LÊN MEN RƯỢU VANG XOÀI

Trang 1

Cần Thơ 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC

-   

-LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÊN MEN RƯỢU VANG XOÀI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TRẦN VŨ PHƯƠNG LÊ HOÀNG THÔNG ĐƠN VỊ: VIỆN NC&PT CNSH MSSV: 3052891 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LỚP CNSH K31 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC BỘ MÔN SINH HỌC -    

-Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn đính kèm với đề tài: “Lên men rượu vang xoài” Do sinh viên: Lê Hoàng Thông Thực hiện và báo cáo trước hội đồng ngày…… tháng…… năm…………

Luận văn đã được hội đồng đánh giá ở mức

Ý kiến của hội đồng:

Trang 2

Cần Thơ, ngày…… tháng…… năm 2009 Chủ tịch hội đồng LỜI CẢM TẠ

- -Em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ, Ban Chủ nhiệm Khoa Khoa Học, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học cùng quý thầy cô đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập vừa qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Trần Vũ Phương đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn em hoàn thành luận văn này Xin cảm ơn đến các cán bộ phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học Thực phẩm và cán bộ các phòng thí nghiệm khác của Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học đã tạo điều kiện tốt nhất cho em thực hiện đề tài Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian qua Kính chúc quý Thầy Cô được dồi dào sức khỏe, thành đạt trên nhiều lĩnh vực và luôn có những cống hiến quý báu cho sự nghiệp giáo dục và đào tạo Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày 17 tháng 06 năm 2009 Lê Hoàng Thông MỤC LỤC

- -PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

I Giới thiệu cây Xoài 2

1 Cây xoài 2

2 Đặc điểm sinh lý sinh thái của cây xoài 2

3 Phân loại 3

4 Thành phần hóa học của trái xoài 3

II Giới thiệu về rượu vang 4

Trang 3

1 Rượu vang 4

2 Thành phần hóa học và chất dinh dưỡng của rượu vang 4

III Quá trình lên men rượu 6

1 Cơ chế lên men rượu 7

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu 7

IV Vi sinh vật trong sản xuất rượu vang quả 10

1 Đặc điểm chung của nấm men 10

2 Các nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang 11

3 Yêu cầu đối với những nấm men rượu vang 12

V Các vi sinh vật gây hư hỏng rượu 13

1 Nấm men 13

2 Nấm mốc 13

3 Vi khuẩn 13

4 Những hiện tượng bị hư hỏng 13

5 Các biện pháp làm trong rượu 15

PHẦN III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

I Phương tiện 16

1 Nguyên liệu 16

2 Hóa chất 16

3 Dụng cụ, thiết bị 16

4 Thời gian và địa điểm 16

II Phương pháp 17

1 Sơ đồ tổng quát quy trình nghiên cứu 17

2 Thí nghiệm 1: Phân tích thành phần nguyên liệu 17

3 Thí nghiệm 2: Phân lập nấm men từ dịch quả xoài lên men 18

4 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng lên men dịch xoài của các dòng nấm men vừa phân lập được và nấm men Saccharomyces cerevisiae bằng chai Durham……… .

18

5 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ nguyên liệu đến khả năng lên men của các dòng nấm men 19

6 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố: nồng độ men giống, độ Brix ban đầu và độ pha loãng nguyên liệu lên quá trình lên men rượu xoài……… .

20

Trang

Trang 4

7 Thí nghiệm 6: khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố pH ban đầu, nhiệt

độ và xử lý nhiệt đến quá trình lên men

rượu 21

PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

I Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu xoài 23

II Kết quả phân lập nấm men từ dịch xoài lên men tự nhiên 23

III Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men vừa phân lập và nấm men thị trường bằng chai Durham 24

IV Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ nguyên liệu đến khả năng lên men của các dòng nấm men 25

1 Kết quả theo dõi số bọt khí CO 2 thoát ra theo thời gian 25

2 Kết quả ảnh hưởng của các chủng nấm men và % nguyên liệu lên độ Brix sau lên men 26

3 Kết quả ảnh hưởng của các chủng nấm men và % nguyên liệu lên độ rượu sau lên men 27

V Thí nghiệm V: khảo sát ảnh hưởng của % nguyên liệu, pH, độ Brix ban đầu lên quá trình lên men rượu 28

1 Kết quả pH sau lên men 28

2 Kết quả Brix sau lên men 31

3 Kết quả độ rượu sau lên men 34

VI Thí nghiệm 6: khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố pH ban đầu, nhiệt độ và xử lý nhiệt đến quá trình lên men rượu 38

1 Kết quả pH sau lên men 38

2 Kết quả acid tổng sau lên men 41

3 Kết quả Brix sau lên men 44

4 Kết quả độ rượu sau lên men 47

5 Kết quả đánh giá cảm quan 50

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 52

I Kết luận … .52

II Đề nghị … .53

Trang 5

TÀI LIỆU THAM

KHẢO 54

PHẦN PHỤ LỤC 55

I Phụ lục 1: Các hình ảnh 55

II Phụ lục 2: Các phương pháp phân tích 57

1 Phương pháp xác định ẩm độ 57

2 Phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu 57

3 Phương pháp xác định độ cồn 58

4 Phương pháp bổ sung đường để đạt độ Brix mong muốn 58

5 Phương pháp phân tích Nitơ tổng bằng phương pháp Kenjdan 58

6 Phương pháp đánh giá cảm quan 59

III Phụ lục 3: Kết quả 61

1 Bảng kết quả thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men vừa phân lập và nấm men thị trường bằng chai Durham .61

2 Bảng kết quả thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ nguyên liệu đến khả năng lên men của các dòng nấm men phân lập và nấm men thị trường 61

3 Bảng kết quả thí nghiệm 5: khảo sát sự ảnh hưởng của các nhân tố: độ pha loãng nguyên liệu, nồng độ nấm men và độ Brix ban đầu đến quá trình lên men rượu…………

62

4 Bảng kết quả thí nghiệm 6: khảo sát sự ảnh hưởng của các nhân tố: nhiệt độ lên men, pH ban đầu và xử lý nguyên liệu đến quá trình lên men rượu xoài 64

5 Bảng kết quả đánh giá cảm quan 65

IV Phụ lục 4: Kết quả thống kê 1 Kết quả thống kê thí nghiệm 4 66

a) Kết quả phân tích độ Brix sau lên men bởi các chủng nấm men phân lập và nấm men thị trường .66

b) Kết quả phân tích độ rượu sau lên men bởi các chủng nấm men phân lập và nấm men thị trường .67

2 Kết quả thống kê thí nghiệm 5 69

a) Kết quả phân tích pH sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố:

Trang 6

độ pha loãng nguyên liệu, nồng độ nấm men và độ Brix ban đầu đến quá trình lên men

rượu………

69

b) Kết quả phân tích độ Brix sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: độ pha loãng nguyên liệu, nồng độ nấm men và độ Brix ban đầu đến quá trình lên men rượu………

