Đồ án Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm

99 trang thiennha21 12/04/2022 20743

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_xay_dung_quy_trinh_san_xuat_ruou_vang_tu_ma.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ MÃNG CẦU XIÊM Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : GS.TS.KH Nguyễn Trọng Cẩn Sinh viên thực hiện : Trần Lê Quang Trí MSSV: 1151110381 Lớp: 11DSH02 TP. Hồ Chí Minh, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ MÃNG CẦU XIÊM Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện Giảng viên hướng dẫn Trần Lê Quang Trí GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn TP. Hồ Chí Minh, 2015
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ” là công trình nghiên cứu của tôi. Các nội dung cùng các kết quả nghiên cứu trong đề tài này là trung thực. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về lời cam đoan này. TP. HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2015 Sinh viên thực hiện Trần Lê Quang Trí
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bài đồ án này, trước hết tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu cùng Quý thầy cô Khoa Công nghệ Sinh học – Môi trường – Thực phẩm, trường Đại Học Công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh (HUTECH) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và trang bị vốn kiến thức cũng như môi trường học tập hiện đại cho tôi trong suốt bốn năm học qua. Kính gửi lời cảm ơn chân thành đến GS.TS.KH Nguyễn Trọng Cẩn đã tận tình truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quí báu, hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án này với tất cả tinh thần, trách nhiệm và lòng nhiệt thành. Xin chân thành cảm ơn: Các quý thầy cô trong phòng thí nghiệm đã hết lòng giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án. Và trên hết, xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Đấng sinh thành, những người luôn bên cạnh, hỗ trợ tôi hết mực cả về vật chất lẫn tinh thần. Xin chân thành cảm ơn! TP. HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2015 Sinh viên thực hiện Trần Lê Quang Trí
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục đích nghiên cứu. 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. 2 4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu. 2 4.1. Địa điểm nghiên cứu. 2 4.2. Thời gian nghiên cứu. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu về mãng cầu xiêm. [7], [17], [24] 3 1.1.1. Nguồn gốc đặc điểm thực vật. 3 1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mãng cầu xiêm. 5 1.1.3. Tình hình sản xuất ở Việt Nam và một số công dụng của mãng cầu xiêm 6 1.2. Tổng quan về rượu vang quả. [1], [8], [11], [16], [17] 7 1.2.1. Khái niệm và lịch sử phát hiện. 7 1.2.2. Phân loại rượu vang. 8 1.2.3. Một số loại rượu vang nổi tiếng trên thế giới. 9 1.2.4. Thành phần của rượu vang 10 1.2.5. Giá trị của rượu vang. 11 1.3. Tổng quan về nấm men. [1], [3], [8], [9], [11] 12 1.3.1. Giới thiệu về nấm men. 12 i
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 1.3.2. Các loại nấm men dùng trong sản xuất rượu vang. 15 1.3.3. Yêu cầu đối với nấm men rượu vang. 17 1.4. Cơ sở quá trình lên men. [1], [2], [4], [9], [12] 17 1.4.1. Cơ sở sinh hóa quá trình lên men. 17 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. 19 1.5. Enzyme pectinase. [10], [22] 22 1.6. Nước. [8], [19] 22 1.7. Đường, acid citric và natricacbonat. [8], [20], [21], [23] 24 1.7.1. Đường 24 1.7.2. Acid citric 25 1.7.3. Natri cacbonat 25 1.8. Quy trình sản xuất rượu vang. [1], [25], [6] 26 1.8.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang. 26 1.8.2. Thuyết minh quy trình. 28 CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1. Nguyên liệu và vật liệu nghiên cứu. 32 2.1.1. Nguyên liệu. 32 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị. 32 2.2. Phương pháp nghiên cứu. [5] 32 2.2.1. Phương pháp hóa học. 32 2.2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan. [13], [14] 33 2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu thí nghiệm 35 2.3. Bố trí thí nghiệm. 35 2.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định tỷ lệ thành phần và các chỉ tiêu hóa lí của mãng cầu xiêm. 35 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình trích ly và làm trong dịch quả. 35 2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. 36 ii
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men rượu vang. 36 2.3.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. 37 2.3.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. 37 2.3.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. 37 2.3.8. Hoàn thiện quy trình. 38 2.3.9. Kiểm tra chất lượng vi sinh và hóa sinh, cảm quan và sơ bộ hoạch toán chi phí sản xuất của sản phẩm. 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 3.1. Kết quả xác định các thành phần và các chỉ tiêu hóa lý của mãng cầu xiêm. . 41 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết tách và làm trong dịch quả. 42 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men tạo sản phẩm. 43 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men tạo sản phẩm. .47 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của độ pH đến quá trình lên men tạo sản phẩm 51 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men tạo sản phẩm 54 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến sản phẩm 58 3.8. Xây dựng quy trình sản xuất hoàn chỉnh. 60 3.9. Kết quả kiểm tra chất lựơng sản phẩm. 62 3.9.1. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật. 62 3.9.2. Kết quả kiểm tra sinh hóa sản phẩm. 62 3.9.3. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm. 62 3.10. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm của phòng thí nghiệm. 63 iii
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 66 PHỤ LỤC 1 Phụ Lục A: Các Phương Pháp Thí Nghiệm 1 Phụ Lục B: Chỉ Tiêu Vi Sinh Vật Đối Với Rượu Vang 8 Phụ Lục C: Bảng Đánh Giá Cảm Quan Rượu Vang Mãng Cầu Xiêm 9 Phụ Lục D: Kết Quả Phân Tích Ảnh Hưởng Của Các Thí Nghiệm 10 iv
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CTTN: Chỉ tiêu thí nghiệm. TLNM: Tỷ lệ nấm men. NĐCK: Nồng độ chất khô. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam. EMB: Eosine Methylene Agar. PCA: Plate Count Agar. TSA: Tryptone Casein Soy Agar. VRB: Violet Red Bile Agar. v
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại khoa học mãng cầu xiêm 3 Bảng 1.2: Thành phần hóa học của mãng cầu xiêm (loại chua) 5 Bảng 1.3: Giá trị dinh dưỡng của 100g mãng cầu xiêm 6 Bảng 1.4: Chỉ tiêu “Nước cấp sinh hoạt – yêu cầu chất lượng” 23 Bảng 1.5: Các chỉ tiêu cảm quan về “Đường tinh luyện” 24 Bảng 1.6: Các chỉ tiêu hóa – lý về “Đường tinh luyện” 25 Bảng 2.1: Điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm rượu 33 Bảng 2.2: Phân loại chất lượng rượu vang 35 Bảng 3.1: Tỷ lệ khối lượng của mãng cầu xiêm 41 Bảng 3.2: Các chỉ tiêu hóa lý của dịch mãng cầu xiêm 41 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết dịch quả 42 Bảng 3.4: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo thời gian lên men 44 Bảng 3.5: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo nồng độ chất khô đã được điều chỉnh 48 Bảng 3.6: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo pH đã được điều chỉnh . 51 Bảng 3.7: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo tỷ lệ nấm men đã được điều chỉnh 55 Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến cảm quan của sản phẩm 58 Bảng 3.9: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật 62 Bảng 3.10: Kết quả kiểm tra sinh hóa sản phẩm 62 Bảng 3.11: Kết quả điểm đánh giá cảm quan của rượu vang mãng cầu xiêm 62 Bảng 3.12: Chi phí nguyên liệu sản xuất 63 vi
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Hình thái trái mãng cầu xiêm 4 Hình 1.2: Hình thái cây mãng cầu xiêm 4 Hình 1.3: Cấu tạo tế bào nấm men 13 Hình 1.4: Tế bào nấm men Saccharomyces cerervisae 16 Hình 3.1: Ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết và làm trong dịch quả 43 Hình 3.2: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ cồn của rượu vang 44 Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ Brix của rượu vang 45 Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến acid tổng của rượu vang 45 Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến điểm cảm quan của rượu vang 46 Hình 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ cồn của rượu vang 48 Hình 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ Brix của rượu vang 49 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến acid tổng của rượu vang 49 Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến điểm cảm quan của rượu vang 50 Hình 3.10: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến độ cồn rượu vang 52 Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến độ Brix của rượu vang 52 Hình 3.12: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến acid tổng của rượu vang 53 Hình 3.13: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến điểm cảm quan của rượu vang 53 Hình 3.14: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến độ cồn của rượu vang 55 Hình 3.15: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến độ Brix của rượu vang 56 Hình 3.16: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến acid tổng của rượu vang 56 Hình 3.17: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến điểm cảm quan của rượu vang 57 Hình 3.18: Ảnh hưởng của tời gian lên men phụ đến độ Brix của sản phẩm 59 Hình 3.19: Ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến acid tổng của sản phẩm 59 Hình 3.20: Ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến điểm cảm quan của sản phẩm . 60 vii
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Hiện nay, ở Việt Nam, thị trường thức uống có cồn đã phát triển và thay đổi một cách chóng mặt. Những sản phẩm thức uống này không chỉ đáp ứng nhu cầu về mặt chất lượng mà còn phải đáp ứng các nhu cầu về mặt sức khỏe, an toàn vệ sinh thực phẩm cũng như là mẫu mã đa dạng, phù hợp với nhiều đối tượng tiêu dùng và đặc biệt là tính thời thượng. Một trong những loại thức uống tập trung đầy đủ các tính chất trên phải kể đến: rượu vang trái cây. Nó được biết đến như là một loại thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì bản chất là nước trái cây lên men. Trên thế giới, rượu vang đã ra đời từ cách đây khá lâu và ngành công nghiệp sản xuất rượu vang đã có nhiều bước tiến đáng kể: hoàn thiện về quy trình cũng như chất lượng sản phẩm, ngày càng đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Rượu vang thường được sản xuất và tiêu thụ mạnh mẽ ở các quốc gia phương Tây như là: Pháp, Ý, Đức, Mỹ, Tây Ban Nha, Anh, Tuy nhiên, gần đây ở Việt Nam, rượu vang đã được biết đến thông qua một nhãn hiệu nổi tiếng là vang Đà Lạt, vang của người Việt Nam. Trước đây, rượu vang thường được chế biến chủ yếu từ nho. Nhưng ngày này, để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng và để phù hợp với nhiều vùng miền, người ta còn sử dụng nhiều loại trái cây khác nhau để sản xuất rượu vang như: dứa, xoài, mận, táo, cam, chuối . Ở Việt Nam, với nguồn trái cây đa dạng quanh năm nhưng đi cùng với khí hậu nhiệt đới ẩm, nên việc bảo quản trái cây là một điều khá khó khăn, trái cây dễ bị hư thối sau thu hoạch và vận chuyển. Vì vậy, việc chế biến các loại trái cây có ý nghĩa rất quan trọng nhằm tránh lãng phí nguồn nguyên liệu sẵn có và nâng cao giá trị sử dụng của chúng, đồng thời tạo ra một ngành sản xuất, góp phần làm ổn định và tăng thu nhập cho người dân. Trong số vô vàn các loại trái cây ở nước ta, thì mãng cầu xiêm là một loại trái cây ngon và bổ dưỡng được trồng nhiều ở các tỉnh Nam bộ, nhưng tới nay vẫn chưa được tận dụng được hết giá trị của nó. Do đó cần nghiên cứu sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm và đưa ra được quy trình sản xuất hợp lí 1
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm để ứng dụng vào thực tế mang lại giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao hơn. Đây cũng chính là nhiệm vụ chính của đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ”. 2. Mục đích nghiên cứu. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang khi sử dụng chủng nấm men Saccharomyces cerervisae thuần chủng và đưa ra quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm hoàn chỉnh. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu. • Khảo sát nguyên liệu mãng cầu xiêm. • Khảo sát tỷ lệ enzyme pecyinase để hỗ trợ quá trình chiết dịch quả. • Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình lên men. ➢ Ảnh hưởng của pH. ➢ Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất. ➢ Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men. ➢ Ảnh hưởng của thời gian lên men. • Kiểm tra chất lượng sản phẩm. ➢ Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật. ➢ Xác định thành phần hóa sinh sản phẩm. ➢ Đánh giá cảm quan theo tiêu chuẩn TCVN 3215 – 79. 4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu. 4.1. Địa điểm nghiên cứu. Đề tài được nghiên cứu tại Phòng Thí Nghiệm Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường , trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM. 4.2. Thời gian nghiên cứu. Kế hoạch triển khai đồ án từ 25/05/2015 đến ngày 16/08/2015. 2
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về mãng cầu xiêm. [7], [17], [24] 1.1.1. Nguồn gốc đặc điểm thực vật. Bảng 1.1: Phân loại khoa học mãng cầu xiêm Tên Soursop,Guanabana,Graviola, Tên khoa học Annona muricata Giới (regnum) Plantae Bộ (ordo) Magnoliales Họ (familia) Annonaceae Chi (genus) Annona Loài (species) A.muricata Mãng cầu xiêm, còn gọi là mãng cầu gai, na xiêm, na gai tùy theo vùng trồng trọt, nó có thể có chiều cao từ 3 – 10 m, rậm, lá màu đậm, không lông, xanh quanh năm. Hoa màu xanh, mọc ở thân. Quả mãng cầu xiêm to và có gai mềm, quả hình oval, thuôn dài hoặc hình trái tim, thường có dạng xệ, uốn cong với nhiều kích cỡ, khối lượng do sự phát triển không đều hay bị sâu bệnh. Quả có thể dài từ 15 – 30 cm, rộng khoảng 15 cm, nặng 0,5 – 2 kg, có quả lên đến 5 – 6 kg, to nhất trong các loại mãng cầu. Vỏ màu xanh lục sẫm khi còn non và có màu xanh vàng nhạt khi đã chín mềm, vỏ không ăn được với nhiều gai mềm. Quả có cấu trúc phức hợp gồm nhiều quả nhỏ hạt đơn (múi) liên kết với nhau. Lưng mỗi múi có một cái gai mềm cong nên có người gọi là mãng cầu gai. Gai có thể rụng khi quả chín. Có thể chứa từ vài chục đến vài trăm hạt, hạt bẹt hình oval, nhẵn đen và rất cứng . hạt chứa 45% dầu không khô màu vàng có độc tính cao. Vì vậy phải loại bỏ hạt trong quá trình xử lý chế biến. Quả dễ rụng ra khỏi cuống khi đã chín. Phần thịt quả màu trắng đục, ngọt và hơi chua, mọng nước, thịt dai hơn mãng cầu ta, có xớ, gồm nhiều múi bao quanh lõi ở giữa. Phần thịt chứa 80% nước, 2% protein, 18% cacbonhydrat. 3
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Hình 1.1: Hình thái trái mãng cầu xiêm Hình 1.2: Hình thái cây mãng cầu xiêm Cây mãng cầu xiêm là cây bản địa của vùng Trung Mỹ như Mexico, Cuba, vùng Caribe, và phía bắc của Nam Mỹ chủ yếu ở Brasil, Colombia (nơi mãng cầu có chất lượng tốt và sản lượng cao), Peru, Ecuador, và Venezuela. Cây cũng được trông ở Mozambique, Somalia, Uganda. Nó là 1 trong 14 loại quả nhiệt đới được viện Latinoamericano de Mercadeo Agricola giới thiệu để phát triển gieo trồng và tiếp thị ở quy mô lớn. Là một trong những loài cây ăn quả đầu tiên được mang từ Mĩ tới các châu lục khác. Ngày nay phát triển rộng rãi ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt 4
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm đới của các châu lục, từ Trung Quốc, Đông Nam Á đến Australia, các đảo ở Thái Bình Dương và những vùng đất ẩm thấp của châu phi, ở những nơi ưa thích trái cây ngọt như vùng Nam Ấn Độ. Cây mãng cầu xiêm sống ở những khu vực có độ ẩm cao và có mùa đông không lạnh lắm, nhiệt độ dưới 50C sẽ làm lá và các nhánh nhỏ hỏng và nhiệt độ dưới 30C thì cây có thể chết. 1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mãng cầu xiêm. Trên thị trường có hai loại mãng cầu xiêm chính: chua và ngọt. Sau đây là bảng thành phần hóa học có trong 100 g thịt quả mãng cầu xiêm (loại chua): Bảng 1.2: Thành phần hóa học của mãng cầu xiêm (loại chua) Năng lượng 61,3-53,1 kcal Độ ẩm 82,8 g Protein 1,00 g Chất béo 0,97 g Đường 14,63 g Xơ 0,79 g Tro 0,6 g Ca 10,3 mg P 27,7 mg Fe 0,64 mg Thiamine 0,11 mg Riboflavin 0,05 mg Niacin 1,28 mg Ascorbic Acid 29,6 mg Tryptophan 11 mg Methionine 7 mg Lysine 60 mg Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì trong mãng cầu xiêm có chứa một lượng đáng kể vitamin C, vitamin B1 và vitamin B2. Sau đây là bảng giá trị dinh dưỡng có trong 100 g mãng cầu xiêm. 5
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bảng 1.3: Giá trị dinh dưỡng của 100g mãng cầu xiêm Năng lượng 276 kJ (66 kcal) Cacbonhydrat 16,84 g Đường 13,54 g Chất xơ thực phẩm 3,3 g Chất béo 0,3 g Protein 1 g Thiamin (Vit.B1) 0,07 mg Riboflavin (Vit.B2) 0,05 mg Niacin (Vit.B3) 0,9 mg Axit pantothenic (Vit.B5) 0,253 mg Vitamin B6 0,059 mg Axit folic (Vit.B9) 14 µg Vitamin C 20,6 mg Ca 14 mg Fe 0,6 mg Mg 21 mg P 27 mg K 278 mg Na 14 mg Zn 0,1 mg 1.1.3. Tình hình sản xuất ở Việt Nam và một số công dụng của mãng cầu xiêm. Ở Việt Nam, mãng cầu xiêm trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam, khá phổ biến ở ĐBSCL và một phần Tây Nguyên (Gia Lai, Kontum). Miền Bắc chỉ trồng thử nghiệm, không phổ biến. Mãng cầu xiêm cho trái quanh năm nhưng mùa chín từ tháng 7 tới tháng 10. Quả mãng cầu xiêm có thể được dùng nhằm các mục đích sau: 6
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Được dùng làm đồ uống giải khát như: Champola (Braxin), Carato (Puerto Rico), lên men rượu (Tây Ấn Độ), nước quả đóng hộp chân không, làm yoghurt, . • Người Việt Nam còn dùng làm thuốc trị bệnh, vỏ màu xanh đem phơi khô, tán nhỏ trị bệnh kiết lị, sốt rét, có thể nấu nước để trị lỡ miệng, • Hạt mãng cầu xiêm chứa một loại chất độc: Alcaloid chiếm 0,05% hạt. Trong đó alcaloid muricinine (C19H21O4N) và alcaloid muricinine (C18H19O4) được người Ấn Độ làm thuốc sát trùng. Người ta còn đem hạt tán nhỏ lấy nước gội đầu trị chí, rận. • Lá chứa tinh dầu mùi khá dễ chịu, một lượng khá cao các chất clorua, kali, tanin, alcaloid ở hàm lượng thấp và một chất nhựa, lá non có thể dùng làm gia vị, nấu hãm thuốc như trà vào buổi tối sẽ làm dịu thần kinh. Lá còn được dùng làm thuốc chữa sốt, tiêu chảy, trục giun. • Vỏ cây của những cây mãng cầu chưa ra trái được dùng làm chất thuộc da. 1.2. Tổng quan về rượu vang quả. [1], [8], [11], [16], [17] 1.2.1. Khái niệm và lịch sử phát hiện. Rượu vang là tên gọi loại rượu được sản xuất lâu đời từ nho bằng phương pháp lên men tự nhiên, nhờ hệ vi sinh vật có sẵn trong vỏ và thịt quả nho chín, chủ yếu là nấm men Saccharomyces cerervisae lên men đường trong dịch ép quả nho thành rượu và CO2. Độ rượu trong lên men tự nhiên thường nhỏ 9 – 10%. Là loại rượu không qua chưng cất. Ngày nay danh từ rượu vang được dùng chỉ loại rượu lên men dịch ép trái cây (táo, lê, chuối, thơm, mơ, dâu ) có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên, và có độ rượu nhẹ thường 15 – 20%, thích hợp cho phụ nữ, là loại nước giải khát ngon, bổ dưỡng, giàu vitamin. Lịch sử rượu vang kéo dài hàng nghìn năm và gắn bó chặt chẽ với lịch sử nông nghiệp, ẩm thực, văn minh, loài người. Bằng chứng khảo cổ sớm nhất cho thấy con người đã làm rượu vang tại Gruzia vào khoảng 6000 năm TCN, một số địa điểm khảo cổ đáng chú ý khác là Iran và Armenia cũng phát hiện được các bằng chứng về rượu vang có niên đại tương ứng 5000 năm và 4000 năm TCN. 7
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Rượu vang còn gắn liền với thần thoại về Dionysus, phổ biến ở La Mã và Hy Lạp cổ đại, và nhiều vùng làm rượu chính ở Tây Âu ngày nay đã được thiết lập với các đồn điền của người La Mã và người Phoenicia. Kỹ thuật làm rượu vang như ép rượu, được cải tiến đáng kể vào thời Đế chế La Mã, rất nhiều giống nho và kỹ thuật canh tác đã được phát hiện và thùng đựng rượu đã được phát triển để cất và vận chuyển rượu vang. Ở Châu Âu trung cổ, sau sự suy tàn của Rome và sản xuất rượu vang quy mô công nghiệp để xuất khẩu. Giáo hội KiTô giáo đã trở thành một người ủng hộ nhiệt thành việc dùng rượu vang trong cử hành Thánh lễ Công giáo. Sản xuất rượu vang dần dần phát triển và rượu vang đã được sử dụng phổ biến từ thế kỷ 15 trở đi, ngành làm rượu vang vẫn tồn tại sau đợt dịch bệnh Phylloxera tàn phá vào thập niên 1870 và đến ngày nay đã hình thành các vùng làm rượu vang trên khắp thế giới. 1.2.2. Phân loại rượu vang. Về mặt công nghệ, sản phẩm rượu vang được chia ra hai nhóm lớn: nhóm vang có gas (CO2) và nhóm vang không có gas (CO2). 1.2.2.1. Nhóm vang có gas. • Rượu vang có gas tự nhiên (do lên men tạo ra). Để giữ được gas tự nhiên trong sản phẩm, người ta thực hiện quá trình lên men thứ trong các chai kín, thùng hoặc hệ thống thùng kín tùy thuộc vào điều kiện lên men phụ (t0, thời gian) sẽ cho ra loại rượu champagne với các mức độ chất lượng khác nhau. • Rượu vang có gas nhân tạo (do ta nạp gas vào sản phẩm). Người ta có thể tạo ra tạo ra nhiều loại rượu vang khác nhau theo thị hiếu hoặc yêu cầu của thị trường tiêu thụ cụ thể. Tuy nhiên, nhóm vang có gas tự nhiên thường có độ rượu từ 10 – 12,5% và độ ngọt từ 3 – 5%, còn nhóm gas nhân tạo thường có độ rượu 9 – 12%, độ ngot từ 3 – 8%. 1.2.2.2. Nhóm vang không có gas. • Nhóm rượu vang phổ thông: Hoàn toàn lên men, không được bổ sung cồn etylic trong quá trình công nghệ, gồm hai loại: 8
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ➢ Vang khô (lên men cạn kiệt): chứa hàm lượng etanol tích tụ do lên men có thể từ 9 – 14% V, và hàm lượng đường sót không quá 0,3% ➢ Vang bán ngọt: chứa hàm lượng etanol do lên men tự nhiên từ 9 - 12% V và đường sót từ 3 – 8%. • Nhóm rượu vang cao độ: là những loại rượu vang có hàm lượng etanol cao hơn so với nhóm vang phổ thông. Có thể dùng cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượng etanol trong quá trình công nghệ. Nhóm này cũng gồm hai loại: ➢ Vang nặng: có hàm lượng etanol từ 17 – 20% V, trong đó etanol tích lũy do lên men do lên men không ít hơn 3%V. hàm lượng đường trong sản phẩm có thể từ 1 – 4% V. ➢ Vang khai vị: hàm lượng etanol từ 12 – 17%, trong đó etanol tích lũy do lên men không ít hơn 1,2%V. Ngoài ra, tùy thuộc vào hàm lượng đường (độ ngọt)trong rượu khai vị, có thể tồn tại các dạng sau:  Khai vị bán ngọt: với etanol từ 14 – 16%V và đường từ 5- 12%.  Khai vị ngọt: với etanol từ 15 – 17%V và đường sót từ 14- 20%.  Khai vị rất ngọt: với etanol từ 12 – 17% V và đường sót từ 21 – 35% V. 1.2.3. Một số loại rượu vang nổi tiếng trên thế giới. • Rượu vang Mỹ: có thể chia làm ba loại ➢ Rượu vang thương phẩm (Branded Wine). ➢ Rượu vang thông dụng (Generic Wine) như vang California Burgundy. ➢ Rượu vang pha trộn (Blended Wine). • Rượu vang Đức: có thể chia làm 4 loại 9
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ➢ Rượu vang bàn (Deutcher Tafewein). ➢ Rượu vang Qualitatswein bestimmter Anbuagebiete (QbE). ➢ Rượu vang Qualitatswein mit Pradikat (QmP) là loại rượu vang chất lượng cao. 1.2.4. Thành phần của rượu vang. Các thành phần cơ bản của một rượu vang đã hoàn thành là nước và alcohol, một số thành phần khác có hàm lượng nhỏ, nhưng là tác nhân về chất lượng và đặc điểm của rượu. Sau đây là một số thành phần cơ bản của rượu vang: • Nước (80 – 85%) Nước phát sinh ra từ nước cốt trái cây, nên tinh khiết về mặt sinh học. Nó là nền tảng cho các hiện tượng sinh hóa phức tạp diễn ra trong quá trình rượu vang đựơc chuyển hóa và trữ. • Alcohol (10 – 17%) Các alcohol trong rượu vang là từ những chất đường được nấm men chuyển hóa. Ngoài việc thêm những đặc điểm của chính chúng về các hương vị và các mùi, alcohol là tác nhân chính mang mùi rượu và hương rượu. Chiếm hàm lượng cao nhất là ethyl, một alcohol đơn phân tử. Kế tiếp là glycerol, một alcohol đa phân tử, gia thêm độ ngọt. • Acid (0,4 – 1%) Các acid cho rượu vang vị chua đặc trưng, giúp tăng hương vị khi cân xứng với các thành phần khác. Trong ba acid hữu cơ xuất phát từ trái nho, tartaric là thành phần chủ lực của tổng lượng acid trong rượu, kế tiếp là malic và citric. Ba acid khác là: succinic, lactic và acetic (nguồn của vị chua bay hơi) được sản sinh bởi quá trình lên men. • Các chất đường Trái nho chứa 15 đến 25% glucose và fructose, là những đường phần lớn được chuyển hóa thành alcohol trong quá trình lên men. Ở rượu vang không ngọt, thường chỉ còn một vết đường thặng dư (0,1 %), còn rượu vang ngọt có thể chứa lượng đường dư lên đến 10%. Vị ngọt của rượu vang không chỉ phát sinh từ các chất đường mà còn từ alcohol và các chất khác. 10
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Các muối khoáng (0,2 – 0,4%) Các muối được sinh ra từ các acid khoáng hoặc acid hữu cơ, thêm vị tươi mát vào hương vị của rượu vang. Trong số này có potassium, sodium, magnesium, chất vôi và sắt. • Các chất tạo hương vị và tạo màu (0,01 – 0,5%) Các phức chất phenol tạo màu cho rượu và những khác biệt trong hương vị giữa các vang đỏ và vang trắng. Vỏ trái nho chứa các phenol đa phân tử, dưới dạng các anthocyanin và tannin, mà các sắc tố của chúng cấp màu cho vang đỏ. Các vang trắng có được một chút màu từ vỏ trái nho, và từ gỗ trong quá trình trữ. • Các chất tạo mùi Là những vết của những phức chất hóa học thay đổi, có tính chất bay hơi, tạo ra những mùi thơm trong rượu vang. Những chất này gồm có các alcohol, các andehyte, các ester, các acid và các ketone. • Các sulfites Là những chất dẫn xuất từ lưu huỳnh để bảo vệ trái nho và sát trùng cùng bảo tồn rượu vang. Hàm lượng sunfites từ 10 đến 200 phần triệu, được đo với cả sulfur dioxide cố định kết hợp với những chất khác, và sulfur dioxide tự do dưới dạng gas. • Vitamin Bản thân nước trái cây là có rất nhiều vitamin, và trong quá trình lên men các vitamin này không bị mất đi mà được giữ lại. Nên rượu vang có chứa rất nhiều vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B. 1.2.5. Giá trị của rượu vang. Rượu vang thường được sử dụng trong các bữa tiệc vì tốt cho tiêu hóa và làm tăng hương vị món ăn. Hầu hết các yếu tố tạo nên 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 không dùng quá nhiều thì rượu còn có tác dụng tốt cho sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa tốt, chống lão hóa, bảo vệ da,ngăn chặn đột quỵ , đặc biệt là các loại rượu vang đỏ còn có thể phòng bệnh tim mạch. 11
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bên cạnh những lợi ích về sức khỏe, rượu vang còn đem lại các giá trị về kinh tế như hỗ trợ và tăng thu nhập cho những người làm vườn, giúp phát triển ngành công nghiệp rươụ vang đem lại việc làm cho nhiều người lao động. 1.3. Tổng quan về nấm men. [1], [3], [8], [9], [11] 1.3.1. Giới thiệu về nấm men. Nấm men là các loài nấm đơn bào, với một số ít các loài thường được sử dụng để lên men bánh mì hay trong sản xuất các loại đồ uống chứa cồn, cũng như trong một số mẫu tế bào nhiên liệu đang thử nghiệm. Phần lớn các loài nấm men thuộc ngành nấm túi (Ascomycota). Trên 1000 loài men đã được miêu tả, loài men được con người sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerervisae, nó được dùng trong sản xuất rượu vang, bánh mỳ và bia từ hàng nghìn năm trước. 1.3.1.1. Cấu tạo, hình dạng và kích thước tế bào nấm men. • Hình dạng tế bào nấm men. Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường là hình cầu, hình elip,hình trứng, hình bầu dục và cả hình dài.một số loài nấm men có tế bao hình dài đối với nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty (Mycelium) hay khuẩn ty giả (Pseudomycelium). Tuy nhiên hình dạng của chúng không ổn định , phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy. • Kích thước tế bào nấm men. Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5 – 10 lần tế bào vi khuẩn. Kích thước trung bình: chiều dài từ 9 đến 10µm và chiều rộng từ 2 đến 7µm. kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở các lứa tuổi khác nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau. • Cấu tạo tế bào nấm men. 12
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Hình 1.3: Cấu tạo tế bào nấm men Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ những thành phần cơ bản sau: • Thành tế bào: thành tế bào nấm men dày khoảng 25 nm (chiếm 25% khối lượng khô của tế bào). Đa số nấm men có thành tế bào cấu bởi glucan và mannan. Một số nấm men có thành tế bào chứa kitin và mannan, trong thành tế bào nấm men còn chứa khoảng 10% protein và một lượng nhỏ lipid, trong số protein này có một phần là các ezyme. • Màng nguyên sinh chất bao gồm các hợp chất phức tạp như protein, phospholipid, enzyme permeaza, Chức năng chính của mãng nguyên sinh chất là điều khiển chất dinh dưỡng vào tế bào. • Chất nguyên sinh (thường có màu xám): thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipid và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó như là ty thể, ribosome, mạng lưới nội chất, các chất dự trữ, các thể vùi của hợp chất liopid, cacbonhydrat tự nhiên trong nội bào và chất xúc tác sinh học quan trọng là enzyme tham gia vào tất cả các phản ứng sinh hóa. 13
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Nhân tế bào: tế bào nấm men có nhân thật, nhân thường có hình bầu dục hay hình cầu. Nhân được bao bọc bởi một lớp màng , bên trong là lớp dịch nhân, bên trong có một thể rắn gọi là hạch nhân hay nhân con. • Không bào: cơ quan nội bào chứa đầy dịch tế bào, bên ngoài được bọc bởi một màng hypoproteit gọi là màng không bào. Nhiệm vụ quan trọng của không bào là nơi chứa đựng các protease như enzyme thủy phân, enzyme oxy hóa-khử , các enzyme này tham gia các quá trình tự phân rất mạnh. • Hạt dữ trữ (volutin): là chất dự trữ các chất dinh dưỡng của tế bào. Tham gia vào việc điều hòa sinh trưỡng, phát triển của tế bào. • Ty thể: ty thể của nấm men cũng giống như nhiều sinh vật khác. Nó dạng hạt nhỏ dạng que hoặc dạng sợi, cấu tạo từ chất béo và protein. Chức năng chính của ty thể như là một nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động. • Ribosome: có dạng túi nhỏ, cấu tạo từ lypoit, protit, và acid ribonucleic. Đây là cấu tử nhỏ nhất ở tế bào, trong đó chứa phần chủ yếu của dịch acid ribonucleic và phức hợp enzyme. Phức hợp enzyme này đảm bảo sinh tổng hợp các chất quan trọng nhất của tế bào, đặc biệt là protit. Vì vậy, ribosome còn được coi là phân xưởng sản xuất protein. 1.3.1.2. Các quá trình sinh lí của nấm men. 1/ Sự sinh sản của nấm men. Nấm men có những hình thức sinh sản sau: • Sinh sản bằng cách nảy chồi. • Sinh sản bằng cách phân đôi. • Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử. 2/ Sinh dưỡng của nấm men. Nấm men cũng như các sinh vật khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali, magiê, a/ Dinh dưỡng cacbon. Hô hấp hiếu khí: C6H12O6 + 6CO2 6CO2 + 6H2O +674 cal 14
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Hô hấp kị khí: C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 +33 cal b/ Dinh dưỡng oxy, hydro. Được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy dịch. c/ Dinh dưỡng Nitơ. Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat 3/ Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men. Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo hai con đường sau: a/ Thẩm thấu bị động: trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lổ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này. b/ Hấp thụ chủ động: các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa. Permeaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui vào thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permeaza lại tiếp tục vận chuyển tiếp. 1.3.2. Các loại nấm men dùng trong sản xuất rượu vang. Trong sản xuất rượu vang, thường sử dụng những nấm men của loài Saccharomyces ellipsoideus (Hansen) và Saccharomyces oviformis (Osterwalder). • Saccharomyces ellipsoideus: Hansen đã nghiên cứu và phân lập được loài nấm men rượu vang và nấm men bia. Cơ sở để ông phân biệt được chúng là sự khác nhau về hình dáng tế bào. Đặc trưng của loài nấm men rượu vang là có hình ellip và ellip kéo dài (từ đó có tên ellipsoid ), còn đối với nấm men bia thì phần nhiều hình cầu hoặc hình oval (từ đó có tên cerevisae). Nhưng khái niệm này ngày nay không còn thích hợp nữa. Sự khác 15
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm nhau của hai loài Saccharomyces ellipsoideus và Saccharomyces cerevisae là nấm men Saccharomyces cerevisae có khả năng lên men được đường destrin còn nấm men Saccharomyces ellipsoideus thì không mặc dù cả hai loại nấm này đều có tác dụng như nhau là lên men đường maltose. Tuy nhiên Saccharomyces cerevisae thường được sử dụng nhiều nhất trong các sản phẩm lên men. Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80% trong tổng số Saccharmyces có trong nước quả lên men. Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường, cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantonic, biotin, mezoinozit, thiamin và piridoxin. Saccharomyces cerevisae có khả năng đồng hóa nhiều nguồn đường khác nhau: Glucose, galactose, saccharose và maltose và một phần riffinose. Chúng không đồng hóa được nitrate. Chúng phát triển tốt ở nhiệt độ 28 – 300C. Độ pH tối ưu của môi trường là 4,5-5,5. Hình 1.4: Tế bào nấm men Saccharomyces cerervisae • Saccharomyces oviformis Giống nấm men này cũng được tách ra từ nước nho tự lên men. Giống thuần chủng phát triển tốt nhất trong nước nho và các nước quả khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 180 cồn. 16
