Khảo sát ảnh hưởng của nấm men saccharomyces cerevisiae đến quá trình lên men rượu vang điều

Theo nghiên cứu gần đây khi sử dụng kết hợp phương pháp sinh học và hóahọc để tách loại tanin trong dịch quả thì thu được dịch trong không còn vị chát vàgiữ được dinh dưỡng ban đầu mở ra

LỜI CẢM ƠNTrong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, tôi đã nhậnđược sự hướng dẫn, giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và nhất là chỗ dựa vững chắc, sựđộng viên về tinh thần lẫn vật chất từ gia đình Với lòng kính trọng và biết ơn tôixin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Quý thầy cô khoa Khoa học ứng dụng và Ban giám hiệu trường Đại học TônĐức Thắng đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi được học tập, rèn luyện, nâng cao kiếnthức trong những năm qua

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến phòng Hóa Lý – Phân tích và Ban lãnh đạoViện Công nghệ hóa học đã tạo điều kiện tốt nhất trong thời gian em hoàn thànhkhóa luận cũng như học tập được nhiều kinh nghiệm quý báu cho bản thân em Đặcbiệt là thầy TS Nguyễn Văn Khoa và chị Võ Thị Thu Giang đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ dạy một cách nhiệt tình, chia sẻ những thông tin cần thiết trong suốt thời gianthực hiện cũng như hoàn thành khóa luận này

Sau cùng, tôi kính chúc quý Thầy Cô, Cô Chú và Anh Chị luôn gặp nhiềuthành công trong công việc và trong cuộc sống

Đại học Tôn Đức Thắng, tháng… năm…

Sinh viên thực hiệnNguyễn Thị Tuyết Mai

LỜI CAM ĐOANCÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNHTẠI PHÒNG HÓA LÝ - PHÂN TÍCH - VIỆN CÔNG NGHỆ HÓA HỌCTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướngdẫn khoa học của TS Nguyễn Văn Khoa và chị Võ Thị Thu Giang Các nội dungnghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hìnhthức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích,nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõtrong phần tài liệu tham khảo.

Ngoài ra, trong khóa luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như sốliệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồngốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm vềnội dung khóa luận của mình Trường đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đếnnhững vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếucó)

TP Hồ Chí Minh, ngày… tháng….năm……

Tác giả

TÓM TẮT

Đề tài được thực hiện từ tháng 9 năm 2018 đến tháng 1 năm 2019, tại phòngHóa Lý - Phân tích, Viện Công Nghệ Hóa Học, số 1 đường Mạc Đỉnh Chi, phườngBến Nghé, quận 1

Trong thời gian nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện các nội dung sau:

 Xác định môi trường nuôi cấy thích hợp và thời điểm dừng của quátrình nhân giống để bổ sung vào dịch lên men

 Khảo sát ảnh hưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae KI – V1116 (S1) và nấm men Saccharomyces cerevisiae RV100 (S2) đến các

yếu tố của quá trình lên men bao gồm: giá trị pH (4 – 5), hàm lượngđường (20 – 240Bx), tỉ lệ men (5 – 10 % vol) Từ đó, chọn điều kiệnmôi trường lên men thích hợp cho nấm men hoạt động tốt tạo rượuvang ngon

 Chọn loại nấm men thích hợp tạo rượu vang điều chất lượng

Kết thúc quá trình nghiên cứu này, cho thấy rượu vang điều là sản phẩm cómùi vị nhẹ nhàng thích hợp cho phụ nữ và cần được ứng dụng vào sản xuất thực tế

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

TÓM TẮT iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Nguyên liệu quả điều 3

2.2 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều 5

2.2.1 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều trên thế giới 5

2.2.2 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều ở Việt Nam 7

2.3 Rượu vang 8

2.3.1 Giới thiệu chung về rượu vang 8

2.3.2 Phân loại rượu vang 9

2.3.3 Cơ chế của quá trình lên men rượu vang 10

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang 11

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 16

3.2 Vật liệu 16

3.2.1 Các thiết bị và dụng cụ 16

3.2.2 Môi trường và hóa chất 16

3.3 Phương pháp nghiên cứu 17

3.3.1 Phương pháp hóa lý 17

3.3.2 Phương pháp vi sinh 20

3.3.3 Phương pháp cảm quan 22

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 25

3.4 Bố trí thí nghiệm 25

3.4.1 Thí nghiệm 1: Xác định môi trường nuôi cấy và thời điểm dừng của quá trình nhân giống nấm men 26

3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến các giá trị pH trong quá trình lên men 26

3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến các hàm lượng đường trong quá trình lên men 27

3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến tỉ lệ men bổ sung trong quá trình lên men 28

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30

4.1 Xác định môi trường nuôi cấy và thời điểm dừng của quá trình nhân giống nấm men Saccharomyces cerevisiae 31

4.2 Ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến các giá trị pH trong quá trình lên men 33 4.3 Ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến các hàm lượng đường trong quá trình lên men 37

4.4 Ảnh hưởng của hoạt động nấm men đến tỉ lệ men bổ sung trong quá trình lên men 41

4.5 Chọn nấm men thích hợp cho quá trình lên men rượu vang điều 45

4.6 Rượu vang điều 47

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

5.1 Kết luận 49

5.2 Kiến nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 54

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN: Qui chuẩn Việt Nam

FAOSTAT: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (Food andAgriculture Organization of the United Nation)

