5. Điểm mới của đề tài
3.2. Nghiờn cứu động thỏi sinh trƣởng và ảnh hƣởng của một số nhõn tố
trong quỏ trỡnh nhõn giống của chủng nấm men S. cerevisiae T3
3.2.1. Nghiờn cứu động thỏi sinh trưởng của chủng S. cerevisiae T3 trong quỏ trỡnh nhõn giống
Trong quỏ trỡnh sản xuất rƣợu vang, giai đoạn nhõn giống chiếm một thời gian ngắn 24 – 48h nhƣng lại cú vai trũ hết sức quan trọng trong quỏ trỡnh nhõn nhanh số lƣợng tế bào nấm men. Việc nghiờn cứu động thỏi sinh trƣởng, phỏt triờn của chủng S. cerevisiae T3 là một phần quan trọng trong quỏ trỡnh sản xuất rƣợu vang.
Để xỏc định động thỏi sinh trƣởng của chủng nấm men S. cerevisiae
T3, tiến hành cấy giống vào mụi trƣờng nhõn giống với số lƣợng tế bào ban đầu là 3,5 x 106
tế bào/ml, nuụi lắc 150 vũng/phỳt ở 300C. Sau 6h kiểm tra lại 1 lần. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.6:
Bảng 3.6. Khả năng sinh trưởng của chủng S. cerevisiae T3 trong mụi trường nhõn giống SLTB x 106TB/ML 0 3,5 ± 1,1 6 11 ± 0,1 12 47 ± 1 18 94 ± 0,38 24 120 ± 0,49 30 147 ± 0,5 36 132 ± 0,2 42 81 ± 0,2 48 74 ± 0,2
30
Hỡnh 3.5. Biểu đồ biểu diễn động thỏi sinh trưởng của chủng nấm men
S. cerevisiae T3 ( SLTB x 106) trong mụi trường nhõn giống
Qua hỡnh 3.5 ta thấy, số lƣợng tế bào trong 12h đầu tăng chậm. Lƣợng tế bào này tăng nhanh từ 12h đến 24h. Từ 24h đến 30h số lƣợng tế bào tăng chậm, ổn định và đạt giỏ trị cực đại. Từ 36h đến 48h số lƣợng tế bào bắt đầu giảm. Sở dĩ trong 6h đầu số lƣợng tế bào tăng chậm là do đõy là thời gian nấm men làm quen với mụi trƣờng. Từ 12h đến 24h, nấm men thực hiện quỏ trỡnh trao đổi chất để sinh trƣởng nờn số lƣợng tế bào tăng nhanh. Khi nguồn dinh dƣỡng giảm số lƣợng tế bào cú tăng nhƣng khụng đỏng kể, khụng cú nguồn dinh dƣỡng để sinh trƣởng và sinh sản nờn bị chết dần, đú là thời điểm 30h – 48h. Nhƣ vậy quỏ trỡnh sinh trƣởng của chủng S. cerevisiae T3 cú thể chia thành 4 giai đoạn:
Giai đoạn từ 0h – 12h ứng với pha tiềm phỏt. Giai đoạn từ 12h – 24h ứng với pha logarit. Giai đoạn từ 24h – 30h ứng với pha cõn bằng. Giai đoạn từ 30h – 48h ứng với pha suy vong.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0h 6h 12h 18h 24h 30h 36h 42h 48h SL TB x 10 6 Thời gian (h) SLTB
31
Mục đớch nghiờn cứu thớ nghiệm này là để xỏc định thời gian nhõn giống thớch hợp là 24 – 30h và là cơ sở để nghiờn cứu ảnh hƣởng của một số nhõn tố tới quỏ trỡnh sinh trƣởng của chủng nấm men đó đƣợc tuyển chọn
