Lên men rƣợu (Ethylic)

2.9.1. Khái niệm chung

Trong tất cả các quá trình lên men thì quá trình lên men rƣợu đã cĩ từ lâu đời, và đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất trong cơng nghiệp.

Từ thời cổ xƣa ở nhiều nƣớc nhƣ Ai Cập, Hy Lạp, Ý đã cĩ nghề làm rƣợu vang từ nho, sau đĩ là nghề làm rƣợu ethylic, bia, nƣớc giải khát lên men từ trái cây đƣợc phát triển nhanh chĩng và ứng dụng nhiều, đặc biệt là trong cơng nghiệp thực phẩm.

Rƣợu ethylic (ethanol) cơng thức hĩa học là C2H5OH, là một dung dịch lỏng khơng màu nhẹ hơn nƣớc, mùi thơm, vị cay, hịa tan trong nƣớc theo bất kì tỉ lệ nào. Tỉ trọng d20

= 0,7894, tỉ nhiệt C = 0,615, nhiệt độ sơi 78oC, nhiệt độ cháy 12o

Rƣợu ethylic đƣợc ứng dụng trong nhiều ngành cơng nghiệp khác nhƣ: cơng nghiệp nhựa, hƣơng liệu, keo dán, thuốc sát trùng…

Trong cơng nghiệp thực phẩm, rƣợu đƣợc làm rƣợu uống, nƣớc giải khát, rƣợu mùi, làm dấm. Quá trình lên men rƣợu cịn đƣợc áp dụng trong chế biến thực phẩm một cách đa dạng phong phú nhƣ: sản xuất rƣợu nếp, bánh mì, bánh bao, bia, nƣớc giải khát lên men từ trái cây, rƣợu vang, sâm banh… (Đồng Thị Thanh Thu, 1998).

2.9.2. Cơ sở sinh hố của quá trình lên men rƣợu

Sự lên men rƣợu là một quá trình sinh hố phức tạp, cĩ sự tham gia của nấm men Saccharomyces, trải qua hàng loạt các phản ứng phức tạp với sự tham gia của nhiều men khác nhau.

Phƣơng trình tổng quát của sự lên men rƣợu là: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 27Kcal

Sản phẩm chính là ethanol (C2H5OH), khí CO2, sản phẩm phụ là glycerin, acid sucxinic, một số aldehyt, rƣợu cao phân tử… Quá trình lên men rƣợu nếu đi từ nguyên liệu là glucose lên men ở pH 4-5 sẽ qua các giai đoạn chính sau : Giai đoạn 1: Giai đoạn đƣờng phân

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Đây là giai đoạn phức tạp nhất bao gồm nhiều phản ứng khác nhau, và nhiều enzyme khác nhau tham gia.

Giai đoạn 2: acid pyruvic bị decarboxyl hĩa (khử CO2) do enzyme pyruvat- decarboxylaza xúc tác tạo thành axetaldehyt.

- CO2

CH3CO – COOH CH3CHO

Giai đoạn 3: Axetaldehyt tiếp nhận hydro từ NAD-H2 (enzyme alcohol- dehydrogenaza) xúc tác tạo thành rƣợu ethanol.

CH3CHO C2H5OH

NADH2 NAD

Tùy theo điều kiện lên men, pH mơi trƣờng… Quá trình lên men rƣợu sẽ theo chiều hƣớng tạo sản phẩm chính, phụ khác nhau (Đồng Thị Thanh Thu, 1998).

2.9.3. Tác nhân của quá trình lên men rƣợu

Tác nhân chính của quá trình lên men rƣợu là giống nấm men

Saccharomyces, chúng sinh sản chủ yếu theo lối nảy chồi, cĩ khả năng hình

thành bào tử, sống kỵ khí khơng bắt buộc, cĩ khả năng lên men các loại đƣờng khác nhau.

 Đặc điểm Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là nhĩm nấm men phân bố rộng rãi nhất. Thể

đơn bội của nĩ cĩ n = 17 nhiễm sắc thể, thể lƣỡng bội cĩ n = 34. Ngồi nhiễm sắc thể ra, trong nhân tế tế bào Saccharomyces cerevisiae cịn cĩ từ 50 – 1000 plasmid cĩ cấu tạo là một phân tử ADN hình vịng kín cĩ kích thƣớc 2µm, cĩ khả năng sao chép độc lập, mang tính trạng di truyền (Trần Cẩm Vân, 2002).

Saccharomyces cerevisiae cĩ khả năng lên men rất nhiều loại đƣờng nhƣ

glucose, saccharose, fructose, galactose, maltose, rƣợu ethanol, glycerin nhƣ nguồn cacbon, sử dụng acid amin và muối amon nhƣ nguồn nitơ… (Nguyễn Đức Lƣợng, 1996).

Hình 2.6: Hình tế bào nấm men

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Phần 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM

3.1.3. Thời gian

Thời gian thực hiện: từ 1 – 3 – 2006 đến 1 – 8 – 2006

3.1.4. Địa điểm

Đề tài đƣợc nghiên cứu và thực hiện tại phịng thí nghiệm vi sinh, trung tâm nghiên cứu chế biến và bảo quản rau quả - Khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm thuộc trƣờng Đaị học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.

3.2. VẬT LIỆU 3.2.1. Nguyên vật liệu

Thanh long, dâu tằm đƣợc mua tại chợ đầu mối Tam Bình cĩ nguồn gốc từ Bình Thuận, Đà Lạt.

Men Saccharomyces cerevisiae F43 – do Viện Cơng Nghệ Thực Phẩm Hà

Nội cung cấp

Enzyme pectinase: sử dụng enzyme cĩ tên thƣơng mại là pectinex Ultra SP – L do cơng ty Novo sản xuất.

Hình 3.1: Nguyên liệu thanh long Hình 3.2: Nguyên liệu dâu

tằm

dùng trong thí nghiệm dùng trong thí nghiệm

3.2.2. Hĩa chất- mơi trƣờng

Mơi trƣờng Hansen agar để giữ giống

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Justified

Formatted: Right

Formatted: Left

Formatted: Font: Not Bold

Formatted: Font: Bold

Formatted: Font: Not Bold

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Mơi trƣờng Hansen lỏng (nƣớc đƣợc thay thế bằng dịch thanh long) để nhân giống

3.2.3. Thiết bị-dụng cụ

o Máy đo quang phổ SPECTRO 2000RS (LaboMed,inc.) o Nồi hấp, tủ sấy, tủ ấm, tủ lạnh

o Cân điện tử, o Máy ép

o Kính hiển vi, buồng đếm hồng cầu o Máy đo pH Metrohm 774

o Khúc xạ kế Atago (0 – 32%) o Bộ chƣng cất rƣợu

o Cồn kế cĩ vạch đo cồn và nhiệt độ o Nhiệt kế

o Và các dụng cụ cần thiết khác

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Thanh long

Tách vỏ

Ép

Làm trong dịch xử lý

Phối chế thanh long-dâu tằm (tỷ lệ 9:1; 8:;2; 7:3)

Xử lý enzyme pectinex Ultra SP – L

-Yếu tố 1: nồng độ (ppm): 0; 200;400; 600; 800 -Yếu tố 2: thời gian (phút): 15; 30; 45 ;60 800 ppm, 30 phút Dịch dâu tằm Dââu tằm tƣơi Đƣờng Thanh trùng (80oC, 15 phút) Làm nguội Cấy giống men (tỷ lệ 3%; 4%; 5%)

Lên men (2 ngày, nhiệt độ phịng)

Lắng

Đĩng chai

Bảo quản

3.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.63.3.1. Quy trình thử nghiệm

Sơ đồ 4.1: quy trình đề nghị chế biến nƣớc ép thanh long- dâu tằm lên men

Sơ đồ 34.1: Quy trình đề nghịthử nghiệm chế biến nƣớc ép thanh long-dâu tằm lên men

Formatted: Indent: Left: 0", First line: 0", Tab stops: Not at 0.38"

Formatted: Centered

Formatted: Font: Times New Roman

Formatted: Font: 10 pt

Formatted: Left

Formatted: Font: 10 pt

Formatted: Font: Times New Roman

Formatted: Centered

Formatted: Font: Times New Roman

Formatted: Centered

Formatted: Font: Times New Roman

Formatted: Font: Times New Roman, Vietnamese (Vietnam)

Formatted: Font: Times New Roman, Bold

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

3.3.2. Khảo sát một số thành phần hố học của nguyên liệu thanh long, dâu tằm tằm

3.3.3. Thí nghiệm 1. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L đến khả năng làm trong nƣớc quả thanh enzyme Pectinex Ultra SP – L đến khả năng làm trong nƣớc quả thanh long

 Mục đích của thí nghiệm

Xác định nồng độ và thời gian xử lý enzyme pectinase thích hợp làm trong nƣớc quả thanh long.

 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm đƣợc bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với hai yếu tố nồng độ enzyme và thời gian xử lý enzyme, 20 nghiệm thức, 03 lần lập lại, mỗi đơn vị thí nghiệm là 20ml dịch thanh long.

Nồng độ enzyme với 5 mức độ: 0ppm; 200ppm; 400ppm; 600ppm; 800ppm.

Thời gian xứ lý enzyme với bốn mức độ: 15 phút; 30 phút; 45 phút; 60 phút.

∑ đvtn = 5 x 4 x 3 = 60

 Phƣơng pháp tiến hành

Chọn những quả thanh long chín đều, khơng hƣ hỏng, dập nát, rửa sạch, để ráo. Tiến hành bĩc vỏ, lấy phần thịt quả. Phần thịt quả đƣợc ép dƣới máy ép để thu đƣợc dịch quả. Dịch quả đƣợc bổ sung enzyme theo các nồng độ bố trí nhƣ trên. Cuối cùng, dịch quả đƣợc bổ sung enzyme đƣợc ủ ở 50oC trong thời gian 15 phút; 30 phút; 45 phút và 60 phút.

 Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi

Hiệu suất thu hồi dịch quả đƣợc tính theo cơng thức

Độ trong dịch quả đƣợc đo bằng máy đo quang phổ để xác định độ truyền suốt T(%)

Độ nhớt dịch quả đƣợc đo bằng nhớt kế mao quản Ostwald

Hiệu suất thu hồi (%) =

Thể tích dịch quả thu đƣợc

Thể tích dịch quả thí nghiệm

X 100

Formatted: Font: (Default) VNI-Times

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

3.3.4. Thí nghiệm 2. Khảo sát tỷ lệ men thích hợp cho quá trình lên men nƣớc thanh long nƣớc thanh long

 Mục đích thí nghiệm

Chọn tỷ lệ men thích hợp trong ba tỷ lệ khảo sát cho quá trình lên men nƣớc thanh long

 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm một yếu tố đƣơc bố trí hồn tồn ngẫu nhiên, 03 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lập lạị 03 lần Tỷ lệ men (%) Nghiệm thức 3 Nghiệm thức 1 4 Nghiệm thức 2 5 Nghiệm thức 3  Thơng số cố định

Đơn vị thí nghiệm: 500 ml/ nghiệm thức pH dịch lên men: pH = 4,5

Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phịng Mật độ tế bào men: 108

tb/ml Độ brix của dích lên men: 18o

 Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi

Biến thiên hàm lƣợng đƣờng trong dịch lên men, đƣợc đo bằng khúc xạ kế Atago (0 – 32 %).

Độ cồn đƣợc đo bằng cồn kế cĩ vạch đo cồn và nhiệt độ

Acid đƣợc xác định bằng dụng cụ chuẩn độ NaOH 0,1N với chất chỉ thị màu phenolphtalein

Đánh giá cảm quan 3 nghiệm thức bằng phƣơng pháp so hàng sau hai ngày lên men.

 Thời gian theo dõi

1 ngày/lần trong 2 ngày

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Bulleted + Level: 1 + Aligned at: 0.25" + Tab after: 0.5" + Indent at: 0.5"

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

3.3.5. Thí nghiệm 3. Khảo sát ảnh hƣởng của dâu tằm tới chất lƣợng nƣớc thanh long - dâu tằm lên men thanh long - dâu tằm lên men

 Mục đích thí nghiệm

Chọn đƣợc tỷ lệ dâu tằm thích hợp cho quá trình lên men nƣớc thanh long - dâu tằm

 Bố trí thí nghiệm

Từ kết quả của thí nghiệm 3, chọn đƣợc tỷ lệ men thích hợp để tiến hành thí nghiệm 4

Thí nghiệm một yếu tố đƣơc bố trí hồn tồn ngẫu nhiên, 03 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lập lại 03 lần

Thanh long-dâu tằm (%) Nghiệm thức

90: 10 Nghiệm thức 1

80: 20 Nghiệm thức 2

70: 30 Nghiệm thức 3

 Thơng số cố định

Đơn vị thí nghiệm: 500 ml/ nghiệm thức pH dịch lên men: pH = 4,5

Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phịng Mật độ tế bào men: 108tb/ml Độ brix của dích lên men: 18oBx Tỷ lệ men: kết quả của thí nghiệm 3

Dích lên men đƣợc thanh trùng ở 80oC/ 10 phút

 Phƣong pháp tiến hành

Chuẩn bị dịch dâu tằm: chọn những quả dâu tằm chin đồng đều, khơng hƣ hỏng, dập nát. Cân 1 kg dâu và 700 g đƣờng cho vào hũ nhựa (một lớp dâu một lớp đƣờng), đậy nắp kín lại. Sau 7 ngày, chiết dịch dâu tằm để phối chế với dịch ép thanh long đã qua xử lý enzyme Pectinex Ultra SP – L theo tỷ lệ nhất định.

 Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi

Biến thiên hàm lƣợng đƣờng trong dịch lên men, đƣợc đo bằng khúc xạ kế Atago (0 – 32 %).

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Bulleted + Level: 1 + Aligned at: 0.25" + Tab after: 0.5" + Indent at: 0.5"

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Bulleted + Level: 1 + Aligned at: 0.25" + Tab after: 0.5" + Indent at: 0.5"

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Độ cồn đƣợc đo bằng cồn kế cĩ vạch đo cồn và nhiệt độ.

Acid đƣợc xác định bằng dụng cụ chuẩn độ NaoH 0,1N với chất chỉ thị màu phenolphtalein.

Lựa chọn nghiệm thức cĩ sản phẩm đƣợc ƣa thích nhất bằng bằng phƣơng pháp so hàng sau hai ngày lên men.

Đánh giá xếp loại sản phẩm đƣợc ƣa thích nhất bằng phƣơng pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam 3215-79

 Thời gian theo dõi

Lần/ngày trong 2 ngày

3.3.6. Thí nghiệm 4. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản tới chất lƣợng sản phẩm phẩm

 Mục đích thí nghiệm

Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian bảo quản tới chất lƣợng sản phẩm

 Phƣong pháp tiến hành

Sản phẩm đƣợc ƣa thích nhất ở thí nghiệm 4 đƣợc bảo quản lạnh ở nhiệt độ 10o

C và tiến hành theo dõi các chỉ tiêu.

 Chỉ tiêu và phƣơng pháp theo dõi

Nồng độ chất khơ đƣợc đo bằng khúc xạ kế Atago (0 – 32 %) Độ cồn đƣợc đo bằng cồn kế cĩ vạch đo cồn và nhiệt độ

Acid đƣợc xác định bằng dụng cụ chuẩn độ NaoH 0,1N với chất chỉ thị màu phenolphtalein

Đánh giá cảm quan sản phẩm theo phƣơng pháp cho điểm

3.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu: sử dụng phần mềm Stagraphic verson 7.0

Formatted: Bullets and Numbering

Formatted: Outline numbered + Level: 2 + Numbering Style: 1, 2, 3, … + Start at: 4 + Alignment: Left + Aligned at: 0" + Tab after: 0.5" + Indent at: 0.5"

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

2.7.10 Những nguyên nhân gây hƣ hỏng và làm giảm chất lƣợng nƣớc giải khát

2.7.10.1 Nguyên nhân gây hƣ hỏng

Do chứa nhiều đƣờng và ở nhiệt độ 15 - 20oC nên nƣớc giải khát là mơi trƣờng tốt cho sự phát triển của vi sinh vật, nhƣng do chứa ít đạm, độ chua lại cao và nếu giữ vệ sinh tốt thì dƣới áp lực CO2 từ 0,3 - 0,5 at, các vi sinh vật cũng khĩ sinh trƣởng và phát triển.

Nƣớc giải khát bị đục: do sự phát triển của nấm men, kết quả tạo thành lớp cặn ở đáy chai, nguồn gốc gây nên cĩ thể là do chai chƣa rửa sạch hoặc do phát triển của nấm men trong đƣờng ống dẫn hay trong thùng chứa. Khắc phục bằng cách vệ sinh tiệt trùng các thiết bị đƣờng ống cũng nhƣ mơi trƣờng ở khu vực sản xuất.

Nƣớc giải khát bị nhầy nhớt: do sự phát triển của Leuconostoc

mesenterioides cùng với sự tạo thành một lƣợng nhỏ acid lactic, acid acetic, rƣợu

ethylic, khí CO2 và lƣợng đáng kể dextrin.

Dextrin là một chất nhầy, cĩ khối lƣợng phân tử gần 1.000.000, đƣợc tạo thành do hoạt động của Leuconostoc mesenterioides. Hệ enzyme của

Leuconostoc chỉ sau một thời gian ngắn cĩ thể biến dịch đƣờng hoặc nƣớc giải

khát lên men thành chất lỏng nhầy đặc.

Nƣớc giải khát bị nhiễm Leuconostoc cĩ thể do đƣờng, do nấm men bánh mì, cũng cĩ thể do quả kém phẩm chất, bảo quản trong những điều kiện khơng thuận lợi. Ngồi ra cĩ thể do chai và thùng đựng nƣớc giải khát bị bẩn.

Nhiệt độ tối ƣu cho phát triển của Leuconostoc là 30 - 37oC, nhƣng ở 43o

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

Formatted: Centered

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold

quản sirơ ở nhiệt độ dƣới 25oC và khi nấu sirơ nên kéo dài thời gian đun sơi trên 30 phút.

Khi phát hiện cĩ Leuconostoc trong bán thành phẩm hoặc sản phẩm, cần tiến hành sát trùng tất cả các thiết bị và đƣờng ống bằng hơi nĩng khoảng 2 giờ. Đối với ống cao su, thùng gỗ hoặc thùng sơn lacol epoxi thì dùng dung dịch clorua vơi nồng độ 0,1% sau đĩ rửa nƣớc nĩng rồi nƣớc lạnh.

2.7.10.2 Nguyên nhân làm giảm chất lƣợng nƣớc giải khát

- Do sử dụng nguyên liệu xấu hoặc khơng chấp hành đúng chế độ kỹ thuật đã qui định khi lọc nƣớc và sirơ, bảo hồ CO2 hay chiết rĩt sản phẩm.

- Sử dụng nƣớc quả chứa nhiều pectin hay hƣơng liệu chứa nhiều tecpen cũng làm cho nƣớc giải khát kém trong, giảm giá trị cảm quan. Vì vậy nguyên liệu đem dùng phải đƣợc phân tích hàm lƣợng pectin, tecpen, sau đĩ tìm cách loại bớt theo phƣơng pháp và điều kiện cho phép.

- Đối với vẩn đục và cặn do nƣớc và sirơ đƣa vào thì cần chú ý lọc kỹ, kiểm tra cẩn thận nƣớc và sirơ trƣớc khi đem pha chế.

- Độ bền của nƣớc giải khát bị giảm khi bảo quản cĩ thể do bảo hịa CO2

khơng đầy đủ hoặc do nút khơng kín.

- Các dấu hiệu nhƣ: xuất hiện mùi vị khĩ chịu, khơng giữ đƣợc hƣơng vị

Đặc điểm thực vật học

Những nghiên cứu về quả thanhlong