INC Global Statistics Review: Thống kê Toàn cầu về hạt và quả khô (InternationalNut and Dried Fruit Council Global Statistics Review)

NN&PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn

TCN: Trước công nguyên

TLM: Tỉ lệ men

S1: Saccharomyces cerevisiae KI – V1116 S2: Saccharomyces cerevisiae RV100

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Phân loại thực vật cây điều: 3

Bảng 2.2 Một số thành phần dinh dưỡng trong quả điều 4

Bảng 3.1 Điểm trung bình và hệ số trọng lượng 22

Bảng 3.2 Bảng điểm chất lượng của sản phẩm 22

Bảng 3.3 Bảng điểm đánh giá chất lượng sản phẩm rượu vang điều 23

Bảng 4.1 Kết quả các chỉ tiêu của dịch điều trước và sau khi xử lý loại tanin 30

Bảng 4.2 Kết quả ảnh hưởng của nấm men ở từng giá trị pH đến nồng độ cồn sau lên men chính 36

Bảng 4.3 Kết quả ảnh hưởng của nấm men ở từng hàm lượng đường đến độ cồn sau lên men chính 40

Bảng 4.4 Kết quả ảnh hưởng của nấm men ở từng TLM đến độ cồn sau lên men chính 44

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của các men đến sản phẩm 45

Bảng 4.7 Các chỉ tiêu hóa học của sản phẩm rượu vang điều 47

Bảng 4.8 Các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm rượu vang điều 48

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Quả điều 3

Hình 2.2 Khu vực trồng điều trên thế giới 5

Hình 2.3 Đóng góp của các nước đối với sản lượng điều thế giới năm 2015 – 2016… 6

Hình 2.4 Tình hình xuất khẩu điều năm 2000 – 2012 7

Hình 2.5 Thị trường nhập khẩu hạt điều Việt Nam trong 11 tháng đầu năm 2017 8

Hình 2.6 Phân loại rượu vang theo màu sắc 10

Hình 2.7 Cơ chế của quá trình lên men ethanol 11

Hình 2.8 Saccharomyces cerevisiae 12

Hình 2.9 Saccharomyces oviformis 12

Hình 2.10 Saccharomyces uvarum 13

Hình 3.1 Bảng tra độ cồn 19

Hình 3.2 Buồng đếm hồng cầu 21

Hình 3.3 Phiếu trả lời 25

Hình 3.4 Sơ đồ thí nghiệm 2 27

Hình 3.5 Sơ đồ thí nghiệm 3 28

Hình 3.6 Sơ đồ thí nghiệm 4 29

Hình 4.1 Đường cong sinh trưởng của hai nấm men 32

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH, hàm lượng acid tổng trong thời gian lên men 34

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến nồng độ cồn của rượu vang 36

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH, hàm lượng acid tổng trong thời gian lên men………… 38

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ cồn của rượuvang………40Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH, hàm lượng acid tổng trong thời gian lênmen………42Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến độ cồn củarượu vang 44Hình 4.8 Rượu vang điều 47

1 CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Rượu vang là một loại thức uống được lên men từ trái cây nhờ hoạt động củanấm men thông qua quá trình chuyển hóa đường trong nguyên liệu thành cồn

và carbondioxit Là loại rượu có truyền thống lâu đời ở phương Tây, được sử dụngnhiều trong các dịp lễ quan trọng và đang dần phổ biến trên toàn thế giới

Ở Việt Nam lợi ích của rượu vang đang dần được nhiều người biết đến và nhucầu sử dụng ngày càng cao Tuy nhiên trên thị trường chủ yếu có hai thương hiệu làvang Đà Lạt và vang Thăng Long được nhiều người biết đến và sử dụng Do vậy tạo

ra loại rượu vang chất lượng, mang nhiều lợi ích tốt cho sức khỏe góp phần làm đadạng sản phẩm là vấn đề rất cần thiết

Nhận thấy ở nước ta, các tỉnh miền Nam và Nam Trung Bộ quả điều đượctrồng rất nhiều, khi đến mùa thu họach phần mọng nước của quả điều lại bị vứt bỏ

do có chứa hàm lượng tanin cao từ 0,3 - 0,6 %, gây chát sít lưỡi, se khít vòm họngkhi sử dụng Nhưng quả điều là loại quả rất giàu dinh dưỡng như: hàm lượng đường

từ 8 – 10 %, vitamin C (219 mg/100mL) cao gấp 5 lần quả cam (Citrus sinensis), 2 lần quả ổi (Psidium guajava), có chứa nhiều hợp chất kháng oxy hóa tốt cho sức

khỏe,…; thế nên, việc vứt bỏ loại quả này vừa rất lãng phí vừa gây ô nhiễm môitrường Theo nghiên cứu gần đây khi sử dụng kết hợp phương pháp sinh học và hóahọc để tách loại tanin trong dịch quả thì thu được dịch trong không còn vị chát vàgiữ được dinh dưỡng ban đầu mở ra nhiều hướng khai thác cho ngành điều ở nước

ta [1]

Do vậy nghiên cứu sử dụng dịch điều sau khi tách loại tanin tạo ra loại thứcuống tốt đặc biệt là rượu vang tốt cho sức khỏe, góp phần làm đa dạng sản phẩm đồuống là việc làm mang nhiều ý nghĩa Từ những lý do trên tôi chọn đề tài nghiên

cứu: “ Khảo sát ảnh hưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae đến quá trình

lên men rượu vang điều ”

1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích

- Chọn điều kiện môi trường lên men thích hợp từ các hoạt động ảnh hưởngcủa nấm men đến các yếu tố trong quá trình lên men.

