Đề tài Hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang dứa

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Dứa là một loại trái cây nhiệt đới cho giá trị kinh tế lẫn chất lượng dinh dưỡng khá cao, nhờ đặc tính dễ thích nghi trong bất kỳ điều kiện thời tiết, các loại thổ nhưỡng đất khác nhau cho nên ở nước ta dứa được trồng khá nhiều nơi trải dài từ Bắc vào Nam. Khả năng đặc biệt của dứa là có thể sống ở các vùng đất phèn, ngoài ra cây dứa còn có khả năng chống xói mòn đất. Chính vì điều này cho nên cây dứa đặc biệt được trồng rất nhiều ở các vùng lũ như Tiền Giang, Kiên Giang hoặc Đồng Tháp… Trong các năm qua, dứa đã trở thành một loại rau quả có giá trị xuất khẩu cao, được nhiều thị trường trong và ngoài nước yêu thích nhất là thị trường của các nước Châu Âu, các nước thuộc vùng khí hậu ôn đới. Việc trồng dứa và kinh doanh chế biến dứa được các cấp Đảng, chính quyền và bà con nông thôn quan tâm, đời sống kinh tế của người trồng dứa và chế biến dứa cũng được cải thiện đáng kể. Chính vì thế đã kích thích diện tích trồng dứa và sản lượng dứa của nước ta gia ta gia tăng một cách mạnh mẽ. Sản lượng dứa tăng cao đã đặt ra những tiềm năng và những thách thức mới cho ngành công nghiệp bảo quản và chế biến những sản phẩm xuất khẩu từ nguồn nguyên liệu quý báu này. Có nhiều cách chế biến đối với dứa như sấy khô, làm mứt, chế biến rượu vang…Trong đó, chế biến rượu vang quả đối với các nước trên thế giới đã là một nghề cổ xưa nhưng ở Việt Nam chỉ mới xuất hiện vài chục năm gần đây. Việc tiêu thụ rượu vang tuy không mạnh nhưng từng bước được người tiêu dùng ưa chuộng do có độ cồn nhẹ, hương vị thơm tự nhiên, có tác dụng kích thích tiêu hoá…Vì thế rượu vang dần dần được chọn thay cho các loại rượu mạnh trong các dịp lễ tết, vốn không thích hợp cho phụ nữ dùng. Tuy vậy, ngành công nghiệp sản xuất rượu vang ở nước ta vẫn chưa thực sự đáp ứng thị hiếu cuả người tiêu dùng, quy mô sản xuất nhỏ theo phương pháp thủ công, chất lượng còn nhiều hạn chế. Do vậy, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm bằng cách hoàn thiện công nghệ sản xuất là vấn đề cần thiết. Chính từ yêu cầu trên, được sự đồng ý cuả Khoa Môi Trường & Công nghệ Sinh học và với sự hướng dẫn cuả Thầy Bùi Đức Chí Thiện, tôi tiến hành thực hiện đề tài:” Hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang dứa”. 1.2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Khảo sát các thông số cuả nguyên liệu trước khi lên men nhằm chọn ra thông số cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất về giá thành, độ cồn cũng như màu sắc ,mùi vị. 1.3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI Trình bày về qui trình lên men tạo rượu vang dưá, khảo sát các thông số: tỷ lệ pha loãng nước dứa nguyên liệu, hàm lượng chất khô hòa tan, độ pH và tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp. Theo dõi và ghi nhận những thông số cho sản phẩm rượu vang dứa tốt nhất. 1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 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. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1. GIỚI THIỆU VỀ DỨA 2.1.1. Nguồn gốc và phân loại 2.1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của quả dứa trên thế giới Dứa được mệnh danh là hoàng đế trong tất cả các loại quả. Hiện tại, có nhiều giả thuyết nói về nguồn gốc của dứa có thể kể đến như: Theo KF.Baker và J.LConllin và những người đã khảo sát Châu Mỹ năm 1939 thì nguồn gốc của dứa có thể là một vùng 4 cạnh rộng lớn nằm giữa vĩ tuyến Nam 15-300, kinh tuyến Tây 40-600 bao gồm miền Nam Braxin, miền Bắc Achentina và Paragoay. Các ông đã gặp tại đây loại dứa dạng hoang dại của loài A. ananasoides, A. baccteatus và Pseudananas sagenalius [11]. Hình 2.1: Quả dứa Theo một số tài liệu đang lưu hành ở Việt Nam, dứa được loài người ta phát hiện ra vào năm 1942 trong cuộc thám hiểm tìm ra tân thế giới (Châu Mỹ) của Chrixtopha Comlomb. Khi đến châu Mỹ thì Chrixtopha Comlomb đã tìm thấy tại vùng sông Amazone có rất nhiều dứa mà người dân bản xứ tại đây (người da đỏ) gọi là Ananas có nghĩa là “quả cây tuyệt hảo”. Do vậy, trước đây vào khoảng thế kỷ thứ 17 chỉ có những người thuộc tầng lớp thượng lưu, giai cấp thống trị mới được ăn quả này, chính vì điều này nên người ta còn gọi dứa là ”trái cây của vua”. Hiện nay, trên thế giới dứa được trồng nhiều nhất ở Hawai, Úc, Đài Loan, Thái Lan, Philippin, Nam Phi, Braxin, Mêxico…Người ta biết đến dứa không chỉ đơn thuần là loại trái cây “hoàng đế” do có những giá trị dinh dưỡng cao, hương thơm, vị ngọt, màu sắc đẹp, mà còn biết đến dứa như là một loại thuốc dùng trong lĩnh vực men tiêu hóa protid và là vị cứu tinh ở lĩnh vực biệt dược trong đại phẩu thuật, việc trị bênh ung thư và nội tạng. 2.1.1.2. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của quả dứa ở Việt Nam Quả “dứa Ta” đã có ở Việt Nam từ rất sớm cách đây hơn 100 năm, còn “dứa Tây” thì được người Pháp đưa đến trồng tại nước ta đầu tiên tại trại canh nông Thanh Ba (1913) sau đó phát triển ở các trại Phú Hộ,Tuyên Quang, Đào Giả… Giống Cayenne không gai đầu tiên được trồng tại Sơn Tây năm 1939 [11]. 2.1.1.3. Phân loại Ngành : Magnoliophyta Lớp : Liliopsida Bộ : Poales Họ : Bromeliaceace Chi : Ananas Chi dứa có danh pháp khoa học là Ananas thuộc học Dứa (Bromeliaceace). Được biết đến nhiều nhất là loài Ananas comosus, là loại dứa cho quả ăn được. Chi này có nguồn gốc từ khu vực Nam Mỹ và được đưa tới các đảo khu vực Caribe nhờ những người thổ dân Anh Điêng. Năm 1493, Christopher Columbus lần đầu tiên đã nhìn thấy các loại cây của chi này tại Guadeloupe. Nó được đưa sang châu Âu và từ đây nó được người Anh và Tây Ban Nha đem trồng ở nhiều đảo trên Thái Bình Dương. Các cánh đồng dứa thương phẩm được thành lập tại Hawaii, Philippines, Đông Nam Á, Florida và Cuba. Dứa đã trở thành một trong những loại quả ăn trái phổ biến nhất trên thế giới. 2.1.1.4. Bốn giống dứa hiện biết có trồng ở Việt Nam Dứa ta (Ananas comosus spanish hay Ananas comosus sousvar red spanish) là cây chịu bóng tốt, có thể trồng ở dưới tán cây khác. Quả to nhưng vị ít ngọt. Dứa mật (Ananas comosus sousvar Singapor spanish) có quả to, thơm, ngon, trồng nhiều ở Nghệ An. Dứa tây hay dứa hoa (Ananas comosus queen) được nhập nội từ 1931, trồng nhiều ở các đồi vùng trung du. Quả bé nhưng thơm, ngọt. Dứa không gai (Ananas comosus cayenne) được trồng ở Nghệ An, Quảng Trị, Lạng Sơn. Cây không ưa bóng. Quả to hơn các giống trên. 2.1.1.5. Giới thiệu về một số giống dứa + Dứa Cayenne Đặc điểm : lá dài không có gai, hoặc có một ít ở đầu chóp lá, lá dày, lòng máng lá sâu, chiều dài lá trưởng thành có thể trên 1 m, hoa có màu xanh nhạt, hơi đỏ, quả có dạng hình trụ, mắt rất nông, nặng bình quân 1,5 đến 2kg, phù hợp cho việc chế biến làm đồ hộp. Hình2.2:Dứa Cayenne Giống Cayenne Chân Mộng : Trồng ở vùng Chân Mộng (huyện Phù Ninh-tỉnh Phú Thọ) từ những năm 1960. Cây sinh trưởng khỏe, năng suất cao, thịt quả có màu vàng nhạt, vị thơm có thể sử dụng cho chế biến hay ăn tươi. Giống Cayenne Trung Quốc : Nhập nội và chọn lọc từ những năm 1993 đến 1996 từ vùng trồng dứa phía Bắc tỉnh Quảng Tây Trung Quốc. Khả năng sinh trưởng có trội hơn chút ít so với Cayenne Chân Mộng, năng suất tương đương nhưng màu thịt quả nhạt hơn và vị thơm không đặc trưng, thỉnh thoảng có một vài đốm trắng trong thịt quả, nhất là đối với các quả thu hoạch cuối vụ thu và trung vụ Đông. Giống Cayenne Thái Lan: Nhập vào Việt Nam trong những năm gần đây, có hình thái tương tự như giống Cayenne Chân Mộng nhưng kích thước lá có nhỏ hơn chút ít, cả về chiều dài và chiều rộng, màu lá xanh đậm hơn, thịt quả chắc hơn và có màu hơi vàng, trung gian giữ giống Cayenne Trung Quốc và Cayenne Chân Mộng. Giống Cayenne Đức Trọng: Có nguồn gốc ở tỉnh Lâm Đồng, do người Pháp đưa sang trồng xen trong các đồn điền cây lâu năm từ những năm 1930 đến 1940. Khả năng sinh trưởng khỏe, bộ lá xum xuê, bản lá to, màu hơi nhạt, quả có hình trụ nhưng đầu hơi bị thót, màu thịt vàng nhạt, cần chú ý là khi trồng ở các tỉnh miền Bắc, tỷ lệ cây ra hoa khi xử lý trái vụ có thấp hơn so với các giống Cayenne hiện có. Ngoài các giống chủ lực trên còn có một số giống khác như Cayenne Phù Quỳ, Cayenne Quảng Ninh, nhưng tỷ lệ diện tích không đáng kể. + Dứa Queen Đặc điểm: Lá hẹp cứng, có nhiều gai ở mép, mặt trong của lá có đường viền trắng chạy song song theo chiều dài. Hoa có màu xanh hồng, quả có nhiều mắt, mắt nhỏ và lồi, cứng dễ vận chuyển hơn so với dứa Cayenne. Thịt quả màu vàng, ít nước và có mùi thơm hấp dẫn. Nhóm dứa này có ưu điểm là không kén đất, hệ số nhân giống tự nhiên cao. Hình 2.3: Dứa Queen Có thể chịu được bóng râm, thịt quả giòn, có màu sắc đẹp và vị thơm, thích hợp cho ăn tươi. Nhược điểm là quả bé, trọng lượng bình quân chỉ đạt 500 đến 700g, dạng quả hơi bầu dục, mắt tương đối sâu nên khó thao tác trong chế biến. Dứa hoa Phú Thọ: giống này còn được gọi là Queen cổ điển (Queen Classic), có những đặc tính điển hình nhất của của nhóm Queen như quả nhỏ, mắt nhỏ lồi, gai ở rìa lá nhiều và cứng. Ưu điểm nổi bật là thịt vàng, giòn, vị rất thơm và hấp dẫn, thường dùng để ăn tươi hay pha trộn vào nước dứa ép cùng các giống dứa khác, trồng được trên nhiều loại đất, kể cả đất nghèo dinh dưỡng, khả năng trồng 2 đến 3 vụ là chắc chắn, dễ xử lý ra hoa trái vụ. Nhược điểm là quả nhỏ, năng suất không cao, khó chế biến đồ hộp và dễ gây ra hiện tượng caramel hóa (đường bị kết tinh và cháy) khi chế biến nước quả cô đặc. Dứa hoa Na Hoa: lá ngắn và to hơn dứa hoa Phú Thọ, quả nặng trung bình từ 0,9 đến 1,2 kg/quả, mắt nhỏ, lồi, khi chín cả vỏ và thịt quả đều có màu vàng, hàm lượng nước trong quả cao. Đây là giống dứa phổ biến ở các vùng trồng tập trung có ưu điểm là dễ canh tác, nếu áp dụng quy trình thâm canh hợp lý vẫn duy trì được năng suất ổn định cho đến vụ hai, vụ ba. Hệ số nhân giống tương đối cao. Nhược điểm là mắt sâu hình dạng quả hơi bầu dục nên nếu đem vào chế biến ở loại hình đồ hộp sẽ khó đạt được tỷ lệ cái cao. Dứa Kiên Giang và dứa Bến Lức (nhân dân thường gọi là khóm): có hình thái tương tự với giống dứa Na Hoa. Trong điều kiện khí hậu miền Nam cây sinh trưởng mạnh, quả có kích thước lớn hơn so với trồng ở miền Bắc và một số đặt điểm thực vật cũng có khác đi chút ít. Đây là những giống trồng phổ biến ở vùng đồng bằng sông Cửu Long. + Dứa Spanish: Đặc điểm: lá mềm mép lá cong hơi ngã về phía lưng, hoa tự có màu đỏ nhạt. Quả ngắn, kích thước to hơn so với nhóm Queen nhưng nhỏ hơn nhóm Cayenne, trọng lượng bình quân sắp xỉ 1kg. Khi chín vỏ quả có màu nâu đỏ sẫm hơn nhiều so với quả Cayenne và cũng có dạng hình cân đối, gần hình trụ nhựng mắt quả rất sâu, thịt quả vàng, hơi pha trắng, lốm đốm, vị hơi chua. Hình 2.4: Dứa Spanish Nhóm Spanish dễ trồng, chịu được nóng, nhưng vì phẩm chất kém nên chỉ sử dụng trong vườn gia đình, không tập trung thành vùng lớn. Ngoài ba nhóm dứa kể trên, còn có nhóm Abacacxi tách ra từ nhóm Spanish nhưng mức độ phổ biến còn thấp. 2.1.2. Đặc tính sinh học Dứa thuộc loại quả kép, gồm nhiều quả cắm trên 1 trục hoa. Kích thước, màu sắc, hình dạng thay đổi phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt. Kể từ ngoài vào trong dứa có 3 phần: vỏ quả, thịt quả và lõi. - Vỏ quả: có màu sắc từ vàng đến da cam, được phân chia thành các mắt dứa. Mắt dứa to nhỏ, độ nhăn, độ nông sâu khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng. - Thịt quả: có màu vàng nhạt đến vàng sẫm, chiếm tỉ lệ lớn nhất so với các thành phần khác, chất dinh dưỡng chủ yếu tập trung ở đây. Hàm lượng chất xơ trong thịt quả khá cao. - Lõi: chạy dọc từ cuống hoa đến chồi ngọn, chứa nhiều chất xơ. 2.1.3. Đặc tính thực vật 2.1.3.1. Cấu tạo hình dáng Hình 2.5: Cây dứa Dạng cây lâu năm, có quanh năm, cây thân thảo, quả mọng nước và có gai, cây cao khoảng trên một mét, lá dài giốg thanh gươm, lá mọc xoay tròn hình hoa thị quanh trục thân (khi nhìn từ trên xuống), lá có răng cưa sắc, hoa tập hợp quanh một trục lớn thành bông ngắn, bầu dưới quả mọng, quả dứa là một quả phức, phần ăn được gồm trục hoa và bầu dưới quả mọng nước, còn quả thật nằm trong các mắt dứa, quả hình ovan đến hình trụ, sống có màu xanh và chín có màu vàng đến màu cam. 2.1.3.2. Cấu tạo cuả cây dứa Rễ: dứa là loại cây có rễ chùm, mọc cạn. Bộ rễ của dứa trưởng thành phát triển rất yếu và có khuynh hướng mọc ngang hơn là mọc sâu. Trong đất, khoảng 80% số rễ dứa mọc tập trung ở tầng mặt đất, khoảng 15-20cm. Rễ dứa có thể phân nhánh liên tục và ăn lan ra cách gốc khoảng 1m, thậm chí 2m nếu gặp điều kiện thích hợp. Bộ rễ dứa thường có khuynh hướng ăn lên khỏi mặt đất khi cây dứa đã lớn. Do đó, khi trồng cần chú ý vun gốc nếu muốn thu hoạch nhiều mùa. Rễ dứa chỉ phát triển tốt trên đất tơi xốp có pH từ 4.5-6. Rễ dứa dễ bị phá hoại bởi các nấm bệnh, sâu bọ, động vật kí sinh trong đất, đặc biệt là rầy nâu và tuyến trùng. Thân: thân dứa lúc mới trồng chỉ dài khoảng vài cm, đến khi thu hoạch có thể mọc dài 20-30cm. Thay đổi phụ thuộc vào giống và các điều kiện canh tác, chăm sóc. Trên thân dứa có rất nhiều rễ phụ và có nhiều mầm, mầm này sẽ phát triển thành cây khi dứa ra hoa. Lá: lá dứa chiếm hơn 70% trọng lượng toàn cây. Lá trên cây nhiều hay ít phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh. Số lá trên cây dứa có thể thay đổi từ 30-80 lá. Bộ lá quyết định sự quang hợp cuả cây, do đó khi chọn giống dứa tốt, người ta thường chọn giống từ những cây cho trái to nhưng có tổng số lá trên cây thấp. Hoa: ở cây dứa còn nhỏ, mô phân sinh ở ngọn cây dứa chỉ phát triển thành lá khi cây trưởng thành. Có từ 30 lá ở dứa ta hay 50 lá ở dứa tây. Nếu gặp điều kiện thuận lợi hoặc xử lý chất kích thích ra hoa thì mô phân sinh ở ngọn không phân hóa lá nữa mà chuyển sang phân hoá mầm hoa. Thời gian xuất hiện phác hoa giữa vòm lá ở các giống dứa khoảng 5 tuần sau khi xử lí kích thích. Phác hoa dứa là một hoa kép, trung bình có khoảng 100-150 hoa, thay đổi phụ thuộc giống và điều kiện chăm sóc. Trên cùng 1 phác hoa, hoa dứa nở từ dưới lên trên. Mất khoảng 15-20 ngày mới nở xong các hoa trên phác hoa. Mỗi ngày có 5-10 hoa đơn nở. Các hoa trên 1 phác hoa xếp theo hình xoắn ốc từ đáy lên ngọn, hoa dứa cấu tạo gồm 3 lá dài, 3 cánh hoa màu xanh nhạt hơi đỏ tím hay màu tím nhạt, tím hoa cà. Các cánh hoa rời nhau ở phần trên và dưới đáy lại làm thành 1 ống trắng bao bọc xung quanh bộ nhụy đực: gồm 6 nhụy đực màu trắng vàng xếp thành 2 hàng và bộ nhụy cái có 3 tâm bì và 1 bầu noãn hạ. 2.1.3.3. Yêu cầu điều kiện sinh thái Khí hậu. Dứa là cây ăn quả nhiệt đới ưa nhiệt độ cao, phạm vi nhiệt độ thích hợp từ 20 đến 300C. Giống Cayenne chịu lạnh kém hơn giống Queen và các giống địa phương. Ở nhiệt độ cao trên 320C có thể làm cháy lá và vỏ quả, nhất là giống Cayeene. Về lượng mưa, cây dứa có thể trồng nơi lượng mưa thấp, 600 đến 700mm/năm với mùa khô dài nhiều tháng cho đến những vùng lượng mưa nhiều tới 3500 đến 4000mm/năm, quan trọng nhất là lượng mưa phân bố hàng tháng, khoảng 80 đến 100mm được coi là đầy đủ, không cần tưới thêm. Về ánh sáng, cây dứa yêu cầu ánh sáng nhiều, nhưng ánh sáng tán xạ hơn trực xạ. Thiếu ánh sáng cây mọc yếu, quả nhỏ. Ngược lại nếu ánh sáng quá mạnh kèm theo nhiệt độ cao lá sẽ bị vàng hoặc đỏ, lúc này cần che mát cho dứa. Cây dứa không phải là cây ngắn ngày nhưng ta thấy rằng giống Cayeene nếu thời gian bóng tối kéo dài, nhiệt độ giảm thấp sẽ ra hoa sớm hơn. Từ những yêu cầu trên, điều kiện khí hậu nước ta từ Bắc tới Nam đều thích hợp với cây dứa. Tuy vậy, tùy theo đặc điểm từng thời gian ở từng vùng cần có biện pháp để tạo điều kiện cho cây sinh trưởng phát triển tốt, đạt năng suất và chất lượng cao. Đất. Cây dứa có bộ rễ tương đối yếu và ăn nông nên muốn có năng suất cao đất cần có tầng mặt xốp, nhiều mùn và chất dinh dưỡng, đồng thời thoát nước tốt trong mùa mưa. Đất nhiều sét, thoát nước chậm, cây dứa sinh trưởng kém và đễ bị bệnh. Thoát nước và tơi xốp là hai yêu cầu quang trọng nhất đối với đất trồng dứa. Về độ pH, cây dứa nói chung thích hợp với đất chua, độ pH từ 4,5 đến 5,5, kể cả trên đất phèn có độ pH bằng hoặc dưới 4 cây dứa vẫn sống tốt. Các giống dứa tây nhóm hoàng hậu (Queen), giống Tây Ban Nha (Spanish) chịu chua khá hơn giống Cayenne. Ở nước ta, dứa trồng trên nhiều loại đất như đất đỏ bazan, đất vàng, phù sa cổ, đất bạc màu ở phía Bắc, đất xám ở miền Đông Nam bộ và đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long. Tuy vậy, nếu không được bón phân đầy đủ, nhất là phân hữu cơ, năng suất quả sẽ không cao. 2.1.3.4. Yêu cầu chất dinh dưỡng Dứa là cây yêu cầu rất nhiều chất dinh dưỡng do lượng sinh khối lớn. Bình quân trên một ha trồng trọt dứa lấy đi từ đất 86kgN (trong đó thân lá 77Kg, quả 9kg), 28kg P2O5 (thân lá 23kg, quả 5kg), 437kg K2O5 (thân lá 402kg, quả 35kg) cùng với các nguyên tố trung và vi lượng. Cây dứa ít có nhu cầu với Ca. Yêu cầu với lân cũng không lớn. Riêng với Kali cây dứa yêu cầu nhiều hơn nhưng nếu bón nhiều K lại thường dẫn đến thiếu Mg, đây cũng là một chất dinh dưỡng cần thiết. Trong thời gian đầu sau khi trồng khoảng 5 đến 6 tháng nhu cầu dinh dưỡng không lớn, chỉ khoảng 10% tổng số dinh dưỡng cây cần trong suốt chu kỳ sống. Sau khi cây đã mọc tốt, nhu cầu chất dinh dưỡng tăng rất nhanh, đặc biệt là K (gấp 4 đến 5 lần so với đạm). Ngoài ra, cây dứa cũng cần một số nguyên tố vi lượng khác như kẽm, mangan, đồng… nhưng các biểu hiện bị thiếu thường không rõ ràng. 2.1.4. Phân vùng 2.1.4.1. Phân vùng họ dứa Hình 2.6: Bản đồ phân vùng họ dứa 2.1.4.2. Phân vùng dứa ăn quả (Ananas Comosus) trên thế giới Dứa là cây ăn quả nhiệt đới, nguồn gốc ở Nam Mỹ( Brazil, Achentina, Paragoay…). Hiện nay trên thế giới, cây dứa được trồng hết ở các nước nhiệt đới và một số nước Á nhiệt đới có môi trường sống tương đối ẩm như đảo Hawaii, Đài Loan. Dứa có thể trồng tới vỹ tuyến 38 độ Bắc, trong đó các nước châu Á chiếm trên 60% sản lượng dứa cả thế giới. Các nước trồng nhiều là Philippines, Thái Lan, Malaysia, Hawaii, Brazil, Mehicô, Cuba, Úc, Nam Phi. 2.1.4.3. Phân vùng dứa ăn quả (Ananas comosus) ở Việt Nam. Ở nước ta, dứa trồng từ Bắc đến Nam, diện tích trồng cả nước năm 2006 khoảng 40.000ha với sản lượng khoảng 500000 tấn trong đó 90% là ở phía Nam. Các tỉnh trồng dứa nhiều ở miền Nam là Kiên Giang, Tiền Giang, Cà Mau, Cần Thơ, Long An… miền Bắc có Thanh Hóa, Ninh Thuận, Tuyên Giang, Phú Thọ… miền Trung có Nghệ An, Quảng Nam, Bình Định,…Năng suất quả bình quân một năm ở các tỉnh phía Bắc khoảng 10 tấn/ ha, phía Nam khoảng 15tấn/ha. Vùng/miền Năm 2001 2002 2003 2004 2005 Cả nước 37.200 41.700 41.651 43.350 47.400 Miền Bắc 12.000 14.300 16.484 16.970 18.400 Đồng bằng Sông Hồng 2.600 2.800 3.699 3.928 3.900 Đông Bắc 2.500 3.000 3.069 3.173 3.700 Tây Bắc 400 500 921 1.104 1.200 Bắc Trung Bộ 6.500 8.000 8.795 8.765 9.600 Miền Nam 25.200 27.400 25.167 26.380 28.900 Duyên Hải NamTrung Bộ 3.800 4.400 4.757 26.380 28.900 Tây Nguyên 500 1.200 1.245 1.620 1.700 Đông Nam Bộ 500 600 704 1.134 1.500 Đồng Bằng Sông Cửu Long 20.400 21.200 18.461 18.731 20.700 Bảng 2.1: Diện tích gieo trồng dứa theo vùng[11] 2.1.5. Thành phần hóa học Dứa có mùi dễ chịu, vị ngọt, có chất lượng dinh dưỡng tốt. Nó chứa đường, acids, vitamin C…. và nhất là enzyme bromeline. Bảng 2.2: Thành phần hóa học trong 100g dứa [20]. Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Trong 100g Nước g 86.5 Năng lượng kcal 49 protein g 0.39 Tổng số chất béo g 0.43 hydratcacbon g 12.39 Chất xơ g 1.2 Hàm lượng tro g 0.29 Chất khoáng Ca mg 7 Fe mg 0.37 Mg mg 14 P mg 7 K mg 1.3 Na mg 1 Zn mg 0.08 Cu mg 0.110 Mn mg 1.649 Se mcg 0.6 Vitamin Tổng số vitamin C mg 15.4 Thiamin mg 0.092 Riboflatvin mg 0.036 Pantothenic acid mg 0.160 Vitamin B-6 mg 0.087 Tổng số muối cuả acid folic mcg 11 Folic acid mcg 0 Dạng thực phẩm chứa acid folic mcg 11 Vitamin B-12 mcg 0.00 Vitamin A, IU IU 23 VitaminA, RE mcg_RE 2 Vitamin E mg_ATE 0.100 Tocopherol, alpha mg 0.10 Chất béo Acid béo và tổng số chất béo no, bão hoà g 0.032 Amino acids Tryptophan g 0.005 Threorine g 0.012 Issoleucine g 0.013 Leucine g 0.019 Lysine g 0.025 Methionine g 0.011 Cystine g 0.002 Phanylalanina g 0.012 Tyrosine g 0.012 Valine g 0.016 Arginine g 0.018 Histidine g 0.009 Alanina g 0.017 Aspartic acid g 0.057 Glutamic acid g 0.045 Glycina g 0.017 Prolina g 0.013 Serine g 0.025 Nói chung thành phần hóa hoc của nguyên liệu rau quả phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, độ chín, thời gian thu hoạch, tình trạng sâu bệnh, điều kiện canh tác… Bảng 2.3: Sự thay đổi thành phần hóa học của dứa theo các tháng thu hoạch [4] Tháng Độ Acid (%) Acid hữu cơ tự do (%) Đường tổng số (%) Độ khô (%) Vitamin C (mg%) Chỉ số đường/ acid 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0.98 0.87 075 0.75 0.70 0.78 0.70 0.80 0.72 0.72 0.90 0.95 0.71 0.74 0.62 0.67 0.58 0.56 0.60 0.60 0.50 0.50 0.70 0.75 13.5 12.7 14.8 17.9 19.5 18.1 17.5 16.7 18.4 18.5 17.2 13.0 23.7 22.0 21.4 19.6 21.2 20.5 19.3 18 21.4 20.8 22.1 23.5 51.0 50.0 42.7 35.5 28.2 33.3 40.0 29.5 44.9 52.5 42.1 37.6 15.0 14.6 19.7 23.8 25.8 25.0 23.0 25.5 25.7 19.1 12.6 9.4 2.1.6. Công dụng và phương thuốc 2.1.6.1. Dân gian Dứa có khả năng chữa bệnh, chẳng hạn dân gian thường dùng rễ dứa làm thuốc lợi tiểu, chữa tiểu tiện khó, dùng dịch ép quả dứa chưa chín làm thuốc tẩy nhuận tràng [14]. Dứa rất giàu vitamin B1,B2, C, PP, Caroten, acid hữu cơ và các chất khoáng như sắt, canxi, photpho… Đặc biệt trong dứa có Bromelin, một loại enzym giúp thủy phân protein thành các acid amin, có tác dụng tốt trong tiêu hóa. Ở pH 3,3 thì Bromelin có tác dụng như pepsin( men tiêu hóa protein của dịch vị), ở pH 6 thì như tripsin(men tiêu hóa protein của dịch tụy). Do đó, sau những bữa ăn có nhiều thịt, nên ăn tráng miệng bằng một vài miếng dứa cho dễ tiêu hóa. Toàn bộ cây dứa từ lá, quả…đều có bromelin nhưng tập trung nhiều nhất trong lõi quả. Bromelin chịu được nhiệt độ cao, ở pH 3,5 sau khi đun một giờ vẫn còn hoạt tính. Trong nhân dân, người ta thường băm một ít dứa ướp vào thịt gia súc dai, già (trâu, bò, lợn…) 30 đến 40 phút rồi mới đem xào nấu, thịt sẽ rất mau mềm, ăn dễ tiêu hóa. Ngành công nghiệp thực phẩm cũng dùng bromelin làm thịt mềm( tác dụng của bromelin còn mạnh hơn tác dụng của papain ở đu đủ) và để thúc đẩy quá trình thủy phân protein trong sản xuất nước chấm. Dứa có khả năng giải khát, sinh tân dịch và tiêu thực. Dân gian đun nõn lá dứa non đem sắc uống (hoặc giã ép lấy nứơc) làm thuốc chữa sốt; quả dứa chín nướng cháy, gọt bỏ vỏ, mỗi ngày ăn một quả, ăn trong bốn ngày để chữa huyết áp cao…Đặc biệt nhiều người dùng quả dứa chín để chữa bệnh sỏi thận có hiệu quả. Do tác dụng tăng miễn dịch ở Bromelin, nên có thể cho người bị ung thư phổi, ung thư bàng quang, ung thư vú… uống nước ép dứa hấp trong quá trình điều trị bệnh, Bromelin có thể làm chậm quá trình phát triển của tế bào ung thư, liều 200 đến 300 mg Bromelin/ ngày có thể hoàn toàn đủ trong 100ml nước ép dứa (cả lõi) vì hàm lượng của Bromelin khá cao (800mg/100ml nước ép). Người huyết áp cao có thể dùng dứa dưới dạng nước ép vì Bromelin trong dứa có tác dụng làm giảm độ nhớt của máu, làm tan huyết khối và làm giảm các loại “rác” dẫn đến tắt mạch cục bộ. Dứa có tác dụng giảm béo, người béo phì nên uống nước dứa ép để giảm cân. 2.1.6.2. Dứa với y học hiện đại Từ 1963, bromelin của dứa đã được dùng vào điều trị bệnh rối loạn tiêu hóa dạ dày, ruột. Bromelin làm tăng hệ miễn dịch, ức chế quá trình viêm, làm giảm phù nề và tụ huyết, bôi lên nơi tổn thương (vết thương vết bỏng, vết mổ) làm sạch các mô hoại tử, mau lành sẹo. Bromelin phối hợp với thuốc kháng sinh trong điều trị một số bệnh nhiễm khuẩn sẽ làm tăng hiệu quả kháng sinh. Phối hợp với một số thuốc điều trị hen (theophylin, ephedrine…) làm tăng tác dụng chống hen. Mới đây một nghiên cứu được đăng trên tạp chí y học Anh cho biết, qua thử nghiệm trên chuột, các nhà khoa học đã nhận thấy Bromelin làm giảm hơn 50% dấu hiệu viêm phổi đối với bệnh hen và liều lượng càng cao thì hiệu quả càng được cải thiện. Bromelin còn có tác dụng làm giảm di căn của các bệnh ung thư, liều dùng 200 đến 300mg/kg thể trọng kết hợp với hóa trị liệu, hay xạ trị, trong công nghiệp dược phẩm người ta sử dụng các phế liệu của nhà máy chế biến dứa (võ, lõi dứa) để chiết xuất Bromelin. Nhiều hãng dựơc phẩm châu Âu đã đưa Bromelin trong thành phần thuốc. * Một số chú ý khi dùng dứa. Dứa cũng là loại quả gây ra nhiều vụ ngộ độc, vì dứa có tác dụng phân hủy fibrin chống tụ huyết nên có tài liệu khuyên: những người có bệnh chảy máu hoặc có nguy cơ chảy máu (người hay chảy máu cam, sốt xuất huyết, vết thương lớn, phụ nữ băng huyết…) không nên ăn dứa. Không nên ăn dứa tươi vào lúc đói, vì các acid hữu cơ của dứa và bromelin tác động mạnh vào niêm mạc dạ dày, ruột, dễ gây nôn nao, khó chịu. Trong thực tế có người ăn dứa đã gặp tai biến, thậm chí tử vong. Sau khi ăn dứa 30 đến 60 phút, họ thầy khó chịu mệt mỏi, ngứa khắp người, gãi xướt da vẫn ngứa, nỗi mày đay, về tiêu hóa có những triệu chứng của ngộ độc thức ăn: đau bụng dữ dội, nôn mữa, ỉa chảy. Về hô hấp, tuần hoàn có thể khó thở, huyết áp hạ. Nếu ngộ độc nhẹ, khoảng 3 giờ sau, nạn nhân sẽ khỏi, nếu nặng nạn nhân khó thở, trụy tim mạch, mê mang và tử vong, vì thế trong nhân dân người ta còn gọi là ăn dứa có nọc rắn phun. Thực ra thủ phạm là một loại vi nấm có độc tính rất cao, vi nấm thường có mặt trên mặt đất ẩm, phát triển mạnh trong mùa hè, trùng với mùa dứa chín. Dứa mọc ở sát đất thu hái xong cũng để dưới đất, vỏ dứa xù xì, mắt dứa làm thành những cái hốc nhỏ là nơi cư trú tốt cho nấm. Mặt khác, dịch bào của dứa có độ ẩm, có hàm lượng đường cao và pH acid, là những điều kiện thuận lợi cho nấm độc phát triển. Nếu dứa bị dập nát, dịch bào thấm ra, nấm sẽ phát triển, có điều kiện xâm nhập sâu vào trong quả dứa, gây độc cho người ăn. Để phòng ngừa tai biến trên, cần chọn dứa tươi và nguyên lành, không ăn dứa dập nát, gọt dứa phải hết lớp vỏ, cắt sâu cho hết mắt, sau đó sát qua ít muối rồi rữa sạch mới bổ ra ăn. Và không ăn nhiều dứa khi đang đói. 2.2. GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU VANG 2.2.1. Định nghĩa rượu vang Là rượu lên men từ các dịch quả không qua chưng cất (lên men tự nhiên hoặc cấy chủng nấm men thuần khiết), có độ cồn từ 9 – 15o [7]. Bản chất cuả rượu vang là nước quả lên men. Do vậy, vang là sản phẩm tự nhiên, có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon, nhiều vitamin và khoáng, chứa các đường đơn dễ tiêu hoá, độ cồn nhẹ có tác dụng kích thích tiêu hoá, chống ung thư, có thể dùng chữa một số bệnh như thiếu máu, hen…dùng là rượu bổ, bồi dưỡng cho người sức khoẻ yếu [3]. Hình 2.7: Rượu vang nho 2.2.2. Giá trị cuả rượu vang Dùng rượu vang với lượng vưà phải, có tác dụng kích thích, lợi cho sức khoẻ. Rượu vang có chứa lượng cồn trung bình nên phụ nữ và người già có thể dùng được, cồn trong rượu vang là cồn tinh khiết do lên men tự nhiên nên khi uống vào sẽ ngấm dần làm người uống không bị chống say. Rượu vang chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các loại rượu khác, rượu vang là loại thức uống có thành phần tương đối ổn định, là sản phẩm lên men từ nước quả có mùi thơm đặc trưng và bổ dưỡng Sản xuất rượu vang thương phẩm làm tăng giá trị kinh tế, thu nhập cho người làm vườn. 2.2.3. Nguyên liệu trong sản xuất rượu vang Nguyên liệu trong sản xuất rượu vang là các loại quả có vị chua ngọt hài hoà. Quả chín hoặc có thể chưa chín sau khi thu hoạch, chọn những quả tươi, chất lượng tốt đem ép lấy nước hoặc ngâm nước đường để thu dịch quả dùng cho lên men. Tất cả các quả dùng trong sản xuất rượu vang đều có nhiều đường dễ đồng hoá, nhiều acid hữu cơ làm cho nước quả có vị chua (pH thường từ 2.5 trở lên), nhiều vitamin, trong đó có nhiều vitamin C, làm cho rượu có vị chua chát, có đầy đủ chất khoáng và một lượng protein đáng kể [2]. 2.2.4. Phân loại rượu vang Có nhiều cách phân loại rượu vang khác nhau. Theo cách thức sản xuất, có thể chia thành vang trắng, vang đỏ, vang hồng, sâm banh…[17]. Người ta có thể chia rượu vang theo màu sắc, theo hàm lượng đường có trong rượu hoặc theo độ cồn. Theo màu sắc - Vang trắng - Vang đỏ (màu đỏ Bordeaux) Theo hàm lượng đường - Vang chát - Vang khô (lên men hết đường < 4g đường sót/l): Dùng uống giữa bữa ăn, vừa ăn, vừa uống. - Vang ngọt: Uống sau bữa ăn - Vang nửa khô: Vang Vermouth (dùng khai vị). Theo công nghệ Theo công nghệ, sản phẩm vang được chia làm 2 nhóm lớn: Rượu vang không có Gas Rượu vang phổ thông : đặc điểm kỹ thuật của loại vang này là hoàn toàn lên men, không có bổ sung cồn ethylic và đường vào trước khi lên men. - Vang khô (lên men kiệt đường): + Hàm lượng ethanol: 9 – 14%V + Đường sót: £ 0.3% - Vang bán ngọt: còn sót lại một phần đường lên men được + Hàm lượng ethanol: 9 – 12%V + Đường sót: 3 – 8% Rượu vang cao độ : là những loại rượu vang có hàm lượng ethanol cao hơn vang phổ thông. Về mặt kỹ thuật có bổ sung cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượng ethanol trong sản phẩm hay bổ sung đường để nâng cao hàm lượng đường trước khi lên men. - Vang nặng + Hàm lượng ethanol: 17 – 20%V (trong đó có 3 - 4% V do quá trình lên men vang sinh ra). + Đường sót: 1 – 14% - Vang khai vị + Hàm lượng ethanol:12 – 17%V (có từ 1.2 - 1.5%V do quá trình lên men vang sinh ra). - Khai vị bán ngọt + Hàm lượng ethanol: 14 – 16%V + Đường sót: 5 – 12% - Khai vị ngọt + Hàm lượng Ethanol: 15 – 17%V + Đường sót: 14 – 20% - Khai vị rất ngọt + Hàm lượng ethanol: 12 – 17%V + Đường sót: 21 – 35% Rượu vang có Gas Vang có gas CO2 tự nhiên (còn gọi là rượu champagne): để giữ được CO2 tự nhiên trong sản phẩm do quá trình lên men tạo ra ta thực hiện quá trình lên men phụ trong chai, thùng, hay hệ thống kín. Phụ thuộc vào điều kiện lên men khác nhau như nhiệt độ, thời gian mà ta có những sản phẩm khác nhau với mức chất lượng khác nhau. + Hàm lượng ethanol: 10 – 12%V + Đường sót: 3 – 5% Vang có gas nhân tạo: được nạp CO2 + +Hàm lượng ethanol: 9 – 12%V. + Đường sót: 3 – 8%. 2.2.5. Thành phần rượu vang Thành phần hóa học của rượu vang khá phức tạp và thay đổi tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu sử dụng, những biến đổi trong quá trình lên men chính, lên men phụ, quá trình tàng trữ và sự kết hợp của những phương pháp sản xuất. Rượu ethylic: Là thành phần quan trọng nhất của các loại rượu vang và các loại nước giải khát có cồn. Hàm lượng ethylic trong rượu vang do quá trình lên men tạo ra đạt từ 10 – 12% thể tích. Đường: Hàm lượng đường trong rượu vang tùy thuộc vào loại rượu. Chủ yếu là đường glucose, fructose, có thể có dextrin và một số loại đường khác. Acid: Có nguồn gốc từ nguyên liệu hay bổ sung và tăng lên trong quá trình lên men, làm chín. Thành phần chủ yếu là các acid hữu cơ như: acid malic, tartaric. Hàm lượng acid trong rượu vang có thể dao động trong một khoảng lớn từ 0.4 – 1% tùy loại rượu. Rượu bậc cao: Gồm amyl, isoamyl, n-butyl, propilic.. với hàm lượng 10 – 75mg/100ml. Aldehyd: Chỉ ở dạng vết. Quan trọng nhất là acetaldehyd. Ethylacetat: Là ester quan trọng nhất với nồng độ lớn hơn 150ppm. Tanin: Tùy loại rượu có thể chứa từ 0.01% - 0.3%. Chất màu, mùi: Chất màu tạo ra do bản thân nguyên liệu còn lại trong quá trình lên men, thường là họ màu flavanal, anthocyanne... Hương vị và các chất thơm của rượu vang phụ thuộc vào nguyên liệu, quá trình lên men và tàng trữ rượu. Vitamin: Trong rượu vang có chứa khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B. 2.2.6. Nấm men trong sản xuất rượu vang 2.2.6.1. Đặc điểm sinh học của nấm men Nấm men (yeast, levure) là tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đơn bào. Nấm men với số giống hiện biết là 39 và 349 loài [7] . Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất vang là các chủng thuộc giống Saccharomyces. Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumycophyta) [4]. Lớp : Ascomycetes Bộ : Endomycetales Họ : Endomycetaceae Họ phụ: Saccharomyceteae Giống : Saccharomyces Theo Lodder (1971), nấm men thuuộc giống Saccharomyces có các đặc điểm sau: sinh sản dinh dưỡng bằng nảy chồi ở nhiều phía; không tạo bào tử bắn ; tế bào dinh dưỡng hình tròn, elip, ovan, hình trứng, không có hình tam giác; có tạo nang bào tử, nang bào tử hình thoi, mỗi nang chứa trên hai bào tử, nang bào tử hình cầu hoặc hình trứng, nang chín khó vỡ; không đồng hóa nitrat; lên men glucose mạnh mẽ; không tạo thành váng sớm trên nước chiết mạch nha. Nấm men thuộc giống Saccharomyces có khả năng lên men rượu. Con người sử dụng chúng để nấu rượu bia, cồn, glyxerin. Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khối của chúng giàu protein, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăn gia súc. Nấm men cũng được sử dụng để làm nở bột mì, sản xuất một số dược phẩm. Tuy nhiên, một số nấm men gây bệnh cho người, gia súc, hoặc hư hỏng lương thực, thực phẩm[4]. 2.2.6.2. Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men Nấm men Saccharomyces thường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình tròn, hình trứng hay bầu dục, hình dài hoặc hình elip. Hình dạng, kích thước tế bào nấm men Saccharomyces tương đối ổn định với các chủng loại trong điều kiện bình thường. Ngoài ra chúng cũng phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy và tuổi. Kích thước tế bào thay đổi rất nhiều tuỳ thuộc giống, loài, chủng. Nói chung, kích thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt. Các loài nấm men đơn bào được sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3 – 5) x 5 x 10 mm, nặng 10 -12 pg ( 1pg = 10-12g). Trong tự nhiên, chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước… 2.2.6.3. Sự sinh sản của nấm men Đối với nấm men thuộc giống Saccharomyces có hai phương thức sinh sản. Đó là sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi và sinh sản hữu tính bằng bào tử túi. Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men. Ở điều kiện thuận lợi nấm men sinh sôi nảy nở nhanh, quan sát dưới kính hiển vi thấy hầu như tế bào nấm men nào cũng nảy chồi. Khi một chồi xuất hiện các enzym thủy phân sẽ làm phân giải phần polysacarit của thành tế bào làm cho chồi chui ra khỏi tế bào mẹ. Vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đó sẽ xuất hiện một vách ngăn giữa chồi và tế bào mẹ. Thành phần của vách ngăn cũng tương tự như thành tế bào. Khi tế bào chồi tách khỏi tế bào mẹ, ở chỗ tách ra còn giữ lại một vết sẹo của chồi, trên tế bào con cũng mang một vết sẹo. Tại vết sẹo này tế bào mẹ sẽ không bao giờ tạo ra một chồi non mới. (a) (b) (c) Hình2.8: (a): hình dạng tế bào nấm men nảy chồi ; (b): tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm men ; (c): vết sẹo sau khi nảy chồi Thời gian cần thiết kể từ lúc chồi mới hình thành tới lúc tế bào này phát triển và bắt đầu tạo tế bào mới gọi là chu kỳ phát triển của nấm men. Sinh sản hữu tính Bào tử túi được sinh ra trong các túi. Hai tế bào khác giới đứng gần nhau sẽ mọc ra hai mấu lồi. Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối với nhau. Chỗ tiếp nối sẽ tạo một lỗ thông và qua đó chất nguyên sinh có thể đi qua để tiến hành phối chất, nhân cũng đi qua để tiến hành phối nhân. Sau đó nhân phân cắt thành 2, thành 4, thành 8. Mỗi nhân được bao bọc bởi các chất nguyên sinh rồi được tạo màng dày xung quanh và hình thành các bào tử túi. Tế bào dinh dưỡng biến thành túi. Hình2.9: Tiến trình hình thành bào tử túi 2.2.6.4. Tính chất sinh lý, sinh hoá Nấm men là ví dụ điển hình của vi sinh vật kị khí tuỳ tiện. Trong điều kiện đủ oxi, nấm men sẽ phát triển tăng sinh khối là chủ yếu, còn rượu không trực tiếp tạo thành hoặc tạo thành rất ít theo phương trình: Ngược lại, khi không đủ oxi hoặc kị khí thì hoạt động lên men là chủ yếu theo con đường EMP sinh ra rượu từ quá trình khử axetaldehit: Vì vậy có thể nói lên men là quá trình sản sinh năng lượng, trong đó hydro tách ra được chuyển đến các chất nhân hữu cơ. Do đó, trong sản xuất vang bằng phương pháp cấy giống thuần chủng, người ta phải thực hiện hai giai đoạn nhân giống và lên men. Ở giai đoạn nhân giống, cần tạo điều kiện cho nấm men sinh trưởng, phát triển tăng sinh khối để có một lượng tế bào nhất định đang ở thời kỳ hoạt động sinh lý mạnh để chuyển tiếp vào giai đoạn lên men. Ở giai đoạn lên men, thời kỳ đầu, men giống phát triển tăng sinh khối, còn sau là lên men thực sự. Khi quá trình lên men giảm dần và ngừng hẳn do các chất dinh dưỡng của môi trường cạn dần và sản phẩm của quá trình lên men: rượu tăng dần và chúng bắt đầu kết lắng. Chỉ tiêu này có ý nghĩa lớn trong công nghệ sản xuất vang và bia. Ngày nay người ta xác định tính kết lắng của nấm men phụ thuộc vào thành phần tế bào, trong vỏ tế bào cũng tồn tại thành phần hydrat cacbon manan và hàm lượng aicd amin càng lớn thì nấm men lắng kết càng nhanh. Sự lắng kết của nấm men còn do canxi tạo ra các cầu liên kết giữa các nhóm cacboxyl của hai tế bào cạnh nhau. Về phương diện di truyền, đặc tính lắng kết trội hơn so với không lắng kết. Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer. Meyer năm 1938 lần đầu tiên đã gộp các loài nấm men bia và nấm men rượu vang thành một giống. 2.2.7. Yêu cầu đối với nấm men rượu vang Hương vị đặc trưng cuả rượu không chỉ phụ thuộc chủ 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.