71

c) Kết quả phân tích độ rượu sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: độ pha loãng nguyên liệu, nồng độ nấm men và độ Brix ban đầu đến quá trình lên men rượu………

73

3 Kết quả thống kê thí nghiệm 6 75

a) Kết quả phân tích pH sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: nhiệt độ lên men, pH ban đầu và xử lý nguyên liệu đến quá trình lên men rượu 75

b) Kết quả phân tích độ Brix sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: nhiệt độ lên men, pH ban đầu và xử lý nguyên liệu đến quá trình lên men rượu 77

c) Kết quả phân tích acid tổng sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: nhiệt độ lên men, pH ban đầu và xử lý nguyên liệu đến quá trình lên men rượu………

78

d) Kết quả phân tích độ rượu sau lên men ảnh hưởng bởi các nhân tố: nhiệt độ lên men, pH ban đầu và xử lý nguyên liệu đến quá trình lên men rượu………

80

4 Bảng kết quả thống kê đánh giá cảm quan 82

a) Kết quả phân tích độ trong và màu ảnh hưởng bởi nhân tố mẫu 82

b) Kết quả phân tích mùi ảnh hưởng bởi nhân tố mẫu 83

c) Kết quả phân tích vị ảnh hưởng bởi nhân tố mẫu 84

d) Kết quả phân tích ý thích ảnh hưởng bởi nhân tố mẫu 85

DANH SÁCH BẢNG

- -Trang

Trang 7

Bảng 1: Thành phần hóa học của trái xoài

Bảng 12: Kết quả ảnh hưởng của các dòng nấm men và % nguyên liệu lên độ rượu sau

lên

men 27

Bảng 13: Kết quả pH sau lên men ảnh hưởng bởi sự tương tác của nhân tố nồngđộ

Trang 8

Bảng 15: Kết quả pH sau lên men ảnh hưởng bởi sự tương tác của nhân tố độ brix ban

Trang 9

Bảng 25: Kết quả axit tổng sau lên men ảnh hưởng bởi sự tương tác của nhân

Trang 10

Hình 3: Biều đồ kết quả ảnh hưởng của các chủng nấm men và % nguyên liệu lên độ

Brix sau lên

men 26Hình 4: Biều đồ kết quả ảnh hưởng của các chủng nấm men và % nguyên liệu lên độ

rượu sau lên

men 27Hình 5: Biều đồ kết quả pH sau lên men ảnh hưởng bởi sự tương tác của nhân

Trang 11

Brix ban đầu và nồng độ nấm

Trang 12

nhiệt độ lên men và xử lý nguyên

ngày của

Y09007 56Hình 31: Tế bào nấm men dưới KHV (X40) và khuẩn lạc trên môi trường PGA sau 2

ngày của

Y09008 56

Trang 13

Hình 32: Tế bào nấm men dưới KHV (X40) và khuẩn lạc trên môi trường PGA sau 2

ngày của

Y09009 56Hình 33: Xoài nguyên liệu và rượu xoài thành

protein, 0,4% chất béo và các acid amin như triptophan, lysine, methionine Với mong

muốn đưa rượu vang vào trong bữa ăn hằng ngày , tăng thu nhập cho người dân, đa

dạng hóa sản phẩm được chế biến từ xoài, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:

“LÊN MEN RƯỢU VANG XOÀI”

Thực hiện đề tài này, chúng tôi tiến hành phân lập nấm men từ dịch xoài lên men tự

nhiên để thu thập các chủng nấm men thuần chủng từ tự nhiên Sau đó, tuyển chọn dòng nấm men có khả năng lên men tốt, so sánh với dòng nấm men thị trường Saccharomyces cerevisiae để chọn ra dòng nấm men có khả năng lên men rượu xoài

tốt nhất Khảo sát những ảnh hưởng của các nhân tố: nồng độ men giống, độ pha loãng nguyên liệu, pH, độ brix ban đầu, xử lý nhiệt nguyên liệu và nhiệt độ lên men

nhằm tìm ra các thông số thích hợp để sản xuất rượu vang xoài.

Kết quả của đề tài đã phân lập được 4 dòng nấm men Y09006, Y09007, Y09008, Y09009 trong đó dòng Y09006, Y09008 và Y09009 có khả năng lên men rượu trung

bình còn dòng Y09007 lên men rất yếu, cả 4 dòng nấm men phân lập đều có khả năng

lên men yếu hơn so với dòng nấm men thị trường Do đó dòng nấm men thị trường

Trang 14

được chọn để bố trí thí nghiệm lên men rượu xoài Nghiệm thức phù hợp để sản xuất

rượu vang xoài đạt giá trị cảm quan cao, với độ pha loãng nguyên liệu là 35%, độ brix là 25 0 , pH ban đầu = 4,5, nhiệt độ lên men là 25 0 C, và nồng độ nấm men là 0,1%.

Với nghiệm thức này rượu vang xoài đạt độ rượu 18, độ brix sau lên men 7,2, pH sau

lên men = 4.

- -Luận văn tốt nghiệp đại học Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

SVTH: Lê Hoàng Thông 1 Công nghệ Sinh học K31

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

- -Rượu vang là sản phẩm lên men khá phổ biến và có từ lâu đời, là loại rượuđược lên men từ dịch ép trái không qua chưng cất, có hương vị thơm ngon của trái cây

tự nhiên, giàu chất dinh dưỡng rất thích hợp cho phụ nữ và người cao tuổi Rượu vang

nếu sử dụng một cách vừa phải và điều độ là một thức uống tuyệt hảo, thơm ngon,

đậm đà, và rất tốt cho sức khỏe của chúng ta Các nghiên cứu cho thấy uống rượu

vang có thể giúp giảm bớt nguy cơ bị đột quỵ, có khả năng chông lão hóa, giảm bớt

nguy cơ bị một số bệnh như ung thư và nhiều chứng bệnh khác đặc biệt là tim mạch

Do vậy, việc sản xuất rượu vang mang ý nghĩa làm phong phú thêm thành phầnthức

uống trong bữa ăn hàng ngày vốn chưa phổ biến ở các gia đình Việt Nam, có tác dụng

bồi bổ sức khỏe và phòng chống một số căn bệnh nguy hiểm

Đồng bằng sông Cửu Long là một trong những khu vực trồng cây ăn trái lớnnhất cả nước, rất đa dạng về chủng loại và sản lượng Trong đó, Xoài là một loại trái

cây chủ lực của nước ta nói chung và của đồng bằng Sông Cửu Long nói riêng với

diện tích 21.000ha, trái Xoài giàu chất dinh dưỡng hương vị thơm ngon nên rất được

người tiêu dùng ưa chuộng Tuy nhiên, sản phẩm trái cây ở Đồng bằng sông Cửu

Trang 15

Long đến với người tiêu dùng chủ yếu là trái cây ăn tươi trong khi sản lượng trái cây

rất lớn nên gặp rất nhiều khó khăn trong khâu bảo quản

Với mong muốn làm phong phú thêm cho thị trường rượu vang Việt Nam vàgóp phần quảng bá hình ảnh trái cây ở đồng bằng sông Cửu Long, giúp người dân tăng thêm thu nhập và đưa rượu vang vào trong bữa ăn đời thường, chúng tôi tiến

hành thực hiện đề tài: “LÊN MEN RƯỢU VANG XOÀI”

