Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu trái cây từ cherry (2009)

Tài liệu đồ án tốt nghiệp nghiên cứu chi tiết quy trình sản xuất rượu trái cây từ cherry. Khảo sát các thông số công nghệ tối ưu cho quá trình lên men.

• Tác giả: Trần Văn Phong
• Người hướng dẫn: KS. Phạm Minh Nhựt
• Trường học: Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM
• Chuyên ngành: Môi trường và Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Quy trình sản xuất rượu cherry
• Loại tài liệu: graduation project
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Quy trình Sản xuất Rượu Cherry

Quy trình sản xuất rượu cherry là một lĩnh vực công nghệ sinh học quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm hiện đại. Cherry, một loại trái cây quý giá với hàm lượng vitamin và chất dinh dưỡng cao, được sử dụng để tạo ra những sản phẩm rượu vang chất lượng cao. Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển quy trình sản xuất tối ưu nhằm tạo ra sản phẩm rượu cherry đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế. Sản xuất rượu cherry không chỉ giúp tối ưu hóa giá trị của trái cây mà còn mở ra những cơ hội kinh doanh lớn cho các doanh nghiệp sản xuất rượu. Nghiên cứu này cung cấp những hướng dẫn chi tiết và khoa học cho những ai muốn khởi động hoặc cải thiện quy trình sản xuất rượu cherry của mình.

1.1. Ý Nghĩa Khoa Học và Thực Tiễn

Ý nghĩa khoa học của đồ án sản xuất rượu cherry nằm ở việc ứng dụng công nghệ lên men hiện đại sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Điều này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Về thực tiễn, việc phát triển quy trình sản xuất rượu cherry hiệu quả góp phần vào công nghiệp nông sản, tạo thêm giá trị gia tăng cho nông dân và doanh nghiệp, đồng thời tạo ra sản phẩm có giá trị cao trên thị trường quốc tế.

1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu Chính

Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp là tìm ra quy trình sản xuất rượu cherry đạt được những tiêu chí tối ưu nhất về chất lượng, hương vị và độ an toàn. Đồ án khảo sát các thông số quan trọng như tỷ lệ pha loãng, pH, nồng độ chất khô (0Bx), tỷ lệ nấm men và thời gian lên men để xác định điều kiện lý tưởng cho sản xuất rượu cherry chất lượng cao.

II. Nguyên Liệu và Vi Sinh Vật trong Sản xuất Rượu Cherry

Nguyên liệu chính trong quy trình sản xuất rượu cherry là trái cherry tươi, có thành phần hoá học phong phú bao gồm đường, axit hữu cơ, vitamin C, anthocyanins và các chất chống oxy hóa. Vi sinh vật quan trọng được sử dụng là nấm men Saccharomyces cerevisiae, được cố định trong gel alginate để tăng hiệu suất lên men. Quy trình sản xuất rượu cherry sử dụng nấm men đã cố định có nhiều lợi thế so với phương pháp truyền thống, bao gồm giảm thời gian sản xuất, nâng cao độ ổn định và cho phép tái sử dụng nấm men nhiều lần. Cherry chứa đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của nấm men, giúp quá trình lên men diễn ra hiệu quả và tạo ra sản phẩm có độ alcohol phù hợp.

2.1. Đặc Điểm của Trái Cherry

Cherry là trái cây chứa nhiều chất dinh dưỡng với hàm lượng vitamin C cao, chất xơ, khoáng chất và anthocyanins. Thành phần hoá học của cherry gồm có đường (glucose, fructose), axit citric, axit malic, và các polyphenol có tính chất chống oxy hóa mạnh. Những đặc tính này làm cho cherry trở thành nguyên liệu lý tưởng cho sản xuất rượu cherry có chất lượng cao và giá trị dinh dưỡng tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.

