Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex trong sản xuất rượu vang từ dâu ta

Mục đích Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex nhằm làm tăng hiệu suất thu hồi và chất lượng dịch quả trong sản xuất rượu vang.. • Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex thích hợp trong quá trình

Phần một:

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Ẩm thực là một nét văn hoá hết sức tinh tuý, đậm đà đặc trưng cho từng dân tộc Trong đó đồ uống có vị trí hết sức quan trọng, không chỉ nhằm giải khát

mà nó đã trở thành một thói quen tiêu dùng, mang những phong cách sở thích riêng Ngày nay, đồ uống còn được bổ sung các vi chất, các chất dinh dưỡng cần thiết cho sức khoẻ con người Rượu vang khác với các loại rượu có cồn bởi đặc tính rất tự nhiên của nó đang ngày càng được ưa chuộng với chất lượng ngày càng cao

Ở Việt Nam, việc sản xuất rượu vang đã đạt được những thành tựu đáng kể Với dòng vang ngọt đầu tiên có đặc trưng dễ uống, giá thành rẻ, dễ làm, được làm theo phương pháp lên men từ siro, hay từ dịch quả ép trực tiếp Năm 2002, theo Hiệp hội Rượu Bia Nước giải khát Việt Nam ước tính tổng sản lượng rượu vang của nước ta đạt khoảng 12.5 triệu lít [21] Tuy nhiên, hai phương pháp sản xuất rượu vang trên đang thể hiện những nhược điểm, như: Tốn không gian nhà xưởng, thời gian sử dụng thiết bị kéo dài, mất vệ sinh, đặc biệt hiệu suất thu hồi thấp… ảnh hưởng đến phẩm cấp chất lượng, môi trường và hiệu quả kinh tế

Ngày nay, trên thế giới việc ứng dụng những thành tựu của công nghệ sinh học nói chung và công nghệ enzyme nói riêng vào lĩnh vực công nghiệp thực phẩm đang thể hiện những thế mạnh cuả nó Việc ứng dụng enzyme trong ngành công nghiệp rượu vang là một hướng đi đầy triển vọng, góp phần nâng cao chất lượng thành phẩm và đạt hiệu quả kinh tế

Mặt khác, việc cung cấp nguyên liệu cho sản xuất đang gặp nhiều khó khăn về sản lượng và chất lượng Đó cũng là nguyên nhân chính làm cho vang của ta giá thành cao mà chất lượng chưa thật sự tốt, với diện tích trồng nho rất khiêm tốn chỉ khoảng 4 ngàn ha và chủ yếu trồng ở Ninh Thuận [22] Trong

khi đó nước ta là một nước nhiệt đới bốn mùa cây trái cho thu hoạch với sản lượng lớn, đòi hỏi phải có phương pháp thu hoạch nhanh kịp thời tránh gây tổn thất hư hỏng Việc sử dụng các loại trái cây không phải nho trong sản xuất rượu vang sẽ giải quyết tốt những vấn đề trên, đồng thời tạo được đặc trưng riêng cho vang nước ta Dâu ta là nguyên liệu phù hợp hơn cả cho sản xuất rượu vang, với đặc điểm Dễ trồng, nhanh được thu hoạch, sản lượng cao và

ổn định Một cây dâu trồng riêng lẻ vào tuổi 4, 5 năm có thể thu 50-100 kg quả, chế được 30-60 lít rượu nguyên chất Với màu sắc đẹp, dịch dâu lại dễ lên men tạo độ rượu tốt, hương vị tốt giá trị dinh dưỡng cao Nước dâu là một

vị thuốc bổ, giúp người ốm ăn được, ngủ ngon Thời gian thu hoạch dâu vào khoảng tháng 4 dương lịch với thời gian không quá 1 tháng, lại với sản lượng lớn Do đó việc sản xuất vang dâu là rất phù hợp đồng thời giải quyết được nhiều khó khăn kể trên

Xuất phát từ thực tiễn đó chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex trong sản xuất rượu vang từ dâu ta”

1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex nhằm làm tăng hiệu suất thu hồi

và chất lượng dịch quả trong sản xuất rượu vang

1.2.2 Yêu cầu

• Tìm hiểu những đặc tính cơ bản của dâu nguyên liệu

• Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất rượu vang

• Ứng dụng chế phẩm enzyme pectinex thích hợp trong quá trình thu hồi dịch quả và làm trong nhằm tăng hiệu hiệu quả kinh tế và chất lượng rượu vang

• Đánh giá chất lượng rượu vang thành phẩm

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang trên thế giới và Việt Nam

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang trên thế giới

Rượu vang theo đúng nghĩa được sản xuất từ quả nho không qua chưng cất Từ xa xưa con người đã biết làm rượu vang trong các dịp lễ hội Từ thế kỉ XII, Pháp đã xuất khẩu rượu vang sang Anh và Đức Đến thế kỷ XVIII rượu vang được đóng chai đem lưu thông trên thị trường

Từ thế kỷ XIX, rượu vang cùng các loại đồ uống khác như rượu mạnh, bia, nước quả…thay nhau đáp ứng và phục vụ nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Tùy theo tập quán ăn uống, kết hợp với sự đi lên của kỹ thuật, ở nhiều nước trên thế giới đã có những phương thức sản xuất rượu vang khác nhau Kết quả có hàng trăm loại rượu vang nổi tiếng ra đời Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước sản xuất rượu vang với sản lượng hàng chục tỷ lít mỗi năm Pháp là nước sản xuất và tiêu thụ đứng đầu thế giới, mang lại nguồn thu ngoại tệ lớn

Theo số liệu điều tra, hiện Achentina đứng thứ 5 về sản lượng vang thế giới với 210.000 ha vườn trồng nho Năm 2004, sản lượng rượu vang của nước này có thể tăng lên 21 tỷ hecto lít Kim ngạch xuất khẩu năm 2003 đạt

224 triệu USD, tăng 25% so với năm 2002 Trong 6 tháng đầu năm 2004, doanh thu xuất khẩu rượu vang đạt 128.5 triệu USD, tăng 28% so với cùng kỳ năm 2003 [23]

Năm 2004, Australia đứng thứ tư trên thế giới về xuất khẩu rượu vang, sau Pháp, Italia và Tây Ban Nha; khoảng 2/3 vang Australia xuất khẩu tới Anh và Mỹ Australia có 6000 thợ trồng nho và 2000 nhà máy sản xuất hơn 2

tỷ tấn nho vào năm 2005 với 167,000 ha nho [24]

Năm 2005, vang bán tại Mỹ là vang nhập khẩu Australia đã vượt qua

Năm 2006, California (Mỹ) sản xuất 3.1 triệu tấn nho, giá trung bình khoảng 547 USD/tấn Trong đó, 1.8 triệu tấn dùng để sản xuất vang đỏ, giá

634 USD/tấn Còn 1.3 triệu tấn dùng cho sản xuất vang trắng với giá 503 USD/tấn California có gần 200,000 ha nho và ngày càng được mở rộng hơn

