Nghiên cứu chế biến rượu vang mận

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trangmen và chất lượng sản phẩm ...23 3.3.3 Thí nghiệm 3 : Khảo sát ảnh hưởng của agar, chỉtosan đến độ trong và hàm lượng methanol củ

Cần Thơ, 2011

1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

LÊ THỊ LÀNH

MSSV: 207181«

NGHIÊN CỨU CHẾ BIÉN Rượu VANG MẶN

Luận văn tốt nghiệp

Ngành: CÔNG NGHỆ THựC PHẨM

Người hướng dẫn

Th.s BÙI THỊ QUỲNH HOA

Trang

Luận văn đính kèm theo sau với tên đề tài “Nghiên cứu chế biến rượu vang

mận”, do sinh viên Lê Thị Lành thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm

luận văn thông qua

Th.s Bùi Thị Quỳnh Hoa

Cần Thơ, ngày tháng năm 2011

Chủ tịch hội đồng

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang

LỜI CẢM TẠ

Sau ba tháng miệt mài làm thí nghiệm tại bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & SHƯD, Trường Đại học cần Thơ, nay tôi đã hoàn thành luận văn này với những kết quả trung thực và khoa học Những kết quả đạt được là do sự động viên, giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè

Trước tiên, con xin cám ơn ba mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng, dạy dỗ, tạo mọi điều kiện cho con có thể yên tâm học hành Ba mẹ đã chỉ dạy cho con những điều hay

lẻ phải trong cuộc sống và hôm nay chính nhờ sự ủng hộ, động viên mọi việc để con có thể thực hiện và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến quí thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã truyền đạt kiến thức cho em suốt bốn năm qua, đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Bùi Thị Quỳnh Hoa, đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức tuyệt vời để em có thể hoàn thành tốt luận văn này

Xin cảm ơn các anh chị ở phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn

Tôi gởi lời cảm ơn đến tất cả các bạn ngành Công nghệ Thực phẩm đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 02 tháng 5 năm 2011

Người thực hiện

Lê Thị Lành

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG viii

TÓM LƯỢC ix

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2: Lược KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1.2 Quá trình chọn nguyên liệu làm rượu 4

2.2 Nấm men 4

2.2.1 Đặc tính chung của nấm men 4

2.2.2 Sinh dưỡng của nấm men 5

2.2.3

Nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây 6

2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men 8

2.3 Cơ chế của quá trình lên men 10

2.4 Động học của quá trình lên men 11

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 12

2.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 12

2.5.2 Ảnh hưởng của pH 12

2.5.3 Ảnh hưởng của nồng độ rượu 12

2.5.4 Ảnh hưởng của số lượng và chất lượng nấm men 13

2.6 Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian trong quá trình lên men rượu vang 13 2.6.1 Sự tạo thành acid 13

2.6.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử 13

2.6.3 Sự tạo thành ester 14

2.7 Nguyên nhân làm đục rượu và biện pháp làm cho rượu trong và ổn định 14 2.7.1 Nguyên nhân làm đục rượu 14

2.7.2 Những biện pháp làm cho rượu trong và ổn định 16

2.8 Agar 17

2.8.1 Giới thiệu 17

2.8.2 Tính chất 17

2.9 Chitosan 18

2.9.1 Giới thiệu 18

2.9.2 Tính chất 18

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 20

3.1 Phương tiện thí nghiệm 20

3.1.1 Địa điểm tiến hành thí nghiệm 20

3.1.2 Thời gian thực hiện đề tài 20

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ 20

3.1.4 Nguyên vật liệu, hóa chất 20

3.1.5 Phân tích thống kê 20

3.2

Phương pháp thí nghiệm 21

3.2.1

Phương pháp thí nghiệm 21

3.2.2 Qui trình thí nghiệm 21

3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm 23

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát thành phần nguyên liệu 23 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang

men và chất lượng sản phẩm 23

3.3.3 Thí nghiệm 3 : Khảo sát ảnh hưởng của agar, chỉtosan đến độ trong và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm 25

CHƯƠNG 4: KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Thành phần của mận 27

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên men rượu và chất lượng sản phẩm 27

4.2.1 Ket quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ và pH lên men khác nhau đến hàm lượng ethanol sinh ra và đường sót trong sản phẩm sau lên men 27

4.4.2 Ket quả thong kê ảnh hưởng của nhiệt độ và pH lên men khác nhau đến hàm lượng acid tổng số và ester trong sản phẩm sau quá trình lên men .34 4.3 Khảo sát ảnh hưởng của việc bể sung agar và chitosan đến độ trong và lượng tạp chất của rượu thành phẩm theo thòi gian 36

4.3.1 Kháo sát ảnh hưởng của việc bổ sung chỉtosan đến độ trong và lượng tạp chất của rượu thành phẩm theo thòi gian 36

4.3.2 Kháo sát ảnh hưởng của việc bổ sung agar đến độ trong và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm 38

4.3.3 Ảnh hưởng của phương pháp làm trong 41

CHƯƠNG 5: KỂT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 43

1 Kết luận 43

2 Đề nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC ix

PHỤ LỤC 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ix

LPhương pháp phân tích thành phần nguyên liệu ix

2 Xác định hàm lượng đường trong thực phẩm theo phương pháp Bertrand ix 3 Phương pháp xác định hàm lượng rượu xiii

4 Xác định acid toàn phần của rượu xiii

5 Xác định hàm lượng ester của rượu xiv

6

Xác định hàm lượng methanol XV 7 Xác định độ truyền quang của sán phẩm xvỉi

8 Kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng phương pháp đánh giá cảm quan xviii

PHỤ LỤC 2: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG VIỆT NAM (TCVN

Bảng 5.2 Yêu cầu về cảm quan của rượu vang XX

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHUT) Trang

Bảng 5.3 Bảng tiêu chuẩn chất lượng rượu vang Việt Nam (TCVN

3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng ethanol theo thời gian lên men của

4.2 Ket quả thống kê sự biến đổi hàm lượng ethanol trong quá

4.3 Kết quả thống kê sự biến đổi hàm lượng đường sót sau quá

4.4 Ket quả thống kê sự biến đổi hàm lượng acid tổng số sau

4.5 Kết quả thống kê sự biến đổi hàm lượng ester sau quá trình

4.6 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan sử dụng đến quá trình làm

4.9 Ảnh hưởng của nồng độ agar sử dụng đến độ trong của

4.14 Ảnh hưởng của phương pháp làm trong đến giá trị cảm quan của sản phẩm 42

TÓM LƯỢC

Rượu vang là một thức uống thơm ngon và bổ ích cho cơ thể Rượu vang nếu uống một cách đều độ, vừa phải mỗi ngày rất có lợi cho sức khỏe của chúng ta Mận là trái cây phổ biến ở đồng bằng sông Cửu Long, vào mùa mận giá của mận rất thấp