2.2. Vai Trò của Saccharomyces cerevisiae

Nấm men Saccharomyces cerevisiae đóng vai trò then chốt trong quy trình sản xuất rượu cherry, chuyển hóa đường thành alcohol và CO2. Sử dụng nấm men cố định trong gel alginate mang lại những lợi ích vượt trội: tăng hiệu suất lên men, giảm thời gian sản xuất từ 8-10 ngày xuống còn 8 ngày, và cho phép tái sử dụng nấm men. Điều này giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm rượu cherry cuối cùng.

III. Các Thông Số Kỹ Thuật Quan Trọng trong Quy trình Sản xuất

Quy trình sản xuất rượu cherry phải kiểm soát chặt chẽ nhiều thông số kỹ thuật để đạt được chất lượng tối ưu. Theo đồ án tốt nghiệp, các thông số công nghệ tối ưu bao gồm: tỷ lệ pha loãng 1:1 (rượu:nước cất), pH 4,0, nồng độ chất khô 20°Bx, tỷ lệ nấm men 15% và thời gian lên men 8 ngày. Mỗi thông số đều ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Việc khảo sát chi tiết các thông số này giúp xác định điều kiện lý tưởng cho sản xuất rượu cherry đạt tiêu chuẩn. Pha loãng giúp điều chỉnh độ cồn, pH kiểm soát hoạt động của nấm men, nồng độ chất khó ảnh hưởng đến hương vị, và thời gian lên men quyết định mức độ chín của sản phẩm.

3.1. Kiểm Soát pH và Nồng Độ Chất Khô

pH tối ưu (4,0) tạo môi trường lý tưởng cho nấm men Saccharomyces cerevisiae phát triển và chuyển hóa đường thành alcohol. Nồng độ chất khô 20°Bx cung cấp đủ carbohydrates cho quá trình lên men kéo dài 8 ngày. Việc kiểm soát pH ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn, trong khi nồng độ chất khô phù hợp đảm bảo sản xuất rượu cherry có độ alcohol và hương vị cân bằng tốt.

3.2. Thời Gian Lên Men và Tỷ Lệ Nấm Men

Thời gian lên men 8 ngày được xác định là tối ưu sau nhiều thí nghiệm khảo sát chi tiết trong đồ án sản xuất rượu cherry. Tỷ lệ nấm men 15% cung cấp đủ sinh khối để lên men hoàn toàn mà không quá dư thừa. Những thông số này đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra hiệu quả, tạo ra sản phẩm rượu cherry với chất lượng loại khá và đánh giá cảm quan cao từ người tiêu dùng.

IV. Đánh Giá Chất Lượng và Kết Quả Sản phẩm Rượu Cherry

Sau khi hoàn thành quy trình sản xuất rượu cherry, sản phẩm được kiểm tra chi tiết các thông số đã khảo sát để đánh giá sự thay đổi trong quá trình lên men. Đánh giá cảm quan là bước quan trọng để xác định mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với sản phẩm. Theo đồ án tốt nghiệp này, sản phẩm rượu cherry cuối cùng đạt chất lượng loại khá với các tiêu chí đánh giá bao gồm màu sắc, mùi hương, vị và độ trong suốt. Kết quả thí nghiệm cho thấy quy trình sản xuất rượu cherry được xây dựng dựa trên khảo sát khoa học đã thành công, tạo ra sản phẩm có tiềm năng thương mại cao và giá trị dinh dưỡng tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.

4.1. Phương Pháp Đánh Giá Cảm Quan Sản phẩm

Đánh giá cảm quan sản phẩm rượu cherry được thực hiện bởi hội đồng chuyên gia và người tiêu dùng để kiểm tra chất lượng toàn diện. Các tiêu chí đánh giá bao gồm: màu sắc (độ đỏ/tím từ anthocyanins), mùi hương (aroma từ esters và acids), vị (cân bằng giữa ngọt và chua), độ trong suốt (clarity) và cảm giác trên vòm miệng. Quy trình sản xuất rượu cherry được đánh giá là thành công khi sản phẩm đạt chất lượng loại khá trở lên, cho thấy quy trình tối ưu hóa đã hiệu quả.

