Nghiên cứu sản xuất và đánh giá sự biến đổi chất lượng của rượu tà vạt trong quá trình bảo quản

Tà Vạt hay còn gọi là Cọ Đường, có nguồn gốc ở các nước Đông Nam Á. Ở Việt Nam, nó có tên là Búng Báng hay Đoác, mọc phổ biến ở vùng cao của miền Bắc và miền Trung. Búng Báng là loại cây hữu ích được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau và đặc biệt là lên men rượu Tà Vạt một sản phẩm đặc trưng và độc đáo của người dân tộc Cơ Tu. Tuy nhiên, với quá trình lên men tự nhiên, chất lượng sản phẩm thường không đồng đều, đặc biệt thời gian sử dụng rất ngắn (2 – 3 ngày). Chính vì vậy, mục đích của nghiên cứu này là dựa vào những nghiên cứu về sản xuất rượu vang Tà Vạt nồng độ cao đã từng nghiên cứu trước đó, tiếp tục xác định một số tính chất và thành phần của dịch nhựa cây Búng Báng, đồng thời khảo sát sự biến đổi của rượu trong thời gian bảo quản, nhằm áp dụng sản xuất công nghiệp và thương mại hóa. Dịch nhựa Búng Báng được phân tích một số tính chất và thành phần. Kết quả phân tích của 9 mẫu dịch nhựa Búng Báng lấy ở 3 thời điểm khác nhau từ tháng 3 đến tháng 5 tại huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam cho thấy: Hàm lượng chất khô 8,0, pH 4,46, acid tổng số 0,085%, hàm lượng đường khử, đường tổng lần lượt là 3,30% và 7,50%. Nghiên cứu đề xuất ra thời gian thích hợp để chiết vỏ cây chuồn bằng cách chiết trong cồn 30%. Dịch chiết thu được đem đo Bx bằng chiết quang kế theo thời gian. Bằng cách đánh giá Bx của dịch chiết vỏ cây chuồn, chúng tôi đã chọn được thời gian để chiết vỏ cây chuồn là 12 giờ .Nghiên cứu tỉ lệ bổ sung dịch chiết vỏ cây chuồn vào môi trường lên men, đánh giá sự ảnh hưởng của dịch chuồn trong thời gian lên men, sau đó đánh giá cảm quan để chọn ra tỉ lệ thích hợp nhất. Bằng cách đó, chúng tôi chọn tỉ lệ bổ sung dịch chuồn thích hợp nhất là 3%. Nghiên cứu cuối cùng và quan trọng nhất của đề tài là khảo sát sự biến đổi của rượu vang Tà Vạt được bảo quản ở 2 điều kiện nhiệt độ khác nhau. Các chỉ tiêu được xác định tương tự như các chỉ tiêu của nguyên liệu. Kết quả cho chúng tôi thấy, rượu được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thấp (5ºC) biến đổi tích cực hơn rượu được bảo quản ở nhiệt độ phòng. Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy rượu Tà Vạt nếu được sản xuất theo quy trình mới nghiêm ngặt có kiểm soát và bảo quản lạnh sẽ có thời gian bảo quản dài hơn rất nhiều so với rượu được lên men tự nhiên. Điều này chứng tỏ rằng, rượu vang Tà Vạt có thể áp dụng được trong công nghiệp và thương mại hóa.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đà Nẵng – Năm 2018

TÓM TẮT

Tà Vạt hay còn gọi là Cọ Đường, có nguồn gốc ở các nước Đông Nam Á Ở Việt Nam, nó có tên là Búng Báng hay Đoác, mọc phổ biến ở vùng cao của miền Bắc và miền Trung Búng Báng là loại cây hữu ích được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau và đặc biệt là lên men rượu Tà Vạt - một sản phẩm đặc trưng và độc đáo của người dân tộc Cơ Tu Tuy nhiên, với quá trình lên men tự nhiên, chất lượng sản phẩm thường không đồng đều, đặc biệt thời gian sử dụng rất ngắn (2 – 3 ngày) Chính vì vậy, mục đích của nghiên cứu này là dựa vào những nghiên cứu về sản xuất rượu vang Tà Vạt nồng độ cao đã từng nghiên cứu trước đó, tiếp tục xác định một số tính chất và thành phần của dịch nhựa cây Búng Báng, đồng thời khảo sát sự biến đổi của rượu trong thời gian bảo quản, nhằm áp dụng sản xuất công nghiệp và thương mại hóa

Dịch nhựa Búng Báng được phân tích một số tính chất và thành phần Kết quả phân tích của 9 mẫu dịch nhựa Búng Báng lấy ở 3 thời điểm khác nhau từ tháng 3 đến tháng 5 tại huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam cho thấy: Hàm lượng chất khô 8,0, pH 4,46, acid tổng số 0,085%, hàm lượng đường khử, đường tổng lần lượt là 3,30% và 7,50%

Nghiên cứu đề xuất ra thời gian thích hợp để chiết vỏ cây chuồn bằng cách chiết trong cồn 30% Dịch chiết thu được đem đo Bx bằng chiết quang kế theo thời gian Bằng cách đánh giá Bx của dịch chiết vỏ cây chuồn, chúng tôi đã chọn được thời gian để chiết vỏ cây chuồn là 12 giờ Nghiên cứu tỉ lệ bổ sung dịch chiết vỏ cây chuồn vào môi trường lên men, đánh giá sự ảnh hưởng của dịch chuồn trong thời gian lên men, sau đó đánh giá cảm quan

để chọn ra tỉ lệ thích hợp nhất Bằng cách đó, chúng tôi chọn tỉ lệ bổ sung dịch chuồn thích hợp nhất là 3% Nghiên cứu cuối cùng và quan trọng nhất của đề tài là khảo sát sự biến đổi của rượu vang Tà Vạt được bảo quản ở 2 điều kiện nhiệt độ khác nhau Các chỉ tiêu được xác định tương tự như các chỉ tiêu của nguyên liệu Kết quả cho chúng tôi thấy, rượu được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thấp (5ºC) biến đổi tích cực hơn rượu được bảo quản ở nhiệt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ο

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên học viên: TÔN NỮ QUỲNH TRANG MSSV: 107130125

Lớp: 13H2B Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm

1 TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA RƯỢU TÀ VẠT NỒNG ĐỘ CAO TỪ DỊCH NHỰA CÂY BÚNG BÁNG

2 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Xác định tính chất và thành phần (đường, acid) của dịch nhựa cây Búng Báng

- Khảo sát sự biến đổi của nguyên liệu trong quá trình lên men

- Khảo sát sự biến đổi của rượu trong quá trình bảo quản

3 Họ tên giáo viên hướng dẫn: PGS TS ĐẶNG MINH NHẬT

4 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: …… /……/2018

5 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ……./……./2018

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018

Trưởng bộ môn:……… GV hướng dẫn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của Quý Thầy Cô cũng như sự động viên, ủng hộ từ gia đình và bạn bè

Xin gửi lời chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến PGS TS Đặng Minh Nhật - Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này Xin bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể Quý Thầy Cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường Xin bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô phụ trách thí nghiệm - Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã động viên và tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này

Xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè - những người không ngừng khích lệ và

hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô phản biện, Quý Thầy Cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp

đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và góp ý cho luận văn này

Đà Nẵng, tháng năm 2018

Người viết

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này đều là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Sinh viên thực hiện

