Luận văn thạc sĩ sinh học: Ứng dụng enzym tanase thủy phân tanin và thử nghiệm lên men rượu vang từ dịch ép quả điều

• Tác giả: Võ Thị Thu Giang
• Người hướng dẫn: Nguyễn Văn Khoa
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng enzym tanase thủy phân tanin và lên men rượu vang từ dịch ép quả điều
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Khái quát về cây điều
• 1.2. Tình hình sản xuất, chế biến và tiêu thụ hạt điều
• 1.3. Phân loại và cấu trúc
• 1.4. Định nghĩa và tính đặc hiệu
• 1.5. Thành phần cấu tạo và cơ chế xúc tác của enzym tanase
• 1.6. Ứng dụng và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzym
• 1.7. Liên kết hóa học giữa gelatin và tanin
• 1.8. Giới thiệu chung về rượu vang
• 1.9. Phân loại rượu vang
• 1.10. Tình hình sản xuất rượu vang
• 1.10.1. Trên thế giới
• 1.11. Cơ chế lên men rượu vang
• 1.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
• 1.12.1. Ảnh hưởng của pH
• 1.12.2. Ảnh hưởng của hàm lượng khí oxy
• 1.12.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 1.12.4. Ảnh hưởng của nồng độ đường
• 1.12.5. Ảnh hưởng của nồng độ etanol
• 1.12.6. Ảnh hưởng của thời gian lên men
• 1.12.7. Ảnh hưởng của CO2
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Dịch ép quả điều
• 2.2.2. Vi sinh vật
• 2.3. MÔI TRƯỜNG, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Môi trường
• 2.3.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Xác định thành phần dinh dưỡng ở dịch ép quả điều ban đầu
• 2.4.2. Xác định sự ảnh hưởng của giá trị pH, nhiệt độ ở dịch ép quả điều và hàm lượng enzym tanase đến hiệu suất thủy phân tanin
• 2.4.3. Xác định sự ảnh hưởng của hàm lượng gelatin và nhiệt độ ở dịch ép quả điều đến hiệu suất tách loại tanin
• 2.4.4. Khảo sát môi trường nuôi cấy và xác định chủng nấm men thích hợp cho quá trình lên men dịch ép quả điều
• 2.4.5. Xác định điều kiện tối ưu hóa trong quá trình lên men rượu vang điều
• 2.4.6. Xây dựng quy trình lên men rượu vang điều
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.5.1. Xác định hàm lượng tanin theo phương pháp Lowenthal
• 2.5.2. Xác định hàm lượng polyphenol
• 2.5.3. Khả năng bắt gốc tự do theo DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl)
• 2.5.4. Xác định năng lực khử
• 2.5.5. Xác định hiệu suất tách loại tanin
• 2.5.6. Xác định hàm lượng chất khô hòa tan (oBrix)
• 2.5.7. Xác định hàm lượng axit tổng số
• 2.5.8. Xác định tế bào nấm men bằng buồng đếm hồng cầu
• 2.5.9. Xác định độ cồn trong rượu
• 2.5.10. Đánh giá cảm quan
• 2.5.11. Xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. MỘT SỐ CHỈ TIÊU DINH DƯỠNG TRONG DỊCH ÉP QUẢ ĐIỀU BAN ĐẦU
• 3.2. KHẢO SÁT THỦY PHÂN TANIN BẰNG ENZYM TANASE
• 3.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT TÁCH LOẠI TANIN BẰNG GELATIN
• 3.4. MỘT SỐ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG DỊCH ÉP QUẢ ĐIỀU SAU XỬ LÝ
• 3.5. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY VÀ NẤM MEN THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN
• 3.5.1. Kết quả xác định môi trường và thời điểm dừng ở quá trình nhân giống nấm men
• 3.5.2. Kết quả lựa chọn nấm men để lên men rượu vang điều
• 3.6. TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN LÊN MEN
• 3.7. XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG ĐIỀU
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về cây điều và quả điều

Cây điều (Anacardium occidentale) là cây công nghiệp lâu năm, có nguồn gốc từ Brasil và được trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới. Quả điều gồm hai phần: quả giả (cuống điều) và quả thật (hạt điều). Quả giả chứa nhiều dinh dưỡng như vitamin C, polyphenol và tanin, nhưng thường bị bỏ đi do vị chát. Nghiên cứu ứng dụng enzym tanase thủy phân tanin và lên men rượu vang từ dịch ép quả điều nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu này, giảm lãng phí và ô nhiễm môi trường.

1.1. Thành phần dinh dưỡng của quả điều

Quả điều giàu vitamin C, polyphenol và tanin. Vitamin C trong dịch ép quả điều cao gấp 5 lần so với cam. Tanin, mặc dù có lợi cho sức khỏe, lại gây vị chát khó chịu. Enzym tanase được nghiên cứu để thủy phân tanin, giảm vị chát mà vẫn giữ được các hợp chất có lợi.

1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ điều

Việt Nam là nước xuất khẩu hạt điều lớn nhất thế giới, nhưng quả điều thường bị bỏ đi. Mỗi năm, khoảng 2,5-3 triệu tấn quả điều bị lãng phí. Nghiên cứu ứng dụng enzym tanase không chỉ giúp tận dụng nguồn nguyên liệu này mà còn tạo ra sản phẩm mới, góp phần đa dạng hóa ngành điều.

II. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng enzym tanase

Enzym tanase được sử dụng để thủy phân tanin trong dịch ép quả điều. Phương pháp này kết hợp với gelatin để tách loại tanin hiệu quả, giảm vị chát mà vẫn giữ được các hợp chất dinh dưỡng. Quá trình lên men rượu vang từ dịch ép quả điều được thử nghiệm để tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao.

2.1. Thủy phân tanin bằng enzym tanase

Enzym tanase được nghiên cứu để thủy phân tanin trong dịch ép quả điều. Các yếu tố như pH, nhiệt độ và hàm lượng enzym được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất. Kết quả cho thấy, phương pháp này giảm đáng kể vị chát mà vẫn giữ được hàm lượng polyphenol và vitamin C.

2.2. Tách loại tanin bằng gelatin

Gelatin được sử dụng để tách loại tanin sau quá trình thủy phân. Phương pháp này hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống, vì không làm mất các vitamin và hợp chất dinh dưỡng khác. Dịch ép sau xử lý có thể sử dụng để lên men rượu vang.

III. Lên men rượu vang từ dịch ép quả điều

Dịch ép quả điều sau khi tách loại tanin được sử dụng để lên men rượu vang. Quá trình lên men được tối ưu hóa về nhiệt độ, pH và thời gian để đạt chất lượng sản phẩm tốt nhất. Rượu vang điều có hương vị thơm ngon, giàu dinh dưỡng và có tiềm năng thương mại cao.

3.1. Tối ưu hóa quá trình lên men

Các yếu tố như nhiệt độ, pH và thời gian lên men được nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình. Kết quả cho thấy, nhiệt độ 25-30°C và pH 4-5 là điều kiện lý tưởng để lên men rượu vang từ dịch ép quả điều.

3.2. Đánh giá chất lượng rượu vang điều

Rượu vang điều được đánh giá về độ cồn, hương vị và hàm lượng dinh dưỡng. Sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng, có hương vị thơm ngon và giàu polyphenol, mang lại lợi ích cho sức khỏe.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu ứng dụng enzym tanase thủy phân tanin và lên men rượu vang từ dịch ép quả điều có ý nghĩa khoa học lớn, vì đây là nghiên cứu đầu tiên sử dụng enzym tanase cho dịch ép quả điều. Về thực tiễn, nghiên cứu giúp tận dụng nguồn nguyên liệu bị bỏ đi, giảm ô nhiễm môi trường và tăng thu nhập cho nông dân.

4.1. Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu mở ra hướng mới trong việc sử dụng enzym tanase để xử lý tanin trong dịch ép quả điều. Phương pháp kết hợp enzym tanase và gelatin mang lại hiệu quả cao, giảm vị chát mà vẫn giữ được các hợp chất dinh dưỡng.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu giúp tận dụng nguồn nguyên liệu quả điều, giảm lãng phí và ô nhiễm môi trường. Sản phẩm rượu vang điều có tiềm năng thương mại cao, góp phần đa dạng hóa sản phẩm ngành điều và tăng thu nhập cho nông dân.