Khóa luận Hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang dứa

ủ yếu vào đặc tính nguyên liệu, quy trình công nghệ mà còn phụ thuộc vào nấm men sử dụng. Những nấm men được phân lập và sử dụng trong sản xuất cần phải đạt các yêu cầu [1]. Có khả năng lên men tốt trên môi trường có hàm lượng đường cao,sinh ra nhiều cồn. Có khả năng lên men được nhiều loại đường khác nhau. Chịu được độ cồn và độ acid cao,cũng như chất sát trùng. Chịu được nhiệt độ thấp 4-100C hoặc cao >350C. Tốc độ phát triển nhanh, chu kì lên men ngắn. Tạo rượu có hương thơm ngon. Dễ lắng trong. 2.2.8. Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang Hiện nay trên thế giới người ta sản xuất rượu vang theo hai phương pháp: 2.2.8.1. Lên men rượu vang bằng vi sinh vật tự nhiên Ở những nước có nghề sản xuất rượu vang truyền thống, người ta thường sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên có ở quả nho. Việc sử dụng vi sinh vật tự nhiên để sản xuất rượu vang có ưu điểm là: Không cần có giống vi sinh vật thuần khiết, do đó không đòi hỏi kỹ thuật cao. Không cần đầu tư nhiều cho quá trình sản xuất. Sản phẩm khá đặc biệt vì quá trình tích luỹ hương cho sản phẩm không chỉ lấy từ nguồn trái cây mà còn được tạo ra bởi vi sinh vật tự nhiên có ở trái cây đó và theo vào quá trình lên men. Tuy nhiên, việc sử dung vi sinh vật tự nhiên cũng có rất nhiều nhược điểm: Chất lượng sản phẩm thường không ổn định vì không kiểm soát được chất lượng giống vi sinh vật ban đầu khi đưa lên men. Ở những nước hay ở những gia đình có truyền thống sản xuất rượu vang nổi tiếng họ vẫn dùng vi sinh vật tự nhiên để tiến hành lên men. Tuy nhiên chất lượng sản phẩm của họ phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm khi lựa chọn nguyên liệu, phối trộn nguyên liệu. Có nhiều nơi, người ta không rửa nho trước khi làm nát để tận dụng tối đa lượng vi sinh vật có ở trái nho. Họ dùng gần như 100% lượng nho không rửa này để lên men. Có nhiều nơi, họ chỉ lấy 1/2 hoặc 1/3 lượng nho dùng làm nguyên liệu sản xuất như một chất mang vi sinh vật tự nhiên vào lên men. Còn 1/2 hay 2/3 khối lượng nho kia người ta rửa rất sạch và đem vào làm nát cùng khối lượng trên. Việc làm này chỉ có hiệu quả tốt và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm khi người trồng nho không dùng quá nhiều hoặc không dùng thuốc trừ sâu, phân hóa học. Trường hợp ngược lại thì không nên dùng phương pháp này vì sẽ rất nguy hiểm cho quá trình lên men cũng như cho sức khỏe của người tiêu dùng. Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men. Những nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy: trong khu hệ vi sinh vật tự nhiên này có 76 – 90% là nấm sợi, 9 – 22% là nấm men, số còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Mycobacter. Dịch nước quả thường có pH thấp ( pH = 2.7 – 3.8 ) thường không thích hợp cho vi khuẩn phát triển. Do đó thuận lợi cho việc sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên trong sản xuất. Theo dõi quá trình lên men ở nhiều nơi một cách tự nhiên cho thấy; vài ngày đầu các men dại hình thoi đầu nhỏ hoặc hình chuỳ (Kloeckera) chiếm ưu thế (70 – 80% trong tổng số nấm men) sau đó các nấm men hình elip hoặc ovan (saccharomyces ellipsoideus) nhanh chóng phát triển gây lên men mạnh, lượng đường tiêu hao nhanh và tích tụ cồn etylic. Khi độ cồn tương đối cao (8 – 12%) thì nấm men hình elip S. ellipsoideus hay là S. vini ngừng phát triển và hoạt động. Khi ấy nấm men chịu cồn Saccharomyces oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc. 2.2.8.2. Vi sinh vật thuần khiết trong sản xuất rượu vang Công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất rượu vang là quá trình lên men. Người ta chia quá trình lên men này bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ. Cả hai giai đoạn này vi sinh vật đóng vai trò quan trọng, nhất là nấm men. Nấm men tham gia chủ yếu vào quá trình chuyển hóa đường thành cồn. Như vậy, yêu cầu của quá trình lên men trước tiên là phải tạo được cồn từ đường, kế đó là tạo hương và lắng trong. Sản phẩm rượu vang là sản phẩm lên men không qua chưng cất, do đó yêu cầu về độ trong rất quan trọng. Về lý thuyết, vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men rượu vang giống như trong quá trình lên men bia. Tuy nhiên, việc ứng dụng các vi sinh vật trong sản xuất rượu vang ngoài các tính chất giống như trong sản xuất bia: lên men cồn, khả năng lắng trong, chịu nhiệt độ thấp, còn phải có khả năng tạo hương. Saccharomyces- có bào tử trong nang thường từ 1 – 4 bào tử, có khi tới 8. Tế bào của chúng có hình dáng khác nhau: hình tròn, ovan hay elip. Sinh sản bằng lối nảy chồi, sử dụng đường trong quá trìng hô hấp và lên men, có trường hợp lên men ở dịch đường 30% và tạo được 18o cồn. Không đồng hóa được muối nitrat. Hình 2.10: Giống nấm men Saccharomyces Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước quả. Các loài nấm men không sinh bào tử thường gặp trong nước quả và khả năng lên men hoặc tiêu hao đường trong đó, phổ biến là kloeckera, Torulopsis. Người ta thường gọi chúng là men dại. Các chủng nấm men thuần khiết thường sử dụng trong sản xuất rượu vang: Saccharomyces vini Trước đây nấm men này có rất nhiều tên gọi khác nhau như: saccharomyces ellipsoideus, saccharomyces Meyer, saccharomyces cerevisiae Hansen. Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả, chiếm tới 80% trong tổng số saccharomyces có trong nước quả khi lên men. Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loài này là đường, cồn, acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin, mezoinozit, tiamin và piridoxin. Tế bào của chúng đa số hình ovan, có kích thước vào khoảng (3 – 8) ´ (5 – 12)mm, sinh sản kiểu nẩy chồi và tạo bào tử. Saccharomyces vini sinh ra enzim invertaza có khả năng chuyển đường saccharoza thành fructoza và glucoza, lượng rượu tạo thành từ 8 – 10% thể tích. Ở giai đoạn cuối lên men saccharomyces vini kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu. Các nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sulphite, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt. Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men, các tế bào saccharomyces vini thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh. Saccharomyces uvarum Được tách từ nước nho, rượu và nước quả phúc bồn tử lên men tự nhiên. Chúng có hình thái rất giống các loài nấm men có khả năng lên men cồn khác, nhưng khả năng tạo bào tử của chúng cao hơn rất nhiều các loài nấm men khác (nhất là khi ta nuôi chúng trên môi trường thạch- malt). Trong quá trình lên men, chúng có khả năng tạo được lượng cồn rất cao (có thể đạt được lượng cồn trong dịch lên men 12 – 13% V). Saccharomyces oviformis Nấm men này có khả năng lên men dịch đường để tạo thành lượng cồn rất cao (có thể lên đến 18%V). Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng ít hơn và có hình thái giống saccharomyces vini. Chúng có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường do đó dùng nòi thuần chủng giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt. Đặc điểm quan trọng của nấm men này là có khả năng lên men được rất nhiều loại đường khác nhau như: glucose, fructose, manose, saccharose, maltose và 1/3 rafinose, không có khả năng lên men galactose. Điều khác cơ bản của chúng so với saccharomyces vini là saccharomyces oviformis không lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng. Các nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu vang thường thích hợp lên men ở nhiệt độ 18 – 25oC. 2.2.9. Cơ sở lý thuyết cuả quá trình lên men 2.2.9.1. Các quá trình lên men Lên men theo nghĩa hẹp là thuật ngữ dùng để chỉ các quá trình phân giải các chất để thu năng lượng, trong đó hydro được tách ra từ một cơ chất (thường là glucoxit), được chuyển đến chất nhận cuối cùng là hợp chất hữu cơ. Oxy phân tử không tham gia vào quá trình lên men (sự phân giải yếm khí). Theo định nghĩa của Pasteur thì “sự lên men là sự sống không có oxy phân tử”. Ví dụ trong lên men rượu hydro được tách ra trong quá trình phân hủy gluco kị khí được chuyển đến axetaldehyd (CH3CHO) hình thành trong quá trình đường phân để tạo etanol. Đối với tế bào thì ý nghĩa của sự lên men ở chỗ chúng thu được năng lượng ở dạng ATP, dự trữ cho cơ thể sinh vật. Một chất hữu cơ có thể lên men kị khí có khả năng được oxy hóa từng phần nhờ quá trình phân giải nội phân tử kèm theo quá trình giải phóng năng lượng. Các chất có thể lên men được chủ yếu là gluxit dạng đơn giản như monose, disaccarit… các loại axit amin (trừ axit amin có nhân thơm), các base purin, pirimidin. Trong đó quan trọng và dễ lên men được như steroit, tecpen… Các acid béo từ 50C trở lên chỉ trong điều kiện hiếu khí mới bị phân giải và oxy hóa. Ở vi sinh vật trong quá trình tiến hóa đã hình thành nhiều kiểu lên men khác nhau. Dựa vào bản chất của sản phẩm chính cuối cùng của quá trình lên men cũng như các con đường trao đổi chất đặc trưng cho từng loại vi sinh vật mà người ta phân loại các quá trình lên men như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, do nấm mốc. Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng như trong thực tiễn đời sống người ta có quan điểm quá trình lên men theo nghĩa rộng hơn. Quá trình lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụng của enzym vi sinh vật. Sự hình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí (không có oxy hoặc có oxy tham gia). Từ khái niệm mở rộng trên đây, dựa vào cơ chế phản ứng người ta đã chia sự lên men thành hai loại : Lên men yếm khí (kị khí) : Lên men yếm khí là sự biến đổi đường hay các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, dưới tác dụng của enzym vi sinh vật, trong điều kiện không có sự tham gia của oxy phân tử. Đây chính là sự lên men theo đúng định nghĩa lên men của Pasteur đã nói trên. Thuộc loại lên men này có lên men rượu, lactic, aceton-butylic… Lên men hiếu khí : Lên men hiếu khí là dạng lên men theo nghĩa mở rộng hơn, là quá trình phân giải đường hay các chấc hữu cơ khác thành sản phẩm đơn giản, dưới tác dụng của enzym vi sinh vật trong điều kiện có oxy tham gia. Thuộc loại này có lên men a.acetic, lên men citric, a.glutamic… Trong công nghiệp lên men, người ta thường sử dụng các vi sinh vật khác nhau làm nguồn cung cấp enzym và chuyển hóa các chất như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn Dựa vào đối tượng cung cấp hệ enzym người ta cũng có thể chia lên men ra ba nhóm chính : - Lên men nhờ nấm men như: lên men rượu, glyxerin, bia, rượu vang, bánh mì, men gia súc. - Lên men nhờ nấm mốc như: lên men a.citric, a-gluconic, a-fumaric, penixilin, Streptomyxin… - Lên men nhờ vi khuẩn như: lên men acetic, a. lactic, a.butiric, aceton-butilic… Do những đặc điểm khác nhau về nguồn enzym từ các chủng loại vi sinh vật khác nhau, cơ chế của sự lên men rất đa dạng… mà ta thu được các sản phẩm lên men rất đa dạng, phong phú, nhiều loại, đáp ứng nhu cầu về đời sống của con người. 2.2.9.2. Bản chất của quá trình lên men Dầu các quá trình lên men có khác nhau về hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng, sản phẩm cuối và hệ vi sinh vật tham gia, hệ enzym xúc tác… Nhưng các quá trình lên men có bản chất cơ bản giống nhau. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men là những phản ứng chuyển hydro và điện tử (e- và H+). Các enzym xúc tác cho quá trình này là các enzym oxy hóa khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ vi sinh vật. Như vậy: thực chất các quá trình lên men là các quá trình oxy hóa – khử sinh học để thu năng lượng và các hợp chất trung gian.. Năng lượng này rất cần thiết cho hoạt động sống của sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh sản… Tùy theo chủng vi sinh vật, môi trường, và điều kiện lên men chúng ta thu được các sản phẩm chính, phụ khác nhau. Trong quá trình oxy hóa khử sinh học, hydro được tách khỏi cơ chất ban đầu nhờ enzym dehydrogenase, và chuyển đến những chất tiếp nhận khác nhau. Tùy theo chất tiếp nhận hydro từ cơ chất mà người ta phân biệt các dạng lên men và hô hấp như sau: Trong lên men yếm khí (lên men theo định nghĩa của Paster) không có sự tham gia của oxy phân tử, hydro được tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chất hữu cơ chưa no. Sau khi nhận hydro các chất này tạo thành các chất hữu cơ nhất định, đây chính là sản phẩm của quá trình lên men tích tụ trong môi trường (ví dụ etanol, acid lactic…). Trong lên men rượu hydro được tách ra trong quá trình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehyt (CH3CHO) hình thành trong quá trình đường phân và tạo thành etanol trong điều kiện thiếu oxy, chất này hoạt