4.2. Ứng Dụng và Phát Triển Thương Mại

Quy trình sản xuất rượu cherry được phát triển từ đồ án tốt nghiệp này có tiềm năng ứng dụng cao trong ngành công nghiệp sản xuất rượu vang. Sản phẩm rượu cherry chất lượng loại khá được tạo ra có giá trị thương mại lớn và khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Việc áp dụng quy trình công nghệ này vào sản xuất quy mô công nghiệp có thể tạo ra những sản phẩm có giá trị cao, tăng thu nhập cho nông dân và doanh nghiệp, đồng thời góp phần phát triển nền công nghiệp thực phẩm và nông sản nước ta.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Rượu trái cây là loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là một loại thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sức khỏe con người khi sử dụng điều độ. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, người ta sử dụng nhiều loại trái cây để sản xuất ra từ nhiều loại rượu trái cây khác nhau như táo, nho, dứa,. Trong đó nổi tiếng với loại rượu vang được làm từ nho mà hiện nay được nhiều người ưa chuộng. Ở nước ta, sản phẩm rượu trái cây chưa được quan tâm nhiều, quy mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công, lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí nên năng suất, chất lượng cao.

Tuy nhiên, một loại trái cây rất phổ biến ở Nam Bộ mà cụ thể là ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long đã được sản xuất thành rượu đó là Cherry. Mà hiện nay ở tại xã Bình Phú – tỉnh Bến Tre đã có cơ sở sản xuất rượu Cherry. Từ trước đên nay, nhiều nghiên cứu ứng dụng nấm men Saccharomyces spp để sản xuất rượu trái cây. Do đó trong đề tài này chúng tôi sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae để nghiên cứu, khảo sát những điều kiện tối ưu nhất để sản xuất rượu trái cây từ cherry.

Chúng tôi nghiên cứu xem việc ứng dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong những điều kiện khác nhau thì điều kiện nào tạo sản phẩm tốt nhất, đem lại chất lượng cao và hiệu quả kinh tế. Đây là một nhu cầu thiết thực để tạo ra một sản phẩm mới trên thị trường. Vì lý do đó chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “nghiên cứu sản xuất rượu trái cây từ cherry” tại Phòng thí nghiệm Vi sinh, Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Rượu trái cây được xem là những thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì thực chất chỉ là nước trái cây lên men, có thể dùng làm thức uống hoặc pha chế tạo thành các dạng cocktail. -1- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS.

Phạm Minh Nhựt Trái cây tươi không những là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mà còn là thực phẩm tươi phục vụ trực tiếp trong đời sống hàng ngày như cung cấp vitamin, acid hữu cơ, muối khoáng. cho con người. Do nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm nên việc bảo quản trái cây tươi là rất khó, dễ bị thối, hỏng sau khi thu hoạch và vận chuyển làm giảm phẩm chất ban đầu của trái cây. Do đó bên cạnh việc bảo quản trái cây tươi thì việc chế biến các loại trái cây cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giá trị sử dụng của các loại trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, đồng thời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo việc làm ổn định và tăng thu nhập làm cho người dân.

Từ lâu chúng ta đã biết chế biến trái cây bằng nhiều phương pháp tạo ra các sản phẩm khác nhau nhưng vẫn giữ đuợc giá trị dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho con người như: sản phẩm trái cây ướp đường, trái cây nấu chín, mứt trái cây sấy khô, dịch trái cây lên men để tạo ra các sản phẩm rượu, đặc biệt là rượu Vang trái cây. Mỗi loại trái cây sau khi lên men đều có hương vị thơm ngon riêng biệt cho ta cảm giác sảng khoái. Rượu vang trái cây thực chất là sản phẩm dịch lên men đã trở thành một loại rượu truyền thống lâu đời ở các nước có vùng nguyên liệu trái cây phong phú. Trên thế giới hiện đã có hàng trăm loại rượu vang trái cây khác nhau được sản xuất ở quy mô công nghiệp và quy mô gia đình.

