Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang trái cây từ nước dừa cocos nucifera tại phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

LÊ THỊ THÚY HẰNG

NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG
TRÁI CÂY TỪ NƯỚC DỪA Cocos nucifera TẠI PHÚ YÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

LÊ THỊ THÚY HẰNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG
TRÁI CÂY TỪ NƯỚC DỪA Cocos nucifera TẠI PHÚ YÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ


Ngành :

Công nghệ thực phẩm

Mã số:

60540101

Quyết định giao đề tài:

1031/QĐ-ĐHNT ngày 23/10/2017

Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:

27/10/2018

Người hướng dẫn khoa học:
TS. THÁI VĂN ĐỨC
Chủ tịch hội đồng:
PGS. TS. VŨ NGỌC BỘI
Phòng Đào tạo Sau đại học:
KHÁNH HÒA - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu
vang trái cây từ nước dừa Cocos nucifera tại Phú Yên” là công trình nghiên cứu của
cá nhân tôi và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho
tới thời điểm này.
Khánh Hòa, ngày 05 tháng 09 năm 2018
Tác giả luận văn

Lê Thị Thúy Hằng

iii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của quý phòng
ban trường Đại học Nha Trang, trường Cao đẳng nghề Phú Yên đã tạo điều kiện tốt
nhất cho tôi được hoàn thành đề tài. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của TS. Thái
Văn Đức và TS. Lê Xuân Sơn đã giúp tôi hoàn thành tốt đề tài.
Tiếp theo, tôi xin được dành lời cảm ơn đến Quí thầy cô Khoa CNTP – Hóa dầu
đã tạo điều kiện cho tôi về hóa chất và trang thiết bị thí nghiệm trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Và cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình và tất cả bạn
bè, đồng nghiệp vì những tình cảm của họ là nguồn động viên tinh thần lớn lao đối với
tôi, luôn ủng hộ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Khánh Hòa , ngày 05 tháng 09 năm 2018
Tác giả luận văn

Lê Thị Thúy Hằng

iv


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................................x
TRÍCH YẾU CỦA LUẬN VĂN.................................................................................. xii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3
1.1. TỔNG QUAN VỀ DỪA ..........................................................................................3
1.1.1. Nguồn gốc và thành phần của quả dừa..................................................................3
1.1.2. Sản lượng dừa trong nước và trên thế giới ............................................................8
1.1.3. Các nghiên cứu bảo quản nước dừa ....................................................................10
1.2. TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN..............................................................................11
1.2.1. Đặc điểm hình thái nấm men...............................................................................11
1.2.2. Giới thiệu về chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)...........12
1.3. QÚA TRÌNH LÊN MEN RƯỢU ETHANOL VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG.... 15
1.3.1. Quá trình lên men rượu ethanol...........................................................................15
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ......................................................22
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC THUỘC LĨNH VỰC
SẢN XUẤT RƯỢU VANG TRÁI CÂY ......................................................................25
1.4.1. Các nghiên cứu trong nước..................................................................................25
1.4.2. Các nghiên cứu ngoài nước .................................................................................27
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........29
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................29
2.1.1. Nguyên liệu chính................................................................................................29
2.1.2. Nguyên liệu phụ ..................................................................................................29
v


2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................................................30
2.2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát.................................................................................30
2.2.2. Bố trí thí nghiệm kháo sát điều kiện bảo quản nước dừa....................................33
2.2.3. Bố trí thí nghiệm nhân giống nấm men...............................................................35
2.2.4. Bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men............35
2.2.5. Tối ưu hóa công đoạn lên men theo mô hình Box-Wilson ................................40
2.2.6. Nghiên cứu bảo quản sản phẩm rượu vang từ nước dừa.....................................42
2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH..............................................................................43
2.3.1. Thu và xử lý mẫu.................................................................................................43
2.3.2. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan ......................................................43
2.3.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học .......................................................44
2.3.4. Phương pháp phân tích vi sinh vật ......................................................................44
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................................44
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................45
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHỦ YẾU CỦA
NƯỚC DỪA PHÚ YÊN ...............................................................................................45
3.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN NƯỚC DỪA ....................46
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng nước dừa sau thời gian bảo quản 24 giờ..... 46
3.2.2. Ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước dừa sau thời gian bảo quản 24 giờ.....47
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng nước dừa ............................48
3.3. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG SINH TRƯỞNG CỦA SACCHAROMYCES
CEREVISIAE TRÊN MÔI TRƯỜNG NUÔI CẤY NƯỚC DỪA ..............................48
3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
LÊN MEN .....................................................................................................................50
3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan đến chất lượng rượu vang trái cây
từ nước dừa....................................................................................................................50
3.4.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến chất lượng rượu vang trái cây từ nước dừa.......53
3.4.3. Ảnh hưởng của pH dịch lên men đến chất lượng rượu vang trái cây từ nước dừa.....55
3.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng rượu vang trái cây từ nước dừa ....57
vi


3.4.5. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng rượu vang trái cây từ nước dừa....... 59
3.5. TỐI ƯU HÓA CÔNG ĐOẠN LÊN MEN .............................................................65
3.6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN SẢN PHẨM RƯỢU VANG TRÁI CÂY
TỪ NƯỚC DỪA ...........................................................................................................70
3.6.1. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu hóa lí và vi sinh của sản phẩm sau thời gian bảo
quản ...............................................................................................................................70
3.6.2. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm sau thời gian bảo quản ............................72
3.7. ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG TRÁI CÂY TỪ NƯỚC DỪA..74
3.7.1. Qui trình...............................................................................................................74
3.7.2. Thuyết minh quy trình .........................................................................................75
3.8. TÍNH TOÁN SƠ BỘ CHI PHÍ GIÁ THÀNH SẢN PHẨM TRONG PHÒNG THÍ
NGHIỆM .......................................................................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................80
PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
S. cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

ANOVA

Analysis Of Variance: Phân tích phương sai

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

0

Bx

Độ Brix

TB

Tế bào

QCVN

Qui chuẩn Việt Nam

viii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần khoáng của nước dừa trưởng.......................................................6
Bảng 1.2. Bảng so sánh thành phần hóa học của nước dừa già và nước dừa non ...............7
Bảng 1.3. Diện tích trồng dừa và sản lượng thu được của các tỉnh đến năm 2014.........8
Bảng 1.4. Diện tích trồng và sản lượng dừa thu được của tỉnh Phú Yên năm 2014 .......9
Bảng 1.5. Bảng Diện tích, sản lượng dừa các nước .....................................................10
Bảng 2.1. Miền thí nghiệm của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ..............41
Bảng 2.2. Điều kiện thí nghiệm.....................................................................................41
Bảng 2.3. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và số lượng thí nghiệm .............................41
Bảng 2.4. Địa điểm và thời gian thu mẫu để nghiên cứu ..............................................43
Bảng 3.1. Hàm lượng một số thành phần hóa học chủ yếu trong nước dừa .................45
Bảng 3.2. Hàm lượng chất khô còn lại sau thời gian lên men 12 ngày.........................51
Bảng 3.3. Nồng độ Ethanol tại các điều kiện khác nhau...............................................66
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến nồng độ Ethanol.................................67
Bảng 3.5. Kết quả phân tích phương sai ANOVA nồng độ cồn (Ethanol) ...................68
Bảng 3.6. Kết quả thực nghiệm kiểm tra kết quả tối ưu................................................70
Bảng 3.7. Kết quả các chỉ tiêu sau thời gian bảo quản..................................................71
Bảng 3.8. Bảng điểm đánh giá cảm quan của sản phẩm A và sản phẩm B...................73
Bảng 3.9. Hoạch toán chi phí thành phẩm.....................................................................76

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh cây dừa.............................................................................................3
Hình 1.2. Cấu tạo quả dừa...............................................................................................4
Hình 1.3. Sự phát triển của quả dừa ...............................................................................5
Hình 1.4. Quả dừa già khi thu hoạch...............................................................................9
Hình 1.5. Hình dạng tế bào nấm men............................................................................13
Hình 1.6. Tế bào nấm men nẩy chồi để lại sẹo lồi ........................................................13
Hình 2.1. Quả và nước dừa già 12 tháng tuổi ...............................................................29
Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát...........................................................................31
Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ....................................................33
Hình 2.4. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của pH ............................................................34
Hình 2.5. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian bảo quản ...................................34
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nuôi tăng sinh khối nấm men ..................................35
Hình 2.7. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan ....................36
Hình 2.8. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ...........................................37
Hình 2.9. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của pH ............................................................38
Hình 2.10. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ..................................................38
Hình 2.11. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men hiếu khí..........................39
Hình 2.12. Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men kỵ khí..........................40
Hình 2.13. Sơ đồ nghiên cứu bảo quản sản phẩm.........................................................43
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng của nước dừa .................46
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH đến chất lượng cảm quan nước dừa...............................47
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng nước dừa ......................48
Hình 3.4. Đường cong sinh trưởng của S. cerevisiae trên môi trường nước dừa .........49
Hình 3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến quá trình lên men .........................51
Hình 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô đến giá trị cảm quan sản phẩm ...........52
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến hàm lượng chất khô ...............................53
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến độ cồn thu được .....................................53
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến giá trị cảm quan sản phẩm .....................54
x


Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng chất khô...............................................55
Hình 3.11. Ảnh hưởng của pH đến độ cồn thu được.....................................................55
Hình 3.12. Ảnh hưởng của pH đến giá trị cảm quan sản phẩm ....................................57
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng chất khô.......................................58
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ cồn thu được.............................................58
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến giá trị cảm quan sản phẩm ............................59
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian lên men hiếu khí đến hàm lượng chất khô còn lại
.......................................................................................................................................60
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian lên men hiếu khí đến quá trình lên men .............61
Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng chất khô còn lại............63
Hình 3.19. Ảnh hưởng của thời gian lên men kỵ khí đến hàm lượng acid tổng số.......63
Hình 3.20. Ảnh hưởng của thời gian lên men kỵ khí đến độ cồn sinh ra......................64
Hình 3.21. Mặt đáp tối ưu thực nghiệm của các yếu tố đến nồng độ cồn .....................69
Hình 3.22. Sản phẩm đánh giá cảm quan ......................................................................73
Hình 3.23. Kết quả đánh giá cảm quan của 2 sản phẩm rượu vang ..............................73
Hình 3.24. Qui trình sản xuất rượu vang từ nước dừa...................................................74

xi


TRÍCH YẾU CỦA LUẬN VĂN
Tên luận văn: “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang trái cây từ nước dừa
Cocos nucifera tại Phú Yên”
Mục tiêu đạt được là: Xây dựng quy trình sản xuất rượu vang trái cây từ nước
dừa Phú Yên nhằm sản xuất sản phẩm đồ uống có lợi cho sức khỏe và đa dạng hóa các
sản phẩm từ dừa.
Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm được sử dụng bao gồm các
phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan, phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa
học (protein, tro, lipit, aldehyt, methanol, độ cồn, acid tổng số, diaxetyl, SO2 tổng,…)
và phương pháp phân tích vi sinh vật. Các phương pháp xử lý số liệu và đánh giá kết
quả đảm bảo yêu cầu khách quan về độ chính xác cho phép với sự hỗ trợ của phần
mềm Ms. Excel 2010 và SPSS 16.0.
Kết quả phân tích một số thành phần hóa học chủ yếu của nước dừa 12 tháng tuổi
Cocos nucifera thu mẫu ở Huyện Sông cầu tỉnh Phú Yên cho thấy hàm lượng chất khô
hòa tan 4,10 ± 0,000Bx; pH 5,43 ± 0,06; hàm lượng đường khử 0,34 ± 0,05%; hàm
lượng đường tổng 2,13 ± 0,06%; hàm lượng protein 0,77 ± 0,03%; hàm lượng tro 0,41
± 0,05%; hàm lượng lipit 0,15 ± 0,04%.
Luận văn đã nghiên cứu điều kiện tối ưu cho quá trình bảo quản nước dừa
nguyên liệu theo phương pháp cảm quan. Kết quả cho thấy ở điều kiện nhiệt độ 100C
và pH 5, thời gian bảo quản có thể kéo dài đến 18 ngày.
Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho quá trình lên men rượu vang trái cây từ nước
dừa với: Hàm lượng chất khô 22%, thời gian lên men 10 ngày, tỉ lệ nấm men 6,5% so
với dịch lên men, pH dịch lên men 4,6, nhiệt độ lên men 310C thu được rượu vang trái
cây có độ cồn 9,67%.
Luận văn đã xây dựng qui trình sản xuất sản phẩm rượu vang trái cây từ nước
dừa Cocos nucifera Phú Yên và sản phẩm rượu vang trái cây từ nước dừa sản xuất
theo quy trình đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm về hóa học và vi sinh vật, với chi phí
nguyên vật liệu là 49.000 đồng /500ml sản phẩm.
Từ khóa: Phú Yên, nước dừa, lên men, rượu vang, nấm men Saccharomyces cerevisiae.

xii


MỞ ĐẦU
Rượu vang trái cây đã được con người biết đến và sử dụng cách đây vài thế kỷ.
Dần dần sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt khi ngành công nghệ thực phẩm và
công nghệ vi sinh ngày càng phát triển thì các sản phẩm về rượu vang được cải tiến
không ngừng về chất lượng và cả về chủng loại nhằm đáp ứng thị hiếu người tiêu
dùng. Hơn nữa, con người ngày càng hiểu rõ hơn giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh
tế của các sản phẩm về rượu vang trái cây mà giờ đây chúng có mặt hầu hết các nước
trên thế giới.
Việt Nam là một nước nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới ẩm với đa dạng
các loại cây trái: nho, xoài, dứa, mít,... rất thích hợp cho sản xuất rượu vang trái cây,
trong đó quả dừa cũng không ngoại lệ.
Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như
ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa trung bình (750 ÷ 2.000 mm)
hàng năm, điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một
cách tương đối dễ dàng [63]. Ở Phú Yên, dừa được trồng nhiều trên khắp miền quê từ
miền núi đến đồng bằng đặc biệt là những vùng ven biển như: Sông Cầu, Tuy An,…
Thành phần của nước dừa bao gồm các hợp chất carbohydrate (glucose, fructose,
sucrose và sorbitol), các acid amin thiết yếu (lysine, histidine, tyrosine và tryptophan)
và một phần nhỏ các acid hữu cơ (acid tartaric, citric và malic), protein, các loại
vitamin, khoáng chất,... thích hợp cho quá trình lên men [37], [48], [53], [64]. Tuy
nhiên, hiện tại, đa số các nhà máy chế biến các sản phẩn từ trái dừa như cơm dừa sấy,
dầu dừa,... nước dừa chưa được tận dụng mà phải đổ thải, gây lãng phí, gây ô nhiễm
môi trường.
Nhằm tận dụng nước dừa để tạo ra loại rượu vang mang đậm hương vị Việt, có
lợi cho sức khỏe, làm tăng giá trị từ trái dừa, đồng thời giải quyết đề ô nhiễm môi
trường, việc “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang trái cây từ nước dừa Cocos
nucifera tại Phú Yên” là cần thiết.
Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng quy trình sản xuất rượu vang trái cây từ nước dừa Phú Yên nhằm sản
xuất sản phẩm đồ uống có lợi cho sức khỏe và đa dạng hóa các sản phẩm từ dừa.
1


Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá hàm lượng một số thành phần hóa học chủ yếu trong nước dừa Phú Yên.
- Nghiên cứu điều kiện bảo quản nước dừa nguyên liệu.
- Nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.
- Tối ưu hóa điều kiện lên men rượu.
- Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm đồ uống lên men từ nước
dừa theo thời gian bảo quản.
- Sơ bộ tính giá chi phí nguyên vật liệu.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
Đề tài rượu vang trái cây sản xuất từ nước dừa Phú Yên là ý tưởng mới, chưa ai
thực hiện và có tính khả thi cao. Kết quả nghiên cứu của đề tài có ý nghĩa khoa học và
là nguồn tài liệu tham khảo phục vụ cho nghiên cứu và giảng dạy về kỹ thuật lên men
rượu vang nói chung và lên men rượu vang trái cây từ nước dừa nói riêng.
Kết quả của đề tài là cơ sở để các doanh nghiệp nghiên cứu ứng dụng trong sản
xuất rượu vang trái cây từ nước dừa, góp phần làm tăng thu nhập của người dân, phát
triển kinh tế địa phương vùng trồng dừa.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nước dừa từ các quả dừa có độ chín khoảng 12 tháng tuổi của giống dừa ta Cocos
nucifera được trồng tại các vùng ven biển thuộc huyện Sông Cầu của tỉnh Phú Yên.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ DỪA
1.1.1. Nguồn gốc và thành phần của quả dừa
1.1.1.1. Nguồn gốc
Dừa có tên khoa học là Cocos nucifera L. Đây là cây thuộc ngành Hiển hoa bí tử,
lớp đơn tử diệp, bộ spacidiflorale, họ Palmae, chi Cocos, loài Nucifera [4].

Hình 1.1. Hình ảnh cây dừa
Dừa được tìm thấy trên khắp các vùng có khí hậu nhiệt đới, đặc biệt là các vùng
có vị trí thấp. Nó đã được biết đến từ hàng ngàn năm và không ai biết “quê hương” của
nó, có lẽ những nơi có khả năng nhất là Malaysia hay Indonesia, nhưng một điều chắc
chắn, nó đã được lan truyền thông qua các vùng nhiệt đới bởi con người và đã trở
thành một tính năng tiêu biểu [49].
Cây dừa di thực đến Việt Nam từ thế kỷ XIX, được phổ biến vào đầu thế kỷ XX
chủ yếu ở các tỉnh Trung bộ và Nam bộ đặc biệt là Bến Tre, do sự du nhập giống dừa
từ các thương thuyền của những doanh nhân từ Malaysia, Philippin ra vào các cảng
biển Việt Nam thời đó [65]. Ngày nay, Việt Nam là một trong những quốc gia có diện
tích trồng dừa cao trong khu vực. Dừa được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng Sông
Cửu Long như Bến Tre đang dẫn đầu cả nước về diện tích trồng dừa với 45.000ha
trong tổng số 150.000ha của cả nước [65]. Ở một số tỉnh ven biển miền trung như
Bình Định là tỉnh có diện tích trồng dừa lớn thứ hai cả nước sau Bến Tre với gần
13.000ha. Ở miền Bắc vùng trồng dừa nhiều nhất là Thanh Hóa với sản lượng hàng
năm khoảng 40 triệu trái, chiếm đến 2/3 tổng sản lượng dừa quả ở miền Bắc [2].
3


Cây dừa là cây trồng lâu năm quanh năm. Thông thường nó ra hoa mỗi tháng.
Cây có thể tồn tại hơn 70 năm và cho ra dừa đến 13 lần một năm [36].
Trong bối cảnh kinh tế phát triển theo hướng kỹ thuật cao ngày nay, cây dừa
không chỉ đơn thuần có giá trị thương mại mà còn có giá trị xã hội. Người ta ước tính
có khoảng 100 sản phẩm được làm trực tiếp từ dừa, chẳng hạn: nhiều sản phẩm thực
phẩm như kẹo dừa, thạch dừa, cơm dừa sấy, sữa bột dừa, dầu; các sản phẩm mỹ nghệ
như: vỏ dừa cắt, thảm xơ dừa…. hoặc phân bón từ mụn dừa [2], [65].
1.1.1.2. Thành phần sinh hóa của quả dừa
Trái dừa thuộc loại quả hạch, nhân cứng. Trái gồm có ba phần là ngoại quả bì
(phần vỏ bên ngoài được phủ cutin), trung quả bì (xơ dừa) và nội quả bì bao gồm gáo,
nước và cơm dừa.

Hình 1.2. Cấu tạo quả dừa
Quả dừa phải mất từ 11 đến 12 tháng mới trưởng thành đầy đủ. Sau 5 tháng, quả
bắt đầu hình thành một lớp mỏng thạch xung quanh bên trong của vỏ nâu cứng. Nước
dừa là chất lỏng bên trong trái dừa non (quả của cây dừa). Khi quả chín, nước dừa
đang dần thay thế bằng cơm dừa và không khí (hình 1.3). Từng ngày, cơm dừa phát
triển và thay thế nước bằng tế bào lưu trữ chất béo [33]. Khi trưởng thành đầy đủ (12
tháng), nước dừa chiếm khoảng 15% đến 30% trọng lượng của quả. Lượng nước dừa
có thể được thu hoạch từ mỗi quả là khoảng 300 ml, nhưng phụ thuộc rất lớn vào giai
đoạn trưởng thành và sự đa dạng của dừa.
4


Hình 1.3. Sự phát triển của quả dừa [20]
1.1.1.3. Thành phần dinh dưỡng của nước dừa
Nước dừa nằm trong khoang bên trong quả là vô trùng và có chứa các thành phần
như đường hòa tan, protein, các chất chống oxi hóa, các vitamin, khoáng chất và một
lượng rất nhỏ chất béo, chúng là nguồn cung cấp và tạo ra cân bằng điện giải đẳng
trương tốt cũng như là nguồn thực phẩm bổ dưỡng. Trung bình một trái dừa có chứa
300ml nước, chiếm khoảng 22% trọng lượng trái dừa [20].
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để hiểu những thay đổi về hàm lượng dinh
dưỡng của trái dừa trong giai đoạn trưởng thành của chúng. Chất béo và hàm lượng
đạm đã được tìm thấy tăng từ tháng sáu cho đến khoảng chín tháng, điều này được cho
là do sự phát triển nội nhũ [36].
Đường là phần chính của chất rắn hòa tan trong nước dừa [40], [45]. Trong nước
dừa non ban đầu chủ yếu đường tồn tại ở dạng glucose và fructose. Trong những tháng
đầu của quá trình trưởng thành, lượng đường sẽ tăng từ 1,5% lên khoảng 5,0 ÷ 5,5%.
Các loại đường chính trong nước dừa trưởng thành là sucrose, sorbitol, glucose và
fructose [27], [44], tiếp theo là các loại đường nhỏ bao gồm galactose, xylose và
mannose. Theo thời gian trưởng thành của quả dừa, đường sucrose tăng và hàm lượng
đường glucose và fructose giảm dần trong nước dừa [36], [59].
Trong nước dừa già có chứa các loại đường khử (glucose và fructose) và đường
không khử (saccharose), trong đó đường saccharose chiếm khoảng 90% tổng hàm
lượng đường. Hàm lượng đường tổng trong nước dừa già (12 tháng tuổi) đạt
3,42g/100g [35], [48], thích hợp làm nguồn cung cấp carbon trong quá trình lên men.
Thành phần thứ hai về số lượng là khoáng, chiếm 0,4% đến 1% khối lượng chất
lỏng, nhưng có hầu hết các chất khoáng cần thiết cho cơ thể như canxi, sắt, magiê, phốt
pho, kali và natri [20], đặc biệt kali là nguyên tố khoáng chính trong nước dừa [45].
5


Bảng 1.1. Thành phần khoáng của nước dừa trưởng thành, theo các tác giả
khác nhau thể hiện trong danh sách tài liệu tham khảo
K

Cl

S

Ca

Na

Mg

P

Mn

Al

Zn

mg/100ml

Fe

Cu

Nguồn

µg/100ml
Pue

356

-

-

46,0

31,0

14,0

-

-

-

0,03

-

-

A.G

và cộng sự
(1992) [45]
Santoso U.

255

-

4

31,3

15,9

9,3

12,6

0,08

0,06

0,02

16

29,3 và cộng sự
(1996) [45]
Thampan

247

108

80

40,0

48,0

15,0

6,3

-

-

-

79

P.K.



cộng

sự

26,0
(2004) [52]
Richter

164

131

-

18,2

4,1

7,8

21,0

-

-

-

-

E.M.



cộng

sự

(2005) [46]
Uphade

273

-

-

47,7

45,4

11,7

9,2

-

-

-

112

B.K.



cộng

sự

28,7
(2008) [55]

Thành phần vitamin C trong nước dừa thay đổi từ 20 ÷ 40mg/l. Đây không phải
là cao so với các loại trái cây khác như cam hoặc sơ ri, nhưng nó đủ để ngăn chặn quá
trình oxi hóa trong một thời gian [29]. Các vitamin nhóm B có mặt trong nước dừa
như: B1, B2, B3, B5, B6, B7 và B9 [50] với 0,64 mg/ml acid nicotic và 0,52 mg/ml acid
panthotenic [52].
Trong nước dừa, protein chiếm khoảng 0,1%, có chứa acid amin alanine,
arginine, cysteine và serine với hàm lượng nhỏ, không cân đối nên không đủ nguồn
nitơ cho nấm men sử dụng [50]. Do đó, trong quá trình lên men phải cung cấp thêm
nguồn nitơ cho nấm men [20].