TÔN NỮ QUỲNH TRANG

MỤC LỤC

MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH VI DANH MỤC BẢNG VIII

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 6

1.1 GIỚITHIỆUVỀCÂYĐOÁC(ARENGAPINNATA) 6

1.1.1 Tên gọi 6

1.1.2 Xếp loại của cây 6

1.1.3 Lịch sử phát hiện 6

1.1.4 Phân bố 7

1.1.5 Ứng dụng 7

1.1.6 Đặc điểm 10

1.1.7 Qúa trình thu hoạch nhựa 11

1.2 CÂYCHUỒN 12

1.2.1 Tên gọi 12

1.2.2 Phân loại khoa học 12

1.2.3 Đặc điểm, phân bố 12

1.2.4 Ứng dụng 14

1.3 RƯỢUCỌ 15

1.3.1 Rượu cọ - Sản phẩm phổ biến 15

1.3.2 Nguồn gốc 17

1.3.3 Quy trình sản xuất rượu cọ 17

1.4 CÔNGNGHỆLÊNMENRƯỢU 20

1.4.1 Khái quát quá trình lên men rượu 20

1.4.2 Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men rượu 20

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 22

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1.NGUYÊNLIỆU 25

2.1.1 Dịch nhựa cây đoác 25

2.1.2 Vỏ cây chuồn 25

2.1.3 Đường cát trắng 26

2.1.4 Chủng vi sinh vật 26

2.1.5 Malt đại mạch 27

2.2.THIẾTBỊVÀHÓACHẤT 27

2.2.1 Thiết bị 27

2.2.2 Hóa chất 28

2.3.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 29

2.3.1 Phương pháp phân tích 29

2.3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 31

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1.NGHIÊNCỨUXÁCĐỊNHMỘTSỐTHÀNHPHẦNHÓAHỌCCỦADỊCH NHỰACÂYBÚNGBÁNG 35

3.2.NGHIÊNCỨUẢNHHƯỞNGCỦATỈLỆDỊCHCHUỒNĐẾNCHẤTLƯỢNG RƯỢUTÀVẠT 36

3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian đến việc chiết dịch cây chuồn 36

3.2.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết vỏ cây chuồn đến môi trường lên men rượu Tà Vạt……… 37

3.2.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chuồn đến chất lượng cảm quan của rượu Tà Vạt 43

BẢOQUẢN 45

3.4.1 Khảo sát sự biến đổi chất lượng của rượu Tà Vạt ở 2 điều kiện nhiệt độ 5ºC và nhiệt độ phòng 45

3.4.3 Đánh giá cảm quan chất lượng rượu bảo quản ở 2 điều kiện nhiệt độ khác nhau……… 51

3.5.QUYTRÌNHCÔNGNGHỆSẢNXUẤTVANGTÀVẠT 54

3.5.1 Quy trình công nghệ 54

3.5.2 Thuyết minh quy trình 54

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

4.1.KẾTLUẬN 56

4.2.KIẾNNGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 61

PHỤ LỤC 1: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 62

PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 66

PHỤ LỤC 3: PHIẾU ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN 71

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN 75

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây Búng Báng 6

Hình 1.2 Quả Tà Vạt 8

Hình 1.3 Quả đực và quả cái Tà Vạt 10

Hình 1.4 Thu hoạch Tà Vạt 11

Hình 1.5 Cây chuồn 12

Hình 1.6 Hoa chuồn 13

Hình 1.7 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu cọ 18

Hình 1.8 Con đường chuyển hóa trong quá trình lên men ethanol của S cerevisiae 21

Hình 1.9 Những yếu tố stress của S cerevisiae trong quá trình lên men ethanol 22

Hình 2.1 Lớp bên trong (trái) và ngoài (phải) của vỏ cây chuồn sau sấy 25

Hình 2.2 Lớp vỏ chuồn sau khi cạo sạch (trái) và chuồn ngâm trích ly trong cồn (phải) 26

Hình 2.3 Saccharomyces serevisiea 26

Hình 2.4 Đường chuẩn đường khử 30

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang Tà Vạt 33

Hình 3.1 Bx của dịch chiết vỏ cây chuồn theo thời gian trích ly 37

Hình 3.2 Sự biến đổi của Bx theo thời gian lên men của các mẫu rượu với tỉ lệ chất chiết vỏ chuồn khác nhau 38

Hình 3.3 Sự thay đổi hàm lượng đường sót theo thời gian lên men của các mẫu rượu bổ sung tỉ lệ dịch chiết vỏ cây chuồn khác nhau 39

Hình 3.4 Sự thay đổi của cồn sinh ra theo thời gian lên men của các mẫu rượu với tỉ lệ chất chiết vỏ chuồn khác nhau 40

Hình 3.5 Sự thay đổi của acid tổng số theo thời gian lên men của các mẫu rượu lên men với tỉ lệ dịch chiết vỏ cây chuồn khác nhau 41

Hình 3.6 Sự thay đổi của pH theo thời gian lên men của các mẫu rượu lên men với tỉ lệ dịch chiết vỏ cây chuồn khác nhau 42Hình 3.7 Sự thay đổi của Bx theo thời gian bảo quản của 2 mẫu rượu Tà Vạt bảo quản ở nhiệt độ khác nhau 46Hình 3.8 Sự thay đổi hàm lượng đường sót theo thời gian bảo quản của 2 mẫu rượu Tà Vạt bảo quản ở nhiệt độ khác nhau 47Hình 3.9 Sự thay đổi của đường sót theo thời gian bảo quản của 2 mẫu rượu Tà vạt với điều kiện nhiệt độ khác nhau 48Hình 3.10 Sự thay đổi pH theo thời gian bảo quản của 2 mẫu rượu Tà vạt với điều kiện nhiệt độ khác nhau 49Hình 3.11 Sự thay đổi acid tổng số theo thời gian bảo quản của 2 mẫu rượu Tà vạt với điều kiện nhiệt độ khác nhau 50Hình 3.12 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Tà Vạt nồng độ cao 54

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thiết bị và dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm 27Bảng 2.2 Các hóa chất thông thường sử dụng trong phòng thí nghiệm 28Bảng 3.1 Thành phần hóa học của dịch nhựa Búng Báng 35Bảng 3.2 Bảng phân tích sự khác nhau có nghĩa giữa các mẫu rượu bổ sung dịch chiết vỏ chuồn với tỉ lệ khác nhau: 45Bảng 3.3: Điểm trung bình của phép thử cho điểm của các mẫu rượu được bảo quản theo thời gian 52

MỞ ĐẦU

1 Giới thiệu

Cọ đường Arenga pinnata hay Arenga saccharifera, ở Việt Nam có tên gọi là cây

Búng Báng, Tà Vạt hay cây Đoác, là một loại cây có giá trị lịch sử - kinh tế lớn mọc phổ biến ở vùng cao của miền Bắc và miền Trung [1] Cây Búng Báng giống như cây dừa, người Kinh đặt tên là “dừa núi”, là loại cây thân to, lá thưa, rễ chùm và sống ở gần khe, hố Chúng mọc hoang ở khắp các thung lũng, khe suối và gắn bó mật thiết với đời sống của đồng bào dân tộc Cơ Tu ở các huyện Đông Giang, Nam Giang - Quảng Nam [33]

Cây Búng Báng có giá trị lịch sử to lớn, là loại cây gắn bó với bộ đội Việt Nam Sau tổng tấn công Mậu Thân, các đơn vị bộ đội Việt Nam ở mặt trận Khe Sanh - Ðường 9 lao đao vì một trận đói kéo dài suốt mùa mưa Những cây Đoác trong rừng đã cứu sống biết bao nhiêu người lính [1]

Cây Búng Báng có giá trị kinh tế to lớn, đặc biệt đối với đồng bào dân tộc Cơ Tu, các bộ phận của cây đều được tận dụng tối đa Lá cây Đoác dùng để lợp nhà, lợp chuồng gia súc Cuống cụm hoa của cây Búng Báng chứa nhiều nước ngọt có thể nấu thành đường hoặc cho lên men rượu Chỉ cần cho dịch chiết từ buồng trái của cây Búng Báng lên men với vỏ cây chuồn (apăng) thì sẽ được loại rượu rất thơm ngon Nhân hạt luộc chín để ăn Đồng bào miền núi cũng thường trồng thêm ở một số nơi để lấy bột ăn thay lương thực khi cần thiết Nõn cây khi bóc vỏ cứng đi, thái nhỏ, luộc bỏ nước, dùng để nấu canh, hay xào [1]

Trong y học cổ truyền bột cây Búng Báng cũng được sử dụng làm thuốc bồi bổ hư tổn suy yếu, ăn lâu thì lưng gối khỏi yếu mỏi Quả cũng được dùng sắc uống chữa đau nhức Dịch của lớp vỏ quả ăn da, độc đối với cá Thân cây cũng được dùng sắc uống chữa cảm sốt, rễ dùng trị viêm cuống phổi, và làm dễ tiêu hóa [1]

Ngoài ra những sợi ở bẹ lá có thể được dùng làm chỉ khâu nón lá hay bện thừng, làm dây

buộc [5]

2 Tính cấp thiết của đề tài

Búng Báng là một loại cây rừng nhiệt đới rất hữu ích, từ rễ cho đến lá, tất cả các bộ phận của cây đều được sử dụng vào các mục đích khác nhau, nhưng phần quý nhất của cây

vẫn là dòng nhựa ngọt thơm dìu dịu, phảng phất mùi hương đường thốt nốt Với dịch nhựa cây này có thể dùng để uống trực tiếp rất ngon, hoặc cô đặc thành đường nâu có mùi vị tự nhiên giống đường thốt nốt Chính vì có hàm lượng đường khá cao 10 – 20% và giàu dinh dưỡng nên dịch nhựa cây cọ đường này rất dễ bị lên men tự nhiên thành rượu

Ở Việt Nam, báng mọc ở hầu khắp dãy Trường Sơn, được nhân dân ta sử dụng từ các đời vua Hùng để sản xuất bột báng ăn thay cơm và để làm bánh… Lúc chiến tranh cây báng

đã cứu sống biết bao nhiêu người trong những ngày mưa đói rét trên dãy Trường Sơn Giờ đây cây báng còn khắng khít hơn với đồng bào các dân tộc Cơ Tu ở các huyện Đông Giang, Nam Giang, Tây Giang – Quảng Nam, dân tộc Tà Ôi ở vùng cao A Lưới – Thừa Thiên Huế… với sản phẩm rượu dân tộc truyền thống làm từ nhựa cây Búng Báng và

vở cây apăng hoặc vỏ cây chuồn Đó là rượu Tà Vạt ở Quảng Nam, rượu Đoác ở Thừa Thiên Huế, rượu Búng Báng ở Quảng Trị… Có nhiều người đặt vui cho tên loại rượu này

là “Rượu Trời”, “Bia Trời”, “ Sâm banh Tà Vạt”…, đây toàn là những “thương hiệu của Trường Sơn” vì loại rượu này được sản xuất ngay tại trên cây tà vạt chỉ có ở Trường Sơn Hương vị của nó có thể nói được rất nhiều người ưa thích Rượu có màu trắng đục, sủi tăm trong ly, nhìn tụa như rượu sâm banh, khi uống vào mát rượi, thơm ngọt, đắng nhẹ, tê tê đầu lưỡi, là loại rượu “khai vị” không thể thiếu trong các lễ hôi, ngày Tết của đồng bào dân tộc Cơ Tu, Tà Ôi…

Mỗi cây Tà Vạt có thể cho từ 10-15 lít rượu mỗi ngày, cây có thể cho rượu trong thời gian 2-3 tháng, với số lượng khoảng 300 lít Hiện nay rượu Tà Vạt đã đem lại thu nhập không nhỏ cho nhiều dân bản ở dãy Trường Sơn

Rượu Tà Vạt lên men tự nhiên cho chất lượng được người dân ưa thích vì hương vị độc đáo và tính không độc hại của nó Tuy nhiên vì đây là quá trình lên men tự nhiên không thể tránh sự nhiễm tạp, chưa kiểm soát được quá trình sản xuất, rượu còn bị đục, chất lượng không ổn định (có khi ngọt đắng vừa phải, cũng có khi rất đắng chát ), rượu này không thể bảo quản lâu được Ngoài ra, không phải ai cũng có thể làm được loại rượu này, hiện nay việc sản xuất rượu này hoàn toàn chỉ mang tính tự phát chưa được nghiên cứu một cách khoa học Một số hướng nghiên cứu gần đây đã đề xuất quy trình mới sản xuất rượu Tà Vạt trong công nghiệp để ổn định chất lượng rượu, tránh sự nhiễm khuẩn trong quá trình lên men [5] Dựa trên cơ sở đó, chúng tôi tiếp tục khảo sát sự biến đổi của rượu Tà Vạt trong quá trình bảo quản để có thể xác định sản phẩm có thể thương mại hóa được hay không

Chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu sản xuất và đánh giá sự biến đổi chất

lượng của rượu Tà Vạt trong quá trình bảo quản” với mong muốn sản phẩm được thương

mại hóa, mang đến cho người tiêu dùng một sản phẩm rượu độc đáo của miền núi, đồng thời góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của vùng miền núi đang gặp khó khăn

3 Mục đích nghiên cứu

Khảo sát sự biến đổi của rượu vang Tà Vạt nồng độ cao trong quá trình bảo quản thông qua các chỉ tiêu Bx, cồn, acid tổng số, đường sót

4 Đối tượng nghiên cứu

Dịch nhựa cây Đoác

6.2 Phương pháp vi sinh

Nuôi cấy, nhân giống nấm men để sản xuất vang Tà Vạt

6.3 Phương pháp hóa sinh

Lên men rượu vang Tà Vạt trong môi trường lỏng là dịch nhựa cây búng báng theo phương pháp lên men yếm khí

6.4 Phương pháp cảm quan

Sử dụng các phép thử cảm quan như: Phép thử so sánh cặp đôi, phép thử cho điểm thị hiếu, phép thử so hàng để đánh giá, lựa chọn các mẫu rượu được ưa thích nhất sau mỗi lần thí nghiệm nhằm lựa chọn các thông số tối ưu cho các lần sản xuất rượu vang Tà Vạt ở các thí nghiệm sau đó Cuối cùng sử dụng phép thử cho điểm để đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm sau quá trình bảo quản

và đánh giá cảm quan chọn tỉ lệ thích hợp nhất Bên cạnh đó, khảo sát sự biến đổi của rượu trong quá trình bảo quản ở 2 điều kiện nhiệt độ khác nhau Và cuối cùng là đánh giá cảm quan sản phẩm rượu theo thời gian bảo quản

b Ý nghĩa thực tiễn

Tạo ra sản phẩm rượu có thời gian bảo quản dài, có thể áp dụng trong công nghiệp, thương mại hóa sản phẩm Góp phần nâng cao giá trị sử dụng của cây Đoác, khuyến khích phát triển việc trồng trọt loại cây này ở vùng miền núi với quy mô lớn nhằm cải thiện điều kiện kinh tế - xã hội ở những vùng khó khăn này

8 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, tài liệu tham khảo và phụ lục, đồ án gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐOÁC (ARENGA PINNATA)

1.1.1 Tên gọi

a Tên gọi khác: cây Đoác, cây rượu

trời, cây dừa núi, cây búng báng, quang

lang, Co pảng (dân tộc Cơ Tu-Quảng

Nam) [25]

b Tên tiếng Anh: Sugar palm,

Gomuti Sugar Palm, Arenga Palm, Areng

Palm, Blác-fiber palm

c Tên khoa học: Arenga pinnata

d Tên đồng nghĩa: Saguerus

pinnatus wurmb, Arenga

saccharifera labill [25]

1.1.2 Xếp loại của cây

Cây Búng Báng thuộc giới Plantae, bộ Arecales, họ Arecaceae, chi Arenga, loài A.pinnata, tên hai phân Arenga pinnata (wurmb) Merr, tên đồng nghĩa Saguerus pinnatus wurmb, Arenga saccharifera labill [26]

1.1.3 Lịch sử phát hiện

Trên thế giới: mặc dù nguồn gốc của Búng Báng không được biết chính xác, nhưng người ta cho rằng nó có nguồn gốc ở khu vực Minahassa ở Bắc Sulawesi, Indonesia Trước năm 1821 tại khu vực này có 439.450 cây cọ đường được thu hoạch sợi với năng suất 300.000 dây thừng trong một tháng Ở thời gian này, sợi chịu được nước biển là sản phẩm được ưa chuộng [26]

Ở Việt Nam: theo như thần phả của đền Núi Hầu (xã Yên Thắng, Yên Mô, Ninh Bình) thì vị thần Cao Sơn Đại Vương chính là Lạc Tướng Vũ Lâm, con thứ 17 vua Lạc Long Quân Vâng lệnh vua anh là Hùng Vương thứ nhất đi tuần vùng Nam Lĩnh đến vùng Thiên

Hình 1.1: Cây Búng Báng

Dưỡng tìm ra một loài cây thân có bột dùng là bánh thay bột gạo, liền lấy tên mình đặt tên cho cây là Quang Lang (hiện nay dân địa phương vẫn gọi là cây Quang Lang hay cây Búng Báng) [27]

1.1.4 Phân bố

Cây Đoác hay gọi là cây tự nấu rượu, là giống cây lâu năm thuộc họ cau dừa, có nguồn gốc khu vực nhiệt đới Châu Á, từ Đông Ấn Độ về phía Đông tới Malaysia, Indonesia, Philipines Thông thường nó phát triển ở rừng thứ sinh ít cây gỗ lớn Ở Việt Nam, cây đoác mọc nhiều ở chân núi ẩm (Cao Bằng, Lạng Sơn, Trường Sơn, Trung Bộ, Tây Nguyên), loài cây này mọc hoang ở chân núi đã vôi, trong rừng thứ sinh Được người dân tộc miền núi trồng để lấy rượu tự nhiên [5] Loài “cây rượu” này hầu như có mặt ở khắp vùng núi Quảng Nam

1.1.5 Ứng dụng

a Hạn chế xói mòn, xen canh [5]

Rễ cây sâu 3m, rộng đến 10m nên cây Đoác góp phần ổn định, hạn chế xói mòn đất Giữa những cây lớn hơn, Đoác vẫn phát triển rất tốt khi có đủ ảnh sáng, nhưng rất ít loại thực vật có thể phát triển được dưới nó Những cây cà phê, dứa rất khó sống được dưới chúng Tuổi thọ của cây tương đối từ 20 – 25 năm

b Sản Xuất rượu [9]

Rượu cọ là thức uống có cồn quan trọng ở Tây Phi, nó được sử dụng trong cộng đồng hơn 10 triệu người Rượu cọ được sản xuất từ nhựa cây cọ Phổ biến nhất là nhựa từ cây cọ sợi Raphia hookeri hay R.vinifera và cây cọ dầu Elaeis guineense Rượi cọ chứa nhiều dinh dưỡng bởi vì quá trình lên men làm tăng lên hàm lượng thiamie, riboflavin, pyridoxine và vitamin B12 Giống như nhiều thức uống có cồn khác ở Châu Phi, rươu cọ có hạn sử dụng ngắn

c Sản xuất đường

Đường cọ được sản xuất từ nhựa cây Đoác [10,11] Để tạo ra đường, dịch nhựa được đun sôi trên một cái chảo Dầu được thêm vào để ngăn cản hiện tượng quá sôi Khi dịch nhựa chuyển sang màu đỏ sậm và đặc hơn thì dung dịch được rót vào khuôn để kết tinh đường Hạn sử dụng của đường bị hạn chế vì dung dịch còn lẫn nhiều tạp chất Đường cọ

có màu đỏ sậm dùng trong nhiều sản phẩm như bánh kẹo, nước ngọt và thực phẩm đóng

hộp [12] Ở Malaysia, đặc biệt là bang Negeri Sembilan, quá trình thu hoạch nhựa làm nguyên liệu sản xuất đường bát truyền thống rất phổ biến và được biết đến với tên gọi là Gulaenau hay Kabung [13]

d Sản xuất tinh bột [5]

Để thu tinh bột người ta phải hạ cây xuống, sau đó phần lõi bên trong được cắt nhỏ, nghiền thành bột và rửa với nước vài lần rồi phơi khô dưới ánh nắng mặt trời hay sấy bằng máy sấy chân không dạng tang quay, sau đó sấy bằng không khí nóng Ở khu vực cận đảo Java Indonesia, có 100 hộ gia đình trong cùng một làng đã phát triển công nghiệp gia đình dựa trên sản xuất tinh bột Họ thu được 2000kg tinh bột từ 200 cây mỗi ngày

e Sản xuất giấm [5]

Bước đầu tiên của quá trình lên men giấm từ nhựa cây cọ là thu hoạch nhựa cây vào bồn chứa Qúa trình này có thể mất 1 hoặc 2 ngày Quá trình lên men tự nhiên từ dịch nhựa thường bắt đầu vài giờ sau khi thu hoạch Mất khoảng 2 ngày để hoàn thành quá trình lên men, nồng độ ethanol đạt được 7% (v/v) Quá trình lên men thứ hai – quá trình acetic hóa rượu để tạo thành giấm mất khoảng 4 ngày để hoàn thành và nồng độ acid khoảng 4% (v/v)

Vi sinh vật lên men giấm chủ yếu thuộc giống Acetobacter và Gluconacetobacter

f Quả

Hình 1.2: Quả Tà Vạt

Là thành phần quan trọng sau nhựa Quả có thể được chế biến thành các dạng sản phẩm như quả ngâm, nước ép, món tráng miệng, thực phẩm đóng hộp và cũng có thể nấu

để tạo thành dạng siro truyền thống [13] Hạt của quả non được chiết ra và đun sôi với đường được sử dụng trong các món rau sống, rau trộn và món tráng miệng [14]

Một sản phẩm đặc trưng ở phía Tây đảo Java Indonesia được làm từ cây Búng Báng

là Kolang kaling, đó là nội nhũ của quả non được nấu chín Người ta sử dụng nó trong Cocktail và thức uống Kolak [5]

g Sợi

Bộ phận quan trọng sau nhựa và quả là sợi của cây Sợi được dùng để làm dây thừng, chổi, bàn chải, chổi quét sơn, vật liệu để lợp mái nhà, dụng cụ đánh bắt cá, thủ công mỹ nghệ, các vật dụng khác như sàng, gối tựa…[12,13] Bên cạnh sợi, cuống lá cũng được sử dụng như: cuống được chẻ ra để đan rổ, hay nó còn là một chiếc cốc uống nước có hình dạng đầy ý tưởng sau khi lấy phần ruột ra khỏi nó [11] Lá cây được sử dụng để làm chổi

và dệt thành những chiếc rổ [14] Ngoài ra lá còn được sử dụng để lợp mái nhà Lá non được sử dụng làm giấy cuốn thuốc lá [5]

Mật ong: hoa là nguồn mật tốt để sản xuất mật ong

Gỗ: phần gỗ cứng bên ngoài thân cây được sử dụng để đóng thùng, nguyên liệu để đóng sàn và làm các đồ đạc, dụng cụ trong nhà, làm trụ cho dây leo của hạt tiêu, lấy ván, dụng cụ cầm tay và các nhạc cụ như trống…

Chất độc: rễ cây Búng Báng được sử dụng để tiêu diệt côn trùng

Nhiên liệu: lá cây được sử dụng để làm chất đốt, các sợi trên lá làm mồi để nhóm lửa

1.1.6 Đặc điểm

Đoác thuộc họ Cọ, là cây đơn thân, không phân nhánh, cao 15 – 20 m, đường kính thân khoảng 30 – 40 cm, trên phủ những bó sợi to đen, giống như cước do cuống lá bị dũa

ra Lá xẻ hình lông chim từ dưới lên, dài 6 – 12 m, rộng khoảng 1,5 m, mỗi lá dài 40 – 70

cm, rộng 5 cm Lá non có màu xanh đậm ở mặt trên, còn mặt dưới thì có màu trắng nhạt Cuống và mép lá có nhiều sợi dài màu đen Trên bề mặt lá non có phủ những sợi lông màu trắng rất mềm mại [5]

Trong thân cây có chứa nhựa, nhựa cây chuyển hóa thành đường khi cây bắt đầu ra hoa Hoa xuất hiện lần đầu tiên khi cây được 10 – 12 tuổi, tuy nhiên đôi khi hoa cũng có thể xuất hiện sớm khi cây chỉ mới 5 – 6 tuổi Thời gian ra hoa trung bình của cây khi chưa thu hoạch là 4 – 6 năm phụ thuộc vào độ cao, nhiệt độ và mức độ ảnh hưởng của các yếu

tố như độ màu mỡ của đất, thảm thực vật cạnh tranh

Cụm hoa đầu tiên xuất phát từ đốt gần mô phân sinh ngọn Cụm hoa phân nhánh nhiều, rủ xuống từ nách lá Mỗi đốt chỉ có một cụm hoa Mỗi cụm hoa tì vào một nách lá Khi hoa xuất hiện ở nách lá thấp nhất và quả chín thì toàn bộ quá trình kết thúc và cây sẽ chết Thời gian từ khi ra hoa đến khi quả chín khoảng 2 – 5 năm [16]

Cụm hoa đực dài khoảng 1,2 m, màu tím và có mùi khó chịu Cụm hoa cái dài hơn cụm hoa đực và quá trình từ khi ra hoa đến khi quả chín chậm hơn Một cụm hoa cái một ngày có thể thu được 5 – 40 lít nhựa [16]

Hình 1.3 Quả đực và quả cái [30]Tà Vạt

Quả có màu xanh lá cây và chuyển sang mày vàng khi chín, đường kính quả khoảng

5 cm, bên trong có 2 – 3 hạt Thành phần của quả chứa 6,8% ẩm; 7,9% tro; 16,2% xơ; 10% protein thô và 1,5% chất béo [5]

1.1.7 Qúa trình thu hoạch nhựa

Quá trình thu hoạch nhựa có thể tiến hành khi cây bắt đầu ra hoa, những người nông dân thường chờ cho đến khi cây ra cụm hoa đực đầu tiên [16] Để thu hoạch nhựa, cuống cụm hoa được làm sạch, sau đó dùng cái vồ gõ xung quanh thân cây và cuống theo nhiều hướng khác, thực hiện việc đập trong khoảng 1 tuần, những ngày đầu nên đập với lực nhẹ, sau đó tăng lực dần Thời điểm thích hợp để thu hoạch được xác định bằng cách cắt vào vài nhánh của cụm hoa, nếu nhựa vẫn tiếp tục chảy ra sau 1 ngày thì quá trình thu hoạch có thể bắt đầu [12] Có 2 cách để thu hoạch nhựa Cách thứ nhất người ta dùng dao khoét vào cuống cụm hoa 1 – 5 cm và buộc một ống tre dưới vết cắt đó [10] Cách thứ 2 nhựa được thu hoạch bằng cách chặt cuống hoa, dùng đục đục vào cuống cách thân tầm 35 – 40 cm, đục lỗ hình chữ nhật sâu khoảng 5 cm, sau đó dùng ống tre làm ống dẫn đễ dẫn nhựa đường

từ trong cây chảy ra Việc thu hoạch nhựa đường thường thực hiện vào buối sáng và buổi chiều tại thời điểm từ tháng 3 đến tháng 7 trong năm

Năng suất thu hoạch nhựa phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, tuổi của cây và thời gian thu hoach Thông thường mỗi cây trong 1 ngày có thể thu được 10 – 12 lít nhựa Dịch nhựa

Hình 1.4 Thu hoạch Tà Vạt

Búng Báng có dinh dưỡng cao và là tác nhân tiêu hóa tốt Dịch trong, có nồng độ đường khoảng 100 – 144 g/kg và lượng vết ethanol

1.2 CÂY CHUỒN

1.2.1 Tên gọi

a Tên khoa học: Mesua ferrea L

b Tên thương mại: Penaga, Mesua

c Tên riêng: Nagesar, Nageswar (tiếng

Bengali); Ceylon ironwood, India rose chestnut,

Iron wood trê (tiếng Anh), Kaliuas (tiếng

Philippines), Nagchampa (tiếng Gujarati),

Nagachampakamum (tiếng Indonesia), Nagasari

(tiếng Nhật), Sino – Tibetan, Lek, Kathang (tiếng

Lào), Lengapus, Penaga, Penaga lilin (tiếng

Malaysia), Nalakeshara (tiếng Phạn), Bunnak,

Saraphi – doi (tiếng Thái), vấp, chuồn (tiếng Việt

Hình 1.5 Cây chuồn [31]

mặt dưới mốc trắng, gân phụ khó nhận biết, cuống dài 9 – 10 mm, lá non có màu đỏ hoặc vàng đỏ, khi già thì chuyển thành mày xanh [28]

Sinh vật học

Hoa lưỡng tính, có mùi thơm, 4 cánh màu trắng đầu lõm, nhị vàng xếp thành hình vuông, 1 nhụy màu trắng nằm giữa hình vuông nhị vàng, đầu nhụy vươn cao hơn nhị, 4 đài hoa màu xanh hình oval, tồn tại khá lâu, mọc ở ngọn hoặc nách lá, ra hoa Hoa ra trong suốt mùa khô, từ tháng 2 đến tháng 3 Hoa lưỡng tính nở trong 1 ngày, khoảng 3 – 4 giờ sáng

và khép lại khi mặt trời lặng [28,17]

Quả xoan giống quả dâu, nhọn ở đỉnh, gốc tròn nằm trên 4 cánh đài, vỏ hóa gỗ, mở ở đỉnh từ 2 – 3 van, lúc non có màu xanh, khi chín chuyển thành màu nâu đỏ, vỏ quả rụng trước, hạt rụng sau, quả có 1 – 4 hạt, vỏ hạt chín có màu nâu đỏ cứng, chứa tinh dầu, đầu hạt nhọn, gốc tròn trên có điểm trắng hình giọt nước [28]

Thành phần hóa học của hoa, hạt: hạt có chứa dầu đặc, màu vàng, có mùi riêng biệt

và vị đắng Dầu này được cấu tạo từ các acid stearic, oleic, linoleic, arachidic Hạt có vị

Hình 1.6 Hoa chuồn

đắng là mesuol hàm lượng 1% và mesuone có hoạt tính kháng sinh, có tác dụng hơi độc đối với tim [30]

Bằng phương pháp phân tích GC - MS, Sukanya Keawsa-ard và Samart Kongtaweelert đã xác định được 35 hợp chất hóa học có trong dầu màu vàng thu được bằng cách chưng cất lá cây, chiếm đến 81,4% thành phần dầu Trong đó có các thành phần chính

là trans-caryophyllene (30,9%), β-caryophyllene oxide (17,9%), α-humulene (6,0%), cadinene (4,1%), γ-muurolene (3,5%), γ-cadinene (2,3%), β-selinen (1,9%), germacrene D (1,8%) và β-bisabolene (1,6%) Các hợp chất tiêu biểu nhất trong dầu là sesquiterpene hydrocarbon (60,7%), sesquiterpene đã oxi hóa (19,0%), cacboxylic acid (0,5%), diterpene

δ-và triterpene (0,4%), dẫn xuất của terpene (0,4%), hydrocarbon béo no (0,3%) δ-và các thành phần khác (0,2%) Sesquiterpene hydrocarbon là nhóm hợp chất chính trong dầu lá của cây chuồn Chúng có thể chịu trách nhiệm cho các đặc tính sinh học của dầu này [18] Trong hoa của cây chuồn chứa một số hợp chất như: các alkaloid, steroid/triterpenoid, phenolic, tannin, flavonoid, glycoside, saponin, đường khử và dầu dễ bay hơi

Soek Sin The và cộng sự (2011) đã xác định được 2 hợp chất pyranoxanthone mới và

5 hợp chất từ vỏ của rễ cây Các hợp chất đó là: Measuaferrin A; Measuaferrin B; Caloxanthone C; 1,8-Dihydro-3-methoxy-6-methylanthraquinone; β-Sitosterol; Friedelin; Betulinic acid

Dịch chiết từ vỏ thân cây, lá cây và hạt của cây chuồn có hoạt tính kháng khuẩn Dịch chiết của vỏ thân cây thể hiện hoạt tính kháng khuẩn trong đó có các gram dương như

Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Streptococcus β – haemolyticus, Streptoccus aureus, Sarcina lutea, và các vi khuẩn gram âm như Shigella sonnei, Escherichia coli, Klebsiella species, Shigella shiga, Shigella boydii, Shigella flexneriae, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, Pseudomonas aeruginosa Nó cũng thể hiện hoạt tính kháng nấm mốc như Penicillium notatum, Aspergillus niger, Trichoderma viride, Aspergillus flavus, Candida albicans, Hensinela californica [5]

1.2.4 Ứng dụng

a Sản xuất dầu [17]

Nhân quả chứa khoảng 75% dầu có màu vàng, được cấu tạo bởi các glyceride của các acid béo phổ biến như: Linoleic, oleic, stearic và arachidic Một loại dầu được gọi là Nahor cũng được chiết xuất từ hạt của quả

b Thức ăn gia súc [17]

Hạt của quả xay ra có thể thay thế đến 10% thành phần ngô trong thức ăn gia cầm mà không làm ảnh hưởng đến năng suất của chúng Hạt là nguồn cung cấp protein và năng lượng dồi dào và nó được sử dụng như 1 thành phần trong thức ăn gia súc [28]

d Ứng dụng khác [28]

Nhiên liệu: được sử dụng làm củi

Tanin hay thuốc nhuộm: hoa được sử dụng trong thuốc nhuộm có màu sắc phù hợp Những bông hoa thơm dịu được sử dụng nhồi vào gối, đệm và các sản phẩm mỹ phẩm

1.3 RƯỢU CỌ

Rượu cọ là thức uống có cồn quan trong ở Tây Phi – nơi đây có hơn 10 triệu người tiêu thụ rượu cọ Rượu cọ có thể được sử dụng với nhiều mùi vị khác nhua từ ngọt chưa lên men đến chua đã được lên men và các thức uống có cồn Rượu cọ được biết đến với nhiều tên khác nhau như ở Nigeria có tên là Emu và Ogogoro, trong khi đó ở Ghana có tên là Nsafufuo

1.3.1 Rượu cọ - Sản phẩm phổ biến [9]

Rượu cọ là thức uống có cồn quan trọng ở Tây Phi - nơi đây có hơn 10 triệu người tiêu thụ rượu cọ Rượu cọ có thể được sử dụng với nhiều mùi vị khác nhau từ ngọt chưa lên men đến chua đã được lên men và các thức uống có cồn Rượu cọ được biết đến với nhiều tên khác nhau như ở Nigeria có tên là Emu và Ogogoro trong khi đó ở Ghana có tên là Nsafufuo

Một vài loại rượu cọ phổ biến như:

Toddy

Toddy là thức uống có cồn được sản xuất từ quá trình lên men nhựa cây dừa Rượu Toddy phổ biến ở châu Á, đặc biệt là Ấn Độ và Sri Lanka Quá trình lên men bắt đầu ngay sau khi nhựa cây được gom lại, người ta thường để lại 1 lượng nhỏ rượu Toddy trong các

hủ cho các mẻ lên men sau Rượu Toddy có thể lên men hoàn toàn trong 6 - 8h Rượu có màu trắng, vị ngọt và hương thơm đặc trưng, nồng độ rượu 4 - 6% và hạn sử dụng khoảng

men Aguamiel - dịch nhựa của nhiều loại xương rồng, phổ biến nhất là Agave atrovirens

và A americana thường được gọi là “cây thùa” trong tiếng Anh Pulque có độ rượu 6 - 7%

Thức uống thu được từ quá trình chưng cất Pulque được gọi là “Mezcal” và là “Tequila” nếu nó được sản xuất tại các nhà máy chưng cất rượu ở vùng Tequila Dịch nhựa thu được

từ những cây 8 - 10 tuổi Quá trình lên men diễn ra tự nhiên, mặc dù đôi khi người ta ủ vào dịch nhựa 1 lượng rượu cũ từ quá trình lên men trước đó Đó là 1 quá trình lên men hỗn

hợp mặc dù nấm men Saccharomyces carbajali là vi sinh vật chính Lactobacillus plantarum tạo ra lactic acid và độ nhớt của Pulque được tạo ra bởi sự hoạt động của 2 loài Leuconostoc để tạo ra dextran

Ulanzi (Bamboo wine)

Sản phẩm này phổ biến ở Đông và Nam Phi Ulanzi được lên men từ nhựa cây tre - thu được từ những búp măng non trong suốt mùa mưa Rượu Ulanzi trong suốt, màu hơi trắng, có vị ngọt và chứa cồn Đỉnh búp măng được cắt bỏ và gắn vào 1 dụng cụ để thu nhựa Dụng cụ chứa được làm sạch để ngăn cản sự nhiễm bẩn vào dịch nhựa tươi gây ra mùi vị khó chịu cho sản phẩm Quá trình lên men 5 - 12 giờ phụ thuộc vào nồng độ cồn mà sản phẩm cuối cùng mong muốn Sản phẩm có thời hạn sử dụng ngắn

Basi (Sugar cane wine)

Basi là rượu được sản xuất ở Philipppines bằng cách lên men nước mía sau khi đã đun sôi Starter được sử dụng cho quá trình lên men là 1 loại bột đã sấy khô Quá trình lên men

có thể kéo dài đến 3 tháng và giai đoạn tàng trữ có thể kéo dài đến 1 năm Sản phẩm có

màu nâu sáng, có vị ngọt và chua Một sản phẩm tương tự được làm từ Nhật Bản gọi là Shoto sake

Muratina

Muratina là thức uống có cồn được làm từ cây mía và quả Muratina ở Kenya Quả được cắt đôi, phơi dưới ánh nắng mặt trời và được đun sôi trong nước Loại bỏ nước bằng cách phơi quả dưới ánh nắng mặt trời một lần nữa Thêm vào quả một lượng nhỏ nước mía

và ủ trong nơi ấm Quả được lấy ra khỏi nước ép sau 24 giờ và phơi nắng sau đó được đưa vào thùng nước ép mía để lên men trong 1 - 4 ngày Sản phẩm cuối cùng có vị rượu chua

1.3.2 Nguồn gốc

Tây Phi có truyền thống sản xuất rượu vang lâu đời Ở Nigeria, theo truyền thuyết của người Yoruba, các vị thần tạo ra đất, các sinh vật sống từ đại dương và sau khi tạo ra con người, vị thần Obatala phiền muộn và nói “Nên có rượu cọ ở nơi này để giúp con người tiếp tục làm việc” [1]

Ở Ghana (trước đây là Gold Coast), rượu cọ xuất hiện cùng với sự có mặt của người Ashanti, nhóm người Akan lớn nhất cách đây 700 - 900 năm Họ sử dụng rượu cọ tại các cuộc họp, lễ cưới, trong đám tang và các nghi thức khác [1]

Rượu cọ được sản xuất ở hầu hết các khu vực nhiệt đới gồm Ấn Độ, Philippines và Nam Mỹ Ở Ghana, Asante là tên rượu cọ từ khu vực Ashanti Ở nơi khác trong Ghana rượu cọ cũng được gọi là Nsafufuo đôi khi là Ewe Ở Cote d’Ivoire tên là Bangui, ở Congo

là Malafu, ở Nigeria có tên là Ogogoro, ở Natal, Nam Mỹ là Ubusulu và nam Mexico là Tuba [1]

1.3.3 Quy trình sản xuất rượu cọ

a Quy trình

Để tránh quá trình lên men xảy ra nhanh chóng, nhựa thu hoạch vào ống tre được sử dụng mỗi ngày Trong trường hợp chưa sử dụng có thể cho gừng hay ớt nghiền nhỏ vào trong quá trình thu dịch nhựa để ngăn cản quá trình lên men [14]

Dịch nhựa được thu vào vật chứa kim loại, thường là các thùng dầu cũ, cho lên men

tự nhiên Mặc dù quá trình lên men bắt đầu ngay khi dịch nhựa được thu hoạch, tuy nhiên quá trình này chậm hơn sau khi dịch nhựa được đưa vào thùng chứa kim loại [5] Dịch nhựa không được gia nhiệt để tiệt trùng nhưng lên men ngay, dịch nhựa là cơ chất thuận lợi cho

sự phát triển của vi sinh vật do vậy vệ sinh đúng cách là cần thiết để ngăn chặn sự nhiễm khuẩn tạo ra acid trong quá trình lên men rượu Một số acid hữu cơ có trong rượu là acid lactic, acid acetic và acid tartaric [9]

Hình 1.7 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu cọ [6]

Trong suốt và sau quá trình lên men vi khuẩn chuyển hóa rượu thành acid acetic, acid lactic và acid tartaric Sản phẩm được chuyển hóa hoàn toàn từ dịch nhựa thành rượu và từ rượu thành giấm trong 1 - 3 ngày phụ thuộc vào vi sinh vật tự nhiên nhiễm vào quá trình lên men và điều kiện lên men Rượu cọ được bán lẻ trong các hồ lô, chai nhựa hay mason jars Để giúp người tiêu dùng nhận biết sản phẩm chính hãng, người bán hàng rong đặt 1 miếng lá cọ trong bầu chứa Rượu cọ cũng được đóng chai sau khi thanh trùng, xử lý hóa học để tiêu diệt nấm men và các vi khuẩn khác, sau đó phân phối sản phẩm qua các cửa hàng bán lẻ, nhà hàng và các quán bar [1]

Quá trình lên men rượu cọ là quá trình lên men gồm 3 giai đoạn Giai đoạn đầu tiên xảy ra tại vị trí của dụng cụ cắt vào cây cọ Đây là quá trình lên men liên tục mặc dù nhựa chảy ra định kỳ gây trở ngại cho vi sinh vật trong thùng lên men Giai đoạn thứ 2 xảy ra khi

Bầu chứa được cố định dưới vết cắt Cắt ở vị trí cách ngọn cây 10 - 15 cm

Nhựa được gom lại mỗi ngày

Lên men tự nhiên

Chai nhựa và chai thủy tinh sạch

rượu cọ được gom vào thùng chứa dưới gốc cây Sự tạo thành và tích lũy rượu trong thùng chứa nhanh hơn so với quá trình lên men tại dòng dịch nhựa chảy theo dụng cụ cắt Giai đoạn thứ 3 là quá trình lên men gián đoạn dưới điều kiện kỵ khí, quá trình lên men rượu bởi nấm men Rượu đạt nồng độ cao nhất trong suốt quá trình phân phối và tiếp thị sản phẩm [1] Sản phẩm giữ ở điều kiện mát, tránh ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp [9]

c Vi sinh vật chịu trách nhiệm cho quá trình lên men rượu [1]

Saccharomyces cerevisiae là loài nấm men chịu trách nhiệm chính cho quá trình lên

men rượu cọ W.K Amoa-Awua và cộng sự đã xác định được 188 loài nấm men có trong

rượu cọ và chỉ có 5 loài trong số đó không phải thuộc chủng Saccharomyces cerevisiae Trong đó có 2 chủng Kloechera apiculata, 1 chủng Candida krusei và 2 chủng không xác

định được với bộ kit API

Ngoài ra, còn các loài vi khuẩn quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của rượu cọ như

Lactobacillus plantarum và Leuconostoc mesentreroides, chúng tạo ra acid lactic và một

số loài Acetobacter tạo ra acid acetic

1.3.4 Tầm quan trọng của rượu cọ [1]

Một lít rượu cọ chứa khoảng 300 calo, 0,5 – 2,0 g protein, đáng chú ý là các vitamin

mà thành phần chủ yếu là vitamin A, C, K bảo vệ và cải thiện thị lực Rượu cọ được sử

dụng trong các lễ cưới truyền thống ở Igbo và Yoruba, trong các nghi lễ tôn giáo, các lễ hội

như biểu tượng cho sự thờ phượng

Rượu cọ chứa vi khuẩn, nấm men và một số tính chất hóa học có ích cho quá trình điều trị một số bệnh thông thường như các bệnh về mắt, tốt cho bệnh sốt rét khi ngâm với các loại thảo mộc, và nhìn chung tốt cho tiêu hóa bởi vì nó không chứa bất kỳ phụ gia nào Một vài bác sĩ và y sĩ nhãn khoa nói rằng nấm men tốt cho đôi mắt cũng như rượu cọ giúp cải thiện thị lực nhưng cũng cảnh báo rằng không nên sử dụng rượu cọ quá nhiều bởi vì nó chứa hàm lượng cồn cao có thể làm tổn thương các cơ quan trong cơ thể như gan, thận và

mắt Rượu cọ cũng được chưng cất để thu các được sản phẩm như Illicit, Gin hay Kai-kai Rượu cọ qua quá trình lên men tiếp theo sẽ tạo thành giấm

Người ta cho rằng nấm men trong rượu cọ có khả năng phân hủy các hydrocarbon trong dầu lửa và dầu diesel, bằng chứng này được khẳng định từ phương pháp phân tích sắc

ký khí khi nấm men sử dụng các hydrocarbon như nguồn carbon và nguồn năng lượng cho quá trình sinh trưởng của nó Đây là một tiềm năng để ứng dụng trong quá trình làm sạch dầu tràn cũng như sản xuất các protein đơn bào từ các nguồn hydrocarbon

1.4 CÔNG NGHỆ LÊN MEN RƯỢU

1.4.1 Khái quát quá trình lên men rượu

Lên men ethanol là một quá trình sinh tổng hợp năng lượng ở tế bào nấm men trong điều kiện kỵ khí Quá trình này sẽ diễn ra tại tế bào chất của tế bào nấm men Đầu tiên, đường trong môi trường sẽ được màng tế bào chất vận chuyển vào bên trong tế bào Sau

đó, hệ enzyme của nấm men sẽ xúc tác các phản ứng chuyển hóa đường thành năng lượng sinh học (ATP) Có rất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác cũng được nấm men sinh ra trong quá trình chuyển hóa đường thành ATP trong điều kiện kỵ khí như ethanol, carbon dioxide, rượu cao phân tử, glycerol, hợp chất carbonyl, acid hữu cơ, acid béo, este, hợp chất chứa lưu huỳnh… Trong số này, ethanol và carbon dioxide có hàm lượng cao vượt trội hơn các sản phẩm trao đổi chất còn lại Nấm men sẽ giữ ATP lại bên trong tế bào để sử dụng cho các phản ứng đồng hóa và duy trì sự tồn tại của tế bào Các sản phẩm trao đổi chất trong đó

có ethanol và CO2 sẽ được nấm men thải vào dịch lên men và sẽ ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan của rượu thành phẩm

1.4.2 Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men rượu [1]

Con đường chuyển hóa chính của quá trình lên men ethanol là con đường đường phân (con đường Embden - Meyerhof - Parnas hay EMP) Thông qua con đường này, 1 phân tử glucose được chuyển hóa thành 2 phân tử pyruvate (hình 1.7)

Dưới điều kiện kỵ khí pyruvate chuyển hóa thành ethanol và giải phóng CO2 Theo lý thuyết, hiệu suất của ethanol là 0,511 và của CO2 là 0,489 tính trên khối lượng cơ bản của glucose chuyển hóa Hai ATP tạo ra được sử dụng cho các phản ứng sinh hóa cần năng lượng trong quá trình sinh tổng hợp của tế bào nấm men Nếu ATP không được sử dụng liên tục bởi quá trình sinh trưởng của nấm men thì quá trình đường phân của glucose sẽ dừng lại ngay lập tức, bởi vì sự tích tụ của ATP trong tế bào sẽ làm ức chế enzyme

phosphofructokinase (PFK) - một trong các enzyme điều hòa quan trọng nhất của quá trình đường phân

Ngoài ethanol và CO2, nhiều sản phẩm phụ khác cũng được tạo thành trong suốt quá trình lên men ethanol Glycerol được tạo thành khoảng 1% (w/v) trong hầu hết các quá trình lên men ethanol, nó là một trong các sản phẩm phụ chủ yếu Rượu có mạch carbon dài và các sản phẩm phụ khác tạo thành ở mức độ thấp hơn Sự tạo thành các sản phẩm phụ cũng như sự sinh trưởng của tế bào nấm men làm giảm hiệu suất tạo thành ethanol

Hình 1.8 Con đường chuyển hóa trong quá trình lên men ethanol của S cerevisiae Chữ viết tắt: HK: hexokinase, PGI: phosphoglucoisomerase, PFK: phosphofructokinase, FBPA: fructose bisphosphate aldolase, TPI: triose phosphate isomerase, GAPDH: glyceraldehydes-3-phosphate dehydrogenase, PGK: phosphoglycerate kinase, PGM: phosphoglyceromutase, ENO: enolase, PYK: pyruvate kinase, PDC: pyruvate decarboxylase, ADH: alcohol dehydrogenase

Trong suốt quá trình lên men, tế bào nấm men chịu nhiều stress khác nhau Các yếu

tố của môi trường như: Môi trường lên men không đủ dinh dưỡng, nhiệt độ cao và ô nhiễm, các sản phẩm từ sự trao đổi chất của tế bào nấm men như sự tích tụ ethanol cũng ức chế sinh trưởng của nấm men và quá trình sản xuất ethanol

Hình 1.9 Những yếu tố stress của S cerevisiae trong quá trình lên men ethanol

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ethanol, trong đó có một số yếu tố quan trọng như:

a Ảnh hưởng của nồng độ đường [1]

Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đường khác nhau (5%, 10%, 15%, 20%) đến quá

trình lên men ethanol bởi S cerevisiae Arifa Tahir và cộng sự nhận thấy quá trình sản xuất

ethanol đạt cực đại (61,5 g/l) sau 48 giờ lên men với nồng độ đường là 15%, khi nồng độ đường tiếp tục tăng lên thì hàm lượng ethanol giảm xuống, tốc độ tạo thành ethanol phụ thuộc vào nồng độ đường ban đầu Khi nồng độ cơ chất rất thấp - không đủ cơ chất nên nấm men không sinh trưởng làm giảm khả năng sản xuất Một tác dụng quan trọng nữa của hàm lượng đường cao hơn là sự ức chế dị hóa của con đường oxi hóa

b Ảnh hưởng của nồng độ ethanol [20]

A I El-Diwany và cộng sự nhận thấy rằng nấm men có thể chịu được nồng độ cồn

lên đến 10% nhưng khi nồng độ cồn tăng lên 12 - 15% thì nấm men không phát triển được,

số lượng tế bào nấm men giảm từ 4 - 10%

c Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men giống [1]

Lakkana Laopaiboon và cộng sự nghiên cứu sản xuất ethanol từ cây lúa miến ngọt với mật độ tế bào nấm men ban đầu là 1×106, 1×107 và 1×108 tế bào/ml, đã kết luận mật độ

tế bào nấm men ban đầu thích hợp nhất là 1×108 tế bào/ml Kết quả cũng cho thấy mật độ

tế bào ban đầu cấy vào môi trường lên men không ảnh hưởng đến hàm lượng ethanol tạo thành (khoảng 80 g/l) ở cuối thí nghiệm Tuy nhiên nó ảnh hưởng đến tốc độ sử dụng cơ chất và hiệu suất tạo thành ethanol

Irfan Turhan và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men ban đầu đến quá trình lên men ethanol từ dịch chiết hạt carob và nhận thấy rằng hàm lượng ethanol đạt cực đại (42,90 g/l), năng suất ethanol (3,7g/l/h) và hiệu suất ethanol (45%) thu được với tỷ lệ nấm men ban đầu là 3% Tỷ lệ giống nấm men là yếu tố rất quan trọng trong quá trình lên men ethanol Nghiên cứu với tỷ lệ giống nấm men 1 - 5% (v/v) Arifa Tahir và cộng sự nhận thấy hàm lượng ethanol đạt cực đại (65,0 g/l) ở tỷ lệ nấm men 3%

d Ảnh hưởng của pH ban đầu [1]

pH ban đầu của môi trường lên men ethanol được giữ trong khoảng 2,5 – 6,0 Quá trình sản xuất ethanol đạt cực đại (65 g/l) ở pH 4,5 Tiếp tục tăng pH lên sẽ làm giảm hàm lượng ethanol tạo thành Điều chỉnh pH trong suốt quá trình lên men là quan trọng vì 2 nguyên nhân:Vi khuẩn có hại chậm sinh trưởng và phát triển trong môi trường acid và nấm men sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện acid

e Ảnh hưởng của nhiệt độ [1]

Nhiệt độ ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình lên men ethanol Quá trình sản xuất ethanol tốt nhất ở 30ºC và hàm lượng ethanol giảm còn 0,5 g/l ở 40ºC Nhiệt độ 30 - 35ºC thường được sử dụng để nuôi cấy nấm men

f Ảnh hưởng của sự thông khí [1]

Hàm lượng ethanol đạt tối đa (65g/l) khi thể tích làm việc của bình lên men là 800 ml trong bình nón 1000 ml Thể tích điền đầy của môi trường tăng sẽ làm giảm lượng ethanol tạo thành Cần tránh sự chuyển hóa ưa khí ở mức độ cao - quá trình sử dụng cơ chất đường

nhưng không tạo ra ethanol Tuy nhiên, lượng vết oxy có thể kích thích quá trình lên men của nấm men Oxy cần cho sự sinh trưởng của nấm men để sinh tổng hợp chất béo không

no và lipid cần thiết trong ty thể và màng bào tương Lượng vết của oxy không thúc đẩy quá trình chuyển hóa ưa khí Khi thiếu hụt oxy sẽ hạn chế sự sinh trưởng, giảm khả năng sống sót của nấm men và quá trình lên men chậm

g Ảnh hưởng của thời gian lên men [1]

Tiến hành lên men ethanol trong các khoảng thời gian khác nhau 24, 48, 72 và 96 giờ dưới các điều kiện tối ưu Lượng ethanol cực đại thu được sau thời gian lên men 72 giờ (76,78 g/l) Thời gian lên men là khác nhau với chủng nấm men và cơ chất khác

Nhận xét chung: Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu để tài về cây Búng Báng, nhận

thấy rằng việc nghiên cứu về quy trình sản xuất rượu Tà Vạt nồng độ cao đã được khảo sát

về loài nấm men thích hợp, tỉ lệ bổ sung nấm men và thời gian lên men rượu Vấn đề cần giải quyết tiếp theo là xác định lại một số tính chất và thành phần dịch nhựa cây Búng Báng,

từ đó thực hiện việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết vỏ cây chuồn đến quá trình lên men Và cuối cùng là đánh giá sự biến đổi của rượu Tà Vạt nồng độ cao trong quá trình bảo quản

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Dịch nhựa cây đoác

Nguyên liệu sử dụng là dịch nhựa khai thác từ cây đoác ở vùng núi Nam Giang, tỉnh Quảng Nam Dịch nhựa được chứa trong các chai nhựa 5 lít, bổ sung 50ppm SO2, giữ trong thùng lạnh ở 4 – 6ºC trong suốt quá trình vận chuyển Mẫu được bảo quản ở điều kiện lạnh đông cho đến khi sử dụng

2.1.2 Vỏ cây chuồn

Vỏ cây chuồn được lấy từ miền núi huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam Vỏ cây đưa

về được sấy khô, đập nhỏ rồi ngâm trong cồn để trích ly, cồn được pha thành nồng độ khoảng 30% v/v, thời gian ngâm ít nhất 1 tuần, tỉ lệ ngâm là 100 g vỏ với 400 ml cồn 30% v/v

Hình 2.1 Lớp bên trong (trái) và ngoài (phải) của vỏ cây chuồn sau sấy

Chủng vi sinh vật được sử dụng là chủng Saccharomyces cerevisiae được phân lập từ rượu Đoác ở Quảng Nam do phòng thí nghiệm trung tâm quan trắc và phân tích môi trường Quảng Nam cung cấp

2.1.5 Malt đại mạch [2]

Đây là loại malt đại mạch được dùng trong sản xuất bia (Huda Huế), malt này được xay nhỏ sau đó đưa đi đường hóa, thu dịch chiết để phối trộn pha môi trường hoạt hóa và môi trường nhân giống cấp 0, cấp 1 Phương pháp đường hóa malt đại mạch như sau: Nghiền nhỏ 1 kg malt, hòa với 5 lít nước mềm rồi thủy phân các nhiệt độ:

Bảng 2.1 Thiết bị và dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm

STT Tên thiết bị, dụng cụ Kí hiệu, đặc tính kỹ thuật

Bảng 2.2 Các hóa chất thông thường sử dụng trong phòng thí nghiệm

STT Hóa chất Độ tinh khiết Nước sản xuất

1 NaOH ≥ 96% Việt Nam

2 HCl 36 – 38% Trung Quốc

3 H2SO4 96 – 98% Trung Quốc

4 CuSO4 ≥ 99% Trung Quốc

5 Fe2(SO4)3 21 – 23% Trung Quốc

14 (CH3COO)2Pb ≥ 99,5% Trung Quốc

Bằng máy khúc xạ kế (refractometer) để đo trực tiếp Bx dịch lên men ở 20oC

c Xác định hàm lượng cồn trong các mẫu rượu đang lên men [3]

Nguyên tắc: tiến hành chưng cất rượu, sau đó sử dụng cồn kế để đo

Cách tiến hành: Xem chi tiết ở mục 1 phụ lục 1

d Xây dựng đường chuẩn glucose

Xây dựng mối quan hệ giữa glucose và lượng KMnO4 chuẩn độ được, từ đó có phương trình tuyến tính để phục vụ cho việc xác định hàm lượng đường khử có trong nguyên liệu cũng như đường tổng trong sản phẩm rượu