Luận văn Ảnh hưởng của loại nguyên liệu và phụ gia bổ sung đến chất lượng rượu nếp than

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
  TRƯƠNG VĨNH HÙNG ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA BỔ SUNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG RƯỢU NẾP THAN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Giáo viên hướng dẫn Th.s NHAN MINH TRÍ Cần Thơ – 6/2008 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 2 Luận văn đính kèm theo đây với tên đề tài “Ảnh hưởng của loại nguyên liệu và phụ gia bổ sung đến chất lượng rượu nếp than” do Trương Vĩnh Hùng thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện Cần Thơ, ngày tháng năm 2008 Chủ tịch hội đồng Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 3 LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm tạ Th.S Nhan Minh Trí là giảng viên của Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để giúp em có thể hoàn thành tốt luận văn tốt ngiệp này. Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô của Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm nói riêng và Trường Đại Học Cần Thơ nói chung đã truyền đạt những kiến thức quý báu giúp cho em ra trường và bước vào đời một cách tự tin để có thể làm việc và phấn đấu đạt kết quả tốt sau này. Chân thành cảm ơn tập thể cán bộ phòng thí nghiệm Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm. Cảm ơn tập thể lớp Công Nghệ Thực Phẩm K29 đã giúp đỡ và cùng trao đổi những kiến thức cũng như kinh nghiệm trong suốt thời gian qua. Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2008 Sinh viên thực hiện Trương Vĩnh Hùng Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 4 TÓM LƯỢC Đề tài nghiên cứu với mục đích cải thiện chất lượng rượu nếp than so với những phương pháp lên men trước đây. Trên cơ sở tham khảo các tài liệu và các thí nghiệm thăm dò, đề tài đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn nếp thơm vào nếp than đến chất lượng rượu nếp than. Bột nếp thơm nguyên liệu được phối trộn với bột nếp than theo các tỉ lệ 20%, 25% và 30% rồi đem đi đường hóa, sau đó tiến hành lên men với nấm men bánh mì saccharomyces vàng. Trong quá trình lên men tiến hành theo dõi sự biến đổi về hàm lượng đường khử, độ Bx, pH, độ cồn sinh ra và mật số tế bào nấm men của từng mẫu. Rượu thành phẩm được phối trộn phụ gia (acid ascorbic, chất nhũ hóa) với các tỉ lệ 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4% và 0,5% rồi đem bảo quản. Sau thời gian bảo quản tiến hành đo độ hấp thụ và đánh giá cảm quan về các chỉ tiêu màu, mùi, vị và trạng thái. Các số liệu được thống kê bằng chương trình STATGRAPHICS Plus 4.0 để so sánh, đánh giá và chọn kết quả. Kết quả thống kê cho thấy: Giữa các mẫu phối trộn nếp thơm vào nếp than thì không có sự khác biệt về mùi vị và trạng thái do thành phần của nếp thơm cũng gần giống với nếp than, cho nên sau khi đường hóa xong thì hàm lượng đường khử và độ Bx gần giống nhau giữa các mẫu. Chính vì vậy mà kết quả lên men không có sự khác biệt về độ rượu, nhưng màu sắc giữa các mẫu thì có sự khác biệt. Tuy nhiên khi phối trộn nếp thơm vào nếp than thì có thể giảm được chi phí nguyên liệu do giá trị kinh tế của nếp thơm thấp hơn nếp than. Các giá trị cảm quan khác giữa các mẫu không có sự khác biệt nhiều khi bổ sung chất phụ gia (acid ascorbic và chất nhũ hóa). Điều này có thể do thời gian bảo quản không đủ dài để thấy được sự oxi hóa chất màu anthocyanin. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 5 MỤC LỤC Lời cảm tạ ....................................................................................................................... i Tóm lược ........................................................................................................................ ii Mục lục ......................................................................................................................... iii Danh sách bảng .............................................................................................................. v Danh sách hình .............................................................................................................. vi Chương I Đặt vấn đề .................................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1 Chương II Lược khảo tài liệu .................................................................................... 2 2.1 Gạo nếp than (Red Sticky Rice) .......................................................................... 2 2.2 Enzyme amylase ................................................................................................. 4 2.2.1 α-amylase (EC 3.2.1.1) ............................................................................. 4 2.2.2 γ-amylase (EC 3.2.1.3 ) ............................................................................ 6 2.3 Nấm men trong lên men rượu............................................................................. 7 2.3.1 Cấu tạo ...................................................................................................... 7 2.3.2 Sinh sản của nấm men .............................................................................. 7 2.3.3 Một số loại nấm men dùng trong sản xuất rượu ....................................... 8 2.3.4 Một số yêu cầu đối với nấm men rượu vang ............................................ 8 2.3.5 Ảnh hưởng của những yếu tố hóa lý lên hoạt động của nấm men vang ... 9 2.4 Cồn tinh khiết ..................................................................................................... 9 2.5 Nước dùng trong sản xuất rượu nếp than ......................................................... 10 2.6 Kỹ thuật lên men rượu nếp than ....................................................................... 10 2.6.1 Quá trình lên men rượu ............................................................................ 10 2.6.2 Quá trình sinh trưởng của nấm men ........................................................ 