Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến chất lượng của rượu vang trong quá trình lên men rượu vang từ quả

i

LỜI CẢM ƠN

Qua 3 tháng nghiên cứu và thực hành tại phòng thí nghiệm trường Đại Học Nha Trang,

được sự chỉ bảo, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đ ình và bạn bè đến nay em đã hoàn thành

đồ án tốt nghiệp “ Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến chất lượng của rượu vang trong

quá trình lên men rượu vang từ quả Xoài”.

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

Ban các Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Các thầy cô giáo trong

khoa Chế biến đã truyền đạt cho em những kiến thức c ơ bản về chuyên ngành Công

nghệ Thực phẩm để em có thể thực hiện đề t ài này.

Em xin cảm ơn quý thầy cô giáo, các cán bộ phòng thí nghiệm khoa Chế biến đã

tạo điều kiện cho em thực hiện tốt đề t ài.

Đặc biệt em xin cảm ơn ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ và sự chỉ bảo tận tình của

thầy Nguyễn Đại Hùng đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian l àm đồ án.

Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ, cho em

nhiều ý kiến hay trong quá trình thực hiện đồ án.

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 7 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Sương

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ .i

MỤC LỤC............................................................................................................... .ii

DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... .v

DANH MỤC CÁC HÌNH ...................................................................................... .vi

LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ ..1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.................................................................................. ..3

1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men ........................................................... …. 3

1.1.1 Các quá trình lên men .................................................................................. ..3

1.1.2. Điều kiện lên men ....................................................................................... ..5

1.2 Tổng quan về nấm men: ..................................................................................... 8

1.2.1 Đặc điểm của nấm men .............................................................................. ..8

1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men .............................................................................. .9

1.2.3 Thành phần hóa học của tế bào nấm men.................................................... 11

1.2.4 Dinh dưỡng nấm men.................................................................................. 13

1.2.5 Sinh trưởng của nấm men............................................................................ 13

1.3 Giới thiệu về quá trình lên men rượu ............................................................... 15

1.3.1 Đại cương về lên men rượu......................................................................... 15

1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men rượu ............................................................. 16

1.4 Tổng quan về rượu vang..................................................................................... 20

1.4.1. Giới thiệu sơ lược về rượu vang, lịch sử của rượu vang ............................ 20

1.4.2. Phân loại rượu vang ................................................................................... 20

1.4.3. Tình hình sản xuất rượu vang: .............................................................. 20

1.4.4 Thành phần hóa học của rượu vang: ........................................................... 21

1.4.5. Nguyên liệu chế rượu vang quả .................................................................. 25

1.4.6 Một số biện phấp nâng cao chất lượng ....................................................... 26

1.4.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.............................................. 29

iii

1.4.8 Vi sinh vật dùng trong chế biến rượu vang................................................. 32

1.4.9 Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang:...................................... 35

1.4.10 Quy trình sản xuất rượu vang từ nước trái cây ........................................... 36

1.4.11 Chỉ tiêu chất lượng rượu vang .................................................................... 38

1.5 Tổng Quan Về Nguyên Liệu Xoài .................................................................... 39

1.5.1 Tình hình phát triển cây xoài ở Việt Nam................................................... 40

1.5.2 Tình hình trồng xoài ở Khánh Hòa: ............................................................ 40

1.5.3 Thành phần hóa học của trái xoài. ............................................................... 43

1.5.4 Đặc tính y dược của quả xoài....................................................................... 44

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 45

2.1 Đối tượng nghiên cứu: ...................................................................................... 45

2.1.1 Nguyên liệu xoài: ......................................................................................... 45

2.1.2 Nấm men: ..................................................................................................... 45

2.1.3: Đường.......................................................................................................... 46

2.1.4 Axit citric ..................................................................................................... 46

2.1.5 Enzyme pectinaza: ...................................................................................... 46

2.1.6 Dụng cụ và thiết bị dùng trong quá trình nghiên cứu. .................................. 47

2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xoài khảo sát: ..............................................48

2.3 Các thông số chính cần nghiên cứu: .................................................................. 49

2.4 Phương pháp nghiên cứu: .......................................................................................50

2.4.1 Xác định độ rượu của dịch lên men: ............................................................ 50

2.4.2 Xác định độ axit toàn phần: ......................................................................... 51

2.4.3 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand. ................... 52

2.4.4 Phương pháp xác định độ pH....................................................................... 54

2.4.5 Phương pháp xác định độ khô hòa tan bằng khúc xạ kế .............................. 54

2.4.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm:.................................................................... 55

