Nghiên cứu sản xuất rượu brandy từ quả bần chua (Sonneratia caseolaris)

LỜI CẢM ƠN
Một chặng đường học tập và nghiên cứu tại Bộ môn CNSH – Vi sinh,
khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội sắp qua. Trong suốt quãng
thời gian ấy, em không chỉ học được nhiều ki thức và bài học bổ ích mà còn
nhận được sự dạy dỗ nhiệt tình của các thầy cô.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đoàn Văn Thược, người đã
tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình em
thực hiện luận văn của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ths. Trần Hữu Phong, Ths.
Hoàng Thị Lệ Thương cùng các thầy cô giáo, cán bộ công nhân viên cùng
các anh chị và các bạn đang học tập và nghiên cứu tại Bộ môn CNSH- Vi
sinh, khoa Sinh học, trường Đại Học Sư phạm Hà Nội đã giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện cho em hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè cùng các
thầy cô, đồng nghiệp trong trường THPT Hưng Nhân (Thái Bình) đã luôn
động viên, giúp đỡ và là nguồn động lực cho em trong suốt quá trình học
tập và nghiên cứu.
Hà Nội, tháng 10 năm 2015
Học viên

Vũ Thị Hằng

1


2

BYT
ĐHBK
ĐHSP
ĐHQG

:
:
:
:

HPLC

:

MERD
NXB
OD
QCVN

:
:
:
:

UNESCO

:

UV
TCVN
TB

:
:

:

Bộ Y Tế
Đại học Bách Khoa
Đại Học Sư Phạm
Đại Học Quốc Gia
High-performance liquid chromatography
(Sắc kí lỏng hiệu năng cao)
Mangrove Ecosystems Research Division
Nhà xuất bản
Optical Density
Quy chuẩn Việt Nam
United Nations Educational, Scientific and
Cultural - Organization
Ultra Violet
Tiêu chuẩn Việt Nam
Trung bình
CÁC TỪ VIẾT TẮT


DANH MỤC BẢNG

3


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Đồ thị chuẩn xác định hàm lượng furfurol
Hình 3.1. Ngâm đường với tỉ lệ 2 quả: 1 đường
Hình 3.2. Rửa sạch, bỏ cuống và để chờ chín
Hình 3.3. Quả mốc và thối hỏng

Hình 3.4. Giấm chín quả trong thùng xốp
Hình 3.5. Quả bần chua sau 2 tuần chiết dịch
Hình 3.6. Tiến hành loại bỏ bã
Hình 3.7. Lọc dịch quả, bỏ bã
Hình 3.8. Cho dịch quả vào thùng lớn để lên men
Hình 3.9. Động thái lên men rượu từ quả bần chua
Hình 3.10. Hàm lượng một số chất trong rượu brandy bần chua
chưa qua xử lý và đã qua xử lý
Hình 3.11. Hàm lượng furfurol trong các mẫu rượu khi bổ sung than hoạt tính
Hình 3.12. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu brandy từ quả bần chua.........49

4


MỤC LỤC

5


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Rượu brandy là một loại rượu mạnh được làm từ nước ép quả hoặc thịt
quả và vỏ quả lên men. Độ cồn của brandy luôn từ 40 % - 60%. Công nghệ
sản xuất brandy có từ lâu đời ở các nước châu Âu có khí hậu ôn đới, mỗi quốc
gia có một loại brandy nổi tiếng đặc trưng cho mình. Nó được đặc trưng bởi
nguyên liệu sản xuất, nguồn nước, tiểu vùng khí hậu và đặc biệt là công nghệ
sản xuất (Vũ Thị Kim Phong, 2011).
Việt Nam là quốc gia gắn liền với nền văn minh lúa nước, rượu Việt
Nam chủ yếu được sản xuất từ gạo và các nguyên liệu tinh bột. Tuy nhiên, khi
nền nông nghiệp mở rộng, diện tích cây ăn quả tăng lên cùng với nhu cầu về

rượu trái cây ngày một cao đã thúc đẩy sản xuất rượu hoa quả phát triển. Sản
xuất rượu brandy từ trái cây là một trong những phương án đưa khoa học,
công nghệ vào đời sống, nâng cao thu nhập cho người dân. Dù vậy, để đạt
hiệu quả, đem lại lợi nhuận cao thì phải tìm được nguồn nguyên liệu dồi dào,
rẻ tiền và có thể phát triển sản xuất trên quy mô công nghiệp.
Bần chua tên khoa học là Sonneratia caseolaris (L.), thuộc họ Bần
Sonneratiaceae, bộ Sim Myrtales, là một loài cây gỗ cao, mọc ở khu vực rừng
ngập mặn ven biển, phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Ở Việt Nam, cây bần
chua phân bố từ Bắc tới Nam. Đây là một loài cây có vai trò to lớn trong việc
bảo hộ, lấy gỗ và bảo tồn sinh thái biển (Phan Nguyên Hồng , 1999). Quả bần
khi chín có vị chua của phần thịt quả, vị chát của phần hột, chứa hàm lượng
pectin cao và các chất chống oxy hóa, đồng thời mang nhiều đặc điểm riêng
khác phù hợp để sản xuất rượu mạnh (Mahadlek, 2012). Hiện nay, một số
nước đã tiến hành sản xuất nước uống, làm mứt, làm kẹo từ quả bần chua.
Tuy nhiên, hầu như chỉ sản xuất trên quy mô hộ gia đình nhỏ lẻ và chỉ sử

6


dụng rất ít số lượng quả, còn phần lớn quả bần vẫn lãng phí, chưa được tận
dụng để phát triển kinh tế.
Do đó, việc sản xuất rượu từ quả bần là một hướng đi khả quan, có thể
tạo ra sản phẩm mới, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đem lại hiệu quả
kinh tế cao, phù hợp với xu hướng phát triển chung của Việt Nam cũng như
của thế giới. Nhiều nghiên cứu sản xuất rượu từ trái bần chua được tiến hành
nhưng vẫn chỉ ở mức thí nghiệm và chất lượng rượu thu được chưa cao. Để
đem lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần phát triển bền vững cây bần chua thì
việc nâng cao chất lượng rượu từ quả bần và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất
trên quy mô công nghiệp là điều cần thiết.
Từ những lý do trên, tôi đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu sản xuất

rượu brandy từ quả bần chua (Sonneratia

caseolaris)”.
2. Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu
2.1. Mục tiêu
Sản xuất thành công rượu brandy từ quả bần chua ở quy mô lên men
350 l/mẻ.
2.2. Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu lên men rượu brandy từ quả bần chua với quy mô 350l/ mẻ.
2. Nghiên cứu chưng cất thu hồi với quy mô 20l/mẻ.
3. Phân tích một số thành phần (axit, fusel, aldehyde, methanol, furfurol) trong
rượu brandy.
4. Nghiên cứu nâng cao chất lượng rượu brandy từ quả bần chua trên cơ sở
nghiên cứu làm giảm hàm lượng các chất: aldehyde, methanol và furfurol.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Rượu brandy
Từ “ brandy” được dùng để chỉ sản phẩm rượu thu được từ chưng cất
rượu vang hoặc nước trái cây lên men. Ở một số nước brandy là từ chỉ dược
dùng cho các sản phẩm chưng cất từ rượu nho. Tuy nhiên, ở Hoa kì và nhiều
nước khác, nước quả lên men của các loại trái cây khác cũng được sử dụng để
sản xuất brandy. Các loại trái cây có thể là đào,mơ, mâm xôi, anh đào,…
Nhưng về mặt thương mại thì brandy nho vẫn giữ vai trò quan trọng nhất
(Tsakiris và cs, 2013).
Sau khi được chưng cất, rượu brandy được ủ trong thùng gỗ sồi một

thời gian dài làm cho nó có màu hổ phách. Thời gian ủ ít nhất là sáu tháng
đến một năm, sau đó nó được giảm nồng độ bằng cách pha thêm nước cất
(Tsakiris và cs, 2013). Độ cồn của rượu brandy thường từ 40 - 60%.
1.1.1. Lịch sử phát triển rượu brandy
Rượu brandy được ra đời từ một thương nhân người Hà Lan gốc Đức
tên là Den Helkenwijk, người chuyên buôn rượu chát từ Pháp sang Hà Lan.
Do việc vận chuyển và việc bảo quản rượu vang khá khó khăn nên ông đã
sáng chế ra phương pháp chưng cất cách thủy rượu vang chát, tạo nên một
loại rượu có nồng độ mạnh hơn và ít hơn về thể tích.
Quốc gia khai sinh ra rượu brandy là Pháp. Hai loại rượu brandy nổi
tiếng nhất của Pháp là Cognac và Armagnac. Tên gọi của các loại rượu này
bắt nguồn từ 2 vùng đất miền Tây Nam nước Pháp: Cognac, Armagnac. Tại
đây có trồng giống nho trắng nổi tiếng để sản xuất rượu brandy. Giống nho
này nếu đem trồng ở nơi khác thì không sản xuất được loại rượu brandy ngon
như ở Cognac và Armagnac. Chính phủ Pháp đã đăng ký tên Cognac và
Armagnac như là một sỡ hữu độc nhất cho hai vùng trên.
8


Hiện nay, brandy được sản xuất ở nhiều nơi trên thế gới. Brandy nổi
tiếng ở Tây Ban Nha có nguồn gốc từ khu vực Jeres, tại đây rượu brandy
được ủ lâu năm trong các thùng gỗ sherry. Các loại rượu brandy ở Nam Mỹ
được biết đến nhiều nhất là Piso, chủ yếu từ nho Muscat của Peru. Tại Chile,
brandy được làm từ nhiều giống nho khác nhau và được chưng cất trong nồi.
Brandy Ý được sản xuất từ rượu vang trong vùng và chưng cất bằng thiết bị
cất dạng cột. Brandy Đức được gọi là weinbrandy “rượu đốt cháy”, làm từ
vang nhập khẩu (Tsakiris và cs, 2013).
1.1.2. Phân loại rượu brandy
Brandy có 3 loại chính : Brandy nho, brandy từ nho và brandy hoa quả.
Brandy nho: làm từ nước ép nho đã lên men, không chứa thịt và vỏ quả

nho. Loại rượu này thường có thời gian lưu trữ khá dài trong thùng gỗ sồi để
mùi, vị rượu trở nên ngon hơn. Rượu nho brandy được sản xuất ở nhiều nơi
trên thế giới.
Brandy từ bã nho (pomace brandy): là loại brandy được làm từ thịt quả,
vỏ, thân và phần còn lại của quả nho sau khi đã ép lấy nước, do đó có vị gắt
nên phải thời gian ủ khá dài. Loại rượu này thường có thời gian lưu trữ trong
thùng gỗ tối thiểu nên có hương vị nồng đậm và có mùi vị đặc trưng của loại
nho được chế biến đã bị mất đi ở brandy ủ lâu năm trong thùng gỗ.
Brandy hoa quả: là tên gọi chung cho các loại rượu brandy được làm từ
nước trái cây lên men trừ nho. Những loại trái cây được sử dụng nhiều để làm
rượu Brandy là: táo, mận, mơ, đào, anh đào,... Các rượu này thường không
màu và được uống lạnh hoặc bỏ đá vào để uống.
1.1.3. Tình hình sản xuất rượu brandy

9


Trên toàn cầu, lượng rượu mạnh được sản xuất khoảng 20 tỷ lít thì
rượu brandy chiếm khoảng 2 tỷ lít, đứng thứ 5 về lượng sản xuất trong
dòng rượu mạnh (Tsakiris và cs, 2013).
Theo tổ chức nghiên cứu thị trường Euomonitor International thì sản
lượng rượu brandy không ngừng tăng trong những năm gần đây. Ước tính
trong vòng 5 năm 2013 - 2018 sẽ tăng khoảng 10% sản lượng
( />_Introduction__1_12_.html).
Trong năm 2014, doanh thu toàn cầu từ các nhà xuất khẩu rượu brandy
lên tới US $ 4025742000, tăng 52% về giá trị so với năm 2010 và tăng 6.5%
kể từ năm 2013.
Trong số các nước xuất khẩu rượu brandy 15 quốc gia xuất khẩu brandy
lớn nhất trong năm 2014 là : Mexico: 1205268000 $ (29.9% tổng xuất khẩu
rượu brandy), Vương quốc Anh: 418.685.000 $ (10.4%), Trung Quốc:

353682000 $ (8.8%), Đức: 228327000 $ (5.7%), Pháp: 209825000 $ (5.2%),
Hồng Kông: 174329000 $ (4,3%), Hoa Kỳ: 151682000 $ (3.8%), Hàn Quốc:
133749000 $ (3.3%), Italy: 128039000 $ (3.2%), Tây Ban Nha: 93882000 $
(2.3%), Malaysia: 73300000 $ (1.8%), Hy Lạp: 69562000 $ (1.7%), Singapore:
67167000 $ (1.7%),Bỉ: 60019000 $ (1.5%), Hà Lan: 55693000 $ (1.4%).
15 quốc gia này chiếm tới 85% tổng lượng xuất khẩu rượu brandy toàn cầu
trong năm 2014 ( />Như vậy, giá trị thương mại của brandy trên thế giới ngày càng tăng và
góp phần không nhỏ vào sự phát triển của nhiều quốc gia. Đây chính là tiềm
năng cho việc phát triển ngành công nghiệp rượu từ nguồn nguyên liệu trái
cây. Điều này có ý nghĩa vô cùng to lớn với các nước nhiệt đới, nơi mà có
nguồn trái cây dồi dào cần được chế biến và phát triển quy mô sản xuất lớn.

10


1.1.4. Công nghệ sản xuất rượu brandy
1.1.4.1. Vi sinh vật trong lên men rượu
1.1.4.1.1. Nấm men
Trong các vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men thì nấm men có
vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa đường thành rượu và tạo hương vị
cho rượu.
Tế bào nấm men là tế bào nhân thực, cấu trúc cơ bản giống tế bào động
vật, thực vật. Cấu trúc tế bào nấm men chia thành hai phần: phần thành tế bào
và phần nội bào.
Thành tế bào nấm men dày khoảng 25nm. Thành tế bào đa số tế bào
nấm men cấu tạo bởi mannan và glucan, một số nấm men có thành chứa
mannan và kitin. Trong thành tế bào nấm men có chứa 10% là protein, trong
số đó có một phần là các enzym. Trên thành có một số lượng nhỏ lipit
(Nguyễn Lân Dũng và cs, 2002; Herman, 2001).
Màng tế bào của tế bào nấm men cấu tạo gồm 3 tầng, thành phần chủ

yếu là protein (chiếm 50% khối lượng khô), lipit (40%) và một ít
polysaccharide. Phần steroid trong tế bào nấm men khi được chiếu tia tử
ngoại có thể chuyển hóa thành vitamin D2. Chính cấu tạo đặc trưng của thành
tế bào đã giúp cho tế bào nấm men sống được trong môi trường có hàm lượng
cồn cao (18 - 20%) (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2002; Khaing và cs, 2008).
Nấm men sinh trưởng nhanh, các tế bào thường tách rời nhau, đa số
chúng sinh sản bằng cách nảy chồi. Chúng cũng sinh sản hữu tính bằng
bào tử.
Nấm men có khả năng sinh trưởng trong môi trường có hàm lượng
đường tương đối cao (dưới 30% sinh trưởng tốt, ở nồng độ cao hơn vẫn có thể
11


sống nhưng sinh trưởng chậm). Chúng phát triển tốt nhất trong điều kiện nhiệt
độ là 20 - 30 °C và pH khoảng 4 - 4.5.
Các chủng nấm men khác nhau có những đặc điểm khác nhau. Tuy
nhiên để được chọn làm giống sản xuất thì nấm men phải có nhiều đặc điểm
ưu việt (Nguyễn Quang Hào, 2002; Lương Đức Phẩm, 2009): phát triển mạnh
trong dịch đường lên men, hiệu suất lên men cao, có khả năng chịu được độ
cồn cao trong quá trình lên men, chịu được chất kháng khuẩn (SO 2) và biến
động của điều kiện lên men (pH, nhiệt độ…), hạn chế thấp nhất việc tạo ra
sản phẩm phụ không mong muốn, ổn định lâu dài trong sản xuất.
Có rất nhiều chủng nấm men phù hợp với tiêu chuẩn sản xuất rượu,
nhưng tùy thuộc vào điều kiện sản xuất và nguồn nguyên liệu mà người ta lựa
chọn các chủng khác nhau. Một ví dụ điển hình của chủng nấm men đáp ứng
được các tiêu chí trên trong sản xuất rượu brandy là Candida tropicalis NM2.
Theo Jeyaram và cs (2008), C. tropicalis được tìm thấy ở nước biển,
các loại tảo biển, thực vật rừng ngập mặn, mật ong, hoa quả,... Đây là loài có
khả năng lên men tốt trong môi trường có các loại đường glucose, saccharose,
maltose, galactose, trehalose, raffinose. Chúng có khả năng đồng hóa nhiều

loại sản phẩm khác nhau: galactose, maltose, trehalose, succinate, D - xylose,
arabinose, D - manitol, D - glucitol, cellobiose, citrate, glycerol, lactate,
ribitol, …. Chủng nấm men này có khả năng chịu nhiệt tốt, có thể sinh trưởng
ở nhiệt độ từ 40 – 42 °C. C. tropicalis lên men tốt trong khoảng pH rộng: 3.5
- 6.5. Chúng được sử dụng để sản xuất xylitol từ D - xylulose . Hình thức sinh
sản của chủng nấm men này chủ yếu là nảy chồi , bên cạnh đó có thể có nhiều
sợi nấm giả gồm các tế bào dài dính với nhau bởi một điểm nhỏ và dễ rời
nhau (Agarwal và cs, 2011; Horitsu và cs, 1992).
Cũng theo nghiên cứu của tác giả Đinh Thị Hồng Duyên (2014) thì
C.tropicalis NM2 có hình ovan (hoặc hình trứng), kích thước trung bình: 1.5 -