11 2.6.3 Cơ sở lý luận của quá trình lên men ........................................................ 12 2.6.4 Các quá trình chuyển hóa trong giai đoạn lên men ................................. 16 2.7 Quy trình sản xuất rượu vang nếp than ............................................................ 17 2.7.1 Quy trình sản xuất .................................................................................... 17 2.7.2 Thuyết minh quy trình ............................................................................. 19 2.8 Chất lượng và các dạng hư hỏng của rượu nếp than ........................................ 20 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 6 2.8.1 Chất lượng rượu nếp than ........................................................................ 20 2.8.2 Các dạng hư hỏng của rượu nếp than khi lên men .................................. 21 Chương III Phương tiện nghiên cứu ........................................................................ 22 3.1 Phương tiện nghiên cứu .................................................................................... 22 3.1.1 Nguyên liệu .............................................................................................. 22 3.1.2 Hóa chất ................................................................................................... 22 3.1.3 Trang thiết bị trong quá trình thí nghiệm ................................................. 22 3.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 22 3.2.1 Thí nghiệm 1 ............................................................................................ 22 a Mục đích thí nghiệm ..................................................................................... 22 b Bố trí thí nghiệm ............................................................................................ 23 c Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 23 d Chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................. 23 3.2.2 Thí nghiệm 2 ............................................................................................ 25 a Mục đích thí nghiệm ..................................................................................... 25 b Bố trí thí nghiệm ........................................................................................... 25 c Tiến hành thí nghiệm ..................................................................................... 25 d Chỉ tiêu theo dõi ............................................................................................ 25 Chương IV Kết quả và thảo luận ............................................................................. 27 4.1 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than đến % đường khử, pH, độ Bx, độ rượu và mật số tế bào nấm men .................................... 27 4.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phụ gia bổ sung đến chất lượng rượu vang nếp than ........................................................................................................................ 33 Chương V Kết luận và đề nghị ................................................................................. 35 5.1 Kết luận ............................................................................................................ 35 5.2 Đề nghị ............................................................................................................. 35 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 36 Phụ lục .......................................................................................................................... 37 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 7 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học của nếp than .................................................................... 4 Bảng 2: Độ bền nhiệt của α-amylase từ các nguồn khác nhau ...................................... 5 Bảng 3: Nhiệt độ và pH tối thích của enzyme amylase ................................................. 6 Bảng 4: Hàm lượng muối của nước sử dụng trong sản xuất rượu bia ......................... 10 Bảng 5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than đến % đường khử, pH, độ Bx, % cồn sinh ra và mật số tế bào nấm men .......................... 31 Bảng 6: Kết quả đo mật độ quang rượu thành phẩm ở bốn tỷ lệ phối trộn nếp thơm vào nếp than ........................................................................................................................ 32 Bảng 7: Kết quả cảm quan về 4 chỉ tiêu màu, mùi, vị và trạng thái của các mẫu có tỉ lệ phối trộn giữa nếp thơm và nếp than khác nhau ...................................................... 32 Bảng 8: Kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ phụ gia bổ sung đến màu sắc của rượu thành phẩm ............................................................................................................................. 33 Bảng 9: Kết quả cảm quan về 4 chỉ tiêu màu, mùi, vị và trạng thái của các mẫu có tỉ lệ phối trộn phụ gia khác nhau ..................................................................................... 33 Bảng 10: Đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm ........................................ 40 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 8 DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Nếp than ............................................................................................................ 2 Hình 2: Cấu tạo hạt nếp than .......................................................................................... 2 Hình 3: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin .................................................. 3 Hình 4: Cơ chế tác dụng của α-amylase lên amylose .................................................... 5 Hình 5: Cơ chế tác dụng của amylase ............................................................................ 6 Hình 6: Nấm men Saccharomyces ................................................................................. 7 Hình 7: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than với độ Bx và % đường khử ..................................................................................................... 27 Hình 8: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than với pH ........................................................................................................................... 28 Hình 9: Đồ thị biểu diễn mối qua hệ giữa tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than với % cồn sinh ra trong quá trình lên men ......................................................................... 29 Hình 10: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỉ lệ phối trộn nếp thơm và nếp than với mật số tế bào nấm men trong quá trình lên men .......................................................... 30 Hình 11: Nếp than ........................................................................................................ 41 Hình 12: Bột nếp than .................................................................................................. 41 Hình 13: Bột nếp thơm ................................................................................................. 42 Hình 14: Nấm men Saccharomyces ............................................................................. 42 Hình 15: Môi trường Sabouraud .................................................................................. 43 Hình 16: Máy nghiền búa............................................................................................. 43 Hình 17: Khuẩn lạc nấm men ...................................................................................... 44 Hình 18: Máy đo màu .................................................................................................. 45 Hình 19: Máy đo pH .................................................................................................... 45 Hình 20: Thanh trùng dịch nếp than ............................................................................ 46 Hình 21: Quá trình lọc rượu nếp than .......................................................................... 46 Hình 22: Thành phẩm rượu nếp than ........................................................................... 47 Hình 23: Rượu thành phẩm ở 4 tỷ lệ phối trộn ............................................................ 47 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 9 CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề Rượu là một trong những sản phẩm lên men thực phẩm đã được biết đến từ rất sớm. Trong các dịp liên hoan, cưới hỏi, tết,…uống rượu cổ truyền là một phần không thể thiếu, đó là nét văn hóa mang đậm bản sắc riêng của dân tộc ta. Ở Việt Nam, thức uống lên men truyền thống cũng rất đa dạng, từ rượu cần của các dân tộc miền núi Tây Nguyên, rượu làng Vân – Bắc Giang, rượu San Lùng – Lào Cai, rượu Xuân Thạnh – Trà Vinh, rượu Gò Đen – Tiền Giang, rượu nếp than của người Kinh,…Trong đó rượu nếp than là một loại rượu khá đặc biệt. Sản phẩm là kết quả của quá trình lên men không chưng cất nguyên liệu nếp than mà thành. Ngoài các rượu được sản xuất chuyên nghiệp với chất lượng cao thì đa số là rượu do dân làm ra, với trình độ công nghệ còn kém và thiết bị sản suất thô sơ nên sản phẩm có thể bị nhiễm vi sinh vật lạ và tạp chất nên rượu có chất lượng không cao về cảm quan và an toàn, có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người tiêu dùng. Vì nhiễm tạp khuẩn nên hiệu suất thu hồi thấp, hao phí nguyên liệu lớn vì ủ mốc nên tổn hao chất khô, vì thế hiệu quả sản xuất chưa cao. Mặt khác rượu nếp than sau khi được bảo quản một thời gian thì mùi vị và màu sắc của sản phẩm thường bị giảm có thể do nguyên nhân là bị oxy hóa. Do nếp than có giá thành cao và với hy vọng bổ sung nếp thơm sẽ sản xuất được rượu vừa có chất lượng tốt vừa có giá thành hợp lý. Cho nên mục đích của đề tài “ Ảnh hưởng của loại nguyên liệu và phụ gia bổ sung đến chất lượng rượu nếp than” nhằm giảm chi phí sản xuất và tăng khả năng giữ màu, mùi vị cho sản phẩm rượu nếp than. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này gồm hai mục tiêu: - Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn giữa nếp than và nếp thơm đến hương vị rượu nếp than. - Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phụ gia sử dụng đến khả năng giữ màu sắc và mùi vị rượu thành phẩm. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 10 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Gạo nếp than (Red Sticky Rice) Hình 1: Nếp than Gạo nếp than là một loại gạo đặc biệt được trồng nhiều ở vùng Nam Bộ. Tên khoa học là Oryza Sativa Tamaka. Gạo nếp than gồm bốn loại: - Nếp cẩm Đức Hòa - Nếp đen Khánh Vinh - Nếp than Long Đất - Lúa lứt nếp cẩm Các loại lúa này có năng suất không cao, chỉ đạt khoảng 2,8 – 3,3 tấn/ha. Dân vùng Đồng bằng Nam Bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gạo. Theo cách này, nếp than được chia thành hai loại: - Nếp than đen tuyền - Nếp than hồng đỏ Hình 2: Cấu tạo hạt nếp than www.ricebranoil.infoimage Vỏ trấu Cám Nội nhũ Phôi Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 11 Sắc tố anthocyanin của nếp than rất dễ tan trong nước vì thế sản phẩm cũng mang màu sắc đặc trưng của nguyên liệu. Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose... kết hợp với gốc aglucon có màu (Anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô tả trong hình 3. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. R1 OH OH O+ 3 R2 OH OH A 3 5 7 B Hình 3: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH3. Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường. Thông thường khi pH 7 thì có màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4 ÷ 5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7 ÷ 8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh. Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn