Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố lên hàm lượng các sản phẩm bậc hai tạo thành trong quá trình lên men rượu dứa ở Quảng Trị

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VŨ THỊ THU GIANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN HÀM LƯỢNG CÁC SẢN PHẨM BẬC HAI TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU DỨA Ở QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC,THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm HUẾ - 2019 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VŨ THỊ THU GIANG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN HÀM LƯỢNG CÁC SẢN PHẨM BẬC HAI TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU DỨA Ở QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8540101 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ THỊ BÍCH THỦY HUẾ - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố lên hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành trình lên men rượu dứa Quảng Trị” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu tài liệu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Học viên Vũ Thị Thu Giang ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn thạc sĩ tơi nhận nhiều giúp đỡ cá nhân tập thể Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Huế truyền đạt cho kiến thức suốt thời gian học tập rèn luyện trường Đặc biệt, tơi xin bày tỏ kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới PGS-TS Đỗ Thị Bích Thủy, người hướng dẫn khoa học, luôn động viên giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu viết luận văn Những nhận xét đánh giá cô, đặc biệt gợi ý hướng giải vấn đề suốt trình nghiên cứu-thực học vô quý giá tơi khơng q trình viết luận văn mà hoạt động nghiên cứu chuyên môn sau Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giảng viên Khoa khí cơng nghệ trường Đại học Nơng Lâm Huế, Thầy Cơ giúp đỡ, góp ý tạo điều kiện tốt cho q trình nghiên cứu viết luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị giáo viên phòng thí nghiệm Khoa Cơ khí -Cơng nghệ, Trung tâm ứng dụng thông tin khoa học công nghệ Quảng Trị Trung tâm kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm khu vực Tây Nguyên thuộc Viện vệ sinh dịch tễ Tây Nguyên, nơi công tác, đồng nghiệp chia sẻ, động viên, giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè động viên hỗ trợ suốt q trình học tập nghiên cứu để hồn thành luận văn thạc sĩ Do hạn chế mặt thời gian lực thân nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận thơng cảm góp ý q thầy cơ, bạn đọc để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn Huế, tháng năm 2019 Học viên Vũ Thị Thu Giang iii TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố lên hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành trình lên men rượu dứa Quảng Trị”đã thực Trung tâm Nghiên cứu, ứng dụng thông tin khoa học công nghệ thuộc Sở khoa học cơng nghệ tỉnh Quảng Trị, Phịng thí nghiệm khoa Cơ khí - Cơng nghệ Trung tâm kiểm nghiệm ATVSTP khu vực Tây Nguyên thuộc viện vệ sinh dịch tễ Tây Nguyên từ ngày 08/11/2018 đến ngày 01/03/2019 với hướng dẫn PGS.TS.Đỗ Thị Bích Thủy nhằm khảo sát khả lên men nước dứa phục vụ cho nhu cầu người dân nước xuất khẩu, đa dạng hóa sản phẩm dứa nâng cao giá trị kinh tế dứa qua cải thiện đời sống cho bà nông dân Quả dứa trồng nhiều nước khác Dứa loại dễ trồng, giá thành tương đối rẻ lại chứa nhiều vitamin, khống chất có mùi thơm đặc trưng Vì vậy, dứa ưa chuộng khắp nơi giới Việt Nam Dứa sử dụng dạng tươi hay chế biến thành sản phẩm (nước ép, mứt dứa, dứa sấy khơ) có giá trị dinh dưỡng cao Đặc biệt dứa cịn có khả chữa bệnh dân gian thường dùng rễ dứa làm thuốc lợi tiểu, chữa tiểu tiện khó, dùng dịch ép dứa chưa chín làm thuốc tẩy nhuận tràng, chữa huyết áp cao, chữa sỏi thận Dứa chứa nhiều vitamin, khoáng chất số chất dinh dưỡng thiết yếu khác cho trình lên men rượu Vì cần bổ sung lượng đường thích hợp cho lên men điều kiện tối ưu có loại rượu vang lạ, thơm ngon, bổ dưỡng có giá trị cao mặt y học Mục đích đề tài cung cấp số thơng số cơng nghệ thích hợp có ảnh hưởng đến hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành trình lên men rượu dứa nuôi cấy thiết bị lên men 15L Phương pháp nghiên cứu xác định hàm lượng rượu bậc cao, hàm lượng methanol, hàm lượng andehyde… thiết bị máy chưng cất rượu, máy đo quang UV-VIS, ngưng tụ ester… Kết đạt trình nghiên cứu là: Độ chín dứa thích hợp (dựa màu sắc vỏ) để làm nguyên liệu lên men rượu dứa có màu từ vàng nhạt đến vàng cam thẫm Các thông số công nghệ thích hợp để tạo sản phẩm rượu dứa có cảm quan tốt, sản phẩm bậc hai thấp đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm là: Độ Bx ban đầu: 30%, Thời gian lên men: 168 giờ, Hàm lượng bánh men ban đầu: g/L dịch lên men ban đầu, Nhiệt độ lên men thích hợp 20oC Sản phẩm rượu vang dứa có màu vàng nhạt, hương thơm, vị hài hòa Sản phẩm đạt yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan dứa 2.1.1 Nguồn gốc phân loại 2.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ dứa giới Việt Nam 2.1.3 Thành phần hóa học dứa 2.1.4 Thu hoạch bảo quản dứa 2.2 Giới thiệu rượu vang 2.2.1 Khái quát rượu vang 2.2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất rượu vang 2.2.3 Giá trị rượu vang 2.2.4 Phân loại rượu vang 2.2.5 Tiêu chuẩn chất lượng vang 2.2.6 Thành phần vang 11 2.3 Quá trình lên men rượu vang 14 v 2.3.1 Giới thiệu nấm men 14 2.3.2 Nấm men dùng sản xuất rượu vang 14 2.3.3 Cơ chế lên men rượu 17 2.3.4 Sự tạo thành sản phẩm phụ trình lên men rượu 21 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men vang 23 2.4.1 Ảnh hưởng hàm lượng đường 24 2.4.2 Ảnh hưởng độ pH 24 2.4.3 Ảnh hưởng nồng độ rượu 24 2.4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ 25 2.4.5 Ảnh hưởng acid hữu 25 2.4.6 Ảnh hưởng Nitơ 25 2.4.7 Ảnh hưởng loại muối khoáng 25 2.4.8 Ảnh hưởng lượng men giống 26 2.4.9 Ảnh hưởng nồng độ ơxy hồ tan 26 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 27 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 27 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28 3.2 Nội dung nghiên cứu 29 3.2.1 Nghiên cứu xác định hàm lượng đường dịch dứa theo độ chín 29 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số lên hàm lượng ethanol sản phẩm bậc hai tạo thành sản phẩm 29 3.3 Phương pháp nghiên cứu 29 3.3.1 Phương pháp vật lý 29 3.3.2 Phương pháp hóa học 29 3.3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm để thực nội dung nghiên cứu 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Nghiên cứu xác định nồng độ chất khơ dứa theo độ chín 38 4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng Bx ban đầu lên biến đổi số tiêu trình lên men 39 vi 4.2.1 Sự thay đổi Bx theo thời gian với nồng độ chất khô ban đầu dịch lên men khác 42 4.2.2 Sự thay đổi giá trị pH 44 4.2.3 Sự biến đổi nồng độ ethanol 46 4.2.4 Sự thay đổi hàm lượng sản phẩm bậc hai trình lên men 48 4.2.5 Biện luận xác định thời gian lên men chọn nồng độ chất khô ban đầu dịch lên men phù hợp 52 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng bánh men lên hàm lượng ethanol sản phẩm bậc hai tạo thành sản phẩm 53 4.3.1 Ảnh hưởng khối lượng bánh men ban đầu lên hàm lượng đường lại 53 4.3.2 Ảnh hưởng khối lượng bánh men ban đầu lên giá trị pH cuối 54 4.3.3 Ảnh hưởng khối lượng bánh men ban đầu lên giá trị ethanol 54 4.3.4 Ảnh hưởng khối lượng bánh men ban đầu lên giá trị sản phẩm bậc hai 55 4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ lên men lên hàm lượng ethanol sản phẩm bậc hai tạo thành sản phẩm 57 4.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên men lên hàm lượng ethanol tạo thành 57 4.4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên men lên hàm lượng sản phẩm bậc hai mô tả cảm quan sản phẩm 58 4.5 Đề xuất quy trình lên men ruợu dứa 60 4.5.1 Quy trình lên men rượu dứa 60 4.5.2.Thuyết minh quy trình 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62 Kết luận 62 Đề nghị 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 66 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam ATVSTP : An toàn vệ sinh thực phẩm RBC : Rượu bậc cao RE : Tinh luyện %v/v : Phần trăm thể tích ĐBSCL : Đồng sông cửu long viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tình hình sản xuất dứa từ năm 2015 – 2018 kế hoạch sản xuất năm 2018 Bảng 2.2: Sản xuất dứa, 2002 – 2007 Bảng 2.3 Thành phần hóa học số giống dứa Bảng 2.4: Sản lượng rượu số quốc gia giới (lít/người/năm) Bảng 2.5 Tiêu chuẩn hóa học vang 10 Bảng 2.6 Thành phần loại rượu có vang 12 Bảng 3.1 Bảng bố trí tiến hành thí nghiệm 30 Bảng 3.2 Bảng bố trí tiến hành thí nghiệm 31 Bảng 3.3 Bảng bố trí tiến hành thí nghiệm 32 Bảng 4.1 Diễn biến bên ngồi q trình lên men 39 Bảng 4.2 Mô tả cảm quan chủ quan người làm thí nghiệm 52 Bảng 4.3 Các giá trị Bx, pH, ethanol sản phẩm bậc hai thời điểm lựa chọn kết thúc lên men 53 Bảng 4.4 Mô tả cảm quan chủ quan người làm thí nghiệm 56 Bảng 4.5: Ảnh hưởng nhiệt độ lên men lên hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo sản phẩm 58 Bảng 4.6 Kết mô tả cảm quan sản phẩm 59 Bảng 4.7 Bảng chất lượng sản phẩm 61 94 Ethanol %V/V Duncan Subset for alpha = 0.05 day N 10 11 12 13 14 ,0000 ,0000 ,0000 3 ,0000 ,0000 ,5000 ,6000 1,4333 1,9333 2,4333 10 2,9333 11 4,3333 12 5,2667 Sig 1,000 ,519 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 ,159 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 33.Kết đo andehyde trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 15oC Aaâ Duncan Subset for alpha = 0.05 day N 10 11 12 13 14 15 16 17 ,0000 ,0000 ,0000 3 ,0000 11 6,5300 10 8,4933 10,2100 11,0833 11,6600 12,5500 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 ,252 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 95 34 Kết đo rượu bậc cao trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 15oC Rượu bậc cao mg/L Dunc an Subset for alpha = 0.05 da y N 20 19 18 17 16 15 14 13 Si g ,00 00 ,00 00 ,00 00 ,00 00 1,143 7E2 1,162 2E2 1,167 3E2 10 11 12 13 14 15 16 1,207 6E2 1,324 0E2 1,505 1E2 1,745 1E2 2,056 6E2 2,236 3E2 1,0 ,055 00 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 00 00 00 00 00 00 00 00 96 Rượu bậc cao mg/L Dunc an Subset for alpha = 0.05 da y N 20 19 18 17 16 15 14 13 Si g ,00 00 ,00 00 ,00 00 ,00 00 1,143 7E2 1,162 2E2 1,167 3E2 10 11 12 13 14 15 16 1,207 6E2 1,324 0E2 1,505 1E2 1,745 1E2 2,056 6E2 2,236 3E2 1,0 ,055 00 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 00 00 00 00 00 00 00 00 97 35 Kết đo ester trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 15oC Ester mg/L Duncan Subset for alpha = 0.05 day 20 19 18 17 16 15 14 13 Sig N 10 11 12 13 14 15 ,0000 ,0000 ,0000 ,0000 3 2,934 9E2 3,084 3E2 3,216 0E2 3,343 9E2 3,394 3,394 2E2 2E2 3,483 5E2 3 3,982 7E2 4,146 6E2 1,000 1,000 1,000 1,000 ,326 Means for groups in homogeneous subsets are displayed ,085 1,000 1,000 1,0 1,0 1,0 ,1 1,0 1,0 ,1 00 00 00 15 00 00 97 98 35 Kết đo Bx trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC Bx % Duncan Subset for alpha = 0.05 day N 10 12 16,3333 11 16,8667 10 17,8667 19,4000 19,8667 20,8667 22,2667 23,3667 24,5333 3 27,2667 Sig ,061 1,000 ,099 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 36 Kết đo pH trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC pH Duncan Subset for alpha = 0.05 day N 3,8900 10 3,8900 12 3,9000 11 3,9033 4,1900 4,1933 4,2100 4,2533 4,3167 3 4,3500 3 Sig ,532 ,333 1,000 ,093 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 4,4200 1,000 4,5000 4,5000 1,000 99 37 Kết đo ethanol trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC Ethanol %V/V Duncan Subset for alpha = 0.05 day N ,0000 ,0000 ,6000 3 1,1000 2,8333 5,1667 7,3333 10,1667 11,6667 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 ,113 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 10 1,000 38 Kết đo andehyde trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC Andehyde mg/L Duncan Subset for alpha = 0.05 day N 10 11 12 ,0000 ,0000 6,5633 3 8,4933 10,4500 12 21,2267 11 22,2933 10 23,6200 24,7200 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 100 39 Kết đo rượu bậc cao trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC Rượu bậc cao mg/L Duncan Subset for alpha = 0.05 day 12 11 10 Sig N ,0000 ,0000 1,1560E2 3 10 11 12 1,1752E2 1,1960E 1,2051 E2 1,2251 E2 1,6308 E2 1,7539 E2 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1,000 1,000 1,000 1,000 1,00 1,00 1,00 1,00 0 0 101 40 Kết đo ester trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 20oC Ester mg/L Dunca n Subset for alpha = 0.05 day N ,0000 ,0000 12 11 10 Sig 3 3 10 11 12 3,3040E 3,7044E 4,1226E 4,1547E 4,2338E 4,3434E 4,4228E 4,6755E 5,1457E 5,4176E 5,5341E 1,00 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 102 41 Kết đo Bx trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25 oC Bx% Duncan Giờ Subset for alpha = 0.05 N 192 15,2000 168 15,4667 144 120 96 72 48 3 30,0000 24 30,0000 Sig 20,1333 21,1333 23,7667 26,1333 28,5333 ,379 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 42 Kết đo pH trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25oC pH Duncan Giờ Subset for alpha = 0.05 N 168 4,1900 144 4,2000 4,2000 120 4,2100 4,2100 72 4,2167 96 4,2167 192 48 3 4,5000 24 4,5000 Sig 4,2533 4,4200 ,078 ,149 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1,000 1,000 1,000 103 43 Kết đo ethanol trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25 oC Ethanol %V/V Duncan Subset for alpha = 0.05 Giờ N ,0000 24 ,0000 48 72 96 120 192 11,9333 144 12,2333 168 ,9000 1,3333 5,0667 7,3333 14,8000 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 ,051 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 44 Kết đo aldehyd trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25oC Andehyde mg/L ethanol 100 o Duncan Giờ N Subset for alpha = 0.05 ,0000 24 ,0000 96 5,7900 72 7,3700 48 9,5000 192 25,4300 120 31,5667 144 35,3567 168 35,3567 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 104 45 Kết đo rượu bậc cao trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25oC Rượu bậc cao mg/L ethanol 100o Duncan Subset for alpha = 0.05 Giờ N ,0000 24 ,0000 48 192 72 168 96 1,1042E2 1,2175E2 1,5696E2 1,793 4E2 144 120 2,2117E2 2,4938E2 2,7760E2 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 46 Kết đo ester trình khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên men 25oC Ester mg/L ethanol 100o Duncan Giờ Subset for alpha = 0.05 N ,0000 24 ,0000 192 168 144 120 96 72 48 Sig 3,4725E 4,0025E 4,4609E 4,7874E 5,7828E 6,4146E 6,9818E 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 1,000 1,000 1,000 1,000 105 Phụ luc 3: Một số hình ảnh trình nghiên cứu D1 D4 D2 D3 D6 D5 D7 Màu sắc dứa làm thí nghiệm xác định độ chín dựa vào màu sắc vỏ Đo Bx 106 Đo pH Trước sau đo Bx Hệ thống chưng cất Hệ thống đo quang Cồn kế Bộ ngưng tụ ester 107 Mẫu rượu chưng cất Mẫu đo ester 108 15,18-20,22,27,28,38,42,45,47-51,53-55,57,59,105-107 DEN P3S2-P6S2,P8S2-P14S3,16,17,21,23-26,29-37,39,40,41,43,44,46,52,56,58,60104 ... độ tinh khi? ??t 90% - Thi? ??t bị dùng nghiên cứu: +Máy ép trái COMET Trung Quốc +Máy đo pH HANNA Mỹ + Khúc xạ kế ATAGO (0 – 32%) Nhật Bản + Thi? ??t bị lên men 15L CENTRION Hàn Quốc 28 Hình 3.2 Thi? ??t... máy ép trái COMET để thu dịch dứa 36 Dịch dứa sau lắng lọc để thu dịch dứa (khơng có tượng lắng cặn) đo số nồng độ chất khô phương pháp khúc xạ thi? ??t bị Bx kế Atago số pH thi? ??t bị Hanna 3.3.3.4... nông trường, dứa thu hoạch độ chín ruộng 2, có màu sáng đẹp, khoảng – ngày sau dùng để ăn tươi hay chế biến tốt Trái độ chín ruộng dễ dàng bị hỏng sau thu hoạch 7 2.2 Giới thi? ??u rượu vang [17,