1.2.1. Giới thiệu về dưa hấu
Tên tiếng Anh : Watermelon Tên khoa học : Citrullus lanatus Họ : Cucurbitaceaa
Dưa hấu có nguồn gốc ở châu Phi, được trồng ở Ai Cập vào đầu những năm 2000 trước Công Nguyên. Loại trái cây này đươc trồng ở Ấn độ khoảng năm 800 sau Công Nguyên và khoảng 300 năm sau ở Trung Quốc. Người Marốc buôn dưa hấu đến Tây Ban Nha vào đầu thế kỉ VIII, sau đó nhanh chóng được lan truyền nhanh chóng sang Châu Âu. Ở nước ta lịch sử trồng dưa hấu đã có từ rất lâu, qua sự tích Dưa hấu An Tiêm.
Cây dưa hấu thuộc dạng dây leo có nhiều lông, tua cuốn chẻ 2-3 nhánh. Lá màu xanh nhạt, hình tam giác, có 3-5 thuỳ, các thùy này lại chia thành thuỳ nhỏ có góc tròn, cuống lá có lông mềm. Hoa đơn tính cùng gốc, to, màu vàng lục. Quả dưa hấu rất đa dạng về hình dạng và màu sắc. Về hình dạng nếu được xem xét với mặt phẳng cắt ngang từ cuống đến đuôi quả thì nó có các dạng sau: dạng thuôn dài, dạng trái ovan, dạng trái tim, và mới đây nhất là dạng vuông. Màu sắc của quả từ trắng đến xanh, hầu hết các giống có màu xanh nhạt, xanh đen, xanh có đường sọc, đường văn hoặc những vết đốm. Về màu sắc thịt quả có màu đỏ, hồng, vàng, da cam và có cả màu trắng, hạt dưa cũng rất đa dạng về kích cỡ như lớn, nhỏ, trung bình và có màu đen nhánh, nâu hoặc trắng.
Ở Việt Nam dưa hấu được trồng rộng rãi từ Bắc đến Nam, nhiều nhất ở vùng đồng bằng sông Cửu Long đặc biệt là Long An, Tiền Giang năng suất đạt từ 15-25 tấn/ha (hay 6-9 tạ/sào) và Hậu Giang. Ngoài ra còn được trồng nhiều ở Quảng Ngãi (với sản lượng 250 ngàn tấn/5.000ha), Bình Định, Quảng Trị, Nghệ An và một số tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng như : Hải Dương, Hưng yên….hàng năm sản lượng đạt từ vài ngàn tấn đến hàng trăm ngàn tấn.
1.2.2. Thành phần hóa học của dưa hấu
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của dưa hấu [7]
Thành phần Đơn vị Hàm lượng trong 100g
Nước g 91,45 Đường g 5 Protein g 0,61 Chất xơ g 0,4 Lipid g 0,15 Sắt mg 0,24 Magiê mg 10 Kali mg 112 Photpho mg 11 Kẽm mg 0,1 Canxi mg 7 Vitamin A µg 28 Vitamin B1 mg 0,033 Vitamin B2 mg 0,021 Vitamin B3 mg 0,178 Vitamin B5 mg 0,221 Vitamin C mg 8,1
1.2.3. Tác dụng của dưa hấu.
Dưa hấu là loại trái cây được sử dụng phổ biến trong mọi gia đình, đặc biệt là khi thời tiết mùa hè. Hiện nay dưa hấu được sử dụng với nhiều chức năng khác nhau: thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Các bộ phận của dưa hấu từ vỏ, cùi đến thịt, hạt đều là những vị thuốc chữa bệnh tốt. Ruột dưa hấu có nhiều đường, vitamin, chất khoáng và các hoạt chất sinh học khác. Vỏ dưa cũng chứa nhiều vitamin và muối khoáng, ngoài tác dụng giải nhiệt còn có khả năng ngăn chặn sự lắng đọng của cholesterol trên thành mạch, chống xơ vữa động mạch... Dưa hấu thường được dùng tươi tráng miệng sau bữa ăn và giải khát chống nhiệt.
Theo Đông y, dưa hấu vị ngọt, tính lạnh, có tác dụng giải khát, chống nóng, lợi tiểu, chữa yết hầu sưng đau, bệnh lỵ, giải say rượu. Vỏ dưa hấu có vị ngọt, tính mát, có thể chống nóng, giải cảm nắng, chữa da, phù thũng và các bệnh loét ở miệng. Hạt dưa hấu có tác dụng vàng nhuận tràng và hỗ trợ tiêu hóa.
1.2.4. Giới thiệu một số sản phẩm từ dưa hấu.[6]
Dưa hấu được chế biến thành nhiều món ăn giàu dinh dưỡng như: Nước giải khát, gỏi vỏ dưa hấu, súp dưa hấu…Sau đây là một số hình ảnh sản phẩm chế biến từ dưa hấu
Chương 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu chính 2.1.1. Nguyên liệu chính
Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là dưa hắc mỹ nhân có phẩm chất kỹ thuật tốt. Dưa được thu mua ở các chợ trong thành phố Nha Trang – Khánh Hòa.
Yêu cầu chất lượng: Quả dưa cuống nhỏ, héo. Núm dưa căng tròn đều, hơi lõm xuống ở phần đầu, vỏ dưa sẫm màu hoặc nổi rõ sọc xanh, dưa cứng, khối lượng quả từ > 2,5 kg để quả đạt chất lượng tốt nhất.
Hình 2.1: Quả dưa hấu
2.1.2. Nguyên liệu phụ
+ Đường Saccharose: Đường được sử dụng là đường saccharose. Mua tại siêu thị Maximax thành phố Nha Trang – Khánh Hòa. Đường sử dụng trong sản xuất rượu là đường cát trắng, yêu cầu đường phải tốt.
– Hàm lượng Saccharose > 99,9%. – Hàm lượng nước < 9,2%.
– Đường phải trắng, tinh thể không có tạp chất, lượng đường khử < 0,1%. – Hàm lượng tro < 0,03%.
+ Axit citric: Axit citric được mua tại cửa hàng Nhất Vương, số 02, đường Hòn Chồng, thành phố Nha Trang – Khánh Hòa. Axit citric được dùng là loại tốt, đảm bảo các yêu cầu sau:
– Hàm lượng axit citric > 99% – Hàm lượng nước < 0,2%.
– Dạng tinh thể, không lẫn tạp chất.
Ngoài các nguyên liệu phụ trên còn bổ sung thêm Vitamin B1 và muối amonsunphat để cung cấp thêm cơ chất, kích thích sự phát triển của nấm men.
2.1.3. Vi sinh vật dùng trong chế biến vang dưa hấu
Để nghiên cứu và sản xuất vang dưa hấu thí nghiệm sử dụng chủng nấm men
Saccharomyces cerevisia được giữ trong ống nghiệm, ở dạng tiềm sinh, trên môi trường thạch. Chủng nấm men này có nguồn gốc tại Việt Nam, được cung cấp bởi phòng thực hành vi sinh, khoa Chế Biến, trường Đại học Nha Trang.
2.1.4. Các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu
+ Khúc xạ kế: tên thiết bị: ATC-1E,Bix: 0-0,32%, hiệu: ATAGO sản xuất tại Nhật Bản.
+ pH kế, tên thiết bị: Digital pH Meter, hiệu: ATAGO sản xuất tại Nhật Bản. + Cân phân tích.
+ Cân đồng hồ (5Kg ) + Vải lọc.
+ Máy sục khí. + Nồi hấp tiệt trùng.
+ Kính hiển vi, buồng đếm. +Tủ sấy, lò nung.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp cảm quan theo TCVN 3215-79. + Phương pháp phân tích hóa học :
Phân tích thành phần nguyên liệu và sản phẩm. a.Nguyên liệu (được trình bày ở phụ lục 1) [2]
– Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy.
– Xác định hàm lượng khoáng bằng phương pháp nung. – Xác định hàm lượng acid.
b. Sản phẩm (được trình bày ở phụ lục 3)
– Xác định nồng độ cồn của dịch lên men theo đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữ độ cồn và độ Brix.
+ Phương pháp phân tích vi sinh theo TCVN 7045-2002. + Phương pháp xử lý số liệu: Dùng phần mềm Excel 2003.
2.2.1 Nội dung nghiên cứu
+ Xác định một số thành phần hoá học của nguyên liệu. + Xác định thời gian tăng sinh nấm men.
+ Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến lên men: – Nghiên cứu xác định pH thích hợp.
– Nghiên cứu xác định hàm lượng đường thích hợp. – Nghiên cứu xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp. – Nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp. + Xây dựng bảng điểm cảm quan cho sản phẩm rượu vang dưa hấu. + Đề xuất quy trình sản xuất vang dưa hấu.
2.2.2. Quy trình dự kiến
Rượu vang từ dưa hấu là loại rượu lên men không có xác quả. Dựa vào quy trình công nghệ sản xuất vang trắng để nghiên cứu đưa ra quy trình công nghệ sản xuất rượu vang từ dưa hấu như sau:
1. Sơ đồ quy trình dự kiến
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dự kiến Điều chỉnh thành phần Ép Đường, acid citric, vitamin B1, amonsunfat Lên men
Xử lý sau lên men
Sản phẩm Dưa hấu Dịch dưa hấu Rửa, tách vỏ Tăng sinh Dịch tăng sinh Nấm men giống
2. Thuyết minh quy trình
a. Xử lý nguyên liệu
Nguyên liệu được sử dụng làm rượu vang dưa hấu phải đạt độ chín kĩ thuật. Dưa hấu sau khi được lựa chọn, phân loại được đem đi rửa để loại tạp chất.
Dưa hấu rửa tiến hành gọt vỏ rồi mang đi ép thu lấy dịch dưa hấu.
b. Điều chỉnh thành phần
Để có được dịch dưa hấu tiến hành lên men thì phải tiến hành điều chỉnh thành phần. Đây là khâu quan trọng quyết định tới chất lượng rượu vang sau này. Vì vậy cần nghiên cứu hàm lượng các chất bổ sung cho phù hợp.
c. Lên men
Trước khi lên men cần có nấm men bổ sung vào dịch lên men, thúc đẩy quá trình lên men. Lượng nấm men trong dịch lên men là yếu tố hàng đầu quyết định quá trình lên men nhanh hay chậm, ngoài ra yếu tố ảnh hưởng tới độ rượu tạo thành cần phải kể tới nữa là thời gian lên men. Vì thế cần nghiên cứu lượng nấm men bổ sung, thời gian lên men.
d. Xử lý sau lên men
Sau thời gian lên men dịch lên men còn lẫn tế bào nấm men do đó cần loại bỏ chúng bằng cách lắng gạn làm trong rượu. Đồng thời sau khi lên men cũng cần có thời gian để ổn định chất lượng rượu.
2.2.3. Bố trí thí nghiệm
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian tăng sinh nấm men
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian tăng sinh nấm men
0 h 4 h 8 h 12 h 16 h 20 h 24 h 28 h 32 h 36 h Chuẩn bị môi trường
tăng sinh
Tăng sinh
Thời gian tăng sinh Cấy
Xác định số lượng nấm men
Chọn thời gian tăng sinh thích hợp Giống nấm men
Số lượng tế bào nấm men là một thông số quan trọng. Nó quyết định đến quá trình lên men của dịch quả. Để xác định thời gian tăng sinh cần đếm số tế bào nấm men đạt được tại các thời điểm : 0 h, 4 h, 8 h, 12 h, 16 h, 20h, 24 h, 32 h, 36 h. Thí nghiệm được tiến hành như sau:
– Cấy nấm men từ ống giống thuần chủng vào dịch quả đã điều chỉnh thành phần ở pH = 3,5; nồng đồ đường đạt 120 g/l và bổ sung thêm 0,5mg/l B1, 0,5 g/l amonsunfat kích thích cho nấm men phát triển.
Trong quá trình nhân giống sử dụng thiết bị sục khí oxy vô trùng giúp nấm men tăng sinh.
– Cứ cách 4 giờ nhân giống, tiến hành đếm số lượng tế bào nấm men bằng phương pháp buồng đếm Goriaev – Thom. Từ số lượng nấm men đếm được chọn thời gian tăng sinh phù hợp.
Sau khi xác định thời gian tăng sinh và mật độ nấm men/ml dịch, để xác định các thông số cho quá trình lên men rượu vang dưa hấu. Thí nghiệm chuẩn bị dịch cái giống có mật độ nấm men 1,0*107 tb/ml. Đây là mật độ phù hợp cho quá trình lên men rượu vang.
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường trong dịch lên men
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường của dịch lên men
Dưa hấu
Xử lý
Lên men
Xử lý sau lên men
Đánh giá chất lượng
Chọn hàm lượng đường thích hợp
160 g/l 180 g/l 200 g/l 220 g/l 240 g/l
Đường Sacccharose Hàm lượng đường điều
chỉnh Dịch quả Dịch tăng sinh Tăng sinh Nấm men Acid citric
Thí nghiệm được tiến hành như sau:
Xác định hàm lượng đường có sẵn trong dịch dưa hấu sau khi ép bằng khúc xạ kế. Thông thường hàm lượng đường này dao động trong khoảng 85 – 100 g/l dịch quả.
Chuẩn bị năm mẫu thí nghiệm mỗi mẫu 200 ml dịch dưa hấu. Bổ sung đường vào 5 mẫu thí nghiệm để sau khi bổ sung các mẫu có hàm lượng đường lần lượt là: 160g/l; 180g/l; 200g/l; 220g/l; 240g/l (tương ứng với 160Brix; 180Brix; 200Brix; 220Brix; 240Brix).
Các mẫu này được điều chỉnh về pH=3,5. Cho thêm amonsunfat 0,05 g/l, vitaminB1 0,5 mg/l. Lên men với các điều kiện sau :
– Dịch cái men được bổ sung 12% so với thể tích dịch lên men. Nấm men được tăng sinh trước đó 24h, với mật độ nấm men 1,0*107 tb/ml.
– Lên men ở nhiệt độ thường. – Thời gian lên men là 11 ngày
Khi lên men xong tiến hành tách cặn và nấm men. Sau đó đem đi chưng cất đo độ cồn và đánh giá cảm quan, chọn hàm lượng đường lên men thích hợp.
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho dịch lên men Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp Chọn giá trị pH thích hợp 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 Acid citric Dịch quả Điều chỉnh pH Đường Dưa hấu Xử lý Lên men
Xử lý sau lên men
Đánh giá chất lượng Dịch tăng sinh
Tăng sinh
Thí nghiệm được tiến hành như sau:
Xác định hàm lượng đường có sẵn trong dịch dưa hấu sau khi ép bằng khúc xạ kế.
Chuẩn bị năm mẫu thí nghiệm, mỗi mẫu 200 ml dịch dưa hấu. Bổ sung đường vào các mẫu đạt hàm lượng đã xác định thí nghiệm trên (220g/l) .
Bổ sung acid citric vào các mẫu để sau khi bổ sung các mẫu có pH lần lượt là: 2,9; 3,3; 3,5; 3,8; 4,1. Cho thêm amonsunfat 0,05 g/l, vitaminB1 0,5 mg/l . Lên men với các điều kiện sau:
– Dịch cái men được bổ sung 12% so với thể tích dịch lên men. Nấm men được tăng sinh trước đó 24h với mật độ nấm men 1,0*107 tb/ml.
– Lên men ở nhiệt độ thường. – Thời gian lên men là 11 ngày.
Khi lên men xong tiến hành tách cặn và nấm men. Sau đó đem đi chưng cất đo độ cồn và đánh giá cảm quan, chọn giá trị pH thích hợp.
2.2.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp cần bổ sung.
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp cần bổ sung
Xử lý sau lên men
Đánh giá chất lượng
Chọn tỷ lệ nước cái men thích hợp
6% 8% 10% 12% 14%
Lên men với các tỷ lệ Nước cái men bổ sung Nấm men Tăng sinh Dịch tăng sinh Dịch quả Điều chỉnh thành phần Dưa hấu Xử lý Đường, acid
Thí nghiệm được tiến hành như sau:
Xác định hàm lượng đường có sẵn trong dịch dưa hấu sau khi ép bằng khúc xạ kế.
Chuẩn bị năm mẫu thí nghiệm, bổ sung đường và acid với hàm lượng thích hợp đã xác định ở thí nghiệm trên. Cho thêm amonsunfat 0,05 g/l, vitaminB1 0,5 mg/l.
Sau đó bổ sung nước cái men vào 5 mẫu với các tỷ lệ lần lượt là: 6%; 8%; 10%; 12%; 14%. Nấm men được tăng sinh trong 24h, với mật độ nấm men 1,0*107 tb/ml. – Lên men ở nhiệt độ thường.
– Thời gian lên men là 11 ngày
Khi lên men xong tiến hành tách cặn và nấm men. Sau đó, đem sản phẩm đi chưng cất xác định độ cồn và đánh giá cảm quan, chọn tỷ lệ dịch cái men bổ sung thích hợp
2.2.3.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp.
Xử lý sau lên men
Đánh giá chất lượng
Chọn thời gian lên men thích hợp
5 7 9 11 13
Lên men với các thời gian (ngày) Nấm men Tăng sinh Dịch tăng sinh Dịch quả Điều chỉnh thành phần Dưa hấu Xử lý Đường, acid
Thí nghiệm được tiến hành như sau: Chuẩn bị năm mẫu thí nghiệm.
Điều chỉnh về pH thích hợp đã xác định ở thí nghiệm trước. Bổ sung đường tối thích ở thí nghiệm trước. Cho thêm amonsunfat 0,05 g/l, vitaminB1 0,5 mg/l. Lên men với các điều kiện sau:
– Tỷ lệ nước cái men được xác định ở thí nghiệm trước với mật độ nấm men 1,0*107 tb/ml.
– Lên men ở nhiệt độ thường.
Thời gian lên men của 5 mẫu thí nghiệm cho lên men với các thời gian 3 ngày; 5 ngày; 7 ngày; 9 ngày; 11 ngày.
Khi lên men xong tiến hành tách cặn và nấm men. Sau đó đem sản phẩm xác định độ cồn và đánh giá cảm quan. Chọn thời gian lên men thích hợp.
2.2.4. Phương pháp đánh giá cảm quan cho sản phẩm vang dưa hấu 2.2.4.1. Xây dựng bảng cảm quan cho sản phẩm vang dưa hấu 2.2.4.1. Xây dựng bảng cảm quan cho sản phẩm vang dưa hấu
Đối với rượu nói chung và rượu vang nói riêng các chỉ tiêu cảm quan, quan trọng cần kiểm tra là: Độ trong và màu sắc, mùi, vị. Để xây dựng bảng điểm cảm