bài giảng SẢN XUẤT rượu dứa

 Các diễn biến trong quá trình lên men Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được hấp phụ trên bề mặt của tế bào nấm men , sau đó khuếch tán qua màng b

GVHD: Ts Nguyễn Thúy Hương

Thực hiện: Đào Thụy Mỹ Châu (60400224)

Phạm Lê Thanh Mai (60401489)

I Giới Thiệu sản phẩm

1.Nguồn gốc và đặc điểm rượu vang

 Con người đã uống rượu vang cách đây gần 5000 năm.

 Rượu vang xuất phát từ sự khai thác các phương pháp chiết xuất từ cây nho của thành Rome cách đây gần 5000 năm Đây có thể là nơi xuất phát của giống cây mà chúng ta sản xuất rượu vang ngày nay.

 Rượu vang tuy xuất phát từ Ý,nhưng ngày nay sản phẩm rượu vang chất lượng tốt và uy tín nhất lại đến từ nước Pháp.

 Nguyên liệu sử dụng trong các loại rượu vang thường là các loại trái cây có nhiều đường, vitamin, axit hữu cơ, các chất khóang, protein.

1.Nguồn gốc và đặc điểm rượu vang

Nho

Chuối

Dâu

 Người ta chia rượu vang ra làm 4 loại

table wines sparkling wines fortified wines flavored wines

-Loại dùng tại bàn ăn (table wines) -Loại sủi bọt (sparkling wines)

-Loại có độ rượu cao (fortified wines) -Loại rượu mùi (flavored wines)

2 Sản phẩm rượu dứa

 Do giá trị dinh dưỡng, giá trị dược liệu cao, hương thơm,

vị ngọt, màu sắc đẹp nên dứa và các sản phẩm chế biến từ dứa đang được ưa chuộng trên thế giới

 Việt Nam với khí hậu và thổ nhưỡng vùng nhiệt đới nên nguyên liệu dứa được trồng khá phổ biến, sản lượng hàng năm lớn, do vậy việc sản xuất các sản phẩm đồ hộp từ

dứa có thể làm ra nhiều loại sản phẩm như dứa nước

đường, mứt dứa, nước dứa và vang dứa

II Quy trình sản xuất

1.Các quá trình sinh hóa trong quá trình

lên men

 Các diễn biến trong quá trình lên men

 Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên

được hấp phụ trên bề mặt của tế bào nấm men , sau đó khuếch tán qua màng bề mặt bán thấm đó mà vào bên trong tế bào Sự khuếch tán này tuân theo những định luật chung của sự thẩm thấu

 Trong khi nước được ra vào tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được màng tế bào cho đi vào mà không quay ra Vì vậy, đường

bị chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng enzyme để tạo thành sản phẩm cuối

cùng của sự lên men là rượu etylic và CO2 Như vậy là thông qua các hoạt động sống của tế bào nấm men mà trong nguyên sinh chất của chúng liên tục xảy ra những phản ứng sinh hóa phức tạp để rồi cuối cùng dẫn đến tổng hợp ra một chất này và phân hủy một chất kia

 Rượu etylic và CO 2 được tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào và khuếch tán vào môi

trường xung quanh Vì rượu hòa tan được với nước theo bất cứ tỉ lệ nào nên nó có thể khuếch tán vào môi trường một cách nhanh chóng và tạo ra một độ đậm lớn ở xung

quanh tế bào nấm men.

 Khí CO 2 cũng hòa tan được trong dịch thể , xong độ hòa tan của nó trong nước không lớn lắm (ở nhiệt độ 25 -30°c và áp suất 860mm Hg một lít nước hòa tan được 0.865-0.870 lít

CO 2 ) Độ hòa tan của CO 2 trong rượu lớn hơn trong nước 3 lần do vậy mà trong môi

trường lên men nhanh chóng bảo hòa khí CO 2 Liền đó CO 2 được hấp phụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men và những vật thể rắn khác của môi trường Khi thóat ra khỏi dung dịch khí CO 2 liền tạo thành các bọt và kết hợp vững chắc với tế bào nấm men Khi các bọt đạt đến độ lớn nào đó thì lực nâng của chúng vượt quá trọng lượng của tế bào và thết là bọt cùng với cả tế bào được nổi lên trên bề mặt, rồi bọt bị vỡ ra, khí bay vào khí quyển còn tế bào nấm mem lại bị chìm xuống.

 Như vậy là tế bào nấm men vốn dĩ không di động trở thành chuyển động được trong mội trường lên men, khiến cho sự trao đổi chất ở trong tế bào trở nên mạnh mẽ hơn và sự lên men cũng được tăng nhanh lên một cách tương ứng.

 Các diễn biến trong quá trình lên men

2 Hệ vi sinh vật trong sản xuất rượu vang

 Thế giới sản xuất rượu theo 2 phương pháp:

 Phương pháp lên men bằng hệ vi sinh vật tự nhiên

 Phương pháp lên men bằng hệ vi sinh vật thuần khiết

 Phương pháp lên men bằng hệ vi

sinh vật tự nhiên

 Saccharomyces : Saccharomyces cerevisiae,

Saccharomyces sp

Hệ vi sinh trong dịch lên men

S.cerevisiae vẫn đóng vai trò quan trọng trong

việc chuyển hóa sinh → nấm men rượu vang

Hệ vi sinh trong dịch lên men tự nhiên

 Zygosaccharomyces sp.

 Non-saccharomyces : khả năng lên men kém hơn S.cerevisiae

phát triển trong suốt thời gian đầu cùa quá trình lên men tự nhiên nhưng sau đó thì sinh khối chúng giảm liên tục và để lại những

chủng S.cerevisiae có khả năng chịu nồng độ rượu cao.

Ưu điểm

 Không cần giống vi sinh vật thuần khiết

 Không đòi hỏi kỹ thuật cao

 Không cần đầu tư nhiều cho sản xuất

 Đặc biệt sản phẩm khá đặc biệt vì quá trình tích lũy hương cho sản phẩm không chỉ từ nguồn trái cây mà còn do vi sinh vật vốn có trong trái cây và theo vào quá trình lên men.

Nhược điểm

 Chất lượng sản phẩm thường không ổn định vì không kiểm soát được lượng vi sinh vật cho vào.

Phương pháp lên men bằng hệ vi

sinh vật thuần khiết

 Giảm thời gian pha lag

 Giảm mối nguy hư hỏng rượu

Ưu điểm

 Trong sản xụất rượu vang người ta thường dùng

những chủng nấm men thuần khiết như sau:

 Sacharomyces vini: có khả năng kết lắng rất nhanh, sinh sản

theo cách nảy chồi và rạp bào tử.

 Saccharomyces uvarum: có hình thái rất giống các loài nấm

men có khả năng lên men cồn khácm nhưng khả năng tạo bào tử của chúng cao hơn rất nhiều Trong quá trình lên men, chúng có khả năng tạo được lượng cồn rất cao (12-13%V)

 Saccharomyces oviformis: Nấm men này có khả năng lên men

dịch đường để tạo thành lượng cồn rất cao (18%V) Nấm men này có khả năng lên men được rất nhiều đường khác nhau như glucose, manose, saccharose, maltose và 1/3 nafinose, không có khả năng lên men galactose

Những chủng nấm men thuần khiết

Ảnh hưởng của vi sinh vật đến

hương vị của rượu vang

 Nguồn gốc của hương vị trong rượu xuất phát từ:

 Từ trái cây (varietal fovour)

 Từ quá trình chiết tách và bảo quản dịch quả (pre-fermentative flovour)

 Từ nấm men và vi sinh vật khác (fermentative flovour)

 Trong quá trình tàng trữ rượu (post-fermentative flovour)

Nguyên nhân chính gây sự cản trở hay làm chậm quá trình lên men:

 Thiếu hụt chất dinh dưỡng:

Những đặc tính mong muốn của các

giống nấm men rượu vang:

 Đặc điểm lên men:

 Bắt đầu lên men nhanh chóng

 Hiệu suất lên men cao

 Chịu được nồng độ cồn cao…

Nâng cao chất lượng nấm men:

 Nâng cao khả năng sử dụng đường hiệu quả hơn → hexose transpoters, hexose kinase

 Giảm khả năng tạo bọt → protein bề mặt

 Khả năng chịu được các hợp chất kháng khuẩn

 Có khả năng tạo ra các enzyme kháng khuẩn → lysozyme, glucamase, chitonase

 Có khả năng tạo ra các peptite kháng khuẩn: → bacterocin

 Giải phóng các terpenoid của nước quả

 Tạo các ester mong muốn

gen của các dòng nấm men rượu vang:

Phương pháp huấn luyện giống thích

nghi: thông qua các bước nhân giống dần dần có thể cải thiện chất lượng giống

 Nguyên tắc: tất cả các vi sinh vật đều có khả năng thích nghi

cao đối với mọi tác động của môi trường nhửng tác động môi trường được lặp đi lặp lại tạo nên tính thích nghi bền vững.

 Ví dụ:

 Tạo cho nấm men giống có khả năng thích nghi dần với điều kiện lên men

có SO 2 Khi nhân giống nấm men thì thổi SO 2 vào dịch nhân giống với liều lượng từ thấp đến cao Nấm men sẽ chịu được SO 2 trong dịch lên men, còn những vi sinh vật khác không chịu được SO 2 sẽ bị tiêu diệt, quá trình lên men sẽ xảy ra thuận lợi.

 Tạo nấm men có khả năng thích nghi nồng độ đường cao, thích nghi pH, chất tiệt trùng, khả năng chịu nhiệt.

3 Quy trình sản xuất

Nấm men

Dứa Gọt vỏ mắt Vắt ép

Nước dứa Chỉnh độ đường (đạt độ khô 25-26%)

Chỉnh K 2 S 2 O 5

Lên men phụ Lên men chính

Saccarose (70%)

Nhân giống

Lọc, tách cặn

Nhiệt độ 25-28°C Thời gian 6 ngày

Nhiệt độ < 20°C Thời gian 3 tháng

Tàng trữ (-5°C) Đóng chai Rượu vang dứa

Thanh trùng ở 60°C, 30phút

Dịch dứa thô

đun tới 80°C, làm nguội về 29-30°C

3.1 Nguyên liệu

 Dứa thuộc ba nhóm Cayen, Queen và Spanish đều có thể dùng cho sản xuất rượu vang dứa, trong đó dứa thuộc nhóm Queen cho sản phẩm có chất lượng cao hơn.

 Loại Queen: Thịt quả vàng đậm, giòn, thơm, ngọt Quả nhỏ, mắt quả lồi, loại dứa này có phẩm chất cao nhất

 Loại Cayenne: Thịt quả vàng ngà, nhiều nước, ít thơm và vị kém ngọt hơn dứa hoa Quả rất to, vì thế còn gọi là dứa độc bình.

 Loại Red Spanish: Vỏ đỏ, thịt quả vàng nhạt có chỗ trắng, vị chua, hương kém thơm và nhiều nước hơn Quả kích thước trung bình, mắt sâu

Thành phần dinh dưỡng trong 100g khóm

Công dụng của khóm

 Nhiều vitamin và khoáng chất

Các minh chứng đã nhận thấy trong dứa có nhiều vitamin và khoáng chất Không những thế, dứa còn cung cấp đáng kể lượng calcium, kali, viatmin

C Đặc biệt trong trái dứa lại chứa rất ít chất béo và hàm lượng cholesterol rất tốt cho sức khỏe

 Giúp chắc xương

Các nhà nghiên cứu đưa ra kết luận rằng trong một cốc nước dứa có chứa tới 73% nhu cầu về mangan của một người trong một ngày, rất tốt cho

xương

 "Vị thuốc" chữa đau họng và cảm lạnh

Khi bị cảm lạnh hay đau rát cổ họng, người ta thường dùng dứa để bổ sung thêm nhiều vitamin C

Xử lý nguyên liệu

 Dứa tươi khi mua chọn những trái mắt to, lớn, cuống nhỏ, không được hư dập vì những trái này có thành phần thay đổi nhiều và là điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập và phát triển

 Rửa dứa tươi: khi đưa vào chế biến phải qua giai đoạn rửa làm sạch đất cát thuốc trừ sâu, loại bỏ những vi sinh vật bám trên bề mặt Giai đoạn được thực hiện nhanh chóng cẩn thận để hạn chế sự mất mát chất hoà tan trong trái dứa ra nước rửa

 Xử lý trước khi ép: gọt vỏ, lấy mắt, lỏi…loại bỏ những thành phần không ăn đươc có giá trị dinh dưỡng thấp có thể ảnh hưởng đần sản phẩm

 Ép dứa: tách dịch ra khỏi bã của nó

 Điều chỉnh nồng độ đường: nước dứa tự nhiên ít khi có thành phần

lý tưởng cho việc chế biến, cần bổ sung thành phần cho thích hợp (hàm lượng đương, pH )

Chuẩn bị lên men

 Nhân giống nấm men trong chế biến rượu dứa: Giống nấm men sau khi phân lập và thuần hoá, trước khi cho vào dịch lên men được nhân giống, môi trường dinh dưỡng để nhân giống

là dịch nước dứa đã thanh trùng ở 80 ° C

 Dịch nước dứa sau khi điều chỉnh nồng độ đường, pH thích hợp được chuyển vào các bình lên men Sau đó, nước dứa

được xử lý với K2S2O5 ở 1 liều lượng thích hợp Sau đó cho nấm men đã được nhân giống vào.

3.2 Các giai đọan lên men

xuất rượu vang

 Lên men phụ

 Mục đích: làm ổn định chất lượng rượu, làm sáng trong rượu và làm

tăng hương cho rượu

 Điều kiện lên men

 Được tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ lên men chính: 15-18 ° C.

 Trong quá trình lên men phụ, sự tạo thành cồn chậm rất nhiều, thay vào đó là một loạt các quá trình chuyển hoá phụ để tạo thành các chất thơm

Lên men phụ

 Sau lên men, lượng cồn được tạo thành quá thấp sẽ xảy ra hiện tượng chua rượu do quá trình lên men acetic ⇒ Phải bổ sung thêm cồn vào rượu để triệt tiêu quá trình lên men acid acetic và bảo chất lượng rượu đồng đều

 Sau khi điều chỉnh lượng cồn có trong rượu, người ta chuyển toàn bộ vào phòng lạnh dưới 10°C Ở nhiệt độ này các thành phần không tan sẽ được lằng xuống đáy và người ta gạn cặn lắng ra.

 Rượu sau khi đã được làm trong sẽ được tiếp tục tàng trữ Thời gian tàng trữ ở điều kiện lạnh càng lâu, chất lượng rượu càng tốt.

 Sản phẩm được đóng chai có nút kín và thanh trùng ở nhiệt

độ 60°C với thời gian 30 phút

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến dịch lên men

 Nguồn Hyđratcacbon

 Các loại đường khác nhau ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm men

•Khi sử dụng glucose thì µm và Xm đạt giá trị lớn nhất (0.0945 h-1, 8.0366 g/L)

•Khi sử dụng fructose thì µm và Xm đạt giá trị nhỏ nhất (0.0800 h-1, 7.2270 g/L)

•Tốc độ phát triển riêng cực đại µm

•Mật độ sinh khối cực đại Xm

 Khi sử dụng glucose thì nồng độ cồn được tạo ra cao nhất, ngược lại khi sử

Nguồn Hyđratcacbon

Các loại đường khác nhau ảnh hưởng đến khả

năng tạo ra cồn của nấm men

Nguồn Hyđratcacbon

Tốc độ tiêu thụ cơ chất với các loại đường khác nhau:

Tốc độ đồng hóa đường glucose thì nhanh hơn 2 loại đường frustose

và sucrose thông qua giá trị Vs/x

Vs/x :Tốc độ đồng hóa cơ chất tính bằng số gam cơ chất bị đồng hóa tính trên một gam vi sinh vật trong một đơn vị thời gian

 Ảnh hưởng bởi nguồn dinh dưỡng khác-Nitơ

 Ảnh hưởng của nitơ đến tốc độ tiêu thụ đường

Nitơ giúp nấm men tiêu thụ đường tốt hơn

→ hiệu suất của quá trình lên men tốt hơn.