- Chọn nấm men thích hợp để tạo ra sản phẩm rượu vang điều chất lượng

1.2.2 Yêu cầu

- Quả điều chín vàng không dập, hư, kém chất lượng

- Dịch lên men không còn vị chát, chứa nhiều dinh dưỡng và mang đậm hươngđiều ban đầu

- Các nấm men và hóa chất sử dụng trong đề tài có nguồn gốc rõ ràng

- Sản phẩm rượu vang điều tạo thành đáp ứng theo tiêu chuẩn TCVN7045:2013 về chất lượng rượu vang, TCVN 3217:79 về chỉ tiêu cảm quan

2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN2.1 Nguyên liệu quả điều

Bảng 2.1 Phân loại thực vật cây điều:

đông bắc Brasil - vùng này được tìm thấy giữa những khu rừng nhiệt đới ẩm củaĐại Tây Dương và Amazone [2]

Trái điều gồm hai phần là quả giả (quả điều) và hạt điều Quả điều do phầncuống quả phình to có tạo hình giống quả lê, chiều dài từ 3 cm đến 20 cm, chiềurộng từ 3 cm đến 12 cm, trọng lượng trong khoảng từ 45 – 60 gram hoặc lớn hơn,khi chín quả điều có màu đỏ hoặc vàng Trái điều vàng thường lớn hơn và có hàmlượng đường cao hơn trái điều đỏ Hạt điều hình thận có kích thước nhỏ hơn rấtnhiều so với quả điều, màu xanh xám, trọng lượng từ 3 – 6 gram [3]

147 – 372 mg

Thành phần khác

Hạt điều, nhân điều, dầu điều,…là những sản phẩm được nhiều người tiêudùng quan tâm, do đó khi thu hoạch phần quả điều đa số bị vứt bỏ Theo thống kêsau khi thu hoạch, trung bình 1 tấn hạt thì có đến 8 – 9 tấn quả điều bị vứt bỏ [6].Trong khi quả điều chiếm trọng lượng lớn nhất (khoảng 90 % trọng lượng cả quả),hạt điều chỉ chiếm khoảng 10 % trọng lượng cả quả Mặt khác, quả điều chứa rấtnhiều thành phần có giá trị dinh dưỡng cao như: nước chiếm khoảng 85 – 90 %, 10

% đường, glucide (7 – 13 %), protide (0,7 – 0,9 %), chất khoáng (0,2 %) và lipid(0,1 %), đặc biệt hàm lượngvitamin C cao (261,5 mg trong 100 gram phần ăn được)[7]

Theo một số tài liệu nước ngoài, quả điều có thể diệt muỗi gây sốt rét lại antoàn cho môi trường Ngoài ra, người ta có thể dùng quả điều ép lấy dịch rồi cho lênmen thành một loại thức rượu nhẹ, thơm ngon, vị ngọt, hơi chua, chát, kích thích vịgiác, lợi tiểu; hoặc lấy dịch ép này xoa bóp chữa đau nhức hay ngậm súc chữa viêmhọng

2.2 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều

2.2.1 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều trên thế giới

Hình 2.2 Khu vực trồng điều trên thế giới

Ngày nay, cây điều được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới Theo thống kêcủa FAO, hiện nay có trên 32 quốc gia sản xuất điều thương mại nhưng cây điềusinh trưởng và phát triển tốt ở những quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới và cận nhiệtđới – nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao, hầu hết các nước sản xuất điều chủ yếu tậptrung ở các vùng ven biển Việc canh tác cây điều công nghiệp được phân bố ở cácnước châu Á như Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Philippines, các nướcĐông Phi và Brasil,…

Hình 2.3 Đóng góp của các nước đối với sản lượng điều thế giới

năm 2015 - 2016

Sản lượng điều toàn cầu ở giai đoạn 2015 – 2016 đạt gần 3,25 triệu tấn Từhình 2.2, có thể thấy rằng Tây Phi đứng đầu về sản lượng điều toàn cầu (45 %), tiếp

theo là Ấn Độ (22 %), Việt Nam (12 %), Đông Phi (9 %), Brasil, Indonesia,Campuchia và các quốc gia khác.

Trong số những quốc gia sản xuất chế biến điều lớn nhất thế giới như Ấn Độ,Brasil và Việt Nam,… thì Ấn Độ là nước đứng đầu về sản lượng chế biến vớikhoảng 950 ngàn tấn điều mỗi năm [8] Với năng lực chế biến lớn, Ấn Độ phải nhậpkhẩu điều thô từ các nước châu Phi và Việt Nam Những quốc gia thuộc khu vựcchâu Phi sản lượng điều chế biến rất ít, hơn 90 % lượng điều thô của các quốc giathuộc khu vực này đều được xuất khẩu sang Ấn Độ Ngày nay, các quốc gia châuPhi đang có nhiều nỗ lực nhằm gia tăng năng lực chế biến điều của mình

