Nghiên cứu quá trình lên men rượu bưởi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ XUÂN LỘC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU BƯỞI Chun ngành: Cơng Nghệ Thực Phẩm Mã số: 60540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Trần Thị Ngọc Yên Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Hoài Hưong Cán chấm nhận xét 2: TS Lê Ngọc Liễu Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG, Tp Hồ Chí Minh ngày 10 tháng 07 năm 2019 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch Hội đồng GS TS Đống Thị Anh Đào TS Nguyễn Hoài Hưong TS Lê Ngọc Liễu PGS TS Nguyễn Thị Lan Phi Thư ký TS Nguyễn Thị Hiền Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận vãn Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng Trưởng khoa Cơng Nghệ Hóa học GS TS Đống Thị Anh Đào GS.TS Phan Thanh Sơn Nam ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Xuân Lộc MSHV: 1570889 Ngày, tháng, năm sinh: 31/08/1990 Nơi sinh: Hồ Chí Minh Chun ngành: Cơng nghệ Thực Phẩm Mã số: 60540101 TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình lên men ruợu bưởi NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Chọn nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm rượu vang bưởi: Bưởi nấm men Saccharomỵces cerevisiae thương mại - Xác định thơng số cơng nghệ q trình lên men rượu bưởi nhiệt độ lên men, hàm lượng chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, hàm lượng ((NH^HPOẠ Na2S2Ơ5 I NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/02/2019 II NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019 III CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Tiến sĩ Trần Thị Ngọc Yên Tp HCM, ngày 02 thảng 07 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS Trần Thị Ngọc Yên GS.TS Lê Văn Việt Mẩn TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC GS.TS Phan Thanh Sơn Nam LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm luận vãn thạc sĩ, nhận nhiều giúp đõ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Tơi xin gửi lời cảm on chân thành đến TS Trần Thị Ngọc Yên, giảng viên Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh người tận tình hướng dẫn, bảo suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm on thày cô giáo trường Đại học Bách Khoa nói chung, thày Bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm nói riêng dạy dỗ cho kiến thức môn đại cưong môn chuyên ngành, giúp có co sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đõ tơi suốt q trình học tập Tôi xin chân thành cám on lãnh đạo trường Đại học Nguyễn Tất Thành giúp đõ nhiệt tình Thầy Cơ anh chị đồng nghiệp khoa Cơng nghệ Thực Phẩm - Hóa Học tạo điều kiện thuận lại cho suốt thời gian nghiên cứu phòng thí nghiệm trường Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm on gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp TpHCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019 Học viên Nguyễn Thị Xuân Lộc íí TĨM TẮT LUẬN VĂN Bưởi loại trái phổ biến Việt Nam với hương vị thơm ngon giàu vitamin c, chất chống oxy hóa, giúp giảm cholesterol tốt cho sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, nước ép bưởi khơng có giá trị dinh dưỡng mà ứng dụng làm nhiều sản phẩm khác nước ép bưởi đóng chai, siro dịch bưởi, rượu bưởi Nghiên cứu khảo sát lựa chọn nguyên liệu bưởi Năm Roi dạng trái nhỏ gọi bưởi đạn nấm men Saccharomỵces cerevisỉae RV100 để sử dụng cho nghiên cứu lên men rượu bưởi từ dịch bưởi Ket xác định điều kiện cho trình lên men sau: tỷ lệ nấm men 0.3g/l, thời gian hoạt hóa 30 phút, hàm lượng chất cần bổ sung cho dịch lên men: Nitơ ((NH^HPCh) lOOppm, SO2 (Na2S20s) 150ppm, hàm lượng chất khô ban đàu 20 Bx, pH = Thực lên men ngày nhiệt độ 25°c lên men phụ 56 ngày Sản phẩm rượu bưởi tạo thành có độ cồn 10.76%(v/v) ■lĩ ABSTRACT Grapefruit is a popular fruit in Vietnam, good for the consumers’s health, with good taste, rich in vitamin c and antioxidants, help lower cholesterol Therefore, grapefruit juice is not only nutritional value but also applied to various products such as beverage, syrup of grapefruit, grapefruit wine This study was selected “Nam Roi” pomelos and Saccharomyces cerevisiae RV100 to use to study fermentation of grapefruit wine The results of determining the conditions for fermentation process are as follows: Ratio of yeasts is 0.3g/l time 30 minutes, the content of additional substances for fermentation: Nitrogen ((NH^HPCh) is lOOppm, SO2 (Na2S20s) is 150ppm, initial dry matter content of 20 Bx, pH = The main fermentation was carry out for days at 25°c and sub-fermentation for 56 days The percentage of alcohol values in grapefruit wine product is 10.76% (v/v) Sensory evaluation about this grapefruit wine’s aroma/ flavor and taste is accepted Ã/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thục chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đõ cho việc thực luận văn cám on thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc rõ ràng pháp công bố TpHCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019 Học viên thực Nguyễn Thị Xuân Lộc V MỤC LỤC Nhiệm vụ đề tài ĩ Lời cảm ơn ii Tóm tắt luận văn iii ABSTRACT .iv Lời cam đoan V Mục lục .vi Mục lục bảng ix Mục lục hình xii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tuợng phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thục tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan ruợu trái 2.2 Tổng quan hình lên men ruợu 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Các giai đoạn trình lên men ruợu 2.2.3 Các yếu tố ảnh huởng đến trình lên men rượu 2.3 Tổng quan nguyên liệu 2.3.1 Nguyên liệu bưởi 2.3.2 Nấm men Sacharomyces cerevisiae 14 vi CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nguyên liệu 19 3.1.1 Bưởi 19 3.1.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 20 3.1.3 Đường saccharose 21 3.1.4 Phụ gia để tăng nồng độ SƠ2 .21 3.1.5 Phụ gia Diammonium phosphate 21 3.1.6 Phụ gia điều chỉnh pH 21 3.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 21 3.2.1 Thời gian nghiên cứu 21 3.2.2 Địa điểm nghiên cứu 21 3.2 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm .22 3.3 Nội dung nghiên cứu 23 3.4 Bố trí thí nghiệm 24 3.5.1 TN1: Thí nghiệm lựa chọn nguyên liệu bưởi 24 3.5.2 TN2: Thí nghiệm lựa chọn phưong pháp thu dịch ép bưởi 25 3.5.3 Thí nghiệm lựa chọn nấm men Saccharomyces cerevisiae thương mại 27 3.5.4 TNI 1: Thí nghiệm theo dõi thời gian lên men phụ .37 3.6 Các phương pháp phân tích 37 3.6.1 Các phương pháp xác định hàm lượng chất dinh dưỡng dịch bưởi 37 3.6.2 Phương pháp DPPH (2,2-Diphenyl -l-picrylhydrazyl) 38 3.6.3 Phương pháp xác định hàm lượng chất đắng naringin phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (High performanceliquid chromatography -HPLC) 38 3.6.4 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm rượu bưởi theo phép thử cho điểm thị hiếu người tiêu dùng (TCVN 3215 - 79) 38 3.6.5 Phần mềm xử lý số liệu Statgraphics Centuiron version 15.1.02 39 ứii CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Kết lựa chọn nguyên liệu buởi 40 4.2 Kết lụa chọn phuơng pháp thu dịch buởi 42 4.3 Kết khảo sát lụa chọn nấm men Saccharomyces cerevisiae thuơng mại 44 4.3.1 Kết thí nghiệm xác định khả lên men chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae thuơng mại 44 4.3.2 Thí nghiệm xác định thời gian hoạt hóa chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae thưong mại chọn 47 4.4 Kết khảo sát yếu tố ảnh huởng trình lên men sản phẩm 50 4.4.1 Kết khảo sát hàm luạng chất khô ban đầu dịch buởi 50 4.4.2 Kết khảo sát pH ban đàu dịch buởi 54 4.4.3 Kết khảo sát nồng độ SƠ2 bổ sung vào dịch buởi 58 4.4.4 Kết khảo sát nồng độ Nito bổ sung vào dịch buởi 61 4.4.5 Kết thí nghiệm khảo sát tỷ lệ giống cấy vào dịch buởi 65 4.4.6 Kết thí nghiệm khảo sát nhiệt độ lên men 70 4.5 Kết thí nghiệm khảo sát thời gian lên men phụ ruợu buởi 73 4.5.1 Mục đích đánh giá 73 4.5.2 Phương pháp đánh giá 73 4.5.4 Kết bàn luận đánh gía cảm quan ruợu buởi 74 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 79 5.2 Khuyến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC úiii ■ Mầu dịch đầu 14Bx ■ Mau dịch đầu 16Bx ■ Mầu dịch đầu 18Bx ■ Mẫu dịch đầu 20Bx ■ Mẩu dịch đầu 22Bx bưởi có hàm lượng chất khơ ban bưởi có hàm lượng chát khơ ban bưởi có hàm lượng chất khơ ban bưởi có hàm lượng chất khơ ban bưởi có hàm lượng chất khơ ban Thời gian (h) Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ cồn mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu khác kết thúc trình lên men chinh Sau đó, mẫu sản phẩm đuợc tiến hành đánh giá cảm quan dụa theo mức độ yêu thích nguời tiêu dùng Hội đồng đánh giá gồm sinh viên truờng Đại học Nguyễn Tất Thành, độ tuổi từ 18-23 tuổi đuợc lụa chọn ngẫu nhiên tiến hành đánh giá cảm quan chọn lụa mẫu sản phẩm ruợu buởi họ u thích theo phuơng pháp trình bày phụ lục 4.1 Bảng 4.11 Kết khảo sát đảnh giả mức độ yêu thích người tiêu dùng mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có hàm lượng chẩt khô ban đầu khác Hàm lượng chất khơ ban đầu Điểm cảm quan trùng bình (Bx) dịch bưởi người thử 14 4.3±0.1a 16 4.8±0.5e 18 5.0±0.2b 20 6.3±0.3ab 5.8±0.1c 22 Ghi chủ: Các số mang chủ số mũ khác cột sai khác có ỷ nghĩa thống kê mức 5% Dựa vào bảng kết đồ thị, hàm lượng độ cồn tạo thành tăng dần, có tăng hàm lượng chất khơ Mẩu dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu 14Bx tạo hàm lượng cồn sinh thấp đạt 7.63%v/v Điều chứng tỏ hàm lượng chất khơ ban đầu thiếu để cung cấp chất cho nấm men chuyển hóa thành cồn Nấm men sau sử dụng đường cho trình tăng sinh khối giai đoạn đầu trình lên men 51 khơng đủ chất để lên men nên tốc độ sinh trưởng nấm men mẫu dịch bưởi chậm hàm lượng cồn sinh không nhiều Khi tăng nồng độ chất khơ ban đầu độ cồn tăng dần Ở mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu 16Bx có độ cồn đạt 8.28%v/v, hàm lượng chất khơ ban đầu dịch bưởi tăng lên 18Bx độ cồn tăng lên 9,43 %v/v đến mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu 20Bx nồng độ cồn sinh cao 10.76%v/v Đối với mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu 22Bx cao mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu 20Bx lượng cồn tạo thành giảm, tốc độ sử dụng đường thấp chứng tỏ nấm men không sử dụng đường ngược lại bị ức chế Điều chứng tỏ áp lực thẩm thấu từ dịch lên men bắt đầu ức chế trình trao đổi chất qua màng tế bào nấm men Mơi trường có nồng độ chất hòa tan cao, nước tế bào nấm men thấm qua nguyên sinh chất màng tế bào ngoài, làm cho nồng độ chất khô dịch bào tăng lên làm chất nguyên sinh co rút lại Hiện tượng gọi tượng co rút nguyên sinh chất làm ảnh hưởng đến sinh trưởng nấm men [20], [27] Theo Homma (2003) cho tế bào chịu áp lực thẩm thấu cao, pH nội bào giảm đị 0.2 đơn vị Do đó, hoạt động nấm men mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu 22Bx bị ức chế pH nội bào thấp Bên cạnh dựa vào kết phân tích đánh giá mức độ yêu thích người tiêu dùng mẫu sản phẩm thấy mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khơ ban đầu 20Bx ưa chuộng Dựa vào phân tích ANOVA kết bảng có mức ý nghĩa