nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải

i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm của trường đại học Nha
Trang, mặc dù điều kiện phòng thí nghiệm còn nhiều khó khăn nhưng được sự
hướng dẫn tận tình của thầy cô cùng các bạn, và với những kiến thức tích lũy được
em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Với lòng biết ơn sâu sắc, tốt đề tài này.
Quý thầy cô khoa chế biến, trường đại học em xin cảm ơn:
Cô Đặng Thị Thu Hương đã tận tình giúp đỡ em thực hiện Nha Trang đã
dạy bảo em trong suốt những năm học qua.
Cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện để
em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
Nha Trang, tháng 07 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Vương
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU viii
1. Lý do chọn đề tài viii
2. Ý nghĩa khoa học ix
3. Nội dung nghiên cứu ix
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1
1.1. TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VANG 2
1.1.1. Lịch sử rượu vang 2
1.1.2. Giới thiệu chung về rượu vang 3
1.1.3. Thành phần của rượu vang 4

1.1.3.1. Cồn 4
1.1.3.2. Đường 5
1.1.3.3. Axit 5
1.1.3.4. Tro và các muối khoáng 6
1.1.3.5. Chất gây mùi thơm 6
1.1.3.6. Vitamin 6
1.1.3.7. Polyphenol 7
1.1.4. Nguyên liệu sản xuất rượu vang 7
1.1.5. Một số “bệnh” rượu vang và cách xử l ý 8
1.1.5.1. Vang dính 8
1.1.5.2. Rượu bị chua lactic 8
1.1.5.3. Rượu đắng 8
1.1.5.4. Rượu bị chua giấm 9
1.1.5.5. Vang bị đục 9
1.2. TỔNG QUAN VỀ XƯƠNG RỒNG 9
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
iii
1.2.1. Giới thiệu chung về xương rồng 9
1.2.2. Thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 10
1.2.3. Công dụng của quả xương rồng bàn chải 10
1.3. NẤM MEN DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG 11
1.3.1. Hình dáng và kích thước nấm men 11
1.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men 12
1.3.3. Các quá trình sinh lý của tế bào nấm men 13
1.3.3.1. Sinh dưỡng của nấm men 13
1.3.3.2. Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men13
1.3.3.3. Quá trình sinh trưởng và phát triển 14
1.3.4. Các hình thức hô hấp của nấm men 15
1.3.5. Giống men 16

1.3.5.1. Men tự nhiên 16
1.3.5.2. Men nhân tạo 16
a. Men ống 16
b. Men bánh 17
1.4. QUÁ TRÌNH LÊN MEN 17
1.4.1. Bản chất của quá trình lên men 17
1.4.2. Cơ chế của quá trình lên men 19
1.4.3. Các giai đoạn lên men rượu vang 22
1.4.3.1. Giai đoạn hình thành rượu 22
1.4.3.2. Giai đoạn phát triển 22
1.4.3.3. Giai đoạn vang “chín” 23
1.4.4. Theo dõi quá trình lên men qua các chỉ tiêu sau 23
1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện hoạt động của nấm men 24
1.4.5.1. Ảnh hưởng của oxi 24
1.4.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 24
1.4.5.3. Ảnh hưởng của đường, đạm, muối khoáng và pH nước quả 25
a. Đường 25
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
iv
b. Đạm 25
c. Muối khoáng 25
d. Độ pH 25
e. Chất kích thích men 26
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU QUẢ XƯƠNG RỒNG 26
1.5.1. Trên thế giới 26
1.5.2. Trong nước 27
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 29
2.1.1. Nguyên liệu chính 29

2.1.2. Nguyên liệu phụ và hóa chất 29
2.1.2.1. Nấm men 29
2.1.2.2. Đường 29
2.1.2.3. Axit citric 30
2.1.2.4. Enzyme pectinase 30
2.1.3. Các thiết bị và dụng cụ dùng trong phòng thí nghiệm 30
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Quy trình dự kiến 31
2.2.2. Nội dung nghiên cứu 32
2.2.3. Bố trí thí nghiệm 32
2.2.3.1. Nuôi tăng sinh nấm men 32
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa cho công đoạn lên men ethanol 33
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme pectinase thích hợp 36
2.2.4. Các phương pháp phân tích 36
2.2.4.1. Xác định các thành phần hóa học của xương rồng bàn chải 36
2.2.4.2. Phương pháp phân tích xác định độ rượu của dịch lên men bằng
phương pháp bình tỷ trọng 37
2.2.4.3. Đếm số lượng tế bào nấm men bằng buồng đếm Thomas 37
2.2.4.4. Xử lý số liệu bằng phần mềm Design-Expert 8.0.2 38
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
v
2.2.4.5. Phương pháp phân tích đánh giá cảm quan cho sản phẩm theo TCVN
32 – 1579 38
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 44
3.2. Kết quả nuôi tăng sinh nấm men 45
3.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn lên men ethanol 45
3.4. Kết quả đánh giá cảm quan rượu sau khi lên men ethanol 49
3.5. Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ enzyme pectinase để làm trong rượu bằng

cách đánh giá các chỉ tiêu cảm quan của rượu thành phẩm 50
3.6. Đề xuất qui trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải 51
3.7. Bao bì và giá thành sản phẩm ở qui mô phòng thí nghiệm 53
KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 54
1. Kết luận 54
2. Đề xuất ý kiến 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan về độ trong và màu sắc của rượu vang xương rồng
bàn chải 39
Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan về mùi của vang xương rồng bàn chải 40
Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan về vị của vang xương rồng bàn chải 41
Bảng 2.4: Bảng điểm chung phân cấp chất lượng sản phẩm rượu vang theo cảm quan 42
Bảng 3.1: Bảng thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải 44
Bảng 3.2: Các thông số đầu vào và đầu ra của điểm tối ưu 47

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Rượu vang 3
Hình 1.2: Quả xương rồng 9
Hình 1.3: Nấm men Saccharomyces cerevisae 12
Hình 1.4: Sơ đồ chuyển hóa Embden – Meyerhol – Parnas 20
Hình 2.1: Quả xương rồng bàn chải 29

Hình 2.2: Nấm men Saccharomyces cerevisiae 29
Hình 2.3: Đường cát trắng Biên Hòa 29
Hình 2.4: Axit citric 30
Hình 2.5: Enzyme pectinase 30
Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện số lượng tế bào nấm men qua thời gian nhân giống. 45
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn độ cồn theo pH và nồng độ đường 46
Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn điểm cảm quan các mẫu sản phẩm rượu vang xương rồng
sau khi lên men ethanol 49
Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn tổng điểm cảm quan các mẫu sản phẩm theo tỷ lệ
enzyme pectinase bổ sung 50
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
viii
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa với nhiều loại rau quả có chất
lượng cao. Tuy nhiên, các loại rau quả thường theo một mùa vụ nhất định trong
năm vì vậy trong các mùa trái vụ thường giá khá cao, ngược lại ở vụ mùa thì lại
rất thấp hay đôi khi lại không tiêu thụ được. Vì vậy việc nghiên cứu để bảo quản
nguyên liệu hay chế biến thành các sản phẩm ở dạng khác nhau để có thể giữ được
trong thời gian dài là một vấn đề đã và đang được thực hiện. Sản xuất rượu vang
cũng là một cách chế biến sản phẩm và giữ được trong thời gian rất lâu. Với xu
thế hiện nay, rượu vang cũng là một nguồn thực phẩm đang được người tiêu dùng
sử dụng ngày càng nhiều. Để góp phần làm phong phú thêm thị trường rượu vang,
việc nghiên cứu các sản phẩm rượu vang từ quả có giá trị dược học cao là vấn đề
cần phải được quan tâm.
Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội thì ngành công nghiệp sản
xuất rượu vang cũng phát triển mạnh mẽ. Với xu hướng của thời đại, các sản phẩm
rượu vang được làm từ các nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, như các quả

vừa có giá trị dinh dưỡng cao vừa có giá trị dược học ngày càng được ưa chuộng.
Quả xương rồng bàn chải đã có ở Phú Yên từ lâu nhưng người dân ở đây
chỉ sử dụng cây trồng để làm hàng rào chứ không dùng vào mục đích như là một
loại thực phẩm, bởi vì có thể người dân nơi này chưa biết đến những lợi ích mà
cây này mang lại như:
- Hạ đường trong máu.
- Cải thiện cholesterol xấu.
- Hạ huyết áp.
- Giảm cân do bài tiết chất béo.
- Ngăn ngừa bệnh tim mạch.
- Giải độc của cơ thể.
Người dân nơi này không quen dùng quả xương rồng bàn chải như một
loại thực phẩm. Vì vậy để người dân quen dần với loại quả này thì nên đưa ra một
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
ix
loại sản phẩm nào đó để mọi người dễ sử dụng mà biết đến công dụng và lợi ích
mà chính loại nguyên liệu này mang lại như nước giải khát hay rượu vang.
Điều đáng nói là hiện nay rượu vang là một loại sản phẩm sử dụng rất
nhiều trong đời sống như các buổi tiệc cưới hỏi, sinh nhật, … nên dễ đưa mọi
người biết đến sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng. Nhưng trên thị trường
chưa có sản phẩm rượu vang từ quả xương rồng bàn chải cho nên sản xuất rượu
vang từ nguyên liệu này tạo ra mặt hàng mới làm phong phú và đa dạng mặt hàng
rượu vang, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong nước
và tiến tới nâng cao chất lượng để xuất khẩu. Ngoài ra còn tăng thu nhập và cải
thiện đời sống cho người nông dân trồng loại cây này, mà còn giải quyết công ăn
việc làm cho người dân nơi đạt nhà máy sản xuất với quy mô sản xuất lớn.
2. Ý nghĩa khoa học
Đưa ra được quy trình sản xuất rượu vang từ quả xương rồng bàn chải với
các thông số thích hợp.

3. Nội dung nghiên cứu
- Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu chính: pH, nồng độ chất
hòa tan, khoáng, hàm lượng ẩm.
- Nuôi tăng sinh nấm men và đếm số lượng tế bào nấm men.
- Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn lên men: Nồng độ đường, pH, tỷ lệ
nấm men, thời gian lên men.
- Nghiên cứu xác định tỷ lệ bổ sung enzyme pectinase để làm trong.
- Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất vang từ quả xương rồng bàn chải.
- Sơ bộ tính giá thành.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1










CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
2
1.1. TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VANG [5], [7], [10]

1.1.1. Lịch sử rượu vang
Rượu vang không phải là sản phẩm sáng tạo của con người. Rất tình cờ
khi lưu trữ nho sau khi thu hoạch hay trong thùng để hứng dịch quả chảy ra, sau
một thời gian người ta thu được một loại dịch có cồn, khi uống có vị ngọt, cay tạo
cảm giác hưng phấn. Cho đến tận bây giờ, thực sự người ta vẫn chưa xác định
được sản phẩm có cồn đầu tiên của con người là rượu vang nho hay bia. Tuy
nhiên, theo một số nghiên cứu người ta đã chứng minh được việc trồng nho ở diện
rộng đã có mặt trên trái đất cách đây khoảng 7000÷5000 năm trước Công nguyên.
Như vậy, rượu nho cũng có thể ra đời trong khoảng thời gian đó. Ước tính bia
cũng có mặt vào khoảng 5000 năm trước Công nguyên.
Nguồn gốc của từ “vang” là từ “vigne” tức là nho. Vì trước đây khi nói
đến vang tức là chỉ “các sản phẩm lên men, không qua chưng cất đi từ dịch quả
nho nguyên chất”. Việc tuân theo chính xác định nghĩa này giúp cho việc phân
loại rượu vang và đánh giá chất lượng rượu. Nhưng hiện nay trên thế giới người ta
đã chấp nhận dùng từ “vang” cho tất cả các sản phẩm lên men không qua chưng
cất từ dịch quả. Nghĩa là có thể sản xuất vang từ bất kì loại quả gì có khả năng cho
dịch (như táo, dứa, dâu tây…) và cũng có thể là dịch quả pha loãng hay ngâm
đường. Còn về tên gọi, như thế sẽ phải bổ sung thêm tên loại quả vào sau chữ
vang, còn khi chỉ dùng từ vang thì ta hiểu đó là vang nho.
Rượu là một dung dịch đồ uống chứa cồn etylic, có độ cồn từ 15÷40. Độ
cồn là lượng cồn etylic tính theo thể tích, so với toàn dung dịch.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
3
1.1.2. Giới thiệu chung về rượu vang [14]
Hình 1.1: Rượu vang
Rượu vang là một loại rượu chế từ nước
quả, do lên men tự nhiên mà tạo nên. Chế biến
rượu vang là một phương pháp đặc biệt: ép nước
quả, sử dụng một loại vi sinh vật (men) để biến

nước quả thành một dung dịch đồ uống trong có
nhiều chất hữu cơ và vô cơ phức tạp. Ngoài
nước ra, thành phần chủ yếu trong dung dịch này
là cồn etylic nên gọi là rượu vang. Sau khi đã
lên men xong, gạn lọc và ổn định rượu, không
được phép cho thêm bất cứ chất gì để đảm bảo
tính chất tự nhiên của sản phẩm.
Rượu vang là loại rượu chủ yếu trên thế giới: độ cồn trung bình, không
quá nhẹ như bia, không quá nặng như rượu trắng. Cùng với cồn etylic, rượu vang
còn chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các rượu khác. Rượu trắng thì chỉ có cồn,
rượu lique tuy có thêm ít đường, xiro, vị thuốc… nhưng vì chế bằng cồn cất, lẫn
nhiều tạp chất khó uống. Rượu vang là một thực phẩm thực sự, có thành phần cân
đối, vì thế nói cho cùng rượu vang là nước quả với một số biến đổi do men gây ra,
so với nước quả thì kém đi vị ngọt của đường, mùi thơm gốc của nước quả tươi
nhưng để bù lại có rượu gây say, có mùi thơm thứ cấp, có thành phần ổn định,
được sử dụng quanh năm vì là sản phẩm chế biến.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
4
Rượu vang cũng có nhiều loại. Nếu dựa vào hàm lượng đường còn lại sau
khi lên men người ta chia ra:
* Phân loại theo độ ngọt
+ Rượu vang khô.
+ Rượu vang bán ngọt.
+ Rượu vang ngọt.
* Phân loại theo lượng CO
2
.
+ Rượu vang không có gas.
+ Rượu vang có gas: 2 loại.

- Rượu vang có gas tự nhiên: Champagne
- Rượu vang có gas nhân tạo: Carbonated wine
* Phân loại theo màu.
+ Rượu vang trắng: Chablis, Chardonnay, Pinot Blanc, Rhine wine …
+ Rượu vang hồng: Rose, Vonorosso.
+ Rượu vang đỏ: Barbera, Cabernet Sauvignon, Claret, Carnelian …
* Phân loại theo nơi sản xuất.
+ Phân loại theo quốc gia: vang Pháp, vang Úc, vang Tây Ban Nha. . .
+ Phân loại theo vùng: Bordeaux, Burgandy, California, Chablis. . .
1.1.3. Thành phần của rượu vang [7]
Thành phần của rượu vang phức tạp, cho đến nay ở các nước phát triển
người ta chưa biết hết các chất cấu thành. Hơn nữa, có chất chỉ có mặt với một tỉ
lệ thấp như dầu thơm, axit bay hơi. Về đại thể thành phần của rượu vang gồm
nước, chất hòa tan, axit tổng số và bay hơi, vitamin, khoáng …
1.1.3.1. Cồn
Cồn là thành phần quan trọng nhất của rượu vang. Người ta uống rượu
trước hết vì có cồn etylic làm cho rượu mạnh, uống vào gây hiện tượng sinh lý gọi
là say. Độ cồn tự nhiên chỉ do lên men mà có, khoảng từ 10÷16
0
, nghĩa là trong 1
lít rượu vang có từ 100÷160 ml cồn. Cồn etylic có mùi thơm, vị hơi ngọt giống
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
5
đường do đó những rượu không có đường vẫn có vị ngọt. Độ cồn phổ biến của
rượu vang là 10÷12
0
. Dưới 10
0
thì rượu lạt, 13÷14

0
thì cồn hơi cao.
1.1.3.2. Đường
Theo Peynaud ở Pháp hàm lượng đường ở vang đỏ là 2÷3 gam/lít và chỉ ở
những loại vang trắng đặc biệt như: Barsac, Sauternes mới lên tới 70÷80 g/l.
Đường trong rượu vang chủ yếu là fuctose, glucose và một ít galactose. Nếu cho
thêm đường saccarose trước lên men thì toàn bộ bị thủy phân thành đường khử, vì
vậy nếu phát hiện thấy có đường saccharose trong rượu vang thành phẩm tức là
đường pha thêm.
Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang sau khi đã lên men
xong, người ta phân biệt rượu vang khô (dưới 10g/l), nửa khô (20÷30 g/l), nửa
ngọt (45÷65 g/l) và ngọt (80÷110 g/l). Lượng đường khử càng cao thì độ cồn cũng
phải cao để cân đối. Độ cồn của rượu khô chỉ 9÷11
0
, rượu ngọt độ cồn đạt 12÷13
0

và hơn thế nữa.
1.1.3.3. Axit
Axit là một thành phần quan trọng của rượu vang, ngang với cồn. Rượu
vang là đồ uống có độ chua cao (axit tổng số tới 4÷5 g/l, pH từ 2,3÷3,3) nhưng dễ
uống vì vị chua của axit được cân đối bởi vị ngọt của cồn, glycerin, vị chát của
polyphenol và vị mặn của các muối.
Axit hữu cơ trong rượu vang còn có một tác dụng là ngăn cản hoạt động
của các khuẩn làm hỏng rượu. Định lượng các axit hữu cơ, vô cơ nhiều do đó
người ta chưa biết hết các axit của rượu vang quả, nhất là ở nhiệt đới.
Trong rượu vang quả những axit chính thường gặp là: tartic (1,5÷4
gam/lít), malic (0÷4 gam/lít), citric (0÷0,5 gam/lít), oxalic (0÷0,06 gam/lít). Đó là
những axit có tác dụng “tích cực”, ngoài ra còn có những axit có tác dụng “tiêu
cực” đó là các axit bay hơi chủ yếu là axit acetic và các axit béo cùng một dây

chuyền: formic, propionic, butyric Những axit này nếu có nhiều sẽ gây ra các
mùi vị thay đổi làm cho rượu không uống được nữa. Axit acetic là axit bay hơi
chủ yếu, chiếm tới 90% tổng số.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
6
1.1.3.4. Tro và các muối khoáng
Có nhiều muối khoáng trong rượu vang quả, phổ biến nhất là P, S, K, Na,
Ca, Fe, Mg, Cl, Br, I, Al mặc dù lượng tuyệt đối thấp. Trong 1 lít rượu vang quả
chỉ có 1,5÷3 gam tro nhưng chất muối trong tro giữ một vai trò quan trọng đó là:
+ Làm tăng hương vị của rượu.
+ Tăng giá trị dinh dưỡng: Có nhiều chất muối rất cần thiết cho cơ thể
sống với lượng rất nhỏ.
+ Những chất vi lượng như sắt hàm lượng bình thường chỉ 0,3÷0,5
mg/l và Cu thì 0,2÷0,3 mg/l, nếu chỉ tăng một vài mg trong 1 lít rượu cũng gây kết
tủa làm cho rượu đục, mất hương vị.
1.1.3.5. Chất gây mùi thơm
Chưa phát hiện hết chất gây mùi thơm dù đã dùng phương pháp hiện đại
như sắc ký khí.
Quả tươi, đặc biệt là quả nhiệt đới như xoài, dứa rất thơm. Đó là mùi
thơm do nguồn gốc tecpen quyết định, nhưng đại bộ phận các chất này bị phân
hủy và bị khí cacbonic kéo theo trong quá trình lên men. Về phần nấm men cũng
sản sinh ra những chất có mùi thơm trong đó có cồn cao phân tử và este của
chúng. Trong quá trình làm rượu chín phát sinh một mùi thơm đặc biệt gọi là bukê
(bouquet) do các chất oxi hóa khử sinh ra, nhưng chỉ ở dạng khử oxi mới thơm. Vì
vậy giữ rượu vang quả trong bình kín nút hoàn toàn không có oxi một thời gian
dài thì mới có mùi thơm. Nếu trong bình còn có chỗ trống và nút không kín, oxi
lọt vào thì mùi thơm bị phá hủy rất nhanh.
1.1.3.6. Vitamin
Nước quả giàu vitamin, nhưng quá trình lên men lại điều chỉnh thành

phần vitamin của nước quả, có phần bổ sung thêm các vitamin khác vào thành
phần đó. Thực chất quá trình lên men không phá hủy hết vitamin của nước quả,
mà lên men là một kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin của nước quả.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
7
1.1.3.7. Polyphenol
Polyphenol là hợp chất phức tạp có trong vỏ quả. Do đó khi chế biến rượu
vang từ nước quả, không có xác quả thường có rất ít polyphenol. Ngược lại khi
cho lên men cả nước và xác quả thì trong rượu nhiều polyphenol. Các polyphenol
trong rượu vang gồm có:
+ Axit phenol như axit penzoic, axit xinamic.
+ Flavon làm cho rượu có màu vàng.
+ Antoxian làm cho rượu có màu đỏ.
+ Tanin dễ kết bông với protein trong nước quả, cũng dễ oxi hóa làm
cho màu rượu vang tối lại.
Vai trò của các polyphenol: tạo màu, vị chát cho vang và còn kéo dài thời
gian bảo quản do bản thân nó là chất kháng khuẩn.
1.1.4. Nguyên liệu sản xuất rượu vang [7], [5]
Tất cả các loại quả nếu chứa đường, protid, vitamin, muối khoáng và
không chứa nhiều chất có hại cho men ví dụ tanin thì đều có thể cho lên men và
chế thành rượu vang, chỉ khác nhau ở chỗ lên men dễ hay khó, phải bổ sung nhiều
đường hay ít đường
Ở những nước nhiệt đới chưa ai xác định những giống quả nào chế rượu
là tốt nhất. Có thể dùng quả dại hoặc quả trồng. Rất nhiều loại quả trong vườn có
thể dùng chế rượu vang nhưng tiêu chuẩn để chọn là:
+ Đường tổng số trong nước quả có độ brix cao, chỉ cần cho thêm ít
đường trước khi lên men để đạt độ brix từ 20÷22.
+ Hàm lượng axit hữu cơ tương đối cao, pH thấp (2,8÷3,8) vì nếu
không có một lượng axit tối thiểu thì rượu sẽ không đạt vì thiếu chua, quan trọng

hơn nữa nếu thiếu axit pH quá cao thì tạp khuẩn phát triển mạnh, gây khó khăn
cho hoạt động của nấm men. Mặt khác chua quá cũng không tốt vì khó lên men
rượu, khó uống.
Thành phần nước quả thích hợp với hoạt động của men tối thiểu các chất
sau đây:
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
8
+ Axit amin, vitamin, muối khoáng thực hiện vai trò xúc tác một
lượng rất nhỏ.
+ Polyphenol – tanin làm cho rượu vang đỏ có màu sắc hấp dẫn và
đóng góp vào việc ức chế khuẩn hại của enzyme oxi hóa.
+ Chất sản sinh ra mùi thơm ảnh hưởng tới hương vị của rượu.
Còn một số chất vi lượng nữa tuy phân tích sinh hóa chưa phát hiện
nhưng dự đoán có mặt ở một số quả qua kinh nghiệm lên men.
1.1.5. Một số “bệnh” rượu vang và cách xử lý [14]
Chỉ có lên men malolactic là tăng chất lượng của rượu vang, còn những
biến đổi khác do vi khuẩn lactic gây ra đều có hại vì phá huỷ các thành phần cơ
bản của vang, làm cho rượu vang bị “bệnh”.
1.1.5.1. Vang dính
- Đặc điểm: Vang không chảy đều, lỏng như nước mà dính như hồ nếp.
Vang dính thường kéo theo rượu bị chua và đắng.
- Nguyên nhân: Do vi khuẩn lactic (đặc biệt là Leuconostoc) tiết ra một
loại đường riêng gọi là dextran.
- Cách xử lý: Lên men rượu vang xong nên thêm SO
2
để tiệt trùng.
1.1.5.2. Rượu bị chua lactic
- Đặc điểm: Rượu có mùi chua khó chịu.
- Nguyên nhân: Khi quả quá ngọt hoặc cho thêm quá nhiều đường, kỹ

thuật lên men thấp, làm cho nấm men ngừng hoạt động, hoặc do cấy men chưa đủ,
nhiệt độ cao, thiếu oxy, … vi khuẩn lactic sẽ chuyển hoá đường khử thành đường
manit và axit bay hơi.
- Cách xử lý: Loại bớt khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc kĩ nước quả.
Thêm SO
2
và tạo điều kiện thuận lợi cho Saccharomyces hoạt động tốt.
1.1.5.3. Rượu đắng
- Đặc điểm: Rượu bị chua, có vị đắng.
- Nguyên nhân: Vi khuẩn lactic phá hủy glycerin hình thành chất acrolein.
- Cách xử lý: Thêm SO
2
để tiệt trùng bằng nhiệt.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
9
1.1.5.4. Rượu bị chua giấm
- Đặc điểm: Rượu có mùi giấm.
- Nguyên nhân: Vi khuẩn acetic chuyển cồn trong rượu thành axit acetic.
- Cách xử lý: Loại bớt khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc, giữ vệ sinh trong
quá trình sản xuất. Tránh không để rượu tiếp xúc với O
2
.
1.1.5.5. Vang bị đục
- Nguyên nhân: Do xuất hiện những kết tủa màu trong rượu hay sự oxi hoá
của thành phần polyphenol có trong nguyên liệu làm rượu, hoặc sự tạo kết bông
protein của thành phần tanin trong rượu và một số dạng kết tủa khác.
- Cách xử lý: Chọn nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất có thành phần sắt
hoặc đồng. Thanh trùng ở nhiệt độ 70 ÷ 80
0

C rồi lọc kĩ. Hạn chế sự tiếp xúc với O
2
.
1.2. TỔNG QUAN VỀ XƯƠNG RỒNG
1.2.1. Giới thiệu chung về xương rồng [20]
Quả xương rồng bàn chải có tên khoa học là Opuntia cochenillifera. Hệ
thống phân loại của xương rồng bàn chải được phân loại như sau:
Giới Plantae
Ngành Magnoliophyta
Lớp Magnoliopsida
Bộ Caryophyllales
Họ Cactaceae
Chi Opuntina Mill
Loài Opuntina cochenillifera Mill

Hình 1.2: Quả xương rồng
Xương rồng có nguồn gốc ở châu
Mỹ, được nhập vào Việt Nam khoảng thế
kỷ thứ XVII. Nay mọc hoang dại trên đất
cát hoang dọc bờ biển hay các sườn núi.
Xương rồng thuộc họ Cactaceae, họ
này gồm 130 chi và có tới 1500 loài khác
nhau. Là loài chịu hạn, phát triển rất tốt và

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
10
có thể dùng làm thực phẩm cho người và làm thức ăn cho gia súc. Các loài này
có tên địa phương là Nopal. Chúng thuộc về hai chi là Opuntia và Nopalea. Chi
Opuntia này có 104 loài, còn chi Nopalea có 10 loài. Trong số này có 15 loài

được trồng để làm thức ăn nuôi bò, ngựa, dê, cừu… 5 loài lấy quả và 3 loài dùng
như rau xanh. Hai loài dùng làm thực phẩm là Opuntia cochenillifera và Opuntia
ficus-indica.
Cây nhỏ cao 0,5÷2m, thân dẹp hình cái vợt bóng bàn dài 15÷20cm, rộng
4÷10cm, màu xanh nhạt, mang núm với 3÷8 gai, gai to với sọc ngang, dài 1÷4cm.
Lá nhỏ dễ rụng. Hoa xương rồng có màu vàng hay đỏ, rất nhiều nhị từ 50 đến
1500, cánh hoa phân bố đồng đều và đồng tâm, hoa đa phần là lưỡng tính, nở vào
sáng và tối tuỳ theo loài. Hoa có nhiều hình dạng khác nhau như dạng phễu, dạng
chuông và dạng tròn phẳng, kích thước trong khoảng từ 0,2 đến 15÷30cm. Phần
lớn có đài hoa từ 5÷50 cái, thay đổi dạng từ ngoài vào trong. Ra hoa quanh năm.
Quả mọng to 4÷5cm, màu đỏ đậm. Trung bình một cây xương rồng sống rất lâu từ
25÷300 năm.
1.2.2. Thành phần hóa học của quả xương rồng bàn chải [13]
Tính theo trọng lượng tươi thì phần ăn được có chứa 92% nước, 4÷6%
carbohydrat, 1% protein, 0,2% chất béo, 1% chất khoáng, 12,7mg% vitamin C,
12,9μg β-caroten (nếu tính theo trọng lượng khô thì hàm lượng chất dinh dưỡng
là rất cao).
1.2.3. Công dụng của quả xương rồng bàn chải [16], [17], [18], [19], [20]
- Hạ mức độ đường trong máu bằng cách trì hoãn sự hấp thụ carbohydrate
đơn giản ở đường ruột, trong khi đồng thời gia tăng hoạt động của tế bào thụ thể
insulin. Điều này làm giảm chỉ số glycemic trong bữa ăn và tăng cường bất kỳ một
sự chuyển hóa đường trong máu ổn định hơn. Điều này có nhiều ứng dụng và lợi
ích cho những người bị bệnh tiểu đường hay sự mất cân bằng insulin như
hyperglycemia.
- Nhờ những sợi polysaccharid và sterol trong quả xương rồng bàn chải
đã làm việc cùng nhau để hạ cholesterol tổng thể, cải thiện tỷ lệ giữa HDL (high
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
11
density lipoprotein) và LDL (low density lipoprotein) và triglycerid trung tính

bằng cách ngăn cản việc chuyển đổi đường trong máu vào trong chất béo và loại
bỏ các axit mật dư thừa.
- Hạ huyết áp.
- Giảm cân do bài tiết chất béo.
- Ngăn ngừa nguyên nhân chủ yếu của bệnh tim, ở dạng viêm tim mạch
trong điều trị chứng xơ vữa động mạch do loại bỏ và ngăn ngừa các mảng mạch
máu là nhờ chất chống oxi hóa betalains.
- Hỗ trợ gan và tuyến tụy được thể hiện bằng cách cải thiện chức năng
gan và tăng insulin sản xuất theo thời gian để làm giảm chỉ số đường huyết của
người mắc tiểu đường.
- Giải độc của cơ thể, betalains chống các thành phần độc hại. Để chống
lại những chất độc mà chúng tấn công lần đầu tiên ngay bên trong các tế bào trong
cơ thể chúng ta. Bằng cách tăng các hoạt động của CYP-2E1, một loại enzyme đặc
biệt làm mất tác dụng độc tố hằng ngày, và đặc biệt là gan chống lại các chất gây
ung thư, hoóc môn disruptors và chất độc phát triển.
1.3. NẤM MEN DÙNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG [5], [10], [11]
Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer.
Lớp Ascomyces.
Bộ Saccharomyces.
Họ phụ Saccharomyces toideae.
Saccharomyces có bào tử trong nang thường là 1÷4 bào tử, có khi tới 8. Tế bào
của chúng có hình dạng khác nhau như hình tròn, ovan hoặc elip. Sinh sản bằng
cách nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, có trường hợp lên
men ở dịch đường 30% và tạo được 18
0
cồn. Không đồng hóa được muối nitrat.
Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong
nước quả.
1.3.1. Hình dáng và kích thước nấm men
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.
12
- Hình dạng tế bào nấm men: Nấm men thường có hình dạng khác nhau
như hình cầu, elip, hình trứng, hình bầu dục và cả hình dài. Một số loài nấm men
có tế bào hình dài nối với nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty hay khuẩn ty
giả. 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: 9÷10 µm.
Chiều rộng: 2÷7 µm.
Kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài, lứa tuổi và điều
kiện nuôi cấy khác nhau.

Hình 1.3: Nấm men Saccharomyces cerevisae
1.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men
Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ
các phần cơ bản như sau:
Thành tế bào: Cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau. Trong đó chủ yếu là
glucan, manna, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin…
Màng nguyên sinh chất: Gồm các hợp chất phức tạp như protein,
phospholipid, enzyme permease…
Chất nguyên sinh: Thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protid, gluxid,
lipid và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.
Nhân tế bào.
Những thành phần, cơ quan con khác: Không bào, ty lạp thể, riboxom…
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
13
1.3.3. Các quá trình sinh lý của tế bào nấm men

1.3.3.1. Sinh dưỡng của nấm men
Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và
môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:
Nước chiếm 75÷85%.
Chất khô chiếm 15÷ 25%, trong đó khoáng chiếm 2÷14% lượng chất khô.
Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ,
phospho, kali, magiê
+ Dinh dưỡng cacbon: Nguồn cacbon cung cấp từ đường sacarose, maltose,
lactose, glucose, các loại rượu, axit hữu cơ, axit amin, pectin, hydratcacbon
+ Dinh dưỡng oxi, hydro: Được cung cấp cho tế bào từ nước của môi
trường nuôi cấy hay dịch.
+ 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. Đạm hữu cơ thường dùng là axit amin,
pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat
+ Các vitamin và khoáng chất: Vitamin và chất khoáng có ảnh hưởng lớn
đến hoạt động sống của nấm men như:
- Phospho có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều
enzyme của sản phẩm trung gian quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có
năng lượng lớn.
- Lưu huỳnh tham gia vào thành phần một số axit amin, albumin,
vitamin và enzyme.
- Magiê tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
- Sắt tham gia vào các thành phần enzyme, hô hấp,
- Kali chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm
men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của axit pyruvic.
- Mangan đóng vai trò tương tự như magiê.
1.3.3.2. Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

14
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 cơ bản:
- Thẩm thấu bị động: Trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ,
những lỗ 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.
- Hấp thu 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 permease hoạt hóa.
Permeaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành
hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào vào trong, tại đây chúng lại tách ra
và permease lại tiếp tục vận chuyển tiếp.
1.3.3.3. Quá trình sinh trưởng và phát triển
+ Sự sinh trưởng: Trong quá trình nuôi cấy trong điều kiện dinh dưỡng
đầy đủ thì tế bào nấm men tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được
tích lũy nhiều.
+ Sự phát triển: Saccharomyces sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên
dễ phát hiện tế bào già. Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi
tách trên tế bào mẹ xuất hiện một vết sẹo. Vết sẹo này không có khả năng tạo ra
chồi mới. Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ chuyển thành tế bào già theo thời gian. Trong
quá trình phát triển hình thái của nấm men thay đổi như sau:
- Ở nấm men trẻ (qua 12÷16 giờ nuôi cấy): Màng mỏng, căn nguyên
sinh chất đồng nhất, không bào chưa có hoặc mới bắt đầu xuất hiện, tế bào sinh
sản chiếm tỉ lệ cao.
- Ở nấm men trưởng thành (qua 24÷48 giờ nuôi cấy): Kích thước điển
hình, không bào lớn, số không bào có thể đến hai, lượng glucogen tăng, tế bào
sinh sản chiếm 10÷15%.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

15
- Ở nấm men già (qua 72 giờ nuôi cấy): Màng dày nhẵn, nguyên sinh
chất không đồng nhất, không bào lớn, lượng chất béo tăng, tế bào hầu như không
sinh sản nữa, không có glucogen, tế bào chết chiếm tỉ lệ lớn.
+ Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay
người ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như:
- Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính
hiển vi hay gián tiếp trên mặt thạch.
- Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng
một đồ thị chuẩn của mật độ tế bào.
+ Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men có thể chia làm
5 giai đoạn:
- Giai đoạn tiềm phát: Giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường,
sinh khối chưa tăng nhiều.
- Giai đoạn logarit: Đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối
tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ dịch lên men.
- Giai đoạn chậm dần: Tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành
phần dịch lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều.
- Giai đoạn ổn định: Số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ
sinh sản bằng tốc độ chết.
- Giai đoạn chết: Tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó
số lượng tế bào nấm men giảm dần.
1.3.4. Các hình thức hô hấp của nấm men
Ở nấm men, hô hấp là quá trình khá phức tạp, nó xảy ra theo hai chiều
hướng khác nhau. Vì thế người ta phân thành hai loại hô hấp đó là hô hấp hiếu khí
và hô hấp kỵ khí.
Hô hấp hiếu khí:
C
6
H

12
O
6
+ 6O
2
→ 6CO
2
+ 6H
2
O + 674 cal
Hô hấp kỵ khí:
C
6
H
12
O
6
→ 2CH
3
CH
2
OH + 2CO
2
+ 33 cal
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
16
1.3.5. Giống men [7]
1.3.5.1. Men tự nhiên
Trong lên men vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất.

Trong môi trường nước quả tươi có các nhóm vi sinh vật khác nhau nhiễm vào từ
môi trường xung quanh, thân, lá và vỏ quả trong đó phần lớn là nấm men, nấm
mốc, một số ít là vi khuẩn không sinh bào tử, xạ khuẩn Nấm men trong dịch
quả thường ít hơn nấm mốc xong lại có khả năng sinh trưởng và phát triển nhanh
hơn trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu oxi, đồng thời lên men tích tụ cồn. Chính
nhờ điều kiện trong dung dịch cồn sẽ làm ức chế nấm mốc, tạo điều kiện cho nấm
men phát triển chiếm ưu thế trong quá trình lên men.
Các men tự nhiên hay men dại luôn có sẵn trên bề mặt của quả. Đó là một
số loại như: Saccharomyces apiculata có hình múi chanh, nó có khả năng lên men
tại 4÷5
0
rượu. Ngoài ra còn có mycoderma có khả năng phân giải acid malic
thành acid lactic làm cho rượu ít bị chua gắt. Hay còn các loại khác như:
hancelnula, gichia tạo màng trắng trên mặt rượu. Nhưng nếu để men dại phát
triển tự nhiên thì quá trình lên men rất khó điều chỉnh và chất lượng rượu thu
được không ổn định. Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển thì con người đã
có biện pháp cần thiết để diệt men dại và thay vào đó là nuôi cấy nấm men thuần
chủng, với những đặc tính sinh học nhất định sẽ giúp cho việc chế vang đem lại
hiệu quả và chất lượng cao.
1.3.5.2. Men nhân tạo
Đối với các loại quả không có hay số lượng rất ít nấm men trên vỏ quả thì
khi sản xuất rượu vang nhất thiết phải bổ sung men giống vào. Sau nhiều năm
nghiên cứu người ta khẳng định khi lên men rượu vang có thể dùng men ống
(phòng thí nghiệm) hoặc men bánh đều cho ra rượu vang ngon.
a. Men ống
Sở dĩ gọi men ống vì giữ trong ống nghiệm, men ở dạng tiềm sinh trên
môi trường thạch. Đó là những dòng hoặc hỗn hợp dòng được phân lập từ men
bánh ra hoặc ở nước ngoài mang về thuộc loài Saccharomyces cerevisiae. Khi sử
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.