Theo số liệu từ INC Global Statistics Review, nhu cầu về điều trên thế giớigiai đoạn 2009 – 2014 khá cao khoảng 6,1 %, trong khi sản lượng điều nhân thếgiới giai đoạn 2005 – 2016 chỉ đáp ứng được khoảng ½ nhu cầu (3,5 %) Nhu cầutiêu thụ hạt điều chế biến qua nhiều thập niên ngày càng có xu hướng gia tăng do cóhàm lượng dinh dưỡng và năng lượng cao Cụ thể, các quốc gia có mức tăng trưởngtiêu thụ nhanh nhất gồm Liên Bang Nga, các nước Trung Đông và Canada vớilượng tiêu thụ điều nhân lần lượt là 15,6 %, 8,7 % và 5,6 % Các quốc gia tiêu thụđiều lớn nhất thế giới là Ấn Độ với khoảng 224.000 tấn (2014), theo sau là Mỹ vàcác nước châu Âu với lượng tiêu thụ lần lượt là 128.000 tấn và 81.000 tấn [9]

2.2.2 Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ điều ở Việt Nam

Nông sản Việt có sự tăng trưởng xuất khẩu mạnh trong những năm qua, đặcbiệt là mặt hàng nông sản điều đã được giới thiệu đến 30 đất nước vòng quanh thếgiới, giành được thị phần từ các đối thủ cạnh tranh lớn là Ấn Độ và Brasil TheoHiệp hội Điều Việt Nam năm 2004, Việt Nam mạnh mẽ chuyển từ vị trí nhà cungứng hạt thô sang nhà xuất khẩu hạt điều chế biến, nhằm từng bước cải tiến nâng caonăng suất cũng như chất lượng sản phẩm Cột mốc quan trọng đánh dấu vị thế củangành điều nước ta là vào năm 2006, Việt Nam chiếm vị thế xuất khẩu hạt điều lớnnhất thế giới cho đến nay Theo thống kê của Sở NN&PTNT các tỉnh, tổng diện tíchtrồng điều khoảng 303 nghìn hecta; trong đó, tỉnh Bình Phước có hơn 134 nghìnhecta đang được sử dụng canh tác điều, chiếm gần 50% diện tích điều cả nước cùng

với đó là khoảng hơn 200 doanh nghiệp và 400 hộ kinh doanh tham gia vào khẩuchế biến và xuất khẩu hạt điều, điều đó làm cho tỉnh này trở thành “thủ phủ” điềucủa cả nước [10].

Hình 2.4 Tình hình xuất khẩu điều năm 2000 – 2012 [11]

(nguồn Cục Hải Quan Việt Nam)

Theo Cục Hải Quan Việt Nam, kết quả thống kê ở hình 2.4 cho thấy giá trịxuất khẩu hạt điều của Việt Nam là 654 triệu USD năm 2007, năm 2008 đạt 920triệu USD và năm 2009 thu được 849,7 triệu USD Đến năm 2010, Việt Nam xuấtkhẩu 80000 tấn hạt điều, đạt 1136 triệu USD tăng đến 26% giá trị và 6% số lượng

so với một năm trước

Hình 2.5 Thị trường nhập khẩu hạt điều Việt Nam trong 11 tháng đầu năm

2017 [12] (nguồn: Bộ NN&PTNT)

Từ hình 2.5, có thể thấy rằng Mỹ hiện đã và đang là thị trường xuất khẩu lớnnhất của nước ta, Mỹ chiếm 34 % lượng điều xuất khẩu, theo sau là Trung Quốc(14%), Hà Lan (13%) , Úc, Anh, Canada và một số nước khác Theo Hiệp Hội ĐiềuViệt Nam, nước ta được dự đoán sẽ có doanh thu xuất khẩu điều liên tục tăng trongnhững năm tới Một số thống kê của FAOSTAT năm 2017, cả nước chế biến hơn 1,6triệu tấn nguyên liệu nhưng nguồn cung trong nước chỉ đáp ứng được 220 nghìntấn, phần còn lại phải nhập khẩu và doanh thu vượt mốc 3,5 tỷ USD/năm Đầu năm

2018, sản lượng điều thô được kỳ vọng sẽ đạt khoảng 400 đến 500 nghìn tấn; tuynhiên sản lượng niên vụ điều 2017 – 2018 ở nước ta dự kiến chỉ đạt khoảng 300nghìn tấn [13]

2.3 Rượu vang

2.3.1 Giới thiệu chung về rượu vang

Rượu vang là loại thức uống có cồn được lên men từ dịch ép nho hay dịch épcủa các loại hoa quả khác nhờ hoạt động của vi sinh vật có lợi, độ cồn của rượuvang thông thường dao động từ 10 – 15 % (v/v) Rượu vang làm từ các loại hoa quảkhác mà không phải nho thường được đặt tên kèm tên loại hoa quả được dùng đểlên men

Rượu vang là loại thức uống có truyền thống lịch sử lâu đời ở các nướcphương Tây Một số minh chứng khảo cổ cho thấy trong các nghi lễ cổ xưa của cácnước Ai Cập, Hy Lạp, La Mã thì sự có mặt của rượu vang là điều rất quan trọng.Sản xuất rượu vang dần dần được phát triển và đã được sử dụng phổ biến từ thế kỷ

XV trở đi Các nhà khảo cổ đã tìm thấy di tích có niên đại vào khoảng 6000 nămTCN, điều đó chỉ ra rằng con người đã trồng nho và sản xuất rượu vang tại Gruzia;các bằng chứng về rượu vang có niên đại tương khoảng 5000 năm và 4000 nămTCN cũng đươc tìm thấy tại Iran và Armenia, nho thuần hóa đã được trồng vàoThời đại đồ đồng sớm ở Cận Đông, Sumer và Ai Cập từ khoảng thiên niên kỷ thứ 3TCN [14]

