Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử dụng enzyme và nấm men thuần chủng

Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử dụng enzyme và nấm men thuần chủng

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHẠM THỊ THU VÂN SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2009 TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên ñề tài: SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ts. Lý Nguyễn Bình Phạm Thị Thu Vân MSSV: 2051695 Lớp: CNTP K31 Luận văn ñính kèm sau ñây, với tựa ñề tài “Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử sụng enzyme và nấm men thuần chủng”, do Phạm Thị Thu Vân thực hiện và báo cáo ñã ñược hội ñồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên chấm phản biện Ts. Lý Nguyễn Bình Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Chủ tịch hội ñồng Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm vừa qua, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn ñến toàn thể quý Thầy Cô của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm thuộc Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - Trường ðại học Cần Thơ ñã tận tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể em hoàn thành ñược ñề tài luận văn của mình. Nhân ñây, ñặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến thầy Lý Nguyễn Bình, thầy ñã hướng dẫn và chỉ dạy tận tình giúp em hoàn thành ñề tài và tích lũy ñược những vốn kiến thức hữu ích về chuyên ngành trong suốt thời gian vừa qua. Em xin gửi lời cảm ơn ñến cán bộ phòng thí nghiệm và tập thể các bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm K31 ñã nhiệt tình giúp ñỡ, ñóng góp ý kiến và tạo ñiều kiện tốt cho em trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Cuối lời em xin kính chúc quý Thầy Cô dồi dào sức khỏe. Chúc các bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm K31 bảo vệ thành công luận văn tốt nghiệp của mình. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Phạm Thị Thu Vân Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm ii TÓM LƯỢC SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme glucoamylase và tỉ lệ nấm men sử dụng trong quá trình sản xuất, theo dõi sự thay ñổi của sản phẩm trong thời gian bảo quản ở quy mô xưởng thực nghiệm. Nồng ñộ enzyme glucoamylase tối ưu thực hiện quá trình ñường hóa là 0,5% hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường ñạt ñược lần lượt là 19,165% và 20,5%. Tỉ lệ nấm men thích hợp cho lên men là 0,1% và thời gian lên men chính 5 ngày. Quá trình bảo quản sản phẩm ở ñiều kiện phòng thí nghiệm cho thấy ít có sự biến ñổi so với sản phẩm sau lên men. Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM LƯỢC . . ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG .v DANH SÁCH HÌNH . vi DANH SÁCH HÌNH . vi CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1 1.1 ðẶT VẤN ðỀ .1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2 2.1 NGUYÊN LIỆU 2 2.1.1 Gạo nếp than .2 2.1.2 Enzyme amylase .4 2.1.2.1 Sơ lược về enzyme amylase 4 2.1.2.2 Tính chất của enzyme amylase .5 2.1.2.3 Hoạt ñộng của amylase .5 2.1.2.4 Cơ chất của amylase 6 2.1.2.5 Phân loại enzyme Amylase .6 2.1.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .10 2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG NẾP THAN 12 2.2.1 Quy trình sản xuất chung 12 2.2.2 Thuyết minh quy trình 13 2.3 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU 13 2.3.1 Quá trình dịch hóa 13 2.3.1.1 Cơ sở lý luận .13 2.3.1.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình dịch hóa .13 2.3.2 Quá trình ñường hóa .14 2.3.2.1 Cơ sở lý luận .14 2.3.2.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình ñường hóa 14 2.3.3 Quá trình lên men rượu .14 2.3.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu 14 2.3.3.2 Cơ chế của quá trình lên men 14 2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men 15 2.3.3.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men .16 2.4 SẮC TỐ ANTHOCYANIN TRONG RƯỢU VANG NẾP THAN .18 2.4.1 Cấu tạo của anthocyanin .18 2.4.2 Tính chất của anthocyannin 19 2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến anthocyanin .19 Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm iv 2.5 VI SINH VẬT TRONG RƯỢU 19 2.5.1 Hư hỏng do vi khuẩn acetic 20 2.5.2 Hư hỏng do vi khuẩn acid lactic .20 2.5.2.1 Sinh thái khuẩn lactic 20 2.5.2.2 Hoạt ñộng của vi khuẩn lactic .21 2.5.2.3 Kết quả hoạt ñộng của khuẩn lactic lên men malolactic và các bệnh rượu .21 CHƯƠNG III – PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .23 3.1 PHƯƠNG TIỆN 23 3.1.1 Nguyên liệu .23 3.1.2 Hóa chất sử dụng 23 3.1.3 Trang thiết bị 23 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 23 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) ñến hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường trong quá trình ñường hóa 23 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên men chính và chất lượng rượu sau quá trình lên men .24 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm .26 CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) ñến hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường trong quá trình ñường hóa .28 4.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên men chính và chất lượng rượu sau quá trình lên men 29 4.3 Một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm .31 CHƯƠNG V – KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ .37 5.1 Kết luận .37 5.2 ðề nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO .39 PHỤ LỤC . . vii Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm v DANH SÁCH BẢNG Bảng 1 Thành phần hóa học của gạo nếp than 3 Bảng 2 Thành phần hóa học của tế bào nấm men .11 Bảng 3 Hàm lượng ñường khử và 0Bx của dịch ñường ứng với các nồng ñộ enzyme glucoamylase sử dụng .28 Bảng 4 Nồng ñộ rượu của sản phẩm theo tỉ lệ nấm men và ngày lên men .30 Bảng 5 ðộ trong của sản phẩm rượu theo tỉ lệ nấm men 30 Bảng 6 Hàm lượng acid và ester của sản phẩm rượu theo tỉ lệ nấm men .31 Bảng 7 Kết quả theo dõi sự biến ñổi về pH, ñộ Brix, ñộ cồn và ñường khử của sản phẩm trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm ở quy mô xưởng thực nghiệm . 34 Bảng 8 Kết quả theo dõi hàm lượng tạp chất trong quá trình bảo quản sản phẩm ở quy mô xưởng thực nghiệm 35 Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1 Gạo nếp than .2 Hình 2 Cấu tạo của hạt nếp .3 Hình 3 Công thức cấu tạo của amylose .3 Hình 4 Công thức cấu tạo của amylopectin 4 Hình 5 Cơ chế cắt liên kết α-1,4 và α-1,6-glycosid của amylase .6 Hình 6 Cơ chế tác ñộng của α-amylase lên tinh bột .8 Hình 7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 10 Hình 8 Công thức cấu tạo của anthocyanidin .19 Hình 9 Mẫu phân tích hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường sau quá trình ñường hóa 28 Hình 10 Mẫu phân tích sản phẩm theo tỉ lệ nấm men .29 Hình 11 Máy nghiền búa . .32 Hình 12 Nếp than . .32 Hình 13 ðường hóa dịch ñường . 32 Hình 14 Bã nếp . . 32 Hình 15 Dịch ñường lên men . 32 Hình 16 Dụng cụ lên men rượu 32 Hình 17 Sản phẩm rượu nếp than 33 Hình 18 ðồ thị biểu diễn ñộ trong của sản phẩm trong quá trình bảo quản theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm .35 Hình 19 ðồ thị biểu diễn hàm lượng tạp chất sinh ra theo thời gian bảo quản ở quy mô xưởng thực nghiệm .36 Hình 20 Sản phẩm rượu vang nếp than .37 Hình 21 Quy trình sản xuất ñề nghị 38 Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang Ngành Công nghệ Thực phẩm 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 ðẶT VẤN ðỀ Như chúng ta ñã biết, rượu là một loại thức uống mang hương vị truyền thống của nền văn hóa ẩm thực Việt Nam. Ngày xưa, rượu thường dùng trong những dịp lễ tết, cúng ñình, giổ chạp . và cho ñến nay với sự phát triển không ngừng của xã hội, rượu ñã ñược sử dụng phổ biến hơn. Trong các buổi tiệc, dù là tiệc vui hay buồn, tiệc lớn hay nhỏ cũng không thể thiếu ñược loại thức uống này. Chính vì tính phổ biến ñó của rượu, ngày nay các nhà chế biến ñã tiến hành nghiên cứu và chế biến ra hàng loạt các mặt hàng rượu với nhiều hương vị khác nhau như ngoài rượu ñế và các loại rượu có ñộ cồn cao còn có mặt hàng rượu vang, là loại rượu ñược chế biến theo kiểu lên men và không qua chưng cất. Loại rượu này ñược sản xuất chủ yếu từ trái cây và ngày nay nó còn ñược sản xuất ra từ các loại ngũ cốc như là gạo nếp. Rượu vang hiện nay có nhiều mặt hàng khác nhau như: rượu vang nếp than, rượu vang chuối xiêm, rượu vang nho, rượu vang khóm…Mỗi loại rượu vang thì ñều có hương vị, màu sắc, mùi thơm ñặc trưng của loại nguyên liệu sản xuất ra nó. Với ñề tài này, tôi tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang nếp than bằng công nghệ enzyme và nấm men thuần chủng nhằm rút ngắn ñược thời gian chế biến sản phẩm mà vẫn cho ra loại sản phẩm rượu thơm ngon và thu hút ñược người tiêu dùng bởi chất lượng của nó, ñồng thời theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm rượu ở quy mô xưởng thực nghiệm. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ðề tài ñược thực hiện dựa trên Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ khóa 12-2008 của Nguyễn Thị Giang Thanh - chuyên ngành Công nghệ Sinh học nhưng nghiên cứu ở quy mô xưởng thực nghiệm. Do ở quy mô lớn nên sẽ có sự khảo sát lại một số chỉ tiêu trong quá trình sản xuất và một số thay ñổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của ñề tài như sau: - Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) sử dụng cho quá trình ñường hóa dịch nếp than - Tối ưu hóa tỉ lệ nấm men trong quá trình lên men rượu - Theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm như sự thay ñổi về ñộ rượu, ñộ trong của sản phẩm, lượng tạp chất sinh ra trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm. [...]... thành rư u và CO2: giai ño n này, n m men h p th các ch t dinh dư ng và s d ng các enzyme s n có c a mình ñ th c hi n xúc tác sinh hóa trong quá trình trao ñ i ch t ñ duy trì s s ng t o thành rư u và CO2 2.3.3.2 Cơ ch c a quá trình lên men ð lên men, ngư i ta cho vào môi trư ng m t lư ng t bào n m men nh t ñ nh Tùy theo phương pháp lên men mà lư ng n m men cho vào khác nhau Thông thư ng khi lên men, lư... lên men t p trong d ch lên men, và sau ñó ñ nhi t ñ d ch ñư ng gi m xu ng còn 30-330C ta ti n hành b sung n m men vào th c hi n quá trình lên men rư u - Sau khi k t thúc quá trình lên men chính ti n hành chi t rư u và lên men ph , th i gian lên men ph này làm cho s n ph m ñư c n ñ nh v ñ rư u, ñ trong, mùi v ñ ng th i khi có s b sung acid sorbic vào ñ gi màu c a s n ph m và làm cho s n ph m n ñ nh và. .. ng c a n m men) Tùy theo s n ph m tích t sau quá trình lên men ngư i ta chia làm nhi u ki u lên men khác nhau Tuy nhiên, có hai hình th c lên men chính: lên men y m khí và lên men hi u khí - Lên men y m khí: là s phân h y ñư ng không có s hi n di n c a oxy như quá trình lên men lactic, len men rư u, butylic… - Lên men hi u khí: là s phân h y ñư ng có s hi n di n c a O2 như quá trình lên men acid acetic,... men v i s lư ng l n T bào n m men ñông hơn, thích h p v i c n, v i pH th p hơn nên chi m h t th c ăn c a vi khu n, và khi cho thêm SO2 vào l i thu n cho n m men hơn là cho vi khu n vì n m men ch u ñ ng gi i hơn Như v y, lên men malôlactic b t ñ u không mu n hơn lên men rư u, nhưng b kìm hãm d n l i và ch di n ra th c s vài ngày ho c vài tu n sau khi lên men rư u xong và là k t qu c a s thích nghi d... nh hư ng ñ n t c ñ và kh năng phát tri n c a n m men N ng ñ rư u nh hư ng ñ n t c ñ phát tri n riêng c a n m men còn phù thu c vào th i gian, s lư ng t bào và nguyên li u chu n b cho môi trư ng nuôi c y Cùng m t môi trư ng nuôi c y, s lư ng n m men cho vào b ng nhau, ñi u ki n nuôi c y gi ng nhau thì n ng ñ rư u ban ñ u 1% chưa có nh hư ng ñ n t c ñ và kh năng phát tri n c a n m men, t 4– 6% ñã có... ñ nh t cao và r t b n v ng Amylopectin không có kh năng t o ph c v i butanol và các ch t h u cơ khác, không b h p th trên cellulose 2.1.2 Enzyme amylase 2.1.2.1 Sơ lư c v enzyme amylase Enzyme amylase là m t lo i enzyme có giá tr v m t sinh lý, thương m i và l ch s còn ñư c g i là diastase Enzyme này có c th c v t và ñ ng v t Amylase ñư c tinh s ch t malt vào năm 1835 b i Anselme Payen và Jean Persoz... m men ph i ñ t ñư c >100 tri u t bào trong 1 ml dung d ch lên men Do di n tích b m t c a t bào n m men r t l n nên kh năng h p th các ch t dinh dư ng r t Lu n văn t t nghi p ð i h c khóa 31 Ngành Công ngh Th c ph m Trang 14 m nh ðu ng lên men và các ch t dinh dư ng khác trong môi trư ng lên men trư c tiên ñư c h p th trên b m t c a n m men sau ñó khu ch tán qua màng t bào vào bên trong t bào n m men, ... rư u và CO2 s ñư c t o thành Rư u ethylic t o thành khu ch tán ra môi tru ng bên ngoài qua màng t bào n m men Rư u hòa tan vô h n trong nư c nên khu ch tán r t nhanh vào trong môi trư ng, CO2 cũng hòa tan vào trong môi trư ng nhưng s hòa tan không l n áp su t 800mmHg, nhi t ñ 25 – 300C là 0,857 – 0,837 lít CO2 trong 1 lít nư c Vì th , CO2 sinh ra trong quá trình lên men s khu ch tán vào trong môi trư... Lên men rư u, bia ñ u là quá trình lên men y m khí v i s có m t c a n m men N m men chuy n hóa ñư ng thành rư u etylic và CO2 Ngu i ta còn g i lên men là quá trình c n hóa, rư u hóa Trong quá trình lên men rư u ngư i ta chia làm hai th i kỳ chính: - Th i kỳ phát tri n sinh kh i: giai ño n này v i s có m t c a O2 t bào n m men phát tri n sinh kh i (gia tăng kích thư c và s lư ng) - Th i kỳ lên men chuy... ðây là lo i n m men có kh năng lên men n i, t bào n m men lơ l ng trong d ch lên men và t p trung nhi u vùng b m t, quá trình lên men t o nhi u b t khí, n m men s bám trên b t khí, ñ n m t lúc nào ñó b t khí b v ra và do s chênh l ch v kh i lư ng riêng nên n m men s chìm xu ng dư i khi ñó n m men ti p xúc nhi u v i cơ ch t t o ñi u ki n thu n l i cho quá trình lên men Lu n văn t t nghi p ð i h c khóa . nghệ Thực phẩm ii TÓM LƯỢC SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme. ñề tài Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử sụng enzyme và nấm men thuần chủng , do Phạm Thị Thu Vân thực hiện và báo cáo