Rượu vang trái cây là sản phẩm đuợc ưa chuộng nhiều trên thế gíới vì hầu hết trong tất cả các buổi lễ hội, các buổi tiệc gia đình, nó là một trong những đồ uống không thể thiếu được. Rượu vang trái cây đã trở thành thức uống truyền thống từ xa xưa của người Âu - Mỹ. Hiện nay, người châu Á cũng đã làm quen với rượu vang trái cây trong mỗi bữa ăn. Với nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương tuỳ từng mùa, từng thời vụ mà chúng ta tạo ra những sản phẩm rượu Vang trái cây mong muốn.

Bản chất của rượu vang trái cây là sản phẩm được sản xuất từ nước dịch trái cây bằng phương pháp lên men với sự tham gia của chủng nấm men Saccharomyces -2- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS. Phạm Minh Nhựt cerevisiae. Trong thành phần rượu Vang trái cây, ngoài đường bị lên men thành cồn etylic (độ cồn 90 - 170) còn có những thành phần khác ở trái cây chẳng hạn như: vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ. Nước ta là xứ sở của các loại trái cây nhiệt đới như: nho, xoài, dứa, mít, cherry… có thể nói đây là nguồn nguyên liệu đa dạng phong phú cho việc nghiên cứu và chế biến các loại rượu vang trái cây.3 Mục tiêu nghiên cứu.

 Hoàn thiện quy trình để tạo ra sản phẩm rượu cherry.  Xác định các thông số tối ưu cho quá trình lên men 1. Nội dung nghiên cứu  Hoàn thiện quy trình sản xuất rượu trái cây từ cherry  Phân lập nấm men Saccharomyces serevisiae từ cherry  Cố định nấm men Saccharomyces cerevisiae trong hạt gel alginate  Khảo sát tỷ lệ pha loãng ảnh hưởng đến quá trình lên men  Khảo sát nồng độ đường thích hợp cho quá trình lên men  Khảo sát pH thích hợp nhất cho quá trình lên men  Khảo sát tỷ lệ nấm men được cho vào dịch lên men ảnh hưởng đến quá trình lên men.  Khảo sát thời gian lên men để cho ra sản phẩm tốt nhất.

Phạm vi nghiên cứu  Tiến hành xây dựng một quy trình sản xuất rượu trái cây  Đối tượng nghiên cứu: trái Cherry (sơri)  Do thời gian có hạn chúng tôi tiến hành nghiên cứu tạo ra rượu cherry có độ cồn 9 – 110. -3- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS. Phạm Minh Nhựt CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.

Giới thiệu về trái cây Cherry [8],[9],[11] 2. Phân loại khoa học Giới (regnum): Plantae Ngành (divisio): Magnoliophyta Lớp (class): Magnoliopsida Bộ (ordo): Malpighiales Họ (familia): Malpighaceae Chi (genus): Malpighia Loài (species): M. Vùng phân bố trong và ngoài nước Cây cherry là loại cây ăn quả chủ yếu phân bố ở các nước nhiệt đới. Hiện nay, chỉ được trồng tương đối ít ở Florida (Mỹ), Cuba, Mexico, Ấn Độ.

Ngoài Florida được trồng với diện tích lớn thì các vùng khác chỉ trồng phân tán trên diện tích hẹp, rải rác nhiều nơi.1: Cây cherry được trồng ở Việt Nam Ở Việt Nam, là một trong những loại trái cây đặc trưng của miền Nam và nhất là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long. Tại đây, cherry được trồng khắp các địa phương -4- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS. Phạm Minh Nhựt nhưng tập trung chủ yếu là tỉnh Tiềng Giang và xã Bình Phú thuộc – Bến Tre. Nhưng Tiềng Giang vẫn là tỉnh có diện tích trồng cherry tập trung nhiều nhất và phần lớn cherry được trồng tập trung các xã trọng điểm: xã Bình Ân, Bình Nghị, Tân Đông của huyện Gò Công, xã Long Thuận, Long Hưng, Long Hòa thuộc thị xã Gò Công…và được biết từ lâu với tên gọi cherry Gò Công.

Chỉ ở đây quả cherry mới mang đầy đủ hương vị chua ngọt đặc sắt mà chưa nới nào có thể sánh được. 2: Cây cherry ở Việt Nam Cây cherry được trồng ở miền nam Việt Nam không phải là cây cherry của các nước ôn đới, thuộc họ hoa hồng thường gọi là phúc bồn tử. Là một loại cây ăn trái nhiệt đới, cherry hay còn gọi là kim đồng nam, cherry vuông, danh pháp khoa học Malpighia glabra. Là một loài cây bụi hay cây thân gỗ nhỏ có quả nằm trong họ Malpighiaceae cho trái có hình dạng và hương vị tương tự như trái mà phương tây gọi là Cherry Bacbat.

Cherry Bacbat có nguồn gốc ở châu Mỹ Latinh là loại thực vật mọc tự nhiên ở Lesser Antilles rải rác từ St.Croix đến Trinidad, cũng xuất hiện ở Caracao, Margarita và vùng lân cận phía Bắc Nam Mỹ, miền Nam Brazil. Chúng được thuần hóa tại Cuba, Jamaica, Puerto Rico và được trồng phổ biến ở trang trại Bahamas, Bermuda va một vài khu vực ở trung và nam Mỹ. Tóm lại cherry thuộc họ Malpighaceae có nguồn gốc ban đầu ở phía Bắc Mỹ, Trung Mỹ và sau là Nam Mỹ. Ở Việt Nam, cherry được trồng chủ yếu ở miền Nam và giống hiện mới du nhập cách đây vài chục năm.

-5- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS. Phạm Minh Nhựt 2. Phân loại cherry ở Việt Nam 2. Giống cherry chua (cherry Gò Công) Là giống đang được ưa chuộng vì có năng suất cao, vị chua ngọt thích hợp với thị hiếu người tiêu dùng.

Được tiêu thụ trong nội địa, cherry chua thích hợp để làm sản phẩm nước ép hay xuất khảu sang các nước Singapore, Hồng Kông dưới dạng đông lạnh, quả tươi. 3: Cherry được trồng ở Gò Công 2. Giống cherry ngọt (cherry Bình Phú) Là loại cho quả chỉnh hơn và bóng đẹp hơn so với cherry chua, chủ yếu cung cấp thị trường tiêu thụ trong nước, không dùng xuất khẩu.4: Cherry được trồng ở Bình Phú -6- SVTH: Trần Văn Phong Đồ án tốt nghiệp GVHD: KS. Phạm Minh Nhựt 2.

Mô tả sơ bộ cây cherry Cây cherry: là một loại cây có tán lá rộng, rậm rạp hay cây nhỏ với chiều cao của cây có thể cao tới 3-5m, có nhiều cành nhỏ dài 1.5 – 1m trải rộng va rũ xuống với tán lá dày, có gai và thân cây nhỏ, đường kính 10cm, vỏ cây hơi xù xì và có màu nâu. Lá cây cherry thường màu xanh, dạng trơn hình trứng – hình mác, dài 5 -10cm với lá nhẵn. Hoa của cherry thì mọc thành tán với 2 – 5 hoa cùng nhau, mỗi hoa có đường kính 1 -1.5cm, với 5 cánh hoa. Hoa cherry nhỏ, có màu hồng, cánh hoa hình cài muỗng, mép răng cưa.5: Hoa của cây Cherry Quả chín có màu đỏ tươi, đường kính 2.5cm chứa 2 -3 hạt.

Tương đối tròn, màu đỏ, vàng hoặc đen, có cuống dài thường mọc thành đôi và tập trung thành từng nhóm trên các cành mang quả. Quả có thịt màu kem nhạt và vàng, tuy ngọt nhưng có thể hơi đắng. Cây không tự thụ phấn. Cherry ngọt thích hợp với vùng khí hậu ấm và khô.

Gỗ cherry thuộc loại gỗ cứng, khá được ưa chuộng để làm đồ gỗ cao cấp. Đây là loại quả mọng và có vị ngọt, chứa nhiều vitamin C và các chất dinh dưỡng khác.