Tháng 1 năm 2007, người ta khảo sát thấy rằng: Năm 2003, Mỹ đạt doanh thu 162 tỷ USD từ nho đồng thời tạo việc làm cho gần 1.1 triệu lao động, với tiền lương hàng năm lên tới 3 tỷ USD Mỹ có khoảng 374,000 ha nho, riêng California là 32,000 ha, sản lượng trung bình đạt 16.5 tấn/ha

Vang Mỹ có khoảng 100,000 nhãn hiệu khác nhau, phân theo giá ta được bốn nhóm chính Năm 2006, khoảng 13% vang bán với giá hơn 14 USD/chai; 25% bán với giá 7-14 USD/chai, 33% bán 3-7 USD/chai, còn lại 29% bán với giá thấp hơn 3 USD/chai

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu vang trong nước

Ở nước ta, sản xuất rượu vang mới chỉ được bắt đầu từ gần hai mươi năm trở lại đây Về mặt sản xuất, kỹ thuật rượu vang còn rất mới mẻ, sản xuất với quy mô nhỏ Nhìn chung các cơ sở sản xuất rượu vang theo phương pháp

vi sinh cổ điển, với hệ thống thiết bị nghèo nàn Đối với nguyên liệu lên men thì chưa có quy định nào cụ thể Chính vì vậy chất lượng rượu vang còn nhiều yếu kém Nói đến rượu vang, ở nước ta chưa thực sự có một sản phẩm nào nổi tiếng, được đánh giá chất lượng cao Do đó, vang trong nước đang bị các loại vang ngoại cạnh tranh chiếm giữ thị trường, gây tổn thất cho nền kinh tế đất nước Theo ước tính của tổng cục thống kê, mỗi năm nước ta mất khoảng 200-300 triệu USD để nhập rượu ngoại Vấn đề cấp thiết hiện nay là cần phải nâng cao chất lượng vang trong nước

Ngay trong ngành rượu vang Việt Nam có hai quan điểm khác nhau về hướng phát triển Một quan điểm cho rằng, nếu Việt Nam chạy theo cách làm vang nước ngoài bằng nho thì sẽ không bao giờ cạnh tranh được với vang nhập khẩu Và một hướng đi phù hợp hơn cho vang nước ta đó là làm vang từ quả

đặc thù của Việt Nam Do đó, khái niệm vang được mở rộng ra là nước quả lên men Các loại quả như dâu, sơri, mơ, táo mèo…có thể làm được vang mà giá thành lại rẻ Công ty vang Thăng Long vừa cho ra đời một loại vang trắng làm

từ quả vải, một đầu ra đầy hứa hẹn cho bà con nông dân vùng vải Lục Ngạn Vang SaPa của Trường Xuân làm từ táo mèo và dâu ta, vang Hibicus làm từ nhị hoa bụt mọc, nhập giống từ Bắc Phi Vina Wine của công ty vang Việt Nam ở Hà Nội là loại vang nho kiệt đường đầu tiên khá thành công, loại vang này làm hoàn toàn từ nho Ninh Thuận, không pha cồn Do phải cạnh tranh với vang Đà Lạt, vang Tháp Chàm (giá chỉ 25,000đ/chai), Vina Wine đã phải hạ giá thành, nhưng về mục tiêu lâu dài công ty luôn xác định sẽ nâng giá thành là chủ yếu, phấn đấu nâng giá từ 37,000đ/chai lên 50,000đ/chai

Việc sản xuất rượu vang theo phương pháp siro đang thể hiện những nhược điểm của nó, như: hiệu quả kinh tế thấp do hiệu suất trích ly đat được thấp, chiếm dụng không gian nhà xưởng, quá trình chế biến lại gây mất vệ sinh Việc ứng dụng enzyme trong sản xuất rượu vang đã được các nhà khoa học nghiên cứu Năm 2005, Viện Công nghiệp thực phẩm thực hiện thành công dự

án “Hoàn thiện công nghệ xử lý nước quả bằng phương pháp công nghệ sinh

học dùng cho sản xuất rượu vang chất lượng cao”, do ThS Trần Thị Châu làm

chủ dự án đã đạt được kết quả rất thuyết phục, cho sản xuất thử nghiệm với quy

mô nhỏ đến quy mô xưởng thực nghiệm Đã thực hiện chuyển giao công nghệ với công ty TNHH Ngân Hạnh, công ty TNHH Pháp Quốc

Qua đó, ta thấy được phần nào những thách thức và thành quả mà ngành rượu vang còn non trẻ của nước ta đã trải qua Vang Việt Nam sẽ ngày càng đa dạng hóa về sản phẩm, ngày càng tích lũy được nhiều kinh nghiệm nhằm nâng cao chất lượng rượu vang thành phẩm

2.2 Nguồn gốc hình thành và phân loại rượu vang

2.2.1 Nguồn gốc hình thành rượu vang

Thực ra từ “vang” (Vin) được bắt nguồn từ chữ “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” Nhưng dần dần, hiện nay trên thế giới, người ta đã chấp nhận dùng từ “vang” cho tất cả các sản phẩm lên men không qua chưng cất từ dịch quả

Rượu vang thực chất không phải là sản phẩm sáng tạo của con người Một cách rất tình cờ khi lưu trữ nho sau khi thu hoạch trong thùng để hứng dịch quả chảy ra, sau một thời gian người ra thu được một loại dịch có cồn, khi uống có vị ngọt, cay tạo cảm giác hưng phấn Thời điểm mà con người thưởng thức rượu vang đầu tiên đã cách đây gần 5000 năm Người ta đã tìm thấy dấu tích của cây nho dọc theo 2 nhánh: Danuble và Địa Trung Hải Đây

có thể là nơi xuất phát của giống nho mà chúng ta sử dụng để sản xuất rượu vang ngày nay [20]

Rượu vang tuy xuất phát từ Ý, nhưng ngày nay sản phẩm rượu vang chất lượng tốt và uy tín nhất lại đến từ nước Pháp.Vào những năm 600 trước công nguyên (TCN), người Hy Lạp đến Marseille (phía nam nước Pháp), và

họ đã mang nho đến trồng từ vùng Nice xuống dọc vùng Banyuls

Đến những năm 100 TCN, những người Romains đến Pronvence Họ trồng nho khắp vùng thung lũng Rhone đến tận Beiers và Narbonne

Khoảng giữa những năm 315-1100, nước Pháp phủ đầy những màu xanh của những cánh đồng nho bạt ngàn Từ những năm 1100-1500: những thầy tu, những thế lực của nhà thờ sở hữu phần lớn các vùng sản xuất rượu vang rộng lớn Và kinh doanh rượu vang bắt đầu tiến triển, đặc biệt là ở vùng Bordeaux

Năm 1920, thành lập những vùng nho chất lượng, ngày nay những sản phẩm nổi tiếng và chất lượng cao hầu như đều đến từ vùng này

2.2.2 Phân loại rượu vang

Có rất nhiều cách phân loại rượu vang, có thể căn cứ theo vùng địa lý, đặc tính vùng trồng nho, loại nho, người sản xuất và cũng có thể phân loại theo đặc tính của sản phẩm (màu sắc, độ cồn, độ đường, độ acid…), hoặc theo một số chỉ tiêu chung dựa theo các tiêu chuẩn đưa ra bởi một hội đồng thẩm định, được thống nhất trên một vùng rộng lớn [25]

Sau đây là một số cách phân loại rượu vang:

 Theo luật định của Châu Âu, người ta phân loại vang làm hai loại chính: Vang bàn ăn (Vin de table) và vang có chất lượng phân theo vùng xác định (Vin de pays)

 Theo độ cồn, độ đường, độ acid có các loại: Vang khô (gần như không còn đường, độ cồn cao trên 16 độ), vang ngọt (độ đường cao, độ cồn thấp 8-9 độ) và vang nửa khô (độ cồn 12-14 độ)

 Theo màu sắc, có: Vang trắng, vang đỏ và vang hồng

 Theo cách thức thưởng thức, có: Vang khai vị, vang dùng trong bữa ăn [23] Tất cả các cách thức phân loại rượu vang cũng chính là các tiêu chí được quan tâm khi thưởng thức và đánh giá một loại rượu vang

2.3 Đặc điểm và công dụng của quả dâu

2.3.1 Đặc điểm của quả dâu ta

Quả dâu có tên latinh là Morus alba L, còn có tên Hán là Tang thầm [26]

Dâu ta hay còn gọi là dâu tằm có ở nhiều nơi Cây dâu nuôi tằm nhiều lá,

ít quả, nhỏ, vị chua Cây dâu lâu năm cho quả nhiều, to, đỏ, tím mọng, ngọt Mỗi loại có đặc tính riêng tùy theo mục đích sử dụng Quả dâu lâu năm là loại thích hợp hơn được lựa chọn làm nguyên liệu trong sản xuất rượu vang dâu [22]

Cây dâu cho lá nuôi tằm và cho quả vào tháng 2, tháng 3 đến mùa thì trái ít và nhỏ hơn Giống cây vườn lâu năm cho quả nhiều, to, ngọt và chất lượng tốt Ở miền Bắc, Công ty Đông dược Bảo Long đã chọn quả dâu Ba Vì

(Hà Tây) để sản xuất rượu vang dâu cho chất lượng cao Dâu càng chín (tím đen) càng thơm ngọt, bớt chua chát, nhiều chất bổ dưỡng.

Theo Viện Dược liệu Bộ Y tế: Trong quả dâu: Nước 84.71%, Đường 9.19%, Acid 8% , Protein 0.36%, Tanin, Vitamin C, Caroten Đường gồm có glucose, fructose Acid gồm có acid malic, acid sucinic Một số tài liệu Trung Quốc cho biết: Cứ 100g quả dâu có 1.6g protein, 0.4g chất béo, 9.6g đường, 20mg Caroten, 30mg canxi, 33mg photpho, 0.3mg sắt [22]

Theo Trung dược học bản thảo: Trái dâu tằm có công dụng bổ thận, dưỡng huyết, khu phong, sáng mắt, tăng lực, lợi cho cả khí, cả thủy trong cơ thể

Thu hoạch dâu chín phải nhẹ tay, không để dập nát, gây lên men, không chất đống, thiếu không khí, dễ gây giảm chất lượng của các chế phẩm dược Chế biến quả dâu bằng nhiều cách, từ đơn giản đến phức tạp: Nước ép dâu, cao dâu, dâu ủ men, dâu hấp, mứt dâu, bột dâu, dâu xào thịt…Trong các chế phẩm đó, có khi chỉ dùng trái dâu, có khi phối hợp thêm nhiều thức ăn hay các vị thuốc đông Y khác để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau [22]

2.3.2 Công dụng của quả dâu ta

Quả dâu ta có tên thuốc trong y học cổ truyền là tang thầm, có vị ngọt, chua, tính mát Quả dâu thường được dùng để ăn hoặc làm siro để uống giải khát vào mùa hè Với từng cách dùng khác nhau sẽ có những công dụng đặc thù riêng [22]:

Thuốc nhuận tràng, giải khát

Thuốc chữa gan thận yếu, đau lưng, táo bón, chân tay tê bại ở người cao tuổi

Thuốc bổ, làm ăn ngon, sáng mắt, khỏi đau lưng

Thuốc chữa mồ hôi trộm ở trẻ em

Thuốc làm đen tóc

2.4 Ứng dụng enzym pectinex trong thu hồi dịch quả và làm trong

2.4.1 Pectin

Pectin là hợp chất cao phân tử mạch thẳng Poly sacharide do các Galacturonic acid liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucoride tạo nên Trong thực vật pectin thường tồn tại ở ba dạng: Pectin hòa tan, pectinic acid

và protopectin [3]

Pectin hòa tan: Là este metylic của polygalacturonic acid cao phân tử Trong pectin tự nhiên hầu như chỉ có khoảng 2/3 nhóm cacboxyl của polygalacturonic acid được este hóa bằng metanol Pectin được este hóa cao

sẽ tạo ra gel đặc khi ở trong dung dịch đường nồng độ 65% và ở trong môi trường acid

Pectinic acid: Là acid polygalacturonic cao phân tử trong đó môt phần nhỏ nhóm cacboxyl được este hóa bằng metanol

Pectic acid: Là polygalacturonic acid cao phân tử đã hoàn toàn giải phóng khỏi nhóm metoxyl tức trong đó có chứa nhóm cacboxyl tự do trên một đơn vị galacturonic acid

Protopectin: Là hợp chất có cấu tạo hóa học rất phức tạp và không hòa tan trong nước Protopectoin tạo cho quả xanh có độ cứng nhất định Trong thành phần protopectin có các phân tử pectin, các phân tử cellulose, các ion

Ca2+, Mg2+, các gốc phosphoric acid, axetic acid và đường khi thuỷ phân sẽ giải phóng ra pectin hòa tan

2.4.2 Enzyme pectinase

Cũng như mọi enzyme nói chung, enzyme pectinase có khả năng xúc tác và có tính đặc hiệu cao, vì vậy chúng có thể làm biến đổi nhanh chóng về mặt hóa học của một nguyên tử nào đó trong nguyên liệu mà không gây ảnh hưởng gì tới cấu trúc khác cũng như có mặt trong nguyên liệu đó Hơn nữa,

các chất có trong rau quả (ở dạng không hòa tan) lại là cơ chất mà các enzyme này rất dễ dàng tác dụng để chuyển thành các chất hòa tan.

Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân tách các hợp chất pectin thành các hợp phần khác nhau Dựa vào tính đặc hiệu xúc tác, các enzyme pectinase được chia thành 3 nhóm chủ yếu [3]:

2.4.2.1 Pectinesterase (PE)

Là các enzyme xúc tác sư thủy phân liên kết este trong phân tử pectin hoặc pectic acid (các chuỗi polugalacturonic acid có độ metoxyl hóa thấp) Sản phẩm tạo thành là metanol và các polygalacturonic acid Các hợp phần có

độ metoxyl hóa càng cao thì ái lực của enzyme này càng lớn Sự thủy phân chỉ xảy ra ở liên kết este liền kề với nhóm cacboxyl tự do

Như vậy, số liên kết este trong phân tử pectin và pectic acid có thể thủy phân hoàn toàn hoặc một phần

2.4.2.2 Hydrolase

Hydrolase là các enzyme thủy phân các liên kết 1-4glycoside nằm trong phân tử pectin Tùy theo tính đặc hiệu cơ chất của enzyme, tùy theo độ metoxyl hóa mà enzyme này được chia thành hai nhóm

+ Polymethyl galacturonase (PMG): Xúc tác sự thủy phân các liên kết glucoside nằm trong chuỗi mạch polygalacturonic có độ metoxyl hóa cao như protopectin Enzyme này có ái lực với gốc galacturonic acid đã metoxyl hóa Hoạt tính của enzyme này bị giảm khi có mặt của enzyme pectinesterase (PE) trong môi trường

Tùy thuộc vị trí liên kết bị phân cắt mà enzyme này tiếp tục được chia thành hai nhóm nhỏ

• Endo-polymethylgalacturonase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết nội mạch của chuỗi polygalacturonic

• Exo-polymethylgalacturonase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết glucoside ở đầu mạch để tách từng gốc galacturonic acid ra khỏi phân

tử pectin, bắt đầu từ đầu không khử

+ Polygalacturonase (PG): Xúc tác sự thủy phân liên kết glucoside của chuỗi polygalacturonic có độ metoxyl hóa thấp như pectic acid và pectinic acid Enzyme này có ái lực với nhóm -COOH tự do Hoạt tính của enzyme này được tăng cường nếu có mặt của enzyme pectinesterase trong môi trường

Tùy thuộc vị trí liên kết được phân cắt mà enzyme này được chia thành hai nhóm nhỏ:

• Endo-polygalacturonase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết glucoside ở giữa mạch của các phân tử pectic acid

• Exo-Polygalacturonase: Xúc tác sự thủy phân các liên kết glucoside ở đầu mạch của phân tử pectic acid hoặc pectinic

2.4.2.3 Transeliminase (TE)

Xúc tác sự phân giải liên kết 1-4glucoside của chuỗi polygalacturonic Khi liên kết bị đứt, nguyên tử hydro từ nguyên tử cacbon số 5 (C5) của gốc galacturonic acid này được chuyển cho nguyên tử cacbon số 1 của gốc galacturonic acid khác Kết quả là sẽ hình thành các đơn vị galacturonic có chứa nối đôi Phản ứng thường xảy ra trong môi trường kiềm yếu hoặc trung tính

Dựa vào tính đặc hiệu cơ chất, vào mức độ metoxyl hóa và vào vị trí liên kết được phân cắt mà enzyme này được chia thành các nhóm sau:

• Pectintranseliminase (PTE): Có ái lực đối với hợp chất pectin có độ metoxyl hóa cao Nhóm enzyme này bao gồm Endo-PTE và Exo-PTE

• Polygalacturotranseliminase (PGTE): Có ái lực đối với hợp chất pectin

có độ metoxyl hóa thấp Nhóm enzyme này bao gồm: Endo-PGTE và Exo-PGTE

Ngoài ra, còn có enzyme protopectinase xúc tác phân giải protopectin không tan thành pectin hòa tan

Các enzyme thủy phân pectin có tính bền nhiệt và pH hoạt động tối ưu khác nhau Nhiệt độ tối ưu của enzyme này nằm trong khoảng 35-52°C

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme pectinase

2.4.3.1 Ảnh hưởng của đường và acid

Đường và acid trong quả tạo với pectin thành gel, làm độ nhớt của dung dịch pectin tăng lên Người ta xác định được là L-malic acid có tác dụng ức chế mạnh với enzyme polygalacturonase Đồng thời nghiên cứu cũng cho thấy các chế phẩm pectinase làm giảm độ nhớt của nước quả do ảnh hưởng của đường (chủ yếu là glucose, fructose, một ít saccarose) và acid (chủ yếu là citric acid, malic, tartric) trong quả

Độ nhớt của nước quả ngoài phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của pectin còn phụ thuộc vào dạng đường trong nguyên liệu và số lượng các đường đó Độ nhớt của chúng sau khi xử lý bằng các chế phẩm enzyme thì hầu như bằng nhau Do đó sự khác nhau về độ nhớt ban đầu (tùy thuộc vào sự

có mặt của các dạng đường khác nhau trong nước rau quả) không ảnh hưởng tới sự có mặt của enzyme pectinase

Người ta đã chứng minh được rằng, với nồng độ ion H+ như nhau trong dung dịch pectin, citric acid ức chế của các acid là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu tố quyết định để ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinase nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi nước quả [3]

2.4.3.2 Ảnh hưởng của pH môi trường

Các enzyme pectinase từ các nguồn khác nhau có pH tối thích khác nhau Như các enzyme khác, hoạt tính của enzyme pectinase cũng phụ thuộc vào pH Enzyme này có khoảng hoạt động khá rộng và hoạt tính của nó phụ thuộc vào nguồn gốc, chủng loại enzyme Hầu hết, dịch quả đều có tính acid Hoạt tính của enzyme tăng tỉ lệ với chiều tăng của pH Giá trị pH tối ưu của enzyme pectinase nằm trong khoảng 4-4.5 Khi pH môi trường lớn hơn 4.5 mặc dù pectin vẫn bị thủy phân nhưng quá trình làm trong không thực hiện được, ở đó protein mang điện tích âm dẫn đến quá trình kết khối protein-pectin không xảy ra [3]

2.4.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian

Cũng như các phản ứng hóa học, vận tốc xúc tác của các enzyme tăng khi nhiệt độ tăng Tuy nhiên, bản chất của enzyme là protein nên chúng không bền dưới tác dụng của nhiệt Khi nhiệt độ tăng thì hoạt tính của enzyme tăng, song nếu vượt quá một giới hạn nào đó thì hoạt tính của enzyme giảm dần và khi nhiệt độ lớn hơn 70°C thì enzyme pectinase hoàn toàn bị mất hoạt tính Nhiệt độ ở đó enzyme có hoạt tính lớn nhất là nhiệt độ tối thích, nhiệt độ này không phải là một hằng số mà phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau Mặt khác, thời gian kéo dài làm cho chất lượng rau quả bị giảm sút và trong nhiều trường hợp, sản phẩm có thể bị hỏng do kết quả của quá trình oxihoá và nhiễm tạp vi sinh vật Ngoài ra, nhiệt độ tối ưu của enzyme còn phụ thuộc vào nồng độ enzyme và dạng tồn tại của enzyme [3]

2.4.3.4 Ảnh hưởng của chất lượng pectin

Chất lượng pectin ảnh hưởng nhiều tới khả năng tạo độ nhớt và khả năng xúc tác của enzyme Hoạt tính của từng loại enzyme pectinase sẽ tăng nếu gặp cơ chất thích hợp Đã có những số liệu chứng minh rằng dưới tác dụng của enzyme polygalacturonase, pectic acid bị phân giải nhanh gấp 17 lần

so với pectin đã este hóa một phần, còn pectin đã este hóa hoàn toàn chỉ bị phân giải rất ít [3].

2.4.3.5 Ảnh hưởng của thành phần chất khoáng trong rau quả

Các ion K+, Na+, Mg+ có ảnh hưởng tới hiệu quả tác dụng của các enzyme pectinase Người ta thấy rằng: Muối Ca+, Mg+ làm tăng hoạt độ của các enzyme do chúng có thể tham gia vào trung tâm hoạt động của enzyme

Đã có nghiên cứu xác định được rằng các ion Ca+, Mg+ gây tác dụng kích thích các enzyme pectolitic khi bổ sung muối CaS4, MgSO4 còn các ion Na+,

K+ gây tác dụng kích thích khi bổ sung Na3PO4, K2CO3 Ngoài ra, ion K+ ở nồng độ cao sẽ gây ức chế mạnh đối với enzyme pectinase [3]

2.4.3.6 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase

Trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme Khi lựa chọn nồng độ enzyme sử dụng nên chọn lượng tối thiểu mà vẫn đảm bảo được các biến đổi cần thiết bới thời gian mà công nghệ cho phép Nồng độ enzyme sử dụng được xác định dựa vào hoạt tính của nó cũng như đặc điểm của nguyên liệu [3]

2.4.3 Yêu cầu của chế phẩm enzyme pectinase trong quá trình thu hồi dịch quả

Chế phẩm enzyme pectinase phải có tác dụng xúc tác, phân hủy các hợp chất pectin thành những sản phẩm bền vững trong dịch rau quả Bao gồm: Enzyme làm giảm độ nhớt-polymetyl galacturonase (PMG) và enzyme gây phân giải-Transeliminase (TE) Ngoài ra, trong chế phẩm cũng cần có enzyme hemicellulase, cellulase phân hủy thành tế bào khiến cho dịch quả dễ dàng thoát ra ngoài

Cần lưu ý trong chế phẩm không được phép chứa enzyme Pectinesterase (PE) vì enzyme này sẽ tạo pectinic acid, mà đây là thành phần của kết tủa calci pectat gây khó khăn cho quá trình dịch rau quả thoát ra ngoài Hơn nữa,

sự có mặt của enzyme PE sẽ làm giảm hoạt tính của enzym PMG Bên cạnh

đó, đối tượng của đề tài này là quả dâu ta có hàm lượng tinh bột thấp, chủ yếu chứa đường, acid, pectin… nên cũng không cần có enzyme α-amylase trong chế phẩm [3]

2.4.4 Chế phẩm enzyme được sử dụng

Với mục đích tăng hiệu suất thu hồi và làm trong dịch quả dâu ta thì chế phẩm enzyme thích hợp cho quá trình này là enzyme pectinex Ultra SPL và enzyme pectinex 3XL Đây là hai loại enzyme có ưu điểm hơn so với các chế phẩm enzyme khác, bởi: Giá thành thấp, dễ sử dụng và bảo quản; hoạt độ enzyme thu hồi tốt trong thời gian dài, chế phẩm có khả năng tự bảo quản chống lại sự nhiễm tạp [3], với petinex Ultra SPL có thời gian xử lý dịch quả ngắn, khả năng trích ly màu sắc tốt, còn với enzyme pectinex 3XL cho độ trong tốt, ổn định

Pectinex Ultra SPL ở dạng dung dịch sẫm màu, có mùi thơm nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men và có pH 4.5 Hoạt tính của enzyme này là 26,000 PG/ml (pH=3.5) Mức độ hoạt động của nó được xác định bằng cách

đo sự giảm độ nhớt của sự hòa tan của một số pectic acid ở pH 3.5, nhiệt độ 20°C Dung dịch enzyme có thể có cặn Nhưng nó không ảnh hưởng đến hoạt tính hay bản chất enzyme Khi pectinex Ultra SPL được bảo quản ở 20°C thì hoạt lực bị giảm đi ít nhất sau 3 tháng Khi thời gian bảo quản kéo dài hơn, hoạt tính có thể mất đi 1-2% mỗi tháng Khi bảo quản 5-10°C, hoạt tính bị giảm đi trong vòng ít nhất 1 năm [3]

Pectinex Ultra SPL được sử dụng để xử lý rau quả nghiền và ngâm mô

tế bào thực vật Pectin hòa tan hay không hòa tan cũng như polysacharide làm đục đều bị phân hủy Chế phẩm được bổ sung vào mô quả nghiền nhằm mục đích tăng hiệu suất ép, lượng dịch quả mà không cần thay đổi thiết bị của hệ thống ép thông thường

Enzyme pectinex 3XL là một enzyme được phân biệt bởi hoạt tính pectinase cao Nó thủy phân nhanh và hoàn toàn polysaccharide, có hiệu quả cao trong xử lý nước quả ép và tiết kiệm được nguyên liệu lọc Pectinex 3XL

có khả năng phá vỡ hoàn toàn araban thành arabinose, mà arabinose là một phân tử rất nhỏ nó không thể trùng hợp lại thành phân tử lớn araban

Araban là một thành phần tự nhiên của quả và có thể tìm thấy trong nước quả ép khi đạt đươc sản lượng nước ép cao Vì vậy, dạng công nghệ bất

kì được sử dụng để làm tăng sản lượng nước quả ép cũng có thể là nguyên nhân gây nên sự vẩn đục

Pectinex 3XL có dạng dung dịch màu nâu sẫm với hương vị nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men [2]

2.5 Nấm men

2.5.1 Đặc điểm chung của nấm men

Nấm men là tên gọi thông dụng để chỉ một nhóm vi nấm thường có cấu tạo đơn bào và sinh sản chủ yếu bằng phương pháp nẩy chồi Nấm men không phải là một nhóm riêng biệt mà bao gồm các loại thuộc nhiều nhóm phân loại khác nhau trong giới nấm

Đa số nấm men sinh trưởng được trong điều kiện kị khí Trong những điều kiện khó khăn, nấm men có khả năng sinh bào tử để duy trì sự sống của

tế bào Nấm men có hình dạng phong phú: hình bầu dục, hình trứng, hình tròn Ngoài ra, còn có các hình như bầu dục dài không quy tắc hoặc vuông ở hai đầu Chúng thường độc lập tồn tại hoặc liên kết thành đôi thành chuỗi hay

có phân nhánh

Tế bào nấm men tương đối lớn, [trọng lượng 5-10pg (1pg=10-12g), chiều dài 2-20µm, rộng 5-10µm] có thể dễ dàng thấy khi quan sát với vật kính bội số cao, trong tế bào có thể phát hiện thấy không bào và các hạt Khuẩn lạc thường có hình tròn, màu trắng, mặt thường nhẵn bóng hoặc khô, dạng phấn nổi vồng cao lên, kích thước to như hạt sương

Tế bào nấm men thuộc loại hô hấp hiếu khí tùy tiện Trong điều kiện hiếu khí, tế bào nấm men phát triển nhanh, mạnh tăng nhanh về số lượng Trong điều kiện yếm khí tương đối, tế bào phát triển chậm và tăng nhanh sự phân giải đường thành rượu Đây là điểm xuất phát của việc sử dụng nấm men trong sản xuất rượu vang.