6


Bảng 1.2. Bảng so sánh thành phần hóa học của nước dừa già và nước dừa non [48]
Loại dừa
STT

1

Thành phần hóa học

Non
(6 tháng)

Trưởng thành
(12 tháng)

Trung bình trọng lượng của

565

393

dừa (g)

2

Nước (g/100g)

94,18

94,45

3

Chất khô (g/100g)

5,82

5,55

4

Protein (g/100g)

0,12

0,52

5

Tổng số lipid (chất béo)
(g/100g)

0,07

0,15

6

Tro (g/100g)

0,87

0,47

7

Carbohydrate (g/100g)

4,76

4,41

Đường tổng (g/100g)

5,22

3,42

Sucrose (g/100g)

0,06

0,51

Glucose (g/100g)

2,61

1,48

Fructose (g/100g)

2,55

1,43

Ca

27,35

31,64

Fe

0,02

0,02

Mg

6,4

9,44

P

4,66

12,77

K

203,7

257,52

Na

1,75

16,10

Zn

0,07

0,02

Cu

0,01

0,03

Mn

0,12

0,08

S

0,58

Al

0,07

0,06

0,05

0,08

C

7,41

7,08

B1

7,41

7,08

B2

Dấu vết

0,01

B3

0,01

0,01

B5

Không phát hiện

Không phát hiện

8

Ion vô cơ (mg/100g)

9

Boron (B)
3

Vitamins (mg/100dm )

10

7


Ngoài đường, khoáng chất, protein, vitamin, một phần nhỏ bao gồm các hợp chất
thơm. Nước dừa có một hương vị đặc trưng nhờ vào các acid hữu cơ malic, succinic,
citric, tartaric và acid axetic [48], [54].
Các hợp chất chính của nước dừa trưởng thành là nonanal (14,2%), nonanol
(11,2%), heptanal (8,2%), octanoate ethyl (6,2%), heptanol (5,3%) và 2-nonanol
(5,1%), octalactone (12,6%), ethyl octanoate (9,6%), nonanal (8,4%), acid nonanoic
(7,2%), decanol (6,8%), decanal (6,2%) và nonanol (6,1%). Rượu, xeton, thiol, acid
cacboxylic, phenol và este với chuỗi carbon ngắn cũng được phát hiện trong tinh dầu
của nước dừa [25].
Độ pH của nước dừa dao động từ gần 4,5 lên đến gần 6 [22], [26], [31], [36],
[43]. Nước dừa cũng có chứa các enzym gây ra màu nâu trong cả nước và thịt dừa,
trong đó có một enzym là phenoloxidase (PPO) [41]. Vì sự thay đổi theo thời gian và
sự hiện diện của enzym, nên khi sản xuất, nước dừa phải chọn đúng tháng tuổi để thu
hoạch dừa và thường cho phép bảo quản không quá một tuần ở nhiệt độ làm lạnh nếu
nước dừa chưa được chế biến hoặc xử lý [36], [57].
1.1.2. Sản lượng dừa trong nước và trên thế giới
Tại Việt Nam, theo Niên giám thống kê các tỉnh Khánh Hòa, Bình Định, Bạc
Liêu, Tiền Giang, Bến Tre, diện tích trồng dừa và sản lượng thu hoạch dừa được thể
hiện tại bảng 1.3 [61].
Bảng 1.3. Diện tích trồng dừa và sản lượng thu được của các tỉnh đến năm
2014
STT

Tỉnh

Diện tích trồng
(ha)

Diện tích thu
hoạch (ha)

Sản lượng
(tấn/triệu
trái)

1

Khánh Hòa

1.805

1.717

8.108

2

Bình Định

9.339

9.184

100.092

3

Bạc Liêu

4.580

4.580

19.032

4

Tiền Giang

14.988

13.414

106.185

5

Bến Tre

67.382

56.537

525.813

6

Phú Yên

1.467

1.401

19.795

8


Từ bảng 1.3 cho thấy diện tích trồng dừa và sản lượng dừa thu hoạch được tại
tỉnh Bến tre là lớn nhất, kế đến là Tiền Giang, Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa.
Riêng tỉnh Phú Yên, diện tích và sản lượng dừa ở một số địa phương tính đến
năm 2014 được thể hiện tại bảng 1.4 [61].
Bảng 1.4. Diện tích trồng và sản lượng dừa thu được của tỉnh Phú Yên năm
2014
STT

Địa phương

Diện tích
trồng (ha)

Diện tích thu
hoạch (ha)

Sản lượng
(tấn/triệu trái)

1

Thành phố Tuy Hoà

27

22

376

2

Thị xã Sông Cầu

1.087

1.034

14.847

3

Huyện Đồng Xuân

56

56

762

4

Huyện Tuy An

87

87

1.338

5

Huyện Phú Hoà

159

152

1.992

6

Huyện Sơn Hoà

18

18

221

7

Huyện Sông Hinh

12

12

61

8

Huyện Tây Hoà

11

10

101

9

Huyện Đông Hoà

10

10

97

1.467

1.401

19.795

Tổng

Như vậy, dựa số liệu thống kê (bảng 1.4) cho thấy Thị Xã Sông Cầu có diện
tích trồng dừa và sản lượng thu hoạch lớn nhất tỉnh Phú Yên.

