khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến động học quá trình lên men rượu vang nho, sử dụng nấm men cố định

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SVTH: NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN ThS TÔN NỮ MINH NGUYỆT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hàm lượng đường ban đầu Sinh trưởng nấm men Sử dụng chất Hàm lượng tannin ban đầu Tạo thành sản phẩm Mật độ tế bào hạt Mật độ tế bào hạt Hàm lượng đường khử Hàm lượng nitơ Hàm lượng ethanol Hàm lượng acid hữu Ảnh hưởng hàm lượng đường ban đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu Ảnh hưởng hàm lượng tannin ban đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN 300 CD200g/L TD200g/L CD240g/L 250 TD240g/L Mật độ tế bào (triệu tế bào/mL) CD280g/L TD280g/L CD320g/L 200 TD320g/L CD360g/L TD360g/L 150 100 50 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 Thời gian (h) ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA NẤM MEN 0,8 Tốc độ sinh trưởng riêng nấm men (1/h) CD200g/L TD200g/L 0,7 CD240g/L TD240g/L CD280g/L 0,6 TD280g/L CD320g/L TD320g/L 0,5 CD360g/L TD360g/L 0,4 0,3 0,2 0,1 0 10 12 14 16 18 20 Thời gian (h) 22 24 26 28 30 32 34 36 Ảnh hưởng hàm lượng đường ban đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu Ảnh hưởng hàm lượng tannin ban đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG đường 350 CD200g/L TD200g/L CD240g/L 300 TD240g/L Hàm lượng đường (g/L) CD280g/L TD280g/L 250 CD320g/L TD320g/L CD360g/L 200 TD360g/L 150 100 50 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 Thời gian (h) ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG đường 60 TD200g/L 50 CD240g/L Tơc độ sử dụng đường riêng (g/h/10 12 tế bào) CD200g/L TD240g/L CD280g/L 40 TD280g/L CD320g/L TD320g/L 30 CD360g/L TD360g/L 20 10 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 Thời gian (h) ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG đường Hàm lượng đường ban đầu (g/L) Thời gian lên men (h) Nấm men cố đònh Nấm men tự 200 79,2  2,5a 108,0  2,0d 240 86,4  1,5b 132,0  2,5e 280 100,8  2,6c 146,4  3,0f 320 79,2  2,5a 180,0  4,6g 360 84,0  2,5b 196,8  7,5h ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG nitơ 180 CD200g/L 160 TD200g/L Hàm lượng nitơ amin tự (mg/L) CD240g/L TD240g/L 140 CD280g/L TD280g/L CD320g/L 120 TD320g/L CD360g/L TD360g/L 100 80 60 40 20 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 180 192 204 216 228 Thời gian (h) 10 NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NITƠ NH4+ TRIỆT ĐỂ HƠN SO VỚI NITƠ AMIN Theo Jiranek cộng (1995):  Arginine, aspartic, asparagine, glutamin, isoleucine, leucine, lysine, serine, threonie NH4+  Glutamic, alanine, histidine, methionine, phenylalanine valine  Glycine, tryptophan tyrosine  Proline 107 NẤM MEN BỊ ỨC CHẾ BỞI HÀM LƯNG CỒN CAO Ảnh hưởng đến màng tế bào chất  thay đổi trình vận chuyển chất qua màng Cồn tích lũy nội bào cao  enzyme ADH bò bất hoạt + tế bào giảm khả sống