Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ lên men nhiệt độ và thời gian lên men đến sản xuất brandy dứa

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ MEN, NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN
LÊN MEN ĐẾN SẢN XUẤT BRANDY DỨA
Nguyễn Tuấn Linh1, Đinh Thị Hiền2*, Hồ Tuấn Anh3
1

Học viên cao học K23CNSTH, Học viện Nông nghiệp Việt Nam,

2
3

* Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam,

Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp
TÓM TẮT

Nguyên liệu được sử dụng cho nghiên cứu sản xuất là giống dứa Nữ hoàng (Bảo Sơn Bắc Giang) đã được tuyển chọn. Dịch dứa được bổ sung enzym Pectinex Ultra SP-L với nồng độ
đã được xác định là 0,025% so với thể tích dịch dứa. Các mẫu thí nghiệm đều được bổ sung
đường để hàm lượng đường trong dịch lên men đạt 180 g/l. Quá trình lên men được thực hiện tại
160C, 180C, 200C, 220C, 240C, sử dụng chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae C5 đã được
tuyển chọn với tỷ lệ bổ sung 0,1% 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6% so với khối lượng dịch dứa.
Kết quả thu được cho thấy bổ sung chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae C5 với hàm lượng
0,4%, lên men ở 20oC, thời gian lên men 7 ngày là phù hợp với công nghệ sản xuất brandy.
Từ khóa: Lên men, nấm men, dịch dứa, thời gian lên men.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Brandy là tên gọi chung của các loại rượu mạnh cất từ dịch trái cây lên men rồi ủ lâu trong
thùng gỗ sồi hoặc gỗ cao su. Các nước trồng nho đều sản xuất brandy. Tại châu Âu, brandy là
đồ uống lâu đời của nhiều nước và đã đi vào huyền thoại, có cả các vị thần được thờ phụng để
bảo trợ cho các vườn nho và rượu làm từ nho. Một số thương hiệu brandy nổi tiếng thế giới bao
gồm Cognac, Hennensy, Remy-martin, Martell... Brandy còn được sản xuất từ các loại trái cây
khác và thường được thêm tên của các loại trái cây sau từ brandy tương tự như brandy táo,
brandy mận, brandy lê…. (Vũ Thị Kim Phong và ctv., 2011)

Dứa là nguyên liệu rất sẵn có ở Việt Nam. Theo Tổng cục Thống kê, sản lượng dứa năm
2015 đạt 598,3 nghìn tấn, tăng 1,1% so với năm 2014. Dứa được trồng chủ yếu với 2 giống là
Queen và Cayen. Mặc dù có nguồn nguyên liệu trái cây dồi dào nhưng có thể nói, sản xuất rượu
brandy ở Việt Nam chưa thực sự bắt đầu. Thị trường Brandy trong nước hiện nay đang bỏ ngỏ để
các loại Brandy ngoại nhập thống trị (Trần Thanh Hùng và ctv., 2011), Các chuyên gia của Viện
nghiên cứu Bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố đã công bố đề tài “Nghiên cứu công nghệ
sản xuất rượu Brandy từ nho Việt Nam”. Công ty cổ phần Cồn rượu Hà Nội cũng đã hồn thành
đề tài “Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải và quả mận Việt Nam”. Nghiên
1


