Nghiên cứu quá trình lên men rượu bưởi

16 Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô giữa các mẫu dịch bưởi có thời gian hoạt hóa nấm men khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men .... 48 Hình 4.3 Đồ thị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trần Thị Ngọc Yên

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Hoài Hưong

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lê Ngọc Liễu

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG, Tp Hồ Chí Minh ngày 10 tháng

07 năm 2019

Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch Hội đồng GS TS Đống Thị Anh Đào

2 TS Nguyễn Hoài Hưong

3 TS Lê Ngọc Liễu

4 PGS TS Nguyễn Thị Lan Phi

5 Thư ký TS Nguyễn Thị Hiền

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận vãn và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Thị Xuân Lộc

Ngày, tháng, năm sinh: 31/08/1990

Chuyên ngành: Công nghệ Thực Phẩm

TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình lên men ruợu bưởi

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Chọn được nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm rượu vang bưởi: Bưởi và nấm men Saccharomỵces

cerevisiae thương mại

- Xác định các thông số công nghệ quá trình lên men chính của rượu bưởi như nhiệt độ lên men, hàm lượng chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, hàm lượng ((NH^HPOẠ Na2S2Ơ5

I NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/02/2019

Tp HCM, ngày 02 thảng 07 năm 2019

TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

GS.TS Phan Thanh Sơn Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

MSHV: 1570889 Nơi sinh: Hồ Chí Minh

Mã số: 60540101

Tôi cũng xin chân thành cảm on các thày cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa nói chung, các thày cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm nói riêng đã dạy dỗ cho tôi kiến thức về các môn đại cưong cũng như các môn chuyên ngành, giúp tôi có được co sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đõ tôi trong suốt quá trình học tập

Tôi xin chân thành cám on lãnh đạo trường Đại học Nguyễn Tất Thành cùng sự giúp đõ nhiệt tình của các Thầy Cô và anh chị đồng nghiệp của khoa Công nghệ Thực Phẩm - Hóa Học đã tạo điều kiện thuận lại cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của trường

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm on gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp

đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

TpHCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019

Học viên

Nguyễn Thị Xuân Lộc

■lĩ

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Bưởi là loại trái cây phổ biến ở Việt Nam với hương vị thơm ngon và giàu vitamin c, các chất chống oxy hóa, giúp giảm cholesterol tốt cho sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, nước ép bưởi không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn được ứng dụng làm nhiều sản phẩm khác nhau như nước

ép bưởi đóng chai, siro dịch bưởi, rượu bưởi Nghiên cứu khảo sát lựa chọn nguyên liệu bưởi

Năm Roi dạng trái nhỏ còn gọi là bưởi đạn và nấm men Saccharomỵces cerevisỉae RV100 để sử

dụng cho nghiên cứu lên men rượu bưởi từ dịch bưởi Ket quả xác định điều kiện cho quá trình lên men như sau: tỷ lệ nấm men 0.3g/l, thời gian hoạt hóa 30 phút, hàm lượng các chất cần bổ sung cho dịch lên men: Nitơ ((NH^HPCh) là lOOppm, SO2 (Na2S20s) là 150ppm, hàm lượng chất khô ban đàu 20 Bx, pH = 4 Thực hiện lên men chính trong 7 ngày ở nhiệt độ 25°c và lên men phụ trong 56 ngày Sản phẩm rượu bưởi tạo thành có độ cồn là 10.76%(v/v)

Ã/

ABSTRACT

Grapefruit is a popular fruit in Vietnam, good for the consumers’s health, with good taste, rich in vitamin c and antioxidants, help lower cholesterol Therefore, grapefruit juice is not only nutritional value but also applied to various products such as beverage, syrup of grapefruit,

grapefruit wine This study was selected “Nam Roi” pomelos and Saccharomyces cerevisiae

RV100 to use to study fermentation of grapefruit wine The results of determining the conditions for fermentation process are as follows: Ratio of yeasts is 0.3g/l time 30 minutes, the content of additional substances for fermentation: Nitrogen ((NH^HPCh) is lOOppm, SO2 (Na2S20s) is 150ppm, initial dry matter content of 20 Bx, pH = 4 The main fermentation was carry out for 7 days at 25°c and sub-fermentation for 56 days The percentage of alcohol values in grapefruit wine product is 10.76% (v/v) Sensory evaluation about this grapefruit wine’s aroma/ flavor and taste is accepted

V

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thục và chưa hề được

sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đõ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám

on và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc rõ ràng và được pháp công

bố

TpHCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019

Học viên thực hiện

Nguyễn Thị Xuân Lộc

vi

MỤC LỤC

Nhiệm vụ đề tài ĩ

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt luận văn iii

ABSTRACT iv

Lời cam đoan V Mục lục vi

Mục lục bảng ix

Mục lục hình xii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Đối tuợng và phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thục tiễn của đề tài

2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan ruợu trái cây 3

2.2 Tổng quan quá hình lên men ruợu 3

2.2.1 Khái niệm 3

2.2.2 Các giai đoạn của quá trình lên men ruợu 4

2.2.3 Các yếu tố ảnh huởng đến quá trình lên men rượu 5

2.3 Tổng quan nguyên liệu 7

2.3.1 Nguyên liệu bưởi 7

2.3.2 Nấm men Sacharomyces cerevisiae 14

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nguyên liệu 19

3.1.1 Bưởi 19

3.1.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 20

3.1.3 Đường saccharose 21

3.1.4 Phụ gia để tăng nồng độ SƠ2 21

3.1.5 Phụ gia Diammonium phosphate 21

3.1.6 Phụ gia điều chỉnh pH 21

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 21

3.2.1 Thời gian nghiên cứu 21

3.2.2 Địa điểm nghiên cứu 21

3.2 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 22

3.3 Nội dung nghiên cứu 23

3.4 Bố trí thí nghiệm 24

3.5.1 TN1: Thí nghiệm lựa chọn nguyên liệu bưởi 24

3.5.2 TN2: Thí nghiệm lựa chọn phưong pháp thu dịch ép bưởi 25

3.5.3 Thí nghiệm lựa chọn nấm men Saccharomyces cerevisiae thương mại 27

3.5.4 TNI 1: Thí nghiệm theo dõi thời gian lên men phụ 37

3.6 Các phương pháp phân tích 37

3.6.1 Các phương pháp xác định hàm lượng chất dinh dưỡng trong dịch bưởi 37

3.6.2 Phương pháp DPPH (2,2-Diphenyl -l-picrylhydrazyl) 38

3.6.3 Phương pháp xác định hàm lượng chất đắng naringin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performanceliquid chromatography -HPLC) 38

3.6.4 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm rượu bưởi theo phép thử cho điểm thị hiếu của người tiêu dùng (TCVN 3215 - 79) 38

3.6.5 Phần mềm xử lý số liệu Statgraphics Centuiron version 15.1.02 39

ứii

úiii

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

4.1 Kết quả lựa chọn nguyên liệu buởi 40

4.2 Kết quả lụa chọn phuơng pháp thu dịch buởi 42

4.3 Kết quả khảo sát lụa chọn nấm men Saccharomyces cerevisiae thuơng mại 44

4.3.1 Kết quả thí nghiệm xác định khả năng lên men của các chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae thuơng mại 44

4.3.2 Thí nghiệm xác định thời gian hoạt hóa chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae thưong mại đã chọn 47

4.4 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh huởng quá trình lên men của sản phẩm 50

4.4.1 Kết quả khảo sát hàm luạng chất khô ban đầu của dịch buởi 50

4.4.2 Kết quả khảo sát pH ban đàu của dịch buởi 54

4.4.3 Kết quả khảo sát nồng độ SƠ2 bổ sung vào dịch buởi 58

4.4.4 Kết quả khảo sát nồng độ Nito bổ sung vào dịch buởi 61

4.4.5 Kết quả thí nghiệm khảo sát tỷ lệ giống cấy vào dịch buởi 65

4.4.6 Kết quả thí nghiệm khảo sát nhiệt độ lên men 70

4.5 Kết quả thí nghiệm khảo sát thời gian lên men phụ của ruợu buởi 73

4.5.1 Mục đích đánh giá 73

4.5.2 Phương pháp đánh giá 73

4.5.4 Kết quả và bàn luận đánh gía cảm quan ruợu buởi 74

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 79

5.2 Khuyến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

ix

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phàn hóa học trong lOOg bưởi ruột hắng 10

Bảng 2.2 Hàm lượng các flavonoid hong bưởi 11

Bảng 2.3 Thành phàn các chất có trong cấu trúc của nấm men được lạnh đông khô - • 15 Bảng 2.4 Thành phàn hóa học trong nấm men đông khô 15

Bảng 3.1 Các loại bưởi sử dụng nghiên cứu 19

Bảng 3.2 Các chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae thưong mại được sử dụng trong nghiên cứu 20

Bảng 3.3 Các dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 22

Bảng 3.4 Các nội dung, thông số khảo sát trong nghiên cứu 23

Bảng 3.5 Hình dạng, kích thước các mẫu bưởi trong thí nghiệm 25

Bảng 3.6 Các phưong pháp thu dịch ép bưởi 26

Bảng 3.7 Dịch bưởi chuẩn bị cho thí nghiệm lựa chọn men giống 27

Bảng 3.8 Các mẫu thí nghiệm thời gian hoạt hóa nấm men Saccharomyces cerevisiae thưong mại đã chọn 28

Bảng 3.9 Các mẫu thí nghiệm khảo sát nồng độ chất khô ban đầu của dịch bưởi 30

Bảng 3.10 Các mẫu thí nghiệm khảo sát pH ban đầu của dịch ép bưởi 31

Bảng 3.11 Các mẫu thí nghiệm khảo sát hàm lượng SƠ2 bổ sung vào dịch bưởi 32

Bảng 3.12 Các mẫu thí nghiệm khảo sát hàm lượng Nito bổ sung vào dịch bưởi 33

Bảng 3.13 Các mẫu thí nghiệm khảo sát tỷ lệ giống cấy cần sử dụng 34

Bảng 3.14 Các mẫu thí nghiệm khảo sát hoạt tính nấm men Saccharomyces Cerevisiae RV100 35

Bảng 3.15 Các mẫu thí nghiệm khảo sát nhiệt độ lên men khác nhau 36

Bảng 4.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu bưởi 40

Bảng 4.2 Kết quả khảo sát thành phần hóa học của nguyên liệu bưởi trên lOOg dịch bưởi đạn42 Bảng 4.3 Kết quả khảo sát phưong pháp co học thu dịch bưởi 43

k

Bảng 4.4 Ket quả thí nghiệm xác định khả năng lên men của các chủng nấm men

Saccharomyces cerevisiae thương mại 44 Bảng 4.5 Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu bưởi được lên men từ các chủng

Saccharomyces cerevisiae thương mại khác nhau 45 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm xác định thời gian hoạt hóa chủng nấm men 47 Bảng 4.7 Các thông số thể hiện kết quả của quá trình lên men ở mỗi thời gian hoạt hóa nấm men 47 Bảng 4.8 Ket quả đánh giá cảm quan thí nghiệm khảo sát thời gia hoạt hóa nấm men

Saccharomyces cerevisiae RV100 49 Bảng 4.9 Ket quả thí nghiệm khảo sát các nồng độ chất khô ban đầu 50 Bảng 4.10 Các thông số thí nghiệm khảo sát các nồng độ chất khô ban đàu của dịch bưởi 50 Bảng 4.11 Ket quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu khác nhau 52 Bảng 4.12 Kết quả khảo sát pH ban đầu của dịch bưởi 54 Bảng 4.13 Các thông số thể hiện kết quả khảo sát pH ban đầu của dịch bưởi 54 Bảng 4.14 Ket quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có pH ban đầu khác nhau 56 Bảng 4.15 Ket quả thí nghiệm khảo sát các mẫu dịch bưởi bổ sung SƠ2 (Na2S20s) ở các nồng

độ khác nhau 57 Bảng 4.16 Các thông số thể hiện kết quả khảo sát các mẫu dịch bưởi bổ sung SO2 (Na2S20s) ở các nồng độ khác nhau 58 Bảng 4.17 Kết quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có bổ sung nồng độ SO2 khác nhau 60 Bảng 4.18 Kết quả thí nghiệm khảo sát các mẫu dịch bưởi bổ sung Nitơ ((NH4)2HPO4) ở các nồng độ khác nhau 62 Bảng 4.19 Các thông số thể hiện kết quả thí nghiệm khảo sát các mẫu dịch bưởi bổ

xi

sung Nitơ ((NH^HPCh) ở các nồng độ khác nhau 62 Bảng 4.20 Kết quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có bổ sung nồng độ Nitơkhác nhau 64 Bảng 4.21 Kết quả thí nghiệm khảo sát tỷ lệ giống cấy khác nhau vào dịch bưởi 66 Bảng 4.22 Các thông số thể hiện kết quả thí nghiệm khảo sát tỷ lệ giống cấy khác nhau vào dịch bưởi 66 Bảng 4.23 Kết quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men từ dịch bưởi có tỷ lệ giống cấy khác nhau 68 Bảng 4.24 Độ cồn tạo thành của mẫu đối chứng và RV100 theo dõi trong 6 tháng- • • 69

Bảng 4.25 Ket quả khảo sát nhiệt độ lên men dịch bưởi khác nhau 70 Bảng 4.26 Ket quả khảo sát đánh giá mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với mẫu rượu lên men ả nhiệt độ khác nhau 72 Bảng 4.27 Kết quả phân tích phưong sai ANOVA điểm thị hiếu 74

12

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.1 Bưởi Năm Roi 8

Hình 2.2 Bưởi đạn 8

Hình 2.3 Bưởi Diễn 9

Hình 2.4 Bưởi Da Xanh 9

Hình 2.5 Te bào nấm men 14

Hình 2.6 Te bào nấm men cố định dưới kính hiển vi điện tử (độ phóng đại: A:500X, B:1000X, C: 2000X) 14

Hình 2.7 Quá trình chuyển hóa glucose hong te bào nấm men s cerevisiae 16

Hình 2.8 Quá trình chuyển hóa glucose thành ethanol 16

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô giữa các mẫu dịch bưởi có thời gian hoạt hóa nấm men khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men 48

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của pH giữa các mẫu dịch bưởi có thời gian hoạt hóa nấm men khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 48

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của số lượng nấm men sống giữa các mẫu dịch bưởi có thời gian hoạt hóa nấm men khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 48

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ cồn giữa các mẫu dịch bưởi có thời gian hoạt hóa nấm men khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 49

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô giữa các mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men 51 Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH giữa các mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 51

Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi số lượng tế bào nấm men sống giữa các mẫu dịch bưởi có hàm lượng chất khô ban đầu khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 51

ũii

Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn giữa các mẫu dịch buởi có hàm luợng chất khô ban đầu khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 52 Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi của hàm luợng chất khô (Bx) của các mẫu trong thí nghiệm khảo sát pH ban đầu của dịch buởi 55 Hình 4.19 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi pH giũa các mẫu dịch buởi có pH ban đầu khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 55 Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi của mật độ nấm men sống trong suốt quá trình lên men của các mẫu dịch bưởi có pH ban đầu khác nhau 55 Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn tạo thành giữa các mẫu dịch bưởi có pH ban đầu khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 56 Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ SO2 khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 59 Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ SO2 khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 59 Hình 4.15 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi số lượng te bào nấm men sống cho đen khi kết thúc quá trình lên men giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ SO2 khác nhau- • 59 Hình 4.16 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn tạo thành giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ SO2 khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 60 Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ Nito khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 63 Hình 4.18 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ Nito khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 63 Hình 4.19 Đồ thị biểu diễn mật độ tế bào nấm men sống cho đến khi kết thúc quá trình lên men giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ Nito khác nhau 63 Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cồn giữa các mẫu dịch bưởi có bổ sung nồng độ Nito khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 64 Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng chất khô của các mẫu dịch bưởi có tỷ lệ giống cấy khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 66 Hình 4.22 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH của các mẫu dịch buởi có tỷ lệ giống cấy khác nhau

ũv

cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 67

Hình 4.23 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi mật độ nấm men sống cho đến khi kết thúc quá hình lên men của các mẫu dịch buởi có tỷ lệ giống cấy khác nhau 67

Hình 4.24 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi độ cồn tạo thành của các mẫu dịch buởi có tỷ lệ giống cấy khác nhau cho đến khi kết thúc quá trình lên men chính 67

Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi hàm luợng chất khô của các mẫu dịch buởi lên men ở các nhiệt độ khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 71

Hình 4.26 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi pH của các mẫu dịch buởi lên men ở các nhiệt độ khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 71

Hình 4.27 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi mật độ nấm men sống cho đen khi kết thúc quá hình lên men của các mẫu dịch buởi lên men ở các nhiệt độ khác nhau 71

Hình 4.28 Đồ thị biểu diễn sụ thay đổi độ cồn tạo thành của các mẫu dịch buởi lên men ở các nhiệt độ khác nhau cho đen khi kết thúc quá trình lên men chính 71

Hình 4.29 Kết quả thí nghiệm lụa chọn thời gian lên men phụ của rượu bưởi 74

Hình 4.30 Kết quả đánh giá cảm quan mẫu rượu lên men phụ trong 1 tuần 76

Hình 4.31 Ket quả đánh giá cảm quan mẫu rượu lên men phụ trong 8 tuần 77

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài

Hiện nay, các loại thức uống từ trái cây đang càng được nhiều người tiêu dùng lựa chọn do chứa nhiều vitamin, muối khoáng, các dạng đường đơn dễ tiêu hóa, có hương vị thơm ngon tự nhiên, hấp dẫn vừa có giá trị dinh dưỡng cao

Từ các loại trái cây khác nhau, có thể chế biến thành các dạng thức uống khác nhau như: sinh tố, nước ép, nước quả ngâm đường, Trong đó, rượu trái cây là một trong những loại thức uống rất được ưa chuộng với hương vị thơm ngon và có tính giải khát

Khi nhắc đến rượu trái cây thì không thể không nói về rượu nho Tuy nhiên, nho không phải là loại trái cây duy nhất mới có thể sử dụng để lên men rượu mà còn nhiều loại trái cây khác cũng

có thể dùng để lên men rượu (L Rebordinos et al, 2011) Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa với nhiều loại trái cây phong phú có hương vị, chất lượng và giá trị dinh dưỡng cao có lợi cho sức khỏe con người Nên có thể tận dụng từ nguồn nguyên liệu sẵn có này để đưa vào sản xuất rượu trái cây Trong số các loại trái cây, bưởi là loại trái cây được rất nhiều người ưa chuộng ngoài hương thơm và mùi vị đặc trưng thì còn chứa nhiều loại vitamin, kali, sắt và các nguyên tố vi lượng rất có ích cho sức khỏe cho con ngưởi Ở nước ta bưởi có sản lượng lớn với nhiều loại khác nhau trong đó nổi tiếng có bưởi Năm Roi, bưởi Da Xanh, bưởi Đoan Hùng, Ngoài các giống bưởi có giá trị kinh tế kể trên thì nguồn bưởi quả nhỏ không có giá trị thương mại cao cũng chiếm sản lượng đáng kể Loại bưởi này chủ yếu được dùng để ép lấy dịch

Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu này giúp tận dụng nguồn dịch ép từ loại bưởi trái nhỏ không có giá trị thương mại cao vào sản xuất đồ uống thực phẩm và làm đa dạng thêm các dòng sản phẩm làm từ quả bưởi

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định các thông số công nghệ của qui trình lên men chính trong chế biến rượu bưởi có độ cồn hơn 10 - 11% (v/v)

Sản phẩm rượu bưởi tạo thành có mùi hương đặc trưng của bưởi, ngọt thanh và hậu vị đắng

2

1.3 Nội dung nghiên cứu

- Chọn được nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm rượu vang bưởi: Bưởi và nấm men

Saccharomyces cerevỉsỉae thương mại

- Xác định các thông số công nghệ quá trình lên men chính của rượu bưởi như nhiệt độ lên men, hàm lượng chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, hàm lượng ((NH4)2HPO4), Na2S2O5bổ sung

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: rượu bưởi được lên men từ dịch ép bưởi Năm Roi (bưởi đạn), nấm men

Saccharomyces cerevỉsỉae RV100 thương mại

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu xác định các thông số tốt nhất ảnh hưởng quá trình lên men rượu bưởi theo mô hình thiết bị phòng thí nghiệm

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học:

- ứng dụng nấm men Saccharomyces cerevỉsỉae RV100 thương mại trong quá trình lên

men rượu bưởi

- Xây dựng đường cong sinh trưởng của nấm men

- Theo dõi sự thay đổi các yếu tố như hàm lượng chất khô, pH, nhiệt độ, không khí, tỷ lệ nấm men đối với quá trình lên men rượu bưởi

Ý nghĩa thực tiễn:

- Đa dạng các dòng sản phẩm từ bưởi

- Khai thác sử dụng nguồn nguyên liệu bưởi quả nhỏ không có giá trị thương mại cao

- Tạo ra sản phẩm rượu bưởi có vị ngọt thanh, hậu vị đắng, độ cồn thấp, đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan rượu trái cây

Rượu trái cây là một đồ uống được tạo ra bằng cách lên men tự nhiên dịch ép của các loại trái cây khác nhau Các loại rượu trái cây thường có hương vị và được định danh bởi chủng loại nguyên liệu trái cây Nguyên liệu được chọn làm rượu trái cây thường đa dạng, phong phú Ở Việt Nam, người tiêu dễ dàng tìm thấy các loại rượu trái cây phổ biến như rượu nho Đà Lạt, rượu dừa Bến Tre,

Trong quá trình làm rượu trái cây, người ta có thể thêm các chủng men giống khác nhau để kích thích lên quá trình lên men Tuy nhiên, trên thị trường có nhiều dòng rượu trái cây được sản xuất không phải bằng cách lên men tự nhiên mà bằng cách phối trộn dịch ép trái cây với rượu nếp Có thể kể đến như rượu bưởi Tân Triều, rượu dừa Bến Tre

Rượu vang cũng là một loại rượu trái cây lên men gồm khoảng 85% là nước, 12% là cồn ethyl, rượu, vài loại acid khác Trong rượu vang còn có cả nhiều loại đường, carbohydrate, aldehyde thơm, ketone, phenlic, enzyme, chất tạo màu, nhiều loại vitamin, vài loại muối khoáng và một số các chất khác

Được biết cho đến nay trong hỗn hợp rượu vang có trên 300 thành phần các chất khác nhau, hơn phân nửa đã được phát hiện từ năm 1956, khi mà các phương pháp hóa học đã bắt đầu phát triển Hầu hết các yếu tố tạo thêm giá trị và sự đa dạng của rượu chính là mùi vị Mùi vị hầu như không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, mặt khác nếu dùng không quá nhiều thì rượu còn có tác dụng tốt cho sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa tốt, đặc biệt các loại rượu đỏ còn có thể phòng bệnh tim mạch Trong rượu không có chất béo hay cholesterol và có nhiều calories (G J Soleas et al, 1997)

2.2 Tổng quan quá trình lên men rượu

2.2.1 Khái niệm

Lên men rượu là quá trình lên men được thực hiện nhờ nấm men trong điều kiện yếm khí, cơ chất chủ yếu là đường được chuyển thành rượu etylic và CO2, đồng thời giải phóng năng lượng

4

Phương trình phản ứng:

C 6 H 12 O 6 * 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Q

2.2.2 Các giai đoạn của quá trình lên men rượu

Trong công nghệ sản xuất rượu, lên men là quá trình quan trọng nhất Nó quyết định chất lượng của sản phẩm Nhìn chung, quá trình lên men rượu trải qua hai giai đoạn: giai đoạn lên men chính

và giai đoạn lên men phụ

2.2.2.1 Quả trình lên men chính

Quá trình lên men rượu có thể tiến hành ở trong các bồn gỗ sồi hoặc thùng kim loại với nhiều kích thước và hình dạng khác nhau Thông thường, sau khi tiếp nhận giống men thuần vào bồn lên men khoảng vài giờ sẽ xuất hiện những dấu hiện đầu tiên của quá trình lên men đó là những bọt khí CO2 xuất hiện bám xung quanh thành bồn lên men và từ từ hình thành các ốc đảo bởi bề mặt nước nhỏ lớn dần lên và bao phủ toàn bề mặt

Quá trình này sẽ mạnh dần ở các giờ tiếp theo Thông qua việc theo dõi biến động của nhiệt độ, lượng CO2 thoát ra, màu sắc của lớp bọt và nhất là tốc độ giảm dần của hàm lượng đường thì sẽ xác định được thời điểm cực đại của quá trình lên men rượu Sau đó quá trình lên men rượu vang

sẽ yếu dần đi đến khi kết thúc quá trình lên men chính Một chu trình lên men chính có thể kéo dài từ 5 - 18 ngày

Quá trình lên men chính là giai đoạn tạo độ cồn cho rượu [1]

2.2.2.2 Quả trình lên men phụ

Khi kết thúc quá trình lên men chính sẽ tiếp tục tiến hành quá trình lên phụ

O thời kì lên men phụ, lượng đường sót lại tiếp tục hóa thành CO2 và C2H5OH dù rất yếu và chậm chạp.Quá trình lên men phụ kéo dài từ 2 - 3 tuần, có khi dài hơn tùy thuộc vào hàm lượng đường có trong dịch lên men và hoạt động của nấm men mạnh hay yếu

Ỏ quá trình lên men phụ được tiến hành bởi vi khuẩn lactic như: Lactobacillus, Pediococcus,

.Trong quá trình lên men phụ các acid hữu cơ có trong quả cũng như được tạo ra trong giai đoạn lên men chính sẽ được chuyển hóa tiếp tục để làm cho vị của rượu trở nên chua dịu Còn acid citric và đường quả cũng như đường bổ sung được chuyển hóa thành dyaxetyl, axeton, 2-3 bultylenglicol là những tiền thân trong

việc tạo hương thơm đặc trưng cho rượu đồng thời quá trình này còn tạo ra acid acetic và acid lactic Cuối giai đoạn này, rượu được hình thành, CO2 được bão hòa, các hạt lơ lửng trong vang

Việc kéo dài thời gian lên men phụ của rượu không phải bao giờ cũng cho kết quả tốt hơn, ngược lại đôi khi lượng đường sót lại là nguồn thức ăn tốt cho vi sinh vật gây hại Một số sản phẩm được coi là đã lên men hoàn toàn khỏe mạnh nếu hàm lượng còn sót lại ít hơn 1 - 2 g/1 (L Rebordinos et al, 2011)

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu

2.2.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát triển và lên men của nấm men Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men nằm trong khoảng 25 - 28°c (T Homma et al, 2003) Nếu lên men ở nhiệt độ thấp (t° < 16°C) thì nấm men hoạt động chậm và yếu hơn, lên men ở nhiệt độ cao ( t° > 36°C) thì nấm men bị ức chế và lên cao hơn thì nấm men chết dần, thuận lợi cho vi khuẩn sinh acid acetic, tạo nhiều ester, aldehyde và tổn thất rượu

Trong giới hạn nhiệt độ nấm men hoạt động được, lên men ở nhiệt độ thấp (18 - 22°C) thường cho kết quả tốt hơn lên men ở nhiệt độ cao vì nhiệt độ lên men thấp sẽ ức chế được sự phát triển của vi khuẩn và nấm men dại, thời gian kéo dài, hiệu suất chuyển đường thành rượu cao hơn và quá trình tạo hương cho sản phẩm cũng tốt hơn, do hương thơm tạo thành khuếch tán sâu vào trong dung dịch (T Homma et al, 2003)

2.2.3.2 Ảnh hưởng của pHmôỉ trường

Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong một môi trường pH nhất định Đối với các loại nấm men để sản xuất rượu, pH trong khoảng 4 - 6 là thích hợp nhất để nấm men hoạt động Đối với dịch đường từ nguyên liệu tinh bột thường khống chế ở pH = 4.8 - 5.2, nhằm giữ cho amylase tiếp tục chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên men được Tăng pH sẽ dễ bị nhiễm khuẩn, glycerin tạo nhiều hơn và giảm hiệu suất lên men Ỏ pH < 4.2 nấm men tuy phát triển chậm hơn

so với pH 4 - 6 nhưng tạp khuẩn hầu như không phát triển Tới lúc nào đó nấm men phát triển nhiều và đủ mạnh tăng pH đến tối ưu cho nấm men phát triển nhanh hơn Lúc này điều kiện cũng tốt cho các tạp khuẩn nhưng vì nấm men đã nhiều và đủ mạnh để lấn át nên tạp khuẩn cũng khó gây tác hại cho lên men

Vì vậy, khi tạo men giống trong điều kiện sản xuất, cần điều chỉnh pH tới 3.8 - 4 để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic và nấm men có hại

2.2.3.3 Ảnh hưởng của oxy

Nấm men Saccharomyces lên men rượu vang là loại vi sinh vật kỵ khí tùy nghi Khi trong môi trường đủ lượng oxy, nấm men phân hủy đường tạo năng lượng và tăng sinh khối.Khi thiếu oxy nấm men sẽ lên men chuyển đường thành rượu và CO2 tạo năng lượng để duy trì hoạt động sống Việc cung cấp oxy cần thiết cho nấm men trong giai đoạn tăng sinh khối Tuy nhiên, độ thoáng khí của môi trường rất bất lợi cho quá trình lên men rượu Khi chuyển sang giai đoạn lên men, môi trường phải yếm khí hoàn toàn, sự phát triển của nấm men hầu như không có, sự lên men tạo cồn mạnh mẽ Nếu môi trường đang lên men được cung cấp oxy thì quá trình lên men sẽ bị

ức chế, nấm men sẽ chuyển sang giai đoạn hô hấp hiếu khí Đây là hiệu ứng Pastuer kìm hãm

sự lên men rượu dưới ảnh hưởng vủa oxy

Do vậy trong sản xuất rượu giai đoạn đầu cần tạo điều kiện hiếu khí để nấm men sinh sản và phát triển đầy đủ số lượng tế bào cần thiết cho quá trình lên men rượu, sau đó phải tạo môi trường yếm khí tuyệt đối để nấm men thực hiện vai trò lên men chuyển hóa đường thành rượu etylic

2.2.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ đường

Môi trường thuận lợi cho lên men rượu vang có nồng độ đường trong khoảng 18 - 25% Khi nồng

độ đường lớn hom 25% thì quá trình lên men vẫn xảy ra nhưng tốc độ chậm, và tốc độ lên men dường như ngừng lại khi nồng độ đường vượt quá 30% Lý do là nếu nồng độ đường của dịch lên men quá cao sẽ gây ra áp suất thẩm thấu lớn, khi đó nó sẽ phá hủy trạng thái bình thường của nấm men, hậu quả là nấm men bị ức chế, cồn etylic sản xuất ra được ít, rượu nhạt Còn nếu ít đường quá cao thì độ rượu thu được sẽ thấp và rượu vang dễ bị hỏng do nhiễm vi sinh vật (T K Pham et al, 2006)

7

2.2.3.5 Ảnh hưởng của nguồn N

N cũng là chất cần thiết cho sự lên men của nấm men Tùy nguồn nguyên liệu ban đầu có thể bổ

sung hay không bổ sung nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men Nấm men Saccharomyces

cerevisase có thể sử dụng N dưới dạng một số hợp chất hữu cơ và vô cơ như: các acid amin,

peptic, muối amôn ((NIỈ4)2SO4, NH4H2PO4, NH4NO3 ) chứng không sử dụng được nitơ dưới dạng muối nitrate, nitrite[31], [33], [42]

2.2.3.6 Ảnh hưởng của SO2

Trong lên men rượu vang, SO2 được sử dụng xử lý môi trường trước khi lên men vì có tác dụng nhiều mặt: chống oxy hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loài vi khuẩn có hại trong đó chủ yếu

là ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn acetic và lactic Lượng SO2 thường dùng là 30 - 120mg/l Nguồn SO2 dùng phổ biến trong ủ rượu vang là NazSCh

2.2.3.7 Ảnh hưởng của nồng độ rượu tạo thành

Cồn etylic là sản phẩm chính được tạo thành của quá trình lên men rượu từ đường nhưng đồng thời có thể ức chế sự sinh trưởng của nấm men, khi nồng độ cồn tăng lên 5% thể tích thì sự sinh sản bắt đầu ngưng trệ, nếu nồng độ rượu tiếp tục tăng lên đến 7 - 8% thể tích thì bắt đầu giảm lên men và chuyển sang giai đoạn lên men yếu Ảnh hường nồng độ cồn etylic vào các loại nấm men không giống nhau Đa số loại nấm men ở nhiệt độ tối ưu chịu được độ cồn khoảng 14 - 16% thể tích [34],

2.2.3.8 Ảnh hưởng của co2 tạo thành

Hàm lượng CO2 tạo thành trong quá trình lên men thường hạn chế mạnh sự sinh sản của nấm men rượu

Theo nghiên cứu của Miuler-Thurrau, khi hàm lượng CO2 trong rượu vang đạt đến 0.25% trọng lượng thì việc sinh sản của nấm men đình trệ, hàm lượng CO2 trong rượu đạt đến 1.5% thì nấm men không còn sinh sản được nữa

2.3 Tổng quan nguyên liệu

2.3.1 Nguyên liệu bưỏi

2.3.1.1 Tong quan ve bưởi

Bưởi hay còn gọi là bòng hoặc co phúc

8

Ở nước ta và các nước vùng Đông Nam Á chủ yếu trồng các loại bưởi thuộc loài Grandis Đây

là loài rất đa dạng do có sự lai tạo giữa chúng với các loài khác trong chi Citrus Sự khác nhau giữa các giống không chỉ ở đặc điểm về hình thái, kích thước quả mà còn ở cả chất lượng và màu sắc thịt quả

2.3.1.2 Phân loại

Hiện nay tại Việt Nam có các loại bưởi ngon, mang lại hiệu quả kinh tế cao như: bưởi Năm Roi, bưởi da xanh, bưởi Phúc Trạch, bưởi Đoan Hùng, bưởi Diễn, bưởi Thanh Trà Sau đây là những nét khái quát chung về một số loại bưởi

Bưỏỉ Năm Roi

Là giống bưởi ngon nổi tiếng của Đồng Bằng sông Cửu Long Bưởi Năm Roi loại 1 có hình quả

lê, trọng lượng trung bình từ 1 - 1.4kg, khi chín vỏ có màu vàng xanh đến vàng sáng, dày trung bình từ 15 - 18mm, thịt quả màu xanh vàng, mịn, đồng nhất Múi và vách múi rất dễ tách, ăn dòn, ngọt hơi dôn dốt chua, nước nhiều, đặc biệt là không có hạt mẩy, chỉ có hạt lép nhỏ li ti

Tỷ lệ phần ăn được trên 55%, độ Brix từ 9 - 12%, có giá trị thương mại cao

Hình 2.4 Bưởi Da Xanh

10

2.3.1.2 Thành phần hóa học

Bưởi được ưa chuộng bởi giá trị dinh dưỡng và tính chất dược lý Nước bưởi chứa nhiều thành phần tốt cho cơ thể như protein, glucid, các chất khoáng phospho, calci, kẽm, kali, magie, cũng như các vitamin (Bl, B2, Bó, PP)

Trong quả bưởi tươi, cùi tươi chiếm 10 - 40%, hạt tươi chiếm 3-6%, vỏ ngoài 10% (có quả hạt lép hết chỉ còn vài hạt mẩy)

Bảng 2.1 Thành phần hóa học trong lOOg bưởi ruột trẳng

Bảng 2.2 Hàm lượng các flavonoid trong bưởi[2ỈJ

2.3.1.4 Tình hình về sản lượng bưởi tại Việt Nam

Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, đến năm 2013 diện tích bưởi lên tới 45,2 nghìn ha với sản lượng lên tới 125,190 tạ/ha tăng đáng kể so với năm 2005 với 100,123 tạ/ha mặc dù là diện tích bưởi gần như là không tăng

Có thể thấy được bưởi được trồng ở hầu hết khắp các tỉnh trong cả nước, và có nhiều vùng sản xuất tập trung lớn tới hàng trăm hecta bưởi như: bưởi Đoan Hùng, bưởi Diễn, bưởi Da Xanh, và đặc biệt là bưởi Năm Roi tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long với diện tích lên tới 10 nghìn ha, sản lượng đạt 60000 tấn/năm, phân bố chính ở tỉnh Vĩnh Long với diện tích 4,5 nghìn ha cho sản lượng 31,3 nghìn tấn, chiếm 48,6% về diện tích là 54,3% về sản lượng bưởi Năm Roi của cả nước Tiếp đó là bưởi Da Xanh với diện tích trồng tại Bến Tre là 1.544

Giảm lượng glucose có trong gan: Hesperidin và naringin đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa sự tiến triển của tăng đường huyết, một phần là do tăng glycolysis gan và nồng

độ glycogen hoặc bằng cách làm giảm gluconeogenesis ở gan [43]

2.3.1.6 Sản phẩm ứng dụng từ bưởi

Bưởi là loài cây to, cao trung bình khoảng 3 - 4 m ở tuổi trưởng thành.vỏ thân có màu vàng nhạt, quả hình cầu to, vỏ dày, màu sắc tùy theo giống Cây bưởi có rất nhiều công dụng và mang lại hiệu quả kinh tế cao

- Sản phẩm ứng dụng từ vỏ bưởi như mứt bưởi, kẹo bưởi, tinh dầu bưởi

Trong đó, các sản phẩm rượu bưởi trên thị trường được đánh giá cao do được phối trộn từ dịch bưởi ép tự nhiên với rượu nếp nên vẫn giữa được các thành phần dinh dưỡng của bưởi

Sản phẩm ứng dụng từ hoa bưởi như trà hoa bưởi, sữa tắm hoa bưởi

bưởi

13

Tuy nhiên, ngày này người tiêu dùng có nhiều lo ngại về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm khi sản xuất rượu nếp Vì vậy, sức hút của sản phẩm rượu bưởi truyền thống cũng bị ảnh hưởng khá nhiều Trước yêu cầu thực tế đó, đề tài nghiên cứu này sẽ đem lại sản phẩm rượu

bưởi được lên men tự nhiên từ dịch bưởi ép và nguồn nấm men Saccharomyces cerevỉsỉae

thương mại góp phần làm phong phú các sản phẩm từ bưởi và đáp ứng được các yêu cầu của người tiêu dùng

2.3.1.7 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về rượu bưởi

Bưởi là loại trái cây được trồng nhiều nước trên thế giới với nhiều chủng loại và kích thước khác nhau như bưởi Năm Roi ruột trắng, bưởi da xanh ruột hồng, bưởi chùm quả nhỏ, vỏ vàng, ruột đỏ Vì vậy, các nhà khoa học trong và ngoài nước đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng về dịch ép bưởi lên men

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học ngoài nước đã có nhiều nghiên cứu ứng ứng dụng về dịch ép bưởi lên men Điển hình như nghiên cứu phân lập 16 chủng nấm men từ bưởi, cam, dứa của Đại học Buea, Cameroom (N.Ndip, 2001) Trong nghiên cứu này, họ đã

chỉ ra rằng nấm men s cerevỉsỉae thích hợp để lên men rượu vang bưởi với nồng độ cồn cao

nhất (10,47% [v/v]) và thấp nhất (7,68% [v/v]) với nồng độ đường dư tương ứng là 1,88% (w/v) và 7,7% (w/v) Hay nghiên cứu từ Korean Society of Food and Cookery Science (Kim

MI Lim, 2005) đã lên men dịch bưởi trong 8 ngày ở nhiệt độ 28°c và sử dụng nấm men s

cerevisiae CV1, độ cồn tạo thành 10% (v/v) Bên cạnh đó, các trường đại học trong nước

cũng đã có nhiều đề tài nghiên cứu về rượu bưởi, như đề tài “Nghiên cứu sản xuất rượu bưởi

da xanh” của Đại học Công Nghiệp (Mai Thị Tươi, 2007) hay đề tài “Nghiên cứu quá trình

cố định nấm men Saccharomyces cerevisiae trên vỏ bưởi và ứng dụng trong lên men rượu vang bưởi” (Hồ Thị Ngân, 2015) cấp trường của Đại học An Giang

Từ đó, các nhà khoa học nước ngoài đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng sản xuất thành

công rượu bưởi từ nấm men Saccharomyces cerevisiae từ nhiều năm trước Trong khi đó,

nguyên liệu bưởi ở Việt Nam khá phổ biến nhưng lại chưa được khai thác nhiều Đa phần các đề tài nghiên cứu về rượu bưởi ở nước ta chỉ ở cấp trường đại học và chưa ứng dụng công nghệ sản xuất rộng rãi mà chỉ mang tính chất nghiên cứu học thuật trong phòng thí nghiệm và tự phát của người nông dân Vì vậy, sản phẩm rượu bưởi chưa được phổ biến sâu rộng, chất lượng không đồng nhất và khó đáp ứng nhu cầu xuất khẩu Thế nên, đề tải nghiên cứu này hy vọng sẽ góp phần lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men dịch bưởi

14

của nấm men Saccharomyces cerevỉsỉae thương mại nhằm có thể ứng dụng sản xuất công nghiệp thay vì phải tốn thời gian, kỹ thuật công nghệ để phân lập nấm men Saccharomyces

cerevỉsỉae từ môi trường

2.3.2 Nấm men Sacharomyces cerevisiae

2.3.2 ỉ Đặc điểm sinh thải của nẩm men

Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Men thuộc ngành nấm, lớp nấm túi, nó nằm trong giới nấm (Kingdom Fungi), thuộc nấm thật (Eumycophyta)

Lớp Ascomycetes

Họ Endomycetaceae

Bộ Endomycetales

Giống Saccharomyces

Giống Sacharomyces có tới 18 loài và Sacharomyces cerevisiaelầ loài được dùng phổ

biến trong quá trình lên men rượu vang từ nước quả, chiếm 80% trong tổng số

Sacharomycescó trong nước quả khi lên men

Hình 2.5 Tế bào nẩm men

Hình 2.6 Te bào nẩm men cố định dưới kỉnh hiển vi điện tủ (độ phóng đại: A:500X,

B:1000X, C: 2000X)

Bảng 2.4 Thành phần hóa học trong nấm men đông khô [26]

2.3.2.2 Cơ sở khoa học của quả trình lên men rượu của nấm men [10]

Quá trình lên men là quá trình phức tạp trong đó có sự biến đổi quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của nấm men.Quá trình chuyển hóa nguồn nguyên liệu thành sản phẩm chính

Hình 2.7 Quá trình chuyển hóa glucose trong tế bào nấm men s cerevisiae [27] Quá

trình lên men rượu thực chất là một quá trình chuyển hóa đường thành rượu etylic, CO2

và các sản phẩm phụ khác Quá trình chuyển hóa từ đường hexose đến rượu etylic và CO2 có thể biểu diễn theo phương trình tổng quát của Gay-Lussac

Hình 2.8 Quá trình chuyển hóa glucose thành ethanol [27]

Theo phương trình thì khi lên men sẽ tạo ra 2 phân tử rượu etylic và 2 phân tử CO2

17

Năm 1857, Louis Pasteur đã công bố kết quả nghiên cứu của mình và kết luận: Sụ phân giải đuờng thành rượu và CO2 trong điều kiện yếm khí, cứ 100% glucose sẽ tạo thành 51,1% C2H5OH và 49.4% CO2, 3.2 acid succinic và khoảng 1% các sản phẩm khác Quá trình lên men được thực hiện qua một chuỗi phản ứng rất phức tạp và liên quan đến quá trình phosphoryl hóa các hợp chất hữu cơ Toàn bộ quá trình này được thông qua chu trình Embden-Meyerhof Trong đó, đáng chú ý là sự tham gia của ATP trong quá trình chuyển hóa glucose thành rượu etylic:

Năng lượng tích lũy trong liên kết ATP chính là nguồn năng lượng cung cấp cho hoạt động của nấm men Và đây cũng là nguồn năng lượng làm tăng nhiệt độ của dịch lên men trong quá trình lên men Xét về mặt hóa học, sự lên men rượu có thể chia thành 2 thời kì: thời kì cảm ứng và thời kì tĩnh

Thời kì cảm ứng:

Ở giai đoạn này, chất nhận H của enzyme alcohol-dehydrgenase là acetaldehyde được tạo chưa đầy đủ Do đó, enzyme sẽ chuyển H đến cho andehyde phophateglycerinic Dưới tác dụng của enzyme phosphatase, phosphateglycerin bị thủy phân để tạo thành glycerin.Như vậy trong môi trường sẽ hình thành glycerin và CO2

itaza CHOH CHjOH glixerin

thường của enzyme

phosphatglixerin

pho

Đen lúc này, lượng acetaldehit là cơ chất bình

alcohol-dehydrogenase được tạo thành đã có nhiều, nên enzyme sẽ chuyển H đến cho

cơ chất của nó, rượu etylic và CO2 được hình thành từ đây

18

Trong môi trường acid, glycerin là sản phẩm phụ chỉ được tạo ra trong thời kì cảm ứng Thực

tế cho thấy rằng, sự lên men chỉ xảy ra một cách bình thường cho sản phẩm chủ yếu là rượu

và một số sản phẩm phụ khác như glycerin, acid hữu cơ, chỉ trong điều kiện pH của môi trường từ 4 - 5 và môi trường yếm khí, sự lên men xảy ra mới mạnh mẽ nhưng khi đó sự phát triển của nấm men có thể bị kìm hãm, do điều kiện yếm khí nên lượng oxy không cung cấp đủ cho quá trình gia tăng sinh khối Khi có không khí thì sự lên men sẽ yếu dần đi và nấm men thu nhận năng lượng của cần thiết để phát triển theo con đường hô hấp hiếu khí bằng cách oxy hóa glucose để chuyển thành CO2 và H2O Hiện tượng kìm hãm sự lên men rượu dưới ảnh hưởng của oxy được gọi là hiệu ứng pasteur

Con đường chuyển hóa từ đường glucose đến sản phẩm ethanol theo chuỗi phản ứng của chu trình EMP (Embden-Meyerhof pathway) và chi phối bởi các enzyme pyruvate decarboylase và enzyme alcohol dehydrogenase

2.3.3 Nguyên liệu phụ (phụ lục 1)

Đường Saccarose tinh luyện

Bảng 3.1 Các loại bưởi sử dụng nghiên cứu

Loại bưởi Bưởi da xanh T'k 7 • Bưởi Tân Triêu rri • Ă

Bưởi Năm Roi (loại quả nhỏ còn được gọi

Quả tròn nhỏ, da hơi

vàng

Vùng chuyên

Các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

Chất lượng

Vị thanh, không hạt, nước nhiều, múi màu hồng, dễ lột

Thịt dày, ít hạt, vị chua ngọt

Thịt ít, không hạt, vị chua ngọt

Sau thu hoạch Sử dụng sau 15 ngày hái

Sử dụng sau 10-20 ngày hái

Sử dụng sau 10 ngày hái

20

3.1.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae

Bảng 3.2 Các chủng nấm men Saccharomyces cerevỉsỉae thương mại được sử dụng

trong nghiên cứu

- Nhà sản xuất: Men rượu vang Sài Gòn

- Nhiệt độ lên men 20 - 30°C

- pH tối thích 3.4 - 3.7

- Hàm lượng đường tối ưu 22 - 24°Brix

- Sản sinh acid bay hơi, glycerol thấp

- Nhà sản xuất: Yantai Dibosh Yeast Trung Quốc

- Nhiệt độ lên men 20 - 35°c

Saccharomyces cerevỉsỉae

RV100

Thông số kỹ thuật

- Nơi cung cấp: Đại học Công Nghiệp TpHCM

- Nhiệt độ lên men 20 - 30°C, pH tối thích 3.4 - 3.7

- Hàm lượng đường tối ưu 22 -24°Brix

- Sản sinh acid bay hơi, glycerol thấp

- Nhà sản xuất: Icfood Việt Nam

- Nhiệt độ lên men 10 - 35°c

- pH tối thích 3.5 - 4.5, pH = 3.2 bị ức chế

- Kháng cồn > 18% (v/v)

- Hàm lượng sử dụng: 100 - 300ppm

- Sản sinh acid bay hơi thấp

- Không sản sinh CO2, H2S trong quá trình lên men

Saccharomyces cerevỉsỉae

Saccharomyces cerevisiae Active Dry

Wine Yeast DIBOSH WINE YEAST

21

trước khi lên men

3.1.4 Phụ gia để tăng nồng độ SO2

Sử dụng Natri metabisuníĩt (Na2S20s)

Độ tinh khiết: 99.5%

Xuất sứ: Trung Quốc

3.1.5 Phụ gia Diammonium phosphate

Sử dụng Diammonium phosphate ((NH4)2HPO4)

Độ tinh khiết: 99.5%

Xuất sứ: Trung Quốc

3.1.6 Phụ gia điều chỉnh pH

Acid citric: độ tinh khiết 99.5%

Muối Na2CO3NaOH: độ tinh khiết 99.5%

3.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

3.2.1 Thời gian nghiên cứu

Từ 02/2019 đến 07/2019

3.2.2 Địa điểm nghiên cứu

Phòng thí nghiệm Công nghệ chế biến thực phẩm, phòng Phát triển sản phẩm và phòng Phân tích sản phẩm trường Đại học Nguyễn Tất Thành

Địa chỉ: 331 quốc lộ 1A An Phú Đông quận 12

3.3 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm

22

Bảng 3.3 Các dụng cụ, thiết bị nghiên cứu

Thiết bị lên men

- Lắp ráp tại Việt Nam

Cân, kính hiểm vi, buồng đếm, ống thủy tinh,

23

3.4 Nội dung nghiên cứu

Bảng 3.4 Các nội dung, thông số khảo sát trong nghiên cứu

s

T

T

Nội dung nghiên

Hàm mục tiêu

1

Lụa chọn nguyên

liệu buởi

Xác định nguyên liệu buởi sử dụng

- Định lượng hàm lượng chất đắng naringin trong dịch ép bưởi (HPLC) (phụ lục 3.2)

- Xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch ép bưởi (phụ lục 3.1)

- Khảo sát thành phần hóa học của loại bưởi được chọn (phụ lục 2)

Hàm lượng chất đắng naringin

- Định lượng hàm lượng chất đắng naringin trong dịch ép bưởi (HPLC) (phụ lục 3.2)

- Xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch ép bưởi (phụ lục 3.1)

Hàm lượng chất đắng naringin

- Xác định thời gian hoạt hóa và xây dựng đuờng cong sinh trưởng của nấm men được chọn

- Xác định hàm lượng cồn tạo thành bằng phương pháp đo bình tỷ trọng (phụ lục 5.2)

- Xác định số tế bào nấm men sống/chết bằng cách đếm trực tiếp bằng buồng đếm (phụ lục 5.1)

- Đánh giá cảm quan sản phẩm rượu tạo thành bằng phương pháp cho điểm thị hiếu của người thử (phụ lục 4.1)

Hàm lượng cồn tạo thành

- Giá trị pH ban đầu

- Hàm lượng

Na2S2O5

- Hàm lượng (NH4)2HPO4

- Tỷ lệ giống cấy

- Nhiệt độ lên men

- Xác định hàm lượng cồn tạo thành bằng phương pháp đo bình tỷ trọng (phụ lục 5.2)

- Xác định số tế bào nấm men sống/chết bằng cách đếm trực tiếp bằng buồng đếm (phụ lục 5.1)

- Đánh giá cảm quan sản phẩm rượu tạo thành bằng phương pháp cho điểm thị hiếu của người thử (phụ lục 4.1)

Hàm lượng cồn tạo thành

5

Theo dõi quá

trình lên men phụ

Xác định thời gian lên men phụ cho sản phẩm

Đánh giá cảm quan rượu bưởi trong quá trình lên men phụ theo các khung thời gian khác nhau bằng phương pháp cảm quan trình bày tại phụ lục 4.2

Điểm đánh giá cảm quan sản phẩm rượu bưởi

- Mỗi loại bưởi trên chọn 5 quả có kích thước và hình dạng tương tự theo bảng 3.5 Sau

đó mỗi quả bưởi này được đem đi gọt vỏ, vắt lấy nước bằng thiết bị inox và tiến hành lọc qua rây inox kích thước lỗ lmm

- Dịch ép bưởi ngay sau khi thu nhận sẽ được xác định hàm lượng chất đắng naringin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid chromatography

- HPLC) và hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH (2,2-Diphenyl

-l-picrylhydrazyl)