Hình 1.4. Quả dừa già khi thu hoạch
Trên thế giới, theo số liệu của FAO (2011), có khoảng 11,86 triệu ha đất canh
tác dừa. Cây dừa được phân bố nhiều nhất ở vùng Đông Nam Á (60,89%); Nam Á
9


(19,74%); Châu Đại Dương (4,6%). Các quốc gia có diện tích canh tác dừa lớn là
Indonesia, Philippines và Ấn Độ chiếm 3/4 diện tích dừa thế giới, Việt Nam chỉ
chiếm xấp xỉ 1% diện tích dừa thế giới.
Bảng 1.5. Bảng Diện tích, sản lượng dừa các nước [61]
STT

Tên quốc gia

Diện tích
(ha)

Sản lượng
(triệu trái/năm)

1

Indonesia

3.800.000

16.235

2

Philippines

3.560.000

15.540

3

Ấn độ

1.900.000

14.744

4

Sri Lanka

395.000

3.000

5

Thái Lan

247.000

1.186

6

Việt Nam

144.800

1.201

Nguồn: APCC 2011
Từ bảng 1.5 cho thấy sản lượng dừa thế giới tùy thuộc vào khả năng thâm canh
ở mỗi quốc gia. Hai nước có diện tích lớn là Indonesia và Philippines nhưng sản
lượng dừa thu được lại thấp, trong khi một vài nước khác như Ấn Độ, Sri Lanka. Đặc
biệt, tại Việt Nam diện tích trồng dừa thấp nhưng sản lượng thu được cao hơn nhiều.
1.1.3. Các nghiên cứu bảo quản nước dừa
Ở nước ta đang có một số giải pháp bảo quản quả dừa tươi như ”phương pháp
lạnh sâu nhanh” (ở âm 35 đến 40 độ C, và bảo quản ở âm 18 độ C), giải pháp này đáp
ứng được yêu cầu bảo quản quả dừa tươi để phục vụ xuất khẩu, tuy nhiên hạn chế là
giá thành khá cao và quả dừa không còn chất tươi mà đã là sản phẩm đông lạnh. Một
giải pháp khác là ”bơm thẳng hóa chất bảo quản vào bên trong quả dừa”, hạn chế của
giải pháp này là làm thay đổi chất lượng bên trong quả dừa (có sự hiện diện của hóa
chất trong nước dừa).
Khắc phục hạn chế của hai phương pháp trên, Trần Yên Thảo (2006) - Viện
nghiên cứu dầu và cây có dầu, đã khảo sát và phát hiện chất metabisulfit natri - loại
hóa chất được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm - có thể dùng để xử lý bề mặt
bên ngoài gáo dừa (dừa đã bóc lớp vỏ bên ngoài). Nghiên cứu khảo sát cho thấy với
một liều lượng sử dụng và thời gian xử lý thích hợp, metabisulfit natri chỉ tồn tại bên
ngoài vỏ quả dừa, vừa có tác dụng làm trắng vừa có khả năng tiêu diệt vi sinh vật bên
10


ngoài gáo dừa. Do hóa chất không ngấm vào bên trong, cơm và nước dừa giữ được
tính tự nhiên. Sau khi được xử lý bề mặt bằng hóa chất metabisulfit natri, quả dừa sẽ
tiếp tục được bao bọc bằng một màng bao (chuyên dùng bảo quản trái cây) và bảo
quản ở khoảng 50C. Với hướng xử lý này quả dừa sẽ giữ được mức độ tươi nguyên
(màu sắc bên ngoài quả dừa vẫn trắng, không bị hóa nâu) trong khoảng từ 4 ÷ 6 tuần lễ
[16], [62].
Wijeratnam và cộng sự (2006) đã tiến hành các nghiên cứu bảo quản dừa ở nhiệt
độ thấp và quan sát thấy rằng quả dừa bảo quản tốt nhất ở nhiệt độ 13,50C trong 28
ngày với phương pháp nhúng trong sáp, trong khi quả dừa được bảo quản ở 28 ± 20C,
cho thấy sự xấu đi hoàn toàn sau 7 ngày [58].
Theo Jackson và cộng sự (2004), Walter và cộng sự (2009), nước dừa tươi cho
phép bảo quản không quá một tuần ở nhiệt độ làm lạnh [36], [57].
Theo Chowdhury M. G. F. và cộng sự (2009) nước dừa thanh trùng ở nhiệt độ
1000C trong 10 phút được bảo quản trong chai thủy tinh cho chất lượng tốt nhất sau 6
tháng cất giữ ở nhiệt độ phòng [24].
Theo Đống Thị Anh Đào và cộng sự (2007) đã tạo ra sản phẩm nước dừa đóng
lon có thành phần dinh dưỡng hầu như không đổi so với nguyên liệu ban đầu, đặc biệt
là vẫn giữ được hương vị đặc trưng của nước dừa tươi với thời gian bảo quản trên 3
tháng [5].
Theo L.A.Nakano và cộng sự (2012), nước dừa còn được bảo quản bằng phương
pháp siêu lọc và tiệt trùng. Siêu lọc được tiến hành trong một đĩa và bộ khung bao gồm
màng 20 kDa, quy trình được tiến hành ở áp suất 5 bar và 150C, dòng thấm được đo
dọc theo quy trình, lưu lượng thấm trung bình trong siêu lọc là 13 L/hm2. Sau đó được
tiệt trùng ở 960C trong 20 giây [39].
1.2. TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN
1.2.1. Đặc điểm hình thái nấm men
Tế bào nấm men có nhiều hình dạng khác nhau hình tròn, hình trứng như
Sacharomyces cerevisiae, hình elip như Saccharomyces ellipsoideus, hình quả chanh
như Saccharomyces apiculatus, đôi khi có hình chai như Saccharomyces ludwigu hoặc
hình ống dài như Pichia. Một số tế bào nấm men có hình dài, nối tiếp nhau tạo thành
11


dạng sợi gọi là khuẩn ty giả như Endomyces, Endomycopsis, Candida. Nhiều loài nấm
men chỉ tạo khuẩn ty giả khi sống trong môi trường thiếu oxy [13]. Nói chung hình
dáng của tế bào nấm men ở các loài khác nhau thì khác nhau, trong cùng một loài hình
dáng của tế bào có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện nuôi cấy
và tuổi của tế bào. Tế bào nấm men có kích thước trung bình 3 ÷ 5 × 5 ÷10µm, kích
thước của tế bào nấm men thay đổi nhiều tùy thuộc vào loài, giống và điều kiện của
môi trường sống. Trong môi trường lỏng có nhiều loài nấm men có khả năng sinh ra
một lớp màng bao như tấm voan mỏng như ở Saccharomyces. Trên môi trường đặc,
khuẩn lạc nấm men có nhiều hình dạng khác nhau, màu trắng đục, vàng hoặc hồng
nhạt. Tế bào nấm men trong tự nhiên có thể đứng riêng lẻ hoặc sau khi nẩy chồi vẫn
dính với nhau tạo thành chuỗi [13].
1.2.2. Giới thiệu về chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)
1.2.2.1. Một số đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa của S. cerevisiae
Phân loại:
Bộ: Saccharomycetales
Họ: Saccharomycetaceae
Giống: Saccharomyces
Loài: Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae thuộc nhóm vi sinh vật rất phổ biến trong tự nhiên.
Đây là loài nấm men được sử dụng lâu đời trong lên men cồn và sản xuất bánh mì.
Chúng có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5 ÷ 14μm, khuẩn lạc
của chúng dạng bột nhão, màu trắng.
S. cerevisiae lên men hầu hết các loại đường trừ lactose và cellobiose. Tuy nhiên,
khả năng tăng trưởng của S. cerevisiae trên các loại đường khác nhau là khác nhau
[23]. S. cerevisiae sinh sản chủ yếu bằng cách nảy chồi nhưng cũng có thể sinh sản
hữu tính. S. cerevisiae là loài có thể phát triển trong điều kiện hiếu khí hay kỵ khí, ở
điều kiện hiếu khí sinh trưởng tăng sinh khối nhanh, điều kiện yếm khí chủ yếu lên
men tạo cồn; pH để nấm men phát triển trong khoảng 4 ÷ 6,8, tối ưu ở pH 5,8; nhiệt độ
nấm men phát triển trong khoảng 27 ÷ 350C, tối ưu ở 320C.
Nguồn dinh dưỡng carbohydrate chính là các loại đường, thích hợp nhất là đường
fructose, có thể sử dụng nguồn nitơ vô cơ lẫn hữu cơ.
12


1.2.2.2. Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men
Quá trình sinh trưởng và phát triển là đặc tính của nấm men, tế bào nấm men sẽ
tăng kích thước và tăng nhanh khối lượng tế bào. Tuy nhiên, sinh trưởng và phát triển
không phải lúc nào cũng diễn ra đồng thời, nhất là trong môi trường nghèo dinh
dưỡng, tế bào nấm men vẫn có khả năng sinh sản nhưng kích thước tế bào nhỏ hơn
nhiều so với điều kiện đầy đủ dinh dưỡng.

Hình 1.5. Hình dạng tế bào nấm men

Hình 1.6. Tế bào nấm men nẩy chồi để
lại sẹo lồi

Sự sinh trưởng của tế bào nấm men trong môi trường đủ chất dinh dưỡng và điều
kiện nuôi cấy thích hợp thì nấm men vừa tăng nhanh về kích thước, đồng thời sinh
khối được tích lũy nhiều.
Nấm men sinh sản chủ yếu bằng cách nẩy chồi, nên trong dịch nuôi cấy luôn có
tế bào già. Khi chồi non tách ra khỏi tế bào mẹ sống độc lập thì nơi đó để lại vết sẹo
(hình 1.6) và ở đó không có khả năng tạo thành chồi mới nữa, có như thế tế bào mẹ
chuyển thành già.
Khi tiến hành nuôi cấy nấm men theo phương pháp tĩnh tế bào thường phát triển
qua 5 giai đoạn:
- Giai đoạn tiềm phát là khoảng thời gian tế bào làm quen với môi trường và điều
kiện mới, chưa sinh sản mà chỉ tăng dần kích thước. Pha này được tính từ khi nuôi cấy
đến khi tế bào sinh trưởng và phát triển. Pha này dài hay ngắn tùy thuộc vào tuổi sinh
lý nấm men đưa vào nuôi và chất lượng môi trường.
- Giai đoạn logarit là khoảng thời gian tế bào phát triển nhanh nhất, sinh khối
tăng mạnh kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ thành phần dung dịch nuôi. Hầu hết tế bào ở
trạng thái trẻ, có hoạt tính sinh học cao.
13


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×