Nghiên cứu khả năng chế biến rượu vang từ nguyên liệu thanh long ruột đỏ

23 4.2.3 Sự thay đổi Nồng độ chất khô Brix trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau..... Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men,

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHAN PHƯƠNG VŨ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHẾ BIẾN RƯỢU VANG

TỪ NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 08

Người hướng dẫn

ĐOÀN ANH DŨNG

NĂM 2011

Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “Nghiên cứu khả năng chế biến rượu

vang từ nguyên liệu thanh long ruột đỏ” do Phan Phương Vũ thực hiện và báo

cáo, đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Đoàn Anh Dũng

LỜI CẢM TẠ

Em xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô, cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này, các thầy cô đã tận tình và hỗ trợ đến mức có thể nhằm giúp em hoàn thành tốt luận văn này

Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Đoàn Anh Dũng đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kinh nghiệm quí báu trong suốt 10 tuần thực tập giúp em hoàn thành luận văn này

Cuối cùng xin gởi đến quí Thầy Cô và tất cả ban bè lời chúc tốt đẹp nhất

Sinh viên thực hiện

Phan Phương Vũ

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH BẢNG vi

TÓM LƯỢC viii

TÓM LƯỢC viii

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ 2

2.1.1 Giới thiệu 2

2.1.2 Thành phần hóa học và tác dụng 3

2.2 NẤM MEN 3

2.2.1 Đặc tính chung của nấm men 3

2.2.2 Sinh dưỡng của nấm men 4

2.2.3 Các giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây 7

2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men 8

2.3 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN 9

2.4 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN 10

2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN 11

2.6 THÀNH PHẦN CỦA RƯỢU VANG 12

2.7 SẢN PHẨM PHỤ VÀ SẢN PHẨM TRUNG GIAN CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN 13

2.7.1 Sự tạo thành acid 13

2.7.2 Sự tạo thành alcohol cao phân tử 14

2.7.3 Sự tạo thành ester và các sản phẩm phụ khác 14

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 16

3.1.1 Địa điểm thí nghiệm và thời gian thực hiện 16

3.1.2 Nguyên vật liệu 16

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ 16

3.1.4 Hóa chất sử dụng 16

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu 16

3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 17

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau 17

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát của ảnh hưởng hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men 18

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng pH của dịch lên men đến quá trình lên men 20

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ THẢO LUẬN 22

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU 22

4.2 THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN DỊCH QUẢ Ở CÁC TỈ LỆ PHA LOÃNG KHÁC NHAU 22

4.2.1 Sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau 23

4.2.2 Sự thay đổi pH trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả

thanh long khác nhau 23

4.2.3 Sự thay đổi Nồng độ chất khô (Brix) trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau 24

4.2.4 Kết quả đánh giá cảm quan ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau 25

4.3 THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ HÒA TAN TRONG DỊCH LÊN MEN, TỈ LỆ NẤM MEN ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN 25

4.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan, tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men 26

4.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan, tỉ lệ nấm men đến kết quả cảm quan của sản phẩm 29

4.4 THÍ NGHIỆM 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN DỊCH QUẢ Ở CÁC GIÁ TRỊ pH KHÁC NHAU ĐẾN HÀM LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG RƯỢU SINH RA 30

4.4.1 Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra theo thời gian 31

4.4.2 Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến sự thay đổi nồng độ chất khô hòa tan trong quá trình lên men 31

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 33

5.1 KẾT LUẬN 33

5.2 ĐỀ NGHỊ 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHỤ CHƯƠNG I

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Cây và quả thanh long ruột đỏ 2

Hình 2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 17

Hình 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 19

Hình 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 21

Hình 5 Bình lên men 22

Hình 6 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra theo thời gian ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau 23

Hình 7 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi pH trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả khác nhau 24

Hình 8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của nồng độ chất khô hòa tan (Brix) theo thời gian lên men ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau 24

Hình 9 Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 20% 26

Hình 10 Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 22% 27

Hình 1 1 Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 24% 27

Hình 1 2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 20% 27

Hình 1 3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 22% 28

Hình 1 4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 24% 28

Hình 15 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ rượu theo thời gian lên men ở các giá trị pH khác nhau 31

Hình 16 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chát khô hòa tan trong dịch lên men theo thời gian lên men ở các giá trị pH khác nhau 31

Hình 17 Sản phẩm rượu vang thanh long ruột đỏ 34

Bảng 30 Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến nồng độ chất khô còn lại của sản phẩm XI Bảng 31 Phân tích ANOVA điểm cảm quan màu sắc sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XI Bảng 32 Kiểm định LSD điểm cảm quan về màu sắc sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XII Bảng 33 Phân tích ANOVA điểm cảm quan về mùi của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XII Bảng 34 Kiểm định LSD điểm cảm quan mùi của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XII Bảng 35 Phân tích ANOVA điểm cảm quan vị của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XIII Bảng 36 Kiểm định LSD điểm cảm quan mùi sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác nhau XIII Bảng 37 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan màu sắc sản phẩm XIII Bảng 38 Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men đến điểm cảm quan màu sắc sản phẩm XIV Bảng 39 Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan màu sắc sản phẩm XIV Bảng 40 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan mùi sản phẩm XIV Bảng 41 Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men đến điểm cảm quan mùi sản phẩm XV Bảng 42 Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan mùi sản phẩm XV Bảng 43 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan vị sản phẩm XV Bảng 44 Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng đô chất khô dịch lên men đến điểm cảm quan vị sản phẩm XVI Bảng 45 Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan vị sản phẩm XVI Bảng 46 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan mùi sản phẩm XVI Bảng 47 Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan mùi sản phẩm XVII Bảng 48 Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan vị sản phẩm XVII Bảng 49 Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan vị sản phẩm XVII

TÓM LƯỢC

Nhằm đa dạng hóa sản phẩm các loại rượu vang trái cây, đề tài được tiến hành dựa trên nguồn nguyên liệu thanh long ruột đỏ một giống trái cây mới được trồng trong ít năm nay ở nước ta có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao nhằm tìm ra hướng tiêu thụ mới cho loại trái này Nội dung nghiên cứu đề tài:

- Phân tích thành phần nguyên liệu thanh long ruột đỏ

- Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men, độ Brix của dịch lên men đến hàm lượng rượu sinh ra

- Khảo sát ảnh hưởng của nhân tố pH đến quá trình lên men

Qua quá trình nghiên cứu thực hiện thí nghiệm, chúng tôi thu được các kết quả sau:

- Nguyên liệu thanh long ruột đỏ có hàm lượng đường tổng 11,7%; nồng độ chất khô 14,9 độ Brix; pH 5,15-5,30; hàm lượng aicd 0,064%

- Pha loãng lên men tốt ở tỉ lệ 1:4

- Điều kiện lên men thích hợp: nồng độ chất khô 22 độ brix, nấm men sử dụng 0,04% lên men trong khoảng 10-12 ngày ở nhiệt độ phòng

- pH lên men tốt nhất ở pH 4,6

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Rượu vang là một loại rượu nhẹ với độ cồn thấp được lên men từ dịch ép trái cây,

là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ

Với sự phát triển của công nghệ ngày nay, quá trình làm rượu trở nên đơn giản hơn cũng chính vì vậy mà việc phát triển những loại rượu vang mới trở nên phong phú

và đa dạng hơn Trước đây, mỗi khi nhắc đến rượu vang chúng ta thường nghỉ đến

đó là những loại rượu vang nho đầy xa xỉ và đắt đỏ và có nguồn gốc sớm nhất từ các nước Châu Âu nhưng ngày nay nhắc đến rượu vang chúng ta có thể nghỉ ngay đến loại rượu lên men tự nhiên từ dịch quả trái cây gồm nhiều loại nguyên liệu như: sim, xoài, mít, dừa

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới, đất đai màu mỡ, với nguồn nguyên liệu trái cây dồi dào là điều kiện hết sức thuận lợi cho sản xuất và phát triển nhưng loại rượu vang trái cây phục vụ nhu cầu thưởng thức ngày càng nhiều các loaị rượu có nông độ cồn thấp Với mục tiêu phát triển đa dạng sản phẩm rượu vang từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước là trái thanh long ruột đỏ - một loại trái cây mới phát triển và được trồng ở nước ta những năm gần đây có giá trị kinh tế và dinh

dưỡng cao Với đề tài Nghiên cứu khả năng chế biến rượu vang từ nguyên liệu

thanh long ruột đỏ nhằm đa dang hóa sản phẩm rượu vang trái cây, tìm ra một

loại sản phẩm mới có hương vị đặc trưng và bổ dưỡng

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Từ những điều trình bày ở trên, mục tiêu của đề tài là:

Khảo sát khả năng lên men của dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ

lệ nấm men đến quá trình lên men nhằm tìm ra tỉ lệ tốt nhất cho quá trình lên men

Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các giá trị pH khác nhau ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ

2.1.1 Giới thiệu

Thanh long ruột đỏ nói riêng và thanh long nói chung thuộc họ xương rồng có nguồn gốc từ Nam Mỹ nhưng được phát triển ở hầu hết các vùng nhiệt đới trên thới giới (Hopkins 1995)

Tên khoa học của loại ruột đỏ phổ biến là: Hylocereus polyrhizus Tùy theo những

quốc gia khác nhau mà thanh long loại ruột đỏ có tên gọi khác nhau như: Thanh long ruột đỏ ( Việt Nam), Red pitaya, strawberry pear ( Anh), Rud pitahaya (Thụy Điển)

Ở Việt Nam, loại thanh long ruột đỏ mới du nhập và được trồng ít năm gần đây là giống cây ăn trái mới lạ mang lại giá trị kinh tế khá cao Các vùng trồng nhiều loại trái này như: Bình Thuận – Phan Thiết, Tiền Giang

Trái thanh long ruột đỏ là loại trái cây không hô hấp đột phát, có thời gian sinh trưởng từ 27 đến 30 ngày Tùy theo thị hiếu của thị trường mà chúng ta có thể thu hoạch trái sớm (27-28 ngày) hay muộn (29-30 ngày) Khi thu hoạch sớm, trái có vị ngọt vừa phải kèm với vị chua nhẹ rất dễ chịu Tuy nhiên, màu sắc vỏ trái ở giai đoạn này chưa đỏ đều nên hình thức bên ngoài của trái không đẹp Trái có hình thức mỹ quan đẹp ở giai đoạn 29-30 ngày sau khi hoa nở, đồng thời các chỉ số sinh hóa cũng có giá trị tối ưu Không nên thu hoạch thanh long ruột đỏ quá muộn vì tỷ

lệ trái bị nứt tăng cao, đặc biệt khi trái chín vào lúc mưa nhiều

Khi trái chín hoàn toàn (vào ngày thứ 29), trọng lượng trái trung bình đạt khoảng

300 g, tỷ lệ thịt trái là 60,59%; tỷ lệ dài trái: đường kính trái vào khoảng 1,74 Trái

có màu đỏ đặc trưng của giống và các chỉ số L, a và b tương ứng là 43,23 ; 31,44

và 0,88 Độ chắc của thịt trái giảm xuống chỉ còn 0,82 kg/cm2 Thịt trái có vị rất ngọt, độ brix đo được là 16, hàm lượng acid tổng số thấp (2,5 mmol H+/100 ml),

pH = 5 Trái thanh long ruột đỏ thu hoạch ở giai đoạn này được đánh giá cảm quan cao nhất (Nguồn: Thái Thị Hòa – Đỗ Minh Hiền)

Hình 1 Cây và quả thanh long ruột đỏ

Các thành phần màu của vỏ, của ruột thanh long có thể được trích ly làm màu nguyên liệu thực phẩm Hoa thanh long được sử dụng làm soups, phối trộn salad,

sử dụng như rau và có thể sử dụng để chế biến trà

Thanh long còn được biết đến trong cả sản xuất dược phẩm Màu đỏ tươi của thanh long là nguồn giàu chất chống oxi hóa (antioxidant) Được biết đến với tác dụng ngăn chặn bệnh ung thư, giảm cholesterols, huyết áp Nó có khả năng điều khiển việc đường huyết cao đối với người bệnh tiểu đường tip hai Giàu vitamin C, P, Ca, giúp phát triển hệ xương, răng, da…

(Nguồn:www.worldagroforestry.org/downloads/publications/PDFs/BC07324.PDF)

2.2 NẤM MEN

2.2.1 Đặc tính chung của nấm men

Trong quá trình lên men rượu ở môi trường có độ chua lớn thường chỉ thích hợp cho sự phát triển của nấm men và nấm mốc Nấm mốc chỉ phát triển được trong điều kiện hiếu khí, nhưng nấm men lại có khả năng phát triển và tăng sinh khối nhanh trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí Chính điều kiện kị khí và dung dịch có

độ cồn sẽ làm ức chế nấm mốc do đó nấm men phát triển ưu thế trong quá trình lên men

Quá trình lên men rượu được thực hiện nhờ loài Saccharosemyces Đây là loài kị

khí không bắt buộc, mỗi giống loài khác nhau có khả năng hô hấp và lên men khác nhau Chúng sống đơn độc hay từng đám mà không di động Chúng phân bố rộng rãi trong tự nhiên, thực phẩm, rau quả…

Nấm men là sinh vật đơn bào hiển vi tế bào cơ bản giống như ở động vật, thực vật

có cấu tạo và thành phần hết sức phức tạp Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường chúng có hình cầu, elip, hình bầu dục…Tuy nhiên, hình dạng của chúng không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy So với các loài vi sinh khác tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn

Kích thước trung bình:

- Chiều dài: 9 – 10m

- Chiều rộng: 2 – 7m (Nguồn: Nguyễn Đức Lượng 1996, trang 32)

Các loại nấm men thường dùng trong sản xuất rượu có kích thước khoảng 4 – 7

m

Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các phần

cơ bản như sau:

- Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu là: glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin,…

- Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein, phospholipit enzyme permeaza…

- Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit

và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó

- Nhân tế bào

Những thành phần – cơ quan khác: không bào, ty lạp thể, riboxom,…

Nấm men có hai hình thức sinh sản: hữu tính bằng bào tử và vô tính bằng nẩy chồi hoặc phân cắt tế bào Tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy và dinh dưỡng mà nấm men

sẽ sinh sản theo hình thức vô tính hoặc hữu tính

2.2.2 Sinh dưỡng của nấm men

Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:

(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng 1996)

Nguồn dinh dưỡng của nấm men được chia làm hai loại là nguồn dinh dưỡng ngoại bào và nguồn dinh dưỡng nội bào Cũng như các loài vi sinh vật khác chúng cũng cần cung cấp nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống như oxy, nitơ, nguồn carbon…

đó là nguồn dinh dưỡng nội bào và ngoại bào

Loại chất dinh dưỡng ngoại bào được thấm qua màng vào tế bào từ các chất của môi trường nuôi cấy bên ngoài Khi môi trường bên ngoài nghèo hoặc cạn kiệt chất dinh dưỡng thì chất dự trữ nội bào sẽ được sử dụng- dinh dưỡng nội bào

Để tiếp nhận nguồn dinh dưỡng nấm men tiếp thu thức ăn bằng con đường hấp thu

có chọn lọc qua màng tế bào chất để sau đó khuếch tán vào nội bào Màng này có khả năng điều chỉnh tính thấm của tế bào đối với vật chất hoặc vào, hoặc ra khỏi tế bào

Nấm men hấp thu chất dinh dưỡng theo hai con đường cơ bản sau:

 Hấp thu bị động: là quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng vào tế bào nhờ vào áp suất thẩm thấu của môi trường Dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu, các chất dinh dưỡng thẩm thấu qua các lổ nhỏ trên thành tế bào đi vào tế bào các chất thải không cần thiết bị loại thải ra ngoài

 Hấp thu chủ động: để hấp thu các chất dinh dưỡng có kích thước lớn không thể đi qua các lổ nhỏ trên thành tế bào, nấm men phải tiết ra hệ enzyme permeaza hoạt hóa Permeaza có tác dụng kết hợp và làm nhỏ chất dinh để rồi lôi kéo chất dinh dưỡng đi vào tế bào dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu

Các nguồn dinh dưỡng cần cho sự phát triển nấm men:

Dinh dưỡng carbon: Các hợp chất hữu cơ khác nhau như các loại đường và dẫn xuất, rượu, acid hữu cơ, acid amin… có thể là nguồn dinh dưỡng carbon cho nấm men Quan trọng trước hết phải kể đến các loại đường (hextose) là nguồn dinh dưỡng không thể thiếu cho sự phát triển của nấm men

Hô hấp hiếu khí:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 674 cal

Hô hấp kị khí:

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal

Nguồn oxy, hydro: cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường

Nitơ: Nguồn nitơ cần thiết cho tổng hợp các cấu tử chứa nitơ của tế bào là các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ có sẵn trong môi trường

Các hợp chất hữu cơ chứa N của tế bào là các acid amin, các nucleotit, protein và một số vitamin Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể

là đạm hữu cơ hoặc vô cơ Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat

Vitamin và khoáng:

Những chất kích thích sinh trưởng là các vitamin, các bazơ purin và pyrimydin Hàm lượng tối thiểu của các vitamin cần cho sự phát triển bình thường của nấm men như sau ( g / l):

Inozit: 5, biotin: 0,0001, acid patotenic: 0,25, tanin: 1,0, pyridoxin: 0,25, acid nicitinic: 0,5

Nhu cầu về khoáng của nấm men vô cùng quan trọng trong đó photspho được quan tâm trước hết sau đó là kali, magie, lưu huỳnh

Phostpho tham gia vào cấu tạo các thành phần quan trọng của tế bào, như các nucleprotit, acid nucleic, polyphosphat của nhiều enzyme và của sản phẩm trung gian quá trình lên men rượu, tạo ra liên kết có năng lượng lớn Lưu huỳnh là thành phần của một số acid amin trong phân tử protein là nhóm phụ (-SH) của một số coenzyme và là thành phần của các vitamin Magie tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của quá trình lên men Kali chứa nhiều trong nấm men góp phần thúc

đẩy nấm men phát triển tham gia vào lên men rượu Magan đóng vai trò tương tự như magie

2.2.3 Các giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây

số vitamin như acid patotenic, biotin, tiamin và pyridoxin

Đa số các tế bào của loài này có hình ovan kích thước (3-8)x(5-12) micromet, sinh

sản theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử Saccharomyces vini sinh ra được enzyme

invertase có khả năng khử đường sacaroza thành fructoza và glucoza vì đó mà ta có thể bổ sung đường này vào dịch quả Lượng rượu tạo ra được đối với loài này là từ

8 – 10% hàm lượng rượu theo thể tích Một khả năng quan trọng của loài này là trong giai đoạn cuối của tiến trình lên men chúng có khả năng kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu

Các nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfat, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo cho rượu vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào của chúng thường già đi không tiếp tục chuyển đường thành cồn, bị chết rất nhanh

Saccharomyces uvarum:

Men này được tách từ nước nho, rượu lên men tự nhiên Về hình thái nó không khác với các loài khác Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch – malt Các nòi của loài này có thể lên men 12 – 13 0 cồn trong dung dịch nước nho Một vài nòi được dùng trong sản xuất rượu vang

Saccharomyces chevalieri:

Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond Nấm men này được tách

từ nước nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây men nước dừa hoặc

nước cọ Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo 16 0cồn Nó thường lẫn với Saccharomyces cerevisiae

Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Sacch vini và có khả năng chịu

được cồn cao Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt

Có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả S oviformis lên

men được glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên

men được lactose, pentose Điều khác nhau cơ bản của S oviformis với S vini là:

S oviformis không lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo

thành màng

Hai giống sản xuất rượu vang này (S vini và S oviformis) có nhiều nòi được dùng

trong sản xuất Nhiệt độ tối ưu của chúng từ 18 – 25 0C, ở 35 0C sinh sản của chúng bị ức chế, ở 40 0C sinh sản ngừng hoàn toàn, ở nhiệt độ thấp hơn sinh sản và lên men kéo dài Các điều kiện hóa, lý, thành phần chất lượng dịch quả cũng như

pH của môi trường ảnh hưởng lớn đến quá trình sống của nấm men

Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata:

Kloeckera apiculata: kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip hoặc hình quả

chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy Sinh sản bằng nảy chồi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm đến 90% tổng số men khi bắt đầu lên men Nó có thể lên men tạo thành 6 – 7 0 cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó

còn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, K apiculata nhạy cảm với

SO2

Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men này phát triển, nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 4 0 cồn

2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men

Dung dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà còn cho các vi sinh vật khác Trong nước, trong không khí cũng như các nguồn nguyên liệu tham gia vào thành phần môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật

có hại cho lên men rượu Các vi sinh vật nếu lẫn vào dịch lên men sẽ biến đường thành các sản phẩm khác và do đó làm giảm hiệu suất lên men rượu Hai loại vi khuẩn được xem là có khả năng gây hại cho lên men rượu nhiều nhất là vi khuẩn aicd acetic và lactic Vi khuẩn tác động đến nhiều thành phần của nước quả chuyển thành các chất có hại làm cho rượu bị chua, vị đắng

Vi khuẩn acetic: Rượu vang để tiếp xúc thường xuyên với không khí sau vài ngày

sẽ bị một màng trắng bao phủ đó là màng giấm của acid acetic Vi khuẩn acetic biến rượu etylic thành acid acetic, do đó làm cho rượu vang có mùi chua của giấm Một phần nhỏ acid acetic kết hợp với etylic thành este, etyl acetate làm cho dịch

rượu có mùi chua gắt Còn trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid gluconic, alcol butylic thành acid butylic:

Phản ứng tạo thành acid acetic:

C2H5OH + O2 CH3COOH Ngoài ra vị chua giấm theo Peynaud cho rằng đó là do etyl acetat:

C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O

Vi khuẩn lactic: Trong quá chuẫn bị dịch quả lên men thường dễ bị nhiễm vi

khuẩn lactic Khi bị nhiễm, vi khuẩn lactic sẽ hoạt động và lên men sinh ra acid lactic làm giảm pH của dịch lên men gây ức chế nấm men phát triển và sinh ra mùi

vị lạ cho sản phẩm

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH Bên cạnh tác động tiêu cực cho dịch lên men, vi khuẩn lactic còn phát triển trong dịch làm hoàn thiện hơn mùi vị sản phẩm, đó là các vi khuẩn biến aicd malic thành acid lactic

Vi khuẩn butylic: Vi khuẩn butylic sẽ hoạt động trong dịch lên men sinh ra acid

butylic, khí hydro và cacbonic Tuy nhiên quá trình này không ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển của nấm men vì pH giảm ít

C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2 Ngoài ra, các quá trình lên men của các nấm men dại khác cũng ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển của nấm men Các loại nấm men dại phát triển cũng rất nhanh chóng và tạo ra các loại sản phẩm không mong muốn làm hỏng sản phẩm

2.3 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định Tùy theo phương pháp lên men mà lượng tế bào nấm men cho vào khác nhau Thông thường khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt > 100 triệu tế bào trong một mililit dịch lên men Do diện tích của bề mặt nấm men rất lớn nên khả năng hấp thu chất dinh dưỡng rất mạnh Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác trong môi trường lên men trước tiên được hấp thụ trên bề mặt của nấm men sau đó sẽ khuếch tán qua màng vào bên trong tế bào nấm men, rượu và CO2 sẽ được tạo thành Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nấm men Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất nhanh vào môi trường,

CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn Ở áp suất 800 mmHg, nhiệt độ 25-30 0C là 0,856 – 0,837 lít CO2 trong một lít nước Vì thế CO2sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt trạng thái bão hòa Khi bão hòa, CO2 bám xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khí Tế bào nấm men thường dính liền với nhau, bọt khí sinh ra ngày

càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó xẩy ra sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men chúng sẽ nổi lên trên bề mặt Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ ra làm cho khí CO2 bị phóng thích ra bên ngoài Quá trình này xảy ra liên tục nên tế bào nấm men vốn từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái động, làm gia tăng khả năng tiếp xúc tế bào nấm men và môi trường điều này làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh hơn, mạnh mẽ hơn Khi đó làm tăng nhanh quá trình lên men Khí CO2 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO2 làm tăng khả năng lên men của nấm men Kích thước, vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa tan mang điện tích, các vật lơ lững khác hiện diện trong dịch lên men khi lên men đều ảnh hưởng đến sự thoát khí CO2 nên cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men (Bùi Thị Quỳnh Hoa)

2.4 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Sự lên men ethanol là một quá trình sinh hóa phức tạp Quá trình này có sự tham gia của nấm men và trải qua hàng loạt các phản ứng phức tạp Tốc độ của quá trình lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi sự thay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men quan sát bằng cách thay đổi độ rượu và CO2 tạo thành cũng như

sự thay đổi trị số của dịch lên men

Quá trình lên men chia thành ba thời kì chính:

+ Thời kì phát triển sinh khối: Giai đoạn này nấm men cần nhiều oxy để phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và khối lượng) lúc này hệ nấm men hô hấp hiếu khí nên chủ yếu tạo ra CO2 và H2O Dịch lên men rất chậm, lượng đường lên men không đáng kể

+ Thời kì lên men chính chuyển đường thành rượu và CO2 Giai đoạn này nấm men hầu như không còn tăng sinh khối Môi trường nghèo oxy, nấm men bắt đầu hô hấp yếm khí, chúng hấp thụ chất dinh dưỡng và sử dụng hệ enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh hóa để sinh ra năng lượng duy trì sự sống của tế bào và tạo ra sản phẩm là ethanol và CO2 để trao đổi chất với môi trường

+ Thời kì cuối: đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là thời kì ổn định tạo mùi cho sản phẩm Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau không quan sát được Thời kì lên men chính là thời kì biến đổi sâu sắc các thành phần của dịch lên men Chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men Trong giai đoạn này, trong điều kiện lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men sẽ giảm đi khoảng một độ (0Brix, balling, %), tùy theo loại sản phẩm, dây chuyền sản xuất Rượu etylic và CO2 là sản phẩm chính của quá trình lên men Ngoài ra, còn có một

số sản phẩm phụ khác như glycerin, acetaldehyd, acid lactic,… làm giảm chất lượng tinh khiết của rượu và một số este tạo hương vị cho rượu

2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với nấm men nối chung và lên

men vang nói riêng Nó có tác dụng rõ rệt đến khả năng lên men của chủng nấm men và chất lượng của rượu vang (độ rượu, đường sót…) Lên men rượu vang thường thực hiện ở khoảng nhiệt độ 10 – 30 0C Chúng ta cũng xác định được rằng

ở nhiệt độ cao lên men bắt đầu sớm, xảy ra mạnh mẽ, nhưng dễ bị ngừng ngang chừng và kết thúc lên men khi đường sót còn lại là khá lớn Với đường này dễ được

vi khuẩn lactic sử dụng Do vậy, trong vang có nhiều acid lactic và acid acetic Ngoài ra trong dịch quả có sẵn fructoza tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic sử dụng

và tạo thành rượu C6 – mannit và acid acetic Những chất này với đường sót làm cho vang bị chua-ngọt khó chịu Nhiệt độ càng cao tạo điều kiện kỵ khí cho lên men, nhưng lại khó khăn cho lên men thứ cấp từ các đường sót, đặc biệt là lên men được tiến hành không có oxy không khí, với hàm lượng ban đầu lên men tương đối cao Nhiệt độ có ảnh hưởng không những đến cường độ lên men, tốc độ sinh sản của men giống mà còn đến sinh tổng hợp các sản phẩm thứ cấp Cho nên mỗi loại vang cần phải có một qui trình công nghệ riêng thích hợp, nhất là nhiệt độ lên men

(Lương Đức Phẩm)

Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng Đối với nấm

men Saccharomyces nhiệt độ tối ưu nằm trong giới hạn 28 – 32 0C Tuy nhiên nếu bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men cao và sẽ kéo dài hơn Đối với quá trình lên men thì nấm men sẽ chịu được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 1 –

45 0C Nếu nhiệt độ quá 50 0C thì nấm men sẽ chết Mặt khác, nếu có điều kiện làm lạnh dịch lên men tới 18 – 22 0C sẽ hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn Ở nhiệt độ này, tốc độ lên men không nhanh nhưng chất lượng sản phẩm lên men tốt

do hạn chế được sự sinh ra các sản phẩm phụ: metanol, rượu bậc cao…Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh, nhưng chủ yếu trong điều kiện nhiệt độ này dịch lên men tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic và nấm men dại phát triển (Vũ Công Hậu, 1983)

Ảnh hưởng của số lượng và chất lượng tế bào nấm men: Chất lượng và tỉ lệ tế

bào nấm men bổ sung cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình lên men Nếu tế bào nấm men bổ sung vào với một tỉ lệ phù hợp, chất lượng tốt thì quá trình lên men diễn ra tốt, hiệu suất thu hồi cao, ít có sản phẩm phụ Nếu bổ sung với tỉ lệ quá cao thì quá trình tăng sinh khối và lên men diễn ra nhanh nhưng xảy ra hiện tượng thiếu cơ chất nấm men sẽ chết dần sản phảm sẽ có mùi vị lạ và ngược lại bổ sung ít quá trình tăng sinh khối chậm tốc độ lên men thấp

pH: Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang ngon Đối

với dịch quả thường có pH từ 2,8 – 3,8 Khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động được Nấm men có thể phát triển trong môi trường có chỉ số pH từ 2 – 8 nhưng thích hợp nhất từ 4 – 4,2 Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH 4,2 và cao hơn Khi pH

<4,2 chỉ có nấm men phát triển Vì vậy trong lên men rượu, để ngăn ngừa khả năng nhiễm khuẩn người ta thực hiện trong pH giới hạn 3,8 – 4,1 Tuy nhiên trong thực

tế có những loài vi khuẩn do quen dần (thuần hóa) với độ pH thấp nên ngoài việc ứng dụng, điều chỉnh pH thích hợp còn phải kết hợp sử dụng chất sát trùng Khi pH: 8 thì nấm men phát triển kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh Ở pH : 3,8 – 4,1 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển Để tạo pH thích hợp cho môi trường nuôi cấy nấm men (kể cả lên men) người ta có thể bổ sung vào môi trường lên men bất cứ một loại acid nào, miễn là anion của acid không ảnh hưởng mạnh mẽ đến trung tâm hoạt động của nấm men Nếu nâng cao

độ chua của môi trường lên nữa nấm men sẽ thay dổi hình thái: tế bào nhỏ hơn, dạng cầu vượt trội trong tế bào chất tích tụ chất béo (Vũ Công Hậu, 1983)

Đường: Trong dịch quả hàm lượng đường không lên men tới 20% tổng lượng

đường Như vậy, nồng độ đường còn sót lại là khá cao và làm ức chế việc tạo thành rượu Biểu hiện nếu nồng độ đường cao ảnh hưởng đến nấm men do tạo ra áp suất thẩm thấu lớn làm tế bào nấm men bị co nguyên sinh làm cho tốc độ lên men giảm Ngược lại, nồng độ đường thấp sẽ không đủ cơ chất cho nấm men phát triển sinh khối tốc độ lên men cũng giảm

Hàm lượng oxy: Hàm lượng oxy ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và phát triển

sinh khối trong giai đoạn đầu của quá trình lên men Chúng cần thiết cho lên men vang đặc biệt ở giai đoạn phát triển logarit khi đưa không khí vào môi trường sẽ nâng cao được nồng độ tế bào nấm men làm ảnh hưởng đến tốc độ lên men rút ngắn được thời gian lên men Tuy nhiên việc cung cấp oxy cho dịch lên men cũng hết sức chú ý nhất là hàm lượng oxy nếu quá cao sẽ gây ra các sản phẩm phụ không mong muốn như: axeton, axetaldehyt, rượu bậc cao… làm giảm chất lượng của vang thành phẩm

Ánh sáng: Ánh sáng là yếu tố kìm hãm hoạt động của nấm men và là yếu tố gây

hao hụt một lượng đáng kể các vitamin dễ bị oxy hóa có trong dịch quả như: vitamin B, C

Nồng độ rượu tạo thành: Trong hoạt động sống của nấm men, etylic được sinh ra

tồn tại trong dịch lên men ngày một nhiều làm ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men Ở nồng độ rượu là 2% đã có tác dụng đến nấm men, trên 5% hoạt động chậm lại Ngừng hoạt động và có thể bị chết khi nồng độ rượu lên tới 12%

2.6 THÀNH PHẦN CỦA RƯỢU VANG

Trong thành phần của rượu vang có nhiều thành phần như:

Cồn: Là sản phẩm chính và quan trọng nhất trong quá trình lên men Cồn etylic có

mùi thơm, vị hơi ngọt giống đường khi uống có hậu ngọt Độ cồn phổ biến của

rượu vang từ 10 – 12% Ở nồng độ cồn thấp thời gian bảo quan ngắn do đó có thể

bổ sung cồn thực phẩm vào

Đường: Như đã nêu ở trên hàm lượng đường không lên tới 20% tổng lượng đường

Đường trong rượu vang chủ yếu là fructoza, glucoza và một ít galactoza Do đó sản phẩm vang có vị ngọt Mặt khác do có nhiều đường đặc biệt là đường khử và nồng

độ cồn thấp, sản phẩm vang dễ bị nhiều loài vi khuẩn tấn công phá hủy đường thành acid lactic, acetic,…làm mất mùi vị của rượu

Acid: Rượu vang là một tổ hợp gồm nhiều acid vô cơ và hữu cơ do đó sản phẩm

vang thường có độ chua cao Acid hữu cơ trong vang có tác dụng ngăn cản các hoạt động của các vi khuẩn làm hỏng rượu

Ngoài ra trong vang còn có nhiều thành phần khác như: vitamin, chất gây mùi thơm, tro,…góp phần tạo nên hương vị và chất lượng đặc trưng cho rượu vang

2.7 SẢN PHẨM PHỤ VÀ SẢN PHẨM TRUNG GIAN CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN

9CH3CHO + 4H2O = (CH2COOH)2C(OH)COOH + 6CH3CH2OH Acid succinic được tạo thành có thể theo hai con đường: dehydro và trùng hợp hai phân tử acid acetic với một phân tử aldehyde acetic:

2CH3-COOH + CH3CHO  COOHCH2CH2COOH + C2H5OH Hoặc được tạo thành do deamin acid glutamic Trường hợp này aldehyde glyceric tiếp nhận hydro và tạo ra cả glycerin Phương trình tổng quát tạo acid succinic cùng với glycerin từ acid glutamic được biểu diễn như sau:

C6H12O6 + COOH-CH2-CH2-CHNH2COOH + 2H2O

 COOH-CH2CH2COOH + 2C3H8O3 +NH3 + CO2 Glycerin và aldehyde đều là sản phẩm trung gian của lên men rượu Trong điều kiện lên men nhằm mục đích chỉ thu rượu etylic, người ta khống chế pH dịch lên men trong giới hạn 4,5 – 5,2 Với điều kiện ấy lượng glycerin tạo thành chỉ chiếm 0,3 – 0,45% dịch giấm chín, tương ứng tiêu tốn đường 2 – 3% so với lượng đưa vào Nếu tăng pH tới kiềm thì lượng đường tham gia tạo glycerin tăng tới 23,4% và đường tạo aldehyde nhưng chưa chuyển thành rượu đạt 11,9%

Lên men đường xảy ra theo phương trình:

2C6H12O6 + H2O = 2C3H8O3 + CO2 + CH3COOH + CH3CH2OH

“Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2000”

2.7.2 Sự tạo thành alcohol cao phân tử

Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên men rượu, là các rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai Các alcol này tuy ít nhưng nếu lẫn vào etylic sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Đó là các alcol propylic, izobutylic, izoamylic, amylic v.v…Hàm lượng của chúng chỉ khoảng 0,4 – 0,5% so với cồn etylic nhưng gây cho sản phẩm có mùi khó chịu Các alcol này

có tên chung là dầu fusel là do nấm men sử dụng nitơ của các acid amin

Phương trình tổng quát quá trình tạo thành alcol có phân tử cao được đơn giản theo phản ứng:

R-CH(NH2)-COOH + H2O  RCH2OH + NH3 + CO2 Như vậy việc tạo thành alcol cao phân tử gắn liền với sự biến đổi của acid amin xảy ra trong điều kiện yếm khí chỉ có thể đồng thời với lên men rượu, sự tạo thành alcol cao phân tử khi lên men là do axit amin bị mất NH3, sau đó mất CO2 và cuối cùng aldehyt bị khử để tạo ra alcol

Bằng con đường tương tự, nhiều acid amin cũng được tạo thành như valin và izolơxin … chúng là tiền đề để tạo ra các alcol bậc cao sau này Thực ra quá trình amin hoá acid pyrovic xảy ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn có liên hệ chặt chẽ với nhau Acid acetic tạo thành có hoạt tính cao lại tác động cho các quá trình khác tiếp theo

R1CH2OH + R2COOH  R2COO-CH2R1 + H2O Este etylic có thể được tạo thành do alcol etylic kết hợp với axit axetic hoặc là do

sự tham gia phản ứng của các aldehyde

Decacboxyl hóa

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM

3.1.1 Địa điểm thí nghiệm và thời gian thực hiện

Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian thực hiện từ 3/1 đến 22/4/2011

3.1.2 Nguyên vật liệu

Thanh long ruột đỏ được mua tại huyện Đức Mỹ, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh,

đường (saccharose), nấm men (Sacharomyces cerevisias)

- Nguyên liệu: thanh long, đường…

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu

Mục đích: phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu làm cơ sở để xây dựng phương pháp chế biến các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu và phương pháp phân tích:

- pH: sử dụng máy đo pH

- Đường tổng số: định lượng bằng phương pháp Bertrand

- Hàm lượng chất khô hòa tan: sử dụng chiết quang kế

3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau

a Mục đích: Trong quá trình lên men do dịch quả của trái thanh long là loại có

nhiều thịt quả nên khó trích ly được, do đó cần pha loãng dịch quả để nấm men lên

men dễ dàng, hiệu suất lên men cao nhất

b Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố

A1 A2 A3

lượng 0,3% nhằm trích được nhiều dịch quả trong 20 phút Tiến hành lọc và pha loãng dịch quả thanh long với nước theo các tỉ lệ 1:2, 1:4, 1:6 Chú ý các dụng cụ dùng trong thí nghiệm phải được vệ sinh sạch sẽ trước khi sử dụng, bình lên men phải được thanh trùng bằng cồn 700

Dùng chiết quang kế để đo nồng độ chất khô hòa tan của dịch quả sau đó tính ra lượng đường bổ sung vào để dung dịch lên men đạt nồng độ chất khô là 22% Dùng pH kế để xác định pH của dịch quả sau khi pha loãng, dùng acid citric chuẩn

pH của dịch lên men có pH = 4,2

Dịch quả trước khi lên men được thanh trùng trước bằng dung dịch NaHSO3 với hàm lượng 122 mg/l, sau đó để yên dung dịch 60 phút rồi bổ sung với lượng nấm men là 0,04% (nấm men khô trước khi cho vào dịch lên men cần hoạt hóa trước bằng cách cho vào trong cốc thủy tinh 100 ml nước cất ở nhiệt độ 30 0C trong thời gian 30 phút trước khi cho vào dịch lên men) Sau đó cho vào dịch lên men khuấy đảo đều

Lên men ở nhiệt độ phòng Cứ sau 2 ngày tiến hành lấy mẫu và đo các chỉ tiêu lượng đường còn lại, hàm lượng cồn sinh ra và pH dung dịch

Khi quá trình lên men kết thúc, ta cũng tiến hành phân tích các chỉ tiêu như trên và đánh giá cảm quan sản phẩm

Sau khi kết thúc thí nghiệm ta chọn ra một tỉ lệ pha loãng thích hợp cho các thí nghiệm tiếp theo

b Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành ngẫu nhiên với hai nhân tố và

được lặp lại hai lần

Nhân tố C Nhân tố B

Các giá trị cố định là lượng NaHSO3 122 mg/l, pH= 4,2

Đánh giá cảm quan Sản phẩm Lên men

Bổ sung nấm men Thanh trùng (NaHSO 3: 122 mg/l)

Phối chế Dịch quả thanh long

Hàm lượng chất khô hoà tan được xác định bằng cách dùng chiết quang kê đo dịch lên men và áp dụng công thức tính ra được lượng đường thích hợp theo các mức độ