Nghiên cứu nước trái cây lên men từ vỏ quả Dưa hấu

Il

JJ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH

KHOA KỸ THUẬT THỤC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYEN TAT THANH

KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NƯỚC TRÁI CÂY

LÊN MEN TỪ VỎ QUẢ DƯA HẤU

PHẠM THỊ TÂY

Tp.HCM, tháng 10 năm 2020
*


TÓM TẮT

Rượu vang là loại thức uống được lên men từ trái cây. Nó có tác dụng chống oxy
hóa, giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch, bệnh tiếu đường loại 2... Dưa hấu là một

trong những trái cây được ưa thích ở Việt Nam. Nó thường được dùng đe tráng miệng,

làm kẹo, làm nước ép... Tuy nhiên, các sản phấm tạo ra đều đã loại bở phần vỏ, gây nên
một sự lãng phí vơ cùng lớn. Đe góp phần chống loại bỏ sự lãng phí và đa dạng hóa sản

phẩm rượu vang đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho người dân, tôi đã tiến hành nghiên cứu

việc sản xuất rượu vang từ vỏ quả dưa hấu. Tôi đã tiến hành khảo sát 3 yếu tố: khảo sát
ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan cho q trình lên men, khảo sát ảnh hưởng

của pH trong quá trình lên men và khảo sát ảnh hưởng của mật độ nấm men cho quá
trình lên men. Ket quả nghiên cứu thích họp cho q trình lên men rượu vang từ quả vỏ

dưa hấu ở nhiệt độ phòng, thời gian lên men 6 ngày là: hàm lượng chất khơ hịa tan ban
đầu là 22°brix, độ pH thích họp là 4.5 và mật độ nấm men thích họp là 106 (tb/ml) và

tạo hàm lượng ethanol 11-12 (%v/v).

vi


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP.............................................................. iv
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................ V

TÓM TẮT..................................................................................................................... vi
ABSTRACT................................................................................................................. vỉi
MỤC LỤC..................................................................................................................viiỉ

DANH MỤC CHỮ VIẾT TÁT................................................................................ xi
DANH MỤC HÌNH................................................................................................... xiỉ
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................. xiv

MỞ ĐẦU...................................................................................................................... XV

Chương 1. TĨNG QUAN VỀ NGHIÊN cúu....................................................... 1

1.1. TÓNG QUAN DUA HẤU............................................................................. 1
1.1.1. Nguồn gốc.................................................................................................. 1
1.1.2. Đặc điếm và công dụng............................................................................ 1
1.1.3. Thành phần hóa học (Maoto et al, 2019)............................................... 4
1.1.4. Phân loại.................................................................................................... 4

1.2. TỐNG QUAN VỀ NẤM MEN.................................................................... 7
1.2.1. Nấm men saccharomyces cerevisiae...................................................... 7
1.2.2. Qúa trình lên men rượu vang................................................................... 8

1.2.3. MỘT SỐ NGHIÊN cứu................................................................. 13
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN củu...................................................... 14
2.1. NGUYÊN LIỆU............................................................................................ 14
2.1.1. Nguyên liệu vỏ dưa hấu.......................................................................... 14

viii


2.1.2. Nấm men Saccharomyces cerevisỉae.................................................. 14
2.1.3. Đường......................................................................................................15

2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - HÓA CHẤT................................................... 17
2.2.1. Dụng cụ..................................................................................................... 17
2.2.2. Thiết bị...................................................................................................... 18
2.2.3. Hóa chất.................................................................................................... 19

2.3. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIẾM NGHIÊN cứu........................................20
2.3.1. Thời gian nghiên cứu............................................................................. 20

2.3.2. Địa điểm nghiên cứu...............................................................................20

2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN củu............................................................ 20
2.4.1. Quy trình cơng nghệ...............................................................................20
2.4.2. Thuyết minh quy trình........................................................................... 22
2.4.3. Sơ đồ nghiên cứu.................................................................................... 25
2.4.4. Bố trí thí nghiệm..................................................................................... 26

2.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.................................................................29

2.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SĨ LIỆU
......................................................... 29
•
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 30

3.1. KIẾM TRA NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO............................................... 30
3.2. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG CHẤT KHƠ HỊA TAN........................ 31

3.2.1. Anh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan trong q trình lên men

31
3.2.2.

Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến hàm lượng đường khử

trong quá trình lên men.................................................................................................32

3.2.3.

Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến pH trong quá trình lên

men................................................................................................................................ 33

3.2.4.

Ánh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến mật độ nấm men trong

q trình lên men..........................................................................................................34
IX


3.2.5.

Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến hàm lượng ethanol

sinh ra trong quá trình lên men.................................................................................... 35
3.3. KHẢO SÁT pH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN............................. 36

3.3.1. Ánh hưởng của pH đến hàm lượng chất khơ hịa tan trong quá trình lên
36

men

3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng đường khử trong quá trình lên men

37
3.3.3.

Ảnh hưởng củapHtrongquá trình lên men.................................... 37

3.3.4.

Ảnh hưởng của pH đến mật độ nấm men trong quá trình lên men ....39

3.3.5. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng ethanol sinh ra trong quá trình lên
40

men

3.4. KHẢO SÁT MẬT ĐỌNẮM MEN BĨSUNG........................................ 41

3.4.1. Ánh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng chất khơ hịa tan trong
q trình lên men......................................................................................................... 41

3.4.2.

Ánh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng đường khử trong quá

trình lên men.................................................................................................................42

3.4.3.

Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến pH trong quá trình lên men ....43

3.4.4.

Ảnh hưởng của mật độ nấm men trong quá trình lên men........ 44

3.4.5.

Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng ethanol sinh ra trong

quá trinh lên men.......................................................................................................... 45

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 47

X


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Nghĩa của từ

ASA

Acid ascorbic

DHA

Dehydroascorbic

DNS

3,5-Dinitrosalicylic acid

STT

Số thứ tự

Tb/ml

Te bào/mililit

XI


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Một số giống dưa hấu (FEHÉR, 1993)................................................................. 5
Hình 1.2 Giống dưa hấu Sugarbaby (google)..................................................................... 6
Hình 1.3 Giống dưa hấu An Tiêm 95 (google).................................................................. 6
Hình 1.4 Giong dưa hấu Hồng Lương (google)................................................................. 7

Hình 1.5 Sơ đo sinh trưởng và phát triển cùa nấm men................................................... 8
Hình 1.6 Cơ chế lên men...................................................................................................... 10
Hình 2.1 Ngun liệu............................................................................................................ 14
Hình 2.2 Mơi trường ni cấy và tăng sinh.......................................................................15
Hình 2.3 Quy trình cơng nghệ lên men rượu vang vỏ dưa hấu...................................... 21

Hình 2.4 Sơ đo nghiên cứu................................................................................................... 25
Hình 3.1 Ánh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan trong q trình lên men........... 31
Hình 3.2 Ánh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đen hàm lượng đường khử.... 32
Hình 3.3 Ánh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan den pH...................................... 33
Hình 3.4 Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến mật độ nấm men.............. 34

Hình 3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơ hịa tan đến hàm lượng ethanol........... 35
Hình 3.6 Ánh hưởng của pH đến hàm lượng chất khơ hịa tan....................................... 36

Hình 3.7 Ánh hưởng của pH đến hàm lượng đường khử................................................. 37
Hình 3.8 Ánh hưởng của pH trong quá trình lên men...................................................... 37

Hình 3.9 Ánh hưởng của pH đến mật độ nấm men...........................................................39
Hình 3.10 Ảnh hưởng của pH đen hàm lượng ethanol..................................................... 40
Hình 3.11 Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượngchất khơ hịa tan...............41
Hình 3.12 Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng đường khử..................... 42
Hình 3.13 Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến pH......................................................... 43

xii


Hình 3.14 Ảnh hưởng của mật độ nấm men trong quá trình lên men........................... 44
Hình 3.15 Anh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng ethanol............................ 45

xiii


DANH MỤC BANG

Bảng 1.1 Công dụng của dưa hấu.......................................................................................... 3
Bảng 1.2 Thành phần hóa học có trong 100g dưa hấu....................................................... 4
Bảng 2.1 Chỉ tiêu cảm quan trong đường...........................................................................15
Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý trong đường................................................................................. 15
Bảng 2.3 Chỉ tiêu vi sinh trong đường................................................................................ 16
Bảng 2.4 Chỉ tiêu kim loại nặng và hóa chất khơng mong muốn....................................16
Bảng 2.5 Dụng cụ dùng cho nghiên cứu.............................................................................17
Bảng 2.6 Thiết bị dùng cho nghiên cứu.............................................................................18
Bảng 2.7 Hóa chất dùng cho nghiên cứu.............................................................................19
Bảng 2.8 Phưong pháp phân tích......................................................................................... 29

Bảng 3.1 Kết quả kiểm tra nguyên liệu đầu vào............................................................... 30

XIV


MỞ ĐẦU

1.

Đặt vấn đề

Rượu vang là một loại đồ uống có cồn được lên men từ trái cây (Matei, 2017). Sau
kết thúc quá trình lên men kết thúc người ta không chưng cất mà đe lắng trong tự nhiên,
gạn lọc và hoàn thành sản phấm. ớ Việt Nam, người ta cịn gọi rượu lên men từ gạo

khơng chưng cất như rượu nếp và nếp cấm cũng là rượu vang (Lương Đức Phấm, 2012).
Trong rượu vang có nhiều thành phần dinh dưỡng, uống rượu vang đúng cách sẽ làm

giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch, bệnh tiểu đường loại 2, chống oxy hóa
(Kosseva et al, 2016), (Soleas et al, 1997), (Maksimovi, 2016). Ngày nay con người đa
dạng hóa sản phẩm rượu vang bằng nhiều loại trái cây khác nhau nhưng cần có sự hỗ

trợ của nấm men Saccharomyces cerevisiae như là táo, lê, dứa, cam, anh đào, mận, ối

(Ogodo et al, 2015).... Tuy nhiên, việc sử dụng vở trái cây đe làm nguyên liệu thì chưa
được phổ biến.

ơ Việt Nam, do có sự thuận lợi về điều kiện sinh thái, thổ nhường và kinh nghiệm
của người dân nên sản lượng dưa hấu ngày càng nhiều. Trong dưa hấu rất giàu

cacbohydrat và vitamin. Nó có nhiều hoạt tính sinh học là một chất chống oxy hóa, giảm
nguy cơ mắc các bệnh tim mạch và chống ung thư (Maoto et al, 2019). Dưa hấu nước
ta một phần thường được xuất khẩu sang các nước láng giềng, phần cịn lại thì thường

được sử dụng làm trái cây tráng miệng. Ngồi ra nó còn được chế biến để làm các sản

phẩm như kẹo, làm kem, nước ép... Tuy nhiên, bị thương lái ép giá dần đến giá thành
xuất khẩu thấp, các sản phẩm này chì dùng ruột dưa hấu, mà trong dưa hấu phần vỏ

chiếm tới 30% từ đó sản sinh ra một lượng lớn vở dưa hấu bị lãng phí. Trong khi ở nước
ngoài họ đã biết tận dụng vỏ dưa hấu đe sản xuất ra ethanol sinh học, dùng vỏ dưa hấu

để khử các kim loại nặng, sử dụng vỏ dưa hấu để thay thế bột mì .. .(Kolhe et al, 2018;
Lakshmipathy et al, 2013; Awad, 2017).

Saccharomyces cerevisiae thường được gọi là nịi men rượu. Nó có khả năng lên

men ở nhiệt độ cao (35-38°C), thường được lên men trong bia, lên men rượu vang
(Lương Đức Phẩm, 2012). Nó có sức ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của rượu vang,
đặc biệt là về hương vị (Vaudano et al, 2008).

XV


Trước tình hình thực tế nêu trên, việc nghiên cứu để tạo ra một sản phẩm mới chất

lượng từ nguyên liệu bị lãng phí lâu nay là hết sức cần thiết. Cùng với sự hồ trợ của nấm
men saccharomyces cerevisiae trong quá trinh lên men để tạo ra sản phẩm rượu vang
góp phần nâng cao giá trị kinh tế và đa dạng dạng hóa sản phâm rượu vang. Nay tơi
quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu nước trái cây lên men từ vỏ quả dưa hấu”.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu cùa đề tài này là nghiên cứu quá trình lên men nước trái cây từ vỏ quả
dưa hấu trên quy mơ phịng thí nghiệm, từ đó có the ứng dụng vào thực tế đế sản xuất.
3. Nội dung nghiên cứu

Thí nghiệm 1: Kiểm tra nguyên liệu đầu vào (hàm ẩm, hàm tro, hàm lượng acid,
nồng độ chất khô, độ pH và hàm lượng đường khử).

Thí nghiệm 2: Khảo sát hàm lượng chất khơ hịa tan thích hợp cho q trình lên
men.

Thí nghiệm 3: Khảo sát pH thích hợp cho q trình lên men.
Thí nghiệm 4: Khảo sát mật độ nấm thích hợp cho q trình lên men.
4. Phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: vỏ quả dưa hấu.
Thời gian nghiên cứu từ ngày: 15/03/2020 - 05/10/2020.

XVI


Chương 1. TÓNG QUAN VỀ NGHIÊN cứu

1.1. TÓNG QUAN DUA HẤU
Tên tiếng việt: Dưa hấu
Tên tiếng anh: Watermelon
Tên khoa học: Citrullus lanatus

Thuộc họ: Cucurbitaceae

1.1.1. Nguồn gốc
Dưa hấu đã có từ 3000 năm TCN, nó xuất hiện trong chừ tượng hình Ai Cập. Dưa

hấu có nguồn gốc từ sa mạc Kalahari châu Phi, sau đó lan truyền sang các nước Ả Rập

và Địa Trung Hải, sau đó đến Mỹ và Đơng Á (Logaraj, 2011; FEHÉR, 1993).
1.1.2. Đặc điểm và công dụng

1.1.2.1. Đặc điêm

Tùy vào từng loại giống cây trồng mà dưa có những đặc điểm khác nhau. Nhìn
chung, dưa là một loại thảo mộc đơn tính. Rễ có khả năng ăn sâu 50-100 cm vì vậy có
khả năng chịu hạn tốt. Thân dài 1.5-5 m, mềm và có nhiều lơng trang bám xung quanh.

Lá đơn, mọc xen, xẻ thùy và có kích thước 11-15 * 8-10 cm. Hoa có kích thước nhỏ,
khoảng 2 cm. Hoa đực nhiều hơn hoa cái và chúng thường thụ phấn nhờ côn trùng. Qủa
to, nhiều nước, dài khoảng 30-45 cm. Ọùa có nhiều hình dạng khác nhau tròn, bầu dục,
cầu (Logaraj, 2011; Koocheki et al, 2007; Phạm Hồng Cúc, 2003).

Quả dưa có 3 thành phần chính: thịt quả chiếm khoảng 68%, vỏ chiếm khoảng 30%
và hạt chiếm khoảng 2% (Romdhane et al, 2017).
❖

Hạt

Hạt hơi giống hình quả lê, có màu nâu đến nâu nhạt hoặc đen. Xung quanh hạt

được bao phủ bởi một lóp nhầy. Hạt rất giàu chất béo và protein, nhân hạt chứa 51,4%
dầu thô và 32% hàm lượng protein thô (Liu, 2011). Hạt dưa hấu khô đem lại 55% dầu,

chù yếu chứa acid linoleic (50-60%), tiếp theo là acid oleic (15%), và lượng ít palmitic

1


và acid stearic (Sui et al, 2011). Tuy phần chiếm phần trăm nhỏ trong quả nhưng thành
phần chính cùa hạt là acid béo khơng no (, chủ yếu là acid linoleic tốt cho sức khỏe

(Logaraj, 2011).
❖ Thịt quả

Ruột dưa hấu có nhiều màu khác nhau đỏ, vàng hồng yen, cam (Bang et al, 2010;

Bang et al, 2007) ... Dưa hấu chín rất ngọt, vị ngọt đó là do sự kết họp của đường
sucrose, glucose và fructose. Sucrose và glucose chiếm 20-40% và fructose chiếm 30-

50% (Maoto et al, 2019). Thịt quả chứa nhiều vitamin (A, B, c và E), muối khoáng (K,
Mg, Ca và Fe) và các acid amin (citrulline và arginine). Các họp chất tự nhiên cũng

được tìm thấy trong ruột dưa hấu, đặc biệt là lycopene, acid ascorbic (AsA) và acid

dehydroascorbic (DHA), flavonoid và phenolics (Tlili et al, 2011).
❖

Vỏ dưa hấu

Vở chiếm một phần cũng không nhỏ trong dưa, nó thường có màu xanh đậm và

thường có sọc xanh nhạt, vỏ chứa muối khoáng, chất béo, protein, carbohydrate, vitamin,
chat phytochemical và citrulline. Đặc biệt chứa pectin là polysaccharid được sử dụng

rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm như làm gel, chất làm dày và chất ổn định.
Vở dưa hấu có the được sử dụng như một chất hấp phụ đế loại bở các kim loại nặng từ

dung dịch nước (Prakash Maran et al, 2014; Petkowicz et al, 2017). Nó chứa nhiều
vitamin ankaloit có tác dụng giải nhiệt hết say nắng, cịn ngăn chặn khơng cho
cholesterol tích đọng ở thành mạch máu, có tác dụng chống xơ vừa động mạch, vỏ xanh

dưa hấu, gọi là áo thủy của dưa hấu có the chừa các chứng thử nhiệt, phiền khát, phù nề,
tiểu tiện kém và miệng lưỡi viêm nhiệt (Nguyền Thái Bằng, 2015).

2


1.1.2.2. Cơng dụng
Trong quả dưa hấu có nhiều chất dinh dưỡng vì vậy nó cũng đem lại nhiều lợi ích
cho sức khỏe.

Bảng 1.1 Cơng dụng của dưa hấu
Thành phần hóa học

Kết quả

Vitamin và khống chất
(Maoto et al, 2019).

Giúp duy trì cân bằng acid-bazơ trong cơ the. Có vai trị
chính trong việc duy trì ổn định sinh lí, tiêu hóa và hạn chế
việc thèm ăn.
Điều hịa te bào và duy trì cấu trúc te bào.

HỒ trợ thị lực và cung cấp sức khỏe cho làn da.
Chất xơ ( nước ép và vỏ
trắng) (Maoto et al, 2019).

Ngăn ngừa các bệnh ve ruột già.

Vitamin c (Maoto et al,
2019; Tlili et al, 2011).

Chống oxy hóa.
Ngãn ngừa thiếu hụt dinh dưỡng và bệnh cịi.

Giảm mệt mỏi, ức che sự phát triển của te bào ung thư.
Là chất can thiết trong tong hợp carnitine, norepinephrine
và collagen.
Lycopen (Maoto et al, 2019;
Tlili et al, 2011; Naz et al,
2014).

Chat chống oxy hóa mạnh.

Chat p_caroten (Maoto et al,
2019; Kulczynski et al,
2017).

Chống oxy hóa. Bào vệ hệ than kinh. Hồ trợ thị lực.

Giâm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính: ung thư vú, ung thư
dạ dày, các bệnh ve tim mạch...

Tăng cường kết tập tiểu cầu dần đen việc có khà năng tái
tạo hình thành mạch máu.

Duy trì hệ thống miền dịch. Giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu
đường loại 2.
Citrulline (Maoto et al, 2019;
Rimando et al, 2005).

Cải thiện sự cân bằng tim mạch cúa phụ nữ sau mãn kinh.

Giúp tăng nong độ arginine huyết tương, là chất giúp loại bỏ
gốc hydroxyl chống oxy hóa.
Ngăn ngừa bệnh thiếu máu.

3


1.1.3. Thành phần hóa học (Maoto et al, 2019)

Bảng 1.2 Thành phần hóa học có trong 100g dưa hấu
Thành phần

Giá trị (đơn vị)

Năng lượng

30-46.2 Kcal

Cacbohydrat

7.6-11.6 g

Chat đạm

0.6-0.9 g

Tong số chất béo

0-0.15 g

Clolesterol

0.00-0.01 g

Chất xơ

0.4-0.61 g

Vitamin A

569-864.88 IU

Vitamin c

8.1-12.31 mg

Lycopen

3.38-11.34 mg

Natri

0.0-0.001 mg

Tro

5.2-5.4 %

Độ ẩm

93.13-95.2%

Canxi

7 mg

Sắt

0.24 mg

Magie

10 mg

Kali

112 mg

Photpho

11 mg

1.1.4. Phân loại
Theo hệ thống phân loại của Shimotsuma và Fursa xác định năm loài khác nhau

❖

về giá trị sản xuất và nhân giống chi Citrullus Schrad (FEHÉR, 1993):
•

Citrullus lanatus: Là lồi dưa hấu ăn được. Mơi trường sống chính cùa lồi
này nằm ở Châu Phi, nơi vần cịn tìm thấy các dạng hoang dã.

•

Citrullus colocynthis Cong: Tên tiếng Anh của lồi này là 'colocynthe'. Lồi
này đa hình, sinh trưởng nhỏ gọn, chúng có những chiếc lá xẻ sâu, có tua cuốn

mạnh và hồ trợ những quả nhỏ, khơ có the gây độc. Lồi này được tìm thấy
4


hoang dã ở Châu Phi (Namibia) và Châu Á, nơi dầu được sản xuất từ hạt

(Nwokolo et al, 1987; Ellul et al, 2007).
•

Citrullus ecirrhosus Cong: Là lồi sống lâu năm đặc hữu của sa mạc

Namibian ven biến (Ellul et al, 2007). Khơng có tua cuốn, có mùi hăng, hoa

đơn tính, cùi trắng (đường kính 15-17 cm) (Description et al, 2016).
•

Citrullus naudianus (Sond.): Là loại cây duy nhất được vùng khí hậu bán băng
giá ở Tây Nam Châu Phi. Nó thường được gọi là dưa Nodena, đơn tính, dây

leo dài 3 - 5 m, thơ, gần như khơng có lơng, lá chia sâu. Nó miền dịch với

bệnh thán thư do nấm Colletotrichum lagenarium (Pass.) Ellis & Halst, và
bệnh héo Fusarium.
•

Citrullus tnucosospermus (Fursa): Là lồi có nguồn gốc từ Tây Phi. Nó được
đặc biệt trong đe lấy hạt làm dầu (Ahou et al, 2016; Kouakou et al, 2018).

Hình 1.1 Một số giống dưa hấu (FEHÉR, 1993)

5


:♦ Một số giống dưa ở Việt Nam: (Phạm Hồng Cúc, 2003)
•

Sugarbaby

Hình 1.2 Giống dua hấu Sugarbaby (google)
•

An Tiêm 95

Hình 1.3 Giống dua hấu An Tiêm 95 (google)

6


Hồng Lương

Hình 1.4 Giống dưa hấu Hồng Lương (google)

1.2. TĨNG QUAN VỀ NÁM MEN
1.2.1. Nấm men saccharomyces cerevisìae

Lớp: Saccharomycetes
Bộ: Saccharomycetciles

Họ: Saccharomycetaceae

Chi: Saccharomyces

Lồi: Saccharomyces cerevỉsiae
1.2.1.1. Đặc điêm
Nấm men saccharomyces cerevisiae có hình oval hoặc gần hình cầu, hình elip.

Sinh sản vơ tính bằng cách nảy chồi. Có khả năng lên men rất nhiều loại đường khác

nhau như: glucoza, saccharoza, moltoza, fructoza, galactoza nhưng khơng q 30%
nồng độ chất khơ. Chúng có khả năng lên men ở nhiệt độ cao ( khoảng từ 36-40 °C).
Chúng có khả năng chịu được độ acid (pH 4-4.5 hoặc thấp hơn). Có khả năng chịu được

ở độ cồn tương đối (khoảng trên 10°) trong quá trình lên men (Lương Đức Phẩm, 2012;

Matei et al, 2017).

7


1.2.1.2. Sinh trưởng và phát triển (Lương Đức Phấm, 2012)
Sinh trưởng và phát triền là sự tăng số lượng tế bào và tăng thể tích cũng như khối

lượng tế bào. Tốc độ sinh trưởng phụ thuộc vào nhiệt độ, vào thành phần các chất dinh

dưỡng, các hợp chất nitơ, cacbon có trong mơi trường.
Qúa trình sinh trưởng cùa nấm men gồm 4 pha: Pha tiềm phát, pha chỉ số, pha cân
bằng và pha suy vong.

Hình 1.5 Sơ đồ sinh trưởng và phát triển của nấm men
•

Pha tiềm phát (pha lag): chưa tăng về mặt số lượng do nấm men cần có thời gian
làm quen với mơi trường và tích lũy năng lượng chuẩn bị cho giai đoạn sinh sản.

•

Pha chỉ số (pha logarit): vi sinh vật tiến hành sinh sản với tốc độ khá cao dẫn đến
số lượng vi sinh vật tăng mạnh. Do vi sinh vật đã làm quen được với mơi trường

bên trong và bên ngồi
•

Pha cân bằng: Tổng số tế bào gần như không thay đổi. Không phải vi sinh vật
ngừng hoạt động mà số tế bào sinh ra bằng số tế bào chết đi, và chất dinh dường
trong mơi trường càng cạn kiệt thì số tế bào chết đi ngày càng tăng.

•

Pha suy vong: Tống số tế bào giảm dần. Chất dinh dưỡng cạn kiệt, số tế bào chết

đi nhiều hơn số sinh ra.

1.2.2. Qúa trình lên men rượu vang

1.2.2.1. Yêu cảu dịch quá lên men (Lương Đức Phâm, 2012)
•

Quả tươi, chín, có đường, có nhiều vitamin, acid hữu cơ, nhiều vitamin c, khoáng

chất và protein. Có tannin và pectin. Mục đích là để dề đồng hóa, tạo vị chua (pH
2.5 trở lên), tạo vị chát.

8


•

Bổ sung SƠ2 với lượng 30-120 mg/1 để diệt khuẩn, tạo điều kiện cho nấm men

sinh ra glyxerin làm cải thiện hương vị cho vang.

1.2.2.2. Điều kiện lên men (Matei et al, 2017)
•

Nguồn đường: glucose, fructose, saccarose, maltose. Nhưng hàm lượng không

quá 30% sẽ gây ức chế nấm men trong q trình lên men.
•

Ph: 3.5-4.5

•

Nhiệt độ thơng thường khoảng 30°C. Không nên cao hơn 32 °C dễ gây ức chế

nấm men.
1.2.2.3. Quả trình lên men (Lương Đức Phẩm, 2012)

Lên men rượu vang thường sảy ra theo 2 giai đoạn:
❖

Lên men chính: đường giảm mạnh rượu tăng chậm, khi kết thúc thường dịch
trong do protein và pectin lắng xuống.

❖

•

Nhiệt độ 20- 22 °C thời gian lên men khoảng 10-20 ngày.

•

Nhiệt độ 25-28 °C thời gian khoảng 6-7 ngày.

•

Thường tạo ra 8-10 ethanol.

Lên men phụ: tạo ra rượu cao hơn isoamyl, tạo ra etylaxetat, glyxerol... tạo nên
hương thơm đặc trưng và vị trái cây mong muốn (Carrau et al, 2010).
•

Nhiệt độ 15-18 °C.

•

Thường đạt 14 ethanol.

Sau lên men phụ có the thưởng thức rượu, tuy nhiên muốn có hương thơm nồng, vị đậm

thì tàng trừ ở 4-10 °C. Thời gian tàng trừ càng lâu rượu càng ngon.

9


1.2.2.4. Cơ chế lên men (Walker et al, 2016)

Hình 1.6 Cơ chế lên men

Lên men ethanol: lên men kỵ khí.

❖

•

Q trình lên men có xúc tác của enzyme đe chuyến đổi glucose thành acid
pyruvic được gọi là glycolysis. Con đường này cung cấp năng lượng dưới dạng
NAD+ và giảm năng lượng dưới dạng NADH+. Qúa trình đường phân xảy ra

tạo ra 4ATP, sau đó 2ATP tạo thành 2 pyruvate.
•

Phương trình:
Glucose + 2ADP + 2PĨ + 2NAD+ ----- * 2pyruvate + 2ATP + 2NADH+ + 2H+

•

Sản phẩm tạo ra có NADH+ được tái sinh cho phép quá trình đường phân tiếp
tục xảy ra và tạo thành ethanol.

•

Phương trình:
2pyruvate + 2NADH + 2H+ —►

•

2NAD + 2Ethanol + 2CƠ2

Hợp chất trung gian được tạo thành trong phản ứng này, sau quá trình khử
cacboxyl hóa pyruvate:

CH3COCOOH

------ ►

CH3CHO + CO2

10

------ ► CH3CH2OH


❖ Q

trình hơ hấp xảy ra khi lên men hiếu khí, khi lượng đường ở mức độ thấp.

1.2.2.5. Yeu to ảnh hưởng
❖ Nhiệt độ

Nấm men saccharomyces cerevisiae hoạt động ở nhiệt độ tối ưu nằm trong

khoảng 28 - 32°c. Neu bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ
cao và kéo dài hon. Lên men rượu vang cũng có hai khoảng lên men (lên men

chính 20-25°C, lên men phụ 10-15°C). Sau lên men phụ rượu vang giữ được nhiệt
độ dưới 10°C càng lâu càng tốt (Lương Đức Pham, 2012).
❖

pH
Trong điều kiện lên men rượu, pH thích hợp đe lên men là 3.5 - 4.5 (Matei et al,

2017). pH cao hay thấp có sự ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men và

hàm lượng ethanol sinh ra. Tăng thì hàm lượng ethanol sinh ra lại giảm, cịn nếu
giảm pH thì chính pH tác động trực tiếp lên hoạt động sống của nấm men, làm
cho tế bào nấm men ở trạng thái teo nguyên sinh và rối loạn q trình trao đơi

chất (Đinh Hữu Đơng, 2014).
❖

Cơ chất
Neu nồng độ dịch đường quá cao sẽ dần đến làm tăng áp suất và làm mất cân
bằng trạng thái sinh lý cùa nấm men. Đường nhiều sẽ dần đến tổn hao nguồn

nguyên liệu và phải kéo dài thời gian lên men. Neu nồng độ đường cùa dịch lên

men thấp thì sẽ làm giảm năng suất thiết bị lên men và làm cho nấm men không
đủ chất dinh dưỡng đe phát triến. Mơi trường ni cấy cần phải có đầy đủ các
thành phần dinh dường chủ yếu là đường glucose, fructose, saccarazo, maltozơ

(Lương Đức Phẩm, 2012).
❖

Thời gian
Thời gian cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ lên men, nồng độ

đường, chủng nấm men... Thời gian lên men được tính bắt đầu từ khi cấy chủng

11

nấm men vào môi trường lên men, nhưng thời gian kết thúc thì tùy thuộc vào
từng mơi trường lên men cụ thê và tùy thuộc vào mục đích lên men mà ta dừng
quá trình lên men. Khi hàm lượng cơ chất khơng cịn và hàm lượng ethanol cũng

khơng tăng thì nên kết thúc quá trình lên men đe tránh nấm men và vi sinh vật
tạo ra sản phẩm cấp thấp ảnh hưởng đến chất lượng của rượu (Đinh Hữu Đơng,
2014).

*• Oxy
Trong giai đoạn đầu cùa quá trình lên men phải cho nước ép tiếp xúc với oxy.

Lúc này nấm men cần oxy đe tích luỳ một lượng sinh khối cần thiết cho q trình
lên men. Tiếp theo, đe chuyến hóa đường thành rượu vi sinh vật phải được phát
trien trong điều kiện hiếm khí hồn tồn. Vì trong mơi trường này, sự hô hấp của

nấm men bị ức chế và bắt đầu phải tìm năng lượng cần thiết bằng con đường lên
men (Lương Đức Phẩm, 2012).

12


1.2.3. MỘT SÓ NGHIÊN củu

1.2.3.1. Trong nước

Tác giả Đinh Hữu Đông đã tiến hành nghiên cứu sản xuất rượu vang từ quả xương

rong gai kết luận rằng lượng đường thích hợp cho quá trình lên men là 22 °brix, pH cho
q trình lên men là 4.5, lượng nấm men thích hợp được bổ sung là 15.4* 1 o6 (tế bào/ml),

lên men trong 8 ngày (Đinh Hữu Đông, 2014).

Tác giả Phạm Thị Thu Thảo và cộng sự đã tiến hành phân lập và tuyển chọn nấm

men có khả năng lên men rượu vang thanh long (hylocereus polyrhizus) kết quả lượng
đường saccharose được bổ sung đạt 22 °brix, pH đạt 4.5, lượng nấm men bo sung 106

(tế bào/ml), lên men ờ nhiệt độ phòng trong 7 ngày cho đạt hàm lượng ethanol 12.15

(%v/v) (Phạm Thị Thu Thảo et al, 2019).
Tác giả Tổng Thị Anh Ngọc và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH

và chất khơ hịa tan đến q trình lên men rượu từ xơ mít (Artocarpus heterophylỉus)
giống Thái Lan kết quả cho thấy điều kiện thích hợp cho q trình lên men rượu từ xơ
mít là pH 4, hàm lượng chất khô 23°Brix, sản phàm thu được có độ cồn cao 15% (Tống
Thị Ánh Ngọc et al, 2018).

1.2.3.2. Ngồi nước
Tác giả Naknaen2016 ơng đã nghiên cứu sử dụng vỏ dưa hấu cải thiện sức khỏe
giảm đường huyết kết quả tăng chất xơ, giảm chỉ số đường huyết, cải thiện chống oxy
hóa (Naknaen et al, 2016).

Tác giả Ezeronye2004 đã tiến hành nghiên cứu về mơ hình sử dụng chất dinh
dưỡng của saccharomyces cerevisiae từ rượu vang cọ đe lên men trái cây nhiệt đới kết
quả cho thấy xoài, dứa, điều, pawpaw hàm lượng chất khô đều được chỉnh về 20-24°brix

(Ezeronye, 2004).
Tác giả Valim2016 nghiên cứu sản xuất nước giải khát lên men có cồn từ trái khế
kết quả từ nồng độ chất khô 23.8-25°brix, pH= 4.8-5 tạo ra rượu 11.15 (%v/v), pH còn

4.13-4.22, acid tổng và nồng độ bay hơi thấp hơn (Valim et al, 2016).

13


Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

2.1. NGUYÊN LIỆU
2.1.1. Nguyên liệu vỏ dưa hấu

Dưa hấu được mua ở Huyện Châu Thành, Tỉnh Long An. Nguyên liệu được lựa chọn
những quả chín đỏ, khơng bị dập úng, vỏ xanh căng trịn, láng bóng các sọc nổi rõ khơng

bị trầy xước.

Hình 2.1 Ngun liệu

2.1.2. Nấm men Saccharontyces cerevìsiae
❖

Nấm men sừ dụng là Saccharomyces cerevisiae của cơng ty BRENNTAG cung

cấp.

Ni cấy nấm men

❖

•

Hoạt hóa nấm men với tỉ lệ: 0.5g men khô với 5ml nước ấm khoảng 40-50°C,
khoảng 5 phút.

•

Mơi trường lỏng được bổ sung 2-5% (v/v) dịch quả

14