Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men và PH đến quá trình sản xuất rượu vang thốt nốt từ nguồn nấm men phân lập
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.77 MB, 64 trang )
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
PHAN THANH NHÀN
KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ
NẤM MEN VÀ pH ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
RƯỢU VANG THỐT NỐT TỪ NGUỒN
NẤM MEN PHÂN LẬP
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Giáo viên hướng dẫn
PGs.TS. Nguyễn Minh Thủy
Cần Thơ – 2010
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang i
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Luận văn đính kèm theo đây, với tên đề tài “ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ
NẤM MEN VÀ pH ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG THỐT NỐT TỪ
NGUỒN NẤM MEN PHÂN LẬP ”, do sinh viên Phan Thanh Nhàn thực hiện và báo cáo
đã được hội đồng chấm luận văn thông qua.
Giáo viên hướng dẫn
Giáo viên phản biện
PGs.TS. Nguyễn Minh Thủy
Cần Thơ, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Chủ tịch hội đồng
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang ii
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của giáo viên hướng dẫn Cô Nguyễn
Minh Thủy và chính tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong đề tài là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây.
Cần Thơ, ngày 10 tháng 12 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Phan Thanh Nhàn
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang i
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LỜI CẢM ƠN
Trãi qua gần 4 năm học tập dưới mái trường Đại Học Cần Thơ và hơn 12 tuần thực
hiện đề tài tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Khoa
Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Tất cả thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã truyền đạt kiến thức cho em
trong thời gian em học tại trường.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cô Nguyễn Minh Thủy, đã tận tình
hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, bổ ích cho em trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Các anh chị quản lý phòng thí nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em
trong quá trình thực hiện đề tài.
Các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 33 đã giúp đỡ em trong thời gian học tại
trường và đóng gớp ý kiến quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng cũng là lời cảm ơn đến cha mẹ, những người đã tạo mọi điều kiện cho
em để có được thành quả này.
Do thời gian thực hiện đề tài còn hạn chế, quá trình thực hiện đề tài còn gặp nhiều
khó khăn do đó không thể tránh khởi thiếu sót. Em xin chân thành đón nhận những
ý kiến đóng góp của thầy cô cũng như tất cả các bạn.
Kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc.
Xin chân thành cảm ơn!
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang ii
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TÓM LƯỢC
Nhằm mục đích tận dụng nguồn nước thốt nốt thu hoạch ở Tịnh Biên, tỉnh An
Giang để xây dựng quy trình sản xuất rượu vang thốt nốt chất lượng cao, các nghiên
cứu được thực hiện trên cơ sở khảo sát ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập
(10 1106 CFU/ml) và chế độ pH thích hợp (3,5: 4,0: 4,5). Kết quả nghiên cứu cho
thấy nước thốt nốt khi sử dụng mật số nấm men bổ sung 103 CFU/ml chế độ pH 4,0
và oBrix = 24 thì sản phẩm rượu vang có chất lượng tốt nhất (hàm lượng ethanol
cao, tất cả các chỉ tiêu khác về hàm lượng đường sót, acid tổng, ester, SO2 và
methanol điều đảm bảo đạt tiêu chuẩn Việt Nam). Đồng thời các mẫu rượu thốt nốt
lên men đối với dòng nấm men phân lập (Saccharomyces, Hanseniaspora và
Candida) cho loại rượu cho chất lượng tốt hơn (về tất cả các chỉ tiêu) so với dòng
nấm men thị trường (Saccharomyes cerevisiae).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang iii
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN…………………………………………………………………...i
LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………....ii
TÓM LƯỢC………………………………………………………………………..iii
MỤC LỤC………………………………………………………………………….iv
DANH SÁCH HÌNH……………………………………………………………………...vii
DANH SÁCH BẢNG…………………………………………………………………….viii
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu ............................................................................................................. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................... 2
2.1 Sơ lược về thốt nốt................................................................................................ 2
2.1.1 Phân loại khoa học .................................................................................... 2
2.1.2 Đặc điểm thực vật ..................................................................................... 2
2.1.3 Phương cách sử dụng ................................................................................ 2
2.1.4 Thu hoạch và lợi ích kinh tế của thốt nốt ................................................... 3
2.1.5 Thành phần hóa học của thốt nốt............................................................... 4
2.2 Sơ lược về nấm men ............................................................................................. 4
2.2.1 Hình thái và kích thước tế bào nấm men .................................................... 4
2.2.1.1 Hình thái tế bào nấm men ......................................................................... 4
2.2.1.2 Kích thước tế bào nấm men ...................................................................... 5
2.2.2 Những giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang ................... 5
2.2.2.1 Saccharomyces vini ................................................................................... 5
2.2.2.2 Saccharomyces uracum ............................................................................. 6
2.2.2.3 Saccharomyces ovifromis .......................................................................... 6
2.2.3 Những yêu cầu của nấm men được lựa chọn cho sản xuất ......................... 6
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men ................................... 7
2.2.4.1 Ảnh hưởng của oxy .................................................................................... 7
2.2.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................ 8
2.2.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ đường ................................................................. 8
2.2.4.4 Ảnh hưởng của pH ..................................................................................... 8
2.2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ rượu sinh ra ...................................................... 9
2.2.4.6 Ảnh hưởng của Nitơ................................................................................... 9
2.2.5 Các vi khuẩn có hại cho nấm men ............................................................. 9
2.2.5.1 Vi khuẩn lactic ......................................................................................... 10
2.2.5.2 Vi khuẩn acetic......................................................................................... 10
2.2.5.3 Vi khuẩn butylic và các loại vi sinh vật khác ......................................... 10
2.3 Tóm tắt quá trình phân lập nấm men ................................................................. 11
2.3.1 Thu hoạch nước thốt nốt .......................................................................... 11
2.3.2 Quá trình phân lập nấm men từ nước thốt nốt ......................................... 11
2.4 Sơ lược về quá trình lên men rượu .................................................................... 12
2.4.1 Cơ chế của quá trình lên men rượu ......................................................... 12
2.4.2 Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu ......... 13
2.4.2.1 Sự tạo thành acid ..................................................................................... 13
2.4.2.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử ............................................................... 13
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang iv
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.4.2.3 Sự tạo thành ester .................................................................................... 13
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 15
3.1 Phương tiện nghiên cứu ...................................................................................... 15
3.1.1 Nguyên vật liệu........................................................................................ 15
3.1.2 Hóa chất sử dụng .................................................................................... 15
3.1.3 Dụng cụ, thiết bị ...................................................................................... 16
3.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 17
3.2.1 Bố trí thí nghiệm...................................................................................... 17
3.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng của mật số nấm men từ nguồn phân lập và pH
đến quá trình sản xuất rượu vang thốt nốt ........................................................ 17
3.2.2.1 Mục Đích .................................................................................................. 17
3.2.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu ............................................................................... 17
3.2.2.3 Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 18
3.2.2.4 Phương pháp thực hiện ........................................................................... 19
3.2.2.5 Các chỉ tiêu phân tích .............................................................................. 20
3.2.2.6 Ghi nhận kết quả ...................................................................................... 20
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 21
4.1 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng
ethanol sinh ra ........................................................................................................... 21
4.2 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng
đường sót ................................................................................................................... 22
4.3 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng acid
tổng số ........................................................................................................................ 25
4.4 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng
ester..................................................................................................................................26
4.5 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng
SO2...................................................................................................................................28
4.6 Kết quả ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập và pH đến hàm lượng
methanol .................................................................................................................... 30
4.7 So sánh sự khác nhau giữa hai dòng nấm men phân lập và nấm men thị
trường..............................................................................................................................31
4.7.1 Kết quả nghiên cứu đối với dòng nấm men phân lập ............................... 31
4.7.2 Kết quả nghiên cứu đối với dòng nấm men thị trường ............................. 32
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................... 35
5.1 Kết luận ............................................................................................................... 35
5.2 Đề nghị ................................................................................................................ 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 36
Tài liệu tiếng việt ...................................................................................................... 36
Tài liệu tiếng Anh ..................................................................................................... 36
Tài liệu trên internet.................................................................................................. 36
PHỤ LỤC……………………………………………………………………………x
PHỤ LỤC 1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU LÝ HÓA HỌC ..... x
1.Phương pháp phân tích thành phần nguyên liệu ............................................... x
1.1 Xác định tổng chất khô hòa tan ...................................................................... x
1.4 Xác định pH...................................................................................................... x
2. Xác định hàm lượng đường trong thực phẩm theo phương pháp Bertrand ...... x
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang v
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Phương pháp xác định hàm lượng rượu ........................................................ xii
4. Xác định hàm lượng acid .............................................................................. xii
5. Xác định hàm lượng ester ............................................................................ xiii
6. Xác định hàm lượng SO2 ............................................................................. xiii
7. Xác định hàm lượng methanol..................................................................... xiv
PHỤ LỤC 2: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG VIỆT NAM
(TCVN 7045:2002) ................................................................................................. xvii
PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ ......................................... xviii
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang vi
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Cây thốt nốt……………………………………………………………….2
Hình 2.2 Sản phẩm đường thốt nốt .......................................................................... 3
Hình 2.3. Hình thái tế bào nấm men ........................................................................ 5
Hình 3.1 Nguyên liệu nước thốt nốt ....................................................................... 15
Hình 3.2 Thiết bị sử dụng cho quá trình nghiên cứu .............................................. 16
Hình 3.3 Quy trình chế biến rượu vang thốt nốt tổng quát ..................................... 17
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí khảo sát yếu tố ảnh hưởng của mật số nấm men từ nguồn phân
lập và pH đến quá trình sản xuất rượu vang thốt nốt. ............................................. 19
Hình 4.1. Hàm lượng ethanol của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và pH
của dịch lên men……………………………………………………………………22
Hình 4.2. Hàm lượng đường sót (g/l)của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập
và pH của dịch lên men…………………………………………………………….24
Hình 4.3. Hàm lượng acid tổng số (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân
lập và pH của dịch lên men .................................................................................... 26
Hình 4.4. Hàm lượng ester (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và
pH của dịch lên men………………………………………………………………..27
Hình 4.5. Hàm lượng SO2 (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và
pHcủa dịch lên men………………………………………………………………...29
Hình 4.6. Hàm lượng methanol %(v/v) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân
lập và pH của dịch lên men .................................................................................... 31
Hình 4.7. So sánh sự khác nhau về hàm lượng ethanol %(v/v) sinh ra của rượu lên
men từ nấm men phân lập và nấm men thị trường. ................................................ 32
Hình 4.8. So sánh sự khác nhau về hàm lượng methanol %(v/v) của rượu lên men từ
nấm men phân lập và nấm men thị trường. ............................................................ 33
Hình 4.9. So sánh sự khác nhau về các chỉ tiêu phân tích của rượu lên men từ nấm
men phân lập và nấm men thị trường. .................................................................... 33
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang vii
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của 100ml nước thốt nốt.......................................... 4
Bảng 4.1. Hàm lượng ethanol %(v/v) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập
và pH……………………………………………………………………………….21
Bảng 4.2. Hàm lượng đường sót (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập
và pH……………………………………………………………………………….23
Bảng 4.3. Hàm lượng acid tổng số (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân
lập và pH…………………………………………………………………………...25
Bảng 4.4. Hàm lượng ester (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và
pH …………………………………………………………….................................27
Bảng 4.5. Hàm lượng SO2 (g/l) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân lập và pH
……………………………………………………………………………………...28
Bảng 4.6. Hàm lượng methanol %(v/v) của sản phẩm ở các mật số nấm men phân
lập và pH…………………………………………………………………………...30
Bảng 4.7. So sánh sự khác nhau về các chỉ tiêu phân tích của rượu lên men từ nấm
men phân lập và nấm men thị trường. .................................................................... 32
Bảng 1. Bảng quy đổi ra hàm lượng đường nghịch chuyển theo số ml dung dịch
đường chuẩn………………………………………………………………………..xii
Bảng 2. Bảng tiêu chuẩn chất lượng rượu vang Việt Nam (TCVN 7045:2002) .... xvii
Bảng 3. LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH
đến hàm lượng ethanol ............................................................................................. xviii
Bảng 4. LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng ethanol giữa các mẫu ......... xviii
Bảng 5. LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH
đến hàm lượng đường sót ............................................................................................ xix
Bảng 6.LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng đường sót giữa các mẫu........ xix
Bảng 7.LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH đến
hàm lượng acid tổng số................................................................................................. xx
Bảng 8. LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng acid tổng số giữa các mẫu .... xx
Bảng 9. LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH
đến hàm lượng ester ..................................................................................................... xxi
Bảng 10. LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng ester giữa các mẫu ............. xxi
Bảng 11. LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH
đến hàm lượng SO2 .....................................................................................................xxii
Bảng 12. LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng SO2 giữa các mẫu .............. xxii
Bảng 13. LSD Phân tích phương sai ảnh hưởng của mật số nấm men phân lập, pH
đến hàm lượng methanol .......................................................................................... xxiii
Bảng 14. LSD phân tích sự khác nhau về hàm lượng methanol giữa các mẫu..... xxiv
Bảng 15. LSD khác nhau về hàm lượng ethanol %(v/v) sinh ra của rượu lên men từ
nấm men phân lập và nấm men thị trường. .............................................................. xxiv
Bảng 16. LSD khác nhau về hàm lượng đường sót (g/l) của rượu lên men từ nấm
men phân lập và nấm men thị trường. ....................................................................... xxv
Bảng 17. LSD khác nhau về hàm lượng acid (g/l) của rượu lên men từ nấm men
phân lập và nấm men thị trường. ............................................................................... xxv
Bảng 18. LSD khác nhau về hàm lượng ester (g/l) của rượu lên men từ nấm men
phân lập và nấm men thị trường. ............................................................................... xxv
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang viii
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bảng 19. LSD khác nhau về hàm lượng SO2 (g/l) của rượu lên men từ nấm men
phân lập và nấm men thị trường. ............................................................................... xxv
Bảng 20. LSD khác nhau về hàm lượng methanol (g/l) của rượu lên men từ nấm
men phân lập và nấm men thị trường. ...................................................................... xxvi
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang ix
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu
Rượu vang là một loại nước uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon,
và có lợi cho sức khỏe con người khi sử dụng một cách đều độ với liều lượng thích
hợp. Nguồn nguyên liệu cho chế biến rượu vang chủ yếu là các loại trái cây nhưng
để đa dạng hóa sản phẩm rượu vang trong nước, ngoài trái cây người ta đã phát hiện
ra một loại nước có giá trị dinh dưỡng cao và đủ tiêu chuẩn làm rượu vang như
nước thốt nốt.
Ở nước ta, thốt nốt mọc và được trồng ở các tỉnh khu vực Nam Bộ giáp với
Campuchia. Riêng vùng Thất Sơn - An Giang người dân trồng và khai thác thốt nốt
nhằm mang lại thu nhập hằng ngày. Nước thốt nốt thì có vị chua ngọt dùng làm
nước uống giải khát, dùng để nấu đường, chất lượng đường khác nhau tùy thuộc vào
công nghệ chế biến của từng hộ dân.
Bên cạnh đó, nước thốt nốt còn được làm rượu, loại rượu này được lên men chủ yếu
theo phương pháp truyền thống, lên men tự nhiên nên chất lượng rượu rất kém và
không thể bảo quản trong một thời gian dài.
Các sản phẩm từ nước thốt nốt còn khá ít và phần lớn được chế biến theo phương
pháp thủ công nên mất nhiều thời gian đã gây ra tổn thất rất lớn và sản phẩm làm ra
vẫn chưa đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng.
Như vậy nghiên cứu chế biến đa dạng hóa sản phẩm từ thốt nốt là góp phần mang
lại hiệu quả kinh tế cho tỉnh An Giang nói riêng và cho khu vực nói chung, làm gia
tăng giá trị sử dụng và nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng thực phẩm từ thốt nốt ngày
càng cao đồng thời còn có thể bảo tồn được nguồn lợi từ thiên nhiên của thốt nốt.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xác định mật số nấm men phân lập và pH thích hợp cho quá trình sản xuất rượu
vang thốt nốt.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 1
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về thốt nốt
2.1.1 Phân loại khoa học
Giới (regnum): Plantae
Ngành (divisio): Angiospermae
Lớp (class): Monocots
Bộ (ordo): Arecales
Họ (familia): Arecaceae
Chi (genus): Borassus L
Loài (species): flabellifer
Hình 2.1: Cây thốt nốt
(Nguồn: )
Tên hai phần: Borassus flabellifer
Thốt nốt (hình 2.1) có danh pháp khoa học là Borassus flabellifer L, thuộc họ cau
(Arecaceae) - thốt nốt châu Á (miền nam châu Á) còn gọi đơn giản là thốt nốt (Ấn
Độ, Sri Lanka, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam, Malaysia, New Guinea).
Tên gọi thốt nốt trong tiếng Việt có nguồn gốc từ tiếng Khmer th'not. Đây là loài
cây biểu tượng không chính thức của Campuchia.
Hai loài thốt nốt là Borassus madagascariensis và Borassus sambiranensis được
liệt kê trong sách đỏ IUCN là dễ thương tổn và đang nguy cấp.
2.1.2 Đặc điểm thực vật
Thốt nốt là các loại cây thân cau/dừa cao thẳng đứng, có thể cao tới 30m. Lá dài,
hình chân vịt, dài 23m. Các lá chét dài 0,61,2m. Cuống lá (mo) mở rộng. Hoa
nhỏ, mọc thành cụm dày đặc, thuộc loại đơn tính khác gốc. Hoa đực nhỏ, có 3 lá
đài, 3 cánh rời xếp lợp, 6 nhị ngắn, bao phấn 2 ô. Hoa cái to, gốc có lá bắc, đài và
tràng rời, bầu hình cầu, có 34 ô, 3 đầu nhị cong. Quả lớn màu nâu hoặc nâu hạt dẻ
hình dạng hơi tròn với 3 hạch, hạt thuôn chia 3 chùy ở đỉnh.
2.1.3 Phương cách sử dụng
Các loài thốt nốt có tầm quan trọng kinh tế đáng kể và được trồng rộng rãi trong các
khu vực nhiệt đới.
Cây thốt nốt là một trong những cây có tầm quan trọng nhất của Ấn Độ từ rất lâu,
tại đây người ta sử dụng thốt nốt theo trên 800 kiểu khác nhau. Lá của nó được
dùng làm mái che, thảm, giỏ, quạt, mũ, ô dù, cũng như làm vật liệu như giấy để
viết.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 2
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Các cuống (bẹ) lá cũng có thể dùng làm hàng rào và có thể lấy ra sợi rắn chắc phù
hợp cho việc làm thừng, chão hay chổi. Gỗ màu đen là loại gỗ cứng, nặng và bền,
có giá trị trong xây dựng.
Từ cây này người ta cũng tạo ra nhiều loại thức ăn. Các cây non được đem nấu
nướng như là một loại rau hoặc nghiền, giã hay nướng để làm thức ăn. Quả ăn dưới
dạng tươi hay nướng, người ta còn ăn cả các hạt non tựa như thạch. Dịch ngọt có
thể thu được từ các bông mo non (kể cả hoa đực lẫn hoa cái). Nó được dùng lên
men để làm một loại đồ uống, gọi là rượu arac, hoặc được cô đặc để sản xuất một
loại đường thô gọi là đường thốt nốt. Tại Indonesia người ta gọi nó là Gula Java
(đường Java) và được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực của người dân Java. Ngoài ra,
nhựa từ thân cây cũng được dùng làm “một loại thuốc nhuận tràng”. Các giá trị y
học cũng đã được quy cho các phần khác của cây ( />2.1.4 Thu hoạch và lợi ích kinh tế của thốt nốt
Thốt nốt được trồng tối thiểu 1520 năm mới bắt đầu thu hoạch, khi thu hoạch thốt
nốt phải dùng cây tre gai đực buộc cặp vào thân cây làm điểm tựa (cây đài) mới có
thể leo lên tới ngọn (một cây thốt nốt phải sử dụng 23 cây đài nối với nhau). Dụng
cụ đựng nước thốt nốt thu hoạch được làm bằng ống tre hay ống nhựa. Mỗi cây thốt
nốt có thể cho từ 1015 lít nước/ngày.
Ngoài thu hái trái để chế biến đường thốt nốt (hình 2.2) và thạch thốt nốt, người ta
còn tận dụng các nguồn nguyên liệu từ lá, gỗ…Để sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ
như làm tranh, thảm, giỏ, quạt, mũ, gỗ gia dụng...
Hình 2.2 Sản phẩm đường thốt nốt
(Nguồn: )
Ở Việt Nam thốt nốt mọc và được trồng ở các tỉnh khu vực Nam Bộ giáp với
Campuchia. Riêng vùng núi Thất Sơn, An Giang hiện có hơn 100.000 cây thốt nốt
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 3
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
trồng tập trung ở các huyện Tri Tôn, Tịnh Biên, trong đó có gần 60.000 cây đang
trong thời kỳ cho thu hoạch trái, nước thốt nốt. Theo thống kê của ngành công
nghiệp An Giang, mỗi năm rừng thốt nốt ở An Giang cung cấp khoảng 5.600 tấn
đường, trị giá khoảng 56 tỉ đồng. Nếu triệt hạ rừng thốt nốt đang cho thu hoạch để
bán gỗ thì chỉ thu được 24 tỉ đồng ( />2.1.5 Thành phần hóa học của thốt nốt
Thành phần hóa học của thốt nốt được thể hiện ở bảng 2.1.
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của 100ml nước thốt nốt
Thành phần hóa học
Nitrogen
Protein
Đường khử
Chất khoáng
Phosphor
Sắt
Vitamine B1
Vitamine C
Hàm lượng (mg)
56
350
960
540
140
400
3,9
13,25
(Nguồn: Hoàng Xuân Phương, 2004)
2.2 Sơ lược về nấm men
2.2.1. Hình thái và kích thước tế bào nấm men
Nấm men (the yeast) là cơ thể đơn bào phân bố rộng ở khắp nơi, đặc biệt chúng có
mặt nhiều trong đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả. Ngoài ra, chúng còn hiện
diện trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và cả nơi sản xuất rượu
vang.
2.2.1.1. Hình thái tế bào nấm men
Nấm men thường có hình dáng khác nhau như hình cầu, hình elip, hình bầu dục và
cả hình dài. Một số loài nấm men có tế bào hình dài nối với nhau thành những sợi
gọi là khuẩn ty (mycelium) hay khuẩn ty giả (pseudomycelium). Hiện tượng này
thường thấy ở các loài Endomyces, Endomycopsis, Candida, Trichoporon. Một số
hình thái của nấm men được trình bày ở hình 2.3.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 4
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
(a) Tế bào hình cầu
(c) Tế bào hình bầu dục
(b) Tế bào hình elip
(d) Tế bào hình sợi
Hình 2.3. Hình thái tế bào nấm men
( />
2.2.1.2. Kích thước tế bào nấm men
Tế bào nấm men thường có kích thước lớn gấp từ 510 lần tế bào vi khuẩn. Kích
thước trung bình của tế bào nấm men như sau:
Chiều dài từ 910m; chiều rộng từ 27m
Kích thước của tế bào nấm men thay đổi theo điều kiện môi trường nuôi cấy, theo
tuổi sinh lý của tế bào (Nguyễn Đức Lượng, 2006).
2.2.2 Những giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang
2.2.2.1 Saccharomyces vini
Nấm men này phổ biến trong lên men nước quả, chiếm 80% tổng số có trong nước
quả lên men, khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng chủng: các tế bào dạng
bụi hoặc dạng bông.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 5
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Nguồn carbon của nấm men này là đường, cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh
trưởng là acid pantotenic, acid biotin, mezoinozit, thiamin.
Đa số các tế bào loại này hình oval, có kích thức từ 312µm, sinh sản theo lối nẩy
chồi và tạo bào tử. Saccharomyces vini sinh ra enzyme invertase có khả năng khử
đường saccharose thành fructose và glucose. Chủng này lên men chỉ đạt 8 đến 10%
hàm lượng rượu theo thể tích. Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces vini kết
lắng nhanh và làm trong rượu (Lương Đức Phẩm, 2006).
2.2.2.2 Saccharomyces uracum
Men này được tách ra từ nước nho, rượu và nước quả lên men tự nhiên, về hình thái
nó không khác với các loại men khác. Khả năng sinh bào tử khá mạnh trong môi
trường thạch malt. Các chủng của loại có thể lên men đến 1213 độ cồn (Lương
Đức Phẩm, 2006).
2.2.2.3 Saccharomyces ovifromis
Được tách ra từ nước quả nho lên men tự niên, những loại nấm men này ít hơn so
với Saccharomyces vini. Giống này có khả năng chịu được cồn cao, lên men và có
thể tạo thành 18 độ cồn.
Trong quá trình lên men. Giống này tạo thành trong dịch quả.
Saccharomyces ovifromis lên men được glucose, saccharose, maltose và 1/3
raffinose, không lên men được lactose và pentose. Nhìn chung, hai giống men rượu
vang Saccharomyces ovifromis và Saccharomyces vini, được dùng nhiều trong sản
xuất. Nhiệt độ thích hợp 1215oC, ở 35oC sự sinh sản của nó bị ức chế, ở 40 oC sự
sinh sản của nó dừng hoàn toàn, ở nhiệt độ thấp hơn 16oC sinh sản và lên men bị
kéo dài. Các điều khiện hóa lý, thành phần chất lượng dịch quả cũng như pH của
môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sống của nấm men (Lương Đức
Phẩm, 2006).
Nhiều nghiên cứu cho thấy các chi, giống, loài của nấm men khác nhau thì khác
nhau về: tốc độ sinh trưởng, hoạt lực lên men, khả năng tạo cồn, chịu nóng, chịu
lạnh, khả năng chịu cồn cao cũng như khả năng sinh các sản phẩm lên men thứ cấp
ảnh hưởng đến hương vị của rượu vang.
2.2.3 Những yêu cầu của nấm men được lựa chọn cho sản xuất
Hương vị đặc trưng của từng loại rượu sẽ phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính của
nguyên liệu và quy mô công nghệ đồng thời nó còn phụ thuộc vào chủng nấm men
được sử dụng cho lên men. Nấm men được phân lập và sử dụng cho sản xuất phải
đạt một số yêu cầu sau:
Có hoạt lực lên men cao đối với nước quả
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 6
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn
Khả năng kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh
Chịu được độ cồn cao, acid của môi trường cũng như các chất sát trùng
Tạo được rượu thơm ngon tinh khiết
Hiện nay phương pháp lên men rượu vang tự nhiên không còn được ưa chuộng nữa
vì quá trình lên men tự nhiên khó kiểm soát và hiệu suất rượu thường không cao.
Phổ biến hiện nay trong lên men vang thường sử dụng các giống thuần chủng để
tiến hành lên men. Nước quả sau khi điều chỉnh pH, độ đường thường được xử lý
bằng SO2 để tiêu diệt các vi sinh vật tồn tại trong nó và sau đó tiến hành bổ sung
các giống nấm men đã được phân lập thành giống thuần chủng để lên men.
Phương pháp sản xuất rượu vang từ những chủng men thuần khiết đang có nhiều
triển vọng vì:
Thời gian lên men nhanh
Quá trình lên men không bị ngừng lại giữa chừng
Hàm lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để
Nồng độ cồn thu được trong lên men từ các giống thuần chủng thường cao
hơn lên men tự nhiên từ 0,11 o.
Vang sáng màu nhanh hơn và có thể cho hương vị thanh khiết hơn.
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men
2.2.4.1 Ảnh hưởng của oxy
Các nấm men dùng trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces chúng là
nhóm những vi sinh vậy kỵ khí tùy tiện. Trong điều kiện môi trường đủ oxy, nấm
men phân hủy đường dùng làm nguồn năng lượng phát triển tế bào và tăng sinh
khối. Ngược lại trong điều kiện môi trường thiếu oxy hoặc không có mặt oxy (kỵ
khí) thì chúng sẽ sử dụng phần oxy hòa tan trong môi trường để sinh trưởng nhưng
chủ yếu là sẽ chuyển từ hoạt động hô hấp sang lên men kỵ khí và sản phẩm tạo
thành sẽ là ethanol và CO2.
Vì vậy trong giai đoạn đầu của quá trình lên men lượng oxy được yêu cầu rất cao để
cho nấm men phát triển sinh khối tăng mật số lên đủ lượng tế bào cần thiết cho quá
trình lên men yếm khí ở giai đoạn sau. Do đó giai đoạn nhân giống (làm nước cái
men) để cấy vào dịch quả phải cung cấp đủ oxy bằng cách lắc đều hoặc sục khí.
Oxy rất cần thiết cho quá trình lên men, nhưng việc tăng oxy chỉ có ích ở giai đoạn
đầu của quá trình lên men. Khi nấm men đã hoạt động yếu, lượng cồn ethylic sinh
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 7
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ra đã nhiều, một số chất vi lượng đã sử dụng hết thì dù có cung cấp thêm oxy nấm
men cũng không thể tái sinh sản mạnh và quá trình lên men cũng không thể nhanh
hơn được.
2.2.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ lên men ảnh hưởng đến đời sống của nấm men, đến quá trình lên men và
chất lượng của sản phẩm. Nấm men khá bền ở nhiệt độ thấp nhưng rất nhạy cảm với
nhiệt độ cao. Trong môi trường lỏng nhiệt độ 4050oC nấm men ngừng họat động
và sẽ bị chết ở nhiệt độ 6065 oC trong 5 phút. Trong môi trường khô khả năng chịu
nhiệt của chúng tốt hơn.
Khoảng nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 1525 oC, ở nhiệt độ thấp hơn
hoạt động của nấm men chậm hơn và yếu hơn, lượng đường còn lại sau lên men
nhiều. Nhiệt độ lên men cao thì thời gian lên men ngắn độ cồn sinh ra thấp, hương
vị sản phẩm không tốt do có quá nhiều sản phẩm bậc hai sinh ra. Khi nhiệt độ trên
36oC thì nấm men bắt đầu bị ức chế và đến 40oC thì nấm men ngừng hoạt động. Do
đó cần kiểm soát nhiệt độ trong suốt quá trình lên men không để vượt quá 36oC.
(Bùi Ái, 2003).
2.2.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ đường
Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đồng đều và ít cho quá trình lên
men, do đó người ta thường bổ sung thêm đường saccharose vào dịch quả trước khi
tiến hành lên men. Đường cung cấp năng lượng và carbon cho nấm men hoạt động.
Đường saccharose là thích hợp nhất vì tất cả các loại nấm men đều đồng hóa được.
Mật số đường cao thì độ cồn trong rượu vang càng cao do đó bổ sung đường vào
dịch quả lên men trong sản xuất rượu vang là biện pháp phổ biến nhất. Nhưng cần
chú ý lượng đường bổ sung phải nằm trong giới hạn cho phép thích hợp cho sự hoạt
động của nấm men:
+ Dịch lên men có hàm lượng đường từ 1025% thì quá trình lên men vẫn diễn
ra bình thường.
+ Hàm lượng đường trong dịch lên men vượt quá 25% thì quá trình lên men
diễn ra chậm lại và khó khăn hơn.
+ Hàm lượng đường trong dịch lên men đến 35% thì quá trình lên men diễn ra
rất yếu và chậm chạp.
2.2.4.4 Ảnh hưởng của pH
Nấm men chỉ hoạt động tốt trong một khoảng pH nhất định, pH tối thích cho nấm
men hoạt động là từ 46. Các dịch quả thường có pH từ 2,83,8 đây không phải là
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 8
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
vùng pH tối thích cho nấm men hoạt động nhưng nó vẫn có thể hoạt động tốt còn vi
khuẩn trong khoảng pH này đã bị ức chế. Do đó trong sản xuất rượu vang người ta
thường chuẩn bị môi trường nước quả từ 34,2 ở khoảng pH này vừa ức chế được
vi khuẩn có hại vừa không cản trở hoạt động của nấm men. Hoặc nếu vì nhiều điều
kiện khác không thuận lợi như thiếu oxy hoặc nhiệt độ quá cao làm nấm men ngừng
hoạt động thì rượu cũng không bị vi khuẩn gây hại (Lương Đức Phẩm, 1998).
2.2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ rượu sinh ra
Quá trình nuôi cấy nấm men chủ yếu là tạo điều kiện thích hợp cho nấm men phát
triển sinh khối, đạt số lượng theo yêu cầu. Song nấm men cũng thực hiện một quá
trình lên men rượu đáng kể. Thường trong dịch nấm men có 46% rượu. Nồng độ
rượu sinh ra có ảnh hưởng xấu đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men.
Điều này còn phụ thuộc vào thời gian, môi trường nuôi cấy, số lượng tế bào nấm
men và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường nuôi cấy.
2.2.4.6 Ảnh hưởng của Nitơ
Đa số nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm men nhưng cũng tùy
thuộc vào loại quả và thời gian thu hoạch là đầu vụ hay cuối vụ mà trong nước quả
có thể cung cấp không đủ nguồn nitơ cho nấm men sinh trưởng. Do đó cần bổ sung
thêm nguồn nitơ cho nước quả. Trong trường hợp này người ta thường bổ sung
amon sulfat (NH4)2SO4, cũng có thể dùng dịch lên men tự phân cho thêm vào môi
trường. Nếu dịch lên men quá chua có thể thêm tartrat amon kali hay amon hydroxit
trung hòa bớt acid (Lương Đức Phẩm, 1998).
2.2.5 Các vi khuẩn có hại cho nấm men
Ngoài nấm men trong nước quả còn có nhiều loại vi khuẩn. Với nấm men chúng sẽ
tạo sự chuyển hóa có ích cho nước quả và quá trình làm rượu, còn vi khuẩn thường
tác động đến các thành phần của nước quả hoặc của rượu sinh ra và chuyển thành
các chất có hại cho rượu vang. Chẳng hạn vi khuẩn lactic phân hủy acid malic, acid
tartric, đường và glycerin làm cho rượu có vị chua, vị đắng, mùi hôi… Hay vi
khuẩn acetic chuyển cồn thành acid acetic và biến rượu thành giấm. Tuy nhiên vi
khuẩn lactic cũng có điểm có lợi đó là chúng lên men malolactic để làm giảm độ
chua của rượu giúp rượu dịu bớt đi.
Dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà còn
thuận lợi cho các vi sinh vật khác. Trong nước, trong không khí cũng như trong các
nguyên liệu tham gia vào thành phần môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật có
hại cho lên men rượu (Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng, 2000). Trong
điều kiện lên men thường gặp nhất các loại vi sinh vật sau đây:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 9
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.2.5.1 Vi khuẩn lactic
Đây là loài vi khuẩn yếm khí, chúng gồm hay loại: lactic điển hình và lactic không
điển hình. Lactic điển hình sẽ chuyển hóa đường thành sản phẩm duy nhất là acid
lactic.
C6H12O6
2CH3CH(OH) +18 kcal
Vi khuẩn lactic không điển hình sẽ sử dụng đường để chuyển thành acid lactic một
lượng đáng kể các chất khác như: alcol, acid acetic, carbonic, diacetyl và ceton. Các
sản phẩm phụ được tạo ra phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, độ pH, mức độ yếm
khí… nên sản phẩm tạo thành không ổn định.
Lactic điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 4951oC còn lactic không điển
hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 3738oC.
2.2.5.2 Vi khuẩn acetic
Đây là loại vi khuẩn háo khí không tạo thành bào tử, có nhiệt độ tối ưu trong
khoảng 2035oC, tối đa 42oC chúng phát triển tốt trong môi trường có alcol thấp,
oxy hóa alcol thành acid acetic.
C2H5OH + O2
CH3COOH + H2O + 116 kcal.
Trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid
gluconic. Ngoài ra chúng còn oxy hóa các alcol khác, ví dụ vi khuẩn lactic có thể
oxy hóa rượu butylic thành acid butyric.
CH3-CH2-CH2-CH2OH
CH3-CH2-CH2-COOH
Hay chuyển acol propylic thành acid propylic
CH3-CH2-CH2OH
CH3-CH2-CH2OH
Vi khuẩn acetic thường hoạt động trên bề mặt dịch lên men để lâu ngày, trong điều
kiện lên men rượu chúng ít có điều kiện phát triển vì vi khuẩn này rất hiếu khí.
2.2.5.3 Vi khuẩn butylic và các loại vi sinh vật khác
Nếu lấy dịch quả chưa lên men đem cấy trên các hộp đĩa petri, trong môi trường
thích hợp sẽ phát triển nhiều loại vi khuẩn có khả năng tạo bào tử. Chúng gồm vi
khuẩn butylic, aceton butylic, subtilis… Nhưng trong điều kiện lên men rượu tất cả
các loại vi khuẩn này đều không phát triển do pH tối thích của chúng đều nằm trong
môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. Vì vậy nhiễm khuẩn chủ yếu trong lên men
rượu là vi khuẩn lactic.
Nhìn chung, các loại vi khuẩn thường là có hại cho quá trình lên men rượu do đó
khi lên men rượu vang (nhất là lên men không xác quả) không có nhiều chất tanin
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 10
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
thì người ta thường tìm cách tiêu diệt vi khuẩn đi. Những biện pháp có thể là: điều
chỉnh pH thấp, sử dụng SO2 thanh trùng… nhằm mục đích tránh gây hư hỏng cho
rượu vang trong giai đoạn sau này.
2.3 Tóm tắt quá trình phân lập nấm men
2.3.1 Thu hoạch nước thốt nốt
Nước thốt nốt thu hoạch vào buổi sáng và buổi chiều với 3 điều kiện xử lý (không
xử lý, xử lý gỗ sến, xử lý metabisulfite sodium) ở huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang.
Sau khi thu hoạch, mẫu nước thốt nốt được tiến hành kiểm tra đánh giá chất lượng
tại ruộng, sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm tiến hành phân lập. Điều kiện tồn
trữ mẫu trong quá trình vận chuyển là 05 oC, đảm bảo nguyên liệu khi về đến
phòng thí nghiệm không bị biến đổi chất lượng.
2.3.2 Quá trình phân lập nấm men từ nước thốt nốt
Trước khi thực hiện phân lập nấm men tự nhiên từ nước thốt nốt, nguyên liệu sẽ
được kiểm tra lại lần nữa, thông qua các giá trị đo được như pH, hàm lượng chất
khô hòa tan trong nguyên liệu ta có thể xác định được sự biến đổi chất lượng của
nước thốt nốt trong quá trình vận chuyển.
Nguyên liệu có chất lượng tốt được tiến hành phân lập để tuyển chọn những dòng
nấm men tự nhiên có trong nguyên liệu này. Tại đây, các công đoạn ban đầu như
chuẩn bị môi trường nuôi cấy nấm men, dụng cụ phải được thanh trùng và chuẩn bị
kỹ càng, đảm bảo cho quá trình nuôi cấy và tuyển chọn các dòng nấm men được
thực hiện trong điều kiện thích hợp tối ưu nhất.
Sau 3 ngày nuôi cấy mẫu ở nhiệt độ 30oC có thể quan sát hình dạng khuẩn lạc mọc
trên môi trường thạch đĩa, lấy những khuẩn lạc khác nhau làm tiêu bản giọt ép trên
lam kính để quan sát tế bào nấm men và ghi nhận hình dạng bằng kính hiển vi.
Thông thường mẫu nước thốt nốt mới phân lập có các khuẩn lạc khác nhau trên môi
trường thạch đĩa và nhiều hình dạng tế bào nấm men. Do đó, phải tiếp tục cấy
chuyền những khuẩn lạc khác nhau trên đĩa môi trường, cho đến khi tạo được các
khuẩn lạc giống nhau trên cùng 1 đĩa (tạo được giống nấm men đồng nhất).
Sau thời gian phân lập thu được 21 dòng nấm men từ nước thốt nốt, cấy chuyền 21
dòng này vào 2 môi trường tổng hợp Sabouraud và MEA, theo dõi khả năng phát
triển của khuẩn lạc bằng cách đếm số lượng khuẩn lạc trên đĩa khi nuôi cấy cùng
một lượng mẫu ban đầu (số lượng khuẩn lạc dao động 30÷300/đĩa), và số lượng
nấm men/ml mẫu bằng buồng đếm thoma khi nuôi cấy trên môi trường dịch thể.
Kết quả 21 dòng nấm men phát triển tốt trong môi trường Sabouraud, với số lượng
khuẩn lạc và số lượng nấm men phát triển vượt trội. Sử dụng môi trường Sabouraud
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 11
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
để phân lập và bảo quản các giống nấm men trong môi trường ống thạch nghiêng,
nhiệt độ bảo quản 410oC, định kỳ cấy chuyền 2 tháng/lần.
Dựa vào khóa phân loại các giống nấm men, chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình
thái nấm men, quan sát tế bào nẩy chồi khi nuôi cấy trong môi trường lỏng cao
mạch nha – cao nấm men – glucose – pepton, quan sát sự hình thành bào tử nấm
men khi nuôi cấy trên môi trường nghèo dinh dưỡng thạch – agar, các đặc điểm sinh
lý như khả năng lên men đường và khả năng đồng hóa urea. Bước đầu xác định 21
dòng nấm men phân lập thuộc 3 giống nấm men Saccharomyces, Hanseniaspora và
Candida (Bùi Thị Thúy Ngân, 2010).
2.4 Sơ lược về quá trình lên men rượu
Lên men là quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của enzyme tương ứng gọi là chất
xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người ta chia
làm nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên, có hai hình thức lên men chính: lên
men yếm khí (kỵ khí) và lên men hiếu khí.
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ
chuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO2.
2.4.1 Cơ chế của quá trình lên men rượu
Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định. Tùy
theo phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào khác nhau. Thông thường
khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào trong một
ml dịch lên men. Do diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn nên khả năng hấp thụ
các chất dinh dưỡng mạnh. Đường và các chất dinh dưỡng khác trong môi trường
lên men trước tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó được khuếch tán vào
bên trong tế bào nấm men, rượu và CO2 sẽ được tạo thành.
Rượu ethylic tạo thành khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nấm
men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất mạnh vào trong môi
trường. CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn. Ở áp
suất 800 mmHg, nhiệt độ 2530oC thu được khoảng 0,8370,856 lít CO2/lít nước.
Vì thế CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh
chóng đạt được trạng thái bão hòa. Khi bão hòa CO2 bám xung quanh tế bào nấm
men hình thành những bọt khí. Tế bào nấm men thường dính liền với nhau, bọt khí
sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó có sự
chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi trên bề
mặt. Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ ra
làm cho khí CO2 phóng thích ra ngoài. Lúc này do khối lượng của tế bào nấm men
đủ lớn trở lại nên chúng sẽ bị chìm xuống. Quá trình diễn ra liên tục nên tế bào nấm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 12
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
men chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái chuyển động, làm gia tăng khả năng
tiếp xúc giữa các tế bào nấm men và môi trường điều này càng làm cho quá trình
trao đổi chất diễn ra nhanh hơn, mạnh mẽ hơn, khi đó sẽ làm gia tăng quá trình lên
men.
Khí CO2 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO2 làm tăng
khả năng lên men của nấm men. Kích thước vật liệu chế tạo của thiết bị lên men,
các chất hòa tan mang điện tích các vật lơ lửng khác hiện diện trong dịch lên men
khi lên men đều ảnh hưởng đến quá trình thoát khí CO2 nên cũng ảnh hưởng đến
quá trình lên men.
2.4.2 Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu
2.4.2.1 Sự tạo thành acid
Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acetic, lactic,
citric, pyrovic và succinic nhưng nhiều hơn cả là acetic và lactic.
* Acid acetic có thể được tạo thành từ phản ứng oxy hóa khử giữa hai aldehyde
acetic-một phân tử bị oxy hóa, phân tử thứ hai sẽ bị khử:
CH3CHO + CH3CHO + H2O = CH3COOH + C2H5OH
* Acid lactic được tạo bởi pyruvate dehydronase theo phản ứng:
CH3CO COOH + NADH2 = CH3CHOHCOOH + NAD
* Acid citric theo Lapphon được tạo từ aldehyde acetic phản ứng này được biểu
diễn tổng quát như sau:
9CH3CHO + 4H2O = (CH2COOH)2C(OH)COOH + 6C2H5OH
* Acid succinic được tạo thành có thể theo hai con đường: dehydro và trùng hợp hai
phân tử acid acetic với một aldehyde acetic:
2CH3-COOH + CH3CHO
COOHCH2COOH + C2H5OH
2.4.2.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử
Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên men
rượu là các rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai (gọi chung là alcol cao phân
tử). Các alcol này tuy ít nhưng lẫn vào cồn ethylic sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất
lượng sản phẩm. Đó là các alcol propylic, izoamylic, amylic,… hàm lượng của
chúng chỉ vào khoảng 0,40,5% so với cồn ethylic nhưng gây cho sản phẩm mùi
hôi khó chịu. Các alcol này có tên chung là dầu fusel và có mùi hôi khó chịu nên
gọi là dầu khét.
2.4.2.3 Sự tạo thành ester
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 13
Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2010
Trường Đại Học Cần Thơ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Song song với quá trình tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzym esterase của
nấm men, các acid và alcol sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo ra những ester tương ứng.
Có thể viết dưới dạng tổng quát sau:
R1CH2OH + R2COOH
R2COO-CH2R1 + H2O
Khi alcol ethylic kết hợp với acid acetic là sẽ nhận được ester ethylic hay acetate
ethyl:
C2H5OH + CH3COOH
CH2COOC2H5 + H2O
Sự tạo thành ester sẽ dễ dàng hơn khi các cấu tử tham gia phản ứng là các aldehyde:
R1CHO + R2CHO
R1COOCH2R2
Khi đó tất cả biến đổi của aldehyde sẽ được thực hiện mà không cần tiêu tốn năng
lượng.
Các aldehyde cũng có thể ngưng tụ với nhau để tạo ra chất mới, vừa chứa nhóm CHO vừa chứa nhóm -OH.
CH3CHO + CH3CHO = CH3CHOHCH2CHO
Khi tác dụng với alcol ethylic, aldehyde acetic sẽ biến thành dietylacetate:
CH3CHO + 2C2H5OH
CH3CH (OC2H5)2 + H2O
Dựa vào các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm cũng như trên thực tế sản
xuất, người ta nhận thấy rằng, lượng sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian tạo
thành trong các quá trình lên men phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, chúng thay đổi
theo nhiệt độ, pH, mức độ sục khí cũng như chủng giống nấm men và cả nguồn
nguyên liệu (Nguyễn Đình Thưởng, 2000).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng
Trang 14
