Nghiên cứu quá trình lên men rượu khoai lang tím

I HC QUC GIA TP.HCM
751*I H&%ẩ&+.+2$

NG TH 1+48NH

1*+,ầ1&848ẩ75ẻ1+/ầ10(1
58.+2$,/$1*7ậ0

&KX\rQQJjQK&{QJQJK Thc phm
0mQJjQK

LU1917+&6

TP. HӖ &+Ë0,1+WKiQJQăP


C{QJWUuQKÿѭӧFKRjQWKjQKWҥi 7UѭӡQJĈҥi HӑF%iFK.KRD ± Ĉ+4*-HCM
&iQEӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc: TS. Trҫn Thӏ NgӑF
&iQEӝ chҩm nhұQ[pWTS. NguyӉQ+RjL+ѭѫQJ

&iQEӝ chҩm nhұQ[pWPGS. TS. /r1JX\ӉQĈRDQ+X\

LuұQYăQWKҥFVƭÿѭӧc bҧo vӋ tҥi 7UѭӡQJĈҥi hӑF%iFK.KRDĈ+4*73
+&0QJj\11 WKiQJ01 QăP2018

7KjQKSKҫn hӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭ:
1. GS. TS. Ĉӕng Thӏ $QKĈjR
2. TS. NguyӉQ+RjL+ѭѫQJ
3. PGS. TS. /r1JX\ӉQĈRDQ+X\
4. PGS. TS. Phan NgӑF+Rj

5. TS. 9}ĈuQK/Ӌ 7kP
;iFQKұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7Uѭӣng Khoa quҧQOê
FKX\rQQJjQKVDXNKLOXұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃXFy

CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG

75ѬӢNG KHOA


,+&48&*,$73+&0

&1*+ẹ$;ư+,&+1*+$9,71$0

751*,+&%ẩ&+.+2$

FOS- 7GR- +QKSK~F

1+,09/81917+&6
+WrQKFYLrQQJ7K1K4XQK

MSHV: 1570438

1Jj\WKiQJQPVLQK12 - 04 - 1990

1LVLQK73+&Kt0LQK

&KX\rQQJjQK&{QJQJK7KFSKP

0mV 60540101

I.

7ầ17ơ,
1JKLrQFXTXiWUuQKOrQPHQUXNKRDLODQJWtP

II.

1+,099ơ1,'81*

-

;iFQKFiFWK{QJVYjFWtQKQJX\rQOLX

-

.KRFiFWK{QJVQKKQJWURQJTXiWUuQKGFKKyDEQJFKSKPHQ]\PH
Termamyl SC

-

.KRViWFiFWK{QJVQKKQJWURQJTXiWUuQKQJKyDEQJFKSKP
enzym Dextrozyme GA

-

.KRViWFiFWK{QJVQKKQJFDTXiWUuQKOrQPHQUXWNKRDLODQJWtP

-

7KLWOSTX\WUuQKOrQPHQUXNKRDLODQJWtPYLFiFWK{QJVmFKQR

FQYjKjPOQJDQWKRF\DQLQWURQJVQSKPUXNKRDL ODQJWtP

III.

1*ơ<*,$21+,09

IV.

1*ơ<+2ơ17+ơ1+1+,09: 18/12/2017

V.

