MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài Hiện nay, các loại thức uống từ trái cây đang càng được nhiều người tiêu dùng lựa chọn do chứa nhiều vitamin, muối khoáng, các dạng đường đơn dễ tiêu hóa, có hương vị thơm ngon tự nhiên, hấp dẫn vừa có giá trị dinh dưỡng cao. Từ các loại trái cây khác nhau, có thể chế biến thành các dạng thức uống khác nhau như: sinh tố, nước ép, nước quả ngâm đường,. Trong đó, rượu trái cây là một trong những loại thức uống rất được ưa chuộng với hương vị thơm ngon và có tính giải khát. Khi nhắc đến rượu trái cây thì không thể không nói về rượu nho.
Tuy nhiên, nho không phải là loại trái cây duy nhất mới có thể sử dụng để lên men rượu mà còn nhiều loại trái cây khác cũng có thể dùng để lên men rượu (L. Rebordinos et al, 2011). Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa với nhiều loại trái cây phong phú có hương vị, chất lượng và giá trị dinh dưỡng cao có lợi cho sức khỏe con người. Nên có thể tận dụng từ nguồn nguyên liệu sẵn có này để đưa vào sản xuất rượu trái cây.
Trong số các loại trái cây, bưởi là loại trái cây được rất nhiều người ưa chuộng ngoài hương thơm và mùi vị đặc trưng thì còn chứa nhiều loại vitamin, kali, sắt và các nguyên tố vi lượng rất có ích cho sức khỏe cho con ngưởi. Ở nước ta bưởi có sản lượng lớn với nhiều loại khác nhau trong đó nổi tiếng có bưởi Năm Roi, bưởi Da Xanh, bưởi Đoan Hùng,…. Ngoài các giống bưởi có giá trị kinh tế kể trên thì nguồn bưởi quả nhỏ không có giá trị thương mại cao cũng chiếm sản lượng đáng kể. Loại bưởi này chủ yếu được dùng để ép lấy dịch.
Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu này giúp tận dụng nguồn dịch ép từ loại bưởi trái nhỏ không có giá trị thương mại cao vào sản xuất đồ uống thực phẩm và làm đa dạng thêm các dòng sản phẩm làm từ quả bưởi.2 Mục tiêu nghiên cứu Xác định các thông số công nghệ của qui trình lên men chính trong chế biến rượu bưởi có độ cồn hơn 10 - 11% (v/v). Sản phẩm rượu bưởi tạo thành có mùi hương đặc trưng của bưởi, ngọt thanh và hậu vị đắng.3 Nội dung nghiên cứu - Chọn được nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm rượu vang bưởi: Bưởi và nấm men Saccharomyces cerevisiae thương mại. - Xác định các thông số công nghệ quá trình lên men chính của rượu bưởi như nhiệt độ lên men, hàm lượng chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, hàm lượng ((NH4)2HPO4), Na2S2O5 bổ sung.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: rượu bưởi được lên men từ dịch ép bưởi Năm Roi (bưởi đạn), nấm men Saccharomyces cerevisiae RV100 thương mại. Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu xác định các thông số tốt nhất ảnh hưởng quá trình lên men rượu bưởi theo mô hình thiết bị phòng thí nghiệm.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Ứng dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae RV100 thương mại trong quá trình lên men rượu bưởi.
- Xây dựng đường cong sinh trưởng của nấm men. - Theo dõi sự thay đổi các yếu tố như hàm lượng chất khô, pH, nhiệt độ, không khí, tỷ lệ nấm men… đối với quá trình lên men rượu bưởi. Ý nghĩa thực tiễn: - Đa dạng các dòng sản phẩm từ bưởi - Khai thác sử dụng nguồn nguyên liệu bưởi quả nhỏ không có giá trị thương mại cao. - Tạo ra sản phẩm rượu bưởi có vị ngọt thanh, hậu vị đắng, độ cồn thấp, đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng.
2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan rượu trái cây Rượu trái cây là một đồ uống được tạo ra bằng cách lên men tự nhiên dịch ép của các loại trái cây khác nhau. Các loại rượu trái cây thường có hương vị và được định danh bởi chủng loại nguyên liệu trái cây. Nguyên liệu được chọn làm rượu trái cây thường đa dạng, phong phú. Ở Việt Nam, người tiêu dễ dàng tìm thấy các loại rượu trái cây phổ biến như rượu nho Đà Lạt, rượu dừa Bến Tre,.
Trong quá trình làm rượu trái cây, người ta có thể thêm các chủng men giống khác nhau để kích thích lên quá trình lên men. Tuy nhiên, trên thị trường có nhiều dòng rượu trái cây được sản xuất không phải bằng cách lên men tự nhiên mà bằng cách phối trộn dịch ép trái cây với rượu nếp. Có thể kể đến như rượu bưởi Tân Triều, rượu dừa Bến Tre… Rượu vang cũng là một loại rượu trái cây lên men gồm khoảng 85% là nước, 12% là cồn ethyl, rượu, vài loại acid khác. Trong rượu vang còn có cả nhiều loại đường, carbohydrate, aldehyde thơm, ketone, phenlic, enzyme, chất tạo màu, nhiều loại vitamin, vài loại muối khoáng và một số các chất khác.
Được biết cho đến nay trong hỗn hợp rượu vang có trên 300 thành phần các chất khác nhau, hơn phân nửa đã được phát hiện từ năm 1956, khi mà các phương pháp hóa học đã bắt đầu phát triển. Hầu hết các yếu tố tạo thêm giá trị và sự đa dạng của rượu chính là mùi vị. Mùi vị hầu như không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, mặt khác nếu dùng không quá nhiều thì rượu còn có tác dụng tốt cho sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa tốt, đặc biệt các loại rượu đỏ còn có thể phòng bệnh tim mạch. Trong rượu không có chất béo hay cholesterol và có nhiều calories (G.
Soleas et al, 1997).2 Tổng quan quá trình lên men rượu 2.1 Khái niệm Lên men rượu là quá trình lên men được thực hiện nhờ nấm men trong điều kiện yếm khí, cơ chất chủ yếu là đường được chuyển thành rượu etylic và CO2, đồng thời giải phóng năng lượng. 3 Phương trình phản ứng: C6 H12 O 6 2C 2 H5 OH + 2CO 2 + Q 2.2 Các giai đoạn của quá trình lên men rượu Trong công nghệ sản xuất rượu, lên men là quá trình quan trọng nhất. Nó quyết định chất lượng của sản phẩm. Nhìn chung, quá trình lên men rượu trải qua hai giai đoạn: giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ.1 Quá trình lên men chính Quá trình lên men rượu có thể tiến hành ở trong các bồn gỗ sồi hoặc thùng kim loại với nhiều kích thước và hình dạng khác nhau.
Thông thường, sau khi tiếp nhận giống men thuần vào bồn lên men khoảng vài giờ sẽ xuất hiện những dấu hiện đầu tiên của quá trình lên men đó là những bọt khí CO2 xuất hiện bám xung quanh thành bồn lên men và từ từ hình thành các ốc đảo bởi bề mặt nước nhỏ lớn dần lên và bao phủ toàn bề mặt. Quá trình này sẽ mạnh dần ở các giờ tiếp theo. Thông qua việc theo dõi biến động của nhiệt độ, lượng CO2 thoát ra, màu sắc của lớp bọt và nhất là tốc độ giảm dần của hàm lượng đường thì sẽ xác định được thời điểm cực đại của quá trình lên men rượu. Sau đó quá trình lên men rượu vang sẽ yếu dần đi đến khi kết thúc quá trình lên men chính.
Một chu trình lên men chính có thể kéo dài từ 5 – 18 ngày. Quá trình lên men chính là giai đoạn tạo độ cồn cho rượu [1].2 Quá trình lên men phụ Khi kết thúc quá trình lên men chính sẽ tiếp tục tiến hành quá trình lên phụ. Ở thời kì lên men phụ, lượng đường sót lại tiếp tục hóa thành CO2 và C2H5OH dù rất yếu và chậm chạp.Quá trình lên men phụ kéo dài từ 2 – 3 tuần, có khi dài hơn tùy thuộc vào hàm lượng đường có trong dịch lên men và hoạt động của nấm men mạnh hay yếu. Ở quá trình lên men phụ được tiến hành bởi vi khuẩn lactic như: Lactobacillus, Pediococcus,…Trong quá trình lên men phụ các acid hữu cơ có trong quả cũng như được tạo ra trong giai đoạn lên men chính sẽ được chuyển hóa tiếp tục để làm cho vị của rượu trở nên chua dịu.
Còn acid citric và đường quả cũng như đường bổ sung được chuyển hóa thành dyaxetyl, axeton, 2-3 bultylenglicol là những tiền thân trong 4 việc tạo hương thơm đặc trưng cho rượu đồng thời quá trình này còn tạo ra acid acetic và acid lactic. Cuối giai đoạn này, rượu được hình thành, CO2 được bão hòa, các hạt lơ lửng trong vang. Việc kéo dài thời gian lên men phụ của rượu không phải bao giờ cũng cho kết quả tốt hơn, ngược lại đôi khi lượng đường sót lại là nguồn thức ăn tốt cho vi sinh vật gây hại. Một số sản phẩm được coi là đã lên men hoàn toàn khỏe mạnh nếu hàm lượng còn sót lại ít hơn 1 – 2 g/l (L.
Rebordinos et al, 2011).3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu 2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát triển và lên men của nấm men. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men nằm trong khoảng 25 - 28°C (T. Homma et al, 2003). Nếu lên men ở nhiệt độ thấp (t° < 16°C) thì nấm men hoạt động chậm và yếu hơn, lên men ở nhiệt độ cao ( t° > 36°C) thì nấm men bị ức chế và lên cao hơn thì nấm men chết dần, thuận lợi cho vi khuẩn sinh acid acetic, tạo nhiều ester, aldehyde và tổn thất rượu.
Trong giới hạn nhiệt độ nấm men hoạt động được, lên men ở nhiệt độ thấp (18 - 22°C) thường cho kết quả tốt hơn lên men ở nhiệt độ cao vì nhiệt độ lên men thấp sẽ ức chế được sự phát triển của vi khuẩn và nấm men dại, thời gian kéo dài, hiệu suất chuyển đường thành rượu cao hơn và quá trình tạo hương cho sản phẩm cũng tốt hơn, do hương thơm tạo thành khuếch tán sâu vào trong dung dịch (T. Homma et al, 2003).2 Ảnh hưởng của pH môi trường Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong một môi trường pH nhất định. Đối với các loại nấm men để sản xuất rượu, pH trong khoảng 4 – 6 là thích hợp nhất để nấm men hoạt động. Đối với dịch đường từ nguyên liệu tinh bột thường khống chế ở pH = 4.2, nhằm giữ cho amylase tiếp tục chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên men được.
Tăng pH sẽ dễ bị nhiễm khuẩn, glycerin tạo nhiều hơn và giảm hiệu suất lên men.2 nấm men tuy phát triển chậm hơn so với pH 4 – 6 nhưng tạp khuẩn hầu như không phát triển. Tới lúc nào đó nấm men phát triển nhiều và đủ mạnh tăng pH đến tối ưu cho nấm men phát triển nhanh hơn.
