Tài liệu Nghiên cứu một số thông số trong sản xuất rượu từ khoai lang tím nhật bản

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KIỀU VĂN QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ TRONG SẢN XUẤT RƯỢU TỪ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60540103 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Hoàng Anh 2. TS. Hoàng Thị Lệ Hằng NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Kiều Văn Quang i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Hoàng Anh và TS. Hoàng Thị Lệ Hằng đã tận tình dìu dắt, chỉ bảo cho tôi về phương pháp khoa học, đồng thời tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của các anh chị em đồng nghiệp trong Bộ môn Bảo quản chế biến - Viện nghiên cứu rau quả đã dành cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Kiều Văn Quang ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii MỤC LỤC .................................................................................................................. iii DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ........................................................................................... ix MAIN THESIS EXTRACT .......................................................................................... xi PHẦN 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................. 1 1.2. MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU .............................................................................. 2 1.2.1. Mục đích ....................................................................................................... 2 1.2.2. Yêu cầu ......................................................................................................... 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................ 3 2.1. SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU KHÔNG CHƯNG CẤT ............................................. 3 2.1.1. Định nghĩa về rượu không chưng cất ............................................................. 3 2.1.2. Phân loại rượu không chưng cất..................................................................... 3 2.1.3. Thành phần rượu không chưng cất ................................................................. 4 2.1.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu khoai lang trên thế giới ......................... 5 2.1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu từ khoai lang tại Việt Nam. ................... 6 2.2. NGUYÊN LIỆU ............................................................................................ 9 2.2.1. Giới thiệu về khoai lang tím .......................................................................... 9 2.2.2. Thành phần nguyên liệu............................................................................... 11 2.3. ENZYME TRONG SẢN XUẤT RƯỢU ..................................................... 13 2.3.1. Chế phẩm của enzymeα – amilaza (Thermamyl).......................................... 14 2.3.2. Enzymeglucoamylase .................................................................................. 14 2.4. NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU ................................................... 14 2.4.1. Nấm men rượu ............................................................................................ 14 2.4.2. Quá trình lên men rượu. ............................................................................... 15 2.5. MỘT SỐ CHẤT ỔN ĐỊNH MÀU SẮC RƯỢU VANG. ............................. 16 2.5.1. Axit citric .................................................................................................... 16 iii 2.5.2. Tanin ........................................................................................................... 18 2.5.3. Vitamin C .................................................................................................... 19 PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 21 3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ..................................................................... 21 3.1.1. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu..................................................................... 21 3.1.2. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 21 3.2. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ......................................................................... 22 3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 22 3.4. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM................................................................................ 22 3.4.1. Nội dung 1: Nghiên cứu chế độ xử lý nguyên liệu ....................................... 22 3.4.2. Nội dung 2: Nghiên cứu xác định thông số thích hợp cho quá trình dịch hóa ....................................................................................................... 23 3.4.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định thông số thích hợp cho quá trình đường hóa ................................................................................................... 23 3.4.4. Nội dung4 : Nghiên cứu xác định thông số công nghệ cho quá trình lên men........................................................................................................ 24 3.4.5. Nội dung5 : Nghiên cứu xác định loại và nồng độ phụ gia nhằm ổn định màu sắc của rượu khoai lang tím.................................................................. 25 3.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH........................................................... 26 3.5.2. Phương pháp hóa lý ..................................................................................... 26 3.5.3. Phương pháp hóa sinh ................................................................................. 29 3.5.4. Phương pháp đánh giá cảm quan ................................................................. 29 3.5.5. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................... 30 3.5.6. Phương pháp công nghệ .............................................................................. 31 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 32 4.1. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA HỌC CỦA DỊCH KHOAI LANG TÍM ................................................................................................. 32 4.2. KẾT QUẢ LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU ....................... 32 4.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH DỊCH HÓA .................................................................................... 33 4.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzym α–amylase đến quá trình dịch hóa .............. 34 4.3.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym α–amylase đến quá trình dịch hóa ....................................................................................................... 35 iv 4.4. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA ................................................................................ 36 4.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzym glucoamylase đến quá trình đường hóa....... 36 4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme glucoamylase đến quá trình đường hóa ................................................................................................... 38 4.5. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN ...................................................................................... 40 4.5.1. Xác định nồng độ cơ chất phù hợp cho quá trình lên men rượu khoai lang tím ....................................................................................................... 40 4.5.2. Xác định pH thích hợp cho quá trình lên men rượu khoai lang tím .............. 42 4.5.3. Xác định tỷ lệ cấy giống nấm men thích hợp ............................................... 44 4.6. NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH MÀU SẮC CỦA SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN.......................................................................... 45 4.6.1. Ảnh hưởng của vitamin C đến khả năng ổn định màu sắc cho sản phẩm ...... 45 4.6.2. Ảnh hưởng của tanin đến khả năng duy trì màu sắc của sản phẩm ............... 46 4.6.3. Ảnh hưởng của axit citric đến khả năng duy trì màu sắc của sản phẩm......... 47 4.6.4. So sánh khả năng ổn đinh màu của axit citric và tanin ở mức độ tốt nhất ..... 48 4.7. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CẢM QUAN CỦA SẢN PHẨM ......................................................................................................... 49 4.8. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN RƯỢU TỪ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN ................................................................................................ 49 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 53 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Phân loại rượu . ........................................................................................... 4 Bảng 2.2. Thành phần hóa học của củ khoai lang tím trong 100g nguyênliệu tươi ..... 12 Bảng 4.1. Kết quả xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu ...................................... 32 Bảng 4.2. OD 520nm và đánh giá cảm quan chất lượng dịch đường hoá ....................... 33 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzym α-amylase đến chất lượng dịch khoai lang tím sau dịch hóa. ................................................................................ 34 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của thời gian dịch hóađến chất lượng dịch khoai lang tím ....... 35 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase đến chất lượng dịch khoai lang tím sau quá trình đường hóa. .................................................... 37 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme glucoamylase đến chất lượng dịch khoai lang tím sau quá trình đường hóa.............................................. 38 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme glucoamylase đến chất lượng cảm quan dịch khoai lang tím sau quá trình đường hóa .............................. 39 Bảng 4.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan tổng số đến chất lượng của rượu non từ khoai lang tím ....................................................................... 41 Bảng 4.9. Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến chất lượng của rượu non ................. 43 Bảng 4.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến chất lượng rượu khoai lang tím ..................................................................................................... 44 Bảng 4.11. Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm rượu khoai lang tím sau bảo quản 120 ngày ........................................................................................... 49 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Công thức và chất màu anthocyanin từ khoai lang tím. ............................. 10 Hình 2.2. Công thức cấu tạo của axit citric ............................................................... 17 Hình 2.3. Sự tạo thành axit gallic từ gallotanin ........................................................ 18 Hình 2.4. Công thức cấu tạo của axit ascorbic .......................................................... 20 Hình 4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan tổng số đến lượng CO2 tạo thành. ................................................................................................. 41 Hình 4.2. Ảnh hưởng của pH đến sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan của dịch lên men ............................................................................................. 42 Hình 4.3. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng CO2 tạo thành .................................... 42 Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến hàm lượng CO2 tạo thành .... 44 Hình 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ vitamin C đến sự thay đổi màu sắc của rượu khoai lang tím theo thời gian .................................................................... 45 Hình 4.6. Ảnh hưởng nồng độ tanin đến sự thay đổi màu sắc (độ hấp thụ) của rượu khoai lang tím theo thời gian tàng trữ .............................................. 47 Hình 4.7. Ảnh hưởng của nồng độ axit citric đến sự thay đổi màu sắc (độ hấp thụ) của rượu khoai lang tím theo thời gian tàng trữ ................................ 48 Hình 4.8. Ảnh hưởng của axit citric và tanin đến sự thay đổi màu sắc (độ hấp thụ) của rượu khoai lang tím theo thời gian tàng trữ ................................ 49 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CT Nghĩa tiếng Việt : Công thức CKHT TCVN : Chất khô hòa tan : Tiêu chuẩn Việt Vam S E : Saccharomyces : Escherichia C S.aureus : Clostridium : Staphylococcus aureus ES : Phức hợp enzyme – cơ chất DE : Mức độ thủy phân tinh bột thành đường viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Kiều Văn Quang Tên luận văn: “Nghiên cứu một số thông số trong chế biến rượu từ khoai lang tím Nhật Bản.” Ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60.54.01.03 Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Mục đích nghiên cứu Đưa ra được một số thông số công nghệ trong chế biến rượu từ khoai lang tím Nhật Bản. Phương pháp nghiên cứu - Vật liệu nghiên cứu: Khoai lang tím, giống có nguồn gốc Nhật Bản được trồng tại xã Thành Đông, huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long. - Phương pháp bố trí thí nghiệm: + Nghiên cứu chế độ xử lý nguyên liệu phù hợp trước khi tiến hành dịch hóa và đường hóa nhằm tạo cho sản phẩm giữ được mà sắc. Dịch hóa được bổ sung axit citric, axit ascobric với các nồng độ 0,05%, 0,1%, 0,15%, 0,2% + Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ enzyme α-amylase, thời gian đến quá trình dịch hóa.  Ảnh hưởng của enzyme α-amylase ở các nồng độ khác nhau: 0,05%, 0,1%, 0,15%,  Ảnh hưởng của thời gian dịch hóa khác nhau: .10 phút, 15 phút, 20 phút + Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase , thời gian đến quá trình đường hóa.  Ảnh hưởng của enzyme glucoamylase ở các nồng độ khác nhau: 0,1%, 0,15%, 0,2%  Ảnh hưởng của thời gian đường hóa khác nhau: .30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút, 210 phút, 240 phút. + Xác định thông số công nghệ cho quá trình lên men.  Ảnh hưởng nồng độ dường đầu trong quá trình lên men: 16 oBrix, 18oBrix, 20 o Brix, 22 oBrix, 24 oBrix  Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men rượu khoai lang tím: pH 4,0, pH4,5, pH 5,0, pH 5,5 , pH 6,0 ix  Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae SLS khác nhau đến chất lượng rượu 0,01%, 0,035, 0,05%, 0,07%, 0,09% + Xác định loại và nồng độ phụ gia nhằm ổn định màu sắc của rượu khoai lang tím, được bổ sung axit ascobric, axit citric, tanin với các nồng như sau: 0,1 %; 0,15%; 0,2%. Phương pháp phân tích: - Lấy mẫu:Theo TCVN 6400:1998 (ISO 707: 1997), Hướng dẫn lấy mẫu; - Xác định pH bằng pH meter cầm tay; - Định lượng acit citric bằng phương pháp chuẩn độ NaOH; - Xác định hàm lượng đường tổng số, tinh bột bằng phương phápGraxianop (hay phương pháp Ferixianua); - Xác định hàm lượng chất khô hòa tan bằng chiết quang kế hiện số; - Xác định lượng CO2 theo phương pháp cân bình; - Xác định hàm lượng đường khử, đường tổng số bằng phương pháp Ferixianua; - Xác định hàm lượng cồn bằng phương pháp chưng cất; - Xác định số lượng tế bào nấm men bằng buồng đếm hồng cầu; - Xác định hàm lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai (AOAC 2005.02); - Phương pháp đánh giá cảm quan: Theo thang điểm hedonic từ 1-9; - Phương pháp xử lý số liệu: Các số liệu thu được từ các thí nghiệm của đề tài được xử lý bằng phần mềm Excel 2007 và chương trình xử lý số liệu SAS 9.0. Kết quả chính và kết luận Đã xác định được một số thông số chính trong chế biến rượu từ khoai lang tím Nhật Bản. - Hàm lượng axit xitric bổ sung nhằm chóng biến màu trong quá trình dịch hóa và đường hóa là 0,15%. - Nồng độ enzyme thích hợp nhất cho quá trình dịch hoá và đường hoá Enzyme α-amylase 0,1%, gia nhiệt đến 900C/15 phút, nâng lên 1000C/15 phút. Enzyme glucoamylase 0,15% ở 600C/120 phút. - Lên men: Nồng độ cơ chất thích hợp cho dịch khoai lang tím khi lên men là 22 Bx. Độ pH cho quá trình lên men là 4,5. Lượng nấm men Saccharomyces cerevisiae 0 SLS bổ sung là 0,05% - Đã giải quyết được vấn đề biến màu của sản phẩm trong quá trình tàng trữ sử dụng tanin nồng độ 0,15%. x MAIN THESIS EXTRACT Author: Kieu Van Quang Thesis title: “Research on several factors in wine processing from Japanese purple sweet potatoes” Major: Food Technology Code: 60.54.01.03 Educational institution: Vietnam National University of Agriculture Objective Determining several technological parameters in wine processing from Japanese purple sweet potatoes Methods - Materials: purple sweet potatoes, derived from Japan, cultivated in Thanh Dong commune, Binh Tan District, Vinh Long Province. - Experimental design + Studying the appropriate treatments for materials prior to performing liquefaction and saccharification in order to retain colour of the product. Ascorbic acid and citric acid with concentrations of 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2% were added to the mixture in the liquefaction process. + Assessing the effects of concentration of enzyme α-amylase and time on the liquefaction.. • Effect of enzyme α-amylase at different concentrations: 0.05%, 0.1%, 0.15%. • Effect of different liquefaction time: 10 min, 15 min, 20 min. + Assessing the effects of concentration of enzyme glucoamylase and time on the saccharification. • • Effect of enzyme glucoamylase at different concentrations: 0.1%, 0.15%, 0.2%. Effect of different saccharification time: 30 min, 60 min, 90 min, 120 min, 150 min, 180 min, 210 min, 240 min. + Determining technological parameters for fermentation process. • Effect of initial sugar concentration on fermentation process: 16 ºBrix, 18 ºBrix, 20 ºBrix, 22 ºBrix, 24 ºBrix. • Effect of pH on fermentation process: pH 4.0, pH 4.5, pH 5.0, pH 5.5, pH 6.0. • Effect of different concentration of Saccharomyces cerevisiae SLS on wine fermentation: 0.01%, 0.035, 0.05%, 0.07%, 0.09%. xi + Determining type and concentrations of additives to stabilize colour of purple sweet potatoes wine: ascorbic acid, citric acid, tannin were added at concentrations of 0.1 %; 0.15%; 0.2%. Analytical methods - Sampling: According to TCVN 6400:1998 (ISO 707: 1997), sampling instructions; - Determining pH by pH meter; - Quantitfying acid citric by titration method with NaOH; - Determining total sugar, starch contents by Graxianop (or Ferixianua method); - Determining total soluble solids by digital refractometer; - Determining concentrations of CO2 by balancing bottle method; - Determining reducing sugar, total sugar content by Ferixianua method; - Determining ethanol concentration by distillation method; - Determining the yeast cell concentration by RBC counting chamber; - Determining anthocyanin content by the pH differential method (AOAC 2005.02); - Sensory evaluation: Using the 9-point hedonic scale; - Statistical analysis: Experimental data were analyzed using MS Excel 2007 and SAS 9.0 software. Main results and conclusions The study determined the major parameters in wine processing from Japanese purple sweet potatoes: - The acid citric content added to maintain color in liquefaction and saccharification was 0.15 %; - The optimal concentrations of enzymes in liquefaction and saccharification : Enzyme α-amylase concentration of 0.1%, heat treatment at 90 ºC/15 min, then 100 ºC/15 min. Enzyme glucoamylase concentration of 0,15%, heat treatment at 60 ºC/120 min. - Fermentation: The suitable substrate concentration of purple sweet potatoes must in fermentation was 22 ºBx. The appropriate pH value was 4.5. The concentration of Sacchatomyces cerevisiae SLS was 0.05 %; - Tannin concentration of 0.15 % was found to retain the color of product during storage. xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, rượu không chưng cấtđang được xem là loại thức uống có lợi cho sức khỏe vì đây là một loại đồ uống lên men tự nhiên và có giá trị dinh dưỡng cao vì các chất dinh dưỡng từ quả được chuyển vào trong rượu không bị mất đi do không qua giai đoạn chưng cất. Ở trên thế giới rượu là sản phẩm rất được ưa chuộng, không thể thiếu trong các buổi lễ hội, các buổi tiệc gia đình. Rượu đã trở thành thức uống truyền thống từ xa xưa của người Âu – Mỹ. Hiện nay, khi xã hội ngày càng phát triển thì người Châu Á cũng đang dần làm quen với rượu trong mỗi bữa ăn. Những năm gần đây khi nền công nghiệp phát triển mạnh thì ngành vi sinh ứng dụng đã trở thành công nghệ khá vững mạnh, đạt được những thành tựu đáng kể nhất là trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Đó là những quy trình sản xuất thực phẩm lên men truyền thống với những dây chuyền thiết bị hiện đại của công nghệ sản xuất rượu không chưng cất, rượu sâm banh, cồn thực phẩm.....Bên cạnh đó vì tính phổ biến và tính lợi ích của rượu không chưng cất , đến nay đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu và hàng loạt các mặt hàng rượu với nhiều hương vị khác nhau có mặt trên thị trường. Sự đa dạng về nguyên liệu đã tạo ra các loại rượu phong phú về hương vị. Ngoài việc lên men từ nước quả, thì ngày nay rượu còn được sản xuất từ tinh bột của gạo nếp cẩm, gạo đỏ, khoai lang tím…mà không qua quá trình chưng cất. Khoai lang tím có nguồn gốc từ Nhật Bản hiện đang được trồng nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long, có thể trồng quanh năm đem lại nguồn thu nhập ổn định cho người dân. Do vậy đây có thể coi là tiềm năng kinh tế rất lớn còn đang bị bỏ ngỏ, vậy nên việc nghiên cứu để sản xuất đồ uống lên men từ khoai lang tím là rất cần thiết và hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và Việt Nam. Như vậy với nguồn nguyên liệu dồi dào đây là một sản phẩm cần được khai thác để làm nguyên liệu sản xuất một loại rượu không chưng cất có giá trị không những về mặt thẩm mĩ mà còn là loại đồ uống tận dụng được các thành phần có lợi trong khoai lang để nâng cao sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật, cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột làm tăng khả năng tiêu hóa thức ăn đồng thời là loại đồ uống thích hợp với mọi lứa tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Khoai lang 1 tím không chỉ có tác dụng phòng ngừa ung thư mà còn chứa hoạt chất giúp làm chậm sự lão hóa và duy trì độ đàn hồi cho da, rất tốt cho phụ nữ. Chính sự phát triển của rượu từ củ khoai lang tím sẽ góp phần tận dụng được các chất dinh dưỡng trong củ và tạo ra sự đột phá cho sản phẩm mới này. Chính vì lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số trong sản xuất rượu từ khoai lang tím Nhật Bản” nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. 1.2.MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU 1.2.1. Mục đích Đưa ra được một số thông số công nghệ trong chế biến rượu từ khoai lang tím Nhật Bản. 1.2.2. Yêu cầu - Xác định chế độ xử lý nguyên liệu. - Xác định được thông số thích hợp cho quá trình dịch hóa. - Xác định được thông số thích hợp cho quá trình đường hóa. - Xác định đượcmột số thông số công nghệ trong quá trình lên men. - Xử lý chống biến màu và ổn định trạng thái - Đề xuất quy trình sản xuất rượu từ khoai lang tím Nhật Bản. 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU KHÔNG CHƯNG CẤT 2.1.1. Định nghĩa về rượu không chưng cất Rượu là sản phẩm lên men không chưng cất từ dịch quả nói chung mà chủ yếu là từ nho (thường có độ cồn từ 9-15%V). Đây là sản phẩm tự nhiên, có giá trị dinh dưỡng cao do các chất dinh dưỡng từ các loại quả được chuyển vào trong rượu không bị mất đi do không qua giai đoạn chưng cất. Ngoài thành phần chính là cồn với nồng độ vừa phải 10 – 14 %V trong còn có hầu hết các axit amin không thay thế như lisin, treonin, leusin, isoleusin, valin, arginine, histidin, phenuyalanin… các vitamin B2, PP, P, các chất vi lượng Na, Ca, Mg, Fe, Mn, các chất tạo vị chua chát như: axit lactic, malic, citric, tartaric, các polyphenol…, các chất tạo màu tự nhiên và mùi thơm tinh tế được chắt lọc từ quả. Ngoài ra còn chứa các đường đơn dễ tiêu hóa tốt cho dạ dày, dùng là rượu bồi dưỡng cho người có sức khỏe yếu (Đặng Hồng Ánh, 2007). 2.1.2. Phân loại rượu không chưng cất Chúng ta có thể chia rượu thành hai loại chính: rượu không có gas và rượu có gas (Bảng 1.1).  Rượu không có gas Rượu được lên men từ nước quả tươi không bổ sung thêm cồn. Rượu cay phần lớn hoặc tất cả đường được chuyển hoá, trong khi đó ở rượu ngọt khi lên men kết thúc vẫn còn đường sót. Màu của rượu có thể là trắng, hồng, đỏ. Người ta sản xuất rượu hồng từ dịch quả và sau khi lên men có bổ sung cồn tinh chế (cường hoá). Rượutạo hương là loại pha chế bằng cách trộn nguyên liệu nho, cồn tinh cất, hương liệu: chất màu, rễ thực vật (ngãi cứu, bạc hà, vani, quế...).  Rượu có gas Rượu có gas được bão hoà CO2 tự nhiên khi lên men trong thùng kín có áp lực hoặc bão hoà CO2 nhân tạo. Loại rượu lâu năm chất lượng cao được bảo tàng trữ từ 1,5 - 4 năm (phụ thuộc từng loại rượu ). Ở nhà máy rượu California các thùng rượu được bảo quản trong hầm lạnh hàng tháng, hoặc hàng năm, trước khi đem đóng chai. Sampagne được lên men phụ trong chai không ít hơn 3 năm. Quá trình lên men phụ được tiến hành bằng cách thêm đường và nấm men vào đã lên men chính và đóng vào chai chịu áp lực. 3 Bảng 2.1. Phân loại rượu không chưng cất Kiểu, nhóm, hạng của rượu 1. Rượu không gas 1.1.Rượu bàn ăn - Cay - Nửa cay - Nửa ngọt 1 1.2. Rượu nặng 1.2.1. Nặng 1.2.2. Điểm tâm a. Nửa ngọt b. Ngọt c. Rượu ngọt 1.2.3. Tạo hương 2. Rượu có gas 2.1. Sâm banh (sampagne) 1.1.1. Brut 1.1.2. Rất cay 1.1.3. Cay 1.1.4. Nửa cay 1.1.5. Ngọt 2.2. Rượu ngọt 2.2.1. Đỏ 2.2.2. Hồng 2.2.3. Muxcat 2.2.4. Rượu bọt Độ cồn ( % v/v ) Độ đường ( %w/v ) 9 – 14 9 –12 9 – 12 <0,3 0,5 –0,3 3,0 – 8,0 17 – 20 1 – 14 14 – 16 15 – 17 12 – 17 16 – 18 5 – 12 14 – 20 21 – 35 6 – 16 10,5 – 12,5 10,5 – 12,5 10,5 – 12,5 10,5 – 12,5 10,5 – 12,5 <0,3 0,8 3,0 5,0 8,0 11 – 13,5 10,5 – 12,5 10,5 – 12,5 9 – 12 7–8 6–7 9 – 12 3–8 Nguồn : Đặng Hồng Ánh et al. (2007) 2.1.3. Thành phần rượu không chưng cất Thành phần hóa học của rượu khá phức tạp và thay đổi tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu sử dụng, những biến đổi trong quá trình lên men chính, lên men phụ, quá tình tàng trữ và sự kết hợp của những phương pháp sản xuất. - Rượu ethylic: là thành phần quan trọng nhất của các loại rượu và các loại nước giải khát có cồn. Hàm lượng ethylic trong rượu do quá trình lên men tạo ra đạt từ 10 - 12% thể tích. - Đường: hàm lượng đường trong rượu tùy thuộc vào loại rượu. Chủ yếu là đường glucose, fructose, có thể có dextrin và một số loại đường khác. 4 - Acid: có nguồn gốc từ nguyên liệu hay bổ sung và tăng lên trong quá trình lên men, làm chín. Thành phần chủ yếu là các acid hữu cơ như: acid malic, tartaric. Hàm lượng acid trong rượu có thể dao động trong một khoảng lớn từ 0,4-1% tùy loại rượu. - Rượu bậc cao: gồm amyl, isoamyl, n-butyl, propilic…Với hàm lượng 10 -75mg/100ml. - Aldehyde: chỉ ở dạng vết, quan trọng nhất là acetaldehyde. - Ethylacetat: là ester quan trọng nhất với nồng độ lớn hơn 150ppm. - Tanin: tùy loại rượu có thể chứa từ 0,01 - 0,3%. - Chất màu, mùi: Chất màu tạo ra do bản thân nguyên liệu còn lại trong quá trình lên men, thường là họ màu flavanal, anthocyanne… Hương vị và các chất thơm của rượu phụ thuộc vào nguyên liệu, quá trình lên men và tàng trữ rượu. - Vitamin: trong rượu có chứa khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B ( Lý Nguyên Bình, 2013 ). 2.1.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu khoai lang trên thế giới Khác với Châu Âu, rượu truyền thống của quốc gia Châu Á được sản xuất chủ yếu từ các loại lương thực như gạo, ngô, khoai, sắn. Đặc biệt phải kể đến các loại rượu Sake của Nhật Bản làm từ gạo Kojiu, tại Kagoshima, Rượu Imo Shochu được làm từ khoai lang, rượu hoàng tửu Trung Quốc làm từ gạo nếp, Brem bali của Indonesia từ gạo nếp than. Sake là đồ uống cổ truyền của Nhật, không màu hay có màu hơi vàng, trong và có độ cồn trung bình là 15% (v/v). Đây là sản phẩm chiếm 15% thị trường của Nhật. Sake được sản xuất từ gạo được xát kỹ hoặc tại Kagoshim, khoai lang là nguyên liệu chính dùng để sản xuất rượu Sake. Loại rượu này có tên gọi Imo Shochu. Khác