Nghiên cứu xây dựng một loại rượu trái cây từ bột ca cao (Theobroma cacao L. )

Nghiên cứu xây dựng một loại rượu
trái cây từ bột ca cao (Theobroma
cacao L. )
A. Giới thiệu
Cacao (Theobroma cacao L.) được biết
đến là một loại cây công nghiệp sử
dụng trong sản xuất sôcôla trên toàn
thế giới
Bột ca cao có thể dễ dàng lên men bằng
nấm men như Saccharomyces
cerevisiae để sản xuất rượu.
Saccharomyces cerevisiae đã được sử
dụng trong quá trình lên men từ hàng
ngàn năm về trước,từ những câu
chuyện lịch sử đầu tiên của công nghệ
sản xuất bia và rượu vang
B. Nội dung nghiên cứu quy trình sản xuất
rượu cacao
I. Nguyên liệu và phương pháp
1. Chủng nấm men
Ba chủng S. cerevisiae trước
đây đã được phân lập từ ca cao
lên men tự nhiên. Các chủng
thuộc phòng thí nghiệm Sinh lý
học vi khuẩn tại DBI / UFLA và
được hệ thống hóa là
•
CA116
•
CA1162
•

CA1183
Thí nghiệm lên men

Quá trình lên men hàng loạt đã được thực hiện trong
500 ml bình chứa, 450 ml dung dịch trung bình lên
men trái cây ( FFM) có chứa glucose 10,0 gL
-1
;
KH
2
PO
4
4,5 gL
-1
, ( NH
4
)
2
SO
4
3.0 gL
-1
; men chiết xuất
1,0 gL
-1
; MgSO
4
.7H2O 0,25 g gL
-1
và CaCl

2
0,25gL
1
;
ở pH 5.0 và để bột ca cao có được một nồng độ
đường cuối cùng của 200 gL
-1
và được bao phủ vô
trùng bởi nắp bông kỵ nước. Tác nhân gây bệnh
nấm men ban đầu là 1.0 x106 tế bào mL
-1
từ FFM .

Công nghệ được đánh giá về khả năng lên men của chúng
trong ba nhiệt độ khác nhau: 18, 22, 25
0
C.

Lắc bình nhẹ nhàng và các mẫu được thực hiện cho mật độ
quang học ( OD600 ), các phép đo khả năng tồn tại của vi sinh
vật, xác định lượng đường còn lại và phân tích hóa học. Quá
trình lên men được thực hiện ít nhất bốn lần . Sau 24 giờ khi
không có đường dư còn sót lại , môi trường nuôi cấy nổi (FFM)
và một số môi trường nuôi cấy mới đã được bổ sung vào các
tế bào. Thực hiện ba lần liên tiếp. Hạn chế thời gian tiêu thụ
đường tối đa. Tỷ lệ lên men được bắt nguồn từ thay đổi của
đường cong từ đồ thị quá trình lên men và thể hiện ở số g
đường tiêu thụ mỗi lít, mỗi ngày.
Xác định khả năng tồn tại nấm men


Đối với phép đo khả năng tồn tại , 100 µL môi
trường nuôi cấy có độ pha loãng thích hợp ( cấy
trong ba lần ) trên tấm YPD . Tấm được ủ ở 30
0
C
cho đến khi sự xuất hiện của các khuẩn lạc (1 - 3
ngày) , và số lượng các khuẩn lạc hình thành các
đơn vị trên mỗi ml của môi trường nuôi cấy. Khả
năng tồn tại tế bào nấm men dưới kính hiển vi được
đo bằng màu xanh methylen
Chỉ số phát triển của tế bào

Chỉ số phát triển của tế bào được định nghĩa như là
tổng số của tất cả các khuẩn lạc có thể nhìn thấy ,
được đo trong khoảng 300 tế bào sử dụng một kính
hiển vi. Biện pháp này đã được kiểm chứng là tốt chỉ
số để xác định tỷ lệ tăng sinh tế bào

Trọng lượng khô của tế bào trong 10µm mẫu nuôi
cấy (mL
-1
) được xác định bằng màng lọc 0,45 µm và
lò vi sóng ( 180 W ,ở 15 phút)
2. Nguyên liệu cacao

Để chuẩn bị cho quá trình lên men , bột ca
cao đã được rã đông ở nhiệt độ phòng .
Bột giấy ca cao đã có một lượng đường
trung bình là 16 0Brix và độ pH 3,2 .
Bột giấy ca cao được pha loãng với dung

dich để giảm độ đục và điều chỉnh nồng
độ đường 22 0 Brix .

CaCO
3
được thêm vào để tăng độ pH =
4.0.

Pectin enzyme. Nồng độ enzyme được sử
dụng theo khuyến cáo của Novo

SO
2
đã được thêm vào : lên đến 200 mg
K
2
S
2
O
5
mỗi lít , để ức chế vi khuẩn có hại.
Phương pháp lên men
1. Điều kiện lên men

Thí nghiệm lên men được thực hiện trong thùng thép không
gỉ 5L và 20 L. Nhiệt độ lên men xấp xỉ 22
0
C và không khuấy
động, được thực hiện ở bất kỳ giai đoạn nào của quá trình
lên men


Lựa chọn chủng S.cerevisiae

Tốc độ tối đa lên men đã được xác định bởi việc sản xuất tối
đa cồn và giảm lượng đường và sự lên men được coi là
hoàn thành khi mức độ Brix đã ổn định.

Việc sản xuất khí CO
2
đã được quan sát trong quá trình lên
men.

Mẫu đã được lấy tại các điểm được chỉ định và vi sinh học và
hóa học phân tích.
Lưu ý

Vào cuối quá trình lên men , những thùng được
chuyển từ 10
0
C trong thùng để hỗ trợ quá trình lắng
của vật liệu rắn từ bột ca cao. Sau 10 ngày ở trong
nhiệt độ này, việc cung cấp khí được thực hiện và
dịch lên men được ủ ở 10
0
C thêm 30 ngày . Sau
khoảng thời gian đó, việc thông thoáng khí đã được
thực hiện và rượu trái cây còn lại cho thêm 10 ngày
tại 10
0
C trước khi lọc. Rượu ca cao là sau đó được

lọc qua đất mùn và xenluloz. Nước giải khát đã được
lưu trữ tại 80C trong chai thủy tinh kín để tránh lối
oxy.
Phân tích hóa học
Phân tích hóa học thực hiện :
•
pH, mật độ , hàm lượng etanol , Độ chua , tính axit
tổng số , tổng số trích khô , hàm lượng SO
2
, được
xác định dựa theo phương pháp của Brasil
Chất nền và chất chuyển hóa

Rượu (ethanol và nhóm glycerol), axit hữu cơ (axit
axetic, axit lactic, axit malic, axit succinic, tartaric
acid và axit citric) và carbohydrate (glucoza, Sucroza
và fructoza) đã thu được từ các chất chiết xuất từ
bột cacao và được phân tích.

Phân tích được thực hiện với một hệ thống sắc ký
lỏng hiệu năng cao, được trang bị với một hệ thống
kép phát hiện bao gồm một Máy dò u.v. và một máy
dò chiết (RI), Một ion cột trừ Shimadzu hoạt động ở
nhiệt độ 40 ° C đã được sử dụng để đạt được sắc ký
tách
Đánh giá cảm quan

Các mẫu rượu được đánh giá bởi 50 viên ban hội thẩm , nam
và nữ có độ tuổi 18- 55 tuổi ( có thể là nhân viên và sinh viên
của trường Đại học UNILAVRAS và UFLA ) .


Các thành viên của hội thẩm định được lựa chọn để đánh giá
trên cơ sở mẫu nhỏ (<5g/L đường ), nước thanh vị , Tủ lạnh
(10
0
C ) lấy mẫu ngẫu nhiên từ 20-25 ml , được phân chia rõ
ràng ,ly 170 ml ; được đánh dấu bằng ba con số ngẫu nhiên
chữ số và được đựng trong các đĩa Petri nhựa . Nước cất đã
được dùng để thanh vị trong thời gian thử nghiệm. Việc đánh
giá được tiến hành ở nhiệt độ phòng của 20-22
0
C dưới ánh
sáng đầy đủ.
Kết quả đánh giá

Lựa chọn men
Ba chủng S. cerevisiae đã được lựa chọn vì chúng
hoạt động khác nhau trong quá trình lên men ở
phòng thí nghiệm và chúng được đánh giá liên quan
đến khả năng phát triển và lên men dưới từng nhiệt
độ khác nhau

Hình 1: Số tế bào sống của ba chủng nấm men Saccharomyces
cerevisiae ủ ở nhiệt độ 18, 22 và 25
0
C.

Ba chủng cho thấy rằng tăng trưởng khi ủ ở 18
0
C (Hình 1) .

Tốc độ tăng trưởng CA116 cao hơn của hai loại men khác và
số lượng đạt đến 1.8 x 10
8
tế bào mL
-1
sau 12 giờ phát triển.
Sau thời gian số lượng CA1162 giảm khoảng 26 % sau 48 giờ.
Các CA1162 thể phân lập gia tăng số lượng trong 12 giờ đầu
tiên nuôi cấy và sau đó nó vẫn gần như không đổi ở 108 tế bào
mL-1 (Hình 1) . Các CA1183 thể phân lập cho thấy 12 h thích
ứng (pha lag ) và sau đó bắt đầu phát triển với một tốc độ
chậm hơn so với hai chủng khác . Mặc dù tốc độ tăng chậm
hơn, CA1183thể phân lập đạt số lượng tối đa tương tự như
CA1162 , tức là khoảng 10
8
tế bào mL-1 (Hình 1)
II. Xây dựng đồ uống

Đặc tính hóa học của bột cacao
Bột ca cao được sử dụng trong quy trình này đã
được loại bỏ bằng quá trình cơ học và đặc trưng hóa
học trước khi bắt đầu quá trình lên men
Bảng 1: Kết quả ( có nghĩa là ± SE) của các hợp chất hóa học và giá trị pH, sản
xuất bởi ba chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men
tại nhiệt độ khác nhau trong môi trường FFM
Bảng 2: Đặc tính lý hoá của bột ca cao trưởng thành
Lên men rượu

Bột ca cao đã được xử lý để có được nguyên liệu
lên men mà từ đó các đồ uống có cồn được sản

xuất. Sơ đồ thể hiện trong hình 2 cho thấy các giai
đoạn khác nhau mà phải của quả đã được trình lên
cho đến khi sản phẩm cuối cùng
Hình 2: Biểu đồ lưu lượng của quá
trình sản xuất đồ uống có cồn từ
bột ca cao
Quá trình lên men
mất 50 ngày và sau
khi giai đoạn này,
rượu được lọc và
được lưu trữ trong
chai thủy tinh tại
4
0
C.
Phân tích hóa học của đồ uống
Bảng 3 Tập hợp các
hợp chất hữu cơ xác
định bằng HPLC và
GC ( axit , đường và
rượu ) trong các đồ
uống lên men từ bột ca
cao
Bảng 4: Giá trị phân tích được tìm thấy trong đồ
uống có cồn từ ca cao
Phân tích cảm quan của đồ uống

Sau khi phân tích hóa học , nước giải khát đã được
gửi để phân tích cảm quan để đánh giá sự chấp
nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm này

Bảng 5 Tần số và ghi chú trung bình cho các
thuộc tính của phân tích cảm quan