hoạt động 108 NẤM MEN CỐ ĐỊNH ÍT BỊ ỨC CHẾ BỞI HÀM LƯNG CỒN CAO Được bao bọc bảo vệ lớp vật liệu gel Có thay đổi khả vận chuyển chất qua màng  tăng khả giải phóng ethanol nội bào môi trường Có hoạt tính enzyme ADH cao 109 HIỆU SUẤT SINH TỔNG HP CỒN CỦA NẤM MEN CỐ ĐỊNH THẤP HƠN NMCĐ sử dụng nhiều đường để chuyển hóa thành hợp chất khác  tăng khả trao đổi chất khả chòu đựng stress NMCĐ sử dụng đường để trì ổn đònh mật độ tế bào 110 pH CỦA NẤM MEN CỐ ĐỊNH THẤP HƠN SO VỚI NẤM MEN TỰ DO  Chu trình Krebs  Vận chuyển ion H+ qua màng tế bào (H+ vào tế bào hơn) 111 ƯU ĐIỂM CỦA pH THẤP Độ bền sinh học cao: tác dụng pH thấp + tác dụng SO2 Độ bền hóa lý cao: cường độ màu độ bền màu cao;  khả kết lắng phức tannin-protein 112 CHUYỂN HÓA CỦA CÁC ACID HỮU CƠ Bắt đầu trình lên men, acid tartaric acid malic chiếm ưu Nhưng sau đó:  Acid tartaric giảm dần: kết tủa với K Na; chuyển hóa thành acid lactic acid acetic  Acid malic giảm dần  Acid succinic tăng dần 113 NẤM MEN CỐ ĐỊNH TẠO THÀNH ÍT ACID DỄ BAY HƠI Có khả sử dụng đường tốt Thay đổi hoạt động TĐC nấm men  giảm khả chuyển hóa đường thành acid acetic pH thấp 114 LÝ DO CHỌN LỰA CÁC HÀM LƯNG TANNIN KHẢO SÁT  Nho: 0,5 – 2% tannin  Một số loại nho: 3% tannin (Navarie, L’oenologie, Tec & Doc Lavoisier, Paris, 1992) 115 KHÁI NIỆM VỀ TANNIN  Tannin hợp chất phenol tan nước, có khối lượng phân tử nằm khoảng 500 – 3000 Ngoài phản ứng thông thường phenol, tannin có tính chất đặc biệt khả kết tủa với alkaloid, gelatin protein khác  Tannin xuất phát từ chữ “tanning” có nghóa thuộc da 116 VAI TRÒ CỦA TANNIN TRONG RƯU VANG ĐỎ Ảnh hưởng đến vò rượu vang  tạo cảm giác se (astringency) nơi miệng Trong trình ủ:  Tannin ngưng tụ, tạo thành hợp chất phlobaphen vô đònh hình có màu đỏ  Tannin bò oxy hóa, tạo thành hợp chất quinol  hương vò rượu dậy Ổn đònh màu rượu vang đỏ Cải thiện độ rượu vang Là chất chống oxy hóa Đối với người: bảo vệ tim mạch, chống ung thư 117 MỐI QUAN HỆ GIỮA HAI ĐƠN VỊ ĐO HÀM LƯNG TANNIN 1g/L acid tannic = 1g/L acid gallic 118 NẤM MEN BỊ ỨC CHẾ BỞI HÀM LƯNG TANNIN CAO Tannin hấp phụ lên bề mặt nấm men  ảnh hưởng đến khả vận chuyển chất qua màng Acid tannic ảnh hưởng đến trình tổng hợp chuỗi hô hấp  thiếu sắt  giảm tốc độ sinh trưởng (Wauter cộng sự, 2001) Acid tannic ảnh hưởng đến trình sinh tổng hợp acid béo không no sterol màng tế bào chất (Wauter cộng sự, 2001; Mazauric Salmon, 2005) 119 CHUỖI HÔ HẤP 120 AOAC THE ASSOCIATION OF ANALYTICAL COMMUNITIES Là hệ thống phương pháp phân tích tiêu chuẩn hóa 121 ... đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG... đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu 21 ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG CƠ CHẤT QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG... đầu  Động học trình sinh trưởng nấm men  Động học trình sử dụng chất: đường khử, nitơ  Động học trình tạo thành sản phẩm: cồn, acid hữu 12 ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SẢN PHẨM QUÁ TRÌNH