Nấm men không giống với một số loại nấm khác ở chỗ có khả năng sinh sản nẩy trồi Khi tế bào nấm men trưởng thành sẽ nẩy sinh ra một chồi nhỏ Chồi lớn dần lên, một phần nhân của tế bào được chuyển sang chồi sau

đó tách hẳn ra thành 1 nhân mới Đến lúc đó tế bào mới sinh ra một vách ngăn cách và tế bào có thể tách ra hoặc không tách khỏi tế bào mẹ Mỗi tế bào có thể tách nhiều lần và ở nhiều vị trí khác nhau Chính đặc điểm này giúp tế bào nấm men phát triển rất nhanh Dựa vào đặc điểm này, người ta áp dụng vào giai đoạn nhân giống nấm men trước khi lên men rượu vang [8]

2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rượu vang

Dưới tác dụng của hệ enzyme vi sinh vật, trước hết các loại đường có khối lượng phân tử lớn trong dịch quản được thủy phân thành dạng đường đơn giản như glucose, maltose, galactose…

Trong đó glucose và fructose là hai loại đường dễ đồng hóa nhất đối với nấm men Galactose và maltose được đồng hóa chậm hơn Trong dịch quả tươi có chứa nhiều loại đường nhưng nồng độ chưa đủ yêu cầu (khoảng 200-

220 g/l) Do vậy khi đưa vào lên men, người ta bổ sung đường đến nồng độ mong muốn Đối với siro quả ngâm đường, trước khi đưa vào lên men cũng cần được pha loãng đến nồng độ cần thiết [12]

Sau đây là các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rượu vang:

2.5.2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng đường

Đường cung cấp năng lượng và cacbon cho nấm men hoạt động Quan trọng hơn, đường là cơ chất để lên men sử dụng và chuyển hóa thành rượu etylic, CO2 và các sản phẩm phụ Trong dịch quả thường có chứa glucose,

frucrose, đây là các đường mà nấm men có thể dễ dàng đồng hóa Tuy nhiên đường trong dịch quả tự nhiên thấp và không đều, trong quá trình lên men ta cần bổ sung đường đến nồng độ cần thiết.

Hàm lượng đường và các chất hòa tan khác trong môi trường tạo nên sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa tế bào nấm men và môi trường nuôi cấy Sự chênh lệch này làm cho các chất dinh dưỡng dễ hòa tan và thấm qua màng vào trong tế bào Hàm lượng đường tăng sự tích tụ sinh khối nấm men cũng tăng nhưng chỉ đến một giá trị nhất định Nồng độ đường thích hợp cho đa số nấm men hoạt động là dưới 220g/l Nếu vượt qua giới hạn này tế bào nấm men bị ức chế Tuy một số nấm men có thể lên men ở hàm lượng đường cao, nhưng lại tạo được ít cồn Khi chuẩn bị nước cái men, chỉ cần tế bào men sinh sản nhanh chóng do đó người ta thường điều chỉnh dịch nhân giống ở nồng độ đường thấp nhỏ hơn 10%

2.5.2.2 Ảnh hưởng của nguồn thức ăn Nitơ

Trong quá trình sống, nấm men cũng như tất cả các cơ thể sống khác đều cần nito để xây dựng tế bào Những chất có Nitơ trong nấm men chiếm 25-60% khối lượng khô của nấm men Do đó, môi trường cấy nấm men phải cung cấp đầy đủ các hợp chất Nitơ mà nấm men có thể đồng hóa

Đối với loại men rượu Saccharomyces, muối amon thích hợp nhất vì men đồng hóa được các dạng muối này Theo kết quả nhiều thí nghiệm, cho vào 1lít nước quả 0.05-0.1g muối amon lên men thường mạnh hơn Nên trước khi lên men vì cho muộn men nên không còn khả năng đồng hóa Nitơ Từ muối amon, nấm men có thể tổng hợp được tất cả các aminacid và protein cần thiết cho mình, nhưng nếu cho thêm aminacid nhất là dưới dạng hỗn hợp nhiều loại thì tác dụng kích thích rất rõ

Khả năng tổng hợp aminacid của men lớn do đó cho thêm nhiều muối amon thì hàm lượng Nitơ trong men tăng lên, khi chết men tự hủy aminacid

hòa tan trong rượu vang, có thể tăng Nitơ tổng số của rượu vang lên tới 3-4 lần (Flanfy và Paux 1965).

2.5.2.3 Ảnh hưởng của O 2

Lên men rượu xảy ra trong điều kiện yếm khí Tuy nhiên ở giai đoạn đầu oxy rất cần cho nấm men hoạt động tăng sinh khối Yêu cầu oxy cao nhất khi lên men bắt đầu, số lượng tế bào nấm men tăng nhanh Do đó, khi sản xuất nước “cái men” để cấy vào nước quản, người ta thường áp dụng các biện pháp làm tăng oxy cho môi trường nhân giống lắc cơ giới cho oxy tan nhanh vào nước, dùng bơm để bơm thêm oxy vào nước

Hàm lượng oxy trong dịch lên men có ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ sinh sản của nấm men và lượng sinh khối tạo thành Trong cùng một điều kiện, ở dịch đường được sục khí, mật độ tối đa của nấm men đạt 74.106/cm 3 Sự gia tăng mật

độ tế bào cực đại là dấu hiệu cho biết: Ở đó lượng tế bào nảy chồi nhiều hơn, hoạt động sống nuôi tế bào non diễn ra mạnh hơn và do đó các sản phẩm phụ như rượu bậc cao, este… tạo ra cũng nhiều

Ở giai đoạn sau, nấm men có thể lên men trong điều kiện thiếu oxy Nếu tăng oxy trong giai đoạn này, hiệu suất lên men giảm, đồng thời trong vang sẽ tạo ra nhiều andehyt, rượu bậc cao, acid bay hơi… làm giảm chất lượng của sản phẩm

2.5.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ lên men ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ lên men và độ cồn đạt được Nấm men lên men rượu vang có nhiệt độ tối thích là 22-30°C, ở nhiệt

độ cao hơn 35°C có thể gây ra những ảnh hưởng xấu

Trong giới hạn từ 15-35°C, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị càng ngắn, lên men càng nhanh và kết thúc càng sớm Tuy nhiên, nhiệt độ càng cao lên men càng hạn chế, độ cồn càng thấp, lượng đường còn lại trong rượu càng nhiều

Ở nhiệt độ 35°C, acid bay hơi tăng từ 0.25g/l- 1.02 g/l tăng hàm lượng andehyt, giảm hàm lượng acetaldehyle xuống 4 lần, tăng axetic acid 4.6 lần…

Do đó, việc hạ nhiệt đô và giữ ổn định trong suốt quá trình lên men là giải pháp công nghệ để nâng cao hiệu suất lên men và chất lượng rượu vang

2.5.2.5 Ảnh hưởng của pH

Độ pH của môi trường có ảnh hưởng lớn tới quá trình trao đổi chất của

tế bào nấm men Nấm men và vi khuẩn chỉ hoạt động trong những giới hạn pH nhất định Người ta thấy khi lên men những nước quả chua thì rượu ngon và cho rằng pH thấp tốt hơn pH cao Thực tế, pH tối thích cho Saccharomyces là 4-6 Độ pH nước quả 2.8-3.8 không phải là pH tối thích nhưng men vẫn hoạt động tốt còn vi khuẩn bị ức chế

Nồng độ acid là 7-10 g/l và pH là 3-3.5 không cản trở hoạt động của nấm men

và vi khuẩn bệnh vang cũng bị kìm hãm

2.5.2.6 Ảnh hưởng của nồng độ cồn

Rượu là sản phẩm chính của quá trình lên men nhưng sự lên men cí thể

bị dừng lại tự phát do sự tạo cồn Cồn làm ức chế hoạt động sống của tế bào nấm men Nồng độ cồn cao ức chế và kìm hãm quá trình đồng hóa hydrat cacbon và nito

Nghiên cứu tác dụng ức chế của cồn etylic, người ta thấy không cần đạt tới ngưỡng nào đó, mà chỉ một lượng nhỏ cũng ảnh hưởng tới lên men Khi nồng

độ cồn 2-4°V sẽ ảnh hưởng xấu đến vi sinh vật, độ cồn lớn hơn 8°V thì ảnh hưởng rõ rệt và ở ngưỡng nồng độ cồn 16-18°V, nấm men ngừng hoạt động

2.5.2.7 Ảnh hưởng của hàm lượng men giống

Trong sản xuất rượu vang, nấm men là tác nhân chính của quá trình lên men Trong giới hạn nhất định, khi hàm lượng men giống tăng dẫn đến độ cồn thu được tăng, lượng các sản phẩm bậc hai giảm

Nếu lượng nấm men cấy quá ít thì khả năng nảy chồi của chúng không đạt được mức cần thiết Trong trường hợp như vậy, quá trình lên men đạt mức độ

thấp, thời gian lên men kéo dài Mật độ nấm men gieo cấy ban đầu càng lớn thì

tỷ lệ số tế bào nảy chồi càng thấp, tốc độ sinh sản tương đối càng nhỏ Khi lượng

tế bào chồi ít thì cường độ trao đổi chất của tế bào non cũng thấp hơn

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Trịnh Kiều Oanh (13), hàm lượng men giống trong khoảng 4-10% không ảnh hưởng lớn đến hiệu quả lên men

2.5.2.8 Ảnh hưởng của thời gian lên men

Thời gian lên men chính là yếu tố quan trọng trong quá trình lên men rượu vang Với nồng độ đường nhất định trong dịch lên men thì khoảng thời gian thích hợp cho lên men chính là yếu tố rất cần thiết trong quy trình công nghệ Nói cách khác, nó ảnh hưởng lớn đến hiệu suất lên men

Nếu tiến hành lên men trong thiết bị nhỏ sẽ dễ dàng quan sát thấy sự kết thúc quá trình lên men Nhưng thực tế, khi sản xuất với quy mô lớn, người

ta thường tiến hành trong các thiết bị có dung tích lớn, bằng kim loại và rất khó nhận thấy sự kết thúc lên men Tùy theo yêu cầu của thành phẩm rượu vang mà người ta sẽ tiến hành lên men ở các nồng độ khác nhau Do đó, biết

rõ thời gian để kết thúc quá trình lên men là cần thiết

2.6 Quy trình sản xuất rượu vang:

Lên men chínhTách cặn ILên men phụLọc

2.6 Sơ đồ sản xuất rượu vang

Enzyme trích ly

Enzyme làm trong

Tách chiết chai

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu

3.1.1 Dâu ta nguyên liệu

Nguyên liệu thích hợp và sẵn có mà chúng tôi lựa chọn đó là quả dâu ta được trồng ở Ba Vì, Hà Tây Đây là giống dâu ít lá nhiều quả, cho trái bốn mùa Đặc biệt trong dịp khí hậu lạnh của năm sẽ cho ta nguyên liệu chất lượng cao thích hợp với sản xuất rượu vang dâu

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chúng tôi có xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu dâu ta để đưa ra được những đánh giá sát đáng về sự phù hợp của nguyên liệu đối với sản xuất rượu vang dâu

Quả dâu được sử dụng có độ chín đen đồng đều, quả còn nguyên vẹn không bị dập nát, sâu ủng và chưa có hiện tượng bị lên men

3.1.2 Chế phẩm enzyme ứng dụng

Chúng tôi ứng dụng hai chế phẩm enzyme, đó là:

 Pectinex Ultra SPL Novozymes (Đan Mạch) trong chiết tách dịch nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả

 Pectinex 3XL Novozymes (Đan Mạch) là enzyme làm trong dịch quả, loại bỏ các tác nhân gây đục trong quá trình lên men, bảo quản

3.1.3 Vi sinh vật

Chủng nấm men công nghiệp thuần khiết thuộc loài Saccharomyces

cerevisiae có nguồn gốc Pháp thuộc sưu tập giống của Viện Công nghiệp

Thực Phẩm

3.1.4 Hóa chất

Các hoá chất dùng cho phân tích là hoá chất có độ sạch P và độ sạch phân tích PA của Trung Quốc

3.1.5 Dụng cụ thí nghiệm

• Chiết quang kế cầm tay

• Máy xay sinh tố

• Máy quang phổ tử ngoại và khả kiến Labomed.inc (Mỹ)

• Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, pipet, bình tam giác, bình định mức, phễu thủy tinh, vải lọc, giấy lọc, xoong, micropipet, buret

3.1.6 Lên men rượu vang và đánh giá rượu vang thành phẩm

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.2.1 Xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu

• Tổng lượng chất rắn hòa tan

• Hàm lượng acid hữu cơ tổng số

3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm enzyme pectinex Ultra SPL và

pectinex 3XL đến hiệu suất thu hồi và làm trong dịch quả

• Ảnh hưởng của nhiệt độ

• Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

• Ảnh hưởng của thời gian xúc tác

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp công nghệ

Sản xuất rượu vang được tiến hành theo qui trình :

Nguyên liệu→Phân loại→Làm sạch→Sơ chế →Xé nghiền

Trích ly←Enzym trích ly

Enzyme làm trong

Pha chế dịch lên men←Lọc ←Xử lý làm trong←Ép dịch

Lên men chính→Vang non → Lên men phụ tàng trữ → Lọc→ Đóng chai

+Tiến hành: Dịch quả sau công đoạn ép lọc, được khuấy đều và lấy 1-2 giọt nhỏ vào bề mặt của Refractometer Đọc chỉ số trên Refractometer, ta xác định được hàm lượng chất khô hòa tan, đơn vị là °Bx ở 20°C [3]

3.3.3 Phương pháp hóa học

3.3.3.1 Hàm lượng acid tổng số xác định theo phương pháp được mô tả trong giáo trình: ”Thực tập hoá sinh”.

3.3.3.2 Hàm lượng vitamin C xác định theo phương pháp Được mô tả trong giáo trình:” Thực tâp hoá sinh”.

3.3.3.3 Hàm lượng pectin xác định theo phương pháp được mô tả trong giáo trình:”Thí nghiệm hoá sinh công nghiệp” do các tác giả Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Xuân Sâm, Tô Kim Anh biên, 1997, trang 41-42.

3.3.3.4 Hàm lượng đường tổng số xác định theo phương pháp được mô tả trong giáo trình: ”Thực tập hoá sinh”.

3.3.3.5 Hàm lượng tanin xác định theo phương pháp được mô tả trong tài liệu: “Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men” do tác giả Lê

Thanh Mai và cộng sự biên soạn, 2005, trang 160-161.

3.3.4 Ứng dụng enzyme nhằm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả

Để thu hồi được lượng dịch cao nhất, chiết tách được nhiều chất dinh dưỡng nhất, thời gian chế biến nhanh đồng thời tiết kiệm được lượng enzyme,

ta cần phải nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt lực của enzyme Pectinex Ultra SPL (Phần 2.2.2.2) Chúng tôi tập trung nghiên cứu các yếu tố: Nhiệt

độ, nồng độ, thời gian hoạt động của enzyme

Khảo sát dựa theo các kết quả đạt được của dự án cấp nhà nước “Hoàn

thiện công nghệ xử lý nước quả bằng phương pháp công nghệ sinh học cho sản xuất rượu vang chất lượng cao” do ThS Trần Thị Châu làm chủ nhiệm

dự án, 2005, trang 14

Với các điều kiện như sau :

• Nhiệt độ: 25°C

• Tỷ lệ enzyme: 0.025%

• Thời gian:1 giờ

Thí nghiệm gồm 5 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần, lượng quả mỗi mẫu là 100g quả dâu Enzyme được pha loãng 10 lần bằng nước cất để làm thí nghiệm

3.3.5 Ứng dụng enzyme để làm trong dịch quả

Dịch quả thu được là một hỗn hợp rắn lỏng, để làm trong dịch quả thu được hiệu quả, rút ngắn thời gian xử lý đồng thời tiết kiệm được lượng enzyme ta cần nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme Pectinex 3XL (Phần 2.2.2.2) Chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố: Nhiệt

độ, nồng độ, thời gian hoạt động của enzyme

Khảo sát dựa theo kết quả nghiên cứu của dự án cấp nhà nước “Hoàn

thiện công nghệ xử lý nước quả bằng phương pháp công nghệ sinh học cho sản xuất rượu vang chất lượng cao” do ThS Trần Thị Châu làm chủ nhiệm

dự án, 2005, trang 16-19

Với các điều kiện như sau:

• Nhiệt độ: 25°C

• Tỷ lệ enzyme: 0.025%

• Thời gian:1 giờ

Thí nghiệm gồm 5 công thức, lặp lại 3 lần, lượng dịch mỗi mẫu là 100

ml dịch quả Enzyme được pha loãng 10 lần bằng nước cất để tiến hành thí nghiệm

3.3.6 Thử nghiệm sản xuất rượu vang quả

3.3.6.1 Lên men chính

Đây là công đoạn quan trọng, quyết định đến hiệu quả lên men, đến chất lượng rượu vang thành phẩm Công đoạn lên men chính chủ yếu xảy ra các quá trình nấm men chuyển hóa đường thành rượu, làm giảm acid và tạo thành phẩm có độ rượu và hương vị đặc trưng của rượu vang Sau lên men chính ta thu được vang non, để thu được rượu vang hoàn thiện hơn nữa về chất lượng ta cần đưa vang non đi tàng trữ

Tiến hành lên men đồng thời thí nghiệm và đối chứng, với 3 lần lặp lại

ở mỗi công thức, sử dụng 300ml cho mỗi lần lặp lại

Môi trường lên men được chuẩn bị từ dịch quả dâu ta thu được sau quá trình làm trong, bổ sung thêm đường để có cùng nồng độ chất khô hòa tan là 20% Giống nấm men được nhân lên từ môi trường Hansen, nuôi trong tủ lắc

1 ngày ở 30°C, với tỷ lệ nấm men so với dịch quả là 10% Lên men chính kéo dài trong suốt 12 ngày ở 30oC trong điều kiện yếu khí

3.3.6.2 Lên men phụ

Đây là công đoạn quan trọng để tạo nên rượu vang chất lượng cao Giai đoạn này vang non sẽ tiếp tục quá trình nên men lượng đường sót còn lại, hoàn thiện thêm một số tính chất cảm quan như có độ êm tốt, hương vang đặc trưng, độ cồn tốt Điều đó có được là do lên men phụ được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp, quá trình lên men diễn ra rất chậm, việc hoàn thiện chất lượng ít gặp sai lỗi

Sau lên men chính ta tiến hành lọc sơ bộ và đem đi tàng trữ ở điều kiện hạn chế ánh sáng, không khí với nhiệt độ 15°C Thời gian lên men phụ càng kéo dài, nhiệt độ càng thấp thì chất lượng rượu vang càng được hoàn thiện

3.3.7 Phương pháp đánh giá cảm quan

Để đánh giá thành phẩm rượu vang dâu, ta tiến hành đánh giá cảm quan

so sánh giữa rượu vang có ứng dụng enzyme, rượu vang không ứng dụng enzyme và vang Côn Sơn (Hải Dương) đang được bán trên thị trường

Chất lượng rượu được đánh giá theo tiêu chuẩn nhà nước: TCVN

3217-79 Trong đó chất lượng cảm quan được đánh giá theo hệ điểm 20 Thang điểm 5, bậc đánh giá 6 (0, 1, 2, 3, 4, 5) mức 0 là sản phẩm hỏng, mức 5 là sản phẩm hoàn hảo

Hội đồng cảm quan gồm 5 thành viên, là những người có kinh nghiệm

3.3.8 Phương pháp phân tích số liệu

Sử dụng phần mềm minitab để đánh giá xác định sự khác nhau giữa các công thức

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Chất lượng dâu nguyên liệu

Nguyên liệu sản xuất rượu vang nói chung và rượu vang dâu nói riêng có vai trò quan trọng quyết định đến hương vị đặc trưng và chất lượng chung của thành phẩm Để lựa chọn nguyên liệu thích hợp chúng tôi tiến hành so sánh 3 loại nguyên liệu ở các độ chín khác nhau: đỏ hoàn toàn (độ già 1), nửa đỏ nửa đen (độ già 2), đỏ thẫm (độ già 3) Kết quả được trình bày ở bảng 4.1:

Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu hoá lý của dâu ta nguyên liệu

Hiệu suất thu hồi (%) 80.2a 82.3b 84.6c

Ghi chú: độ già 1: Quả dâu có màu đỏ hoàn toàn

độ già 2: Quả dâu nửa đỏ nửa thẫm

độ già 3: Quả dâu chín đỏ thẫm

Qua bảng số liệu cho ta thấy quả dâu ta ở các độ già thu hái khác nhau

có chất lượng khác nhau, ở độ già thu hái 3 cho TSS 6.4oBx và hiệu suất thu hồi 84.6% cao nhất, có hàm lượng đường là 8.5 g/l cao hơn độ già thu hái 1,