 Ảnh hưởng bởi nguồn dinh dưỡng

khác-Nitơ

 Tốc độ - khả năng tiêu thụ nitơ của nấm men

Khảo sát lượng nitơ mà nấm men có thể tiêu thụ để biết được lượng nitơ đủ cần thiết cho nấm men có thể sử dụng.

Lượng nitơ cho vào phải vừa

đủ, tránh cho vào quá nhiều (theo hình thì khi bổ sung 805mg N/L thì kết thúc thời gian kiểm soát vẫn còn 30% nitơ chưa được sử dụng).

 Ảnh hưởng bởi nguồn dinh dưỡng khác-Nitơ

 Ảnh hưởng của nitơ đến khả năng tạo cồn

Bổ sung nitơ giúp tăng nồng độ cồn từ 3% (66mgN/L) đến 11% (267, 402.5, và 805 mg/L)

 Thí nghiệm của Salmon (1989) cho rằng nếu bổ sung 200mg/L nitơ được cho vào môi trường vốn có sẵn 66mgN/L vào pha ổn định thì nấm men cần thêm 48 giờ

để hòan thành quá trình lên men so với khi thực hiện lên men với môi trường có sẵn 267 mgN/L điều này cho

thấy nên cho nitơ vào sớm hơn trước khi sự phát triển của tế bào kết thúc

khác-Nitơ

 Thời gian bổ sung nitơ cũng phải cần khảo sát

 Ảnh hưởng bởi Độ pH

 Độ pH của môi trường ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của nấm men, nhưng pH tối ưu cho sự phát triển của quá trình lên men thường không cố định

 Độ pH phụ thuộc vào các yếu tố:

 Loài, chủng nấm men

 Thành phần môi trường

 Điều kiện môi trường lên men

 Nấm men có thể phát triển ở môi trường trung tính-kiềm nhưng lên men tốt nhất là môi trường acid

Đặc tính này giúp loại trừ một số loại vi khuẩn không

có khả năng chịu được môi trường acid nhưng nếu thấp quá (dưới pH = 2.6) thì sẽ ức chế sự phát triển của nấm men

 Ảnh hưởng bởi Oxi

 Sự cung cấp oxy cần thiết cho giai đoạn phát triển tăng sinh khối

của nấm men ở giai đoạn đầu cho nấm men vào dịch lên men

 Độ thoáng khí của môi trường ngược lại rất bất lợi cho quá trình

lên men rượu, khi bắt đầu chuyển sang giai đoạn len men Sự lên men phải xảy ra trong điều kiện yếm khí hoàn toàn Ở điều kiện này, những VSV cần O2 bị cản trở (như VK acetic, các loại nấm men dại )

non Nồng độ tế bào Saccharomyces cerevisiae sau 2 ngày lên men được duy trì ở mức 10 7.5 - 8 cfu/ml, sau ngày thứ 6-8 có

Ảnh hưởng bởi Oxi

 Nồng độ O2 cao có trong môi trường làm gia tăng

thời gian tồn tại và giảm tốc độ chết của các tế bào non – Saccharomyces

 Tuy nhiên lại không ảnh hưởng đến sự phát triển và tồn tại của tế bào nấm men Saccharomyces cervisiae

Ảnh hưởng bởi nhiệt độ

 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng phát triển của vi sinh vật

 Ở các nhiệt độ khác nhau thì thành phần nấm men khác nhau

 Nhiệt độ môi trường có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển và lên

men của nấm men TOPT cho nấm men phát triển là 18 -25°C (ảnh hưởng tốt

 Ở nhiệt độ thấp thì hoạt động của nấm men yếu, đạt Xm chậm hơn, nhưng

ổn định trong suốt quá trình lên men hiệu quả lên men cao

 Khi tăng nhiệt độ quá 30 ° C sẽ tăng quá trình sinh sản của nấm men nhưng trong điều kiện nhiệt độ cao nấm men rất dễ bị tiêu diệt và trong dịch lên men còn lại rất nhiều đường chưa lên men

 Ở nhiệt độ trên 35 ° C, coi như lên men không hoàn toàn và bị hạn chế ở nhiệt

độ 36-38 ° C hoạt tính của nấm men giảm Sự lên men bị ngừng trệ ở nhiệt độ trên 40 ° C