Cải thiện chất lượng rượu vang mít

TÓM LƯỢC Với mục đích cải thiện chất lượng rượu vang mít: tăng hiệu suất trích ly rượu, cải thiện màu sắc và độ trong của rượu, cải thiện hương vị thơm ngon của rượu vang mít, đề tài tiến hành trên cơ sở sử dụng chế phẩm enzyme amylase và chế phẩm enzyme pectinase trong đường hóa nguyên liệu và phá hủy pectin của dịch quả trước giai đoạn lên men. Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Phân tích thành phần nguyên liệu mít nghệ; - Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme amylase trong quá trình thủy phân tinh bột; - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân tinh bột trong nguyên liệu mít nghệ; - Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men; - Khảo sát ảnh hưởng độ Brix và giá trị pH đến giá trị cảm quan của rượu vang mít; - Phân tích đánh giá chất lượng rượu thành phẩm. Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện các thí nghiệm, chúng tôi thu được các kết quả như sau: - Nguyên liệu mít nghệ có độ ẩm 66,25%; hàm lượng đường tổng số 23,48%; hàm lượng chất khô hoà tan 28%; pH của dịch mít là 5,33; - Điều kiện thích hợp cho chế phẩm enzyme amylase hoạt động trong giai đoạn thuỷ phân tinh bột trong nguyên liệu mít: nhiệt độ 65oC và pH 4,2; - Nồng độ enzyme amylase là 0,4% và thời gian thuỷ phân 60 phút thì hiệu quả thuỷ phân tinh bột trong nguyên liệu mít đạt được kết quả tốt; - Để giúp cho quá trình lắng trong của rượu cần bổ sung enzyme pectinase với nồng độ 0,04% trong quá trình đường hóa; - Hàm lượng chất khô và pH của dịch lên men thích hợp và cho kết quả đánh giá cảm quan tốt nhất là 23 độ Brix và pH 3,5; - Kết quả phân tích các chỉ tiêu hoá học của rượu thành phẩm trong các mẫu thí nghiệm đều đạt yêu cầu (ngoại trừ mẫu đối chứng); - Thời gian kết thúc quá trình lên men chính là 9 ngày. MỤC LỤC Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ . 1 1.1 Giới thiệu . 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu . 1 1.3 Nội dung nghiên cứu . 2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . .3 2.1 Cây Mít . 3 2.1.1 Mít nghệ . .5 2.1.2 Thu hoạch và bảo quản mít sau thu hoạch . 5 2.2 Enzyme pectinase và đặc tính kỹ thuật . .5 2.2.1 Pectinesterase (EC 3.1.1.11) . 5 2.2.2 Polygalacturonase (EC 3.2.1.40) . .6 2.2.3 Lyases (EC 4.2.2.10) . 7 2.3 Enzyme amylase và đặc tính kỹ thuật . 9 2.3.1 α-amylase (EC 3.2.1.1) . .9 2.3.2 β-amylase (EC 3.2.1.2) . 9 2.3.3 Glucoamylase (EC 3.2.1.3) . 10 2.3.4 Isoamylase(EC 3.2.1.68) và pullulanase (EC 3.2.1.41) . 10 2.3.5 Chế phẩm enzyme AMG 300L . .11 2.4 Nấm men . .12 2.5 Giới thiệu về rượu vang . .13 2.5.1 Lịch sử rượu vang . .13 2.5.2 Các loại rượu vang . 13 2.6 Biến đổi sinh hoá trong quá trình lên men . 14 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men . .19 2.7.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men . .19 2.7.2 Ảnh hưởng của pH . .19 2.7.3 Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men . 19 2.7.4 Ảnh hưởng của ánh sáng . .19 2.7.5 Ảnh hưởng ethanol . .20 2.8 Sản phẩm phụ trong quá trình lên men . .20 2.8.1 Sự tạo thành acid . 20 2.8.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử . .22 2.8.3 Sự tạo thành este . .22 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 23 3.1 Vật liệu . .23 3.2 Phương pháp nghiên cứu . 23 3.2.1 Sơ đồ sản xuất chung . 23 3.2.2 Phân tích thành phần nguyên liệu . .25 3.2.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột . .25 3.2.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ . .26 3.2.5 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít . .28 3.2.6 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số Km của chế phẩm enzyme glucoamylase . .29 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 31 4.1 Phân tích thành phần nguyên liệu . .31 4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột . .32 4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian thủy phân đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ . 34 4.4 Thí nghiệm 3: Theo dõi ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. .36 4.5 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số Km của chế phẩm enzyme amylase 41 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ . .42 5.1 Kết luận . 42 5.2 Đề nghị . .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 45 PHỤ CHƯƠNG . I 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH . I 1.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu mít . . I 1.2 Phương pháp kiểm tra độ cồn . I 1.3 Xác định acid toàn phần của rượu . . II 1.4 Xác định hàm lượng ester của rượu . .III 1.5 Định tính furfurol . .III 1.6 Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp Bertrand . .IV 1.7 Phân tích thành phần methanol . .VI 1.8 Xác định hàm lượng aldehyde . IX 2. T I Ê U C H U Ẩ N V I Ệ T N A M (TCVN 7045 : 2002) . .XIII 2.1 Phạm vi áp dụng . .XIII 2.2 Tiêu chuẩn viện dẫn . XIII 2.3 Định nghĩa . .XIV 2.4 Yêu cầu kỹ thuật . XIV 2.4.1 Yêu cầu cảm quan . .XIV 2.4.2 Chỉ tiêu hoá học . .XIV 2.4.3 Giới hạn hàm lượng kim loại nặng . .XIV 2.4.4 Chỉ tiêu vi sinh vật . .XV 2.4.5 Phụ gia thực phẩm . .XV 2.5 Phương pháp thử . XV 2.6 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển . .XVI 2.6.1 Bao gói . XVI 2.6.2 Ghi nhãn . .XVI 2.6.3 Bảo quản . .XVI 2.6.4 Vận chuyển . XVI 3. CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM . .XVII 3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột . .XVII 3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ . .XVII 3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít . . XVIII 4. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ . XIX 4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột . XIX 4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ . .XIX 4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít . .XX Các chỉ tiêu cảm quan rượu . .XXI 4.3.1 Màu sắc . .XXI 4.3.2 Mùi . .XXII 4.3.3 Vị . .XXII Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu Hiện nay, xã hội ngày càng phát triển, cuộc sống được nâng lên, vì vậy, nhu cầu sử dụng thực phẩm của con người ngày càng tăng và đòi hỏi chất lượng cũng khắt khe hơn. Tuy nhiên, những sản phẩm lên men vẫn là mặt hàng được nhiều người yêu thích bởi tính đa dạng và hương vị rất đặc trưng của chúng. Trong đó, có thể kể đến rượu vang trái cây, đây là loại rượu lên men từ các loại dịch quả không qua chưng cất, có độ cồn từ 9 - 15o. Nó được xem là thức uống có lợi cho sức khoẻ vì thực chất chỉ là nước trái cây lên men. Có nhiều nguồn thông tin cho rằng các sản phẩm thức uống lên men được sản xuất từ 7000 năm trước ở Babylon (hiện nay là Iraq), 5000 năm trước tại Ai Cập, 4000 năm trước tại Mexico và 3500 năm trước tại Sudan (Dirar, 1993; Pedersen, 1979). Nước ta với nguồn nguyên liệu trái cây phong phú là điều kiện thuận lợi để sản xuất loại sản phẩm rượu vang. Nhưng do sản phẩm này rất đa dạng nên để cạnh tranh được thị trường thế giới cần phải lựa chọn nguyên liệu mới cho sản phẩm. Và giải pháp đưa ra là nghiên cứu về nguyên liệu rượu vang mít. Mít có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi ở Malaysia, Indonexia, Philipin, . là loại cây dễ trồng, không kén đất, thời gian cho trái dài, có thể hàng trăm tuổi. Và Việt Nam cũng được xem là xứ sở của cây mít, vì thế việc sản xuất sản phẩm rượu vang mít có thể tiến hành nghiên cứu được. Tuy vậy, nguyên liệu có vách tế bào dày, hàm lượng protopectin và tinh bột còn cao nên gây khó khăn cho việc trích ly dịch quả cũng như việc làm trong dịch quả. Do vậy, việc sử dụng các chế phẩm sinh học để nâng cao chất lượng rượu vang từ nguồn nguyên liệu mít là rất có ý nghĩa. Áp dụng phương pháp này nhằm tạo ra một sản phẩm rượu vang hứa hẹn nhiều triển vọng với hương vị thơm ngon đặc trưng của trái mít. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Với mục tiêu cải thiện chất lượng rượu vang mít, đề tài tiến hành trên cơ sở nghiên cứu sử dụng chế phẩm amylase và chế phẩm pectinase trong việc làm trong và khảo sát các điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men nhằm cải thiện giá trị cảm quan rượu vang mít. 1.3 Nội dung nghiên cứu Với mục đích sử dụng chế phẩm enzyme amylase và chế phẩm enzyme pectinase đường hóa nguyên liệu phá hủy pectin của dịch quả trước lên men để cải thiện chất lượng rượu vang mít: tăng hiệu suất trích ly rượu, cải thiện màu sắc và độ trong của rượu, cải thiện hương vị thơm ngon của rượu vang mít, nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Phân tích thành phần nguyên liệu mít nghệ - Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme amylase trong quá trình thủy phân tinh bột - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân tinh bột trong nguyên liệu mít nghệ - Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men - Khảo sát ảnh hưởng độ Brix và giá trị pH đến giá trị cảm quan của rượu vang mít - Phân tích đánh giá chất lượng rượu thành phẩm.

pdf77 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 28/12/2012 | Lượt xem: 2500 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Cải thiện chất lượng rượu vang mít, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN TUẤN ANH CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG MÍT Mã ngành 08 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Người hướng dẫn TS. LÝ NGUYỄN BÌNH Tháng 01 2007 Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD ii LỜI CÁM ƠN Trong suốt thời gian năm năm học tập tại trường Đại học Cần Thơ, được sự chỉ dạy tận tình của các thầy cô, nay em xin chân thành gửi lời cám ơn đến tất cả quý thầy cô. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng - Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền dạy kiến thức và những kinh nghiệm quý báu cho em giúp em có hành trang cững chắc tiến bước vào đời. Xin cảm ơn các bạn lớp Công nghệ Thực phẩm khoá 28 đã cùng em chia sẻ những bài học quý báu và cùng em vượt qua chặng đường năm năm gian khó này. Và em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Nguyễn Bình Trưởng bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng - Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Cuối cùng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến cha mẹ và các anh chị em trong gia đình đã hy sinh vất vả và lao động khổ cực để em có thể hoàn thành tốt chương trình học tập này. Cần Thơ, ngày 14 tháng 6 năm 2007 Sinh viên thực hiện Trần Tuấn Anh Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD iii TÓM LƯỢC Với mục đích cải thiện chất lượng rượu vang mít: tăng hiệu suất trích ly rượu, cải thiện màu sắc và độ trong của rượu, cải thiện hương vị thơm ngon của rượu vang mít, đề tài tiến hành trên cơ sở sử dụng chế phẩm enzyme amylase và chế phẩm enzyme pectinase trong đường hóa nguyên liệu và phá hủy pectin của dịch quả trước giai đoạn lên men. Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Phân tích thành phần nguyên liệu mít nghệ; - Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme amylase trong quá trình thủy phân tinh bột; - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân tinh bột trong nguyên liệu mít nghệ; - Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men; - Khảo sát ảnh hưởng độ Brix và giá trị pH đến giá trị cảm quan của rượu vang mít; - Phân tích đánh giá chất lượng rượu thành phẩm. Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện các thí nghiệm, chúng tôi thu được các kết quả như sau: - Nguyên liệu mít nghệ có độ ẩm 66,25%; hàm lượng đường tổng số 23,48%; hàm lượng chất khô hoà tan 28%; pH của dịch mít là 5,33; - Điều kiện thích hợp cho chế phẩm enzyme amylase hoạt động trong giai đoạn thuỷ phân tinh bột trong nguyên liệu mít: nhiệt độ 65oC và pH 4,2; - Nồng độ enzyme amylase là 0,4% và thời gian thuỷ phân 60 phút thì hiệu quả thuỷ phân tinh bột trong nguyên liệu mít đạt được kết quả tốt; - Để giúp cho quá trình lắng trong của rượu cần bổ sung enzyme pectinase với nồng độ 0,04% trong quá trình đường hóa; - Hàm lượng chất khô và pH của dịch lên men thích hợp và cho kết quả đánh giá cảm quan tốt nhất là 23 độ Brix và pH 3,5; - Kết quả phân tích các chỉ tiêu hoá học của rượu thành phẩm trong các mẫu thí nghiệm đều đạt yêu cầu (ngoại trừ mẫu đối chứng); - Thời gian kết thúc quá trình lên men chính là 9 ngày. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD i MỤC LỤC Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................1 1.1 Giới thiệu ..................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................1 1.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................3 2.1 Cây Mít .....................................................................................................3 2.1.1 Mít nghệ.............................................................................................5 2.1.2 Thu hoạch và bảo quản mít sau thu hoạch .........................................5 2.2 Enzyme pectinase và đặc tính kỹ thuật ...................................................5 2.2.1 Pectinesterase (EC 3.1.1.11) ..............................................................5 2.2.2 Polygalacturonase (EC 3.2.1.40) ......................................................6 2.2.3 Lyases (EC 4.2.2.10) ..........................................................................7 2.3 Enzyme amylase và đặc tính kỹ thuật .....................................................9 2.3.1 α-amylase (EC 3.2.1.1) ......................................................................9 2.3.2 β-amylase (EC 3.2.1.2).......................................................................9 2.3.3 Glucoamylase (EC 3.2.1.3) ..............................................................10 2.3.4 Isoamylase(EC 3.2.1.68) và pullulanase (EC 3.2.1.41) ....................10 2.3.5 Chế phẩm enzyme AMG 300L ..........................................................11 2.4 Nấm men.................................................................................................12 2.5 Giới thiệu về rượu vang .........................................................................13 2.5.1 Lịch sử rượu vang ............................................................................13 2.5.2 Các loại rượu vang ..........................................................................13 2.6 Biến đổi sinh hoá trong quá trình lên men............................................14 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.......................................19 2.7.