2.4.7 Phương pháp xác định số lượng nấm men trong quá trình tăng sinh ……57

iv

2.5 Phương pháp thí nghiệm : ................................................................................. 58

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 72

3.1 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme pectinase cần bổ sung. ...................................... 72

3.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ nước pha loãng dịch cốt xoài: ....................................... 74

3.3 kết quả xác định thời gian nhân giống nấm men ............................................... 76

3.4 Kết quả khảo sát tỉ lệ nước cái men bổ sung vào dịch lên men ......................... 78

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu …………………82

3.6 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men ............ 86

3.7 Khảo sát thời gian lên men chính....................................................................... .90

3.8 Khảo sát hàm lượng NaHSO3 sử dụng .............................................................. .93

3.9 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm................................................................ .96

3.10 Hình sản phẩm ........................................................................................... 97

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .................................................................... .98

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... .100

PHỤ LỤC

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Giá trị trung bình các axitamin nằm trong thành phần protein ở nấm men

Saccharomyces.................................................................................................................. 9

Bảng 1.2. Thành phần chính của rượu vang ..................................................................... 22.

Bảng 1.3:Thành phần những quả có thể chế rượu vang.................................................... 25

Bảng 1.4: Chỉ tiêu hóa học của rượu vang ........................................................................ 37

Bảng 1.5: Giới hạn hàm lượng kim loại nặng của rượu vang........................................... 37

Bảng 1.6 Chỉ tiêu vi sinh vật của rượu vang .................................................................... 39

Bảng 1.7: Hiện trạng diện tích trồng xo ài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm................... 41

Bảng 1.7: Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm........................................... 41

Bảng 1.8: Một số đặc điểm chính của các giống xo ài Cam Ranh. ................................... 42

Bảng 1.9: Thành phần chất dinh dưỡng có trong 100g quả .............................................. 43

Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan chỉ ti êu vị của rượu vang. .............................................. 55

Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan chỉ tiêu mùi của rượu vang ............................................ 55

Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan chỉ tiêu màu sắc và độ trong của rượu vang .................. 55

Bảng 2.4: Phân cấp chất lượng rượu vang theo TCVN 3215-79...................................... 56

Bảng 3.1: Đặc điểm cảm quan của các mẫu T N xác định tỷ lệ enzyme bổ sung ............. 72

Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định tỷ lệ enzyme bổ sung............... 72

Bảng 3.3 Chất lượng cảm quan các mẫu sau l ên men. .................................................... 75

Bảng 3.4: Bảng số lượng nấm men trong quá trình nhân giống ....................................... 77

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát tỷ lệ nước cái men..................... 79

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát hàm lượng đường ..................... 82

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát pH lên men................................ 86

Bảng 3.8: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định thời điểm kết thúc lên men...... 90

Bảng 3.9: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định hàm lượng NaHSO3 sử dụng 94

Bảng 3.10: Bảng điểm cảm quan sản phẩm ...................................................................... 96

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men.............................................. 15

Hình 1.2. Sơ đồ lên men ethanol ....................................................................................... 18

Hình 1.3 Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men .................................................. 19

Hình 1.4 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang từ nước ép trái cây …………………….…37

Hình 2.1: Hình ảnh quả xoài ............................................................................................ 45

Hình 2.2: Hình ảnh nấm men ............................................................................................ 45

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xoài .......................................................... 48

Hình 2.4: Hình ảnh buồng đếm ......................................................................................... 57

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định enzyme pectinase bổ sung ............................ 59

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ nước bổ sung khi ép dịch xoài............... 61

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng đường thích hợp cho lên men………..63

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH thích hợp cho lên men…………………..65

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ l ệ nước cái men bổ sung………………….67

Hình 2.10: Sơ đồ bố thí nghiệm khảo sát thời gian lên men............................................. 69

Hình 2.11: Sơ đồ bố trí thí nghệm khảo sát lượng NaHSO3 ............................................ 71

Hình 3.1: Hiệu suất thu hồi dịch ép phụ thuộc v ào tỷ lệ enzyme .................................... 73

Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng đường khử ttrong các mẫu thí nghiệm có tỷ lệ enzyme

bổ sung khác nhau .................................................................................................... 74

Hình 3.3: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ nước pha

loãng khác nhau ................................................................................................................ 75

Hình 3.4: Sự thay đổi số lượng tế bào nấm men theo thời gian....................................... 77

Hình 3.5: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men

khác nhau........................................................................................................................... 80

Hình 3.6: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men khác nhau80

vii

Hình 3.7: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có tỷ lệ cái men

khác nhau........................................................................................................................... 81

Hình 3.8: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượng đường

bổ sung khác nhau .................................................................................................... 83

Hình 3.9: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượngđườngbổ sung

khác nhau........................................................................................................................... 83

