Nghiên cứu sản xuất rượu từ trái bình bát Annona reticulata

Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban Công nghệ thực phẩm 115 NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT RƯỢU TỪ TRÁI BÌNH BÁT ANNONA RETICULATA Tăng Thị Ánh Hồng 1,*, Nguyễn Thị Thu Sang1 1Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường đại học công nghiệp thực phẩm Tp. Hồ Chí Minh *Email: anhhong1106@gmail.com Ngày nhận bài: 15/06/2017; Chấp nhận đăng: 02/07/2017 TÓM TẮT Nghiên cứu thành phần trái bình bát cho thấy thịt quả chiếm 48.37% khối lượng toàn bộ trái. Sử dụng enzyme pectinase với nồng độ 0.1% (w/w), thời gian 90 phút, pH 4.5, nhiệt độ 500C để trích ly thu dịch bình bát, đồng thời hỗ trợ quá trình tách hạt. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu bình bát được khảo sát và tìm ra các thông số phù hợp như hàm lượng chất khô hoà tan 200Bx, pH 4, tỉ lệ men 0.15g và thời gian 8 ngày. Thông qua các nghiên cứu thử nghiệm thu được rượu có nồng độ cồn 12% v/v, có điểm cảm quan theo thị hiếu chấp nhận được. Từ khóa: bình bát, độ cồn, độ Brix, enzyme pectinase, lên men, trích ly. 1. MỞ ĐẦU Cây bình bát hay còn gọi là nê có tên khoa học là Annona reticulata, là một loài thực vật thuộc chi Na (Annona), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới, thường phân bố ở vùng đất thấp, có khí hậu nóng và ẩm. Loài này thường mọc hoang tại nhiều khu vực trên thế giới như Ấn Độ, Úc và châu Phi. Tại Việt Nam, thường mọc ven bờ kênh, rạch có nước phèn, nước lợ ở Nam Bộ và một số tỉnh đồng bằng Bắc Bộ [1]. Trong 100g thịt bình bát thu được có: 50-60g thịt, 85.54g nước, 25.2g glucid, 4.4mg vitamin C, giàu cácvitamin A và các khoáng chất [2]. Nhận thấy, bình bát cũng là loại trái cây chứa khá nhiều đường và chất dinh dưỡng thích hợp cho lên men rượu vang quả. Trái bình bát có rất nhiều công dụng như vitamin C giúp chống gốc tự do gây lão hóa sớm; vitamin A giúp da và tóc khỏe, hỗ trợ thị lực, chất xơ tốt cho hệ tim mạch, hệ tiêu hóa, có tác dụng lợi tiểu và giảm trầm cảm, có tính giảm co thắt, giảm acid tại các khớp xương [3]. Ngoài phần ăn được, thì những bộ phận khác của bình bát như thân, lá, vỏ cũng được nghiên cứu để trích ly những hợp chất có lợi [4]. Ở Việt Nam thì cây bình bát được trồng khá phổ biến, nhưng hiện tại chỉ được sử dụng như món ăn dân dã. Trái bình bát Tăng Thị Ánh Hồng, Nguyễn Thị Thu Sang 116 có mùi vị khá đặc biệt, nhưng khi sử dung có nhiều bất tiện, chứa quá nhiều hạt, phần thịt quả lại gắn khá chặt phần hạt nên tới nay vẫn chưa được sự quan tâm của các nhà sản xuất thực phẩm. Vì vậy, nghiên cứu đã tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có nhưng chưa được khai thác này, sử dụng enzyme pectinase trong công đoạn thu hồi dịch quả bình bát, tách hạt thông qua quá trình thủy phân bằng enzyme pectinase tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men, đồng thời khảo sát các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lên men và tìm ra những thông số tối ưu cho quá trình này nhằm đạt hiệu suất lên men cao, tạo sản phẩm rượu bình bát phù hợp thị hiếu người tiêu dùng. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu Trái bình bát hái từ huyện Củ Chi và Bình Chánh. Sau khi lấy về, tiến hành gọt vỏ, tách hạt lấy phần thịt đi xử lí enzyme thu được dịch và lên men. Trong nghiên cứu giống men sử dụng là men khô Saccharomyces cerevisiae của Mauripan sản xuất tại Việt Nam. Để nấm men phát triển mạnh việc cung cấp nguồn đường và điều chỉnh thành phần pH của dịch quả rất cần thiết. Các thông số này được điều chỉnh để tạo môi trường hoạt động tốt nhất cho nấm men. Việc trích ly dịch quả trong quá trình sản xuất rượu vang nói chung là vấn đề được quan tâm rất nhiều vì nó ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm sau khi lên men. Enzyme Pectinex Ultra SPL của Novozyme. Enzyme pectinase thuộc nhóm enzyme thủy phân. Nó sử dụng cơ chất là pectin và sản phẩm sau khi thủy phân là acid pectic và methanol. Enzyme pectinase được sử dụng nhiều trong công nghiệp chế biến trái cây nhằm mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả và có tác dụng làm trong dịch quả [5]. 2.2. Hóa chất Bảng 1. Hóa chất dùng trong nghiên cứu Tên Quy cách Xuất xứ NaOH >99,8% Trung quốc H2SO4 Đậm đặc Trung quốc Acid citric >99,8% Trung quốc Na2CO3 >99,8% Trung quốc HCl Đậm đặc Trung quốc 2.3. Phương pháp nghiên cứu Quy trình công nghệ dự kiến: Bình bát  Rửa, gọt vỏ  Xử lí enzyme  Gia nhiệt Thu hồi dịch Điều chỉnh thành phần  Lên men chính  Lọc  Lên men phụ  Thành phẩm. Nghiên cứu lên men rượu từ trái bình bát Annona reticulata 117 Thuyết minh quy trình: Bình bát sau khi mang về, rửa sạch, gọt vỏ. Lấy phần thịt đem đi xử lí bằng enzyme pectinase để trích ly phần dịch quả. Sau đó bổ sung các thành phần như đường, acid citric, nấm men để điều chỉnh thành phần môi trường để thích hợp cho quá trình lên men. Khi quá trình lên men kết thúc, tiến hành lọc tách bỏ cặn và lên men phụ. Mỗi thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại. Số liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel và Statgraphics Centurion 15.2.11.0. 2.3.1. Khảo sát nguyên liệu Khảo sát tỉ lệ các phần trái bình bát (thịt, vỏ, hạt). Xác định một số chỉ tiêu hoá học của nguyên liệu: hàm lượng ẩm, nồng độ chất khô, hàm lượng đường khử và pH. 2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Xử lý bình bát trước lên men: trái bình bát chín sau khi gọt vỏ được xử lí bằng enzyme pectinase. Thông qua kết quả của một nghiên cứu được tiến hành song song, chúng tôi xử lí phần thịt quả còn nguyên hạt bằng enzyme pectinase ở nồng độ 0.1%, pH= 4.5, nhiệt độ 500C, thời gian 90 phút. Sau khi loại bỏ phần hạt, với phần dịch quả bình bát thu được chúng tôi tiến hành khảo sát quá trình lên men rượu. Khảo sát pH thích hợp cho quá trình lên men ở các mốc: 3; 3.5; 4; 4.5; 5. Tỉ lệ men 0.2g, nồng độ đường 200Bx, thời gian lên men 8 ngày và lên men ở nhiệt độ thường. Đem chưng cất đo độ cồn, lên men phụ, tiến hành đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm thị hiếu, chọn mẫu có độ cồn và điểm cảm quan thị hiếu cao nhất. Sau đó, khảo sát nồng độ đường cho quá trình lên men: 160Bx, 180Bx, 200Bx, 220Bx, 240Bx chọn nồng độ đường thích hợp, khảo sát tỉ lệ men: 0.1; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3g/100ml chọn tỉ lệ men thích hợp và khảo sát thời gian cho quá trình lên men: 4; 6; 8; 10; 12 ngày, chọn thời gian thích hợp cho quá trình lên men. 2.3.3. Các phương pháp phân tích dùng trong nghiên cứu Bảng 2. Phương pháp phân tích [7] Chỉ tiêu Phương pháp Hàm lượng ẩm Sấy đến khối lượng không đổi pH bình bát (*) Máy đo pH Hàm lượng chất khô Brix kế Hàm lượng đường tổng Phương pháp Bertrand theo TCVN 4594:1988 Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm Theo TCVN 3215-79 Kiểm tra rượu thành phẩm Theo TCVN 7045-2002 Kiểm tra Coliforms Phương pháp đếm khuẩn lạc theo Tăng Thị Ánh Hồng, Nguyễn Thị Thu Sang 118 ISO 4832:2006 Kiểm tra Escherichia Coli Phương pháp đếm khuẩn lạc theo ISO 16649-2:2001 Chú thích: (*) pH được đo ở tỉ lệ dịch: nước là 1:1. 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Khảo sát nguyên liệu Bình bát sau khi được xử lí và phân tích, thu được tỉ lệ các phần (thịt; vỏ; hạt) và một số thành phần hóa học được thể hiện lần lượt qua bảng 3 và bảng 4. Bảng 3. Tỉ lệ các phần của trái bình bát Mẫu Trọng lượng (g) m thịt quả m vỏ, cùi m hạt Tỉ lệ thịt (%) Tỉ lệ vỏ, cùi (%) Tỉ lệ hạt (%) Bình bát 106.6 51.67 20.79 34.09 48.37 19.55 32.09 Bảng 4. Thành phần hóa học của bình bát Kết quả xácđịnh Nguyên liệu Hàm lượng ẩm Hàm lượng đường tổng Hàm lượng chất khô tổng pH Bình bát 85.54% 9.32 14.46 5.1 Qua bảng 3 và 4, nhận thấy thịt bình bát chiếm 48.37% của trái, màu vàng cam, có vị chua và ngọt, hương thơm đặc trưng. Mặc dù, phần dùng được của bình bát ít hơn nho 87% [8] khá nhiều nhưng qua kết quả phân tích thành phần hóa học ở bảng 4 cho thấy bình bát cũng có tiềm năng để sản xuất rượu. Từ hàm lượng ẩm của nguyên liệu là 85.54% so với những loại trái cây khác như chanh dây 75.1%, mãng cầu xiêm 84.7% [8] thì ta thấy bình bát có hàm lượng ẩm cao. Hàm lượng chất khô tổng trong bình bát là 14.46 tương đối cao, cần phải xác định chế độ xử lí phù hợp để tận dụng các chất dinh dưỡng có trong bình bát. 3.2. Kết quả khảo sát quá trình lên men rượu 3.2.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ pH đến quá trình lên men. Sau khi tiến hành thí nghiệm theo 2.3.2, thu nhận kết quả theo bảng 5. Nghiên cứu lên men rượu từ trái bình bát Annona reticulata 119 Bảng 5. Ảnh hưởng của pH đến độ cồn và điểm cảm quan pH Độ cồn Điểm cảm quan 3 8.0a 4.5a 3.5 9.0b 4.7a 4 11.0c 5.1b 4.5 11.8d 6.0c 5 9.0b 5.6d Các chữ cái a, b, c, d khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Số liệu là trung bình của ba lần lặp lại. Qua kết quả phân tích cho thấy độ cồn và điểm cảm quan cao nhất ở pH 4.5 và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các pH còn lại. Kết quả tương tự với nghiên cứu trên rượu vang xoài [9]. Do ở pH 3, 3.5, 4, nồng độ H+ cao, còn ở pH 5 nồng độ H+ thấp không phù hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men nên tiêu tốn một lượng cơ chất và thời gian nhất định để nấm men tự điều chỉnh pH môi trường về giá trị phù hợp. Vì vậy, chọn pH thích hợp cho quá trình lên men là 4.5. 3.2.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ đường đến quá trình lên men Sau khi tiến hành thí nghiệm theo 2.3.2, thu nhận kết quả theo bảng 6. Bảng 6. Ảnh hưởng của nồng độ đường đến độ cồn và điểm cảm quan 0Brix Độ cồn Điểm cảm quan 16 7.3 a 4.2a 18 8.8 b 4.7b 20 12 d 6.0c 22 10.3 c 5.4d 24 10 c 5.2d Các chữ cái a, b, c, d, khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Số liệu là trung bình của ba lần lặp lại. Khi phân tích thì ta thấy có sự khác biệt ở 5 nồng độ đường. Trong đó, độ cồn và điểm cảm quan cao nhất ở 200Bx và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nồng độ đường còn lại. Điều này do ở thí nghiệm 160Bx, 180Bx thì lượng cơ chất cung cấp cho nấm men không đủ nên hàm lượng cồn sinh ra thấp. Ở 220Bx, 240Bx thì nồng độ đường cao cao tạo nên sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa tế bào nấm men và môi trường bên ngoài, làm ức chế hoạt động sống của nấm men nên lượng cồn sinh ra giảm. Qua kết quả nghiên cứu, chọn nồng độ đường tối ưu cho lên men là 200Bx. Tương tự với kết quả nghiên cứu lên men vang xoài và vang vải thiều [9], [10]. Tăng Thị Ánh Hồng, Nguyễn Thị Thu Sang 120 3.1.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ men đến quá trình lên men. Sau khi tiến hành thí nghiệm theo 2.3.2, thu nhận kết quả theo bảng 7. Bảng 7. Ảnh hưởng của tỉ lệ men đến độ cồn và điểm cảm quan Tỉ lệ men (g/100ml) Độ cồn Điểm cảm quan 0.1 8.2a 5.6a 0.15 12d 6.1b 0.2 11.8d 5.9b 0.25 9.5c 5.0c 0.3 9b 4.6d Các chữ cái a, b, c, d khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Số liệu là trung bình của ba lần lặp lại. Trong cùng điều kiện pH và 0Brix ban đầu, hàm lượng rượu tạo thành phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ nấm men sử dụng. Hàm lượng ethanol tạo thành ở tỉ lệ nấm men 0.15 và 0.2 g/100ml cao hơn so với các tỉ lệ còn lại. Quá trình sản xuất rượu vang phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ nấm men, do đây chính là tác nhân quan trọng của quá trình lên men. Tỉ lệ men ít (0.1g/100ml) thì nguồn carbon sử dụng nhiều để tăng sinh khối. Vì vậy lượng rượu tạo thành thấp. Tuy nhiên, khi tỉ lệ men nhiều (0.25; 0.3 g/100ml) môi trường dịch lên men không đủ chất dinh dưỡng cho tế bào nấm men phát triển, tế bào nấm men chết, làm sản phẩm có mùi vị lạ do xác nấm men bị phân hủy, đồng thời cũng làm lãng phí đi một lượng nấm men. So sánh với nghiên cứu lên men vang xoài, vang sim tỉ lệ men dùng lên đến 0.3g/l [9], [11]. Điều này có thể do nguồn gốc men ở những nơi sản xuất khác nhau dẫn đến hoạt tính của men cũng khác nhau. Từ kết quả nghiên cứu, chọn tỷ lệ nấm men bổ sung là 0.15g/100ml là phù hợp cho quá trình lên men. 3.1.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian lên men đến quá trình lên men. Sau khi tiến hành thí nghiệm theo 2.3.2, thu nhận kết quả theo bảng 8. Bảng 8. Ảnh hưởng của thời gian đến độ cồn và điểm cảm quan Thời gian (ngày) Độ cồn Điểm cảm quan 4 7.2a 4.8a 6 9.8b 5.2d 8 12c 6.1b 10 12.3cd 5.6c 12 12.5d 4.6d Các chữ cái a, b, c, d khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5%. Số liệu là trung bình của ba lần lặp lại. Nghiên cứu lên men rượu từ trái bình bát Annona reticulata 121 Qua kết quả phân tích cho thấy thời gian lên men có tầm quan trọng đến quá trình lên men, thời gian lên men càng dài thì nồng độ cồn càng cao. Tuy nhiên nếu thời gian lên men quá dài (10; 12 ngày), nấm men đã qua thời kỳ sinh trưởng mạnh nhất và trở nên già cỗi, năng lực lên men yếu. Các vi sinh vật khác phát triển, cùng với xác nấm men sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm. Nhưng nếu thời gian lên men quá ngắn (4; 6 ngày) thì lượng ethanol tạo ra ít, trạng thái, màu sắc, mùi, vị chưa tốt. Từ kết quả nghiên cứu chọn thời gian lên men thích hợp là 8 ngày, kết quả này cũng phù hợp với một số nghiên cứu khi lên men vang xoài, vang vải thiều [9], [10]. 3.2. Đánh giá cảm quan và kiểm tra rượu thành phẩm Đánh giá cảm quan rượu bình bát thành phẩm Sau khi tiến hành đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79, kết quả thu nhận được thể hiện qua bảng 9. Bảng 9. Đánh giá cảm quan rượu vang thành phẩm Qua kết quả trên theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 thì sản phẩm rượu bình bát đạt loại khá. - Kiểm tra sản phẩm rượu bình bát. Bảng 10. Chỉ tiêu rượu thành phẩm Chỉ tiêu Rượu bình bát Hàm lượng chất khô (0Bx) 6.00 pH 4.03 Độ cồn (%v/v) 12 Coliforms Không phát hiện Escherichia Coli Không phát hiện Ta thấy, nồng độ cồn là 12 nằm trong khoảng 6-18, không phát hiện E.coli và Coliformsđạt mức quy định của TCVN 7045-2002. Hàm lượng chất khô và các các chỉ tiêu còn lại cũng đạt yêu cầu của rượu vang. Chỉ tiêu Điểm TB chưa trọng lượng Hệ số quan trọng Điểm chung Độ trong và màu sắc 4 0.8 17.6 Mùi 5 1.2 Vị 4.2 2 Tăng Thị Ánh Hồng, Nguyễn Thị Thu Sang 122 4. KẾT LUẬN Qua nghiên cứu các thông số tối ưu cho quá trình lên men rượu vang bình bát được tìm thấy. Nồng độ chất khô, pH, tỉ lệ men, thời gian tối ưu cho quá trình lên men lần lượt là 200Bx, 4, 0.15g/100ml, 8 ngày. Sau khi lên men phụ 10 ngày thì rượu trong và mùi dậy hơn. Đánh giá cảm quan thì được người tiêu dùng yêu thích ở loại khá. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Saikia AP, Ryakala VK, Sharma P, Goswami P, Bora U - Ethnobotany of medicinal plants used by Assamese people for various skin ailments and cosmetic. J Ethanopharmacol, 106 (2006) 149-157. 2. USDA Food Composition Databases. 3. Zaman K, Pathak K - Pharmacognostical and phytochemical studies on the leafand stem bark of Annona Reticulata Linn, J Pharmacogn Phytochem 1 (2013) 1-8. 4. Annona reticulata Linn. (Bullock's heart) - Plant profile, phytochemistry and pharmacological properties, Journal of Traditional and Complementary Medicine 5 (2015) 144-152. 5. Nguyễn Đức Lượng - Công Nghệ enzyme, NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh (2004). 6. Nguyễn Thị Thảo Minh, Lê Thị Hồng Ánh, Mạc Xuân Hòa, Dương Thị Ngọc Hân - Ảnh hưởng của quá trình xử lý pectinase lên hiệu suất trích ly dịch quả từ trái thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus), Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam, 3+4 127 – 131. 7. Hà Duyên Tư, Kỹ thuật phân tích đánh giá cảm quan thực phẩm, NXB khoa học và kỹ thuật, (2006). 8. Bảng thành phần dinh dưỡng thức ăn Việt Nam, Viện dinh dưỡng (2008). 9. Nguyễn Nhật Minh Phương, Chế Văn Hoàng, Lý Nguyễn Bình, Châu Trần Diễm Ái - Tác động enzyme pectinase đến khả năng trích ly dịch quả và các điều kiện lên men đến chất lượng rượu vang xoài sau thời gian lên men chính, Tạp chí Khoa họcTrường Đại học Cần Thơ 20a (2011) 127-136,. 10. Nguyễn Quang Thảo - Nghiên cứu lên men vang vải thiều, Thư Viện Quốc Gia Việt Nam, (2000). 11. Nguyễn Minh Thủy - Ổn định và nâng cao chất lượng rượu vang sim bằng phương pháp sinh học, Tạp chí Khoa học 14 (2010) 195-204. Nghiên cứu lên men rượu từ trái bình bát Annona reticulata 123 ABSTRACT RESEARCHING THE ANNONA RETICULATA FERMENTATION Nguyen Thi Thu Sang1, Tang Thi Anh Hong1,* Department of Food Technology, Ho Chi Minh City University of Food Industry *Email: anhhong1106@gmail.com After researching Annona reticulate fruit composition, it was found that the meat bowl accounted 48.37% of the whole bowl. Using the pectinase enzyme with 0.1% concentration, in 90 minutes, at pH 4.5 and temperature 500C to extract the bowl solution showed the highest recovery yeild, the seed were removed easily. Factors such as dissolved solids content, pH, yeast ratio and fermentation time that influence to the quality of Annona reticulata wine were investigated. Annona reticulata juice was best fermented with Bx 20, at pH 4.5, 0.15g/100ml of yeast. Through experimentation, alcoholic wine content reached 12%v/v, sensory scores based on acceptable tastes. Key words: Annona reticulata, alcohol content, brix degree, extract, enzyme pectinase, fermentation.