Thực hiện đề tài này này chúng tôi tiến hành phân lập các dòng giống nấm menthuần chủng trong tự nhiên để lên men rượu xoài, so sánh chúng với dòng nấm men

thị trường để chọn ra được dòng cho khả năng lên men rượu Xoài tốt nhất, đồng thời

tìm ra các điều kiện thích hợp nhất cho quy trình lên men rượu vang Xoài như: nồng

độ pha loãng nguyên liệu, độ Brix ban đầu, nồng độ nấm men, pH ban đầu, nhiệt độ

lên men và quá trình xử lý nguyên liệu

Luận văn tốt nghiệp đại học Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

kính tán tương tự, Xoài ghép thường có chiều cao thấp và có tán rộng so với cây Xoài

Trang 16

trồng bằng hạt Lá đơn, có hình dạng khác nhau tùy giống, dài, thon, bầu Hoa mọc

thành từng chùm ở ngọn cành, trên 1 chùm hoa có cả hoa đực và hoa lưỡng tính Hoa

Xoài thường nhỏ, kích thước khoảng 6 – 8 mm Thời gian từ hoa nở đến quả chín

khoảng 3 - 4 tháng (tùy giống và điều kiện ngoại cảnh)

Một số giống Xoài triển vọng hiện nay:

o Xoài Cát Hòa Lộc: Trong hội thi cây Xoài giống tốt được xếp hạng 1 Xuất

xứ ở Cái Bè (Tiền Giang) và Cái Mơn (Bến Tre) Giống quý trái to, trọng

lượng 600 - 700 gram, dạng bầu tròn nơi gần cuống Thịt vàng, dày cơm, dẻ,không có xơ, hột nhỏ, mỏng, ngọt và hương vị ngon

o Xoài Cát Chu: Có hai loại Chu Đen và Chu Trắng Đây là giống Xoài đượcxếp thứ 2 sau Xoài Cát Hòa Lộc Đặc điểm: Trọng lượng trái trung bình

550gr (Chu trắng) và 450gr (Chu đen), có cơm dày, hột nhỏ, không xơ, ngọt

và hương vị ngon

o Xoài Khiểu Sa Vơi: Giống Xoài Thái Lan đã được nhập về Đồng Nai vàinăm nay đã cho trái và chất lượng ngon Dạng trái dài giống Thanh Ca nhưngtròn hơn vỏ xanh đậm và rất dầy Trọng lượng trung bình khoảng 300 - 350gram, trái vừa cứng bao đã có vị ngọt

o Xoài ĐT - X15: Giống Xoài xanh của Thái Lan, có chất lượng ngon Tỉ lệđậu trái cao, cây 5 tuổi cho 60 - 70 kg/cây Trọng lượng trung bình 350 - 400gr/trái Trái tròn dài, hơi cong ở phần đuôi, vỏ xanh đậm, trái có thể ăn xanh

và ăn chín, chất lượng cao

2 Đặc điểm sinh lý sinh thái của cây xoài

2.1 Thời tiết khí hậu

o Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình thích hợp cho Xoài là 250C Nhiệt độ trung bình

tối thấp là 210C, trên 420C Xoài sinh trưởng phát triển kém

o Ẩm độ: Xoài thích hợp với những vùng có mùa mưa và mùa khô rõ rệt, trong đó

mùa khô phải ít nhất kéo dài tới 3 tháng, mùa mưa không kéo dài quá 7 tháng

Vũ lượng mưa hữu hiệu là 150mm/tháng

o Ánh sáng: Xoài là cây ưa sáng, nếu trồng dày cây yếu ớt, cành dài và nhỏ, lámỏng, những cành giáp nhau sẽ không ra trái

2.2 Đất đai

Xoài mọc được trên nhiều loại đất Độ pH thích hợp từ 5,5 - 7,5 trên 7,5 sẽ có

Trang 17

hiện tượng thiếu sắt và kẽm, đất phèn (pH = 3,5 - 4,5) cây vẫn phát triển được.Như

vậy, Xoài là cây nhiệt đới thích ứng khá rộng

o Chi (genus): Mangifera L.

4 Thành phần hóa học của trái xoài

Bảng 1: Thành phần hóa học của trái xoài (100g)

Hạt xoài chiếm 25-30% khối lượng quả

Chất thơm của xoài được hình thành trong quá trình chín Quả xanh ít thơm.Xoài càng chín chất thơm càng nhiều, càng đặc trưng

II Giới thiệu về rượu vang

Trang 18

chưng cất, có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên, có độ cồn nhẹ 15%) là

(10-loại nước giải khát thơm ngon giàu chất bổ dưỡng

Quy tr.nh sản xuất rượu qua các bước sau: chế biến nguyên liệu và lên men tạorượu vang

Khi chế biến nguyên liệu thành dịch quả cần bổ sung SO2 để ngăn cản các phản

ứng oxy hóa và tiêu diệt các vi khuẩn tạp nhiễm, bổ sung thêm đường để tăng quá

trình chuyển hóa thành rượu của vi sinh vật, điều chỉnh độ chua vì độ chua có thể ảnh

hưởng đến chất lượng nước quả cũng như làm thay đổi pH của dịch nước quả

Sac ellipsoideus, Sac cerevisiae, Sac oviformis…

2 Thành phần hóa học và chất dinh dưỡng của rượu vang

Bảng 2: Thành phần hóa học của 1lit rượu vang ở Ba Lan

Thành phần Hàm lượng (g)

Nước

Đường tổng số

Chất hòa tan không phải đường

Acid (quy ra acid malic)

Acid bay hơi

(*Nguồn: Vũ Công Hậu, 2005)

Rượu vang có thành phần rất phức tạp, đến nay ngay cả các nước có công nghệsản xuất rượu vang lâu đời cũng chưa biết hết các chất cấu thành của rượu vang

Tùy vào nguyên liệu sử dụng, những biến đổi trong quá trình lên men mà thànhphần chủ yếu của rượu vang bao gồm: cồn, đường, acid vô cơ và acid hữu cơ, tro và

Trang 19

các muối, các hợp chất tạo hương thơm, vitamin, polyphenol và một số hợp chất khác:

2.1 Ethanol:

Là một trong những thành phần quan trọng nhất của rượu vang Ethanol cóđược do lên men tự nhiên từ dịch trái cây do đó nó là thứ cồn tinh khiết, không lẫn

andehyde Độ cồn của rượu vang từ 100-120, nếu dưới 100 rượu sẽ hơi lạt, 120

được kể cả phụ nữ và người cao tuổi (Trần Thị Thanh, 2005)

2.2 Đường:

Đường trong rượu vang vào khoảng 62-132g/l, chủ yếu là đường fructose,glucose và một ít galactose Khi cho thên đường saccharose vào dịch quả trước khi lên

men thì toàn bộ đường này bị phân hủy thành đường khử, điều này cho thấy nếu phát

hiện được saccharose trong rượu thành phẩm thì ta hiểu ngay đường này được pha

thêm vào sau khi lên men Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang sau khi

đã lên men xong người ta phân biệt: rượu vang khô (dưới 10g đường/l), rượu vang

nửa khô (20-30g đường/l), nửa ngọt (45g đường/l), rượu ngọt (80-110g

Trang 20

acid malic, acid citric, acid oxalic… có thể nói rượu vang là thức uống có độ chua cao,

hàm lượng acid tổng số= 4-7g/l (quy ra acid malic) Độ pH của rượu 3,9 Ở

vang=2,9-các nước phương tây độ chua của rượu vang là thành phần quan trọng ngang vớiđộ

cồn Tuy có độ chua cao nhưng rượu vang vẫn dễ uống vì độ chua của acid được cân

đối với độ ngọt của đường, cồn, glycerin, độ chát của polyphenol (Trần Thị Thanh,

2005)

Các acid hữu cơ trong rượu như acid taric, malic, citric, oxalic… có tác dụngngăn cản hoạt động của vi khuẩn làm hư hỏng rượu Tuy nhiên cũng có các acid có tác

dụng tiêu cực gây ra các bệnh rượu như: acid axetic, formic, propionic, butyric…

(Vũ

Công Hậu, 2005)

2.4 Muối và tro:

Rượu vang chứa một lượng phong phú các muối tuy với hàm lượng rất thấp, đó

là các muối của nguyên tố: P, S, K, Na, Ca, Fe, Cu, Mn…Khi phân tích, một lit rượu

vang chỉ có 1,5-3g tro nhưng chất muối trong rượu nho giữ vai trò rất quan trọng là

làm tăng hương vị của rượu và tăng giá trị dinh dưỡng cung cấp nguồn vi lượng cho

cơ thể (Trần Thị Thanh, 2005)

2.5 Hợp chất thơm:

Các chất tạo hương thơm chủ yếu là các chất có nguồn gốc pectin quyết định,nhưng thường bị phân hủy và bị khí CO2 kéo theo trong quá trình lên men Tuy nhiên,

nấm men có khả năng sinh ra một số chất có mùi thơm đặc trưng đặc biệt cho các chất

oxy hóa khử sinh ra, nhưng chỉ ở dạng khử có mùi thơm Vì vậy nên giữ rượu vang

trong bình kín có nút hoàn toàn không có oxy (Vũ Công Hậu, 2005)

2.6 Polyphenol:

Đây là hợp chất phức tạp trong quả Polyphenol gồm nhiều chất khác nhaunhư: acid phenol có acid benzoic, acid ciamic, Flavon làm cho rượu có màu vàng,antocyan tạo màu đỏ cho rượu, tannin dễ bông kết với protein trong nước quả

và cũng

Trang 21

dễ bị oxy hóa làm cho màu rượu tối lại… Ngoài việc tạo màu, polyphenol còn tạo vị

chát cho rượu và có khả năng ức chế các vi khuẩn có hại phát triển

2.7 Vitamin:

Một giá trị dinh dưỡng đáng kể là giàu vitamin các loại Ai cũng biết nước quảgiàu vitamin, vấn đề là các vitamin này có bị phá hủy trong quá trình lên men không?

Thực tế cho thấy lên men trong làm rượu vang là một quá trình điều chỉnh lại thành

phần vitamin của nước quả và là kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin trong nước quả Có

một số vitamin được lưu giữ lại tốt trong nước quả lên men, một số vitamin được bổ

sung thêm, ngược lại một số bị mất đi trong quá trình lên men (Trần Thị

Thanh,

2005)

Bảng 3: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu vang nho (100g)

Vitamin Nước nho Rượu vang

Trang 22

(*Nguồn: Theo Lafon-Lafourcade,1975)

III Quá trình lên men rượu

Lên men rượu là quá trình trao đổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tươngứng gọi là chất xúc tác sinh học Lên men rượu là lên men yếm khí với sự có mặt của

nấm men chuyển hóa đường thành rượu etylic và khí CO2

Lên men rượu được chia thành 2 thời kỳ chính:

o Thời kỳ phát triển sinh khối: Tế bào nấm men tăng sinh khối với sự có mặtcủa O2 Khoảng 60 phút kể từ khi nấm men tiếp xúc với dịch lên men, sự lênmen xảy ra rất chậm không đáng kể

o Thời kỳ lên men chuyển hóa đường thành rượu: thời kỳ này nấm men sửdụng chất dinh dưỡng và enzyme để duy trì sự sống và tạo thành rượu Có 2giai đoạn:

• Lên men chính: chiếm khoảng 60-120 giờ sau kỳ phát triển sinh khối Sự pháttriển và sự lên men của nấm men sau mỗi giờ tăng nhanh đáng kể và đạt trị sốcực đại

• Lên men phụ: xảy ra rất chậm và là giai đoạn tạo mùi cho sản phẩm

1 Cơ chế lên men rượu

Sản xuất rượu vang dựa trên cơ sở các quá trình hóa sinh xảy ra trong quá trìnhlên men các loại nước quả dưới tác dụng enzyme của nấm men

Trong quá trình lên men, đường trong dịch quả được nấm men sử dụng để tăng

sinh khối và tổng hợp một số sản phẩm Nấm men đóng vai trò chủ chốt trong việc

biến đường thành rượu Song song với quá trình này là quá trình chuyển hóa đường,

các acid hữu cơ thành các sản phẩm phụ khác

Rượu được tạo ra chủ yếu nhờ các tế bào nấm men phân giải glucose thông qua

Trang 23

con đường EM (Embden-Meyerhoff) Quá trình lên men rượu là quá trình phức tạp,

đầu tiên đường thẩm thấu vào tế bào nấm men, ở đó đường được chuyển hóa thành

hàng loạt sản phẩm trung gian và tạo thành acid pyruvic, acid pyruvic dưới tác dụng

của enzyme Pyruvat-decarboxylase sẽ bị mất CO2 và tạo thành Acetaldehyde Sau đó,

Acetaldehyde bị khử thành rượu etylic và CO2 do enzyme ancoldehydrogenase xúc tác

Phương trình tóm tắt quá trình lên men rượu:

C6H12O6 Nấm men 2C2H5OH + CO2 + 2H2O + năng lượng

Đường và các chất dinh dưỡng của môi trường lên men được hấp thu và

khuếch tán vào vào tế bào nấm men qua màng tế bào Trong khi nước được tự

Trang 24

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

2.1 Nhiệt độ

Nấm men khá bền vững với nhiệt độ thấp

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến hoạt động trao đổi chất của nấm men.Thông thường nấm men hoạt động tốt nhất ở 200-300C, dưới 160C lên men rất chậm,

trên 350C các hệ enzyme trong cơ thể nấm men bị giảm hoạt lực đến mức tối thiểu,

hoạt động trao đổi chất bị ngưng trệ Nếu nhiệt độ trên 400C nấm men do không tổng

hợp được năng lượng dự trữ sẽ chết

Trong giới hạn nấm men hoạt động được, nhiệt độ lên men càng thấp, thời gian

lên men càng dài, hiệu suất chuyển hóa đường thành rượu sẽ cao, chất luợng rượu

vang khi đó tốt hơn, hương thơm tạo thành sẽ khuếch tán vào trong dịch

2.2 Độ pH

Độ pH của môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng của nấmmen Những pH thích hợp cho sự phát triển và lên men rượu của nấm men không cố

định, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loài, chủng, nấm men, thành phần môi trường, điều

kiện lên men…

Nhìn chung, nấm men có thể phát triển trong môi trường có pH = 2 – 8, nhưngthích hợp nhất là từ 4 – 4,5 Mặt khác, vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2 vàcao

hơn Vì vậy trong lên men rượu để ngăn ngừa hiện tượng nhiễm khuẩn người

ta thực

hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4

2.3 Nồng độ đường trong dung dịch lên men

Đường là cơ chất của quá trình lên men nên ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất lênmen Nấm men có thể lên men đường thành rượu trong khoảng phù hợp từ 220 –

Trang 25

đường >250Brix thì quá trình lên men xảy ra rất yếu và khó khăn Khi độ

nghĩa trong sản xuất bởi vì khi quá trình lên men kỵ khí bắt đầu xảy ra thì sản phẩm

etylic hình thành trong môi trường có tác dụng kìm hãm nấm mốc, vi khuẩn và sau đó

ức chế nấm men dại Khi độ rượu đạt 7 – 8% thể tích sự trao đổi chất trong nấm men

ngừng trệ hầu như toàn phần, quá trình lên men chuyển sang thời kỳ lên men thầm

lặng

Ảnh hưởng của nồng độ rựou etylic đối với các loại nấm men khác nhau thìkhác nhau, phụ thuộc nhiều yếu tố: loại nấm men, độ pH, nhiệt độ môi trường lên

men…

2.5 Ánh sáng

Ánh sáng là một trong những yếu tố kìm hãm hoạt động của tế bào nấm men,đặc biệt là những tia cực tím sẽ giết chết tế bào nấm men, vì vậy quá trình lên men

phụ thuộc thời tiết từng mùa

o Với hàm lượng CO2 như trên, ở nhiệt độ 150C sẽ có áp suất 7,7atm, nấm menvẫn sống và tiếp tục lên men kỵ khí

2.7 Thời gian lên men:

Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ lên men, chủng loạinấm men…

Quá trình lên men bao gồm lên men chính và lên men phụ, thời gian lên men

Trang 26

tính từ lúc cấy men giống vào môi trường lên men Sự lên men thật sự kết thúc khi

nấm men hết khả năng chuyển hóa đường thành rượu và CO2 Càng về cuối giai đoạn

lên men, bọt khí sinh ra ít hơn và nhỏ dần đi, tốc độ lưu chuyển của chúng cũnggiảm

theo

Kết thúc lên men chính, nồng độ đường giảm đáng kể, bọt khí giảm rất chậm

và ít Thực tế, biểu hiện kết thúc lên men phụ khó nhận ra vì khí CO2 lúc này không

còn khả năng tạo bọt nổi lên trên mà khuếch tán ngay vào rượu Chính vì vậy thời

gian tàng trữ rượu từ 3 tháng trở lên mới cho rượu có giá trị cảm quan cao

Ở nhiệt độ trung bình từ 25 – 30oC nếu pH khác nhau thì thời gian lên men

khác nhau, nhiệt độ này thích hợp cho nấm men phát triển, thời gian lên men kéo dài

từ 15 – 20 ngày Ở nhiệt độ cao 50 – 60oC, quá trình lên men bị dừng, tế bào nấm men

chết dần

2.8 Nấm men trong sản xuất rượu vang:

Hầu hết nấm men thuộc giống Saccharomyces sp để lên men.

IV Vi sinh vật trong sản xuất rượu vang quả

1 Đặc điểm chung của nấm men:

1.1 Hình dạng và kích thước:

Nấm men có nhiều hình dạng khác nhau, thường chúng có hình cầu, hình elip,hình bầu dục và cả hình dài Hình dạng tế bào nấm men hình như không ổn định nó

phụ thuộc vào tuổi của nấm men và phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy

Kích thước trung bình của tế bào nấm men:

o Chiều dài: 8 – 10 μm

o Chiều rộng: 2 – 7 μm

Kích thước này cũng thay đổi, sự không đồng đều thấy ở các loài khác nhau, ởlứa tuổi khác nhau và ở điều kiện nuôi cấy khác nhau

1.2 Cấu tạo tế bào nấm men

Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ cácphần cơ bản sau:

o Thành tế bào: thành phần chủ yếu gồm Glucan, manan, protein, lipid và một

số thành phần nhỏ khác như kitin

Trang 27

o Màng nguyên sinh chất: Gồm các hợp chất phức tạp như protein,

photpholipid, enzym permase

o Nhân: Tế bào nấm men có nhân thật, nhân có hình bầu dục hay hình cầu

o Những thành phần khác như: Không bào, volutin, ty lạp thể, riboxom

1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men

Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men phụ thuộc vào chủng giống,môi trường, trạng thái sinh lý cũng như điều kiện nuôi cấy Men ép chứa 75% nước và

25% chất khô Các chất khô của nấm men bao gồm các thành phần sau:

Bảng 4: Thành phần hóa học của nấm men

(*Nguồn: Vũ Công Hậu, 2005)

1.4 Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men

Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinhdưỡng mà chúng sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo 2 conđường

cơ bản sau:

o Con đường thứ nhất là thẩm thấu bị động: Trên thành tế bào nấm men có những

lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho các chất dinh dưỡng vận chuyển vào

trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu Ngược lại chất thải

trong quá trình trao đổi chất cũng được thải qua những lỗ này

o Con đường thứ hai là hấp thu thức ăn một cách chủ động: Các thành phần dinh

dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào thì lập tức có hệ permease hoạthóa Permease là một protid hoạt động, chất này sẽ liên kết với chất dinh dưỡnghình thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào vào trong, tại đâychúng tách ra và permease lại tiếp tục làm công việc vận chuyển

