ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

HUỲNH PHAN PHƯƠNG TRANG

SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ CHANH DÂY
VÀ DÂU TẰM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010

-i-


CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. Nguyễn ðức Lượng
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1 :................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2 :................................................................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ tại HỘI ðỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .

- ii -


TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
ðộc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA ………………………………….

---oOo---

----------------

Tp. HCM, ngày 31 tháng 07 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Huỳnh Phan Phương Trang

Phái: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh:

Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh


Chuyên ngành:
MSHV:
TÊN ðỀ TÀI:

24/09/1984

Công nghệ sinh học

03108148

Sản xuất rượu vang từ chanh dây và dâu tằm

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Xác ñịnh tỉ lệ phối trộn hợp lí giữa chanh dây và dâu tằm chuẩn bị dịch quả
cho quá trình lên men rượu vang.
Khảo sát khả năng sử dụng bã mía làm chất mang ñể cố ñịnh tế bào nấm men
ứng dụng trong lên men rượu vang
Xây dựng qui trình cơng nghệ sản xuất rượu vang hỗn hợp chanh dây dâu
tằm sử dụng tế bào nấm men tự do.
Xây dựng qui trình cơng nghệ sản xuất rượu vang hỗn hợp chanh dây dâu
tằm sử dụng tế bào nấm men cố ñịnh.
So sánh hai qui trình và kết luận đưa ra qui trình cơng nghệ hợp lý.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/03/2010
NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 31/07/2010
HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi ñầy ñủ học hàm, học vị): PGS. TS. Nguyễn ðức Lượng

- iii -



Nội dung và ñề cương Luận văn thạc sĩ ñã ñược Hội ðồng Chuyên Ngành thông qua.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

KHOA QUẢN LÝ

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

- iv -


LỜI CẢM ƠN

ð

ầu tiên, em xin chân thành cám ơn quý thầy cô khoa Công nghệ sinh học,

trường ðại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, đã hết lịng trong

cơng tác giảng dạy, đã tận tình truyền đạt kho tàng kiến thức cho em trong những

năm ngồi trên ghế giảng ñường ñể em vững bước trong tương lai.
ðặc biệt, em chân thành cám ơn thầy Nguyễn ðức Lượng ñã tận tình hướng
dẫn em thực hiện đề tài.
Xin chân thành cám ơn bạn ñồng nghiệp ñã ñộng viên tinh thần, góp ý, xây
dựng những hướng đi trong q trình thực hiện.
Cuối cùng, con cũng khơng qn gởi lịng biết ơn sâu sắc nhất đến cha mẹ,
gia đình, là những bậc sinh thành nuôi dưỡng con, là hậu phương vững chắc ñể con
yên tâm hoàn thành luận văn này.

Huỳnh Phan Phương Trang

-v-


TĨM TẮT
Chanh dây là loại trái cây có hương vị thơm ngon và giàu vitamin. Dâu tằm là
loại trái cây có chứa hợp chất anthocyanin tạo màu tự nhiên cho thực phẩm. Sự kết
hợp giữa hai loại trái cây này hứa hẹn mang ñến một loại rượu vang mới về hương
vị và có màu sắc đẹp. Do đó đề tài “Sản xuất rượu vang từ chanh dây và dâu tằm”
ñược thực hiện trên cơ sở xác ñịnh tỉ lệ phối trộn hợp lí giữa hai loại quả để tạo
rượu vang ñạt tiêu chuẩn về màu sắc và mùi vị. ðề tài đã khảo sát khả năng sử dụng
bã mía là chất mang ñể cố ñịnh tế bào nấm men và ứng dụng chế phẩm cố định này
vào qui trình sản xuất rượu vang chanh dây dâu tằm. Kết quả thu ñược là sản phẩm
rượu trái cây hỗn hợp ñược ñánh giá cảm quan tốt.

- vi -


ABSTRACT
Passion fruits have a delicious taste and rich in vitamins. Mulberry fruit contains

a compound of natural anthocyanin color for food. The combination of these two
kinds of fruit that promises to make a new wine about flavor and beautiful color.
Therefore, the thesis "Production of wine from the passion and mulberry" was made
on the basis of determining a reasonable rate of mixing between two types of fruit to
make wine standards of color and flavor. Thesis surveys ability of using bagasse as
carrier for fixing yeast cells and applys this preparations into processes of passion
fruit and mulberry wine production. The result is a fruit wine products evaluated
well.

- vii -


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ...........................................................xii
DANH MỤC CÁC BẢNG...............................................................xiv
MỞ ðẦU ............................................................................................1
CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN ............................................................4
1.1 Giới thiệu [19]...........................................................................................4
1.2 Qui trình chung sản xuất rượu vang [19] ...................................................5
1.2.1 Nguyên liệu và chế biến nguyên liệu..................................................5
1.2.2 Quá trình lên men tạo rượu vang ........................................................7
1.2.3 Phân loại rượu vang [14]....................................................................9
1.3 Bản chất quá trình lên men rượu [17] ......................................................10
1.3.1 Cơ chế của quá trình ........................................................................10
1.3.2 Các sản phẩm của quá trình lên men rượu trong các điều kiện mơi
trường khác nhau............................................................................................11
1.3.3 Tác nhân vi sinh vật .........................................................................13
1.3.4 Các điều kiện chính của quá trình lên men rượu...............................14
1.4 Nấm men.................................................................................................16
1.4.1 Hình dạng và kích thước [4].............................................................16

1.4.2 Cấu tạo tế bào nấm men [5]..............................................................16
1.4.3 Sự sinh sản của nấm men [4]............................................................17
1.4.4 Phân loại nấm men [5] .....................................................................17
1.4.5 Các q trình sinh lí của tế bào nấm men [5]....................................18
1.4.6 Một số loài nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang [5] ........21
1.4.7 Yêu cầu ñối với chọn nấm men thuần chủng [5]...............................23
1.5 Các nghiên cứu trong và ngoài nước .......................................................23
1.5.1 Các nghiên cứu trong nước ..............................................................23
1.5.2 Các nghiên cứu ngoài nước ..............................................................24
1.6 Nguyên liệu chanh dây dâu tằm...............................................................25

- viii -


CHƯƠNG 2 . NGUYÊN LIỆU .......................................................28
2.1 Giống vi sinh vật .....................................................................................28
2.2 Nguyên liệu.............................................................................................28
2.3 Hóa chất – thiết bị - dụng cụ....................................................................28
2.3.1 Hóa chất...........................................................................................28
2.3.2 Thiết bị ....................................................................................... - 28 2.3.3 Dụng cụ ...................................................................................... - 29 2.4 Các loại môi trường............................................................................ - 29 2.4.1 Môi trường nhân giống [10] ........................................................ - 29 2.4.2 Môi trường giữ giống [10]........................................................... - 29 2.5 Nguyên liệu chanh dây dâu tằm.......................................................... - 30 2.5.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu chanh dây và dâu tằm .............. - 30 2.5.2 Lựa chọn nguyên liệu và tạo dịch ép quả..................................... - 32 2.5.3 Xử lý dịch ép quả........................................................................ - 35 -

CHƯƠNG 3 . GIỐNG SACCHAROMYCES CEREVISIAE ........ - 41 3.1 Giống Saccharomyces cerevisiae ....................................................... - 41 3.2 Qui trình nhân giống .......................................................................... - 42 3.2.1 Hoạt hóa giống............................................................................ - 42 3.2.2 Kiểm tra giống ............................................................................ - 43 3.2.3 Bảo quản giống ........................................................................... - 43 3.2.4 Nhân giống ................................................................................. - 44 3.2.5 Xây dựng ñường cong sinh trưởng của tế bào ............................. - 48 -

CHƯƠNG 4 . LÊN MEN ........................................................... - 50 4.1 Khảo sát các ñiều kiện tối ưu cho quá trình lên men rượu................... - 50 4.1.1 Thời gian tối ưu cho quá trình lên men rượu ............................... - 52 4.1.2 Tỷ lệ giống tối ưu cho quá trình lên men rượu............................. - 53 4.1.3 ðộ pH tối ưu cho quá trình lên men rượu .................................... - 53 4.1.4 Nồng độ chất khơ tối ưu cho q trình lên men rượu................... - 53 4.2 Khảo sát quá trình cố định tế bào nấm men ........................................ - 54 -

- ix -


4.2.1 Khảo sát đặc tính của bã mía trong vai trị là chất mang để cố định tế
bào nấm men Saccharomyces cerevisiae ................................................... - 54 4.2.2 Phương pháp cố ñịnh vi sinh vật trên chất mang là bã mía .......... - 55 4.2.3 Thực hiện cố ñịnh tế bào nấm men trên bã mía ........................... - 56 4.2.4 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu bằng tế bào nấm men tự do.. 57 4.2.5 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu bằng tế bào nấm men cố ñịnh

- 57 4.2.6 So sánh ñộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang sử dụng tế bào
nấm men tự do với quá trình lên men rượu vang sử dụng tế bào nấm men cố
định trên bã mía......................................................................................... - 58 4.2.7 ðánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang chanh dây dâu tằm [16] - 58 -

CHƯƠNG 5 . KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM............................... - 59 5.1 Khảo sát dịch quả chanh dây dâu tằm ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau - 59 5.2 Giống nấm men Saccharomyces cerevisiae ........................................ - 61 5.2.1 Kiểm tra giống ............................................................................ - 61 5.2.2 ðường tương quan OD600nm và mật ñộ tế bào của chủng
Saccharomyces cerevisiae ......................................................................... - 62 5.2.3 ðường cong sinh trưởng của tế bào nấm men Saccharomyces
cerevisiae .................................................................................................. - 63 5.3 Khảo sát các ñiều kiện tối ưu cho quá trình lên men rượu................... - 65 5.3.1 Thời gian tối ưu cho quá trình lên men rượu ............................... - 65 5.3.2 Tỷ lệ giống tối ưu cho quá trình lên men rượu............................. - 72 5.3.3 ðộ pH tối ưu cho quá trình lên men rượu .................................... - 74 5.3.4 Nồng độ chất khơ tối ưu cho q trình lên men rượu................... - 76 5.3.5 Khảo sát quá trình cố định tế bào nấm men trên bã mía............... - 78 5.3.6 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh dây dâu tằm bằng
tế bào nấm men tự do ................................................................................ - 80 -

-x-


5.3.7 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh dây dâu tằm bằng
tế bào nấm men cố ñịnh trên bã mía .......................................................... - 81 5.3.8 So sánh ñộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang sử dụng tế bào
nấm men tự do với quá trình lên men rượu vang sử dụng tế bào nấm men cố
định trên bã mía......................................................................................... - 83 5.3.9 ðánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang chanh dây dâu tằm ....... - 84 -

KẾT LUẬN.................................................................................. - 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................ - 87 -

- xi -


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1 ðường cong biểu diễn quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm
men theo thời gian .................................................................................................21
Hình 1-2 Trái chanh dây. ......................................................................................26
Hình 1-3 Trái dâu tằm. .........................................................................................27
Hình 2-1 Quả chanh dây bổ dọc....................................................................... - 30 Hình 2-2 Trái dâu tằm. .................................................................................... - 31 Hình 2-3 Dịch quả chanh dây dâu tằm ở những tỷ lệ phối trộn khác nhau........ - 35 Hình 3-1. Qui trình nhân giống........................................................................ - 42 Hình 3-2 Ống giống gốc. ................................................................................. - 44 Hình 3-3 Nhân giống cấp 1.............................................................................. - 45 Hình 3-4 Nhân giống cấp 2.............................................................................. - 45 Hình 3-5 Tế bào nấm men trên buồng đếm hồng cầu. ...................................... - 46 Hình 4-1 Bã mía phơi khơ và bã mía đã được hấp khử trùng . ......................... - 56 Hình 5-1 Hình thái khuẩn lạc nấm men trên mơi trường Hansen rắn................ - 61 Hình 5-2 Tiêu bản nhuộm xanh methylen của tế bào nấm men ........................ - 62 Hình 5-3 ðường tương quan OD600nm và log (tế bào/ml).................................. - 62 Hình 5-4 ðường cong sinh trưởng của tế bào nấm men. .................................. - 63 Hình 5-5 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 5:5. ........................................................................................... - 66 Hình 5-6 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 6:4. ........................................................................................... - 66 Hình 5-7 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh

dây dâu tằm là 7:3. ........................................................................................... - 67 Hình 5-8 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 8:2. ........................................................................................... - 68 Hình 5-9 Ngày lên men thứ 1........................................................................... - 68 Hình 5-10 Ngày lên men thứ 2......................................................................... - 69 -

- xii -


Hình 5-11 Ngày lên men thứ 3......................................................................... - 69 Hình 5-12 Ngày lên men thứ 4........................................................................ - 70 Hình 5-13 Ngày lên men thứ 5......................................................................... - 70 Hình 5-14 Ngày lên men thứ 6......................................................................... - 72 Hình 5-15 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống đến q trình lên men. .......................... - 73 Hình 5-16 Ảnh hưởng của pH đến q trình lên men. ...................................... - 75 Hình 5-17 Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ đến q trình lên men. ................ - 77 Hình 5-18 Biểu đồ biểu diễn động học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh
dây dâu tằm với tế bào nấm men tự do.............................................................. - 81 Hình 5-19 Biểu đồ biểu diễn động học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh
dây dâu tằm bằng tế bào nấm men cố định trên bã mía ..................................... - 82 Hình 5-20 Qui trình sản xuất rượu vang chanh dây dâu tằm............................. - 84 Hình 5-21 Sản phẩm rượu vang chanh dây dâu tằm. ........................................ - 85 -

- xiii -


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1-1 Thành phần hóa học của nấm men........................................................18
Bảng 2-1 Thành phần của dịch chiết chanh dây .............................................. - 30 Bảng 2-2 Thành phần quả dâu tằm [6] ............................................................ - 31 Bảng 2-3 Thành phần vitamin của dâu như sau (tính trong 100g) .................... - 31 Bảng 2-4 So sánh nguyên liệu dịch ép chanh dây và dâu tằm với dịch ép nho. - 32 Bảng 2-5 Tỷ lệ phối trộn dịch chanh dây dâu tằm ............................................ - 36 Bảng 4-1 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men .................................... - 51 Bảng 5-1 Chỉ số hóa lý của dịch quả chanh dây dâu tằm ở 4 tỷ lệ phối trộn. .... - 59 Bảng 5-2 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 5:5. ........................................................................................... - 65 Bảng 5-3 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 6:4. ........................................................................................... - 66 Bảng 5-4 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 7:3. ........................................................................................... - 67 Bảng 5-5 Ảnh hưởng của thời gian đến q trình lên men rượu ở tỷ lệ dịch chanh
dây dâu tằm là 8:2. ........................................................................................... - 67 Bảng 5-6 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống đến q trình lên men............................. - 73 Bảng 5-7 Ảnh hưởng của pH ñến quá trình lên men ........................................ - 75 Bảng 5-8 Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ đến q trình lên men .................. - 77 Bảng 5-9 Ảnh hưởng của chế độ lắc đến q trình cố định tế bào nấm men trên bã
mía ................................................................................................................... - 79 Bảng 5-10 Ảnh hưởng của thời gian ủ đến q trình cố định tế bào nấm men trên bã
mía ................................................................................................................... - 79 Bảng 5-11 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh dây dâu tằm với tế
bào nấm men tự do. .......................................................................................... - 81 Bảng 5-12 ðộng học tối ưu quá trình lên men rượu vang chanh dây dâu tằm bằng tế
bào nấm men cố định trên bã mía ..................................................................... - 82 -

- xiv -


Bảng 5-13 Bảng so sánh ñộng học tối ưu của quá trình lên men rượu vang chanh
dây dâu tằm sử dụng tế bào nấm men tự do và tế bào nấm men cố định trên bã mía. 83 Bảng 5-14 ðánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang chanh dây dâu tằm. ......... - 85 -


- xv -


MỞ ðẦU
1.

Lời nói đầu
Vang là một loại rượu nhẹ được chiết xuất từ trái cây tươi do đó rượu vang chứa
nhiều loại axit amin, khoáng chất và vitamin là các thành phần dinh dưỡng cần
thiết cho cơ thể. Mỗi loại trái cây sau khi lên men đều có hương vị thơm ngon
riêng biệt tạo cho con người cảm giác sảng khối. Rượu vang trái cây được xem
là những thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì thực chất là nước trái cây lên
men, có thể dùng làm thức uống hoặc pha chế tạo thành các dạng cocktail. Vang
giúp tiêu hóa tốt hơn ăn ngon miệng hơn và giảm nguy cơ bệnh tim nếu ñược con
người sử dụng một lượng vừa phải và ñiều ñộ.
Rượu vang trái cây là sản phẩm được ưa chuộng nhiều trên thế gíới vì hầu hết
trong tất cả các buổi lễ hội, các buổi tiệc gia đình, nó là một trong những đồ uống
khơng thể thiếu ñược. Rượu vang trái cây với ñộ cồn khoảng 9-15o ñã trở thành
thức uống truyền thống từ xa xưa của người Âu - Mỹ. Hiện nay, người châu Á
cũng ñã làm quen với rượu vang trái cây trong mỗi bữa ăn. ða số các loại trái cây
có đường ñều là nguyên liệu ñược sử dụng trong sản xuất rượu vang. Nếu như
trước đây chỉ sử dụng nho thì ngày nay rượu vang ñược chế biến từ nhiều nguồn
nguyên liệu khác nhau : rượu vang từ me, thanh long, bưởi , nước dừa, dâu tằm,
táo … Tuy nhiên rượu vang hỗn hợp nguyên liệu trái cây vẫn chưa ñược quan
tâm nhiều.
Trái chanh dây có hình dạng như quả trứng, da trơn hoặc nhăn nhẹ, màu vàng
hoặc nâu tím tùy loại. Chanh dây chứa nhiều nước vị chua chua ngọt ngọt, thơm
nhẹ nhàng, với vô số hạt nhỏ. Nhờ hương vị phong phú, chanh dây thường ñược
ép lấy nước ñể làm sirô giải khát hoặc chế biến các loại thực phẩm, thức uống…

Chanh dây có hàm lượng đường vừa phải (8,5g glucide/100g), thấp hơn một số
loại trái cây thông thường khác (trung bình là 9-12g/100g), nhưng phần lớn
lượng đường này là fructose có độ ngọt cao (so với đường saccharose), vì vậy
chanh dây vẫn có vị ngọt, mặc dù nó còn chứa các loại axit hữu cơ, chủ yếu là

-1-


axit citrique (3,9g/100g, ít chua hơn trái chanh). Ngồi ra, trong chanh dây cịn
có một tỷ lệ nhất định protein, lipide, các chất khoáng và chất vi lượng như sắt,
phốtpho, kẽm, magnesium,… nhiều loại vitamin ñặc biệt là vitamin C và nhất là
chất xơ (fibre); về năng lượng cung cấp chanh dây tương đương với xồi, xơri, về
magnesium tương đương với chuối… Thêm nước chanh dây vào nước giải khát,
làm kem... thì hương vị thật thơm mát. Do đó nước ép chanh dây lên men là sản
phẩm ñược ưa chuộng ở thị trường ðà Lạt vì có hương nhẹ dễ chịu và chứa
ñựng nhiều vitamin, tuy nhiên phương pháp sản xuất thủ cơng và thời gian bảo
quản tối đa chỉ có bảy ngày. Ngồi ra, thị trường ðà Lạt cịn sản phẩm nước cốt
dâu tằm có màu nâu đỏ rất ñẹp thường ñược sử dụng làm nước giải khát và ñược
nhiều người ưa chuộng.
Việc sản xuất các loại nước trên tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú, tận
dụng tối ña nguồn trái cây tươi chưa tiêu thụ kịp và chuyển ñổi chúng sang một
dạng sản phẩm có giá trị kinh tế cao hơn nhờ công nghệ lên men. Trái cây tươi
khơng những là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mà còn là thực phẩm tươi
phục vụ trực tiếp trong ñời sống hàng ngày như cung cấp vitamin, axit hữu cơ,
muối khoáng ... cho con người. Do nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm nên việc bảo
quản trái cây tươi là rất khó, trái cây dễ bị thối, hỏng sau khi thu hoạch và vận
chuyển làm giảm phẩm chất ban đầu của chúng. Do đó bên cạnh việc bảo quản
trái cây tươi thì việc chế biến các loại trái cây cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng
nhằm nâng cao giá trị sử dụng của các loại trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị
hiếu của người tiêu dùng, ñồng thời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo việc

làm ổn định và tăng thu nhập cho người dân.
Sự kết hợp giữa 2 nguyên liệu chanh dây và dâu tằm hứa hẹn cung cấp cho thị
trường một loại vang mới với màu sắc ñẹp và hương vị mới lạ làm phong phú
thêm thị trường rượu vang. Do đó sản xuất rượu vang từ chanh dây và dâu tằm là
một đề tài có tính thiết thực.

-2-


2.

Bố cục của đề tài
Luận văn được trình bày trong 6 chương. Chương 1 giới thiệu chung về quy trình

sản xuất rượu vang. Chương 2 giới thiệu về nguồn nguyên liệu chanh dây dâu tằm
ñược sử dụng trong nghiên cứu của đề tài. Chương 3 trình bày q trình xử lí, nhân
giống nấm men chuẩn bị dịch giống cho sản xuất. Chương 4 thực hiện quá trình lên
men rượu vang với tế bào tự do và tế bào cố ñịnh. Kết quả thực nghiệm qui trình lên
men rượu vang chanh dây dâu tằm được mơ tả chi tiết trong chương 5. Phần kết
luận trình bày kết luận chung về qui trình sản xuất rượu vang chanh dây dâu tằm
hiệu quả. Cuối cùng, phần tham khảo trình bày các bài báo, sách được tham khảo,
trích dẫn trong luận văn.

-3-


CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN

1.1


Giới thiệu [19]

Danh từ rượu vang quả ñược dùng ñể chỉ loại rượu lên men từ dịch ép trái cây
(nho, dâu, thơm (dứa), táo, lê…) của một số chủng nấm men. Rượu vang thu được
khơng qua chưng cất, có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên, có độ cồn nhẹ
(10-15%) là loại nước giải khát thơm ngon giàu chất bổ dưỡng, ñặc biệt rất thích
hợp với phụ nữ. Rượu vang quả có thành phần rất phức tạp, đến nay ngay cả ở các
nước có cơng nghệ sản xuất rượu vang lâu đời cũng chưa biết hết các chất cấu thành
của rượu vang. Thành phần chủ yếu của rượu vang bao gồm:
Thành phần ñầu tiên phải kể ñến là cồn etanol, là một trong những thành phần
quan trọng nhất của rượu vang. Cồn etanol có ñược do lên men tự nhiên từ dịch trái
cây, do đó nó là thứ cồn tinh khiết, khơng lẫn aldehyde, ester. ðộ cồn của rượu vang
từ 10o-12o; nếu dưới 10o rượu sẽ hơi lạt; 12o trở lên là ñộ cồn hơi cao, uống mau
say. Có thể nói rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, khơng nhẹ q như bia,
khơng nặng quá như rượu trắng. Do vậy nhiều người uống ñược, kể cả phụ nữ và
người cao tuổi.
Cùng với cồn etanol, rượu vang còn chứa nhiều các chất bổ dưỡng khác. ðường
trong rượu vang vào khoảng 62-132g/l, chủ yếu là ñường fructose, glucose và một ít
galactose. Khi cho thêm ñường saccharose vào dịch quả trước khi lên men, thì tồn
bộ số ñường này sẽ bị phân huỷ thành ñường khử. ðiều này cho thấy, nếu phát hiện
ñược saccharose trong rượu vang thành phẩm, thì ta hiểu ngay là đường này ñược
pha thêm vào sau lên men. Tuỳ theo lượng ñường khử cịn lại trong rượu vang sau
khi đã lên men xong, người ta phân biệt : rượu vang khô (dưới 10g đường/l), nửa
khơ (20-30g đường/l), nửa ngọt (45g đường/l) và rượu ngọt (80-110g ñường/l).
Người ta nhận thấy rằng lượng ñường khử càng cao, lượng cồn càng phải cao ñể
cân ñối giữa ñộ cồn và ñộ ngọt, gây cảm giác ngon hơn cho người uống.

-4-



Trong rượu vang cịn chứa một lượng các acid vơ cơ và hữu cơ như acid tatric,
acid malic, acid citric, acid oxalic… Có thể nói rượu vang là thức uống có độ chua
cao, với hàm lượng acid tổng số 4-7g/l (quy ra acid malic). ðộ pH của rượu vang
2,9-3,9. Ở các nước phương Tây, ñộ chua của rượu vang là thành phần quan trọng
ngang với độ cồn. Tuy có độ chua cao, nhưng rượu vang vẫn dễ uống, vì vị chua
của acid ñược cân ñối với vị ngọt của ñường, cồn, glycerin, vị chát của
pholyphenol.
Trong rượu vang chứa một lượng phong phú các loại muối, tuy với hàm lượng
rất thấp ñó là muối các nguyên tố : P, S, K, Na, Ca, Fe, Cu, Mn… Khi phân tích,
một lít rượu vang chỉ có 1,5-3g tro, nhưng chất muối trong rượu vang giữ vai trò rất
quan trọng là làm tăng hương vị của rượu và làm tăng giá trị dinh dưỡng cung cấp
nguồn vi lượng cho cơ thể.
Một giá trị dinh dưỡng ñáng kể của rượu vang là giàu vitamin các loại. Ai cũng
biết nước quả giàu vitamin. Thực tế cho thấy, lên men trong làm rượu vang là một
quá trình ñiều chỉnh lại thành phần vitamin của nước quả và là kĩ thuật tốt ñể giữ lại
các vitamin trong nước quả.
1.2

Qui trình chung sản xuất rượu vang [19]

1.2.1 Nguyên liệu và chế biến ngun liệu
Nói đến rượu vang trái cây thì ngun liệu chính dùng trong sản xuất là trái cây
các loại. Tất cả các loại quả nếu có chứa đường, protein, muối khống và khơng
chứa các chất độc hại ñối với nấm men ñều có thể sử dụng ñể chế biến lên men tạo
rượu vang. Các loại quả như nho, táo, dâu, cam, xồi..thậm chí cả cóc, bưởi, mận
đều có thể dùng làm nguyên liệu cho lên men rượu vang. Tuy vậy, trong số đó có
những loại quả có chất lượng nước quả thích hợp hơn để lên men rượu vang, lí
tưởng nhất là nho. Nho là nguyên liệu thích hợp nhất vì nho cho chất lượng rượu tốt
nhất, hương vị đậm đà, có vị ngọt, nồng của cồn etanol, cân ñối với vị chua, chát
của acid và tannin. Sau nho, các loại quả dâu, thơm cũng cho nước quả rất thích hợp

với lên men tạo rượu vang.

-5-


Phương pháp chế biến nguyên liệu, ở ñây ñề cập ñến các biện pháp xử lí ñối với
nguyên liệu là quả nho. Quả hái về khơng để dập nát khi vận chuyển cũng như lúc
bảo quản. Loại bỏ quả hư, dập, rửa để ráo. Cũng có trường hợp chỉ loại bỏ quả hư,
xấu, khơng cần rửa, quả được đem sử dụng ép lấy nước ngay sau khi thu hoạch. Lí
do của việc làm trên là do người sản xuất muốn sử dụng ngay những tế bào nấm
men trên vỏ quả làm men giống trong lên men sau này không cần cấy giống nấm
men thuần khiết.
Bước xử lí tiếp theo sẽ khác nhau tùy qui mô sản xuất, trong sản xuất nhỏ quả
ñem giã dập bằng cối sành, cối ñá hay cối gỗ. Tuyệt đối khơng dùng dụng cụ bằng
sắt, đồng (vì nước quả chua sẽ cơng phá sắt, đồng làm các ion này tan trong dịch
quả, sau này gây kết tủa rượu, gây mất màu tự nhiên của rượu). Sau ñó, vắt lấy nước
quả bằng tay hay qua túi lọc bằng vải. Trường hợp lên men cả vỏ quả thì khơng cần
lọc bỏ vỏ quả. Q trình xử lí trên được tiến hành khẩn trương vì thời gian xử lí kéo
dài nước quả bị oxy hóa, dễ bị nhiễm tạp khuẩn, dẫn ñến giảm chất lượng. Trong
sản xuất ở qui mơ cơng nghiệp quả được ép bằng máy ép rồi lọc trong phịng chứa
CO2 với mục đích ngăn chặn dịch quả bị oxy hóa do tiếp xúc với O2. ðể chống dịch
quả bị oxy hóa và tiêu diệt vi khuẩn tạp nhiễm (vi khuẩn acetic, vi khuẩn lactic),
người ta cho SO2 vào dịch quả. Hóa chất này được các tổ chức quốc tế sản xuất
rượu vang cho phép sử dụng với liều lượng qui định là 30-120mg/l dịch quả.
Pha lỗng dịch quả, thường thì khơng được pha lỗng dịch quả bằng nước, nhưng
nếu sử dụng nhiều loại quả khác nhau, thành phần của dịch quả có loại chưa đủ
lượng nước cần cho q trình lên men, vì vậy có thể linh động bổ sung lượng nước
đảm bảo cho q trình lên men ñược thực hiện tốt. Việc bổ sung cũng phải tuân thủ
theo những qui ñịnh cụ thể như sau, khơng cho thêm nước vào dịch quả đối với
nho, dâu, cam, dứa…Pha lỗng với 15-20% nước tính theo khối lượng của phần quả

ăn được (đối với mãng cầu, xồi). Pha thêm 30% nước ñối với mơ, mận, ñào..
Thêm ñường, ñường là thành phần quan trọng nhất trong dịch quả vì từ đường
qua chuyển hóa của vi sinh vật sẽ tạo rượu. Tùy theo loại quả mà ta sẽ bổ sung thêm
ñường. ðiều này theo qui ñịnh chung của Tổ chức các nước Sản xuất Rượu vang

-6-


cũng có những chỉ định cụ thể rất chặt chẽ. Cùng một loại quả thu hoạch ở các vùng
địa lí khác nhau, vào những mùa khác nhau cũng sẽ bổ sung lượng ñường khác
nhau.
ðiều chỉnh ñộ chua, acid hữu cơ là thành phần quan trọng của nước quả. Hàm
lượng acid khơng chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước quả mà quan trọng hơn là làm
thay ñổi pH của dịch nước quả, từ đó ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật và
các enzyme. Người ta nhận thấy các vi sinh vật gây hỏng rượu hoạt ñộng tốt ở
pH>3.5. Trong khi đó Saccharomyces lại phát triển bình thường ở pH 3-3.5. Vì vậy
giữ pH của dịch quả 3-3.5 là cần thiết ñể nấm men phát triển tốt và ức chế sự phát
triển của vi sinh vật có hại. Do vậy phải điều chỉnh dịch quả đến pH thích hợp bằng
CaCO3, acid tatric, acid citric..Phương pháp giản tiện hơn là trộn nước quả chín và
nước quả của trái cịn xanh để có được dịch quả có độ chua theo u cầu.
ðiều chỉnh một số chỉ tiêu khác, có thể bổ sung thêm nguồn N bằng muối
ammonium, thêm nguồn vitamin bằng vitamin B1. Sau khi thực hiện các bước điều
chỉnh nói trên, nước quả ñược khẩn trương cho lên men. Trong trường hợp nước
quả thu được khơng đảm bảo độ tinh sạch cần thiết, dịch quả sẽ ñược tiệt trùng bằng
nhiệt ở 65-70oC trong 10 phút.
1.2.2 Quá trình lên men tạo rượu vang

1.2.2.1 Giống
ðể lên men tạo rượu vang, người ta có thể sử dụng hai nguồn giống như sau:
Dịch men giống: cấy từ ống giống thuần khiết qua khâu nhân giống các cấp, cấy

vào dịch lên men với tỉ lệ giống cấy từ 3-10%. Dịch ñang lên men ở giai ñoạn lên
men mạnh, tỉ lệ 1/3-1/5 thể tích nồi lên men (lấy từ lần lên men trước). Người ta hay
sử dụng nguồn giống này ñối với các chủng nấm men : Saccharomyces ellipsoideus,
Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces oviformis.
Dùng nấm men dính trên vỏ, rơi vào dịch quả một cách tự nhiên ñể lên men. Tuy
vậy, phương pháp lên men tự nhiên này thường cho ñộ cồn thấp, dễ bị tạp nhiễm.
Hiện nay ñể ổn định q trình lên men ở qui mơ cơng nghiệp, người ta phải sử dụng

-7-


chủng nấm men thuần khiết được ni cấy nhân giống qua các cấp, cấy vào dịch lên
men.

1.2.2.2 Các giai ñoạn lên men rượu vang
Giai đoạn hình thành rượu: là giai ñoạn từ lúc cấy men giống vào, cho lên men
ñến khi dịch lên men hết sủi bọt mạnh. Nếu giữ ñược nhiệt ñộ ổn ñịnh, thời gian lên
men này kéo dài từ 4-5 ngày. Kết quả của giai ñoạn này ta ñược “rượu non”. Trong
thời gian này nấm men hoạt ñộng mạnh nhất, tiêu thụ nguyên liệu (ñường, ñạm,
vitamin) mạnh, biến đường thành rượu, giải phóng CO2. Kết thúc giai ñoạn này
thành phần nước quả thay ñổi rất lớn.
Giai ñoạn phát triển: khi kết thúc lên men ở giai ñoạn một, người ta tiến hành gạn
cặn, tách xác quả bằng biện pháp lọc. ðây là lần gạn thứ nhất. Khi ñược “rượu
non”, ta tiếp tục cho lên men, nhưng ở giai đoạn này q trình lên men xảy ra khơng
ồ ạt, người ta còn gọi là lên men phụ, phân hủy những gam đường cuối cùng có
trong dịch lên men. ðồng thời ở giai đoạn này có q trình lên men malolactic. Kết
quả q trình này, acid malic được chuyển thành acid lactic, làm cho rượu chuyển
từ vị chua gắt sang chua nhẹ dễ chịu (của acid lactic), CO2 còn được tiếp tục giải
phóng nhưng có xu hướng ít dần. Dung dịch lên men ở trạng thái tĩnh lặng, xác men
lắng xuống đáy bình. Tiếp theo thực hiện gạn cặn lần 2 (sau lần 1 khoảng từ 20-30

ngày), lần 3 (sau lần 2 hơn 30 ngày). Nếu rượu có đục lại gạn tiếp để có dung dịch
trong suốt. Sau lần gạn cuối cùng rượu cơ bản ổn ñịnh về thành phần. Ở giai ñoạn
này, nếu nếm thử thấy rượu chưa thể uống được vì có vị cay, đắng, hơi chua gọi là
“rượu sống”.
Lưu ý: sau mỗi lần gạn cặn, các dụng cụ đựng dung dịch lên men như chai, bình,
nồi lên men ñược ñổ dịch lên men ñầy hơn, tạo ñiều kiện lên men yếm khí nghiêm
ngặt hơn. ðến lần cuối cùng đậy kín hồn tồn, tạo sự cách li nghiêm ngặt với O2.
Giai đoạn vang chín: sau giai đoạn 2, “rượu non” ñã ổn ñịnh thành phần nhưng
rượu vẫn còn sống, người ta phải áp dụng một số biện pháp kỹ thuật ñể làm tăng
chất lượng rượu, ñể rượu ñược chín. Những biện pháp này rất ñơn giản nhưng lại

-8-


quyết ñịnh chất lượng của rượu thành phẩm. Cụ thế cách tiến hành, nút chai, bình
đựng “rượu non” thật chặt. Hạ thổ ở ñộ sâu 50-60cm ở vùng ñất cao, mát, khơng bị
ngập nước. Vị trí tốt nhất là dưới hầm ở trong nhà nơi nhiệt độ ít dao động. Nếu
khơng có điều kiện chơn sâu thì có thể để ở trong thùng đổ cát vùi kín. Hạ thổ với
thời gian từ 4-5 tháng, rượu có thể uống được tuy chất lượng chưa hồn hảo. Nếu để
qua hai năm trở lên ta có chất lượng hồn hảo gọi là “rượu chín”. Trong thời gian
chuyển từ rượu vang sống sang rượu vang chín đã xảy ra rất nhiều biến đổi sinh hóa
phức tạp để chuyển từ rượu ít ngọt, ít thơm có vị chua lấn át, có vị đắng của CO2,
của aldehyde sang rượu chín trong vắt, có màu đỏ hoặc vàng, có vị chua ngọt cân
đối của cồn-đường, vị đắng nhẹ của glycerin, vị chát của polyphenol. Khi có đầy ñủ
những tính chất như vậy ta ñược rượu thành phẩm.
1.2.3 Phân loại rượu vang [14]
Hiện nay có nhiều khóa phân loại rượu vang, dưới đây là một khóa phân loại phổ
biến. Rượu vang được chia thành hai nhóm vang khơng có gas và vang có gas (khí
CO2).
Nhóm rượu vang khơng có gas bao gồm những sản phẩm sau:

Vang phổ thơng (table wine) hàm lượng cồn trong sản phẩm là do q trình
lên men tạo ra và thường dao động trong khoảng 10-13%v/v. Dựa vào hàm lượng
đường sót, người ta phân loại tiếp thành vang khơ (khơng q 0.3% đường), bán
khơ ( 1-3% ñường) và bán ngọt (5-8% ñường).
Vang nặng: hàm lượng cồn trong sản phẩm có thể lên đến 16-18%. Một phần
cồn trong sản phẩm là do quá trình lên men etanol từ nước trái cây, một phần cồn
ñược bổ sung vào dưới dạng cồn tinh luyện.
Vang hương: sản phẩm này tương tự như rượu mùi (liquor) với hàm lượng
cồn 14-18%, hàm lượng đường có thể lên đến 25%.
Nhóm rượu vang có gas được chia làm hai loại dựa vào nguồn gốc CO2 trong sản
phẩm: Rượu vang phổ thơng được đem đi bão hịa CO2 ; Rượu vang phổ thơng
được bổ sung syrup và cấy giống nấm men ñể thực hiện quá trình lên men lần hai.

-9-


1.3

Bản chất quá trình lên men rượu [17]

Quá trình lên men rượu là q trình phân giải yếm khí đường thành rượu dưới tác
ñộng của vi sinh vật. Trong tất cả các q trình chuyển hóa glucid do vi sinh vật gây
ra, sự lên men rượu ñược ứng dụng rộng rãi nhất trong cơng nghiệp, ứng dụng này
đã có từ thời xa xưa sơ bộ ñể sản xuất rượu vang, bia và các nước uống giải khát lên
men khác.
Nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới đã dày cơng nghiên cứu thực chất của q
trình lên men rượu, đó là những cơng trình nghiên cứu kiệt xuất của Pasteur về nhu
cầu năng lượng cho hoạt ñộng sống của vi sinh vật, năng lượng này được giải phóng
từ q trình hơ hấp yếm khí đã là cơ sở cho những hiểu biết về sự lên men rượu.
1.3.1 Cơ chế của quá trình

Phương trình phản ứng tổng quát:
C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
ðường cùng với chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên ñược
hấp thụ trên bề mặt và sau ñó khếch tán qua màng bán thấm vào bên trong tế bào
nấm men, sự phân hủy ñường thành rượu trong tế bào nấm men xảy ra bằng hàng
loạt các phản ứng với sự tham gia rất phức tạp của nhiều loại enzym khác nhau,
bước cuối cùng của quá trình lên men là sự chuyển hóa acid piruvic thành rượu
etylic và CO2. Do ảnh hưởng của enzym cacboxilaza, acid piruvic bị khử cacboxil
tạo thành khí CO2 và andehyt acetic, sau đó hợp chất này bị khử thành rượu etylic
dưới tác dụng xúc tác của enzym alcoholdehydrogenaza của nấm men. Ở ñây NADH2 tạo thành trong phản ứng oxy hố gliceraldehyd 3-phophat của q trình đường
phân đóng vai trị chất cho hidro, cịn acetaldehyd là chất nhận.
Phương trình phản ứng:
piruvatdehydrogenaza

CH3COCOOH

CO2 + CH3CHO

Acid piruvic

Acetaldehyd

- 10 -