Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản rượu nếp than sản xuất bằng công nghệ enzyme và nấm men thuần chủng

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



TRẦN THỊ HỒNG CHÚC

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN RƯỢU NẾP THAN
SẢN XUẤT BẰNG CÔNG NGHỆ ENZYME
VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 08


Người hướng dẫn
NGUYỄN CÔNG HÀ




NĂM 2008


Luận văn đính kèm theo đây, với tựa đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình bảo quản rượu nếp than sản xuất bằng công nghệ enzyme và nấm men
thuần chủng” do Trần Thị Hồng Chúc thực hiện và báo cáo, đã được hội đồng chấm

luận văn thông qua.

Cán bộ hướng dẫn Hội đồng phản biện


Nguyễn Công Hà

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

i

LỜI CẢM TẠ
Em xin

gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong phòng thí nghiệm Bộ môn Công
Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này, các thầy cô đã
tận tình và hỗ trợ đến mức có thể nhằm giúp em hoàn thành tốt luận văn này.
Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn Công
Hà đã tận tình chỉ dạy, giúp em tích lũy được những kiế
n thức bổ ích trong suốt
thời gian qua.
Cuối cùng xin gởi đến quí Thầy Cô và tất cả ban bè lời chúc tốt đẹp nhất.
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Hồng Chúc

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

ii

TÓM TẮT

Kết quả của mục tiêu nghiên cứu đề tài này sản phẩm sau khi lên men có chất lượng
và đạt yêu cầu, đồng thời tìm ra điều kiện bảo quản thích hợp cho sản phẩm ruợu
nếp than nhằm cải tiến chất lượng của rượu.
Đề tài nghiên cứu này đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme α-
amylase đến hàm lượng đường khử, độ Brix theo thời gian trong quá trình
đường
hóa và khảo sát ảnh hưởng của chất bảo quản, bao bì, nhiệt độ đến chất lượng của
sản phẩm rượu nếp than theo thời gian.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện thí nghiệm chúng tôi thu được kết quả sau:
Nồng độ khi sử dụng α- amylase và glucoamylase trong quá trình đường hóa lần
lượt là 0,3% và 0,4%, thời gian thích hợp nhất trong quá trình thủy phân bằng α-
amylase và glucoamylase là 30 phút tương ứng.
Trong quá trình bảo quản sản phẩm rượ
u nếp than ta thấy: nhiệt độ 10
0
C giữ màu
của sản phẩm tốt hơn nhiệt độ 28
0
C.
Màu chai không ảnh hưởng đến chất lượng rượu trong thời gian bảo quản 12 ngày.
Sử dụng acid sorbic sẽ giữ màu anthocyanin tốt hơn so với acid ascorbic.

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ.............................................................................................................. i

TÓM TẮT .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC................................................................................................................. iii
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................v
DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU..........................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề..........................................................................................................1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................1
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .....................................................................2
2.1 Nguyên liệu .......................................................................................................2
2.1.1 Gạo nếp than...............................................................................................2
2.1.2 Enzyme .......................................................................................................3
2.1.3 Nấm men.....................................................................................................4
2.1.4 Nước dùng trong sản xuất rượu nếp than ...................................................6
2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men...............................................................7
2.2.1 Quy trình sản xuất rượu vang nếp than.......................................................7
2.2.2 Khái quát về quá trình lên men rượu..........................................................9
2.2.3 Cơ chế của quá trình lên men .....................................................................9
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ..........................................10
2.2.5 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men...........12
2.3 Sắc tố anthocyanin trong rượu vang nếp than................................................14
2.3.1 Sắc tố anthocyanin....................................................................................14
2.3.2 Các yếu tố
ảnh hưởng đến anthocyanin...................................................15
2.4 Vi sinh vật trong rượu .....................................................................................16
2.4.1 Hư hỏng do vi khuẩn acetic ......................................................................16
2.4.2 Hư hỏng do vi khuẩn acid lactic ...............................................................17
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM....................20
3.1. Phương tiện.....................................................................................................20
3.1.1 Nguyên liệu...............................................................................................20
3.1.2. Hoá chất...................................................................................................20

3.1.3. Trang thiết bị............................................................................................20
3.2. Phương pháp thí nghiệm.................................................................................21
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

iv

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme α - amylase đến
hàm lượng đường khử, độ Brix theo thời gian trong quá trình đường hóa ......21
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, chất bảo quản, bao bì
đến chất lượng của sản phẩm rượu nếp than theo thời gian ..............................22
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................25
4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme α
- amylase đến hàm
lượng đường khử, độ Brix theo thời gian trong quá trình đường hóa..................25
4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, chất bảo quản, bao bì đến
chất lượng của sản phẩm rượu nếp than theo thời gian.........................................30
4.2.1 Khi bảo quản bằng acid ascorbic..............................................................30
4.2.2 Khi bảo quản bằng acid sorbic..................................................................34
CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................39
5.1 Kết luận ...........................................................................................................39
5.2 Đề nghị
............................................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................42
PHỤ LỤC................................................................................................................. vii
1. Các phương pháp phân tích.............................................................................. vii
2. Phương pháp cảm quan ................................................................................... xiii
3. Tiêu chuẩn Việt Nam.........................................................................................xv
4. Kết quả thống kê.............................................................................................. xix
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

v

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Thành phần hóa học của gạo nếp than...........................................................2
Bảng 2: Thành phần hóa học của nấm men ................................................................5
Bảng 3: Hàm lượng muối của nước sử dụng trong sản xuất rượu bia .......................6
Bảng 4: Kết quả thống kê độ Brix và hàm lượng đường khử theo thời gian............26
Bảng 5: Kết quả thống kê độ Brix và hàm lượng đường khử theo nồng độ
enzyme ......................................................................................................................26
Bảng 6: Kết quả
thống kê hàm lượng đường khử theo thời gian và nồng độ enzyme
glucoamylase.............................................................................................................27
Bảng 7: Kết quả thống kê màu theo mẫu..................................................................29
Bảng 8: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo nồng độ acid ascorbic ...............................................................................30
Bảng 9: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo màu chai....................................................................................................32
Bảng 10: Kết quả thống kê độ rượ
u, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo nhiệt độ ....................................................................................................32
Bảng 11: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo thời gian...................................................................................................33
Bảng 12: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo nồng độ acid sorbic..................................................................................34
Bảng 13: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo màu chai....................................................................................................35
Bảng 14: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo nhiệt độ .....................................................................................................36

Bảng 15: Kết quả thống kê độ rượu, hàm lượng acid tổng số, ester, aldehyde, màu
rượu theo thời gian....................................................................................................37


Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

vi

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1: Gạo nếp than ..................................................................................................2
Hình 2: Saccharomyces cerevisiae..............................................................................4
Hình 3: Bột nếp than ...................................................................................................8
Hình 4:Công thức cấu tạo của anthocyanidin ...........................................................15
Hình 5: Đồ thị biểu diễn độ Brix và hàm lượng đường khử theo thời gian..............25
Hình 6: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đường khử ở các nồng độ khác nhau theo thời
gian khi sử dụng enzyme glucoamylase....................................................................27
Hình 7: Sản phẩm rượu nếp than ..............................................................................29
Hình 8: Đồ thị
biểu diễn chất lượng rượu theo nồng độ acid ascorbic.....................31
Hình 9: Đồ thị biểu diễn màu rượu theo nồng độ acid ascorbic ...............................31
Hình 10: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo màu chai........................................32
Hình 11: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo nhiệt độ .........................................33
Hình 12: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo thời gian........................................34
Hình 13: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượ
u theo nồng độ acid sorbic.......................35
Hình 14: Đồ thị biểu diễn màu rượu theo nồng độ acid sorbic.................................35
Hình 15: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo màu chai........................................36
Hình 16: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo nhiệt độ .........................................36
Hình 17: Đồ thị biểu diễn chất lượng rượu theo thời gian........................................37

Hình 18: Đồ thị biểu diễn màu rượu khi sử dụng acid ascorbic và acid sorbic theo
thời gian.....................................................................................................................38
Hình 19: Qui trình sản xuất đề nghị..........................................................................40













Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

1

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Do xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu của con người ngày càng cao do đó trên thị
trường đã xuất hiện nhiều sản phẩm bánh kẹo, đồ hộp, rượu bia, nước giải khát…
không những đáp ứng cho nhu cầu cảm quan về mẫu mã, màu sắc mà còn cung cấp
cho người những sản phẩm thực phẩm có chất lượng cũng như an toàn trong thực
phẩm. Một trong những sản phẩ
m quen thuộc và phổ biến được khá nhiều người
biết đến đó là các sản phẩm lên men, có rất nhiều sản phẩm lên men trên thị trường

nhưng sản phẩm lên men quen thuộc nhất và được nhiều người biết đến đó là rượu.
Sản phẩm rượu hiện nay rất đa dạng có loại đục, trong, không màu, có màu… Một
sản phẩm khá phổ biến cũng góp phần vào sự đa dạng
đó chính là sản phẩm rượu
nếp than- với công nghệ lên men bằng enzyme và nấm men thuần chủng thì đã rút
ngắn được thời gian, tăng hiệu suất lên men. Nhưng để có được chất lượng rượu và
giá trị cảm quan cao nhằm thu hút nhiều hơn đến gần với sản phẩm hấp dẫn này cần
phải có những nghiên cứu các yếu tố tác động đến chất lượng của rượu để
từ đó tìm
ra những điều kiện thích hợp để bảo quản rượu. Chính vì lẽ đó mà chúng tôi nghiên
cứu đề tài “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản rượu nếp than
sản xuất bằng công nghệ enzyme và nấm men thuần chủng”.
Nhưng một vấn đề gặp phải tồn tại trong thí nghiệm trước là kết quả nghiên cứu của
anh Lê Minh Châu đã sử
dụng α – amylase trong quá trình đường hóa để lên men
nên hiệu quả lên men chưa cao, bên cạnh đó kết quả nghiên cứu của anh Nguyễn
Thanh Vũ chưa khảo sát hàm lượng đường khử trong quá trình đường hóa để nấm
men sử dụng lên men đạt hiệu quả. Cho nên, một vấn đề đặt ra trước tiên của đề tài
này là xác định lại giai đoạn đường hóa nhằm tăng hiệu quả lên men.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Để làm rõ hơ
n hiệu quả của quá trình lên men thì mục tiêu nghiên cứu của chúng tôi
là:
 Tối ưu hóa các quá trình thủy phân bằng enzyme.
 Tìm ra được điều kiện chế biến và bảo quản rượu nếp than ở quy mô phòng
thí nghiệm tốt nhất.

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

2

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Nguyên liệu
2.1.1 Gạo nếp than
Gạo nếp than là một loại gạo đặc biệt được trồng nhiều
ở Nam Bộ. Vì thế rượu nếp than được sản xuất chủ yếu
ở vùng Nam Bộ.
Gạo nếp than gồm 4 loại:
- Nếp cẩm Đức Hòa.


- Nếp đen Khánh Vĩnh .
- Nếp than Long Đất.
- Lúa lức nếp cẩm.
Các loại lúa này có năng suất không cao, thường chỉ đạt 2,8 – 3,3 tấn/ha.
Hiện nay dân vùng Đồng bằng Nam bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gạo.
Theo cách này nếp than được chia thành 2 loại:
- Nếp than đen huyền.
- Nếp than hồng đỏ.
Màu của nếp than là màu của anthocyanin. Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể
hoặc vô định hình là hợp ch
ất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực.
Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và
nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc

vào pH môi trường.
pH thấp anthocyanin thường có màu đỏ, trở thành không màu ở pH cao rồi thành
xanh ở pH cao hơn nữa.
Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài, nhưng thành phần hoá học của các loại nếp
than không khác nhiều.
Bảng 1: Thành phần hóa học của gạo nếp than
Thành phần Hàm lượng
Nước
Protein
Lipid
Glucid
Acid hữu cơ
Tro
14
8,2
1,5
74,9
0,6
0,8
Nguyễn Đức Lượng,2003
Hình 1: Gạo nếp than
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

3

2.1.2 Enzyme
Hệ enzyme thủy phân tinh bột thành đường là hệ enzyme amylase. Hệ này tồn tại
trong nước bọt, trong dịch tiêu hoá, trong hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm mem … Có
nhiều loại enzyme amylase: α-amylase, β-amylase, γ-amylase và một số mới tìm ra

từ nguồn gốc vi sinh vật là: pullutanase, isoamylase …
Có nhiều nguồn cung cấp amylase khác nhau, cho nên tuỳ thuộc vào nguồn ra mà
enzyme sẽ có điều kiện phát triển riêng. Đề tài này sẽ đề cập đến việc sử
dụng
enzyme amylase thương mại để thực hiện quá trình đường hoá.

α
-amylase
α
-amylase bị kìm hãm bởi các ion kim loại nặng như Cu
2+
, Hg
2+
.
α
-amylase kém bền trong môi trường acid nhưng khá bền nhiệt.
Nhiệt độ tối thích của
α
amylase là 72 – 76
0
C, pH hoạt động tối thích là 5,3 – 5,8.
α
-amylase bị vô hoạt ở 80
0
C.
α
-amylase có khả năng phân cắt liên kết
α
- 1,4 Glucozit ở bất kỳ vị trí nào trên
mạch tinh bột đã được hồ hóa. Do đó được gọi là enzyme nội phân (endoenzyme).

Amylose bị phân cắt khá nhanh tạo thành oligoshaccaride gồm 6 -7 gốc glucose, sau
này các mạch này bị phân cắt và bị phân giải chậm thành maltose. Sản phẩm thủy
phân amylose bao gồm: 87% maltose, 13% glucose.
Amylosepectin bị phân giải khá nhanh nhưng
α
-amylase không phân cắt liên kết
α
-
1,6 glucozit nên sản phẩm thủy phân có khoảng 72% maltose, 19% glucose, dextrin
phân tử thấp và 8% izomaltose.

β
-amylase
β
-amylase rất bền khi không có ion Ca
2+
, bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như:
Cu
2+
, Hg
2+
, urê, iodo, acetanic, iod, ozon.
pH tối thích trong dung dịch nấu là 5-5.6.
Nhiệt độ tối thích trong dung dịch nấu là 60-65
o
C và bị vô hoạt ở 70
o
C.
β
-amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết α-1,4 glucozid trong tinh bột, glycogen,

polysaccharide đồng loại. Phân cắt tuần tự từng gốc maltose một ở đầu không khử.
β
-amylase được gọi là enzyme ngoại phân (exo-enzyme).
β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose.
Phân giải 54-58% amylopectin thành maltose, phần còn lại là dextrin.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

4


γ
-amylase
Hoạt động tốt ở 50
o
C, hoạt lực tối đa trong vùng pH = 3,5-5,5.
γ
-amylase có khả năng xúc tác thủy phân cả liên kết
α
-1,4; 1,6 glucozid trong tinh
bột, glycogen, polysaccharide kiểu maltose. Là enzyme ngoại phân exo-enzyme. Nó
thủy phân polysaccharide từ đầu không khử tuần tự từng gốc glucose một, không
thủy phân các dextrin vòng.
Sản phẩm tạo thành: Glucose và dextrin vòng.
2.1.3 Nấm men
Cấu tạo và sinh sản của nấm men
Nấm men có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản bằng cách nẩy chồi và phân cắt.
Tế bào nấm men có thể có hình trứng (men
bia), hình elip (men rượu vang), hình cầu
(Torulopsis), hình gậy (Candida), hình quả

chanh. Kích thước của tế bào nấ
m men khoảng
8 - 15µm.

Nấm men sinh sản chủ yếu bằng hình thức nảy
chồi. Tế bào mẹ nảy sinh ra thành một chồi nhỏ
rồi lớn dần lên và sẽ tách ra. Quá trình này xảy
ra khoảng 2 giờ. Ở một số giống nấm men, tế
bào con không tách rời mà kết thành chuỗi. Đặc
tính này có ở các nấm men tạo màng.
Hình 2: Saccharomyces cerevisiae
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

5

Thành phần hóa học của nấm men
Thành phần hóa học của tế bào nấm men được thể hiện trong bảng sau
:
Bảng 2: Thành phần hóa học của nấm men
Thành phần Hàm lượng (% chất khô)
Cacbon
CaO
Nitro
Hydro
P
2
O
5

K
2
O
SO
3

MgO
Fe
2
O
3

SiO
49,8
12,4
6,7
3,54
2,34
0,04
0,42
0,38
0,035
0,09
“Nguyễn Đức Lượng, 1996”
 Nấm men trong sản xuất rượu từ tinh bột
Saccharomyces Cerevisiae Rasse II:
Chủng này sinh sản trong môi trường nước đường, thường tụ lại thành đám, sau thời
gian ngắn lắng xuống. Đặc điểm của loài này trong tế bào có nhiều hạt glycogen,
không bào lớn hình thành bào tử nội sinh ít và chậm, sinh bọt nhiều và thích nghi
với độ acid thấp, có sức kháng cồn cao, không lên men được lactose, kích thước tế

bào từ 5-7
μ
m.
Saccharomyces Cerevisiae Rasse XII:
Phân lập được ở Đức năm 1902. Tốc độ phát triển nhanh, sau 24 giờ từ một tế bào
có thể phát triển thành 55 tế bào mới. ở loài này không bào nhỏ, ít sinh bọt, tế bào
hình trứng hoặc hình tròn, kích thước vào khoảng 5-8
μ
m, lên men ở nhiệt độ cao
và lên men được đường glucose, fructose, galactose, sucrose, maltose và 1/3 đường
rafinose, không lên men đường lactose, có thể lên men đến 13% rượu. Nấm men
Saccharomyces Cerevisiae Rasse XII thuộc loại men nổi, phân bố rất đều trong dịch
lên men không tạo thành đám trắng.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

6

R211
Loại nấm men này được phân lập từ men thuốc bắc ở nhà máy rượu Hà Nội. Tế bào
hình ovan có kích thước (3-5) x (5-8)
μ
m, nó có thể lên men được ở đường
glucose, fructose, galactose, sucrose, maltose. Được dùng trong sản xuất rượu từ
nguyên liệu chứa tinh bột như: gạo, ngô, khoai, sắn. Sinh sản nhanh sau khi cấy từ
12 đến 16 giờ, lên men tốt trong dịch đường 120-140g/l và ở 160-180g/l vẫn có thể
lên men được nhưng hiệu suất chuyển hóa thấp. Nồng độ rượu tạo thành trong môi
trường lên men là 10- 12 %. Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 đến 30
0
C, nhưng đến

38
0
C thì vẫn có thể lên men được. Chúng có khả năng chịu được chất sát trùng
Na
2
SiF
6
, nồng độ 0,02% (nồng độ này vi khuẩn bị ức chế).
“Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2002”
2.1.4 Nước dùng trong sản xuất rượu nếp than
Độ cứng không quá 7 mg đương lượng / lit phải trong suốt không màu không mùi,
hàm lượng muối không được quá giới hạn
Bảng 3: Hàm lượng muối của nước sử dụng trong sản xuất rượu bia
Ion Hàm lượng (mg/l) Ion Hàm lượng (mg/l)
Cl
-

SO
4
2-

As
Pb
NO
3

0,5
80
0,05
0,1

40
F
Zn
Cu
Fe
3
3
5
0,3
(Bùi Thị Quỳnh Hoa , 2002)
Khả năng oxy hóa một lit nước không quá 2ml dd KMnO
4
(0,01N).
Chất cặn không vượt quá 1000ml/l.
Hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4mg/l. Vi sinh vật hầu như không có.
pH kiềm không thích hợp cho quá trình nấu nguyên liệu, có khả năng tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và thúc đẩy quá trình tạo thành glyceryl trong
quá trình lên men.
Ecoli < 20 tế bào/ lit.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

7

2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men
2.2.1 Quy trình sản xuất rượu vang nếp than
- Sơ đồ quy trình

Nấm men
(1%)
Enzyme
amylase
Gạo nếp than
Nghiền

Nấu
Lọc
Làm nguội (33
o
C)
Lên men (4 ngày)
Sản phẩm
Chiết
Thanh trùng
Hãm cồn (20%V)
Lên men phụ (6 tháng)
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

8

- Thuyết minh một số công đoạn của qui trình
Nghiền


Gạo nếp than sau khi được làm sạch sẽ đem đi nghiền mịn
nhằm giúp cho tinh bột và một số chất khô khác dễ hòa tan
hơn trong quá trình nấu.
Nấu
Mục đích của quá trình nấu là phá vỡ màng tế bào tinh bột, chuyển hạt tinh bột từ
trạng thái không tan thành trạng thái hoà tan trong nước nhằm tạo điều kiện cho
enzyme amylase dễ dàng tấn công vào hạt tinh bột.
Cho khoảng 10% enzyme vào nếp than đã được nghiền và pha loãng s
ẵn, sau đó
nâng nhiệt lên đến 72

o
C thì giữ ở nhiệt độ này 15 phút để cho enzyme dịch hoá.
Tiếp tục đun cho dịch cháo đến sôi và giữ ở nhiệt độ sôi 10 phút cho tinh bột hồ hoá
hoàn toàn. Làm nguội dịch cháo đến nhiệt độ cần khảo sát (65 – 75
o
C) rồi cho hết
lượng enzyme vào. Giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phút cho đến khi quá trình đường
hóa kết thúc rồi đem lọc.
Nấu còn có tác dụng tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật gây hại cho quá trình lên men
về sau.
Thanh trùng
Tiêu diệt các vi sinh vật không mong muốn phát triển cạnh tranh với nấm men.
Làm nguội
Hỗn hợp sau khi thủy phân tinh bột có nhiệt độ là khá cao. Trong khi nấm men phát
triển tốt ở nhiệt độ khoảng 30 – 33
o
C. Vì vậy ta phải làm nguội hỗn hợp xuống để
tạo môi trường thuận lợi cho nấm men phát triển.
Lên men
Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường, thời gian này có hai quá trình xảy ra song
song với các mức độ khác nhau, đó là quá trình tăng sinh khối của nấm men và quá
trình rượu hóa.
Ổn định
Rượu vang nếp than được lên men ở nhiệt độ cao lại không qua chưng cất, nên sau
khi lên men xong sẽ còn nhiều rượu bậc cao và các aldehyde gây độc cho cơ thể

người. Vì vậy, cần có thời gian dài để cho các sản phẩm phụ này chuyển hóa và ổn
định rượu, làm cho chất lượng rượu được tốt hơn.
Hình 3: Bột nếp than
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