1.5 Sinh dưỡng của tế bào nấm men

Nấm men tiếp nhận thức ăn bằng con đường hấp thu chọn lọc trên bề mặt của

Trang 28

tế bào và sau đó khuếch tán vào bên trong Để cho tế bào dễ hấp thụ, các chất dinh

dưỡng phải là những chất có nguyên tử lượng thấp và hòa tan vào trong nước, một

phần các chất dinh dưỡng chuyển hóa các hợp chất cao phân tử như: protid, glucid,

lipid… trong tế bào và xây dựng thành tế bào mới Nấm men cũng giống như các cơ

thể thực vật khác cần oxy, cacbon, nitơ, kali, magie

o Oxy, hydro, cacbon: Oxy, hydro cung cấp cho tế bào nước từ môi trường.Nguồn cung cấp cacbon là các loại đường khác nhau Ở những giai đoạn nhấtđịnh, nấm men còn sử dụng nguồn cacbon của acid amin

o Nitơ: Nấm men không có men ngoại phân giải protid, cho nên không thể phâncách albumin của môi trường thành chất có khả năng hấp thụ và phải cung cấp ở

dạng hòa tan Có thể là dạng vô cơ hoặc hữu cơ Dạng hữu cơ thường được sửdụng là acid amin, pepton amid, ure Dạng vô cơ là các muối amon khử nitrat,sulfat

o Các vitamin: Sinh tố B1 (thiamin), sinh tố B2 (riboflavin), sinh tố B3 (acidpentotenic), sinh tố B5 (P.P acid nicotic)

o Chất khoáng như P, S, Mg, Fe, K, Mn có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống

của tế bào nấm men

1.6 Các hình thức sinh sản của nấm men

Nấm men sinh sản bằng nhiều hình thức khác nhau:

• Sinh sản bằng cách nảy chồi

• Sinh sản bằng cách phân đôi

2 Các nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang:

Theo Phẩm (1998), nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang chủ yếu là

Saccharomyces sp Sau đây là một số loài nấm men thường gặp nhất:

 Saccharomyces vini:

Đa số tế bào dòng này hình ovan có kích thước 3-8 x 5-12μm Dòng này lênmen chỉ đạt 8-10% hàm lượng rượu theo thể tích Các dòng này có đặc tínhriêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sảnphẩm thứ cấp tạo ra rượu vang có mùi đặc trưng riêng biệt

Saccharomyces uvarum:

Về hình thái không khác các dòng nấm men khác Khả năng sinh bào tử khámạnh trên môi trường thạch-malt Dòng nấm men này có thể lên men 120-130

Trang 29

cồn trong dịch nước nho.

3 Yêu cầu đối với những nấm men rượu vang:

Những nấm men được phân lập và sử dụng trong sản xuất cần phải đạt các yêucầu sau:

• Có đầy đủ đặc điểm đặc trưng của nấm men

• Khả năng lên men cao, những loại này khi ở điều kiện tối ưu cần đạt 20% V ethanol

18-• Chịu được nhiệt độ thấp, những nấm men của nhóm này cần có khả năng lênmen ở nhiệt độ 4-100C và tích lũy trong môi trường trong thời gian ngắn

thực tế phải đạt 8-12% V ethanol

• Riêng nấm men ở Việt Nam đòi hỏi phải có khả năng lên men ở nhiệt độtương đối cao, >350C

• Bền vững với ethanol, có thể lên men trong môi trường 8-12%V ethanol

• Bền vững với độ đường cao, có thể lên men trong môi trường trên 30%

đường và tích lũy được 10-13% V ethanol

• Sử dụng đường cho lên men hầu như hoàn toàn

• Chịu được độ acid của môi trường

• Thích nghi được với những điều kiện không thuận lợi của môi trường, đặcbiệt là chất sát trùng

• Dễ lắng lọc trong dung dịch rượu

V Các vi sinh vật gây hư hỏng rượu

1 Nấm men

Nấm men gây hư hỏng rượu bao gồm các loại như: Haseniaspora opiculate, Schizosaccharomyces sp., Zygosaccharomyces sp., Hansenula anomala, Candia sp.,

Trang 30

cho quá trình sản xuất rượu vang, chúng phát triển nhiều trên những thiết bị, làm

nhiễm bẩn bầu không khí nơi sản xuất

3 Vi khuẩn

Acetobater sp Thường thấy 2 loại khác nhau, có khả năng phát triển ở độ rượu

14% thể tích, thường tạo váng mỏng trên môi trường, oxy hóa rượu thành acid axetic,

chúng tạo cho rượu vang có mùi khó chịu và có vị chua

Micrococcus sp Nhiệt độ tối ưu để phát triển là 260C, chúng có thể sống đượctrong dung dịch rượu lớn hơn 12% thể tích, chúng lên men đường thành acid lactic và

khí CO2 gây đục rượu vang và ức chế sự phát triển của nấm men

Lactobacterium sp Thường gặp nhất là giống Lactobacterium manitapeum.

Chúng khử đường fructose ở nhóm carbonil tạo thành rượu chứa mamhit gây đục rượu

và có mùi lạ

4 Những hiện tượng bị hư hỏng

Các dạng hư hỏng thường gặp của rượu vang:

Lên mốc

Rượu có độ rượu dưới 12% thể tích, tiếp xúc nhiều với không khí ở 300-340C

dễ bị bệnh này Đầu tiên rượu hình thành màu, sau một thời gian màu này nhạt dần

Đồng thời rượu bị oxy hóa thành khí CO2 và nước do có mặt của nấm men

Hansennula anomala, Candida sp., Mycorderma.

Khắc phục: lọc rượu và thanh trùng ở 620C trong 5 phút

Lên men chua

Do vi khuẩn lactic gây ra, chúng có dạng hình que nhỏ, liên kết với nhau thànhchuỗi Điều kiện thích hợp để vi khuẩn này phát triển là lên men ở nhiệt độ cao

dày lên, rượu bị oxy hóa thành acid axetic gây vị chua gắt cho vang

Khắc phụ _c: sục CO2 vào môi trường lên men với hàm lượng 60-70mg/

l hoặc

Pasteur hóa ở 700C trong 15 phút

Lên men butylic

Vi khuẩn butylic khi nhiễm vào thùng ủ sẽ lên men tạo thành acid butylic, tạo

Trang 31

nhiều khí hydro, tuy nhiên độ acid tăng không cao.

