nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải

i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm của trường đại học Nha Trang, mặc dù điều kiện phòng thí nghiệm còn nhiều khó khăn nhưng được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô cùng các bạn, và với những kiến thức tích lũy được em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Với lòng biết ơn sâu sắc, tốt đề tài này. Quý thầy cô khoa chế biến, trường đại học em xin cảm ơn: Cô Đặng Thị Thu Hương đã tận tình giúp đỡ em thực hiện Nha Trang đã dạy bảo em trong suốt những năm học qua. Cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Nha Trang, tháng 07 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Vương Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ĐẦU viii 1. Lý do chọn đề tài viii 2. Ý nghĩa khoa học ix 3. Nội dung nghiên cứu ix CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1.1. TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VANG 2 1.1.1. Lịch sử rượu vang 2 1.1.2. Giới thiệu chung về rượu vang 3 1.1.3. Thành phần của rượu vang 4 1.1.3.1. Cồn 4 1.1.3.2. Đường 5 1.1.3.3. Axit 5 1.1.3.4. Tro và các muối khoáng 6 1.1.3.5. Chất gây mùi thơm 6 1.1.3.6. Vitamin 6 1.1.3.7. Polyphenol 7 1.1.4. Nguyên liệu sản xuất rượu vang 7 1.1.5. Một số “bệnh” rượu vang và cách xử l ý 8 1.1.5.1. Vang dính 8 1.1.5.2. Rượu bị chua lactic 8 1.1.5.3. Rượu đắng 8 1.1.5.4. Rượu bị chua giấm 9 1.1.5.5. Vang bị đục 9 1.2. TỔNG QUAN VỀ XƯƠNG RỒNG 9 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. iii 1.2.1. Giới thiệu chung về xương rồng 9 1.2.2. Thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 10 1.2.3. Công dụng của quả xương rồng bàn chải 10 1.3. NẤM MEN DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG 11 1.3.1. Hình dáng và kích thước nấm men 11 1.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men 12 1.3.3. Các quá trình sinh lý của tế bào nấm men 13 1.3.3.1. Sinh dưỡng của nấm men 13 1.3.3.2. Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men13 1.3.3.3. Quá trình sinh trưởng và phát triển 14 1.3.4. Các hình thức hô hấp của nấm men 15 1.3.5. Giống men 16 1.3.5.1. Men tự nhiên 16 1.3.5.2. Men nhân tạo 16 a. Men ống 16 b. Men bánh 17 1.4. QUÁ TRÌNH LÊN MEN 17 1.4.1. Bản chất của quá trình lên men 17 1.4.2. Cơ chế của quá trình lên men 19 1.4.3. Các giai đoạn lên men rượu vang 22 1.4.3.1. Giai đoạn hình thành rượu 22 1.4.3.2. Giai đoạn phát triển 22 1.4.3.3. Giai đoạn vang “chín” 23 1.4.4. Theo dõi quá trình lên men qua các chỉ tiêu sau 23 1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện hoạt động của nấm men 24 1.4.5.1. Ảnh hưởng của oxi 24 1.4.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 24 1.4.5.3. Ảnh hưởng của đường, đạm, muối khoáng và pH nước quả 25 a. Đường 25 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. iv b. Đạm 25 c. Muối khoáng 25 d. Độ pH 25 e. Chất kích thích men 26 1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUẢ XƯƠNG RỒNG 26 1.5.1. Trên thế giới 26 1.5.2. Trong nước 27 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 29 2.1.1. Nguyên liệu chính 29 2.1.2. Nguyên liệu phụ và hóa chất 29 2.1.2.1. Nấm men 29 2.1.2.2. Đường 29 2.1.2.3. Axit citric 30 2.1.2.4. Enzyme pectinase 30 2.1.3. Các thiết bị và dụng cụ dùng trong phòng thí nghiệm 30 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.2.1. Quy trình dự kiến 31 2.2.2. Nội dung nghiên cứu 32 2.2.3. Bố trí thí nghiệm 32 2.2.3.1. Nuôi tăng sinh nấm men 32 2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa cho công đoạn lên men ethanol 33 2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme pectinase thích hợp 36 2.2.4. Các phương pháp phân tích 36 2.2.4.1. Xác định các thành phần hóa học của xương rồng bàn chải 36 2.2.4.2. Phương pháp phân tích xác định độ rượu của dịch lên men bằng phương pháp bình tỷ trọng 37 2.2.4.3. Đếm số lượng tế bào nấm men bằng buồng đếm Thomas 37 2.2.4.4. Xử lý số liệu bằng phần mềm Design-Expert 8.0.2 38 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. v 2.2.4.5. Phương pháp phân tích đánh giá cảm quan cho sản phẩm theo TCVN 32 – 1579 38 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 44 3.2. Kết quả nuôi tăng sinh nấm men 45 3.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn lên men ethanol 45 3.4. Kết quả đánh giá cảm quan rượu sau khi lên men ethanol 49 3.5. Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ enzyme pectinase để làm trong rượu bằng cách đánh giá các chỉ tiêu cảm quan của rượu thành phẩm 50 3.6. Đề xuất qui trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải 51 3.7. Bao bì và giá thành sản phẩm ở qui mô phòng thí nghiệm 53 KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 54 1. Kết luận 54 2. Đề xuất ý kiến 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan về độ trong và màu sắc của rượu vang xương rồng bàn chải 39 Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan về mùi của vang xương rồng bàn chải 40 Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan về vị của vang xương rồng bàn chải 41 Bảng 2.4: Bảng điểm chung phân cấp chất lượng sản phẩm rượu vang theo cảm quan 42 Bảng 3.1: Bảng thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 44 Bảng 3.2: Các thông số đầu vào và đầu ra của điểm tối ưu 47 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Rượu vang 3 Hình 1.2: Quả xương rồng 9 Hình 1.3: Nấm men Saccharomyces cerevisae 12 Hình 1.4: Sơ đồ chuyển hóa Embden – Meyerhol – Parnas 20 Hình 2.1: Quả xương rồng bàn chải 29 Hình 2.2: Nấm men Saccharomyces cerevisiae 29 Hình 2.3: Đường cát trắng Biên Hòa 29 Hình 2.4: Axit citric 30 Hình 2.5: Enzyme pectinase 30 Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện số lượng tế bào nấm men qua thời gian nhân giống. 45 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn độ cồn theo pH và nồng độ đường 46 Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn điểm cảm quan các mẫu sản phẩm rượu vang xương rồng sau khi lên men ethanol 49 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn tổng điểm cảm quan các mẫu sản phẩm theo tỷ lệ enzyme pectinase bổ sung 50 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. viii MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa với nhiều loại rau quả có chất lượng cao. Tuy nhiên, các loại rau quả thường theo một mùa vụ nhất định trong năm vì vậy trong các mùa trái vụ thường giá khá cao, ngược lại ở vụ mùa thì lại rất thấp hay đôi khi lại không tiêu thụ được. Vì vậy việc nghiên cứu để bảo quản nguyên liệu hay chế biến thành các sản phẩm ở dạng khác nhau để có thể giữ được trong thời gian dài là một vấn đề đã và đang được thực hiện. Sản xuất rượu vang cũng là một cách chế biến sản phẩm và giữ được trong thời gian rất lâu. Với xu thế hiện nay, rượu vang cũng là một nguồn thực phẩm đang được người tiêu dùng sử dụng ngày càng nhiều. Để góp phần làm phong phú thêm thị trường rượu vang, việc nghiên cứu các sản phẩm rượu vang từ quả có giá trị dược học cao là vấn đề cần phải được quan tâm. Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội thì ngành công nghiệp sản xuất rượu vang cũng phát triển mạnh mẽ. Với xu hướng của thời đại, các sản phẩm rượu vang được làm từ các nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, như các quả vừa có giá trị dinh dưỡng cao vừa có giá trị dược học ngày càng được ưa chuộng. Quả xương rồng bàn chải đã có ở Phú Yên từ lâu nhưng người dân ở đây chỉ sử dụng cây trồng để làm hàng rào chứ không dùng vào mục đích như là một loại thực phẩm, bởi vì có thể người dân nơi này chưa biết đến những lợi ích mà cây này mang lại như: - Hạ đường trong máu. - Cải thiện cholesterol xấu. - Hạ huyết áp. - Giảm cân do bài tiết chất béo. - Ngăn ngừa bệnh tim mạch. - Giải độc của cơ thể. Người dân nơi này không quen dùng quả xương rồng bàn chải như một loại thực phẩm. Vì vậy để người dân quen dần với loại quả này thì nên đưa ra một Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ix loại sản phẩm nào đó để mọi người dễ sử dụng mà biết đến công dụng và lợi ích mà chính loại nguyên liệu này mang lại như nước giải khát hay rượu vang. Điều đáng nói là hiện nay rượu vang là một loại sản phẩm sử dụng rất nhiều trong đời sống như các buổi tiệc cưới hỏi, sinh nhật, … nên dễ đưa mọi người biết đến sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng. Nhưng trên thị trường chưa có sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng bàn chải cho nên sản xuất rượu vang từ nguyên liệu này tạo ra mặt hàng mới làm phong phú và đa dạng mặt hàng rượu vang, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước và tiến tới nâng cao chất lượng để xuất khẩu. Ngoài ra còn tăng thu nhập và cải thiện đời sống cho người nông dân trồng loại cây này, mà còn giải quyết công ăn việc làm cho người dân nơi đạt nhà máy sản xuất với quy mô sản xuất lớn. 2. Ý nghĩa khoa học Đưa ra được quy trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải với các thông số thích hợp. 3. Nội dung nghiên cứu - Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu chính: pH, nồng độ chất hòa tan, khoáng, hàm lượng ẩm. - Nuôi tăng sinh nấm men và đếm số lượng tế bào nấm men. - Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn lên men: Nồng độ đường, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men. - Nghiên cứu xác định tỷ lệ bổ sung enzyme pectinase để làm trong. - Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất vang từ quả xương rồng bàn chải. - Sơ bộ tính giá thành. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. [...]... evaluation only 4 Rượu vang cũng có nhiều loại Nếu dựa vào hàm lượng đường còn lại sau khi lên men người ta chia ra: * Phân loại theo độ ngọt + Rượu vang khô + Rượu vang bán ngọt + Rượu vang ngọt * Phân loại theo lượng CO2 + Rượu vang không có gas + Rượu vang có gas: 2 loại - Rượu vang có gas tự nhiên: Champagne - Rượu vang có gas nhân tạo: Carbonated wine * Phân loại theo màu + Rượu vang trắng: Chablis,... bệnh da - Nước Mexico đã sản xuất ra nước giải khát nopalea và lên men rượu từ quả xương rồng bàn chải - Pectin và chất nhày của quả xương rồng bàn chải có lợi cho hệ tiêu hóa, hoa được dùng để trị tiêu chảy, đau bụng, các triệu chứng khó chịu đường ruột và chống ung loét bao tử đã được nghiên cứu tại Messina-Ý (Journal of Ethnopharmacology Số 76-Jan 2001) - Dịch chiết từ quả bằng ethanol cho thấy... nói đến vang tức là chỉ “các sản phẩm lên men, không qua chưng cất đi từ dịch quả nho nguyên chất” Việc tuân theo chính xác định nghĩa này giúp cho việc phân loại rượu vang và đánh giá chất lượng rượu Nhưng hiện nay trên thế giới người ta đã chấp nhận dùng từ vang cho tất cả các sản phẩm lên men không qua chưng cất từ dịch quả Nghĩa là có thể sản xuất vang từ bất kì loại quả gì có khả năng cho dịch... liệu từ các chất