S. cerevisiae T3 phự hợp với một số tỏc giả [12],[13].
3.2.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến quỏ trỡnh nhõn giống
3.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Sự sinh trƣởng và phỏt triển của nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đú cú nhiệt độ của mụi trƣờng nhõn giống. Để xỏc định đƣợc nhiệt độ thớch hợp cho quỏ trỡnh nhõn giống ta tiến hành cấy chủng S. cerevisiae T3 vào mụi trƣờng nhõn giống, pH: 3,8 – 4,2, với số lƣợng giống ban đầu là 3,5 x 106tb/ml ở cỏc mức nhiệt độ là: 24, 26, 28, 30, 32, 36 (0C). Thu đƣợc kết quả ở bảng 3.7:
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quỏ trỡnh nhõn giống
SLTB x 106tb/ml Nhiệt độ (0 C) 24 26 28 30 32 36 T h ờ i g i a n 0h 3,5 ± 1,1 3,5± 1,1 3,5 ± 1,1 3,5 ± 1,1 3,5 ± 1,1 3,5 ± 1,1 4h 3,8± 0,04 5,8 ± 0,08 6,1 ± 0,04 4,6 ± 1,1 4,5 ± 1,1 5 ± 1,0 8h 9,8 ± 0,08 11,2 ± 0,04 13,6 ± 1,1 10,5±0,08 9,9 ± 0,04 9,5 ± 1,1 12h 12,6±0,04 38 ± 1,0 41 ± 1,2 32 ± 1,0 28,2± 0,08 19,6± 0,08 16h 50,1±0,08 96 ± 1,0 98 ± 1,0 80 ± 1,1 93± 1,1 75 ± 0,04 20h 110 ± 1,0 140 ± 1,0 154 ± 1,1 106 ± 1,1 105±1,1 104 ± 1,1 24h 140 ± 1,1 155 ±1,1 162 ± 1,3 143 ± 1,0 142 ± 1,0 139 ± 1,1 28h 136 ± 1,1 162 ±1,0 164 ± 1,1 139 ±1,1 138 ± 1,1 125 ± 1,1
Sau hai ngày nuụi cấy số lƣợng nấm men đạt giỏ trị cực đại ở cỏc mẫu cú nhiệt độ 26 – 280C. Ở nhiệt độ trờn 300C tốc độ sinh trƣởng của chủng nấm men T3 bị giảm khụng phự hợp cho quỏ trỡnh sản xuất. Vỡ vậy chỳng tụi quyết định
32
giữ nhiệt độ cho quỏ trỡnh lờn men của chủng nấm men T3 ở khoảng 26 – 280
C.
3.2.2.2. Ảnh hưởng của pepton
Pepton là nguồn nitơ thớch hợp cho sự sinh trƣởng và phỏt triển của nấm men, để xỏc định hàm lƣợng pepton phự hợp với sự phỏt triển của nấm
men S. cerevisiae T3 chỳng tụi tiến hành cấy chủng vào bỡnh 100ml chứa mụi
trƣờng nhõn giống với hàm lƣợng từ 1 – 10 (g/l). Sau 24h thu đƣợc kết quả ở bảng 3.8:
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của pepton đến sự sinh trưởng và phỏt triển của
chủng S. cerevisiae T3 (x106tb/ml) sau 24h Hàm lƣợng (g/l) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SLTB x 106 159,3 ± 0,4 243 ± 0,04 423,6 ±0,48 453,6 ±0,08 400,3 ±0,04 340 ±0,04 305,6 ±0,08 213,6 ± 0,08 133,6 ±0,08 106,6 ±0,08
Pepton là nguồn kớch thớch sinh trƣởng của nấm men. Dựa vào bảng 3.8, thấy ở HL pepton 1 – 2 (g/l) thỡ SLTB nấm men thấp159,3 – 243x106 tế bào. Khi HL nitơ trong dịch lờn men thấp, cú thể dẫn đến sự sinh trƣởng của nấm men chậm, kộo dài thời gian lờn men hoặc thời gian lờn men khụng triệt để và số lƣợng cỏc chất chuyển húa giảm chất lƣợng. Ở HL nitơ từ 5 – 10 (g/l) thỡ SLTB nấm men giảm dần từ 400,3 – 106,6x106 tế bào. Ở HL 3 – 4 (g/l) cỏc tế bào nấm men sinh trƣởng và phỏt triển tốt, SLTB tạo ra nhiều. Kết quả này phự hợp với một số tỏc giả [8].
Vỡ vậy, hàm lƣợng pepton từ 3 – 4 (g/l) là phự hợp với chủng nấm men S. cerevisiae T3.
Như vậy, đó xỏc định được động thỏi sinh trưởng và nhiệt độ từ 26 –
33
triển của chủng nấm men S. cerevisiae T3.
3.3. Nghiờn cứu động thỏi lờn men vang nho Cabernet sauvignon của chủng nấm men S. cerevisiae T3 chủng nấm men S. cerevisiae T3
Động thỏi lờn men vang là quỏ trỡnh chuyển húa đƣờng và cỏc chất hữu cơ cú trong dịch quả thành rƣợu, cỏc axit hữu cơ, vitamin và chất thơm… làm cho rƣợu vang cú hƣơng vị đặc trƣng khỏc hẳn nhiều loại rƣợu khỏc.