Lên men lactic

Vi khuẩn lactic khi nhiễm vào thùng ủ sẽ lên men tạo thành acid lactic làm cho

độ acid trong dịch men tăng lên gây ức chế hoạt động của nấm men

Theo Vũ Công Hậu (2005) rượu vang sau khi lắng lọc vẫn bị đục lại là do một

số

nguyên nhân sau:

Kết tủa sắt

Nếu trong rượu vang có 12-15mg/l sắt tổng cộng, rượu vang lại có sẵn

phosphate, khi tiếp xúc với không khí môi trường thiếu oxy trở thành môi trườnggiàu

oxy sẽ hình thành các hợp chất Peric phosphate (FePO4) không hòa tan được, chúng

tạo màu trắng ở vang trắng và màu xanh ở vang đỏ

Khắc phục: lọc kết tủa sắt để loại bỏ sắt thừa

Kết tủa đồng:

Trong rượu vang bao giờ cũng có hợp chất lưu huỳnh, nếu hàm lượng đồngtrong rượu đạt 0,5mg/l và trong điều kiện thiếu oxy sẽ hình thành sunfat đồng kết tủa

thành thứ bột màu nâu đỏ

Khắc phục: nếu rượu chứa trên 0,5mg/l đồng thì loại bỏ đồng bằng cách xử lýfero xianua Kali hoặc acid rubeanic

Kết tủa bông protein:

Protein trong nước bị tiêu hủy một phần bởi nấm men, một phần bị các chấttannin làm kết bông Nếu lượng tannin trong rượu tăng lên ( đựng trong thùng

gỗ sồi)

sẽ gây hiện tượng kết bông protein dưới dạng những vẩn đục màu trắng sền sệt như

bột gạo đem nấu chín

Khắc phục: đung nóng 700-800C rồi để nguội lọc qua diotenit là biện pháp đểchống kết bông protein

Kết tủa màu:

Chất trong vang đỏ một phần ở dạng keo, gặp lạnh các chất keo này bị kết tủathành cặn màu đỏ sẫm, màu đỏ giảm đi 10-20% Rượu càng già kết tủa càng dễ

Kết tủa oxydase

Trong nước quả thường có enzyme oxydase hay polyphenoloxydase oxy hóacác chất polyphenol làm cho polyphenol chuyển màu, rượu bị đục Ngay sau khibắt

Trang 32

đầu lên men rượu, oxydase đã hoạt động nhưng bị cản trở vì môi trường lên men rượu

là môi trường thiếu oxy Sau khi lên men xong, để chống oxy hóa người ta luôn giữ

rượu trong tình trạng thiếu oxy, nhưng enzyme oxydase vẫn tồn tại và làm đục mất

màu rượu ở giai đoạn chín

Khắc phục: xử lý ở 600-700C

5 Các biện pháp làm trong rượu:

Theo Lê Ngọc Tú (1977) vỏ tế bào thực vật có nhiều pectin, các chất pectin

được xem như chất để gắn các tế bào lại với nhau Phá vỡ sự gắn kết này sẽ tạo điều

kiện cho các vật chất trong tế bào thoát ra, giúp cho quá trình thu nhận dịch trích tốt

hơn Nước quả sau khi tách khỏi tế bào chứa nhiều chất khác nhau Trong đó chất

pectin chiếm lượng đáng kể và pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao và gây đục

nước quả

Pectin chứa acid polygalacturonic, araban và galactan Trong đó lượng acidpolygalacturonic chiếm 40-60% khi bị thủy phân pectin tách thành 2 phần:

• Phần trung tính: phức chất galactanoaraban

• Phần acid: acid pectic

Do đó có các biện pháp làm trong rượu để tăng giá trị cảm quan:

• Biện pháp cổ truyền: để lắng tự nhiên và gạn cặn

• Sử dụng protein tự nhiên: keo động vật (gelatin, lòng trắng trứng…)

• Sử dụng enzyme pectinase

• Lọc

• Làm trong bằng biện pháp vật lý: gia nhiệt hoặc làm lạnh, nhiệt độ không chỉ

có tác dụng tiệt trùng mà còn có tác dụng ổn định rượu rất cao (Vũ Công

Hậu, 2005).

PHẦN III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trang 33

phải quả hư, dập làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm sau lên men.

Nấm men khô thị trường Saccharomyces cerevisiae

Dòng nấm men phân lập từ lên men dịch xoài

2 Hóa chất

Môi trường phân lập nấm men: PGA (khoai tây 20%, glucose 2%, agar 1,8%,(NH4)2SO4 0,2%)

Môi trường nhân giống: PG (khoai tây 20%, glucose 2%, (NH4)2SO4 0,2%)

Đường cát tinh luyện

Hóa chất phân tích dịch quả và sản phẩm

Hóa chất điều chỉnh pH…

3 Dụng cụ, thiết bị:

Tủ sấy, tủ lạnh, tủ ủ, buồng cấy vô trùng, kính hiển vi, máy li tâm, máy lắc,bếp điện, bình tam giác, đĩa petri, chai durham, waterlock, pH kế, Brix kế,buồng đếm hồng cầu…

4 Thời gian và địa điểm:

Thời gian: 29/12/2008 – 29/05/2009

Địa điểm: Phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học Thực phẩm của ViệnNghiên Cứu và Phát Triển Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ

Lên men tự nhiên

Môi trường PGA

Phân tích, đánh giá cảm quan

Hình 1: Sơ đồ tổng quát quy trình nghiên cứu

2 Thí nghiệm 1: Phân tích thành phần nguyên liệu

Mục đích: phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu làm cơ sở để tiếnhành các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu phân tích:

• Ẩm độ: sấy khô ở nhiệt độ 1050C đến khối lượng không đổi

Trang 34

• Nitơ tổng: phương pháp Kejndan

3 Thí nghiệm 2: Phân lập nấm men từ dịch xoài lên men tự nhiên

Mục đích: phân lập được những dòng nấm men tự nhiên thuần chủng từ dịchxoài lên men tự nhiên để tiến hành nghiên cứu lên men rượu xoài và làm

nguyên liệu cho các thí nghiệm tiếp theo

Tiến hành:

• Xoài chín bỏ vỏ và hột, xay nhuyễn, cân

• Ướp đường với tỉ lệ (xoài:đường) 3:1

• Để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng (280-340C) trong khoảng 24h

• Tiến hành phân lập nấm men trên môi trường PGA, ủ ở 300C

• Chọn những khuẩn lạc rời rạc để cấy chuyển theo cách phân lập đến khi chọn

Trang 35

môi trường PG ở 300C trên máy lắc (150 vòng/phút) trong 24h.

