Nghiên cứu khả năng chế biến rượu vang từ nguyên liệu thanh long ruột đỏ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHAN PHƯƠNG VŨ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHẾ BIẾN RƯỢU VANG
TỪ NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08

Người hướng dẫn
ĐOÀN ANH DŨNG

NĂM 2011


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “Nghiên cứu khả năng chế biến rượu
vang từ nguyên liệu thanh long ruột đỏ” do Phan Phương Vũ thực hiện và báo
cáo, đã được hội đồng chấm luận văn thông qua.

Cán bộ hướng dẫn

Hội đồng phản biện

Đoàn Anh Dũng

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang i


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Em xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô, cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn
Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này, các
thầy cô đã tận tình và hỗ trợ đến mức có thể nhằm giúp em hoàn thành tốt luận văn
này.
Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Đoàn Anh Dũng đã tận tình
chỉ dạy, truyền đạt những kinh nghiệm quí báu trong suốt 10 tuần thực tập giúp em
hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng xin gởi đến quí Thầy Cô và tất cả ban bè lời chúc tốt đẹp nhất.
Sinh viên thực hiện

Phan Phương Vũ

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang ii


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................................... v
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................... vi
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................... vi
TÓM LƯỢC ................................................................................................................ viii
TÓM LƯỢC ................................................................................................................ viii
CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................... 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................................. 1
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU....................................................................... 2
2.1. NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ ........................................................ 2
2.1.1 Giới thiệu........................................................................................................ 2
2.1.2 Thành phần hóa học và tác dụng .................................................................. 3
2.2. NẤM MEN........................................................................................................... 3
2.2.1 Đặc tính chung của nấm men ........................................................................ 3
2.2.2 Sinh dưỡng của nấm men .............................................................................. 4
2.2.3 Các giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây............ 7
2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men................................................................. 8
2.3 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN............................................................. 9
2.4 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN .................................................... 10
2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN......................... 11
2.6 THÀNH PHẦN CỦA RƯỢU VANG................................................................. 12
2.7 SẢN PHẨM PHỤ VÀ SẢN PHẨM TRUNG GIAN CỦA QUÁ TRÌNH LÊN
MEN.......................................................................................................................... 13
2.7.1 Sự tạo thành acid ......................................................................................... 13

2.7.2 Sự tạo thành alcohol cao phân tử ................................................................ 14
2.7.3 Sự tạo thành ester và các sản phẩm phụ khác............................................ 14
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 16
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ........................................................................ 16
3.1.1 Địa điểm thí nghiệm và thời gian thực hiện ................................................ 16
3.1.2 Nguyên vật liệu............................................................................................. 16
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ ...................................................................................... 16
3.1.4 Hóa chất sử dụng ......................................................................................... 16
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 16
3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu............................................................... 16
3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ...................................................................................... 17
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng
khác nhau.............................................................................................................. 17
3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát của ảnh hưởng hàm lượng chất khô hòa tan trong
dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men ............................................ 18
3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng pH của dịch lên men đến quá trình lên
men........................................................................................................................ 20
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ THẢO LUẬN .................................................................... 22
4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU.............................. 22
4.2 THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN DỊCH QUẢ Ở CÁC TỈ
LỆ PHA LOÃNG KHÁC NHAU............................................................................. 22
4.2.1 Sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh
long khác nhau...................................................................................................... 23

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang iii


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

4.2.2 Sự thay đổi pH trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả
thanh long khác nhau ........................................................................................... 23
4.2.3 Sự thay đổi Nồng độ chất khô (Brix) trong quá trình lên men ở các tỉ lệ
pha loãng dịch quả thanh long khác nhau........................................................... 24
4.2.4 Kết quả đánh giá cảm quan ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long khác
nhau....................................................................................................................... 25
4.3 THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ
HÒA TAN TRONG DỊCH LÊN MEN, TỈ LỆ NẤM MEN ĐẾN QUÁ TRÌNH
LÊN MEN................................................................................................................. 25
4.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan, tỉ lệ nấm men đến quá trình
lên men .................................................................................................................. 26
4.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan, tỉ lệ nấm men đến kết quả
cảm quan của sản phẩm ...................................................................................... 29
4.4 THÍ NGHIỆM 3: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN DỊCH QUẢ Ở CÁC
GIÁ TRỊ pH KHÁC NHAU ĐẾN HÀM LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG RƯỢU
SINH RA................................................................................................................... 30
4.4.1 Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra
theo thời gian ........................................................................................................ 31
4.4.2 Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến sự thay đổi nồng độ chất khô hòa tan
trong quá trình lên men........................................................................................ 31
CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................... 33
5.1 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 33
5.2 ĐỀ NGHỊ ............................................................................................................ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 35
PHỤ CHƯƠNG ............................................................................................................... I

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang iv


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Cây và quả thanh long ruột đỏ ............................................................................. 2
Hình 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ................................................................................... 17
Hình 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ................................................................................... 19
Hình 4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ................................................................................... 21
Hình 5. Bình lên men ..................................................................................................... 22
Hình 6. Đồ thị biễu diễn sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra theo thời gian ở các tỉ lệ pha
loãng dịch quả thanh long khác nhau .............................................................................. 23
Hình 7. Đồ thị biễu diễn sự thay đổi pH trong quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch
quả khác nhau ................................................................................................................ 24
Hình 8. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của nồng độ chất khô hòa tan (Brix) theo thời gian
lên men ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau.......................................................................... 24
Hình 9. Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi
hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 20% ............................................... 26
Hình 10. Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi
hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 22% ............................................... 27
Hình 11. Đồ thị biểu diễn hàm lượng rượu trong sản phẩm theo thời gian lên men khi
hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 24% ............................................... 27
Hình 12. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men
khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 20% ......................................... 27
Hình 13. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men
khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 22% ......................................... 28

Hình 14. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng đường còn lại theo thời gian lên men
khi hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men là 24% ......................................... 28
Hình 15. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ rượu theo thời gian lên men ở các giá trị pH
khác nhau....................................................................................................................... 31
Hình 16. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chát khô hòa tan trong dịch lên men theo
thời gian lên men ở các giá trị pH khác nhau .................................................................. 31
Hình 17. Sản phẩm rượu vang thanh long ruột đỏ........................................................... 34

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang v


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng của 100 gam thịt quả thanh long loại ruột đỏ (Hylocereus
polyrhizus) ....................................................................................................................... 3
Bảng 2. Thành phần hóa học của nấm men....................................................................... 5
Bảng 3. Thành phần của nguyên liệu .............................................................................. 22
Bảng 4. Độ rượu, pH, đường sót sau khi kết thúc quá trình lên men ở các tỉ lệ pha loãng 23
Bảng 5. Kết quả thống kê đánh giá cảm quan sản phẩm về màu sắc, mùi, vị theo các tỉ lệ
pha loãng khác nhau....................................................................................................... 25
Bảng 6. Kết quả ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men đến lượng
đường còn lại và hàm lượng rượu của sản phẩm ............................................................. 26
Bảng 7. Kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men sử dụng trong dịch lên men đến lượng
đường còn lại và hàm lượng rượu của sản phẩm ............................................................. 26
Bảng 8. Kết quả ảnh hưởng hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ lệ nấm

men đến giá trị cảm quan sản phẩm .............................................................................. 29
Bảng 9. Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến giá trị cảm quan sản phẩm
....................................................................................................................................... 30
Bảng 10. Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men đến giá trị
cảm quan sản phẩm ....................................................................................................... 30
Bảng 11. Kết quả ảnh hưởng của pH đến hàm lượng rượu sinh ra, lượng đường sót sau lên
men................................................................................................................................ 31
Bảng 12. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm ở các giá trị pH lên men khác nhau ....... 32
Bảng 13. Phân tích ANOVA độ rượu sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh
long khác nhau ................................................................................................................ V
Bảng 14. Kiểm định LSD độ rượu sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long
khác nhau khác nhau ....................................................................................................... V
Bảng 15. Phân tích ANOVA pH sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long
khác nhau........................................................................................................................ V
Bảng 16. Kiểm định LSD giá trị pH sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả thanh long
khác nhau....................................................................................................................... VI
Bảng 17. Phân tích ANOVA nồng độ chất khô sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả
thanh long khác nhau...................................................................................................... VI
Bảng 18. Kiểm định LSD nồng độ chất khô sau lên men ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả
thanh long khác nhau...................................................................................................... VI
Bảng 19. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lẹ nấm men
đến hàm lượng rượu sinh ra........................................................................................... VII
Bảng 20. Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến hàm lượng rượu sinh ra
......................................................................................................................................VII
Bảng 21. Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến hàm lượng rượu sinh ra.....VII
Bảng 22. Kiểm định LSD sự thay đổi độ rượu theo thời gian lên men...........................VIII
Bảng 23. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong dịch lên men, tỉ lệ
nấm men đến hàm lượng hàm lượng chất khô (Brix) còn lại sau lên men......................VIII
Bảng 24. Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chât khô ban đầu trong dịch lên men
đến nồng độ chất khô còn lại (Brix) sau lên men ............................................................ IX

Bảng 25. Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến nồng độ chất khô còn lại sau
lên men .......................................................................................................................... IX
Bảng 26. Kiểm định LSD sự thay đổi nồng độ chất khô của dịch lên men theo thời gian
lên men .......................................................................................................................... IX
Bảng 27. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH và thời gian đến hàm lượng rượu sinh ra X
Bảng 28. kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến hàm lượng rượu sinh ra ........................ X
Bảng 29. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH và thời gian đến nồng dộ chất khô sản
phẩm .............................................................................................................................. XI

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang vi


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

Bảng 30. Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến nồng độ chất khô còn lại của sản phẩm
....................................................................................................................................... XI
Bảng 31. Phân tích ANOVA điểm cảm quan màu sắc sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch
quả thanh long khác nhau ............................................................................................... XI
Bảng 32. Kiểm định LSD điểm cảm quan về màu sắc sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch
quả thanh long khác nhau .............................................................................................. XII
Bảng 33. Phân tích ANOVA điểm cảm quan về mùi của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng
dịch quả thanh long khác nhau ...................................................................................... XII
Bảng 34. Kiểm định LSD điểm cảm quan mùi của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả
thanh long khác nhau.....................................................................................................XII
Bảng 35. Phân tích ANOVA điểm cảm quan vị của sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch
quả thanh long khác nhau .............................................................................................XIII

Bảng 36. Kiểm định LSD điểm cảm quan mùi sản phẩm ở các tỉ lệ pha loãng dịch quả
thanh long khác nhau....................................................................................................XIII
Bảng 37. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men
đến điểm cảm quan màu sắc sản phẩm .........................................................................XIII
Bảng 38. Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men đến điểm cảm
quan màu sắc sản phẩm ............................................................................................... XIV
Bảng 39. Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan màu sắc sản
phẩm ........................................................................................................................... XIV
Bảng 40. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men
đến điểm cảm quan mùi sản phẩm ............................................................................... XIV
Bảng 41. Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men đến điểm cảm
quan mùi sản phẩm........................................................................................................XV
Bảng 42. Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan mùi sản phẩm
......................................................................................................................................XV
Bảng 43. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của nồng độ chất khô dịch lên men, tỉ lệ nấm men
đến điểm cảm quan vị sản phẩm ....................................................................................XV
Bảng 44. Kiểm định LSD ảnh hưởng của nồng đô chất khô dịch lên men đến điểm cảm
quan vị sản phẩm......................................................................................................... XVI
Bảng 45. Kiểm định LSD ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến điểm cảm quan vị sản phẩm
.................................................................................................................................... XVI
Bảng 46. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan mùi sản phẩm..... XVI
Bảng 47. Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan mùi sản phẩm ........ XVII
Bảng 48. Phân tích ANOVA ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan vị sản phẩm....... XVII
Bảng 49. Kiểm định LSD ảnh hưởng của pH đến điểm cảm quan vị sản phẩm ........... XVII

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang vii

Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Nhằm đa dạng hóa sản phẩm các loại rượu vang trái cây, đề tài được tiến hành
dựa trên nguồn nguyên liệu thanh long ruột đỏ một giống trái cây mới được trồng
trong ít năm nay ở nước ta có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao nhằm tìm ra hướng
tiêu thụ mới cho loại trái này. Nội dung nghiên cứu đề tài:
-

Phân tích thành phần nguyên liệu thanh long ruột đỏ

-

Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau

-

Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men, độ Brix của dịch lên men đến hàm
lượng rượu sinh ra

-

Khảo sát ảnh hưởng của nhân tố pH đến quá trình lên men

Qua quá trình nghiên cứu thực hiện thí nghiệm, chúng tôi thu được các kết quả
sau:
- Nguyên liệu thanh long ruột đỏ có hàm lượng đường tổng 11,7%; nồng độ chất
khô 14,9 độ Brix; pH 5,15-5,30; hàm lượng aicd 0,064%.

-

Pha loãng lên men tốt ở tỉ lệ 1:4

- Điều kiện lên men thích hợp: nồng độ chất khô 22 độ brix, nấm men sử dụng
0,04% lên men trong khoảng 10-12 ngày ở nhiệt độ phòng
-

pH lên men tốt nhất ở pH 4,6

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang viii


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Rượu vang là một loại rượu nhẹ với độ cồn thấp được lên men từ dịch ép trái cây,
là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sức
khỏe con người khi dùng một cách điều độ.
Với sự phát triển của công nghệ ngày nay, quá trình làm rượu trở nên đơn giản hơn
cũng chính vì vậy mà việc phát triển những loại rượu vang mới trở nên phong phú
và đa dạng hơn. Trước đây, mỗi khi nhắc đến rượu vang chúng ta thường nghỉ đến
đó là những loại rượu vang nho đầy xa xỉ và đắt đỏ và có nguồn gốc sớm nhất từ
các nước Châu Âu nhưng ngày nay nhắc đến rượu vang chúng ta có thể nghỉ ngay
đến loại rượu lên men tự nhiên từ dịch quả trái cây gồm nhiều loại nguyên liệu

như: sim, xoài, mít, dừa...
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới, đất đai màu mỡ, với nguồn nguyên liệu trái
cây dồi dào là điều kiện hết sức thuận lợi cho sản xuất và phát triển nhưng loại
rượu vang trái cây phục vụ nhu cầu thưởng thức ngày càng nhiều các loaị rượu có
nông độ cồn thấp. Với mục tiêu phát triển đa dạng sản phẩm rượu vang từ nguồn
nguyên liệu sẵn có trong nước là trái thanh long ruột đỏ - một loại trái cây mới
phát triển và được trồng ở nước ta những năm gần đây có giá trị kinh tế và dinh
dưỡng cao. Với đề tài Nghiên cứu khả năng chế biến rượu vang từ nguyên liệu
thanh long ruột đỏ nhằm đa dang hóa sản phẩm rượu vang trái cây, tìm ra một
loại sản phẩm mới có hương vị đặc trưng và bổ dưỡng.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Từ những điều trình bày ở trên, mục tiêu của đề tài là:
Khảo sát khả năng lên men của dịch quả ở các tỉ lệ pha loãng khác nhau.
Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ
lệ nấm men đến quá trình lên men nhằm tìm ra tỉ lệ tốt nhất cho quá trình lên men.
Khảo sát khả năng lên men dịch quả ở các giá trị pH khác nhau ảnh hưởng
đến chất lượng của sản phẩm.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. NGUYÊN LIỆU THANH LONG RUỘT ĐỎ

2.1.1 Giới thiệu
Thanh long ruột đỏ nói riêng và thanh long nói chung thuộc họ xương rồng có
nguồn gốc từ Nam Mỹ nhưng được phát triển ở hầu hết các vùng nhiệt đới trên
thới giới (Hopkins 1995).
Tên khoa học của loại ruột đỏ phổ biến là: Hylocereus polyrhizus. Tùy theo những
quốc gia khác nhau mà thanh long loại ruột đỏ có tên gọi khác nhau như: Thanh
long ruột đỏ ( Việt Nam), Red pitaya, strawberry pear ( Anh), Rud pitahaya (Thụy
Điển)...
Ở Việt Nam, loại thanh long ruột đỏ mới du nhập và được trồng ít năm gần đây là
giống cây ăn trái mới lạ mang lại giá trị kinh tế khá cao. Các vùng trồng nhiều loại
trái này như: Bình Thuận – Phan Thiết, Tiền Giang...
Trái thanh long ruột đỏ là loại trái cây không hô hấp đột phát, có thời gian sinh
trưởng từ 27 đến 30 ngày. Tùy theo thị hiếu của thị trường mà chúng ta có thể thu
hoạch trái sớm (27-28 ngày) hay muộn (29-30 ngày). Khi thu hoạch sớm, trái có vị
ngọt vừa phải kèm với vị chua nhẹ rất dễ chịu. Tuy nhiên, màu sắc vỏ trái ở giai
đoạn này chưa đỏ đều nên hình thức bên ngoài của trái không đẹp. Trái có hình
thức mỹ quan đẹp ở giai đoạn 29-30 ngày sau khi hoa nở, đồng thời các chỉ số sinh
hóa cũng có giá trị tối ưu. Không nên thu hoạch thanh long ruột đỏ quá muộn vì tỷ
lệ trái bị nứt tăng cao, đặc biệt khi trái chín vào lúc mưa nhiều.
Khi trái chín hoàn toàn (vào ngày thứ 29), trọng lượng trái trung bình đạt khoảng
300 g, tỷ lệ thịt trái là 60,59%; tỷ lệ dài trái: đường kính trái vào khoảng 1,74. Trái
có màu đỏ đặc trưng của giống và các chỉ số L, a và b tương ứng là 43,23 ; 31,44
và 0,88. Độ chắc của thịt trái giảm xuống chỉ còn 0,82 kg/cm2. Thịt trái có vị rất
ngọt, độ brix đo được là 16, hàm lượng acid tổng số thấp (2,5 mmol H+/100 ml),
pH = 5. Trái thanh long ruột đỏ thu hoạch ở giai đoạn này được đánh giá cảm quan
cao nhất. (Nguồn: Thái Thị Hòa – Đỗ Minh Hiền)

Hình 1. Cây và quả thanh long ruột đỏ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

2.1.2 Thành phần hóa học và tác dụng
Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng của 100 gam thịt quả thanh long loại ruột đỏ
(Hylocereus polyrhizus)
Thành phần
Nước (g)
Protein (g)

Hàm lượng
82,5 – 83
0,159 – 0,229

Béo (g)

0,21 – 0,61

Tro (g)

0,28

Xơ (g)

0,7 – 0,9

Canxi (mg)

6,3 – 8,8

Photspho (mg)

30,2 – 36,1

Sắt (mg)

0,55 – 0,65

Caroten (mg)

0,005 – 0,012

Thiamine (mg)

0,028 – 0,043

Riboflavin (mg)

0,043 – 0,045

Niacin (mg)
Ascobic acid (mg)

1,297 – 1,3
8-9

(Nguồn:ICBF(1992);Morton(1987);www.ilovepitaya.com (2006))

Thanh long nói chung được sử dụng là một loại trái cây tươi thật sự thơm ngon và
đầy giá trị dinh dưỡng, là nguồn nguyên liệu sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
sản xuất bánh kẹo, yogurt, jam…và có cả trong pizza. Rượu thanh long là sản
phẩm phổ biến của nền công nghiệp thực phẩm Malaysia.
Các thành phần màu của vỏ, của ruột thanh long có thể được trích ly làm màu
nguyên liệu thực phẩm. Hoa thanh long được sử dụng làm soups, phối trộn salad,
sử dụng như rau và có thể sử dụng để chế biến trà.
Thanh long còn được biết đến trong cả sản xuất dược phẩm. Màu đỏ tươi của thanh
long là nguồn giàu chất chống oxi hóa (antioxidant). Được biết đến với tác dụng
ngăn chặn bệnh ung thư, giảm cholesterols, huyết áp. Nó có khả năng điều khiển
việc đường huyết cao đối với người bệnh tiểu đường tip hai. Giàu vitamin C, P, Ca,
giúp phát triển hệ xương, răng, da…
(Nguồn:www.worldagroforestry.org/downloads/publications/PDFs/BC07324.PDF)

2.2. NẤM MEN
2.2.1 Đặc tính chung của nấm men

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

Trong quá trình lên men rượu ở môi trường có độ chua lớn thường chỉ thích hợp
cho sự phát triển của nấm men và nấm mốc. Nấm mốc chỉ phát triển được trong

điều kiện hiếu khí, nhưng nấm men lại có khả năng phát triển và tăng sinh khối
nhanh trong điều kiện hiếu khí hoặc kị khí. Chính điều kiện kị khí và dung dịch có
độ cồn sẽ làm ức chế nấm mốc do đó nấm men phát triển ưu thế trong quá trình lên
men.
Quá trình lên men rượu được thực hiện nhờ loài Saccharosemyces. Đây là loài kị
khí không bắt buộc, mỗi giống loài khác nhau có khả năng hô hấp và lên men khác
nhau. Chúng sống đơn độc hay từng đám mà không di động. Chúng phân bố rộng
rãi trong tự nhiên, thực phẩm, rau quả…
Nấm men là sinh vật đơn bào hiển vi tế bào cơ bản giống như ở động vật, thực vật
có cấu tạo và thành phần hết sức phức tạp. Nấm men thường có hình dạng khác
nhau, thường chúng có hình cầu, elip, hình bầu dục…Tuy nhiên, hình dạng của
chúng không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy. So
với các loài vi sinh khác tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn.
Kích thước trung bình:
-

Chiều dài: 9 – 10  m

-

Chiều rộng: 2 – 7  m (Nguồn: Nguyễn Đức Lượng 1996, trang 32)

Các loại nấm men thường dùng trong sản xuất rượu có kích thước khoảng 4 – 7
m
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, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như

kitin, volutin,…

-

Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein,
phospholipit enzyme permeaza…

-

Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit
và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.

-

Nhân tế bào

Những thành phần – cơ quan khác: không bào, ty lạp thể, riboxom,…
Nấm men có hai hình thức sinh sản: hữu tính bằng bào tử và vô tính bằng nẩy chồi
hoặc phân cắt tế bào. Tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy và dinh dưỡng mà nấm men
sẽ sinh sản theo hình thức vô tính hoặc hữu tính.
2.2.2 Sinh dưỡng của nấm men
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

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: 75 – 85%

- Chất khô: 15 – 25%. Trong đó chất khoáng chiếm 2 – 14% hàm lượng
chất khô.
Bảng 2. Thành phần hóa học của nấm men
Các chất

Thành phần (% chất khô)

Cacbon

49,8

CaO

12,4

Nitro

6,7

Hydro

3,54

P2O5

2,34

K2 O

0,04

SO3

0,42

MgO

0,38

Fe2O3

0,035

SiO

0,09
(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng 1996)

Nguồn dinh dưỡng của nấm men được chia làm hai loại là nguồn dinh dưỡng ngoại
bào và nguồn dinh dưỡng nội bào. Cũng như các loài vi sinh vật khác chúng cũng
cần cung cấp nguồn dinh dưỡng cho hoạt động sống như oxy, nitơ, nguồn carbon…
đó là nguồn dinh dưỡng nội bào và ngoại bào.
Loại chất dinh dưỡng ngoại bào được thấm qua màng vào tế bào từ các chất của
môi trường nuôi cấy bên ngoài. Khi môi trường bên ngoài nghèo hoặc cạn kiệt chất

dinh dưỡng thì chất dự trữ nội bào sẽ được sử dụng- dinh dưỡng nội bào.
Để tiếp nhận nguồn dinh dưỡng nấm men tiếp thu thức ăn bằng con đường hấp thu
có chọn lọc qua màng tế bào chất để sau đó khuếch tán vào nội bào. Màng này có
khả năng điều chỉnh tính thấm của tế bào đối với vật chất hoặc vào, hoặc ra khỏi tế
bào.
Nấm men hấp thu chất dinh dưỡng theo hai con đường cơ bản sau:
 Hấp thu bị động: là quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng vào tế bào
nhờ vào áp suất thẩm thấu của môi trường. Dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu,
các chất dinh dưỡng thẩm thấu qua các lổ nhỏ trên thành tế bào đi vào tế bào các
chất thải không cần thiết bị loại thải ra ngoài.
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

 Hấp thu chủ động: để hấp thu các chất dinh dưỡng có kích thước lớn
không thể đi qua các lổ nhỏ trên thành tế bào, nấm men phải tiết ra hệ enzyme
permeaza hoạt hóa. Permeaza có tác dụng kết hợp và làm nhỏ chất dinh để rồi lôi
kéo chất dinh dưỡng đi vào tế bào dưới tác dụng của áp suất thẩm thấu.
Các nguồn dinh dưỡng cần cho sự phát triển nấm men:
Dinh dưỡng carbon: Các hợp chất hữu cơ khác nhau như các loại đường và dẫn
xuất, rượu, acid hữu cơ, acid amin… có thể là nguồn dinh dưỡng carbon cho nấm
men. Quan trọng trước hết phải kể đến các loại đường (hextose) là nguồn dinh
dưỡng không thể thiếu cho sự phát triển của nấm men
Hô hấp hiếu khí:
C6H12O6 + 6O2

