Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím nhật bản

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHẸ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU XÂY DựNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN” Giáo viên hưĨTig dẫn : TS Đặng Hồng Ánh Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Mạnh Lớp : KS CNSH 1103 HàNội - 2015 VIỆN ĐẠI HỌC M Ở HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đe tài: “NGHIÊN CÚtJ XÂY DỤNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ KHOAI LANG TÍM NHẶT BẢN” Giáo viên hướng dẫn : TS Dăng Hồng Ánh Sinh viên thực : Nguyễn Tuấn Mạnh Lóp : KS CNSH 1103 HàNội - 2015 Viện Dại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới TS Đặng Hồng Ánh - chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Đồ uống Ths Phạm Thị Thu, Ths.Nguyền Thu Vân Viện Công nghiệp thực phấm người thầy khoa học dịnh hướng tận tình chi bảo, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian thực tập hồn thành khóa luận Tôi xin trân trọng cảm ơn cô chú, anh chị công tác môn Công nghệ Đồ Uống hướng dẫn, bào động viên tận tình dổ tơi có thố hồn thành tốt khóa luận Đồng thời, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy cô giáo khoa Công nghệ Sinh học - Viện Đại Học Mờ Hà Nội, người trang bị cho hành trang kiến thức quý báu suốt thời gian học tập khoa Cuối xin gửi lời biết ơn đen gia dinh, bạn bè dã giúp dỡ, ùng hộ đông viên suốt thời gia.n qua Tûir viện T O n Đại học Mở Hà Nội Hà Nội, ngày 26 tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Tuấn Mạnh Nguyễn Tuấn Mạnh KSCNSH1103 Viện Đại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp M ục lục LỜI CẢM Ơ N MỚ Đ À U .1 CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lược rượu vang 1.1.1 Định nghĩa rượu vang 1.1.2 Phân loại rượu vang 1.1.3 Thành phần rượu vang .5 1.1.4 Tinh hình nghiên cứu, sán xuất rượu khoai lang giới Việt Nam .6 1.2 Nguyên liệu .8 1.2.1 Giới thiệu khoai lang tím 1.2.2 Thành phần nguyên liệu 12 1.3 Enzyme Tto êfí.Vien.Dai.Ịịo c Mở Hà.Nơị 1.3.1 Cấu trúc tính chất chung 16 1.3.2 Các nguồn thu enzyme .16 1.3.3 Enzyme sản xuất rượu 17 1.4 Nấm men sản xuất rượu vang 18 1.4.1 Nấm men rượu vang 18 1.4.2 Tính chất sinh lí, sinh hóa 20 1.4.3 Quá trình lên men rượu 21 1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên m en 21 1.5 Sừ dụng SƠ2 sản xuất rượu vang 24 1.6 Quá trình làm rượu vang 25 PHÀN : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 26 2.1 Đối tượng vật liệu nghiên cứu 26 Nguyễn Tuấn Mạnh KSCNSH1103 Viện Đại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.1.2 Vật liệu nghiên u 26 2.2 Phương pháp nghiên cứu .28 2.2.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu 28 2.2.2 Phương pháp hoá lý 28 2.2.3 Phương pháp vi sinh 31 2.2.4 Phương pháp định tính 32 2.3 Phương pháp công nghệ 32 PHÀN 3: KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 Xác định thành phần nguyên liệu khoai lang tím 34 3.2 Nghiên cứu lựa chọn chế độ xử lý nguyên liệu phù hợp .35 3.3 Xác định nồng độ enzyme cho q trình dịch hố đường hố 37 3.3.1 Xác định tỳ lệ enzyme Thermạmyl s c thích hợp cho q trình dịch hố38 inuvi Viện Đậĩ nọc MỞ Ha INỘĨ 3.3.2 Xác định tỷ lệ enzyme Dextrozyme GA thích hợp cho q trình dường hố .39 3.4 Lựa chọn tỷ lệ nguyên liệu/nước thích hợp 40 3.5 Xác định nồng độ đường đầu cho trình lên m en 44 3.6 Xác định pH thích họp cho q trình lên men 48 3.7 Xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím quy mơ phịng thí