Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ HÒ NGỌC PHƯƠNG DUY r Luận văn tôt nghiệp Giáo viên hướng dẫn PGs. Ts. Nguyễn Minh Thủy Cần Thơ-2011 Ngành: CỞNG NSĨ(ẸTHĨ1C PHẨM Mã NgầVi h: _ Ọ 8 ^ Luận văn đính kèm theo đây, với tên đề tài “ HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG THỐT NỐT TỪ NGUÒN NẤM MEN PHÂN LẬP ”, do sinh viên Hồ Ngọc Phương Duy thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện PGs. TS. Nguyễn Minh Thủy Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Chủ tịch hội đồng LỜI CAM ĐOAN Luận văn này là công trình nghiên cứu của giáo viên hướng dẫn và bản thân. Các thông tin về số liệu, hình ảnh, kết quả đã được trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây. Tác giả Hồ Ngọc Phương Duy LỜI CẢM TẠ Lời đầu tiên con xin gửi lời biết ơn chân thành đến ba mẹ và gia đình đã luôn quan tâm và ủng hộ con về tinh thần lẫn vật chất trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Em in gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGs. TS. Nguyễn Minh Thủy, cô đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt nguồn kiến thức sâu rộng của cô đế em có thể hoàn thành tốt luận văn này. Xin cảm ơn các anh, chị ở phòng thí nghiệm, quý thầy cô bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng, đặc biệt là anh Nguyễn Phú Cường và chị Nguyễn Thị Mỹ Tuyền đã tạo điều kiện, giúp đờ và giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong suốt quá trình làm luận văn. Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các anh chị học viên cao học KI6 và các bạn sinh viên Công nghệ thực phấm khóa 33 và 34 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm. Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii Kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc. Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện Hồ Ngọc Phương Duy Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii TÓM LƯỢC Với mục tiêu hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang thốt nốt chất lượng cao và ôn định từ nguôn nấm men phân lập ở quy mô pilot, nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở khảo sát (i) thời gian nhân giống nấm men đạt mật sổ yêu cầu (10 8 cfu/ml) ớ các thế tích môi trường nuôi cây khác nhau (300, 400, 500 ml), (ii) thực hiện quá trình lên men và so sánh chất lượng rượu vang thốt not ở các thê tích lên men khác nhau (10 và 50 lừ), (7/7) khả năng làm trong rượu vang thốt not bằng tác động của enzyme pectinase với các nồng độ thay đôi từ 0,02 đên 0,1% (v/v) và (iv) biến đôi chat ỉưọng rượu vang thốt not tôn trữ ở nhiệt độ phồng (25+30°C). Kết quả nghiên cứu cho thấy có thê nuôi cấy nam men giong đạt mật sổ yêu cầu đê phục vụ cho quả trình lên men rượu sau 22 giờ (cho tất cả các thê tích dịch nhân giong khác nhau). Khi tăng thê tích dịch lên men ở mức độ lớn hơn (10 và 50 lít), sản phâm rượu vang thốt not vân đảm bảo được chất lưọng yêu cầu theo TCVN 7045:2002 về các chỉ tiêu hóa học (hàm lượng SỠ 2 , acid, ester, methanol), sản phâm có mùi vị hài hòa VCI duy trì được hương vị đặc trung của nước thốt not. Sử dụng enzyme pectinase với nông độ 0,04% (v/v) có thê làm trong rượu vang thốt nốt trong 4 tuần. Có sự biến động nhỏ về chất lượng sản phấm rượu vang sau thời gian tồn trữ ở nhiệt độ phòng. MỤC LỤC 3.2.1. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng làm trong rượu vang bằng enzyme DANH SÁCH HÌNH DANH SÁCH BẢNG Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1.TÓNG QUAN An Giang là một miền đất đầy tiềm năng phát triến về kinh tế. Ngoài những thắng cảnh, những di tích lịch sử thu hút du lịch mạnh mẽ, An Giang còn là nơi phát triển trù phú của thốt nốt, loài cây đặc sản mang nhiều giá trị hữu ích. Cây thốt nốt ở An Giang không những dề trồng, cho sản lượng nhiều mà còn là loại cây có tiềm năng kinh tế rất cao vì từ thốt nốt có thế chế biến được nhiều loại sản phâm khác nhau như nước giải khát, đường, bánh bò, giỏ xách Tuy nhiên, vì nhiều nguyên nhân, chất lượng các loại sản phẩm thực phấm từ thốt nốt chưa đáp ứng yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm. Vì vậy, nghiên cứu chế biến đa dạng hóa sản phẩm từ thốt nốt đồng thời đảm bảo yêu cầu về dinh dưỡng, an toàn vệ sinh thực phẩm là rất cần thiết. Rượu vang có công nghệ sản xuất từ rất lâu đời. Vang được xem là loại đồ uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì thực chất đây là dạng nước trái cây lên men. Trong quá trình lên men rượu vang có thể sử dụng nguồn nấm men tự nhiên hiện diện trong nguyên liệu hoặc sử dụng nguồn nấm men thuần (được phân lập và tuyến chọn). Việc sử dụng nguồn nấm men thuần được phân lập từ chính môi trường lên men rượu vang có thể giúp ta kiểm soát được quá trình lên men và chất lượng sản phẩm. Vì vậy, việc nghiên cứu chế biến rượu vang thốt nốt tò nguồn nấm men phân lập là hướng đi cần thiết. Song song đó, dựa trên kết quả nhận được từ những nghiên cứu ở quy mô thí nghiệm, tiếp tục hoàn thiện quy trình sản xuất ở quy mô pilot (quy mô thực nghiệm) sẽ giúp cho dự án phát triển một sản phẩm mới có nhiều giá trị dinh dường và tăng giá trị kinh tế cho vùng Thất Sơn, An Giang. 1.2.MỤC TIÊU NGHIÊN cứu Hoàn chỉnh quy trình lên men rượu vang thốt nốt có chất lượng ốn định ở quv mô pilot. Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. CÂY THÓT NÓT 2.1.1. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae Ngành (divisio): Angiospermae Lớp (class) Monocots Bỏ (ordo): Arecaỉes Ho (familia): Arecaceae Chi (genus): Borassus L Loài (species): flabellifer Tên hai phần: Borassus flabellifer Thốt nốt (hình 2.1) có danh pháp khoa học là Borassus flabellifer L, thuộc họ cau - thốt nốt châu Á (miền nam châu Á) còn gọi đơn giản là thốt nốt (Án Độ, Sri Lanka, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam, Malaysia, New Guinea). Đây là loài cây biểu tượng không chính thức của Campuchia. Tại Việt Nam, thốt nốt mọc và được trồng ở các tinh Nam Bộ, nhiều nhất ở 2 huyện Tịnh Biên và Tri Tôn của tỉnh An Giang. 2.1.2. Đặc điểm thực vật Thốt nốt có thân cau thẳng đứng, có the cao tới 30 m. Lá dài, hình chân vịt, dài 2- h3iĩi. Các lá chét dài 0,6-rl,2 m. Cuống lá mở rộng. Hoa nhỏ, mọc thành cụm dày đặc, thuộc loại đơn tính khác gốc. Hoa đực nhỏ, có 3 lá đài, 3 cánh rời xếp lợp, 6 nhị ngắn, bao phấn 2 ô. Quả lớn màu nâu hoặc nâu hạt dẻ hình dạng hơi tròn với 3 hạch, hạt thuôn chia 3 chùy ở đỉnh. 2.1.3. ích lợi của thốt nốt Ớ các nước nhiệt đới, thốt nốt được trồng rộng rãi và nó đem lại nguồn thu nhập đáng kể cho người dân địa phương. Giống như dừa, tù’ thốt nốt, ta cũng có thế tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích khác nhau. Lá thốt nốt được chế tạo thành giỏ (“smock”) đế bao đường thành phẩm, chế tạo những sản phẩm thủ công như: làm mái che, thảm, giỏ, quạt, mũ, làm vật liệu như giấy viết làm tăng giá trị hoạt động của người nông dân (Rapp. J.P, 2004). Các cuống lá có thể dùng làm hàng rào, có thể lấy ra sợi rắn chắc phù hợp cho việc làm thừng, chão hay chổi. Gỗ cứng, nặng và bền, có giá trị trong xây dựng. Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii Từ cây này người ta cũng tạo ra nhiều loại thực phẩm. Cây non đượcđem nấu như là một loại rau hoặc nghiền, giã hay nướng để làm thức ăn. Quả ăn dưới dạng tươi hay nướng, người ta còn ăn cả các hạt non tựa như thạch. Dịch ngọt có thể thu được từ các bông mo non (hoa đực lẫn hoa cái). Nó được dùng lên men để làm một loại đồ uống, gọi là rượu arac, hoặc được cô đặc để sản xuất mộtloại đường thô gọi là đường thốt nốt. Ngoài ra, nhựa từ thân cây cũng được dùng làm “một loại thuốc nhuận tràng”. Các giá trị y học cũng đã được quy cho các phần khác của cây (http://vi.wikipedia.org). Theo thống kê của ngành công nghiệp An Giang, mồi năm rừng thốt nốt ở An Giang cung cấp khoảng 5.600 tấn đường, trị giá khoảng 56 tỉ đồng. Nếu hạ rừng thốt nốt đang cho thu hoạch đế bán gỗ thì chỉ thu được 24 tỉ đồng (http://vietbao.vn). 2.1.4. Thu hoạch thốt nốt 2.1.4.1. Phương pháp thu hoạch Thốt nốt là loài cây lâu năm và chỉ bắt đầu thu hoạch được sau khi trồng tối thiếu 15-3-20 năm. Muốn lấy được nước thốt nốt người ta phải dùng từ 2-Ỉ-3 cây tre gai đực nối nhau và buộc cặp vào thân thốt nốt làm điểm tựa để leo lên ngọn cây. Dụng cụ chứa nước thốt nốt có thể là ống tre hay ống nhựa. Hình 2.2 cho ta thấy một công đoạn lấy nước thốt nốt của người nông dân. H' h 2 2 Th 1 'h Mỗi cây thốt nốt có thể cho từ 10-s-l 5 lít nước/ngày. Năng - - •' suất của những cây cái lớn hơn các cây đực; mồi cây cho từ 370 đến 400 lít trong một mùa, tương đương khoảng 60 kg đường và nước thốt nốt giàu saccharose, dao động từ 8,24 đến 19,9% (Giffard, 1967). Một gia đình lấy nước trung bình 20 cây và nguồn lợi thu được hàng năm từ 1000 đến 1200 kg đường thốt nốt. 2.1.4.2. Xử lý nước thốt nốt sau thu hoạch Sau thu hoạch, trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thường, nước thốt nốt sê nhanh chóng hư hỏng do quá trình lên men. Nguyên liệu lên men trước khi chế biến sẽ làm giảm giá trị dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm. Hiện nay, nước thốt sau thu hoạch thường được người dân xử lý bằng 2 biện pháp là thêm gỗ sến và hóa chất. Nước sau khi thu hoạch chủ yếu để nấu đường nếu được xử lý bàng hóa chất, nhưng liều lượng sử dụng đó không thể xác định được, nếu lấy nước đã xử lý theo cách của họ dùng chế biến rượu có the ảnh hưởng chất lượng sản phẩm. Do vậy, nước thốt nốt sau thu hoạch được xử lý bằng metabisulĩit sodium với hàm lượng 1,3^1,4 g/1 (Nguyễn Minh Thủy VCI cộng sự, 2001). Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii 2.1.5. Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt được thế hiện ở bảng 2.1. Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt Theo Nguyễn Minh Thủy và cộng sự (2001), cây thốt nốt trồng lâu năm thường cho nước có độ ngọt cao hơn cây có thời gian sinh trưởng ít (cây mới), độ ngọt của chúng dao động trong khoảng 11 đến 14°Brix, mẫu thu hoạch trong mùa nắng độ ngọt có thế tăng lên đến 15 hoặc 16°Brix. Tuy nhiên, giá trị này thường dao động và không cố định, ngay cả trên cùng một cây hoặc các cây thốt nốt khác nhau. 2.2.NẤM MEN 2.2.1. Phân loại Thuật ngữ nấm men là tên chung đế chỉ nhóm vi nấm có cấu tạo đơn bào và thường sinh sôi nảy nở bằng phương pháp nấy chồi. Nấm men không thuộc về một taxon phân loại nào nhất định, chúng có thể thuộc ngành nấm túi hoặc ngành nấm đảm. Chỉ tiêu Hàm lượng °Brix 11-ỉ-14; 15-Ỉ-16 (mùa nắng) pH 6,3-5-6,5 Vitamin c (mg%) 18,25+20,38 Khoáng (mg/lít) - K 944,09-1304,30 - Fe 2,83+4,10 - Cu 0,35^0,56 - Zn 0,35-0,36 -Mn 0,83-5-1,07 -Ca 1,16-5-2,16 -Mg 44,32-53,73 (Nguồn: Nguyên Minh Thủy và cộng sự, 2001) Luận văn Tốt nghiệp K33- 2011 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii [...]... thức sinh sản Một số nấm men còn có thể sinh vở nhày 2.2.4 Nấm men phân lập từ nước thốt nốt 2.2.4.1 Tông quan Sử dụng nấm men thuần trong quá trình lên men rượu có thế nâng cao chất lượng rượu vang sản xuất ra Quá trình lên men khi đó ốn định hơn, có thể lên men kiệt đường, nâng cao hiệu suất sinh rượu, giảm thời gian lên men, vang có vị thơm ngon đặc trưng, lắng trong nhanh nên chất lượng vang ốn định... Nước thốt nốt Thanh trùng (NaHSƠ3) I lên men tự nhiên Phân lập Nhân giống nấm men Lên men ị nấm men Làm trong ị Chiết chai ị Bảo quản ị Sản phâm Hình 3.3 Quy trình chế biến rượu vang thốt nốt tống quát so Thuyết minh quy trình - Nguyên liệu: nước thốt nốt (hình 3.4) được xử lý hóa chất Na 2S205 trên cây với liều lượng khoảng 1 g/1, nước phải nguyên chất và chưa bị biến đổi Hình 3.4 Nguyên liệu nưóc thốt. .. hoạt động của nấm men c Ảnh hưởng của nồng độ rượu Quá trình nuôi cấy nấm men chủ yếu là tạo môi trường thích hợp cho nấm men phát triến sinh khối, đạt sổ lượng theo yêu cầu Song nấm men cũng thực hiện một quá trình lên men rượu đáng kế (còn phụ thuộc vào 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 Điều này... và cộng sự (2010), nấm men Saccharomyces dòng SM2 được tuyển chọn từ 21 dòng nấm men phân lập từ nước thốt nốt đã thế hiện hoạt lực lên men rượu tốt nhất, với các ưu điếm vượt trội như thời gian kết thúc chiều cao cột khí CƠ 2 sớm nhất (2 giờ), hàm lượng ethanol cao nhất (13,5% v/v) và hàm lượng đường sót thấp nhất 2.2A.2 Nhân giong nấm men Chủng nấm men thuần khiết sau khi phân lập cần được bảo quản... hóa bởi phân tử rượu methanol Điều này có thể giải thích vì sao hàm lượng methanol trong sản phẩm rượu vang thốt nốt rất thấp vì các phân từ pectin trong nước thốt nốt có mức độ methoxyl hóa rất thấp và thay vào đó là được trung hòa bởi các cation - Hàm lượng SO2 Với đặc điếm thu hoạch nước thốt nốt tại địa phương, thường sử dụng dụng cụ hứng nước thốt nốt chảy ra từ sự cắt mặt của hoa cây thốt nốt và... lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men diễn ra tốt và 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 quá nhiều thì môi trường dịch lên men không đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sè chết dần, sản phâm sinh ra mùi lạ, vị lạ đồng thời phí đi một lượng đáng kế men không có ích... hướng của oxy không khí Mặc dù lên men rượu là quá trình yếm khí nhưng nhất thiết trong giai đoạn đầu của quá trình lên men phải cho nguyên liệu tiếp xúc với oxy không khí Oxy là một nhân tố cơ bản xác định sự sinh sản của nấm men Môi trường càng nhiều tế bào nấm men càng lên men mạnh Sinh trưởng và phát trien của nấm men trong thời gian lên men rượu vang (đặc biệt là lên men dịch quả có nồng độ đường cao)... Quá trình lên men rượu Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và C02 2.4.2.1 Cơ sở lỷ luận Trong quá trình lên men, enzyme của nấm men thực hiện quá trình thủy phân đường phức thành đường đon, các đường đon có thể được sử dụng trực tiếp và nhanh Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ và khuếch tán và trong tế bào men Te... pectinic và acid pectic 2.4 RƯỢU VANG 2.4.1 Tổng quan Rượu vang được định nghĩa là một loại đồ uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây và không qua chưng cất (TCVN 7045: 2002) Rượu vang có thành phần phức tạp, đến nay ngay cả ở các nước có công nghệ sản xuất rượu vang lâu đời cũng chưa biết hết các chất cấu thành của rượu vang (Trần Thị Thanh, 2007) Lên men trong làm Ngành Công... Trường Đại học cần Thơ Hình 4.3 Tế bào nấm men Saccharomyces dòng SM2 phân lập từ nưóc thốt nốt Bố sung nấm men giai đoạn này vào môi trường lên men rượu, quá trình lên men sẽ nhanh chóng hơn vì nấm men đang phát triến mạnh ở pha chỉ số, tế bào to, hoạt lực mạnh sẽ nhanh chóng thích nghi với môi trường mới và nhanh chóng đạt mật số tối ưu trong môi trường lên men Pha cân bằng động và pha suy vong: . tiêu hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang thốt nốt chất lượng cao và ôn định từ nguôn nấm men phân lập ở quy mô pilot, nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở khảo sát (i) thời gian nhân giống nấm. sinh sản. Một số nấm men còn có thể sinh vở nhày. 2.2.4. Nấm men phân lập từ nước thốt nốt 2.2.4.1. Tông quan Sử dụng nấm men thuần trong quá trình lên men rượu có thế nâng cao chất lượng rượu vang. NgầVi h: _ Ọ 8 ^ Luận văn đính kèm theo đây, với tên đề tài “ HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG THỐT NỐT TỪ NGUÒN NẤM MEN PHÂN LẬP ”, do sinh viên Hồ Ngọc Phương Duy thực hiện và báo cáo