Cây bần chua (Sonneratia caseolaris) là loài cây đặc hữu của rừng ngập mặn, chúng mọc hoang và được trồng ở nhiều nước trên thế giới như:

Sri-Lanka, Mianma, Thái Lan, Việt Nam, Campuchia, Philippin, Indonesia, Trung Quốc, Đông Bắc Australia và một số nước ở châu Đại Dương như Niughnia, New Guinea, Solomon Islands, New Hebrides [1]. Ở Việt Nam cây bần mọc hoang và được trồng ở rừng ngập mặn ven biển từ Bắc vào Nam nơi có nhiều bùn và bãi bồi. Ở miền Bắc cây bần mọc thành rừng gần như thuần ở ven bờ biển và vùng cửa sông như ở Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định. Ở miền Nam cây bần là thành phần chính yếu của các rừng ngập mặn tự nhiên ven biển và chúng mọc dày đặc ven sông rạch ở đồng bằng sông Cửu Long [2].

Hàng năm, cây bần chua cho một sản lượng quả rất lớn nhưng chưa được tận dụng vào mục đích kinh tế. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng quả bần có công dụng giảm nhiệt chữa cảm sốt, cầm máu, nhất là chảy máu cam. Ngoài ra, quả bần còn có công dụng tiêu viêm chữa tụ máu, sưng tấy. Chất chát của trái bần làm chắc thành mạch và làm lành các vết loét dạ dày, giảm hấp thu đường, mỡ, có tác dụng hạ huyết áp. Người ta còn dùng nước quả bần đã lên men uống chữa bệnh sốt rét và sốt xuất huyết. Tại Việt Nam, quả bần chua được sử dụng nhiều trong bữa ăn của những gia đình khu vực gần rừng ngập mặn. Ở Bến Tre, nơi diện tích rừng trồng bần chua rất lớn, đã có gia đình phát triển với nghề chế biến các sản phẩm từ thứ quả này như bột bần chua, mứt bần. Hiện nay, một số nước trên thế giới đã sử dụng loại quả này để tạo một số sản phẩm đồ uống nhưng mới chỉ dừng lại ở phương pháp thủ công truyền thống, trên quy mô hộ gia đình nhỏ hẹp [1].

Trong nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã phân lập và tuyển chọn được chủng nấm men Candida tropicalis NM2 có khả năng lên men bần chua khá tốt. Chủng Candida tropicalis NM2 có thể hình thành hàm lượng rượu lên đến 14,9% (v/v) khi lên men dịch quả bần chua ở pH 3,5 và nhiệt độ 300C [3]. Ở nghiên cứu này, chúng tôi nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất nước quả bần chua lên men nhằm tận dụng loại quả này, đồng thời tạo ra sản phẩm mới có lợi cho sức khỏe.

2.1. Vật liệu nghiên cứu

Quả bần chua thu thập tại rừng ngập mặn thuộc địa phận xã Vinh Quang, huyện Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng dùng để chiết dịch quả lên men.

Các loại môi trường sử dụng:

- Môi trường dùng để giữ giống nấm men (môi trường Hansen) có thành phần (g/L): glucose: 50; KH2PO4: 3; MgSO4.7H2O: 2; pepton: 10; agar: 20; pH = 5.

- Môi trường nhân giống cấp 1: môi trường Hansen lỏng (không có agar).

- Môi trường nhân giống cấp 2: môi trường Hansen lỏng và dịch quả bần chua phối trộn với nhau tỉ lệ 1:1; hàm lượng đường 220 g/L; pH = 3,6; SO2 = 30 mg/L.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

Hoạt hóa và nhân giống nấm men: Cấy chủng Candida tropicalis NM2 trên môi trường Hansen đặc, nuôi ở nhiệt độ 300C trong 36h, cấy chuyển sang môi trường nhân giống cấp 1, nuôi trong máy lắc với tốc độ 180 vòng/phút ở nhiệt độ 300C trong 24h. Bổ sung giống cấp 1 vào môi trường nhân giống cấp 2 (tỷ lệ giống bổ sung là 10%, v/v), nuôi ở nhiệt độ 300C. Sau 24h nuôi cấy, giống nấm men được sử dụng để bổ sung vào dịch quả để tiến hành lên men vang.

Ảnh hưởng của hàm lượng đường: Để xác định hàm lượng đường phù hợp cho quá trình lên men, tiến hành nuôi cấy chủng Candida tropicalis NM2 trên môi trường dịch quả với hàm lượng đường: 100, 150, 200, 225, 250 (g/L), pH = 3.5, hàm lượng giống 10% (v/v). Các bình lên men được giữ ở nhiệt độ 300C trong 5 ngày.

Ảnh hưởng của lượng nấm men giống: Tiến hành thí nghiệm lên men trong môi trường dịch quả có hàm lượng đường là 225g/l, pH = 3.5, nhiệt độ 300C, mỗi bình lên men được bổ sung lượng giống nấm men khác nhau: 5, 7.5, 10, 12.5 (% v/v).

Xác định độ rượu: Chưng cất một lượng dịch lên men nhất định (V1 ml) thu được V2 ml rượu. Dùng rượu kế đo độ rượu tạo ra trong V2 thu được giá trị a. Từ đó tính được độ rượu b theo tỉ lệ % (v/v) theo công thức: b = (a x V2):V1

Phương pháp phân tích cảm quan: Sử dụng phương pháp cho điểm chất lượng sản phẩm để đánh giá tổng quát mức chất lượng của một sản phẩm trên các chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi vị… tình trạng chất lượng của mỗi chỉ tiêu được đánh giá bằng điểm, giá trị điểm tăng theo mức chất lượng. Yêu cầu cho mỗi chỉ tiêu cảm quan được quy định trong Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7045:2002 [4].

3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng đường tới khả năng lên men của chủng Candida tropicalis NM2

Để xác định nồng độ đường tối ưu cho sự lên men của Candida tropicalis NM2, chúng tôi đã tiến hành lên men trong các bình chứa 300 ml dịch quả với hàm lượng đường saccharose bổ sung khác nhau. Sau khi lên men ở nhiệt độ 300C trong 14 ngày, tiến hành chưng cất, thu rượu. Kết quả được trình bày trong Hình 1.

Hình 1: Ảnh hưởng của hàm lượng đường tới khả năng lên men rượu của chủng Candida tropicalis NM2
 

Kết quả trong Hình 1 cho thấy khi tăng lượng đường bổ sung thì lượng rượu tạo ra cũng tăng, tuy nhiên khi tăng tới 250g/L thì lượng rượu giảm, tức là khả năng lên men của chủng Candida tropicalis NM2 giảm. Tại môi trường dịch quả có lượng đường tổng 225 g/L nồng độ rượu thu được là lớn nhất (16,2%, v/v).

3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng giống nấm men Candida tropicalis NM2 tới khả năng lên men rượu

Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng giống nấm men Candida tropicalis NM2 đến khả năng lên men rượu. Chủng giống được nuôi trên môi trường lỏng đến khi dịch nuôi cấy đạt mật độ khoảng 2x109 tế bào/mL. Sau đó bổ sung dịch nuôi cấy vào môi trường lên men với các thể tích khác nhau và tiến hành lên men trong 14 ngày. 

Hình 2: Ảnh hưởng của hàm lượng giống nấm men Candida tropicalis NM2 tới khả năng lên men rượu
 

Kết quả trong Hình 2 cho thấy với hàm lượng giống là 10% và 12,5%, hàm lượng rượu thu được là lớn nhất tương ứng với 16,24% (v/v) và 15,84% (v/v); tuy nhiên ở lượng giống là 7,5 % lượng rượu tạo ra cũng rất lớn (15,48%, v/v). Như vậy, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng giống bổ sung 7,5 - 10% (v/v) là thích hợp cho quá trình lên men.

3.3. Sản xuất nước quả bần chua lên men qui mô phòng thí nghiệm và xây dựng qui trình sản xuất

Chúng tôi tiến hành lên men nước quả bần chua ở qui mô phòng thí nghiệm trong bình lên men có thể tích 30 lít. Thiết bị lên men là bình thủy tinh lớn đã được thiết kế để đảm bảo một số yêu cầu của lên men vang. Dịch lên men là dịch quả bần chua đã được khử trùng bằng SO2 với hàm lượng 50mg/L.

Quá trình lên men chính được tiến hành trong 14 ngày ở 300C, hàm lượng đường ban đầu là 225 g/L, pH dịch lên men là 3,5; tỷ lệ giống ban đầu là 10% (v/v). Sau đó là quá trình ủ ở nhiệt độ thấp và lắng trong.

Sau khi kết thúc quy trình lên men thu được sản phẩm nước quả bần chua lên men, chúng tôi tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm dựa vào các chỉ tiêu theo các qui định của TCVN 7045:2002 [4]. Đánh giá cảm quan theo hình thức cho điểm các chỉ tiêu với mức tổng điểm tối đa là 20 điểm, chúng tôi đánh giá sản phẩm nước quả bần chua lên men đạt tổng điểm là 17,5 điểm. Như vậy, về cơ bản nước quả bần chua lên men đáp ứng các tiêu chuẩn theo qui định của TCVN 7045:2002.

Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi đề xuất qui trình sản xuất nước quả bần chua lên men gồm 3 giai đoạn chính.

Hình 3: Quy trình sản xuất nước quả bần chua lên men (vang bần chua)
  

Giai đoạn 1: Tạo dịch quả lên men

Quy trình kỹ thuật của giai đoạn này được tiến hành như sau: Chọn những quả tươi ngon, loại bỏ những quả bị dập nát. Sau đó rửa bằng nước sạch nhiều lần, để khô tự nhiên. Cho vào bình lớn, bổ sung đường saccharose với tỉ lệ về khối lượng 1:1. Sau 20 ngày, thu được dịch chiết (dịch si rô) sau khi đã tiến hành lọc, loại bỏ hạt. Sử dụng nước sạch pha loãng để đưa hàm lượng đường về 225 g/L, pH của dịch quả lúc này là 3,5. Sau đó bổ sung chất khử trùng (50g/L SO2) vào dịch lên men.

Giai đoạn 2: Lên men chính (tạo rượu)

Đặc trưng quan trọng nhất của giai đoạn này là quá trình chuyển hóa đường thành rượu nhờ xúc tác sinh học là các enzyme do nấm men sinh ra, ngoài ra còn có sự biến đổi của nhiều loại axit hữu cơ, axit amin, vitamin. Giống nấm men để sản xuất được nhân giống từ trước trên môi trường nhân giống: Để tạo được nguồn giống trong môi trường có hàm lượng đường cao, pH thấp, có chất khử trùng mà vẫn sinh trưởng, phát triển bình thường thì cần có bước “huấn luyện” thông qua việc nhân giống các cấp như sau:

Nhân giống cấp 1: Môi trường nhân giống là môi trường Hansen lỏng có hàm lượng đường 150 g/L, pH = 5. Giống nấm men được nuôi cấy trong 24h ở nhiệt độ 300C.

Nhân giống cấp 2: Dịch quả có hàm lượng đường 225 g/L, pH = 3.5, được khử trùng bằng SO2, bổ sung 10% (v/v) giống cấp 1. Nuôi trong tủ ấm ở 300C trong 24h.

Sau khi đã nhân giống xong, tiến hành bổ sung giống cấp 2 vào bình lên men lớn với tỷ lệ 10% (v/v), giữ ở nhiệt độ 300C trong 14 ngày để thu dịch quả lên men.

Giai đoạn 3: Lên men phụ (tạo hương)

Đây là giai đoạn quyết định chất lượng của nước quả lên men, dịch quả lên men được giữ ở nhiệt độ 15 - 200C, mục tiêu chủ yếu của giai đoạn này là sự chuyển hóa dịch lên men thành nước quả lên men có độ “chín” thuần thục được đặc trưng bởi hương vị và màu sắc (tương tự quá trình sản xuất rượu vang). Sau khi ủ ít nhất 14 ngày, chúng tôi tiến hành lọc bỏ cặn để thu nước quả thành phẩm.

Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm lên men sản xuất nước quả bần chua lên men và thu được sản phẩm có hàm lượng rượu khoảng 16% v/v, sản phẩm nước quả lên men được đánh giá cảm quan tốt. Từ kết quả thực nghiệm, chúng tôi đã xây dựng được qui trình sản xuất nước quả bần chua lên men gồm 3 bước ■