6CO2 + 6H2O + 674 cal

Hô hấp kị khí:
C6H12O6

2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal

Nguồn oxy, hydro: cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường.
Nitơ: Nguồn nitơ cần thiết cho tổng hợp các cấu tử chứa nitơ của tế bào là các hợp
chất vô cơ hoặc hữu cơ có sẵn trong môi trường.
Các hợp chất hữu cơ chứa N của tế bào là các acid amin, các nucleotit, protein và
một số vitamin. 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. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid,
urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat.
Vitamin và khoáng:
Những chất kích thích sinh trưởng là các vitamin, các bazơ purin và pyrimydin.
Hàm lượng tối thiểu của các vitamin cần cho sự phát triển bình thường của nấm
men như sau ( g / l ):
Inozit: 5, biotin: 0,0001, acid patotenic: 0,25, tanin: 1,0, pyridoxin: 0,25, acid
nicitinic: 0,5.
Nhu cầu về khoáng của nấm men vô cùng quan trọng trong đó photspho được quan
tâm trước hết sau đó là kali, magie, lưu huỳnh.
Phostpho tham gia vào cấu tạo các thành phần quan trọng của tế bào, như các
nucleprotit, acid nucleic, polyphosphat của nhiều enzyme và của sản phẩm trung
gian quá trình lên men rượu, tạo ra liên kết có năng lượng lớn. Lưu huỳnh là thành
phần của một số acid amin trong phân tử protein là nhóm phụ (-SH) của một số
coenzyme và là thành phần của các vitamin. Magie tham gia vào nhiều phản ứng
trung gian của quá trình lên men. Kali chứa nhiều trong nấm men góp phần thúc

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

đẩy nấm men phát triển tham gia vào lên men rượu. Magan đóng vai trò tương tự
như magie.
2.2.3 Các giống nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang trái cây
Saccharomyces vini:
Trước đây chúng có tên là Saccharomyces meyer, S.ellipsoideus chúng phổ biến
trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80% trong tổng số Saccharomyces.
Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng
bông. Nguồn dinh dưỡng carbon của loài này là đường, cồn và acid hữu cơ và một
số vitamin như acid patotenic, biotin, tiamin và pyridoxin.
Đa số các tế bào của loài này có hình ovan kích thước (3-8)x(5-12) micromet, sinh
sản theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử. Saccharomyces vini sinh ra được enzyme
invertase có khả năng khử đường sacaroza thành fructoza và glucoza vì đó mà ta có
thể bổ sung đường này vào dịch quả. Lượng rượu tạo ra được đối với loài này là từ
8 – 10% hàm lượng rượu theo thể tích. Một khả năng quan trọng của loài này là
trong giai đoạn cuối của tiến trình lên men chúng có khả năng kết lắng nhanh và
làm trong dịch rượu.
Các nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfat, tổng hợp
các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo cho rượu vang có mùi vị đặc trưng
riêng biệt. Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào của chúng thường
già đi không tiếp tục chuyển đường thành cồn, bị chết rất nhanh.
Saccharomyces uvarum:

Men này được tách từ nước nho, rượu lên men tự nhiên. Về hình thái nó không
khác với các loài khác. Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch –
malt. Các nòi của loài này có thể lên men 12 – 13 0 cồn trong dung dịch nước nho.
Một vài nòi được dùng trong sản xuất rượu vang.
Saccharomyces chevalieri:
Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond. Nấm men này được tách
từ nước nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây men nước dừa hoặc
nước cọ. Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo 16 0
cồn. Nó thường lẫn với Saccharomyces cerevisiae.
Saccharomyces oviformics:
Theo Lodder là Sac. beuanes saccardo. Được tách ra từ nước nho tự lên men,
nhưng loại nấm men này ít hơn so với Sacch. vini. Giống thuần chủng phát triển tốt
trong nước nho và các loại nước quả khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn
cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 18 0 cồn.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Sacch. vini và có khả năng chịu
được cồn cao. Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm
lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt.
Có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo thành 18% rượu
trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả. S. oviformis lên
men được glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên

men được lactose, pentose. Điều khác nhau cơ bản của S. oviformis với S. vini là:
S. oviformis không lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo
thành màng.
Hai giống sản xuất rượu vang này (S. vini và S. oviformis) có nhiều nòi được dùng
trong sản xuất. Nhiệt độ tối ưu của chúng từ 18 – 25 0C, ở 35 0C sinh sản của
chúng bị ức chế, ở 40 0C sinh sản ngừng hoàn toàn, ở nhiệt độ thấp hơn sinh sản và
lên men kéo dài. Các điều kiện hóa, lý, thành phần chất lượng dịch quả cũng như
pH của môi trường ảnh hưởng lớn đến quá trình sống của nấm men.
Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata:
Kloeckera apiculata: kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip hoặc hình quả
chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy. Sinh sản bằng
nảy chồi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm đến 90% tổng số
men khi bắt đầu lên men. Nó có thể lên men tạo thành 6 – 7 0 cồn, nhưng tạo ra một
loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó
còn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, K. apiculata nhạy cảm với
SO2.
Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men này phát triển,
nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 4 0 cồn.
2.2.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men
Dung dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà
còn cho các vi sinh vật khác. Trong nước, trong không khí cũng như các nguồn
nguyên liệu tham gia vào thành phần môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật
có hại cho lên men rượu. Các vi sinh vật nếu lẫn vào dịch lên men sẽ biến đường
thành các sản phẩm khác và do đó làm giảm hiệu suất lên men rượu. Hai loại vi
khuẩn được xem là có khả năng gây hại cho lên men rượu nhiều nhất là vi khuẩn
aicd acetic và lactic. Vi khuẩn tác động đến nhiều thành phần của nước quả chuyển
thành các chất có hại làm cho rượu bị chua, vị đắng...
Vi khuẩn acetic: Rượu vang để tiếp xúc thường xuyên với không khí sau vài ngày
sẽ bị một màng trắng bao phủ đó là màng giấm của acid acetic. Vi khuẩn acetic
biến rượu etylic thành acid acetic, do đó làm cho rượu vang có mùi chua của giấm.

Một phần nhỏ acid acetic kết hợp với etylic thành este, etyl acetate làm cho dịch
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

rượu có mùi chua gắt. Còn trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy
hóa đường thành acid gluconic, alcol butylic thành acid butylic:
Phản ứng tạo thành acid acetic:
C2H5OH + O2

CH3COOH

Ngoài ra vị chua giấm theo Peynaud cho rằng đó là do etyl acetat:
C2H5OH + CH3COOH

CH3COOC2H5 + H2O

Vi khuẩn lactic: Trong quá chuẫn bị dịch quả lên men thường dễ bị nhiễm vi
khuẩn lactic. Khi bị nhiễm, vi khuẩn lactic sẽ hoạt động và lên men sinh ra acid
lactic làm giảm pH của dịch lên men gây ức chế nấm men phát triển và sinh ra mùi
vị lạ cho sản phẩm.
C6H12O6

2CH3CHOHCOOH

Bên cạnh tác động tiêu cực cho dịch lên men, vi khuẩn lactic còn phát triển trong
dịch làm hoàn thiện hơn mùi vị sản phẩm, đó là các vi khuẩn biến aicd malic thành
acid lactic.
Vi khuẩn butylic: Vi khuẩn butylic sẽ hoạt động trong dịch lên men sinh ra acid
butylic, khí hydro và cacbonic. Tuy nhiên quá trình này không ảnh hưởng nhiều
đến sự phát triển của nấm men vì pH giảm ít.
C6H12O6

CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2

Ngoài ra, các quá trình lên men của các nấm men dại khác cũng ảnh hưởng nhiều
đến sự phát triển của nấm men. Các loại nấm men dại phát triển cũng rất nhanh
chóng và tạo ra các loại sản phẩm không mong muốn làm hỏng sản phẩm.
2.3 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN
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 tế bào nấm men cho vào khác nhau. Thông
thường khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt > 100 triệu tế bào trong một
mililit dịch lên men. Do diện tích của bề mặt nấm men rất lớn nên khả năng hấp thu
chất dinh dưỡng rất mạnh. Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác trong môi
trường lên men trước tiên được hấp thụ trên bề mặt của nấm men sau đó sẽ khuếch
tán qua màng vào bên trong tế bào nấm men, rượu và CO2 sẽ được tạo thành.
Rượu etylic 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 nhanh vào môi trường,
CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn. Ở áp suất 800
mmHg, nhiệt độ 25-30 0C là 0,856 – 0,837 lít CO2 trong một lít nước. Vì thế CO2
sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt
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
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó xẩy ra sự chênh lệch
giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men chúng sẽ nổi lên 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 bị phóng thích ra bên ngoài. Quá trình này xảy ra liên tục nên tế
bào nấm men vốn từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái động, làm gia tăng khả
năng tiếp xúc tế bào nấm men và môi trường điều này làm cho quá trình trao đổi
chất diễn ra nhanh hơn, mạnh mẽ hơn. Khi đó làm tăng nhanh 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 lững khác hiện diện trong dịch lên men
khi lên men đều ảnh hưởng đến sự thoát khí CO2 nên cũng ảnh hưởng đến quá trình
lên men. (Bùi Thị Quỳnh Hoa)
2.4 ĐỘNG HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Sự lên men ethanol là một quá trình sinh hóa phức tạp. Quá trình này có sự tham
gia của nấm men và trải qua hàng loạt các phản ứng phức tạp. Tốc độ của quá trình
lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi sự thay đổi của hàm lượng đường
trong dịch lên men quan sát bằng cách thay đổi độ rượu và CO2 tạo thành cũng như
sự thay đổi trị số của dịch lên men.
Quá trình lên men chia thành ba thời kì chính:
+ Thời kì phát triển sinh khối: Giai đoạn này nấm men cần nhiều oxy để
phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và khối lượng) lúc này hệ nấm men hô hấp
hiếu khí nên chủ yếu tạo ra CO2 và H2O. Dịch lên men rất chậm, lượng đường lên
men không đáng kể.

+ Thời kì lên men chính chuyển đường thành rượu và CO2. Giai đoạn này
nấm men hầu như không còn tăng sinh khối. Môi trường nghèo oxy, nấm men bắt
đầu hô hấp yếm khí, chúng hấp thụ chất dinh dưỡng và sử dụng hệ enzyme sẵn có
của mình thực hiện xúc tác sinh hóa để sinh ra năng lượng duy trì sự sống của tế
bào và tạo ra sản phẩm là ethanol và CO2 để trao đổi chất với môi trường.
+ Thời kì cuối: đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là
thời kì ổn định tạo mùi cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men, loại sản
phẩm mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau không quan sát được. Thời kì
lên men chính là thời kì biến đổi sâu sắc các thành phần của dịch lên men. Chúng
ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men. Trong giai đoạn này, trong điều kiện
lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men sẽ giảm đi
khoảng một độ (0Brix, balling, %), tùy theo loại sản phẩm, dây chuyền sản xuất.
Rượu etylic và CO2 là sản phẩm chính của quá trình lên men. Ngoài ra, còn có một
số sản phẩm phụ khác như glycerin, acetaldehyd, acid lactic,… làm giảm chất
lượng tinh khiết của rượu và một số este tạo hương vị cho rượu.
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

2.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với nấm men nối chung và lên
men vang nói riêng. Nó có tác dụng rõ rệt đến khả năng lên men của chủng nấm
men và chất lượng của rượu vang (độ rượu, đường sót…). Lên men rượu vang
thường thực hiện ở khoảng nhiệt độ 10 – 30 0C. Chúng ta cũng xác định được rằng
ở nhiệt độ cao lên men bắt đầu sớm, xảy ra mạnh mẽ, nhưng dễ bị ngừng ngang

chừng và kết thúc lên men khi đường sót còn lại là khá lớn. Với đường này dễ được
vi khuẩn lactic sử dụng. Do vậy, trong vang có nhiều acid lactic và acid acetic.
Ngoài ra trong dịch quả có sẵn fructoza tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic sử dụng
và tạo thành rượu C6 – mannit và acid acetic. Những chất này với đường sót làm
cho vang bị chua-ngọt khó chịu. Nhiệt độ càng cao tạo điều kiện kỵ khí cho lên
men, nhưng lại khó khăn cho lên men thứ cấp từ các đường sót, đặc biệt là lên men
được tiến hành không có oxy không khí, với hàm lượng ban đầu lên men tương đối
cao. Nhiệt độ có ảnh hưởng không những đến cường độ lên men, tốc độ sinh sản
của men giống mà còn đến sinh tổng hợp các sản phẩm thứ cấp. Cho nên mỗi loại
vang cần phải có một qui trình công nghệ riêng thích hợp, nhất là nhiệt độ lên men.
(Lương Đức Phẩm)

Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng. Đối với nấm
men Saccharomyces nhiệt độ tối ưu nằm trong giới hạn 28 – 32 0C. Tuy nhiên nếu
bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men cao và sẽ kéo dài hơn. Đối
với quá trình lên men thì nấm men sẽ chịu được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 1 –
45 0C. Nếu nhiệt độ quá 50 0C thì nấm men sẽ chết. Mặt khác, nếu có điều kiện làm
lạnh dịch lên men tới 18 – 22 0C sẽ hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn. Ở
nhiệt độ này, tốc độ lên men không nhanh nhưng chất lượng sản phẩm lên men tốt
do hạn chế được sự sinh ra các sản phẩm phụ: metanol, rượu bậc cao…Ở nhiệt độ
cao, hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh, nhưng chủ yếu trong điều kiện nhiệt độ
này dịch lên men tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic và nấm men dại phát
triển. (Vũ Công Hậu, 1983)
Ảnh hưởng của số lượng và chất lượng tế bào nấm men: Chất lượng và tỉ lệ tế
bào nấm men bổ sung cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình lên men. Nếu tế
bào nấm men bổ sung vào với một tỉ lệ phù hợp, chất lượng tốt thì quá trình lên
men diễn ra tốt, hiệu suất thu hồi cao, ít có sản phẩm phụ. Nếu bổ sung với tỉ lệ quá
cao thì quá trình tăng sinh khối và lên men diễn ra nhanh nhưng xảy ra hiện tượng
thiếu cơ chất nấm men sẽ chết dần sản phảm sẽ có mùi vị lạ và ngược lại bổ sung ít
quá trình tăng sinh khối chậm tốc độ lên men thấp.

pH: Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang ngon. Đối
với dịch quả thường có pH từ 2,8 – 3,8. Khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động
được. Nấm men có thể phát triển trong môi trường có chỉ số pH từ 2 – 8 nhưng
thích hợp nhất từ 4 – 4,2. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH 4,2 và cao hơn. Khi pH
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

<4,2 chỉ có nấm men phát triển. Vì vậy trong lên men rượu, để ngăn ngừa khả năng
nhiễm khuẩn người ta thực hiện trong pH giới hạn 3,8 – 4,1. Tuy nhiên trong thực
tế có những loài vi khuẩn do quen dần (thuần hóa) với độ pH thấp nên ngoài việc
ứng dụng, điều chỉnh pH thích hợp còn phải kết hợp sử dụng chất sát trùng. Khi
pH: 8 thì nấm men phát triển kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH :
3,8 – 4,1 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển. Để tạo pH
thích hợp cho môi trường nuôi cấy nấm men (kể cả lên men) người ta có thể bổ
sung vào môi trường lên men bất cứ một loại acid nào, miễn là anion của acid
không ảnh hưởng mạnh mẽ đến trung tâm hoạt động của nấm men. Nếu nâng cao
độ chua của môi trường lên nữa nấm men sẽ thay dổi hình thái: tế bào nhỏ hơn,
dạng cầu vượt trội trong tế bào chất tích tụ chất béo. (Vũ Công Hậu, 1983)
Đường: Trong dịch quả hàm lượng đường không lên men tới 20% tổng lượng
đường. Như vậy, nồng độ đường còn sót lại là khá cao và làm ức chế việc tạo thành
rượu. Biểu hiện nếu nồng độ đường cao ảnh hưởng đến nấm men do tạo ra áp suất
thẩm thấu lớn làm tế bào nấm men bị co nguyên sinh làm cho tốc độ lên men giảm.
Ngược lại, nồng độ đường thấp sẽ không đủ cơ chất cho nấm men phát triển sinh
khối tốc độ lên men cũng giảm.

Hàm lượng oxy: Hàm lượng oxy ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và phát triển
sinh khối trong giai đoạn đầu của quá trình lên men. Chúng cần thiết cho lên men
vang đặc biệt ở giai đoạn phát triển logarit khi đưa không khí vào môi trường sẽ
nâng cao được nồng độ tế bào nấm men làm ảnh hưởng đến tốc độ lên men rút
ngắn được thời gian lên men. Tuy nhiên việc cung cấp oxy cho dịch lên men cũng
hết sức chú ý nhất là hàm lượng oxy nếu quá cao sẽ gây ra các sản phẩm phụ
không mong muốn như: axeton, axetaldehyt, rượu bậc cao… làm giảm chất lượng
của vang thành phẩm.
Ánh sáng: Ánh sáng là yếu tố kìm hãm hoạt động của nấm men và là yếu tố gây
hao hụt một lượng đáng kể các vitamin dễ bị oxy hóa có trong dịch quả như:
vitamin B, C.
Nồng độ rượu tạo thành: Trong hoạt động sống của nấm men, etylic được sinh ra
tồn tại trong dịch lên men ngày một nhiều làm ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng
phát triển của nấm men. Ở nồng độ rượu là 2% đã có tác dụng đến nấm men, trên
5% hoạt động chậm lại. Ngừng hoạt động và có thể bị chết khi nồng độ rượu lên tới
12%.
2.6 THÀNH PHẦN CỦA RƯỢU VANG
Trong thành phần của rượu vang có nhiều thành phần như:
Cồn: Là sản phẩm chính và quan trọng nhất trong quá trình lên men. Cồn etylic có
mùi thơm, vị hơi ngọt giống đường khi uống có hậu ngọt. Độ cồn phổ biến của
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

rượu vang từ 10 – 12%. Ở nồng độ cồn thấp thời gian bảo quan ngắn do đó có thể

bổ sung cồn thực phẩm vào.
Đường: Như đã nêu ở trên hàm lượng đường không lên tới 20% tổng lượng đường.
Đường trong rượu vang chủ yếu là fructoza, glucoza và một ít galactoza. Do đó sản
phẩm vang có vị ngọt. Mặt khác do có nhiều đường đặc biệt là đường khử và nồng
độ cồn thấp, sản phẩm vang dễ bị nhiều loài vi khuẩn tấn công phá hủy đường
thành acid lactic, acetic,…làm mất mùi vị của rượu.
Acid: Rượu vang là một tổ hợp gồm nhiều acid vô cơ và hữu cơ do đó sản phẩm
vang thường có độ chua cao. Acid hữu cơ trong vang có tác dụng ngăn cản các hoạt
động của các vi khuẩn làm hỏng rượu.
Ngoài ra trong vang còn có nhiều thành phần khác như: vitamin, chất gây mùi
thơm, tro,…góp phần tạo nên hương vị và chất lượng đặc trưng cho rượu vang.
2.7 SẢN PHẨM PHỤ VÀ SẢN PHẨM TRUNG GIAN CỦA QUÁ TRÌNH
LÊN MEN
2.7.1 Sự tạo thành acid
Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acid acetic, acid
lactic, acid citric, acid pyrovic và acid succinic nhưng nhiều hơn cả là acid acetic
và acid latic.
Acid acetic có thể được tạo thành từ phản ứng oxy hoá khử giữa hai aldehyde
acetic – 1 phân tử bị oxy hoá, phân tử thứ hai sẽ bị khử:
CH3CHO + CH3CHO + H2O = CH3COOH + C2H5OH
Acid lactic được tạo bởi pyrovat dehydronase theo phản ứng:
CH3CO-COOH + NAD.H2 = CH3CHOHCOOH + NAD
Hoặc:
CH2O(H2PO3)CHOHCHO + H2O = CH3CHOHCOOH + H3PO4
Acid citric theo Laphon được tạo từ aldehyde acetic. Phản ứng được biểu diễn tổng
quát như sau:
9CH3CHO + 4H2O = (CH2COOH)2C(OH)COOH + 6CH3CH2OH
Acid succinic được tạo thành có thể theo hai con đường: dehydro và trùng hợp hai
phân tử acid acetic với một phân tử aldehyde acetic:
2CH3-COOH + CH3CHO  COOHCH2CH2COOH + C2H5OH

