L ỜI CẢM ƠN
3.2.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện trên quy trình chế biến rượu vang thốt nốt tổng quát (hình 3.3).
Hình 3.3 Quy trình chế biến rượu vang thốt nốt tổng quát
3.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng của mật số nấm men từ nguồn phân lập và pH đến
quá trình sản xuất rượu vang thốt nốt
3.2.2.1 Mục đích
Thí nghiệm tiến hành ở các mật số nấm men, chế độ pH và cố định nồng độ đường tối ưu, qua đó sẽ chọn ra mẫu thích hợp nhất cho sự phát triển của nấm men cũng như độ cồn sinh ra kèm theo mùi vị của sản phẩm tốt.
3.2.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu
Nước thốt nốt sau khi thu hoạch được kiểm tra chất lượng sơ bộ (đo oBrix, pH) và chuẩn hóa bằng cách đưa về oBrix = 24; pH = 3,5: 4,0 : 4,5 tỷ lệ NaHSO3 sử dụng
Nước thốt nốt Phối chế Thanh trùng (NaHSO3) Lên men Làm trong Bảo quản Sản phẩm Nước thốt nốt Nhân giống nấm men Lọc Chiết chai Phân lập nấm men
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 18
để thanh trùng nước thốt nốt trước khi lên men là 140 mg/lít, thời gian thanh trùng 2 giờ và lên men ở nhiệt độ phòng.
Phương pháp tính và chuyển oBrix về giá trị 24 có thể được thực hiện theo công thức:
24/100 = (a + x)/(100 + x)
Trong đó: a là độ oBrix của dịch quả sau khi lọc và pha loãng. x là hàm lượng đường cần thiết bổ sung.
Phương pháp điều chỉnh pH: đo pH nước thốt nốt sau khi thu nhận. Sau đó điều chỉnh pH của nước thốt nốt bằng cách giảm 0,1 mức pH thì sử dụng 1,8 g acid citric cho 1 lít nước thốt nốt được chuẩn bị sẵn.
Nấm men: được tính toán hàm lượng theo bố trí thí nghiệm và được hoạt hóa trước khi sử dụng.
Bình lên men: các bình thủy tinh có dung tích 5 lít được rửa sạch và xử lý cồn để chuẩn bị sẵn sàng cho quá trình lên men.
3.2.2.3 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố (mật số nấm men, chế độ pH và cố định oBrix =24). Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện ở (hình 3.4). - Nhân tố A: Mật số nấm men CFU/ml
A1 = 101 A2 = 102 A3 = 103 A4 = 104 A5 = 105 A6 = 106 - Nhân tố B: Chế độ pH
B1 = 3,5 B2 = 4,0 B3 = 4,5
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 19
Hình 3.4: Sơ đồ bố trí khảo sát yếu tố ảnh hưởng của mật số nấm men từ nguồn phân lập và pH đến quá trình sản xuất rượu vang thốt nốt.
3.2.2.4 Phương pháp thực hiện
Các mẫu lên men được chuẩn bị (khoảng 3 lít cho mỗi mẻ) và bố trí lên men trong bình thủy tinh 5 lít được đậy kín.
Bố trí 6 bình lên men cho một nghiệm thức với tất cả các điều kiện đã được chuẩn bị sẵn với điều kiện thích hợp và thực hiện quá trình lên men trong bình kín (yếm khí).
Kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng sau 12 ngày lên men.
Các chỉ tiêu được phân tích bắt đầu từ ngày 13 của quá trình lên men và phân tích cách 3 ngày/lần (ngày thứ 13 và ngày thứ 16).
A6 ……… …. Phối chế B1 B2 B3 Thanh trùng (NaHSO3)
Phân tích các chỉ tiêu hóa hoc
Lên men Làm trong Nước thốt nốt Nhân giống nấm men Phân lập nấm men A1 A2 A3 A4 A5
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 20
3.2.2.5 Các chỉ tiêu phân tích
Lượng đường còn lại trong quá trình lên men, hàm lượng rượu ethanol (% v/v), pH, o
Brix (xem phương pháp phân tích ở phần phụ lục).
Các chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng acid (g/l), aldehyde (g/l), SO2 (g/l), methanol (g/l), ester (g/l) (xem phương pháp phân tích ở phần phụ lục)
3.2.2.6 Ghi nhận kết quả
Hàm lượng rượu sinh ra (% v/v). Hàm lượng đường còn lại (g/l). Hàm lượng acid tổng số (g/l). Hàm lượng ester (g/l).
Hàm lượng SO2 (g/l).
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 21
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Ảnhhưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng ethanol sinh ra
Kết quả phân tích (bảng 4.1 và hình 4.1) cho thấy mật số nấm men phân lập và pH của dịch lên men có ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang thốt nốt. Với mẫu rượu lên men từ nước thốt nốt có mật số nấm men phân lập sử dụng là 103 CFU/ml thì hàm lượng ethanol là cao nhất [trung bình 13% (v/v)] và khác biệt với các mẫu rượu có mật số nấm men phân lập khác (mức độ ý nghĩa 5%). ỞpH = 4,0 rượu sau khi lên men có hàm lượng ethanol tối ưu (103 CFU/ml, pH = 4,0) cao hơn các mẫu rượu lên men ở pH = 3,5 và pH = 4,5. Kết quả phân tích cũng cho thấy có sự tương tác giữa mật số nấm men phân lập sử dụng và pH (P=0,028<0,05). Mẫu rượu lên men sử dụng mật số nấm men phân lập 103 CFU/ml và pH = 4,0 của dịch lên men có khác biệt so với các mẫu rượu vang có mật số nấm men và pH khác. Sau 12 ngày kết thúc quá trình lên men của các mẫu rượu thì hàm lượng ethanol cao nhất là 13,13 %(v/v) (mẫu rượu lên men từ nước thốt nốt có mật số nấm men sử dụng là 103CFU/ml và pH = 4,0 của dịch lên men). Trong thời gian đầu của quá trình lên men, chất dinh dưỡng, hàm lượng đường còn nhiều, hàm lượng rượu sinh ra còn thấp nên nấm men còn phát triển tốt, ít chịu sự ức chế của môi trường sống. Khi lượng rượu đã sinh ra nhiều và chất dinh dưỡng trong môi trường sống trở nên khan hiếm thì men bắt đầu chết dần và tốc độ lên men nhanh chóng giảm xuống và dừng hẳnở các ngày cuối của quá trình lên men.
Bảng 4.1. Hàm lượng ethanol %(v/v) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập
và pH của dịch lên men
Mật số nấm men (CFU/ml) pH ban đầu Trung bình 3,5 4,0 4,5 101 11,34 12,00 12,75 12,04a 102 11,50 12,63 12,25 12,13a 103 13,12 13,13 12,75 13,00b 104 10,25 10,40 12,75 11,13c 105 11,40 11,50 12,25 11,72ca 106 11,75 12,55 12,25 12,18a Trung bình 11,57a 12,03b 12,50c 12,03
Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức đi kèm với các chữ giống nhau thể hiện sự khác biệt không ý
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 22
A: Mật số nấm men (CFU/ml), B: pH dịch lên men
0 2 4 6 8 10 12 14 16 Mẫu H à m l ư ợ n g e th a n o l ( % v /v )
A1B1 A2B1 A3B1 A4B1 A5B1 A6B1 A1B2 A2B2 A3B2
A4B2 A5B2 A6B2 A1B3 A2B3 A3B3 A4B3 A5B3 A6B3
A1: 101 CFU/ml A4: 104 CFU/ml B1: 3,5 A2: 102 CFU/ml A5: 105 CFU/ml B2: 4,0 A3: 103 CFU/ml A6: 106 CFU/ml B3: 4,5
Hình 4.1. Hàm lượng ethanol của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và pH của dịch
lên men
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của Hugnet Josselin et al. (2010) về sự chuyển hóa của dịch nho bởi nấm men cũng cho thấy với mật số nấm men bổ sung càng cao thì tốc độ lên men trong thời gian đầu càng nhanh nhưng ở mức cao lại cản trở quá trình lên men tiếp theo. Lý thuyết này có thể sử dụng để giải thích vì sao mẫu rượu lên men sử dụng mật số nấm men 103 CFU/ml và pH = 4,0 trong dịch lên men có hàm lượng ethanol cao hơn các mẫu rượu khác.
4.2 Ảnhhưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng đường sót
Kết quả thống kê (bảng 4.2) cho thấy mật số nấm men phân lập sử dụng và pH trong dịch lên men ban đầu của các mẫu rượu trong quá trình lên men ảnh hưởng đến hàm lượng đường sót (P<0,05). Tuy nhiên không có sự tương tác giữa mật số nấm men phân lập và pH trong dịch lên men. Hàm lượng đường sót của các mẫu rượu lên men ở các nồng độ chất khô hòa tan sử dụng khác biệt về mặt thống kê. Trong đó mật số nấm men 101, 102, 103 CFU/ml không khác biệt nhau.Tuy nhiên có thể thấy rằng ở mật số nấm men 103 CFU/ml mặc dù ethanol sinh ra là cao nhất
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 23
nhưng hàm lượng đường sót (3,09 g/l) vẫn cao hơn mẫu 105 CFU/ml (2,12 g/l), 106 CFU/ml (1,22 g/l). Thật ra trong quá trình lên men rượu vang đường sót ít thì vẫn chưa khẳng định được mẫu rượu đó có hàm lượng ethanol sinh ra cao mà còn phải xét về sự phát triển sinh khối nấm men và hoạt tính loại nấm men đó.
Bảng 4.2. Hàm lượng đường sót (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và pH của dịch lên men
Mật số nấm men (CFU/ml) pH ban đầu Trung bình 3,5 4,0 4,5 101 3,94 2,20 3,34 3,16a 102 4,24 2,75 3,42 3,47a 103 3,47 2,29 3,52 3,09a 104 4,20 4,27 3,87 4,11b 105 1,58 1,34 3,45 2,12c 106 1,07 0,90 1,70 1,22d Trung bình 3,08a 2,29b 3,22a 2,86
Ghi chú: Các trung bình nghiệm thức đi kèm với các chữ giống nhau thể hiện sự khác biệt không ý
nghĩa trên cùng một cột hoặc một hàng với mức ý nghĩa 5%.
---
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng Trang 24
A: Mật số nấm men (CFU/ml), B: pH dịch lên men
0 1 2 3 4 5 6 Mẫu H à m l ư ợ n g đ ư ờ n g s ó t (g /l )
A1B1 A2B1 A3B1 A4B1 A5B1 A6B1 A1B2 A2B2 A3B2
A4B2 A5B2 A6B2 A1B3 A2B3 A3B3 A4B3 A5B3 A6B3
A1: 101 CFU/ml A4: 104 CFU/ml B1: 3,5 A2: 102 CFU/ml A5: 105 CFU/ml B2: 4,0 A3: 103 CFU/ml A6: 106 CFU/ml B3: 4,5
Hình 4.2. Hàm lượng đường sót (g/l)của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và pH của
dịch lên men
Nguồn dinh dưỡng chủ yếu trong quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men là carbohydrate, ở điều kiện kỵ khí nấm men sử dụng cơ chất này nhiều hơn so với hiếu khí để đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng. Nấm men sinh sản và sử dụng cơ chất này ở trong môi trường giảm cho đến mức thấp nhất. Khi đó, sinh trưởng phát triển của chúng chậm dần và ngừng hẳn. Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu (pha tiềm phát) nấm men chỉ thích nghi với môi trường mới, trong đó có một số tế bào bị ức chế, thậm chí còn có thể bị chết. Số lượng tế bào ở giai đoạn này không tăng hoặc tăng không đáng kể, nhưng sự trao đổi chất của chúng xảy ra mạnh mẽ, chủ yếu là gia tăng kích thước tế bào.
Hơn nữa, trong giai đoạn gia tăng số lượng tế bào (pha tăng dần), mật số nấm men thuần chủng quá thấp có thể tạo điều kiện cho các vi sinh vật khác phát triển ưu thế hơn, nhất là các vi khuẩn và nấm men dại, kết quả là làm tiêu hao chất dinh dưỡng đáng kể để chuyển hóa thành các chất không cần thiết, nồng độ cồn ethylic thấp và có thể gây hư hỏng sản phẩm. Ngược lại, khi mật số nấm men quá cao thì môi trường không cung cấp đủ dinh dưỡng cho sự phát triển và chuyển hóa của nấm men, dẫn đến môi trường cạn kiệt nhanh dinh dưỡng và nấm men có thể chết đi do
---