Tài liệu Phân lập và tuyển chọn nấm men tự nhiên ứng dụng lên men rượu vang cà chua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM MEN TỰ NHIÊN ỨNG DỤNG LÊN MEN RƢỢU VANG CÀ CHUA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS. TRẦN VŨ PHƢƠNG HUỲNH THỊ KIM HAI MSSV: 3096819 LỚP: CNSH K35 Cần Thơ, 05/2013 PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS. Trần Vũ Phƣơng Huỳnh Thị Kim Hai XÉT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………… Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM TẠ Tôi xin bày tỏ lòng biế t ơn sâu sắ c của min ̀ h đế n ThS . Trầ n Vũ Phƣơng - ngƣời thầ y đã tâ ̣n tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài nghiên cƣ́u. Tôi xin chân thành cảm ơn hai anh Huỳnh Xuân Phong và Nguyễn Ngo ̣c Tha ̣nh cán bộ phòng thí nghiệm CNSH Thực phẩm , và quý Thầy Cô , anh chi ̣cán bô ̣ các phòng thí nghiệm của Viện NC &PT CNSH đã hỗ trơ ̣, đóng góp ý kiế n và ta ̣o điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i để tôi thƣ̣c hiê ̣n tố t đề tài này. Xin đƣơ ̣c gƣ̉i lời cảm ơn chân thành đế n tấ t cả các quý Thầ y Cô đã tâ ̣n tin ̀ h truyề n dạy cho tôi kiến thức hữu ích để phục vụ đề tài. Xin chân thành cảm ơn các anh chi ̣ho ̣c viên cao ho ̣c , các ban học viên của phòng thí nghiê ̣m CNSH Thƣ̣c phẩ m , Sinh hóa Thực Phẩm , Sinh học Phân tử Thực vật đã nhiê ̣t tiǹ h giúp đỡ tôi trong quá trin ̀ h thƣ̣c hiê ̣n đề tài. Xin cảm ơn các bạn trong lớp CNSH K 35, các anh chị , các em trong Viê ̣n NC&PT CNSH đã giúp đỡ về kiến thức cũng nhƣ tinh thần để hoàn thành luận văn. Cuố i cùng tôi xin bày tỏ lòng biế t ơn sâu sắ c đế n gia đình và ngƣời thâ n, bạn bè đã đô ̣ng viên, khích lệ và luôn ủng hộ tôi về mặt vật chất cũng nhƣ tình thần trong suốt thời gian qua để tôi vƣ̃ng tin thƣ̣c hiê ̣n đề tài. Tôi xin kiń h chúc đế n quý Thầ y Cô luôn luôn dồ i dào sƣ́c khỏe, công tác tố t, chúc các bạn sinh viên hoàn thành chƣơng trình học tốt nhất. Xin trân tro ̣ng cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Huỳnh Thị Kim Hai Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -i- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ TÓM LƢỢC Với mong muốn tạo ra sản phẩm rượu vang cà chua chất lượng cao từ dòng nấm men tự nhiên thuần chủng, cũng như góp phần đa dạng sản phẩm rượu vang và tạo ra thức uống có giá trị dinh dưỡng cao về sức khỏe. đề tài phân lập và tuyển chọn nấm men được tiến hành. Nội dung nghiên cứu gồm: (i) Phân lập các dòng nấm men tự nhiên từ dịch quả cà chua; (ii) Khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men phân lập và nấm men phòng thí nghiệm, tuyển chọn dòng nấm men phù hợp cho quá trình lên men rượu vang cà chua; (iii) Khảo sát sự ảnh hưởng đến quá trình lên men của các nhân tố nồng độ nguyên liệu, độ Brix và pH ban đầu. Kết quả phân lập được 23 dòng nấm men từ dịch quả cà chua. Dòng nấm men phân lập được từ dịch quả cà chua lên men tự nhiên ở Bến Tre thể hiện hoạt lực lên men rượu tốt nhất (14,66% v/v). Từ kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang cà chua, tìm ra được qui trình lên men tối ưu với các điều kiện ban đầu: 27oBrix; pH 4,2; nồng độ nguyên liệu 75%; dịch ép không có xác vỏ và nồng độ nấm men 106 tb/ml, lên men 10 ngày ở nhiệt độ phòng (28 – 32oC) cho rượu có giá trị cảm quan cao, độ cồn 16,57% v/v và độ Brix 11oBrix. Sản phẩm cho mùi thơm hài hòa, màu sắc đặc trưng của sản phẩm rượu vang cà chua. Từ khóa: cà chua, lên men, nấm men rượu, rượu vang. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - ii - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ...................................................................................................... I TÓM LƢỢC...................................................................................................... II MỤC LỤC ....................................................................................................... III DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... VI DANH SÁCH HÌNH .......................................................................................VII TƢ̀ VIẾT TẮT ................................................................................................. IX CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................ 1 CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................. 2 2.1 Tổng quan về cà chua............................................................................................. 2 2.1.1 Giới thiệu ........................................................................................................ 2 2.1.3 Đặc điểm sinh lý và hình thái cây cà chua ....................................................... 4 2.1.4 Lợi ích của trái cà chua chín ............................................................................ 6 2.2 Tổng quan về rƣợu vang ........................................................................................ 9 2.2.1 Giới thiệu ........................................................................................................ 9 2.2.2 Phân loại ......................................................................................................... 9 2.2.3 Thành phần hóa học trong rƣợu vang............................................................. 10 2.3.4 Lợi ích của rƣợu vang .................................................................................... 13 2.3 Lên men rƣợu vang .............................................................................................. 14 2.3.1 Cơ chế lên men rƣợu ..................................................................................... 15 2.3.2 Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men ............................................................ 16 2.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men ................................................. 18 2.4 Hệ vi sinh vật trong sản xuất rƣợu vang ............................................................... 22 2.4.1 Nấm nen ........................................................................................................ 22 2.4.1.1 Giới thiệu ................................................................................................ 22 2.4.1.2 Nấm men thƣờng gặp trong sản xuất rƣợu vang ...................................... 28 2.4.1.3 Yêu cầu lựa chọn nấm men trong sản xuất rƣợu vang (Lƣơng Đức Phẩm, 1998) .................................................................................................................. 30 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - iii - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 2.4.2 Vi sinh vật có hại trong qua trình lên men rƣợu ............................................. 31 2.5 Các dạng hƣ hỏng trong sản xuất rƣợu vang......................................................... 33 2.6 Một số nghiên cứu rƣợu vang ở Việt Nam ........................................................... 34 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 35 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................................ 35 3.2 Phƣơng tiện.......................................................................................................... 35 3.2.1 Vật liệu.......................................................................................................... 35 3.2.2 Hóa chất ........................................................................................................ 35 3.2.3 Dụng cụ thiết bị ............................................................................................. 35 3.3 Phƣơng pháp ........................................................................................................ 36 3.3.1 Phân tích thành phần nguyên liệu .................................................................. 36 3.3.2 Phân lập các dòng nấm men tự nhiên từ dịch quả cà chua .............................. 36 3.3.3 Khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men phân lập đƣợc và nấm men Saccharomyces cerevisiae (dòng Mỹ và dòng Úc) trong phòng thí nghiệm ............ 37 3.3.4 Khảo sát các nhân tố nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến quá trình lên men. ................................................................................................................. 38 3.3.5 Hoàn thiện quy trình sản xuất rƣợu vang cà chua. .......................................... 39 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ........................................................... 41 4.1 Thành phần của quả cà chua................................................................................. 41 4.2 Phân lập nấm men tự nhiên từ dịch quả cà chua lên men ...................................... 41 4.3 Khả năng lên men của các dòng nấm men ............................................................ 52 4.3.1 Kết quả chiều cao cột khí CO2 trong ống Durham ......................................... 52 4.3.2 Khả năng lên men của nấm men phân lập với nấm men Saccharomyces cerevisiae Viện CNSH (dòng Mỹ và dòng Úc) ....................................................... 53 4.4 Ảnh hƣởng của nồng độ nguyên liê ̣u, độ Brix, pH ban đầu đến quá trình lên men 55 4.4.1 Ảnh hƣởng của nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến pH sau lên men ............................................................................................................................... 55 4.4.2 Ảnh hƣởng của nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến độ Brix sau lên men ........................................................................................................................ 56 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - iv - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 4.4.3 Ảnh hƣởng của nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến độ rƣợu sau lên men ........................................................................................................................ 58 4.4.4 Kết quả phân tích hồi quy – tối ƣu hóa các thông số nồng độ nấm men, độ Brix ban đầu, pH ban đầu. .............................................................................................. 65 4.5 Hoàn thiện quy trình lên men rƣợu vang cà chua ................................................. 67 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................ 70 5.1 Kết luận ............................................................................................................... 70 5.2 Đề nghị ................................................................................................................ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 72 PHỤ CHƢƠNG ................................................................................................. 1 Phụ lục 1: Hình ảnh bố trí thí nghiệm .......................................................................... 1 Phụ lục 2: Các phƣơng pháp phân tích ......................................................................... 2 Phụ lục 3: Các số liệu thí nghiệm ................................................................................. 8 Phụ lục 4: Kết quả thống kê ....................................................................................... 10 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -v- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần một số chất dinh dƣỡng trong trái cà chua (100g) .......................... 7 Bảng 2: Thành phần hóa học trong rƣợu vang quả ........................................................ 9 Bảng 3: Hàm lƣợng một số chất khoáng cần thiết cho nấm men phát triển ..................... 27 Bảng 4: Thành phần hóa học của quả cà chua ............................................................... 41 Bảng 5: Đặc tính khuẩn lạc của 23 dòng nấm men phân lập ........................................... 42 Bảng 6: Tổng hợp hình thái của 23 dòng nấm men phân lập đƣợc ở 4 địa điểm ............ 51 Bảng 7: Chiều cao cột khí CO2 (cm) của 25 dòng nấm men ........................................... 53 Bảng 8: Độ cồn và độ Brix sau lên men của 25 dòng nấm men ở thí nghiệm 3 .............. 54 Bảng 9: Độ cồn, độ Brix, pH sau lên men của dòng nấm men YT1317 .......................... 64 Bảng 10: Kết quả đánh giá cảm quan của 6 mẫu rƣợu vang cà chua ............................... 68 Bảng 11: Kết quả độ cồn, pH, độ Brix sau lên men của 6 mẫu rƣợu ............................... 69 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - vi - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cà chua ............................................................................................................. 2 Hình 2: Hoa, quả, hạt cà chua ....................................................................................... 4 Hình 3: Các loại rƣợu vang ........................................................................................... 9 Hình 4: Cơ chế phân hủy đƣờng trong tế bào nấm men ................................................. 17 Hình 5 : Cấu tạo tế bào nấm men .................................................................................. 23 Hình 6: Hình dạng khuẩn lạc của 23 dòng nấm men ...................................................... 43 Hình 7: Hình thái của dòng nấm men YT1306 (nhóm 2) ................................................ 46 Hình 8: Hình thái của 5 dòng nấm men nhóm 2 ............................................................. 47 Hình 9: Hình thái của 4 dòng nấm men nhóm 3 ............................................................. 48 Hình 10: Hình thái của 2 dòng nấm men nhóm 4 ........................................................... 48 Hình 11: Hình thái của 7 dòng nấm men nhóm 5 ........................................................... 49 Hình 12: Hình thái 2 dòng nấm men nhóm 6 .................................................................. 50 Hình 13: Hình thái nấm men dòng YT1301 ................................................................... 50 Hình 14: Hình thái nấm men dòng YT1312 ................................................................... 50 Hình 15: Ảnh hƣởng nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến pH sau lên men .... 55 Hình 16: Ảnh hƣởng nồng độ nguyên liệu, độ Brix, pH ban đầu đến độ Brix sau lên men ................................................................................................................................ 57 Hình 17: Ảnh hƣởng nồng độ nguyên liệu đến độ rƣợu sau lên men .............................. 58 Hình 18: Ảnh hƣởng độ Brix ban đầu đến độ rƣợu sau lên men ..................................... 59 Hình 19: Ảnh hƣởng của pH ban đầ u đế n đô ̣ rƣơ ̣u sau lên men ...................................... 60 Hình 20: Ảnh hƣởng tƣơng tác của nồng độ nguyên liệu-Brix ban đầu đến độ cồn sau lên men .......................................................................................................................... 61 Hình 21: Ảnh hƣởng tƣơng tác của nồng độ nguyên liệu – pH ban đầu đến độ cồn sau lên men .......................................................................................................................... 62 Hình 22: Ảnh hƣởng tƣơng tác của độ Brix ban đầu – pH ban đầu đến độ cồn sau lên men ................................................................................................................................ 63 Hình 23: Biều đồ (mặt đáp ứng) thể hiện sự tƣơng quan giữa Brix ban đầu và pH ban đầu đến quá trình tạo ethanol ......................................................................................... 66 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - vii - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Hình 24: Biều đồ (đƣờng mức) thể hiện sự tƣơng quan giữa Brix ban đầu và pH ban đầu đến quá trình tạo ethanol ......................................................................................... 66 Hình 25: Sơ đồ quy trình lên men rƣợu vang cà chua (đề nghị) ...................................... 71 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - viii - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ TƢ̀ VIẾT TẮT CNSH: Công nghệ Sinh học g/l: gram/ lít PGA: Potato glucose agar PG: Potato glucose Viện NC&PT CNSH: Viện Nghiên cứu và phát triển Công nghệ Sinh học %v/v: Đơn vị độ rƣợu phần trăm/ thể tích Chuyên ngành Công nghệ Sinh học - ix - Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU Ngày nay, xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu ăn uống của con ngƣời ngày càng nâng cao về chất lƣợng; Ngoài việc thực phẩm mang lại năng lƣợng, ngon, màu sắc đẹp thì còn đòi hỏi phải giàu chất dinh dƣỡng và tốt cho sức khỏe. Ở các nƣớc Âu Mỹ, hầu nhƣ khẩu phần ăn hằng ngày luôn có quả cà chua. Bởi vì, cà chua là một loại quả giàu dinh dƣỡng, dễ chế biến, có thể sử dụng lâu dài, liên tục. Cà chua đƣợc sử dụng nhƣ một loại rau xanh, có thể chế biến các món ăn, làm sốt cà, tƣơng cà, mỹ phẩm,… Ngoài ra, giá trị dinh dƣỡng cao nên cà chua cũng đƣợc sử dụng làm nƣớc ép uống cung cấp nhu cầu dinh dƣỡng hằng ngày. Nƣớc ép cà chua là một loại thức uống bổ dƣỡng cung cấp ít năng lƣợng thích hợp cho những ngƣời thừa cân và mắc bệnh tiểu đƣờng, tim mạch,... Nƣớc ép cà chua có thời gian bảo quản ngắn, nhƣng cà chua khi chín có vị chua ngọt nên có triển vọng phát triển làm rƣợu vang. Rƣợu vang là một loại rƣợu có độ cồn nhẹ thích hợp cho cả nam giới và phụ nữ. Từ xƣa rƣợu vang đƣợc sản xuất bằng cách lên men nho, nhƣng hiện nay, rƣợu vang đƣợc sản xuất từ nhiều nguồn trái cây giàu đƣờng khác nhau nhƣ: Táo, chuối, xoài,… Theo báo Dinh dƣỡng mỗi ngày uống rƣợu vang trong các bữa ăn (tƣơng đƣơng 300ml/ngày) giúp cơ thể phòng chống một số bệnh về tim mạch,… Đề tài “phân lập và tuyển chọn nấm men tự nhiên ứng dụng lên men rƣợu vang cà chua” đƣợc thực hiện, nhằm xác định các thông số độ Brix, pH, nồng độ pha loãng nguyên liệu phù hợp cho quy trình sản suất rƣợu vang cà chua nhằm tạo ra sản phẩm mới, góp phần đa dạng, phong phú sản phẩm rƣợu vang. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -1- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về cà chua 2.1.1 Giới thiệu Cà chua có nguồn gốc ở vùng Nam Mỹ. Ngày nay, cà chua trở thành một trong những loại rau quan trọng nhất đƣợc trồng rộng rãi trên toàn thế giới (Chu Thị Thơm et al., 2005). Hình 1: Cà chua (nguồn: http://business.vnmic.com/news/Huong-dan/Bo-giong-ca-chua-lai-cua-Viet-Nam-2602/, ngày 22/12/2012) Trƣớc kia ngƣời ta cho rằng, cà chua là cây có chất độc xem nó cùng họ hàng với cà độc dƣợc. Do đó, mãi đến năm 1750 cà chua mới đƣợc dùng làm thực phẩm ở Anh, cuối thế kỷ thứ XVIII cà chua bắt đầu đƣợc trồng ở các nƣớc thuộc Liên Xô (cũ). Ở Mỹ, cà chua đƣợc nhập vào từ 1860 và cùng thời gian này cà chua cũng đƣợc phát triển ở Pháp. Một số nhà nghiên cứu cho rằng cà chua đƣợc nhập vào Việt Nam từ thời gian thực dân Pháp chiếm đóng. Trên thế giới, diện tích trồng cà chua không ngừng tăng lên. Từ 1990 đến 2002, theo con số thống kê, diện tích tăng 28.648 đến 3.745.229 ha. Ở Việt Nam, thực tế sản xuất của các hộ nông dân cho thấy, họ đã nhận thức rõ vai trò của cây cà chua và tăng diện tích trồng lên hằng năm, song chủ yếu chỉ các tỉnh Hƣng Yên, Hải Dƣơng, Bắc Ninh, Hà Tây, Nam Định (Chu Thị Thơm et al, 2005). Hiện nay diện tích trồng cà chua đã không ngừng tăng lên, ngoài những vùng chuyên canh cà chua ở phía Bắc, cây cà chua đã lan rộng xuống các tỉnh phía Nam nhƣ: Long An, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng,… Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -2- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 2.1.2 Phân loại Cà chua thuộc họ cà (Solanaceae), chi Lycopersicon. Chi này gồm 12 loài, tất cả đều có nguồn gốc từ Châu Mỹ. Đã có nhiều tác giả đƣa ra các phân loại cho cà chua, nhƣng cho đến nay hệ thống phân loại của Breznep (1995) đƣợc sử dụng đơn giản và rộng rãi nhất. Chi Lycopersicon có 2 chi phụ:  Chi phụ Eriopersicon (quả không bao giờ chín đỏ, luôn luôn có màu xanh, có sọc tía, không có long, hạt nhỏ) gồm có 5 loài hoang dại là: L. cheesmanii, L. chilensi, L. glandulosum, L. hirsutum, L. peruvianum.  Chi phụ Eulycopersicon (chi này quả chín đỏ hoặc vàng) hoa to, là cây trồng hằng năm, gồm có hai loài: L. esculentum – cà chua thông thƣờng và L. pimpinellifolium – cà chua bán hoang dại, cà chua ho. Từ 1886 Liberti Hyde Bailey đã bắt đầu chọn lọc, phân loại giống cà chua trồng trọt ở trƣờng Nông nghiệp Michigan (Mỹ). Việc chọn tạo giống riêng cho các vùng trồng cà chua đã có rất nhiều tiến bộ khoảng 200 năm trở lại đây (Chu Thị Thơm et al, 2005). Để chọn giống phù hợp, ngƣời ta đã phân loại cà chua theo mục đích sản xuất, điều kiện canh tác nhƣ sau:  Giống cà chua trồng để ăn tƣơi  Giống cà chua trồng để chế biến (Chu Thị Thơm et al., 2005). Hiện nay do nhu cầu con ngƣời nên có rất nhiều giống cà chua đã đƣợc tạo ra đƣa vào sản xuất. Hiện có khoảng 7.500 giống cà chua trồng cho các mục đích khác nhau. Cà chua thuần chủng đang ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt giữa các nhà vƣờn và nhà sản xuất khi đƣợc tập huấn có xu hƣớng sản xuất các loại cây trồng có hƣơng vị thú vị hơn, tăng khả năng kháng bệnh và năng suất. Cây lai vẫn còn phổ biến, kể từ khi có mục đích sản xuất lớn, ngƣời ta kết hợp các đặc điểm tốt của các loại cà chua thuần chủng với độ ổn định của các loại cà chua thƣơng mại thông thƣờng. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -3- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Giống cà chua đƣợc chia thành nhiều loại, chủ yếu dựa vào hình dạng và kích thƣớc. - Loại cà chua Slicing hay globe là cà chua thƣơng mại thông thƣờng, dùng đƣợc cho nhiều cách chế biến và ăn tƣơi. - Loại cà chua Beefsteak là cà chua lớn thƣờng dùng cho bánh mì. Thời gian bảo quản ngắn khiến ít đƣợc sử dụng trong thƣơng mại. - Loại cà chua Oxheart có hình dạng giống nhƣ loại dâu tây lớn. - Cà chua mận đƣợc lai để sử dụng trong sản xuất nƣớc sốt cà chua. - Cà chua lê hình quả lê. - Cà chua anh đào nhỏ và tròn, vị ngọt ăn trong món salad. - Cà chua nho đƣợc giới thiệu gần đây, một biến thể của cà chua mận nhƣng nhỏ hơn, đƣợc dùng trong món salad. - Cà chua Campari ngọt, lớn hơn cà chua anh đào nhƣng nhỏ hơn cà chua mận (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%A0_chua, 10/11/2012) 2.1.3 Đặc điểm sinh lý và hình thái cây cà chua Cà chua thuộc loại quả mọng, sử dụng nhƣ một loại rau, quả chứa nhiều nƣớc, hình dáng, màu sắc quả phụ thuộc vào màu sắc của vỏ quả và thịt quả (từ hồng nhạt đến đỏ thẫm, vàng da cam đến vàng tƣơi). Cắt ngang quả cà chua ta thấy có các bộ phận chính sau đây: Vỏ quả, thịt quả và hạt. Vỏ quả thƣờng rất mỏng, thƣờng rất khó tách vời thịt quả. Thịt quả là phần dự trữ dinh dƣỡng chủ yếu (Trần Minh Tâm, 2000). Hình 2: Hoa, quả, hạt cà chua (nguồn: http://duocthaothucdung.blogspot.com/2012/04/cay-ca-chua-tomate_2715.html, 23/12/2012) Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -4- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Rễ cây Cà chua có bộ rễ chùm, phân nhánh mạnh, rễ có thể ăn sâu tới 1,50m. Thời gian đầu rễ chính phát triển nhanh, ăn sâu vào đất, rễ phụ phát triển chậm, về sau rễ phát triển nhanh. Do đó, thời gian đầu phân biệt rễ chính rất rõ, về sau do rễ phụ sinh trƣởng nhanh, nên khó phân biệt rễ chính, rễ phụ. Thân cây (Hình 1) Thân cà chua khi còn non thì mềm, nhiều nƣớc, có dịch màu vàng, thân giòn dễ gãy, toàn thân phủ lớp lông mỏng, về sau phía dƣới thân dần dần hóa gỗ, nhất là phần sát mặt đất thấy rất rõ. Cà chua loại lùn có lóng ngắn lá rậm rạp, cà chua lóng dài lá thƣa. Thân cà chua gồm 2 dạng: dạng thẳng đứng và dạng thân bò. Lá cây (Hình 1) Lá cà chua là loại lá kép lông chim chia thùy, số lƣợng thùy không cố định. Lá chét hình trứng thuôn, dài 7 – 12cm, rộng 2 – 5cm, đầu nhọn hay tù, gốc lệch, mép khía răng thô, mỗi lá có từ 3 – 4 đôi lá chét, phía ngọn có một lá riêng gọi là lá đỉnh, các lá chét có răng cƣa nông, hay sâu tùy thuộc vào giống, cuống dài 2 – 3cm. Hoa (Hình 2) Hoa màu vàng mọc thành xim thƣa ở kẽ lá, thuộc loại hoa chùm, hoa đính vào chùm bằng cuống ngắn. Căn cứ vào số lƣợng nhánh hoa trên chùm, chia chùm hoa cà chua làm ba loại: Đơn giản, trung gian và phức tạp. Số lƣợng hoa mỗi chùm biến đổi từ 5 đến 20, có khi tới hàng trăm hoa. Cuống hoa có một lớp tế bào riêng lẻ (tế bào tầng rời), khi gặp đều kiện không thuận lợi lớp tế bào này chết đi và làm cho hoa rụng. Quả (Hình 1, 2) Màu sắc của quả cà chua phụ thuộc vào màu sắc của vỏ quả và thịt quả. Màu sắc của quả thay đổi trong quá trình chín và là đặc trƣng của giống. Loài cà chua trồng trọt thƣờng có màu đỏ hồng, vàng, vàng da cam. Lycopen là sắc chính trong màu đỏ của quả cà chua, nhƣng không thể hiện đƣợc hàm lƣợng provitamin A. Trái lại những giống có màu vàng có hàm lƣợng provitamin A cao gấp 8 – 10 lần quả có màu đỏ, nhƣng không phù hợp với thị hiếu ngƣời tiêu dùng. Quá trình chín của cà chua chia làm năm thời kỳ: Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -5- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Thời kỳ quả xanh Thời kỳ chín vàng Thời kỳ chín Thời kỳ chín hoàn toàn Quả cà chua thuộc loại mọng, nhiều nƣớc, có số lƣợng ô (hay còn gọi là buồng hạt) khác nhau (2 – 3 có khi nhiều hơn), trong chứa chất dịch chua ngọt. Dạng quả có thể dẹt, tròn dẹt, hình elip, bầu dục dài, dạng quả mận và dạng quả lê. Số lƣợng quả trên cây là đặc tính di truyền giống, nhƣng cũng chịu tác động của điều kiện ngoại cảnh, cà chua có số quả từ 4 – 5 quả đến hàng trăm quả trên một cây. Khối lƣợng quả có sự chênh lệch đáng kể: Đối với cà chua trồng, quả nhỏ có khối lƣợng dƣới 50g; quả trung bình: Trên 50g đến 100g; loại quả to: Trên 100g. Hạt (Hình 2) Hạt cà chua nhỏ, dẹt, nhọn, ở cuống hạt màu vàng sáng, vàng tối hoặc vàng nhạt, hạt của một số loài phủ lông tơ rất rõ. Hạt khô có màu vàng, hạt nằm trong buồng hạt chứa đầy dịch tế bào, thông thƣờng những giống quả to chứa số lƣợng hạt tƣơng đối ít hơn so với giống quả nhỏ (Chu Thị Thơm et al., 2005). 2.1.4 Lợi ích của trái cà chua chín Giá trị dinh dƣỡng Cà chua là cây thân thảo, khi chín có nhiều chất dinh dƣỡng nhƣ : Đƣờng, vitamin A, vitamin C và các chất khoáng quan trọng canxi, sắt, photpho, kali, magie,… Ngoài các thành phần chất nói trên trong quả cà chua còn chứa các amino acid (trừ triptophan) do đó giá trị dinh dƣỡng của quả cà chua rất phong phú. Theo tính toán hằng ngày mỗi ngƣời sử dụng 100 – 200g cà chua sẽ thỏa mãn nhu cầu các vitamin cần thiết và các chất khoáng chủ yếu (Chu Thị Thơm et al.). Cà chua là một thực phẩm cho chế độ ăn kiêng, rất giàu: - Nƣớc ( 93 đến 95 % ) - Và kém năng lƣợng calories (18 đến 20 kcalo/100 g) - Giàu nguyên tố khoáng Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -6- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ - Và vitamin ( A, C, và E ) - Nhiều vitamin tan trong nƣớc, chất chính là : Vitamin C. Hàm lƣợng 20 đến 40 mg/100g trong cà chua sống sẽ giảm đáng kể trong cà chua nấu chín (khoảng 16mg). - Glucides 3 đến 4 %, là những chất chính fructose và glucose - Những muối khoáng, hàm lƣợng những muối này tùy thuộc vào tính chất của đất và những phân bón cho vào. - Kali - Magie - Và muối sodium - Cà chua chín cũng chứa nhiều sắc tố trong nhóm của carotenoid, nhƣ βcaroten cho một hoạt chất tiền vitamin A. Hàm lƣợng đƣợc thể hiện bằng microgram/100g cà chua. - Lycopen là một sắc tố màu đỏ là một chất chống oxy hóa mà ngƣời ta tìm thấy đƣợc khoảng 30 mg trong 200 ml nƣớc ép cà chua. (nguồn: http://duocthaothucdung.blogspot.com/2012/04/cay-ca-chua-tomate_2715.html, 23/12/2012) Bảng 1: Thành phần một số chất dinh dƣỡng trong trái cà chua (100g) Thành phần Trọng lƣợng Nƣớc 94g Năng lƣợng 20Kcal Thành phần Trọng lƣợng Calci 12mg Magie 15mg 26mg Protein 0,6g Phospho Lipid 0,2g Kali 275mg Glucid 4,0g Đồng 90mg Celluloza 0,8g Vitamin C 40mg Tro 0,4g Beta - caroten 393µg Fructoza 1,37g Lycopen Glucoza 1,25g Tổng acid béo no 0,050mg Tồng số acid béo không no 0,190mg Cholesterol 0,0 3025µg *(Nguồn: Dựa theo “Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam”, 2007) Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -7- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Giá trị về sức khỏe Trong cuộc sống hàng ngày, cà chua là loại thực phẩm, gia vị quen thuộc để tô điểm cho các món ăn thêm phần độc đáo và hấp dẫn. Không chỉ vậy, từ những quả cà chua đỏ hồng và chín mọng, ngƣời ta còn có thể chế ra nhiều thứ nƣớc giải khát vừa bổ dƣỡng, vừa có công dụng chữa bệnh hết sức độc đáo. Theo Y học cổ truyền, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, chỉ khát, dƣỡng âm và chân huyết, thƣờng đƣợc dùng để chữa các chứng bệnh nhƣ: Nhiệt bệnh phiền khát, môi khô họng khát do vị nhiệt, can âm bất túc, hay hoa mắt chóng mặt, âm hƣ huyết nhiệt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao… (Nguồn: http://thuocdongduoc.vn/tin-tuc-su-kien/mon-an-bai-thuoc/1477-cong- dung-chua-benh-cua-ca-chua.html, 02/12/2012) Hiện nay, theo nhiều nghiên cứu cà chua còn có tác dụng: Tăng cường khả năng miễn dịch Có nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh tác dụng đặc biệt của cà chua đối với sức khỏe. Quả cà chua có nhiều vitamine, chất khoáng và vi khoáng dễ hấp thu, giúp cho cơ thể tăng cƣờng khả năng miễn dịch, phòng chống nhiễm trùng. Giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư Lycopen và beta-caroten có tác dụng chống oxy hóa mạnh, chế độ ăn tăng cƣờng cà chua đã góp phần làm chậm quá trình lão hoá và làm giảm nguy cơ ung thƣ vú, ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ đại tràng, ung thƣ vòm họng…. Phòng ngừa bệnh tim mạch Ngoài ra, cà chua còn chứa nhiều hợp chất hóa thực vật khác và chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng các tai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì. Làm đẹp Cà chua ăn tƣơi, làm nƣớc ép thì không bị mất vitamin C nhƣng khi nấu chín nhƣ làm sốt cà chua, nấu canh với sƣờn, với thịt nạc hay riêu cua, riêu cá… lại làm tăng khả năng hấp thu Lycopen và beta-caroten. Cà chua có lợi cho sức khỏe ở mọi lứa tuổi. Đối với chị em phụ nữ, ăn nhiều cà chua sẽ có làn da khỏe đẹp, giảm nguy cơ Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -8- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ béo phì và giảm nguy cơ ung thƣ vú (Nguồn:http://business.vnmic.com/news/Huong-dan/Bo-giong-ca-chualai-cua-Viet-Nam-2602/, 22/12/2012) 2.2 Tổng quan về rƣợu vang 2.2.1 Giới thiệu Rƣợu vang là loại rƣợu đƣợc sản xuất từ nho, xuất phát từ các nƣớc châu Âu. Ngày nay, từ rƣợu vang đƣợc hiểu theo nghĩa rộng hơn: tất cả các loại rƣợu đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu là trái cây đều đƣợc gọi là rƣợu vang (wine) (Nguyễn Đức Lƣợng, 2002). Hình 3: Các loại rƣợu vang (Nguồn: http://www.ruoungoaiquabieu.com/phan-loai-ruou-vang.shtm, 23/12/2012) 2.2.2 Phân loại Về mặt công nghệ, sản phẩm vang đƣợc chia thành hai nhóm lớn: Nhóm rƣợu vang không có gas, nhóm rƣợu vang có gas.  Nhóm rƣợu vang không có gas Có thể gồm những nhóm nhỏ sau: Nhóm rượu vang phổ thông: Hoàn toàn lên men, không đƣợc bổ sung cồn etylic trong quá trình công nghệ, bao gồm 2 loại: Vang khô (lên men cạn kiệt): Chứa hàm lƣợng etanol tích tụ do lên men có thể từ 9 – 14% v/v, và hàm lƣợng đƣờng sót không quá 0,3%. Vang bán ngọt: Chứa hàm lƣợng etanol do lên men tự nhiên từ 9 – 12% v/v và đƣờng còn sót từ 3 – 8%. Nhóm rượu vang cao độ: Là những loại rƣợu vang có hàm lƣợng đƣờng ethanol cao hơn so với nhóm phổ thông. Có thể dùng cồn tinh luyện để nâng cao hàm lƣợng etanol trong quá trình công nghệ. Nhóm này cũng gồm 2 loại: Chuyên ngành Công nghệ Sinh học -9- Viện NC & PT Công nghệ Sinh học