Rượu chuối:
Chuối tây già bóc vỏ, thái mỏng, hấp chín. Bỏ chuối vào lọ thủy tinh, đổ ngập nước đường đun sôi để nguội, cho men rượu vào, đậy kín. Sau 1 tháng, gạn lấy nước trong cho vào chai, đậy kín. Rượu chuối uống thơm ngon, kích thích tiêu hóa [20].
Rượu vang chuối :
Rượu vang chuối được xem là những thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì thực chất là nước trái cây lên men [20].
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu
Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu là chuối tây, được lấy từ Bắc Kạn. Chuối tây đưa vào phòng thí nghiệm phải đạt độ chín kĩ thuật, quả còn tươi, không dập nát sâu bệnh.
Bánh men lá được lấy từ Hợp tác xã Rượu chuối Tân Dân, tổ 1A, phường Đức Xuân, Thành phố Bắc Kạn, tỉnh Bắc Kạn.
3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.2.1 Địa điểm 3.2.1 Địa điểm
Tại khoa Công nghệ sinh học-Công nghệ thực phẩm Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
3.2.2 Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 09 năm 2019 đến tháng 06 năm 2020
3.2.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu
Thiết bị nghiên cứu
Cân phân tích, bể ủ nhiệt, máy xay; Máy đo độ ẩm, máy ly tâm, máy đo pH; Hệ thống chưng cất, cồn kế.
Dụng cụ nghiên cứu
Nhiệt kế, ống nghiệm, bình tam giác, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong, bình định mức, pipet các loại, kéo, quả bóp, dao, bình xịt nước cất.
Hóa chất nghiên cứu
Enzyme Pectinex Ultra SP-L có hoạt tính là 2,600 UI/ml; Axit citric;
3.3 Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme pectinex Ultra-SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối.
Nội dung 2: Nghiên cứu xác định pH thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối. Nội dung 3: Nghiên Cứu xác định tỷ lệ tiếp giống nấm men thích hợp.
Nội dung 4: Nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối.
3.4 Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme pectinex Ultra-SPL đến hiệu suất thu hồi dịch quả chuối
Thí nghiệm 1 Khảo sát tỉ lệ bổ sung enzyme pectinex Ultra-SPL đến hiệu suất thu hồi dịch quả chuối
Quả chuối sau khi được làm sạch, bóc vỏ, xay nhuyễn rồi pha loãng với nước sạch theo tỷ lệ 1:1 (theo thể tích 50ml:50ml). Sau đó bổ sung enzyme pectinex Ultra-SPL theo các tỷ lệ 0,1;0,15;0,2;0,25% (theo thể tích) và đem ủ ở nhiệt độ 40°C trong thời gian 20 phút. Sau đó vô hoạt enzyme pectinase ở 90°C và trong thời gian 13 phút. Tiến hành lọc và xác định thể tích thu được từ lựa chọn được tỷ lệ enzyme thích hợp. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức thí nghiệm Tỷ lệ bổ sung enzyme (%v)
ĐC 0
CT1 0,1
CT2 0,15
CT3 0,2
CT4 0,25
Chỉ tiêu theo dõi: Số ml dịch chuối thu được sau quá trình trích ly.
Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme pectinex Ultra- SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối
Chuẩn bị mẫu thí nghiệm giống thí nghiệm 1. Bổ sung 0,1% enzyme pectinex Ultra-SPL và đem ủ ở nhiệt độ 40°C trong thời gian 10-40 phút. Sau đó vô hoạt enzyme pectinase ở 90°C trong thời gian 13 phút. Tiến hành lọc và xác định thể thu được từ đó chọn được thời gian thích hợp. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức thì nghiệm Thời gian (phút)
CT5 10
CT6 20
CT7 30
CT8 40
Chỉ tiêu theo dõi: Số ml dịch chuối thu được sau quá trình trích ly.
Nội dung 2: Nghiên cứu xác định pH thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối
Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ chất tan ban đầu phù hợp cho quá trình lên men rượu chuối
Dịch chuối được điều chỉnh đến hàm lượng chất khô hòa tan tống số là 22°Bx và tiến hành điều chỉnh pH ở các giá trị khác nhau 4.0; 4,5; 5,0;5,5;6,0. Sau đó các mẫu đều được bổ sung nấm nem Saccharomyces cerevisiae đã được hoạt hóa với tỷ lệ tiếp giống 0,07% (so với khố lượng dịch) và tiến hành lên men ở nhiệt độ 21±1°C trong thời gian 10 ngày. Trên cơ sở phân tích chất lượng của dịch thu được sau lên men để lựa chọn pH lên men thích hợp nhất. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức thí nghiệm pH CT9 4,0 CT10 4,5 CT11 5,0 CT12 5,5 CT13 6,0
Các chỉ tiêu theo dõi: nồng độ cồn (%V), lượng đường sót sau khi lên men (%)
Nội dung 3: Nghiên cứu xác định tỷ lệ tiếp giống nấm men thích hợp
Thí nghiệm 4: Nghiên cứu xác định tỷ lệ tiếp giống nấm men thích hợp
Tiến hành các thí nghiệm như trên, dịch quả chuối được điều chỉnh đến hàm lượng chất khô tổng số là 22°Bx và pH là 4,5 rồi được bổ sung chủng nấm men saccharomyces cerevisiae với các tỷ lệ tiếp giống là 0,01; 0,03; 0,05; 0,07; 0,09
Trên cơ sở phân tích chất lượng của dịch thu được sau thời gian lên men 10 ngày ở nhiệt độ 21±1°C để lựa chọn nồng độ nấm men thích hợp. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức thí nghiệm Nồng độ CT14 0,01 CT15 0,03 CT16 0,05 CT17 0,07 CT18 0,09
Các chỉ tiêu theo dõi: Nồng độ cồn (%V), lượng đường sót sau khi lên men(%)
Nội dung 4: Nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên rượu chuối
Thí nghiệm 5: Nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối
Tiến hành thí nghiệm như trên, phần dịch chuối được điều chỉnh tới hàm lượng chất khô hòa tan tổng số là 22°Bx, pH là 4,5 rồi được bổ sung nấm men
saccharomyces cerevisiae với tỷ lệ tiếp giống là 0,05. Sau đó để lên men ở điều
chất lượng của dịch thu được sau thời gian lên men 10 ngày để lựa chọn nhiệt độ lên men thích hợp. Các công thức thí nghiệm được bố trí cụ thể như sau:
Công thức thí nghiệm Nhiệt độ lên men (°C)
CT19 Nhiệt độ phòng
CT20 21°C
Các chỉ tiêu theo dõi: nồng độ cồn (%V), lượng đường sót sau khi lên men (%)
3.4.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu Phương pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan tổng số
Xác định bằng máy đo Brix cầm tay (khúc xạ kế) Cách tiến hành:
Lấy khoảng 0,3ml dịch chuối cô đặc nhỏ lên kính, sau đó đưa kính lên vuông góc với mắt và nhìn.
Xác định hàm lượng đường (%): bằng phương pháp Ferixianua Nguyên tắc:
Muốn xác định được đường tổng số ta phải chuyển đường đơn trong dịch quả thành đường đơn bằng cách thủy phân ở nhiệt độ 70-80°C trong môi trường axit HCl trong 20 phút. Sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH (chỉ thị phenolphtalein) rồi đem định lượng bằng dung dịch Ferixianua.
Dung dịch Ferixianua trong môi trường kiềm dưới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ giải phóng thành oxy nguyên tử, oxy nguyên tử sẽ oxy đường thành axit với chỉ thị màu xanh methylen. Điểm kết thúc phản ứng là dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu tím hồng và cuối cùng là màu vàng rơm.
Chuẩn bị dịch đường: Cân 25 g nước quả cô đặc rồi thêm vào đó một lượng nước nóng, để nguội rồi định mức lên 250 ml. Sau đó lọc lấy 100 ml dịch rồi cho thêm vào 100 ml axit HCl 15% và đun nóng ở 70-80°C trong khoảng 30 phút. Sau đó để nguội rồi trung hòa bằng NaOH 10% và định mức lên 250 ml. Ta thu được dịch đường.
Lấy 20 ml dung dịch Ferixianua 1% và 5 ml KOH 2,5N rồi thêm vài giọt xanh metylen, lắc đều và đun sôi trong 1-2 phút. Sau đó dùng dung dịch đường ở trên để chuẩn đến khi màu xanh của metylen chuyển sang màu tím hồng cuối cùng là màu vàng rơm thì kết thúc.
Phương trình phản ứng xảy ra:
2K3Fe(CN)6 + 2KOH 2 K4Fe(CN)6 + H2O + [O] Oxi nguyên tử sẽ oxi hóa đường thành axit theo phản ứng CH2OH(CHOH)4CHO + 2[O] COOH(CHOH)4COOH Phương trình tổng quát là:
2K3Fe(CN)6 + 2KOH + CH2OH(CHOH)4CHO 2K4Fe(CN)6 + COOH(CHOH)4COOH + 2 H2O
Tính kết quả:
Hàm lượng đường tổng số tính theo công thức: (g/l) Trong đó: a = 0,0125
k : Hệ số pha loãng, k=25
v : Số ml dịch đường chuẩn (ml) [4].
Cân 10 g chuối đã xay nhuyễn cho vào cốc sau đó định mức lên 100 ml rồi lọc lấy 10 ml để đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1 N.
Tính kết quả: C = 𝑎 x 𝑘
𝑐 𝑥 100%
Trong đó: a: Số ml NaOH dùng để chuẩn độ k: Là hệ số axit citric, k = 0,0064
c : Là khối lượng mẫu đem chuẩn độ (g) [4].
Xác định hàm lượng cồn theo phương pháp chưng cất
Bước 1: Trước hết ta phải chưng cất để tách rượu khỏi các chất hòa tan
Lấy 100 ml dịch lọc lên men có nhiệt độ khoảng 20°C cho vào 100 ml, rót dịch lên men vào bình và thêm 100 ml nước cất rồi cũng đổ vào bình có dung tích 500 ml.
Nối bình với hệ thống cất, tiến hành chưng cất cho tới khi nước ngưng tụ chỉ còn 2 - 3 ml nữa thì đầy tới ngấn 100 ml. Cất xong đặt bình vào đầu nồi nhiệt và giữ nhiệt độ 200°C (cùng nhiệt độ khi lấy dịch lên men ). Sau 10-15 phút thêm nước cất tới ngấn bình, đậy kín và chuẩn bị đo nồng độ rượu.
Bước 2: Rót cồn vào ống đo đặt thẳng đứng, ống đo phải sạch, khô và phải tráng qua dung dịch đo. Nhiệt độ khi đo cần làm lạnh hoặc gia nhiệt đến xấp xỉ 20°C. Từ từ nhúng thước đo vào, buông tay để thước đo nổi tự do rồi đọc kết quả. Đọc 2-3 lần để lấy kết quả trung bình. Khi đọc phải đặt mắt ngang tầm mức chất lỏng và không đọc ở phần lồi (hoặc phần lõm). Trong mỗi dung dịch đều chứa các chất hoạt động bề mặt và do đó làm ảnh hưởng tới sức căng bề mặt, chỉ số đọc được trên thước đo có thể tăng hoặc giảm so với nồng độ thực tế [12].
Xác định pH bằng máy đo pH
chỉnh máy bằng dung dịch chuẩn KH2PO4, pH = 4,01. Sau khi hiệu chỉnh, nhúng điện cực đo vào dung dịch mẫu cần đo. Chú ý không ngập 40 quá đầu điện cực. Đợi khi giá trị hiển thị ổn định thì đọc kết quả. Sau mỗi lần đo đều phải hiệu chỉnh máy.
Phương pháp đánh giá cảm quan
Chất lượng cảm quan được đánh giá thông qua hội đồng đánh giá thị hiếu
Hedonic scale (David, R.P et al, 1957) bằng cách cho điểm từ 1 - 9 (có thể cho điểm lẻ đến 0,5) với các mức điểm thị hiếu như sau:
Cực kì không thích 1 điểm Rất không thích 2 điểm Không thích 3 điểm Hơi không thích 4 điểm Trung bình 5 điểm Hơi thích 6 điểm Thích 7 điểm Rất thích 8 điểm Cực kì thích 9 điểm
Các thành viên trong hội đồng cảm quan (gồm 6 – 9 người) sau khi nếm sẽ cho điểm mức độ ưa thích của mình đối với các mẫu trên thang điểm đã nêu trên [21].
Bảng 3.1 Bảng thang điểm đánh giá chất lượng cho sản phẩm
Cấp chất lượng Điểm chất lượng
Tốt 37,2-40
Khá 30,4-37,1
Trung bình 22,4-30,3
Kém 14,4-22,3
Không sử dụng được 0-8
Phương pháp xử lý số liệu
PHẦN 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của enzyme pectinex Ultra-SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối năng trích ly dịch quả chuối
4.1.1 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung enzyme pectinex Ultra-SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối khả năng trích ly dịch quả chuối
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme pectinex Ultra-SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối
Nồng độ (%) Lượng dịch quả thu được (ml/100g)
ĐC 58,82d
0,1 66,55c
0.15 68,83a
0.2 68,24b
0.25 68,24b
(Ghi chú: Các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau về mặt ý nghĩa α = 0,05)
Qua bảng 4.1: Cho thấy khi bổ sung enzyme pectinex Ultra-SPL thì hiệu suất thu hồi dịch quả tăng rõ rệt, do enzyme làm phá mô tế bào và phân cách một phần hoặc hoàn toàn phân tử pectin làm giảm độ nhớt của dịch quả giúp cho việc tách dịch quả dễ dàng hơn nên khi bổ sung với nồng độ càng nhiều thì hiệu suất thu hồi càng cao. Cụ thể với mẫu không sử dụng enzyme thì hiệu suất thu hồi thấp nhất (58,82ml/100g), khi tỉ lệ enzyme bổ sung là 0,10% hiệu suất thu hồi đạt (66,55ml/100g), tỉ lệ enzyme bổ sung 0,20% và 0,25% cho hiệu suất thu hồi đạt (68,24ml/100g) và đạt hiệu suất thu hồi cao nhất ở mẫu bổ sung nồng độ enzyme nồng độ 0,15% (68,83ml/100g). Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi ở nồng độ 0,15% tăng không đáng kể so với nồng độ 0,20% và 0,25%.