12


4 x 4 -7 µm. Đặc biệt, bên cạnh những tế bào có hình thái điển hình còn có
những tế bào dị hình - hình dạng dài, xuất hiện nhiều trong môi trường lên
men và ảnh hưởng tích cực đến khả năng lên men của chủng.Điều kiện tốt
nhất cho C. tropicalis NM2 lên men tạo rượu là: hàm lượng đường trong dịch
lên men - 220g/l; hàm lượng men giống bổ sung vào dịch quả khoảng 0.5 x
106 tế bào/ml, nhiệt độ 30 °C, pH = 3.5.
1.1.4.1.2. Một số vi sinh vật khác trong lên men rượu
Trong quá trình lên men rượu, ngoài nấm men còn có sự tham gia của
nhiều nhóm vi sinh vật khác:
- Nấm mốc: có vai trò phân hủy hồ tinh bột thành đường. Một số chủng
nấm mốc được sử dụng trong sản xuất như: Aspergillusoryzae, A.flavus,
A.usami…
- Vi khuẩn: Trong quá trình lên men thường xuất hiện nhiều nhóm vi
khuẩn, bao gồm cả những loài mong muốn và những loài không mong muốn
gây hỏng rượu. Những loài vi khuẩn mong muốn là những loài tạo được cho
rượu hương vị đặc trưng, như loài Oencoccus oenos (vi khuẩn lactic) và nhiều

các chủng thuộc giống Lactobacillus và giống Pediococcus. Ngược lại có một
số vi khuẩn làm hỏng vang và làm cho vang có mùi khó chịu như một số loài
Lactobacillus (Hoàng Thị Lệ Thương, 2010).
1.1.4.2. Quá trình lên men rượu
Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường thành rượu, giải
phóng CO2 dưới tác dụng của các enzym do nấm men tạo ra, trong điều kiện
kị khí. Quá trình này luôn kèm theo sự hình thành các sản phẩm phụ và giải
phóng năng lượng.
Cho đến nay, các nhà khoa học đã thiết lập được sơ đồ cho toàn bộ quá
trình lên men gồm 5 giai đoạn, có thể tóm tắt theo phương trình tổng quát :
C6H12O6 + 2 ADP + 2 H3PO4  2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP + H2O

13


Trong quá trình sản xuất rượu thường phải bổ sung saccharose vào dịch
lên men do hàm lượng đường này trong dịch quả không nhiều. Khi đó, việc
chuyển hóa saccharose thành glucose và fructose là nhờ enzym invectase của
nấm men tạo ra, quá trình lên men tạo rượu lại diễn ra bình thường.
Hiện nay, các nhà khoa học đã tìm ra được hơn 50 loại enzym tham gia vào
quá trình chuyển hóa đường thành rượu vừa nêu trên (Nguyễn Thành Đạt, 2011).
1.1.4.2.1. Cơ chế của quá trình lên men rượu
Trong quá trình lên men rượu, 1 phân tử glucose sẽ tạo thành 2 phân tử
pyruvate. Quá trình đó tạo ra ATP và NADH. Hai phân tử pyruvate sau đó bị
biến đổi thành acetaldehyt và tạo hai CO 2. Sau đó, nhờ H+ từ NADH,
acetaldehyt chuyển thành etanol (Hình 1.1).

Hình 1.1. Cơ chế quá trình lên men rượu
(nguồn: Pretorius, 2000)

14


1.1.4.2.2. Quá trình tạo sản phẩm trung gian
Quá trình lên men rượu là một quá trình phức tạp, gồm 1 chuỗi các
phản ứng chuyển hóa. Do đó, tất yếu tạo ra các sản phẩm bậc 2 và các sản
phẩm phụ. Các sản phẩm này đóng vai trò quan trọng đối với giá trị cảm quan
của sản phẩm.
R. Dupui đã nghiên cứu và chỉ ra rằng: Khi lên men 180 gam đường thì
thu được 83.6g CO2 + 87.4g C2H5OH + 0.4g dầu fusel + 0.6g glyxerin + 0.3g
axit lactic + 0,1g axetaldehyde.
Trên thực tế lượng ethanol tạo thành luôn thấp hơn tính toán lý thuyết
(thường chỉ đạt 90 - 95%), khoảng 5% đường tiêu hao cho các sản phẩm phụ
và 1% đường được nấm men sử dụng cho quá trình sinh sản và phát triển.
Trong quá trình lên men cũng tạo thành dầu fusel. Đó là tập hợp một số
rượu bậc cao như: propylic, amylic, izobutylic,…Thành phần và số lượng
rượu bậc cao phụ thuộc vào chủng nấm men và nguyên liệu, điều kiện lên
men. Hàm lượng dầu fusel thường không đáng kể, nhưng lại có vai trò quan
trọng trong việc tạo hương thơm đặc trưng cho sản phẩm.
Hương và vị của rượu brandy phụ thuộc vào hàm lượng, thành
phần, tỉ lệ giữa các sản phẩm phụ chủ yếu là este thơm với rượu bậc cao
và tỉ lệ giữa sản phẩm phụ với rượu ethanol. Tuy nhiên quá trình hình
thành và thành phần các sản phẩm phụ lại phụ thuộc và các điều kiện lên
men như: hàm lượng đường, pH, nhiệt độ, nấm men,…Đây cũng là những
yếu tố giúp nhà sản xuất có thể định hướng việc tạo sản phẩm phụ làm
tăng chất lượng của brandy.
1.1.4.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo rượu
* Ảnh hưởng của oxy

15

Nấm men là vi sinh vật hiếu khí tùy nghi. Trong điều kiện có oxy, nấm
men sử dụng đường làm nguồn năng lượng tăng sinh khối. Hàm lượng oxy
phù hợp cho sinh trưởng và phát triển của nấm men là 6.5 – 7.5 mg/l. Khi môi
trường thiếu oxy thì nấm men lại tiến hành chuyển hóa đường thành rượu.
Vì vậy, trong quá trình lên men để đạt hiệu suất tạo rượu tối đa và hạn
chế quá trình tạo sản phẩm phụ, người ta phải hạn chế tối đa sự có mặt của
oxy trong giai đoạn lên men.
* Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng, phát triển của
nấm men và chất lượng rượu. Nấm men có thể tồn tại ở nhiệt độ từ 4 45°C nhưng nó sinh trưởng và phát triển tốt nhất ở 28 - 30 °C (Nguyễn
Quang Thảo, 2002).
Nhiệt độ càng thấp thì nấm men sinh trưởng càng chậm, thời gian lên
men càng kéo dài, tuy nhiên lại hạn chế được sự nhiễm khuẩn. Ngược lại,
nhiệt độ càng cao thì nấm men sinh sản nhanh hơn, thời gian lên men ngắn
hơn, nhưng khả năng nhiễm khuẩn sẽ rất cao.
Bên cạnh đó, nhiệt độ còn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng rượu
brandy. Theo những nghiên cứu của Peuch (1987) khi lên men ở điều kiện
nhiệt độ lạnh thì hương, vị của rượu sẽ có mùi vị của trái cây và tươi hơn,
hàm lượng axit bay hơi cũng thấp hơn và hàm lượng glyxerol cũng sẽ tăng
cao hơn. Nhiều tác giả cho rằng: nhiệt độ phù hợp cho quá trình lên men tạo
rượu là 28 - 32 °C (Hoàng Văn Hải, 2006; Lương Đức Phẩm, 2009; Mateo và
cs, 2001).
* Ảnh hưởng của độ pH
Nấm men có thể sinh sản và phát triển trong môi trường có độ pH từ
2.5 - 7.5. Nhiều chủng nấm men sinh trưởng và phát triển tốt ở môi trường có
độ pH từ 3 - 3.5. Trong khi đó nhiều vi sinh vật gây hỏng rượu thường hoạt

16

động tốt ở pH trên 3.5. Vì vậy, để hạn chế quá trình tạp nhiễm và tạo điều
kiện cho sự phát triển của nấm men, nâng cao chất lượng rượu, trong thực tế
sản xuất người ta luôn duy trì pH ở mức 3.2 - 4 (Batten, 1989). Điều chỉnh
pH của dịch lên men, các nhà sản xuất thường sử dụng: axit citric, NaHCO 3,
CaCO3,…(Hoàng Liên Hương, 2005). pH thấp quá hoặc cao quá cũng sẽ ảnh
hưởng đến đến cấu trúc protein của nhiều loại enzyme tham gia trực tiếp vào
quá trình lên men rượu và làm giảm khả năng xúc tác của enzyme.
* Ảnh hưởng của hàm lượng đường
Đường là nguyên liệu của quá trình lên men. Hàm lượng đường phù
hợp cho quá trình lên men rượu là 16 - 22%, hàm lượng đường 28% ức chế
quá trình lên men (Đặng Tất Thành, 2006). Điều này có ý nghĩa quan trọng
trong việc xác định nguyên liệu và bổ sung đường vào dịch lên men. Bên
cạnh đó, tỷ lệ các loại đường trong dịch lên men cũng ảnh hưởng tới tốc độ và
hiệu suất lên men. Nấm men chủ yếu lên men đường đơn và các loại đường
khử. Theo kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đối với chủng nấm men
C.tropicalis thì đường glucose là loại đường phù hợp nhất cho sinh trưởng và
phát triển của nấm men, sau đó là fructose và saccharose,…(Đinh Thị Hồng
Duyên, 2014).
* Ảnh hưởng của nồng độ rượu
Trong quá trình lên men, nồng độ cồn tăng dần sẽ ức chế hoạt động
sống của nấm men, kìm hãm hoạt động của nhiều loại enzyme tham gia
chuyển hóa đường thành rượu. Các loại nấm men khác nhau thì khả năng chịu
đựng nồng độ rượu cũng khác nhau. Khả năng sống sót của nấm men phụ
thuộc nhiều vào nhiệt độ và nồng độ rượu có trong dịch lên men. Tuy nhiên,
khả năng chịu đựng lượng ethanol của vi khuẩn, nấm mốc kém hơn nhiều so
với nấm men (Yansong và cs, 2001). Điều này có ý nghĩa quan trọng với quá
trình sản xuất vì khi quá trình lên men kị khí bắt đầu xảy ra thì ethanol hình

17


thành sẽ kìm hãm sự phát triển của nấm mốc, vi khuẩn sau đó ức chế hoạt
động của các loại nấm men dại, nhường môi trường cho nấm men hoạt động
(Bùi Ái, 2002).
* Ảnh hưởng của hàm lượng men giống
Nấm men chính là đối tượng tiến hành quá trình lên men tạo rượu. Hàm
lượng tế bào nấm men trong dịch lên men có ảnh hưởng lớn tới quá trình lên
men tạo rượu và chất lượng sản phẩm rượu. Nếu hàm lượng này thấp thì thời
gian nhân giống và lên men sẽ bị kéo dài, dễ bị nhiễm khuẩn. Ngược lại, hàm
lượng men giống cao thì thời gian lên men ngắn hơn và ít bị nhiễm khuẩn do
sự áp đảo của nấm men. Tuy nhiên, nếu hàm lượng men giống quá cao sẽ làm
thay đổi môi trường lên men, không có lợi cho quá trình lên men và chất
lượng sản phẩm. Theo nghiên cứu của nhiều tác giả thì hàm lượng men giống
trong dịch lên men chỉ nên có từ 4 - 10 triệu tế bào/1 ml dịch lên men là phù
hợp (Nguyễn Xuân Thành, 2006; Đặng Tất Thành, 2006).
* Ảnh hưởng của axit hữu cơ
Thành phần và hàm lượng của một số axit hữu cơ trong dịch lên men
ảnh hưởng tới sự sinh trưởng, phát triển của nấm men và chất lượng sản phẩm
rượu. Axit hữu cơ làm giảm độ pH, có tác dụng ức chế nhiều loại vi khuẩn.
Tuy nhiên, sự ảnh hưởng ở đây không phải do hàm lượng tổng số mà là do
thành phần mà hàm lượng một số loại axit hữu cơ. Axit béo, axetic, butyric,
propionic đều có ảnh hưởng đáng kể tới quá trình lên men tạo rượu
(Brockmann và cs, 1948).
* Ảnh hưởng của nitơ
Nitơ là một trong những nguyên tố đại lượng cấu tạo nên tế bào, cần
thiết cho hoạt động của tế bào. Đối với tế bào nấm men cũng vậy, nitơ cần
thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. Từ các hợp chất chứa
nitơ, nấm men sẽ tổng hợp được axit amin và protein cần thiết cho mình.

18


Đa số nước quả có hợp chất nitơ đủ để cung cấp cho hoạt động của nấm
men. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, hàm lượng axit amin chỉ đủ
cung cấp cho 4, 5 ngày lên men. Do đó, khi nhân giống nấm men người ta
thường bổ sung thêm lysin, arginin, hoặc (NH 4)2SO4 ở nồng độ 0.6% (tính
theo nitơ) để tăng khả năng sinh sản của nấm men (Nguyễn Đình Thưởng
và cs, 2002).
* Ảnh hưởng của các chất khử trùng
Khả năng khử trùng của SO2 đã được biết đến từ lâu và hiện nay vẫn
được sử dụng rộng rãi trong sản xuất rượu. SO 2 có khả năng diệt trùng rất tốt
đối với nhiều loại vi khuẩn nhưng nấm men lại có khả năng phát triển và lên
men trong môi trường có hàm lượng SO2 cao. Tuy nhiên, hàm lượng SO2 lại
làm kéo dài thời gian lên men. SO2 làm tăng lượng aldehyde và glyxerol trong
quá trình lên men, vì vậy việc sử dụng trong quá trình sản xuất cũng cần sự
tính toán phù hợp. Thông thường, người ta sử dụng SO2 với hàm lượng 75 110 ppm làm chất diệt khuẩn. Nồng độ SO2 tối đa cho phép trong dịch lên
men không vượt quá 490 ppm (Nguyễn Quang Hào, 2002; Nguyễn Quang
Thảo, 2002).
* Ảnh hưởng của các loại muối khoáng và vitamin
Muối khoáng và vitamin rất cần thiết cho hoạt động sống của nấm men.
Việc bổ sung các loại muối khoáng vào dịch lên men là rất quan trọng, nguồn
muối khoáng cần thiết cho quá trình lên men bao gồm: Mg, K, I 2, Ca, Fe, S, P.
Tuy nhiên sự dư thừa các nguyên tố khoáng có thể kìm hãm quá trình lên men
rượu. Do vậy, việc bổ sung muối khoáng vào dịch lên men phải có sự tính
toán, tùy thuộc vào từng loại nấm men và nguồn nguyên liệu (Nguyễn Quang
Hào, 2002).
Một số loại vitamin cũng có tác dụng tốt cho quá trình lên men. Sự có
mặt của một số axit amin và các vitamin còn có tác dụng tăng cường hoạt hóa

19


một số loại enzyme trong quá trình lên men rượu (Nguyễn Thành Đạt, 2011;
Nguyễn Quang Hào, 2002).
1.1.4.3. Quy trình sản xuất rượu brandy
Rượu brandy đã được sản xuất từ lâu đời, quy trình sản xuất có một số
sự khác biệt giữa các vùng sản xuất và loại nguyên liệu. Tuy nhiên, các quy
trình sản xuất rượu brandy từ hoa quả (Đinh Thị Hồng Duyên, 2014; Akubor
và cs, 2003; Tsakiris và cs, 2013) đều theo một trình tự chung như sau:
1.1.4.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu
Rượu brandy hoa quả có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu
khác nhau: nho, dứa, cherry, chuối, táo,…Nguồn nguyên liệu có ảnh hưởng
lớn đến chất lượng và hương vị rượu brandy.
Nguyên liệu làm brandy thường có độ đường tương đối cao, dễ chế
biến, chứa ít hoặc không chứa các chất không mong muốn. Quả được lựa
chọn, loại bỏ những quả sâu, dập nát, rửa sạch, để khô.
1.1.4.3.2. Chế biến dịch lên men
Tùy thuộc vào loại quả mà có các phương pháp chế biến dịch lên men
khác nhau.
Quả sau khi được lựa chọn sẽ có thể được bóc vỏ, loại bỏ hạt…Sau đó,
tiếp tục ép hoặc xay lấy dịch và chế biến thành dịch lên men. Có khi người ta
bổ sung thêm đường vào dịch cho đạt hàm lượng đường lên men tốt nhất, rồi
bảo quản lạnh trong thời gian ngắn hoặc trực tiếp lên men.
Trong quá trình chế biến dịch lên men người ta thường bổ sung chất
chống nhiễm SO2 vào dịch lên men, hoặc điều chỉnh pH môi trường lên men.
Người ta cũng có thể bổ sung thêm chất khoáng, đạm, hoặc enzyme phân giải
(chủ yếu là phân giải pectin),…(Nguyễn Quang Thảo, 2002).
1.1.4.3.3. Lên men

Dịch quả sau khi được chế biến thành dịch lên men với các đặc tính
phù hợp về pH, độ đường…người ta tiến hành cấy giống nấm men sau đó tạo
điều kiện yếm khí để nấm men tiến hành chuyển hóa đường thành rượu.
20


Thời gian lên men, điều kiện lên men, lượng tiếp giống… của quá trình
lên men tùy thuộc vào công nghệ lên men, thiết bị lên men và nguồn nguyên
liệu lên men.
Quá trình lên men gồm hai giai đoạn: lên men chính và lên men phụ.
Trong giai đoạn lên men chính, nấm men sẽ chuyển hóa hầu hết đường thành
rượu, giai đoạn này thường diễn ra ở nhiệt độ cao hơn. Giai đoạn lên men
phụ, nhiệt độ được hạ thấp hơn và quá trình lên men vẫn tiếp diễn, đồng thời
tế bào nấm men, một số chất lơ lửng… kết lắng nhanh xuống đáy, tạo khả
năng tách dịch dễ dàng, giúp nâng cao chất lượng, hương vị sản phẩm. Hiện
nay đa phần các nhà máy sản xuất rượu cao độ chỉ lên men một giai đoạn: giai
đoạn lên men chính. Sau đó, dịch lên men được đem đi xử lý, tách cặn và cho
vào nồi chưng cất để thu dịch cồn.
1.1.4.3.4. Chưng cất
Sau khi quá trình lên men kết thúc, người ta thu dịch lên men để tiến
hành chưng cất rượu. Mục đích của giai đoạn này là thu được lượng rượu với
nồng độ cao hơn và tách một số tạp chất không mong muốn. Dịch chưng cất
cũng có thể bổ sung một số hóa chất như : NaOH, muối sunfit, KMnO 4,… để
giảm bớt một số chất không mong muốn (andehyde, axit,…). Tuy nhiên, cũng
có khi người ta cho toàn bộ sản phẩm sau lên men chuyển sang chưng cất.
Tùy theo quy mô, kĩ thuật và thiết bị mà quá trình chưng cất rượu có
thể khác nhau. Có thể tiến hành chưng cất thủ công hoặc dùng nhiều thiết bị
chưng cất: chưng cất phân đoạn, chưng cất phân đoạn liên tục, chưng cất phân
đoạn bán liên tục (Nguyễn Đình Thưởng và cộng sự, 2002).
Quá trình chưng cất thu hồi sản phẩm chịu tác động lớn của thiết bị

chưng cất, nhiệt độ chưng cất và kĩ thuật thu hồi sản phẩm.
1.1.4.3.5. Hoàn thiện sản phẩm và bảo quản
Sau khi chưng cất xong rượu có thể được sử dụng ngay. Tuy nhiên
thông thường người ta tiếp tục hoàn thiện sản phẩm để làm giảm một số chất
không mong muốn và tăng hương vị màu sắc cho sản phẩm rượu brandy.
21


Các biện pháp thường sử dụng là: pha rượu, ủ rượu, bổ sung chất tạo
màu, tạo hương, tàng trữ…
Rượu sản phẩm sau khi chưng cất và hoàn thiện sẽ được đóng thùng,
đóng chai…thành rượu thương phẩm hoặc có thể bảo quản ở những điều kiện
thích hợp tùy địa phương (Trần Phi, 1995).
1.1.4.4. Tiêu chuẩn chất lượng rượu brandy
Mỗi dòng rượu brandy có đặc trưng riêng. Sự khác biệt đó không chỉ
do nguyên liệu mà còn do nguồn nấm men và kĩ thuật sản xuất. Hương vị
rượu brandy là nhờ các thành phần như este, aldehyde,…với nồng độ nhất
định còn sót lại sau quá trình chưng cất dịch quả lên men thu rượu.
Mỗi quốc gia lại có những tiêu chuẩn riêng đối với rượu brandy. Ở Việt
Nam, tiều chuẩn rượu brandy được BYT quy định tại QCVN 06- 3:2010/BYT
đối với các sản phẩm đồ uống có cồn (Phụ lục).
Tiêu chuẩn này có sự sai khác với một số nước. Tuy nhiên, brandy là
một sản phẩm đồ uống lên men tự nhiên nên tiêu chuẩn về hàm lượng một số
chất trong rượu không quá khắt khe (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn chất lượng rượu brandy, theo tiêu chuẩn
chất lượng Brandy 366 (1987 - 07) của Ecuador
(được dịch từ tiêu chuẩn của Tây Ban Nha) (Đinh Thị Hồng Duyên, 2014)
Thành phần
Ethanol
Axit tổng số (tính theo axit axetic)

Este (tính theo ethyl axetate)
Aldehyde (tính theo acetaldehyde)
Furfurol
Rượu bậc cao
Methanol
Tổng chất khô

Đơn vị tính
% vol
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
g/l

1.1.4.5. Nâng cao chất lượng rượu brady

22

Hàm lượng
38 - 45
0 - 1000
50 - 600
20 - 400
0 - 100
500 - 200
0 - 300
0 - 35

Nâng cao chất lượng rượu brandy chính là quá trình hoàn thiện sản
phẩm sau chưng cất để tạo được loại rượu có chất lượng và giá trị cao hơn.
Mục đích của quá trình này là làm giảm một số chất không mong muốn ảnh
hưởng không tốt tới chất lượng sản phẩm như: làm giảm lượng aldehyde,
methanol, một số axit hữu cơ gây chua, loại bỏ thành phần furfurol ra khỏi
rượu,… tăng các giá trị về thẩm mỹ, hương vị.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng: các chất có trong rượu sau quá trình
chưng cất phụ thuộc nhiều vào chủng nấm men, quá trình lên men và quá
trình chưng cất.
James và cs (1959) đã nghiên cứu quá trình lên men chưng cất rượu
brandy với mười bốn chủng nấm men khác nhau và khẳng định: hoạt động
của một số chủng nấm men làm giảm lượng aldehyde trong rượu. Một số
nghiên cứu khác thì cho thấy ảnh hưởng của quá trình lên men đến hàm lượng
methanol trong rượu (nấm men, pH, thời gian lên men,…) và chỉ ra phương
pháp chưng cất phân đoạn giúp giảm đáng kể lượng methanol và một số chất
không mong muốn trong rượu (Nikícevíc và cs, 2005).
Ngoài ra, quá trình chưng cất cũng ảnh hưởng đến thành phần các chất
trong rượu brandy. Hầu hết các hợp chất dễ bay hơi như andehyt, este, rượu
bậc cao,… có hàm lượng giảm dần trong quá trình chưng cất. Tuy nhiên, hàm
lượng furfurol lại tăng dần vào giai đoạn cuối của quá trình chưng cất
(Guymon, 1974; Yuping Zhao và cs, 2014). Đây cũng chính là cơ sở cho quá
trình nghiên cứu và sản xuất, để xác định thời điểm thích hợp để thu hồi rượu
thành phẩm có hàm lượng các chất không mong muốn thấp nhất, nhưng vẫn
giữ được hương vị đặc trưng của rượu brandy.
Người ta còn có thể bổ sung một số chất như: kiềm, muối sunfit,
KMnO4,… để làm giảm một số chất không mong muốn trong rượu như
aldehyde, axit,…trong rượu.

23


Tolbert và cs (1943) đã nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến
một số chất trong rượu brandy và đưa ra kết luận: ở nồng độ 0.5g/100ml rượu
50% (v/v), than hoạt tính làm giảm axit, furfurol và tanin trong rượu. Ở nồng
độ cao hơn, nó có tác dụng giảm acetaldehyde và rượu bậc cao trong brandy.
Bên cạnh đó, để hoàn thiện sản phẩm rượu brandy người ta còn tiến
hành pha chế và lưu trữ trong thùng gỗ sồi một thời gian nhất định. Việc lưu
trữ rượu trong thùng gỗ sồi không chỉ làm tăng hương vị và ổn định rượu mà
còn tạo cho brandy có màu hổ phách đặc trưng, góp phần tăng giá trị cảm
quan của rượu.
1.2. Bần chua
Loài bần chua hay một số nơi còn gọi là bần sẻ, thủy liễu, bằng lăng tía,
lậu…Có tên gọi khoa học là Sonneratia caseolaris (L.) Engl; tên tiếng
Anh: Apple Mangrove, Crabapple Mangrove. Ngoài ra loài này còn có 1 số tên
đồng nghĩa như: Sonneratia rubra Oken, Sonneratia acida L.F, Rhizophora
caseolaris L..
Đây là một loài thuộc giới Thực vật (Plantea), ngành Thực vật có hoa
(Angiospermae), lớp Hai lá mầm (Eudicots), phân lớp Hoa hồng (Rosids), bộ Sim
(Myrtales), họ Bần (Sonneratiaceae), chi Bần (Sonneratia L.F.), loài Bần chua
(Sonneratia caseolaris).
1.2.1. Đặc điểm sinh thái, cấu tạo
Bần chua là loài cây ưa sáng và mọc ở nơi có nước mặn hay nước lợ,
chúng được coi là loài tiên phong để phát triển rừng ngập mặn ven biển bờ
các bãi bồi ven sông. Loài cây này được đánh giá là có khả năng sinh trưởng
ở vùng có lượng mưa hàng năm tương đối cao, nhiệt độ trung bình từ 20 –
27oC, pH từ 6.0 - 6.5.

24

Cây bần chua được mô tả đặc điểm hình thái bởi nhiều tác giả: Toble
và cs, 1923; Grant, 1938; Walsh,1967 (dẫn theo Saberi, 1992); Selvam, 2007;
Giesen và đồng sự, 2007 (dẫn theo Baba và cs, 2013). Các tác giả đều thống
nhất mô tả cây bần chua là loài cây gỗ rừng ngập mặn cỡ trung bình, cao từ
10 - 20m, có khi cao đến 25m. Cây phân nhiều cành, tán rộng, rễ hô hấp hình
chông. Lá đơn, mọc đối, hoa lưỡng tính, màu lục ở ngoài, màu tím hồng ở
mặt trong. Quả mọng nhiều nạc, hình cầu dẹt, vỏ nhẵn, đài đồng trưởng, chia
thuỳ trải dài trên gốc quả. Quả có hình tròn ở phần đầu, vỏ quả dày, chứa
nhiều hạt. Khi còn non quả cứng và có vị chát, khi chín quả mọng, thịt quả
mềm, có vị chua và mùi thơm đặc trưng (Baba và cs, 2013).
Khi chín quả rụng và trôi nổi theo nước thủy triều, hạt sống lâu và phát
tán mạnh trên các bãi bồi. Muốn trồng cây bần không cần gieo hạt (mặc dù
hạt quả bần chín khi gieo có thể mọc mầm trên 90%). Chỉ cần nhổ những cây
bần con mọc sắn trong tự nhiên (rất nhiều) để trồng (Phan Nguyên Hồng và
cộng sự, 1995; Kathiresan, 2001).
Quả bần xanh cứng, chứa hàm lượng tanin lớn nên có vị chát mạnh.
Khi chín quả mềm ra, có mùi thơm, vị chát giảm, các axit hữu cơ hình
thành nhiều, hàm lượng pectin 11% ở dạng trong suốt (Đinh Thị Hồng
Duyên, 2014).
1.2.2. Phân bố
Bần chua là loài cây rừng ngập mặn nhiệt đới, phân bố khá phổ biến và
rộng rãi tại các bãi bồi cửa sông và là loài tiên phong.Trong số 30 nước có
rừng ngập mặn trên thế giới thì bần chua phân bố ở 14 nước (UNI UNESCO, 2002). Người ta tìm thấy loài này ở các nước và khu vực : Bangla
Đét, Brunây, Campuchia, Trung Quốc (đảo Hải Nam), Ấn Độ, Indonexia,
25