Uống rượu vang có lợi cho sức khỏe vì nó giàu dinh dưỡng, mùi vị thơmngon, làm kích tích vị giác người dùng Những kết quả của các công trình nghiêncứu về lợi ích của rượu vang gần đây nhất của các cơ quan y tế, các viện nghiên cứu

của các đại học danh tiếng cho thấy uống rượu vang có thể giúp giảm bớt các nguy

cơ mắc các bệnh về tim mạch, huyết áp, đồng thời làm giảm mỡ máu, giảm nguy cơ

bị mắc bệnh tiểu đường loại 2 hơn là uống bia và rượu Theo thống kê tại thành phốNew York khi uống một (hoặc vài) ly rượu vang sau một ngày làm việc sẽ giảm bớttới 50% nguy cơ tai biến mạch máu não hay đột quỵ; những phụ nữ ở độ tuổi 20 trởlên nếu uống một (hoặc vài) ly rượu vang mỗi ngày thì bộ óc ít bị nguy cơ suy thoáihơn so với những người không uống;…[15]

2.3.2 Phân loại rượu vang

Rượu vang là loại thức uống cực kì phong phú về nguồn gốc, tên gọi và cáchthưởng thức, vì thế cách phân loại rượu vang cũng trở nên đa dạng và đây là cáchphân loại rượu vang cơ bản:

 Phân loại rượu vang theo màu sắc:

Rượu vang trắng: Là loại rượu vang có màu nhạt, được lên men từ những trái

nho có vỏ màu sáng hay nước ép nho; rượu có màu vàng trong, vàng rơm,… vangtrắng có vị thanh, chứa nhiều acid

Rượu vang hồng: Là loại rược có màu từ hồng nhạt đến màu đỏ nhạt, màu

sắc của vang hồng phụ thuộc vào thành phần phenolic có trong nho

Rượu vang đỏ: Là rượu được lên men từ dịch ép nho bao gồm cả phần vỏ

bên ngoài của nhiều giống nho đỏ hoặc nho đen Vang đỏ có vị nồng và chát

do ngâm vỏ nho trong nước ép nho không chỉ để lấy màu mà còn để vỏ nho chiếtxuất ra chất tannin

Hình 2.6 Phân loại rượu vang theo màu sắc

 Phân loại rượu vang theo độ ngọt: Khi uống người dùng có thể cảm nhậnđược hậu vị ngọt thanh nhẹ của rượu vang, vì người ta đã tìm cách dừng quá

Vang hồngVang đỏ

Vang trắng

trình lên men giữ một lại một ít đường sót trong rượu vang Gồm có: Rượuvang khô (Dry wine) có độ ngọt dưới 1% Rượu vang bán ngọt (Semi – drywine) có độ ngọt trên 3 – 8 % Rượu vang ngọt (Sweet wine) có độ ngọt trên5%.

 Phân loại rượu vang theo độ bọt: Rượu vang không bọt (Table wine) là loạirượu vang không có bọt khí, khi đạt 200C thì lượng bọt khí carbon nhỏ hơn 1g/L rượu Rượu vang có bọt (Speaking wine) loại này có bọt khí

 Phân loại rượu vang theo độ cồn: Rượu vang nhẹ (Ligth body) độ cồn dưới

12 % (v/v) Rượu vang trung bình (Medium body) có độ cồn từ 12 – 13 %(v/v) Độ cồn trên 13 % (v/v) là rượu vang có độ cồn cao (Full body)

2.3.3 Cơ chế của quá trình lên men rượu vang

Trong quá trình lên men dưới tác dụng của các chất xúc tác sinh học cung cấpnăng lượng giúp cho tế bào vi sinh vật sinh trưởng và trao đổi chất tạo các sảnphẩm Thông thường có nhiều sản phẩm được tạo ra nhưng chủ yếu có 4 loại chính

đó là alcol, aldehyde, acid và ester được tạo thành với 2 hình thức lên men chính làlên men hiếu khí và kị khí [16]

Quá trình lên men kị khí, cơ chất (chủ yếu là đường) trải qua chuỗi các phảnứng rất phức tạp để chuyển hóa thành ethanol dưới tác dụng của nấm men

Hình 2.7 Cơ chế của quá trình lên men ethanol

Quá trình lên men được chia thành 2 giai đoạn:

 Giai đoạn lên men hiếu khí: Trong môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng

và oxi không khí, tế bào nấm men sử dụng cơ chất để sinh trưởng vàphát triển gia tăng sinh khối

C6H12O6 + 6O2 nấm men 6CO2 + 6H2O + ATPGiai đoạn lên men kị khí: Trong quá trình gia tăng sinh khối, nấm mentạo ra một lượng lớn khí CO2 tạo điều kiện kị khí cho môi trường lênmen Để tiếp tục duy trì sự sống nấm men thực quá trình đường phânbiến đổi đường glucose thành acid pyruvic; kế đó acid pyruvic biến đổithành ethanol và CO2, ngoài ra còn rất nhiều sản phẩm phụ khác vớihàm lượng nhỏ được tạo ra nhờ tác dụng của các enzyme nội bào trongquá trình lên men [17].