• Cho 9ml dịch quả xoài chỉnh độ Brix 2% vào mỗi chai Durham, sau đó đemkhử trùng ở 1210C trong 15 phút, để nguội

• Cho thêm 3ml dung dịch nấm men vào chai Durham có dịch nước xoài, ủ ởnhiệt độ phòng

Chỉ tiêu theo dõi:

• Đo chiều cao trung bình cột khí CO2 trong các ống ở các thời điểm 12h, 18h,30h, 54h, 60h… Dòng nấm men nào có cột khí CO2 cao nhất ở cùng thời điểmlên men thì biểu hiện sự lên men mạnh nhất

• Chọn ra dòng nấm men cho khả năng lên men dịch xoài tốt nhất

5 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của nồng độ nguyên liệu đến khả năng lên men của các dòng nấm men

Mục đích: Chọn ra dòng nấm men và độ pha loãng nguyên liệu để nấm menlên men dịch xoài tốt nhất

Chuẩn bị: Nuôi 5 dòng nấm men trong môi trường PG trên máy lắc (150vòng/phút, 300C) trong 24h

Bố trí thí nghiệm: tiến hành lên men trong bình tam giác, mỗi bình 150mldịch lên men với 2 nhân tố, lặp lại 2 lần

• Nhân tố dòng nấm men (5 dòng): Y09006, Y09007, Y09008, Y09009 vàdòng nấm men thị trường

• Nhân tố độ pha loãng nguyên liệu (3 mức độ): 20%, 35% và 50%

Tiến hành:

• Xoài chín bóc vỏ bỏ hột, xay nhuyễn và pha loãng ở các nồng độ 20%,

35% và 50%

• Điều chỉnh dịch xoài đến 250 Brix bằng đường tinh luyện

• Cho 150ml dịch xoài vào mỗi bình tam giác và chủng 15ml dịch nấm

men đã được nuôi vào như bố trí thí nghiệm

Bảng 5: Bố trí thí nghiệm của thí nghiệm 4

Trang 36

Các chỉ tiêu theo dõi:

• Nồng độ chất khô hòa tan sau khi lên men: được đo bằng Brix kế

• pH: đo trước khi lên men và sau khi thành phẩm bằng pH kế

• Nồng độ rượu: rượu sau khi lên men tiến hành chưng cất sau đó đo nồng độrượu bằng rượu kế

6 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố: nồng độ men giống, độ Brix ban đầu và độ pha loãng nguyên liệu lên quá trình lên men rượu xoài

Mục đích: xác định được các mức độ thích hợp nhất của các nhân tố độ Brixban đầu, nồng độ nấm men và độ pha loãng nguyên liệu để tiến hành thí

nghiệm tiếp theo

A1: 200 Brix A2: 250 Brix A3: 300 Brix

• Nhân tố B: Nồng độ nấm men khô

Trang 37

• Điều chỉnh dịch xoài đến các độ Brix 20, 25 và 30.

• Cho 200ml dịch xoài vào mỗi bình tam giác và chủng nấm men với các

nồng độ 0,1%, 0,35% và 0,5% như bố trí thí nghiệm

• Lên men 7-8 ngày ở nhiệt độ phòng (28-340C)

• Lọc và phân tích các chỉ tiêu

• Nồng độ rượu: rượu sau khi lên men tiến hành chưng cất sau đó đo nồng độrượu bằng rượu kế

7 Thí nghiệm 6: khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố pH ban đầu, nhiệt độ và

xử lý nhiệt đến quá trình lên men rượu

Mục đích: chọn được nghiệm thức thích hợp nhất để lên men rượu xoài, đềxuất được quy trình sản xuất rượu vang xoài

Bố trí thí nghiệm: tiến hành lên men trong bình tam giác, mỗi bình 250mldịch lên men với 3 nhân tố và lặp lại 2 lần

• Nhân tố D: Nhiệt độ lên men

D1: 250 C D2: Nhiệt độ phòng (28- 340 C)

• Nhân tố E: pH ban đầu

E1: pH=4 E2: pH=4,5 E3: pH=5

• Nhân tố F: xử lý nguyên liệu ở 700C trong 10 phút

Trang 38

• Điều chỉnh dịch xoài đến độ Brix đã được chọn ở thí nghiệm 5 (250Brix).

• Cho 250ml dịch xoài vào mỗi bình tam giác, đo và chỉnh pH (bằng acidcitric hoặc Na2CO3) về các mức độ 4; 4,5 và 5 như bố trí thí nghiệm

• Đem những bình tam giác có nghiệm thức xử lý nguyên liệu đi đun cáchthủy ở 700C trong 10 phút

• Để nguội và chủng nấm men với nồng độ đã được chọn ở thí nghiệm 5(0,1% nấm men khô thị trường)

• Đem lên ở các nhiệt độ 250C và nhiệt độ phòng như bố trí thí nghiệmtrong thời gian 7-8 ngày

• Lọc và phân tích các chỉ tiêu

• Acid tổng số: chuẩn độ bằng NaOH 0,1N

Trang 39

• Nồng độ rượu: rượu sau khi lên men tiến hành chưng cất sau đó đo nồng độrượu bằng rượu kế.

• Chọn 1 số mẫu tốt tiến hành đánh giá cảm quan rượu xoài

PHẦN IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- -I Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu xoài

Thành phần của nguyên liệu như glucid, acid, nước, nitơ,… ảnh hưởng đến quátrình lên men Chính vì vậy, việc phân tích thành phần nguyên liệu là rất cần thiết

trước khi tiến hành lên men rượu xoài để đảm bảo tính ổn định giữa các thí nghiệm

Tiến hành lựa chọn nguyên liệu xoài, lấy phần thịt xử lý và đem đi phân tích

Bảng 8: Kết quả phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu xoài

Chỉ tiêu Xoài cát Hòa lộc Xoài cát chu

0,3-0,5% (lược khảo tài liệu từ 0,36-0,4%), nồng độ chất khô hòa tan (bao gồm đường

tổng số) từ 17,67-200Brix (lược khảo tài liệu đường tổng số từ 16,12-17,18%) Như

vậy, kết quả phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu xoài là khá phù hợp với

phần lược khảo tài liệu có trong bảng “Thành phần hóa học của trái Xoài” và thành

phần hóa học cũng như chất dinh dưỡng trong trái xoài chín rất thích hợp để sản xuất

rượu vang

II Kết quả phân lập nấm men từ dịch xoài lên men tự nhiên

Qua quá trình phân lập nấm men từ dịch xoài lên men tự nhiên, chúng tôi phânlập được 4 dòng nấm men Các dòng nấm men được phân lập có đặc điểm nhưsau:

Dòng nấm men 1 (Y09006): khuẩn lạc có dạng hình tròn, màu trắng đục, bề

Trang 40

mặt sần, bìa răng cưa, lài Tế bào nấm men to, hình trứng (hình 29)

mặt nhẵn, bìa nguyên, mô cao Tế bào nấm men hình que (hình 30)

mặt nhẵn, bìa nguyên, lài Tế bào nấm men nhỏ, hình bầu dục (hình 31)

mặt nhẵn, bìa nguyên, mô cao Tế bào nấm men to, hình ovan (hình 32)

III Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men vừa phân

lập và nấm men thị trường bằng chai Durham

Bảng 9: Theo dõi cột khí durham (cm) tại từng thời điểm lên men của các dòng nấm men phân

Chiều cao cột khí tăng liên tục, đến thời điểm 30h thì dòng nấm men thị trường

có cột khí chiếm đầy ống (4.5cm), tiếp đó là 3 dòng nấm men Y090006