với Sake làm từ gạo, Imo Shochu có quá trình chưng cất tăng độ cồn (từ 20 – 25%). Người ta chỉ sử dụng khoai lang trắng có chất lượng tốt nhất để ủ rượu. Rượu Imo Shochu có màu trắng trong, vị ngọt tự nhiên của khoai lang và rất thơm. Quy trình sản xuất rượu Imo Shochu như sau: khoai lang nấu chín, sau đó được trộn đều với 20% Koji ( loại vi nấm có khả năng thủy phân tinh bột thành đường ), 7% Moto (nấm men). Rồi lên men ở nhiệt độ 25-30°C trong 15-20 ngày. Quá trình lên men kết thúc đem đi chưng cất, tinh luyện, pha chế tạo thành phẩm. 5 + Oki và các cộng sự tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia Kyushu Okinawa khu vực, Koshi, Kumamoto (2010) đã xác định 8 loại anthocyanins chín htrong 61thực phẩm chế biến từ khoai lang tím giống Ayamurasaki và Murasakimasari tại Nhật Bản. Các kết quả nghiên cứu đã xác định được lượng anthocyanins trong 10loại thực phẩm chính như bột khô, vảy khô, khoai lang khô thường dao động từ 53,22- 936,26mg/100g; còn trong 13 loại đồ uống bao gồm đồ uống và giấm lên men có chứa lượng anthocyanin từ 1,19-131,95mg/100ml và từ 33,00-376,39mg/100gđối với 11 loại thực phẩm chiên, bao gồm cả chip và bánh bột chiên, 1,01-69,75mg/100 đối với 27 loại thực phẩm thứ cấp chế biến, bao gồm cả các đồ ăn ngọt phương Tây và Nhật Bản. Cũng theo các nghiên cứu này, hàm lượng Anthocyanin speonidin vượt quá 70% tổng hàm lượng anthocyanin trong 9 thực phẩm chế biến chính,13 loại đồ uống, 6 của loại thực phẩm chiên và 21 các thực phẩm chế biến thứ cấp (Oki et al., 2010). + Tác giả Wei Na Fu, Tuo Ping Li, You Feng Jia, Zhong Sheng Zhao, Wei Hou, Ying Chen (2011) đã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ lên men rượu khoai lang tím bằng các biện pháp như: sử dụng enzym trong quá trình thủy phân tinh bột từ khoai lang tím, làm trong rượu khoai lang tím bằng tác nhân làm trong chitosan, tăng khả năng chống oxi hóa của sản phẩm rượu khoai lang tím bằng các gốc tự do.....(Wei Na Fu et al., 2011). + Theo các kết quả nghiên cứu của HAN Yong-Bin, ZHU Hong-Mei, GU Zhen-Xin, FAN Gong-Jian khinghiên cứu ảnh hưởng của các chất màu trong khoai lang tím đến một số loại vi sinh vật (2011)cho thấyE.coli và S.aureus bị ức chế mạnh bởi các chất màu trong khoai lang tím và mức độ ức chế phụ thuộc vào hàm lượng các chất màu này. Nghiên cứu chỉ ra rằng các chất màu đó có tác dụng thay đổi tính thấm của màng tế bào, làm tế bào phát triển không bình thường và ức chế sự phân chia tế bào. Tuy nhiên, các chất này lại không có tác dụng ức chế đối với S.Cerevisiae và Asp.Niger. Điều này cho thấy tác dụng của các chất màu có trong khoai lang tím trong việc ức chế các vi sinh vật gây bệnh mà không ảnh hưởng đến khả năng lên men (HAN Yong-Bin et al., 2008). 2.1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu từ khoai lang tại Việt Nam. Cũng như các quốc gia khác, ở Việt Nam, việc sản xuất rượu từ các nguyên liệu lương thực đã có từ lâu đời. Từ Bắc đến Nam, từ miền xuôi đến miền 6 ngược, nhân dân ta đã biết sử dụng nấm men thuốc bắc để lên men rượu từ gạo, ngô nổi tiếng như rượu làng Vân, rượu Mẫu Sơn, rượu cần, rượu Kim Long, rượu Phú Lễ, rượu ngô Bắc Hà…Trong vài năm gần đây, người dân Bình Liêu đã áp dụng quy trình sản xuất truyền thống nấu rượu từ khoai lang. Rượu có đặc trưng là mùi thơm nổi rõ, có nồng độ hơi nhẹ và mát. Tuy nhiên, công nghệ sản xuất thủ công dựa trên kinh nghiệm chưa có cơ sở khoa học. Ở Việt Nam, hiện nay các nghiên cứu về rượu khoai lang rất ít, hầu như chưa có. Năm 2010, đề tài của tác giả Hồ Thanh Sang (trường Đại Học Cần Thơ) đã nghiên cứu quy trình sản xuất rượu không chưng cất từ khoai lang tím, nhưng đề tài chỉ mới dừng lại việc nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất theo phương pháp cổ truyền dùng bánh men rượu chưa đưa ra được quy trình sản xuất công nghệ mới, tiên tiến có thể áp dụng vào quy mô công nghiệp. Năm 2009, đề tài của tác giả Phạm Thị Thu Vân (trường Đại Học Cần Thơ) đã nghiên cứu quy trình sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử dụng enzyme và nấm men thuần chủng với sơ đồ quy trình ở dưới đây. 7