Điều này có thể giải thích vận tốc phản ứng tăng khi nồng độ enzyme tăng nhưng khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất thì vận tốc phản ứng không thay đổi hoặc không tăng thêm khi tăng nồng độ enzyme. Vì vậy, để đảm bảo chất lượng của dịch thu được, hiệu suất thu hồi và hiệu quả kinh tế, chúng tôi chọn nồng độ bổ sung enzyme cho dịch chuối là 0,15% (theo thể tích).
4.1.2 Kết quả ảnh nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme pectinex Ultra-SPL đến khảng năng trích ly dịch quả chuối pectinex Ultra-SPL đến khảng năng trích ly dịch quả chuối
Thời gian xử lý enzyme ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, ảnh hưởng đến màu sắc của dịch quả. Nếu thời gian quá dài sẽ dễ làm cho dịch quả bị biến màu, nếu thời gian quá ngắn thì sẽ không đủ thời gian cho enzyme hoạt động. Để xác định được thời gian tối ưu cho chế biến chúng tôi tiến hành nghiên cứu với các khoảng thời gian từ 10-40 phút. Kết quả được trình bày trong bảng 4.2
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme pectinex Ultra-SPL đến khả năng trích ly dịch quả chuối
Thời gian (phút) Lượng dịch quả thu được (ml/100g)
0 (ĐC) 58,76d
10 62,48c
20 68,84a
30 67,25b
40 67,28b
(Ghi chú: Các giá trị trên cùng một cột có chỉ số mũ giống nhau thì không có sự khác nhau về mặt ý nghĩa α = 0,05)
Để enzyme thủy phân triệt để cơ chất thì cần khoảng thời gian nhất định. Việc kéo dài thời gian cho hoạt động thủy phân là cần thiết để tạo ra lượng sản phẩm (dịch quả) nhiều. Tuy nhiên, thời gian thủy phân kéo dài cũng sẽ làm chậm tiến độ sản xuất và có thể gây ra cho dịch quả có màu sắc hương vị không mong
lý enzyme là 0 phút thì hiệu suất thu hồi là thấp nhất (58,76ml/100g), hiệu suất thu hồi tăng lần lượt khi thời gian xử lý enzyme tăng lần lượt 20 phút, 30 phút, 40 phút nhưng đạt hiệu suất cao nhất ở 20 phút (68,84ml/100g), và ở các công thức được xử lý ở thời gian 30 phút, 40 phút cho hiệu suất thu hồi không có sự khác nhau đáng kể về ở mức ý nghĩa.
Mặt khác khi thời gian xử lý enzyme quá dài sẽ tiêu tốn nhiều nguyên liệu, hiệu suất thu hồi cũng tăng không đáng kể, để tiết kiệm thời gian và chi phí chúng tôi lựa chọn thời gian thu hồi dịch quả là 20 phút.
4.2 Kết quả xác định pH thích hợp ch quá trình lên men rượu chuối 4.2.1 Xác định pH thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối 4.2.1 Xác định pH thích hợp cho quá trình lên men rượu chuối
pH có ảnh hưởng đến quá trình lên men, ở pH thấp sẽ ức chế vi khuẩn nhưng pH quá thấp sẽ ức chế hoạt động của nấm nem, ngược lại với pH quá cao sản phẩm chính thạo thành là glycerin chứ không phải là etanol như ta mong muốn để tìm ra pH thích hợp cho quá trình lên men chúng tôi tiến hành nghiên cứu các giá trị pH khác nhau và kết quả được thể hiện ở bảng 4.3 dưới đây
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến chất lượng hóa lý của rượu chuối
Giá trị pH của dịch lên men Hàm lượng etanol(%v/v) Hàm lượng đường sót
4,0 8,77e 8,84b