Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình sản xuất rượu vang từ xoài

Cấu tạo tế bào nấm men

Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein, phospholipit, enzyme permeaza,…. Chất nguyên sinh: Thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.

Sự sinh sản của nấm men Nấm men có một số hình thức sinh sản sau

Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và lớp nấm men giả (Fungi imporfecti).  Phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces.

Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men a) Sinh dưỡng của nấm men

 Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm mốc). Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali, magiê,…. Nguồn Cacbon cung cấp là các loại đường khác nhau: saccharose, maltose, lactose, glucose…. Hô hấp hiếu khí:.  Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch. Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat….  Các vitamin và chất khoáng:. Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men. Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn. Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme. Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men. Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác. Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic. Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê. b) Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men.  Thẩm thấu bị động: Trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này.

Nấm men thường sử dụng trong lên men rượu vang

Vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả và hàm lượng rượu được tạo thành bình thường đối với nhiều nòi của men này chỉ đạt được 8 – 10% so với thể tích. Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt.

Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần chủng

Beuanes saccardo có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 180 cồn. Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata: Có thể lên men tạo thành 6 – 70 cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este.

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU [5], [6], [12]

• Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men rượu vang .1 Oxy
• Khái niệm và phân loại rượu vang .1 Khái niệm
• Thành phần và giá trị rượu vang quả

Trong thành phần rượu vang trái cây, ngoài đường bị lên men tạo thành cồn etylic (độ cồn 9 – 150 cồn) còn có những thành phần khác giống như ở trái cây chẳng hạn như: vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ. Màu sắc của rượu vang (trắng, hồng và đỏ) tùy thuộc vào độ tuổi, loại nho và thời gian vỏ nho để lại trong nước cốt trước khi lên men, thành rượu. Vang trắng là sản phẩm của loại nho vỏ xanh, vang hồng và vang đỏ là của loại nho vỏ tím, vang đỏ có màu hồng đến đỏ và đỏ thắm, vang trắng có màu từ trong suốt đến vàng. Tại Việt Nam ngoài vang Pháp đã có trên thị trường còn có vang Ý, Mỹ, Úc.. b) Một số loại rượu vang nổi tiếng trên thế giới. Acid amin Thành phần (mg/l). Sơ đồ 2.2: Quy trình sản xuất rượu vang quả Loại cặn, bã Loại cặn nấm men Tạp chất. cồn tinh chế Làm sạch. Gia công cơ học. Pha chế dịch lên men. Khử trùng Lên men chính. Lên men phụ. Tách cặn Tàng trữ Lắng trong. Rượu vang thành phẩm Nhân giống. Giống nấm men. Đường, dinh dưỡng. a) Nguyên liệu trái cây. Tất cả các loại trái cây đều chứa đường, nước, protein, vitamin, khoáng, các hợp chất hữu cơ, nên đều có thể lên men tạo thành rượu vang. Tuỳ loại trái cây mà ta điều chỉnh quy trình công nghệ cho phù hợp. Thời gian từ khi hái đến khi chế biến càng ngắn càng tốt, để hạn chế sự oxi hoá tự nhiên cũng như sự xâm nhập và phát triển của các vi sinh vật trên quả. Trước khi sử dụng cần phải tuyển chọn để loại bỏ những trái hư, dập, không đạt chất lượng, … để đảm bảo quá trình lên men sau này. c) Gia công cơ học. Tuỳ theo loại quả hay phương pháp, thiết bị chế biến ra sản phẩm rượu vang mà quả được xử lí bằng cách nghiền dập, xé ép, hoặc trích ly lấy dịch quả, sau đó cũng tuỳ loại mà có thể lọc. Thực hiện trong phòng chứa khí CO2 nhằm để ngăn chặn dịch quả bị oxi hoá bởi không khí. d) Pha chế dịch lên men.

Đặc biệt trong giai đoạn này có quá trình lên men malolactic chuyển axit malic thành axit lactic, làm cho rượu chuyển từ vị chua gắt sang vị chua nhẹ dễ chịu do pH dịch lên men tăng lên, CO2 vẫn còn thoát ra ngoài nhưng ít. Quá trình này nhằm mục đích ổn định chất lượng rượu và tăng cường hương và quá trình tàng trữ sẽ xảy ra rất nhiều quá trình sinh hóa rất phức tạp làm cho rượu chuyển từ ít ngọt, ít thơm có nhiều vị chua, vị cay của CO2, vị đắng của aldehyde sang rượu trong suốt có vị chua ngọt cân đối, vị đắng nhẹ của glyxerin, vị chát của polyphenol.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .1 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

Sau khi khảo sát và chọn được các điều kiện tối thích: pH(*), nồng độ chất khô ban đầu 0Bx(*), tỉ lệ nấm men (*)%, chúng tôi tiến hành cho lên men với các điều kiện trờn để khảo sỏt thời gian lờn men. Trước khi lên men phụ ta có thể điều chỉnh rượu sau khi lên men chính như: thêm cồn thực phẩm cho rượu có độ cồn cao như ý muốn, bổ sung các chất màu từ dịch quả tự nhiên… Sau đó ta tiến hành lên men phụ để cho những thành phần trong rượu được biến đổi tạo hương vị đặc trưng cho vang. Chiết chai ở đây được thực hiện bằng cách sử dụng ống hút xi phông để hút rượu từ chai này qua chai khác (lưu ý là chai được hút chuyền phải được tiệt trùng và làm nguội trước khi sử dụng).

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

KẾT QUẢ KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU .1 Tỉ lệ các phần của trái xoài

Sau quá trình này do xuất hiện thêm cặn nên ta phải tiến hành lọc cho sản phẩm trước khi chiết chai đem xuất xưởng. Sau khi chiết chai ta cần phải hoàn thiện sản phẩm trước khi cho ra bán như: dán nhãn, đóng nút chai, …. Hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường tổng và axit trong dịch xoài cũng khá cao so với loại trái cây khác.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN LÊN MEN RƯỢU .1 Ảnh hưởng của pH

Nồng độ chất khô càng cao thì độ cồn thu được càng lớn, tuy nhiên nếu cao quá thì nấm men có xu hướng tăng sinh khối nhanh và chết nhanh hơn, độ cồn thu được sẽ không cao. Dựa vào độ cồn thu được cao nhất và số lượng nấm men phát triển tốt nhất nên chúng tôi chọn 200Bx là nồng độ chất khô tốt nhất cho quá trình lên men. Do từ ngày thứ 8, 9, 10 lên men không có sự tăng đáng kể vể độ cồn nữa nên chúng tôi chọn thời gian lên men chính là 7 ngày, rút ngắn được thời gian lên men.

KẾT QUẢ TỐI ƯU HOÁ THỰC NGHIỆM

Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hoá đường thành rượu, trong những thí nghiệm tối ưu hoá này chúng tôi muốn tìm được điều kiện tối ưu cho quá trình lên men. Do không lặp lại thí nghiệm nên làm thêm 3 thí nghiệm ở tâm để xác định phương sai tái hiện S2th Như vậy trong thí nghiệm tối ưu hoá này chúng tôi thực hiện 11 thí nghiệm (TN). Từ mô hình toán học ta thấy rằng muốn tăng giá trị của thông số tối ưu hoá cần tăng giá trị của yếu tố x2 và giảm giá trị của yếu tố x1, x3.

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN VÀ KIỂM TRA SẢN PHẨM .1 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang xoài

Theo kết quả phân tích vi sinh của các chỉ tiêu thì kết quả biểu thị đều nhỏ hơn 1 CFU/mL nghĩa là không có khuẩn lạc nào mọc trên đĩa. Các chỉ tiêu về vi sinh vật của sản phẩm rượu vang xoài đều đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn TCVN 7045:2002. Từ bảng 4.21 ta nhận thấy hàm lượng axit, đường khử, nước hàm lượng tro phù hợp theo tiêu chuẩn TCVN.