cứu sản xuất brandy dứa chứa các hoạt chất sinh học tự nhiên, có hương vị đặc trưng của dứa, có
màu hổ phách từ gỗ sồi là một hướng đi mang ý nghĩa thực tế cao.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Trong các nghiên cứu khảo sát đã lựa chọn được giống dứa Nữ Hoàng thu hái tại Bảo
Sơn – Bắc Giang với một số chỉ tiêu chất lượng như sau: Nồng độ chất khô hòa tan 16,10Bx,
đường tổng số 125,0 g/l; đường khử 35,5 g/l; axit tổng số 4,15 g/l; pH 3,7. Chủng nấm men S.
cerevisiae C5 đã được tuyển chọn. Đường sacaroza được sử dụng là đường RE của công ty
đường Lam Sơn. Chế phẩm enzym Pectinex Ultra SP-L có nguồn gốc từ hãng Novo – Đan
Mạch. Chip gỗi sồi có xuất xứ từ Pháp.
Các thiết bị và hóa chất phân tích được sử dụng đáp ứng theo yêu cầu các phương pháp
phân tích chuyên ngành, thể hiện trong mục 2.3.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Nghiên cứu lựa chọn tỉ lệ tế bào nấm men
Theo các kết quả khảo sát, dịch dứa thu được sau quá trình xử lý cơ học được tiến hành
xử lý vi sinh vật với K2S2O5 tỷ lệ 0,25 g/l. Chế phẩm enzym Pectinex Ultra SP-L nồng độ
0,025% so với thể tích dịch dứa được bổ sung nhằm thủy phân pectin. Các mẫu thí nghiệm đều
được bổ sung đường sacaroza để hàm lượng đường tổng số trong dịch lên men đạt 180 g/l.
Để tiến hành lên men rượu Brandy dứa chúng tôi sử dụng nấm men khô chủng S.

cerevisiae C5 với các tỷ lệ 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6% so với khối lượng dịch dứa ( tỷ
lệ tế bào 0,1% so với khối lượng dịch dứa tương ứng 4.105 tế bào/ml ). Tỷ lệ tế bào nấm men phù
hợp được xác định căn cứ trên cơ sở phân tích và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dấm chín
sau thời gian lên men ở nhiệt độ 200C, thời gian lên men 8 ngày.
2.2.2. Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ lên men
Tiến hành lên men ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau: 160C, 180C, 200C, 220C, 240C,
thời gian lên men 8 ngày và đánh giá chất lượng giấm chín sau lên men.
2.2.3. Xác định thời gian lên men thích hợp
Tiến hành lên men ở nhiệt độ 200C trong các thời gian khảo sát 8 ngày. Thời gian lên
men phù hợp được lựa chọn trên cơ sở theo dõi q trình lên men.
2.3. Các phương pháp phân tích
2.3.1. Xác định các chỉ tiêu vật lý
2


- Xác định pH bằng máy đo pH hiệu WinLabR GmbH & Co.KG - Đức.
2.3.2. Xác định các chỉ tiêu hóa học
- Xác định nồng độ rượu (phương pháp cất và được xác định bằng máy đo tỷ trọng - Specific
Gravity Meter) (Lê Thanh Mai, 2007).
- Định lượng đường tổng số bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với Ferixianua kali (Lê
Thanh Mai, 2007).
- Hàm lượng metanol, acetaldehyde, ethylacetate, furfurol được xác định bằng phương pháp sắc
ký khí theo AOAC 972.10 Bằng máy System HP 6890 series.
- Xác định hàm lượng axit tổng số bằng phương pháp chuẩn độ NaOH (Lê Thanh Mai, 2007).
2.3.3. Xác định các chỉ tiêu vi sinh
- Xác định mật độ tế bào nấm men bằng buồng đếm Neubauer (Lê Thanh Mai, 2007).
III. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
Hương thơm của brandy phụ thuộc nhiều vào chất lượng dịch giấm trước khi chưng cất.
Do hàm lượng đường và dinh dưỡng trong dứa là cao, thời điểm sản xuất là mùa nóng nên nhiệt
độ cao thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật. Các điều kiện của quá trình xử lý dịch quả đã

được tối ưu hóa nhằm đảm bảo cho hỗn hợp dịch quả trước khi lên men có chất lượng ổn định.
3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ tế bào nấm men đến quá trình lên men brandy dứa
Chủng nấm men S. cerevisiae C5 được lựa chọn có khả năng lên men tạo độ cồn cao, khả
năng tạo hương, khả năng bền vững với SO2. Q trình lên men rượu là q trình hơ hấp kị khí
của nấm men để chuyển hóa đường glucoza thành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ khác như dầu
fuzel, axit axetic, axit lactic, axit succinic, acetaldehyde ... đồng thời giải phóng năng lượng
(Lương Đức Phẩm, 2005). Kết quả thu được khi thực hiện các thí nghiệm theo 2.2.1 được thể
hiện trong bảng 1.
Bảng 1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến quá trình lên men
STT

Chỉ tiêu

1

Tỷ lệ nấm men bổ sung, %
0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Hàm lượng đường sót (g/l)

20,65a

15,50b

4,70c

4,20c

4,0d

3,80d

2

Nồng độ cồn, % v/v

8,20a

8,58b

9,36b

9,82c

9,67d

9,54e

3

Axit tổng số (g/l)

4,53c

4,61c

4,86b

5,13a

5,18a

5,20a

3


4

Methanol (ppm)

110,5f

115,3e

132,6d

145,7c

152,2b

155,8a

5

Acetaldehyde (ppm)

56,4a

54,7b

51,5c

47,4d

42,5e

39,4f

6

Ethylacetate (ppm)

56,4f

58,2e

63,1d

68,6c

72,5b

73,9a

7

Furfurol (ppm)

0,45f

0,68e

0,86d

1,02c

1,29b

1,38a

8

Hương

Thơm

Thơm

Thơm

Thơm

Thơm

Thơm

Hài hòa

Đậm,
hài hòa

Đậm,
hài hòa

Đậm,
hài hòa

Đậm,
hài hòa

Đậm, hơi
chua

9

Vị

(Trong cùng một hàng, các số có chữ cái giống nhau thì khơng khác nhau ở mức ý nghĩa α = 0,05)

Kết quả đạt được thể hiện trên bảng 1 cho thấy, tỷ lệ nấm men bổ sung có ảnh hưởng đến
sự thay đổi hàm lượng đường tổng số. Sau 8 ngày lên men các mẫu lên men với tỷ lệ nấm men
0,1% - 0,2% có hàm lượng đường sót khá cao (15,50 - 20,65 g/l), quá trình lên men diễn ra
khơng triệt để hay nói cách khác là lên men không kiệt đường. Tương ứng với mức độ sử dụng
nấm men ở tỷ lệ 0,3% - 0,6% hàm lượng đường tổng số dao động trong phạm vi 3,8 – 4,2 g/l.
Hàm lượng cồn là một trong những thành phần quan trọng nhất góp phần tạo nên hương vị
cho brandy và hiệu suất của quá trình lên men. Khi sử dụng tỷ lệ tế bào nấm men từ 0,3% - 0,6%
nồng độ cồn đạt được khá cao (từ 9,36% đến 9,54% v/v). Trong khi đó, các mẫu lên men với tỷ
lệ tế bào nấm men thấp hơn (0,1% - 0,2%) tạo ra nồng độ cồn thu được ở mức 8,2% – 8,58% v/v.
Khi sử dụng nấm men ở nồng độ thấp thì thời gian lên men kéo dài ảnh hưởng đến hoạt động
trao đổi chất của nấm men và chất lượng thành phẩm (Lương Đức Phẩm, 2005).
Các sản phẩm phụ của q trình lên men đóng vai trị quan trọng đối với giá trị cảm quan
của sản phẩm. Acetaldehyde được tiết ra từ nấm men trong 3 ngày đầu của quá trình lên men,
nồng độ này giảm dần và giảm mạnh trong quá trình lên men do phản ứng khử được gia tăng
trong khi quá trình tổng hợp bị ngưng lại. Cùng với quá trình lên men là sự tăng nồng độ các loại
rượu, ester và axit hữu cơ. Khi lên men với tỷ lệ nấm men 0,6% các sản phẩm của quá trình trao
đổi chất tạo vị chua khá rõ ràng cho dấm chín khi đánh giá cảm quan. Xét tổng thể sự tạo thành
của các thành phần trong dịch dấm chín khi bổ sung các tỷ lệ nấm men khác nhau chúng tôi lựa
chọn tỷ lệ nấm men bổ sung là 0,4% cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của nấm men và quyết định đến tốc độ cũng
như hiệu suất của quá trình lên men. Kết quả thu được khi thực hiện các thí nghiệm theo 2.2.2
(với tỷ lệ nấm men bổ sung là 0,4% so với khối lượng dịch dứa) được thể hiện trong bảng 2.
4


