Effect of total soluble solids, pH and yeast content on fermentation process of banana wine (Musa × paradisiaca)
Article Sidebar

Vietnamese Cavendish banana (Musa × paradisiaca) is a flavorful and nutritious fruit; however, it is highly perishable and difficult to preserve. It is primarily consumed when fully ripe, but its commercial value remains relatively low. The utilization of fully ripened Vietnamese Cavendish banana in winemaking was studied to produce higher value-added products and partly solve the environmental pollution issues. The study was conducted to determine the effect of three factors: soluble solids content (18, 20, and 22 °Bx), pH (4, 4.5, and 5), and yeast concentration (0.02%, 0.04%, and 0.06%, w/v) on the quality of banana wine. The results indicated that these factors significantly influenced parameters such as alcohol content, post-fermentation pH, post-fermentation soluble solids content, and residual sugar in the wine product. Banana wine achieved high alcohol content (13.3%), low residual sugar (1.19 g/l), low pH, and low Brix when fermentation parameters were set at pH 4.5, soluble solids content of 20 °Bx, and 0.04% added yeast. The results provide a scientific basis for the potential development of Musa × paradisiaca banana wine, with quality comparable to wines from other fruits in the Mekong Delta.
Article Details
Main Article Content
Tóm tắt
Chuối già (Musa × paradisiaca) là một loại trái cây có hương vị thơm ngon và bổ dưỡng nhưng lại rất dễ hư hỏng và khó bảo quản. Chuối già chủ yếu được tiêu thụ khi chín với giá trị thương phẩm không cao. Việc tận dụng chuối già ở giai đoạn chín mùi trong quá trình lên men rượu được nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm giá trị gia tăng cũng như góp phần giảm ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu được tiến hành nhằm mục tiêu xác định tác động của ba yếu tố gồm hàm lượng chất khô hòa tan, pH và hàm lượng nấm men bổ sung đến chất lượng rượu vang chuối già. Kết quả nghiên cứu cho thấy các yếu tố này đều ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu như độ cồn, pH sau lên men, hàm lượng chất khô hòa tan sau lên men và hàm lượng đường sót trong sản phẩm rượu vang. Rượu vang chuối già đạt độ cồn cao (13,3%), hàm lượng đường sót thấp (1,19 g/l), pH thấp và Brix thấp khi các thông số lên men được thiết lập ở mức pH 4,5, hàm lượng chất khô hòa tan 20°Bx và bổ sung 0,04% nấm men. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho triển vọng phát triển rượu vang chuối già, với chất lượng tốt như rượu vang từ các nguyên liệu trái cây khác tại Đồng bằng sông Cửu Long.
Abstract
Vietnamese Cavendish banana (Musa × paradisiaca) is a flavorful and nutritious fruit; however, it is highly perishable and difficult to preserve. It is primarily consumed when fully ripe, but its commercial value remains relatively low. The utilization of fully ripened Vietnamese Cavendish banana in winemaking was studied to produce higher value-added products and partly solve the environmental pollution issues. The study was conducted to determine the effect of three factors: soluble solids content (18, 20, and 22 °Bx), pH (4, 4.5, and 5), and yeast concentration (0.02%, 0.04%, and 0.06%, w/v) on the quality of banana wine. The results indicated that these factors significantly influenced parameters such as alcohol content, post-fermentation pH, post-fermentation soluble solids content, and residual sugar in the wine product. Banana wine achieved high alcohol content (13.3%), low residual sugar (1.19 g/l), low pH, and low Brix when fermentation parameters were set at pH 4.5, soluble solids content of 20 °Bx, and 0.04% added yeast. The results provide a scientific basis for the potential development of Musa × paradisiaca banana wine, with quality comparable to wines from other fruits in the Mekong Delta.
References
Akubor, P.I., Obio, S.O., Nwadomere, K.A. and Obiomah, E., 2003. Production and quality evaluation of banana wine. Plant Foods for Human Nutrition, 58(3): 1-6.
Attri, B.L., 2009. Effect of initial sugar concentration on phisycochemical characteristics and sensory quality of cashew apple wine. Natural Product Radiance, 8(4): 374-379.
Chanprasartsuk, O.O., Pheanudomkitlert, K. and Toonwai, D., 2012. Pineapple wine fermentation with yeasts isolated from fruit as single and mixed starter cultures. 3rd International Symposium on Tropical Wine, Chiang Mai, Thailand. Asian Journal of Food and Agro Industry, 5(02): 104-111.
de Toda, F.M., Sancha, J.C. and Balda, P., 2013. Reducing the sugar and pH of the grape (Vitis vinifera L. cvs. ‘Grenache’ and ‘Tempranillo’) through a single shoot trimming. South African Journal of Enology and Viticulture, 34(2): 246-251.
Dhakane, A.S. and Bornare, D.T., 2016. Process optimization of low alcoholic beverage from guava using different yeast and temperature combination of fermentation. International Journal of Food and Fermentation Technology, 6(2): 467. DOI:10.5958/2277-9396.2016.00073.8
Erdman, J.W. Jr., Bierer, T.L. and Gugger, E.T., 1993. Absorption and transport of carotenoids. Ann. N. Y. Acad, 691: 76–85.
Graham, H.F., 1993. Wine Microbiology and Biotechnology. Taylor and Francis Publishers, USA.
Hoàng Thị Lệ Thương, Trần Thị Thúy và Nguyễn Quang Hào, 2016. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường và dinh dưỡng đến quá trình lên men vang để sản xuất brandy từ dứa Queen bằng chủng Saccharomyces cerevisiae D8. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 12(73): 23-28.
Kanazawa, K. and Sakakibara, H., 2000. High content of dopamine, a strong antioxidant, in cavendish banana. J. Agric. Food Chem., 48: 844–848.
Kris-Etherton, P.M., Hecker, K.D., Bonanome, A., Coval, S.M., Binkoski, A.E., Hilpert, K.F., Griel, A.E. and Etherton, T.D., 2002. Bioactive compounds in foods: Their role in the prevention of cardiovascular disease and cancer. Am. J. Med., 113: 71–88.
Kumari, P., Supriya, S. Gaur and Tiwari, R.K., 2023. Banana and its byproducts: A comprehensive review on its nutritional composition and pharmacological benefits. eFood, 4(5): e110. https://doi.org/10.1002/efd2.110
Lane, J.H. and Eynon, L., 1924. Estimation of sugar in urine by means of Fehling's solution with methylene blue as internal indicator. Analyst, 49(581): 366-371.
Lương Đức Phẩm, 2006. Nấm men công nghiệp. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 332 trang.
Méndez, C.D.M.V., Forster, M.P., Rodríguez-Delgado, M.Á., Rodríguez-Rodríguez, E.M. and Romero, C.D., 2003. Content of free phenolic compounds in bananas from Tenerife (Canary Islands) and Ecuador. Eur. Food Res. Technol., 217: 287–290.
Moongngarm, A., Tiboonbun, W., Sanpong, M., Sriwong, P., Phiewtong, L., Prakitrum, R. and Huychan, N., 2014. Resistant starch and bioactive contents of unripe banana flour as influenced by harvesting periods and its application. Am. J. Agric. Biol. Sci., 9: 457–465.
Netshiheni, R.K., Omolola, A.O., Anyasi, T.A. and Jideani, A.I., 2019. Banana bioactives: Absorption, utilisation and health benefits. Banana Nutrition Function and Processing, 1–20.
Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng, 2007. Công nghệ sản xuất & kiểm tra cồn etylic. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Nguyễn Lân Dũng, 1999. Vi sinh vật học. Nhà xuất bản Giáo dục.
Nguyễn Minh Thủy, 2010. Giáo trình Công nghệ sau thu hoạch ra quả. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Minh Thủy, Dương Thị Phượng Liên, Nhan Minh Trí và Nguyễn Chí Linh, 2013. Kỹ Thuật sau thu hoạch nông sản. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Minh Thủy và Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, 2016. Kỹ thuật sau thu hoạch (Bảo quản và chế biến) một số loại nông sản ở Đồng bằng sông Cửu Long. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Ngọc Thạch và Huỳnh Xuân Phong, 2021. Phân lập và tuyển chọn nấm men ứng dụng trong lên men rượu vang mãng cầu xiêm (Annona muricata L.). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 04: 131-138.
Nguyễn Thị Hiền, 2011. Phân lập và tuyển chọn nấm men tự nhiên lên men rượu vang nhãn. Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Trọng Thảo, 2012. Phân lập và tuyển chọn nấm men tự nhiên ứng dụng trong sản xuất rượu vang táo tây. Luận văn cao học, Trường Đại học Cần Thơ.
Pereira, A. and Maraschin, M., 2015. Banana (Musa spp.) from peel to pulp: Ethnopharmacology, source of bioactive compounds and its relevance for human health. J. Ethnopharmacol., 160: 149–163.
Phạm Thị Cẩm Hoa, Nguyễn Phan Khánh Hòa, Nguyễn Bảo Toàn và Nguyễn Thị Tố Nga, 2017. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men rượu vang từ trái chùm ruột (Phylianthus acidus). Kỷ yếu 35 năm Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM (1982-2017).
Qamar, S. and Shaikh, A., 2018. Therapeutic potentials and compositional changes of valuable compounds from banana—A review. Trends in Food Science & Technology, 79: 1–9.
Singh, M., Panesar, P.S. and Marwaha, S.S., 1998. Studies on the suitability of kinnow fruits for the production of wine. Journal of Food Science and Technology, 35(5): 455-457.
Singh, R.S. and Kaur, P., 2009. Evaluation of litchi juice concentrate for the production of wine. NISCAIR Online Periodicals Repository NPR, 8(4): 386-391.
Tahir, A., Aftab, M. and Farasat, T., 2010. Effect of cultural conditions on ethanol production by locally isolated Saccharomyces cerevisiae bio-07. Journal of Applied Pharmaceutical, 3(2): 72-78.
Tống Thị Ánh Ngọc, Bùi Thị Ánh Ngọc, Nguyễn Thị Mỹ Ngọc và Ngô Minh Quang, 2018. Ảnh hưởng của pH và chất khô hòa tan đến quá trình lên men rượu từ xơ mít (Artocarpus heterophyllus) giống Thái Lan. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54 (Số chuyên đề: Nông nghiệp): 211-218.
Van den Berg, H., Faulks, R., Granado, H.F., Hirschberg, J., Olmedilla, B., Sandmann, G., Southon, S. and Stahl, W., 2000. The potential for the improvement of carotenoid levels in foods and the likely systemic effects. J. Sci. Food Agric., 80: 880–912.
Wang, Z.X., Zhuge, J., Fang, H. and Prior, B.A., 2001. Glycerol production by microbial fermentation: A review. Biotechnology Advances, 19: 201-223.
Wu, Y., Li, B., Miao, B., Xie, C. and Tang, Y.Q., 2022. Saccharomyces cerevisiae employs complex regulation strategies to tolerate low pH stress during ethanol production. Microbial Cell Factories, 21(1): 247. DOI: 10.1186/s12934-022-01974-3.