hữu cơ trong nước quả Những vitamin khác thì men không tự tổng hợp được mà không có sẵn trong nước quả thì men ngừng hoạt động 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUẢ XƯƠNG RỒNG [15], [16], [17], [21] 1.5.1 Trên thế giới - Chủ đề của nghiên cứu thử nghiệm máu cholesterol tài trợ của American Heart Association Các nghiên cứu khoa học đã được tiến hành trên những đặc tính kháng virus của xương rồng. .. thành phần tanin trong rượu và một số dạng kết tủa khác - Cách xử lý: Chọn nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất có thành phần sắt hoặc đồng Thanh trùng ở nhiệt độ 70 ÷ 800C rồi lọc kĩ Hạn chế sự tiếp xúc với O2 1.2 TỔNG QUAN VỀ XƯƠNG RỒNG 1.2.1 Giới thiệu chung về xương rồng [20] Quả xương rồng bàn chải có tên khoa học là Opuntia cochenillifera Hệ thống phân loại của xương rồng bàn chải được phân loại... polyphenol trong rượu vang gồm có: + Axit phenol như axit penzoic, axit xinamic + Flavon làm cho rượu có màu vàng + Antoxian làm cho rượu có màu đỏ + Tanin dễ kết bông với protein trong nước quả, cũng dễ oxi hóa làm cho màu rượu vang tối lại Vai trò của các polyphenol: tạo màu, vị chát cho vang và còn kéo dài thời gian bảo quản do bản thân nó là chất kháng khuẩn 1.1.4 Nguyên liệu sản xuất rượu vang [7], [5]... lên men xong, gạn lọc và ổn định rượu, không được phép cho thêm bất cứ chất gì để đảm bảo Hình 1.1: Rượu vang tính chất tự nhiên của sản phẩm Rượu vang là loại rượu chủ yếu trên thế giới: độ cồn trung bình, không quá nhẹ như bia, không quá nặng như rượu trắng Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các rượu khác Rượu trắng thì chỉ có cồn, rượu lique tuy có thêm ít đường,... rất ít nấm men trên vỏ quả thì khi sản xuất rượu vang nhất thiết phải bổ sung men giống vào Sau nhiều năm nghiên cứu người ta khẳng định khi lên men rượu vang có thể dùng men ống (phòng thí nghiệm) hoặc men bánh đều cho ra rượu vang ngon a Men ống Sở dĩ gọi men ống vì giữ trong ống nghiệm, men ở dạng tiềm sinh trên môi trường thạch Đó là những dòng hoặc hỗn hợp dòng được phân lập từ men bánh ra hoặc ở... Giai đoạn vang “chín” Sau giai đoạn hai, rượu non” đã ổn định thành phần nhưng rượu vẫn còn “sống” nên phải áp dụng một số biện pháp kỹ thuật để làm tăng chất lượng của rượu, để rượu được “chín” Trong thời gian chuyển từ rượu vang “sống” sang rượu vang chín đã xảy ra rất nhiều biến đổi sinh hóa phức tạp để chuyển từ rượu ít ngọt, ít thơm có vị chua lấn át, có vị đắng của CO2, của aldehyt sang rượu chín... Giới thiệu chung về rượu vang [14] Rượu vang là một loại rượu chế từ nước quả, do lên men tự nhiên mà tạo nên Chế biến rượu vang là một phương pháp đặc biệt: ép nước quả, sử dụng một loại vi sinh vật (men) để biến nước quả thành một dung dịch đồ uống trong có nhiều chất hữu cơ và vô cơ phức tạp Ngoài nước ra, thành phần chủ yếu trong dung dịch này là cồn etylic nên gọi là rượu vang Sau khi đã lên men . quan của rượu thành phẩm 50 3.6. Đề xuất qui trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải 51 3.7. Bao bì và giá thành sản phẩm ở qui mô phòng thí nghiệm 53 KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 54. và màu sắc của rượu vang xương rồng bàn chải 39 Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan về mùi của vang xương rồng bàn chải 40 Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan về vị của vang xương rồng bàn chải 41 Bảng. trường chưa có sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng bàn chải cho nên sản xuất rượu vang từ nguyên liệu này tạo ra mặt hàng mới làm phong phú và đa dạng mặt hàng rượu vang, đáp ứng được nhu cầu