Bài viết trình bày quá trình lên men rượu vang vải nhiều thực hiện bởi chủng nấm men Saccharomyces Cerevisiae LC3 của phòng thí nghiệm vi sinh.
28(2): 91-95 6-2006 Tạp chí Sinh học lên men rợu vang v¶i thiỊu bëi chđng nÊm men Saccharomyces cerevisiae LC3 Đinh Thị Kim Nhung Trờng đại học S phạm Hà Néi ViƯt Nam cã khÝ hËu nhiƯt ®íi giã mùa nóng ẩm, điều kiện thuận lợi cho vải thiều (Litchi chinensis Sonn.) phát triển Trong năm gần đây, sản lợng vải thiều sản xuất nhiỊu nh−ng nhu cÇu sư dơng ë n−íc chØ hết khoảng 30-35%; sản lợng lại cần đợc chế biến xuất [1, 2, 7] Để nâng cao giá trị loại này, nh giải phần tồn đọng trình thu hoạch, góp phần làm phong phú sản phẩm chế biến từ hoa quả, tiến hành nghiên cứu lên men rợu vang từ vải thiều Quá trình lên men rợu vang v¶i thiỊu thùc hiƯn bëi chđng nÊm men Saccharomyces cerevisiae LC3 phòng thí nghiệm Vi sinh, trờng đại học S phạm Hà Nội I Phơng pháp nghiên cøu - Chđng nÊm men Saccharomyces cerevisiae LC3 cđa phßng thí nghiệm Vi sinh, trờng đại học S phạm Hà Nội Chủng đợc tuyển chọn từ 42 mẫu nấm men S cerevisiae Phơng pháp - Tuyển chọn, định loại nấm men xác định hoạt lực lên men nấm men - Xác định hàm lợng đờng sót phơng pháp Graxinốp; xác định hàm lợng axít dịch lên men chuẩn với NaOH 0,1N - Nghiên cứu số đặc tính sinh học ảnh hởng số yếu tố tới trình lên men rợu vang vải thiều - Xử lý số liệu thống kê toán học II Kết thảo luận Đối tợng - Quả vải thiều (Litchi chinensis Sonn.) đợc thu nhận từ địa phơng có trồng nhiều vải thiều miền Bắc Việt Nam huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dơng Xác định thành phần dịch vải thiều Thành phần hóa học dịch cùi vải thiều Thành phần hóa học dịch cùi vải thiều (gọi tắt dịch vải thiều) đợc phân tích Kết đợc dẫn bảng Bảng Thành phần hoá học dịch vải thiều STT Thành phần hãa häc §−êng tỉng sè Axit tỉng sè N−íc Tro pH Đơn vị g/l g/l % % Nơi thu mẫu Lục Ngạn Thanh Hà 162 0,02 166 0,02 5,2 ± 0,03 5,0 ± 0,03 83,0 ± 0,02 83,0 ± 0,02 0,5 ± 0,03 0,5 ± 0,03 3,8 ± 0,03 3,8 0,03 Các tiêu nh hàm lợng đờng: 164 g/l; axít tổng số: 5,1 g/l; n−íc: 83,0%; tro: Trung b×nh 164 ± 0,02 5,1 ± 0,03 83,0 ± 0,02 0,5 ± 0,03 3,8 ± 0,03 0,5% pH: 3,8, phù hợp với nguyên liệu để sản xuất rợu vang 91 Tuyển chọn chủng nấm men Chúng dựa vào tiêu sau để phân lập tuyển chọn chủng: chịu đợc độ cồn độ axít cao, có tốc độ phát triển nhanh, chu kỳ lên men ngắn, có khả lên men tốt điều kiện môi trờng có hàm lợng đờng cao, hơng thơm tạo e-xte đặc biệt, không sinh độc tốt, dễ lắng trong, có khả cạnh tranh tốt với vi sinh vật khác, ổn định lâu dài sản xuất Từ dịch vải thiều, phân lập đợc 42 mẫu nấm men khác nhau; đem thử hoạt lực lên men dịch vải thiều thông qua hàm lợng CO2 thoát [3, 4, 5, 6] Mẫu cho hàm lợng CO2 thoát nhiều có hoạt lực lên men mạnh Dựa theo khóa phân loại Yelinov N P., xác định mẫu nấm men nµy lµ chđng S cerevisiae LC3 [7] TiÕp theo, tiến hành nghiên cứu khả phát triển chủng Nuôi cấy chủng nấm men môi trờng có dịch vải thiều với: hàm lợng đờng: 100 g; giá đỗ xanh: 10 g; pH: 4,0; lợng giống ban đầu (3,5 0,1) ì 106 tế bào/ml; nhiệt độ: 28oC Kết hoạt lực lên men chủng S cerevisiae LC3 đạt giá trị cao đợc giữ làm đối tợng nghiên cứu khả lên men, ảnh hởng pH động thái phát triển chủng trình nhân giống a Khả lên men môi trờng nhân giống Chủng nấm men đợc cấy vào môi trờng dịch vải thiều có bổ sung đờng saccaroza đạt 220 g/l; điều chỉnh pH 4,0; giữ nhiệt độ 28oC, số lợng giống ban đầu (3,5 0,1) ì 106 tế bào/ml Phân tích tiêu chủng S cerevisiae LC3 đạt độ cồn 12% (v/v), đờng sót 5,2 (w/v) hiệu suất lên men tốt b Khả lên men pH khác Để xác định ảnh hởng pH môi trờng tới khả lên men chủng S cerevisiae LC3, tiến hành môi trờng lên men nhiệt độ: 28oC, có pH biến đổi mức: 2,5; 3,0; 3,5; 3,8; 4,5 5,0 Xác định hàm lợng CO2/l môi trờng sau 24 nuôi cấy Kết cho thấy chủng S cerevisiae LC3 có khả lên men mạnh pH: 3,5-4,5 c Nghiên cứu động thái phát triển chủng S cerevisiae LC3 Trong công nghệ sản xuất rợu vang, giai đoạn nhân giống chiếm thời gian ngắn nhng lại đóng vai trò quan trọng Để nghiên cứu tốc độ phát triển chủng nấm men môi trờng nhân giống, tiến hành theo dõi sinh trởng phát triển nấm men Giai đoạn nhân giống chiếm thời gian ngắn, khoảng 24-48 nhng lại đóng vai trò quan trọng Tuy vậy, việc nghiên cứu yếu tố ảnh hởng tới sinh trởng phát triển chủng nấm men S cerevisiae LC3 phần trình sản xuất rợu vang (hình 1) Số lợng tế bào 106 250 200 150 100 50 12 24 36 48 60 72 84 96 Thời gian (giờ) Hình Động thái ph¸t triĨn cđa chđng nÊm men S cerevisiae LC3 Qua nghiên cứu, chọn chủng S cerevisiae LC3 có khả sinh sản phát triển tốt môi trờng nhân giống; sau 48-72 giờ, số lợng tế bào đạt mức cao; sau 72 giờ, số lợng tế bào giảm dần Chủng S cerevisiae LC3 đạt 92 tiêu đề ra, đợc chọn làm đối tợng để lên men rợu vang vải thiều ảnh hởng hàm lợng đờng saccaroza lên men rợu vang vải thiều Dịch lên men đợc bổ sung thêm đờng saccaroza để đạt hàm lợng mức 150, 200, 250, 280 g/l lên men nhiệt độ 28oC, pH = 4,0 Kết đợc dẫn bảng Bảng ảnh hởng hàm lợng đờng saccaroza tới trình lên men rợu vang vải thiều Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Đờng sót Cồn Hàm lợng đờng (g/l) 150 200 250 280 % (w/v) 4,18 ± 0,03 4,6 ± 0,03 5,2 ± 0,03 6,47 ± 0,03 % (v/v) 10,0 ± 0,02 12, ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 3,98 ± 0,03 3,86 ± 0,03 3,78 ± 0,03 3,72 ± 0,03 55 ± 65 ± 65 ± 65 ± pH C¶m quan 100 điểm Khi hàm lợng đờng dịch lên men tăng tới 150-280 g/l, lợng đờng sót tăng dần nhng hiệu suất pH giảm dần Hàm lợng đờng dịch lên men tăng, làm áp suất thẩm thấu dịch lên men tăng, với hàm lợng cồn axít đợc tạo trình lên men ức chế trao đổi chất hoạt ®éng sèng cđa nÊm men, øc chÕ ho¹t ®éng cđa nhiều loại enzim, làm cho hiệu suất lên men giảm [6, 7] Môi trờng lên men rợu vang có chứa hàm lợng đờng 250 g/l phù hợp với phát triển chủng nấm men này, lợng cồn tạo cao lợng đờng sót thấp so với môi trờng có lợng đờng 280 g/l ảnh hởng pH ban đầu lên men rợu vang vải thiều pH môi trờng lên men yếu tố ảnh hởng tới khả lên men chủng nấm men Để khảo sát ảnh hởng pH ban đầu đến trình lên men, tiến hành thí nghiệm môi trờng dịch vải thiều có hàm lợng đờng 250 g/l, nhiệt độ 28oC pH ban đầu giữ mức: 3,5; 3,8; 4,0; 4,2; 4,5; 5,0 Kết đợc dÉn ë b¶ng B¶ng ¶nh h−ëng cđa pH đến trình lên men rợu vang vải thiều Chỉ tiêuphân tích Đơn vị pH 3,5 3,8 4,0 4,2 4,5 5,0 §−êng sãt % (w/v) 5,8 ± 0,03 5,4 ± 0,03 5,2 ± 0,03 5,4 ± 0,03 5,8 ± 0,03 6,0 ± 0,03 Cån % (v/v) 11,0 ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,3 0,03 12,0 0,03 Cảm quan 100 điểm 50 ± 65 ± DƠ dµng nhËn thÊy ë pH: 3,8-4,2, hàm lợng cồn đạt giá trị cao nhất, cảm quan sản phẩm mức độ cao Nh vậy, pH dịch lên men đợc chọn mức 3,8-4,2 phù hợp ảnh hởng hàm lợng men giống lên men rợu vang vải thiều Quá trình sản xuất rợu vang phụ thuộc 65 65 ± 60 ± 50 ± nhiều vào hàm lợng men giống tác nhân trình lên men Hàm lợng giống nhiều, trình lên men đợc thúc đẩy nhng nhiều, xảy cạnh tranh nguồn dinh dỡng, ảnh hởng tới trình lên men Để lựa chọn đợc hàm lợng giống thích hợp, tiến hành thí nghiệm môi trờng dịch lên men với tỷ lệ giống ban đầu là: 5; 10; 15; 20 %V Kết đợc dẫn bảng 93 Bảng ảnh hởng hàm lợng men giống đến trình lên men rợu vang vải thiều Chỉ tiêu phân tích Đờng sót Cồn pH Cảm quan Đơn vị % (w/v) % (v/v) 100 điểm 8,5 ± 0,03 10,0 ± 0,03 3,8 ± 0,03 50 ± Nh vậy, mẫu thí nghiệm có hàm lợng giống 10-20 %V, giá trị cảm quan đạt mức độ cao hàm lợng đờng sót thấp độ rợu đạt yêu cầu; nhng dùng nhiều giống không kinh tế Vì vậy, chọn giữ mức giống 10-15 %V Qua nghiên cứu động thái phát triển, nấm men phát triển mạnh thời gian 48-72 để lên men kiệt đờng sản phẩm, tiến hành bổ sung thêm gièng cÊp sau 72 giê víi l−ỵng gièng %V để khảo sát khả lên men tiếp chủng nấm men Hàm lợng men giống (%V) 10 15 20 5,5 ± 0,03 5,5 ± 0,03 5,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 12,5 ± 0,03 3,6 ± 0,03 3,6 ± 0,03 3,6 ± 0,03 65 ± 65 ± 65 ± Lªn men rợu vang vải thiều S cerevisiae LC3 Sau nghiên cứu ảnh hởng số yếu tố tới trình lên men chủng S cerevisiae LC3 ổn định, tiến hành cho chủng vào lên men sở xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rợu vang vải thiều với lên men lần, nhằm mục đích lên men kiệt đờng, nâng cao chất lợng sản phẩm Theo Nguyễn Quang Thảo, 2000 [6], lên men lần Kết phân tích rợu vang thành phẩm đợc dẫn bảng Bảng Kết phân tích rợu vang thành phẩm S cerevisiae LC3 Chỉ tiêu Cồn % (v/v) Lên men lần thứ Lên men lần thứ hai 12,6 0,03 13,5 ± 0,03 §−êng sãt % (w/v) 6,0 ± 0,03 4, ± 0,03 Axit tæng sè 0,5 ± 0,03 0,5 0,03 Quả vải chín Dịch lên men Lên men lần thứ Lên men lần thứ hai Lên men phụ Lọc trùng thành phẩm Đóng chai Hình Quy trình công nghệ sản xuất rợu vang vải thiều 94 Cảm quan sản phẩm 65 ± 70 ± III KÕt luËn Cùi vải thiều có hàm lợng đờng: 164 g/l; axít tỉng sè: 5,1 g/l; n−íc: 83,0%; tro: 0,5%; pH: 3,8 nguyên liệu phù hợp để sản xuất rợu vang Đã tuyển chọn đợc chủng nấm men S cerevisiae LC3 có khả lên men rợu vang vải thiều, chịu đợc độ cồn cao, có hoạt lực lên men tốt, hàm lợng đờng sót dịch lên men thấp, khả kết lắng tốt, có hơng vị thơm đặc trng Qua nghiên cứu ảnh hởng số u tè ®èi víi chđng S cerevisiae LC3, chän hàm lợng đờng 250 g/l, pH: 3,8-4,2, hàm lợng men giống: 10-15 %V thích hợp với chủng nấm men Tiến hành lên men lần, lần thứ có bổ sung 5%, giống góp phần nâng cao chất lợng rợu vang Đã xây dựng quy trình công nghệ lên men rợu vang vải thiều tài liệu tham khảo Nguyễn Thị Dung cs., 2003: Báo cáo khoa học Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quèc: 870-874 Nxb Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi Vũ Công Hậu, 1982: Chế biến vang trái gia đình Nxb Nông nghiệp Đinh Thị Kim Nhung, 2001: Thông báo Khoa học, trờng đại học S phạm Hà Nội 2, 1: 329-333 Nguyễn Hữu Phúc, 1998: Các phơng pháp lên men thực phẩm truyền thống Việt Nam nớc vùng Nxb Nông nghiƯp, Hå ChÝ Minh Ngun ThÕ Trang vµ cs., 1999: Tạp chí Khoa học Công nghệ, 37(2): 25-28 Hà Nội Nguyễn Quang Thảo, 2000: Lên men vang vải thiều Tóm tắt luận án tiến sỹ, trờng đại học S phạm Hà Nội Nguyễn Thế Trang cs., 2000: Tạp chí Nông nghiệp Công nghiệp thùc phÈm, 10: 469-470 The Litchi wine fermentation process by the yeast strain Saccharomyces cerevisiae LC3 Dinh Thi Kim Nhung Summary In the pulp composition of Litchi chinensis Sonn., there are sugar: 164 g/l; acid: 5.1g/l; H2O: 83%; ash: 0.5%; pH = 3.8, optimum for the fermentation process of litchi wine The litchi fruits are popular materials in the Bacgiang and Haiduong provinces Every year, their yield is much larger than the consumption demand in the markets, therefore the processing techonology after harvest is an urgent need For this purpore, we have isolated and chosen the yeast strain Saccharomyces cerevisiae LC3 which was used for the fermentation process of litchi wine Our research was on the imvestigation of the effects of some envirormental elements on the growth and development of this yeast strain S cerevisiae LC3 in the fermentation process of litchi wine, which involved in identifying the development of motive sugar: 250 g/l, pH: 3.8-4.2: strains: 10-15% After that, we have carried out the fermentation process in the laboratory with good results and the fermentation process of litchi wine Ngµy nhËn bµi: 4-4-2005 95 ... 0,03 65 ± 65 ± 65 Lên men rợu vang vải thiều S cerevisiae LC3 Sau nghiên cứu ảnh hởng số yếu tố tới trình lên men chủng S cerevisiae LC3 ổn định, tiến hành cho chủng vào lên men sở xây dựng quy... dần Chủng S cerevisiae LC3 đạt 92 tiêu đề ra, đợc chọn làm đối tợng để lên men rợu vang vải thiều ảnh hởng hàm lợng đờng saccaroza lên men rợu vang vải thiều Dịch lên men đợc bổ sung thêm đờng... lực lên men chủng S cerevisiae LC3 đạt giá trị cao đợc giữ làm đối tợng nghiên cứu khả lên men, ảnh hởng pH động thái phát triển chủng trình nhân giống a Khả lên men môi trờng nhân giống Chủng nấm