9

2.2.2 Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men rượu là một quá trinh trao đổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương
ứng gọi là chất xúc tác sinh học (được sinh ra từ sự trao đổi chất để duy trì sự sống
của nấm men). Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men người ta chia làm
nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên, có hai hình thức lên men chính: lên men
yếm khí và lên men hiếu khí.
- Lên men yếm khí: là sự phân hủy đường không có sự hiện diện của oxy như quá
trình lên men lactic, len men rượu, butylic…
- Lên men hiếu khí: là sự phân hủ
y đường có sự hiện diện của O
2
như quá trình lên
men axit acetic, citric…
Lên men rượu, bia đều là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men
(Yeast). Nấm men chuyển hóa đường lên men thành rượu etylic và CO
2
. Nguời ta
còn có thể gọi là quá trình cồn hóa, rượu hóa.
Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kì chính:
- Thời kì phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của O
2
tế bào nấm men
phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng).
- Thời kì lên men chuyển đường thành rượu và CO
2
: giai đoạn này, nấm men hấp

thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình để thực hiện xúc
tác sinh hóa trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống tạo thành rượu và CO
2
.
2.2.3 Cơ chế của quá trình lên men
Để lên men, người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định. Tùy
theo phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào khác nhau. Thông thường
khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt được > 100 triệu tế bào trong 1 ml
dung dịch lên men. Do diện tích bề mặt của tế bào nấm men rất lớn nên khả năng
hấp thụ các chất dinh dưỡng rất mạnh. Đuờng lên men và các chất dinh dưỡng khác
trong môi trường lên men trước tiên
được hấp thụ trên bề mặt của nấm men sau đó
khuếch tán qua màng tế bào vào bên trong tế bào nấm men, rượu và CO
2
sẽ được
tạo thành.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

10

Rượu ethylic tạo thành khuếch tán ra môi truờng bên ngoài qua màng tế bào nấm
men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất nhanh vào trong môi
trường. CO
2
cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn. Ở áp
suất 800mmHg, nhiệt độ 25 – 30
0
C là 0,857 – 0,837 lít CO
2

trong 1 lít nước. Vì thế,
CO
2
sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào trong môi trường và nhanh
chóng đạt được trạng thái bão hòa. Khi bão hòa, CO
2
bám vào xung quanh tế bào
nấm men hình thành những bọt khí. Tế bào nấm men thường dính liền nhau, bọt khí
sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó có sự
chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên
bề mặt. Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ
ra làm cho khí CO
2
bị phóng thích ra bên ngoài. Lúc này do khối lượng riêng của
nấm men đủ lớn trở lại nên chúng sẽ bị chìm xuống. Qúa trình này diễn ra liên tục
nên tế bào nấm men từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái động, làm gia tăng khả
năng tiếp xúc giữa tế bào nấm men và môi trường điều này làm cho quá trình trao
đổi chất diễn ra nhanh hơn, khi đó sẽ làm tăng nhanh quá trình lên men. Khí CO
2
ức
chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO
2
làm tăng khả năng lên
men của nấm men. Kích thước, vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa
tan mang điện tích, các vật lơ lửng khác hiện diện trong dịch lên men điều ảnh
hưởng đến sự thoát khí CO
2
nên cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men.
“Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2002”
2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Có năm yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu như sau:
- Nồng độ đường
Nấm men chỉ có khả năng lên men đường thành rượu trong khoảng nồng độ thích
hợp từ 10 – 18%, nồng độ đường quá cao sẽ ức chế nấm men và khả năng lên men
rượu giảm khi nồng độ đường 30 – 35%, nồng độ đường thấp quá cũ
ng làm giảm
năng lực lên men.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
Để thấy rõ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động sống của nấm men cụ thể nấm
men Saccharomyces Cerevisiae Rasse XII trong quá trình lên men rượu. Nấm men
chủng XII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30 – 33
0
C, nhiệt độ tối đa là 38
0
C, tối thiểu
là 5
0
C. Nấm men được nuôi cấy ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu ở 17 – 22
0
C có
năng lực lên men rất lớn. Đối với quá trình lên men thì nấm men sẽ chịu được giới
hạn nhiệt độ khá rộng từ 1 – 45
0
C. Nếu nhịêt độ quá 50
0
C nấm men sẽ chết.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

11

- Ảnh hưởng của acid (pH)
Nấm men có thể phát triển trong môi trường có chỉ số pH = 2 – 8 nhưng thích hợp
nhất là 4 – 4,5. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2 và cao hơn, khi pH < 4,2 chỉ
có nấm men phát triển. Vì vậy, trong lên men rượu để ngăn ngừa khả năng nhiễm
khuẩn người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4,0. Tuy nhiên trong thực tế có
những loài vi khuẩn do quen dần ( thuần hoá) với độ pH thấp nên ngoài việc ứng
dụ
ng điều chỉnh pH thích hợp còn phải kết hợp sử dụng các chất sát trùng. Khi pH =
8 thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH =
3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển.
Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men (kể cả lên men) người ta
có thể bổ sung vào môi trường bất cứ một loại acid nào, miễn là anion của acid
không gây ảnh hưởng m
ạnh đến trung tâm hoạt động của nấm men.
- Ảnh hưởng của nồng độ rượu
Nồng độ rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men.
Nồng độ rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phù thuộc
vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường nuôi cấy.
Cùng một môi trường nuôi c
ấy, số lượng nấm men cho vào bằng nhau, điều kiện
nuôi cấy giống nhau thì nồng độ rượu ban đầu 1% chưa có ảnh hưởng đến tốc độ và
khả năng phát triển của nấm men, từ 4 – 6% đã có ảnh hưởng xấu.
- Ảnh hưởng của oxy
Nấm men là loại vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Trong điều kiện không có oxy
nấm men sẽ lên men đường tạo thành rượu và CO
2
, còn trong điều kiện đầy đủ oxy
nấm men có khả năng oxy hóa đường thành rượu và CO
2

và tăng sinh khối. “Hiệu
ứng Pastuer” kìm hãm sự lên men rượu bằng O
2
.
Oxy là thành phần không thể thiếu được ở giai đoạn phát triển sinh khối. Tùy nhiên
nó là nguyên nhân gây hư hỏng cho rượu trong giai đoạn chế biến còn lại. Với sự có
mặt của O
2
nấm men sẽ lên men không hoàn toàn vì chúng sẽ phát triển sinh khối.
Trong giai đoạn bảo quản thì chúng sẽ làm cho sản phẩm có nhiều aldehyt, sản
phẩm rất dễ bị biến màu do các phản ứng oxy hóa, phản ứng hóa nâu gây tối màu
cho sản phẩm, làm chua sản phẩm do sự hình thành acid hữu cơ (vi khuẩn lactic,
acetic…) gây thối cho sản phẩm rượu theo thời gian bảo quản (do rượu bia là môi
trường rất giàu chất dinh dưỡng cho vi khuẩn gây thối phát triển.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

12

Một số quá trình lên men trong giai đoạn đầu diễn ra quá chậm do không đủ lượng
O
2
cho sự phát triển sinh khối, do vậy không đủ lượng tế bào lên men ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm và dây chuyền sản xuất. Tuy nhiên lại có một số nấm men
phát triển nhanh và tạo ra hàm lượng rượu nhiều hơn trong môi trường không khí,
chủng này thường nuôi cấy và phát triển trong môi trường ban đầu có đầy đủ oxy.
“Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2002”
2.2.5 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men
- Sự tạo thành acid
Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acid acetic, acid

lactic, acid citric, acid pyrovic và acid succinic nhưng nhiều hơn cả là acid acetic và
acid latic.
Acid acetic có thể được tạo thành từ phản ứng oxy hoá khử giữa hai aldehyde
acetic – 1 phân tử bị oxy hoá, phân tử thứ hai sẽ bị khử:
CH
3
CHO + CH
3
CHO + H
2
O = CH
3
COOH + C
2
H
5
OH
Acid lactic được tạo bởi pyrovat dehydronase theo phản ứng:
CH
3
CO-COOH + NAD.H
2
= CH
3
CHOHCOOH + NAD
Hoặc
CH
2
O(H
2

PO
3
)CHOHCHO + H
2
O = CH
3
CHOHCOOH + H
3
PO
4

Acid citric theo Laphon được tạo từ aldehyde acetic. Phản ứng được biểu diễn tổng
quát như sau:
9CH
3
CHO + 4H
2
O = (CH
2
COOH)
2
C(OH)COOH + 6CH
3
CH
2
OH
Acid succinic được tạo thành có thể theo hai con đường: dehydro và trùng hợp hai
phân tử acid acetic với một phân tử aldehyde acetic:
2CH
3

-COOH + CH
3
CHO Æ COOHCH
2
CH
2
COOH + C
2
H
5
OH
Hoặc được tạo thành do deamin acid glutamic. Trường hợp này aldehyde glyceric
tiếp nhận hydro và tạo ra cả glycerin. Phương trình tổng quát tạo acid succinic cùng
với glycerin từ acid glutamic được biểu diễn như sau:
C
6
H
12
O
6
+ COOH-CH
2
-CH
2
-CHNH
2
COOH + 2H
2
O
= COOH-CH

2
CH
2
COOH + 2C
3
H
8
O
3
+NH
3
+ CO
2
.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

13

Glycerin và aldehyde đều là sản phẩm trung gian của lên men rượu. Trong điều kiện
lên men nhằm mục đích chỉ thu rượu etylic, người ta khống chế pH dịch lên men
trong giới hạn 4,5 – 5,2. Với điều kiện ấy lượng glycerin tạo thành chỉ chiếm 0,3 –
0,45% dịch giấm chín, tương ứng tiêu tốn đường 2 – 3% so với lượng đưa vào. Nếu
tăng pH tới kiềm thì lượng đường tham gia tạo glycerin tăng tới 23,4% và đường
tạ
o aldehyde nhưng chưa chuyển thành rượu đạt 11,9%.
Lên men đường xảy ra theo phương trình:
2C
6
H

12
O
6
+ H
2
O = 2C
3
H
8
O
3
+ CO
2
+ CH
3
COOH + CH
3
CH
2
OH

“Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng. 2005”
- Sự tạo thành rượu bậc cao
Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên men
rượu, là các rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai. Các alcol này tuy ít nhưng
nếu lẫn vào etylic sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Đó là các alcol
propylic, izobutylic, izoamylic, amylic .v.v…Hàm lượng của chúng chỉ khoảng 0,4
– 0,5% so với cồn etylic nhưng gây cho sản phẩm có mùi khó chịu. Các alcol này có
tên chung là dầu fusel là do nấm men sử dụng nitơ c
ủa các acid amin.

Phương trình tổng quát quá trình tạo thành alcol có phân tử cao được đơn giản theo
phản ứng:
R-CH(NH
2
)-COOH + H
2
O Æ RCH
2
OH + NH
3
+ CO
2
.
Như vậy việc tạo thành alcol cao phân tử gắn liền với sự biến đổi của acid amin xảy
ra trong điều kiện yếm khí chỉ có thể đồng thời với lên men rượu, sự tạo thành alcol
cao phân tử khi lên men là do axit amin bị mất NH
3
, sau đó mất CO
2
và cuối cùng
aldehyt bị khử để tạo ra alcol.
Bằng con đường tương tự, nhiều acid amin cũng được tạo thành như valin và
izolơxin … chúng là tiền đề để tạo ra các alcol bậc cao sau này. Thực ra quá trình
amin hoá acid pyrovic xảy ra rất phức tạp, qua nhiều giai đoạn có liên hệ chặt chẽ
với nhau. Acid acetic tạo thành có hoạt tính cao lại tác động cho các quá trình khác
tiếp theo.
- Sự tạo thành ester và các sản phẩm phụ khác
Sự tạo thành ester
Song song vớ
i việc tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzyme trong nấm men,

các acid và alcol sẽ tác dụng lẫn nhau để tạo ra những ester tương ứng. Phương
trình tổng quát:
R
1
CH
2
OH + R
2
COOH Æ R
2
COO-CH
2
R
1
+ H
2
O
Este etylic có thể được tạo thành do alcol etylic kết hợp với axit axetic hoặc là do sự
tham gia phản ứng của các aldehyde.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

14

Sự tạo thành metanol
Trong quá trình nấu nguyên liệu, các chất pectin este của axit polygalacturovic bị
thủy phân tạo thành axit pectic và alcol metylic
Sự tạo thành fufurol
Đường chứa trong nguyên liệu chủ yếu là saccaroza, glucoza, fructoza và một ít
maltoza được tạo thành trong thời gian nấu. Ở nhiệt độ cao các đường sẽ bị phân

hủy và mất nước để tạo thành caramen, fufurol, oxymetyl fufurol và melanoidin.
Đường pentoza bị mất ba phân tử nước tạo thành fufurol.
Sự tạo thành aldehyde
Là sản phẩm của quá trình trao đổi chất ở n
ấm men và cũng có thể được tạo thành
qua con đường oxy hóa các loại rượu. Chủ yếu là hàm lượng acetaldehyde.

Acid pyruvic accetaldehyde
Lượng sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian tạo thành trong quá trình lên men phụ
thuộc vào nhiều yếu tố. Chúng thay đổi theo nhiệt độ, pH, mức độ sục khí cũng như
chủng giống nấm men và cả nguồn nguyên liệu.
2.3 Sắc tố anthocyanin trong rượu vang nếp than
2.3.1 Sắc tố anthocyanin
Cấu tạo
Anthocyanin là sắc tố tan trong nước, rất phổ biến trong thực vật, có màu đỏ, xanh
da trời, màu do sự phối hợp giữa đỏ và xanh (thành màu tím), có trong trái cây, hoa,
và những mô thực vật. Đây là chất màu có mặt rộng rãi trong thực vật ở khắp nơi
trên thế giới.
Anthocyanin là glycoside của các anthcyanidin với monosaccharide (glucose,
galactose, rhamnose, xylose…), di và trisaccharide. Anthocyanidin ít tan trong nước
hơn anthocyanin và không thấy tự do trong tự nhiên.
Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxy và methoxy của flavylium. Trong thực
phẩm có 6 anthocyanidin phổ biến (pelargonnidin, cyaniding, delphinidin, peonidin,
petunidin, malvidin), nó khác nhau do
độ hydroxyl và methoxyl hóa vòng B.
Decacboxyl hóa
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

15

Hình 4:Công thức cấu tạo của anthocyanidin
Tính chất
Màu của anthocyanin được xác định bởi cấu trúc hóa học và môi trường bên ngoài.
Có thể hai anthocyanin khác nhau cho màu giống nhau hay hai anthocyanin giống
nhau lại cho màu khác nhau.
Khi tăng số nhóm hydroxyl vào
phân tử sẽ làm cho nó chuyển từ
màu đỏ sang màu xanh (blue).
Khi thay nhóm hydroxyl bằng
nhóm methoxyl sẽ làm ngược lại
khuynh hướng đổi màu.
pH thấp anthocyanin thường có
màu đỏ, trở thành không màu ở
pH cao rồi thành xanh ở pH cao
hơn nữa. Sự biến đổi dạng
anthocyanin theo pH:
- pH thấp, tồn tại dạng cation, màu
đỏ
- pH gần đẳng điện, không mang điện, không màu.
- pH cao, tồn tại dạng anion, màu xanh (blue).Ở pH cao hơn, các
anthocyanidin tự do sẽ bị phân rã tạo thành aldehyde và acid carboxylic
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin
Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ sẽ dẫn đến sự thay đổi độ hấp thu cực đại, màu của
anthocyanin cũng giảm khi gia tăng nhiệt độ.
pH: pH quá cao hoặc quá thấp sẽ dẫn đế
n sự thoái hóa màu anthocyanin, hiệu quả
của chất màu này đạt cực đại ở pH = 3,5.
Thời gian bảo quản và ánh sáng: tăng thời gian bảo quản thì chất màu anthocyanin
giảm và khi bảo quản ở các điều kiện môi trường khác nhau cũng ảnh hưởng đến

sắc tố anthocyanin. Thời gian bảo quản và chiếu sáng trực tiếp ảnh hưởng lên sự ổn
định của anthocyanin. Các nhà nghiên cứu đã cho rằng giữ mẫu ngoài ánh sáng thì
nồng độ của chất màu giảm mạnh hơn trong tối.
Các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến màu anthocyanin như nồng độ của các
chất màu kết hợp với anthocyanin, tỉ lệ tương đối trong hỗn hợp các anthocyanin,
ảnh hưởng của các sắc tố khác như carotenoid, chlorophyll.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

16

2.4 Vi sinh vật trong rượu
Vi khuẩn có thể phát triển trong rượu là vi khuẩn acid acetic và acid lactic và 2 loại
đòi hỏi cần phải có oxi. Vi khuẩn acetic cần có oxi để phát triển và chuyển thành
giấm trong khi vi khuẩn acid lactic phát triển tốt trong điều kiện hàm lượng oxi
thấp. Trong nước quả, ngoài men còn có nhiều loại khuẩn, khuẩn khó nghiên cứu
hơn men vì kích thước nhỏ hơn men nhiều: chỉ gần đây nhờ có kính hiển vi điện tử
mớ
i biết rõ thêm về cấu trúc của chúng. Men chuyển

đường thành rượu, gây một sự
thay đổi có ích, còn khuẩn thì tác động đến nhiều thành phần của nước quả hay của
rượu, chuyển thành các chất có hại: khuẩn xêrin, làm cho rượu có vị chua, vị đắng,
có mùi hôi …
2.4.1 Hư hỏng do vi khuẩn acetic
Vi khuẩn acid acetic là vi khuẩn thuộc giống Acetobater. Chúng có khả năng oxi
hóa mạnh ở pH = 4,5 thì ethanol chuyển thành axit axetic và oxi hóa acid acetic
thành CO
2
và nước. Có 3 loài được công nhận đó là: A. aceti, A. pasteurianus và A.

peroxydans được tìm thấy trong rượu. Một số loài khác ít quan trọng trong sự hư
hỏng của rượu. A. xylinum là một loài phụ của A. aceti. Những giống A. aceti được
sử dụng trong việc sản xuất ra giấm.
Rượu pha thêm rượu mạnh: Bobadilla đề nghị rằng rượu được sử dụng trong việc
sản xuất rượu pha chứ
a tối thiểu 14,5% ethanol. Tuy nhiên, Cruess thấy rằng sự hóa
giấm xảy ra nhanh ở rượu nguyên chất chứa 14,7% ethanol ở California. Vaughn
cho rằng hầu hết vi khuẩn acetic chịu được nồng độ ethanol tối đa nằm trong
khoảng 14 – 15%; nhưng ông cho rằng loài và giống Acetobacter tồn tại nhưng
không phát triển trên 10% ethanol.
Rượu vang để tiếp xúc rộng rãi với không khí chỉ sau vài tuần bị một màng trắng
bao phủ: đó là màng giấm. Khuẩn gi
ấm biến cồn êtilic thành axit axetic, do đó rượu
vang có mùi giấm. Một phần nhỏ axit axetic lại hợp với cồn êtilic thành một este,
ethyl acetate và chất này có mùi chua gắt, khó chịu hơn cả giấm. Người ta nếm rượu
căn cứ vào mùi ethyl acetate để đánh giá rượu có bị chua giấm hay không.
Phản ứng tạo thành giấm
C
2
H
5
OH + O
2
→ CH
3
COOH + H
2
O
Tuy nhiên, Peynaud cho rằng mùi chua giấm là do ethyl acetate, một este được hình
thành bởi vi khuẩn acetic

C
2
H
5
OH + CH
3
COOH → CH
3
COOC
2
H
5
+ H
2
O
Một số vi khuẩn lên men giấm sản xuất ra nhiều ethyl acetate hơn những sản phẩm
khác, ethyl acetate có thể bị mất do sự bay hơi trước khi lên men và hòa vào trong
rượu.
Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng

17

Khuẩn giấm phát triển mạnh hay yếu, tùy thuộc các nhân tố sau đây:
- Số lượng khuẩn ban đầu, do đó phải tìm cách lọc, giữ vệ sinh để giảm
lượng này và rất khó loại hoàn toàn.
- Độ nhiệt ảnh hưởng lớn, thí dụ lượng axit axetic hình thành ở 28
0
C cao gấp
đôi ở 23

0
C.
- Độ pH cũng ảnh hưởng lớn, rượu càng chua khuẩn giấm càng khó sinh sản,
thí dụ dưới pH 3,2 rất ít khi thấy xuất hiện khuẩn giấm.
- Polifênola - tanin có tác dụng kiềm hãm (nhẹ).
- Các vitamin ảnh hưởng cũng như đối với khuẩn lactic, cần thiết nhất là axit
pantothenic, nicotinamit, axit p - amino benzoic đôi khi thiamin (B
1
).
- Khuẩn giấm cần rất nhiều oxy. Thí dụ muốn tăng axit bay hơi 0,8 g trong
một lít rượu vang, khuẩn phải có tối thiểu 2 lít không khí. Vậy giữ rượu vang trong
chai, lọ nút kín, không cho tiếp xúc với không khí là cách tốt nhất để chống bệnh
chua giấm.
Vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của men giấm nên mặc dù có
khuẩn, không nhất thiết rượu vang nào cũng bị bệnh chua giấm. Vậy ph
ải thử khả
năng bị chua giấm như sau: cho rượu vang muốn thử vào chai đã vô trùng, nút bằng
bông và chỉ đổ rượu đầy tới 3/5 chai thôi. Để chống chua giấm nên đựng rượu vang
trong các chai, lọ kín tuyệt đối và trong chai, rượu phải đầy lên sát nút, để lại trong
chai càng ít không khí càng tốt.
2.4.2 Hư hỏng do vi khuẩn acid lactic
a. Sinh thái khuẩn lactic
Khuẩn nhỏ hơn men, di chuyển dễ hơn men, dựa vào các môi giới như côn trùng,
gió...Nên có thể nghĩ rằ
ng khuẩn cũng như men, xâm nhập vào nước quả nhờ đã có
sẵn trên quả nho; nhưng chỉ ở những năm gần đây (khoảng 1960), người ta mới có
bằng chứng chắc chắn nhờ có kỹ thuật phát hiện, phân lập tiến bộ hơn.
Có thể hình dung ra như sau,

quá trình hoạt động của các khuẩn lactic như sau:

Trên quả đã có khuẩn lactic. Trong xưởng rượu trên các dụng cụ chế rượu cũng
có. Vì vậy trong nước quả đã có sẵn nhiều loại khuẩn lactic. Không phải tất cả các
khuẩn này đều có thể tồn tại: một số không thể sinh sản được vì pH quá thấp, nhưng
ở xác, ở hạt, ở những chổ chua và giàu chất khoáng thì khuẩn vẫn sống đượ
c; có độ
cồn tăng lên dần thì khuẩn bị ức chế. Cuối cùng chỉ có một tỉ lệ rất thấp các khuẩn
có mặt ở quả lúc đầu sống sót và sau này gây lên men malôlactic (biến acid malic
thành acid lactic), nhờ thích ứng được dần dần với điều kiện môi trường có cồn
chúng sinh sản rất chậm sau một thời gian tiềm sinh. Cần chú ý là trong quá trình
lên men, điều kiện không thuận cho khuẩn lactic tăng dần, nh
ất là khi người ta cho
thêm các men với số lượng lớn. Tế bào men đông hơn, thích hợp với cồn, với pH