C6H12O6 + 3H3PO4 + 2ADP nấm men 2C2H5OH + 2CO2 + 2H2O + 2ATP

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang

2.3.4.1 Nấm men

Nấm men sử dụng trong sản xuất rượu vang phải có khả năng lên men nhanh,không sinh độc tố, chịu cồn cao và có khả năng sinh tổng hợp nhiều hợp chất hương

đặc trưng; đặc biệt, nấm men Sachharomycesae được sử dụng phổ biến nhất [18].

Các loại nấm men thường gặp:

Hình 2.8 Saccharomyces cerevisiae

 Saccharomyces cerevisiae: Là loại nấm men được sử dụng phổ biến

trong lên men bia rượu Tế bào hình ovan hay elip, kích thước (5 – 6) x(10 – 14 ) micromet, sinh sản bằng hình thức nảy chồi và sinh bào tử.Điểm nổi bật ở chủng nấm men này là chúng sử dụng được đườngsaccharose do có enzyme invertase tạo đường nghịch đảo Tế bào nấmmen chứa nhiều vitamin (đặc biệt là B1 và B6), có khả năng chịu nhiệt

cao, lên men mạnh, kết lắng nhanh làm trong rượu, tạo ra các sản phẩmthứ cấp tạo mùi vị đặc trưng cho rượu vang [19].

Hình 2.9 Saccharomyces oviformis

 Saccharomyces oviformis: Hình dạng và các yếu tố sinh trưởng giống Saccharomyces cerevisiae Tuy nhiên, điểm khác nhau của chúng vàSaccharomyces cerevisiae là Saccharomyces oviformis có khả năng

lên men được dịch quả có hàm lượng đường cao và lên men kiệt đường,tuy nhiên chúng không sử dụng được đường glactose để lên men, hìnhthức lên men nổi trên bề mặt tạo thành màng trên bề mặt dịch lên men

Hình 2.10 Saccharomyces uvarum

 Saccharomyces uvarum: Là một loại nấm men có ở trái cây tự nhiên,

khả năng sinh bào tử khá mạnh trong môi trường thạch malt Về hìnhthái chúng không khác với các loài khác Lên men chìm, có thể tạo ra

12 – 13 % (v/v)

Yêu cầu đối với giống nấm men dùng để sản xuất rượu vang:

 Có hoạt lực lên men cao, tạo rượu vang có hương vị thơm ngon

 Sử dụng đường gần như hoàn toàn

 Kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh

 Chịu được độ cồn, acid của môi trường cũng như các chất sát trùng.

Tỉ lệ men bổ sung thích hợp và chất lượng nấm men tốt cũng là một trong cácyếu tố giúp cho quá trình lên men đạt hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩmtốt

Đồng thời pH cũng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men và vi khuẩn.Trong lên men, điều kiện pH tối ưu để nấm men sinh ethanol là 4,5 – 5 Nếu pHnằm trong khoảng 3 – 4 thì vi khuẩn bị ức chế, ngược lại nếu pH cao hơn (5 – 6)sản phẩm tạo ra bị hư hỏng hay kém chất lượng do dễ bị nhiễm khuẩn, các sảnphẩm phụ sẽ được tạo ra nhiều

2.3.4.3 Nồng độ chất khô hòa tan

Trong một số nước ép quả thường có hàm lượng đường không đều và khôngcao do vậy người ta thường bổ sung thêm đường saccharose Đa số các loại nấmmen hoạt động bình thường trong môi trường đường 18 – 25 %, có một số chủnghoạt động ở môi trường có đường cao hơn [21] Nồng độ đường quá cao hay quáthấp đều ảnh hưởng tới cân bằng sinh lý của nấm men và hiệu suất lên men

2.3.4.4 Thời gian lên men:

Thời gian lên men tác động mạnh mẽ đến quá trình lên men Tùy thuộc vàotừng môi trường lên men cụ thể cũng như mục đích lên men mà ta chọn thời điểmdừng quá trình lên men Nếu thời gian lên men quá ngắn ( 2 – 3 ngày) thì sản phẩmđược không được gọi là rượu trái cây mà là nước quả lên men Thông thường, lênmen rượu vang có hai quá trình là lên men chính từ 7 – 10 ngày và lên men phụ cần

ít nhất một tháng

2.3.4.5 Oxi và CO2 trong môi trường:

Oxi: Hàm lượng oxi cần thiết và ảnh hưởng trược tiếp đến khả năng phân hủyđường tạo năng lượng và gia tăng sinh khối của tế bào nấm men trong giai đoạn đầu

vì hầu hết nấm men Saccharomyces đều hô hấp yếm khí tùy tiện Khi hết oxi, sự hô

hấp của nấm men bị ức chế và chúng phải tìm nguồn năng lượng mới bằng conđường lên men chuyển hóa đường thành ethanol

CO2: Được hình thành trong quá trình lên sinh trưởng và phát triển của nấmmen Một phần sẽ hòa tan vào trong dịch lên men và một phần tách lên trên bề mặtmôi trường gây ức chế sự sinh sản của nấm men rượu, đồng nghĩa với việc nấmmen sẽ thực hiện quá trình lên men, phần còn lại tích tụ lại thành một lớp ngăn cáchgiữa không khí và môi trường, có tác dụng kiềm chế sự phát triển của những vi sinhvật hiếu khí gây hại

3 CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

 Địa điểm: Phòng Hóa Lý - Phân tích, Viện Công nghệ hóa học Tp Hồ ChíMinh

 Thời gian thực hiện: từ tháng 9 năm 2018 đến tháng 2 năm 2019

 Hoàn thành đề tài:

3.2 Vật liệu

Quả điều được tuyển chọn và thu hái từ tỉnh Bình Phước và được vận chuyển

về phòng Hóa Lý - Phân tích Tại đây, quả điều sẽ được ngâm trong dung dịch NaCl5%, rửa sạch Sau đó, được ép bằng máy ép trục vít Dịch điều sau khi ép sẽ được

xử lý loại tanin; kết quả thu dịch trong, không có vị chát Dịch điều được bảo quảntrong tủ đông (-100C) Khi sử dụng, chúng tôi tiến hành rã đông, đưa về nhiệt độphòng

Chủng nấm men:

 Saccharomyces cerevisiae KI – V1116: Mua từ công ty Lalvin, Mỹ.

 Saccharomyces cerevisiae RV100: Mua từ công ty IC Food, Hàn

Buồng đếm hồng cầuCân điện tử

Ống nghiệmĐèn cồnĐĩa petriMicropipetPipetErlenBecher

3.2.2 Môi trường và hóa chất

 Môi trường :

Môi trường PCA (Plate Count Agar)

Môi trường PDA (Potato Dextrose Agar)

Môi trường SBD (Sabouraud)

 Hóa chất:

Iot 0,1NIndigocarmine

KMnO40,1N

Hồ tinhbột

Thuốc thửDNS

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp hóa lý

3.3.1.1 Xác định nồng độ chất khô hòa tan ( o Bx) bằng khúc xạ kế

Dụng cụ: Là khúc xạ kế Atago thang đo 0 – 32oBx

Cách sử dụng: Dùng nước cất rửa sạch và lau khô bề mặt kính bằng giấy

mềm Dùng nước cất để điều chỉnh nồng độ khô về 0, để đo hàm lượng chất khôcủa dung dịch thì thay nước cất bằng dung dịch cần đo Quan sát và đọc nồng độchất khô qua ống kính bằng vạch phân chia vùng tối và vùng sáng trên thang đo.Sau khi đọc xong, rửa kính bằng nước cất và lau khô bằng giấy mềm

3.3.1.2 Xác định pH

Dụng cụ: Để xác định pH là máy đo pH Mettler Toledo.

Cách sử dụng: Rửa sạch điện cực bằng nước cất, lau khô bằng giấy thấm.

Nhúng điện cực vào dung dịch mẫu và đọc giá trị trên màn hình Sau khi đọc xongrửa sạch điện cực bằng nước cất Lau khô và cho điện cực và dung dịch KCl 3M

3.3.1.3 Xác định acid tổng bằng phương pháp trung hòa

Nguyên tắc: Độ chua toàn phần được xác định dựa vào đặc tính các acid hữu

cơ dễ hòa tan trong nước và phản ứng với kiềm nên đễ dàng chuẩn độ bằng NaOH0,1N hay KOH 0,1N với chất chỉ thị màu là Phenolphthalein

Cách thực hiện: Hút 5 ÷ 10 ml mẫu cho vào bình tam giác 250 mL, thêm 20

mL nước cất và 6 giọt dung dịch Phenolphtalein 0,1 % lắc đều rồi chuẩn độ bằngNatri hydroxit 0,1N đến dung dịch có màu hồng nhạt bền trong 30 giây

Trongđó:

V - thể tích Natri hydroxit 0,1N (ml)

Cách thực hiện: Cho vào bình cầu 100 mL hỗn hợp dung dịch gồm: 50 mL

nước cất và 50 mL dịch điều lên men Tiến hành chưng cất thu cồn đến khi đủ 30 mldung dịch thì ngừng chưng cất Rửa sạch bình tỉ trọng (dung tích 25 ml) bằng nướccất, tráng kỹ bằng cồn 96o sau đó sấy khô, hút ẩm Làm lạnh đến 20oC, lau khô vàcân khối lượng bình (m1) Cho nước cất vào bình tỉ trọng, làm lạnh đến 20oC Saukhi làm lạnh, nước trong bình có thể bị hụt Ta có thể thêm nước vào cho đầy vànhiệt kế bình chỉ ở 20oC Đổ hết nước cất Tráng bình bằng cồn 96o và sấy nhẹ chokhô, hoặc tráng lại bằng cồn cất được Cho cồn cất được vào bình, thao tác như khicân nước cất để xác định khối lượng bình và cồn (m3)

Lưu ý: Sau khi định mức chất lỏng ở 20oC vừa tới ngấn, nhiệt độ sẽ tăng vàmức chất lỏng sẽ cao hơn ngấn cũ Điều này không làm ảnh hưởng tới kết quả

Tính kết quả: Tỷ trọng của rượu so với nước cất ở cùng nhiệt độ 20oC đượctính như sau:

Hình 3.1 Bảng tra độ cồn

(Lê Thanh Mai và ctv, 2009)

3.3.1.5 Xác định hàm lượng tanin bằng phương pháp Lowenthal

Tiến hành: Hút 5 ÷ 10 mL mẫu cho vào bình tam giác 250 mL, thêm 50 ÷ 100

mL nước cất và 3 mL dung dịchsulfo - indigo, lắc đều rồi chuẩn độ bằng KMnO40,1N đến khi dung dịch có màu vàng kim

Công thức tính hàm lượng tanin:

Trong đó:

V: lượng KMnO4 dùng để chuẩn độ

V0: lượng KMnO4 dùng để chuẩn độ mẫu đối chứng (xem như bằng 0)

m: lượng mẫu được dùng chuẩn độ (mL)