Bảng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men
STT

Chỉ tiêu

Nhiệt độ lên men
160C

180C

200C

220C

240C

1

Hàm lượng đường sót (g/l)

4,73a

4,42b

4,15c

4,05d

4,02d

2

Nồng độ cồn, % v/v

9,41a

9,62b

9,78b

9,72c

9,68d

3

Axit tổng số (g/l)

4,85c

4,90c

5,03b

5,08b

5,13a

4

Methanol (ppm)

127,5e

135,8d

142,6c

147,7b

152,2a

5

Acetaldehyde (ppm)

56,4a

52,7b

47,5c

46,4d

44,9e

6

Ethylacetate (ppm)

59,4e

62,2d

69,1c

71,2b

72,7a

7

Furfurol (ppm)

0,65e

0,79d

0,91c

1,12b

1,33a

8

Hương

Thơm

Thơm

Thơm

Thơm

Thơm

Hài hòa

Đậm, hài
hòa

Đậm,
hài hòa

Hài hòa

Hài hòa

9

Vị

(Trong cùng một hàng, các số có chữ cái giống nhau thì khơng khác nhau ở mức ý nghĩa α = 0,05)

Khi nhiệt độ dao động trong khoảng 20 – 220C nồng độ cồn thu được là cao nhất và hàm
lượng đường sót tương ứng là thấp nhất. Nhiệt độ lên men cao ảnh hưởng đến sự trao đổi chất
của tế bào nấm men và thay đổi hàm lượng các sản phẩm phụ tạo thành. Trong dấm chín dịch lên
men dứa có chứa hàng loạt các sản phẩm bậc 2 khác của quá trình lên men cồn. Nhiệt độ cao làm
gia tăng quá trình tổng hợp nhưng cũng thực hiện quá trình khử acetaldehyde nhanh hơn. Theo
dõi quá trình lên men tại dải nhiệt độ nghiên cứu tất cả các mẫu đều có hương thơm đặc trưng
cho brandy dứa. Kết quả thu được tại bảng 2 cho thấy tại các nhiệt độ khác nhau tạo thành các
sản phẩm phụ bao gồm nhóm các chất khơng có lợi về mặt an tồn thực phẩm như metanol,

acetaldehyde, furfurol và nhóm các chất tham gia vào q trình tạo hương cho sản phẩm brandy
dứa, điển hình là ethylacetate. Tổng hợp các kết quả thu được thể hiện trên bảng 2 cho thấy, với
nhiệt độ lên men 200C chất lượng dấm chín là phù hợp cho cơng nghệ sản xuất brandy dứa.
3.2. Nghiên cứu xác định thời gian lên men phù hợp
Nghiên cứu xác định thời gian lên men chúng tôi sử dụng môi trường dịch dứa đã xử lý
bằng enzym Pectinex Ultra SP-L, K2S2O5 và đưa nồng độ đường tổng số đạt 180 g/l bằng
saccaroza. Men giống chủng S. cerevisiae C5 bổ sung với tỉ lệ 0,4% so với khối lượng dịch dứa
và được hoạt hóa. Lên men ở nhiệt độ 200C trong thời gian 8 ngày. Một số chỉ tiêu theo dõi trong
quá trình lên men được thể hiện trên hình 1.
5


