Luận văn nghiên cứu chế biến rượu vang dừa

2,294
363
62
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 11
4.4 Các vi khun có hi cho nm men
Dch lên men không ch là mt môi trường dinh dưỡng tt cho nm men mà còn
cho các vi sinh vt khác. Trong nưc, trong không khí cũng như các ngun nguyên
liu tham gia vào thành phân môi trường luôn cha mt lượng vi sinh vt hi cho
lên men rượu. Các vi sinh vt nếu ln vào dung dch đường s biến đường thành các
sn phm khác và do đó làm gim hiu sut lên men rượu.
4.4.1 Vi khun lactic
Đây loi vi khun yếm khí, chúng gm có hai loi: lactic đin hình lactic
không đin hình. Lactic đin hình s biến đường thành sn phm duy nht acid
lactic:
C
6
H
12
O
6
2 CH
3
CHOHCOOH + 18Kcal
Vi khun lactic không đin hình s s dng đường và to ra acid lactic, ngoài ra
còn to ra mt lượng đáng k các cht khác như: alcol, acid acetic, cacbonic, diacetyl
aceton. Các sn phm được to ra ph thuc rt nhiu vào nhit độ, pH, mc độ
yếm khí… Vì vy, các sn phm to thành không n đnh.
Lactic đin hình có nhit độ ti ưu trong khong 49 – 51
0
C, còn lactic không đin
hình có nhit độ ti ưu trong khong 37 – 38
0
C.
4.4.2 Vi khun acetic
Vi khun acetic là loi vi khun hiếu khí cũng không to thành bào t, có nhit độ
ti ưu trong khong 20 35
0
C, ti đa 42
0
C chúng phát trin tt trong môi trường
alcol thp, oxy hoá alcol thành acetic:
C
2
H
5
OH + O
2
CH
3
COOH + H
2
O + 116Kcal
Trong môi trường không alcol, vi khun acetic s oxy hoá đường thành acid
gluconic.
Các vi khun acetic không ch oxy hoá alcol acetic còn oxy hoá các alcol
khác. Ví d như dưới tác dng ca oxy hoá ca vi khun acetic, alcol butylic s biến
thành acid butyric:
CH
3
CH
2
CH
2
OH CH
3
CH
2
CH
2
COOH
Và alcol propylic s biến thành acid propylic:
CH
3
CH
2
CH
2
OH CH
3
CH
2
COOH
Vi khun lactic thường phát trin trên b mt dch lên men để lu ngày, trong điu
kin lên men rượu chúng ít có kh năng phát trin vì vi khun này rt hiếu khí.
4.4.3 Vi khun butylic và các vi sinh vt khác
Nếu ly dch qu chưa lên men đem cy trên hp đĩa petri trong môi trường thích
hp s phát trin nhiu vi khun có kh năng to bào t. Chúng gm vi khun butylic,
acetic butylic, subtilis…nhưng điu kin lên men rượu, tt c các vi khun này không
phát trin pH ti thích ca chúng đều nm trong môi trường trung tính hoc kim
yếu. vy, nhim khun ch yếu trong lên men rượu ch yếu vi khun lactic.
(Nguyn Đình Thưởng, 2000)
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 11 4.4 Các vi khuẩn có hại cho nấm men Dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà còn cho các vi sinh vật khác. Trong nước, trong không khí cũng như các nguồn nguyên liệu tham gia vào thành phân môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật có hại cho lên men rượu. Các vi sinh vật nếu lẫn vào dung dịch đường sẽ biến đường thành các sản phẩm khác và do đó làm giảm hiệu suất lên men rượu. 4.4.1 Vi khuẩn lactic Đây là loại vi khuẩn yếm khí, chúng gồm có hai loại: lactic điển hình và lactic không điển hình. Lactic điển hình sẽ biến đường thành sản phẩm duy nhất là acid lactic: C 6 H 12 O 6 → 2 CH 3 CHOHCOOH + 18Kcal Vi khuẩn lactic không điển hình sẽ sử dụng đường và tạo ra acid lactic, ngoài ra còn tạo ra một lượng đáng kể các chất khác như: alcol, acid acetic, cacbonic, diacetyl và aceton. Các sản phẩm được tạo ra phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, pH, mức độ yếm khí… Vì vậy, các sản phẩm tạo thành không ổn định. Lactic điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 49 – 51 0 C, còn lactic không điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 37 – 38 0 C. 4.4.2 Vi khuẩn acetic Vi khuẩn acetic là loại vi khuẩn hiếu khí cũng không tạo thành bào tử, có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 20 – 35 0 C, tối đa 42 0 C chúng phát triển tốt trong môi trường có alcol thấp, oxy hoá alcol thành acetic: C 2 H 5 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O + 116Kcal Trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hoá đường thành acid gluconic. Các vi khuẩn acetic không chỉ oxy hoá alcol acetic mà còn oxy hoá các alcol khác. Ví dụ như dưới tác dụng của oxy hoá của vi khuẩn acetic, alcol butylic sẽ biến thành acid butyric: CH 3 CH 2 CH 2 OH → CH 3 CH 2 CH 2 COOH Và alcol propylic sẽ biến thành acid propylic: CH 3 CH 2 CH 2 OH → CH 3 CH 2 COOH Vi khuẩn lactic thường phát triển trên bề mặt dịch lên men để lậu ngày, trong điều kiện lên men rượu chúng ít có khả năng phát triển vì vi khuẩn này rất hiếu khí. 4.4.3 Vi khuẩn butylic và các vi sinh vật khác Nếu lấy dịch quả chưa lên men đem cấy trên hộp đĩa petri trong môi trường thích hợp sẽ phát triển nhiều vi khuẩn có khả năng tạo bào tử. Chúng gồm vi khuẩn butylic, acetic butylic, subtilis…nhưng điều kiện lên men rượu, tất cả các vi khuẩn này không phát triển vì pH tối thích của chúng đều nằm trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. Vì vậy, nhiễm khuẩn chủ yếu trong lên men rượu chủ yếu là vi khuẩn lactic. (Nguyễn Đình Thưởng, 2000)
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 12
5. Cơ chế ca quá trình lên men
Để lên men người ta cho vào môi trường mt lượng tế bào nm men nht định.
