Sản xuất và tồn trữ rượu vang chuối xiêm bằng công nghệ enzyme – Quy mô xưởng thực nghiệm

Sản xuất và tồn trữ rượu vang chuối xiêm bằng công nghệ enzyme – Quy mô xưởng thực nghiệm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN THỊ NGỌC YẾN SẢN XUẤT VÀ TỒN TRỮ RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM BẰNG CÔNG NGHỆ ENZYME - QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2009 TRƯỜNG ĐẠI 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 đề tài SẢN XUẤT VÀ TỒN TRỮ RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM BẰNG CÔNG NGHỆ ENZYME - QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Lý Nguyễn Bình Trần Thị Ngọc Yến MSSV: 2051700 Lớp: CNTP K31 Cần Thơ, 2009 Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài “Sản xuất và tồn trữ rượu vang chuối xiêm bằng công nghệ enzyme – Quy mô xưởng thực nghiệm” do sinh viên Trần Thị Ngọc Yến thực hiện và báo cáo được hội đồng chấm và thông qua Giáo viên hướng dẫn Giáo viên chấm phản biện Ts. Lý Nguyễn Bình Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Chủ tịch hội đồng Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng i LỜI CẢM TẠ Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô của trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi để em học tập và trau dồi kiến thức trong bốn năm dài đại học. Em chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm cùng tất cả thầy cô Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong thời gian qua, từ đó, giúp em có những kiến thức chuyên ngành làm hành trang vững chắc bước vào đời. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Nguyễn Bình. Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp này. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn chân thành đến các bạn lớp Công nghệ Thực phẩm K31 đã động viên, giúp đỡ tôi trong những năm đại học qua. Kính chúc quý thầy cô cùng các bạn gặt hái được nhiều thành công trong cuộc sống. Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện Trần Thị Ngọc Yến Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng ii MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ .i MỤC LỤC ii DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi TÓM LƯỢC 1 CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 1.1 GIỚI THIỆU .2 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2 CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3 2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CHUỐI .3 2.1.1 Tổng quan về chuối 3 2.1.2 Thành phần hóa học của chuối .4 2.1.3. Một số công dụng của chuối 4 2.2. ENZYME AMYLASE .6 2.2.1 -amylase (1,4- amylase 4-glucanhydrolase ) (EC 3.2.1.1) 7 2.2.2 β-amylase(1,4-α-glucan-maltohydrolase) (EC 3.2.1.2) .10 2.2.3 Glucoamylase (α-1,4-glucan-glucohdrolase) (EC 3.2.1.3) 12 2.3 NẤM MEN 12 2.3.1 Giới thiệu chung về nấm men Saccharomyces 13 2.3.2 Một số chủng nấm men trong sản xuất rượu vang 14 2.3.2.1 Saccharomyces vini 14 2.3.2.2 Saccharomyces uvarum 15 2.3.2.3 Saccharomyces chevalieri .15 2.3.2.4 Saccharomyces oviformic .15 2.3.2.5 Saccharomces cerevisiae 15 2.4 SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU VANG .16 2.5 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU 16 2.5.1 Quá trình dịch hóa 16 2.5.1.1 Cơ sở lý luận 16 2.5.1.2 Những biến đổi xảy ra trong quá trình dịch hóa 17 2.5.2 Quá trình đường hóa 17 2.5.2.1 Cơ sở lý luận 17 2.4.2.2 Những biến đổi xảy ra trong quá trình đường hóa .17 2.5.3 Quá trình lên men rượu 17 2.5.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu .17 2.5.3.2 Cơ chế của quá trình lên men 18 2.5.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men .18 2.5.4.1 Sự tạo thành acid 18 2.5.4.2 Sự tạo thành rượu bậc cao 19 2.5.4.3 Sự tạo thành ester và các sản phẩm phụ khác 20 Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng iii 2.6 NHỮNG YẾU TỐ CHỦ YẾU ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU .21 2.6.1 Ảnh hưởng của nồng độ đường 21 2.6.2 Ảnh hưởng của oxy 21 2.6.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ .21 2.6.4 Ảnh hưởng của pH .21 2.6.5 Ảnh hưởng của nồng độ rượu tạo thành 21 2.6.6 Ảnh hưởng của CO2 .22 2.7 VI SINH VẬT TRONG RƯỢU .22 2.7.1 Hư hỏng do vi khuẩn acetic .22 2.7.2 Hư hỏng do vi khuẩn acid lactic .23 2.7.2.1 Sinh thái khuẩn lactic .23 2.7.2.2 Hoạt động của khuẩn lactic .24 2.7.2.3 Kết quả hoạt động của khuẩn lactic lên men malolactic và các bệnh rượu .24 2.8 CHITOSAN .25 2.8.1 Cấu trúc hóa học của chitin 26 2.8.2 Cấu trúc hóa học của chitosan 26 2.8.3 Đặc tính của chitosan .27 2.8.4 Một số ứng dụng của chitosan 27 2.9 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM 27 CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 29 3.1 PHƯƠNG TIỆN 29 3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 29 3.1.2 Thời gian thực hiện 29 3.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 29 3.1.4 Thiết bị thí nghiệm .29 3.1.5 Các hóa chất sử dụng .30 3.1.6 Nguyên liệu 30 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .31 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme hóa nâu trong công đoạn chần nguyên liệu chuối .31 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ (%) nấm men Saccharomyces cerevisiae đến nồng độ rượu sinh ra sau quá trình lên men chính (lên men 12 ngày) 31 3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát một số thay đổi trong quá trình bảo quản sản phẩm theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm .33 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .36 4.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme hóa nâu trong công đoạn chần nguyên liệu chuối 36 4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ (%) nấm men Saccharomyces cerevisiae đến nồng độ rượu sinh ra sau quá trình lên men chính (lên men 12 ngày) .37 4.3 Thí nghiệm 3: Một số yếu tố thay đổi trong quá trình bảo quản sản phẩm ở quy mô xưởng thực nghiệm 39 Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng iv 4.3.1 Hàm lượng acid, ester, aldehyde thay đổi theo thời gian trong quá trình bảo quản rượu .39 4.3.2 Hàm lượng fufurol có trong sản phẩm .41 4.3.3 Hàm lượng methanol thay đổi theo thời gian trong quá trình bảo quản rượu .41 CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .43 5.1. Kết luận 43 5.2. Đề nghị .45 TÀI LIỆU THAM KHẢO .46 PHỤ LỤC vii Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng v DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học của chuối chín 4 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của tế bào nấm men 14 Bảng 4.1 Nồng độ rượu sinh ra theo thời gian sau quá trình lên men chính (0) 38 Bảng 4.2 Hàm lượng đường khử còn lại và nồng độ rượu sinh ra sau quá trình lên men .38 Bảng 4.3 Hàm lượng của acid, ester, aldehyde trong rượu sinh ra theo thời gian bảo quản 39 Bảng 4.4 Hàm lượng methanol thay đổi theo thời gian trong quá trình bảo quản rượu .41 Bảng 4.5 Độ trong của rượu thay đổi theo thời gian bảo quản 42 Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng vi DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Cơ chế phân cắt liên kết -1,4 -và -1,6-glycoside của amylase .7 Hình 2.2 Cơ chế tác động của -amylase lên tinh bột 9 Hình 2.3 Cơ chế tác động của -amylase lên tinh bột 11 Hình 2.4 Nấm men Saccharomyces .13 Hình 2.5 Saccharomyces cerevisae .135 Hình 2.6 Cấu trúc hóa học của chitin .26 Hình 2.7 Cấu trúc hóa học của chitosan .26 Hình 3.1 Máy chà thịt quả… 29 Hình 3.2 pH kế…………… 29 Hình 3.3 Chuối xiêm…… 30 Hình 3.4 Đường saccharose .30 Hình 3.5 Đồ thị biểu diển đường chuẩn methanol 35 Hình 4.1 Công đoạn xử lý chuối… 36 Hình 4.2 Công đoạn chần chuối… . 36 Hình 4.3 Thịt chuối sau khi qua máy chà… .37 Hình 4.4 Dịch hóa và đường hóa chuối…… 37 Hình 4.5 Phối chế dịch lên men… .37 Hình 4.6 Tiến hành lên men . .37 Hình 4.7 Kiệu chứa dịch lên men .37 Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn hàm lượng acid có trong rượu theo thời gian bảo quản 39 Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn hàm lượng ester có trong rượu theo thời gian bảo quản.40 Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn hàm lượng aldehyde có trong rượu theo thời gian bảo quản 40 Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hàm lượng methanol theo thời gian bảo quản 41 Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ trong của rượu theo thời gian bảo quản 42 Hình 5.1 Sản phẩm rượu vang chuối xiêm .45 1 TÓM LƯỢC Đề tài nghiên cứu: “Sản xuất và tồn trữ rượu vang chuối xiêm bằng công nghệ enzyme - Quy mô xưởng thực nghiệm” được tiến hành gồm ba thí nghiệm : - Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme hóa nâu trong công đoạn chần nguyên liệu chuối. Tiến hành ở nhiệt độ 800C với các mức thời gian khảo sát: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và 9 phút - Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae đến nồng độ rượu sinh ra sau quá trình lên men chính (lên men 12 ngày) - Thí nghiệm 3: Khảo sát một số thay đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Các biến đổi theo dõi trong thời gian bảo quản: hàm lượng acid, ester, aldehyde, methanol (quy mô xưởng thực nghiệm). Kết quả: - Thí nghiệm 1: Thời gian cần để vô hoạt hết enzyme hóa nâu polyphenol oxydase trong công đoạn chần nguyên liệu chuối ở nhiệt độ 800C là 5 phút - Thí nghiệm 2: Tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae 0,04% sẽ cho độ cồn của rượu hiệu quả hơn các tỷ lệ nấm men còn lại - Thí nghiệm 3: Thời gian bảo quản càng lâu, rượu càng trong. Hàm lượng acid, ester, aldehyde, methanol có trong rượu thấp hơn mức cho phép và thay đổi không đáng kể trong quá trình bảo quản. Sản phẩm rượu không có fufurol. [...]... nhiều lĩnh vực: như xử lí nước thải, bảo vệ môi trường, dược học, y học, nông nghiệp, công nghiệp công nghệ sinh học,… 2.9 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM Quy trình được thực hiện dựa vào đề tài Luận văn thạc sĩ “Ứng dụng chế phẩm sinh học cải tiến chất lượng rượu vang chuối xiêm của Trần Ngọc Điệp (2008) Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 27 ... lượng rượu ổn định tạo sự an tâm cho người tiêu dùng, từ đó, giúp cho sản phẩm rượu vang có giá trị kinh tế hơn trên thị trường 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản rượu vang chuối xiêm để có sản phẩm rượu vang chuối xiêm hoàn thiện hơn Nội dung nghiên cứu : - Khảo sát thời gian vô hoạt enzyme hóa nâu trong công đoạn chần chuối - Thực hiện quy trình sản xuất rượu. .. đến chuối xiêm – một loại quả có khá nhiều, được trồng hầu như quanh năm và nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long Sự đa dạng và sản lượng dồi dào như thế chủng loại và sản lượng trái cây là điều kiện thuận lợi góp phần tạo nên sự đa dạng cho sản phẩm rượu vang Tuy nhiên, trong quá trình tồn trữ và bảo quản các sản phẩm rượu nói chung và rượu vang nói riêng, cần theo dõi những biến đổi xãy ra để sản phẩm... hạt, thịt ngọt Nói đến chuối xiêm, chuối xiêm là đặc sản của Nam bộ Chúng có vỏ màu xanh trên có đốm màu đen, nên người ta thường gọi chuối xiêm là chuối xiêm đen và khi chín có màu vàng đậm Trái chuối lột ra no tròn màu trắng đục Bên trong quả chuối màu vàng sậm (khác với chuối sứ có màu trắng) Chuối thường dùng nấu chuối chưng, làm nhân bánh tét Ai từng ăn qua bánh tét nhân chuối xiêm đen hẳn sẽ không... 2004) 2.4 SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU VANG Theo lịch sử phát triển ngành công nghiệp len men rượu bia thì rượu vang là một loại rượu được sản xuất lâu đời và có nguồn gốc từ phương pháp lên men tự nhiên, là loại rượu không qua chưng cất Độ rượu trong lên men vang tự nhiên thường nhỏ từ 9- 10% Nên rượu dễ bị nhiễm trùng do nhiều hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hoá đường thành rượu làm ảnh hưởng đến... thì gạn Lọc xong ta được rượu vang thành phẩm nhưng chưa ngon Để tăng hương vị và độ trong của rượu, rượu vang tàng trữ càng lâu càng ngon Thời gian tàng trữ có thể là vài tháng, vài năm hoặc vài chục năm thậm chí trăm năm 2.5 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU 2.5.1 Quá trình dịch hóa 2.5.1.1 Cơ sở lý luận Tinh bột của các loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn, chuối có lớp màng hoặc... cuộc sống” Chuối có nhiều loại: chuối già, chuối xiêm, chuối sứ, chuối cơm, chuối ráp, chuối mật, chuối tiêu… Nếu để các nhà khoa học đặt tên thì dễ có đến hàng trăm loại chuối Ngày nay, người ta ước lượng có đến 200-300 giống chuối được trồng trên thế giới Hầu hết chuối ăn quả đều thuộc loài Musa paradisiaca L, với 11 thứ khác nhau bởi hình dạng quả, màu sắc và vị của thịt quả Thứ chuối tiêu (chuối già)... ăn bằng con đường hấp thụ chọn lọc trên bề mặt của tế bào và sau đó khuếch tán vào bên trong Nhiều loài trong nhóm này có khả năng lên men rượu và được áp dụng trong công nghệ sản xuất rượu, bia, rượu vang, làm bánh mì Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 12 Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ 2.3.1 Giới thiệu chung về nấm men Saccharomyces Hình 2.4... thúc Sau quá trình lên men, ta thu được sản phẩm rượu vang 2.5.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men 2.5.4.1 Sự tạo thành acid Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acid acetic, acid lactic, acid citric, acid pyrovic và acid succinic nhưng nhiều hơn cả là acid acetic và Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 18 Luận văn Tốt... sản xuất rượu vang chuối xiêm - Khảo sát những biến đổi của một số yếu tố như: độ trong, mùi vị, độ rượu, tạp chất trong giai đoạn bảo quản rượu Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng 2 Luận văn Tốt nghiệp khóa 31 năm 2009 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CHUỐI 2.1.1 Tổng quan về chuối Chuối thuộc họ Musaceae Chuối là loại . DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN THỊ NGỌC YẾN SẢN XUẤT VÀ TỒN TRỮ RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM BẰNG CÔNG NGHỆ ENZYME - QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM. tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài SẢN XUẤT VÀ TỒN TRỮ RƯỢU VANG CHUỐI XIÊM BẰNG CÔNG NGHỆ ENZYME - QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM