Nghiên cứu xây dựng một loại rượu trái cây từ bột ca cao (Theobroma cacao L. )

Saccharomyces cerevisiae đã được sử dụng trong quá trình lên men từ hàng ngàn năm về trước,từ những câu chuyện lịch sử đầu tiên của công nghệ sản xuất bia và rượu vang...  Lắc bình nhẹ

Nghiên cứu xây dựng một loại rượu trái cây từ bột ca cao (Theobroma

cacao L )

A Giới thiệu

Cacao (Theobroma cacao L.) được biết

đến là một loại cây công nghiệp sử dụng trong sản xuất sôcôla trên toàn thế giới

Bột ca cao có thể dễ dàng lên men bằng nấm men như Saccharomyces

cerevisiae để sản xuất rượu

Saccharomyces cerevisiae đã được sử dụng trong quá trình lên men từ hàng ngàn năm về trước,từ những câu

chuyện lịch sử đầu tiên của công nghệ sản xuất bia và rượu vang

B Nội dung nghiên cứu quy trình sản xuất rượu cacao

I. Nguyên liệu và phương pháp

1. Chủng nấm men

Ba chủng S cerevisiae trước

đây đã được phân lập từ ca cao

lên men tự nhiên Các chủng

thuộc phòng thí nghiệm Sinh lý

học vi khuẩn tại DBI / UFLA và

được hệ thống hóa là

• CA116

• CA1162

• CA1183

Thí nghiệm lên men

 Quá trình lên men hàng loạt đã được thực hiện trong

500 ml bình chứa, 450 ml dung dịch trung bình lên men trái cây ( FFM) có chứa glucose 10,0 gL-1;

KH2PO4 4,5 gL-1, ( NH4)2SO4 3.0 gL-1; men chiết xuất 1,0 gL-1; MgSO4.7H2O 0,25 g gL-1 và CaCl2 0,25gL1;

 Công nghệ được đánh giá về khả năng lên men của chúng

trong ba nhiệt độ khác nhau: 18, 22, 25 0 C

 Lắc bình nhẹ nhàng và các mẫu được thực hiện cho mật độ quang học ( OD600 ), các phép đo khả năng tồn tại của vi sinh vật, xác định lượng đường còn lại và phân tích hóa học Quá trình lên men được thực hiện ít nhất bốn lần Sau 24 giờ khi không có đường dư còn sót lại , môi trường nuôi cấy nổi (FFM)

và một số môi trường nuôi cấy mới đã được bổ sung vào các

tế bào Thực hiện ba lần liên tiếp Hạn chế thời gian tiêu thụ đường tối đa Tỷ lệ lên men được bắt nguồn từ thay đổi của đường cong từ đồ thị quá trình lên men và thể hiện ở số g

đường tiêu thụ mỗi lít, mỗi ngày.

Xác định khả năng tồn tại nấm men

 Đối với phép đo khả năng tồn tại , 100 µL môi

trường nuôi cấy có độ pha loãng thích hợp ( cấy

trong ba lần ) trên tấm YPD Tấm được ủ ở 300C cho đến khi sự xuất hiện của các khuẩn lạc (1 - 3 ngày) , và số lượng các khuẩn lạc hình thành các đơn vị trên mỗi ml của môi trường nuôi cấy Khả

năng tồn tại tế bào nấm men dưới kính hiển vi được

đo bằng màu xanh methylen

Chỉ số phát triển của tế bào

 Chỉ số phát triển của tế bào được định nghĩa như là tổng số của tất cả các khuẩn lạc có thể nhìn thấy , được đo trong khoảng 300 tế bào sử dụng một kính hiển vi Biện pháp này đã được kiểm chứng là tốt chỉ

số để xác định tỷ lệ tăng sinh tế bào

 Trọng lượng khô của tế bào trong 10µm mẫu nuôi cấy (mL-1) được xác định bằng màng lọc 0,45 µm và

lò vi sóng ( 180 W ,ở 15 phút)

2 Nguyên liệu cacao

 Để chuẩn bị cho quá trình lên men , bột ca cao đã được rã đông ở nhiệt độ phòng Bột giấy ca cao đã có một lượng đường trung bình là 16 0Brix và độ pH 3,2

Bột giấy ca cao được pha loãng với dung dich để giảm độ đục và điều chỉnh nồng

 SO2 đã được thêm vào : lên đến 200 mg

K2S2O5 mỗi lít , để ức chế vi khuẩn có hại

Phương pháp lên men

1. Điều kiện lên men

 Thí nghiệm lên men được thực hiện trong thùng thép không

gỉ 5L và 20 L Nhiệt độ lên men xấp xỉ 22 0 C và không khuấy động, được thực hiện ở bất kỳ giai đoạn nào của quá trình lên men

 Lựa chọn chủng S.cerevisiae

 Tốc độ tối đa lên men đã được xác định bởi việc sản xuất tối

đa cồn và giảm lượng đường và sự lên men được coi là

hoàn thành khi mức độ Brix đã ổn định.

 Việc sản xuất khí CO2 đã được quan sát trong quá trình lên

men

 Mẫu đã được lấy tại các điểm được chỉ định và vi sinh học và

hóa học phân tích.

Lưu ý

 Vào cuối quá trình lên men , những thùng được

chuyển từ 100C trong thùng để hỗ trợ quá trình lắng của vật liệu rắn từ bột ca cao Sau 10 ngày ở trong nhiệt độ này, việc cung cấp khí được thực hiện và dịch lên men được ủ ở 100C thêm 30 ngày Sau

khoảng thời gian đó, việc thông thoáng khí đã được thực hiện và rượu trái cây còn lại cho thêm 10 ngày tại 100C trước khi lọc Rượu ca cao là sau đó được lọc qua đất mùn và xenluloz Nước giải khát đã được lưu trữ tại 80C trong chai thủy tinh kín để tránh lối

oxy

Phân tích hóa học

Phân tích hóa học thực hiện :

• pH, mật độ , hàm lượng etanol , Độ chua , tính axit tổng số , tổng số trích khô , hàm lượng SO2, được xác định dựa theo phương pháp của Brasil

Chất nền và chất chuyển hóa

 Rượu (ethanol và nhóm glycerol), axit hữu cơ (axit axetic, axit lactic, axit malic, axit succinic, tartaric

acid và axit citric) và carbohydrate (glucoza, Sucroza

và fructoza) đã thu được từ các chất chiết xuất từ

bột cacao và được phân tích

 Phân tích được thực hiện với một hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao, được trang bị với một hệ thống kép phát hiện bao gồm một Máy dò u.v và một máy

dò chiết (RI), Một ion cột trừ Shimadzu hoạt động ở nhiệt độ 40 ° C đã được sử dụng để đạt được sắc ký tách

Đánh giá cảm quan

 Các mẫu rượu được đánh giá bởi 50 viên ban hội thẩm , nam

và nữ có độ tuổi 18- 55 tuổi ( có thể là nhân viên và sinh viên của trường Đại học UNILAVRAS và UFLA )

 Các thành viên của hội thẩm định được lựa chọn để đánh giá trên cơ sở mẫu nhỏ (<5g/L đường ), nước thanh vị , Tủ lạnh (10 0 C ) lấy mẫu ngẫu nhiên từ 20-25 ml , được phân chia rõ ràng ,ly 170 ml ; được đánh dấu bằng ba con số ngẫu nhiên chữ số và được đựng trong các đĩa Petri nhựa Nước cất đã được dùng để thanh vị trong thời gian thử nghiệm Việc đánh giá được tiến hành ở nhiệt độ phòng của 20-22 0 C dưới ánh sáng đầy đủ.

Kết quả đánh giá

 Lựa chọn men

Ba chủng S cerevisiae đã được lựa chọn vì chúng

hoạt động khác nhau trong quá trình lên men ở

phòng thí nghiệm và chúng được đánh giá liên quan đến khả năng phát triển và lên men dưới từng nhiệt

độ khác nhau

 Hình 1: Số tế bào sống của ba chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae ủ ở nhiệt độ 18, 22 và 25 0 C.

 Ba chủng cho thấy rằng tăng trưởng khi ủ ở 18 0 C (Hình 1)

Tốc độ tăng trưởng CA116 cao hơn của hai loại men khác và

số lượng đạt đến 1.8 x 10 8 tế bào mL -1 sau 12 giờ phát triển Sau thời gian số lượng CA1162 giảm khoảng 26 % sau 48 giờ Các CA1162 thể phân lập gia tăng số lượng trong 12 giờ đầu tiên nuôi cấy và sau đó nó vẫn gần như không đổi ở 108 tế bào mL-1 (Hình 1) Các CA1183 thể phân lập cho thấy 12 h thích ứng (pha lag ) và sau đó bắt đầu phát triển với một tốc độ

chậm hơn so với hai chủng khác Mặc dù tốc độ tăng chậm hơn, CA1183thể phân lập đạt số lượng tối đa tương tự như

CA1162 , tức là khoảng 10 8 tế bào mL-1 (Hình 1)

II Xây dựng đồ uống

 Đặc tính hóa học của bột cacao

Bột ca cao được sử dụng trong quy trình này đã

được loại bỏ bằng quá trình cơ học và đặc trưng hóa học trước khi bắt đầu quá trình lên men

Bảng 1: Kết quả ( có nghĩa là ± SE) của các hợp chất hóa học và giá trị pH, sản

xuất bởi ba chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men tại nhiệt độ khác nhau trong môi trường FFM

Bảng 2: Đặc tính lý hoá của bột ca cao trưởng thành

Lên men rượu

 Bột ca cao đã được xử lý để có được nguyên liệu lên men mà từ đó các đồ uống có cồn được sản xuất Sơ đồ thể hiện trong hình 2 cho thấy các giai đoạn khác nhau mà phải của quả đã được trình lên cho đến khi sản phẩm cuối cùng

Hình 2: Biểu đồ lưu lượng của quá trình sản xuất đồ uống có cồn từ bột ca cao

Quá trình lên men

mất 50 ngày và sau

khi giai đoạn này,

rượu được lọc và

được lưu trữ trong

chai thủy tinh tại

40C

Phân tích hóa học của đồ uống

Bảng 3 Tập hợp các hợp chất hữu cơ xác định bằng HPLC và

GC ( axit , đường và rượu ) trong các đồ uống lên men từ bột ca cao

Bảng 4: Giá trị phân tích được tìm thấy trong đồ uống có cồn từ ca cao

Phân tích cảm quan của đồ uống

 Sau khi phân tích hóa học , nước giải khát đã được gửi để phân tích cảm quan để đánh giá sự chấp

nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm này

Bảng 5 Tần số và ghi chú trung bình cho các thuộc tính của phân tích cảm quan

Kết luận

 Từ số liệu báo cáo trong thí nghiệm này, so sánh ba chủng S cerevisiae ( CA116, CA1162 và CA1183 ) ,

có thể kết luận S cerevisiae CA1183 , được lựa

chọn trong công việc này , dường như là có khả

năng lên men tất cả các loại đường của ca cao và

nó cũng sở hữu những đặc trưng tốt các quy trình thường được sử dụng trong sản xuất nước giải khát lên men có thể được điều chỉnh cho việc xây dựng

ca cao lên men, bột ca cao

Thank you