(J Lowenthal, 1887)

3.3.1.6 Xác định polyphenol bằng phương pháp Folin - Ciocalteu

Tiến hành: Pha loãng dung dịch với nồng độ phù hợp Hút 1ml mẫu đã chuẩn

bị cho vào ống nghiệm + 3mL Folin-Ceucaultue 10 %; để trong 4 phút rồi thêm4mL Na2CO3 10 % và lắc đều Để dung dịch 1 giờ trong bóng tối sau đó đem đo

độ hấp phụ quang học (trắc quang, Abs) ở bước sóng 765 nm Hàm lượngpolyphenol (mgGAE / 100 mL) được tính dựa vào đường chuẩn axit gallic Cáchxác định đường chuẩn acid gallic: chuẩn bị dung dịch chuẩn axit gallic (0, 20, 30,

50, 80, 100 g/L), đo độ hấp phụ quang học (trắc quang) ở bước sóng 765nm, tađược đường chuẩn như sau:

Y = 4,79X + 0,409Với:

Y: Hàm lượng polyphenol (mgGAE / 100 mL)

Hình 3.2 Buồng đếm hồng cầu

Cách tiến hành: Đặt lá kính lên khu vực buồng đếm Lắc đều canh trường,

dùng micropipet hút dung dịch huyền phù nấm men, bỏ đi vài giọt đầu, lấy một ítdịch cho vào khe ở mép giữa buồng đếm, nếu có bọt khí xuất hiện trong lame thì

thực hiện lại thoa tác Chỉnh kính hiển vi, với vật kính ×40, tìm mạng ô đếm ở khu

vực buồng đếm.Đếm số tế bào trên 5 ô vuông lớn đại diện (5vuông theo đường chéohoặc 4 ô vuông ở bốn góc và 1 ô trung tâm) Nếu số lượng tế bào quá nhiều thì phaloãng bậc 10 để dễ dàng đếm

Công thức tính toán:

N = (a × 400 × 103) / (b ×10n)Trong đó:

N: Số lượng tế bào trong 1 ml dung dịch huyền phù nấm men (CFU/mL)

a: Số tế bào trong 5 ô vuông lớn

400: Tổng số ô vuông nhỏ trong ô trung tâm

103: Số chuyển mm3 thành ml (1000mm3 = 1mL)

b: Số ô vuông nhỏ trong 5 ô vuông lớn (80 ô vuông nhỏ)

0,1: Thể tích dịch tế bào (tính bằng mm3) chứa trên ô trung tâm

10n: độ pha loãng mẫu

(ThS Vương Thị Việt Hoa, 2002-2003)

3.3.3 Phương pháp cảm quan

Phương pháp thử cho điểm chất lượng tổng hợp của sản phẩm: Đánh giá

cảm quan sản phẩm rượu vang điều dựa vào TCVN 3217 – 97 (Rượu – phân tíchcảm quan – phương pháp cho điểm) Điểm cảm quan được dùng hệ điểm 20 xâydựng trên một thang thống nhất 6 bậc 5 (Từ 0 – 5) Trong đó điểm 0 tương ứng vớichất lượng sản phẩm bị hỏng, điểm 5 sản phẩm coi như không có sai lỗi trong tínhchất đang xét, với các chỉ tiêu cảm quan quan trọng cần đánh giá gồm: độ trong vàmàu sắc, mùi, vị Tổng hệ số trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu được đánh giá chomột sản phẩm bằng 4 Chất lượng sản phẩm được tính là điểm trung bình của từngchỉ tiêu nhân với hệ số trọng lượng của nó

Bảng 3.1 Điểm trung bình và hệ số trọng lượng Chỉ tiêu (điểm 0 – 5) Hệ số trọng lượng

Độ trong và màu sắcMùi

Vị

0,81,22

Theo tiêu chuẩn trên thì điểm chất lượng của các sản phẩm có giá trị từ 0 – 20

4 Sản phẩm trong, không vẩn đục, màu hơi vàng.

3 Sản phẩm có căn lơ lửng, màu ít đặc trưng

2 Sản phẩm hơi đục, màu không đặc trưng

1 Sản phẩm đục, nhiều cặn lơ lửng, màu không đặc trưng

0 Sản phẩm vẩn đục, màu bẩn, sản phẩm bị hỏng

Mùi

5 Thơm dịu, hài hòa, có mùi đặc trưng của ca cao, thoảng mùi

rượu, tạo cảm giác thích mạnh

4 Mùi thơm nhẹ, đặc trưng cho sản phẩm, thơm mùi rượu và

tương đối hài hòa, tạo cảm giác thích

3 Có mùi thơm của ca cao, mùi rượu cao, mùi không được hài

hòa

2 Khó nhận ra mùi của ca cao, mùi rượu cao rõ rệt, mùi

không hài hòa, thoảng mùi lạ

1 Sản phẩm có mùi lạ rõ rệt, mùi nồng, hăng

0 Sản phẩm có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng

Vị

5 Vị ngọt của đường, của rượu, hài hòa với vị chua nhẹ của

acid Tạo thành vị êm dịu, đậm đà, hậu vị kéo dài

4 Sản phẩm có vị hài hòa, dễ chịu, đặc trưng, hậu vừa phải

3 Sản phẩm thiếu vị đậm đà, hơi chua, hậu yếu, cho cảm giác

không thích

2 Vị chua nổi trội, ít ngọt, đắng