động như chất nhận hydro và bị khử thành etano, và đồng thời tái sinh NAD từ NADH2. Trong hô hấp hiếu khí (lên men hiếu khí). Hydro được tách ra từ cơ chất hữu cơ trải qua hàng loạt các giai đoạn trung gian, cuối cùng kết hợp với oxy để tạo ra H2O. Ví dụ acid pyruvic, bị oxy hóa hoàn toàn trong chu trình Kreb, qua hàng loạt sản phẩm trung gian cuối cùng tạo CO2 và H2O và giải phóng năng lượng. Quá trình hô hấp hiếu khí giải phóng ra năng lượng lớn cung cấp cho quá trình hoạt động sống của cơ thể vi sinh vật. Nguyên liệu của quá trình oxy hóa (hô hấp hiếu khí) chủ yếu là gluxit, sáp, chất béo… Sản phẩm cuối cùng này là CO2 và H2O và một số sản phẩm trung gian do oxy hóa không hoàn toàn như a.acetic, a.citric… Các vi sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí thường có thể sống trong điều kiện kị khí hoặc kị khí không bắt buộc hoàn toàn. Chất nhận điện tử và hydro cuối cùng không phải oxy mà là nitrat hay sulfat. Kiểu chuyển điện tử và H+ này giúp cho vi khuẩn oxy hóa hoàn toàn cơ chất mà không cần sự tham gia của oxy phân tử. So với quá trình lên men trong hô hấp kị khí vi sinh vật thu được nhiều năng lượng hơn. Tóm lại trong thực tiễn sản xuất hiện nay người ta chỉ phân biệt hai dạng lên men là lên men hiếu khí (có oxy tham gia) và lên men yếm khí (không có oxy tham gia) đôi khi còn gọi là lên men kị khí. 2.2.9.3. Cơ chế của quá trình lên men rượu Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua bề mặt tế bào rồi thẩm thấu vào bên trong. Ở đó, các enzym sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối cùng tạo ra sản phẩm chính là rượu và khí cacbonic. Hai chất này đều khuếch tán và tan vào môi trường xung quanh. Rượu do rất linh động nên hòa tan nhanh trong dịch lên men, còn khí CO2 hòa tan kém và khuếch tán chậm. Lúc đầu hòa tan hoàn toàn, dần dần tạo thành các bọt khí bám quanh tế bào men và lớn dần đến mức lực đẩy Archimèdes lớn hơn tế bào men cộng bọt khí, lúc đó tế bào men và bọt khí nổi dần lên, khi đến bề mặt các bọt khí vỡ ra. Bọt khí tan, tế bào men lại chìm dần. Quá trình trên lại lập lại. Khi đường và các chất dinh dưỡng trong canh trường còn ít, một lượng lớn tế bào men sẽ lắng xuống đáy, dịch lên men trong dần. Xét về mặt hóa học, sự lên men rượu bình thường có thể chia ra hai thời kỳ: thời kỳ cảm ứng và thời kỳ tĩnh. Thời kỳ cảm ứng Ở giai đoạn này, chất tiếp nhận hydro của enzym alcoldehydrogenaza là acetaldehyd được tạo thành chưa đủ, do đó enzym sẽ chuyển hydro đến cho aldehyd phosphatglixerinic. Dưới tác dụng của enzym phosphataza, phosphatglixerin bị thuỷ phân để tạo thành glixerin. Như vậy trong môi trường sẽ hình thành glixirin và CO2. Thời kỳ tĩnh Đến lúc này,lượng acetaldehyd là cơ chất bình thường của enzym alcoldehydrogenaza được tạo thành đã có nhiều, nên enzym sẽ chuyển hydro đến cho cơ chất của nó và rượu etylic được tạo thành từ đây Glixerin chỉ được tạo nên trong thời kỳ cảm ứng nên nó sẽ chỉ là sản phẩm phụ trong môi trường acid. Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men [1] Thực tế cho thấy rằng, sự lên men rượu sẽ xảy ra một cách bình thường để cho ta sản phẩm chủ yếu là rượu và một số sản phẩm phụ khác như glixerin. Chỉ trong điều kiện pH của môi trường từ 4-5 và môi trường thật yếm khí. Trong điều kiện yếm khí sự lên men xảy ra rất mạnh mẽ (nghĩa là etanol tạo thành sẽ nhiều) nhưng sự phát triển của tế bào nấm men hầu như không có. Vì khi ấy nấm men có thể thu được năng lượng để duy trì cho các hoạt động sống của mình chỉ bằng cách lên men glucose. Khi có không khí thì sự lên men yếu đi vì nấm men sẽ thu năng lượng cần thiết cho sự phát triển của chúng bằng con đường hô hấp hiếu khí, nghĩa là bằng cách oxi hóa sinh học glucose đến CO2 và H2O. Hình 2.11:Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men (theo con đường EMP) Glucose Hexokinaza Glucose – 6 – phosphat Photphoglucoza isomeraza Fructose – 6 – phosphat PhosphoFructokinaza Fructose – 1,6 – diphosphat Aldolaza Triophosphat izomeraza Glyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydroxy aceton phosphat Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza Acid – 1,3 – diphosphoglyceric Phosphoglyceratkinaza Acid – 3 – phosphoglyceric Phosphoglycerat-mutaza Acid – 2 – phosphoglyceric Enolaza Acid phosphoenolpyruvic Pyruvat kinaza Acid pyruvic Pyruvate – decarboxylaza Acetaldehyd Aldodeshydrogenaza Ethanol 2.2.9.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Thực chất cuả quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hoá đường thành etanol nhờ vào hoạt động cuả nấm men. Do vậy các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động cuả men cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu. Ảnh hưởng cuả nồng độ đường trong dịch lên men Nồng độ đường trong dịch lên men ảnh hưởng đến hiệu suất, hoạt động cuả nấm men, quá trình lên men. Đuờng cung cấp nguồn carbon là nguồn thức ăn cho nấm men hoạt động. Hàm lượng đường khá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả là đường nhiều sẽ dẫn đến ức chế không những tạp khuẩn mà cả nấm men. Mặc khác, đường nhiều sẽ dẫn đến tổn thất hoặc kéo dài thời gian lên men. Nếu hàm lượng đường quá thấp không đủ cơ chất cho nấm men hoạt động, sẽ giảm hiệu suất lên men, không tạo được độ cồn mong muốn trong rượu vang. Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều, do đó người ta thường bổ sung thêm đường saccharose. Thông thường, các loại nấm men hoạt động bình thường trong môi trường có hàm lượng đường 10 – 25%, nồng độ đường cao hơn 25 % trở lên thì sự lên men khó khăn và chậm chạp. Ở nồng độ đường 30-35% sự lên men gần như bị đình chỉ. Ảnh hưởng cuả pH pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men, tạo sản phẩm chính và phụ khác nhau. Nếu pH 4 – 5 lên men rượu bình thường tạo sản phẩm chính là etanol. Nếu pH môi trường là kiềm thì sản phẩm chính là glycerin. Để điều chỉnh acid thường dùng acid citric hay acid lactic. Thực tế cho thấy khi lên men những dịch quả chua thường cho rượu vang ngon. Mặt khác pH dịch lên men càng acid thì càng hạn chế được hoạt động của nhiều loại vi khuẩn. Đối với dịch quả thường có độ pH từ 2.8 – 3.8. Khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động được. Ảnh hưởng cuả nguồn Nitơ Tùy nguồn nguyên liệu ban đầu có thể bổ sung hay không bổ sung nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men. Tùy thuộc vào đặc tính của từng nguyên liệu mà có thể sử dụng (NH4)2SO4, NH4H2PO4, NH4NO3 nước chiết nấm men, pepton... Ảnh hưởng cuả nhiệt độ Nhiệt độ lên men ảnh hưởng đến nấm men, quá trình lên men, chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ thấp thì quá trình lên men kéo dài nhưng chất lượng, hương vị rượu tốt hơn. Nhiệt độ lên men càng cao thì thời gian lên men càng ngắn nhưng hàm lượng các chất không mong muốn (aldehyd, diacetyl, furfurol...) càng cao, hàm lượng rượu càng thấp và hương vị sản phẩm không tốt. Nhiệt độ phù hợp cho lên men là 28–32oC và tốc độ lên men tỉ lệ thuận có hạn với nhiệt độ, nhiệt độ khoảng hơn 50oC và nhỏ hơn 0oC thì sự lên men hầu như bị đình chỉ. Ảnh hưởng cuả oxy trong môi trường dịch lên men Hầu hết các nấm men lên men rượu vang thuộc giống Saccharomyces là vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi trong môi trường giàu O2 chúng phân huỷ đường để làm năng lượng và gia tăng sinh khối. Trong môi trường thiếu O2, chúng sử dụng phần O2 hòa tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lên men. Trong quá trình lên men, giai đoạn đầu yêu cầu O2 cao nhất để nấm men sinh sản, gia tăng sinh khối. Sau đó phải đảm bảo điều kiện kỵ khí để quá trình lên men đạt hiệu quả cao. Ảnh hưởng cuả SO2 SO2 có tác dụng trì hoãn sự lên men tùy thuộc vào hàm lượng sử dụng và thậm chí có thể ngăn chặn hoàn toàn quá trình lên men. SO2 được sử dụng xử lý môi trường trước khi lên men vì có tác dụng nhiều mặt: chống oxi hóa (SO2 có tác dụng làm tê liệt các enzym oxi hóa khử), làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loài vi khuẩn có hại trong đó chủ yếu là ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn acetic và lactic. Lượng SO2 thường dùng là 30 – 120mg/l. Nếu dùng quá liều lượng, rượu vang sẽ có mùi khó chịu và diệt một số vi khuẩn có ích. Nguồn SO2 dùng phổ biến trong ủ rượu vang là Na2SO3. Ảnh hưởng cuả CO2 Hàm lượng CO2 hình thành trong quá trình lên men thường hạn chế sự sinh sản của nấm vang men, theo nghiên cứu của Miuler-Thurrau, khi : Hàm lượng CO2 trong rượu đạt đến 0,25% trọng lượng thì việc sinh sản của nấm men bị đình trệ. Hàm lượng CO2 trong rượu vang đạt đến 1,5% trọng lượng thì nấm men không còn sinh sản được nữa. Với hàm lượng CO2 như trên ở nhiệt độ 15oC sẽ có áp suất là 7,7 atm, nấm men vẫn tiếp tục sống và lên men kị khí. Đây chính là những điều kiện kỹ thuật dùng để áp dụng cho quá trình champagne hóa trong công nghệ sản xuất rượu champagne. Ảnh hưởng của nồng độ rượu tạo thành Rượu tạo ra trong quá trỉnh lên men có ảnh hưởng tới sự lên men. Thông thường nấm men lên men đến nồng độ rượu đạt 10 – 14%. Độ rượu ảnh hưởng đến hoạt động cuả nấm men, rượu tạo thành sẽ ức chế hoạt động và kìm hãm nấm men, mỗi chủng nấm men có khả năng chịu được độ rượu khác nhau. Khả năng sống sót trong môi trường có nồng độ cồn cao là tiêu chuẩn cần có cuả chủng nấm men dùng trong sản xuất rượu vang. Những chủng nấm men dại chỉ chịu được độ cồn thấp, do vậy chúng chỉ sống sót trong giai đoạn đầu quá trình lên men. Khi độ cồn tăng cao thì chủng nấm men chịu được độ cồn cao sẽ chiếm ưu thế. 2.2.10. Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang Trong quá trình sản xuất rượu vang, lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hóa dịch đường thành rượu dưới tác động của nấm men. Quá trình lên men ảnh hưởng trực tiếp đến rượu vang. Dựa vào cơ chế tác dụng, quá trình sản xuất rượu vang được chia làm 4 giai đoạn: 2.2.10.1. Giai đoạn chuẩn bị dịch lên men Nguyên liệu lý tưởng nhất để sản xuất rượu vang là nho, tuy nhiên nếu dùng các loại trái cây khác thì chúng thường có hàm lượng đường không cao và độ acid cao. Do vậy, đối với loại quả không phải là nho, người ta thường điều chỉnh tổng lượng đường sao cho đạt 16-18%, pH đạt 4.0-4.2 là tốt nhất. Sau đó phải thanh trùng dịch lên men hoặc bổ sung SO2 để tiêu diệt vi sinh vật. 2.2.10.2. Giai đoạn lên men chính Đây là giai đoạn tạo rượu chủ yếu được thực hiện bởi nấm men. Nấm men chuyển hóa thành etanol và CO2. Bên cạnh sản phẩm chính là etanol, trong giai đoạn này còn tạo ra các sản phẩm phụ khác như: ester, aldehyde, rượu cao phân tử, acid hữu cơ…Với nồng độ rượu thích hợp sau quá trình này có thể ức chế hoạt động của nấm men ở giai đoạn cuối, đồng thời pH của dịch lên men giảm tạo môi trường thích hợp cho các vi khuẩn lactic hoạt động, đây là tác nhân chính của quá trình lên men malolactic tiếp theo. Rượu sau giai đoạn lên men chính còn gọi là rượu non. Giai đoạn này có nhiều biến đổi trong nước quả nhưng người ta chú ý nhất là độ cồn hình thành. Kết thúc quá trình lên men chính độ cồn thường đạt khoảng 8-100. 2.2.10.3. Giai đoạn lên men phụ (tàng trữ) Giai đoạn này được thực hiện bởi nấm men và vi khuẩn lactic để tiếp tục lên men tạo etanol làm chín rượu và làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại, do đó làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm. Đặc biệt trong giai đoạn này xảy ra phản ứng lên men malolactic của vi khuẩn lactic chuyển hóa diacetyl, acetone và 2,3-butyl glycol thành những hợp chất tạo hương, làm giảm nồng độ các chất gây ngộ độc trong rượu vang thành phẩm. Sau giai đoạn lên men phụ, pH của rượu tăng lên một ít vì mức độ phân ly của acid lactic của acid malic ban đầu. Cuối giai đoạn, rượu vang được hình thành, CO2 được bão hòa, các hạt lơ lửng trong vang, và các muối tartrat lắng xuống làm vang trong, đồng thời rượu vang có hương vị hài hòa, đặc trưng. Mục đích cuả lên men phụ là ổn định chất lượng rượu và làm tăng hương thơm cho rượu. Giai đọan này tính từ sau khi lên men rượu xong, gạn cặn lần đầu. Giai đoạn này không xảy ra ồ ạt nữa, chỉ còn sót lại một ít men phân hủy những gram đường cuối cùng. Đồng thời vi khuẩn lactic bắt đầu hoạt động lên men malolactic làm cho rượu bớt chua. CO2 vẫn tiếp tục được giải phóng nhưng ít dần, xác men lắng xuống đáy bình và phải gạn lọc 2, 3 lần. Sau khi gạn lọc lần cuối cùng, thành phần cuả rượu trẻ đã ổn định cơ bản. Trường hợp sau khi lên men, lượng cồn tạo thành quá thấp sẽ xảy ra hiện tượng chua rượu do quá trình lên men acetic. Do vậy phải tăng thêm lượng cồn cho rượu nhằm đảm bảo chất lượng rượu. 2.2.10.4. Giai đoạn ổn định sản xuất Sau khi thành phần rượu trẻ đã ổn định, người ta còn áp dụng một số biện pháp kỹ thuật nhằm tăng chất lượng rượu trước khi cho rượu chín ra thành phẩm. Trong đó, việc chuyển rượu vào phòng lạnh dưới 100C sau khi điều chỉnh độ cồn trong rượu là cần thiết. Ở nhiệt độ này, tất cả những thành phần không tan sẽ lắng xuống đáy và người ta gạn cặn lắng ra một lần nữa. Rượu sau khi được làm xong sẽ được tiếp tục tồn trữ càng lâu càng tốt. 2.2.11. Bảo quản rượu vang Một số rượu vang có thể uống ngay sau khi làm rượu vài tháng, ngược lại một số loại cần lưu trữ nhiều năm để chúng có độ chín cần thiết. Đó là sự đặc biệt và hấp dẫn cuả từng loại rượu vang, được quyết định bởi các yếu tố như: thổ nhưỡng, giống, năm thu hoạch, kỹ thuật sản xuất…và một điều quan trọng là rượu vang là thức uống theo thời gian. Có một số người cho rằng, rượu vang càng để lâu càng ngon, điều đó chưa thực sự đúng, chắc chắn là rượu vang phải được lưu giữ trong thời gian lâu thì mới đạt được độ hoàn hảo, vì vậy cần phải lưu trữ nó trong khoảng thời gian nhất định nhưng nếu quá lâu so với khoảng thời gian cho phép thì rượu sẽ mất chất lượng. Rượu vang cần được bảo quản ở môi trường tối, thoáng mát, độ ẩm phải đạt 70-75% và nhiệt độ tốt nhất là từ 8-150C. CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1.THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU - Thời gian thực hiện: từ 1/4/2009-24/6/2009 - Điạ điểm: phòng thí nghiệm vi sinh, phòng thí nghiệm hoá sinh thuộc Khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh học thuộc trường Đại học Kỹ thuật-Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh. 3.2 VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM - Nguyên liệu Dứa tươi được mua tại chợ Văn Thánh có nguồn gốc từ tỉnh Tiền Giang. Đường cát trắng Biên Hoà. - Chủng nấm men: Saccharomyces cerevisiae được cung cấp từ phòng vi sinh - Hoá chất Môi trường giữ giống nấm men – môi trường thạch hansen gồm glucose 50g, peptone 10g, MgSO4 3g,KH2PO4 3g, agar 20g, nước cất 1000ml. Hình 3.1: Dứa nguyên liệu Môi trường nhân giống nấm men – môi trường hansen lỏng gồm glucose 50g, peptone 10g, MgSO4 3g,KH2PO4 3g, nước cất 1000ml. K3Fe(CN)6 1%, NaOH 2.5N, HCl 5%... - Dụng cụ và thiết bị Máy ép trái cây. Máy đo pH. Khúc xạ kế Atago (0 – 32%). Rượu kế có vạch đo rượu và nhiệt độ. Ống đong thuỷ tinh. Các dụng cụ chuẩn độ acid và các thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm khác. 3.3. NÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở chọn thông số tối ưu cuả thí nghiệm trước làm cơ sở cho các thí nghiệm sau. 3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ pha loãng thích hợp 3.3.1.1. Mục đích Xác định tỷ lệ pha loãng thích hợp nhằm giảm giá thành sản phẩm so với sản phẩm dùng nguyên liệu không pha loãng nhưng vẫn giữ được chất lượng sản phẩm tốt nhất. 3.3.1.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố, bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức là tỷ lệ pha loãng nước dứa nguyên liệu bằng cách bổ sung nước cất theo tỷ lệ 1:0; 1:1/2; 1:1; 1:2. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 3.3.1.3. Cách tiến hành Chuẩn bị nguyên liệu: Bố trí 4 erlen, đánh dấu 1 đến 4. Cho nước dứa và nước cất vào các erlen theo bảng sau Bảng 3.1: Phối trộn nước ép dứa với nước cất theo các tỷ lệ Nước ép dứa (ml) Nước cất (ml) Tỷ lệ pha loãng 1 100 0 1:0 2 100 50 1:1/2 3 100 100 1:1 4 100 200 1:2 Bổ sung đường saccharose vào các erlen sao cho cả 4 nghiệm thức đạt nồng độ chất khô (Bx) cuả dung dịch dứa trước lên men là 18oBx. Điều chỉnh pH bằng NaCO3 hay acid citric sao cho pH nguyên liệu trước lên men là 3.5. Thanh trùng dung dịch dứa trên ở 70-800C trong 15’. Chuẩn bị lên men: Chuẩn bị dịch men giống cuả chủng nấm men được cung cấp từ phòng vi sinh bằng cách nhân giống trên môi trường hansen. Men giống cho vào tế bào phải đang ở giai đoạn sinh sản mạnh khoảng 108 tế bào/ml. Lên men: Cấy men giống vào các erlen đã thanh trùng và để nguội với tỷ lệ giống là 7% so với thể tích dịch dứa. Thời gian theo dõi: 10 ngày. Nhiệt độ lên men: Nhiệt độ phòng. Phân loại Dứa Trái hư, dập Gọt vỏ, bỏ lõi Nước, đường Ép lấy nước Phối chế A1 A2 A3 A4 Chỉnh pH NaCO3, a.citric Nấm men Thanh trùng Nhân giống Cấy giống Để nguội Thành phẩm Cặnnnnn Gạn lọc, chiết chai Bảo quản lạnh Lên men phụ Lắng tách cặn Lên men chính Cặn Sơ đồ 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 3.3.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan trong nguyên liệu trước lên men 3.3.2.1. Mục đích Nồng độ chất khô được coi như biểu thị nồng độ đường, mà đường là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình lên men, lượng đường thấp sẽ làm giảm hiệu suất lên men, không tạo được độ cồn mong muốn trong rượu vang. Lượng đường khá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu và làm mất trạng thái cân bằng sinh lí cuả nấm men, vì thế lượng đường nhiều sẽ dẫn đến ức chế không những tạp khuẩn mà cả nấm men. Thí nghiệm nhằm khảo sát tìm ra nồng độ chất khô trong nguyên liệu trước khi lên men thích hợp để quá trình lên men đạt hiệu quả cao nhất. 3.3.2.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố, bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức là nồng độ chất khô trong nguyên liệu lần lượt là 180, 200, 220, 240. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 3.3.2.3. Cách tiến hành Chuẩn bị nguyên liệu: Bố trí 4 erlen, đánh dấu 1 đến 4. Pha loãng nước dứa nguyên liệu theo tỷ lệ được chọn ở thí nghiệm 1. Bổ sung đường saccharose vào các erlen sao cho 4 nghiệm thức đạt nồng độ chất khô (Bx) cuả dung dịch dứa trước lên men lần lượt là 180Bx, 200Bx, 220Bx, 240Bx. Điều chỉnh pH bằng NaCO3 hay acid citric sao cho pH nguyên liệu trước lên men là 3.5. Thanh trùng dung dịch dứa trên ở 70-800C trong 15’. Chuẩn bị lên men: Chuẩn bị dịch men giống cuả chủng nấm men được cung cấp từ phòng vi sinh bằng cách nhân giống trên môi trường hansen. Men giống cho vào tế bào phải đang ở giai đoạn sinh sản mạnh khoảng 108 tế bào/ml. Lên men: Cấy men giống vào các erlen đã thanh trùng và để nguội với tỷ lệ giống là 7% so với thể tích dịch dứa. Thời gian theo dõi: 10 ngày. Nhiệt độ lên men: Nhiệt độ phòng Phân loại Dứa Trái hư, dập Gọt vỏ, bỏ lõi Nước, đường Ép lấy nước Phối chế B1 B2 B3 B4 Chỉnh pH NaCO3, a.citric Nấm men Thanh trùng Nhân giống Cấy giống Để nguội Thành phẩm Cặnnnnn Gạn lọc, chiết chai Bảo quản lạnh Lên men phụ Lắng tách cặn Lên men chính Cặn Sơ đồ 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát độ pH của dung dịch trước khi lên men 3.3.3.1. Mục đích pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men, ở pH thấp sẽ ức chế vi khuẩn nhưng pH quá thấp cũng sẽ ức chế hoạt động cuả nấm men, ngược lại, ở pH quá cao sản phẩm chính tạo thành là glycerin chứ không phải là etanol như ta mong muốn. Vì vậy thí nghiệm này nhằm khảo sát tìm ra pH thích hợp để lên men tạo rượu vang có độ cồn mong muốn. 3.3.3.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố, bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức là pH cuả nguyên liệu trước lên men lần lượt là 3.5, 3.8, 4.0, 4.2. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 3.3.3.3. Cách tiến hành Chuẩn bị nguyên liệu: Bố trí 4 erlen , đánh dấu 1 đến 4. Pha loãng nước dứa nguyên liệu theo tỷ lệ được chọn ở thí nghiệm 1. Bổ sung đường saccharose vào các erlen sao cho 4 nghiệm thức đạt nồng độ chất khô (Bx) cuả dung dịch dứa trước lên men là nồng độ được chọn ở thí nghiệm 2. Điều chỉnh pH bằng NaCO3 hay acid citric sao cho pH nguyên liệu trước lên men lần lượt là: 3.5; 3.8; 4.0; 4.2. Thanh trùng dung dịch dứa trên ở 70-800C trong 15’. Chuẩn bị lên men: Chuẩn bị dịch men giống cuả chủng nấm men được cung cấp từ phòng vi sinh bằng cách nhân giống trên môi trường hansen. Men giống cho vào tế bào phải đang ở giai đoạn sinh sản mạnh khoảng 108 tế bào/ml. Lên men: Cấy men giống vào các erlen đã thanh trùng và để nguội với tỷ lệ giống là 7% so với thể tích dịch dứa. Thời gian theo dõi: 10 ngày. Nhiệt độ lên men: Nhiệt độ phòng. Phân loại Dứa Trái hư, dập Gọt vỏ, bỏ lõi Nước, đường Ép lấy nước Phối chế Chỉnh pH NaCO3, a.citric C1 C2 C3 C4 Nấm men Thanh trùng Nhân giống Cấy giống Để nguội Thành phẩm Cặnnnnn Gạn lọc, chiết chai Bảo quản lạnh Lên men phụ Lắng tách cặn Lên men chính Cặn Sơ đồ 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 3.3.4.Thí nghiệm 4: Khảo sát tỷ lệ dịch men giống thích hợp 3.3.4.1. Mục đích Cho đến nay, người ta vẫn không khẳng định là để nước quả lên men tự nhiên thì sẽ cho sản phẩm rượu vang tốt, do vậy với sản xuất ở qui mô công nghiệp có thể nói sự cần thiết là phải bổ sung men giống vào nước quả lên men. Thí nghiệm nhằm xác định tỷ lệ nấm men bổ sung vào thích hợp để lên men tốt nhất. 3.3.4.2. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1 yếu tố, bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức là tỷ lệ dịch men giống cho vào lần lượt là 7%, 10%, 12%, 15%. Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần. 3.3.4.3. Cách tiến hành Chuẩn bị nguyên liệu: Bố trí 4 erlen, đánh dấu 1 đến 4. Pha loãng nước dứa nguyên liệu theo tỷ lệ được chọn ở thí nghiệm 1. Bổ sung đường saccharose vào các erlen sao cho 4 nghiệm thức đạt nồng độ chất khô (Bx) cuả dung dịch dứa trước lên men là nồng độ được chọn ở thí nghiệm 2. Điều chỉnh pH bằng NaCO3 hay acid citric sao cho pH nguyên liệu trước lên men là pH được chọn ở thí nghiệm 3. Thanh trùng dung dịch dứa trên ở 70-800C trong 15’. Chuẩn bị lên men: Chuẩn bị dịch men giống cuả chủng nấm men được cung cấp từ phòng vi sinh bằng cách nhân giống trên môi trường hansen. Men giống cho vào tế bào phải đang ở giai đoạn sinh sản mạnh khoảng 108 tế bào/ml. Lên men: Cấy men giống vào các erlen đã thanh trùng và để nguội với tỷ lệ giống lần lượt là 7%,10%,12%,15% so với thể tích dịch lên men. Thời gian theo dõi: 10 ngày. Nhiệt độ lên men: Nhiệt độ phòng. Phân loại Dứa Trái hư, dập Gọt vỏ, bỏ lõi Nước, đường Ép lấy nước Phối chế Chỉnh pH NaCO3, a.citric Nấm men Thanh trùng Nhân giống Cấy giống Để nguội D1 D2 D3 D4 Lên men chính Cặn Lắng tách cặn Lên men phụ Bảo quản lạnh Cặnnnnn Gạn lọc, chiết chai Thành phẩm Sơ đồ 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 3.3.5. Các chỉ tiêu theo dõi Tổng lượng chất rắn hoà tan (%)- đo bằng khúc xạ kế Atago (0 – 32%). Độ cồn đo 3ngày/lần – đo bằng cồn kế có vạch đo rượu và nhiệt độ. pH cuả dịch lên men 3ngày/lần bằng máy đo pH Đánh giá cảm quan và mùi vị rượu sau khi kết thúc quá trình lên men chín nhằm chọn ra nghiệm thức tốt nhất. 3.3.6. Xác định chất lượng rượu thành phẩm Chọn nghiệm thức được đánh giá tốt nhất ở mục 3.3.4 để kiểm tra các chỉ tiêu hoá học và đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm. Xác định lượng đường sót bằng phương pháp Ferry cyanure (Phụ lục 1). Acid tổng –chuẩn độ acid bằng phương pháp chuẩn độ NaOH 0.1N với chỉ thị màu phenolphtalein. Đánh giá cảm quan rượu vang bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3215-79 (Phụ lục 2) 3.4. XỬ LÍ SỐ LIỆU Tất cả các số liệu thu thập được xử lý trên Excel và chương trình statgrafic. CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. THÍ NGHIỆM 1: KHẢO SÁT TỶ LỆ PHA LOÃNG THÍCH HỢP Qua quá trình theo dõi, thu được kết quả như sau: 4.1.1. Ảnh hưởng cuả tỷ lệ pha loãng đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính Bảng 4.1: Ảnh hưởng cuả tỷ lệ pha loãng đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính (0) Tỷ lệ pha loãng Thời gian (ngày) 1: 0 1:1/2 1:1 1:2 0 0 0 0 0 5 5.1a 4.3a 5a 4.8a 10 6.8a 6.1a 5.1b 5b Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê(p< 0.05). Đồ thị 4.1: Độ cồn sinh ra ở các tỷ lệ pha loãng sau 5, 10 ngày lên men. Theo phân tích thống kê (phụ lục 4.1) của 4 nghiệm thức cho thấy sau 5 ngày đầu lên men, không có sự khác biệt có ý nghiã về thống kê giữa 4 nghiệm thức ở độ tin cậy 95%. Theo phân tích thống kê (phụ lục 4.2) và đồ thị 4.1, sau 10 ngày lên men, độ cồn tạo thành ở nghiệm thức A4 là thấp nhất (50). Và nghiệm thức A1 cho độ cồn cao nhất (6.80) trong 4 nghiệm thức thí nghiệm, mà nồng độ cồn tạo thành ở nghiệm thức A1 không có sự khác biệt về mặt thống kê ở độ tin cậy 95% với nghiệm thức A2 và có sự khác biệt với 2 nghiệm thức còn lại. Vậy nghiệm thức A1, A2 cho sản phẩm rượu có độ cồn cao nhất. 4.1.2. Đánh giá cảm quan rượu vang Bảng 4.2: đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men theo phương pháp mô tả Tỷ lệ pha loãng Phương pháp mô tả A1 1:0 Vàng đậm, đục, mùi thơm,hơi chua, hậu vị chưa tốt lắm. A2 1:1/2 Vàng đậm, trong, mùi thơm, hơi chua, hậu vị chưa tốt lắm. A3 1:1 Vàng nhạt, trong, mùi ít đặc trưng, sốc cồn, chua, hơi đắng. A4 1:2 Vàng nhạt, trong, mùi chưa đặc trưng, sốc cồn, vị chua, hơi đắng. Về màu sắc: cả 4 nghiệm thức cho rượu có màu vàng nhưng về độ trong thì nghiệm thức A1 chưa được đánh giá cao vì có màu hơi đục so với màu vàng trong suốt cuả các nghiệm thức còn lại. Tuy nhiên xét về sự đậm đà cuả màu sắc thì 2 nghiệm thức A3 và A4 cho thấy không được đậm đà. Về mùi vị: Cả 4 nghiệm thức điều có vị chua, tuy nhiên nghiệm thức A3, A4 có mùi cồn sốc, chưa cho mùi thơm trái cây đặc trưng, ngoài ra còn có vị đắng. Nghiệm thức A1 và A2 được đánh giá cao hơn vì cho mùi thơm đặc trưng dù có vị chưa được tốt. 4.2. THÍ NGHIỆM 2: KHẢO SÁT NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ HÒA TAN CỦA NGUYÊN LIỆU Qua quá trình theo dõi, thu được các kết quả sau 4.2.1. Ảnh hưởng cuả nồng độ chất khô hoà tan trong nguyên liệu trước lên men đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính Bảng 4.3: Ảnh hưởng cuả nồng độ chất khô hoà tan trong nguyên liệu trước lên men đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính Nồng độ chất khô(%) Thời gian (ngày) 18 20 22 24 0 0 0 0 0 5 4.5a 7.3b 6.5b 6.8b 10 6.1a 9.2b 10.7c 9.7bc Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê (p< 0.05). Đồ thị 4.2: Độ cồn sinh ra ở các hàm lượng chất khô hoà tan sau 5,10 ngày lên men Theo phân tích thống kê (phụ lục 4.2) và đồ thị 4.2 cho thấy sau 5 ngày đầu lên men, độ cồn sinh ra ở nghiệm thức B2 là thấp nhất (4.50) và có khác biệt có ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức còn lại. Độ cồn tạo ra ở nghiệm thức B2 là cao nhất (7.30), các nghiệm thức B2, B3, B4 không có khác biệt có ý nghiã thống kê ở độ tin cậy 95%. Sau 10 ngày lên men thì độ cồn tạo thành ở nghiệm thức B1 là thấp nhất và có sự khác biệt có ý nghiã thống kê với các nghiệm thức còn lại, độ cồn tạo thành ở nghiệm thức B3 là cao nhất (10.70), và có sự khác biệt có ý nghiã với nghiệm thức B1 và B2 ở độ tin cậy 95%. Vậy ở nồng độ chất khô hoà tan cuả nguyên liệu trước lên men đạt 22% thì cho rượu có độ cồn cao nhất. 4.2.2. Đánh giá cảm quan rượu vang Bảng 4.4: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả Nồng độ chất khô hoà tan (%) Phương pháp mô tả B1 18 Vàng trong, mùi thơm, hơi chua, hậu vị chưa tốt. B2 20 Vàng trong, mùi thơm khá đặc trưng, hơi chua, hậu vị chưa tốt. B3 22 Vàng trong, mùi thơm khá đặc trưng, hậu vưà phải. B4 24 Vàng hơi đục, mùi chưa đặc trưng, vị chua, khá đắng. Các nghiệm thức thí nghiệm điều cho rượu được đánh giá khá tốt về màu sắc và mùi, chỉ có nghiệm thức B4 là có mùi lạ không đặc trưng cho sản phẩm. Ngoài ra, cả 4 nghiệm thức thí nghiệm vẫn còn vị chua. Riêng nghiệm thức B3 được đánh giá cảm quan tốt nhất trong 4 nghiệm thức thí nghiệm. 4.3. THÍ NGHIỆM 3: KHẢO SÁT ĐỘ pH THÍCH HỢP Qua quá trình theo dõi, thu được kết quả như sau 4.3.1. Ảnh hưởng cuả pH nguyên liệu trước khi lên men đến khả năng sử dụng đường cuả nấm men Bảng 4.5: Ảnh hưởng cuả pH nguyên liệu đến sự biến đổi hàm lượng chất khô hoà tan trong quá trình lên men chính (%) pH nguyên liệu Thời gian (ngày) 3.5 3.8 4.0 4.2 0 22 22 22 22 2 17.8 16.4 17.7 16.6 4 9.2b 8.3a 10c 10.3c 6 7.3 7.2 9.1 8.3 8 5.2 5.5 5.0 6.2 10 4.5a 4.3a 4.5a 5.8b Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê (p< 0.05). Đồ thị 4.3: Biến lượng chất khô hoà tan trong dịch dứa lên men ở các độ pH khác nhau Kết quả trong bảng 4.5 và đồ thị 4.3 cho thấy sau 10 ngày theo dõi hàm lượng chất khô hoà tan trong dịch lên men giảm xuống còn dưới 10%, thể hiện khả năng sử dụng đường của nấm men ở các độ pH khác nhau. Nấm men sử dụng đường mạnh trong 2-4 ngày đầu và sau đó tốc độ chậm lại, nhìn chung sau 10 ngày theo dõi không có sự khác biệt lớn giữa các độ pH khác nhau. Hàm lượng chất khô hòa tan cuả nghiệm thức C3 không có sự khác biệt về thống kê với nghiệm thức C4 và khác biệt với 2 nghiệm thức còn lại sau 4 ngày lên men (phụ lục 6.1) nhưng sau 10 ngày lên men (phụ lục 6.2) thì nghiệm thức C3 lại có sự khác biệt có ý nghiã thống kê với nghiệm thức C4, và không có sự khác biệt với các nghiệm thức còn lại. Vậy sau 10 ngày lên men, khả năng sử dụng đường của nấm men ở pH 3.5;3.8;4.0 đều tốt. 4.3.2. Ảnh hưởng cuả pH cuả nguyên liệu đến độ còn sinh ra trong quá trình lên men chính Bảng 4.6: Ảnh hưởng cuả pH trong nguyên liệu trước lên men đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính pH nguyên liệu Thời gian (ngày) 3.5 3.8 4.0 4.2 0 0 0 0 0 5 6.8a 7.0a 6.6a 7.5a 10 10.3b 10.7b 10.3b 8.3a Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê (p< 0.05). Đồ thị 4.4: Độ cồn sinh ra ở các độ pH khác nhau sau 5,10 ngày lên men. Theo phân tích thống kê (phụ lục 6.3) và đồ thị 4.4 cho thấy sau 5 ngày đầu lên men, độ cồn sinh ra ở nghiệm thức C3 là thấp nhất (6.60) và nghiệm thức C4 tạo ra độ cồn cao nhất (7.50), tuy nhiên không có sự khác biệt về mặt thống kê giưã cả 4 nghiệm thức thí nghiệm ở độ tin cậy 95%. Sau 10 ngày lên men, dựa vào phân tích thống kê (phụ lục 6.4) thì độ cồn sinh ra ở nghiệm thức C4 là thấp nhất (8.30) và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với các nghiệm thức còn lại, độ cồn sinh ra ở nghiệm thức C2 là cao nhất (10.70), và không có sự khác biệt có ý nghiã với nghiệm thức C1 và C3 ở độ tin cậy 95%.Vậy ở cả 3 độ pH 3.5; 3.8; 4.0 nấm men điều hoạt động tốt và cho rượu có độ cồn tốt. 4.3.4. Đánh giá cảm quan Bảng 4.7: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả pH nguyên liệu Phương pháp mô tả C1 3.5 Vàng trong, mùi thơm đặc trưng, rất chua C2 3.8 Vàng trong, mùi thơm đặc trưng, ít chua C3 4.0 Vàng trong, mùi thơm đặc trưng, hậu vị tốt. C4 4.2 Vàng trong, mùi thơm dịu, thoảng vị lạ,hậu vị yếu. Từ bảng 4.7, cả 4 nghiệm thức đều có màu sắc tốt nhưng chỉ có nghiệm thức C3 được đánh giá cao nhất về mùi, vị, màu sắc. Độ cồn sinh ra ở các nghiệm thức C1,C2 ,C3 tuy không có khác biệt về thống kê ở độ tin cậy 95%, nhưng rượu lên men ở nghiệm thức C1,C2 thì có vị rất chua, nên nghiệm thức pH nguyên liệu 4.0 được coi là tốt nhất trong các nghiệm thức thí nghiệm. 4.4. THÍ NGHIỆM 4: KHẢO SÁT TỶ LỆ MEN GIỐNG BỔ SUNG VÀO THÍCH HỢP 4.4.1. Ảnh hưởng cuả tỷ lệ nấm men bổ sung vào đến sự biến đổi hàm lượng chất khô hoà tan trong quá trình lên men chính Bảng 4.8: Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống bổ sung vào dịch lên men đến sự biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan sau 10 ngày lên men Tỷ lệ nấm men (%) Thời gian (ngày) 7 10 12 15 0 22 22 22 22 2 17.7 15.5 16 14.5 4 10b 9.2ab 8.6a 8.3a 6 9.1 7.6 7.8 7.6 8 5.0 5.2 6.0 5.6 10 4.7b 4.3a 4.4ab 4.0a Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê (p< 0.05). Đồ thị 4.5: Biến lượng hàm lượng chất khô hòa tan ở các tỷ lệ men giống bổ sung vào dịch dứa trước lên men sau 10 ngày lên men. Theo đồ thị 4.5, sau 10 ngày theo dõi hàm lượng chất khô hoà tan trong dịch lên men giảm xuống còn dưới 10%, thể hiện khả năng sử dụng đường của nấm men ở các tỷ lệ nấm men bổ sung vào dịch dứa trước lên men khác nhau. Nấm men sử dụng đường mạnh trong 2-4 ngày đầu và sau đó tốc độ chậm lại, nhìn chung sau 10 ngày theo dõi không có sự khác biệt lớn giữa các tỷ lệ nấm men bổ sung vào khác nhau. Kết quả từ xử lý thống kê (phụ lục 7.1) tốc độ sử dụng đường cuả nghiệm thức D4 sử dụng đường nhanh nhất trong 4 ngày đầu lên men, có sự khác biệt có ý nghiã thống kê với nghiệm thức D1 ở độ tin cậy 95%. Sau 10 ngày lên men thì hàm lượng chất khô hòa tan ở nghiệm thức D4 là thấp nhất (4.0%) và không có sự khác biệt về mặt thống kê với nghiệm thức D2, và có sự khác biệt với nghiệm thức D1, ở nghiệm thức D1 lại có hàm lượng chất khô cao nhất, cho thấy nấm men sử dụng đường thấp nhất. 4.4.2. Ảnh hưởng cuả tỷ lệ nấm men bổ sung vào đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính Bảng 4.9: Ảnh hưởng cuả tỷ lệ men giống đến độ cồn sinh ra trong quá trình lên men chính. Tỷ lệ nấm men (%) Thời gian (ngày) 7 10 12 15 0 0 0 0 0 5 6.6a 7.6a 8.2a 8.3a 10 10.3a 11.3b 10.5ab 10.5ab Các giá trị trong cùng một hàng có các chữ cái đứng sau không cùng một kí tự thì khác biệt có ý nghiã thống kê (p< 0.05). Đồ thị 4.6: Độ cồn sinh ra sau 5,10 ngày lên men với các tỷ lệ men giống bổ sung vào khác nhau Năng lực lên men rượu của nấm men, được đánh giá một phần dựa vào nồng độ cồn sinh ra Sau 5 ngày lên men, nồng độ cồn tạo ra ở nghiệm thức D4 là cao nhất (8.30) nhưng không có sự khác biệt về mặt thống kê với các nghiệm thức còn lại ở độ tin cậy 95% (phụ lục 7.3). Kết quả xử lý thống kê ở (phụ lục 7.4) cho thấy sau 10 ngày lên men, độ cồn ở các nghiệm thức tiếp tục tăng lên. Độ cồn tạo thành ở nghiệm thức D2 cao nhất (11.30), không có sự khác biệt với các nghiệm thức D3, D4 và có sự khác biệt có ý nghiã thống kê với nghiệm thức D1 ở độ tin cậy 95%.Vậy cả 3 nghiệm thức D2, D3, D4 đều cho rượu có độ cồn cao. 4.4.3. Đánh giá cảm quan rượu vang Bảng 4.10: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả Tỷ lệ nấm men (%) Phương pháp mô tả D1 7 Vàng trong, mùi thơm, hậu vị tốt. D2 10 Vàng trong, mùi thơm dịu, hậu vị tốt. D3 12 Vàng hơi đục, mùi ít đặc trưng, chua, hơi đắng. D4 15 Vàng hơi đục,nhiều cặn lắng, mùi chưa đặc trưng, vị chua, đắng. Sau 10 ngày lên men, rượu vang ở nghiệm thức D3, D4 có độ cồn cao nhưng về mặt cảm quan chưa được đánh giá cao do có màu sắc không tốt, có màu vàng đục, nhiều cặn lắng so với màu vàng trong cuả nghiệm thức D1, D2. Còn ở nghiệm thức D1 thì có cảm quan cao về màu sắc cũng như mùi vị nhưng lại chưa cho độ cồn nhưng mong muốn. Vậy nghiệm thức D2 cho rượu có độ cồn cao và có giá trị cảm quan cao. Từ những kết quả trên, chúng tôi chọn nghiệm thức có tỷ lệ pha loãng 1:1/2, độ Brix cuả dịch trước lên men là 22%, pH 4.0 và tỷ lệ men giống là 10% so với thể tích dịch lên men thích hợp để đánh giá theo phương pháp cho điểm. 4.5. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG 4.5.1. Kiểm tra các chỉ tiêu hóa học Tổng lượng chất rắn hoà tan : 4.3% Đường tổng :18.65% Đường khử :14.92% pH :3.92 Độ cồn :11.30 4.5.2. Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm Bảng 4.11: Điểm đánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang dứa bằng phương pháp cho điểm Chỉ tiêu chất lượng Điểm cuả các cảm quan viên Tổng số điểm Điểm trung bình Hệ số quan trọng Điểm có trọng lượng A B C D E F G Độ trong và màu sắc 5 5 5 4 5 5 3 32 4.57 0.8 3.88 Vị 5 3 4 4 5 4 4 29 4.14 2 5.48 Mùi 4 4 5 4 4 4 5 30 4.28 1.2 8 TỔNG 17.07 Từ kết quả bảng 4.11 và dựa vào phụ lục về bảng phân loại danh hiệu chất lượng theo TCVN 3215-79, đối với sản phẩm không dùng danh hiệu hạng ưu thì sản phẩm vang dứa có điểm trung bình 17.07 đạt loại khá. Sản phẩm có màu sắc đẹp, trong, sáng, hương thơm đặc trưng. Hình 4.1: Rượu vang dứa CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN Với kết quả thu được từ các thí nghiệm, chúng tôi có một số kết luận sau: Nhằm giảm giá thành sản phẩm nhưng vẫn giữ được chất lượng tốt, việc pha loãng nguyên liệu là một biện pháp được đưa ra. Qua khảo sát một số tỷ lệ pha loãng dịch ép quả dứa với nước cất nhận thấy ở tỷ lệ pha loãng 1:1/2 thì cho sản phẩm được đánh giá cảm quan tốt và có chất lượng gần giống với nguyên liệu nước ép dứa không qua pha loãng nhất. Bổ sung đuờng vào nguyên liệu trước lên men là cần thiết cho nấm men có cơ chất hoạt động và tạo độ cồn cho sản phẩm, bổ sung đường sao cho nguyên liệu trước lên men đạt độ Brix là 220 được thấy là cho độ cồn tốt nhất. Ở pH 4.0 cho rượu vang đạt độ cồn mong muốn và có mùi vị hài hoà. Men giống cho vào nguyên liệu với tỷ lệ 10% so với thể tích dịch lên men được thấy là cho rượu có độ cồn cao, không gây đắng và cho rượu vang có vị chua dịu nhất trong các tỷ lệ khảo sát. 5.2. KIẾN NGHỊ Do hạn chế về mặt thời gian và thiết bị cũng như quy mô nghiên cứu, đề tài chỉ dừng lại ở khía cạnh khảo sát khả năng lên men của nguyên liệu đưa ra một số thông số tiêu biểu, quan trọng trong quá trình lên men để tạo ra một sản phẩm đạt yêu cầu về vệ sinh thực phẩm, có màu sắc, hương vị tương đối hài hòa và được chấp nhận. Cần phải có nhiều thời gian nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đặc biệt là màu sắc, mùi vị và giá trị dinh dưỡng. Ngoài ra còn phải tiến hành thực nghiệm, cải tiến kĩ thuật, công nghệ, đưa ra những biện pháp công nghệ sản xuất phù hợp để tạo ra một sản phẩm rượu vang có chất lượng cao. Vì vậy, để góp phần hoàn thiện cho sản phẩm chúng tôi có một số kiến nghị như sau: Phân lập nấm men từ quả dứa để khảo sát khả năng lên men của chúng so với các chủng nấm men khác. Khảo sát khả năng lên men của các chủng nấm men được phối trộn với nhau. Khảo sát thời gian và những biến đổi trong quá trình lên men phụ. Khảo sát và so sánh sản phẩm lên men từ các giống dứa khác nhau.