Thuận 8

Bảng 2.5: Thành phần hoá học của quả thanh long 10

Bảng 2.6: Yêu cầu về chất lượng vi sinh đối với nước giải khát lên men và bia 20

Bảng 4.1: Đăc tính cơ lý của thanh long nguyên liệu 31

Bảng 4.2: Thành phần hóa học của thanh long nguyên liệu 31

Bảng 4.3: Thành phần hóa học của dâu tằm 31

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến hiệu suất thu hồi dịch quả 33

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme đến độ nhớt của dịch quả 34

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme pectinase đến độ trong của dịch quả 35

Bảng 4.7: Sự thay đổi độ brix của các nghiệm thức thí nghiệm 38

Bảng 4.8: Sự thay đổi độ cồn của các nghiệm thức 39

Bảng 4.9: Sự thay đổi hàm lượng acid của các nghiệm thức 40

Bảng 4.10: Bảng điểm đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng sau 2 ngày lên men nước thanh long 42

Bảng 4.11: Sự thay đổi độ brix của các nghiệm thức thí nghiệm sau 2 ngày lên men 44

Bảng 4.12: Sự thay đổi độ cồn của các nghiệm thức thí nghiệm 45

Bảng 4.13: Sự thay đổi hàm lượng acid của các nghiệm thức 46

Trang 13

Bảng 4.14: Bảng điểm đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng sau

2 ngày lên men nước thanh long dâu tằm 47

Bảng 4.15: Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm 48

Bảng 4.16: Một số thành phần hóa học của nước ép thanh long-dâu tằm 49

Bảng 4.17: Sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm theo thời gian bảo quản 49

Bảng 4.18: Kết quả đánh giá cảm quan theo phép thử thị hiếu 52

Trang 14

11

Formatted: Right, Position: Horizontal: Right,

Relative to: Margin, Vertical: 0", Relative to: Paragraph, Wrap Around

Formatted: Right, Right: 0.25"

(ten )tn menPhần 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Thanh long là loại quả mát, vị dịu ngọt có mặt quanh năm trên thị trường

Chúng là cây trồng đang được phát triển với tốc độ nhanh nhưng công tác nghiên

cứu về nó còn nhiều hạn chế, từ khâu chọn giống, kỹ thuật canh tác cho đến khâu

bảo quản và chế biến Điều này khiến người sản xuất gặp nhiều khó khăn trong

việc xử lý và bảo quản thanh long dẫn đến tình trạng hình dạng, màu sắc trái

không đẹp cũng như thời gian bảo quản ngắn và nhanh hư hỏng Ở thời điểm

chính vụ, thanh long có số lượng rất lớn, tỷ lệ trái không đạt tiêu chuẩn xuất khẩu

nhiều lại khó bảo quản, giá của chúng rất thấp chỉ khoảng 500 – 1000 đ/1kg nên

thích hợp để dùng làm nguyên liệu cho chế biến Thanh long là cây trồng đang

được phát triển với tốc độ nhanh nhưng công tác nghiên cứu về nó còn nhiều hạn

chế, từ khâu chọn giống, kỹ thuật canh tác cho đến khâu bảo quản và chế biến

Điều này khiến người sản xuất gặp nhiều khó khăn trong việc xử lý và bảo quản

thanh long dẫn đến tình trạng hình dạng, màu sắc trái không đẹp cũng như thời

gian bảo quản ngắn và nhanh hư hỏng.Trong khi đó sản phẩm chế biến từ loại

trái cây này còn rất nhiều hạn chế Nhằm đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ thanh

long chúng tôi tiến hành đề tài:“Nghiên cứu thử nghiệm chế biến nước ép

thanh long lên men”

Qua nghiên cứu, chúng tôi hy vọng có được kết quả thiết thực và ứng

dụng được trong công nghệ sản xuất thức uống, mang lại nhiều lợi ích cho người

nông dân đồng thời đa dạng hóa sản phẩm thanh long trên thị trường

1.2 Mục đích

Xây dựng quy trình sản xuất nước ép thanh long lên men

Góp phần giải quyết đầu ra cho quả thanh long Bình Thuận, nâng cao giá

trị sử dụng nguyên liệu cũng như đa dạng hóa các sản phẩm từ trái thanh long

Yêu cầu

1.3

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex

Ultra SP – L đến khả năng làm trong nước quả thanh long

Formatted Formatted: Font color: Red Formatted: Font color: Black Formatted: Justified, Indent: First line: 0.5"

Formatted: Font: Bold

Trang 15

21

- Khảo sát tỷ lệ men Saccharomyces cerevisiae thích hợp cho quá trình lên

men nước thanh long

- Khảo sát ảnh hưởng của dâu tằm tới chất lượng nước thanh long - dâu

tằm lên men

- Đánh giá thời gian bảo quản sản phẩm theo một số chỉ tiêu

u

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về cây thanh long

Tên khoa học: Hylocereus andulatus (Haw) Britt et Rose thuộc:

Thanh long (Tường Liên) có nguồn gốc trong các rừng tự nhiên của

Nicaragoa, Mêhicô, Columbia (Nam Mỹ) Sau được lan dần sang các nước khác

ở Châu Phi như Madagasca, Srilanka và các châu khác

Người Pháp gọi thanh long là Oeil de Dragon Người Anh gọi là Dragon

fruit, Green dragon hoặc Night blooming Cereus

Ở Việt Nam, thanh long được du nhập từ thời Pháp thuộc, được trồng đầu

tiên ở Nha Trang và Phan Thiết cách nay khoảng 30 năm Sau khi Xí nghiệp chế

biến rau quả xuất khẩu TP.HCM thu mua và đem giới thiệu trái thanh long ra thị

trường nước ngoài, thì phong trào trồng thanh long phát triển mạnh ở Phan Rang,

Phan Thiết, Buôn Ma Thuộc, cho đến các tỉnh đồng bằng sông Cửu long như:

Tiền Giang (huyện Chợ Gạo), Long An (huyện Châu Thành) và TP.HCM (Lê

Minh Xuân, Phạm Văn Hai, huyện Bình Chánh)…

2.1.2 Các gống thanh long chủ yếu hiện nay ở Việt Nam

Formatted: Tab stops: 0.5", Left Formatted: Font: Times New Roman

Formatted: Font: Not Bold

Trang 16

31

Ở Việt Nam, thanh long chưa phong phú về giống và chủng loại, phổ biến

nhất vẫn là giống thanh long ruột trắng

Những năm gần đây, nước ta đã và đang phát triển thêm hai giống thanh

long mới ở khu vực phía Nam: thanh long ruột đỏ và thanh long ruột vàng Cả

hai giống này đều có khả năng ra hoa quanh năm, số lượng hoa nhiều hơn giống

thanh long ruột trắng nhưng khả năng đậu trái kém hơn

Theo Vũ Hữu Thoại và Nguyễn Minh Châu (1999) (trích dẫn bởi Cao Thị

Phương Quyên, 2002), cCác giống thanh long ở Việt Nam có đặc điểm như sau:

Thanh long ruột trắng: có quả khá to, trọng lượng trung bình 300 – 600

gam, vỏ màu hồng hoặc đỏ sẫm, vỏ quả có những vảy dài màu xanh phân bố đều

khắp được gọi là tai Thịt quả là một khối trắng như thạch có rất nhiều hạt đen, li

ti rải rác Quả khá ngọt, ít chua, cho năng suất cao

Thanh long ruột đỏ: có cành sinh trưởng mạnh, trái hơi dài, kích thước trái

trung bình, vỏ trái nhiều tai, thịt trái có màu đỏ đậm và hơi mềm, lấm tấm hạt

đen, vỏ trái dày đến 3 – 3,2 mm

Thanh long ruột vàng: có cành sinh trưởng mạnh hơn thanh long ruột đỏ,

trái có dạng tròn, kích thước trung bình, vỏ có nhiều tai, thịt trái màu trắng ngà,

hạt nhiều và to, vỏ có độ dày từ 3,5 – 5 mm

2.2 Đặc điểm sinh học

2.2.1 Sinh thái

Các yếu tố đất đai, ánh sáng, khí hậu, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến việc

trồng và phát triển cây thanh long

2.2.1.1 Đất đai

Cây thanh long không kén đất, phạm vi trồng khá rộng Tuy nhiên, trên

đất không bị nhiễm phèn, nhiễm mặn, chủ động nước tưới trong mùa khô thì cho

năng suất cao, đủ tiêu chuẩn xuất khẩu

Thanh long kém chịu nóng quá, nhưng đất cát và khí hậu khô, ít mưa như

Bình Thuận, Nha Trang cũng ảnh hưởng tốt đến chất lượng thanh long

Đất bị nhiễm phèn, nhiễm mặn vẫn trồng được nhưng phải đầu tư chăm

sóc

Trang 17

41

Ở Tiền Giang, Long An, Bình Chánh… trong các vườn gia đình, số lượng

thanh long trồng nhiều, nhưng năng suất thấp là do sự cạnh tranh thức ăn, chất

dinh dưỡng giữa thực vật, do sự thiếu nước trong mùa khô, do vậy cần phải tưới

tiêu, chăm sóc kỹ lưỡng

2.2.1.2 Khí hậu

Thanh long lLà cây ăn trái nhiệt đới nên khí hậu miền Nam rất thích hợp

cho chúng.thanh long

Với nhiệt độ trong khoảng từ 25 – 32 oC, lượng mưa trong khoảng 1200mm đến

1500mm

Những nơi mưa ít, cần có nước ngọt trong mùa khô để tưới hoặc trữ nước

mưa để đảm bảo đủ lượng nước trong mùa khô cho cây phát triển và đạt tiêu

chuẩn xuất khẩu

Tuy nhiên, thanh long cũng không chịu được lượng mưa nhiều quá, cho

nên cần làm rãnh để thoát nước, hoặc lên liếp, tránh ngập úng

Có 2 loại rễ: địa sinh và khí sinh

Rễ địa sinh: phát triển từ phần lõi ở gốc hom Sau khi đặt hom từ 10-20

ngày thì từ gốc hom xuất hiện các rễ tơ màu trắng, số lượng rễ tăng dần và kích

thước của chúng cũng tăng dần theo tuổi cây, những rễ lớn đạt đường kính từ

1-2cm Rễ địa sinh có nhiệm vụ bám vào đất và hút các chất dinh dưỡng nuôi cây

Rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt (0 – 30cm)

2.2.2.2 Rễ khí sinh: mọc dọc theo thân cây phần trên không, bám

vào cây chống để giúp cây leo lên giá đỡ Những rễ khí sinh nằm

gần đất sẽ đi dần xuống đất

Formatted: Font color: Black

Formatted: Tab stops: Not at 1.01" Formatted: Bullets and Numbering Formatted: Bullets and Numbering

Trang 18

51

2.2.2.3 Thân cành

Thân, cành trườn bò trên trụ đỡ, có 3 cánh dẹp, xanh, hiếm khi có 4 cánh,

ở các nước khác có thể có 3, 4, 5 cánh

Tiết diện ngang cho thấy có 2 phần: bên ngoài là nhu mô chứa diệp lục,

bên trong là lõi cứng hình trụ

Mỗi cánh chia ra làm nhiều thùy có chiều dài 3 - 4cm Đáy mỗi thùy có từ

3 - 5 gai ngắn

Mỗi năm cây cho từ 3 - 4 đợt cành, đợt cành thứ nhất là cành mẹ của đợt

cành thứ hai và cứ thế cành xếp thành từng lớp trên đầu trụ đỡ

2.2.2.4 Hoa

Thanh Long có hoa to, dài khoảng 25 - 30cm, nở về đêm, thường nở tập

trung vào khoảng 19 - 20 giờ đêm và khép lại vào buổi sáng, mỗi hoa chỉ nở kéo

dài trong một đêm

Hoa lưỡng tính có nhiều nhị đực có vòi nhị dài và nhụy cái dài 20 - 24cm,

đường kính 5 - 8mm có mang rất nhiều núm Nhiều lá đài và cánh hoa dính nhau

thành ống

Mặt ngoài của những cánh hoa phía ngoài có màu xanh vàng, mặt trong

màu trắng Hoa thanh long ra từng bông xung quanh trên các cành, hoa có mùi

thơm

Hoa tự thụ phấn không qua môi giới của gió hay côn trùng Ra hoa và kết

trái phân bổ từng chu kỳ

Xuất hiện mầm hoa: 15 -16 ngày

Nở hoa: 3 - 5 ngày

Từ hoa đến quả chín: 30 - 35

ngày

Formatted: Font: Times New Roman

Trang 19

61

Hình 2.2 Hoa thanh long (www.Tradewindsfruit.com)

2.2.2.5 Quả

Sau khi hoa thụ sẽ phát triển thành quả, trong 10 ngày đầu tốc độ tương

đối chậm sau đó tăng rất nhanh về cả kích thước lẫn trọng lượng

Quả thanh long hình bầu dục Khi còn non vỏ quả có màu xanh, khi chín

chuyển sang màu đỏ, trên lớp vỏ mỏng có những phiến hoa còn lại thường gọi là

tai trái và có màu xanh, thịt trái thanh long phổ biến có màu trắng trong, hoặc

màu trắng ngà (đối với thanh long ruột vàng), hoặc màu đỏ (đối với thanh long

ruột đỏ), thịt quả có nhiều hạt màu đen nhỏ hơn hạt mè

Quả thanh long có rất nhiều chất nhầy và pectin

Kích thước quả thanh long thâm canh có chiều dài phổ biến khoảng 12,5 -

16cm, đường kính 9 -13cm, trọng lượng trung bình 250 - 700g/quả (Sở Nông

Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn tỉnh Bình Thuận, 2002)