Đề tài “Nghiên cứu chế biến rượu vang mận” được thực hiện với mong muốn tận

dụng nguồn nguyên liệu dồi dào, rẻ tiền tại địa phương qua đó tăng thu nhập người dân

Nghiên cứu chế biến rượu vang mận nhằm tìm ra những điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:

_ Phân tích thành phần nguyên liệu mận

_ Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên men rượu và chất lượng sản phẩm

_ Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung agar và chitosan đến độ trong và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm

Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện các thí nghiệm, chúng tôi thu được các kết quả như sau:

_ Nguyên liệu mận An Phước có độ ẩm 87,12%; hàm lượng đường tổng 8,46%; hàm lượng chất khô hòa tan 10%; pH 4,72; hàm lượng acid toàn phần 0,04%

_ Nhiệt độ và pH thích hợp cho quá trình lên men đóng vai trò quan trọng, trong đó điều kiện lên men ở nhiệt độ mát (khoảng 20°C) tốt hơn ở nhiệt độ phòng và pH lên men 4,3 là thích hợp nhất được thể hiện qua các chỉ tiêu hàm lượng ethanol cao, hàm lượng đường sót thấp, hàm lượng acid và ester ở mức được chấp nhận Thời gian kết thúc quá trình lên men chính vào ngày thứ 12 để sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất

_ Làm trong rượu bằng 0,5 g/lít agar đạt hiệu quả làm trong cao nhất và hàm lượng methanol nằm trong giới hạn cho phép (TCVN 7045 : 2002) Đối với chitosan, loại chitosan và các nồng độ sử dụng trong nghiên cứu có hiệu quả làm trong rất kém

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 1

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Đặt vấn đề

Mấy năm gần đây, chế biến sản phẩm trái cây phát triển rất nhanh Cơ cấu chủng loại cây ăn trái đã được cải tiến bước đầu, thị trường trái cây trong nước có xu hướng cung nhiều hơn cầu Có một số trái cây đã lâm vào thế khó bán Bởi vậy việc phát triển sản phẩm rượu trái cây là con đường tất yếu để sử dụng hết diện tích cây

ăn trái, nhằm nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài nước, cải thiện thu nhập của người nông dân

Trái cây ăn tươi có màu sắc, hương vị, giá trị dinh dưỡng ở mức tối đa được ưa thíchnhất Trái cây có mùa vụ nhưng yêu cầu tiêu thụ thì liên tục Trái cây tươi dễ bị dập,khó vận chuyển Chế biến rượu trái cây là phương pháp bảo quản lâu hơn dễ tiêu thụ

ở xa, lâu dài Vì vậy chế biến rượu vang trái cây là nhu cầu bức thiết, giúp mở rộng thị trường cho người trồng quả, tiêu thụ quanh năm, góp phần làm cho nghề trồng vườn phát triển và ổn định

Rượu là một danh từ dùng để chỉ một dung dịch có chứa cồn etylic có công thức

CH3CH2OH CÓ rất nhiều loại rượu khác nhau và để dễ phân biệt tạm chia thành 3

nhóm: Rượu cất hay rượu trắng, rượu pha chế, rượu vang (Vũ Công Hầu, 1983).

Mấy năm gần đây do nhu cầu về rượu tăng cao, Đặc biệt vào các dịp lễ tết, liên hoan, cưới xin, trên thị trường đã xuất hiện nhiều loại rượu, đa dạng về chủng loại

và mẫu mã Tuy nhiên vì rượu trắng có tỉ lệ cồn khá cao (35 -r40 °C) nên không thích hợp cho những người không quen uống rượu Rượu vang trái cây với nồng độ thấp từ (9 4- 15°C) phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng do đó nó được sử dụng ngày càng nhiều

Mận là trái cây phổ biến không chỉ nước ta mà còn nhiều nước khác Đặc biệt mận rất sai quả, quả có thể dùng để ăn dạng tươi, mứt, rượu Tuy nhiên vào mùa vụ giá của mận giảm xuống rất thấp Các dạng sản phẩm chế biến từ mận hầu như chưa có nhiều trên thị trường Vì vậy để nâng cao giá trị của mận, chúng ta cần phải có biện pháp bảo quản và chế biến thích hợp nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng tốt nên việc “nghiên cứu chế biến rượu vang mận” là cần thiết góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm cho người tiêu dùng

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng qui trình sản xuất rượu vang mận để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt và bảo quản lâu dài

Đe đạt được mục tiêu trên, đề tài tiến hành các thí nghiêm sau:

Khảo sát thành phần nguyên liệu

Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên men rượu

và chất lượng sản phẩm

Khảo sát ảnh hưởng của chất làm trong: agar và chitosan đến quá trình

làm trong và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm.

Hình 2.1 Cây mận

(Nguồn: http://www

hcmbỉotech com, vn truy cập

ngày 25/9/2010)

CHƯƠNG 2: Lược KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về nguyên liệu

2.1.1 Mận

Mận thuộc họ Sim (Myrtaceae) có tên

khoa học là Eugenia javanica Ớ đồng

bằng sông Cửu Long mận hầu như có mặt

quanh năm, đặc biệt ở các tỉnh Tiền

Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Vĩnh

Long Sản lượng mận rất lớn với nhiều

loại mận khác nhau như:

+ Mận hồng đào đá: trái to, ít có hạt, vỏ màu xanh sọc hồng, thịt rất giòn, ngọt, mận này thường bán giá cao hơn mận khác

+ Mận da người: mận này giống như hồng đào đá, vỏ có màu xanh sọc nhạt hơn, thịt không giòn và ngọt bằng hồng đào đá

+ Mận trắng: da trắng, quả tròn nhọn, ở cuống đặc ruột hoi chua

+ Mận đèn cầy: da màu đỏ huyết, thịt xốp rất chát

Hình 2.2 Mận An Phuức

Nguồn:

http://www.giongnongnghiep.com , truy

cập ngày 04/12/2010 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

-Khoa Nông Nghiệp & SHƯD

+ Mận An Phước (mận chuông) : Ở miền Nam Việt Nam hiện nay giống mận An phước được trồng khá phổ biến Mận An Phước có nguồn gốc từ giống mận Thoongsamri Thái Lan, được ghép với giống mận xanh đường của Việt Nam Có dạng hình trái oản dài, lớn trái, màu vỏ tím đỏ, thịt trái giòn, ngọt

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 4

(Quách Đĩnh, 1996)

2.1.2 Quá trình chọn nguyên liệu làm rượu

Đây là khâu đầu tiên của qui trình có ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch lên men sau này Độ chín của quả có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng dịch chiết xuất, mỗi loại quả có độ chín khác nhau thì chất lượng dịch chiết cũng khác nhau.Trong công nghệ lên men yêu cầu các loại quả đạt độ khô chế biến, không thối cóhương vị đặc trưng

2.2 Nấm men

2.2.1 Đặc tính chung của nấm men

Quá trình lên men rượu được thực hiện nhờ loài Saccharomyces, loài này có tính

kị khí không bắt buộc, chúng có khả năng hô hấp và lên men, khả năng lên men

của chúng rất khác nhau Sinh trưởng kị khí nghiêm ngặt ở Saccharomyces

cerevisiae chỉ xảy ra ở một vài thế hệ, bởi vì sự tổng hợp sterol cần cho việc hình

thành cấu trúc màng tế bào đòi hỏi phải có oxy Nếu sterol và các acid béo chưa

no được cung cấp thì nấm men có thể sinh trưởng trong điều kiện kị khí nghiêm ngặt trong tự nhiên như: ttong đất, thực phẩm, rau quả Nấm men sẽ sinh sản bằngnha bào trong điều kiện nuôi cấy không thuận lợi hoặc môi trường quá nghèo dinh dưỡng

Te bào nấm men có hình thái và kích thước khác nhau Tùy loài, tùy giống, chúng

có thể hình cầu, hình bầu dục, hình trứng, hình quả chanh, hình ống Tùy theo loại, giống và điều kiện sinh trưởng kích thước tế bào nấm men khác nhau rất nhiều, chúng có thể thay đổi trong khoảng 1,5 4- 5,3 pm hay có khi dài hơn nữa, các loại nấm men thường dùng trong sản xuất rượu bia có kích thước khoảng 4-7

pm (Bùi Thị Quỳnh Hoa)

Nấm men tiếp nhận thức ăn bằng con đường hấp thụ chọn lọc trên bề mặt tế bào

và Sâu đố khuếch tán vào bên trong Màng và lớp bao bọc nguyên sinh chất của tế bào trong trường hợp này đống vai ưò là màng bán thấm, điều khiển các chất dinhdưỡng vào tế bào và thải ra môi trường xung quanh những sản phẩm của hoạt động sống Để cho tế bào dễ hấp thụ, các chất dinh dưỡng phải là những chất có nguyên tử lượng thấp và hoà tan trong nước, một phần các chất dinh dưỡng chuyển hoá các hợp chất cao phân tử (protid, glucid, lipid ) trong tế bào và xây dựng thành tế bào mới

Nấm men sinh sản trong môi trường nước đường, lọc tách men, rửa, ép bỏ nước

sẽ được men bánh hay gọi là men ép

Nước trong nấm men gồm hai dạng: dạng tự do bám ở ngoài màng tế bào khoảng 28% và dạng kết hợp khoảng 47% Thành phần các chất không phụ thuộc vào giống nấm men

Nấm men cũng giống như các cơ thể thực vật khác cần oxi, cacbon, nitơ,

phospho, kali, magiê Trong đó:

* Oxy, hydro, cacbon

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 6

Oxy, hydro cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường Nguồn cung cấp cacbon

là các loại đường khác nhau Ở những giai đoạn nhất định, nấm men còn sử dụng nguồn cacbon của acid amin

sự phát triển của nấm men tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện hồi phục phosphorin hoá của acid pyruvic Mangan đóng vai trò tương tự magie (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2002)

2.2.3 Nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây

- Saccharomyces cerevisiae

Theo Nguyễn Đức Lượng (2006), trong sản xuất cồn, rượu vang và bia, người ta

thường dùng chủng Saccharomyces cerevisiae Nấm men này có khả năng lên

men rất tốt nhiều loại đường khác nhau như glucose, saccharose, maltose,

fructose, raffinose, galactose Chúng có khả năng lên men được ở nhiệt độ cao và

có khả năng chịu được acid Đặc biệt chúng có khả năng chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng độ 0,020 4- 0,025% Đặc điểm này rất thuận lợi khi lên men có sử dụng các chất sát trùng để tiêu diệt vi khuẩn và các loại nấm men dại Lên men thích hợp khi lượng đường trong dung dịch từ 12 4- 14%, có khi tới 16

4- 18% và nồng độ ethanol tạo thành trong dịch lên men từ 10 4- 12% Nhiệt độ lên men thích họp là 28 4- 32°c

Theo Bùi Ái (2003), một số loài nấm men thường gặp trong nước quả, có vai trò quan trọng trong sản xuất rượu vang:

- Saccharomyces vini

Đây là loại phổ biến trong lên men nước quả, chiếm 80% tổng số có trong nước quả lên men Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng chủng: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông

Nguồn carbon của chủng nấm men này là đường, cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotinic, biotin, thiamin và piridoxin

Đa số các tế bào loại này hình ovan, có kích thước từ (3-8) X (5-12)/im Sinh sản theo lối nảy chồi và tạo bào tử Sacharomyces vini sinh ra enzym invectase có

khả năng khử đường saccharose thành glucose và fructose Vì vậy, trong lên men

ta có thể bổ sung loại đường này vào trong dịch quả Chủng này lên men chỉ đạt

8-10% hàm lượng cồn theo thể tích Ở giai đoạn cuối Saccharomyces vỉnỉ kết

lắng nhanh và làm trong dịch rượu

Các chủng này có đặc tính riêng rẽ về khả năng chịu cồn, chịu sulfit, tạo thành các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp làm cho rượu vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt

Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces vini thường

già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết nhanh

- Saccharomyces uvacum

Loại này được tách ra từ nước quả nho, rượu và nước quả giúp bào tử lên men tự nhiên, về hình thái của nó không khác gì với các loài khác Khả năng sinh bào tử mạnh trong môi trường thạch- malt Các chủng của loài này có thể lên men đạt 12- 13% cồn trong dịch nho

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 7

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHUT) Trang 8

- Saccharomyces chevalieri

Nấm men này được được tách ra từ nước nho tự lên men, từ rượu vang non được

gây men từ nước dừa Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho

có thể tạo 16% cồn Nó thường lẫn với sacchromyces vini.

- Saccharomyces ovifromis

Được tách ra từ nước nho lên men tự nhiên, những loài nấm men này ít hơn so

với Saccharomyces vini Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các

loại nước quả khác, có khả năng chịu được độ cồn cao, lên men kiệt đường và có thể tạo ra độ cồn tới 18% Các yếu tố sinh trưởng của loài này giống như

Saccharomyces vini.

Dùng chủng thuần khiết của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt

Trong quá trình lên men, giống này tạo thành trên dịch quả Saccharomyces

ovifromis lên men được glucose, fructose, saccharose, maltose và 1/3 rafinose

Nó không lên men được với lactose và pentose Điều khác cơ bản của

Saccharomyces ovifromis và Saccharomyces vini là không lên men được

galactose và lên men nổi trên bề mặt dịch lên men tạo thành màng

Nhìn chung, hai giống men rượu vang Saccharomyces ovifromis và

Saccharomyces vỉnỉ có nhiều chủng loại được dùng trong sản xuất Nhiều chủng

men rượu có nhiệt độ thích họp là 18 - 25°c, ở 35°c sự sinh sản của nó bị ức chế,

ở 40°c sự sinh sản của nó bị ngưng hoàn toàn, ở nhiệt độ 16°c sự sinh sản và lên

men bị kéo dài Các điều kiện hóa lý, thành phần chất lượng dịch quả, cũng như

pH của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sống của nấm men (Bùi

Thị Quỳnh Hoa, 2002).

* Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang : có lực lên men cao đối với nước quả, sử dụng đường cho lên men gần hoàn toàn, kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh, chịu được độ cồn cao và độ acid của môi trường, cũng như các chất sát trùng, tạo cho rượu hương vị thơm ngon, thanh khiết

2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men

Ngoài nấm men trong nước quả còn có nhiều loại vi khuẩn Với nấm men chúng

sẽ tạo sự chuyển hóa có ích cho nước quả và quá trình làm rượu còn vi khuẩn thì thường là tác động đến các thành phần của nước quả hoặc của rượu sinh ra và chuyển thành các chất có hại cho rượu vang Chẳng hạn như vi khuẩn lactic phân hủy acid malic, acid tartric, đường và glycerin làm cho rượu có vị chua, vị đắng

và mùi hôi, và vi khuẩn acetic chuyển cồn thành acid acetic và biến rượu vang thành giấm Tuy nhiên vi khuẩn lactic cũng có điểm lợi là chúng lên men

malolactic để làm giảm độ chua của rượu giúp rượu dịu bớt đi

Dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà còn cho các vi sinh vật khác Trong nước, trong không khí cũng như các nguồn nguyên liệu tham gia vào thành phần môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật

có hại cho lên men rượu (Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng, 2007) Trong điều kiện lên men rượu thường gặp nhất các loại vi sinh vật sau đây:

* Vi khuẩn lactic:

Đây là loại vi khuẩn yếm khí, chúng gồm hai loại: lactic điển hình và lactic không điển hình Lactic điển hình sẽ biến đường thành sản phẩm duy nhất là acid lactic:

C6H1206 -► 2CH3CH(OH)COOH + 18 Kcal

Vi khuẩn lactic không điển hình sẽ sử dụng đường và tạo ra acid lactic, ngoài ra còn tạo ra một lượng đáng kể các chất khác như: alcol, acid acetic, cacbonic, diacetyl và ceton Các sản phẩm được tạo ra phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, pH,mức độ yếm khí, Vì vậy các sản phẩm tạo thành không ổn định

Lactic điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 49 - 51°c còn lactic không điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 37 - 38°c.

*Vi khuần acetic:

Đây là loại vi khuẩn háo khí không tạo thành bào tử, có nhiệt độ tối ưu trong

khoảng 20 - 35 °c, tối đa 42 °c chúng phát triển tốt trong môi trường có alcol

thấp, oxy hóa alcol thành acid acetic:

C2H5OH + 02 -> CH3COOH + H20 + 116 Kcal

Trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid gluconic Ngoài ra chúng còn oxy hóa các alcol khác, ví dụ như dưới tác dụng của vi khuẩn acetic chúng biến alcol butylic thành acid butyric:

*Vi khuẩn butylic và các vi sinh vật khác:

Nếu lấy dịch quả chưa lên men đem cấy trên hộp đĩa petri trong môi trường thích hợp sẽ phát triển nhiều vi khuẩn có khả năng tạo bào tử Chúng gồm vi khuẩn butylic, aceton butylic, subtilis, nhưng điều kiện lên men rượu, tất cả các vi khuẩn này không phát triển vì pH tối thích của chúng đều nằm trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu Vì vậy nhiễm khuẩn chủ yếu trong lên men rượu là vi khuẩn lactic

Nhìn chung, các loại vi khuẩn thường là có hại cho quá trình làm rượu, do đó khi lên men rượu vang (nhất là lên men không xác quả) không có chứa nhiều chất tanin thì người ta thường tìm cách ức chế hay tiêu diệt vi khuẩn Những biện pháp

có thể sử dụng là: điều chỉnh pH thấp, thanh trùng bằng S02, nhằm mục đích tránh những hư hỏng cho rượu vang trong giai đọan sau này

2.3 Ctf chế của quá trình lên men

Đe lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định Tùy vào phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào khác nhau Thông thường khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào trong một ml dịch lên men Do diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn nên khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng mạnh Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác trong môi trường lên men trước tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau

đó được khuếch tán vào bên trong tế bào nấm men, rượu và C02 sẽ được tạo thành.Rượu ethylic tạo thành khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nấm men Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất mạnh vào trong môi trường, C02 cũng hòa tan trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn Ở áp suất

800 mmHg, nhiệt độ 25-30°C là 0,856 - 0,837 lít C02 trong một lít nước Vì thế C02 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trạng thái bão hòa Khi bão hòa C02 bám vào xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khí Te bào nấm men thường dính liền với nhau, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó có sựchênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt Khi đến bề mặt do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt làm chúng

bị vỡ ra khí C02 được phóng thích ra bên ngoài Lúc này do khối lượng nấm men

đủ lớn trở lại nên chúng sẽ bị chìm xuống Quá trình này diễn ra liên tục nên tế bào nấm men vốn từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái chuyển động, làm gia tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào nấm men và môi trường điều này làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ hơn, khi đó sẽ làm tăng nhanh quá trình lên men

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 10

Khí C02 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí C02 làm tăng khả năng lên men của nấm men Kích thước, vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa tan mang điện tích, các vật lơ lửng khác hiện diện trong dịch lên menkhi lên men điều ảnh hưởng tới sự thoát khí C02 nên cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men.

2.4 Động học của quá trình lên men

Tốc độ của quá trình lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi sự thay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men, quan sát bằng cách theo dõi sự thay đổi lượng rượu và C02 tạo thành cũng như sự thay đổi trị số của nồng độ dịch lên men

Quá trình lên men chia làm 3 thòi kỳ chính:

- Thời kỳ đầu: Khoảng 60 giờ kể từ khi cho dịch lên men tiếp xúc với nấm men

Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể

- Thời kỳ 2: đây là thời kỳ lên men chính Chiếm khỏang 60 - 120 giờ sau thời kỳđầu Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng nhanh đáng kể và đạt đến trị số cực đại

- Thời kỳ cuối: đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là kỳ ổn định tạo mùi cho sản phẩm Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau không quan sát được

Thời kỳ lên men chính là thời kì biến đổi sâu sắc các thành phần trong dịch lên men, chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men Trong giai đọan này, trong điều kiện lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men sẽ giảm đi khoảng 1 độ (°Brix, balling, %) tùy loại sản phẩm, dây chuyền sảnxuất

Sự tồn tại của thời kỳ lên men cuối là đặc trưng đối với quá trình lên men dịch đường hóa từ nguyên liệu chứa tinh bột

Trong dịch lên men nếu biểu thị hàm lượng đường tồn tại ttong dịch lên men là 100% thì 4 - 6% là dạng chất khô không tan, 75 - 77% được chuyển thành maltose

và 19% là dextrin

Trong giai đọan lên men sự đường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không hoàntoàn, đặc biệt khó khăn đối với tinh bột không hòa tan Do đó tốc dộ lên men không phụ thuộc vào số lượng tế bào nấm men mà chủ yếu phụ thuộc vào sự thủy phân hàm lượng dextrin không lên men còn lại Tuy vậy, chính những loại đường không lên men này sẽ tạo thành vị ngọt cho sản phẩm Như vậy chu kỳ lên men dịch đường hóa tinh bột phụ thuộc vào thời gian lên men cuối hay phụ thuộc vào khả năng đường hóa của phức hệ enzyme amylase Rất nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia tăng hiệu suất của quá trình lên

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 12

men

Tuy vậy tùy theo sản phẩm của sự lên men, nồng độ glucid của dịch đường hóa, phưoưg pháp lên men, nhà sản xuất sẽ tạo ra một qui trình sản xuất riêng biệt với chất lượng và thành phần mong muốn của họ (Bùi Thị Quỳnh Hoa)

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

2.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm men, đến quá trình lên men

và chất lượng sản phẩm

Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định được khoảng

nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là từ 15-^30 °c, nếu lên men ở những

thang nhiệt độ thấp hơn thì càng tốt Còn lên men đỏ ( nước quả lẫn xác quả) phải chiết xuất các chất thơm và polyphenol từ vỏ quả nên cần thang độ cao hơn,

pH tối thích của nấm men là từ 4 -T 6

Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường nước quả có độ

pH bằng 3 -r 3,5 (Lương Đức Phẩm, 1998)

2.5.3 Ảnh hưởng của nồng độ rượu

Quá trình nuôi cấy nấm men chủ yếu là tạo điều kiện cho nấm men phát triển sinh khối, đạt số lượng theo yêu cầu Song , nấm men cũng thực hiện một quá trình lên men rượu đáng kể (còn phụ thuộc vào chế độ thông khí)

Thường trong dịch nấm men có khoảng 4 -T- 6% rượu Nồng độ rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men Nồng độ rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy Cùng một môi trường nuôi cấy, số lượng tế bào nấm men cho vào bằng nhau, điều kiện cấy giống nhau thì nồng độ rượu ban đầu < 2% chưa có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men, từ 5% đã có ảnh hưởng đến sự nảy chồi của nấm men, nồng độrượu 10 -7- 12% ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2002)

2.5.4 Ảnh hưởng của số lượng và chất lượng nấm men

Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men có ảnh hưởng lớn đến quá trình

lên men Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào thích họp thì quá trình lên men tốt

và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm cũng tốt hơn Nếu lượng tế bào nấmmen cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm, sinh khối tế bào nấm men thấp tạo diều kiện cho vi sinh vật phát triển Nếu số lượng nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men không đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần, sản phẩm sinh ra mùi lạ đồng thời phí đi một lượng nấm men

2.6 Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian trong quá trình lên men rượu vang

CH 3 CHO + CH3CHO + H 2 O = CH3COOH + C2 H 5 OH

* Acid lactic được tạo bởi pyruvate dehydrogenase theo phản ứng:

* Acid citric theo Lapphon được tạo từ aldehyde acetic phản ứng này được biểu diễn tổng quát như sau:

9CH3CHO + 4H 20 = (CH2COOH)2C(OH)COOH + 6C2H5OH

* Acid succinic được tạo thành có thể theo hai con đường : dehydro và trùng hợphai phân tử acid acetic với một aldehyde acetic:

2CH3-COOH + CH3CHO _^ COOHCH 2 COOH + C2H5OH

2.6.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử

Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên menrượu là các rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai (gọi chung là alcol cao phân tử) Các alcol này tuy ít nhưng lẫn vào cồn ethylic sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm Đó là các alcol propylic, izoamylic, amylic, hàm lượng của chúng chỉ vào khoảng 0,4-^0,5 % so với cồn ethylic nhưng gây cho sản phẩm mùihôi khó chịu Các alcol này có tên chung là dầu fusel và có mùi hôi khó chịu nên gọi là dầu khét

2.6.3 Sự tạo thành ester

Song song với quá trình tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzym esterase của

nấm men, các acid và alcol sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo ra những ester tương ứng

Có thể viết dưới dạng tổng quát sau:

R1CH2OH + R 2 COOH -► R 2 COO-CH 2 R! + H 2 O

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 14

Khi alcol ethylic kết hợp với acid acetic là sẽ nhận được ester ethylic hay acetate ethyl:

c2H5OH + CH3COOH ► CH 2 COOC 2 H 5 + H 2 O

Sự tạo thành ester sẽ dễ dàng hơn khi các cấu tử tham gia phản ứng là các

aldehyde:

RiCHO + R 2 CHO _ x R!COOCH2R2

Khi đó tất cả biến đổi của aldehyde sẽ được thực hiện mà không cần tiêu tốn năng lượng

Các aldehyde cũng có thể ngưng tụ với nhau để tạo ra chất mới, vừa chứa nhóm CHO vừa chứa nhóm -OH

Khi tác dụng với alcol ethylic, aldehyde acetic sẽ biến thành dietylacetate:

CH3CHO + 2C 2 H 5 OH -► CH3CH (OC 2 H 5 ) 2 + H 20

Dựa vào các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm cũng như trên thực tế sản xuất, người ta nhận thấy rằng, lượng sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian tạo thành trong các quá trình lên men phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, chúng thay đổi theo nhiệt độ, pH, mức độ sục khí cũng như chủng giống nấm men và cả nguồn nguyên liệu (Nguyễn Đình Thưởng, 2000)

2.7 Nguyên nhân làm đục rượu và biện pháp làm cho rượu trong và ồn định

2.7.1 Nguyên nhân làm đục rượu

Rượu vang quả vừa là dung dịch thật vì trong rượu có những phần tử nhỏ như: cồn, đường, muối khoáng (dung dịch thật bao giờ cũng trong), lại vừa là một dung dịch keo vì trong rượu có những phần tử như: glycerin, chất pectic, protein Dung dịch keo có thể trong, nhưng khi vì một lý do nào đó các phân tử liên kết với nhau thành những hạt keo lớn làm cho rượu trở nên đục do không thể cho ánh sáng lọt qua dễ dàng

Nếu trong rượu có những tạp chất lẫn vào như cuống quả, hạt mảnh vỏ, xơ thì chỉ lọc qua là rượu trong, nhưng khi rượu đục vì những hạt keo lớn thì không thể nào dùng các máy lọc thông thường mà phải dùng các máy lọc cực nhỏ

(ultrafiltre) Tuy nhiên rượu vẫn có thể đục lại

Có nhiều nguyên nhân làm cho rượu đục:

+ Kết tủa sắt:

Nếu trong rượu có từ 12 -t- 15mg/lít sắt tổng cộng, trong rượu vang lại có sẵn photphat thì khi rượu tiếp xúc với không khí, môi trường thiếu oxy chuyển thành môi trường giàu oxy, sẽ hình thành hợp chất peric photphat (FeP04) không hòa tan

được, màu hắng ở vang trắng, màu xanh hoặc đen ở vang đỏ.

Biện pháp phòng chống: Giữ cho quả sạch, không lẫn những mảnh đất vụn trong

đó có thành phần sắt, trước khi rượu chín cho bão hòa oxy, nếu kết tủa sắt thì loại

bỏ sắt thừa

+ Kết tủa đồng:

Trong rượu vang bao giờ cũng có hợp chất có lưu huỳnh Nếu hàm lượng đồng trong rượu lại đạt tối thiểu là 0,5mg/lít và trong điều kiện thiếu oxy (nút thật kín) thì sẽ hình thành sunfua đồng kết tủa thành thứ màu nâu đỏ

Biện pháp phòng chống: Không cho nước quả vào rượu tiếp xúc với đồng Nếu rượu chứa trên 0,5mg/lít đồng thì loại đồng đi bằng cách xử lý fero xianua kali hoặc axit rubeanic

+ Ket bông protein:

Protein của nước quả bị tiêu hủy một phần bởi “con men”, một phần nữa bị các chất tannin làm kết bông, nhưng vẫn có mặt trong rượu trẻ Nếu nhiệt độ lên cao, nếu nhiều oxy quá hoặc ngược lại quá thiếu oxy, đồng và sắt kết tủa, nếu lượng tannin trong rượu vang tăng lên (đựng trong thùng gỗ sồi), gây ra kết bông

protein, dưới dạng những vẩn đục màu trắng sền sệt như bột gạo lỏng đem nấu chín Rượu trắng ít tannin, nhất là rượu hẻ hay bị đục vì lý do này Đun nóng lên

70 -7- 80 °c rồi để nguội lọc qua Diotenit là biện pháp tốt để chống kết bông protein

+ Kết tủa kết màu:

Chất màu trong vang đỏ một phần ở dưới dạng keo Gặp lạnh các chất keo này bị kết tủa thành cặn màu đỏ sẫm Tác hại: màu đỏ giảm đi: 10 4- 20% Rượu càng già kết tủa càng dễ - vì vậy uống rượu trẻ phần nào tránh được sự cố này

+ Kết tủa Oxydase:

Trong nước quả thường có các enzyme Oxydase hay Polyphenol Oxydase oxy hóacác chất polyphenol chuyển màu, rượu bị đục Ngay khi bắt đầu lên men rượu, Oxydase đã hoạt động nhưng do bị cản trở vì môi trường lên men rượu là một môitrường thiếu oxy Qua suốt quá trình gạn cặn, sau khi lên men xong, để chống oxy hóa người ta luôn giữ rượu trong hiện trạng thiếu oxy, lên men Oxydase vẫn tồn tại và làm rượu đục và mất màu ở giai đoạn chín Ngay cả khi rượu đã chế xong, mỗi khi tiếp xúc một thời gian khá lâu với không khí là rượu có nguy cơ kết tủa Oxydase

Cách phòng chống tốt nhất là xử lý nhiệt 60 4 70 °c Khi rượu bắt đầu chín, nếu để một cốc rượu trẻ ra không khí 10 4 14 giờ mà thấy hiện trạng kết tủa Oxydase thì

đem xử lý nhiệt

4 Kết tủa khác:

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 16

Một số các chất muối khác có thể kết tủa trong rượu như: Kali bitartrat, canxi tartrat khi độ cồn tăng lên và nhiệt độ hạ thấp, ngoài ra cũng còn các muối khác cóthể kết tủa như: Canxi oxalat

2.7.2 Những biện pháp làm cho rượu trong và ổn định

- Biện pháp cổ truyền: Để lắng và gạn cặn

- Sử dụng protein tự nhiên: Keo động vật (Gelatin), lòng trắng trứng, sữa, máu

- Lọc

- Làm trong bằng các biện pháp vật lý

Phổ biến nhất là dùng nhiệt hoặc lạnh Nhiệt không chỉ có tác dụng tiệt trùng mà

còn có tác dụng ổn định rượu rất cao Ví dụ: Nhiều rượu trắng đun 10 phút ở 80 °c

sau đó lọc, giữ trong chai không thay đổi sau hàng chục năm; có sự ổn định nhờ

sự tác động vật lý như nhiệt phá hủy các chất Oxydase oxy hóa rượu, gây kết bôngnhững chất protein

Tóm lại: Trong sản xuất lớn khi phải ổn định một lượng lớn rượu thì lợi hom hại; giảm chất lượng ít hơn nguy cơ rượu bị hỏng Trong sản xuất nhỏ, nếu muốn để

lâu, nên xử lý ở các nhiệt độ thấp Ví dụ: dưới 55 4 60 °c trong thời gian ngắn thì

cũng nên xử lý nhiệt (Hậu, 1983).

Trong đề tài này sử dụng hai phương pháp làm trong : dùng Agar và chitosan

2.8 Agar

2.8.1 Giới thiệu

Agar hay thạch đã được sử dụng ở phía Đông vài trăm năm và chắc chắn là từ thế

kỷ 17 Agar đã được khám phá bởi Tarazaemon Minoya vào 1658 tại Nhật Bản và

được sử dụng rộng lớn ở Châu Á ( //www.cybercolloids).

Ngày nay agar thường được sử dụng trong các mục đích: thay the pectin hay kết hợp với pectin để làm mứt đông, dùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật, Agar là một sulphat polysacharite được tách ra bằng nước sôi từ các loài táo đỏ

(Gelidumsp, Gracilarta) Thành phần agar gồm: Agarose và Agarosepectin, chúng

có thể dễ dàng tách riêng sau khi acetyl hóa

Agarose: do 16-D-galactopiranoza và 3,6-anhidro- a -L-galactopiranoza luân

phiên tạo nên bằng liên kết /3 -1,4-và a -1,3 Không chứa gốc sunphat hoặc rất ít

(0,04% sunphat) nhưng có khả năng tạo gel lớn, vừa tích điện vừa trung hòa

Agarosepectin: có lẽ do các gốc D-galacto-2-sunfat và D-galacto-2,6-disunfat tạo

nên Có khoảng 6% sunphat, tạo gel rất cứng

2.8.2 Tính chất

Sự tạo gel của agar: Tạo gel ở nồng độ 0,04%, có tính thuận nghịch nhiệt và đàn

hồi Cũng như những gel polysaccharide khác, liên kết tham gia chủ yếu vào quá

trình tạo gel là liên kết hydro Nóng chảy ở 80 -T- 85°c, đông lại ở 40 -T- 45°c

Nồng độ agar càng cao thì bán kính lỗ gel càng nhỏ Lỗ gel càng lớn thì hiệu quả rây lọc càng bé Khi làm kho gel sẽ tạo ra một màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng

Agar có chứa một số gốc tích điện âm (gốc sulfat và gốc carboxyl) nên gel agar cũng có một số tính chất trao đổi ion Song khả năng này không cao vì nồng độ agar sử dụng chỉ vào khoảng 1% Vì thế trong điện di người ta dùng agarose làm chất màng tốt hơn agar, vì agarose chứa rất ít gốc sunfat

Agar có khả năng chống lại các phản ứng phân hủy do enzyme Có khả năng chống lại phản ứng phân hủy acid

Agar không màu, không vị, không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm

(Thành, 2002; Tú và ctv, 1982; Grosch, 1999).

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 18

2.9 Chitosan

2.9.1 Giới thiệu

Chitin là polysaccharide tích điện dương được tạo thành từ N- acetylgỉucosamine

và glucosamine liên kết với nhau nhờ liên kết p -1,4; cấu trúc này tương đồng với

cấu trúc của cellulose ngoài trừ cacbon ở vị trí thứ 2 chứa nhóm amine thay vì

nhốm hydroxyl (Cao Minh Hậu, 2006) Chỉtosan cũng là một polysaccharide được chiết xuất từ chitin, được cấu tạo từ 1,4-2- amỉno-2-dỉoxy-D-gỉucose Khi chitin

được đun nống ở nhiệt độ 90 - 120 °c trong môi trường NaCl > 40% thì chỉtosan được tạo thành do sụ tách nhốm acetyl của chỉtin

Hình 2.4 Công thức cấu tạo của chỉtỉn (1), chỉtosan (2), cellulose (3)

- Công thức phân tử của chitosan: ( CfcHnO^n

- Phân tử lượng: Mchitosan = (161,07)n

- Hai chỉ số quan trọng của chỉtosan là:

+ Mức độ deacetyl hóa (DD): là độ chuyển hóa chitin thành chỉtosan Thông thường, mức độ deacetyl hóa đạt khoảng 85 -T 95%

+ Khối lượng phân tử trung bình (MW): được xác định qua độ nhớt của dung dịch

chỉtosan và có giá trị biến đổi từ 100 -V 1200 kDa tùy theo mỗi loại.

2.9.2 Tính chất

Chỉtosan chính là sản phẩm biến tính của chỉtin, là một chất rắn xốp, nhẹ, hình vây, cố thể xay nhỏ theo nhiều lđch cỡ khác nhau

Dung dịch chitosan cố màu trắng hay vàng nhạt, không mùi, không vị

Chitosan không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc, tan được trong dung dịch acid loãng (pH < 6) tạo thành dung dịch keo trong, có khả năng tạo

màng tốt, nhiệt độ nóng chảy là 309 -T 311 °c.

Chitosan không những có hoạt tính sinh học cao, độc tính thấp mà còn có khả năng hòa họp trong cơ thể, khả năng tự phân hủy

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Phưong tiện thí nghiệm

3.1.1 Địa điểm tiến hành thí nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học cần Thơ

3.1.2 Thời gian thực hiện đề tài Từ ngày

03/01/2011 đến 22/4/2011

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ

Các thí nghiệm thực hiện thí nghiệm bao gồm:

+ Thiết bị làm nhỏ nguyên liệu + Bếp điện

dùng để phân tích đường + Chiết quang kế

(hiệu ATAGO, 0 4- 30 °Bx)

+ Cân điện tử với độ chính xác ± 0,01 g

+ Các bình lên men có các thể tích khác nhau: 2000ml, 5000ml

+ Máy đo pH với độ chính xác ± 0,01

+ Waterbath + Cồn kế thủy tinh +

Spectrophotometer + Hệ thống cất cồn phòng

thí nghiệm

3.1.4 Nguyên vật liệu, hóa chất

+ Hóa chất phân tích đường: HCldd, acetat chì, Na2S04 (30%), Fehling (A + B), NaOH (30%, IN, 0,1N), metyl xanh 1% trong nước, phenoltalein 1% trong cồn.+ Hóa chất phân tích rượu: K2Cr207 H2S04dd, Na2s203, NaHS03, acid cromotropic, KMn04, NaOH, nước cất

+ Nguyên liệu: mận, đường saccharose, nấm men Saccharomyces cerevisiae,

chitosan, agar

3.1.5 Phân tích thống kê

Số liệu được phân tích thống kê bằng Microsoft Excel và Statgraphics 3.1 Ngành

Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHUT) Trang

3.2 Phưorig pháp thí nghiệm

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm

Thí nghiệm tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men chính khi sản xuất rượu mận

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 20

+ Khảo sát thành phần nguyên liệu

+ Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên men rượu và chất lượng sản phẩm

+ Khảo sát ảnh hưởng của Agar, Chitosan đến quá trình làm trong rượu và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm

3.2.2 Quy trình thí nghiêm

Lọc thô

yLên men phụy

Chiết dịch

Hình 3.1 Quy trình thí nghiệm

3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát thành phần nguyên

liệu Mục đích:

Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu là cơ sở để xây dựng phương pháp chế biến cho các thí nghiệm tiếp theo sau

Phương pháp thực hiện:

Mận mua ở chợ không quá xanh cũng không quá chín, không bị giập, loại bỏ hạt

và phần không ăn được Đối với mẫu cần sấy, cắt mỏng thật nhỏ và đều để đem sấy, còn đối với mẫu dùng phân tích pH, đường thì lấy dịch quả và đem phân tích

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm tiến hành với 3 lần lặp lại và kết quả được tính theogiá trị trung bình

Mục đích: Chọn ra được các thông số thích hợp cho quá trình lên men làm cơ sở

để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo

Phương pháp thực hiện:

Vì ta khảo sát pH và nhiệt độ lên men khác nhau nên điều chỉnh pH ở các bình lên men khác nhau trước khi bổ sung nấm men và cố định °Bx = 24% và đặt các bình này ở điều kiện nhiệt độ phòng và nhiệt độ mát tương ứng (khoảng 20°C) đểtheo dõi quá trình lên men

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố, 2 lần lặp

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 24

lại

Nhân tố A: pH dịch lên men , có 3 mức độ:

Nhân tố B: nhiệt độ lên men, có 2 mức độ:

Số nghiệm thức: 3x2 = 6 nghiệm thức Tổng số thí nghiệm: 3x2x2 = 12 Chỉ tiêu theo dõi:

+ Độ rượu (hàm lượng ethanol)

—*• Sinh ra theo thời gian + Hàm lượng acid + Hàm lượng ester + Hàm lượng đường sót

Hình 3.2: Stf đầ bố trí khảo sát yếu tố ảnh hưởng của pH và nhiệt độ lên men đến

quá trình lên men rượu và chất lượng sản phẩm

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của agar, chitosan đến độ trong và hàm lượng methanol của rượu thành phẩm

Mục đích: Sau khi lên men xong thì dịch lên men, ngoài rượu ra còn có các thành phần khác và xác của nấm men làm cho rượuthu được không được trong Để lắng tự nhiên thì thời gian rất dài rượu mới có thể được trong như ý muốn Vì vậy, cần làm trong rượu để tăng thêm giá trị cảm quan và ổn định độ trong của rượu trong thời gian dài

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 26

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Từ kết quả phân tích ở bảng 4.1 ta thấy độ ẩm của nguyên liệu 87,12% là khá cao,

độ ẩm này chứng tỏ hàm lượng nước tự do của nguyên liệu rất lớn và rất thích hợp

để lên men rượu vang

Nguyên liệu mận có pH 4,72 không thích hợp cho hoạt động của nấm men Vì vậytrước khi lên men ta phải điều chỉnh pH dịch lên men xuống khoảng 4,0 - 4,6, điềukiện này thuận lợi cho quá trình hoạt động của tế bào nấm men Và mặt khác giá trị pH cao sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển và làm hư hỏng sản phẩm

Hàm lượng chất khô hòa tan của nguyên liệu tương đối thấp không thích hợp cho việc lên men rượu vang Do vậy, dịch lên men phải bổ sung thêm đường để nâng hàm lượng chất khô hòa tan lên 24% Brix tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men hoạt động và tạo ra hàm lượng rượu ethanol cần thiết để bảo quản sản phẩm

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH, nhiệt độ lên men đến quá trình lên men rượu và chất lượng sản phẩm

Ta đã biết nhiệt độ và pH là hai yếu tố tác động mạnh mẽ đến quá trình lên men,

mà cụ thể hơn là ảnh hưởng tới hoạt động hay hiệu quả trao đổi chất của tế bào nấm men Do đó, bằng cách khống chế các yếu tố trên để đạt được mục đích của quá trình lên men rượu, tạo ra sản phẩm có chất lượng và hiệu quả sản xuất cao

4.2.1 Ket quả thong kê ảnh hưởng của nhiệt độ và pH lên men khác nhau đến hàm lượng ethanol sinh ra và đường sót trong sản phẩm sau lên men.

Kết quả cho thấy hàm lượng ethanol khi lên men ở điều kiện nhiệt độ mát cao hơn

so vói nhiệt độ phòng ở hầu hết các pH tương ứng được khảo sát trong thí nghiệm này và có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa hai điều kiện nhiệt độ lên men này (bảng 4.2)

4.1 Thành phần của mận

Bảng 4.1 Thành phần của nguyên liệu mận

Chỉ tiêu Kết quả Đơn vị Ghi chú

Luận văn tốt nghiệp khóa 33 - 2011 Trường Đại Học cần Thơ

Ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 28

Hàm lượng ethanol (%v/v) Nhiệt độ lên men pH lên men Trung bình

4 4,3 4,6 (nhiệt độ lên men) Nhiệt độ phòng 9Ì5 3 10.75 c 10.25 cđ 10.\l a

Nhiệt độ mát (khoảng 20°C) 12b 13 a 12 25 ab 12.42 A

Tmng bình (pH lên men) 10.75

c 11.88 A 11.25®

Các chữ cái a, b, c, thê hiện sự khác biệt có ý nghĩa thông kê giữa các nghiêm thức ở mức ý nghĩa 5%.

Các chữ cái A, B, c, thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các giá trị trung bình (ở cùng

hàng hoặc cột) ở mức ý nghĩa 5%.

Số liệu trong bảng là giá trị trung bình của 2 lẩn lặp lại.

Hàm lượng ethanol tăng mạnh nhất ở pH 4,3 vào giai đoạn đầu: ngày thứ 5; 6; 7

và thứ 8 tăng với tốc độ nhanh và mạnh, sau đó có khuynh hướng tăng chậm dần (ở nhiệt độ thường), còn ở nhiệt độ mát thì ngược lại, được trình bày ở hình

4.2 và 4.3 Ta thấy ở điều kiện nhiệt độ phòng làm cho tốc độ lên men mạnh mẽ

hơn so với nhiệt độ mát trong những ngày đầu nhưng sau đó ở điều kiện nhiệt độ mát có khuynh hướng tăng mạnh còn nhiệt độ phòng thì tăng chậm lại Theo

Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng (2007), pH thích hợp nhất cho quá trình lên men rượu là 4,5 4 5,0 Ta thấy pH 4,6 là nằm trong khoảng pH hoạt động tối thích của nấm men nên lên men các mẫu có môi trường pH thuận lọi thì nấm men sẽ hoạt động tốt, tốc độ lên men nhanh và hàm lượng đường trong dịch lên men sẽ giảm mạnh Tuy nhiên, trong khoảng pH 4,6 cũng là môi trường tương đối tốt cho vi khuẩn phát triển nên lượng rượu sinh ra trong mẫu có pH 4,6 thì thấp hơn so với mẫu cho lên men ở pH 4,3 và hàm lượng đường còn lại trong dịch lên men cũng cao hơn và sự khác biệt này là có ý nghĩa thống kê