4. ý nghĩa lý luận và thực tiễn của công trình
3.4. ảnh hưởng của một số nhân tố trong quá trình nhân giống
Việc nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố trong quá trình nhân giống là để tìm điều kiện phù hợp với những đặc tính sinh học của chủng nấm men, để trong một thời gian nhất định nấm men có thể đạt số lượng tế bào nhiều nhất với chất lượng tốt nhất. Trong công trình nghiên cứu này tôi nghiên cứu các yếu tố như: ảnh hưởng của độ pH, ảnh hưởng của hàm lượng đường. 3.4.1. ảnh hưởng của pH đến quá trình nhân giống
Tôi tiến hành cấy chủng nấm men TD5, TD7 vào môi trường nhân giống với số lượng tế bào ban đầu là 3,4.106 tb/ml, ở nhiệt độ 24-280C . Độ pH thay đổi ở các mức 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5. kết quả thí nghiệm được dẫn ra ở hình 3.5.
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ
hình 3.5. biểu đồ biểu diễn số lượng tế bào trung bình sau 28 giờ nuôi cấy ở các giá trị pH khác nhau
Như vậy, qua biểu đồ ta thấy số lượng tế bào nấm men đạt giá trị lớn nhất ở pH = 4,0 – 4,5. Đối với các giá trị pH lớn hơn 4,5 thì số lượng tế bào nấm men giảm mạnh do sự nhiễm khuẩn hạn chế sự phát triển của tế bào nấm men. Đối với các giá trị pH nhỏ hơn 4,0 thì tế bào nấm men cũng phát triển chậm. Do vậy, để hạn chế sự phát triển của yếu tố tạp nhiễm để tạo điều kiện phát triển cao nhất của tế bào nấm men tôi chọn pH thích hợp cho quá trình lên men của 2 chủng TD5, TD7 là 4,0 - 4,5. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Thuý Bạch, Vũ Thanh Thuỷ, Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Ngọc Linh [1], [8].
3.4.2. ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình nhân giống
Cacbon giúp tế bào nấm men tạo sinh khối tế bào, nguồn cacbon có trong tế bào chất, thành tế bào, enzym, axit nucleic và các sản phẩm trao đổi chất. Trong quá trình nhân giống đường giúp tế bào nấm men chứ không dùng trong quá trình lên men rượụ Do đó trong quá trình nhân giống thì không cần nhiều đường như quá trình lên men rượu vang. Để xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình nhân giống, tôi tiến hành thí nghiệm trên môi trường
Độ pH 0 10 20 30 40 50 60 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 SLTB-TD5 SLTB-TD7 SLTBx106tb/m
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ nhân giống ở nhiệt độ 24 - 280C, pH = 4, hàm lượng đường thay đổi ở các mức 6%, 8%,10%, 12%, 14%, 16% kết quả thí nghiệm diễn ra ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình nhân giống của 2 chủng nấm men TD5, TD7 (24h) Hàm lượng đường (%) 6% 8% 10% 12% 14% 16% SLTB - TD5 (M.106tb/ml 105 ± 4 117 ± 3 124 ± 4 132 ± 5 119 ± 3 115 ± 4 SLTB – TD7 M.106tb/ml 115 ± 3 126 ± 4 138 ± 3 153 ± 4 125 ± 4 116 ± 3 Qua bảng 3.6. ta thấy cả 2 chủng nấm men đều có số lượng tế bào tăng dần từ hàm lượng đường 6%- 12%, nhưng ở hàm lượng đường từ 14% - 16% thì số lượng tế bào lại giảm. Số lượng tế bào đạt giá trị cao nhất là ở hàm lượng đường 12% (132.106 – 153.106tb/ml). Do vậy tôi quyết định chọn hàm lượng đường thích hợp cho quá trình nhân giống của hai chủng nấm men TD5,TD7 là 12%.
3.5. ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường dinh dưỡng đến sự phát
triển của hai chủng nấm men TD5, TD7 trong môi trường lên men
Môi trường dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của nấm men, chỉ cần biết đổi một yếu tố nào đó trong môi trường dinh dưỡng ở một phạm vi nhất định sẽ ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men.
3.5.1. Động thái lên men vang táo mèo, dâu và mơ
Tôi tiến hành lên men ở quy mô thí nghiệm trong các bình lên men có dung tích 1l. Môi trường lên men là môi trường 3, hàm lượng đường 200g/l, hàm lượng giống 12%, pH = 4,0, nhiệt độ 24-280C, số lượng giống ban đầu là 3,4.106 tb/ml. Tiến hành phân tích mẫu mỗi ngày một lần trong 15 ngày liên tục. Tôi thu được kết quả thông qua hình 3.5, hình 3.6 và hình 3.7.