Ruột trắng Ruột vàng Ruột đỏ

Hình 2.3 Quả thanh long (www.Tradewindsfruit.com)

2.3 Thành phần dinh dưỡng

Trong quả thanh long chứa nhiều nước, các chất khoáng như: Ca, Fe, Mg,

P, Na, pectin (Nguyễn Văn Kế, 1977)

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của quả thanh long

Thành phần

hóa học

g/100gr thịt quả

Thành phần hóa học

mg/100gr thịt quả

Formatted: Font: Bold Formatted: Font: Bold

Trang 20

71

Pectin là một phân tử tương tự như tinh bột, khác ở chỗ đơn vị tuần hoàn

của pectin là acid galacturonic thay vì glucose ở tinh bột Pectin là hợp chất cao

phân tử mạch thẳng có cấu tạo từ sự kết hợp của các acid galacturonic qua các

liên kết -1,4-glucoside

Trong thực vật, pectin có chức năng tự nhiên như một chất keo để giữ

thành tế bào cũng như các tế bào lại với nhau Tùy thuộc vào nguồn pectin mà

pectin có khối lượng phân tử từ 80.000 – 200.000 Da pectin có nhiều trong trái

thanh long

Pectin không hòa tan trong rượu và các dung môi hữu cơ khác Pectin tan

trong nước, NH3, dung dịch kiềm, Na2CO3 và trong glycerin nóng

2.4.2 Cấu trúc

Formatted: Font: Italic, Font color: Black

Trang 21

81

Hình 2.7: Cấu trúc hóa học của phân tử pectin

2.4.3 Phân loại

Trong thực vật, pectin tồn tại dưới 3 dạng:

oPectin hòa tan: là ester methylic của acid polygalacturonic

oPectinic acid: là polygalacturonic acid có một phần nhỏ các nhóm

carboxyl được ester hóa bằng methanol

oProtopectin: tạo độ cứng cho quả xanh, không tan trong nước Trong

thành phần có các phân tử pectin, các phân tử cellulose và các ion Ca2+

, Mg2+, các gốc phosphoric acid, acetic acid và đường Protopectin Protopectin khi bị

thủy phân bằng acid thì giải phóng pectin hòa tan

2.5 Tìm hiểu về hệ enzyme pectinase

2.5.1 Enzyme

Chữ “enzyme” được bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là chất trong nấm

men

Enzyme được các cơ thể sinh vật tổng hợp nên và tham gia các phản ứng

hóa học trong cơ thể Enzyme là một chất hữu cơ, trong khi đó các chất xúc tác

Trang 22

91

hóa học thường là chất vô cơ Sau này, các nhà khoa học xác định chúng là

protein

Như vậy enzyme là một protein có khả năng tham gia xúc tác các phản

ứng hóa học trong và ngoài cơ thể

Pavlov đã nói: “Hoạt động của enzyme là biểu hiện đầu tiên của hoạt động

sống Không có sự sống nào lại không có quá trình enzyme” Các enzyme xúc tác

cho hầu hết các phản ứng hoá học xảy ra trong cơ thể sống, bảo đảm cho các quá

trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống tiến hành với tốc độ nhịp nhàng cân

đối, theo những chiều hướng xác định Enzyme bảo đảm cho sự trao đổi thường

xuyên giữa cơ thể sống và môi trường ngoài, nghĩa là bảo đảm điều kiện tiên

quyết cho sự tồn tại của cơ thể sống

Enzyme không những hoạt động xúc tác trong tế bào mà còn ngoài tế bào

sinh vật, chính điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng enzyme vào

nhiều lĩnh vực khác của công nghiệp và đời sống

Enzyme có hiệu suất xúc tác cực kỳ lớn, hoạt độ xúc tác của enzyme lớn

gấp hàng trăm, hàng nghìn hoặc hàng triệu lần các chất xúc tác vô cơ và hữu cơ

khác Ví dụ như trong phản ứng thủy phân saccharose nếu dùng saccharase làm

xúc tác tốc độ phản ứng tăng nhanh gấp 2 ×1012

lần so với khi dùng acid làm xúc tác

Điều quan trọng là enzyme có thể thực hiện hoạt động xúc tác trong điều

kiện nhẹ nhàng, ở áp suất và nhiệt độ bình thường của cơ thể, pH môi trường gần

pH sinh lý Hơn nữa enzyme lại có khả năng lựa chọn cao đối với kiểu phản ứng

mà nó xúc tác cũng như đối với chất mà nó tác dụng

Vì enzyme là những chất không thể chế biến được bằng phương pháp tổng

hợp hóa học nên người ta thường thu chúng từ các nguồn sinh học Enzyme có

trong tất cả các cơơ quan, mô của động thực vật cũng như trong tế bào vi sinh

vật

Enzyme được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau: động vật (pepsin từ dạ

dày, trypsin từ tụy tạng….), thực vật (amylase từ thóc nảy mầm, bromelin từ

thơm…) Tuy nhiên không thể dùng hai nguồn này làm nguyên liệu để sản xuất

các chế phẩm enzyme với qui mô công nghiệp vì những lí do như khó tìm, tốc độ

Trang 23

101

sinh sản chậm, đắt tiền,… Mặc dù vậy, người ta có thể tận dụng phế phẩm từ hai

nguồn này làm môi trường và thức ăn để nuôi cấy vi sinh vật cho sản xuất

enzyme

Trong các nguồn nguyên liệu sinh học thì nguồn nguyên liệu vi sinh vật

(nấm men, nấm mốc, vi khuẩn…) là dồi dào và đầy hứa hẹn Vi sinh vật là giới

sinh vật được xem như nhiều nhất và có khả năng chuyển hóa vật chất trong

thiên nhiên mạnh nhất Hiện nay người ta khai thác enzyme nhiều từ vi sinh vật

và được ứng dụng rất nhiều trong đời sống, sản xuất

Hệ enzyme vi sinh vật vô cùng phong phú Vi sinh vật có thể đồng hóa

bất kỳ chất nào trong thiên nhiên, trong khi có nhiều chất mà động vật và thực

vật không thể đồng hoá được

Enzyme của vi sinh vật có hoạt tính rất mạnh, vượt xa các sinh vật khác

Do vậy chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ enzyme có thể chuyển hoá một lượng lớn

cơ chất Người ta tính rằng trong 24 giờ, vi sinh vật có thể chuyển hóa một lượng

thức ăn gấp 30 – 40 lần so với trọng lượng cơ thể của chúng

Vi sinh vật sinh sản với tốc độ cực kỳ nhanh chóng, tuy khối lượng nhỏ,

kích thước bé, nhưng tỷ lệ enzyme trong tế bào tương đối lớn nên quá trình sản

xuất chế phẩm enzyme khá dễ dàng, thao tác thuận lợi, hiệu suất thu hồi cao

Trong một thời gian ngắn, ta có thể thu nhận được một khối lượng enzyme rất

lớn Đối với một số trường hợp có thể dùng 100% sinh khối vi sinh vật làm

nguồn enzyme

Phần lớn thức ăn để nuôi vi sinh vật lại dễ kiếm và rẻ tiền Đa số vi sinh

vật cho enzyme thường có khả năng phát triển trên môi trường đơn giản rẻ tiền

như các phế phụ liệu, phế phẩm của các ngành sản xuất

Ưu điểm lớn của việc thu nhận enzyme từ vi sinh vật là có khả năng tăng

cường sinh tổng hợp các enzyme nhờ chọn giống khi tạo được những biến chủng

có hoạt lực cao Vi sinh vật rất nhạy cảm với tác động môi trường, có khả năng

thích ứng với nguồn dinh dưỡng Vì vậy, khi thay đổi điều kiện sống của vi sinh

vật hoặc tác động lên chúng bằng các tác nhân khác nhau có thể thay đổi dễ dàng

hệ enzyme cũng như hoạt tính của chúng và gia tăng tối đa quá trình sinh tổng

Trang 24

111

hợp Điều đó cho phép ta có thể tạo được những enzyme theo ý muốn, dễ dàng

thu nhận được enzyme có độ thuần khiết cao

Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học, đặc biệt trong lĩnh

vực sinh học nói chung và công nghệ sinh học nói riêng, cùng với nhu cầu

enzyme trong các ngành công nghiệp ngày càng cao, phương pháp sinh tổng hợp

enzyme ngày càng được áp dụng rộng rãi, và có hiệu quả trong nhiều nước trên

thế giới Nhật Bản là một trong những quốc gia đi đầu trong lĩnh vực này, ở

Nhật đã có hơn 20 công ty sản xuất chế phẩm enzyme Mỗi năm Nhật sản xuất

khoảng 9850 tấn amilase, 8960 tấn protease, 2200 tấn glucoamilase, 100 tấn

lipase, 200 tấn enzyme khác…Ở các nước phát triển như Đức, Hungari, Nga,

Pháp, Anh, Đan Mạch, Trung Quốc…ngành công nghiệp sản xuất enzyme cũng

được chú ý và phát triển khá mạnh

2.5.2 Pectinase

2.5.2.1 Định nghĩa

Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer pectin

Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín Những

enzyme này có một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản trái cây

và rau quả

Enzyme pectinase cũng được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm,

đặc biệt là khả năng làm trong nước quả

2.5.2.2 Ứng dụng

Pectinase được tạo ra trong suốt quá trình chín tự nhiên của một số quả

(cùng với cellulase), chúng giúp làm mềm thành tế bào của quả

2.5.2.3 Phân loại

Enzyme pectinase có thể được phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng

oPectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester

oPolygalacturonase: còn có tên gọi là poly

galacturoniglucanohydrolase, xúc tác sự phân cắt các mối liên kết

-1,4-glycoside

Trang 25

121

Polymethylgalacturonase: hay còn gọi là

-1,4-galacturonite-methylesglucanohydrolase, tác dụng trên polygalacturonic acid đã được

methoxyl hóa Enzyme này lại được phân thành 2 nhóm nhỏ là

endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I và exo-glucosidase-endo-glucosidase-polymethylgalacturonase

kiểu III

Polygalacturonase: enzyme tác dụng trên pectic acid (hoặc pectinic),

cũng được chia thành 2 nhóm nhỏ là endo-glucosidase-polygalacturonase kiểu II

và exo-glucosidase-polygalacturonase kiểu IV

oPectate lyase (PEL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate không

bị ester hóa Các enzyme vi sinh vật ngoại bào này đóng một vai trò rất quan

trọng trong quá trình gây bệnh ở thực vật, gây ra sự phân hủy mô của thành tế

Pectinase làm đứt trạng thái gắn chặt giữa những phân tử acid galacturonic

để làm ngắn chuỗi pectin từ những đoạn lớn thành những đoạn nhỏ hơn

Cơ chế xúc tác của pectinase sử dụng nước, vì thế pectinase được xem là

một enzyme thủy phân Nó cắt đứt phân tử nước, gắn –H vào một C và gắn –OH

vào một C khác

Trang 26

131

Hình 2.9: Hoạt động của pectinase

2.5.2.5 Các vi sinh vật tổng hợp pectinase

oNấm mốc

Aspergillus awamori, Asp.ergillus foetidus, Asp.ergillus niger,

Asp.ergillus terrus, Asp.pergillus saitoi

Fusarium moniliforme

Penicillium glaucum, Pen.icillium ehrlichii, Pen.icillium

chrysogenum, Pen.icillium expanam, Pen.icillium cilrrimim,…

Ngoài ra, pectinase cũng được tiết ra bởi một số mầm bệnh cây trồng như:

oNấm Monilinia fructigena

oVi khuẩn gây thối rữa Enwinia carotovora

2.6 Lên men rượu (Ethylic)

2.6.1 Khái niệm chung

Trong tất cả các quá trình lên men thì quá trình lên men rượu đã có từ lâu

đời, và được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp

Từ thời cổ xưa ở nhiều nước như Ai Cập, Hy Lạp, Ý đã có nghề làm rượu

vang từ nho, sau đó là nghề làm rượu ethylic, bia, nước giải khát lên men từ trái

cây được phát triển nhanh chóng và ứng dụng nhiều, đặc biệt là trong công

nghiệp thực phẩm

Rượu ethylic (ethanol) công thức hóa học là C2H5OH, là một dung dịch

lỏng không màu nhẹ hơn nước, mùi thơm, vị cay, hoà tan trong nước theo bất kì

tỉ lệ nào Tỉ trọng d20

= 0,7894, tỉ nhiệt C = 0,615, nhiệt độ sôi 78oC, nhiệt độ cháy 12o

C

Formatted: Font: 13 pt Formatted: Line spacing: Multiple 1.48 li

Trang 27

141

Rượu ethylic được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác như:

công nghiệp nhựa, hương liệu, keo dán, thuốc sát trùng…

Trong công nghiệp thực phẩm, rượu được làm rượu uống, nước giải khát,

rượu mùi, làm dấm Quá trình lên men rượu còn được áp dụng trong chế biến

thực phẩm một cách đa dạng phong phú như: sản xuất rượu nếp, bánh mì, bánh

bao, bia, nước giải khát lên men từ trái cây, rượu vang, sâm banh… (Đồng Thị

Thanh Thu, 1998)

2.6.2 Cơ sở sinh hoá của quá trình lên men rượu

Sự lên men rượu là một quá trình sinh hoá phức tạp, có sự tham gia của

nấm men Saccharomyces, trải qua hàng loạt các phản ứng phức tạp với sự tham

gia của nhiều men khác nhau

Phương trình tổng quát của sự lên men rượu là:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 27Kcal

Sản phẩm chính là ethanol (C2H5OH), khí CO2, sản phẩm phụ là glycerin,

acid sucxinic, một số aldehyt, rượu cao phân tử… Quá trình lên men rượu nếu đi

từ nguyên liệu là glucose lên men ở pH 4-5 sẽ qua các giai đoạn chính sau :

Giai đoạn 1: Giai đoạn đường phân

Glucose (C6H12O6) Acid pyruvic (CH3 – CO - COOH)

Đây là giai đoạn phức tạp nhất bao gồm nhiều phản ứng khác nhau, và

nhiều enzym khác nhau tham gia

Giai đoạn 2: acid pyruvic bị decarboxyl hoá (khử CO2) do enzym

pyruvat-decarboxylaza xúc tác tạo thành axetaldehyt

- CO2

Enzym Giai đoạn 3: Axetaldehyt tiếp nhận hydro từ NAD-H2 (enzym alcohol-

dehydrogenaza) xúc tác tạo thành rượu ethanol

Trang 28

151

Tùy theo điều kiện lên men, pH môi trường… Quá trình lên men rượu sẽ

theo chiều hướng tạo sản phẩm chính, phụ khác nhau (Đồng Thị Thanh Thu,

1998)

2.6.3 Tác nhân của quá trình lên men rượu

2.6.3.1 nấm men

Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm thường có cấu tạo đơn bào và

thường sinh sản vô tính theo lối nẩy chồi Nấm men phân bố hết sức rộng rải

trong tự nhiên: đất, nước, lương thực thực phẩm, rau quả Đặc biệt, chúng hiện

diện nhiều ở các đất trồng nho và cây ăn quả

Nhiều loại nấm men có khả năng lên men rượu vì vậy con người đã biết

sử dụng chúng để nấu rượu, làm bia, cồn, glycerin Nấm men sinh sản nhanh

chóng, sinh khối giàu protein và vitamine vì vậy chúng còn được sử dụng rộng

rải trông công nghiệp chế biến thức ăn bổ sung cho người và gia súc Nấm men

còn được sử dụng làm nở bột mì, gây hương nước chấm, làm dược phẩm Tuy

nhiên, có một số loại nấm men có thể gây bệnh cho người và gia súc (Candida),

làm hỏng lương thực thực phẩm (Mycoderma) (Lâm Thanh Hiền và ctv, 2000)

2.6.3.2 Tác nhân của quá trình lên men rượu

Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là giống nấm men

Saccharomyces, chúng sinh sản chủ yếu theo lối nảy chồi, có khả năng hình

thành bào tử, sống kỵ khí không bắt buộc, có khả năng lên men các loại đường

khác nhau

Các loại nấm men tiêu biểu là:

+ S cerevisiae (nấm men rượu bia hay nấm men bánh mì)

+ S ellipsoideus (nấm men nho) có thể tạo 17 - 18% rượu, dùng sản xuất

rượu vang

+ S paradosus thường gặp trên bề mặt các chín như nho, táo, lê, đào…

+ S lactic thường phát triển trên sữa… (Đồng Thị Thanh Thu, 1998)

Đặc điểm Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là nhóm nấm men phân bố rộng rãi nhất Thể

đơn bội của nó có n = 17 nhiễm sắc thể, thể lưỡng bội có n = 34 Ngoài nhiễm

sắc thể ra, trong nhân tế tế bào Saccharomyces cerevisiae còn có từ 50 – 1000

Trang 29

161

plasmid có cấu tạo là một phân tử ADN hình vòng kín có kích thước 2µm, có khả

năng sao chép độc lập, mang tính trạng di truyền (Trần Cẩm Vân, 2002)

Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men rất nhiều loại đường như

glucose, saccharose, fructose, galactose, maltose, rượu ethanol, glycerin như

nguồn cacbon, sử dụng acid amin và muối amon như nguồn nitơ… (Nguyễn Đức

Lượng, 1996)

2.6.4 Nguyên liệu sản xuất rượu

Trong công nghiệp sản xuất rượu có thể dùng 2 loại nguyên liệu sau:

Nguyên liệu có sẵn đường như mật rỉ, dung dịch đường, dịch ép trái cây…

Nấm men có thể lên men trực tiếp từ nguyên liệu này tạo rượu mà không cần qua

giai đoạn đường hóa (thủy phân) ban đầu

Nguyên liệu có bột: sắn, ngô, khoai, bột… với loại nguyên liệu này, nấm

men không lên men được, mà cần phải qua giai đoạn đường hóa (thuỷ phân tinh

bột thành đường dễ lên men Tác nhân xúc tác thường dùng là amylase của nấm

mốc, hay amylase của malt đại mạch nẩy mầm (Đồng Thị Thanh Thu, 1998)

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

2.6.5.1 Nồng độ đường

Ảnh hưởng lớn đến hiệu suất lên men Nấm men chỉ có khả năng lên men

đường thành rượu trong khoảng nồng độ đường phù hợp từ 10 - 15%, nồng độ

đường quá cao sẽ ức chế nấm men, và năng lực lên men rượu giảm, khi nồng độ

đường 30 - 35% sự lên men gần như đình chỉ Nồng độ đường quá thấp cũng làm

giảm năng lực lên men

2.6.5.2 Hàm lượng oxy

Nấm men là loại vi sinh vật hô hấp tùy ý Trong điều kiện yếm khí nó sẽ lên

men đường tạo rượu và CO2 Còn trong điều kiện đầy đủ oxy, nó có khả năng

oxy hóa đường thành CO2và H2O Đồng thời sinh sản, phát triển mạnh, kìm hãm

sự lên men rượu bằng oxy gọi là “hiệu ứng Pasteur” Do vậy trong sản xuất rượu,

giai đoạn đầu cần tạo điều kiện hiếu khí để nấm men sinh sản, phát triển đủ

Trang 30

171

lượng tế bào cần thiết cho quá trình lên men rượu Sau đó phải yếm khí tuyệt đối

để nấm men chuyển hóa đường thành rượu

2.6.5.3 Độ pH

pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men, tạo sản phẩm chính và phụ

khác nhau Nếu pH 4 - 5 lên rượu bình thường tạo sản phẩm chính là ethanol

Đây là điều kiện cần thiết trong quá trình lên men rượu ở các nhà máy rượu hiện

nay

2.6.5.4 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố cần thiết ảnh hưởng lớn đến nấm men và sự lên men

Thông thường nhiệt độ phù hợp cho lên men là 28 - 30oC Nhiệt độ khoảng hơn

50oC và dưới 0oC sự lên men hầu như đình chỉ

2.6.5.5 Nồng độ rượu tạo thành

Rượu tạo ra trong quá trình lên men có ảnh hưởng đến sự lên men Thông

thường nấm men lên men đến nồng độ rượu đạt 12 - 14% Một số ít nấm men có

thể lên men đạt nồng độ rượu 17 - 20% với nồng độ rượu cao hơn sẽ ức chế nấm

men và hầu như kìm hãm lên men rượu (Đồng Thị Thanh Thu, 1998)

2.66 Một số sản phẩm ứng dụng quá trình lên men rượu

Ở Việt Nam

Rượu đế: sản xuất từ gạo, nếp, khoai mì, khoai tây, bắp

Rượu nếp than (rượu cẩm): sản xuất từ nếp

Rượu cần: sản xuất từ các loại gạo của lúa nương

Rượu vang: sản xuất từ nho, sơri …

Rượu Vodka: làm từ quả táo

2.7 Nước giải khát lên men

Trang 31

181

2.7.1 Định nghĩa

Nước giải khát lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết

thúc

2.7.2 Thành phần hoá học

Tuy khác nhau về nồng độ chất hòa tan và tên gọi nhưng nói chung nước

giải khát lên men thường chứa các chất giống nhau với hàm lượng vào khoảng

sau: (diễn đạt)

Nồng độ chất khô hòa tan (đo theo đường kế): 5-8% khối lượng

Acid tổng số (tính theo acid citric): 0,6 – 2% thể tích

Nồng độ rượu: 0.5-1.5% thể tích (tltk????)

2.7.3 Công dụng

Nước giải khát lên men có mùi thơm thoảng nhẹ, độ chua vừa phải làm

kích thích tiêu hoá, cung cấp cho cơ thể một số vitamine, acid amin do men tự

phân hủy ra Nấm men có khả năng tạo ra nhiều chất béo, muối khoáng và

vitamine (B1, B2, PP…)

Nước quả lên men có tác dụng giải nhiệt do CO2 thoát ra trong phản ứng

lên men sẽ hoà tan vào nước, sau đó tác dụng với các chất hoặc nguyên tố có

trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và phức tạp, nên có

mùi thơm và dịu hơn, giải nhiệt tốt hơn vì khi uống nước giải khát có gaz thì CO2

sẽ bay hơi và thu nhiệt đó gây nên cho ta cảm giác mát và khoan khoái

2.7.4 Đặc điểm của…

Trong nước giải khát lên men, các quá trình sinh học còn tiếp diễn Do

đó, không thể bảo quản lâu quá 2 ngày dù ở nhiệt độ thấp Khi rót ra cốc mà để

lâu thì chất lượng nước giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2 - 3 giờ Vì vậy, nước

giải khát lên men nói chung thường chỉ sản xuất đủ tiêu dùng trong ngày và nên

uống khi còn tươi

Tuy nhiên đối với một số nước giải khát lên men cao cấp người ta loại

bớt tế bào nấm men, rót vào chai, đậy nút kín rồi đem thanh trùng ở nhiệt độ

thích hợp Thời gian bảo quản cho phép tăng đến 2 - 3 tháng, tương tự như bia

2.7.5 Đặc điểm của cái gì?

Trang 32

191

Ưu điểm: đơn giản, đòi hỏi ít trang bị, có thể tổ chức ở quy mô xí nghiệp,

hợp tác xã và gia đình

Nhược điểm: giá thành cao và nếu điều kiện kỹ thuật không đảm bảo thì

nước quả lên men dễ dàng bị hư hỏng (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.7.6 Phân loại gì?

Tùy theo nguồn nguyên liệu dùng để pha chế dịch lên men, người ta chia

nước giải khát lên men thành nhiều nhóm khác nhau

Ở nước ta, tuy chưa sản xuất nhiều loại nước giải khát này nhưng có thể

chia thành 2 nhóm chính: nước giải khát lên men từ nguyên liệu chứa tinh bột và

nước giải khát lên men từ nước quả Ví dụ: nước dứa lên men, cam lên men, hoặc

nước giải khát từ ngô, sắn lên men (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.7.6.1 Nước giải khát lên men từ nước quả

Qui trình sản xuất nước giải khát lên men từ nước quả đơn giản hơn nhiều

so với sản xuất từ nguyên liệu chứa tinh bột và gồm các giai đoạn sau:

Chuẩn bị sirô nước quả

Dứa, cam, chanh, vải, nhãn, xoài, chôm chôm… được rửa sạch, gọt vỏ

hoặc bóc vỏ, sau đó cứ 1kg thịt quả ngâm với 2kg đường Sau 15 - 20 ngày chiếc

hoặc gạn nước đường (sirô) lần 1 ra tiếp đó cho thêm 1kg đường nữa và cũng để

15 - 20 ngày, chiếc nước quả lần 2 Sirô lần 1 và lần 2 đem pha lẫn rồi rót vào

chai, đậy nút để dùng dần Sirô quả chế biến như trên sẽ có nồng độ khoảng 65 -

75% chất khô, có thể bảo quản hàng năm ở nhiệt độ phòng vẫn giữ được hương

vị ban đầu

Pha chế dịch lên men và tiến hành lên men

Dùng nước vô trùng pha loãng sirô đến còn nồng độ chất khô hòa tan 5 -

8% (tùy chất lượng sản phẩm định sản xuất) rồi bơm vào thùng lên men kín.pH

dịch lên men khoảng 5,4 - 5,8

Dùng chủng men hoặc men khô giống theo tỉ lệ 1:10 cho tới khi đủ lượng

men giống cần cho sản xuất Lượng men giống cần cho lên men chính khoảng

5% so với dịch lên men

Trang 33

201

Thùng lên men cần được vệ sinh và thanh trùng, sau đó làm nguội tới

30oC rồi cho dịch lên men và men giống vào Khuấy đều trong 3 - 5 phút rồi để

yên cho nấm men hoạt động biến thành rượu

Nhiệt độ lên men khống chế ở 28 - 30oC Sau 10 giờ lên men lấy mẫu

kiểm tra nếu nồng độ chất khô hòa tan của dịch lên men giảm 1,0 – 1,2% thì đem

dịch lên men làm lạnh ở 10oC Do lạnh nên tế bào nấm men sẽ lắng xuống, nhờ

đó giảm bớt cường độ lên men đồng thời CO2 sẽ hòa tan vào nước giải khát Sau

2 giờ tháo bớt dịch lên men sau đó lấy nước giải khát qua van

Chú ý rằng tốc độ và nhiệt độ làm lạnh có ảnh hưởng lớn đến chất lượng

nước giải khát Làm lạnh nhanh và ở nhiệt độ thấp thì nấm men sẽ lắng nhanh,

hạn chế được cường độ lên men, do đó thành phần nước giải khát ổn định hơn

trong thời gian bảo quản, nhất là ở mạng lưới thương nghiệp Vì vậy, nếu xí

nghiệp có điều kiện thì nên làm lạnh tới 5 - 6o

C

Nồng độ tế bào nấm men trong nước giải khát phụ thuộc vào tốc độ và

nhiệt độ làm lạnh, có thể 15 - 25 triệu tế bào/ml

Ảnh hưởng của nhiệt độ khi làm lạnh đến biến đổi chất của nước giải khát

sau bảo quản 2 ngày ở phòng có nhiệt độ 20oC như sau:

Nhiệt độ làm lạnh khi tách men (o

Sự tăng độ rượu (%) 0,5 0,8

Sự giảm nồng độ chất khô (%) 0,9 1,5

Pha chế và điều chỉnh nước giải khát thành phẩm

Tùy theo chất lượng nước giải khát qui định mà sau khi tách men có thể

pha thêm dịch đường hoặc sirô quả rồi dùng CO2 sục đều, tiếp đó mới chiếtc rót

vào thùng

Chiếc rót và hoàn thiện sản phẩm

Chiếc rót và hoàn thiện sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của nước giải

khát Nó giúp cho việc giữ gìn và bảo quản tốt những tính chất của sản phẩm

Trang 34

211

được tạo ra trong quá trình sản suất Điều này đặc biệt quan trọng đối với nước

giải khát lên men (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

1: thùng lên men hai vỏ

4 5 2:van tháo cặn và nước vệ sinh

4: nắp đậy 5: áp kế

Hình 2.4 Thùng lên men và làm lạnh (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.7.6.2 Nước giải khát lên men từ nguyên liệu tinh bột (viet ngan gon)

Quá trình sản xuất nước giải khát lên men từ nguyên liệu tinh bột gồm các

giai đoạn sau:

- Chuẩn bị thóc mầm (chế phẩm enzym dùng để đường hóa tinh bột)

- Thơm hóa và đường hóa

- Chuẩn bị dịch lên men và men giống

- Lên men và pha chế nước giải khát

- Chiết rót và đóng thùng (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.7.7 Nước giải khát lên men từ nguyên liệu tinh bột

Thanh trùng có thể tiến hành trên máy nếu có hệ thống thiết bị rửa, chiết

rót hoàn chỉnh Trường hợp không có thiết bị kể trên, có thể thực hiện trong các

thùng sắt, gỗ, nhôm có dạng hình vuông, tròn hoặc chữ nhật tùy ý Đặt tất cả các

chai vào thùng và cho nước đầy đến cổ chai rồi tăng dần nhiệt độ: đầu tiên đun

đến 45oC/15 phút, sau đó tiếp tục tăng nhiệt độ lên 65o

C/35-40 phút Tiếp đó làm lạnh đến 45oC/10 phút và làm lạnh dần đến 100C Trong quá trình làm lạnh,

Trang 35

221

không nên làm lạnh quá nhanh để tránh vỡ ở chai do chênh lệch nhiều về nhiệt

độ

Nước giải khát đóng chai và thanh trùng như trên có thể bảo quản từ 2 đến

3 tháng, thậm chí hàng năm cũng không ảnh hưởng xấu đến chất lượng Nếu khi

pha chế và điều chỉnh cuối cùng có thêm sirô quả và bảo đảm kín hoàn toàn thì

chất lượng nước giải khát lên men sẽ tăng cùng với thời gian bảo quản, hương vị

sẽ thơm và dịu hơn (Nguyễn Đình Thưởng, 1986)

2.7.8 Một số loại nước giải khát lên men trên thế giới một số sản phẩm

từ thanh long hoặc sản phẩm trái cây lên men

Ở châu Á

- Sake: Sản xuất tại Nhật Bản làm từ gạo được lên men bởi Amylomyces

rouxii (hoặc Aspergilus oryzae) với một nồng độ rượu thấp

- Các loại nước giải khát lên men tương tự được sản xuất tại Thái Lan với

tên gọi là Sato, tại Philippin với tên gọi Binuburan, tại Hàn Quốc với tên gọi

Yakju

- Loại nước giải khát lên men Ragi của Indonesia cũng được làm từ gạo và

được lên men bởi Amylomyces rouxii, hoặc Mucor circinelloides (Ekundayo,

1980)

Ở châu Phi

- Kaffir: được làm do những người Bantous ở miền Nam Châu Phi dùng

hạt bo bo lên men nhờ Aspergilus flavus, Amylomyces rouxii và một vài nấm men

có sẵn trên các hạt của cây bo bo

- Dạng bia Burukutu ở Nigeria, Bénin và Ghana thì cũng làm tương tự

như vậy Pito là một dạng nước lên men được làm ở Nigeria và Ghana bằng cách

cho lên men hỗn hợp bắp và bo bo nhờ vào nhiều loại nấm men khác nhau, đáng

kể nhất là các loại: Rhizopus oryzae, Aspergillus flavus, Penicillium funiculosum,

P citrinum ở giai đoạn đầu của sự lên men, sau đó vào cuối giai đoạn lên men thì

các loại như: Geotrichum Candidum, A.versicolor, Penicillium simplicissimum

và P purpurrogenum giữ vai trò chủ yếu

Trang 36

231

- Sự lên men bắp hoặc kê kê đã tạo ra một loại nước giải khát có tên là

Ogi ở Nigeria, Akasa và Kenkey ở Ghana Gari sản xuất ở miền nam Nigieria từ

bột khoai mì được lên men do loại nấm Georichum (Morceau, 1989)

2.7.9 Yêu cầu về chất lượng vi sinh đối với nước giải khát lên men

Đối với bia và các loại nước giải khát có độ cồn thấp, theo TCVN

5042-1994 yêu cầu về chất lượng vi sinh được quy định như sau:

Bảng 2.5 Yêu cầu về chất lượng vi sinh đối với nước giải khát lên men và bia

5 Nấm men- mốc (tế bào/ml) <102 Không được có

6 Staphyllococus aureus Không được có

2.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển

Thanh long (Tường Liên) có nguồn gốc trong các rừng tự nhiên của

Nicaragoa, Mêhicô, Columbia (Nam Mỹ) Sau được lan dần sang các nước khác

ở Châu Phi như Madagasca, Srilanka và các châu khác

Người Pháp gọi thanh long là Oeil de Dragon Người Anh gọi là Dragon

fruit, Green dragon hoặc Night blooming Cereus

Ở Việt Nam, thanh long được du nhập từ thời Pháp thuộc, được trồng đầu

tiên ở Nha Trang và Phan Thiết cách nay khoảng 30 năm Sau khi Xí nghiệp chế

biến rau quả xuất khẩu TP.HCM thu mua và đem giới thiệu trái thanh long ra thị

trường nước ngoài, thì phong trào trồng thanh long phát triển mạnh ở Phan Rang,

Phan Thiết, Buôn Ma Thuột, cho đến các tỉnh đồng bằng sông Cửu long như:

Tiền Giang (huyện Chợ Gạo), Long An (huyện Châu Thành) và TP.HCM (Lê

Minh Xuân, Phạm Văn Hai, huyện Bình Chánh)… (Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, 1999)

2.1.2 Các giống thanh long chủ yếu hiện nay ở Việt Nam

Formatted: French (France)

Trang 37

241

Ở Việt Nam, thanh long chưa phong phú về giống và chủng loại, phổ biến

nhất vẫn là giống thanh long ruột trắng

Những năm gần đây, nước ta đã và đang phát triển thêm hai giống thanh

long mới ở khu vực phía Nam: thanh long ruột đỏ và thanh long ruột vàng Cả

hai giống này đều có khả năng ra hoa quanh năm, số lượng hoa nhiều hơn giống

thanh long ruột trắng nhưng khả năng đậu trái kém hơn

Theo Võ Hữu Thoại và Nguyễn Minh Châu (1999) (trích dẫn bởi Cao Thị

Phương Quyên, 2002), các giống thanh long ở Việt Nam có đặc điểm như sau:

Thanh long ruột trắng: có quả khá to, trọng lượng trung bình 300 – 600

gam, vỏ màu hồng hoặc đỏ sẫm, vỏ quả có những vảy dài màu xanh phân bố đều

khắp được gọi là tai Thịt quả là một khối trắng như thạch có rất nhiều hạt đen, li

ti rải rác Quả khá ngọt, ít chua, cho năng suất cao

Thanh long ruột đỏ: có cành sinh trưởng mạnh, trái hơi dài, kích thước trái

trung bình, vỏ trái nhiều tai, thịt trái có màu đỏ đậm và hơi mềm, lấm tấm hạt

đen, vỏ trái dày đến 3 – 3,2 mm

Thanh long ruột vàng: có cành sinh trưởng mạnh hơn thanh long ruột đỏ,

trái có dạng tròn, kích thước trung bình, vỏ có nhiều tai, thịt trái màu trắng ngà,

hạt nhiều và to, vỏ có độ dày từ 3,5 – 5 mm

2.2 Đặc điểm thực vật học

2.2.1 Rễ cây

Có 2 loại rễ: địa sinh và khí sinh

Rễ địa sinh: phát triển từ phần lõi ở gốc hom Sau khi đặt hom từ 10-20

ngày thì từ gốc hom xuất hiện các rễ tơ màu trắng, số lượng rễ tăng dần và kích

thước của chúng cũng tăng dần theo tuổi cây, những rễ lớn đạt đường kính từ

1-2cm Rễ địa sinh có nhiệm vụ bám vào đất và hút các chất dinh dưỡng nuôi cây

Rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt (0 – 30cm)

Rễ khí sinh: mọc dọc theo thân cây phần trên không, bám vào cây chống

để giúp cây leo lên giá đỡ Những rễ khí sinh nằm gần đất sẽ đi dần xuống đất

(Nguyễn Văn Kế, 1997)

2.2.2 Thân cành Formatted: Indent: Left: 0.51"

Trang 38

251

Thân, cành trườn bò trên trụ đỡ, có 3 cánh dẹp, xanh, hiếm khi có 4 cánh,

ở các nước khác có thể có 3, 4, 5 cánh

Tiết diện ngang cho thấy có 2 phần: bên ngoài là nhu mô chứa diệp lục,

bên trong là lõi cứng hình trụ

Mỗi cánh chia ra làm nhiều thùy có chiều dài 3 - 4cm Đáy mỗi thùy có từ

3 - 5 gai ngắn

2.2.3 Hoa

Thanh Long có hoa to, dài khoảng 25 - 30cm, nở về đêm, thường nở tập

trung vào khoảng 19 - 20 giờ đêm và khép lại vào buổi sáng, mỗi hoa chỉ nở kéo

dài trong một đêm

Hoa lưỡng tính có nhiều nhị đực có vòi nhị dài và nhụy cái dài 20 - 24cm,

đường kính 5 - 8mm có mang rất nhiều núm Nhiều lá đài và cánh hoa dính nhau

thành ống

Hoa tự thụ phấn không qua môi giới của gió hay côn trùng Ra hoa và kết

trái phân bổ từng chu kỳ

 Xuất hiện mầm hoa: 15 -16 ngày

 Nở hoa: 3 - 5 ngày

 Từ hoa đến quả chín:30–35 ngày

Hình 2.1: Hoa thanh long

2.2.4 Quả

Sau khi hoa thụ sẽ phát triển thành quả, trong 10 ngày đầu tốc độ tương

đối chậm sau đó tăng rất nhanh về cả kích thước lẫn trọng lượng

Quả thanh long hình bầu dục Khi còn non vỏ quả có màu xanh, khi chín

chuyển sang màu đỏ, trên lớp vỏ mỏng có những phiến hoa còn lại thường gọi là

Formatted: Centered

Formatted: Font color: Black Formatted: Centered Formatted: Indent: Left: 0.51"

Trang 39

261

tai trái và có màu xanh, thịt trái thanh long phổ biến có màu trắng trong, hoặc

màu trắng ngà (đối với thanh long ruột vàng), hoặc màu đỏ (đối với thanh long

ruột đỏ), thịt quả có nhiều hạt màu đen nhỏ hơn hạt mè

Quả thanh long có rất nhiều chất nhầy và pectin

Kích thước quả thanh long thâm canh có chiều dài phổ biến khoảng 12,5 -

16cm, đường kính 9 -13cm, trọng lượng trung bình 250 - 700g/quả (Sở Nông

Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn tỉnh Bình Thuận, 2002)

Ruột trắng Ruột vàng Ruột đỏ

Hình 2.2: Quả thanh long

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long ở Bình Thuận

Cây thanh long được trồng ở địa bàn Bình Thuận cách đây đã lâu nhưng

thực sự được đưa lên hàng hóa và có ý nghĩa với cộng đồng dân cư vào những

năm 1989 – 1999 tới nay Hiện nay, Bình Thuận là tỉnh sản xuất thanh long lớn

nhất cả nước

Là một cây thuộc họ chịu hạn khá, sinh trưởng phát triển tốt phù hợp với

điều kiện khí hậu, đất đai Bình Thuận, không kén đất lại nhanh cho thu hoạch chỉ

sau một năm trồng (thời gian xây dựng cơ bản ngắn) có thể cho năng xuất quả

tươi cao: 150 tạ/ha, đối với những vườn thâm canh năng xuất có thể đạt 250 –

300 tạ/ha Chúng là cây chịu ảnh hưởng của quang kỳ vì vậy có thể điều khiển

cây ra hoa trái vụ bằng cách sử dụng ánh sáng đèn

Tình hình phân bổ diện tích, năng xuất và sản lượng cây thanh long ở

Bình Thuận được trình bày qua các Bảng 2.1; 2.2; 2.3; 2.4

Trang 40

271

Bảng 2.1: Hiện trạng và quy hoạch cây thanh long tỉnh Bình Thuận giai

Diện tích trồng mới (ha)

Diện tích thu hoạch (ha)

Năng xuất trên diện tích thu hoạch (tạ/ha)

Sản lƣợng thu hoạch (tấn)

Định dạng
Số trang	152
Dung lượng	1,79 MB

nghiên cứu thử nghiệm chế biến nước ép thanh long lên men

Đặc điểm thực vật học

Những nghiên cứu về quả thanhlong