Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn cacbon tới quá trình lên men vang táo mèo

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Rượu là một trong những sản phẩm lên men đã được sử dụng rất sớm ở nhiều nơi trên thế giới. Con người đã biết nấu rượu trước khi Louis Pasteur khám phá ra bản chất của quá trình lên men(1854- 1864), và trước khi biết được chính vi sinh vật là tác nhân thực hiện quá trình biến đổi đường thành rượu. Khác với rượu trắng và các loại rượu pha chế, rượu vang là loại đồ uống lên men trực tiếp từ hoa quả. Khi quá trình lên men kết thúc, người ta không chưng cất mà để lắng tự nhiên, gạn lọc và hoàn thành sản phẩm. Rượu vang vốn có nguồn gốc từ nho, nên có tên gọi là “Vin” hoặc “Wine”, ngày nay người ta mở rộng ý nghĩa của rượu vang là rượu không qua chưng cất từ các loại nước quả. Mặc dù nho là nguyên liệu chính nhưng một số nguyên liệu khác như táo, đào, dâu… đôi khi cũng được sử dụng. Thông thường rượu vang chứa 85- 89% nước, khoảng 10- 14% ethanol, dưới 1% acid (nguồn gốc hoa quả) và hàng trăm loại chất tạo hương khác nhau ở nồng độ thấp. Khác với đa số các loại đồ uống khác, rượu vang rất khó hỏng và hầu như không bao giờ là tác nhân truyền nhiễm bệnh tật. Nồng độ cồn có trong rượu vang ở mức có thể diệt đa số các loại vi sinh vật gây bệnh và nhìn chung uống rượu vang an toàn hơn nước hoặc sữa (tất nhiên nếu không uống quá mức cần thiết). Chính vì lí do này, nhiều nên văn minh đã coi rượu vang là quà của Thượng đế ban tặng nhằm chống lại bênh tật. Mỗi nước đều có sản phẩm vang nổi tiếng và đã trở thành thương hiệu cả thế giới biết đến như rượu vang của Pháp, Bồ Đào Nha, Mỹ, Hà Lan… với các loại rượu nổi tiếng như Brandy, Port, Champagne, Venmouth. Ở Việt Nam, ngành rượu vang mới thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỉ XX 11 và được đánh dấu bằng sự xuất hiện của nhà máy vang Thăng Long, sau đó là vang Đà Lạt, vang Gia Lâm… Đa số rượu vang trên thế giới được sản xuất từ nho. Tuy nhiên, Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới, không thích hợp cho cây nho phát triển, diện tích nho ít, sản lượng thấp, vì vậy giá thành cao. Nhưng Việt Nam lại có rất nhiều các loại quả khác, nhiều về số lượng, phong phú về chủng loại mà giá thành lại rẻ nên việc sản xuất rượu vang từ các loại quả này là rất cần thiết. Để tạo ra một loại rượu vang đặc trưng của Việt Nam, chúng tôi đã tiến hành tìm kiếm nguồn nguyên liệu để lên men vang. Trong quá trình tìm kiếm chúng tôi nhận thấy, ở miền núi phía Tây Bắc nước ta có cây táo mèo cho quả có hương vị thơm ngon và đặc trưng. Tổng diện tích trồng cây táo mèo khoảng 40.000 ha [9]. Nơi có diện tích trồng cây táo mèo nhiều nhất là các tỉnh Yên Bái, Sơn La, Điện Biên, Lai Châu. Tuy nhiên, số lượng mang đi tiêu thụ hàng năm không đáng kể(khoảng 35%), số còn lại thường bị bỏ phí do không có nguồn tiêu thụ tại chỗ, vận chuyển khó khăn, hoặc giá thành rẻ. Do vậy người dân trồng cây táo mèo có thu nhập thấp, đời sống gặp nhiều khó khăn. Thông qua việc phân tích sơ bộ một số chỉ tiêu, chúng tôi nhận thấy quả táo mèo rất có triển vọng trong việc sử dụng nguồn nhiên liệu để sản xuất rượu vang. Hiện nay rượu vang táo mèo chưa được sản xuất rộng rãi do một số yêu cầu kĩ thuật cũng như chất lượng của sản phẩm lên men. Nghiên cứu bản chất sinh lí, sinh hóa của quá trình lên men vang táo mèo nhằm tuyển chọn được chủng có khả năng lên men vang tốt, khảo sát các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình lên men vang táo mèo nhằm nâng cao hiệu suất lên men và chất lượng sản phẩm phù hợp với tình hình sản xuất ở nước ta là một vấn đề rất cần thiết. 12 Với những lí do trên, chúng tôi đã tiến hành đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn cacbon tới khả năng lên men vang táo mèo”. 2. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn cacbon tới khả năng lên men vang táo mèo. 3. Nội dung của đề tài 3.1. Phân lập, tuyển chọn, xác định tên khoa học của chủng nấm men có khả năng lên men vang táo mèo. 3.2. Nghiên cứu động thái phát triển của chủng S.cerevisiaeT2 trong môi trường nhân giống. 3.3. Nghiên cứu động thái quá trình lên men vang táo mèo của chủng S.cerevisiaeT2. 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng đường tới quá trình lên men vang táo mèo. 3.5. Ứng dụng lên men vang táo mèo với quy mô phòng thí nghiệm. 3.6. Quy trình công nghệ lên men vang táo mèo. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Đề tài nghiên cứu nhằm đi sâu tìm hiểu các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của chủng nấm men có khả năng lên men vang táo mèo. Đây là dẫn liệu góp phần bổ sung cho các nghiên cứu về nấm men và ứng dụng của nấm men trong đời sống. Ý nghĩa thực tiễn: Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có của địa phương nhằm nâng cao thu nhập cho các bà con dân tộc vùng cao, sản xuất một loại vang phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, góp phần làm phong phú thị trường vang trong nước. 13 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tìm hiểu chung về rƣợu vang 1.1.1. Khái niệm về rượu vang Rượu vang là một loại sản phẩm lên men không qua chưng cất từ nước ép các loại hoa quả như nho, dứa, mơ, dâu… Phân loại rượu vang: Có nhiều cách để phân loại rượu vang Căn cứ vào màu sắc, có thể chia rượu vang thành: Vang trắng: Lên men từ nước ép nho trắng hoặc nho đỏ Vang đỏ: Lên men từ nho đỏ có xác quả Vang hồng: Lên men từ nho đỏ có xác quả nhưng thời gian tiếp xúc giữa các quả và dịch ép ngắn Căn cứ vào lượng đường có trong rượu ta có: Vang chát và vang khô ( hết đường): Thường uống giữa bữa ăn, vừa ăn vừa uống. Vang ngọt ( còn đường): Dùng sau bữa ăn. Xu hướng chung thì vang được phân thành 2 nhóm chính là: Vang không có gas (trong vang thành phẩm không có CO2) và vang có gas (trong vang thành phẩm có CO2) [13]. 1.1.2. Nguyên liệu sản xuất rượu vang Nước ta là nước nhiệt đới gió mùa không thích hợp cho cây nho phát triển tốt. Tuy nhiên nước ta lại có nhiều loại hoa quả rất phong phú, đây là nguồn nguyên liệu phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến rượu vang ( mơ, táo, dứa, vải…). Thành phần hóa học của quả, điều kiện chăm sóc, khí hậu…có ảnh hưởng lớn đến chất lượng rượu vang. Thành phần hóa học của một số loại quả được dẫn ra ở bảng 1.1 [11]. 14 Bảng 1.1. Thành phần hóa học 1 số loại quả Tên quả Thành phần hóa học cơ bản ( %) Nước Đường Acid Pectin Tanin Nho 73,1 9,88 0,56 0,092 0,07 Vải 84,28 16,1 5,16 0,249 0,83 Dứa 54,3 3,9 0,6 0,249 0,83 Mơ 73,8 9,0 1,1 0,249 0,83 Dâu 84,74 9,19 0,49 0,31 0,035 Táo mèo 84 4,8 1,45 0,249 0,83 1.1.3. Tàng trữ rượu vang Nếu bảo quản đúng cách rượu vang có thể tàng trữ trong nhiều năm mà không bị hỏng và mất phẩm chất. Yếu tố quan trọng nhất là hạn chế tiếp xúc với không khí. Sự có mặt của oxy trong không khí có thể khiến vi sinh vật phát triển trên bề mặt và tạo những hương vị không mong muốn, như tạo vị chua của dấm. Oxy cũng khiến rượu vang mất màu và mùi. Nhằm tránh những biến đổi không mong muốn kể trên, khả năng tiếp xúc của vang với không khí cần được hạn chế tối đa. Thông thường vang được chứa đầy kín trong các thùng chứa nhằm hạn chế khoảng trống trong thùng. Trong quá trình tàng trữ người ta thường bổ sung rượu vang vào những thùng chứa nhằm bù lấp khoảng trống xuất hiện khi rượu vang bị bay hơi. Chai rượu vang được bảo quản ở trạng thái nằm ngang nhằm đảm bảo tiếp xúc trực tiếp giữa rượu vang và nút. Điều này sẽ hạn chế việc nút bị khô và khả năng thẩm thấu của không khí qua các khe hở tạo ra trên nút khô nứt. Vang đóng chai có thể bảo quản hàng chục năm trong hầm chứa ở nhiệt độ thấp ( khoảng 160C) [10]. 15 1.1.4. Thành phần của rượu vang Thành phần chủ yếu của rượu vang gồm: Cồn ethanol: Do lên men tự nhiên từ dịch trái cây vì vậy không lẫn với alđehyt, este. Độ cồn của rượu 100- 120. Chất bổ sung: Đường trong rượu vang từ 6,2% - 13,2% chủ yếu là fructose, glucose, một ít galactose. Acid vô cơ và acid hữu cơ: Acid Oxalic, acid malic, acid citric… Rượu vang giàu vitamin: Vitamin có trong nước quả không bị quá trình lên men phân hủy mà nó chỉ điều chỉnh lại thành phần [3]. Các acid amin: Các acid amin có vai trò quan trọng đối với sự sinh sản và phát triển của nấm men. Ngoài lượng acid amin có sẵn trong dịch quả, quá trình lên men vang cũng tạo ra được một số acid amin đã làm cho vang thành phẩm có hương vị rất đặc trưng. Các acid amin như: Lizin, valin … [12]. 1.2. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men vang và bệnh vang 1.2.1. Nấm men 1.2.1.1. Sơ lược, cấu tạo, hình thái tế bào nấm men Sơ lược về nấm men: Nấm men (yeast) là tên chung để chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào, sinh sản bằng lối nảy chồi. Nấm men phân bố khá rộng rãi trong tự nhiên (trong đất, nước, không khí, thực phẩm, hoa quả) nhiều loại nấm men có khả năng lên men rượu. Chính vì vậy, từ lâu con người đã biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu bia. Tuy nhiên có một số nấm men độc hại, làm nhiễm các quy trình công nghệ và gây hư hỏng sản phẩm. Cấu tạo: Chủ yếu của tế bào nấm men là hemicellulose chiếm 70% trọng lượng khô ( trong đó 31% manman, 29% glucan). Ngoài ra còn chứa 13% kitin, 6- 10% protein, 8- 8,5% lipid, 7% khoáng. Thành phần nội bào quan 16