Khảo Sát Điều Kiện Lên Men Nhằm Nâng Cao Chất Lượng Rượu Trái Điều

TÊN ĐỀ TÀI.txt
KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN LÊN MEN NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG RƯỢU TRÁI ĐIỀU
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Mạnh Hùng
Lớp: 13DSH05
MSSV: 1311100326

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN
Là sinh viên năm năm cuối của Trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh,
nay được vinh dự làm đồ án tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học của mình. Tôi
cam đoan đây là nghiên cứu do tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm Biomass lab
trường đại học Bách Khoa – đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh. Những số liệu,
hình ảnh trong bài hoàn toàn trung thực chưa từng có ai công bố.
Thành phố Hồ Chí Minh,ngày 20 , tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Mạnh Hùng

i


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn:
Ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh, ban chủ
nhiệm bộ môn công nghệ sinh học cùng tất cả các quý thầy cô đã truyền đạt cho em

những kiến thức quý báu trong suất thời gian em học tập tại trường.
Ths Trần Thị Tưởng An người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành
luận văn tốt nghiệp này.
Ts Nguyễn Văn Khoa, thầy đã giúp đỡ, nêu ý tưởng chỉ bảo em hoàn thành
khóa luận này.
Ts Nguyễn Hoài Hương người đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức cho
em bao năm qua, giới thiệu em với cô Trần Thị Tưởng An để tiến hành đề tài.
Chân thành cảm ơn các anh chị và các bạn trong phòng thí nghiệm nhiên liệu
sinh học và biomass đã trao đổi, đóng góp , phê bình, động viên và giúp đỡ em
trong quá trinh học tập và thực hiện đề tài.
TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2017
Sinh viên

Nguyễn Mạnh Hùng

ii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................ii
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ RƢỢU TRÁI CÂY LÊN MEN .................................. 4
1.1. Giới thiệu rƣợu trái cây lên men ........................................................................ 4
1.1.1. Khái niệm: ...................................................................................................... 4
1.1.3. Vitamin và muối khoáng ............................................................................... 5
1.1.4. Polyphenol ...................................................................................................... 5

1.1.5. Acid hữu cơ .................................................................................................... 6
1.1.6. Công dụng của rƣợu trái cây lên men ......................................................... 6
1.2. Nguyên liệu chế biến rƣợu trái cây lên men ...................................................... 7
1.2.1. Nguyên liệu ..................................................................................................... 7
1.3. Vi sinh vật dùng trong lên men rƣợu trái cây lên men .................................... 7
1.3.1. Hệ vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu ....................................................... 7
1.3.2. Hệ vi sinh vật tham gia quá trình lên men .................................................. 9
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men rƣợu trái cây lên men ........... 15
1.4.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng men giống ...................................................... 15
1.4.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ .............................................................................. 15
1.4.3. Ảnh hƣởng của pH ...................................................................................... 16
1.4.4. Ảnh hƣởng của ánh sáng ............................................................................ 16
1.4.5. Ảnh hƣởng của acid hữu cơ........................................................................ 16
1.4.6. Ảnh hƣởng của nồng độ cồn ....................................................................... 17
1.4.7. Ảnh hƣởng của nồng độ đƣờng và áp suất thẩm thấu ............................. 17
1.5. Tình hình sản xuất rƣợu trái cây lên men ....................................................... 17
1.5.1. Trên thế giới ................................................................................................. 17
1.5.2. Ở Việt Nam................................................................................................... 18

iii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.6. Nguyên liệu quả điều ......................................................................................... 20
1.6.1. Giới thiệu về quả điều ................................................................................. 20
1.6.2. Thành phần hóa học của thịt quả điều ...................................................... 21
1.6.3. Tình hình trồng điều trong nƣớc và ngoài nƣớc ...................................... 21
Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 23
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................... 23

2.1.1. Thời gian ...................................................................................................... 23
2.1.2. Địa điểm........................................................................................................ 23
2.2. Vật liệu nghiên cứu. ........................................................................................... 23
2.2.1. Nguyên liệu trái điều. .................................................................................. 23
2.2.2. Nguồn vi sinh vật ......................................................................................... 23
2.2.3. Các thiết bị và dụng cụ................................................................................ 23
2.2.4. Môi trƣờng và hóa chất sử dụng ................................................................ 24
2.4. Phƣơng pháp phân tích – bố trí thí nghiệm .................................................... 26
2.4.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm .................................................................. 26
2.4.2. Các phƣơng pháp phân tích ....................................................................... 31
Chƣơng 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN...................................................................... 36
3.1. Kết quả khảo sát thành phần nguyên liệu điều............................................... 36
3.2. Kết quả việc khảo sát hàm lƣợng tanin theo gelatin theo nhiệt độ ............... 37
3.3. Kết quả khảo sát môi trƣờng nuôi cấy............................................................ 37
3.4. Kết quả khảo sát thời gian lên men .................................................................. 38
3.4.1. Kết quả khảo sát thời gian lên men bằng các chỉ tiêu hóa học và vi
sinh .......................................................................................................................... 38
3.5. Kết quả khảo sát nồng độ đƣờng (oBx ) đã đƣợc bổ sung ............................. 43
3.5.1. Kết quả đánh hàm lƣợng đƣờng bổ sung bằng các chỉ tiêu hóa học và
vi sinh ...................................................................................................................... 43
3.6. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống theo thể tích bổ sung cho quá trình lên
men ............................................................................................................................. 45
3.6.1. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống theo thể tích thích hợp cho quá trình
lên men bằng các chỉ tiêu hóa học và vi sinh ...................................................... 45
iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.7. Kết quả nghiên cứu nhiệt độ lên men rƣợu trái cây lên men ........................ 48

3.7.1. Kết quả nghiên cứu nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bằng
các chỉ tiêu hóa học và vi sinh .............................................................................. 48
Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 51
4.1. Kết luận ............................................................................................................... 51
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................. 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 52

v


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
h: giờ
NT: nghiệm thức

vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lƣợng rƣợu trái cây lên men năm 2007 ở các quốc gia..................... 18
Bảng 1.2. Một số nghiên cứu về rƣợu trái cây lên men . .......................................... 19
Bảng 1.3. Thành phần hóa học trong 100g thịt quả điều ......................................... 21
Bảng 1.4. Top 10 nƣớc sản xuất hạt điều (còn vỏ) lớn nhất thế giới (2010) ......... 22
Bảng 2.1. Bố trí khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ trong quá trình tủa tanin của
gelatin ............................................................................................................................ 27
Bảng 2.2. Bảng điểm đánh giá cảm quan của sản phẩm. ......................................... 36
Bảng 3.1. Thành phần nguyên liệu quả điều ............................................................ 38

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát thời gian lên men bằng các chỉ tiêu hóa học và vi
sinh
. ....................................................................................................................................... 41
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá hàm lƣợng đƣờng bổ sung bằng các chỉ tiêu hóa
học và vi sinh................................................................................................................. 46
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống bổ sung cho quá trình
lên men sau 4 ngày lên men ........................................................................................ 49
Bảng 3.8. Sự biến đổi các thành phần theo nhiệt độ. ............................................... 53

vii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Một số loại trái cây làm nguyên liệu sản xuất rƣợu trái cây lên men.7
Hình 1.2. Một số loài saccharomyes khác.... ........................................................10
Hình 1.3. Saccharomyces cerevisiae .....................................................................11
Hình 1.4. Một số loài vi khuẩn lactic. ...................................................................12
Hình 1.5. : Sơ đồ chu trình EMP ..........................................................................14
Hình 1.6. Quả điều... ..............................................................................................20
Hình 2.1. Quả điều vàng ........................................................................................23
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ..........................................................................26
Hình 3.1. Sự thay đổi hàm lƣợng tanin theo nhiệt độ........ .................................39
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy đén mật độ tế bào ...................40
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến độ cồn ....................................42
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến hàm lƣợng chất khô. ............42
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến hàm lƣợng acid .... ................43
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến hàm lƣợng vitamin C ..........43
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến hàm lƣợng đƣờng khử... ......44

Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến mật độ tế bào............ ............46
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất khô ( brix) đến độ cồn..... ...............46
Hình 3.10 . Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất khô (brix) đến sự tăng trƣởng của
nấm men ..................................................................................................................47
Hình 3.11. Ảnh hƣởng tỉ lệ giống tới hàm lƣợng cồn...........................................50
Hình 3.12. Ảnh hƣởng tỉ lệ giống tới nồng độ chất khô.......................................50
Hình 3.13. Ảnh hƣởng tỉ lệ giống tới mật độ tế bào.............................................51
Hình 3.14. Sự thay đổi độ cồn (%) theo nhiệt độ ................................................53
Hình 3.15. Sự thay đổi hàm lƣợng chất khô (oBx) theo nhiệt độ. .....................54
Hình 3.16. Sự thay đổi mật độ tế bào theo nhiệt độ....................................... ....54

viii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Rượu trái cây lên men là một trong những sản phẩm của kết quả lên men, khá
phổ biến và đã có từ lâu đời. Là loại rượu được lên men từ dịch ép trái cây không
qua chưng cất nên vẫn giữ được phần lớn hàm lượng chất dinh dưỡng cũng như
hương vị trong trái cây.
Rượu trái cây lên men không những được biết đến như một thức uống có cồn
thơm ngon, đậm đà mà còn có lợi về mặt sức khỏe và dinh dưỡng nếu như sử dụng
một cách hợp lý.
Ở Việt Nam, rượu trái cây lên men trái cây đang được biết đến như một thức
uống thơm ngon, bổ dưỡng trong gia đình. Theo các nhà khoa học trên thế giới rượu
trái cây lên men không chỉ mang bổ dưỡng cho cơ thể mà còn đem đến cho cơ thể
các chất chống các gốc oxy hóa, giảm bớt nguy cơ đột quỵ, giảm bớt nguy cơ bị
mắc một số bệnh ung thư và nhiều chứng bệnh khác đặc biệt là tim mạch. Vì vậy,

việc sử dụng rượu trái cây lên men trái cây hợp lý có tác dụng chống lão hóa và
bệnh tật cao.
Hiện nước ta có diện tích trồng điều của nước ta năm 2016 đạt 293 nghìn ha.
Sản lượng hạt điều đạt 303,9 nghìn tấn (theo báo cáo xuất nhập khẩu Việt Nam
2016) nhưng tập trung chủ yếu tại các tỉnh Đông Nam Bộ. Theo thống kê, thì cứ 8 10 tấn điều tái sẽ thu về khoảng 1 tấn hạt điều thô, và phần thịt trái điều còn lại bị
bỏ đi, vừa lãng phí vừa gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, thành phần dinh
dưỡng của thịt trái điều khá cao, cụ thể là có khoảng 10% hàm lượng đường, đây là
một trong những nhân tố chính để tạo nên nước lên men, đặc biệt là chứa một hàm
lượng vitamin C khá cao, và một lượng nhỏ các muối vô cơ: canxi, photpho, sắt…
Do đó sử dụng quả điều rất thích hợp cho việc lên men rượu trái cây lên men.
Tuy nhiên trong quả điều có chứa lượng tanin (0,5% - 0,6%) có ảnh hưởng tới sản
phẩm trong quá trình lên men.
Vì vậy người thực hiện đề tài tiến hành đề tài: “Khảo sát điều kiện lên men
nhằm nâng cao chất lượng rượu trái điều”.
2. Tình hình nghiên cứu
Đề tài này là một hướng nghiên cứu đang còn mới chưa được nghiên cứu nhiều.

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hiện có một đề tài nghiên cứu về rượu trái cây lên men thịt quả điều là đề tài “
nghiên cứu sản xuất rượu trái cây lên men từ thịt quả điều ” của sinh viên Hồ Thị
Hiên trường Đại học Đà Nẵng năm 2007.
3. Mục đích nghiên cứu
 Bước đầu làm giảm hàm lượng tanin trong thịt quả điều.
 Xây dựng quy trình sản xuất rượu trái cây lên men từ thịt quả điều.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu






Tìm hiểu tổng quan tài liệu.
Điều kiện xử lý hàm lượng tanin trong thịt quả điều.
Khảo sát các thành phần của nguyên liệu điều..
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến lên men.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Lên men rượu trái cây lên men theo sơ đồ sau:
Quả điều
lộn hột

ép

Điều chỉnh hàm
lượng tanin

Sản phẩm

Lên men

Kiểm tra các chỉ tiêu theo các phương pháp:
 Xác định hàm lượng tanin bằng phương pháp Lowenthal.
 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp sử dụng acid Dinitro Salysilic (DNS).
 Xác định hàm lượng acid tổng bằng NaOH 0,1N với chỉ thị
phenolphthalein.
 Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy trọng tài.
 Xác định hàm lượng tro toàn phần bằng phương pháp Klason.

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Xác định hàm lượng vitamin C theo phương pháp định lượng bằng Iod.
 Phương pháp xác định độ cồn và đường bằng khúc kế.
6. Kết quả đạt đƣợc
 Khảo sát được thành phần của quả điều.
+ pH 3,8 – 4,3.
+ Acid: 0,0252%.
+ Hàm lượng chất khô: 9 – 10,80Bx.
+ Hàm lượng vitamin C: 222,1 mg/l.
+ Hàm lượng đường khử: 74,33 mg/ml.
+ Độ ẩm: 86,11%.
+ Hàm lượng khoáng: 0,473%.
+ Hàm lượng tanin: 0,502%.
 Hàm lượng tanin được làm giảm thấp nhất là 0,251% khối lượng bằng
phương pháp tạo tủa gelatin.
 Xác định được môi trường dịch quả điều dùng làm môi trường nuôi cấy
nấm men.
 Một số thông số lên men thích hợp:
+ Tỉ lệ giống lên men là 10% thể tích.
+ Thời gian lên men là 4 ngày.
+ Độ Brix thích hợp lên men là 190Bx.
+ Nhiệt độ lên men là 30oC.
 Nồng độ cồn sau lên men là 9,2%.
7. Kết cấu đồ án
Luận văn gồm có 4 chương:






Chương 1: Tổng quan tài liệu.
Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Kết quả thảo luận.
Chương 4: kết luận và kiến nghị.

1.

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ RƢỢU TRÁI CÂY LÊN MEN
1.1. Giới thiệu rƣợu trái cây lên men
1.1.1. Khái niệm:
Là sản phẩm lên men dịch quả trái cây nhờ tác nhân nấm men và vi khuẩn
lactic. Trong quá trình này nấm men dưới điều kiện kị khí chuyển hoá glucose thành
ethanol. Tuy nhiên, tùy thuộc vào môi trường nước trái cây có chất dinh dưỡng khác
nhau nên khi nên men ngoài ethanol còn có axit hữu cơ, các chất tạo hương, vị đặc
biệt của từng loại. Rượu trái cây lên men thu được không qua chưng cất nên dinh
dưỡng trong rượu hầu như được giữ nguyên, là loại nước giải khát thơm ngon giầu
chất dinh dưỡng.
Có thể chia rượu trái cây lên men thành hai loại chính : Rượu trái cây lên
men có gas và rượu trái cây lên men không gas.
Phân loại nồng độ cồn trong rượu trái cây lên men:







Thấp: nồng độ < 10,5% vol.
Trung bình thấp: nồng độ 10,5%-11,5% vol.
Trung bình: nồng độ >11.5% - <13,5% vol.
Trung bình cao: nồng độ 13,5% -14% vol.
Cao: nồng độ > 14% vol[11].

1.1.2. Thành phần của rƣợu trái cây lên men
1.1.2.1. Ethanol
Ethanol được hình thành trong quá trình lên men đường glucose, saccharose
nhờ nấm men. Hàm lượng ethanol đạt 10 – 15% trong rượu, trong quá trình này
nấm men dưới điều kiện kị khí chuyển hoá glucose thành ethanol trước hết bằng
con đường Embden - Meyerhof. Phản ứng thật sự bao gồm sự tạo thành 2 mol
ethanol, 2 mol CO2 và 2 mol ATP trên mỗi mol glucose được lên men
1.1.2.2. Đƣờng
Đường là thành phần còn sót lại sau lên men chủ yếu là đường đơn như là
glucose, fructose.

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hàm lượng đường sót khoảng 1%. Ngoài ra còn có các loại đường khác đặc
biệt đường nghịch đảo đã tạo nên mùi thơm dễ chịu cho rượu trái cây lên men.

Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu trái cây lên men sau khi đã lên
men người ta phân biệt: rượu trái cây lên men khô (dưới 10g đường/l), rượu trái cây
lên men ngọt (80 – 110g đường/l).
Người ta nhân thấy rằng lượng đường khử càng cao thì lượng cồn càng phải
cao để cân đối giữa độ cồn và độ ngọt gây cảm giác ngon hơn trong đồ uống ( Trần
Thị Thanh, 2005).
1.1.3. Vitamin và muối khoáng
Vitamin trong rượu chủ yếu là do có trong nguyên liệu hoặc được bổ sung
thêm. Các nhóm vi tamin: Vitamin A và tiền vitamin A, vitamin nhóm B, vitamin
C. Tùy theo nguồn nhiên liệu mà ta có hàm lượng vitamin khác nhau. Tuy nhiên
trong quá trình lên men hàm lượng vitamin có thay đổi nhưng rất ít hoặc không đổi.
Một số chất khoáng như : P; S; K; Na; Ca; Mg; Si; Se; Mn; Br; Cl; I; Al ...
các chất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có thể ở các dạng muối.
Với mỗi quả khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau. chất khoáng
còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà cho nước giải khát và cùng với
vị ngọt, vị chua, vị chát tạo nên vị hài hòa cho nước giải khát nên men.
1.1.4. Polyphenol
Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất hàm
lượng của chúng sẽ khác nhau nếu nguyên liệu khác nhau và kỹ thuật sản
xuất khác nhau. Đối với nước giải khát lên men polyphenol có vai trò:
-

Tạo màu cho nước giải khát : Trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian
cho màu đỏ.
Tạo vị chát.
Ổn định thành phẩm, kéo dài thời gian bảo quản do các polyphenol và
tanin có khả năng kháng khuẩn mạnh. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng:
Tanin dễ bị oxi hóa làm cho nước giải khát lên men có màu sẫm lại, đây
là yếu tố không tốt cần phải lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi
lên men. Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ làm cho nước giải khát lên

men có vị chát mạnh, ảnh hưởng không tốt đến mùi vị và làm cho vị bị

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

kém đi. Đồng thời sẽ tạo nên hàm lượng tanin cao gây kết tủa protein của
nước quả làm cho nước giải khát bị đục.
1.1.5. Acid hữu cơ
Trong rượu trái cây lên men còn chứa một lượng các hữu cơ: acid tatric, acid
malic, acid citric... hàm lượng acid này có nguồn gốc từ quả và hình thành trong quá
trình lên men. Ở các nước phương tây độ chua của rượu trái cây lên men là thành
phần quan trọng ngang với cồn. Các acid hữu cơ quan trọng như : acid tatric, acid
malic, acid citric... có tác dụng ngăn cản hoạt động của một số vi khuẩn làm hư
hỏng rượu.
1.1.6. Công dụng của rƣợu trái cây lên men
Giúp ăn ngon miệng : Màu của vang đỏ có tác dụng kích thích vị giác của
người sử dụng. Đặc biệt, vị thơm của hoa quả và vị chát của rượu khi bạn chạm môi
sẽ làm tăng cảm giác thèm ăn.
Bồi bổ sức khỏe : Nguyên liệu thiên nhiên và quá trình chưng cất rượu trái
cây lên men là yếu tố giúp loại vang này chứa nhiều loại axit amin, khoáng chất và
vitamin, đây đều là các thành phần dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Nó có thể được
hấp thu trực tiếp vào cơ thể mà không cần qua giai đoạn tiền tiêu hóa.
Có lợi cho tiêu hóa : Trong dạ dày có 60-100g rượu trái cây lên men có thể
làm tăng dịch vị dạ dày thêm 120ml, có lợi cho tiêu hóa và phòng ngừa táo bón. Do
đó rượu trái cây lên men có thể điều tiết chức năng của ruột, có tác dụng đối với
việc điều trị bệnh viêm ruột. Rượu trái cây lên men trắng chứa kali sorbat, có lợi
cho việc tiết dịch của mật và tuyến tụy.
Ngăn chặn sự hấp thu chất béo : Các nhà khoa học Nhật phát hiện ra rượu

trái cây lên men đỏ có thể ức chế sự hấp thu chất béo. Thí nghiệm trên chuột cho
thấy sau một thời gian uống rượu trái cây lên men, sự hấp thu chất béo trong ruột
chuột chậm lại, thí nghiệm lâm sàng trên cơ thể người cũng cho kết quả như vậy.
Lợi tiểu : Một số loại rượu trái cây lên men trắng chứa hàm lượng cao các
chất kali tartrat, kali sulfat, kali oxit, có tác dụng lợi tiểu và duy trì độ cân bằng axit
trong cơ thể.
Làm đẹp, ngăn ngừa lão hóa : Các thành phần hữu cơ chứa nhiều phenol chỉ
có trong rượu trái cây lên men giúp hạ mỡ máu, ngăn ngừa các cholesterol có hại,

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

làm mềm huyết quản, tăng cường chức năng tim mạch, lại có hiệu quả làm đẹp,
ngăn ngừa lão hóa.
1.2. Nguyên liệu chế biến rƣợu trái cây lên men
1.2.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu làm rượu trái cây lên men là các loại trái cây có chứa nhiều
đường , vitamin, acid hữu cơ, các chất khoang, protein...Quả chín sau khi thu hoạch
chon loại quả tươi có chất lượng tốt ép lấy nước, nghiền nát hoặc ngâm với đường
để thu dich quả.
Nho là một loại quả từ lâu đời dùng làm rượu trái cây lên men, với chất
lượng tốt, hương vị đậm đà , thành phần hóa học của quả thích hợp do đó lên men
dễ dàng.
Mơ/mận: là các loại quả ôn đới. Thành phần hóa học của mơ chứa 1,3 ÷ 2,5
% acid, 9,2% đường 0,9 % protein. Dùng trong sản xuất rượu trái cây lên men rất
tốt.
Dứa(Thơm) :thành phần hóa học có chứa 72 ÷ 88% nước, 8 ÷ 18,5% đường,
0,3 ÷ 0,8% acid, 0,3 ÷ 0,4 % acid, cũng rất thích hợp để sản xuất rượu trái cây lên

men[19].
Thịt quả điều: Thành phần hóa học chứa gần 86% lượng nước, 9 ÷ 10,8%
đường, có nhiều vitamin, đặc biệt là chứa một hàm lượng vitamin C khá cao, rất
thích hợp để sản xuất rượu trái cây lên men.

1. Trái Dứa

2. Điều lộn hột

3. Trái Mơ

4. Nho

Hình 1.1. Một số loại trái cây làm nguyên liệu sản xuất rƣợu trái cây lên men
1.3. Vi sinh vật dùng trong lên men rƣợu trái cây lên men
1.3.1. Hệ vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ vi sinh vật trong lên men vang, nước quả lên men tự nhiên tương đối
phức tạp và không đồng nhất. Trong môi trường nước quả tươi có các nhóm vi sinh
vật khác nhau nhiễm vào từ môi trường xung quanh từ thân, lá, vỏ, quả, trong đó
phần lớn là nấm men, nấm mốc, một số ít là vi khuẩn không sinh bào tử, xạ khuẩn...
Nấm men trong dịch quả thường ít hơn nấm mốc nhưng lại có khả năng sinh trưởng
và phát triển nhanh hơn trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu oxy, đồng hời lên men
tích tụ cồn. Chính nhờ điều kiện và trong dung dịch cồn sẽ làm ức chế nấm mốc, tạo
điều kiện cho nấm men phát triển chiếm ưu thế trong quá trình lên men.

1.3.1.1. Vi sinh vật có lợi
Các loại nấm men tự nhiên hay nấm men dại luôn có sẵn trên bề mặt của
quả. Đó là một số loại như:
Nấm men: có khả năng lên men tạo sản phẩm là cồn, nấm men tự nhiên có khả
năng sinh ra cồn cao 7 – 160 cồn.
Vi khuẩn lactic: Lactobacilus, Leuconostoc,Pediococus, có khả năng sinh ra
các hợp chất tạo hương thơm, hay bacteriocin kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Một số loài sinh acid lactic có tác dụng điều vị làm cho vị sản phẩm tạo thành
ngon hơn: Gluconobacter, Acetobacter.
1.3.1.2. Vi sinh vật có hại
Nấm men: mặc dù có tác dụng là lên men tạo cồn tuy nhiên ở điều kiện thích
hợp thì nó lại chuyển hóa cồn thành acid làm hư sản phẩm, làm đục sản phẩm.
Nấm mốc: Botrytis, Pencillium, Aspergillus có khả năng sinh trưởng ngăn cản
sự phát triển của nấm men gây hư hỏng sản phẩm.
Ngoài ra còn một số loại vi khuẩn: Hanselnula, gichia...tạo màng trắng trên
rượu[19].
Nếu để nấm men dại phát triển tự nhiên thì quá trình lên men khó điều chỉnh
và chất lượng sản phẩm thu được không ổn định.
Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển thì con người đã có những biện
pháp cần thiết để diệt men dại và thay vào đó là nuôi cấy nấm men thuần chủng, với
những đặc tính sinh học nhất định sẽ giúp cho quá trình chế rượu trái cây lên men,
nước quả lên men đem lại hiệu quả và chất lượng cao.