&ẩ1%+1*'1767517+1*&<ầ1

Tp. HCM, ngy . . . . tháng .. . . năm 20....
&È1%Ӝ+ѬӞ1*'Ү1

&+Ӫ1+,ӊ0%Ӝ0Ð1Ĉ¬27Ҥ2

+ӑWrQYjFKӳNê


+ӑWrQYjFKӳNê


75ѬӢ1*.+2$ .Ӻ7+8Ұ7+2È+Ӑ&
+ӑWrQYjFKӳNê

/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1
Em xin JӱL OӡL FҧP ѫQ ÿӃQ WҩW Fҧ TXê WKҫ\ F{ trong %ӝ P{Q &{QJ1JKӋ
7KӵF3KҭP.KRD.ӻ7KXұW+yD+ӑF7UѭӡQJĈҥLKӑF%iFK.KRD73+&0ÿm
WUX\ӅQÿҥWNLӃQWKӭFYjNLQKQJKLӋPTXêEiXFKRHPWURQJVXӕWWKӡLJLDQKӑF
WұSWҥL WUѭӡQJÿһFELӋW[LQ FҧPѫQÿӃQ767UҫQ7Kӏ1JӑFKӝLÿѭӧFQKұQYjWUuQKEj\OXұQYăQ
(PFNJQJ[LQFҧPѫQÿӃQFiFEҥQFQJOӟS&DRKӑF.&{QJQJKӋWKӵF
SKҭPÿmTXDQWkPJL~SÿӥYjFKLDVҿYӟLHPWURQJVXӕWNKyDKӑFÿyVӁOjPӝW
NKRҧQJWKӡLJLDQÿҽSWURQJKjQKWUuQKQkQJFDRWULWKӭFFӫDFK~QJHP
/ӡLFҧPѫQFXӕLFQJ[LQGjQKFKRJLDÿuQKFKREDPҽYjQKӳQJQJѭӡL
EҥQWKkQÿmOX{QErQFҥQKӫQJKӝYjFKRHPQKLӅXÿӝQJOӵFWURQJQKӳQJWKӡL
gian qua.
0һFGÿmFӕJҳQJKRjQWKjQKOXұQYăQEҵQJWҩWFҧVӵQKLӋWKX\ӃWYjQăQJ
OӵFFӫDPuQKWX\QKLrQNK{QJWKӇWUiQKNKӓLQKӳQJWKLӃXVyWYjQKӳQJSKҫQ
QӝLGXQJQJKLrQFӭXFKѭDVkX5ҩWPRQJQKұQÿѭӧFVӵQKұQ[pWJySêFӫD4Xê
7Kҫ\&{
(P[LQWUkQWUӑQJFҧPѫQ

7S+ӗ&Kt0LQKWKiQJQăP
ĈһQJ7Kӏ1Kѭ4XǤnh


7Ï07ҲT
ĈӅ WjLÿѭӧc thӵc hiӋn nhҵm khҧRViW[k\GӵQJTX\WUuQKOrQPHQUѭӧu tӯ NKRDLODQJWtP
7URQJQJKLrQFӭu FyVӱ dөng hai chӃ phҭPHQ]\PHOj7HUPDP\O6&Yj'H[WUR]\PH
*$JySSKҫQYjRTXiWUuQKGӏFKKyDYjÿѭӡQJKyD tinh bӝWFQJYӟi sӱ dөQJGzQJnҩm
PHQWKѭѫQJPҥi Angel leaven chӏu nhiӋWÿӇ QkQJFDRÿӝ cӗn cho sҧn phҭm. ҦQKKѭӣng
cӫa nhiӋWÿӝ, pH, thӡLJLDQYjQӗQJÿӝ enzyme cho TXiWUuQKWKӫ\SKkQ cӫa mӛi enzyme
ÿmÿѭӧc khҧRViW.KiFYӟLFiFQJKLrQFӭXWUrQSKѭѫQJSKiSWUX\Ӆn thӕng khҧRViWTXD
tӯQJJLDLÿRҥQÿӅ WjLiSGөQJSKѭѫQJSKiSNӃt hӧSÿѭӡQJKRiYjOrQPHQÿӗng thӡi,