Hoặc được tạo thành do deamin acid glutamic. Trường hợp này aldehyde glyceric
tiếp nhận hydro và tạo ra cả glycerin. Phương trình tổng quát tạo acid succinic cùng
với glycerin từ acid glutamic được biểu diễn như sau:
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

C6H12O6 + COOH-CH2-CH2-CHNH2COOH + 2H2O
 COOH-CH2CH2COOH + 2C3H8O3 +NH3 + CO2.
Glycerin và aldehyde đều là sản phẩm trung gian của lên men rượu. Trong điều
kiện lên men nhằm mục đích chỉ thu rượu etylic, người ta khống chế pH dịch lên
men trong giới hạn 4,5 – 5,2. Với điều kiện ấy lượng glycerin tạo thành chỉ chiếm
0,3 – 0,45% dịch giấm chín, tương ứng tiêu tốn đường 2 – 3% so với lượng đưa
vào. Nếu tăng pH tới kiềm thì lượng đường tham gia tạo glycerin tăng tới 23,4% và
đường tạo aldehyde nhưng chưa chuyển thành rượu đạt 11,9%.
Lên men đường xảy ra theo phương trình:
2C6H12O6 + H2O = 2C3H8O3 + CO2 + CH3COOH + CH3CH2OH
“Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng, 2000”

2.7.2 Sự tạo thành alcohol 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. Các alcol này tuy ít nhưng
nếu lẫn vào etylic sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Đó là các alcol
propylic, izobutylic, izoamylic, amylic .v.v…Hàm lượng của chúng chỉ khoảng 0,4
– 0,5% so với cồn etylic nhưng gây cho sản phẩm có mùi khó chịu. Các alcol này

có tên chung là dầu fusel là do nấm men sử dụng nitơ của các acid amin.
Phương trình tổng quát quá trình tạo thành alcol có phân tử cao được đơn giản theo
phản ứng:
R-CH(NH2)-COOH + H2O  RCH2OH + NH3 + CO2.
Như vậy việc tạo thành alcol cao phân tử gắn liền với sự biến đổi của acid amin
xảy ra trong điều kiện yếm khí chỉ có thể đồng thời với lên men rượu, sự tạo thành
alcol cao phân tử khi lên men là do axit amin bị mất NH3, sau đó mất CO2 và cuối
cùng aldehyt bị khử để tạo ra alcol.
Bằng con đường tương tự, nhiều acid amin cũng được tạo thành như valin và
izolơxin … chúng là tiền đề để tạo ra các alcol bậc cao sau này. Thực ra quá trình
amin hoá acid pyrovic xảy ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn có liên hệ chặt chẽ
với nhau. Acid acetic tạo thành có hoạt tính cao lại tác động cho các quá trình khác
tiếp theo.
2.7.3 Sự tạo thành ester và các sản phẩm phụ khác
Sự tạo thành ester
Song song với việc tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzyme trong nấm men,
các acid và alcol sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo ra những ester tương ứng. Phương
trình tổng quát:

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 14


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

R1CH2OH + R2COOH  R2COO-CH2R1 + H2O
Este etylic có thể được tạo thành do alcol etylic kết hợp với axit axetic hoặc là do

sự tham gia phản ứng của các aldehyde.
Sự tạo thành metanol
Trong quá trình nấu nguyên liệu, các chất pectin este của axit polygalacturovic bị
thủy phân tạo thành axit pectic và alcol metylic
Sự tạo thành fufurol
Đường chứa trong nguyên liệu chủ yếu là saccaroza, glucoza, fructoza và một ít
maltoza được tạo thành trong thời gian nấu. Ở nhiệt độ cao các đường sẽ bị phân
hủy và mất nước để tạo thành caramen, fufurol, oxymetyl fufurol và melanoidin.
Đường pentoza bị mất ba phân tử nước tạo thành fufurol.
Sự tạo thành aldehyde
Là sản phẩm của quá trình trao đổi chất ở nấm men và cũng có thể được tạo thành
qua con đường oxy hóa các loại rượu. Chủ yếu là hàm lượng acetaldehyde.
Decacboxyl hóa
Acid pyruvic

accetaldehyde

Lượng sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian tạo thành trong quá trình lên men phụ
thuộc vào 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.

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 15


Luận văn tốt nghiệp khóa 33-2011

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
3.1.1 Địa điểm thí nghiệm và thời gian thực hiện
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm,
Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện từ 3/1 đến 22/4/2011
3.1.2 Nguyên vật liệu
Thanh long ruột đỏ được mua tại huyện Đức Mỹ, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh,
đường (saccharose), nấm men (Sacharomyces cerevisias)
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ
Các thiết bị và dụng cụ cần thiết cho các thí nghiệm như:
- Máy đo pH
- Chiết quang kế
- Nhiệt kế
- Cân điện tử
- Bình lên men
- Các dụng cụ khác.
3.1.4 Hóa chất sử dụng
- Các hóa chất thanh trùng: NaHSO3
- Acid citric
- NaOH
- Fehling A, B
- Nguyên liệu: thanh long, đường…
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu
Mục đích: phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu làm cơ sở để xây dựng
phương pháp chế biến các thí nghiệm tiếp theo.
Chỉ tiêu và phương pháp phân tích:
- pH: sử dụng máy đo pH.
- Đường tổng số: định lượng bằng phương pháp Bertrand.

- Hàm lượng chất khô hòa tan: sử dụng chiết quang kế.
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Trang 16