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Saccharomyces oviformis lên men được đường glucose, fructose, saccharose, maltose, mannose và 1/3 riffinose. Nó không lên men được đường galactose. 1.3.3. Yêu cầu đối với nấm men rượu vang. Hương vị đặc trưng của từng loại rượu sẽ phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính nguyên liệu và quy trình công nghệ, ngoài ra còn phụ thuộc vào chủng nấm men. Những nấm men sẽ được phân lập và sử dụng trong sản xuất cần phải đạt các yêu cầu sau: 1/ Khả năng lên men cao. Những chủng loại này khi ở điều kiện tối ưu cần đạt được 18 – 20%V etanol. 2/ Chịu được nhiệt độ thấp. Những nấm men này cần có khả năng lên men ở nhiệt độ từ 4 – 100C và tích lũy trong môi trường trong thời gian ngắn thực tế phải được 8 – 12%V etanol. 3/ Những nấm men đã được sunfit hóa. 4/ Bền vững với etanol. 5/ Những nấm men champagne đặc biệt có thể gây men thứ ở điều kiện hàm lượng etanol cao trong môi trường. Ngoài ra chúng không được tạo những lớp màng xung quanh thành thùng. 6/ Các nấm men heres: Những nấm men này sau khi lên men , nếu được tiếp xúc với không khí, sẽ tạo được váng trên bề mặt rượu.khi phát triển trên bề mặt của rượu trong thời gian ngắn sẽ tạo được hương vị đặc trưng của rượu heres. 7/ Bền vững với nồng độ đường cao. Những nấm men này có thể gây men được ở trên 30% đường và tích lũy được trong môi trường 10 – 13%V etanol. 1.4. Cơ sở quá trình lên men. [1], [2], [4], [9], [12] 1.4.1. Cơ sở sinh hóa quá trình lên men. Lên men rượu là quá trình oxy hóa khử sinh học để thu năng lượng và các hợp chất trung gian trong điều kiện kị khí, trong đó đường được phân hủy thành rượu và khí CO2 dưới tác dụng của vi sinh vật. Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là các chủng nấm men thuộc giống Saccharomyces. Quá trình này là một chuỗi các phản ứng phức tạp với sự tham gia của hệ enzyme do nấm men tiết ra. 17
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 1/ Đầu tiên do sự xúc tác của enzyme hexokinase hay glucokinase, glucose kết hợp với gốc phosphat của phân tử ATP tạo thành gluco-6-phosphat. C6H12O6 + ATP CH2(H2PO3)(CHOH)4CHO + ADP 2/ Tiếp theo đó dưới tác dụng của glucozophosphattizomerase sẽ chuyển gluco- 6-phosphat thành fructose-6-phosphat. CH2(H2PO3)(CHOH)4CHO CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH 3/ Tiếp tới giai đoạn phosphorin hóa với tác dụng của phosphofructosekinase. Kết quả tạo thành là fructose 1,6 diphosphat và phân tử ADP thứ 2. Giai đoạn này đánh dấu kết thúc giai đoạn chuẩn bị lên men rượu. Giai đoạn thực hiện chuyển hóa các nối liên kết cao năng thành dạng dễ biến đổi dưới tác dụng của các enzyme. CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH + ATP CH2O(H2PO3)(CHOH)COCH2O(H2PO3) + ADP 4/ Giai đoạn tiếp theo quan trọng là phân cắt cacbon của fructose 1,6 diphosphat thành 2 phân tử photphotrimose: dihydroxyaxeton phosphat và glyxeraldehyt 3-phosphat. Phản ứng này được xúc tác bởi enzyme aldolaza. CH2O(H2PO3)(CHOH)COCH2O(H2PO3) CH2O(H2PO3)COCH2OH + CH2O(H2PO3)CHOHCHO 5/ Giai đoạn đồng phân hóa: dưới tác dụng của eyme triphosphattizamerase, xảy ra sự đồng phân hóa giữa các triose. CH2O(H2PO3)COCH2OH CH2O(H2PO3)CHOHCHO Sự cân bằng này đạt được khi lượng dihydroxyaxeton phosphat đạt 5% và glyxeraldehyt 3-phosphat đạt 95%. 6/ Giai đoạn oxy hóa khử: giai đoạn tiếp theo là phân tử dihydroxyaxeton phosphat bị oxy hóa và phosphorin hóa để tạo thành acid 1-3 diphotphoglyxeric dưới tác dụng của enzyme glyxerakdehyt-3-phosphat. CH2O(H2PO3)CHOHCHO + 2H3PO4 + 2NaD CH2O(H2PO3)CHOHCOO-H2PO3 + 2NaD.H2 7/ Giai đoạn tạo thành ATP và acid 3-phosphoglyxeric. Giai đoạn này dưới sự xúc tác của enzyme phosphaglyxerakinase. Gốc phosphat chứa liên kết cao năng được chuyển từ acid 1-3 diphosphoglyxeric đến ADP và tạo thành ATP. 18
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 2CH2O(H2PO3)CHOHCOO-H2PO3 + 2ADP 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH + 2ATP 8/ Giai đoạn tiếp theo, biến acid 1-3 diphosphoglyxeric thành acid 2- phosphoglyxeric dưới xúc tác của enzyme phosphoglyxericmuctase. 2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH 2CH2OHCHO(H2PO3)COOH 9/ Acid 2-phosphoglyxeric mất nước sẽ tạo thành acid phosphoenolpiruvic nhờ enzyme enolase. 2CH2OHCHO(H2PO3)COOH CH3CO(H2PO3)COOH +2H2O 10/ Acid phosphoenolpiruvic rất không bền nên dễ bị mất gốc acid phosphoric do enzyme phosphattranspherase và do đó acid pyrovic được tạo thành. 2CH2=CO-(H2PO3)COOH + 2ADP 2CH3CO-COOH + 2ATP 11/ Tới đây acid pyrovic bị decacboxyl để tạo thành aldehyt axetic. 2CH3CO-COOH CO2 + 2CH3CHO 12/ Giai đoạn cuối cùng của lên men rượu là aldehyt axetic bị khử bởi NaD.H2. 2CH3CHO + 2NaD.H2 2CH3CH2OH + 2NAD Phương trình tổng quát của lên men rượu là: C6H12O6 2CO2 + 2CH3CH2OH 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. 1.4.2.1. Oxy. Vai trò của oxy đặc biệt quan trọng và cần thiết trong giai đoạn đầu lên men. Trong điều kiện có oxy thì hoạt động của nấm men mạnh mẽ hơn (Saccharomyces là vi sịnh vật kị khí tùy tiện), vì vậy lượng sinh khối tăng lên nhanh và trở thành sản phẩm chủ yếu của trong môi trường lên men. Trong môi trường càng nhiều tế bào nấm men thì càng lên men mạnh. Tuy nhiên khi bắt đầu chuyển sang giai đoạn lên men hoàn toàn, cần phải tạo điều kiện kị khí, khi đó sản phẩm trong môi trường lên men là etanol sẽ trở thành chủ yếu, độ thoáng khí trong trường hợp này sẽ bất lợi cho quá trình lên men, nhiều sản phẩm phụ hình thành làm giảm chất lượng của rượu thành phẩm. Ngoài ra việc tạo môi trường yếm khí có tác dụng hạn chế sự hoạt động của vi sinh vật gay hư hỏng rượu. 19
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 1.4.2.2. Nhiệt độ. Nhiệt độ là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với nấm men nói chung và lên men vang nói riêng. Nó có tác dụng rõ rệt đến khả năng lên men của chủng nấm men và chất lượng của rượu vang (độ rượu, đường sót, chất thơm, ). Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định được khoảng nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15 – 300C, nếu lên men ở nhiệt độ thấp hơn thì càng tốt. Còn lên men rượu vang đỏ phải chiết xuất các chất thơm và polyphenol từ vỏ quả nên cần lên men ở nhiệt độ cao hơn, thường là 250C. Ở nhiệt độ cao lên men bắt đầu sớm, xảy ra mạnh mẻ, nhưng dễ bị ngưng lại ngang chừng và kết thúc lên men khi đường sót còn lại trong dịch là khá lớn. Và đường này dễ được acid lactic sử dụng, do vậy, trong vang có nhiều acid lactic và acid acetic. những chất này cùng với đường sót làm cho vang có vị chua-ngọt khó chịu. Nhiệt độ có ảnh hưởng không những đến cường độ lên men, tốc độ sinh sản của men giống mà còn ảnh hưởng sinh tổng hợp các sản phẩm thứ cấp. 1.4.2.3. Hàm lượng đường. Đường là nguồn dinh dưỡng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nấm men và quá trình lên men. Đường cung cấp năng lượng và cacbon cho nấm men hoạt động, dạng glucose là thích hợp nhất vì tất cả các loài men đều đồng hóa được. Tỉ lệ đường càng cao thì tạo thành nhiều etanol, cho nên thêm đường vào nước quả là biện pháp rất phổ biến. Thông thường môi trường có nồng độ đường từ 10 – 25% thuận lợi cho sự lên men. Khi nồng độ đường từ 25% trở lên thì sự lên men khó khăn và chậm. Dung dịch đường có nồng độ rất cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu lớn gây phá hủy trạng thái sinh lí bình thường của nấm men, sử dụng đường không triệt để, hiệu suất tạo thành rượu giảm, lượng rượu tạo ra không nhiều. Ngược lại, môi trường lên men có nồng độ đường quá thấp sẽ không đủ cơ chất cho nấm men hoạt động. 1.4.2.4. pH của môi trường. pH của môi trường có ý nghĩa quyết định đối với với sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Trong quá trình lên men, vi sinh vật tạo ra những sản phẩm trao đổi chất có tính acid hay kiềm, khiến pH của môi trương không còn thích hợp 20
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm cho hoạt động sống của mình. Vì vậy việc chủ động điều chỉnh pH môi trường luôn ở giá trị thích hợp trong quá trình lên men là điều rất cần thiết. pH tối ưu cho lên men vang là vào khoảng 4 – 5, tuy nhiên ở pH = 3 – 3,5, nhiều chủng nấm men vẫn phát triển tốt, vì vậy khi làm rượu vang người ta thường chọn những chủng nấm men hoạt động và phát triển tốt ở pH= 3,2 – 4, đồng thời ở pH này sẽ hạn chế các vi sinh vật làm hư hỏng rượu vang phát triển. Ở pH thấp, nấm men sẽ thay đổi hình thái, tế bào nhỏ hơn, dạng cầu vượt trội, trong tế bào chất tích tụ chất béo. 1.4.2.5. Nồng độ rượu. Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men kị khí là etanol. Etanol kìm hãm hoạt động sống của tế bào nấm men, tuy nhiên mức độ kìm hãm khác nhau đối với các chủng nòi nấm men khác nhau. Khả năng chịu đựng etanol của nấm mốc, vi khuẩn còn kém nhiều hơn so với nấm men. Nồng độ rượu ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men còn tùy thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy. Cùng một môi trường nuôi cấy, số lượng tế bào nấm men cho vào bằng nhau, điều kiện cấy giống nhau thì nồng độ rượu ban đầu 1% chua có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men, từ 4 – 6% đã có ảnh hưởng xấu. 1.4.2.6. Thời gian lên men. Thời gian ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm vang. Trong thời gian lên men chính, nếu thời gian lên men quá ngắn, có thể lượng cồn tạo ra quá ít. Trong thời gian lên men phụ, nếu thời gian lên men không đủ để hương hình thành, mùi vang sẽ không đặc trưng cho sản phẩm. Vì vậy, việc xác định thời gian của một quy trình lên men là điều kiện hết sức quan trọng. Thời gian này sẽ rất khác nhau ở các quy trình lên men khác nhau, điều quan trọng ở đây là người sản xuất phải biết dừng quá trình lên men đúng lúc để đảm bảo thu sản phẩm với hiệu suất cao nhất. 1.4.2.7. Khí cacbonic (CO2) Hàm lượng CO2 hình thành trong quá trình lên men thường hạn chế mạnh sự sinh sản của nấm men vang, nhưng không làm yếu khả năng lên men của chúng. 21
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Hàm lượng CO2 trong rượu vang đạt đến 0,25% trọng lượng thì sẽ ức chế sinh snar của nấm men. Hàm lượng CO2 trong rượu vang đạt đến 1,5% trọng lượng thì nấm men không còn sinh sản được nữa. 1.5. Enzyme pectinase. [10], [22] Enzyme pectinase là enzyme thủy phân pectin, một polysaccharide được tìm thấy trong thành tế bào thực vật, thường được gọi là men pectic. Pectinase được cấu tạo từ một mạch chính gồm các gốc acid ∝-D-1,4 galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-O glucozic. Enzyme pectinase gồm nhiều loại, có thể phân loại theo công dụng của chúng như là: Pectinesterase, Endopolygalacturonase, Exopolygalacturonase, Endopolymetil-galacturonase, Exo-pectatliase. Enzyme petinase được sử dụng nhiều trong quá trình chế biến thực phẩm, đặc biệt là khả năng làm trong nước quả, ngoài ra việc kiểm soát hoạt động của enzyme pectinase có thể kiểm soát được độ nhớt của sản phẩm. 1.6. Nước. [8], [19] Nước là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình lên men rượu vang, nước còn đóng vai trò trong các quá trình rữa dụng cụ và thiết bị nghiên cứu, làm lạnh , hấp khử trùng và vệ sinh. Về định nghĩa thì nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có CTHH là H2O, nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và đời sống. Nước cũng có các tính chất hóa lý như sôi ở 1000C và đóng băng ở 00C, dưới áp suất bình thường nước có khối lượng riêng cao nhất là ở 40C là 1g/cm3, ngoài ra nước còn là một dung môi tốt cho nhiều phản ứng hóa sinh nhờ vào tính lưỡng cực. Về yêu cầu cho nước lên men thì cơ bản nước dùng phải đáp ứng được các yêu cầu về nước uống như không mùi vị, không màu, trong suốt, ở đây nước được sử dụng đảm bảo theo TCVN 5520:2003 về “Nước cấp sinh hoạt – yêu cầu chất lượng”. 22
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bảng 1.4: Chỉ tiêu “Nước cấp sinh hoạt – yêu cầu chất lượng” Tên chỉ tiêu Đơn vị Mức, không lớn hơn Màu sắc Mg/l Pt 15 Mùi, vị - Không có mùi, vị lạ Độ đục NTU 5 pH mg/l 6 ÷ 8,5 Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 Hàm lượng oxy hòa tan, tính theo oxy mg/l 6 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1000 Hàm lượng amoniac, tính theo nitơ mg/l 3 Hàm lượng asen mg/l 0,01 Hàm lượng antimon mg/l 0,005 Hàm lượng clorua mg/l 250 Hàm lượng chì mg/l 0,01 Hàm lượng crom mg/l 0,05 Hàm lượng đồng mg/l 1 Hàm lượng florua mg/l 0,7 ÷ 1,5 Hàm lượng kẽm mg/l 3 Hàm lượng hidro sunfua mg/l 0,05 Hàm lượng mangan mg/l 0,5 Hàm lượng nhôm mg/l 0,5 Hàm lượng nitrat, tính theo nitơ mg/l 0,5 Hàm lượng nitrit, tính theo nitơ mg/l 10 Hàm lượng sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+) mg/l 1 Hàm lượng thủy ngân mg/l 0,5 Hàm lượng xyanua mg/l 0,001 Chất hoạt động bề mặt tính theo Linear mg/l 0,07 Ankyl benzen Sunfonat (LAS) Benzen mg/l 0,01 23
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Phenol và dẫn xuất của phenol mg/l 0,01 Dầu mỏ và các hợp chất dầu mỏ mg/l 0.1 Hàm lượng thuốc trừ sâu lân hữu cơ mg/l 0,01 Hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu cơ mg/l 0,1 Coliform tổng số MPN/100ml 2,2 E.Coli và Coliform chịu nhiệt MPN/100ml 0 Tổng hoạt động 훼 pCi/l 3 Tổng hoạt động 훽 pCi/l 30 1.7. Đường, acid citric và natricacbonat. [8], [20], [21], [23] 1.7.1. Đường Đường là một thành phần quan trọng để cung cấp nguồn thức ăn cho nấm men trong quy trình lên men rượu vang, ngoài nguồn đường có sẵn trong quả lên men, chúng ta cần phải bổ sung thêm đường saccharose trong quá trình lên men chính. Saccharose là một disaccarit có CTPT là C12H22O11, nó có vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn của con người, saccharose còn được gọi với nhiều tên như đường kính , đường ăn, đường cát, đường trắng, đường nâu, đường mía, đường phen hay còn gọi đơn giản là đường. Trong quá trình lên men ta sử dụng nguồn đường đảm bảo theo TCVN 6958:2001 về “Đường tinh luyện”. Bảng 1.5: Các chỉ tiêu cảm quan về “Đường tinh luyện” Chỉ tiêu Yêu cầu Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô Ngoại hình không vốn cục Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, Mùi, vị không có mùi vị lạ Tinh thể trắng óng ánh . khi pha vào nước cất cho dung dich Màu sắc trong suốt. 24
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bảng 1.6: Các chỉ tiêu hóa – lý về “Đường tinh luyện” Chỉ tiêu Mức Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn 99,80 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050C trong 3h, % khối lượng 0,05 (m/m), không lớn hơn Độ màu, đơn vị, ICUMSA, không lớn hơn 30 1.7.2. Acid citric Acid citric là một acid hữu cơ yếu, trong hóa sinh nó là tác nhân trung gian quan trọng của chu trình acid citric, vì thế nó xuất hiện trong trao đổi chất của gần như mọi sinh vật, nó cũng được coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt môi trường và đóng vai trò của chất chống oxi hóa. Ngoài ra, nó còn là một chất bảo quản được sử để bổ xung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt. Acid citric tồn tại chủ yếu trong các loại quả thuộc chi citric (chanh, cam, bưởi ). Acid citric có một số tính chất như: ở nhiệt độ phòng, nó là chất bột kết tinh màu trắng, nó có thể tồn tại ở dạng khan hay dạng ngậm một phân tử nước, acid citric cũng hòa tan trong ethanol khan và nóng chảy ở 1530C . 1.7.3. Natri cacbonat Natri cacbonat là một muối cacbonat có CTHH là Na2CO3. Natri cacbonat là một muối bền trong tự nhiên, thường có trong nước khoáng, nước biển, muối mỏ trong lòng đất và một số rất ít tồn tại ở dạng tinh thể có thể lẫn canxi cacbonat. Natri cacbonat có những tính chất hóa học sau: • Tác dụng với acid tạo thành muối, nước và giải phóng khí CO2: Na2CO3 + 2HCl => 2NaCl + H2O + CO2 • Tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và bazơ mới: Na2CO3 + Ca(OH)2 => 2NaOH + CaCO3 • Tác dụng với muối tạo thành muối mới: Na2CO3 + CaCl2 => 2NaCl + CaCO3 25
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Không bị nhiệt phân hủy ởnhiệt độ cao. 1.8. Quy trình sản xuất rượu vang. [1], [25], [6] 1.8.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang. 26
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Mãng cầu xiêm Xử lý nguyên liệu Xay, ép Bổ sung Ủ 4 giờ, 400C enzyme pectinase Lọc trong Bổ sung đường, Pha chế dịch lên men acid citric, natri cacbonat Sunfit hóa Cấy nấm Lên men chính men Lắng cặn, tách men Cặn Lên men phụ Lọc Cặn Chiết chai Rượu vang mãng cầu xiêm 27
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 1.8.2. Thuyết minh quy trình. 1.8.2.1. Xử lý nguyên liệu. • Mục đích: Chọn lọc ra những quả còn nguyên, chín tới, không bị hư thối, có hương thơm và vị đặc trưng cho sản phẩm. Đồng thời loại bỏ những phần không có giá trị sử dụng như: cuống, vỏ, hạt, lá, và giữ lại những phần có giá trị như thịt quả mãng cầu xiêm. • Phương pháp: Sau khi đã chọn được những quả đạt yêu cầu, tiến hành rửa quả để loại bỏ tạp chất và vi khuẩn, Sau đó dùng dao để gọt vỏ và tách hạt ra khỏi phần thịt quả. 1.8.2.2. Xay, ép. • Mục đích: Quá trình này giúp ta trích ly được những thành phần quan trọng trong thịt quả, hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men. • Phương pháp: Thịt qủa mãng cầu xiêm được xay nhuyễn để phá vỡ thành tế bào của thịt quả. Sau đó sử dụng máy hút chân không để thu nhận dịch quả 1.8.2.3. Pha chế dịch lên men. • Mục đích: Thông thường dịch quả sau khi ép không thể đáp ứng các điều kiện của quá trình lên men để cho nấm men hoạt động hiệu quả. Vì thế cần phải điều chỉnh các yếu tố như độ ngọt, pH, và có thể thêm một số chất tương thích cho nấm men phát triển tốt nhất. • Phương pháp: Dịch quả sau khi ép được tiến hành hiệu chỉnh độ ngọt (bổ sung thêm đường saccharose), điều chỉnh pH (dùng acid citric nếu pH quá cao và Na2CO3 nếu pH quá thấp), thông thường độ đường được đưa về 200-220Br và pH 3,5 – 4,5 là phù hợp. 1.8.2.4. Sunfit hóa. • Mục đích: 28
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Quá trình sunfit dùng để tiêu diệt các vi sinh vật, chống oxy hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loại sinh vật có hại. Tuy nhiên nếu dùng SO2 không đúng liều lượng có thể làm cho rượu vang có mùi khó chịu, tiêu diệt một số vi sinh vật có lợi, đồng thời cũng là tác nhân gây ngộ độc. • Phương pháp: Bổ sung vào dịch lên men NaHSO3 120mg/l, khi NaHSO3 phân hủy hoàn toàn (sau khoảng 30 phút), tiến hành cấy nấm men với tỷ lệ phù hợp và đi vào quá trình lên men chính. 1.8.2.5. Lên men chính. • Mục đích: Tạo điều kiện cho nấm men hoạt động và tạo thành rượu sau thời gian lên men. • Phương pháp: Sau khi sunfit hóa ta tiến hành quá trình lên men, quá trình này được thưc hiện trong khoảng thời gian ngắn hoặc dài là tùy thuộc vào nhiệt độ, thông thường là từ 280-320C (nhiệt độ càng cao thì quá trình lên men diễn ra càng ngắn)và tỷ lệ nấm men cấy vào. Quá trình lên men chính kết thúc khi không còn nhìn thấy sự sủi bọt khí trong dịch lên men nữa. Nếu theo dõi bằng brix kế thì ta sẽ thấy nồng độ chất khô không thay đổi. 1.8.2.6. Lắng cặn,tách men. • Mục đích: Loại bỏ sinh khối nấm men, hạn chế sự lên men tiếp tục của nấm men tạo ra những sản phẩm bất lợi khác. Ngoài ra còn đảm bảo trong quá trình lên men phụ chỉ có một phần nhỏ nấm men tạo hương vị cho rượu vang. • Phương pháp: Sau khi nấm men đã lắng hết xuống đấy bình, tiến hành gạn bỏ xác nấm men bằng vải lọc hoặc giấy lọc, cần phải thực hiện cẩn thận để tránh nhiễm các vi sinh vật có hại cho rượu vang. 1.8.2.7. Lên men phụ. • Mục đích: 29
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Thực hiện chuyển hóa làm tăng hương vị cho sản phẩm, trong quá trình này sẽ xảy ra các phản ứng tạo mùi, tạo màu, tọa vị rất quan trọng như phản ứng este hoácủa rượu, phản ứng tạo màu của các amin và các loại đường có trong rượu, quá trình khử andehyt và diacetyl. Ngoài ra còn có tác dụng bão hòa CO2, lắng và làm trong sản phẩm • Phương pháp: Nhiệt độ lên men phụ bao giờ cũng thấp hơn so với nhiệt độ lên men chính , nguyên tắc của lên men phụ là thời gian lên men phụ càng dài thì khả năng bảo hòa CO2 vào dung dịch càng lớn.tuy nhiên nếu thời gian lên men phụ quá dài cũng làm cho rượu bị nhiễm các vi sinh vật có hại gây hư hỏng. Thông thường thời gian cho quá trình này là từ 7-15 ngày và nhiệt độ là từ 10-150C. Sản phẩm có đạt chất lượng tốt hay không phụ thuộc rất nhiều vào quá trình này 1.8.2.8. Lọc • Mục đích: Thực hiện quá trình lọc lần nữa để có thể loại bỏ hoàn toàn sinh khối nấm men còn sót lại, nâng cao độ trong của vang và đồng thời đảm bảo chỉ tiêu hóa học, vì trong quá trình lọc, một số chất keo hình thành trong quá trình lên men cũng bị loại bỏ theo. • Phương pháp: Có thể sử dụng các thiết bị lọc phổ biến là lọc khung bản, cột lọc, màng lọc, máy hút chân không, để thực hiện quá trình lọc. Ở đây, ta sử dụng giấy lọc cho vào phểu thấm ướt để cố định giấy lọc trên phểu, sau đó rót rượu vào phểu, ta phải thực hiện hồi lưu dịch lọc vào phểu cho đến khi đạt đến độ trong yêu cầu thì thu dịch cuối. Thời gian lọc càng ngắn thì càng tốt, để giảm thiểu lượng cồn thất thoát và tránh nhiễm các vi sinh vật gây hại 1.8.2.9. Chiết chai tạo thành phẩm. • Mục đích: Đảm bảo số lượng và chất lượng rượu vang, mang thông tin cần thiết cho người tiêu dùng • Phương pháp: 30
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Rượu vang sau khi trải qua quá trình lên men phụ tiếp tục giữ lạnh ở nhiệt độ thấp. Chai thủy tinh đầu tiên được rửa sạch bằng dd NaOH 0.02%, rồi tráng lại bằng nước cất, sau đó được trung hòa lại bằng dd acid citric 0,01% rồi được rửa thật kỹ lại bằng nước sạch. Chai và nắp tiếp tục đem đi thanh trùng bằng nước nóng ở nhiệt độ 900C trong 30 phút. Chai và nắp sau khi thanh trùng được sấy khô và để nguội trước khi rót rượu vào. Tiến hành chiết lạnh vàng vào để tránh nhiễm các vi sinh vật trong khi chiết, sau đó sản phẩm được đóng nắp bằng phương pháp thủ công. 31
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu và vật liệu nghiên cứu. 2.1.1. Nguyên liệu. 1/ Mãng cầu xiêm được mua tại chợ Bà Chiểu: Xuất xứ: Hậu Giang. Đặc điểm: Da của quả màu xanh lá cây đậm, quả hơi mềm, có hương thơm dịu. Độ chín: Độ chín chế biến. 2/ Saccharomyces cerervisae (dạng bột, được bảo quản ở nhiệt độ thấp) được cung cấp tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học, Thực phẩm và Môi trường của Trường ĐH Công Nghệ TPHCM. 3/ Enzyme Pectinase được mua tại công ty Brenntag. (Chế phẩm enzyme pectinase thể hiện hoạt tính tối ưu ở pH 4,5 và 400C, thời gian sử dụng là 4-6h). 4/ Đường tinh luyện Biên Hòa được mua tại siêu thị Food Mart. 5/ Acid citric và Natri cacbonat được mua tại công ty Brenntag. 6/ Nước dùng nguồn nước cất tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học, Thực phẩm và Môi trường của Trường ĐH Công Nghệ TPHCM. 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị. Bộ dụng cụ chưng cất cồn Cân kỹ thuật Pipet 1ml, 5ml, 10ml, 20ml, 25ml Cân phân tích Ống đong 25ml, 50ml, 100m Brix kế Erlen 250ml, 500ml Cồn kế Cốc 100ml Khúc xạ kế Ống nghiệm Giấy pH Đĩa petri Bình tia Que cấy Đèn cồn Máy hút chân không 2.2. Phương pháp nghiên cứu. [5] 2.2.1. Phương pháp hóa học. 32
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Phương pháp đo độ cồn bằng phương pháp chưng cất. Phương pháp xác định nồng độ chất khô bằng Brix kế cầm tay. Phương pháp xác định acid tổng bằng chuẩn độ. Phương pháp DNS xác định đường khử. Phương pháp phenol định lượng đường tổng. 2.2.2. Phương pháp đánh giá cảm quan. [13], [14] Đánh giá chất lượng sản phẩm theo các chỉ tiêu màu sắc, mùi vị, hương vị, trạng thái của sản phẩm. Trong quy trình đánh giá cảm quan, một hội đồng đánh giá tối thiểu gồm 5 thành viên được huấn luyện cơ bản sẽ tham gia nhận xét, đánh giá và cho điểm dựa vào bảng 2.1 được xây dựng theo TCVN 3215-79: Chỉ tiêu cảm quan và phương pháp cho điểm sản phẩm rượu ở Việt Nam. Bảng 2.1: Điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm rượu Điểm chưa có Chỉ tiêu Yêu cầu trọng lượng Chất lỏng trong suốt, không vẫn đục và vật 5 thể lạ, màu tươi Chất lỏng trong suốt, không vẫn đục, có ít 4 vật thể lạ nhỏ, màu tươi Chất lỏng trong, có tương đối nhiều vật thể 3 lạ, nhỏ, màu hơi khác một ít so với màu Độ trong và tươi. màu sắc Chất lỏng hơi đục, có khá nhiều vật thể nhỏ 2 lạ, thô trầm trọng, màu khác khá nhiều so với màu tươi Chất lỏng đục, nhiều lắng cặn, có ít vật thể 1 lạ nhỏ trầm trọng, thô, màu không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Vẫn đục, màu bẩn Mùi 5 Hòa hợp, thơm dịu, hoàn toàn đặc trưng 33
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm cho sản phẩm. Chua hoàn toàn hòa hợp, thơm đặc trưng 4 cho sản phẩm. Hơi nồng, thoảng mùi phụ, ít đặc trưng cho 3 sản phẩm Nồng, thoảng mùi lạ, ít đặc trưng cho sản 2 phẩm Nồng, hăng, mùi lạ rõ, không đặc trưng cho 1 sản phẩm 0 Có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng Hòa hợp, êm dịu, hậu vị tốt, hoàn toàn đặc 5 trưng cho sản phẩm Chua hoàn tàn hòa hợp, hậu vị vừa phải, 4 đặc trưng cho sản phẩm bình thường Chưa hòa hợp, hơi gắt và xốc, hậu yếu, ít 3 Vị đặc trưng cho sản phẩm Đắng, xốc, thoảng vị lạ, rất ít đặc trưng cho 2 sản phẩm Đắng, xốc, vị lạ, không đặc trưng cho sản 1 phẩm 0 Có vị lạ của sản phẩm hỏng Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 5 thành viên, sau khi mỗi thành viên cho điểm độc lập nhau, lấy giá trị điểm trung bình cho mỗi chỉ tiêu rồi nhân với hệ số trọng lượng như nhau • Độ trong và màu sắc: x0,8 • Mùi: x 1,2 • Vị: x 2,0 • Kết quả được tính thành thang điểm 20, dựa vào Bảng 2.2 để suy ra mức chất lượng sản phẩm. 34
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bảng 2.2: Phân loại chất lượng rượu vang Yêu cầu tối thiểu về điểm trung Số điểm Stt Mức chất lượng bình của có trọng lượng của hội chung đồng cảm quan 1 Loại tốt 18,6 – 20,0 Mùi:4,8; Vị: 4,8 2 Loại khá 15,2 – 18,5 Mùi:3,8; Vị: 3,8 3 Loại trung bình 11,2 – 15,1 Mỗi chỉ tiêu: 2,8 4 Loại kém 7,2 – 11,1 Mỗi chỉ tiêu: 1,8 5 Loại rất kém 4,0 – 7,1 Mỗi chỉ tiêu: 1,0 6 Loại hỏng 0 – 3,9 Mỗi chỉ tiêu: < 1,0 2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu thí nghiệm. Sử dụng chương trình excel và statgraphic để vẽ đồ thị và xử lý số liệu. 2.3. Bố trí thí nghiệm. Ghi chú: Tất cả các thí nghiệm của đề tài đều được thực hiện ở nhiệt độ của phòng thí nghiệm (300C ± 2), trong thời gian từ 25/05/2015 đến ngày 16/08/2015. 2.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định tỷ lệ thành phần và các chỉ tiêu hóa lí của mãng cầu xiêm. • Mục đích: Xác định tỷ lệ giữa vỏ, hạt và thịt quả trên đơn vị một trái mãng cầu xiêm, đồng thời xác định các chỉ số sinh hóa của thịt quả trước khi đưa vào quá trình lên men. • Phương pháp: Mãng cầu xiêm sau khi đem về được rửa sạch, bỏ vỏ và hạt, sau đó tiến hành cân phần thịt quả đề xác định tỷ lệ thịt quả thu được. Tiếp theo, dùng các phương pháp hóa học để tiến hành đo đạt các chỉ số như: pH, hàm lượng chất khô, đường tổng, đường khử. 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình trích ly và làm trong dịch quả. • Mục đích: Khảo sát độ làm trong và tỷ lệ trích ly dịch quả khi thêm enzyme pectinase vào thịt quả. 35
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Phương pháp: Mãng cầu xiêm sau khi được tách vỏ và hạt, được bổ sung enzyme pectinase vào theo các thể tích: 1ml, 2ml, 3ml, 4ml, sau đó ủ trong 6 giờ rồi tiến hành ép lấy dịch quả, đo thể tích dịch quả thu được và xem xét độ trong để xác định thể tích enzyme pectinase tốt nhất cho quá trình chiết dịch quả mãng cầu xiêm. 2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. • Mục đích: Xác định thời gian lên men chính tốt nhất cho rượu vang để được độ cồn và điểm cảm quan đạt chỉ tiêu cho sản phẩm. • Phương pháp: Mãng cầu xiêm sau khi được lựa chọn kỹ càng và tách bỏ vỏ và hột, bổ sung thêm enzyme pectinase theo kết quả của thí nghiệm 2 rồi được đem đi ép lấy dịch. Tiếp theo tiến hành rót dịch quả vào 5 bình erlen 250ml những khối lượng giống nhau là 100g, sử dụng Na2CO3 để điều chỉnh dịch quả lên pH 4 cố định và bổ sung thêm đường saccharomyces chỉnh độ Brix về 200Br để hỗ trợ cho quá trình lên men. Sau đó, đem hỗn hợp đi thanh trùng bằng NaHSO3 (112mg/ml) trong 30 phút và được cấy giống với tỷ lệ 5%, bố trí các thí nghiệm theo thời gian: 4 ngày, 5 ngày, 6 ngày, 7 ngày, 8 ngày, tiến hành đo các số liệu cần thiết theo từng thời gian nghiên cứu. Mỗi nghiệm thức được lập lại 3 lần. 2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men rượu vang. • Mục đích: Xác định nồng độ chất khô hỗ trợ tốt nhất cho quá trình lên men để rượu vang đạt được độ cồn và chỉ tiêu cảm quan cần thiết cho sản phẩm. • Phương pháp: Mãng cầu xiêm đã được ép lấy dịch sau khi bổ sung enzyme pectinase được phân phối vào 5 bình erlen 250ml rồi được cho thêm Na2CO3 để điều chỉnh pH lên 4 cố định và được bổ sung đường saccharomyces để chỉnh hàm lượng chất khô về 160Br, 180Br, 200Br, 220Br, 240Br, mỗi thí nghiệm lập lại 3 lần. Sau đó, hỗn hợp được thanh trùng bằng NaHSO3 (112mg/ml) trong 30 phút và được cấy giống với tỷ lệ 36
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 5%, thực hiện quá trình lên men theo thời gian là kết quả của thí nghiệm 3. Tiến hành đo các thông số cần thiết theo từng hàm lượng chất khô. 2.3.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. • Mục đích: Xác định giá trị pH để tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình lên men rượu vang. • Phương pháp: Sau khi được bổ sung enzyme pectinase, mãng cầu xiêm được ép thành dịch và được phối vào 5 bình erlen 250ml. Tiếp theo sử dụng Na2CO3 để hiệu chỉnh pH về các giá trị: 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5, (mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần) và đường Saccharomyces để chỉnh hàm lượng chất khô về giá trị theo thí nghiệm 4. Sau đó, hỗn hợp được thanh trùng bằng NaHSO3 (112mg/ml) trong 30 phút và được cấy giống với tỷ lệ 5%, thực hiện quá trình lên men theo thời gian là kết quả của thí nghiệm 3. Tiến hành đo các thông số cần thiết theo từng giá trị pH. 2.3.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. • Mục đích: Xác định tỷ lệ nấm men phù hợp để hỗ trợ cho quá trình lên men, làm cho rượu vang đạt được độ cồn và hàm lượng chất khô cần thiết. • Phương pháp: Dịch ép mãng cầu xiêm sau khi được phân phối vào 5 bình erlen 250ml rồi tiến hành sử dụng Na2CO3 để chỉnh pH theo thí nghiệm 5 và sử dụng đường Saccharomyces theo thí nghiệm 4. Sau đó, hỗn hợp được thanh trùng bằng NaHSO3(112mg/ml) trong 30 phút và được cấy giống theo các tỷ lệ 1%, 3%, 5%, 7%, 9%, mỗi nghiệm thức thực hiện 3 lần, rồi thực hiện quá trình lên men theo thời gian là kết quả của thí nghiệm 3. Tiến hành đo các thông số cần thiết theo từng giá trị tỷ lệ nấm men. 2.3.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. • Mục đích: Xác định thời gian lên men phụ phù hợp để ổn định mùi và vị cho rượu vang sau khi lên men chính. 37
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm • Phương pháp: Dịch ép mãng cầu xiêm sau khi được phân phối vào 5 bình erlen 250ml rồi tiến hành sử dụng Na2CO3 để chỉnh pH theo thí nghiệm 5 và sử dụng đường Saccharomyces theo thí nghiệm 4. Sau đó, hỗn hợp được thanh trùng bằng NaHSO3(112mg/ml) trong 30 phút và được cấy nấm men theo thí nghiệm 6, rồi thực hiện quá trình lên men theo thời gian là kết quả của thí nghiệm 3, sau đó tiến hành lên men phụ theo thời gian 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày. Tiến hành đo các thông số cần thiết sau từng thời gian lên men phụ. 2.3.8. Hoàn thiện quy trình. 38
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Mãng cầu xiêm Xử lý nguyên liệu Xay, ép Bổ sung enzyme Ủ 4 giờ, 400C pectinase theo TN 2 Lọc trong Bổ sung đường, acid citric, natri Pha chế dịch lên men cacbonat theo TN 4, 5 Sunfit hóa t0= 280 – 300C Cấy nấm men Thời gian theo Lên men chính theo TN 6 TN 3 Lắng cặn, tách men Cặn Thời gian theo Lên men phụ TN 7 Lọc Cặn Chiết chai Rượu vang mãng cầu xiêm 39
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 2.3.9. Kiểm tra chất lượng vi sinh và hóa sinh, cảm quan và sơ bộ hoạch toán chi phí sản xuất của sản phẩm. a/ Tiến hành xác định các chỉ tiêu vi sinh vật đối với sản phẩm rượu vang sau lên men. • Định lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí. • Định lượng Coliform. • Định lượng tổng số nấm men, nấm mốc. • Định tính E.Coli b/ Tiến hành xác định các chỉ tiêu hóa sinh. • Độ Brix. • Độ cồn. • Acid tổng. c/ Tiến hành đánh giá cảm quan cho điểm sản phẩm. d/ Tiến hành sơ bộ tính chi phí sản xuất sản phẩm tại phòng thí nghiệm. 40
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả xác định các thành phần và các chỉ tiêu hóa lý của mãng cầu xiêm. [15] Bảng 3.1: Tỷ lệ khối lượng của mãng cầu xiêm Khối lượng quả Khối lượng thịt Tỷ lệ thịt quả SLM (g) quả (g) (%) 1 893 663 74,24 2 900 735 81,66 3 865 612 70,75 4 1052 792 75,29 5 785 575 73,24 6 1100 873 79,36 7 920 712 77,40 8 980 672 68,57 9 820 620 75,61 10 1300 975 75,00 Trung bình 961,5 722.9 75,18 Sau khi xác định thành phần khối lượng, mãng cầu xiêm đước tiến hành chiết lấy dịch quả và được kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý để chuẩn bị dịch lên men cho quá trình lên men rượu. Bảng 3.2: Các chỉ tiêu hóa lý của dịch mãng cầu xiêm Chỉ tiêu Dịch mãng cầu xiêm Nồng độ chất khô 11,50Br pH 4,5 Đường tổng 10,92% Đường khử 7,60% 41
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ➢ Thảo luận: Theo kết quả từ bảng 3.1, ta có thể thấy trọng lượng trung bình của mãng cầu xiêm là 961,5 g và khối lượng thịt quả thu được trung bình là 722,9g, có nghĩa là hiệu xuất thu hồi dịch quả đạt khoảng 75,18%. Vì vậy, việc sử dụng mãng cầu xiêm có khả năng tạo hiệu quả cao trong việc lên men rượu vang quả. Trong quá trình lên men rượu vang quả thì việc chuẩn bị nguyên liệu cho phù hợp với quá trình lên men là khá quan trọng. Ta phải chọn lựa nguyên liệu có các điều kiện ban đầu như hàm lượng đường, độ pH sao cho phù hợp nhất đối với quá trình lên men. Ở đây, hàm lượng đường là nguồn cơ chất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến mùi vị của sản phẩm rượu vang. Theo như bảng kết quả 3.2, ta thấy nồng độ chất khô ban đầu của mãng cầu xiêm đạt 120Br, như vậy thì thấp hơn so với nồng độ cần thiết để nấm men phát triển trong quá trình lên men, vì vậy ta cần phải bổ xung một lượng đường nhất định để đạt đến độ Brix cần thiết. Song song đó, pH cũng là yếu tố rất quan trọng đối với quá trình lên men, pH của mãng cầu xiêm đo được là 4,5, đây là khoảng pH phù hợp cho nấm men Sacchromyces cerervisae hoạt động tốt. 3.2. Khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết tách và làm trong dịch quả. Trong quá trình ép lấy dịch quả, thường còn sót lại cặn và bã làm đục dịch quả, vì vậy ta sử dụng enzyme pectinase để làm trong dịch quả, và hỗ trợ cho quá trình chiết dịch quả đạt hiệu quả cao hơn. Bảng 3.3: Ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết dịch quả CTTN Khối Thể tích dịch Tỷ lệ dịch quả so với Tỷ lệ lượng thịt sau khi ép thịt quả (%) enzyme pectinase quả (ml) (ml) 0 ml 100 55,74 55,74 1 ml 100 62,96 62,33 2 ml 100 65,92 64,33 3 ml 100 68,50 66,50 4 ml 100 68,80 66,15 42
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 68 66 64 62 (ml) 60 ép 58 56 54 Thể tích quả dịch saukhi 0 1 2 3 4 5 Tỷ lệ Enzyme Pectinase (ml) Hình 3.1: Ảnh hưởng của enzyme pectinase đến quá trình chiết và làm trong dịch quả ➢ Thảo luận: Theo kết quả từ bảng 3.3, ta thấy khi ép lấy dịch quả không có bổ sung ezyme pectinase thì cho hiệu suất chiết dịch quả thấp hơn so với khi có bổ sung enzyme. Về phần có bổ sung enzyme khi chiết dịch quả ta thấy ở 4ml/100g mãng cầu xiêm cho thể tích dịch sau khi ép cao nhất là 68,80 ml , và 1ml/100g cho thể tích dịch sau khi ép thấp nhất là 62,96 ml. Nhưng về kết quả từ bảng 3.3 thì ta có thể thấy với thể tích 3ml/100ml dịch quả thì enzyme pectinase lại cho hiệu suất chiết dịch quả cao nhất là 66,50%, đồng thời dịch quả sau khi ép cũng có phần trong hơn so với những dịch ép với lượng enzyme khác còn lại. Như vậy, từ thí nghiệm trên, ta có thể thấy khi bổ sung 3ml enzyme pectinase/ 100g mãng cầu xiêm sẽ cho được lượng dịch ép quả cao và tốt hơn. 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men tạo sản phẩm. Thời gian lên men là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu lên men ở nhiệt độ thấp (20 – 220C) thì thời gian lên men sẽ dài (10 – 20 ngày), còn lên men ở nhiệt độ cao (25 – 280C) thì thời gian lên men sẽ 43
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm ngắn (6 -7 ngày). Tuy nhiên nhiều tài liệu nghiên cứu đã cho biết lên men ở nhiệt độ thấp sẽ cho rượu vang ngon hơn. Ngoài ra, nếu thời gian lên men quá ngắn thì độ cồn tạo thành sẽ không đạt chỉ tiêu, còn nếu quá dài thì sẽ tạo đều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây hại phát triển làm hư hỏng rượu. Vì thế, ta phải kiểm soát thời gian lên men một cách kỹ lưỡng. Bảng 3.4: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo thời gian lên men CTTN Độ Brix Acid tổng Cảm quan Độ cồn (0) Thời gian (0Br) (g/l) (điểm) 4 ngày 10,8 8,4a ± 0,23 4,8b ± 0,25 13,2 5 ngày 11,2 7,7b ± 0,18 4,3bc ± 0,32 14 6 ngày 12,5 6,7c ± 0,23 4,1c ± 0,25 17,2 7 ngày 12,3 6,2d ± 0,23 4,7b ± 0,22 12,0 8 ngày 11,5 6,1d ± 0,00 6,1a ± 0,28 11,2 (Có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê) 12.8 ) ) 0 12.6 ( 12.4 12.2 12 11.8 11.6 11.4 11.2 11 10.8 Độ saucồn men lên 10.6 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian lên men chính (ngày) Hình 3.2: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ cồn của rượu vang 44
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 9 Br) 8.5 0 8 7.5 7 6.5 6 5.5 Brix sau lên men ( 5 Độ 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian lên men chính (ngày) Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ Brix của rượu vang 6.5 6 (g/l) 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 Acid tổng sau men lên 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian lên men chính (ngày) Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến acid tổng của rượu vang 45
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 18 17 16 15 iểm) 14 đ ( 13 12 men 11 10 Điểmquan cảm sau lên 9 3 4 5 6 7 8 9 Thời gian lên men chính (ngày) Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến điểm cảm quan của rượu vang ❖ Thảo luận: Theo bảng kết quả 3.4, ta có thể thấy sau thời gian 6 ngày lên men thì độ cồn đạt mức cực đại và qua ngày thứ 7 thì độ cồn giảm đi một chút, tới ngày thứ 8 thì độ cồn giảm mạnh. Về nồng độ chất khô thì ta thấy độ Brix giảm dần khi độ cồn tăng và không có sự thay đổi khi độ cồn ổn định. Bên cạnh đó thì acid tổng của dịch lên men có sự thay đổi không ổn định, từ ngày thứ 4 tới ngày thứ 6 ta thấy quá trình lên men xảy ra bình thường nên acid tổng giảm dần theo thời gian, nhưng qua ngày lên men thứ 6 thì ta lại thấy acid tổng ngày càng tăng khi kéo dài quá trình lên men lên 7 ngày và 8 ngày. Như vậy ta có thể kết luận rằng thời gian từ 4 tới 6 ngày nấm men hoạt động tốt trong quá trình lên men, nhưng sang đến ngày thứ 7 thì do thời gian lên men kéo dài nên có thể rượu bị xảy ra hiện tượng oxy hóa làm acid tổng tăng và giảm độ cồn tạo vị khó chịu, hoặc do thời gian lên men dài khiến rượu bị nhiễm những vi sinh vật gây hại làm cho nấm men hoạt động kém nên làm hư sản phẩm. Về điểm cảm quan, sau khi hội đồng cảm quan chấm điểm thì có thể thấy vào ngày thứ 4 và ngày thứ 5 thì do thời gian lên men chưa đủ, nên mùi vị vẫn chưa đặc trưng cho sản phẩm, vẫn còn thoảng mùi phụ, đắng và gắt, nên điểm thấp. Qua ngày thứ 6 sản phẩm có điểm cảm quan cao nhất từ hội đồng vì có độ trong cao nhất, mùi hòa hợp thơm dịu và vị cũng được cải thiện, nhiều đặc trung cho sản phẩm rượu 46
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm vang. Đến ngày thứ 7, độ cồn không có sự thay đổi đáng kể nhưng vị và độ trong đã kém đi do nhiễm vi sinh vật nên điểm cảm quan cũng giảm theo, và ngày thứ 8 thì điểm cảm quan đã giảm mạnh, do lượng vi sinh vật nhiễm vào ngày càng nhiều làm cho rượu hư hỏng. Như vậy, theo kết quả thí nghiệm từ bảng 3.4 và các biểu đồ 3.2 đến 3.5 ta kết luận thời gian lên men 6 ngày là thời gian tốt nhất cho sản phẩm rượu vang. Khi so sánh kết quả nghiên cứu của đề tài với kết quả nghiên cứu của O. Okorie and E.N.T. Akobundu (2001). Potential of soursop juice in wine production, Journal of Sustainable Agriculture and the Enviroment ta thấy chênh lệch thời gian là 3 ngày, đây có thể là do sự khác nhau giữa mãng cầu xiêm ở các nước có điều kiện trồng trọt khác nhau và do loại nấm men thuần khác nhau nên dẫn đến kết quả về thời gian lên men chính có sự khác nhau như vậy. 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình lên men tạo sản phẩm. Hàm lượng đường trong dịch lên men cũng là một yếu tố rất quan trong, nó là nguồn cơ chất đặc biệt để nấm men sử dụng, hoạt động và tạo ra cồn. Nếu nồng độ chất khô trong dịch lên men quá thấp thì sẽ không đủ để cung cấp cho nấm men hoạt động vì thế mà quá trình lên men sẽ diễn ra không hoàn toàn làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, còn nếu nồng độ chất khô quá cao nó sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu qua màng tế bào và làm ức chế hoạt động của nấm men. Vì vậy cần phải điều chỉnh hàm lượng chất khô thích hợp để tạo điều kiện cho nấm men hoạt động tốt nhất. 47
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Bảng 3.5: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo nồng độ chất khô đã được điều chỉnh CTTN Độ Brix sau Acid tổng Cảm quan NĐCK Độ cồn (0) lên men (g/l) (điểm) trước lên men (0Br) 160Br 9 5,8d ± 0,40 4,2e ± 0,25 13,2 180Br 10 6,3d ± 0,17 4,8d ± 0,25 14 200Br 12,5 7,8c ± 0,55 5,1c ± 0,00 18 220Br 10,5 9,0b ± 0,35 5,9b ± 0,15 16 240Br 9,6 10,7a ± 0,15 6,2a ± 0,00 14 (Có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê) 14 ) 0 ( 13 12 11 10 9 8 Độ saucồn men lên 7 14 16 18 20 22 24 26 Nồng độ chất khô khi lên men (0Br) Hình 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ cồn của rượu vang 48
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 12 10 8 6 Br) 0 ( 4 Brix sau khilên men 2 Độ 0 14 16 18 20 22 24 26 Nồng chất khô khi lên men (0Br) Hình 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ Brix của rượu vang 7 6 (g/l) 5 4 3 2 1 0 Acid tổng sau men lên 14 16 18 20 22 24 26 Nồng độ chất khô khi lên men (0Br) Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến acid tổng của rượu vang 49
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 20 18.5 17 iểm) đ ( 15.5 14 men 12.5 Điểmquan cảm sau lên 11 14 16 18 20 22 24 26 Nông độ chất khô khi lên men (0Br) Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến điểm cảm quan của rượu vang ❖ Thảo luận: Theo kết quả từ bảng 3.5 ta nhận thấy ở các nồng độ chất khô khác nhau của dịch lên men thì độ cồn của sản phẩm rượu sau lên men có một số thay đổi, cụ thể là độ cồn ngày càng tăng từ 160Br và đạt cực đại ở 200Br sau đó giảm dần đi. Về acid tổng thì không có sự thay đổi nhiều, theo nồng độ chất khô tăng dần của dịch lên men thì acid tổng cũng tăng từng chút sau lên men do quá trình hoạt động của nấm men diễn ra khá đều. Bên cạnh đó thì độ brix cũng tăng dần do hàm lượng đường dư trong sản phẩm sau lên men ngày càng tăng. Sản phẩm rượu vang ở 160Br cho độ cồn vừa phải và nồng độ chất khô sau lên men khá thấp nên vị của rượu hơi gắt và không đặc trưng cho rượu vang nên điểm cảm quan thấp. Từ 180Br đến 240Br thì sản phẩm rượu vang có độ cồn thích hợp nhưng sản phẩm ở 180Br cũng cho sản phẩm có lượng đường dư không cao nên điểm cảm quan vẫn không tốt, còn ở 220Br và 240Br thì lại cho lượng đường dư sau lên men khá cao nên rượu hơi ngọt và cũng không đặc trưng cho sản phẩm rượu vang và với 200Br ta có độ cồn cực đại và lượng đường phù hợp để tạo ra rượu vang có vị đặc trưng cũng như màu sắc và mùi hương. Theo kết quả trên ta có thể kết luận ở 200Br của dịch lên men thì sẽ cho sản phẩm rượu vang sau lên men đạt tiêu chuẩn. 50
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Ta thấy với kết quả 200Br của dịch lên men, thì không có sự khác biệt so với kết quả nghiên cứu của O. Okorie and E.N.T. Akobundu (2001). Potential of soursop juice in wine production, Journal of Sustainable Agriculture and the Enviroment. Như vậy, có thể kết luận rằng khi chỉnh độ Brix ban đầu thành 200Br sẽ tạo điều kiện tốt nhất cho nấm men hoat động. 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của độ pH đến quá trình lên men tạo sản phẩm. Đối với nấm men sử dụng trong lên men rượu vang, thì pH của dịch lên men là điều kiện quan trọng cần thiết để tạo nên môi trường phù hợp cho sự phát triển của nấm men. Vì vậy, ta cần phải chỉnh pH sao cho phù hợp với từng loại nấm men, nếu pH quá thấp thì sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, làm cho độ còn sinh ra kém, và còn làm chua rượu vang. Còn nếu pH quá cao thì sẽ làm cho nấm men sản sinh ra những sản phẩm không cần thiết như glyxerin , bên cạnh đó pH kiềm còn là môi trường thuận lợi cho các loài vi sinh vật khác phát triển. Đối với nấm men saccharomyces cerervisae thì khoảng pH tối ưu là trong khoảng từ 3 đến 5, vì vậy ta cần phải khảo sát xem pH nào là phù hợp để tạo môi trường cho nấm men hoạt động. Bảng 3.6: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo pH đã được điều chỉnh CTTN Độ Brix Acid tổng Cảm quan Độ cồn (0) pH (0Br) (g/l) (điểm) 3,5 9 10,5a ± 0,25 12,4a ± 0,17 12,8 4 10,5 9,4b ± 0,40 9,9b ± 0,35 14 4,5 11,6 7,3c ± 0,35 5,4c ± 0,00 16,8 5 10,8 7,0c ± 0,05 4,9d ± 0,17 14,8 5,5 10,4 6,0d ± 0,45 4,6d ± 0,15 10,8 (Có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê) 51
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 14 ) 0 ( 12 10 8 6 Độ saucồn men lên 4 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 pH khi lên men Hình 3.10: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến độ cồn rượu vang 12 Br) 0 ( 10 8 6 4 2 Độ Brix men sau lên 3 5 pH khi lên men Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến độ Brix của rượu vang 52
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 14 12 (g/l) 10 8 6 4 2 0 Acid tổng sau men lên 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 pH khi lên men Hình 3.12: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến acid tổng của rượu vang 18 16 14 iểm) đ ( 12 10 men 8 Điểmquan cảm sau lên 6 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 pH khi lên men Hình 3.13: Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến điểm cảm quan của rượu vang ❖ Thảo luận: Theo bảng 3.6, ta có thể nhận thấy pH ban đầu của dịch lên men có ảnh hưởng khá nhiều đến sản phẩm sau lên men. Ở khoảng pH từ 4 đến 5 thì cho độ cồn khá cao, nhưng khi tăng pH lên 5.5 thì độ cồn lại giảm xuống, do khoảng pH cao làm cho môi trường không còn làm cho nấm men hoạt động có hiệu quả nữa, tương tự vậy ở pH 3.5 thì lại quá thấp và cũng làm cho môi trường không phù hợp với nấm 53
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm men nên cho độ cồn thấp nhất và độ Brix cũng khá cao do nấm men không hoạt động tốt nên lượng đường dư còn nhiều. Độ Brix cũng giảm dần do hoạt động của nấm men ngày càng tăng theo pH của dịch lên men và cùng với đó là sự giảm dần của acid tổng. Về mặt cảm quan thì sau khi được hội đồng cảm quan đánh giá ta thấy ở pH 3,5 điểm cảm quan khá thấp do không tạo được mùi vị đặc trưng của sản phẩm vang, nhưng tại pH 5,5 lại cho điểm cảm quan thấp nhất, vì đây là pH khá thuận lợi cho những vi sinh vật gây hại phát triển, làm mất ưu thế của nấm men, làm cho hoạt động của nấm men yếu đi, vì thế mà sản phẩm mất hoàn toàn màu đặc trưng và làm cho sản phẩm có vị đắng và xốc kềm theo mùi khó chịu. Đối với pH 4, 4,5 và 5 ta thấy được sản phẩm rượu vang ở pH 4,5 của dịch lên men cho điểm cảm quan cao nhất vì cho sản phẩm có mùi vị và màu sắc đặc trưng nhất của rượu vang. Theo như bảng kết quả 3.6 và đồ thị từ 3.10 đến 3.13 ta có thể kết luận pH 4,5 là pH tạo được môi trường tốt cho nấm men phát triển, vì vậy chọn pH 4,5 cho quá trình lên men rượu vang mãng cầu xiêm. Với kết quả nghiên cứu pH dịch lên men của đề tài, ta lại thấy sự khác biệt so với kết quả nghiên cứu của O. Okorie and E.N.T. Akobundu (2001). Potential of soursop juice in wine production, Journal of Sustainable Agriculture and the Enviroment là 3,16. Như vậy, sự sai khác này có thể là do lại nấm men khác nhau nên điều kiện môi trường để hoạt động cũng khác nhau, đồng thời nhiệt độ lên men khác nhau cũng là yếu tố quan trọng dẫn đến sự chênh lệch về điều kiện pH ban đầu cảu dịch lên men. 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men tạo sản phẩm. Tỷ lệ nấm men bổ sung vào dịch lên men là yếu tố đóng vai trò quan trọng đối với quy trình lên men rượu vang, ta cần phải bổ sung nấm men vào dịch với tỷ lệ phu hợp để hỗ trợ cho quá trình. Khi ta bổ sung tỷ lệ nấm men quá ít, quá trình lên men sẽ diễn ra chậm, nguồn cơ chất sẽ không được sử dụng hết, gây thừa thải làm cho hương vị không được hài hòa và độ cồn tạo ra không đạt chất lượng, còn nếu ta bổ sung quá nhều nấm men thì sẽ không đủ môi trường cho nấm men phát triển, có 54
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm thể làm chết nấm men, gây mùi lạ và mất đi độ trong của rượu, ngoài ra còn lãng phí một lượng tế bào nấm men. Vì những lý do trên mà ta cần phải bổ xung tỷ lệ nấm men để có được độ cồn và mùi vị đặc trưng cho sản phẩm vang nhất. Bảng 3.7: Biến đổi hóa học của sản phẩm rượu vang theo tỷ lệ nấm men đã được điều chỉnh CTTN Độ Brix Acid tổng Cảm quan Độ cồn (0) TLNM (0Br) (g/l) (điểm) 1% 8,6 12,5a ± 0,20 6,1a ± 0,00 12 3% 9,5 11,3b ± 0,56 5,5b ± 0,46 12,8 5% 11,8 9,6c ± 0,35 5,3b ± 0,40 14 7% 12,5 7,2d ± 0,35 5,0b ± 0,00 17,2 9% 11.6 5,8e ± 0,45 5,4b ± 0,45 13,2 (Có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê) 14 ) 0 ( 12 10 8 6 4 2 Độ saucồn men lên 0 0 2 4 6 8 10 Tỷ lệ nấm men khi lên men (%) Hình 3.14: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến độ cồn của rượu vang 55
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 14 12 10 8 6 4 2 Độ Brix men sau lên 0 1 3 5 7 9 Tỷ lệ nấm men khi lên men Hình 3.15: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến độ Brix của rượu vang 7 6 (g/l) 5 4 3 2 1 0 Acid tổng sau men lên 0 2 4 6 8 10 Tỷ lệ nấm men khi lên men (%) Hình 3.16: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến acid tổng của rượu vang 56
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 20 18 16 14 12 (g/l) 10 8 men 6 4 2 Điểmquan cảm sau lên 0 0 2 4 6 8 10 Tỷ lệ nấm men khi lên men (%) Hình 3.17: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến điểm cảm quan của rượu vang ❖ Thảo luận: Dựa vào bảng kết quả 3.7, ta thấy khi tỷ lệ nấm men trong dịch lên men càng tăng thì độ cồn đạt cực đại ở tỷ lệ 7% nấm men và bắt đầu giảm ở 9%, do tỷ lệ nấm men cao nên lượng đường không đủ để cung cấp cho nấm men và độ cồn tạo ra bắt đầu giảm xuống. Song song đó độ Brix ở 7% cũng thấp nhất do nấm men hoạt động khá hiệu quả. Bên cạnh đó ta cũng thấy khi tỷ lệ nấm men thấp ở 1%, 3% thì độ cồn tạo ra cũng thấp và lượng đường dư còn lại khá cao. Về mặt cảm quan thì với tỷ lệ nấm men 1% và 3% thì hội đồng cảm quan cho điểm khá thấp, do nấm men quá ít để hoạt động làm cho lượng đường dư còn nhiều nên rượu không có được hương vị đặc trưng. Còn đối với rượu ở tỷ lệ nấm men cao nhất 9% cũng cho rượu có vị nhạt và màu sắc cũng mất đi độ trong do nấm men tạo ra quá nhiều sinh khối. Ở Tỷ lệ nấm men 5% và 7% thì cho độ cồn phù hợp không quá chênh lệch so với nhau, nhưng với tỷ lệ 7% thì cho sản phẩm vang có màu sắc trong hơn và đặc trưng hơn cho sản phẩm rượu vang, song song đó mùi vị cũng được hội đồng đánh giá nhỉnh hơn. Vì những kết quả trên, chúng ta có thể kết luận khi thêm vào 7% tỷ lệ nấm men so với dịch lên men thì sẽ cho sản phẩm rượu vang đạt yêu cầu về mặt cảm quan nhất. 57
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến sản phẩm. Sau khi kết thúc thời gian lên men chính là đồng nghĩa với việc bắt đầu thời gian lên men phụ. Ở giai đoạn này, lượng đường sót vẫn tiếp tục được chuyển hóa thành CO2 và cồn, mặc dù quá trình xảy ra rất chậm, quá trình này thường diễn ra từ 2 tới 3 tuần , cũng có khi là dài hơn. Điều này phụ thuộc vào hàm lượng đường ban đầu trong dịch quả và hoạt độ của nấm men mạnh hay yếu. Quá trình lên men phụ trong thời gian càng dài thì rượu càng ngon. Nhưng không phải bao giờ kết quả cũng tốt, vì đôi khi lượng đường sót cũng là nguồn thức ăn cho các vi sinh vật gây hại. Đây cũng chính là nguyên nhân dẫn đến một số bệnh thường gặp ở rượu vang. Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến cảm quan của sản phẩm CTTN Độ Brix Acid tổng Cảm quan Thời gian (0Br) (g/l) (điểm) lên men phụ bc a 5 ngày 6,8 ± 0,15 5,4 ± 0,23 16 c b 10 ngày 6,5 ± 0,25 5,1 ± 0,00 17.2 ab b 15 ngày 7,0 ± 0,20 5,0 ± 0,15 16.8 a b 20 ngày 7,2 ± 0,00 4,9 ± 0,1 16 (Có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê) 58
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 7.3 7.2 Br) 0 ( 7.1 7 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 Brix sau lên men 6.4 Độ 0 5 10 15 20 25 Thời gian lên men phụ (ngày) Hình 3.18: Ảnh hưởng của tời gian lên men phụ đến độ Brix của sản phẩm 5.5 5.4 5.3 5.2 5.1 5 4.9 4.8 cid tổng sau men lên (g/l) A 0 5 10 15 20 25 Thời gian lên men phụ (ngày) Hình 3.19: Ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến acid tổng của sản phẩm 59
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 17.4 17.2 17 16.8 iểm) đ 16.6 16.4 men men ( cảmquan sau lên 16.2 16 Điểm 15.8 0 5 10 15 20 25 Thời gian lên men phụ (ngày) Hình 3.20: Ảnh hưởng của thời gian lên men phụ đến điểm cảm quan của sản phẩm ❖ Thảo luận: Theo như bảng kết quả khảo sát ta có thể thấy, sau các thời gian lên men phụ khác nhau thì sự khác biệt giữa các thông số là không lớn. Đây là do quá trình lên men chính đã kết thúc, và lượng đường sót được sử dụng để tạo ra thêm cồn và CO2 rất ít và quá trình diễn ra rất chậm. Về mặt cảm quan thì ta có thể thấy ở 5 ngày và 15 ngày lên men phụ thì sản phẩm tạo thành cho điểm cám quan khá, nhưng theo hội đồng cảm quan thì ở ngày thứ 10 cho sản phẩm có mùi vị hài hòa và đặc trưng hơn. Còn ở ngày 15, sản phẩm có phần trong hơn, nhưng mùi vị lại giảm đi, nên không được hội đồng đánh giá cao, khi quá trình lên men phụ kéo dài tới 20 ngày thì ta nhận thấy mùi vị cũng bắt đầu mất đi sự hòa hợp nên điểm cảm quan cũng giảm đi và không có nhiều sự thay đổi. Vì vậy, có thể kết luận, với thời gian lên men phụ là 10 ngày sẽ cho sản phẩm vang có mùi và hương vị ổn định hơn. 3.8. Xây dựng quy trình sản xuất hoàn chỉnh. 60
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm Mãng cầu xiêm Xử lý nguyên liệu Xay, ép Bổ sung 3ml Ủ 4 giờ, 400C enzyme pectinase Lọc trong 200Br Pha chế dịch lên men pH 4,5 Sunfit hóa Cấy 7% tỷ lệ t0= 280 – 300C nấm men Lên men chính Trong 6 ngày Saccharomyces cerervisae Lắng cặn, tách men Cặn Trong 10 Lên men phụ ngày Lọc Cặn Chiết chai Rượu vang mãng cầu xiêm 61
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 3.9. Kết quả kiểm tra chất lựơng sản phẩm. 3.9.1. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật. Bảng 3.9: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật Các chỉ tiêu vi sinh vật Kết quả Tổng số vi sinh vật hiếu khí < 103 cfu/ml Coliform tổng số 0 cfu/ml E.Coli 0 cfu/ml Tổng số nấm men, nấm mốc < 102 cfu/ml 3.9.2. Kết quả kiểm tra sinh hóa sản phẩm. Bảng 3.10: Kết quả kiểm tra sinh hóa sản phẩm Các chỉ tiêu Kết quả Độ cồn 12,50 Acid tổng 5,0 (g/l) Độ Brix 5,80 Brix 3.9.3. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm. Bảng 3.11: Kết quả điểm đánh giá cảm quan của rượu vang mãng cầu xiêm Điểm đánh giá của các thành viên Điểm Chỉ Điểm Tổng Hệ số trung tiêu số số quan bình chất A B C D E trung điểm trọng có hệ lượng bình số Độ trong 4 4 5 5 4 22 4,4 0,8 3,52 và màu sắc Mùi 4 5 4 5 4 22 4,4 1,2 5,28 Vị 4 4 4 4 5 21 4,2 2,0 8,4 Điểm tổng cộng 17,2 62
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm 3.10. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm của phòng thí nghiệm. Bảng 3.12: Chi phí nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu Số lượng (kg) Đơn giá (đ/kg) Thành tiền (đ) Mãng cầu xiêm 0,9 29.000 26.000 Các phụ liệu - - 4000 Tổng chi phí sản xuất 30.000 63
Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất rượu vang từ mãng cầu xiêm KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận: Sau 12 tuần thực hiện đề tài đã thu được các kết quả như sau 1/ Theo khảo sát, thành phần khối lượng trung bình của mãng cầu xiêm là: Khối lượng quả: 961,5 g; khối lượng thịt quả: 722,9 g đạt 75,18%. 2/ Thành phần hóa học của mãng cầu xiêm là: Nồng độ chất khô: 11,50Br; đường tổng: 10,92%; đường khử: 7,60% và pH = 4,5. 3/ Để hỗ trợ quá trình chiết dịch quả được diễn ra thuận lợi đồng thời làm cho dịch quả sau khi chiết đạt độ trong tốt hơn thì ta có thể bổ sung 3ml enzyme pectinase/ 100ml dịch chiết mãng cầu xiêm. 4/ Để cho sản phẩm rượu vang tạo ra có độ cồn thích hợp cũng như mùi thơm và hương vị hài hòa, đặc trưng thì thời gian lên men 6 ngày ở nhiệt độ phòng (30 ± 20C) là thời gian hoàn toàn thích hợp để nấm men hoạt động hiệu quả khiến cho rượu vang đạt chất lượng tốt. 5/ Nồng độ chất khô phù hợp để cung cấp lượng đường cần thiết cho nấm men hoạt động là 200 Brix theo như kết quả nghiên cứu, và ở nồng độ chất khô đó rượu vang tạo ra sẽ cho vị hòa hợp đặc trưng không quá ngọt. 6/ pH = 4,5 sẽ tạo cho nấm men môi trường tối ưu để nấm men hoạt động hiệu quả, đây cũng là pH ban đầu của dịch quả mãng cầu xiêm. Vì vậy không cần phải sử dụng hóa chất thực phẩm để điều chỉnh pH dịch lên men. 7/ Để làm cho rượu vang tạo thành đạt điểm cảm quan cao, và tránh lãng phí nguồn nấm men một cách vô ích, thì tỉ lệ nấm men cần bổ sung vào là 7% so với dịch lên men. 8/ Sau quá trình lên men chính thì thời gian lên men phụ diễn ra để ổn định mùi và vị của rượu vang, và theo như khảo sát thì 10 ngày là thời gian phù hợp để quá trình lên men phụ diễn ra. 9/ Đề tài đã xây dựng được quy trình sản xuất rượu vang mãng cầu xiêm với các chỉ tiêu: Điểm cảm quan: 17,2; độ cồn: 12,50; độ Brix: 5,80Br; acid tổng: 5,0 g/l 10/ Đã sơ bộ tính được chi phí sản xuất 1L rượu vang mãng cầu xiêm ở phòng thí nghiệm là 30.000 đồng. 64