Hình 1. Động học của quá trình lên men
Theo các kết quả đạt được thể hiện trên hình 1, hàm lượng đường tổng số giảm nhanh
trong 3 - 4 ngày đầu và sau đó tốc độ giảm chậm lại. Nồng độ cồn thay đổi theo chiều hướng
ngược lại và tăng dần theo thời gian trong quá trình lên men. Ở giai đoạn đầu, hàm lượng cồn
tăng nhanh do nấm men có hoạt lực cao, hàm lượng các loại đường có khả năng lên men còn
nhiều, nấm men chưa bị ức chế bởi nồng độ cao của cồn và CO2. Tế bào nấm men sinh sản
nhanh nhất vào ngày đầu tiên và tiếp tục duy trì số lượng ở ngày thứ 2 và thứ 3. Cùng với sự
giảm của nồng độ đường và các chất dinh dưỡng, sự tăng nhanh của hàm lượng cồn trong môi
trường đã ức chế dần hoạt động của nấm men, do đó số lượng tế bào nấm men vào những ngày
cuối giảm nhanh và đến ngày thứ 8 chỉ còn khoảng 34,8 x 106 tế bào/ml. Sản phẩm lên men sau
thời gian 8 ngày có hương vị đặc trưng, khơng có hương vị lạ. Sau khoảng thời gian lên men 7
ngày các thông số theo dõi của quá trình như nồng độ cồn và hàm lượng đường tổng hầu như
khơng thay đổi, q trình lên men đã kết thúc. Chúng tôi lựa chọn thời gian lên men là 7 ngày.
IV. KẾT LUẬN
Quá trình lên men trong công nghệ sản xuất brandy dứa đạt yêu cầu chất lượng khi dịch lên
men được bổ sung chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae C5 với tỷ lệ 0,4% so với khối
lượng dịch dứa, nhiệt độ lên men 200C trong thời gian 7 ngày.
LỜI CẢM ƠN

Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Công ty TNHH Một thành viên Bia rượu

ERESSON và Ban chủ nhiệm Dự án “Hồn thiện cơng nghệ sản xuất rượu Brandy trái cây
(vải, dứa) ở quy mô công nghiệp” thuộc Đề án “Ứng dụng và phát triển công nghệ sinh
học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020” do Bộ Công Thương chủ quản
đã có các phối hợp thực hiện nghiên cứu cơng nghệ sản xuất brandy dứa.
6


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lê Thanh Mai, 2007. Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men. NXB khoa học và
kỹ thuật, Hà Nội.
Lương Đức Phẩm, 2005. Nấm men công nghiệp. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Trần Thanh Hùng, Lê Văn Chánh, Mai Văn Hào, Lê Đình Điểu, Phạm Duy Hải, Nguyễn Thị
Hồng, Lê Tọng Tình, Nguyễn Quang Hào, Phạm Văn Phước, Dương Xuân Diêu, Phan
Công Kiên, 2011. Nghiên cứu công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả nho Việt Nam.
Đề tài thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực CNCB đến
năm 2020; Viện nghiên cứu Bông và phát triển nông nghiệp Nha Hố - Bộ Công thương.
Vũ Thị Kim Phong, Nguyễn Thị Hồng Chi, Trần Thị Lan, Nguyễn Đắc Kiên, Hoàng Liên
Hương, Nguyễn Văn Cường, Lê Hoài Thanh, Hồ ViệtHưng, Nguyễn Thị Hợi,2011.
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải và quả mận của Việt Nam”. Đề
tài trong Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực CNCB đến năm
2020; Công ty Cổ phần Cồn rượu Hà Nội - Bộ Công thương.

ABSTRACT
Researching and producting of the brandy pineapple used material was the selected
species pineapple Queen (Bao Son - Bac Giang province). In the pineapple juice was added
enzyme Pectinex Ultra SP-L with the determined concentration of 0,025% compared to the
pineapple juice. The samples are added by the sugar RE that the concentration of the total sugar

reaching to 180 g/l. Fermentation was performed at 160C, 180C, 200C, 220C, 240C, using selected
strain Saccharomyces cerevisiae C5 at a rate 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6% compared to
the pineapple juice. The obtained results showed that using strains Saccharomyces cerevisiae C5
with the rate of 0,4%, fermented at 20°C, fermentation time 7 days the fermented juice was
suitable for brandy production technology.
Key words: Fermentation, yeast, pineapple juice, fermented juice
Ngày nhận bài:
Người phản biện:
Ngày phản biện:
Ngày duyệt đăng:
*Tác giả liên hệ: Tel: 01669087913, email:
7