Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu thử nghiệm sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp lên men truyền thống

Rượu vang là một loại rượu được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây và không qua chưng cất.. Trước thực trạng đó, được sự cho phép của nhà trường và khoa chế biến, dướ

đã hết sức tạo điều kiện trong quá trình tôi nghiên cứu Đặc biệt, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới Th.S Nguyễn Hữu Nghĩa đã hướng dẫn nhiệt tình để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Nha Trang, tháng 6 năm 2009

Giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Hữu Nghĩa

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN……… i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……….ii

MỤC LỤC………iii

DANH MỤC CÁC BẢNG……… v

DANH MỤC CÁC HÌNH……… vi

LỜI MỞ ĐẦU……… 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về rượu vang……… 3

1.2 Tổng quan về quả dừa 1.2.1 Giới thiệu về cây dừa……… 23

1.2.2 Nước dừa……….25

1.2.3 Công dụng của nước dừa và cơm dừa……….28

1.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài……….31

1.4 Mục tiêu nghiên cứu ……… 32

1.5 Tính cấp thiết của đề tài……….32

1.6 Ý nghĩa và khả năng ứng dụng của đề tài……… 33

1.7 Nội dung nghiên cứu……… 33

CHƯƠNG 2 : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Vật liệu chính……… 34

2.1.2 Vật liệu phụ……….34

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Quy trình dự kiến sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp

truyền thống………36

2.2.2 Các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu……… 36

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm……… 37

2.2.4 Phương pháp phân tích kiểm nghiệm……….42

CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả của các thí nghiệm 3.1.1 Kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng đường thích hợp………….43

3.1.2 Kết quả nghiên cứu xác định pH thích hợp………46

3.1.3 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ nếp cái thích hợp……….….49

3.1.4 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ bánh men thích hợp……… 52

3.1.5 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp………….54

3.2 Kết quả phân tích vi sinh của sản phẩm……….58

3.3 Biến đổi của rượu trái dừa trong quá trình bảo quản……….58

CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.1 Kết luận 4.1.1 Quy trình sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp lên men truyền thống……… ………59

4.1.2 Sơ bộ tính giá thành sản phẩm……… ……… 61

4.2 Đề xuất ý kiến ……… 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 – Hàm lượng các thành phần có trong 1 lít rượu vang……….5

Bảng 1.2 - So sánh thành phần nước dừa……….24

Bảng 1.3 - Thành phần trái dừa………25

Bảng 1.4 – Thành phần hóa học theo % của nước dừa già………26

Bảng 1.5 – Hàm lượng các loại vitamin trong nước dừa………26

Bảng 1.6 - Thành phần các nguyên tố vi lượng trong nước dừa………27

Bảng 4.1 – Sơ bộ tính giá thành cho một đơn vị sản phẩm rượu trái dừa……62

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn theo hàm lượng đường

của dịch quả đem lên men………43 Hình 3.2 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng đường đến mùi

của rượu vang dừa………45 Hình 3.3 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng đường đến vị

của rượu vang dừa………45 Hình 3.4 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn của rượu vang dừa

theo pH của dịch quả đem lên men……….46 Hình 3.5 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH dịch quả đến mùi

của rượu vang dừa……… 47 Hình 3.6 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH dịch quả đến vị

của rượu vang dừa………48 Hình 3.7 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nếp cái đến độ cồn

của rượu vang dừa………49 Hình 3.8 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nếp cái đến mùi

của rượu vang dừa……… 50 Hình 3.9 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nếp cái đến vị

của rượu vang dừa………51 Hình 3.10 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ bánh men

đến độ cồn của rượu vang dừa……….52

Hình 3.11 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ bánh men

đến mùi của rượu vang dừa……….53 Hình 3.12 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ bánh men

đến vị của rượu vang dừa……… 54 Hình 3.13 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn của rượu vang dừa

theo thời gian lên men………55 Hình 3.14 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men

đến độ trong và màu sắc của rượu vang dừa……… 56 Hình 3.15 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men

đến mùi của rượu vang dừa……… 57 Hình 3.16 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men

đến vị của rượu vang dừa……… 57

LỜI MỞ ĐẦU

Rượu là loại đồ uống đã có từ hàng ngàn năm nay Lịch sử của nó gắn liền với

sự phát triển chung của văn hóa ẩm thực của loài người Trong bữa ăn hàng ngày, vào những dịp lễ tết hay gặp mặt người thân, bạn bè, rượu làm tăng thêm cảm giác

ấm cúng, vui vẻ, khiến mọi người có cảm giác thân thiện, gần nhau hơn Vì thế mà rượu luôn có một vị trí quan trọng trong văn hóa ẩm thực của người dân Việt Nam, cũng như mọi dân tộc khác trên toàn thế giới Đông y còn xem rượu là một vị thuốc

có tính ấm, vị ngọt, có tác dụng giải nhiệt và dẫn thuốc

Rượu vang là một loại rượu được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây và không qua chưng cất Do có độ cồn khá thấp và được chế biến từ nhiều loại trái cây khác nhau, nên rượu vang thích hợp cho nhiều người và giá trị dinh dưỡng của rượu vang cũng cao hơn các loại rượu thông thường Hiện nay, do công nghệ sản xuất tiên tiến nên nguyên liệu sản xuất rượu vang ngày càng đa dạng

và phong phú hơn

Dừa là một trong những loại trái cây đặc trưng cho những nước có khí hậu nhiệt đới Ở Việt Nam, dừa được trồng nhiều ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ Những năm trước, dừa đã từng bị mang tiếng xấu là loại trái cây có hại cho tim mạch, vì dầu dừa chứa nhiều acid béo bão hòa Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng: dầu dừa và nước dừa không chỉ tốt cho tim mạch, mà còn có rất nhiều tác dụng đối với sức khỏe của con người Mặc dù vậy, các sản phẩm chế biến từ trái dừa vẫn còn khá đơn điệu, giá trị sử dụng chưa cao và chưa tận dụng hết những công dụng và tiềm năng to lớn của cây dừa Ở nước ta và một số nước nhiệt đới khác đã xuất hiện sản phẩm rượu vang được chế biến từ nước dừa Sản phẩm này mới lạ, giá trị dinh dưỡng tốt và đã có chỗ đứng nhất định trên thị trường Tuy vậy, nó vẫn chưa tận dụng tối đa các thành phần của trái dừa và chưa gây được ấn tượng mạnh với người tiêu dùng

Trước thực trạng đó, được sự cho phép của nhà trường và khoa chế biến, dưới

sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hữu Nghĩa, tôi đã quyết định thực hiện đề tài:

“nghiên cứu thử nghiệm sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp lên men truyền thống”; với mục đích tạo ra một sản phẩm rượu vang độc đáo, có giá trị dinh dưỡng cao, tận dụng tối đa các thành phần của trái dừa, an toàn cho người sử dụng và thân thiện với môi trường Đề tài gồm những nội dung chính sau:

 Chương 1: Tổng quan

 Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

 Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

 Chương 4: Kết luận và đề xuất ý kiến

Do bước đầu làm quen với việc nghiên cứu, thời gian có hạn và tài liệu nghiên cứu không nhiều, nên đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo của quý thầy cô giáo, cũng như những ý kiến đóng góp của bạn đọc, với sự trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về rượu vang

1.1.1 Lịch sử và sự phát triển của rượu vang

Rượu vang là loại đồ uống có cồn, được sản xuất bằng phương pháp lên men

từ các loại trái cây không qua chưng cất và nhờ tác nhân nấm men (quá trình lên men một giai đoạn) hoặc nấm men và vi khuẩn lactic (quá trình lên men hai giai đoạn)

Rượu vang không phải là sản phẩm sáng tạo của con người Khi chứa nho trong các thùng sau khi thu hoạch, thì rất tình cờ sau một thời gian, người ta thu được một loại dịch có cồn, khi uống có vị ngọt và cay cay, tạo cảm giác hưng phấn Theo một số nghiên cứu, người ta đã chứng minh được việc trồng nho ở diện rộng

đã xuất hiện cách đây khoảng 7000 đến 5000 năm trước Công nguyên Như vậy rượu vang nho cũng có thể ra đời trong khoảng thời gian đó

Nguồn gốc của từ “vang” là từ “vigne”, tức là nho Vì thế trước đây khi nói đến vang tức là chỉ các sản phẩm lên men, không qua chưng cất, đi từ dịch quả nho nguyên chất (không bổ sung bất kỳ chất gì, kể cả đường và acide) Tuy nhiên theo thời gian, định nghĩa này đã không còn chính xác nữa, do người ta đã làm được rượu từ nhiều loại trái cây khác ngoài nho Do đó hiện nay người ta đã chấp nhận dùng từ “vang” cho tất cả các sản phẩm lên men không qua chưng cất từ dịch quả nói chung

Cùng với sự phát triển của loài người và của khoa học công nghệ, rượu vang ngày càng phát triển về chất lượng, chủng loại và thị trường tiêu dùng Cho đến nay, việc sản xuất rượu vang đã trở thành một trong những ngành sản xuất lớn, mang lại

hiệu quả kinh tế cao ở nhiều quốc gia như: Pháp, Italia, Nga, Đức, Bungari, Mỹ, Australia…với tổng sản lượng lên tới gần 30 tỷ lít/ năm

Trước kia, nguồn nguyên liệu để sản xuất rượu vang ở hầu hết các quốc gia chỉ là quả nho chín được thu hoạch từ một số giống nho đã được tuyển chọn kỹ, dành riêng cho sản xuất vang và chỉ được trồng ở một số vùng nhất định Ngày nay,

do sự phát triển của công nghệ sinh học, nhất là các lĩnh vực sinh hoá và vi sinh học, mà nguồn nguyên liệu để sản xuất rượu vang cũng trở nên phong phú hơn, với nhiều loại trái cây khác nhau như: dâu, mơ, chuối, táo, lê, dứa, chôm chôm…

Ở Việt Nam, ngành sản xuất rượu vang mới thật sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX; được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang nho mang nhãn hiệu Thăng Long trên thị trường nội địa

Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới, bốn mùa đều có rất nhiều hoa thơm trái ngọt Do đó nguyên liệu để sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng, vì hầu hết các loại quả đều chứa đường, vitamin, khoáng, acide và không chứa nhiều tanin Tuy nhiên việc chọn lựa nguyên liệu để sản xuất loại rượu vang có chất lượng cao

và giá thành phù hợp với người tiêu dùng thì không hề đơn giản và cũng đang là vấn đề cấp thiết đối với ngành sản xuất rượu vang của Việt Nam Bởi vì nguyên liệu phù hợp phải thoả mãn về thành phần dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ và trữ lượng Đặc biệt nguyên liệu phải phù hợp với công nghệ sản xuất

Trên thực tế cho đến thời điểm này, ở Việt Nam vẫn chưa có một quy trình công nghệ hoàn thiện để có thể sản xuất được những loại rượu vang có chất lượng cao như nhiều quốc gia khác Dù vậy nhưng trong những năm gần đây thì rượu vang đã dần dần được dùng phổ biến hơn trong sinh hoạt hàng ngày của nhân dân, đặc biệt là trong các dịp liên hoan, lễ tết, cưới hỏi…

1.1.2 Thị trường rượu vang trên thế giới và trong nước

Ban đầu rượu vang chủ yếu được tiêu thụ bởi giới quý tộc ở châu Âu Sau đó lan dần sang châu Mỹ và châu Á Hiện nay rượu vang đã phổ biến trên toàn thế giới

và trong mọi thành phần xã hội Tuy nhiên thị trường chủ yếu của rượu vang vẫn là châu Âu và châu Mỹ, do có truyền thống sử dụng rượu vang hàng ngày

Ở Việt Nam, xu hướng sử dụng rượu vang ngày càng tăng nên thị trường ngày càng được mở rộng

1.1.3 Thành phần của rượu vang

Rượu vang là loại rượu được lên men từ quả chín, có độ cồn trung bình và chứa nhiều chất dinh dưỡng Trong thành phần của rượu vang, ngoài nước ra thì còn

có : ethanol, đường, acide, vitamin, khoáng chất và các chất hòa tan khác Hàm lượng các thành phần có trong 1 lít rượu vang như sau:

Bảng 1.1 – Hàm lượng các thành phần có trong 1 lít rượu vang

 Ethanol

Ethanol được hình thành từ quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ nấm men Hàm lượng ethanol trong rượu vang lên men tự nhiên thường đạt 70 ÷

160 cc/l (khoảng 7 ÷ 160) Ethanol là thành phần quan trọng trong rượu vang, vì nhờ

có nó mà làm cho rượu vang khác với các đồ uống khác, rượu vang trở nên mạnh hơn, uống vào gây hiện tượng sinh lý gọi là say Ethanol có mùi thơm, vị hơi ngọt gần giống như đường Do đó những rượu không có đường (rượu trắng) uống vào vẫn có vị ngọt Ethanol cùng với acide bay hơi, đường và nhiều thành phần khác tạo nên mùi vị hấp dẫn đặc trưng của rượu vang

Độ cồn phổ biến của rượu vang là 10 ÷ 120 Dưới 100 thì rượu hơi nhạt, 13 ÷

140 thì độ cồn hơi cao, uống vào chóng say Nếu độ cồn quá thấp thì có thể cho thêm cồn etylic tinh khiết Nhưng nếu không bảo đảm độ tinh khiết thì không nên cho thêm

 Đường

Hàm lượng đường ở vang nho đỏ là 2 ÷ 3 g/l và chỉ ở những loại vang trắng đặc biệt như Basac hay Soterney mới lên tới 70 ÷ 80 g/l Đường trong rượu vang là thành phần còn lại sau lên men Trong đó chủ yếu là glucose, fructose và một lượng nhỏ galactose, ngoài ra còn có các loại đường khác Đặc biệt đường nghịch đảo tạo nên mùi thơm dễ chịu cho rượu vang thành phẩm Thành phần đường còn lại cũng

là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm

Tuỳ theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang sau khi đã lên men, người

ta phân biệt rượu vang khô (< 10 g/l đường), nửa khô (20 ÷ 30 g/l), nửa ngọt (45

÷60 g/l) và ngọt (80 ÷ 110 g/l) Lượng đường khử càng cao thì độ cồn càng cao Độ cồn của rượu khô chỉ khoảng 9 ÷ 110, rượu ngọt thì độ cồn đạt khoảng 12 ÷ 130 và cao hơn nữa

Rượu vang còn nhiều đường khử, đặc biệt khi độ cồn thấp thì rất dễ bị nhiều loại vi khuẩn yếm khí cũng như hiếu khí phá huỷ đường, chuyển thành acide lactic, dấm, làm hỏng mùi vị của rượu vang

 Acide hữu cơ

Đối với người tiêu dùng phương Tây, acide hữu cơ là thành phần quan trọng của rượu vang Tổng lượng acide thường là 4 ÷ 5 g/l làm cho pH của rượu thường đạt từ 2,9 ÷ 3,9 Acide hữu cơ trong rượu vang thường chia làm hai nhóm: nhóm có tác dụng tích cực và nhóm có tác dụng tiêu cực cho rượu vang

Các acide có tác dụng tích cực đến mùi vị của rượu nho bao gồm: tatric (1,5 ÷

4 g/l), malic (0 ÷ 4 g/l), citric (0 ÷ 0,5 g/l), oxalic (0,06 g/l) Chúng còn có tác dụng ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn gây hỏng rượu Tuy nhiên các acide này cũng cần có tỷ lệ cân đối, vì nếu quá cao sẽ làm cho rượu vang có vị không hài hoà Ngoài ra còn một số các acide khác như: acetic, lactic, formic, propionic và butyric, nhưng hàm lượng rất nhỏ Nếu hàm lượng các acide này cao sẽ làm cho rượu vang có mùi vị kém Đặc biệt đối với acide acetic cần lưu ý rằng: trong lên men tự nhiên thường tạo ra 0,4 g/l acetic, vượt quá hàm lượng này sẽ gây ra “bệnh rượu” Nếu hàm lượng acide quá cao sẽ làm cho mùi vị của rượu vang thay đổi đáng kể và không thể uống được Acetic là acide bay hơi, chiếm tỷ lệ khoảng 90% tổng lượng acide bay hơi trong rượu vang

 Chất khoáng

Trong rượu vang chứa nhiều các chất khoáng như: P, S, K, Na, Ca, Mg, Si, Fe,

Mn, Cl, Br, I, Al, Các chất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có thể

ở dạng muối Thành phần khoáng của rượu vang do quả cung cấp, do đó các loại rượu vang khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau Hàm lượng tro trong rượu vang thường từ 1,5 ÷ 3 g/l

Chất khoáng trong rượu vang có vai trò làm tăng giá trị dinh dưỡng và tác dụng chữa bệnh cho con người (CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ kết hợp với

các chất muối khoáng tạo nên các hoạt chất có khả năng phòng và chữa một số bệnh) Đồng thời chất khoáng còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà cho rượu vang; và cùng với các vị ngọt, vị chua, vị chát tạo nên vị hài hòa cho rượu vang

 Vitamin

Nước quả là một loại dịch giàu vitamin, nhưng các vitamin này có thể bị phá hủy trong quá trình lên men rượu vang Vitamin trong rượu vang gồm có vitamin nhóm B, vitamin C, vitamin A và các chất tiền vitamin A Hàm lượng vitamin trong rượu vang phụ thuộc vào mỗi loại quả khác nhau

Hàm lượng các loại vitamin trong rượu vang hầu hết là ít hơn so với nước quả, nhưng cũng có loại nhiều hơn Sở dĩ ít hơn vì nấm men tiêu thụ vitamin trong nước quả trong quá trình sinh trưởng (khả năng tự tổng hợp vitamin của nấm men yếu) Tuy nhiên có loại nhiều hơn là do nấm men tự tổng hợp được các loại vitamin không có trong nước quả; khi nấm men chết, các vitamin này vẫn tồn tại trong rượu vang Ngoài ra, điều kiện cất giữ, bảo quản cũng ảnh hưởng nhiều đến thành phần vitamin trong rượu vang

 Polyphenol

Các polyphenol trong rượu vang gồm có: flavonol, antocyan và tanin Hàm lượng của chúng khác nhau tùy thuộc vào loại vang Ở vang màu thì hàm lượng của các polyphenol bao giờ cũng lớn hơn ở vang trắng Bởi vì các polyphenol do quả cung cấp, hàm lượng các hợp chất này tập trung nhiều trong vỏ quả, trong thịt quả thì ít hơn

Polyphenol có vai trò tạo màu cho rượu vang; trong đó flavonol cho màu vàng, antocyan cho màu đỏ Màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của vang màu Các polyphenol cũng tạo ra vị chát cho rượu vang Vị chát cùng với các vị khác nếu tỷ lệ cân đối, hợp lý sẽ tạo nên vị hài hòa

cho rượu vang Ngoài ra, polyphenol còn có vai trò làm ổn định và kéo dài thời gian bảo quản rượu vang Do các polyphenol (tanin) có khả năng kháng khuẩn mạnh Tuy nhiên tanin lại rất dễ bị oxy hóa, làm cho vang có màu sẫm lại Đây là yếu

tố không tốt cần phải lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi lên men và bảo quản rượu vang sau này Nếu hàm lượng polyphenol cao thì rượu vang sẽ có vị chát mạnh, ảnh hưởng không tốt đến mùi vị của vang thành phẩm Hàm lượng polyphenol cao cũng sẽ ức chế hoạt động của nấm men, kìm hãm khả năng lên men

và do đó làm giảm chất lượng rượu vang Hơn nữa, hàm lượng tanin quá cao sẽ gây kết tủa protein trong nước quả, làm rượu vang bị đục

 Chất gây mùi thơm

Trái cây tươi, đặc biệt là các loại trái cây nhiệt đới như xoài, dứa có mùi rất thơm Mùi thơm này do các chất có nguồn gốc terpen quyết định Tuy nhiên, đại bộ phận các chất này bị phân hủy và bị khí carbonic kéo theo trong quá trình lên men Bên cạnh đó, nấm men cũng sản sinh ra các chất gây mùi thơm, trong đó có cồn cao phân tử và ester của chúng Trong quá trình rượu vang chín còn phát sinh một mùi thơm đặc biệt gọi là bouque, do các chất oxy hóa khử sinh ra, nhưng chỉ ở dạng khử oxy mới thơm Vì vậy bảo quản rượu vang trong bình nút kín không có oxy trong thời gian dài sẽ có mùi thơm Nhưng nếu trong bình có chỗ trống và nút không kín

để oxy lọt vào thì mùi thơm bị phá hủy rất nhanh

1.1.4 Nguyên liệu sản xuất rượu vang

a) Yêu cầu của nguyên liệu

Tất cả các loại quả có chứa đường, protein, vitamin, khoáng, acide hữu cơ

…và không chứa nhiều chất gây độc cho nấm men (chẳng hạn tanin) đều có thể được sử dụng để lên men rượu vang Các loại quả khác nhau thì khi làm rượu vang chỉ khác ở chỗ lên men khó hay dễ, xử lý đơn giản hay phức tạp, thành phần bổ sung khác nhau thế nào và có đạt tiêu chuẩn chất lượng hay không Đồng thời

phải tính đến một số chỉ tiêu kinh tế như giá đắt hay rẻ, chín quanh năm hay có mùa

Các loại quả không chứa nhiều tanin và quá nhiều acide đều có thể dùng cho sản xuất rượu vang Tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần của quả mà có thể điều chỉnh thành phần lên men cho phù hợp Chẳng hạn theo tiêu chuẩn, dịch quả lên men rượu vang phải có nồng độ dịch đường đạt 20 ÷ 220 Brix, độ acide phải cao, đạt pH = 3,5 ÷ 3,8 Trường hợp quả có độ đường thấp phải thêm đường cho đạt nồng độ đường tiêu chuẩn, điều chỉnh về pH thích hợp Ngoài việc điều chỉnh thành phần thì việc xử lý quả trước khi lên men cũng đòi hỏi phải có các kỹ thuật phù hợp cho từng loại nguyên liệu quả

Ngày nay nguyên liệu để sản xuất rượu vang ngày càng đa dạng và phong phú Người ta đã làm ra rượu vang từ các loại quả như : mơ, mận, dứa, xoài, vải, nhãn, chôm chôm, sơ ri, măng cụt, trứng cá,nước dừa …

b) Biện pháp nâng cao chất lượng nước quả

Rất hiếm khi nước quả tự nhiên có thành phần lý tưởng cho lên men rượu vang Ngay đến nho là quả tương đối phù hợp, đã được chọn để chế rượu vang từ lâu, cũng còn phải điều chỉnh một số thành phần để rượu vang thành phẩm đạt được những tiêu chuẩn quy định Dưới đây là một số biện pháp điều chỉnh thành phần nước quả thường dùng trong lên men rượu vang

 Pha loãng

Rượu là một loại đồ uống nên phải có một tỷ lệ nước thích hợp Đối với một

số quả ít nước, chẳng hạn các loại quả một hạt như đào, mận, mơ, xoài, cóc hoặc lạc tiên, mãng cầu thì thêm nước lã là thích hợp Cho thêm nước lã sẽ được nhiều rượu hơn và giá thành cũng hạ xuống, do đó người ta có xu hướng lạm dụng quá nhiều Tuy nhiên pha loãng sẽ làm giảm hàm lượng đường, acide, protein và khoáng chất của dịch quả nên làm giảm chất lượng của rượu Vì vậy người ta phải tính toán

kỹ lưỡng lượng nước cho vào

Để đảm bảo rượu có chất lượng tốt, nên tuân theo những quy tắc pha chế sau đây:

 Không pha thêm nước vào dịch quả đối với nho, dâu, cam, dứa,

 Pha thêm ít nước khoảng 15 ÷ 20 % khối lượng của phần ăn được đối với mãng cầu, xoài, vải

 Pha thêm khoảng 30 % nước đối với mơ, mận, đào, táo, cóc,

Tất nhiên nước lã thêm vào phải là nước tinh khiết, không có muối hòa tan để tránh ảnh hưởng tới chất lượng sinh hóa của nước quả

 Thêm đường

Đường là một trong những thành phần quan trọng nhất của nước quả Dưới tác dụng của nấm men, đường chuyển hóa thành cồn etylic Nước quả càng nhiều đường thì độ cồn của rượu vang càng cao Vì vậy ngay cả đối với rượu vang nho thì cũng được phép thêm đường theo một tỷ lệ nhất định, tùy thuộc vùng và năm sản xuất

 Điều chỉnh độ chua

Acide hữu cơ cũng là một thành phần quan trọng của nước quả Do đó khi lên men rượu vang, đồng thời với đường, cần biết rõ thành phần và hàm lượng acide trong nước quả Nếu không có một lượng acide tối thiểu thì rượu sẽ lạt vì thiếu chua Ngoài ra, hàm lượng acide còn ảnh hưởng tới độ pH, tác động trực tiếp đến hoạt động của hệ vi sinh vật Thí dụ các loại khuẩn hại làm hỏng rượu hoạt động

mạnh ở pH cao hơn 3,5 nhưng yếu ở pH thấp hơn 3,5 Nấm men Saccharomyces

hoạt động mạnh ở khoảng pH = 3,5 ÷ 4, nhưng ở pH = 3 ÷ 3,5 vẫn hoạt động bình thường Giữ pH trong giới hạn 3 ÷ 3,5 là để ức chế hoạt động của khuẩn hại, không phải vì để thuận lợi hơn cho nấm men

Có thể điều chỉnh độ chua bằng cách: Nếu pH cao (độ chua thấp) thì cho thêm một lượng acide không độc hại, chẳng hạn như acide citric, acide tatric Nếu pH

thấp (độ chua cao), có thể trung hòa acide bằng kali tatrate trung tính hoặc canxi carbonate

Một biện pháp đơn giản để điều chỉnh độ chua là trộn những quả chín (độ chua thấp) với những quả xanh (độ chua cao) theo một tỷ lệ nhất định để có được nước quả có độ chua theo yêu cầu

 Điều chỉnh các chỉ tiêu khác

Khi nước quả nhiều protein, có thể cho thêm một ít tanin để tạo kết tủa bông, rượu sau này sẽ ổn định hơn Để dễ lên men, cũng có thể cho thêm một lượng nhỏ muối amoni và vitamin nhóm B Trộn các loại nước quả với nhau rồi cho lên men hỗn hợp cũng là một biện pháp cải thiện chất lượng rượu vang

1.1.5 Quá trình lên men trong sản xuất rượu vang

a) Tác nhân lên men (nấm men)

 Đặc điểm chung

Nấm men là nhóm vi sinh vật được dùng trong công nghiệp Hầu hết nấm men

ở dạng đơn bào, không chuyển động, có hình dạng và kích thước thay đổi tùy theo điều kiện môi trường Nói chung nấm men có dạng hình cầu, hình trứng hoặc hình bầu dục; có kích thước tương đối lớn, chiều dài khoảng 6 ÷ 10 µm, có khi tới 8 ÷ 12

µm, chiều ngang từ 4 ÷ 12 µm

Về cấu tạo tế bào, nấm men cũng gồm màng, nguyên sinh chất và hạch Trong nguyên sinh chất chứa không bào và các thành phần khác như: glycogen, granulose, chất béo, voluntin…

Nấm men có thể sinh sản theo lối nảy chồi, phân chia hoặc hình thành bào tử Nhóm nấm men sinh sản theo hình thức nảy chồi và phân chia có nhiều trong tự nhiên, nhiều loại trong nhóm này có khả năng lên men rượu Tế bào nấm men giàu protein, vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B

 Giống nấm men chủ yếu được sử dụng trong lên men rượu vang là các

chủng thuộc giống Saccharomyces cerevisiae Các chủng nấm men này có những

đặc điểm sau:

 Có đầy đủ các đặc điểm đặc trưng của nấm men

 Tốc độ phát triển mạnh, hoạt lực lên men cao

 Lên men được nhiều loại đường khác nhau và tốc độ lên men nhanh

 Chịu được độ cồn cao (10 ÷ 12%)

 Thích nghi với những điều kiện không thuận lợi của môi trường Riêng đối với các chủng nấm men ở Việt Nam, đòi hỏi phải có khả năng lên men ở nhiệt độ tương đối cao (≥ 350C), có khả năng hoạt động ở pH = 4,5 ÷ 5,0 (môi trường acide)

 Trong kỹ thuật chế biến rượu vang, cần thiết phải đưa vào nước quả một lượng tế bào nấm men nhất định, ngay cả trong trường hợp lên men có cả xác quả Nguồn men giống có thể từ 3 nguồn chính sau :

 Từ men giống (ống giống thuần chủng) Nấm men được giữ giống trong ống nghiệm trên môi trường thạch, men ở dạng tiềm sinh Đó là những dòng hoặc hỗn hợp dòng được phân lập từ men của

nhân dân hoặc mang về từ nước ngoài, thuộc loài S.cerevisiae Khi sử dụng men

ống không thể cấy thẳng vào nước quả mà phải tiến hành nhân giống Như vậy, dùng men ống thì phải chuẩn bị nước cái men Công việc này khá phức tạp và đòi hỏi phải có phòng thí nghiệm

Dùng ống men giống có ưu điểm là chủng men thuần nên chất lượng lên men cao, khả năng lên men nhanh Tuy nhiên lại tốn công, tốn thời gian Hơn nữa, khi nước cái men đã sẵn sàng khoảng 24 ÷ 36h sau khi cấy thì phải dùng ngay Vì lúc

đó số lượng tế bào nấm men sống đạt tối đa, và khả năng sinh sản mạnh nhất Do đó

nếu không dùng ngay thì nấm men sẽ chết hoặc chuyển vào dạng tiềm sinh, nước cái men sẽ không dùng được nữa Một vấn đề phức tạp nữa là việc chuẩn bị nước cái men và nước quả lên men phải khớp với nhau

 Sử dụng bánh men cổ truyền Bánh men cổ truyền là men được nhân dân sản xuất ở các vùng có tập quán nấu rượu Vì nguyên liệu dùng để nấu rượu trong nhân dân là gạo, nên môi trường nền của men bánh là bột gạo, kết hợp với một số vị thuốc bắc Sau khi chế xong, các khối men có dạng hình bánh hoặc viên tròn, mặt trên phủ một lớp trấu tạo độ xốp cho bánh men Men bánh có thể bóp vụn, rây qua để loại bỏ tạp chất, sau đó được bỏ thẳng vào nước quả rồi trộn đều

Ưu điểm chính của việc sử dụng men bánh là đơn giản, dễ thao tác, phù hợp với sản xuất nhỏ Nhưng nhược điểm của bánh men là pha tạp, lên men chậm và kéo dài hơn mên ống; chất lượng cũng không ổn định, phụ gia mỗi nơi một khác (có nơi sử dụng cả quế, hồi… ) làm cho rượu vang có mùi vị lạ

 Lên men tạo nguồn men giống cho các mẻ sau Nếu có nhiều nguyên liệu, quả chín làm nhiều đợt, và khi muốn lên men một

mẻ nước quả mới, mà đã có sẵn một mẻ lên men trước đó, thì có thể lấy ngay một phần nước quả đang lên men, trong đó có nhiều nấm men đang hoạt động mạnh, để

bổ sung vào nước quả định lên men Tỷ lệ bổ sung nước quả đang lên men so với dịch lên men thường là 20 ÷ 30% (thể tích)

Tuy nhiên, thời điểm lấy nước cái men của mẻ lên men trước cần xác định sao cho đang ở giai đoạn sinh khối mạnh mẽ và ở đầu thời kỳ cân bằng, ổn định các tế bào nấm men là tốt nhất Vì ở thời kỳ này, nấm men đã quen với môi trường và sinh trưởng tối đa, ổn định và chuẩn bị chuyển sang chế độ lên men mạnh mẽ, dịch lên men lúc này có nhiều tế bào nấm men Theo kinh nghiệm, người ta thường lấy vào thời điểm sau khi mẻ lên men được khoảng 24 ÷ 36 giờ Trong trường hợp lên men

cả xác quả thì vị trí lấy dịch cái men thường ở đáy thiết bị lên men, nơi tập trung nhiều nấm men hơn

 Điều kiện hoạt động của nấm men

 Ảnh hưởng của oxy

Là một sinh vật, để sinh trưởng và phát triển, nấm men cần phải có nguồn năng lượng để hoạt động, phải tìm thấy trong môi trường nước quả những chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình lên men Trong quá trình lên men, nguồn năng lượng

để nấm men hoạt động được tạo ra theo phương trình:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2Một phân tử gram đường glucose lên men sẽ giải phóng ra 40 kcal năng lượng Nhưng trong số này, nấm men chỉ sử dụng 15 kcal, phần còn lại giải phóng thành nhiệt lượng Số năng lượng này không đủ để nấm men sinh sản, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, do đó cần phải có oxy Khi đó năng lượng được tạo ra theo phương trình:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Trong trường hợp này, số năng lượng mà nấm men có thể sử dụng được cao gấp 20 lần so với khi lên men cùng một phân tử đường

Như vậy, mặc dù lên men rượu vang là một quá trình yếm khí, nhưng trong giai đoạn đầu nhất thiết phải cho nước quả tiếp xúc với oxy không khí Nếu nấm men có thể lên men trong điều kiện thiếu oxy là do trong tế bào nấm men còn có những chất chứa nhiều oxy, hoặc trong nước quả chứa các chất peroxyte, có thể nhường lại oxy cho nấm men Tuy nhiên vẫn cần phải cung cấp đủ oxy để cho nấm men sinh sản mạnh, lên men nhanh và hết đường Đây chính là một trong những nguyên tắc quan trọng nhất của kỹ thuật chế biến rượu vang

Yêu cầu oxy cao nhất trong giai đoạn bắt đầu lên men, khi số lượng tế bào nấm men tăng nhanh Do đó khi sản xuất nước cái men để cấy vào nước quả, người

ta thường áp dụng các biện pháp tăng oxy cho nước cái men như: lắc cơ giới cho oxy tan nhanh vào nước hay sục thêm oxy vào nước Khi lên men lượng nước quả lớn, có khả năng thiếu oxy, lên men chậm lại, thì người ta hút nước quả ra và đổ trở

lại lên phía trên bể lên men, nhằm tăng oxy cho nước quả đang lên men Tăng oxy chỉ có lợi trong giai đoạn đầu của quá trình lên men Ở giai đoạn sau, khi lượng cồn etylic tăng lên, một số chất vi lượng đã sử dụng hết thì dù có oxy, nấm men cũng không thể sinh trưởng mạnh, tốc độ lên men cũng không tăng thêm

 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng tới cấu trúc của protein enzyme, nên ảnh hưởng tới hoạt động của enzyme và ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất của nấm men Vì vậy, nhiệt độ lên men ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ lên men và độ cồn đạt được

Trong giới hạn từ 150C đến 350C, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn từ khi cấy nấm men đến khi những bọt CO2 xuất hiện càng ngắn, lên men càng nhanh và kết thúc càng sớm Nhưng nhiệt độ càng cao thì lên men càng hạn chế, độ cồn càng giảm, lượng đường còn lại càng nhiều

Biện pháp tối ưu nhất là giữ nhiệt độ ổn định từ đầu tới cuối quá trình lên men Nhiệt độ ổn định thì dù ở mức khá cao (300C) nhưng liên tục thì vẫn tốt hơn là lúc đầu 200C, rồi sau tăng lên 300C Do đó nhiệt độ của phòng lên men phải được giữ

ổn định Nếu dưới 150C thì lên men rất chậm, còn trên 400C thì nấm men sẽ chết

 Ảnh hưởng của các yếu tố khác

 Ảnh hưởng của đường

Đường cung cấp năng lượng và nguồn carbon cho nấm men Dạng glucose là thích hợp nhất, vì tất cả các loài men đều đồng hóa được Saccharose được cho vào nước quả thì cũng nhanh chóng bị các enzyme của nấm men chuyển thành đường khử, dễ đồng hóa hơn

Tỷ lệ đường càng cao thì rượu càng nhiều cồn etylic, do đó cho thêm đường vào nước quả là một biện pháp rất phổ biến Hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men là 200 ÷ 220 g/l Ít đường thì dễ lên men, nhưng độ rượu thấp Nếu hàm lượng đường quá cao thì sẽ ức chế hoạt động của nấm men

 Ảnh hưởng của đạm

Khoảng 25 ÷ 60% khối lượng khô của nấm men là những chất có đạm Vì vậy trong nước quả phải có đủ đạm để nấm men sinh sản nhanh và cường độ lên men tăng theo Khi tỷ lệ đạm trong nấm men tăng gấp đôi thì khả năng lên men tăng 50%

Thường trong nước quả có đủ độ đạm để cung cấp cho nhu cầu của nấm men Nhưng đôi khi do điều kiện không thuận lợi, tỷ lệ đạm thấp thì phải bổ sung thêm

đạm Đối với các loài men rượu Saccharomyces thì muối amoni là thích hợp nhất vì

men đồng hóa được các dạng muối này Do đó nên bổ sung thêm một lượng muối amoni thích hợp trước khi lên men, vì nếu cho muộn thì nấm men không còn khả năng đồng hóa đạm Nhờ muối amoni, nấm men có thể tổng hợp được tất cả các acide amine và protein cần thiết Tuy nhiên nếu cho thêm acide amine, nhất là hỗn hợp nhiều loại thì tác dụng kích thích rất rõ

 Ảnh hưởng của muối khoáng

Muối khoáng cần thiết cho nấm men để cầu thành tổ chức của mình và cần thiết để cấu thành enzyme, là tác nhân gây ra các phản ứng sinh hóa trong rượu Ngoài ra còn một lượng nhỏ các chất Al, Br2, Cr, Cu, Pb, Mn, Ag, Zn, Sn… Tổng lượng muối khoáng chiếm khoảng 5 ÷ 10% khối lượng khô của men

 Ảnh hưởng của pH nước quả

Nấm men và vi khuẩn chỉ hoạt động trong những giới hạn pH nhất định Kinh nghiệm cho thấy rằng, khi lên men những nước quả chua thì rượu ngon hơn Từ đó cho thấy pH thấp phù hợp để lên men rượu vang hơn pH tối thích đối với nấm men

Saccharomyces là pH = 4 ÷ 6 Độ pH của nước quả thường trong khoảng 2,8 ÷ 3,8

Đây không phải là pH tối thích với nấm men, nhưng nó vẫn hoạt động tốt, còn khuẩn hại bị ức chế Do đó đế lên men rượu vang người ta thường điều chỉnh pH nước quả trong khoảng 3,0 ÷ 4,5 để không cản trở hoạt động của nấm men Nhưng nếu vì những điều kiện khác không thuận lợi như thiếu oxy, nhiệt độ quá cao, làm cho nấm men ngừng hoạt động, thì rượu vang cũng không bị khuẩn hại làm hỏng

 Các chất kích thích nấm men

Cũng như các sinh vật cao cấp, nấm men cần một số chất kích thích Trước hết

là vitamin để sinh sản và hoạt động Đó là do các vitamin tham gia vào cấu trúc của hầu hết các enzyme, nhất là các enzyme trong các chu trình oxy hóa Các vitamin cần thiết cho nấm men như: vitamin B1, B2, patotenic (B3), PP, B6, biotin (vitamin H)… Vitamin H rất cần thiết cho sự sinh trưởng của nấm men

Một số loài men có thể tổng hợp được những vitamin nhất định, mà nguyên liệu lấy từ các chất hữu cơ trong nước quả Những vitamin khác nấm men không tự tổng hợp được Nếu không có sẵn trong nước quả thì nấm men ngừng hoạt động

 Các chất ức chế hoạt động của nấm men : ethanol, CO 2 , polyphenol

Bản thân quá trình lên men cũng là một quá trình tự ức chế Theo dõi quá trình lên men, dù dựa theo chỉ tiêu nào (số lượng tế bào nấm men, tỷ lệ đường còn lại, lượng cồn hình thành) thì người ta cũng nhận thấy: hoạt động của nấm men sau thời gian chuẩn bị, tăng nhanh, đạt mức tối đa, giảm dần rồi ngừng hẳn Nguyên nhân là

do hết thức ăn (đạm, muối khoáng, oxy, vitamin…) và trong môi trường hình thành ngày càng nhiều những chất ức chế hoạt động của nấm men

Chất ức chế đầu tiên là cồn etylic Khi lên men, nhờ tác dụng của enzyme trong tế bào nấm men, đường được chuyển hóa thành cồn và CO2, Độ rượu tăng dần

sẽ làm ảnh hưởng đên hoạt động của nấm men Đến một lúc nào đó, khi độ rượu đạt một mức độ nhất định thì sẽ ức chế hoàn toàn hoạt động của nấm men Rượu có phân tử lượng càng cao thì độ ức chế càng tăng Vì vậy, muốn rượu thành phẩm có

độ rượu cao thì phải có nấm men tốt

Trong quá trình lên men, sự tạo thành CO2 cũng sẽ gây kìm hãm, thậm chí là

ức chế hoạt động của nấm men, khi nó đạt một nồng độ nhất định

Hàm lượng polyphenol cao cũng làm cho nấm men hoạt động khó Cuối cùng, rất có thể nấm men tiết ra các chất kháng sinh trong điều kiện bất lợi như nhiệt độ

quá cao hay thiếu oxy Các chất kháng sinh này sẽ ức chế hoạt động của bản thân nấm men

b) Bản chất và cơ chế của quá trình lên men

 Bản chất của quá trình lên men

Lên men là một quá trình oxy hóa khử xảy ra trong cơ thể sinh vật, nhằm cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào vi sinh vật Bởi vì cơ thể sống luôn luôn cần năng lượng và năng lượng đó được tàng trữ dưới dạng hóa năng ATP Các phản ứng sinh hóa trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển hydro ở dạng (H+ + e) dưới tác dụng của các enzyme dehydrogenase Trong quá trình đó, hydro được tách ra khỏi cơ chất, chuyển đến nơi tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ Hợp chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm lên men, rồi tích tụ lại trong môi trường dinh dưỡng Tùy theo sản phẩm tích lũy nào chiếm ưu thế mà

ta có lên men rượu hay lên men lactic…

Vì vậy, bản chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa khử Quá trình oxy hóa khử đó lại xảy ra trong cơ thể sinh vật dưới tác dụng của hệ thống enzyme Do

đó quá trình lên men còn được gọi là quá trình oxy hóa khử sinh học

Lên men khác với hô hấp yếm khí và hô hấp hiếu khí Hô hấp yếm khí được tiến hành trong điều kiện không có oxy tham gia Hydro được chuyển qua mạch hô hấp đến chất tiếp nhận cuối cùng là nitrate hoặc sunfate Ngược lại, hô hấp hiếu khí được thực hiện trong điều kiện có oxy tham gia Hydro được chuyển qua mạch hô hấp đến chất tiếp nhận cuối cùng là oxy, tạo thành nước Trong khi đó, lên men có thể thực hiện trong cả điều kiện yếm khí và hiếu khí Tuy nhiên, hydro được chuyển qua hệ thống enzyme oxy hóa khử và chất tiếp nhận cuối cùng là một hợp chất hữu

cơ Chất hữu cơ này sẽ bị khử tạo thành sản phẩm lên men tích lũy trong môi trường Mặc dù vậy nhưng lên men và quá trình hô hấp đều là các quá trình oxy hóa khử sinh học

Cũng cần phân biệt sự khác nhau giữa quá trình oxy hóa khử sinh học và quá trình đốt cháy các vật liệu tương tự trong lò hay nhiệt lượng kế, mặc dù các chất ban đầu và các sản phẩm cuối cùng giống nhau Khi đốt cháy, năng lượng tỏa ra cùng một lúc dưới dạng nhiệt năng Trong khi đó, lên men và hô hấp thì chỉ một phần năng lượng thoát ra ở dạng nhiệt Phần nhiệt chủ yếu được tích lũy dưới dạng những hợp chất photpho giàu năng lượng hoặc trong các liên kết cao năng Từ đó có thể chuyển thành hóa năng, nhiệt năng hoặc cơ năng, để cung cấp cho hoạt động sống Hợp chất giàu năng lượng quan trọng của cơ thể là ATP Trong cơ thể sinh vật, sự tích lũy năng lượng và sự giải phóng năng lượng sử dụng cho hoạt động cơ thể là những quá trình thuận nghịch, theo sơ đồ sau:

Oxy hóa khử sinh học Năng lượng

 Cơ chế của quá trình lên men

Khi cho đường saccharose vào dịch quả thì saccharose sẽ bị phân hủy thành glucose và fructose dưới tác dụng của acide hoặc enzyme invertase, theo phản ứng:

C12H22O11 + H2O H+ (invertase ) C6H12O6 + C6H12O6

Saccharose Glucose Fructose Đường glucose tiếp tục tham gia vào con đường chuyển hóa Embden – Meyerhof – Parnas để tạo thành acide pyruvic Đây là một hợp chất trung gian quan trọng để từ đó tạo ra các sản phẩm lên men

Glucose ATP P Hexokinase Glucophosphatase

ADP H2O Glucose - 6 – phostphate Phosphoglucoisomerase

Fructose - 6 – phosphate ADP P Hexokinase Fructose – 1,6 - diphosphatase

ATP H2O Fructose – 1,6 – diphosphate

Dioxyacetonephosphate Aldehyt – 3 – phosphoglyceric Glycerophosphate Triose-phosphatase NAD

-dehydrogenase -isomerase H3PO4 Triosephosphate Glycerophosphate NADH2 -dehydrogenase Phosphatase Acide - 1,3- diphosphoglyceric Glycerin + H3PO4 Phosphoglycerate ADP

Acide – 3 – phosphoglyceric Phosphoglyceratemutase

Acide – 2 – phosphoglyceric -H2O Enolase

Acide phosphoenolpyruvic ADP Pyruvatkinase

ATP Acide pyruvic

(Sơ đồ con đường chuyển hóa chuyển hóa Embden – Meyerhof – Parnas

từ đường glucose)

Con đường pentose phosphate

Ở nấm men S.cerevisiae, trong điều kiện yếm khí thì acide pyruvic chuyển

thành rượu etylic theo các phản ứng sau:

CH3-C-COOH decarboxylase CH3-CHO + CO2

O

CH3-CHO CH3-CH2-OH

NADH2 NAD Như vậy, sản phẩm chính của quá trình lên men là rượu etylic và CO2 Ngoài

ra, trong quá trình lên men còn có nhiều sản phẩm khác được tạo thành như: glycerin, rượu bậc cao, acide hữu cơ, ester và aldehyte

 Glycerin: Trong quá trình lên men, glycerin luôn được tạo thành đồng thời với rượu etylic theo sơ đồ sau:

C6H12O6 (glucose)

CH2O-P CH-OH (phosphoglyceraldehyt) CHO

NADH2

CH2O-P NAD CH2O-P

 Rượu bậc cao: được tạo thành do sự chuyển hóa giữa acide amine với acide pyruvic trong cơ thể nấm men, hoặc do quá trình tổng hợp hoặc chuyển hóa một số acide amine bởi hoạt động sống của tế bào nấm men Các loại rượu bậc cao một nhóm định chức là cấu tử chủ yếu của dầu fusel Ở trong dầu fusel còn có thêm

cá loại acide bay hơi, ester và aldehyte

 Acide hữu cơ: là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình lên men rượu và quá trình trao đổi dinh dưỡng nitơ trong tế bào nấm men

 Ester: là sản phẩm bậc hai không thường trực của quá trình lên men Nó không phải là sản phẩm tạo thành từ hoạt động sống của tế bào nấm men, mà là kết quả của sự tương tác giữa các sản phẩm bậc hai thường trực (ester hóa các acide bay hơi và không bay hơi với các loại rượu khác nhau)

 Aldehyte: là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình trao đổi chất ở nấm men, và cũng có thể được tạo thành qua con đường oxy hóa các loại rượu

1.2 Tổng quan về quả dừa

1.2.1 Giới thiệu về cây dừa

Cây dừa là một loại hải thảo cùng họ với cây cau và cây kè, xuất phát từ quần đảo Polynesian ở Thái Bình Dương

Tên thường gọi: cây dừa

Tên khoa học: Cocos nucifera, L

Trên thế giới dừa được trồng nhiều ở Nam Á và các đảo ở Thái Bình Dương

Ở Nam Á, các vùng trồng nhiều dừa theo thứ tự là: Ấn Độ, Indonesia, Philipin, Việt Nam… Ở Việt Nam dừa được trồng phổ biến ở các tỉnh đồng bằng châu thổ sông Cửu Long ( Bến Tre, Cần Thơ …) và các tỉnh ven biển miền Trung ( Bình Định, Khánh Hòa, Bình Thuận ) Các nước như Trung Quốc, Thái Lan, Campuchia… hiện là bạn hàng mua nhiều dừa của Bến Tre và Cần Thơ

Dừa là một loại cây dễ trồng ở nước ta Chúng được trồng phổ biến từ các bờ

ao, hồ, sông, rạch, đến các vườn lớn, bờ biển ; trừ những vùng có khí hậu quá lạnh như các tỉnh ở cao nguyên Bắc Bộ Vào mùa nắng, dừa tươi là một thứ nước giải khát ngon mát, sảng khoái và hấp dẫn Nước dừa khô cũng là nguyên liệu chính trong chế biến các món ăn, đồ uống hàng ngày

Đặc tính sinh học của cây dừa: Dừa là một loại cây lưỡng tính đồng chu nên

có cả hoa đực và hoa cái trên cùng một hoa tự hay quày (buồng) Hoa tự có thể có

từ 25 ÷ 40 gié, luôn mang vài hoa cái ở dưới và nhiều hoa đực ở trên hoặc chỉ toàn hoa đực Đặc điểm chung của những cây thuộc họ dừa là có thể cho dịch ngọt từ hoa tự (dừa, thốt nốt, …) hoặc từ thân (chà là, dừa nước,…) Dịch ngọt của chúng

có thành phần như sau [3]:

Bảng 1.2 - So sánh thành phần nước dừa Loại dịch Tỷ trọng Tro (%) Chất rắn tổng số

(%)

Sucrose (%)

Dừa là cây thuộc ngành Hiển hoa bí tử, lớp đơn tử diệp, bộ Spadiciflorales, họ

Palmae, chi Cocos, loài Nucifera Cocos nucifera là thân cột không phân nhánh

Đặc điểm của cây dừa là không có chồi nách, chỉ có một đỉnh sinh trưởng duy nhất nằm ở ngọn cây, phía dưới tán lá Đó là nơi hình thành các lá và hoa tự non Cây dừa chỉ tăng trưởng bề ngang trong 2 ÷ 3 năm đầu, nhờ một mô tăng sinh ở bầu rễ Sau đó, dừa bắt đầu tăng trưởng chiều cao và toàn thân ló lên trên mặt đất Đặc điểm khác nữa là thân cây dừa không có thượng tầng, nên không thể cho các tăng sinh thứ cấp Do đó khi cây dừa bị vết thương trên thân thì không thể tự làm lành Lúc trái dừa già (khoảng 12 tháng tuổi kể từ lúc hoa thụ phấn) thì vỏ dừa chiếm 35% trọng lượng trái nguyên Trong đó, 30% là xơ dừa, phần còn lại là lõi hay bụi xơ dừa Khi trái còn tươi (khoảng 7 ÷ 8 tháng tuổi) thì tỷ lệ vỏ cao hơn và

chứa nhiều nước hơn

Bảng 1.4 – Thành phần hóa học theo % của nước dừa già

Bảng 1.5 – Hàm lượng các loại vitamin trong nước dừa

Loại vitamin Hàm lượng (mg/ml)

Người ta cũng tìm thấy vết của thiamine và pyridicine trong thành phần của nước dừa già

Theo một báo cáo năm 1988 của Viện Dầu và Cây có dầu (Tập 3 – Bộ môn Hóa Chế Biến) cho thấy, trong thành phần của nước dừa có các nguyên tố vi lượng sau:

Bảng 1.6 - Thành phần các nguyên tố vi lượng trong nước dừa

+ 1 – 3 diphenyl urea + Philcocosin

+ Ribosid + Scylle inositol

+ Các hexitol + Cytokinyl + Myo – imisitol + Sorbitol

+ Zeatin

1.2.3 Công dụng của nước dừa và cơm dừa

Dừa không chỉ là loại nước giải khát mà còn là loại quả dùng làm thuốc rất có giá trị Theo phân tích của các nhà khoa học, cùi dừa và nước dừa có nhiều thành phần dinh dưỡng như: glucose, fructose, chất béo, protein và rất nhiều khoáng chất, vitamin… có giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh hiệu quả

Có thể dùng dừa trong việc chữa các chứng bệnh viêm nhiệt, háo khát, miệng nôn trôn tháo, phù nề, tiểu tiện ít, bệnh lở loét, viêm da, bệnh vè ký sinh trùng đường ruột…

Trong nước dừa có gần như toàn bộ dưỡng chất cần cho cơ thể, nhiều vitamin nhóm B và chất khoáng Hàm lượng kali và magie trong nước dừa tương tự như dịch tế bào của người nên nó thường được dùng cho bệnh nhân bị tiêu chảy, thậm chí làm dịch truyền

Trẻ bị tiêu chảy được khuyến khích uống nước dừa pha muối Nước dừa làm đẹp da, đen mượt tóc Nhân dừa non (mềm như thạch) chứa nhiều enzym tốt cho tiêu hóa, dùng chữa các bệnh viêm loét dạ dày, viêm gan, đái tháo đường, lỵ, trĩ, viêm ruột kết Polysacharite của nước dừa kích thích miễn dịch đối với bệnh lao phổi

Nước quả dừa xanh còn non được các nhà khoa học gọi là “nước khoáng thực vật” vì chứa nhiều vi lượng khoáng cần thiết cho cơ thể và đường ở dạng dễ tiêu hóa, lượng Vitamin C đủ cho yêu cầu 1 ngày Nước trong trái dừa 6-7 tuần tuổi là

ngon và bổ nhất Nước dừa từng được dùng làm dịch truyền trong chiến tranh thế giới thứ 2 và cả chiến tranh Việt Nam

Các nhà khoa học Peru dùng dừa chống sốt rét: Khoét vỏ, đưa thân cây bông vải có tẩm 1 loại vi khuẩn thích ăn ấu trùng của muỗi anophèle vào, đậy kín lại rồi thả vào nước muối 2-3 ngày để vi khuẩn ăn chất dinh dưỡng của dừa mà sinh sôi nảy nở Đổ nước những quả dừa đó xuống ao hồ, đầm lầy, vi khuẩn sẽ diệt ấu trùng muỗi truyền sốt rét bằng cách ăn no chúng

Ở Phillipines, dừa được xem là món ăn trường xuân (có tên gọi Nata) Nata dừa gồm có nước dừa, đường, giấm và “nước cái” (chứa vi khuẩn giúp lên men) Cựu tổng thống Phillipines Fidel Romos cho rằng, nhờ ăn hằng ngày món này mà ông trẻ lại như ở tuổi 20 Nata đã trở thành món tráng miệng cao cấp ở Nhật và được xem là có tác dụng ngừa ung thư

Nước dừa còn có công dụng bảo quản tinh trùng của người và động vật trong trạng thái “sức khỏe dồi dào”, tránh phải đông lạnh gây giảm khả năng thụ tinh Các phần khác của cây dừa như vỏ xanh, xơ ở ngoài được dùng rửa vết thương, bỏng, chàm, lở Vỏ cứng (sọ dừa) đốt thành than cầm tiêu chảy, chống phóng xạ Cùi non ăn bổ tâm tỳ Cùi già ép lấy dầu, bó chữa gẫy xương, chế mỹ phẩm Rễ dừa cầm máu, lợi tiểu và chữa được nhiều chứng bệnh thông thường khác

Theo Đông y, nước dừa ngọt ấm, không độc, giúp tăng cường khí lực, tươi nhuận nhan sắc, giải nhiệt, cầm máu nên rất tốt khi điều trị cảm nắng, thổ huyết, máu cam

Dừa là loại quả giàu magiê và chất xơ, ngoài ra còn chứa nhiều vi chất dinh dưỡng đặc biệt có lợi cho sức khỏe “Thứ quả của Pharaon” này được miêu tả là trắng như sữa và ngọt ngào như đường

Quả dừa có cấu tạo rất đặc biệt với thành phần tới 1/3 là lipid, giàu protein (3

÷ 4%) và rất nhiều chất xơ (hơn 9%) Với hàm lượng calo tới 350 kilocalo, dừa thực

sự khác biệt so với những loại quả khác Chúng ta có thể ăn phần cơm dừa tươi hoặc sấy khô, uống nước dừa có tác dụng giải khát cao, hoặc sử dụng sữa dừa ép từ cơm dừa

Tươi mát, thơm ngon, dừa có thể tự mình trở thành một món riêng hoặc kết hợp cùng các thức ăn khác: là chất liệu cơ bản cho các món kem, mứt, làm chất tạo hương vị cho món ăn hay tạo màu đẹp mắt cho một số món tráng miệng và bánh ngọt

Dừa được coi là nguồn cung cấp năng lượng tuyệt vời, cứ 50g dừa (tỷ lệ thích hợp dùng cho một người), có chứa từ 7 đến 9% tổng lượng calo trong một ngày Vì vậy, bạn còn chần chừ gì mà không thêm món dừa vào thực đơn hàng ngày?

Dừa cũng cung cấp lượng chất xơ đáng kể cho cơ thể: cứ ăn 50g dừa, cơ thể

đã tiếp nhận được khoảng 1/4 tổng lượng chất xơ cần thiết hấp thu cho cơ thể trong một ngày Cơm dừa thường được dùng chung với thức ăn khác, chất xơ trong dừa

có tác dụng rất tốt để thúc đẩy hoạt động các cơ quan trong cơ thể

Thức ăn từ dừa sẽ cung cấp bổ sung các chất khoáng và vi lượng khá đa dạng Theo tính toán, cứ 50g cơm dừa sẽ đem lại một lượng đáng kể các chất nên bổ sung hàng ngày cho cơ thể: hơn 15% là mangan, 8% đồng, hơn 6% phốtpho, môlípđen, sắt, 5% magiê và kẽm

Nước dừa cũng rất giàu dinh dưỡng, chứa nhiều chất khoáng, đặc biệt là kali,

cứ 100g nước dừa có chứa tới 280mg kali, 25mg phốtpho, 24mg canxi, 23mg magiê, 0,1 mg sắt và kẽm, 0,04mg đồng Ít calo hơn cơm dừa, khoảng 23 kilocalo/100g, nước dừa có thể là món giải khát, hoặc làm thành phần nêm nếm cho các món ăn có sử dụng cơm dừa

1.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài

Như trên đã cho thấy, tiềm năng ứng dụng của cây dừa là rất to lớn và đa dạng Hầu hết các bộ phận khác nhau của cây dừa đều có thể khai thác để sử dụng, tạo ra những sản phẩm hữu ích Đã có khá nhiều sản phẩm được chế biến từ quả dừa giúp cho người nông dân tăng thêm thu nhập, như kẹo dừa, thảm xơ dừa, mụn dừa, sữa dừa, cơm dừa nạo sấy, v.v Từ nước dừa, người ta cũng đã nghiên cứu tạo

ra được nhiều loại sản phẩm như: nước ngọt, cồn, dấm ăn, thạch dừa, chất đông keo

và làm môi trường nuôi nấm men

1.3.1 Ngoài nước

Ở Phillipines, sản phẩm rượu vang dừa đã có mặt trên thị trường với tên gọi Lambanog Đây là loại rượu vang trắng được lên men từ nước dừa tươi và đóng trong chai thủy tinh Lambanog là một trong những sản phẩm nổi tiếng và mang

tính truyền thống ở quốc đảo này

1.3.2 Trong nước

Những chai rượu vang dừa đầu tiên của Việt Nam mang nhãn hiệu rượu dừa Bến Tre, cũng đã xuất hiện trên thị trường vào cuối năm 2005 Sản phẩm này được sản xuất tại cơ sở của ông Mai Thanh Bá ở xã An Thạnh, huyện Mỏ Cày, Bến Tre Rượu dừa Bến Tre không gây nhức đầu, giữ được mùi thơm của nước dừa và còn

có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe Tuy nhiên, loại sản phẩm này mới chỉ tận dụng nước dừa bỏ lãng phí, chưa mang tính độc đáo và gây ấn tượng mạnh với người sử dụng

Hiện nay ở một số thị trường như Quảng Ninh, Thanh Hóa, Đà Lạt hay một số tỉnh ở Tây Nam Bộ cũng đã có loại rượu trái dừa Nhưng đây không phải là rượu vang được lên men từ nước quả Người ta làm ra chúng bằng cách rót rượu gạo đã lên men từ ngoài vào trong trái dừa, rồi ủ trong một thời gian ngắn để có được hương vị đặc trưng của cơm dừa Do đó sản phẩm này không tận dụng được những công dụng rất hữu hiệu từ thành phần nước dừa

Như vậy, mặc dù nước ta có tiềm năng rất to lớn để sản xuất các sản phẩm từ trái dừa do nguồn nguyên liệu dồi dào, nhưng việc ứng dụng trong sản xuất còn hạn chế Mỗi loại sản phẩm vẫn chưa sử dụng hết các thành phần của trái dừa, tỷ lệ phế liệu còn cao Thành phần sản phẩm còn đơn giản, giá trị dinh dưỡng chưa thực sự cao, hiệu quả kinh tế còn thấp Sản phẩm còn đơn điệu, thiếu tính độc đáo, mới lạ, tính hấp dẫn chưa cao Vì vậy, việc nghiên cứu thử nghiệm sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp lên men truyền thống là cần thiết, nhằm khắc phục những hạn chế nói trên

1.4 Mục tiêu nghiên cứu

Đưa ra được quy trình công nghệ sản xuất rượu trái dừa theo phương pháp lên men truyền thống (sử dụng kết hợp bánh men cổ truyền và nếp cái)

1.5 Tính cấp thiết của đề tài

Nguồn nguyên liệu dừa trong nước rất dồi dào nhưng giá trị sử dụng chưa cao

1.6 Ý nghĩa và khả năng ứng dụng của đề tài

Đưa ra được giải pháp lên men đặc biệt, góp phần phát triển ngành công nghệ lên men sau khi nghiên cứu thành công

Tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, nâng cao giá trị sử dụng cho nguyên liệu, cải thiện đời sống vật chất cho người nông dân, góp phần phát triển kinh tế - xã hội

Tạo ra một loại thực phẩm mới lạ, có giá trị dinh dưỡng cao và khả năng ứng dụng vô cùng to lớn

Sản phẩm phù hợp với nhiều người, có thể dùng trong bữa ăn, bữa tiệc hàng ngày; dùng làm quà tặng, quà lưu niệm v.v Đặc biệt rượu trái dừa hứa hẹn sẽ là một sản phẩm phục vụ ngành du lịch với triển vọng rất lớn

1.7 Nội dung nghiên cứu

 Xác định thành phần của nước dừa nguyên liệu

 Xác định thành phần và tỷ lệ phụ gia bổ sung

 Sự thay đổi độ cồn trong quá trình lên men

 Xác định nhiệt độ và thời gian lên men thích hợp