nghiệm 49 3.8 Sản xuất rượu khoai lang tím quy mơ 100kg nguyên liệu/mè 3.8.1 Lên men rượu quy mô lOOkg/mé 3.8.2 Lựa chọn nồng độ Bentonite thích hợp cho q trình kết lắng rượu vang 53 3.8.3 Lựa chọn nồng độ SOi thích hợp qúa trình tang trữ nrợu vang khoai lang tím 54 Nguvễn Tuấn Mạnh KSCNSH1103 Viện Dại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Danh mục bảng Báng 1.1 Phân loại rượu vang Báns 1.2 Hàm lượng chất chống oxy hóa loại khoai lang Báng 1.3 Hàm lượng chất vi lượng loại khoai lang Báng 1.4 Thành phần hóa học cù khoai lang tím lOOg nguyên liệu tươi 13 Bàng 1.5 Giá trị dinh dưỡng khoai lang tím 14 Báng Thành phần khoai lang tím tươi 34 Báng 3.2 OD 520nmvà đánh giá cảm quan chất lượng dịch đường hoá 36 Báng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Thermamyl s c đến dộ nhớt dịch 39 Báng 3.4 Ảnh hường nồng độ enzyme Dextrozyme tới q trình đường hố 40 Bảng 3.5 Nồng độ chất khô cảm quan độ dịch đường theo thời gian 42 * Thư viẹn ViẹnĐại học M Ha Nọi Bans 3.6 Ảnh hường cua tỷ lộ nguyên liệu/nước đến hiệu suất đường hoá độ trong, độ màu cùa dịch đường hoá 44 Bảng 3.7 Động học trình lên men nồng độ đường đầu khác 46 Báng 3.8 Anh hưởng cua trình lên men điều kiện pH khác 48 Báng 3.9 Động học lên men rượu vang khoai lang tím 52 Bàng 3.10 Ảnh hường hàm lượng Bcntonit 54 Bảng 3.11 Ảnh hướng hàm lượng KjSjOs tới màu sắc cùa rượu vang 55 Nguyễn Tuấn Mạnh KSCNSH1103 Khoá luận tốt nghiệp Viện Dại học Mớ Hà Nội Danh mục hình Hình 1.1 Cơng thức chất màu anthocyanin từ khoai lang tím 10 Hình 2.1 Hình ảnh thiết bị cất cồn 29 Hình 3.1 Ảnh hưởng axit tới màu sắc dịch khoai lang tím 37 Hình 3.2 Bốn mẫu đem tủa cồn sau đường hoá 43 Hình 3.3 Màu sắc mẫu có nồng độ đường đầu khác 47 Danh mục dồ thị Đồ thị 3.1: Theo dõi mật độ tế bào nấm men theo thời gian lên men 53 Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Nguyễn Tuấn Mạnh KSCNSH1103 Viện Dại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp M Ở ĐẦU Hiện nay, rượu vang xem loại thức uống có lợi cho sức khỏe loại đồ uống lên men tự nhiên có giá trị dinh dưỡng cao chất dinh dưỡng từ quà chuyển vào rượu không bị không qua giai đoạn chưng cất Ờ giới rượu vang sản phẩm ưa chuộng, thiếu buổi lề hội, buổi tiệc gia đình Rượu vang trở thành thức uống truyền thống từ xa xưa người Âu - Mỹ Hiện nay, xã hội ngày phát triển người Châu Á dần làm quen với rượu vang bữa ăn Những năm gần cơng nghiệp phát triền mạnh nghành vi sinh ứng dụng trở thành công nghệ vừng mạnh, đạt dược thành tựu đáng kế lĩnh vực cơng nghệ thực phẩm Đó quy trình sản xuất thực phẩm lên men truyền thống với dây chuyền thiết bị đại cùa công nghệ sản xuất rượu vàng, rượu sání'barih cịn^thồể phẩm Bên cạnh tính phổ biến tính lợi ích cùa rượu vang, đến có nhiều cơng trình nghiên cứu hàng loạt mặt hàng rượu vang với nhiều hương vị khác có mặt thị trường Sự đa dạng nguyên liệu tạo loại rượu vang phong phú hương vị Ngồi việc lên men từ nước q, ngày rượu vang sản xuất từ tinh bột gạo nếp cấm, gạo đó, khoai lang tím mà khơng qua q trình chưng cất Khoai lang tím có nguồn gốc từ Nhật Bán nhập vào nước ta thời gian gần trồng quanh năm đem lại nguồn thu nhập ổn dịnh cho người dân Do coi tiềm kinh tế lớn bị bỏ ngỏ, nên việc nghiên cứu để sàn xuất dồ uống lên men từ khoai lang tím cần thiết hoàn toàn phù hợp với xu phát triển chung giới Việt Nam Như với nguồn nguyên liệu dồi sàn phấm cần khai thác để làm nguyên liệu sàn xuất loại rượu vang có giá trị khơng mặt thẩm mĩ mà loại đồ uống tận dụng thành phần có lợi khoai lang để Nguyễn Tuấn Mạnh KS CNSH 1103 Viện Dại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp nâng cao sức khóe phịng ngừa bệnh tật, cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột làm tăng khả tiêu hóa thức ăn đồng thời loại đồ uống thích hợp với lứa tuổi đặc hiệt phụ nữ trẻ em Đặc biệt khoai lang tím khơng chi có tác dụng phòng ngừa ung thư mà chứa hoạt chất giúp làm chậm lão hóa trì độ đàn hồi cho da, tốt cho phụ nữ Chính phát triển rượu vang từ củ khoai lang tím góp phần tận dụng chất dinh dưỡng củ tạo đột phá cho sản phâm Vì chúng tơi định thực đề tài: “nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím” với nội dung nghiên cứu cụ thể sau: - Nghiên cứu chế độ xứ lý nguyên liệu - Nghiên cứu xác định thơng số thích hợp cho q trình dịch hóa - Nghiên cứu xác định thơng số thích hợp cho trình đường - Nghiên cứu xác định thơng số cơng nghệ q trình lên - Xây dựng quy trình sản xuật rượu vang từ khoai lang tím Nhật Bán - Sàn xuất rượu khoai lang quy mơ lOOkg/mé + Lựa chọn hàm lượng bentonite thích hợp cho trình kết lắng rượu vang + Lựa chọn hàm lượng SO thích hợp cho qúa trình tàng trữ Nguyễn Tuấn Mạnh KS CNSH 1103 Viện Dại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp CH U Ơ N G 1: TĨ N G QUAN TÀ I LIỆU 1.1 Sơ lu'Ọ'c rưọn vang 1.1.1 Định nghĩa ruọu vang [2] Rượu vang sản phấm lên men khơng chưng cất từ dịch nói chung mà chủ yếu từ nho (thường có độ cồn từ 9-15%V ) Đây sản phẩm tự nhiên, có giá trị dinh dưỡng cao chất dinh dưỡng từ loại chuyến vào rượu không bị không qua giai đoạn chưng cất Ngồi thành phần cồn với nồng độ vừa phái - %v vane có hầu hết axit amin khơng thay lisin, treonin, lcusin, isoleusin, valin, argininc histidin, phenuyalanin vitamin B2, pp, p, chất vi lượng Na, Ca, Mg, Fe, Mn, chất tạo vị chua chát như: axit lactic, malic, citric, tartaric, polyphenol , chất tạo màu tự nhiên mùi thơm tinh tế chắt lọc từ Neồi vang cịn chứa đường đơn dễ tiêu hóa tốt cho dày dùng rượu bồi dưỡng cho người có sức khỏe yếu ị iư v jệ n Viện Đại học Mở Hà Nội 1.1.2 Phân loại rưọu vang [11,15] Chúng ta chia rượu vang thành hai loại chính: rượu vang khơng có gas rượu vang có gas (Bảng 1.1) • Rưọ'u vang khơng có Gas Rượu vang lên men từ nước tươi không bồ sung thêm cồn Rượu vang cay phần lớn tất đường chuyền hố, rượu vang lên men kết thúc cịn đường sót Màu rượu vang trắng, hồng, đỏ Người ta sán xuất rượu vang hồng từ dịch sau lên men có bồ sung cồn tinh chế (cường hoá) Rượu vang tạo hương loại pha chế bàng cách trộn nguyên liệu nho, cồn tinh cất hương liệu: chất màu, rễ thực vật (ngãi cứu, bạc hà, vani, q ) • Ruợu vang có Gas Nguyễn Tuấn Mạnh KS CNSH 1103 Viện Dại học Mở Hà Nội Kliố luận tót nghiệp nấm men Vì việc xác định hàm lượng đường ban đầu thích hợp đế thực trình lên men cho rượu vang từ khoai lang tím quan trọng Chúng tơi thực thí nghiệm sau: Dịch khoai lang tím thu mục 3.3.2 có độ đường 12°Bx, tiến hành lọc tách bị bã, sau đặc tới nồng độ đường đầu 20, 22, 24 26°Bx, dịch trùng, làm nguội tiếp giống nấm men với tý lệ 10%, lên men nhiệt độ 25°c thời gian 10 ngày Theo dõi động học lên men cùa mẫu, kết thề báng 3.7 Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Nguyễn Tuấn Mạnh K SCNSH1I03 45 Viện Đại học Mở Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Bảng 3.7 Động học trình lên mcn ỏ’ nồng độ đường đầu khác Nồng độ đư ờng b an đầu (°Bx) Thời gian 20 DỘ rư ọu Axit (% V ) (g/1) 3,2 1,63 5.6 22 24 Dộ rư ọ u Axit (% V )