nhҵm tұn dөng nguӗQFѫFKҩWFKRTXiWUuQKOrQPHQJLҧPiSOӵc cӫa nӗQJÿӝ FѫFKҩt
FDRÿӃn hoҥWÿӝng cӫa nҩPPHQU~WQJҳn thӡLJLDQOrQPHQ&iFWK{QJVӕ cӫa TXiWUuQK
thӫy SKkQbӝWNKRDLODQJWtPVӱ dөng chӃ phҭm Termamyl SC OjQӗQJÿӝ enzyme 0,3
PONJQJX\rQOLӋu, nhiӋWÿӝ thӫ\SKkQž&YjS+EDQÿҫu cӫDP{LWUѭӡng 6. Sӱ dөng
nҩm men Saccharomyces cerevisiae WKѭѫQJ Pҥi Angel Leaven Yj FKӃ phҭm
'H[WUR]\PH*$YjRTXiWUuQK OrQPHQGӏch thӫ\SKkQNKRDLODQJWtPӣ ÿLӅu kiӋn tӕt
nhҩt OjQӗQJÿӝ HQ]\PHPONJQJX\rQOLӋXS+EDQÿҫu cӫDP{LWUѭӡQJYjQӗQJÿӝ
chҩWNK{KzDWDQž Bx sӁ FKRUDKjPOѭӧng cӗn cao nhҩt. Sҧn phҭPUѭӧu VDXNKLiS
dөQJFiFÿLӅu kiӋQÿmNKҧRViWÿӅu ÿҥt chӍ WLrXKyDKӑFKjPOѭӧng ethanol 11,17% v/v,
DQWKRF\DQLQOj“0002 mg/100ml.

ABSTRACT
This research was carried out to investigate the fermentation process of purple sweet
potato wine. In this study, two enzyme were used, Termamyl SC and Dextrozyme GA
for starch hydrolysis, combine with commercial thermal-yeast Angel Leaven to increase
the alcohol content of the wine product. The effects of temperature, pH, time and
enzyme concentration on each enzyme for hydrolysis process were investigated.
Different to the traditional fermentation method - through each stage, this research
applied the method of simultaneous saccharification and fermentation ± SSF in order
to utilize the substrate for fermentation, reduce the pressure of the high concentrate
substrate to yeast activity, shorten the fermentation time. Using Termamyl SC to
hydrolyze purple sweet potato powder, with parameters of: enzyme concentration of 0.3
ml / kg of material, hydrolysis temperatXUH RI  ƒ& DQG S+  Using commercial
Saccharomyces cerevisiae yeast - Angel Leaven and Dextrozyme GA at condition:


enzyme concentration of 1 ml/kg of material, the initial pH 5 of medium and the
FRQFHQWUDWLRQRIGU\PDWWHURIž%[ZLOOJLYHWKHKLJKHVWDOFRKROFRQWHQW in product.
The product contains 11,17% v/v of ethanol, and 27, “  PJ  PO
anthocyanin.

/Ӡ,&$0Ĉ2$1
7{L[LQFDPÿRDQUҵQJVӕOLӋXYjNӃWTXҧQJKLrQFӭXWURQJOXұQYăQ
Qj\OjWUXQJWKӵFYjFKѭDKӅÿѭӧFVӱGөQJ
7{L[LQFDPÿRDQFiFWK{QJWLQÿѭӧFVӱGөQJWURQJOXұQYăQQj\ÿm
ÿѭӧFJKLU}QJXӗQJӕFWUtFKGүQ

7S+ӗ&Kt0LQKWKiQJQăP
1JѭӡLWKӵFKLӋQ

ĈһQJ7Kӏ1Kѭ4XǤQK


Trang 1

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG........................................................................................................ 4
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................ 8
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ....................................................................................... 11
2.1. TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG TÍM ............................................................. 12
2.1.1. Giới thiệu về khoai lang tím.......................................................................... 13
2.1.2. Thành phần hóa học của khoai lang tím Nhật ............................................... 14
2.1.3. Thành phần anthocyanin trong khoai lang tím.............................................. 16
2.2. HỆ ENZYME AMYLASE .................................................................................. 21
2.3. NẤM MEN ........................................................................................................ 25
2.3.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo tế bào của nấm men ...................................... 26
2.3.2. Đặc điểm sinh lý của nấm men ..................................................................... 27
2.4. CÁC QUÁ TRÌNH CHỦ YẾU XẢY RA TRONG SẢN XUẤT RƯỢU .......... 29

2.4.1. Quá trình dịch hóa ......................................................................................... 29
2.4.2. Q trình đường hóa ..................................................................................... 30
2.4.3. Quá trình lên men rượu ................................................................................ 30
2.5. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ....................31
2.5.1 Nghiên cứu trong nước .................................................................................31
2.5.2 Nghiên cứu ngoài nước ................................................................................35
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG
TRONG NGHIÊN CỨU.............................................................................................. 40
3.1. VẬT LIỆU ........................................................................................................... 41
3.1.1 Khoai lang tím ............................................................................................ 41
3.1.2 Chế phẩm enzyme ...................................................................................... 43
3.1.3 Nấm Men .................................................................................................... 44
3.2. Q TRÌNH THU NHẬN RƯỢU KHOAI LANG TÍM TRONG PHỊNG
THÍ NGHIỆM .................................................................................................... 45
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 47
3.4. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ...................................................................................... 48
3.4.1. Xử lý nguyên liệu ....................................................................................... 48
3.4.2. Khảo sát quá trình thủy phân bột khoai lang tím ....................................... 49


Trang 2

3.4.3. Khảo sát quá trình lên men dịch thủy phân khoai lang tím …… ................. 50
3.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .......................................................................... 51
3.5.1. Phân tích độ ẩm ............................................................................................ 51
3.5.2. Đo độ nhớt ................................................................................................... 51
3.5.3. Nồng độ chất khơ hịa tan............................................................................. 52
3.5.4. pH ................................................................................................................. 53
3.5.5. Hàm lượng đường khử ................................................................................. 54
3.5.6. Hàm lượng tinh bột ...................................................................................... 55

3.5.7. Hàm lượng cồn ............................................................................................. 56
3.5.8. Phương pháp đếm khuẩn lạc phát triển trên môi trường đặc ....................... 57
3.5.9. Phương pháp xác định đường cong sinh trưởng của nấm men .................... 58
3.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .................................................................. 58
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................ 58
4.1.

Kết quả khảo sát thành phần nguyên liệu khoai lang tím ............................ 58

4.2.

Kết quả xác định thời gian hoạt hóa nấm men ............................................. 59

4.3.

Xác định tỷ lệ bột khoai lang tím/ nước thích hợp cho dịch hóa ................ 60

4.4.

Nồng độ chế phẩm Termamyl SC thích hợp cho quá trình dịch hố bột

khoai lang tím theo thời gian ................................................................................... 61
4.5.

Nhiệt độ thích hợp cho q trình dịch hố bột khoai lang tím theo thời

gian

...................................................................................................................... 64

4.6.

pH thích hợp cho quá trình dịch hố bột khoai lang tím theo thời gian ..... 66

4.7.

Nồng độ chế phẩm Termamyl SC thích hợp cho q trình đường hố và

lên men dịch thủy phân bột khoai lang tím theo thời gian ...................................... 67
4.8.

Nồng độ chế phẩm Dextrozyme GA thích hợp cho q trình đường hố

và lên men dịch thủy phân bột khoai lang tím theo thời gian ................................... 69
4.9.

pH thích hợp cho q trình đường hố và lên men dịch thủy phân bột

khoai lang tím theo thời gian .................................................................................. 73
4.10.

Nồng độ chất khơ hịa tan thích hợp cho q trình đường hố và lên men

dịch thủy phân bột khoai lang tím theo thời gian ..................................................... 75
4.11.

Kết quả đường cong sinh trưởng của nấm men Saccharomyces

cerevisiae trong thời gian lên men rượu ................................................................... 76
4.12

Kết quả ảnh hưởng mật độ tế bào nấm men đến sự sinh trưởng của nấm


Trang 3

men trong q trình đường hố và lên men ............................................................. 77
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 79
5.1. Kết luận ............................................................................................................. 80
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 85
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 89
PHỤ LỤC A: CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TRONG CHƯƠNG 4 ....................... 89
PHỤ LỤC B: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................. 98
PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH ENZYME ............................. 107


Trang 4

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: So sánh một số thành phần giữa khoai lang tím và khoai lang vàng ..... 13
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khoai lang tím Nhật ........................................ 15
Bảng 2.3: Sự biến đổi của hàm lượng anthocyanin qua các quá trình xử lý khác
nhau của khoai lang tím ........................................................................................... 20
Bảng 3.1: Thơng tin về chế phẩm Termamyl® SC ................................................. 44
Bảng 3.2: Khả năng chịu nhiệt của α-amylase từ các nguồn thu nhận khác nhau 45
Bảng 3.3: Thơng tin về chế phẩm Dextrozyme® GA ............................................ 46
Bảng 4.1: Một số thành phần của khoai lang tím Nhật thu hoạch từ Sa Đéc, Đồng
Tháp ......................................................................................................................... 58
Bảng 4.2: Kết quả xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu bột khoai lang tím .... 58

Bảng 4.3: Tỷ lệ nấm men nảy chồi qua thới gian hoạt hóa từ nấm men dạng bột .. 59
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của tỷ lệ bột khoai lang tím/nước đến chất lượng dịch khoai
lang tím sau khi dịch hóa ........................................................................................ 60
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân tại pH 6 ................... 67
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Termamyl SC đến hàm lượng cồn sinh
ra theo thời gian........................................................................................................ 68
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men dịch thủy phân tại nồng
độ chế phẩm Dextrozyme GA là 1 ml/kg nguyên liệu ............................................ 71
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men dịch thủy phân bột khoai
lang tím tại pH 5 ...................................................................................................... 74
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men dịch thủy phân bột khoai
lang tím tại nồng độ chất khơ hịa tan 16⁰Bx .......................................................... 76
Bảng 4.10: Số logarit của mật độ tế bào và hàm lượng cồn theo thời gian ............ 76
Bảng 4.11: Bảng so sánh các chỉ tiêu sản phẩm rượu so với quy định ................... 83
Bảng A.1: Độ nhớt thay đổi theo nồng độ chế phẩm Termamyl SC, khảo sát theo
thời gian. .................................................................................................................. 89
Bảng A.2: Chỉ số DE thay đổi theo nồng độ chế phẩm Termamyl SC và theo thời
thời gian ................................................................................................................... 90
Bảng A.3: Chỉ số DE thay đổi theo nhiệt độ và theo thời gian ............................... 91
Bảng A.4: Chỉ số DE thay đổi theo pH và theo thời thời gian ............................... 92
Bảng A.5: Hàm lượng cồn thay đổi theo nồng độ enzyme và thời thời gian ......... 93


Trang 5

Bảng A.6: Hàm lượng tinh bột sót thay đổi theo nồng độ enzyme và thời gian ..... 94
Bảng A.7: Hàm lượng cồn thay đổi theo pH và theo thời thời gian ....................... 95
Bảng A.8: Hàm lượng tinh bột sót thay đổi theo pH và thời gian .......................... 96
Bảng A.9: Hàm lượng cồn thay đổi theo nồng độ chất khô hòa tan và theo thời thời
gian .......................................................................................................................... 97

Bảng B.1: Số liệu dựng đường chuẩn hàm lượng glucose xác định bằng phương
pháp quang phổ so màu với thuốc thử DNS ......................................................... 99
Bảng B.2: Số liệu dựng đường chuẩn nồng độ ethanol bằng phương pháp quang
phổ so màu .......................................................................................................... 104
Bảng C: Số liệu dựng đường chuẩn hàm lượng tinh bột bằng phương pháp quang
phổ so màu .......................................................................................................... 107


Trang 6

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Khoai lang tím ....................................................................................... 14
Hình 2.2: Hình chụp SEM của hạt tinh bột khoai lang tím và bột khoai lang tím sau
khi xử lý ở 77ºC trong 6 giờ .................................................................................. 16
Hình 2.3: Cơng thức và chất màu anthocyanin từ khoai lang tím. ........................ 17
Hình 2.4: Cấu tạo của cyanidin (R1 = H); peonidin (R1 = CH3) 3-sophoroside-5glucoside (a), caffeic acid (b), ferulic acid (c), and p-hydrobenzoic acid (d) ........ 18
Hình 2.5: Cơ chế của các enzyme amylase ........................................................... 22
Hình 2.6: Nấm men Saccharomyces cerevisiae dưới kính hiển vi DIC ................ 23
Hình 3.1: Quy trình xử lý nguyên liệu ban đầu thành bột khoai lang tím. ............ 50
Hình 3.2: Quy trình thu nhận rượu khoai lang tím trong phịng thí nghiệm. ........ 52
Hình 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình thủy phân
bột khoai lang tím theo thời gian qua độ nhớt ...................................................... 62
Hình 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình thủy phân
bột khoai lang tím theo thời gian qua chỉ số DE ................................................... 63
Hình 4.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân bột khoai lang tím theo
thời gian ................................................................................................................. 64
Hình 4.4: Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân bột khoai lang tím theo thời
gian ........................................................................................................................ 66
Hình 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Dextrozyme GA đến quá trình lên
men dịch thủy phân bột khoai lang tím ................................................................. 70

Hình 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme lên hàm lượng tinh bột sót theo thời
gian ......................................................................................................................... 72
Hình 4.7: Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men dịch thủy phân bột khoai lang
tím .......................................................................................................................... 73
Hình 4.8: Ảnh hưởng của pH lên hàm lượng tinh bột sót theo thời gian .............. 74
Hình 4.9: Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan đến quá trình lên men dịch thủy
phân bột khoai lang tím ......................................................................................... 75
Hình 4.10: Đường cong sinh trưởng của nấm men trong thời gian lên men rượu 77
Hình B.1: Đường chuần hàm lượng glucose xác định bằng phương pháp quang phổ
so màu với thuốc thử DNS. ................................................................................. 100
Hình B.2: Hệ thống chưng cất rượu .................................................................... 102


Trang 7

Hình B.3: Đường chuần hàm lượng ethanol xác định bằng phương pháp quang phổ
so màu ................................................................................................................. 105 ......
Hình C.1: Đường chuần hàm lượng tinh bột xác định bằng phương pháp quang phổ
so màu ................................................................................................................. 108
Hình C.2: Kết quả kiểm tra hoạt độ hai chế phẩm enzyme đã sử dụng trong đề tài
nghiên cứu. .......................................................................................................... 110


Trang 8

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

Trang 9

Làm rượu là một nghề truyền thống có từ lâu đời trên thế giới và ở nước ta. Ngày
nay nó đã phát triển lên một ngành cơng nghiệp rượu với những thương hiệu nổi tiếng
thế giới. Song song đó là sự khuyến khích tìm tịi, nghiên cứu và cho ra đời các sản
phẩm rượu theo phương thức tryền thống có chất lượng tốt, giá thành phù hợp, thích
hợp cho các đối tượng tiêu dùng. Việt Nam với nền văn hóa phát triển lâu đời là nơi có
đa dạng các loại rượu truyền thống, có loại đã có từ hàng trăm năm. Nguyên liệu trong
làm rượu truyền thống hiện nay rất đa dạng, chủ yếu là từ các cây chứa hàm lượng tinh
bột và đường cao như gạo, khoai, sắn, mía, … hầu hết là các loại nơng sản dễ tìm và có sản
lượng thu hoạch lớn. Mỗi loại ngun liệu sẽ cho ra những sản phẩm rượu riêng biệt với
màu sắc, hương vị đặc trưng. Trong đó, khoai lang tím là một loại nguyên liệu đang
được chọn nghiên cứu trong thời gian qua vì được trồng phổ biến, có giá thành rẻ và
hàm chứa thành phần có tính dinh dưỡng cao có lợi cho sức khoẻ, là một nguyên liệu
thích hợp cho việc chế biến các sản phẩm thực phẩm với giá trị kinh tế cao.
Đề tài luận văn “Nghiên cứu quy trình lên men rượu từ khoai lang tím” được đưa
ra như một sự góp phần mang lại những giá trị cao cho nghề sản xuất rượu trong nước.
Đề tài chọn lọc nguyên liệu giàu tinh bột là khoai lang tím làm đối tượng nghiên
cứu, tập trung vào vấn đề nghiên cứu trên quá trình lên men rượu khoai lang tím trong
phịng thí nghiệm, áp dụng hai chế phẩm enzyme là Termamyl SC và Dextrozyme GA
thu nhận từ vi sinh vật và một dòng nấm men thương mại vào quá trình xử lý nguyên
liệu, tạo tiền chất cho q trình đường hố và lên men đồng thời, nhằm giúp rút ngắn
thời gian, độ cồn tăng cao hơn, quá trình lên men triệt để hơn với hiệu suất nâng cao,
hàm lượng đường sót và tinh bột thấp, hạ giá thành sản phẩm.
Số liệu được thu thập qua thí nghiệm tại Phịng thí nghiệm Vi sinh và phịng thí
nghiệm Cơng nghệ Thực phẩm 2 của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm.
Tiến hành thí nghiệm để xác định các q trình :
-