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễnsự biến thiên hàm lượng đường và hàm lượng cồn của chủng nấm men TD7
hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của hàm lượng đường và hàm
lượng cồn của chủng TD5 0 5 10 15 20 25
Thời gian (ngày)
0 5 10 15 HL cồn-TD7 HL đường – TD7 0 5 10 15 20 25
Thời gian (ngày)
0 5 10 15
HL cồn-TD5
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên số lượng tế bào của chủng TD5 và TD7
Qua đồ thị cho thấy hai chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae sinh sản nhanh vào ngày thứ 3 đến ngày thứ 6 tương ứng đây là pha logarit và duy trì ổn định trong ngày thứ 6 đến ngày thứ 9, đây chính là pha cân bằng. Từ ngày thứ 10 trở đi số lượng tế bào nấm men giảm dần tương ứng với pha suy vong, lúc này số lượng tế bào nấm men đạt khoảng 135.106
tb/ml-142.106 tb/ml.
Điều này được giải thích: do ở ngày thứ 3 đến ngày thứ 6 môi trường có nhiều dinh dưỡng, hàm lượng cồn còn thấp chưa có khả năng ức chế sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. Từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 9 môi trường vẫn còn đủ dinh dưỡng để duy trì số lượng tế bào nấm men, nhưng ngày thứ 10 trở đi hàm lượng cồn tăng nhanh, hàm lượng đường giảm mạnh, đặc biệt là sự cạn kiệt nguồn đạm đã làm cho tế bào nấm men bị tự phân và lắng xuống đáy bình nên số lượng tế bào giảm nhanh. Cùng với sự biến đổi của tế bào nấm men thì độ cồn tăng dần, hàm lượng đường giảm do đường chuyển thành rượụ Ngoài ra một lượng đường chuyển hoá thành axit hữu cơ
Ngày 0 50 100 150 200 250 0 5 10 15 SLTB-TD5 SLTB-TD7 SLTBx 106tb/ml
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ để duy trì hoạt động sống của tế bào nấm men. Do vậy, hàm lượng axit tổng số tăng dần tuy nhiên không lớn lắm.
3.5.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men vang táo mèo , dâu và mơ
3.5.2.1. ảnh hưởng của độ pH tới quá trình lên men
Độ pH không chỉ ảnh hưởng tới khả năng sinh sản và phát triển của tế bào nấm men mà còn ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của vang. Để nghiên cứu ảnh hưởng của độ pH ban đầu tôi tiến hành thí nghiệm trên môi trường số 3 với hàm lượng đường 200g/l, nhiệt độ 24-280C, pH thay đổi ở các mức : 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; thu được kết quả ở bảng 3.7 và bảng 3.8.
Bảng 3.7. ảnh hưởng của độ pH tới quá trình lên men của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae TD5
Chỉ tiêu phân tích Đơn vị pH 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Thời gian lên men h 100 -110 87-95 83-95 82-90 80-86
HL đường sót g/l 5,6 ± 0.2 5,3 ± 0,2 4,5 ±0,2 4,8 ± 0,2 5,9 ± 0,2
Hàm lượng cồn %V 10,2 ± 0,1 115± 0,2 12,5±0,1 11.8±0,1 9,7 ± 0,1
Bảng 3.8. ảnh hưởng của độ pH tới quá trình lên men của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae TD7
Chỉ tiêu phân tích Đơn vị
pH
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Thời gian lên men h 100-110 84-95 82-92 78-90 76-86
HL đường sót g/l 5,4 ± 0.2 5,0 ± 0,2 4,2 ±0,2 4,7 ± 0,2 5,6 ± 0,2
Hàm lượng cồn %V 11,2 ± 0,1 11,9±0,2 13 ± 0,1 12,5±0,1 9,5± 0,1
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi pH tăng thì thời gian lên men giảm. trong đó ở pH = 4,0- 4,5 thời gian lên men lâu hơn nhưng lại có hàm lượng đường sót thấp (4,2-4,8g/l) và hàm lượng cồn cao (11,8- 13,0 %V) nên hiệu suất lên men caọ Đối với mẫu pH = 3,0- 3,5 có hiệu suất lên men giảm ( hàm lượng cồn 10,2- 11,9%V) do khi hàm lượng axit tăng ( độ pH thấp) thì áp suất thẩm thấu tăng có thể sẽ gây ức chế các hoạt động sống của nấm men. Đối với mẫu có pH = 5,0 có hàm lượng đường sót cao ( 5,6- 5,9g/l) và hàm lượng cồn thấp (9,5- 9,7%V) thì vị ngọt dư thừa nên không phù hợp thị hiếu người tiêu dùng.
Như vậy, độ pH thích hợp cho lên men vang táo mèo, dâu và mơ là: 4,0 – 4,5. với kết quả thu được tôi nhận thấy cả hai chủng nấm men TD5 và TD7 đều lên men ở độ pH thích hợp cho nấm men nói chung và kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của tác giả Đinh Thị Kim Nhung [7], [8].
3.5.2.2. ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình lên men. Chính vì vậy, tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men vang phối hợp táo mèo, dâu và mơ nhằm tìm nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình lên men này để nâng cao chất lượng của vang.
Thí nghiệm được tiến hành trên môi trường lên men (MT3) số lượng giống ban đầu là 3,4 .106tb/ml , pH = 4,0, nhiệt độ thay đổi từ 200 , 240 , 280 , 320. Theo dõi liên tục trong 10 ngày, kết quả được dẫn ra ở bảng 3.9 và bảng 3.10.
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ Bảng 3.9. ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men của chủng nấm
men Saccharomyces cerevisiae TD5 Chỉ tiêu phân tích Đơn
vị Nhiệt độ (
0C)
200 240 280 320
Thời gian lên men Ngày 10 10 10 10 HL đường sót g/l 6,1± 0,2 5,7 ± 0,5 5,2 ± 0,2 7,2 ± 0,3 Hàm lượng cồn %V 8,8 ± 1,1 10,2±1,3 12,8 ± 1,1 8,5 ± 1,2 Axit tổng số g/l 5,7 ± 0,2 6,1 ± 0,2 6,3 ± 0,1 5,5 ± 0.2 pH 4,35 4,2 4,1 4,5
Bảng 3.10. ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae TD7
Chỉ tiêu phân tích Đơn vị
Nhiệt độ (0C)
200 240 280 320
Thời gian lên men Ngày 10 10 10 10 HL đường sót g/l 6,2 ±0,2 5,5 ± 0,2 5,25±0,2 7,5 ± 0,3 Hàm lượng cồn %V 8,6 ± 1,1 11,2 ± 1,3 12,5±1,1 8,3 ± 1,2 Axit tổng số g/l 5,6 ± 0,2 6,25 ± 0,2 6,27±0,1 5,3 ± 0.2 pH 4,3 4,1 4,0 4,6
Qua bảng ta thấy khi nhiệt độ tăng từ 200- 280 thì hàm lượng rượu sinh ra cũng tăng từ 8,6%- 12,8% cùng với hàm lượng rượu tăng là hàm lượng đường sót giảm ( 5,2g/l- 7,5g/l). Đặc biệt khi ở nhiệt độ này thì giá trị cảm quan tốt, nói cách khác nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình lên men và các hợp chất hình thành. Do vậy, có thể nói nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng rượu vang.
Mẫu có hàm lượng rượu tạo ra lớn và chất lượng cảm quan tốt nhất là mẫu lên men ở 280C . Mẫu có hiệu suất lên men và giá trị cảm quan thấp nhất
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ là mẫu lên men ở 320. Do ở nhiệt độ cao sẽ ức chế hoạt động sống của nấm men, sự thoát CO2 mạnh làm cho sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây hỏng vang, đồng thời làm cho hàm lượng cồn bị hao hụt tăng lên, các sản phẩm trung gian (axetalđêhyt, axeton…) cũng được tạo ra nhiều hơn đã làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.
Như vậy nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men của cả hai chủng nấm men TD5 và TD7 là 280C.
3.5.2.3. ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 tới quá trình lên men.
Trong quá trình lên men thì chất khoáng đóng vai trò rất quan trọng. Để có lượng chất khoáng cần thiết cho nấm men phát triển cần phải bổ sung KH2PO4. Để xác định nồng độ KH2PO4 thích hợp cho quá trình lên men của 2 chủng nấm men tôi tiến hành thí nghiệm trong môi trường số 3 có hàm lượng đường 200g/lit, pH = 4,5, nhiệt độ 280C. KH2PO4 ở các nồng độ 0,6 0/00; 0,8
0/00; 1‰; 1,2‰. Xác định các chỉ tiêu hàm lượng cồn, hàm lượng đường sót. Kết quả được dẫn ra ở bảng 3.11, hình 3.9 và hình 3.10.
Bảng 3.11. ảnh hưởng của nồng độ KH2PO4 tới quá trình lên men của hai chủng nấm men TD5 và TD7
Chỉ tiêu Hàm lượng đường sót (g/l) Hàm lượng cồn (%V) Nồng độ
KH2PO4 0,6‰ 0,8‰ 1‰ 1,2‰ 0,6‰ 0,8‰ 1‰ 1,2‰ TD5 6,5 6 ,2 5,2 7,2 9,0 9,2 11,8 8,6 TD7 6,3 6,1 4,9 6,9 9,1 9,3 12,3 8,8
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng đường sót trong dịch lên men ở các nồng độ KH2PO4 khác nhau
Hình 3.10. Biểu đồ biểu diễnhàm lượng cồn sinh ra trong dịch lên men ở các nồng độ KH2PO4 khác nhau
Qua bảng 3.11 và đồ thị 3.9; 3.10 ta thấy khi bổ sung từ 0,6‰- 1‰
KH2PO4 thì tốc độ lên men của cả hai chủng nấm men TD5 và TD7 tăng lên và đạt lớn nhất ở nồng độ KH2PO4 1‰ . Lúc này hàm lượng cồn của chủng TD5 đạt 11,8%, chủng TD7 là 12,3% nhưng ở nồng độ KH2PO4 1,2‰ thì hiệu suất lên men lại giảm thấp nhất, hàm lượng cồn của chủng TD5 là 8,6%, chủng TD7 là 8,8% . Sở dĩ lại như vậy là do khi bổ sung vào môi trường một lượng nhỏ
0 2 4 6 8 0.6‰ 0.8‰ 1‰ 1.2‰ KH2PO4 TD5 TD7 Hàm lượng đường sót (g/l) 0 5 10 15 0.6‰ 0.8‰ 1‰ 1.2‰ KH2PO4 TD5 TD7 Hàm lượng cồn (%V)
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ KH2PO4 có nghĩa là ta đã cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp các hợp phần của tế bào có chứa P, đồng thời điều chỉnh hệ enzym đồng hoá các loại thức ăn cacbon, thúc đẩy quá trình trao đổi chất tế bào nấm men. Tuy nhiên, nếu bổ sung quá nhiều sẽ làm rối loạn quá trình sinh tổng hợp các chất của tế bàọ ngược lại nếu quá ít làm quá trình trao đổi chất diễn ra chậm chạp, tốc độ lên men yếụ Kết quả này trùng với nghiên cứu của tác giả Nguyễn
Quang Thảo [9]. Vì vậy tôi chọn nồng độ KH2PO4 thích hợp là 1‰ .
3.6. Quy trình công nghệ lên men vang táo mèo, dâu và mơ
3.6.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vang táo mèo, dâu và mơ [10] Quả chín Quả chín
Rửa sạch, ngâm đường 1:1. Dịch quả
Phối hợp tỉ lệ quả thích hợp
Bổ sung nhân tố vô cơ Dịch lên men
men giống ,lên men chính (15-17 ngày) Vang non Lọc, lên men phụ Vang thô Tách cặn (2-3 lần) và lọc trong Vang thành phẩm Tàng trữ
Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Huệ 3.6.2 Thuyết minh công nghệ
Gồm 4 giai đoạn
-giai đoạn 1: chế biến dịch lên men. -Giai đoạn 2: lên men chính.
-Giai đoạn 3: Lên men phụ
-Giai đoạn 4: hoàn thiện chất lượng và tiêu thụ sản phẩm. 3.6.2.1. Giai đoạn 1: chế biến dịch lên men
Quả thu hoạch về cần phải được chọn lọc, chọn những quả chín, không dập nát. đem rửa sạch để ráo nước. Sau đó ngâm đường theo tỉ lệ 1:1 khoảng 2 ngày khuấy trộn một lần. Sau một tháng thu được siro quả có nồng độ đường khoảng 60- 80%và nhiều dưỡng chất khác được chiết ra từ thịt quả. 3.6.2.2. Giai đoạn 2: lên men chính
Bổ sung nấm men vào dịch lên men, điều chỉnh nhiệt độ phù hợp cho quá trình lên men vang là 24-280C. trong suốt quá trình lên men vang phải tiến hành phân tích mẫu và kiểm tra nấm men thường xuyên. quá trình lên men chính kết thúc sau 15- 17 ngàỵ
3.6.2.3. Lên men phụ
Quá trình này nên giữ ở nhiệt độ 16- 200C. sau khi kết thúc lên men vang được 80-90 ngày tiến hành tách cặn ở đáy bình sau đó có thể bổ sung phụ gia lắng trong bằng cách : pha loãng chất phụ gia với cồn (12-15%) và cho từ từ vào bình, vừa cho vừa khuấy theo một chiều cố định trong khoảng 10-15 phút. Việc tách cặn ở đáy bình phải được tiến hành 2-3 lần trong suốt