Luận văn Nghiên cứu chế biến rượu vang Nho có bổ sung dược thảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Lê Phạm Việt Mẫn LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Lê Phạm Việt Mẫn Chuyên ngành: Vi sinh vật Mã số: 60.42.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ CHIẾN PHƯƠNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2011 Mục lục Mục lục ........................................................................................................ 3 DANH MỤC VIẾT TẮT ........................................................................... 7 DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................... 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................ 9 DANH MỤC SƠ ĐỒ ................................................................................ 13 DANH SÁCH BIỂU ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ .................................................... 13 MỞ ĐẦU ................................................................................................... 14 1/ Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 14 2/ Mục đích của đề tài ................................................................................................. 15 3/ Nhiệm vụ của đề tài: ................................................................................................ 15 4/ Thời gian và địa điểm nghiên cứu đề tài ................................................................. 15 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................. 16 1.1 Tổng quan về nguyên liệu Nho [11],[16] .............................................................. 16 1.1.1 Một số giống Nho nổi tiếng và có triển vọng trên thế giới ....................................... 16 1.1.1.1 Giống Nho không hạt Thompson seedless ................................................................... 16 1.1.1.2 Nho A neb – e – Shahi .................................................................................................. 16 1.1.1.3 Nho xanh Banglore Blue .............................................................................................. 17 1.1.1.4 Nho tím Ribier .............................................................................................................. 17 1.1.1.5 Nho không hạt Perlette ................................................................................................. 17 1.1.2 Một số giống Nho tại Việt Nam ................................................................................ 18 1.1.2.1 Giống Nho đỏ Cardinal ................................................................................................. 18 1.1.2.2 Giống Nho Ribier ......................................................................................................... 18 1.1.2.3 Giống NH.01-48 ........................................................................................................... 19 1.1.2.4 Giống Black Queen ...................................................................................................... 19 1.1.2.5 Giống Nho NH.02-04 ................................................................................................... 19 1.1.2.6 Giống Chambourcin (NH02-10) ................................................................................... 20 I.1.2.7 Giống Rubi red (NH.02-09) .......................................................................................... 20 1.1.3 Uu, nhược điểm của các giống Nho ở địa phương ................................................... 20 1.2 Tổng quan về Hà thủ ô [2],[8],[9] ......................................................................... 21 1.2.1 Hà thủ ô đỏ ................................................................................................................ 21 1.2.1.1 Thành phần của Hà thủ ô: ............................................................................................. 21 1.3 Tổng quan về Dâu tằm [9] ..................................................................................... 25 1.3.1 Thành phần hóa học .................................................................................................. 25 1.3.2 Công dụng và liều dùng ............................................................................................ 26 1.4 Tổng quan về rượu vang ........................................................................................ 26 1.4.1 Khái quát về quá trình lên men cồn .......................................................................... 26 1.4.2 Giới thiệu về rượu vang: ........................................................................................... 27 1.4.3 Phân loại rượu vang : ................................................................................................ 28 1.4.4 Hệ vi sinh vật trong lên men vang tự nhiên [1], [12] ................................................ 28 1.4.4.1 Nấm men rượu vang tự nhiên : ..................................................................................... 28 1.4.4.2 Nấm men rượu vang nuôi cấy thuần chủng. ................................................................. 29 1.4.5 Quá trình lên men ...................................................................................................... 31 1.4.5.1 Các điều kiện của quá trình lên men: ........................................................................... 31 1.4.5.2 Các giai đoạn của quá trình lên men : .......................................................................... 32 1.4.6 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang Nho .......................................................... 33 1.4.6.1 Quy trình công nghệ xử lý dịch quả ............................................................................. 33 1.4.6.2. Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang ..................................................................... 35 1.5 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước ................................................................ 36 1.5.1 Nghiên cứu trong nước ............................................................................................. 36 1.5.2 Nghiên cứu ngoài nước ............................................................................................. 37 CHƯƠNG II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..... 41 2.1 Đối tượng nghiên cứu: các chủng Nấm men được phân lập từ dịch Nho ............. 41 2.2/ Nguyên liệu .......................................................................................................... 41 2.2.1 Nho ............................................................................................................................ 41 2.2.2 Hà thủ ô: .................................................................................................................... 42 2.2.3 Dâu tằm: .................................................................................................................... 43 2.3 Hóa chất, dụng cụ .................................................................................................. 44 2.3.1 Hóa chất .................................................................................................................... 44 2.3.2 Thiết bị, dụng cụ ....................................................................................................... 44 2.3.3 Môi trường nuôi cấy và giữ giống Nấm men............................................................ 44 2.4 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 46 2.4.1 Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................... 46 2.4.2 Phương pháp vi sinh ................................................................................................. 47 2.4.2.1 Tạo nguồn giống Nấm men để phân lập và tuyển chọn ............................................... 47 2.4.2.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái – sinh lý – sinh hóa ............................... 48 2.4.2.3. Xác định khả năng sử dụng nitrat làm nguồn nitơ duy nhất ........................................ 49 2.4.3 Phương pháp lên men sản xuất rượu vang Nho ........................................................ 49 2.4.4.Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................................. 51 2.4.4.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát khả năng lên men của các chủng Nấm men được phân lập .... 51 2.4.4.2 Thí nghiệm 2 Xác định tỉ lệ chủng Nấm men Saccharomyces.sp cấy vào dịch lên men .................................................................................................................................................. 51 2.4.4.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng lên men:..................... 52 2.4.4.4 Thí nghiệm 4 Xác định tỉ lệ phối chế giữa Nho và Hà thủ ô ....................................... 52 2.4.4.5 Thí nghiệm 5 Xác định tỉ lệ phối chế giữa hỗn hợp Nho + Hà thủ ô và Dâu tằm ........ 53 2.4.4.6 Thí nghiệm 6 Khảo sát nồng độ đường thích hợp bổ sung trong quá trình lên men chính ......................................................................................................................................... 54 2.4.4.7 Thí nghiệm 7 Khảo sát pH phù hợp cho lên men dịch Nho có bổ sung dược thảo ...... 54 2.4.4.8. Khảo sát động học của quá trình lên men trong điều kiện tối ưu các thông số. .......... 55 2.4.5 Phương pháp sinh hóa .............................................................................................. 56 2.4.5.1 Phương pháp xác định nồng độ chất khô ..................................................................... 56 2.4.5.2 Phương pháp xác định độ pH ....................................................................................... 56 2.4.5.3 Phương pháp xác định độ cồn ...................................................................................... 56 2.4.5.4 Phương pháp xác định acid tổng .................................................................................. 56 2.4.5.5 Phương pháp xác định đường khử ................................................................................ 57 2.4.5.6 Phương pháp xác định tổng khả năng chống oxy hóa [36] .......................................... 58 2.4.5.7 Phương pháp xác định lượng acid chrysophanic .......................................................... 59 2.4.5.8 An toàn vệ sinh thực phẩm ........................................................................................... 60 2.4.6 Phương pháp đánh giá cảm quan ............................................................................. 63 2.4.7 Phương pháp toán học ............................................................................................... 64 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 66 3.1 Phân lập các chủng Nấm men lên men dịch Nho .................................................. 66 3.2 Đánh giá khả năng lên men của các chủng được phân lập từ dịch quả Nho. ....... 67 3.3 Xác định khả năng sử dụng nitrat làm nguồn nitơ duy nhất ................................. 71 3.4 Thí nghiệm 1 Khảo sát khả năng lên men của các chủng Nấm men được phân lập ..................................................................................................................................... 71 3.5 Thí nghiệm 2 Xác định tỉ lệ dịch giống Nấm men Saccharomyces sp cấy vào dịch lên men ........................................................................................................................ 76 3.6 Thí nghiệm 3 Khảo sát thời gian lên men thích hợp rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô và Dâu tằm.......................................................................................................... 80 3.7 Thí nghiệm 4 Xác định tỉ lệ phối chế giữa Nho và Hà thủ ô ................................ 82 3.8 Thí nghiệm 5 Xác định tỉ lệ phối chế giữa hỗn hợp Nho + Hà thủ ô và Dâu tằm 85 3.9 Thí nghiệm 6 Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan trong quá trình lên men chính 89 3.10 Thí nghiệm 7 pH thích hợp cho rượu vang Nho bổ sung dược thảo .................. 95 3.11 Khảo sát động học của quá trình sản xuất rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô và Dâu tằm trong điều kiện tối ưu .................................................................................... 96 3.12 Phân tích một số các chỉ tiêu cơ bản của rượu vang Nho ................................. 101 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................. 105 4.1 Kết luận ............................................................................................................... 105 4.2 Đề nghị ................................................................................................................ 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 106 PHỤ LỤC ................................................................................................ 111 DANH MỤC VIẾT TẮT 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl DPPH Amosphere atm Cán bộ hướng dẫn CBHD Độ Brix 0Bx Gam g Hà thủ ô HTO Học viên HV Miligam mg Mililit ml Mật độ quang học OD Phần trăm % Tế bào TB Thí nghiệm TN Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Con đường Chrysophanola gây ra sự chết tế bào chủ động trong tế bào ung thư người J5 ................................................................................................................. 23 Hình 1.2 Saccharomyces cerevisia ........................................................................ 30 Hình 2.1 Nho Red Cardinal Ninh Thuận............................................................... 43 Hình 2.2 Hà thủ ô chưa chế biến và Hà thủ ô đã chế biến... ............................45 Hình 2.3 Định tính Hà thủ ô .................................................................................. 45 Hình 3.1 Các mẫu phân lập Nấm men .................................................................. 73 Hình 3.2 Cấy chuyền giữ giống trong ống nghiệm ............................................... 74 Hình 3.3 Hình thái khuẩn lạc và tế bào của các giống Nấm men ......................... 76 Hình 3.4 Khả năng sử dụng Ni tơ làm nguồn thức ăn ...79 Hình 3.5 Các mẫu rượu vang thí nghiệm .............................................................. 96 Hình 3.6 Xác định lượng cồn methylic ............................................................... 117 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tối ưu điều kiện lên men cồn vang Nho bổ sung dược thảo ................. 61 Bảng 3.1 Các thông số khảo sát của các chủng Nấm men 74 Bảng 3.2 Hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào của các chủng Nấm men ......... 75 Bảng 3.3 Sự phát triển của các chủng Nấm men trong dịch Nho .77 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chủng Nấm men đến sự thay đổi độ Brix của dịch lên men sau 25 ngày lên men ......................................................................................................... 80 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của các chủng Nấm men đến độ cồn. đường khử. acid tổng của rượu vang bổ sung Hà thủ ô và Dâu tằm sau 25 ngày lên men ..................................... 81 Bảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức I (chủng 6.1) bằng phép thử cho điểm .......................................................................................................... 81 Bảng 3.7 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức II (chủng 6.2) bằng phép thử cho điểm .......................................................................................................... 82 Bảng 3.8 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức III (chủng 6.3) bằng phép thử cho điểm .......................................................................................................... 82 Bảng 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung nghiệm thức IV (chủng 2.1) bằng phép thử cho điểm ........................................................................................ 83 Bảng 3.10 Kết quả xử lý số liệu các chỉ tiêu màu sắc. mùi. vị cho thí nghiệm khảo sát giống men thích hợp cho quy trình chế biến ................................................................... 83 Bảng 3.11 Ảnh hưởng của các tỉ lệ dịch giống Nấm men đến sự thay đổi độ Brix của dịch lên men sau 10 ngày lên men chính ...................................................................... 85 Bảng 3.12 Ảnh hưởng tỉ lệ dịch giống Nấm men đến sự thay đổi pH của dịch lên men...86 Bảng 3.13 Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch giống Nấm men đến nồng độ cồn. đường khử. acid tổng của rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô và Dâu tằm sau 10 ngày lên men chính .... 86 Bảng 3.14 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức I ( tỷ lệ dịch Nấm men 3%) ........................................................................................................................ 87 Bảng 3.15 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức II (tỷ lệ dịch Nấm men 5%) ........................................................................................................................ 87 Bảng 3.16 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức III (tỷ lệ dịch Nấm men 7%) ........................................................................................................................ 88 Bảng 3.17 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho nghiệm thức IV (tỷ lệ dịch Nấm men 9%) ........................................................................................................................ 88 Bảng 3.18 Kết quả xử lý số liệu các chỉ tiêu màu sắc. mùi. vị cho thí nghiệm khảo sát tỷ lệ men thích hợp cho quy trình chế biến ................................................................... 89 Bảng 3.19 Ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ chất khô và nồng độ cồn được tạo ra của dịch lên men ......................................................................................................... 90 Bảng 3.20 Ảnh hưởng của Hà thủ ô đến nồng độ chất khô và nồng độ cồn sau quá trình lên men chính ............................................................................................................. 92 Bảng 3.21 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô nghiệm thức I (Hà thủ ô 3%) ............................................................................................................... 92 Bảng 3.22 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô nghiệm thức II (Hà thủ ô 5%) ............................................................................................................... 93 Bảng 3.23 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô nghiệm thức III (Hà thủ ô 7%) ............................................................................................................... 93 Bảng 3.24 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô nghiệm thức IV (Hà thủ ô 9%) ............................................................................................................... 94 Bảng 3.25 Kết quả xử lý số liệu các chỉ tiêu màu sắc. mùi. vị cho thí nghiệm khảo sát giống men thích hợp cho quy trình lên men .................................................................... 94 Bảng 3.26 Ảnh hưởng của Dâu tằm đến nồng độ chất khô và nồng độ cồn của dịch lên men sau quá trình lên men chính ................................................................................... 95 Bảng 3.27 Kết quả đánh giá cảm quan rượu vang Nho bổ sung Hà thủ ô và Dâu tằm nghiệm thức I (Dâu tằm 3%) .............................................................................................. 96 Bảng 3.28 Kết quả đánh giá cảm quan rượu va