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.3.2. Hệ vi sinh vật tham gia quá trình lên men
1.3.2.1. Nấm men

Hệ sinh vật trong lên men tự nhiên rất phức tạp nên thường cho độ cồn
không cao (<10% thể tích ), dễ bị nhiễm có mùi chua của acid acetide, chất lượng
rượu ít được đảm bảo, mùi vị rượu không hài hoà. Do đó việc áp dụng các chủng
nấm men thuần chủng trong sản xuất nước quả lên men ở quy mô công nghiệp đang
được phổ biến rộng rãi trên thế giới.
 Đặc điểm nấm men:
+ Nấm men là nhóm vi sinh vật được dùng trong công nghiệp, hầu hết
nấm men là đơn bào, không chuyển động.
+ Hình dạng và kích thước của chúng thay đổi tuỳ theo điều kiện môi
trường .
+ Nói chung nấm men có dạng hình cầu, hình trứng , hình bầu dục, ...có
kích thước tương đối lớn, chiều dài 6 - 10 µm có khi 12 - 18 µm,
chiều ngang từ 4 - 8 µm.
+ Về cấu tạo tế bào nó cũng gồm màng, nguyên sinh chất, hạch. Trong
nguyên sinh chất chứa không bào và các chát chứa đựng khác:
Glycogen, granuloza, chất béo, volutin,..
 Đặc điểm nấm men trong quá trình nhân giống:
Trong quá trình phát triển hình thái của nấm men có thể thay đổi như sau:
+ Ở nấm men non: (qua 12 - 16giờ nuôi cấy) màng mỏng, căng
nguyên sinh chất đồng nhất, không bào chưa có hoặc mới bắt đầu xuất hiện,
tế bào sinh sản chiếm tỉ lệ cao.
+ Ở nấm men trưởng thành (24 - 48 giờ nuôi cấy) kích thước điển
hình, không bào lớn, số không bào có thể đến hai, lượng glycogen tăng tế
bào sinh sản chiếm 10 - 15%.
+ Ở nấm men già (đã nuôi cấy từ 72 giờ trở lên) màng dày nhẵn,
nguyên sinh chất không đồng nhất, không bào lớn, lượng chất béo tăng, tế
bào hầu như không sinh sản nữa, không có glucogen, tế bào chiếm tỉ lệ lớn
hơn.
Những chủng nấm men thuần khiết thường cho lên men nước giải
khát cũng như rượu trái cây lên men là: Saccharomycess vini,

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ellipoidies, Saccharomyces
anioformic,...Ưu điểm khi dùng nấm men thuần khiết là thời gian lên men
nhanh, quá trình lên men không bị dừng giữa chừng, nồng độ cồn thu được
cao hơn lên men tự nhiên 0,1 - 1 độ, sản phẩm có màu sáng hơn, vị thanh
khiết.

a. S. oviformis

b. S. chevalieri

c.S. uvarum

Hình 1.2. Một số loài Sccharomyes khác.
Sơ lƣợc đặc điểm sacharomyces cerevisiae:.
+ Loài này có thể xem là loài nấm hữu dụng nhất trong đời sống con người
từ hàng ngàn năm trước đến nay. Nó được dùng rộng rãi trong quá trình
lên men làm bánh mì, rượu, và bia. Saccharomyces cerevisiae là một
trong những loài sinh vật nhân chuẩn được khoa học dùng nhiều nhất,
cùng với E.coli là hai loài sinh vật mô hình phổ biến nhất.
+ Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80%
tổng số saccharomyces có trong nước quả lên men. Nấm
men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích
thuớc nhỏ, từ 5 - 6 đến 10 - 14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và
tạo bào tử.

+ Saccharomyces cerevisiae là nhóm nấm men phổ biến rộng rãi nhất. thể
đơn bội của nó con = 17 nhiễm sắc thể, thể lưỡng bội có n = 34. Ngoài
nhiễm sắc thể ra, trong nhân tế bào còn có tử 50 – 1000 plasmid có cấu
tạo là DNA hình vòng kín có kích thước 2 µm, có khả năng sao chép độc
lập mang tính trạng di truyền ( Mạch Thị Khiêm Tín trích theo Trần Cao
Vân 2002, 2006)[15].

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men rất nhiều loại đường
như: glucose, saccharose, fructose, galactose, maltose, rượu ethanol, glycerin
như nguồn carbon, sử dụng các acid amin và muối amon như nguồn nitơ (
Mạch Thị Khiêm Tín trích theo Nguyễn Đức Lượng 1996, 2006)[15].
Ở giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào
saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành
cồn và bị chết rất nhanh

Hình 1.3. Saccharomyces cerevisiae.
1.3.2.2. Các chủng men khác thƣờng dùng trong sản xuất rƣợu trái cây lên
men
Theo Lương Đức Phẩm (2004) trong sản xuất rượu trái cây lên men thường
dùng các chủng sau:
Saccharomyces vini:
Đây là tên dùng phổ biến hiện nay, trước đây người ta gọi là Saccharomyces vini
meyer, theo Lodder là Saccharomyces cerevisiae Hansen.
Trong quá rình lên men nước quả, nấm men này chiếm 80% trong tổng số
saccharomyces có trong nước quả lên men. Chúng có nguồn dinh dưỡng carbon là

đường, cồn và acid hữu cơ, có tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin,
mezoinzit, tiamin, pỉidoxin; ngoài ra chúng còn có đặc tính riêng về khả năng tự tạo
cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp cho rượu trái
cây lên men có mùi đặc trưng riêng biệt. Lên men tạo lượng cồn 8-10 % so với thể
tích.
Saccharomyces uvarum

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Men này được tách từ nước nho , rượu và nước quả phúc bồn tử lên men tự
nhiên. Chúng có khả năng tạo được độ cồn khá cao trong quá trình lên men là 12 –
13% thể tích.
Saccharomyces ovioformic
Men này được tách từ nước nho tự lên men, có khả năng chịu được độ cồn và
nồng độ đường cao, lên men kiệt đường và tạo cồn tới 18o.
1.3.2.3. Vi khuẩn lactic.
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacilaceae. Các chủng thuộc nhóm này có đặc
điểm sinh thái khác nhau nhưng đặc tính sinh lí tương đối giống nhau. Tất cả đều có
đặc điểm chung là vi khuẩn gram dương, không sinh bào tử, không di động, hô hấp
kị khí và hiếu khí và không chứa các xitocrom và cataza. Chứng thu nhận năng
lượng nhò quá trình hydrat hóa cacbon và sinh ra acid lactic. Chúng sinh sản bằng
hình thức phân đôi tế bào. Nhóm vi khuẩn gồm nhiều giống khác nhau:
Streptococus, Pediococus, Lactobacilus, Leuconostoc.

1.Pediococus

2. Leuconostoc

3. Streptococus

4. Lactobacilus
Hình 1.4. Một số loài vi khuẩn lactic.

Vai trò vi khuẩn lactic trong thực phẩm:
 Dùng để bảo quản thực phẩm.
 Tạo ra các loại thục phẩm có tính chất và hương vị mong muốn.

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Có khả năng sinh ra Bacteriocin hoạt tính kháng khuẩn.
1.3.3. Cơ sở sinh hóa quá trình lên men
Lên men là một quá trình oxy hóa khử xảy ra trong cơ thể sinh vật nhằm
cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào sinh vật. Bởi lẽ cơ thể
luôn luôn cần năng lượng mà năng lượng được dự trữ dưới dạng ATP,
 Quá trình lên men diễn ra như sau:
+ Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men được
hấp thụ vào bề mặt tế bào nấm men, sau đó khuếch tán qua bề mặt bán
thấm đó mà vào trong tế bào. Sự khuếch tán này tuân theo những định
luật chung của sự thẩm thấu.trong khi nước vào ra tế bào một cách tự
do thì đường và các chất khác chỉ được màng tế bào cho đi vào mà
không cho đi ra. Vì vậy, đường được chuyển hóa qua một chuỗi phản
ứng enzyme để tạo thành sản phẩm cuối cùng của sự lên men là rượu
etylic và CO2.
+ Như vậy thông qua hoạt động sống của tế bào nấm men mà trong

màng nguyên sinh chất của chúng liên tục xảy ra những phản ứng hóa
rất phức tạp để dẫn đến tổng hợp ra một chất này và thủy phân một
chất kia.
+ Rượu etylic và khí cacbonic được tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào
và khuếch tán vào môi trường xung quanh. Vì rượu tan trong nước
nên nó co thể khuyếch tán môi trường xung quanh một cách nhanh
chóng. Khí cacbonic cũng hòa tan trong dịch thể. Xong độ hòa tan của
nó trong nước không lớn lắm.
+ Do vậy mà trong môi trường lên men nhanh chóng bão hòa khí
cacbonic. Liền đó khí cacbonic được hấp thụ vào bề mặt của tế bào
nấm men và những vật thể xung quanh môi truòng. Khi các bọt đạt
đén độ cực lớn nào đó thì lực nâng của chúng vượt quá trọng lượng tế
bào, lúc này cả bọt và tế bào đều nổi lên mặt nước. Bọt bị vỡ ra, tế
bào nấm men bị chìm xuống. Như vậy, tế bào nấm men vốn dĩ không
di động trở thành di động trong môi trường lên men, khiến sự trao đổi
chất trong tế bào mạnh mẽ và sự lên men cũng tăng lên.
 Cơ chế quá trình lên men rượu:
+ Thực chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa khử sinh học
cung cấp năng lượng cho vi sinh vật. trong lên men rượu, ethanol và
CO2 là sản phẩm chủ yếu, ngoài ra còn có các sản phẩm khác như

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

acid, ester, alderhide, rượu cao phân tử. Nấm men là tác nhân chính
của quá trình lên men, đường là cơ chất chủ yếu.
+ Quá trình lên men rượu liên quan đến quá trình phosphoryl hóa các
hợp chất hữu cơ.

 Phương trình tổng quát quá trình lên men rượu:
C6H12O6 + H3PO4 + ADP => C2H5OH + CO2 + ATP
+ Đường và các chất dinh dưỡng khác được nấm men hấp thụ sau đó được
chuyển hóa thành EMP.
+ Nấm men phát triển tôt trong môi trường hiếu khí nhưng khi gặp điều
kiện kị hí thì bắt đầu lên men. Đường và chất dinh dưỡng được hấp thụ
qua màng tế bào. Trong tế bào đường chuyển thành pyruvate.
+ Pyruvate trong điều kiện yếm khí, dưới tác dụng của enzyme pyruvate
decarboxidase sẽ bị khử thành acetaldehyl và CO2. Sau đó acetaldehyl
dưới tác dụng của enzyme ancodehydroogenase có trong nấm men sẽ
chuyển hóa thành rượu etylic.
+ Etylic và CO2 được hình thành sẽ thoát ra khỏi tế bào, khuếch tán ra
nhanh vào môi trường xung quanh. Nhiệt độ lên men tối EMP ưu cho lên
men là 20 – 300C.
 Quá trình lên men rượu yếm khí xảy ra trong môi trường acid qua 2 giai
đoạn:
+ Thời kỳ cảm ứng: H2 sẽ chuyển hóa từ NADH2 đến glyceraldehyde- 3
phosphat. Dưới tác dụng của enzyme phosphatase chất này chuyển hóa
thành glyceryl, acetaldehyde và CO2.
+ Thời kỳ tĩnh: accetaldehyde sẽ được nấm men chuyển hóa thành athanol.
Là một sinh vật, men sản sinh trao đổi chất, phải có nguồn năng lượng để
họat động, phải tìm thấy trong môi trường nước quả những nguyên liệu cần thiết
để xây dựng bản thân mình khi lên men đường, men tạo ra một nguồn năng lượng
cần thiết hoạt động theo phương trình :
+

C6H12O6  2CH3CH2OH + 2CO2

Nhưng khi lên men, năng lượng sử dụng được ít, từ sự phân hủy một mol
đường men chỉ sử dụng khoảng 15 kcal số năng lượng này không đủ để men sinh

sản, đặc biệt trong giai đoạn lên men đầu. Khi lên men sinh sôi nẩy nở theo cấp số
nhân. Vì vậy, men không chỉ lên men đường trong điều kiện không có oxy mà còn
hô hấp có oxy theo phương trình :

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O

Hình 1.5. Sơ đồ chu trình EMP
Lên men rượu trái cây lên men chia thành 2 giai đoạn:
Lên men chính: lên men ở nhiệt độ 20 ÷ 30oC trong thời gian 10 ngày hoặc
dài hơn. ở cuối giai đoạn lên men chính, dịch lên men trong dần, protein và pectin
lắng xuống.
Lên men phụ: lên men ở nhiệt độ 15 ÷ 18oC. Khi lắng lọc hoàn toàn gạn lọc
rượu trái cây lên men có thể thu uốn, nhưng chưa ngon cần phải ủ 4 ÷ 10oC để vang
hoàn thiện hương vị đặc trưng. Thời gian ủ có thể vài tháng , vài nam hoặc cả chục
năm[23].
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men rƣợu trái cây lên men
1.4.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng men giống
Tác nhân chính của quá trình lên men là nấm men, vì vậy hàm lượng men
giống ảnh hưởng lớn tới quá trình lên men. Lượng men giống tăng thì quá trình lên
men nhanh, nhưng tới mức nào đó thì sự tăng hàm lượng men giống không làm tăng
quá trình lên men. Vì nó xảy ra quá trình cạnh tranh của nấm men trong quá trình
phát triển.
1.4.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men, cụ thể là
nấm men Saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men rượu. Nấm men phát
triển tốt ở 28 – 32oC , nhiệt độ tối đa 38oC, tối thiểu 5oC. Nấm men được cấy ở nhiệt
độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu 17 - 23oC, có hoạt lực lên men rất lớn. Đối với quá trình
lên men có thể chịu được nhiệt độ khá rông 1 - 45oC. Nếu nhiệt độ quá 50oC thì
nấm men sẽ chết.
Trong giới hạn từ 15 - 350C, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị từ khi
cấy men đến khi những bọt CO2 đầu tiên xuất hiện càng ngắn lên men càng nhanh
và kết thúc sớm. Nhưng nhiệt độ càng cao lên men càng hạn chế, độ cồn càng thấp,
lượng đường còn lại trong rượu còn lại càng nhiều .
Nhiệt độ càng cao, số lượng tế bào men trong 1 ml dịch càng giảm. Vì vậy
lượng đường phân huỷ được càng ít đi.
Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến quá trình lên men cũng tương tự như độ đường
cao hay sự tiếp xúc hạn chế với oxy.
1.4.3. Ảnh hƣởng của pH
Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH có chỉ số 2 - 8 nhưng thích
hợp nhất là 4-5. Vi khuẩn bát đầu phát triển ở pH 4,2 và cao hơn, khi thấp hợp mức
này nấm men có thể phát triển được. Vì vậy quá trình lên men rượu nên thực hiện ở
pH 3,8 - 4,0.
Để tạo pH nuôi cấy thích hợp môi trường nấm men, người ta có thể bổ sung
vào môi trường lên men bất cứ một acid nào , miễn là anion của acid này không gây
ảnh hưởng mạnh mẽ đến trung tâm hoạt động của nấm men.
1.4.4. Ảnh hƣởng của ánh sáng
Ánh sáng là yếu tố kìm hãm sự phát triển của nấm men. Đặc biệt là các tia
cực tím, ánh sáng sẽ giết chết tế bào nấm men. Vì vậy quá trình lên men phụ thuộc
vào thời tiết.

1.4.5. Ảnh hƣởng của acid hữu cơ
Trong dịch quả thường chứa hàm lường acid tự do: acid tatric, acid malic,
acid citric... với hàm lượng ít. Trong thực tế khi lên men những dịch quả chua này
thường được sản phẩm rượu trái cây lên men tốt, đối với dịch quả có độ pH 2,8 - 3,8
thì nấm men vẫn phát triển được. Trong quá trình sản xuất rượu trái cây lên men,

16