Hình 3.10: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có hàm lượng

đường khác nhau .................................................................................................... 84

Hình 3.11: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có pH khác

nhau…………………... .................................................................................................... 87

Hình 3.12: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác nhau……….87

Hình 3.13: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác

nhau .................................................................................................................................. .88

Hình 3.14: Sự thay đổi lượng độ axit còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác

nhau ................................................................................................................................... 88

Hình 3.15: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu lên men dịch xoài có thời gian khác

nhau .................................................................................................................................. 91

Hình 3.16: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có thờigian khác nhau... .91

Hình 3.17: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác

nhau ................................................................................................................................... 92

Hình 3.18: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO3 khác

nhau ................................................................................................................................... 94

Hình 3.19: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO3 khác nhau…95

Hình 3.20: Hình sản phẩm rượi vang Xoài ........................................................................ 97

1

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của kinh tế v à những tiến bộ của khoa học kỹ

thuật, ngành công nghệ thực phẩm ở nước ta không ngừng thay đổi nhằm đa dạng hóa

sản phẩm, nâng cao chất lượng để có thể đáp ứng nhu cầu ng ày càng cao của người

tiêu dùng.

Cùng với sự phát triển của thế giới, sự giao lưu kinh tế các quốc gia , nền kinh

tế các nước nói chung, Việt Nam nói riêng, đang dần dần phát triển. Cuộc sống ngày

càng được cải thiện, thị trường ngày càng được mở rộng, hàng hoá đa dạng hơn về

chủng loại, chất lượng, hình thức… Cuộc sống ngày càng được thay đổi. Con người

không chỉ dừng lại ở nhu cầu ăn no, mặc ấm mà ngày càng tiến lên nhu cầu ăn ngon,

mặc đẹp. Đặc biệt là các sản phẩm có nguồn gốc tự nhi ên rất được chú ý và ưa chuộng

vì chúng ít độc hại,an toàn và bổ dưỡng.

Nắm bắt được nhu cầu này các nhà sản xuất đã không ngừng tìm kiếm nguyên

liệu, nghiên cứu quy trình, đổi mới công nghệ để có thể tạo ra các sản phẩm đảm bảo

ding dưỡng, vệ sinh và an toàn thực phẩm.

Trong dòng sản phẩm từ tự nhiên thì rượu trái cây là dòng sản phẩm có nhiều

tiềm năng. Ngày nay rượu trái cây được biết đến nhiều nhất là rượu nho với nhiều loại

sản phẩm và công dụng bổ dưỡng. Tuy nhiên nho không phải là loại trái cây có thể lên

men tạo rượu duy nhất. Nước ta là nước nhiệt đới với nhiều loại trái cây có h ương vị

thơm ngon và chất lượng tốt có thể lên men tạo rượu cho chất lượng tốt . Hiện nay trên

thị trường Việt Nam đã có một số rượu vang từ trái cây như mơ ,dứa, nho, chuối…

Trong khi đó, Xoài cũng là loại quả thơm ngon, thành phần hóa học chứa nhiều đường,

protein, vitamin, khoáng ,acid hữu cơ …không chứa nhiều tanin. Hơn nữa xoài được

trồng phổ biến, bên cạnh các giống xoài cho giá trị kinh tế cao như xoài Cát Hòa Lộc,

xoài Thái, xoài Tượng…thì số lượng xoài có giá trị kinh tế thấp như xoài Mủ, xoài

Min… vẫn còn trồng nhiều ở nước ta.

2

Vì vậy với mong muốn đưa ra một quy trình hoàn thiện về quá trình lên men để

tạo ra một sản phẩm rượu vang xoài có hượng vị, chất lượng, giá trị cao, đồng thời với

mong muốn nâng cao giá trị sử dụng của các giống xoài có gía trị kinh tế thấp , cải

thiện đời sống cho bà con nông dân vùng trồng xoài. Được sự đồng ý của Nhà trường,

khoa chế biến và được sự hướng dẫn trực tiếp của thấy giáo Nguyễn Đại Hùng em đã

tiến hành thực hiện đề tài “ Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

rượu vang Xoài” tại phòng thí nghiệm của trường”.

Để thực hiện đề tài này cần nghiên cứu các nội dung sau:

- Khảo sát lượng enzym pectinase bổ sung thích hợp để ép dịch xo ài

- Khảo sát lượng nước pha loãng.

- Khảo sát lượng đường bổ sung thích hợp.

- Khảo sát pH thích hợp.

- Khảo sát lượng cái men thích hợp

- Khảo sát thời gian lên men thích hợp.

- Khảo sát hàm lượng NaHSO3

Qua ba tháng thực hiện đề tài đến nay đã hoàn thành. Vì thời gian ngắn, điều kiện

nghiên cứu cũng như kiến thức còn hạn chế nên nội dung của đề tài chắc chắn không

tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để nội dung

của đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

3

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men:[1], [2]

1.1.1 Các qúa trình lên men:

Lên men theo nghĩa hẹp là thuật ngữ để chỉ các quá trình phân giải các chất để thu

năng lượng, trong đó hydro được tách ra từ một cơ chất ( thường là glucoseside), được

chuyển đến chất nhận cuối cùng là hợp chất hữu cơ. Oxy phân tử không tham gia vào

quá trình lên men (sự phân giải yếm khí). Theo định nghĩa của Pasteur th ì “ sự lên men

là sự sống không có oxy phân tử”. ví dụ trong lên men rượu hydro được tách ra trong

quá trình phân hủy glucose kị khí được chuyển đến acetaldehyd (CH3CHO) hình thành

trong quá trình đường phân để tạo ethanol. Đối với tế bào thì ý nghĩa của sự lên men ở

chỗ chúng thu được năng lượng ở dạng ATP, dự trữ cho cơ thể sinh vật.

Một chất hữu cơ có thể lên men kị khí có khả năng được oxy hóa từng phần

nhờ quá trình phân giải nội phân tử kèm theo quá trình phân giải năng lượng. Các chất

có thể lên men được chủ yếu là glucid dạng đơn giản như monosaccharide,

disaccharide… các loại acid amin (trừ acid amin có nhân thơm), các base purin,

pirimidin. Trong đó quan trọng và dễ lên men được như steroid, tecpen… các acid béo

từ 5 C trở lên chỉ trong điều kiện hiếu khí mới bị phân giải v à oxy hóa.

Ở vi sinh vật trong quá trình tiến hóa đã hình thành nhiều kiều lên men khác

nhau. Dựa vào bản chất của sản phẩm chính cuối c ùng của quá trình lên men cũng như

các con đường trao đổi chất đặc trưng cho từng loại vi sinh vật mà người ta phân loại

các quá trình lên men như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, nấm

mốc.

Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng như trong thực tiễn đời sống người ta

có quan điểm quá trình lên men theo nghĩa rộng hơn. Quá trình lên men là quá trình

trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụng

của enzyme vi sinh vật. Sự hình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí

hoặc hiếu khí (không có oxy hoặc có oxy tham gia).

4

Từ khái niệm mở rộng trên đây, dựa vào cơ chế phản ứng người ta đã chia lên

men thành hai loại:

- Lên men kị khí( yếm khí)

- Lên men hiếu khí

Dù các quá trình lên men có khác nhau v ề hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng,

sản phẩm cuối cùng và hệ vi sinh vật tham gia, hệ enzyme xúc tác… nh ưng các quá

trình lên men có bản chất cơ bản giống nhau.

Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men là những phản ứng

chuyển hydro và điện tử (H

+

và e

-

). Các enzyme xúc tác cho quá trình này là các

enzyme oxy hóa - khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ vi sinh vật. Như vậy,

thực chất các quá trình lên men là các quá trình oxy hóa – khử sinh học để thu năng

lượng và các hợp chất trung gian. Năng lượng này rất cần thiết cho hoạt động sống của

vi sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh sản… Tùy theo chủng vi sinh vật, môi

trường, và điều kiện lên men chúng ta thu được các sản phẩm chính, phụ khác nhau.

Trong quá trình oxy hóa - khử sinh học, hydro được tách khỏi cơ chất ban đầu

nhờ enzyme dehydrogenase, và chuyển đến những chất tiếp nhận khác n hau. Tùy theo

chất tiếp nhận hydro từ cơ chất mà người ta phân biệt các dạng lên men và hô hấp như

sau:

Trong lên men yếm khí (lên men theo định nghĩa của Pasteur) không có sự tham

gia của oxy phân tử, hydro được tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chất

hữu cơ chưa no. Sau khi nhận hydro các chất này tạo thành các chất hữu cơ nhất định,

đây chính là sản phẩm của quá trình của quá trình lên men tích tụ ttrong môi trường

(ví dụ như ethanol, acid lactic…). Trong lên men rư ợu hydro được tách ra trong quá

trình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehyde (CH3CHO) hình thành

trong quá trình đường phân và tạo thành ethanol trong điều kiện thiếu oxy, chất này

hoạt động như chất nhận oxy, chất này hoạt động như chất nhận hydro và khử thành

ethanol, đồng thời tái sinh NAD từ NAD.H2.