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men ......................................................19 2.7.2 Ảnh hưởng của pH ...........................................................................19 2.7.3 Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men...............................................19 2.7.4 Ảnh hưởng của ánh sáng..................................................................19 2.7.5 Ảnh hưởng ethanol ...........................................................................20 2.8 Sản phẩm phụ trong quá trình lên men ................................................20 2.8.1 Sự tạo thành acid .............................................................................20 2.8.2 Sự tạo thành alcol cao phân tử.........................................................22 2.8.3 Sự tạo thành este ..............................................................................22 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................23 3.1 Vật liệu....................................................................................................23 3.2 Phương pháp nghiên cứu.......................................................................23 3.2.1 Sơ đồ sản xuất chung .......................................................................23 3.2.2 Phân tích thành phần nguyên liệu ....................................................25 3.2.3 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột ........................25 3.2.4 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ ............................26 Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD ii 3.2.5 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. ...........................28 3.2.6 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số Km của chế phẩm enzyme glucoamylase .................................................................................................29 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................31 4.1 Phân tích thành phần nguyên liệu.........................................................31 4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột .....................32 4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian thủy phân đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ ........34 4.4 Thí nghiệm 3: Theo dõi ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. ........................36 4.5 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số Km của chế phẩm enzyme amylase ..41 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................42 5.1 Kết luận ..................................................................................................42 5.2 Đề nghị....................................................................................................44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................45 PHỤ CHƯƠNG ..................................................................................................... I 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .............................................................. I 1.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu mít............................................................... I 1.2 Phương pháp kiểm tra độ cồn.................................................................... I 1.3 Xác định acid toàn phần của rượu ............................................................ II 1.4 Xác định hàm lượng ester của rượu......................................................... III 1.5 Định tính furfurol.................................................................................... III 1.6 Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp Bertrand ..................IV 1.7 Phân tích thành phần methanol................................................................VI 1.8 Xác định hàm lượng aldehyde.................................................................IX 2. T I Ê U C H U Ẩ N V I Ệ T N A M (TCVN 7045 : 2002)...................... XIII 2.1 Phạm vi áp dụng .................................................................................. XIII 2.2 Tiêu chuẩn viện dẫn ............................................................................. XIII 2.3 Định nghĩa ...........................................................................................XIV 2.4 Yêu cầu kỹ thuật ...................................................................................XIV 2.4.1 Yêu cầu cảm quan .........................................................................XIV 2.4.2 Chỉ tiêu hoá học ............................................................................XIV 2.4.3 Giới hạn hàm lượng kim loại nặng ................................................XIV 2.4.4 Chỉ tiêu vi sinh vật ......................................................................... XV 2.4.5 Phụ gia thực phẩm ......................................................................... XV 2.5 Phương pháp thử ................................................................................... XV 2.6 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển..........................................XVI 2.6.1 Bao gói .........................................................................................XVI 2.6.2 Ghi nhãn .......................................................................................XVI 2.6.3 Bảo quản.......................................................................................XVI Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD iii 2.6.4 Vận chuyển...................................................................................XVI 3. CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM...................................................................XVII 3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột...............................XVII 3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ ........................................XVII 3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. .......................... XVIII 4. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ..................................................XIX 4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme glucoamylase trong quá trình thủy phân tinh bột................................XIX 4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ..................................XIX 4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men rượu vang mít. .............................. XX Các chỉ tiêu cảm quan rượu ............................................................................XXI 4.3.1 Màu sắc ........................................................................................XXI 4.3.2 Mùi ..............................................................................................XXII 4.3.3 Vị .................................................................................................XXII Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD iv DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1. Trái mít nghệ ..................................................................................................... 3 Hình 2. Cơ chế phân cắt của pectinesterase ................................................................. 6 Hình 3. Cơ chế phân cắt của polygalacturonase .......................................................... 7 Hình 4. Cơ chế phân cắt của pectin lyase...................................................................... 7 Hình 5. Cơ chế phân cắt của pectin lyase...................................................................... 8 Hình 6. Cơ chế phân cắt của hệ enzyme pectinase ...................................................... 8 Hình 7. Cơ chế phân cắt của hệ enzyme amylasa......................................................... 11 Hình 8. Nguyên liệu trái mít.... ...................................................................................... 31 Hình 9. Múi mít sau khi xử lý . ...................................................................................... 31 Hình 10. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt và pH đối với hoạt tính của glucoamylase ..... ...................................................................................... 33 Hình 11. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử sinh ra ở các mức nồng độ enzyme glucoamylase khác nhau.................. 35 Hình 12. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ rượu theo thời gian lên men ...................... 36 Hình 13. Các mẫu rượu thành phẩm ............................................................................ 38 Hình 14. Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính amylase ......... ...................................................................................... 41 Hình 15. Xây dựng đồ thị chuẩn methanol ................................................................... VII Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1. Thành phần hoá học của múi mít tính cho 100g ............................................ 4 Bảng 2. Thành phần hoá học của hạt mít tính cho 100g ............................................. 4 Bảng 3. Thành phần các acid amin không thay thế có trong hạt mít......................... 5 Bảng 4. Đặc điểm của α- amylase .................................................................................. 9 Bảng 5. Đặc tính của glucoamylase ............................................................................... 10 Bảng 6. Thành phần của nguyên liệu ............................................................................ 31 Bảng 7. Hàm lượng đường khử thu được sau quá trình đường hóa ở điều kiện pH và nhiệt độ khác nhau............................................................................................... 32 Bảng 8. Hàm lượng đường khử thu được sau quá trình thủy phân bằng enzyme amylase với các mức nồng độ và thời gian khác nhau ................................... 34 Bảng 9. Sự thay đổi hàm lượng cồn theo thời gian lên men ........................................ 36 Bảng 10A. Ảnh hưởng của pH và độ Brix đến hàm lượng rượu sinh ra ................... 37 Bảng 10B. Ảnh hưởng của độ Brix đến hàm lượng rượu sinh ra theo thời gian ...... 37 Bảng 10C. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng rượu sinh ra theo thời gian.............. 37 Bảng 11A. Ảnh hưởng của pH và độ Brix đến chỉ tiêu đánh giá cảm quan về màu sắc và độ trong của các mẫu rượu thành phẩm .............................................. 38 Bảng 11B. Ảnh hưởng của pH và độ Brix đến chỉ tiêu đánh giá cảm quan về mùi của các mẫu rượu thành phẩm ...................................................................................... 38 Bảng 11C. Ảnh hưởng của pH và độ Brix đến chỉ tiêu đánh giá cảm quan về vị của các mẫu rượu thành phẩm ...................................................................................... 38 Bảng 12A. Kết quả đánh giá cảm quan các chỉ tiêu của rượu vang mít chưa nhân thêm hệ số quan trọng ................................................................................ 39 Bảng 12B. Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang mít theo tiêu chuẩn Việt Nam ... 39 Bảng 13. Phân tích thành phần hóa học của sản phẩm ............................................... 40 Bảng 14. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính của enzyme amylase ......... 41 Bảng 14A. Bảng điểm mô tả đánh giá cảm quan chỉ tiêu màu sắc-độ trong của rượu vang mít ... ....................................................................................................... XI Bảng 14B. Bảng điểm mô tả đánh giá cảm quan chỉ tiêu mùi của rượu vang mít .... XI Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD vi Bảng 14C. Bảng điểm mô tả đánh giá cảm quan chỉ tiêu vị của rượu vang mít ....... XII Bảng 15. Cơ sở phân cấp chất lượng sản phẩm dựa trên điểm chung có trọng lượng XII Bảng 16. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme amylase .......... XVI Bảng 17. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân nguyên liệu mít nghệ..................................................................................... XVII Bảng 18. Phân tích các chỉ tiêu hóa học của sản phẩm................................................ XVIII Bảng A – Yêu cầu về cảm quan của rượu vang............................................................ XIV Bảng B – Các chỉ tiêu hoá học của rượu vang ............................................................. XIV Bảng C – Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng của rượu vang........................... XIV Bảng D – Các chỉ tiêu vi sinh vật của rượu vang ......................................................... XV Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 1 Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu Hiện nay, xã hội ngày càng phát triển, cuộc sống được nâng lên, vì vậy, nhu cầu sử dụng thực phẩm của con người ngày càng tăng và đòi hỏi chất lượng cũng khắt khe hơn. Tuy nhiên, những sản phẩm lên men vẫn là mặt hàng được nhiều người yêu thích bởi tính đa dạng và hương vị rất đặc trưng của chúng. Trong đó, có thể kể đến rượu vang trái cây, đây là loại rượu lên men từ các loại dịch quả không qua chưng cất, có độ cồn từ 9 – 15o. Nó được xem là thức uống có lợi cho sức khoẻ vì thực chất chỉ là nước trái cây lên men. Có nhiều nguồn thông tin cho rằng các sản phẩm thức uống lên men được sản xuất từ 7000 năm trước ở Babylon (hiện nay là Iraq), 5000 năm trước tại Ai Cập, 4000 năm trước tại Mexico và 3500 năm trước tại Sudan (Dirar, 1993; Pedersen, 1979). Nước ta với nguồn nguyên liệu trái cây phong phú là điều kiện thuận lợi để sản xuất loại sản phẩm rượu vang. Nhưng do sản phẩm này rất đa dạng nên để cạnh tranh được thị trường thế giới cần phải lựa chọn nguyên liệu mới cho sản phẩm. Và giải pháp đưa ra là nghiên cứu về nguyên liệu rượu vang mít. Mít có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi ở Malaysia, Indonexia, Philipin, ... là loại cây dễ trồng, không kén đất, thời gian cho trái dài, có thể hàng trăm tuổi. Và Việt Nam cũng được xem là xứ sở của cây mít, vì thế việc sản xuất sản phẩm rượu vang mít có thể tiến hành nghiên cứu được. Tuy vậy, nguyên liệu có vách tế bào dày, hàm lượng protopectin và tinh bột còn cao nên gây khó khăn cho việc trích ly dịch quả cũng như việc làm trong dịch quả. Do vậy, việc sử dụng các chế phẩm sinh học để nâng cao chất lượng rượu vang từ nguồn nguyên liệu mít là rất có ý nghĩa. Áp dụng phương pháp này nhằm tạo ra một sản phẩm rượu vang hứa hẹn nhiều triển vọng với hương vị thơm ngon đặc trưng của trái mít. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Với mục tiêu cải thiện chất lượng rượu vang mít, đề tài tiến hành trên cơ sở nghiên cứu sử dụng chế phẩm amylase và chế phẩm pectinase trong việc làm trong và khảo sát các điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men nhằm cải thiện giá trị cảm quan rượu vang mít. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 2 1.3 Nội dung nghiên cứu Với mục đích sử dụng chế phẩm enzyme amylase và chế phẩm enzyme pectinase đường hóa nguyên liệu phá hủy pectin của dịch quả trước lên men để cải thiện chất lượng rượu vang mít: tăng hiệu suất trích ly rượu, cải thiện màu sắc và độ trong của rượu, cải thiện hương vị thơm ngon của rượu vang mít, nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Phân tích thành phần nguyên liệu mít nghệ - Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme amylase trong quá trình thủy phân tinh bột - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme amylase và thời gian đến khả năng thủy phân tinh bột trong nguyên liệu mít nghệ - Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và giá trị pH đến hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên men - Khảo sát ảnh hưởng độ Brix và giá trị pH đến giá trị cảm quan của rượu vang mít - Phân tích đánh giá chất lượng rượu thành phẩm. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 3 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Cây Mít Theo bách khoa toàn thư Wikipedia, cây mít có danh pháp khoa học là Artocarpus heterophyllus thuộc giới Plantae, ngành Magnoliophyta, lớp Magnoliopsida, bộ Rosales, họ Moraceae, loài Heterophyllus. Cây mít còn có tên khoa học khác là Artocapus integrifolius. Mít được xếp vào loại cây lâu năm, từ khi trồng đến khi cho trái có thể từ 5 đến 7 năm tuổi, thời gian cho quả tương đối dài, khoảng 50 năm. Quả mít thuộc loại quả phức, có hình bầu dục kích thước (30-60) cm x (20-30) cm. Mít ra quả vào khoảng giữa mùa xuân và chín vào giữa và cuối mùa hè (tháng 5-10). Ở miền Nam nước ta, mít ra hoa gần như quanh năm nhưng cũng tập trung vào đầu mùa mưa. Cây mít được cho là có nguồn gốc ở phía tây dãy núi Ghats của Ấn độ và Bangladesh. Hiện nay, cây mít được trồng nhiều ở Ấn Độ, Malaysia, Thái Lan, Philipin, Braxin, các nước Đông Dương và vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam cây mít được trồng phổ biến ở các vùng nông thôn. Mít có nhiều loại như mít mật, mít dai, mít tố nữ (đặc sản của miền Nam) v.v, ngoài giá trị dinh dưỡng trong ẩm thực, nhiều bộ phận của cây mít cũng được sử dụng trong các vị thuốc. Ở Ấn Độ, mít hộp (múi mít đóng hộp với nước đường) là một mặt hàng xuất khẩu quan trọng. Trong mấy năm qua, Viện công nghiệp thực phẩm cũng đã nghiên cứu sản phẩm này và bước đầu đã thu được kết quả. Ngoài việc đóng hộp múi mít với nước đường, người ta còn chế biến mặt hàng nước mít đóng hộp. Ở nước ta, nhân dân còn sử dụng quả mít non, mít già để chế biến các món ăn hoặc phơi khô như một loại lương thực phụ. Nhiều món ăn chế biến từ mít chứa nhiều giá trị về dinh dưỡng và cảm quan như: mắm mít (Nghệ An), nộm mít, bánh mít, mít farci,... là những món ăn quen thuộc của nhân dân miền trung. Quả mít có giá trị lương thực, thực phẩm cao. Quả mít được chia làm 3 phần: vỏ quả và xơ chiếm khoảng 50 %; thịt quả (múi mít không hạt) chiếm 29 % và hạt chiếm khoảng 12 %. Trong đó, múi mít rất giàu về dinh dưỡng. Ta có (Bảng 1) thể hiện thành phần hóa học của múi mít. Hình 1. Trái mít nghệ Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 4 Bảng 1. Thành phần hoá học của múi mít tính cho 100g STT Thành phần g/100g 1 2 3 4 5 6 7 Nước Protein Chất béo Chất bột đường Đường khử Cellulose Chất khoáng Calci Phospho Sắt Natri Kali Vitamine Vitamine A Thiamine Niacine Vitamine C 72,0-77,2 g 1,3-1,9 g 0,1-0,3 g 18,9-25,4 g 6,4-8,0g 1,0-1,1 g 0,8-1,0 g 22 mg 38 mg 0,5 mg 2 mg 407 mg 540 I.U. 0,03 mg 4 mg 8-10 mg ( Theo tài liệu của www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp.) Múi mít được xếp vào loại thịt quả có giá trị dinh dưỡng cao thì hạt mít cũng được xem là loại hạt có giá trị về mặt lương thực. Hạt mít tươi (mới lấy ở quả ra) có 52- 57% nước, 7% protein và 38% chất bột đường. Ta có (Bảng 2) thể hiện thành phần hóa học của hạt mít. Bảng 2. Thành phần hoá học của hạt mít tính cho 100g STT Thành phần g/100g 1 2 3 4 5 6 Nước Protein Chất béo Chất bột đường Cellulose Chất khoáng Calci Phospho Sắt Natri Kali 51,6-57,77 g 6,6 g 0,4 g 38,4 g 1,5 g 1,25-1,50 g 0,05-0,55 mg 0,13-0,23 mg 0,5 mg 0,002-1,2 mg 407 mg ( Theo tài liệu của www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp.) Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 5 Khi xét về giá trị dinh dưỡng của hạt mít người ta chú ý đến các thành phần acid amin - đặc biệt là acid amin không thay thế có trong protein của hạt mít. Ta có (Bảng 3) thể hiện thành phần các acid amine không thay thế trong hạt mít. Bảng 3. Thành phần các acid amin không thay thế có trong hạt mít Các acid amin mg/100g nitơ Các acid amin mg/100g nitơ Valine Tryptophan Treonine Phenylalanine Cysteine 413 69 269 256 63 Methyonine Lycine Leucine Isoleucine 50 365 331 300 (Trần Đức Ba,2000) 2.1.1 Mít nghệ Giống mít nghệ cao sản có tên là Artocarplus hectorophyllus, là giống mít chịu khô hạn tốt, chống được giông bão. Trái to, múi thơm, giòn, ngọt, thích hợp ăn tươi hoặc chế biến xuất khẩu rất tốt, ngoài ra có thể sử dụng làm thức ăn chăn nuôi và lấy gỗ... Mít nghệ dễ trồng, ít công chăm sóc, ít sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, cho năng suất cao. Mít nghệ và mít tố nữ được xem là hai giống mít được trồng phổ biến ở Việt Nam. 2.1.2 Thu hoạch và bảo quản mít sau thu hoạch Mít là loại trái cây lớn nhất trong các loại trái cây phát triển từ hoa. Có thể nặng đến 80 lb (36,32kg) dài khoảng 36 in. (90cm) đường kính khoảng 20 in. (50cm). Mít có độ chín thuần thục sau 3 đến 8 tháng ra hoa. Thời gian này dài ngắn tuỳ thuộc từng giống mít. Khi chín có sự thay đổi màu sắc của trái mít từ màu xanh nhạt sang màu vàng đậm. Khi mít chín quá chúng sẽ hoá nâu và hư hỏng nhanh. Một số thí nghiệm chỉ ra rằng: có thể kéo dài quá trình của trái mít từ 3 đến 6 tuần trong kho mát ở nhiệt độ 52-55oF (11,11oC-12,78oC) và độ ẩm tương đối của không khí 85 đến 95%. Ở Jamaica, người ta có thể làm tăng nhanh quá trình chín và cải thiện mùi của trái mít bằng cách cắt phần đầu có cuống của trái mít 2.2 Enzyme pectinase và đặc tính kỹ thuật 2.2.1 Pectinesterase (EC 3.1.1.11) Pectinesterase (PE) có tên gọi là pectin-pectinhydrolase (EC 3.1.1.11), là enzyme xúc tác thuỷ phân của các nhóm methyl ester của các gốc galacturonate nằm kề đơn vị không bị ester hoá. Tức là phân cắt các nhóm methoxyl (-COOCH3) đứng cạnh các nhóm -COOH tự do. Sản phẩm tạo thành là acid pectic hay acid pectinic và methanol. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 6 Hình 2. Cơ chế phân cắt của pectinesterase Đối với enzyme thu nhận từ vi sinh vật (nấm mốc) thì pH tối ưu là 4,5-5,5 và nhiệt độ hoạt động tối ưu là 30-45 oC và bị vô hoạt ở 62 oC. Cấu trúc khác nhau của chuỗi galacturonan, chẳng hạn như: các gốc bị acetyl hoá, các nhóm ester bị chuyển đổi thành amide hay bị khử đến rượu bậc I hay sự tồn tại của các vùng có nhiều mạch nhánh sẽ ức chế hoạt động của enzyme pectinesterase. Polygalacturonic acid cũng là chất ức chế cạnh tranh của enzyme pectinesterase. Tốc độ đề ester hoá trên mạch pectin phụ thuộc vào độ dài của mạch. Đối với enzyme pectinesterase có nguồn gốc từ thực vật tấn công vào hoặc đầu không khử hoặc gần với nhóm carboxyl tự do và tiến dọc theo phân tử bằng cơ chế chuỗi đơn. Còn đối với enzyme pectinesterase có nguồn gốc từ nấm mốc thì phân cắt theo cơ chế đa mạch, do đó các nhóm methoxyl bị lấy đi một cách ngẫu nhiên. Tức là xúc tác phản ứng từ bên trong. 2.2.2 Polygalacturonase Polygalacturonase xúc cắt sự phân cắt các liên kết α-1,4-D-glycoside. Dựa vào cơ chế tác dụng với cơ chất, người ta chia enzyme polygalacturonase 2 loại: - Endopolygalacturonase có tên danh pháp poly-α-1,4-D-galacturonidglycano hydrolase (EC 3.2.1.15), thủy phân liên kết α-1,4-D-glycoside trong phân tử galacturonid tấn công ngẫu nhiên vào mạch cơ chất, hoạt động của enzyme này làm giảm nhanh độ nhớt của dịch quả; - Exopolygalacturonase có tên danh pháp poly-α-1,4-D-galacturonidgalacturon hydrolase (EC 3.2.1.40), thủy phân liên kết α-1,4-D-glycoside trong phân tử galacturonid bắt đầu từ đầu không khử tạo ra acid galacturonic là sản phẩm thuỷ phân chiếm ưu thế. Hoạt động của enzyme exo-PG làm tăng nhanh sự tạo thành các PME có nguồn gốc từ nấm mốc, pH tối thích 4,5 PME có nguồn gốc từ thực vật, pH tối thích > 7,0 Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 7 nhóm khử và làm tăng chậm độ nhớt của dung dịch cơ chất. Sự thuỷ phân của các enzyme này bị hạn chế bởi sự tồn tại của các mạch nhánh trong cơ chất. Hình 3. Cơ chế phân cắt của polygalacturonase Cơ chất thích hợp cho hoạt động của enzyme polygalacturonase là các phân tử pectin có độ methoxyl thấp. pH tối ưu cho enzyme hoạt động là 4,0 - 5,5. 2.2.3 Lyases (EC 4.2.2.10) Bao gồm hai nhóm: pectin lyase và pectate lyase. Đối với nhóm pectin lyase: xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate bị ester hoá. Với enzyme này, chỉ có hoạt tính của enzyme endo-pectin lyase (EC 4.2.2.10) được tìm thấy. Enzyme này được trích ly từ nguồn nấm mốc, pH hoạt đông tốt là 5 – 6 và không cần ion Ca2+ để hoạt động. Hình 4. Cơ chế phân cắt của pectin lyase Cơ chất thích hợp là pectin có độ methoxyl thấp Gồm 2 loại: Endopolygalacturonase Exopolygalacturonase pH tối thích 4,0 - 5,5 Cơ chất thích hợp là pectin có độ methoxyl cao Đối với enzyme này chỉ có hoạt tính Endopolygalacturonase được nhận biết pH tối thích 5,0 - 6,0 Enzyme này có nguồn gốc từ nấm mốc Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 8 Đối với nhóm pectate lyase gồm 2 loại: exo-poly(1,4-α-D-galacturonide) lyase và endo-poly(1,4-α-D-galacturonide) lyase. Cả hai enzyme này đều có khoảng pH tối ưu: 8 - 9,5 và cần ion Ca2+ để hoạt động. Enzyme này có nguồn gốc từ thực vật, vi khuẩn và nấm mốc. Hình 5. Cơ chế phân cắt của pectin lyase Hình 6. Cơ chế phân cắt của hệ enzyme pectinase Không thuỷ phân mà cắt các đơn vị galacturonate Cơ chất thích hợp pectin có độ methoxyl thấp Cần Ca2+ để hoạt động pH thích hợp 8 - 9,5 Có nguồn gốc từ nấm mốc, vi khuẩn và thực vật Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 9 2.3 Enzyme amylase và đặc tính kỹ thuật Enzyme amylase là enzyme tinh bột, đóng vai trò rất quan trọng trong thực phẩm. Hệ enzyme này gồm nhiều loại: α-amylase, β-amylase, γ-amylase và một số mới tìm ra từ nguồn gốc vi sinh vật là: isoamylase, pullutanase. 2.3.1 α-amylase (EC 3.2.1.1) Có khả năng phân cắt mối liên kết α – 1,4 glucoside ở bất kì vị trí nào trên mạch tinh bột đã được hồ hóa và sản phẩm tạo thành gồm các dextrin có phân tử lượng thấp là chủ yếu, ít maltose và glucose. Dưới tác dụng của α-amylase, dung dịch hồ tinh bột sẽ bị làm loãng nhanh chóng và các dextrin sẽ được tạo thành cho phản ứng màu với iodine hay cho màu đỏ nâu. Do đó, có thể xác định hoạt tính của α-amylase bằng cách đo độ nhớt của dung dịch tinh bột hoặc xác định lượng tinh bột đã bị phân giải dựa vào phản ứng màu với iodine hoặc bằng cách xác định đường khử tạo thành (Nguyễn Đức Lượng, 2002). Chúng được hoạt hoá bởi ion hoá trị I như Cl- > Br- >I- và bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như Cu2+, Hg2+ …. α-amylase kém bền trong môi trường acid nhưng khá bền nhiệt (bền nhất trong hệ enzyme amylase). Ta có (Bảng 4) thể hiện các đặc tính kĩ thuật của enzyme α-amylase được trích ly từ các nguồn khác nhau: Bảng 4. Đặc điểm của α- amylase STT Enzyme Nguồn Khoảng pH hoạt động và khoảng pH tối ưu Nhiệt độ tối ưu (oC) 1 α- amylase vi khuẩn Bacillus subtilis 4,5 – 9,0 (6,5 – 7,5) 70 – 85 (95) 2 α- amylase vi khuẩn chịu nhiệt Bac. licheniformic 5,8 – 8,0 (7,0) 90 – 105 (120) Aspergillus oryzae 4,0 – 7,0 55 – 60 3 α- amylase nấm sợi Aspergillus niger 5,0 – 6,0 80 Dịch malt 3,5 – 7,5 60 – 70 4 α- amylase malt Bột malt (4,5 – 7,0) 85 (Nguyễn Đức Lượng, 2004) 2.3.2 β-amylase (EC 3.2.1.2) Tham gia thủy phân liên kết α – 1,4 glucoside ở đầu không khử, chủ yếu tạo thành maltose và dextrin phân tử lớn. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 10 β-amylase rất bền khi không có ion Ca2+, bền với acid hơn α- amylase nhưng không bằng glucoamylase và bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng như Cu2+, Hg2+ , urê, ozon, iod,… 2.3.3 Glucoamylase (EC 3.2.1.3) Glucoamylase phân hủy tinh bột thành những dextrin có phân tử thấp, liên tục tách gốc glucose và cuối cùng tạo thành glucose mà không cần có một enzyme amylase nào khác. Enzyme này khá bền với acid nhưng lại kém bền dưới tác dụng của rượu etylic, aceton, không bền với ion kim loại nặng như Cu2+, Hg2+.… có tác dụng thủy phân tinh bột, glucogen, polysacarit đồng loạt ở các mối nối liên kết α – 1,4 glucoside. Nó có giá trị đặc biệt trong sản xuất rượu, chuyển những dextrin có phân tử cao không lên men được và do đó nâng cao được hiệu suất nấu rượu từ các tinh bột.(Lương Đức Phẩm, 2004). Ta có (Bảng 5) thể hiện các đặc tính kĩ thuật của enzyme glucoamylase được trích ly từ các loại nấm mốc khác nhau: Bảng 5. Đặc tính của glucoamylase Nguồn enzyme Khoảng pH tối ưu Nhiệt độ tối ưu ( oC ) Aspergillus 3,0 – 6,0 (4,5 –5,0) 55 - 60 90 A. awamori 2,0 – 7,0 (3,0 – 5,0) 55 -65 85 Rhizopus 3,0 – 6,0 (3,0 –5,5) 55 - 60 70 - 80 (Nguyễn Đức Lượng, 2004) 2.3.4 Isoamylase(EC 3.2.1.68) và pullulanase (EC 3.2.1.41) Isoamylase là enzyme thu nhận từ nấm men và nấm sợi còn pullulanase là enzyme thu nhận từ vi khuẩn Aerobacter aerogenes hay từ Klebsiella. Dưới tác dụng của isoamylase hoặc pullulanase, sản phẩm tạo thành sẽ là glucose. Trong quá trình thuỷ phân, người ta thường sử dụng enzyme này với amyloglucosidase. Hoạt tính tối ưu của chúng ở pH 6,0 và nhiệt độ 60oC. Khi thuỷ phân cùng với amyloglucosidase, hoạt tính tối ưu của chúng ở pH 4,0-5,0 và nhiệt độ 45oC. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 11 Hình 7. Cơ chế phân cắt của hệ enzyme amylasa 2.3.5 Chế phẩm enzyme AMG 300L AMG – Amyloglucosidase Novo – là một chất exo-1,4-α-D-glucosidase (gluco- amylase) được sản xuất từ chủng vi sinh vật chọn lọc có tên là Aspergillus niger bằng sự lên men chìm. Tên theo hệ thống là 1,4-α-D-Glucan glucohydrolase (EC.3.2.1.3). Enzyme thuỷ phân các cầu nối α-1,4 và α-1,6 trong tinh bột. Trong quá trình thuỷ phân các gốc glucose được tách rời theo thứ tự từ đầu không khử của phân tử chất nền. Mức độ thuỷ phân tuỳ thuộc vào loại liên kết cũng như chiều dài chuỗi các mối nối; liên kết α-1,4 dễ dàng thuỷ phân hơn liên kết α-1,6. Chế phẩm AMG 300L ở dạng lỏng, có màu nâu, có độ đặc chung là 1,2g/ml. Khi AMG (ở dạng lỏng) được tồn trữ ở 25oC, hoạt tính phổ biến được duy trì ít nhất 06 tháng. Khi tồn trữ ở 5oC sản phẩm giữ được hoạt tính phổ biến trong ít nhất một năm. Đối với các phẩn ứng lâu (40 – 100 giờ) như là để sản xuất đường glucose sirúp với năng suất cao, các điều kiện tối ưu được đề nghị là pH 4,5 và nhiệt độ 60oC. Sự trao đổi ion hay xử lý carbon của dung dịch đường thường sẽ làm mất hoạt tính của chế phẩm AMG. Với hình thức khác, hoạt tính của chế phẩm AMG có thể mất bằng cách đun dung dịch đến 80oC trong 5 phút hoặc 75oC trong khoảng 40 phút (NOVO Nordish A/S, B296 & B194). Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 12 2.4 Nấm men Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay dùng chủng Saccharomyces và được phân chia thành các dạng: Lên men nổi mà đặc điểm của nó là trong giai đoạn lên men chính chúng tạo trên bề mặt một lớp bọt tương đối dày, trạng thái này được duy trì cho đến khi lên men gần kết thúc. Sau đó nấm men sẽ lắng dần nhưng chậm và không tạo thành lớp men xít, bám chắc ở đáy thùng. Theo cấu trúc thì nấm men nổi thuộc dạng hạt, chúng ít liên kết nhau thành chuỗi. Đối với loại nấm men lên men nổi thì nhiệt độ lên men thích hợp ở 20 – 28oC. Nấm men chìm chỉ phát triển ở lơ lửng và ở đáy môi trường lên men, chúng không tạo thành bọt dày trên bề mặt, lắng nhanh khi lên men kết thúc và tạo thành lớp men xít, bám chắc ở đáy thùng. Nhiệt độ thích hợp cho nấm men loại này là 5 - 10oC. Đặc điểm nổi bật của nấm men chìm là một số chủng có chứa enzyme α- galactosidase nên men hoàn toàn đường rafinose. Còn đối với nấm men nổi thì chỉ có một số ít chủng có khả năng chuyển hoá chỉ được 1/3 đường rafinose thành rượu và CO2. Ngoài tính chất chung là nấm men có khả năng chuyển hoá đường thành rượu và CO2 thì trong mỗi ngành sản xuất đều có những đòi hỏi đặc thù. Ví dụ: nấm men dùng trong sản xuất bia và rượu vang phải cho sản phẩm mùi đặc trưng thơm ngon; đồng thời phải lắng tốt và giúp cho dịch lên men nhanh chóng. Các nòi nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu vang thường có khoảng nhiệt độ thích hợp 18 – 25oC, ở 35oC sinh sản của chúng bị ức chế, ở 40oC sinh sản bị ngừng hoàn toàn, ở nhiệt độ thấp hơn 16oC sinh sản và lên men bị kéo dài. Các điều kiện lý hóa, thành phần và chất liệu dịch quả cũng như pH môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sống của nấm men. Chủng nấm men thường sử dụng trong sản xuất rượu vang Ngày nay trong công nghệ sản xuất rượu vang, người ta thường sử dụng các chủng nấm men như: Saccharomyces ellipsodues, Saccharomyces oriformis (Osterwalder). Các chủng nấm men này có tốc độ lên men mạnh mẽ tạo ra các sản phẩm chứa 18-20% ethanol. Đặc trưng của nấm men vang là có hình ellip hoặc ellip kéo dài. Trong điều kiện thuận lợi, nấm men sinh sản bằng cách nảy chồi; trong điều kiện không thuận lợi chúng sinh sản bằng cách tạo bào tử. - Saccharomyces vini: Đây là tên dùng phổ biến hiện nay, trước đây người ta gọi là Saccharomyces vini Meyer hay là Saccharomyces ellipsoideus, theo Lodder là Saccharomyces cerevisiae Hansen. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 13 Trong quá trình lên men nước quả, nấm men này sử dụng nguồn dinh dưỡng cacbon là đường, cồn và acid hữu cơ; có tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin, mezoinzit, tiamin và piridoxin; ngoài ra chúng còn có các đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp cho rượu vang có mùi đặc trưng riêng biệt. Nhiều nòi của nấm men này trong lên men tạo được một lượng rượu chỉ đạt 8 -10 % so với thể tích. Ở giai đoạn cuối của quá trình lên men Saccharomyces vini kết lắng nhanh và làm trong rượu. Sau đó chúng thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh. - Saccharomyces oviformic: Men này được tách từ nước nho tự lên men, có khả năng chịu được lượng đường và cồn cao, lên men kiệt đường và tạo ra lượng cồn tới 18 độ cồn. Giống này lên men được glucose, fructose, manose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose và không lên men được lactose, pectose (Nguyễn Đức lượng, 2002). 2.5 Giới thiệu về rượu vang 2.5.1 Lịch sử rượu vang Theo tác giả (Tô Việt, 2005) thì lịch sử hình thành của rượu vang như sau: Truyền thuyết của dân tộc Ba Tư (hiện nay là Iran) cho rằng: một ông vua xứ Ba Tư đã vô tình để quên các chùm nho trong một vại sành trên nắp có đề chữ “độc dược”. Một bà vợ kế của vua bị ruồng bỏ, đã quyết định kết liễu đời mình. Bà tìm ra chiếc vại sành nói trên và lấy nước nho ra uống, vì lầm tưởng đó là thuốc độc. Khoảng 5000 năm trước, rượu nho đã có mặt ở Ai Cập, sau đó được người Hy Lạp kế thừa và truyền nghề lại cho người La Mã, người La Mã truyền lại cho người Gaulois. Đến thế kỷ thứ VI (Tr.CN), người Gaulois đã nghĩ ra việc dự trữ rượu (tồn trữ rượu) trong các thùng gỗ. Tới thời Trung Cổ, rượu vang Pháp đã được xuất sang các nước khác như: Anh, Bỉ, Hà Lan,.... Còn ở Việt Nam, từ khi các nhà truyền đạo phương Tây vào Việt Nam truyền đạo thì rượu vang nho cũng du nhập vào Việt Nam. Đến nay thì sản phẩm rượu vang ở nước ta trở nên rất phong phú. Ngoài rượu vang nho thì thị trường nước ta còn xuất hiện các sản phẩm rượu vang được sản xuất từ các loại trái cây nhiệt đới: rượu vang dứa, rượu vang sim (đặc sản Phú Quốc),... 2.5.2 Các loại rượu vang Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 14 Theo giới tiêu dùng thì rượu vang được phân thành 4 loại:  Vang bàn Là vang đỏ, vang trắng và vang hồng có hàm lượng rượu từ 9 - 14 %, thường dùng trong bữa ăn.  Vang sủi tăm Còn gọi là Champagne, có từ 8 – 12 % cồn, thường dùng vào những dịp liên hoan và bữa ăn sang trọng. Vang sủi tăm là do thêm CO2. Loại nổi tiếng được sản xuất từ các giống nho trồng ở vùng Champagne nước Pháp.  Vang nặng Là rượu vang có thêm rượu mạnh Brandy để tăng hàm lượng cồn, thường là 17 – 22 %. Vang nặng thay đổi nồng độ giữa loại ngọt và không ngọt. Loại không ngọt có nồng độ cao hơn thì dùng làm vang khai vị, còn loại ngọt dùng để tráng miệng.  Vang mùi Có hàm lượng cồn từ 15 – 20 % là vang được cường hóa và thêm mùi thơm. 2.6 Biến đổi sinh hoá trong quá trình lên men Trong quá trình lên men, lượng C2H5OH và CO2 được hình thành tăng dần theo tốc độ và thời gian lên men. Lượng CO2 sinh ra bám vào tế bào nấm men, nổi lên trên bề mặt dịch lên men, khi gặp không khí, CO2 thoát vào không khí, còn tế bào nấm men bị chìm xuống... Tế bào nấm men sinh ra ngày càng nhiều do sự phát triển mạnh về sinh khối và chuyển động trong thiết bị lên men nhờ áp lực sinh ra của quá trình lên men, có tạo thành khí CO2. + Quá trình phân giải yếm khí bắt đầu từ phosphorin hóa đường. Dưới tác dụng của enzyme hexokinase, một nhóm phosphat của ATP được xúc tác chuyển đến glucose và tạo thành glucose-6-phosphat. O CH2OH H H H OH OH OH OH H H O CH2OP H H OH OH OH H H OH OH O OH ATP ADP Hexokinase Mg2+ Glucose Glucose-6-phosphate + Dưới tác dụng của glucosephosphatisomerase sẽ chuyển glucose-6-phosphat thành fructose-6-phosphat. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 15 O CH2OP H H OH OH OH H H OH OH O O CH2OP OH OH O H H OH OH H OH CH2OH H Phospho hexose isomerase Mg2+ Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate + Tiếp tới giai đoạn phosphorin hóa mới, dưới tác dụng của enzyme phosphofructokinase cơ chất fructose-6-phosphat được chuyển hóa thành fructose- 1,6-diphosphat. O CH2OP OH OH O H H OH OH H OH CH2OH H O CH2OP OH OH O H H OH OH H OH CH2OP OH O OHATP ADP Phosphofructokinase Mg2+ Fructose-6-phosphate Fructose-1,6-phosphate + Tiếp đến giai đoạn phân hủy fructose-1,6-diphosphat dưới tác dụng của enzyme aldolase thành hai phân tử phosphotrimose là: phosphoglyceraldehyd (PGA) và phosphodihydroxyaceton (PDA). O CH2OP OH OH O H H OH OH H OH CH2OP OH O OH Aldolase C CH2OP OH O OH CH2OH H O + CHOH CH2OP OH O OH C H O (PDA) (PGA)Fructose-1,6-phosphate + Giai đoạn đồng phân hóa, dưới tác dụng của enzyme triophosphat isomerase, các phân tử phosphodihydroxyaceton được chuyển hóa thành phosphoglyceraldehyde. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 16 C CH2OP OH O OH CH2OH H O CHOH CH2OP OH O OH C H O (PDA) (PGA) Triophosphat isomerase Sự cân bằng này đạt được khi lượng phosphoglyceraldehyde đạt 95% và phosphodihydroxyaceton đạt 5%. + Giai đoạn oxy hóa khử, sự đường phân glyceraldehyde-3-phosphat đóng vai trò quan trọng. Sản phẩm thường được dùng cho những phản ứng sau nên các quá trình này chỉ theo một hướng nhất định. Dưới tác dụng của enzyme glyceraldehyde phosphatdehydrogenase, glyceraldehyd- 3-phosphat bị oxy hóa và phosphorin hóa để tạo thành acid-1,3-diphosphoglyceric. CHOH CH2O C H O CHOH CH2O C O+2P (PGA) O P~i 2NADH 2NAD Glyceraldehyde-3-phosphat dehydrogenase 2 2 P~P~ Acid 1,3-diphosphoglyceric + Giai đoạn tạo thành ATP và acid 3-phosphoglyceric. Giai đoạn này được xúc tác của enzyme phosphoglyceric kinase. CHOH CH2O C O O P~ CHOH CH2O C O O _ 2ADP 2ATP 22 Phosphoglycerate kinaseP~ P~ Acid 1,3-diphosphoglyceric Acid 3-phosphoglyceric Năng lượng được giải phóng ra trong phản ứng này lập tức được dự trữ trong ATP do phosphat chứa liên kết cao năng được chuyển từ acid-1,3-diphosphoglyceric đến ADP và tạo thành ATP. + Giai đoạn tiếp theo, acid 3-phosphoglyceric được chuyển hoá thành acid 2- phosphoglyceric. Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 17 CHOH CH2O C O O _ 2 CHO CH2OH C O O _ 2 H P~ P~ Mg 2+ Phosphoglycerate mutase Acid 3-phosphoglyceric Acid 2-phosphoglyceric + Giai đoạn tạo thành acid phosphoenolpyruvic (PEP) nhờ enzyme enolase. Do mất một phân tử nước nên acid 2-phosphoglyceric phân bố lại năng lượng nội phân tử và chuyển hoá thành acid phosphoenolpyruvic này chứa liên kết cao năng. CHO CH2OH C O O _ 2 H P~ C -O CH2 C O O _ 2 P~ H2O Enolase Acid 2-phosphoglyceric Phospho enol pyruvic + Tạo thành ATP và enolpyruvic. Dưới tác dụng của phosphotransferase (hay pyruvatphosphokinase) gốc acid phosphoric có liên kết cao năng, được chuyển từ acid phosphoenolpyruvic đến ADP và tạo thành ATP và acid enolpyruvic. C -O CH2 C O O _ 2 P~ C -OH CH2 C O O _ 2 2ADP 2ATP Mg2+ K+ Pyruvate kinase Phospho enol pyruvic Acid enol pyruvic + Sự tạo thành acid enolpyruvic là hợp chất không bền vững và sẽ chuyển thành acid pyrucic bền vững hơn. C -OH CH2 C O O _ 2 C CH3 C O O _ 2 O Acid enol pyruvic Acid pyruvic Luận văn tốt nghiệp khoá 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD 18 + Dưới tác dụng của enzyme pyruvat decarboxylase phân tử acid pyruvic sẽ bị khử CO2 và tạo thành acetaldehyde. C C O O _ 2 O CH3 C O O CH3 CO2 Pyruvate decarboxylase 2 TPP Mg2+ 2 Acid pyruvic Acetaldehyde + Sau đó acetaldehyde được khử thành etanol dưới tác dụng của enzyme alcohol dehydrogenase. C O O CH3 2 CH3 CH2 2 OH NADH, H+2 2 NAD+ Alcohol dehydrogenase Acetaldehyde Etanol Trong tế bào nấm men, nhờ hoạt động sống của tế bào, nhờ sự xúc tác hàng loạt của các enzyme mà các phản ứng hoá sinh trong quá trình lên men được diễn ra và hình thành C2H5OH, CO2 thải ra môi trường (Phan Thị Bích Trâm, 2003). Nhiều loài nấm men Saccharomyces có đặc trưng là phát triển trên bề mặt của môi trường lên men rượu vang và có một số loài tạo được một vòng váng xung quanh bề mặt. Việc tạo váng trên bề mặt của rượu vang là dấu hiệu của sự chuyển qua giai đoạn oxy hoá của nấm men. Trong giai đoạn oxy hoá, những nấm men gây váng là nguyên nhân của những biến đổi sinh hoá về thành phần của rượu vang, tạo ra những sản phẩm mới tham gia vào sự hình thành mùi vị và hương thơm của rượu vang. Những nấm men gây váng cũng có thể oxy hoá được cồn bậc cao: butylic, propilic. Theo nghiên cứu của

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfCải thiện chất lượng rượu vang mít.pdf
Luận văn liên quan