Tùy theo phương pháp lên men mà lượng nm men cho vào khác nhau. Thông thường
khi lên men, lượng tế bào nm men phi đạt được > 100 triu tế bào trong 1ml dch lên
men. Do din tích b mt ca tế bào nm men rt ln nên kh năng hp th các cht
dinh dưỡng rt mnh. Đường lên men các cht dinh dưỡng khác trong môi trường
lên men trước tiên được hp th trên b mt ca nm men sau đó khuếch tán qua màng
vào bên trong tế bào nm men, rượu và CO
2
s được to thành.
Rượu etylic to thành khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nm
men. Rượu hòa tan hn trong nước nên khuếch tán rt nhanh vào môi trường, CO
2
cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng s hòa tan không ln. áp sut 800 mmHg,
nhit độ 25 – 30
0
C 0,856 0,837 lít CO
2
trong mt lít nước. Vì thế CO
2
sinh ra
trong quá trình lên men s khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trng
thái bão hòa. Khi bão hòa, CO
2
bám xung quanh tế bào nm men hình thành nhng bt
khí. Tế bào nm men thường dính lin vi nhau, bt khí sinh ra ngày càng nhiu
ln dn lên hình thành túi ln, đến lúc nào đó có s chênh lch gia khi lượng riêng
ca môi trường tế bào nm men s ni lên trên b mt. Khi đến b mt, do s
thay đổi đột ngt sc căng b mt nên chúng b v ra làm cho khí CO
2
b phóng thích
ra bên ngòai. Lúc này khi lượng riêng ca nm men đủ ln tr li nên chúng b chìm
xung. Quá trình này din ra liên tc nên tế bào nm men vn t trng thái tĩnh chuyn
sang trng thái động, làm gia tăng kh năng tiếp xúc tế bào nm men môi trường
điu này làm cho quá trình trao đổi cht din ra nhanh hơn, mnh m hơn. Khi đó làm
tăng nhanh quá trình lên men.
Khí CO
2
c chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO
2
làm tăng
kh năng lên men ca nm men. Kích thước, vt liu chế to ca thiết b lên men, các
cht hòa tan mang đin tích, các vt lơ lng khác hin din trong dch lên men khi lên
men đều nh hưởng đến s thoát khí CO
2
nên cũng nh hưởng quá trình lên men (Bùi
Th Qunh Hoa).
6. Động hc ca quá trình lên men
Tc độ ca quá trình lên men có th quan sát được bng cách theo dõi thay đổi
ca hàm lượng đường trong dch lên men, quan sát bng cách theo dõi s thay đổi
rượu và CO
2
to thành cũng như sau thay đổi tr s ca nng độ dch lên men.
Quá trình lên men chia làm 3 thi k chính:
- Thi k đầu: khong 60 gi k t khi cho nm men tiếp xúc vi dch lên men.
S lên men din ra rt chm, đường lên men không đáng k.
- Thi k 2: đây là thi k lên men chính. Chiếm khong 60 - 120 gi sau thi k
đầu. S phát trin ca nm men và sn men sau mi gi tăng lên đáng kđạt đến
tr s cc đại.
- Thi k cui: đây là giai đon lên men ph xy ra rt chm đồng thi là thi k
n định to mùi cho sn phm. Tùy theo phương pháp lên men, loi sn phm mà thi
gian lên men ph kéo dài khác nhau không quan sát được.
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 12 5. Cơ chế của quá trình lên men Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định. Tùy theo phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào khác nhau. Thông thường khi lên men, lượng tế bào nấm men phải đạt được > 100 triệu tế bào trong 1ml dịch lên men. Do diện tích bề mặt của tế bào nấm men rất lớn nên khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng rất mạnh. Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác trong môi trường lên men trước tiên được hấp thụ trên bề mặt của nấm men sau đó khuếch tán qua màng vào bên trong tế bào nấm men, rượu và CO 2 sẽ được tạo thành. Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nấm men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất nhanh vào môi trường, CO 2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn. Ở áp suất 800 mmHg, nhiệt độ 25 – 30 0 C là 0,856 – 0,837 lít CO 2 trong một lít nước. Vì thế CO 2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trạng thái bão hòa. Khi bão hòa, CO 2 bám xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khí. Tế bào nấm men thường dính liền với nhau, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc nào đó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt. Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ ra làm cho khí CO 2 bị phóng thích ra bên ngòai. Lúc này khối lượng riêng của nấm men đủ lớn trở lại nên chúng bị chìm xuống. Quá trình này diễn ra liên tục nên tế bào nấm men vốn từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái động, làm gia tăng khả năng tiếp xúc tế bào nấm men và môi trường điều này làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh hơn, mạnh mẻ hơn. Khi đó làm tăng nhanh quá trình lên men. Khí CO 2 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO 2 làm tăng khả năng lên men của nấm men. Kích thước, vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa tan mang điện tích, các vật lơ lững khác hiện diện trong dịch lên men khi lên men đều ảnh hưởng đến sự thoát khí CO 2 nên cũng ảnh hưởng quá trình lên men (Bùi Thị Quỳnh Hoa). 6. Động học của quá trình lên men Tốc độ của quá trình lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi thay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men, quan sát bằng cách theo dõi sự thay đổi rượu và CO 2 tạo thành cũng như sau thay đổi trị số của nồng độ dịch lên men. Quá trình lên men chia làm 3 thời kỳ chính: - Thời kỳ đầu: khoảng 60 giờ kể từ khi cho nấm men tiếp xúc với dịch lên men. Sự lên men diễn ra rất chậm, đường lên men không đáng kể. - Thời kỳ 2: đây là thời kỳ lên men chính. Chiếm khoảng 60 - 120 giờ sau thời kỳ đầu. Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng lên đáng kể và đạt đến trị số cực đại. - Thời kỳ cuối: đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là thời kỳ ổn định tạo mùi cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau không quan sát được.
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 13
Thi k lên men chính thi k biến đổi sâu sc các thành phn trong dch lên
men. Chúng nh hưởng đến kết qu ca quá trình lên men. Trong giai đon này, trong
điu kin lên men bình thường sau mi gi nng độ đường trong dch lên men s gim
đi khong 1 độ (
0
Brix, balling, %) tùy theo loi sn phm, dây chuyn sn xut.
S tn ti ca thi k lên men cui đặc trưng đối vi quá trình lên men dch
đường hóa t nguyên liu cha tinh bt.
Trong dch lên men nếu biu th hàm lượng đường tn ti trong dch lên men là
100% thì 4 – 6% là dng cht không tan, 75 – 77% được chuyn thành maltose và 19%
là dextrin.
Trong giai đon lên men s đường hóa cũng xy ra nhưng rt chm không
hoàn toàn, đặc bit khó khăn đối vi tinh bt không tan. Do đó, tc độ lên men trong
thi k này không ph thuc vào s lượng tế bào nm men mà ch yếu ph thuc vào
thy phn hàm lượng dextrin không lên men còn li. Tuy vy, chính nhng loi đường
không lên men này s to thành v ngt cho sn phm. Như vy, chu k lên men dch
đường hóa tinh bt ph thuc vào thi gian lên men cui hay ph thuc vào kh năng
đường hóa ca phc h enzyme amylase. Rt nhiu thí nghim cho thy càng kéo dài
thi gian lên men cui thì càng gia tăng hiu sut ca quá trình lên men .
Tuy vy tùy theo sn phm ca s lên men, nng độ glucid ca dch đường hóa,
phương pháp lên men, nhà sn xut cũng s to ra mt qui trình sn xut riêng bit vi
cht lượng và thành phn mong mun ca h (Bùi Th Qunh Hoa).
7. Các yếu t nh hưởng đến quá trình lên men
* nh hưởng ca oxi
Hu hết các chng nm men trong lên men rượu vang thuc ging
Saccharomyces. Chúng nhóm vi sinh vt k khí tu tin. Khi trong môi trường đủ
oxy nm men phân hu đường dùng làm ngun năng lượng lượng cu to tế bào
tăng sinh khi.
Trường hp thiếu oxy (k khí) nm men s dng phn oxi hoà tan trong môi
trường để sinh trưởng và ch yếu là lên men.
Trong quá trình lên men giai đon đầu yêu cu oxi cao nht để nm men sinh sn,
phát trin tăng sinh khi. Nếu có giai đon nhân ging thì cũng cn phi cung cp oxi
bng cách lc hoc sc kh.í
* nh hưởng nhit độ
Nhit độ lên men nh hưởng đến đời sng ca nm, men, đến quá trình lên
men và cht lượng sn phm.
Nhiu công trình nghiên cu v sn xut rượu vang đã xác định được khong
nhit độ lên men rượu vang trng thích hp là 15 – 30
0
C, nếu lên men nhng thang
độ thp hơn thì càng tt. Còn lên men đỏ (nước qu ln xác qu) phi chiết xut các
cht thơm và polyphenol t v qu nên cn thang độ cao hơn, thường là 25
0
C.
Nhit độ lên men cao, thi gian ca quá trình lên men ngn, độ cn th thp,
đường sót còn nhiu và hương v ca sn phm có khi không tt.
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 13 Thời kỳ lên men chính là thời kỳ biến đổi sâu sắc các thành phần trong dịch lên men. Chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men. Trong giai đoạn này, trong điều kiện lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men sẽ giảm đi khoảng 1 độ ( 0 Brix, balling, %) tùy theo loại sản phẩm, dây chuyền sản xuất. Sự tồn tại của thời kỳ lên men cuối là đặc trưng đối với quá trình lên men dịch đường hóa từ nguyên liệu chứa tinh bột. Trong dịch lên men nếu biểu thị hàm lượng đường tồn tại trong dịch lên men là 100% thì 4 – 6% là dạng chất không tan, 75 – 77% được chuyển thành maltose và 19% là dextrin. Trong giai đoạn lên men sự đường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không hoàn toàn, đặc biệt khó khăn đối với tinh bột không tan. Do đó, tốc độ lên men trong thời kỳ này không phụ thuộc vào số lượng tế bào nấm men mà chủ yếu phụ thuộc vào thủy phần hàm lượng dextrin không lên men còn lại. Tuy vậy, chính những loại đường không lên men này sẽ tạo thành vị ngọt cho sản phẩm. Như vậy, chu kỳ lên men dịch đường hóa tinh bột phụ thuộc vào thời gian lên men cuối hay phụ thuộc vào khả năng đường hóa của phức hệ enzyme amylase. Rất nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia tăng hiệu suất của quá trình lên men . Tuy vậy tùy theo sản phẩm của sự lên men, nồng độ glucid của dịch đường hóa, phương pháp lên men, nhà sản xuất cũng sẽ tạo ra một qui trình sản xuất riêng biệt với chất lượng và thành phần mong muốn của họ (Bùi Thị Quỳnh Hoa). 7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men * Ảnh hưởng của oxi Hầu hết các chủng nấm men trong lên men rượu vang thuộc giống Saccharomyces. Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tuỳ tiện. Khi trong môi trường đủ oxy nấm men phân huỷ đường dùng làm nguồn năng lượng lượng và cấu tạo tế bào tăng sinh khối. Trường hợp thiếu oxy (kỵ khí) nấm men sử dụng phần oxi hoà tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lên men. Trong quá trình lên men giai đoạn đầu yêu cầu oxi cao nhất để nấm men sinh sản, phát triển tăng sinh khối. Nếu có giai đoạn nhân giống thì cũng cần phải cung cấp oxi bằng cách lắc hoặc sục kh.í * Ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm, men, đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm. Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định được khoảng nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15 – 30 0 C, nếu lên men ở những thang độ thấp hơn thì càng tốt. Còn lên men đỏ (nước quả lẫn xác quả) phải chiết xuất các chất thơm và polyphenol từ vỏ quả nên cần thang độ cao hơn, thường là 25 0 C. Nhiệt độ lên men cao, thời gian của quá trình lên men ngắn, độ cồn có thể thấp, đường sót còn nhiều và hương vị của sản phẩm có khi không tốt.
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 14
* nh hưởng ca hàm lượng đường
Trong nước qu thường hàm lượng đường không đều do vy người ta thưng
b sung thêm đưng saccharose. Đa s các loi nm men hot đng bình thường trong
môi trường có hàm lưng đường dưới 20%. Có mt s chng hot động môi trường
đường cao hơn. Khi nhân ging thường dùng môi trườngđường thp dưới 10%.
* nh hưởng ca pH môi trường
Trong thc tế lên men nhng dch qu chua thường được rượu vang ngon. Đi vi
dch qu thường độ pH t 2,8 – 3,8. Khong pH này nm men vn hot động được.
Vùng pH ti thích ca nm men là 4 – 6.
Trong sn xut rượu vang người ta thường chun b môi trường nước quđộ
pH bng 3 – 3,5 (Lương Đức Phm, 1998).
* nh hưởng ca ánh sáng
Ánh sáng yếu t kìm hãm hot động ca nm men vang. Đc bit các tia cc
tím trong ánh sáng s giết chết tế bào nm men, vy quá trình lên men ph thuc
thi tiết ca tng v (Bùi Ái, 2003).
* nh hưởng ca nng độ rượu
Quá trình nuôi cy nm men ch yếu là to điu kin cho nm men phát trin sinh
khi, đạt s lượng theo yêu cu. Song, nm men cũng thc hin mt quá trình lên men
rượu đáng k (còn ph thuc vào chế độ thông không khí).
Thường trong dch nm men có khong 4 – 6% rượu. Nng độ rượu sinh ra có nh
hưởng đến tc độkh năng phát trin ca nm men. Nng đ rượu nh hưởng đến
tc độ phát trin riêng ca nm men còn ph thuc vào thi gian, s lượng tế bào
nguyên liu chun b môi trường nuôi cy. Cùng mt môi trường nuôi cy, s lượng tế
bào nm men cho vào bng nhau, điu kin cy ging nhau thì nng độ rượu ban đầu
1% chưa nh hưởng đến tc độ và khă năng phát trin ca nm men, t 4 – 6% đã
nh hưởng xu (Bùi Th Qunh Hoa).
* nh hưởng ca ngun nitơ
Đa s trong nước qucác hp cht nitơ đủ cung cp cho nm men. Song, cũng
trường hp hn hán hoc tu tng loi qu không đủ ngun nitơ cho nm men
sinh trưởng. Do đó, cn phi b sung thêm ngun nitơ. Trong trường hp này người ta
thường dùng amon sulfat (NH
4
)
2
SO
4
. Cũng th dùng dch men t phân cho thêm
vào môi trường. Nếu dch qu quá chua dùng tactrat amon kali hay amon hydroxyt
trung hoà bt acid.
Ngoài ngun nitơ cũng cn chú ý đến nhu cu sinh trưởng ca nm men. Nếu thy
men phát trin kém có th thêm vào 1 lít nước qu 0,2 ml hn hp có thành phn như
sau: amon sulfat: 100g/l; vitamin B
1
: 0,25g/l; canxi pantotenat: 0,25g/l; vitamin H:
0,002g/l. Cũng th dùng cao nm men thay cho hn hp này (Lương Đức Phm,
1998).
* nh hưởng mt s tế bào nm men
S lượng tế bào nm men cho vào dch lên men nh hưởng ln đến quá trình
lên men. Nếu s lượng tế bào nm men cho vào thích hp thì quá trình lên men tt và
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 14 * Ảnh hưởng của hàm lượng đường Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều do vậy người ta thường bổ sung thêm đường saccharose. Đa số các loại nấm men hoạt động bình thường trong môi trường có hàm lượng đường dưới 20%. Có một số chủng hoạt động ở môi trường có đường cao hơn. Khi nhân giống thường dùng môi trường có đường thấp dưới 10%. * Ảnh hưởng của pH môi trường Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang ngon. Đối với dịch quả thường có độ pH từ 2,8 – 3,8. Khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động được. Vùng pH tối thích của nấm men là 4 – 6. Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường nước quả có độ pH bằng 3 – 3,5 (Lương Đức Phẩm, 1998). * Ảnh hưởng của ánh sáng Ánh sáng là yếu tố kìm hãm hoạt động của nấm men vang. Đặc biệt các tia cực tím trong ánh sáng sẽ giết chết tế bào nấm men, vì vậy quá trình lên men phụ thuộc thời tiết của từng vụ (Bùi Ái, 2003). * Ảnh hưởng của nồng độ rượu Quá trình nuôi cấy nấm men chủ yếu là tạo điều kiện cho nấm men phát triển sinh khối, đạt số lượng theo yêu cầu. Song, nấm men cũng thực hiện một quá trình lên men rượu đáng kể (còn phụ thuộc vào chế độ thông không khí). Thường trong dịch nấm men có khoảng 4 – 6% rượu. Nồng độ rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng độ rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị môi trường nuôi cấy. Cùng một môi trường nuôi cấy, số lượng tế bào nấm men cho vào bằng nhau, điều kiện cấy giống nhau thì nồng độ rượu ban đầu 1% chưa có ảnh hưởng đến tốc độ và khă năng phát triển của nấm men, từ 4 – 6% đã có ảnh hưởng xấu (Bùi Thị Quỳnh Hoa). * Ảnh hưởng của nguồn nitơ Đa số trong nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm men. Song, cũng có trường hợp vì hạn hán hoặc tuỳ từng loại quả không đủ nguồn nitơ cho nấm men sinh trưởng. Do đó, cần phải bổ sung thêm nguồn nitơ. Trong trường hợp này người ta thường dùng amon sulfat (NH 4 ) 2 SO 4 . Cũng có thể dùng dịch men tự phân cho thêm vào môi trường. Nếu dịch quả quá chua dùng tactrat amon – kali hay amon hydroxyt trung hoà bớt acid. Ngoài nguồn nitơ cũng cần chú ý đến nhu cầu sinh trưởng của nấm men. Nếu thấy men phát triển kém có thể thêm vào 1 lít nước quả 0,2 ml hỗn hợp có thành phần như sau: amon sulfat: 100g/l; vitamin B 1 : 0,25g/l; canxi pantotenat: 0,25g/l; vitamin H: 0,002g/l. Cũng có thể dùng cao nấm men thay cho hỗn hợp này (Lương Đức Phẩm, 1998). * Ảnh hưởng mật số tế bào nấm men Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men. Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men tốt và
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 15
hiu sut thu hi cao, cht lượng sn phm cũng tt hơn. Nếu lượng tế bào nm men
cho vào quá ít thì tc độ lên men chm, sinh khi tế bào nm men thp to điu kin
cho vi sinh vt phát trin. Nếu s lượng nm men quá nhiu thì môi trường dch lên
men không đủ cho nm men phát trin, tế bào nm men s chết dn, sn phn sinh ra
mùi l đồng thi phí đi mt lượng nm men.
* nh hưởng cht sát trùng
Các cht sát trùng dùng trong sn xut như: formol, Na
2
SiF
6
, NaF, CaOCl
2
…, các
mui kim loi nng, các tia cc tím đều nh hưởng rt ln đến hot động ca nm
men. Tuy nhiên, mi mt yếu t nh hưởng khác nhau trong tng điu kin nuôi
cy và tng chng nm men. Cht thanh trùng rng rãi là SO
2
(anhydrit sulphurơ), SO
2
là hoá cht được phép dùng trong sn xut rượu vang hu hết trên thế gii và nó có tác
dng nhiu mt: chng oxi hoá, làm gim hoc tiêu dit nhiu loi vi khun hi
trong đó có vi khun lactic. Lượng SO
2
thường dùng là 30 – 120 mg/l, SO
2
có tác dng
làm tê lit các enzym oxi hoá kh. Nếu dùng quá liu rượu smùi khó chu và dit
mt s vi khun ích. Ngun SO
2
dùng ph biến trong rượu vang hp cht
Na
2
SO
3
(Lương Đức Phm, 1998).
* nh hưởng ca CO
2
Hàm lượng CO
2
hình thành trong quá trình lên men thường hn chế mnh s sinh
sn ca nm men vang. Theo nghiên cu ca Miuler – Thurrau, khi:
- Hàm lượng CO
2
trong rượu vang đạt đến 0,25% trng lượng thì vic sinh sn
ca nm men đình tr
- Hàm lưng CO
2
trong rượu vang đạt 1,5% trong lượng CO
2
thì nm men không
còn sinh sn na
Vi hàm lượng CO
2
như trên, nhit độ 15
0
C s có áp sut là 7,7 atm, nm men
vn sng và tiếp tc lên men k khí (Bùi Ái, 2003).
8. Tiêu chun ca nước trong sn xut rượu
Độ cng ca nưc không quá 7mg đương lượng/lít, phi trong sut, không màu,
không mùi. Hàm lượng mui không được vượt quá gii hn sau:
Bng 6. Gii hn hàm lượng các ion trong nước
Ion Hàm lượng (mg/l) Ion Hàm lượng (mg/l)
Cl
¯
0,5 F 3
SO
4
2-
80 Zn 3
As 0,05 Cu 5
Pb 0,1 Fe 0,3
NO
3
¯
40
(Bùi Th Qunh Hoa)
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 15 hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm cũng tốt hơn. Nếu lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm, sinh khối tế bào nấm men thấp tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Nếu số lượng nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men không đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần, sản phần sinh ra mùi lạ đồng thời phí đi một lượng nấm men. * Ảnh hưởng chất sát trùng Các chất sát trùng dùng trong sản xuất như: formol, Na 2 SiF 6 , NaF, CaOCl 2 …, các muối kim loại nặng, các tia cực tím đều có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của nấm men. Tuy nhiên, mỗi một yếu tố có ảnh hưởng khác nhau trong từng điều kiện nuôi cấy và từng chủng nấm men. Chất thanh trùng rộng rãi là SO 2 (anhydrit sulphurơ), SO 2 là hoá chất được phép dùng trong sản xuất rượu vang hầu hết trên thế giới và nó có tác dụng nhiều mặt: chống oxi hoá, làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn có hại trong đó có vi khuẩn lactic. Lượng SO 2 thường dùng là 30 – 120 mg/l, SO 2 có tác dụng làm tê liệt các enzym oxi hoá khử. Nếu dùng quá liều rượu sẽ có mùi khó chịu và diệt một số vi khuẩn có ích. Nguồn SO 2 dùng phổ biến trong ủ rượu vang là hợp chất Na 2 SO 3 (Lương Đức Phẩm, 1998). * Ảnh hưởng của CO 2 Hàm lượng CO 2 hình thành trong quá trình lên men thường hạn chế mạnh sự sinh sản của nấm men vang. Theo nghiên cứu của Miuler – Thurrau, khi: - Hàm lượng CO 2 trong rượu vang đạt đến 0,25% trọng lượng thì việc sinh sản của nấm men đình trệ - Hàm lượng CO 2 trong rượu vang đạt 1,5% trong lượng CO 2 thì nấm men không còn sinh sản nữa Với hàm lượng CO 2 như trên, ở nhiệt độ 15 0 C sẽ có áp suất là 7,7 atm, nấm men vẫn sống và tiếp tục lên men kỵ khí (Bùi Ái, 2003). 8. Tiêu chuẩn của nước trong sản xuất rượu Độ cứng của nước không quá 7mg đương lượng/lít, phải trong suốt, không màu, không mùi. Hàm lượng muối không được vượt quá giới hạn sau: Bảng 6. Giới hạn hàm lượng các ion trong nước Ion Hàm lượng (mg/l) Ion Hàm lượng (mg/l) Cl ¯ 0,5 F 3 SO 4 2- 80 Zn 3 As 0,05 Cu 5 Pb 0,1 Fe 0,3 NO 3 ¯ 40 (Bùi Thị Quỳnh Hoa)
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 16
Không có hoc ch có rt ít các mui kim loi nng như: Hg
2+
, Ba
2+
Kh năng oxi hoá không q2 ml dung dch KMnO
4
(0,01N). Cht cn không
vượt quá 1000 mg/l. Nước mt sông h thường có lượng mui khoáng thp, dao động
t 40 50 mg/l. Nước ngm lượng mui khoáng nhiu hơn, khong 50 3000
mg/l. Hàm lượng các cht hu cơ không vượt quá 4 mg/l. Vi sinh vt hu như không
có.
Mui CaCO
3
, MgCO
3
, Fe
2+
, Fe
3+
vi lượng 400 mg/l, mui nitrat 400 mg/l và
mui nitơ 200 mg/l s nh hưởng không tt đến quá trình lên men.
NH
3
vi hàm lượng 20 mg/l li có tác dng làm tăng hiu sut lên men. Hàm
lượng ln hơn thì li không cho phép.
Các mui nitrat, nitrit, phosphat và silicat vi lượng nh hơn 200 mg/l không nh
hưởng đến quá trình đường hoá. Mui bicacbonat vi lượng không quá 200 – 400 mg/l
không nh hưởng đến s đường hoá, nhưng lượng ln hơn nh hưởng rt đến
enzyme amylase.
E. Coli < 20 tế bào/lít (Bùi Th Qunh Hoa).
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 16 Không có hoặc chỉ có rất ít các muối kim loại nặng như: Hg 2+ , Ba 2+ … Khả năng oxi hoá không quá 2 ml dung dịch KMnO 4 (0,01N). Chất cặn không vượt quá 1000 mg/l. Nước mặt sông hồ thường có lượng muối khoáng thấp, dao động từ 40 – 50 mg/l. Nước ngầm có lượng muối khoáng nhiều hơn, khoảng 50 – 3000 mg/l. Hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4 mg/l. Vi sinh vật hầu như không có. Muối CaCO 3 , MgCO 3 , Fe 2+ , Fe 3+ với lượng 400 mg/l, muối nitrat 400 mg/l và muối nitơ 200 mg/l sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá trình lên men. NH 3 với hàm lượng 20 mg/l lại có tác dụng làm tăng hiệu suất lên men. Hàm lượng lớn hơn thì lại không cho phép. Các muối nitrat, nitrit, phosphat và silicat với lượng nhỏ hơn 200 mg/l không ảnh hưởng đến quá trình đường hoá. Muối bicacbonat với lượng không quá 200 – 400 mg/l không ảnh hưởng đến sự đường hoá, nhưng lượng lớn hơn ảnh hưởng rõ rệt đến enzyme amylase. E. Coli < 20 tế bào/lít (Bùi Thị Quỳnh Hoa).
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 17
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIM
1. Phương tin thí nghim
1.1 Địa đim tiến hành thí nghim
Thí nghim được tiến hành ti phòng thí nghim ca b môn Công Ngh Thc
Phm, khoa Nông Nghip & SHƯD, trường Đại Hc Cn Thơ.
1.2 Thi gian thc hin đề tài
Đề tài thc hin trong thi gian 12 tun, bt đầu t 26/02/2007 đến 18/05/2007.
1.3 Thiết b và dng c
Các thiết b, dng c thc hin thí nghim gm:
- Chiết quang kế (hiu ATAGO, 0 – 32
0
Brix, Japan)
- Saccharometer
- Máy đo pH
- Thu trng kế (Hydrometer)
- Cân đin t vi độ chính xác ± 0,01g
- Bình lng gn
- T sy
- Các bình lên men
- T mát
- Máy so màu spectrophotometer
Hình 2. Máy đo pH Hình 3. Saccharometer Hình 4. Máy Spectrophotometer
Hình 5. Thy trng kế Hình 6. Cân đin t
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 17 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 1. Phương tiện thí nghiệm 1.1 Địa điểm tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm của bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp & SHƯD, trường Đại Học Cần Thơ. 1.2 Thời gian thực hiện đề tài Đề tài thực hiện trong thời gian 12 tuần, bắt đầu từ 26/02/2007 đến 18/05/2007. 1.3 Thiết bị và dụng cụ Các thiết bị, dụng cụ thực hiện thí nghiệm gồm: - Chiết quang kế (hiệu ATAGO, 0 – 32 0 Brix, Japan) - Saccharometer - Máy đo pH - Thuỷ trọng kế (Hydrometer) - Cân điện tử với độ chính xác ± 0,01g - Bình lắng gạn - Tủ sấy - Các bình lên men - Tủ mát - Máy so màu spectrophotometer Hình 2. Máy đo pH Hình 3. Saccharometer Hình 4. Máy Spectrophotometer Hình 5. Thủy trọng kế Hình 6. Cân điện tử
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 18
1.4 Nguyên vt liu, hoá cht
Nguyên liu: nước da, đường
Hoá cht phân tích acid: NaOH 0,1N, Phenolphtalein
Hoá cht phân tích béo: cn – amoniac, ete thường, ete du ho
Hoá cht thanh trùng: NaHSO
3
Hoá cht điu chnh pH: acid citric
2. Phương pháp thí nghim
2.1 Phương pháp thí nghim
Thí nghim được b trí vi 2 ln lp li. Kết qu phân tích thng kê bng chương
trình Statgraphics
2.2 Phương pháp phân tích
- Phân tích acid toàn phn bng phương pháp th tích định phân
- Xác định hàm lượng cht khô hoà tan trong dch lên men bng chiết quang kế
- Xác định pH bng máy đo pH
- Phân tích hàm lượng đường còn li bng saccharometer
- Phân tích hàm lượng rượu trong sn phm bng phương pháp t trng
- Đo độ truyn quang T % bng máy Spectrophotometer
- Đánh giá cm quan bng phương pháp cho đim (theo thang đim Hedonic)
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 18 1.4 Nguyên vật liệu, hoá chất Nguyên liệu: nước dừa, đường Hoá chất phân tích acid: NaOH 0,1N, Phenolphtalein Hoá chất phân tích béo: cồn – amoniac, ete thường, ete dầu hoả Hoá chất thanh trùng: NaHSO 3 Hoá chất điều chỉnh pH: acid citric 2. Phương pháp thí nghiệm 2.1 Phương pháp thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí với 2 lần lặp lại. Kết quả phân tích thống kê bằng chương trình Statgraphics 2.2 Phương pháp phân tích - Phân tích acid toàn phần bằng phương pháp thể tích định phân - Xác định hàm lượng chất khô hoà tan trong dịch lên men bằng chiết quang kế - Xác định pH bằng máy đo pH - Phân tích hàm lượng đường còn lại bằng saccharometer - Phân tích hàm lượng rượu trong sản phẩm bằng phương pháp tỉ trọng - Đo độ truyền quang T % bằng máy Spectrophotometer - Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm (theo thang điểm Hedonic)
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 19
2.3 Quy trình thí nghim
Nước da
Phi chế
Thanh
trùng
Lên men
Làm trong
Thành
phm
n định
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 19 2.3 Quy trình thí nghiệm Nước dừa Phối chế Thanh trùng Lên men Làm trong Thành phẩm Ổn định
Lun văn Tt nghip khoá 28 - 2007 Trường Đại Hc Cn Thơ
Chuyên ngành Công ngh thc phm – Khoa Nông nghip và Sinh hc ng dng 20
2.4 Ni dung và b trí thí nghim
2.4.1 Kho sát nh hưởng hàm lượng cht khô hòa tan trong dch lên men, t l nm
men đến quá trình lên men và cht lượng sn phm
Mc đích
Xác định nh hưởng ca hàm lượng cht khô hòa tan trong dch lên men, t l nm
men đến quá trình lên men.
Chun b mu
Nước da được phi chế, dùng chiết quang kế đo và tính các mu các nng độ
đường khác nhau, thanh trùng nước da bng NaHSO
3
140 mg/l khong 30 phút. Cho
nm men vào vi các t l nm men khác nhau. Cho nước da vào bình lên men và tiến
hành lên men. Quá trình lên men được theo dõi tng ngày (ly mu phân tích hàm
lượng đường còn li hàm lượng rượu trong sn phm theo tng ngày) đến khi quá
trình lên men kết thúc.
B trí thí nghim
Thí nghim được b trí vi 2 nhân t, lp li 2 ln
Nhân t A: hàm lượng cht khô hòa tan trong dch lên men (%), có 3 mc độ
A
1
: 20 A
2
: 22 A
3
: 24
Nhân t B: lượng nm men b sung (g/lít dch lên men), có 3 mc độ
B
1
: 0,2 B
2
: 0,4 B
3
: 0,6
Bng 7. Sơ đồ b trí thí nghim
Nhân t Nhân t B
A B
1
B
2
B
3
A
1
A
1
B
1
A
1
B
2
A
1
B
3
A
2
A
2
B
1
A
2
B
2
A
2
B
3
A
3
A
3
B
1
A
3
B
2
A
3
B
3
S nghim thc = 3*3 = 9
Kết qu ghi nhn
- Hàm lượng đường còn li
- Hàm lượng rượu trong sn phm
- Kết qu đánh giá cm quan sn phm
T thí nghim, ta chn ra được hàm lượng cht khô hòa tan trong dch lên men, t
l nm men b sung thích hp cho quá trình lên men to sn phm có mùi v tt. Làm
cơ s để tiến hành các thí nghim tiếp theo.
Luận văn Tốt nghiệp khoá 28 - 2007 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 20 2.4 Nội dung và bố trí thí nghiệm 2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm Mục đích Xác định ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men. Chuẩn bị mẫu Nước dừa được phối chế, dùng chiết quang kế đo và tính các mẫu ở các nồng độ đường khác nhau, thanh trùng nước dừa bằng NaHSO 3 140 mg/l khoảng 30 phút. Cho nấm men vào với các tỉ lệ nấm men khác nhau. Cho nước dừa vào bình lên men và tiến hành lên men. Quá trình lên men được theo dõi từng ngày (lấy mẫu phân tích hàm lượng đường còn lại và hàm lượng rượu trong sản phẩm theo từng ngày) đến khi quá trình lên men kết thúc. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố, lặp lại 2 lần Nhân tố A: hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men (%), có 3 mức độ A 1 : 20 A 2 : 22 A 3 : 24 Nhân tố B: lượng nấm men bổ sung (g/lít dịch lên men), có 3 mức độ B 1 : 0,2 B 2 : 0,4 B 3 : 0,6 Bảng 7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nhân tố Nhân tố B A B 1 B 2 B 3 A 1 A 1 B 1 A 1 B 2 A 1 B 3 A 2 A 2 B 1 A 2 B 2 A 2 B 3 A 3 A 3 B 1 A 3 B 2 A 3 B 3 Số nghiệm thức = 3*3 = 9 Kết quả ghi nhận - Hàm lượng đường còn lại - Hàm lượng rượu trong sản phẩm - Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm Từ thí nghiệm, ta chọn ra được hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch lên men, tỉ lệ nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên men tạo sản phẩm có mùi vị tốt. Làm cơ sở để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.