Để xỏc định động thỏi lờn men vang nho Cabernet sauvignon chỳng tụi tiến hành lờn men trong cỏc bỡnh dung tớch 500ml. Mụi trƣờng lờn men là dịch siro nho Cabernet sauvignon đƣợc pha loóng với nƣớc cất để đạt đƣợc hàm lƣợng đƣờng ban đầu 250(g/l), hàm lƣợng men giống là 10% giống, pH: 4, nhiệt độ 26 – 280C. Tiến hành phõn tớch mẫu 2 ngày 1 lần trong 15 ngày liờn tục. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.9:
Bảng 3.9. Động thỏi của quỏ trỡnh lờn men vang nho Cabernet sauvignon
Thời gian (ngày) HL đƣờng khử (%) HL cồn (%) SLTB x 106 0 25 0 3,5 ± 0,04 2 18,5 ± 0,04 3,8 ± 0,04 23,6 ± 0,08 4 14,8 ± 0,04 4,7 ± 0,04 121,3 ± 0,04 6 13,1 ± 0,08 7,5 ± 0,08 279 ± 0,04 8 10,6 ± 0,08 9,1 ± 0,08 296,6 ± 0,08 10 8,2 ± 0,04 9,3 ± 0,04 261,6 ± 0,08 12 6,5 ± 0,04 9,5 ± 0,04 228 ± 0,04 14 5,5 ± 0,08 9,6 ± 0,08 158 ± 0,04 15 5 ± 0,08 10,2 ± 0,08 132 ± 0,08
34
Hỡnh 3.6. Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi của hàm lượng đường và cồn sau 15 ngày lờn men
Hỡnh 3.7. Biểu đồ biểu diễn động thỏi lờn men vang nho
của chủng S. cerevisiae T3( SLTB x 106)
Kết quả trờn cho thấy: tế bào nấm men sinh sản nhanh nhất vào ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 ( pha sinh trƣởng) và tiếp tục duy trỡ đến ngày thứ 6, thứ 7, thứ 8 ( pha cõn bằng) là do mụi trƣờng cú nhiều chất dinh dƣỡng, hàm
0 5 10 15 20 25 30 o 2 4 6 8 10 12 14 15 Đơ n vị (% )
Thời gian (ngày)
HL đường sút HL cồn 0 50 100 150 200 250 300 350 0 2 4 6 8 10 12 14 15 SL TB x 10 6 Thời gian (ngày) SLTB
35
lƣợng đƣờng thấp chƣa cú khả năng ức chế sực sinh trƣởng và phỏt triển của nấm men. Sau đú thỡ bắt đầu giảm và giảm nhanh bắt đầu từ ngày thứ 9 trở đi, nguyờn nhõn là do hàm lƣợng cồn tăng, hàm lƣợng đƣờng giảm, tế bào nấm men lắng xuống đỏy bỡnh.
Về sự biến đổi của hàm lƣợng cồn, chỳng tụi nhận thấy hàm lƣợng cồn tăng nhanh vào ngày thứ 3, đồng thời hàm lƣợng đƣờng tổng số cũng giảm trong thời gian này. Từ ngày thứ 6 trở đi hàm lƣợng cồn tăng chậm và hàm lƣợng đƣờng tổng số cũng giảm chậm. Quan sỏt bằng mắt thƣờng cũng cho thấy từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 số lƣợng bọt khớ CO2 tạo ra rất nhiều, nhƣng bắt đầu từ ngày thứ 6 trở đi số lƣợng bọt khớ giảm dần.
Như vậy, thời gian lờn men chớnh là 7 – 9 ngày.
3.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng đến quỏ trỡnh lờn men vang nho
Cabernet sauvignon
Hàm lƣợng đƣờng cú trong dịch lờn men khụng chỉ ảnh hƣởng đến hoạt động sống của nấm men mà cũn ảnh hƣởng đến giỏ trị cảm quang của sản phẩm, vỡ đƣờng tạo ra vị ngọt cựng với vị chua của acid ở tỉ lệ thớch hợp làm tăng giỏ trị cảm quang và hƣơng vị đặc trƣng của vang. Do vậy,để xỏc định hàm lƣợng đƣờng thớch hợp cho quỏ trỡnh lờn men chỳng tụi tiến hành cho chủng S. cerevisiae T3 lờn men ở cỏc hàm lƣợng đƣờng khỏc nhau : 180(g/l), 210(g/l), 230(g/l), 250(g/l), 280(g/l), pH: 4, nhiệt độ ổn định 280C, hàm lƣợng men giống là 10%. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.10:
36
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của hàm lượng đường tới quỏ trỡnh lờn men
Tiờu chuẩn đỏnh giỏ Đơn vị Hàm lƣợng đƣờng (g/l) 180 210 230 250 280 Thời gian lờn men Ngày 15 15 15 15 15 HL đƣờng sút % 5,4±0,02 5,6±0,02 5,3±0,02 5,0±0,02 8,6±0,02 HL cồn %V 9,5±0,02 12±0,02 13±0,02 13,5±0,02 9,1±0,02
Hỡnh 3.8. Biểu đồ biểu diễn khả năng lờn men của chủng S. cerevisiae T3 trờn mụi trường cú hàm lượng đường ở cỏc mức khỏc nhau
Theo chỳng tụi: Khi hàm lƣợng đƣờng trong dịch lờn men tăng đó làm cho ỏp suất thẩm thấu của dịch lờn men tăng lờn. Hơn nữa hàm lƣợng cồn đƣợc tạo ra trong quỏ trỡnh lờn men tăng dần ức chế quỏ trỡnh trao đổi chất và hoạt động sống của nấm men cũng nhƣ ức chế hoạt động của nhiều loại enzyme làm hiệu suất lờn men bị giảm.
0 2 4 6 8 10 12 14 180 210 230 250 280 Đơ n vị (% ) Hàm lƣợng đƣờng khỏc nhau (g/l) HL đường sút HL cồn
37
Khi hàm lƣợng đƣờng trong dịch lờn men 180 – 230(g/l) hàm lƣợng cồn thấp rất khú bảo quản và ổn định chất lƣợng trong quỏ trỡnh tàng trữ và tiờu thụ.
Hàm lƣợng đƣờng trong dịch lờn men là 280(g/l) là cao mặc dự nấm men cú thể tồn tại trong mụi trƣờng cú hàm lƣợng đƣờng cao. Song hiệu suất lờn men và khả năng tạo cồn lại cú giới hạn. Do đú, khi hàm lƣợng đƣờng trong dịch lờn men tăng cao thỡ hàm lƣợng đƣờng sút cũng tăng 8,6% là do quỏ trỡnh chuyển húa đƣờng thành rƣợu bị giảm, mà nguyờn nhõn chớnh là do hoạt động sống của nấm men bị ức chế.
Hàm lƣợng đƣờng 250(g/l) thỡ lƣợng rƣợu tạo thành cao 13,5%, hàm lƣợng đƣờng sút trong dịch lờn men thấp 5%. Kết quả của tụi phự hợp với một số tỏc giả [10],[13].
Như vậy, hàm lượng đường phự hợp cho quỏ trỡnh lờn men vang nho Cabernet sauvignon là 250 g/l.
3.5. Ứng dụng lờn men vang nho Cabernet sauvignon và xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ lờn men với quy mụ phũng thớ nghiệm trỡnh cụng nghệ lờn men với quy mụ phũng thớ nghiệm
3.5.1. Ứng dụng lờn men vang nho Cabernet sauvignon quy mụ phũng thớ nghiệm nghiệm
Qua kết quả nghiờn cứu chỳng tụi tiến hành lờn men vang nho
Cabernet sauvignon với mụi trƣờng lờn men MT3 ở điều kiện nhiệt độ 280C,
pH: 4, tỉ lệ men giống 10% với quy mụ phũng thớ nghiệm trong bỡnh thủy tinh kớn. Sau 15 ngày kết thỳc giai đoạn lờn men chớnh đỏnh giỏ rƣợu thành phẩm bằng phƣơng phỏp cảm quan sau đú chuyển tiếp lờn men phụ. Kết quả phõn tớch đƣợc dẫn ra ở bảng 3.11:
38
Bảng 3.11. Kết quả phõn tớch rượu thành phẩm
Chỉ tiờu phõn tớch Đơn vị Mẫu
Độ rƣợu %V 10,1
Đƣờng sút % 5,0
Độ pH 4,0
Sản phẩm đƣợc đỏnh giỏ cao. Trờn cơ sở đú chỳng tụi xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ lờn men vang nho Cabernet sauvignon.
39
3.5.2. Quy trỡnh cụng nghệ lờn men vang nho Cabernet sauvignon
3.5.2.1. Sơ đồ quy trỡnh cụng nghệ lờn men vang nho Cabernet sauvignon
Mụi trƣờng nhõn giống Giống Giống cấp 1 Giống cấp 2 Tàng trữ Lọc Đúng chai Lờn men chớnh ( 7 – 9 ngày) Vang non Lờn men phụ Lọc
Quả nho Cabernet Sauvignon
Rửa sạch, ngõm đƣờng theo tỉ lệ1:1
Dịch quả
40
3.5.2.2. Thuyết minh quy trỡnh cụng nghệ
Quy trỡnh sản xuất vang nho Cabernet sauvignon bao gồm 4 giai đoạn chớnh là:
Giai đoạn 1: Chế biến dịch lờn men Giai đoạn 2: Lờn men chớnh
Giai đoạn 3: Lờn men phụ ( Ủ chớn vang)
Giai đoạn 4: Hoàn thiện chất lƣợng và tiờu thụ sản phẩm
Giai đoạn 1: Chế biến dịch lờn men
Quả thu hoạch về cần phải chọn những quả đó chớn, loại bỏ những quả non, quả dập nỏt, thối. Quả đó chọn đem rửa nƣớc đạt tiờu chuẩn vệ sinh rồi để rỏo nƣớc. Sau đú cho vào cỏc thựng ngõm đƣờng theo tỉ lệ 1:1. Khoảng hai ngày khuấy một lần. Sau một thỏng thu đƣợc thứ dịch siro nho cú nồng độ đƣờng khoảng 60 – 80% và nhiều chất dinh dƣỡng khỏc từ dịch quả.
Giai đoạn 2: Lờn men chớnh
Bổ sung nấm men vào dịch lờn men ( ở tỉ lệ 8 – 10%V). Điều chỉnh nhiệt độ thớch hợp cho quỏ trỡnh lờn men vang nho Cabernet sauvignon là 26 – 280C, trong suốt quỏ trỡnh lờn men cần tiến hành phõn tớch mẫu và kiểm tra hàm nấm men thƣờng xuyờn để điều chỉnh quỏ trỡnh lờn men cho phự hợp và hạn chế sự thất thoỏt cồn, hƣơng thơm… Trong quỏ trỡnh lờn men chớnh, cần thiết phải lờn men đầy bỡnh, nờn giữ ỏp lực ở mức thấp. Quỏ trỡnh lờn men chớnh vang nho Cabernet sauvignon thƣờng kết thỳc sau 7 – 9 ngày.
Giai đoạn 3: Lờn men phụ (Ủ chớn vang)
Quỏ trỡnh lờn men phụ giữ ở nhiệt độ <100C, sau khi kết thỳc quỏ trỡnh lờn men vang đƣợc 80 – 90 ngày cú thể tiến hành tỏch cặn ở đỏy bỡnh sau đú cú thể cho thờm một số phụ gia lắng trong bằng cỏch: pha loóng chất phụ gia với cồn ( 10 – 15%V) và cho từ từ vào bỡnh, vừa cho vừa khuấy theo một chiều cố định trong khoảng thời gian từ 10 – 15 phỳt. Việc tỏch cặn ở đỏy
41
bỡnh phải tiến hành 2 – 3 lần trong suốt thời gian tang trữ.
Giai đoạn 4: Hoàn thiện sản phẩm
Để tăng cƣờng giỏ trị cảm quan của sản phẩm (nhất là độ trong) cần tiến hành lọc vang cho đến khi sản phẩm đạt đến độ trong hoàn thiện. Việc đúng chai tiến hành ngay sau khi lọc vang lần cuối. Thụng thƣờng rƣợu cú thể bị nhiễm ở khõu đúng chai, vỡ vậy cỏc yờu cầu vệ sinh ở giai đoạn này hết sức nghiờm ngặt. Việc đúng chai cú thể cất giữ bảo quản trong thời gian dài.
42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1.1. Từ dịch siro nho Cabernet sauvignon đó tuyển chọn đƣợc chủng nấm
men S. cerevisiae T3 phự hợp để sản xuất vang nho Cabernet sauvignon.
1.2. Nghiờn cứu xỏc định động thỏi sinh trƣởng và nhiệt độ 26 – 280
C, hàm lƣợng pepton 3 – 4(g/l) thớch hợp cho quỏ trỡnh sinh trƣởng và phỏt triển của chủng nấm men S.cerevisiae T3. Xỏc định động thỏi của quỏ trỡnh lờn men và hàm lƣợng đƣờng 250 (g/l) là thớch hợp cho quỏ trỡnh lờn men vang nho Cabernet sauvignon.
1.3. Bƣớc đầu đó xõy dựng đƣợc qui trỡnh cụng nghệ lờn men vang nho
Cabernet sauvignon. Sản phẩm cú hƣơng thơm và vị đặc trƣng của
nho Cabernet sauvignon.
2. Kiến nghị
Với kết quả thu đƣợc, chỳng tụi mong muốn chủng nấm men đó đƣợc lựa chọn ở trờn cựng với những kết quả nghiờn cứu sẽ đƣợc ỏp dụng vào sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon ở Việt Nam, gúp phần làm phong phỳ nguồn sản xuất vang từ cỏc loại hoa quả và đem lại sản phẩm rƣợu vang