HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----------------
NGUYỄN THÙY LINH
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ
TRONG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN RƯỢU TỪ TÁO
MALUS DOMESTICA
Hà Nội – 2021
i
HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
----------------
KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ
TRONG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN RƯỢU TỪ TÁO
MALUS DOMESTICA
Người thực hiện
: Nguyễn Thùy Linh
Mã sinh viên
: 620885
Khóa
: 62
Khoa
: Cơng nghệ thực phẩm
Người hướng dẫn : TS. Đinh Thị Hiền
Địa điểm thực tập : Khoa Công nghệ thực phẩm
Hà Nội – 2021
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài và kết quả nghiên cứu riêng của tôi với sự giúp
đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn.
Các số liệu, kết quả trình bày trong khóa luận là trung thực. Các thơng tin, trích
dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc và tôi xin chịu trách nhiệm về những số liệu trong khóa
luận này.
Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2021
Sinh viên
Nguyễn Thùy Linh
i
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành khóa luận tốt nghiệp,
tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Đinh Thị Hiền
– Bộ môn Công nghệ chế biến, Khoa Công nghệ Thực phẩm – Học viện Nơng nghiệp
Việt Nam. Cơ đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cho tôi về các kiến thức chuyên môn
cũng như kĩ năng thực hành, luôn luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hồn thiện đề tài này.
Đồng thời, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới sâu sắc tới tồn thể các thầy cơ giáo
trong Khoa Cơng nghệ thực phẩm – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã truyền đạt
những kiến thức bổ ích, quý báu giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu
tại trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình đã ln ở
bên tơi, chăm sóc, động viên tơi và tồn thể các bạn bè đã giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2021
Sinh viên
Nguyễn Thùy Linh
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ....................................................viii
PHẦN I – MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2. Mục đích ...............................................................................................................2
1.3. Yêu cầu .................................................................................................................2
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..............................................................................3
2.1 Nguyên liệu quả táo.............................................................................................. 3
2.1.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 3
2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và tác dụng của quả táo ............................................3
2.1.3 Giới thiệu một số loại táo trên thế giới và Việt Nam ......................................6
2.1.4 Tình hình trồng táo ở Việt Nam.......................................................................8
2.2 Tìm hiểu về đồ uống lên men từ trái cây............................................................8
2.2.1 Giới thiệu về rượu trắng ..................................................................................8
2.2.2 Tình hình sản xuất rượu trái cây và sản phẩm rượu táo ..................................9
2.3 Nấm men .............................................................................................................10
2.4 Tổng quan về quá trình lên men rượu ............................................................. 12
2.4.1 Giới thiệu chung về quá trình lên men ..........................................................12
2.4.2 Quá trình lên men rượu ..................................................................................12
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo rượu .................................15
2.5. Đề xuất quy trình sản xuất rượu táo ............................................................... 18
PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU............................................................................................................................... 20
3.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................20
3.1.1. Nguyên liệu ...................................................................................................20
3.1.2. Hóa chất ........................................................................................................20
3.1.3. Thiết bị ..........................................................................................................20
iii
3.1.4. Dụng cụ .........................................................................................................20
3.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................20
3.2.1. Địa điểm ........................................................................................................20
3.2.2. Thời gian nghiên cứu ....................................................................................21
3.3. Nội dung nghiêu cứu........................................................................................21
3.4. Bố trí thí nghiệm................................................................................................ 21
3.4.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu chất lượng nguồn nguyên liệu táo .....................21
3.4.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng enzyme pectinase bổ
sung cho q trình lên men .....................................................................................22
3.4.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nấm men bổ sung đến
chất lượng rượu .......................................................................................................23
3.4.4. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu lựa chọn thời gian lên men tối ưu cho quá trình
lên men rượu ...........................................................................................................23
3.5. Phương pháp phân tích ....................................................................................24
3.5.1. Phương pháp hóa học ...................................................................................24
3.5.2. Xác định hàm lượng cồn ...............................................................................26
3.5.3. Phương pháp vi sinh .....................................................................................26
3.5.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................26
PHẦN IV: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .........................................................................27
4.1. Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu để lựa chọn nguyên liệu phù hợp cho sản
xuất rượu từ quả táo ................................................................................................ 27
4.2. Kết quả khảo sát hàm lượng enzyme pectinase bổ sung cho quá trình lên
men ............................................................................................................................ 29
4.3. Kết quả khảo sát tỉ lệ nấm men bổ sung đến công đoạn lên men rượu .......29
4.3.1 Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến hàm lượng đường tổng số trong quá
trình lên men ...........................................................................................................30
4.3.2 Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến hàm lượng đến hàm lượng axit tổng số
trong quá trình lên men ...........................................................................................31
4.3.3 Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến hàm lượng cồn trong quá trình lên men
................................................................................................................................ 32
4.3.4 Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến mật độ tế bào nấm men trong quá trình
lên men ....................................................................................................................34
4.4. Kết quả nghiên lựa chọn thời gian lên men tối ưu cho quá trình lên men ..35
4.4.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến sự biến đổi mật độ tế bào
nấm men trong quá trình lên men ...........................................................................35
iv
4.4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến sự biến đổi hàm lượng
đường tổng số trong quá trình lên men ...................................................................36
4.4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến sự thay đổi hàm lượng axit
trong quá trình lên men ...........................................................................................37
4.4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến sự biến đổi nồng độ rượu
trong quá trình lên men ...........................................................................................38
PHẦN V: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .........................................................................40
5.1. Kết luận .............................................................................................................40
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 41
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Sản lượng và tiêu thụ táo tươi của 1 số quốc gia năm 2019. ..........................3
Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100 gram táo phần ăn được. ...........................4
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của nấm men. ............................................................... 11
Bảng 4.1: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng táo ............................................................. 27
Bảng 4.2: Nhận xét chất lượng cảm quan dịch quả .......................................................28
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Một số giống táo trên thế giới. ........................................................................7
Hình 2.2: Một số loại táo của Việt Nam ..........................................................................8
Hình 2.3: Tế bào S.cerevisiae ........................................................................................11
Hình 2.4: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu từ quả táo ......................................................18
Hình 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch táo ..........29
Hình 4.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến hàm lượng đường tổng số sau 7
ngày lên men (đơn vị: g/l) ............................................................................................. 31
Hình 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến hàm lượng axit tổng số trong quá
trình lên men ..................................................................................................................32
Hình 4.4: Sự ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến hàm lượng cồn trong quá trình lên men
.......................................................................................................................................33
Hình 4.5 Sự thay đổi mật độ tế bào nấm men ở các tỉ lệ nấm men khác nhau .............34
Hình 4.6: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến mật độ tế bào nấm men....................35
Hình 4.7: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng đường tổng số ................36
Hình 4.8: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng axit tổng số ....................37
Hình 4.9: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng cồn trong sản phẩm .......38
vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
Ký hiệu
STT
Đọc là
1
CT
Cơng thức
2
TSS
Chất khơ hịa tan tổng số
3
S.cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
viii
PHẦN I – MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung và ngành đồ uống nói riêng
đang phát triển rất mạnh mẽ, đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người và đem lại nguồn
giá trị kinh tế lớn. Các sản phẩm đồ uống phổ biến ngày nay không chỉ hướng tới tác
dụng giải khát mà còn đem lại giá trị về sức khỏe cho con người, như: hỗ trợ hệ tiêu
hóa, tim mạch, hệ miễn dịch, chống lão hóa,... Trong đó, các loại đồ uống được sản
xuất từ trái cây tươi nguyên chất lại đặc biệt được ưa chuộng và thu hút sự chú ý nhờ
vào tính tiện lợi khi sử dụng lại bắt mắt mà vẫn chứa đựng các thành phần dinh dưỡng
có lợi cho sức khỏe.
Thị trường đồ uống lên men như bia, rượu trước đây luôn coi là dành cho nam
giới đang chuyển hướng đầu tư quảng cáo tiếp thị tới phụ nữ, đặc biệt các dòng rượu
nhẹ. Ở Việt Nam, sản phẩm rượu nhẹ qua chưng cất chưa được chú trọng đầu tư sản xuất,
hầu hết trên thị trường đều là sản phẩm rượu vang, tuy nhiên giá thành còn cao.
Xuất phát từ nhu cầu các dòng sản phẩm rượu nhẹ có thể sử dụng rộng rãi, nhất
là phù hợp với phụ nữ và giới trẻ, sản phẩm rượu lên men từ trái táo, có độ cồn từ 3
đến 12 độ, hoạt tính sinh học cao, tốt cho sức khỏe có thể sẽ trở thành sản phẩm được
ưa chuộng, sử dụng rộng rãi và cạnh tranh với các sản phẩm rượu trong nước.
Thị trường rượu nhẹ trên thế giới hiện nay có thể kể đến sản phẩm rượu táo nổi
tiếng của Pháp, có tên Cidre de Normandie. Tuy nhiên ở Việt Nam lại chưa có nhiều nghiên
cứu cụ thể về sản phẩm rượu lên men từ loại quả chứa nhiều giá trị dinh dưỡng này.
Từ vấn đề trên, được sự cho phép của bộ môn Công nghệ chế biến, khoa Công
nghệ thực phẩm, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, dưới sự hướng dẫn của TS. Đinh
Thị Hiền, tôi xin tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu một số thông số cơng
nghệ trong quy trình chế biến rượu từ táo Malus Domestica”.
1
1.2. Mục đích
Nghiên cứu một số thơng số cơng nghệ của quy trình sản xuất chế biến rượu từ
quả táo nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng, đa dạng hóa các sản phẩm rượu trên thị
trường để thỏa mãn thị hiếu của người tiêu dùng.
1.3. Yêu cầu
- Khảo sát và đánh giá chất lượng nguồn nguyên liệu táo.
- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng pectinase bổ sung cho quá trình lên men.
- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nấm men đến chất lượng rượu táo.
- Khảo sát thời gian lên men tối ưu cho quá trình lên men rượu táo.
2
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Nguyên liệu quả táo
2.1.1 Giới thiệu chung
Táo là một loài cây ăn quả phổ biến và đã xuất hiện từ rất lâu đời trên thế giới,
với giống táo tổ tiên là loài táo mọc dại ở vùng Trung Á (bao gồm các vùng Tây Bắc
Ấn Độ, Apganistan, Uzbekistan và Trung Quốc), có tên Malus sieversii (Thanh Hùng
& cộng sự, 2011). Ở Trung Quốc, táo được trồng rất sớm, cách đây 3000 năm người ta
đã mô tả được 11 giống táo (GS.TS.Vũ Công Hậu, 1999).
Cây táo thích nghi với các điều kiện khí hậu khác nhau, sinh trưởng phát triển
nhanh, chống chịu sâu bệnh khá, tuổi thọ kéo dài, sản lượng ổn định, ra hoa nhiều lứa
và hàng năm. Đây là loài cây đại diện cho họ cây rụng lá quan trọng nhất thường được
trồng ở các vùng ôn đới và nhiệt đới (Ferree & cộng sự, 2015).
Táo là trái cây được sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới, được xếp hạng
là loại trái cây được sản xuất nhiều thứ ba trên toàn thế giới sau chuối và dưa hấu với
sản lượng đạt 75 triệu tấn trong năm 2018–2019 (theo Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ,
2019). Trung Quốc là nhà sản xuất lớn nhất với sản lượng tăng gần 33 triệu tấn mỗi
năm, tiếp theo là Liên minh châu Âu (EU) sản xuất 15 triệu tấn mỗi năm (Bảng 2.1).
Bảng 2.1: Sản lượng và tiêu thụ táo tươi của 1 số quốc gia năm 2019.
Quốc gia
Sản xuất (tấn)
Tiêu dùng trong nước (tấn)
Trung Quốc
33.000
38.050
Liên minh Châu Âu
15.442
7400,6
Hịa Kỳ
5564
2589,4
Thổ Nhĩ Kì
3306
2630,5
Iran
3085
1813,9
Nga
1656
1884,4
Chile
1393
229,6
Ukraine
1211
1066,2
Brazil
1156
1325,9
(theo Bộ Nơng Nghiệp Hoa Kỳ, 2019)
2.1.2 Thành phần dinh dưỡng và tác dụng của quả táo
3
❖ Thành phần dinh dưỡng:
Quả táo nói chung chứa rất nhiều các thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là các
loại khống chất, vitamin C, B1, B2, các axit amin. Ngồi ra, táo cịn chứa kali, các
chất chống oxi hóa và không chứa cholesterol. Các bộ phận của cây táo là nguồn thuốc
quý được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền.
Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong 100 gram táo phần ăn được.
Thành phần dinh dưỡng
Thành phần
Đơn vị
Nước
Táo tây
Hàm lượng
Táo ta
Protein
Lipid
Glucid
Celluloza
Tro
g
Kcal
KJ
g
g
g
g
g
87.2
48
199
0.5
0.2
11.0
0.63
0.5
89.5
38
160
0.8
0.2
8.3
0.7
0.5
Đường tổng số
g
10.39
-
Calci
Sắt
Magie
Kali
Natri
Kẽm
Đồng
mg
mg
mg
mg
19
2.50
3
102
15
0.20
100
44
0.20
10
250
3
0.05
73
Vitamin C
Vitamin B1
Vitamin B2
Vitamin B5
Vitamin B6
Vitamin H
Vitamin E
Vitamin K
mg
mg
mg
mg
mg
7
0.04
0.03
0.061
0.041
0.3
0.18
2.2
24
0.06
0.4
0.081
-
Năng lượng
(PGS.TS. Nguyễn Công Khuẩn, 2007)
❖ Tác dụng của táo:
4
Hỗ trợ giảm cân và đẹp da: Các nhà nghiên cứu từ Trường Đại Học Quốc Gia
Rio de Janeiro nghiên cứu tác động của lượng trái cây đưa vào cơ thể để giảm cân cho
thấy những phụ nữ thừa cân đã ăn tương đương với ba quả táo hay lê một ngày theo
một chế độ ăn có hàm lượng calo thấp thì giảm cân nhiều hơn so với những phụ nữ
không bổ sung thêm trái cây vào chế độ ăn uống của họ (Oliveira & cộng sự, 2003).
Sức khỏe trí não, cải thiện trí nhớ : Đại Học Massachusetts-Lowell ngày càng
có thêm nhiều bằng chứng khuyến cáo rằng việc ăn táo và uống nước táo ép có thể
mang lại lợi ích về phương diện cải thiện sức khỏe của trí não và làm giảm các triệu
chứng của bệnh Alzheimer (Ruth Remington & cộng sự, 2010). Kết hợp với một chế
độ ăn cân bằng dinh dưỡng, thì việc ăn táo và uống nước táo ép có thể bảo vệ chống lại
các tổn thương não do oxy hóa có thể dẫn đến việc mất trí nhớ (Rogers EJ & cộng sự
,2004).
Hỗ trợ phòng tránh 1 số bênh ung thư: Ung Thư Vú ở động vật (Agric, 2009);
Ung Thư Tuyến Tụy: Quercetin, một hợp chất màu vàng tự nhiên tìm thấy trong táo,
đã được xác định là một trong những hợp chất tế bào sắc tố đặc biệt flavonol có lợi
nhất trong việc ngăn ngừa và làm giảm nguy cơ ung thư tuyến tụy; giảm nguy cơ phát
triển ung thư phổi (SuMurphy & cộng sự, 2000).
Chống oxi hóa: Theo Bộ Nơng Nghiệp Hoa Kỳ (USDA), tất cả các loại táo đều
có chứa các mức chất chống oxy hóa có lợi và đều có các tính chất dinh dưỡng có lợi
cho sức khỏe. Hai phần ba các chất chống oxy hóa của một trái táo được tìm thấy
trong vỏ của nó (USDA Agricultural Research Service, 2007).
Cải thiện sức khỏe tim mạch: giảm đáng kể rủi ro mắc một số yếu tố nguy cơ
gây bệnh tim, huyết áp, và mức cholesterol cao (D Lairon, 2005).
Sức khỏe đường ruột: Các nhà nghiên cứu từ Trường Đại Học Đan Mạch đã
phát hiện ra rằng táo và các sản phẩm từ táo có thể giúp ruột khỏe mạnh, cũng như
tăng cường hệ thống miễn dịch – bằng cách gia tăng số lượng các vi khuẩn đường ruột
có lợi. Các nhà nghiên cứu tin rằng đó là nhờ chất pectin có chứa trong táo. Pectin là
một chất giống như xơ tìm thấy trong thành tế bào thực vật, và thường được đóng gói
và sử dụng như một chất keo cho những người làm mứt và thạch do mình tự chế. Táo
chính là một nguồn tự nhiên về các chất xơ như thế này. Các vi khuẩn có lợi trong
5
đường ruột thích được cho ăn chất pectin có trong táo, giúp chúng tái tạo và phát triển
mạnh trong khi thực hiện những nhiệm vụ tốt của mình là chống lại bệnh tật trong
đường ruột (Max Hansen, 2010).
Giảm nguy cơ đột quỵ: theo Học viện Quốc gia về cây ăn quả Nhật Bản, ăn
mỗi ngày 1 - 2 quả táo (400g táo) có thể giúp hạ thấp lượng chất béo trung tính trong
máu (chất này gây xơ cứng động mạch làm tăng nguy cơ đột quỵ và tăng huyết áp).
Ngoài ra ăn táo cịn làm tăng lượng vitamin C, có tác dụng gia tăng sức bền thành
mạch máu và sức đề kháng của cơ thể.
Ngoài các tác dụng trên quả táo cịn nhiều cơng dụng khác như chống táo
bón, chống nhiễm khuẩn, giảm béo, giảm đau đầu, bảo vệ phổi, bảo vệ khớp….
2.1.3 Giới thiệu một số loại táo trên thế giới và Việt Nam
❖ Trên thế giới:
- Táo Gala: Với xuất xứ từ New Zealand, đây là loại táo giòn và rất ngọt, vỏ
quả là những sọc màu hồng cam trên nền hơi vàng. Táo Gala được giới thiệu ra thị
trường vào năm 1965 và là giống táo được lai tạo giữa giống táo Orange Kid và
Golden Delicious. Mùa vụ: tháng 7, tháng 8.
- Táo Golden Delicious: Giống táo có hương vị dịu ngọt xuất xứ từ Bang
Virginia của Mỹ, được giới thiệu ra thị trường vào năm 1914. Táo Golden Delicious
có màu vàng, xanh nhạt; đặc biệt là phần thịt quả vẫn giữ được màu sau khi đã được
cắt thành từng lát với thời gian lâu hơn các giống táo khác. Mùa vụ: tháng 7, tháng 8.
- Táo Granny Smith: Loại táo màu xanh, giịn cứng và có vị chua thanh. Táo
Granny Smith xuất xứ tại Úc, được giới thiệu ra thị trường vào năm 1868. Người ta
cho rằng loại táo này có nguồn gốc từ vùng đất Crabapples của Pháp và được canh tác
bởi cụ bà người Úc tên là Maria Ann Smith. Mùa vụ: tháng 7, tháng 8.
- Táo Cripps Pink: Với xuất xứ từ Úc và được giới thiệu ra thị trường vào năm
1985, táo Cripps Pink có độ giịn và vị chua ngọt hịa quyện, vỏ quả màu hồng đỏ.
Loại táo này được lai tạo giữa giống táo Golden Delicious và Lady Williams. Mùa vụ:
tháng 7 đến tháng 11 (theo “Ủy ban táo Washington – WAC”).
6
Táo gala
Táo Golden
Táo Granny Smith
Táo Cripps Pink
Delicious
Hình 2.1: Một số giống táo trên thế giới.
❖ Tại Việt Nam:
- Táo chua (Ziziphus mauritiana): Đây là giống táo có hình trịn dẹt, đường kính
quả khoảng 2,5cm đến 3,5cm; trọng lượng quả trung bình khoảng 15 gram đến 20
gram; có rốn rõ rệt ở cuống. Cây táo chua có nguồn gốc ở châu Á (chủ yếu là Ấn Độ),
mặc dù cũng có thể tìm thấy ở châu Phi. Ở Việt Nam, chúng được trồng từ lâu đời ở
vùng Thiện Phiến tỉnh Hải Dương. Khi cịn non màu vỏ quả xanh nhạt, có vị giơn giốt
chua, khi chín màu quả vàng sáng đẹp, vị chua đậm, cùi giòn. Mùa vụ: tháng 3 của
Việt Nam.
- Táo đỏ lùn (Malus domestica): Loại táo giòn và vị ngọt vừa. Quả khi thu
hoạch thường có đường kính từ 5cm đến 9cm. Cây táo đỏ lùn có nguồn gốc từ Phú Sỹ,
hiện có nhiều loại được lai tạo ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam và được trồng chủ
yếu ở các vùng núi phía Bắc như Lạng Sơn, Lào Cai, Hà Giang,.. Mùa vụ: từ tháng 5
đến tháng 9.
- Táo mèo (Docynia indica): Loại quả hình cầu, đường kính 2cm đến 3cm, có
lơng tơ khi non; Thường dùng để ngâm rượu, là loại rượu phổ biến của các tỉnh miền
múi phía Bắc của Việt Nam. Cây táo mèo mọc ở các vùng sườn núi, ven suối, ven các
bụi rậm thậm chí ở độ cao 2.000m đến 3.000m.Chúng phân bố chủ yếu ở Ấn Độ,
Bhutan, Myanma,Thái Lan, tây nam Trung Quốc và Việt Nam,. Mùa vụ: Tháng 8,
tháng 9 (GS.TS.Vũ Công Hậu, 2014).
7
Táo đỏ lùn
Táo chua
Táo mèo
Hình 2.2: Một số loại táo của Việt Nam
2.1.4 Tình hình trồng táo ở Việt Nam
Theo số liệu của Viện cây lương thực và cây thực phẩm tính đến năm 1991,
diện tích trồng táo trên cả nước ta là 6.854 ha. Cây táo được trồng rất phổ biến ở nông
thôn miền Bắc nước ta, thời xưa, phần lớn gia đình nào cũng có trồng táo. Một số vùng
tập trung lâu đời như Thiên Phiến (Hưng Yên), Gia Lộc (Hải Dương),.. Miền Nam
trồng nhiều ở các tỉnh Tiền Giang, Đồng Tháp, Bạc Liêu, Ninh Thuận,... Hiện nay,
Ninh Thuận là tỉnh có điều kiện thuận lợi cho việc trồng táo với diện tích trồng là
988ha (tính đến năm 2011). Sản lượng cung cấp cho thị trường trong nước hàng năm
lên đến khoảng 19 ngàn tấn, đứng đầu về sản lượng trên cả nước (GS.TS.Vũ Cơng
Hậu,2014).
Hiện nay, diện tích trồng táo trên cả nước ngày có xu hướng tăng và phong phú
về chủng loại do nhu cầu tiêu thụ ngày càng cao.
✓ Các sản phẩm chế biến từ táo:
Táo là nguyên liệu phổ biến cho rất nhiều các dòng sản phẩm thực phẩm. Trên
thị trường hiện nay các sản phẩm chế biến từ táo có thể kể đến như: nước ép táo, mứt
táo, dấm táo, trà táo, bánh táo, rượu táo...
2.2 Tìm hiểu về đồ uống lên men từ trái cây
2.2.1 Giới thiệu về rượu trắng
❖ Định nghĩa:
Rượu trắng là đồ uống chứa cồn, được sản xuất từ quá trình lên men, được
chưng cất từ tinh bột của các loại ngũ cốc, dịch đường của các loại cây và hoa quả.
Rượu trắng có cơng thức phân tử là C2H5OH, là một chất lỏng khơng màu,
trong suốt, có vị nóng gắt và mùi đặc trưng. Từ xa xưa, loài người đã biết sản xuất
8
rượu trắng làm đồ uống và cho đến ngày nay, nghề làm rượu vẫn đang phát triển.
Rượu có tác dụng tốt cho tim mạch, giúp máu lưu thông dễ dàng, giảm nguy cơ các
bệnh như tiểu đường, đục thủy tinh thể, đồng thời tăng tuổi thọ. Vì vậy, uống rượu với
một liều lượng vừa đủ sẽ rất tốt cho sức khỏe (Trần Quốc Ninh, 2012).
❖ Phân loại:
Trước đây, rượu là tên gọi chỉ chung những hợp chất hữu cơ có nhóm chức
hydroxyt (-OH) đính trực tiếp vào gốc anhkuy. Tuy nhiên, ngày nay rượu thường dùng
để chỉ những thức uống có cồn etylic (ethanol).
Rượu có rất nhiều loại mùi vị, tích chất khác nhau. Tuy nhiên tất cả các thứ
rượu đều có một thành phần chung, đó là cồn. Theo công nghệ sản xuất, rượu được
phân loại như sau:
- Rượu lên men tuần túy: rượu được lên men từ các nguyên liệu có chứa đường
và tinh bột và có nồng độ thấp như Vang, Rượu nếp cái, Sake,...
- Rượu cất : loại rượu cũng dùng những nguyên liệu chứa đường và tinh bột,
nhưng sau khi lên men đem cất lại như Whisky, Brandy, Rhum, Vodka,..
- Dòng rượu pha chế: Cocktail là thức uống rất phổ biến trên thế giới, có tính bổ
dưỡng và khơng gây say xỉn. Hỗn hợp được kết hợp từ hai loại rượu trở lên, hoặc được
pha trộn với Soft drink (đồ uống khơng có ga hoặc nước trái cây).
2.2.2 Tình hình sản xuất rượu trái cây và sản phẩm rượu táo
❖ Tình hình sản xuất rượu trái cây trên thế giới và Việt Nam
Trên thế giới: Ngành sản xuất nước trái cây lên men đã có từ lâu đời và đang
phát triển với tốc độ rất nhanh. Trong số các loại nước giải khát thì rượu trái cây đươc
coi là mặt hàng chiến lược. Vậy nên các quốc gia như Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật, Trung
Quốc, Úc,.. đã và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất các loại nước lên men từ các
loại trái cây như xồi, dứa, nho, dâu, táo, lê, mơ, vải,...có chất lượng cao đáp ứng được
nhu cầu của con người.
Tại Việt Nam: Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm nên nhu cầu sử
dụng nước giải khát rất lớn. Trái cây Việt Nam lại vô cùng phong phú, đa dạng hồn
tồn có thể đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu. Hiện nay, Việt Nam đã có những nghiên
9
cứu sản xuất nước ép và rượu vang từ trái cây như: dứa, nho,...Việc nghiên cứu nước
lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển của thế giới và khu vực.
❖ Sản phầm rượu táo
- Nguồn gốc:
Theo nghiên cứu, cây táo đã xuất hiện từ rất sớm, vào năm 1300 trước Công
nguyên. Tuy nhiên, cho đến tận bây giờ, các nhà sử học vẫn chưa xác định chính xác
thời điểm rượu táo bắt đầu được sản xuất. Khi người La Mã đến nước Anh vào năm 55
trước Cơng ngun, họ đã nghe nói về một loại rượu truyền thống rất ngon được làm
từ táo ở vùng Kent. Tướng Julius Ceasar đã hoàn toàn bị chinh phục bởi loại rượu này.
Từ lúc đó, việc sản xuất rượu táo bắt đầu phát triển. Đầu thế kỉ IX, thói quen uống
rượu táo lan rộng khắp châu Âu. Vào thế kỉ XX, khi xuất hiện nhu cầu lớn về rượu táo
sản xuất trên quy mô công nghiệp.
Dù sản xuất trên qui mô công nghiệp hay theo phương pháp truyền thống, rượu
táo vẫn là thức uống được yêu thích ở châu Mĩ và châu Âu. Các nước sản xuất rượu
táo chủ yếu là Pháp. Đây là quốc gia sản xuất rượu táo lớn nhất thế giới, nổi tiếng với
rượu táo có tên Cidre de Normandie. Hiệp hội các nhà sản xuất rượu Pháp quy định:
rượu táo chỉ được sản xuất từ táo tươi hoặc một hỗn hợp từ táo và lê (Bộ Nơng nghiệp
Hoa Kì USDA).
- Cơng dụng của rượu táo:
Theo các nhà nghiên cứu của trường Đại học Glasgow của Anh, uống một ly
rượu táo mỗi ngày có thể ngăn ngừa ung thư, bệnh tim và đột quỵ, do trong rượu táo
có nhiều phenolic - một chất chống oxy hố. Phenolic trong táo cũng là thành phần
chính đem lại màu và mùi đặc trưng cho rượu táo.
2.3 Nấm men
Nấm men là vi sinh vật đơn bào, không thể tạo sợi và sinh sản theo lối nảy chồi.
Tế bào nấm men lớn gấp 10 lần tế bào vi khuẩn. Nấm men thường được các nhà máy
dùng để sản xuất rượu là Sacchromyces cerevisiae, có kích thước khoảng 2.5-10 µm x
4.5 - 21 µm. Do đó chúng có thể quan sát rõ dưới kính hiển vi quang học. Tuỳ từng
loại mà hình dạng tế bào của nấm men khác nhau như: hình elip, hình cầu, hình
trứng…Tế bào nấm men có cấu tạo phức tạp, nó được bao bọc bởi một lớp thành tế
bào chứa polysaccaritmanan và glucan liên kết với protein và lipit chiếm 60 - 70 %
trọng lượng chất khô của tế bào nấm men. Trong những điều kiện nhất định thì nấm
10
men có thể tạo thành lớp vỏ nhầy từ polysaccarit. Thành tế bào là cơ quan bảo vệ tế
bào, có tính chất thẩm thấu và chọn lọc cao, do đó nó đảm nhận trách nhiệm vận
chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào và đào thải các sản phẩm của sự trao đổi
chất ra ngồi. Các nịi lên men rượu cần phải có những tính chất sau:
- Có sức phát triển mạnh trong dịch đường lên men.
- Có khả năng tiết ra hệ enzym zyma để lên men nhanh chóng và hồn tồn.
- Có thể lên men được ở nhiệt độ tương đối cao của mùa hè.
- Có khả năng chịu được nồng độ cồn cao trong quá trình lên men.
- Chịu được mơi trường có độ axit cao.
(Lương Đức Phẩm, 2006)
Hình 2.3: Tế bào S.cerevisiae
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của nấm men.
Các chất
Cacbon
CaO
Nito
Hydro
P2O5
K2 O
SO3
MgO
Fe2O3
SiO
Thành phần (% chất khô)
49.8
12.4
6.7
3.54
2.34
0.04
0.42
0.38
0.035
0.09
(Nguyễn Đức Lượng, 1996)
11
Saccharomyces cerevisiae có khả năng bắt đầu q trình lên men rất nhanh
chóng và cũng biến mất rất nhanh ở cuối quá trình này. Chịu được nồng độ cồn cao từ
8 – 15% V là một ưu điểm quan trọng nhất của lồi Saccharomyces cerevisiae. Điều
đó cho phép chúng có thể sinh ra tới 18 – 20 % V sau q trình lên men chính. Bên
cạnh đó, một số chủng Saccharomyces cerevisiae cịn có khả năng tạo hương thơm rất
đặc trưng nhờ vào khả năng sinh tổng hợp mạnh các loại este và rượu bậc cao. Do vậy,
đây chính là loài nấm men được sử dụng phổ biến nhất trong cơng nghiệp sản xuất
rượu.
2.4 Tổng quan về q trình lên men rượu
2.4.1 Giới thiệu chung về quá trình lên men
Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzyme tương ứng gọi
là chất xúc sinh học. Tuỳ theo sản phẩm sau quá trình lên men mà người ta chia làm
nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có 2 hình thức lên men là lên men kiếu khí
và lên men kị khí. Lên men nước trái cây là q trình lên men kị khí với sự có mặt của
nấm men, chúng sẽ chuyển hố đường lên men thành etanol và CO2.
Các phương pháp lên men:
Lên men tự nhiên: Sử dụng nấm men có sẵn trên vỏ hoặc bổ sung từ dịch lên
men trước. Chất lượng lên men thấp và dễ bị tạp nhiễm.
Lên men từ chủng nấm men thuần chủng: Nhân giống trong phịng thí nghiệm
hoặc nhà xưởng trong điều kiện vơ trùng, khơng có tạp khuẩn. Thời gian lên men
nhanh, lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để, nồng độ cồn thu được cao
hơn trong lên men tự nhiên 0,1 – 10, màu sáng hơn, hương vị thanh khiết hơn (Trần
Thị Thanh, 2007).
2.4.2 Q trình lên men rượu
❖ Lên men chính
- Sự lên men tạo rượu:
Lên men rượu thực chất là quá trình hơ hấp kỵ khí của nấm men để chuyển
hóa đường thành rượu và giải phóng CO2. Q trình lên men rượu bao giờ cũng kèm
theo sự hình thành các sản phẩm phụ đồng thời giải phóng năng lượng (117,6 kJ)
(Hồng Liên Hương & cộng sự, 2004).
12
Theo Pasteur: nếu lượng đường có trong mơi trường được coi là 100% thì sau
khi lên men sẽ tạo ra 46% etanol, 44% CO2, 3,3% glyxerin, 0,6% axit sucxinic, 1,1%
xenlula, ngồi ra ơng cịn khẳng định sự lên men rượu là quá trình sinh lý liên quan tới
các hoạt động sống của nấm men (Lương Đức Phẩm, 2006).
Ngày nay khoa học đã tìm được hơn 50 loại enzym tham gia vào q trình
chuyển hố đường thành rượu vừa nêu trên.
- Sự tạo thành các sản phẩm trung gian:
Các sản phẩm bậc 2 và các sản phẩm phụ là thành phần tất yếu và khơng thể
thiếu được của q trình lên men rượu.
Khi lên men 180 gram đường thì thu được 83,6g CO2 + 87,4g C2H5OH +
0,4g dầu fuzel + 6g glyxerin + 0,3g axit lactic +0,1g axetaldehyt (Andrew G.H.Lea
and John R.Piggott, 2003).
Nhưng trên thực tế lượng etanol tạo ra được ln thấp hơn tính tốn lý thuyết
(thường chỉ đạt 90- 95%), khoảng 5% đường bị tiêu hao do quá trình tạo các sản phẩm
phụ và 1% đường được nấm men sử dụng trong quá trình sinh sản và phát triển.
Như vậy, có thể thấy q trình lên men rượu là hết sức phức tạp mà sản phẩm
của nó khơng đơn thuần chỉ có CO2 và etanol như Gay-Lussac đã nêu, có rất nhiều sản
phẩm phụ đã được tạo ra trong q trình chuyển hóa đường thành rượu bởi nấm men,
mà cho đến nay cơ chế của việc hình thành các sản phẩm bậc 2 cũng vẫn chưa được
làm sáng tỏ, mặc dù người ta đã biết được cơ chế hình thành của rất nhiều chất có
trong brandy. Chẳng hạn: glyxerin có thể chuyển hóa thành etanol và axit axetic, axit
lactic có thể chuyển hóa thành glyxerin, etanol, axit axetic... Glyxerin cũng có tác
dụng tăng cường giá trị về vị ngọt cho sản phẩm. Hàm lượng glyxerin trong rượu tăng
lên khi lên men ở nhiệt độ thấp, dịch lên men có hàm lượng axit tartric cao cùng với sự
có mặt của SO2 (Andrew G.H.Lea and John R.Piggott, 2003).
Một số loại rượu bậc cao khác như: propylic, amylic, izobutylic,... cũng được
hình thành từ một số loại axit amin tương ứng có sẵn trong dịch quả bằng cách khử
amin và khử cacboxyl. Mặc dù hàm lượng rượu bậc cao không đáng kể, nhưng lại có
vai trị rất quan trọng trong việc tạo hương thơm đặc trưng cho sản phẩm.
Axetaldehyt là sản phẩm thông thường của quá trình lên men rượu, số lượng
13
được tìm thấy trong những loại rượu mới lên men thường rất thấp (khoảng 75 mg/l).
Nhưng khi tàng trữ, do q trình ơxy hóa của rượu etanol hoặc do hoạt tính của màng
nấm men mà lượng axetaldehyt trong brandy đã tăng lên đáng kể (Andrew G.H.Lea
and John R.Piggott, 2003). Axetaldehyt có vai trị quan trọng trong việc tăng giá trị
cảm quan của brandy ở hàm lượng nhất định.
Các axit bay hơi như axetic, lactic, formic, butyric...được hình thành trong quá
trình lên men rượu cũng ảnh hưởng nhiều tới chất lượng của sản phẩm, vì vậy hàm lượng
axit bay hơi trong brandy cũng được coi là một chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm.
Nhìn chung các sản phẩm phụ của q trình lên men rượu đóng vai trị rất quan
trọng đối với giá trị cảm quan của sản phẩm. Tuy nhiên, quá trình hình thành và hàm
lượng của các sản phẩm phụ lại phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện lên men như: độ pH,
hàm lượng đường, hàm lượng và chất lượng men giống, chủng men giống, nhiệt độ, áp
suất... của quá trình lên men rượu. Việc nắm vững các điều kiện này sẽ giúp các nhà
cơng nghệ có thể định hướng được việc tạo các sản phẩm phụ cho phù hợp sẽ làm tăng
chất lượng của rượu.
❖ Cơ chế lên men rượu:
Tác nhân chính của q trình lên men là nấm men Saccharomyces cerevisiae.
Dựa vào đặc tính của quá trình lên men mà nấm men được chia làm 2 loại chính:
- Nấm men nổi: Gây ra sự lên men nổi, lên men ở nhiệt độ cao từ 20-28oC. Quá
trình lên men nhanh tạo thành nhiều bọt do tác dụng thốt khí CO2 nhiều nên trong
thời gian lên men, nấm men nổi trên mặt hoặc lơ lửng trong dịch lên men và chỉ lắng
xuống đáy thành một lớp xốp khi quá trình lên men kết thúc.
- Nấm men chìm: Quá trình lên men chậm ở nhiệt độ 5-10oC, CO2 thốt ra ít
trong q trình lên men, nấm men ở đáy thùng lên men.
Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định.
Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men khác nhau. Thường khi
lên men lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào trong 1ml dịch
lên men. Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men rất lớn. Đường lên men và các chất
dinh dưỡng khác có trong mơi trường lên men đầu tiên được hấp thu trên bề mặt nấm
14
men, sau đó được khuếch tán vào trong tế bào nấm men. Rượu và CO2 được tạo thành
theo phản ứng sau:
C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 → 2C2H5OH +2CO2 + 2ATP + H2O
Lên men ethanol được chia làm 2 thời kỳ:
- Thời kì cảm ứng: Là thời kì đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều (1), lúc này
sản phẩm là glycerin. Bởi vì lúc này hàm lượng acetandehyde (CH3CHO) chưa có
nhiều để nhận hydro của alcoldehydrogenaza ma hydro lại chuyển đến cho
phophoglyceraldehyde tạo photphoglycerin bị thủy phân giải phóng acid photphoric và
glycerin.
- Thời kỳ tĩnh: Lúc này kượng acetaldehyde đã hình thành nhiều nên hydro từ
alcoldehydrogenaza lại chuyển sang acetaldehyde (CH3CHO) theo chiều phản ứng (2)
lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol và CO2 (Lê Thanh Mai, 2005).
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo rượu
- Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh sản và phát triển của nấm men và
chất lượng của rượu. Nấm men có thể tồn tại ở nhiệt độ từ 4 ÷ 45 0C, nhưng nhiệt độ
phù hợp nhất cho sự sinh sản và phát triển của nấm men là 28 ÷ 300C (Larpent J.
P,1991). Nhiệt độ càng thấp thì nấm men sinh sản càng chậm, thời gian lên men bị kéo
dài hơn, tuy nhiên lại hạn chế được sự nhiễm khuẩn và ngược lại, nhiệt độ càng cao
(vượt quá 300C) thì nấm men sinh sản nhanh hơn, thời gian lên men ngắn hơn, nhưng
khả năng nhiễm khuẩn sẽ rất cao. Mặt khác nhiệt độ còn ảnh hưởng rất lớn đến chất
lượng của brandy. Khi lên men ở điều kiện nhiệt độ lạnh thì hương, vị của rượu sẽ có
mùi vị của trái cây và tươi hơn, hàm lượng axit bay hơi thấp hơn, hàm lượng glyxerin
sẽ tăng hơn. Theo nhiều tác giả Việt Nam thì nhiệt độ phù hợp cho quá trình lên men
tạo rượu là: 25 ÷ 300C và việc duy trì ổn định nhiệt độ trong suốt quá trình lên men là
quan trọng và rất cần thiết (Nguyễn Tuấn Phong, 2002).
- Ảnh hưởng của độ pH:
Nấm men có thể sinh sản và phát triển trong mơi trường có độ pH từ 2,5 ÷ 7,5,
nhưng theo đa số tác giả thì độ pH phù hợp nhất với sự sinh sản và phát triển của nấm
15