Q trình xử lý ngun liệu khoai lang tím với tỷ lệ cơ chất/ nước thích hợp cho dịch

hóa

-

Thời gian hoạt hóa nấm men thích hợp cho hoạt lực cao để bổ sung vào cơ chất cho
lên men.

-

Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ ảnh hưởng trong quá trình dịch hóa,
đường hóa và lên men đồng thời.


Trang 10

Đề tài đi theo hướng nghiên cứu mới trong nghiên cứu quy trình sản xuất rượu từ
nguyên liệu giàu tinh bột như khoai lang tím ở bước kết hợp q trình đường hố và
lên men đồng thời. Các kết quả của đề tài đã cho thấy tác dụng hiệu quả của việc sử
dụng kết hợp hai chế phẩm enzyme cho q trình đường hóa, dịch hóa tạo nguồn cơ
chất cho nấm men hoạt động tốt, hiệu suất lên men cao, q trình đường hố và lên
men đồng thời cũng làm rút ngắn thời gian lên men, tăng hiệu suất sử dụng đường
trong quá trình, tăng nguồn cơ chất cho nấm men sinh trưởng và hoạt động. Việc sử
dụng sản phẩm nấm men thương mại tinh khiết được thu nhận từ chủng thuần với
nhiều đặc tính cao cho sản phẩm lên men trong thời gian ngắn. Đề tài thúc đầy các
nghiên cứu sau chuyên sâu hơn vào sự tác động và ảnh hưởng của enzyme một cách
hiệu quả, chuyển hóa triệt để tạo sản phẩm cho quá trình lên men hiệu suất cao hơn, độ
cồn cao hơn như mong muốn ; đồng thời mở ra con đường nghiên cứu trên các chế
phẩm enzyme đặc chủng khác tương thích với quá trình lên men như enzyme
Rhizozyme.

Trang 11

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN


Trang 12

2.1. TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG TÍM
Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea batatas (L.) Lam, thuộc họ
Convolvulaceae. Khoai lang là nhóm cây nơng sản đứng hàng thứ bảy trên thế giới.
Khoai lang chủ yếu được trồng ở các nước đang phát triển, đóng vai trị là nguồn thực
phẩm cung cấp dinh dưỡng cho người có thu nhập thấp (theo báo cáo của tổ chức Tổ
chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc năm 2014). Cũng theo tổ chúc này,
khoai lang đứng thứ ba trong nhóm thực phẩm giàu tinh bột quan trọng trên thế giới,
chỉ sau khoai mì và khoai tây.
Trong chi khoai lang, các giống khoai lang tím và khoai lang vàng là nguồn dinh
dưỡng tuyệt vời với các hợp chất tự nhiên như beta-carotenoid, polyphenol, acid
ascorbic, chất xơ ăn kiêng … (Van Hal M. 2000). Trong đó có hợp chất màu
anthocyanin có tiềm năng tiêu thụ cao, đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu có
tác dụng như một sản phẩm cải thiện sức khỏe con người (Teow và cộng sự. 2007),
(Bellail và cộng sự. 2012).
Theo Vincent và cộng sự (1997), khoai lang tím có sự vượt trội về một số thành
phần so với khoai lang vàng được thể hiện qua bảng 2.1. Các nghiên cứu trên nguồn
nông sản này ngày càng nhiều để có thể tận dụng tối đa các đặc tính hữu ích của
chúng.

Trang 13

Bảng 2.1 : So sánh một số thành phần giữa khoai lang tím và khoai lang vàng.[5]
Thành phần

Khoai lang tím

Khoai lang vàng

Protein (%db)

4.96 ± 0.03

3.58 ± 0.28

Chất béo (%db)

1.57 ± 0.02

1.17 ± 0.04

21.10 ± 1.29

12.69 ± 0.33

4.63

0.53

<22.80

<12.220

10.34 ± 0.39

19.78 ± 0.84

Phenolic tổng số
(mg acid gallic/100
g DW)
Anthocyanin
(mg/100 g wb)
Beta-carotene
(ug/100 g wb)
Hoạt tính chống oxi
hóa (%)
2.1.1.

Giới thiệu về khoai lang tím

Khoai lang tím cịn có tên gọi khác là khoai lang Pêru vì nó có nguồn gốc từ
Nam Mỹ, có tên khoa học là Solanum andigenum.
Khoai lang tím thuộc lồi thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có lá mọc so le
hình trái tim hay xẻ thùy chân vịt. Củ hình thn dài, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu tím
(cũng có màu khác là đen, nâu, trắng hay vàng) và có tới hàng trăm lồi khác nhau.
Tùy theo giống khoai mà củ của nó có kích thước, độ ngọt và mùi thơm khác nhau.
Khoai lang tím giống Nhật Bản (cịn được gọi là Ayamurasaki), là một loại khoai lang
được đưa vào sản xuất bởi viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật Bản có tên là
Okinawan[2], trong những năm gần đây đã được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia, đặc
biệt là những quốc gia ở vùng khí hậu nhiệt đới.

Trang 14

Hình 2.1: Khoai lang tím.
Ở nước ta khoai lang tím chủ yếu được trồng ở các tỉnh miền Tây, huyện Tam
Bình, Bình Tân (Vĩnh Long) hay Sa Đéc (Đồng Tháp) là những vùng trọng điểm có
diện tích trồng khoai lớn. Riêng huyện Bình Tân có diện tích trồng khoai lang tím
chiếm hơn 8000 ha, sản lượng trên 250000 tấn cho năm 2015.
Việc sản lượng khoai lang tím tăng nhưng giá thành lại hạ, dẫn đến thúc đẩy sự
phát triển trong chế biến nhằm đa dạng hóa các sản phẩm từ khoai lang tím, tăng giá
trị sử dụng nguồn nguyên liệu dồi dào và mang lại thu nhập cao cho người trồng khoai
lang tím. Cùng với lợi ích dinh dưỡng cao, là những lí do khiến các nhà khoa học ngày
càng quan tâm và chú trọng phát triển các nghiên cứu trên nguồn nguyên liệu dồi dào
này.
2.1.2.

Thành phần hóa học của khoai lang tím Nhật
 Tính ưu việt của khoai lang tím Nhật so với các loại khoai lang khác

Khoai lang tím Nhật cịn có những ưu điểm vượt trội so với các giống khoai lang
khác. Khoai lang tím cung cấp nhiều chất dinh dưỡng tốt cho cơ thể như tinh bột,
protein, các acid amin, vitamin A,B,C,E và hơn 10 loại nguyên tố vi lượng cần thiết
khác như calci, kẽm, sắt, magie, kali, natri, phosphor…, có giá trị cung cấp năng
lượng. Những nghiên cứu gần đây cho thấy giống khoai lang tím có chứa một lượng
anthocyanin đáng kể với tác dụng kháng oxy hóa rất mạnh, có khả năng kiềm chế sự
đột biến của tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim
mạch; giúp bảo vệ các lipoprotein tỷ trọng thấp khỏi các quá trình oxy hóa, loại bỏ gốc
tự do, cải thiện chức năng thị giác, ức chế sự tích tụ tiểu cầu và nhều chức năng sinh lý
khác (Kano và cộng sự. 2005) [6]. Chất màu trong khoai lang tím hiện đang được một

số nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu để thu nhận chất màu thực phẩm thiên
nhiên thay thế cho chất màu nhân tạo. Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin,