công nghệ lên men rượu vang hồng rose wine tham khảo

MỤC LỤC CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH 17 CHƯƠNG 3: SẢN PHẨM VÀ CHỈ TIÊU SẢN PHẨM 47 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1. NHO 1.1. Giới thiệu chung về nho Nho là một từ để chỉ loại quả mọc trên các cây dạng dây leo thân gỗ hoặc để chỉ chính các loài cây này. Các loài cây này thuộc về họ Vitaceae. Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng có màu đen, lam, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng. Khi chín, quả nho có thể ăn tươi hoặc được sấy khô để làm nho khô, cũng như được dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả, dầu hạt nho… Phân loại khoa học của nho: Nhóm Spermtophyta Ngành Tracheophyta Ngành phụ Pteropsida Lớp Angiosperm Lớp phụ: Dicotyledonease Bộ: Ramnales Họ: Vitaceae Chi: Vitis Hiện có rất nhiều loài nho đang tồn tại như: Vitis vinifera, Vitis labrusca, Vitis riparia, Vitis lincecumii… nhưng Vitis vinifera là phổ biến nhất, hơn 90% tổng sản lượng nho thu hoạch hàng năm trên thế giới thuộc loài Vitis vinifera. Hình 1: Nho trắng và nho đỏ Các giống thuộc loài Vitis vinifera có thể được chia thành hai nhóm chính: 2 Giống nho trắng: trái nho khi chín vỏ không có màu hay có màu lục nhạt. Giống nho đỏ: trái nho khi chín vỏ có màu từ đỏ đến tím với các mức độ khác nhau. 1.2. Giới thiệu giống nho đỏ Giống nho đỏ được chọn để sản xuất rượu vang hồng và cụ thể là giống Grenache (tiếng Tây Ban Nha: Garnacha): giống nho này được trồng chủ yếu ở Tây Ban Nha, phía Nam nước Pháp và Ý, vùng California và ở Autralia. Đặc điểm của giống: Chiều ngang rộng, mật độ trái dày, có màu từ hồng đến đỏ Có mùi hăng, vị berry và mềm. Chứa hàm lượng cồn tương đối cao dẫn đến khả năng kháng sâu bệnh cao, đặc biệt là nấm men. Hàm lượng acid, tannin thấp. Hình 2: Giống nho Grenache 1.3. Cấu tạo của nho Theo cách phân loại của thực vật học quả nho được chia ra thành các phần: cuống, vỏ nho, thịt quả và hạt. 1.3.1. Cuống nho Cuống nho: Chiếm từ 3 – 6% quả. Các hợp chất hóa học quan trọng trong cuống nho là tannin và khoáng mà chủ yếu là muối kali. Các hợp chất tannin trong cuống sẽ ảnh hưởng không tốt đến mùi vị của rượu vang thành phẩm. 3 4 Hình 3: Cấu tạo của quả nho 1.3.2. Vỏ nho Vỏ nho: chiếm 7 – 11% quả gồm: Lớp vỏ cutin: lớp cutin thường được bao phủ một lớp sáp bao phủ bên ngoài có tác dụng chống thấm nước, bảo vệ nho trước các chấn thương cơ học, thời tiết, sự mất nước, sự nhiễm nấm mốc và tia cực tím. Lớp biểu bì (epidermis): gồm một hoặc lớp các tế bào dài xếp chồng lên nhau và độ dày của lớp tùy thuộc vào các giống nho. Lớp dưới vỏ (hypodermis): gồm hai vùng phân biệt: vùng các tế bào hình chữ nhật và vùng các tế bào hình đa giác. Các tế bào này chứa một lượng các hợp chất phenolic tương đối cao khi nho chín. Các hợp chất chủ yếu là tanin, chất màu và chất hương. Hàm lượng của các hợp chất này sẽ ảnh hưởng đến hương, vị và màu sắc của quả. Do đó, các hợp chất này đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và cảm quan của rượu. Thành tế bào của vỏ nho (CW): được cấu thành từ các polysaccharide trung tính (cellulose, xyloglucan, arabinan, galactan, xylan và manan), 20% các chất pectin acid (62% là dạng methyl ester) khoảng 15% proanthocyanidin không tan, và <5% protein 5 cấu trúc. CW được xây dựng bởi ba lớp màng chung: phiến mỏng bên ngoài, CW chính và CW thứ cấp. - Phiến mỏng bên ngoài có chức năng liên kết các tế bào với nhau, chủ yếu được cấu thành từ pectin. - CW chính là thành tế bào dày hơn phiến mỏng bên ngoài. Nó bao gồm ba thành phần. Thành phần đầu tiên bao gồm cellulose cơ bản (8 - 25%) và xyloglucan (25- 50%) đóng vai trò là lớp khung suờn thành tế bào. Thành phần này nằm đang xen vào trong một mạng lưới của thành phần thứ hai, đó là polysaccharide pectin (10- 35%). Phần thứ ba là các protein cấu trúc (10%). - CW thứ cấp là lớp thành dày hơn cả lớp thành chính, được cấu thành chủ yếu từ các vi sợi cellulose, được tổ chức thành các bó song song nhau (40-80%). CW thứ cấp cũng chứa hemicellulose (10-40%), pectin và một số lignin (5-25%). Các nghiên cứu gần đây cho rằng các hợp chất phenol có liên kết phức tạp với các polysaccharide của CW, được nhốt trong các không bào hay liên kết với nhân tế bào bằng các liên kết hóa học hay các tương tác vật lý. 1.3.3. Thịt nho Thịt nho chiếm 80 – 85% quả. Thịt nho là thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho. Thịt nho được chia làm các phần: phần bên ngoài bao gồm các mô nằm giữa hypodermis và bộ phận ngoại biên, phần bên trong là các mô giới hạn giữa bộ phận ngoại biên và bộ phận quanh trục. Hầu hết các tế bào của phần thịt có hình tròn hay dạng trứng chứa không bào lớn và các hợp chất phenol. 1.3.4. Hạt nho Hạt nho chiếm 2 – 6% quả. Hạt gồm có 3 phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi. Cũng như hầu hết các hạt khác, nội nhũ chiếm phần lớn các hạt nho và phục vụ để nuôi dưỡng phôi thai trong thời gian đầu phát triển. Vỏ hạt chứa một lượng tannin tương đối cao. Nếu tannin từ hạt nho được trích ly vào dịch nho thì rượu vang sẽ có vị chát rất đậm. Ngoài ra trong hạt nho còn có dầu, nếu bị lẫn vào rượu vang thì sẽ giảm đi giá trị cảm quan của sản phẩm. 6 1.4. Thành phần trong nho Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g nho Năng lượng 288 kJ (69 kcal) Carbohydrates 18.1 g Đường 22 g Chất xơ 0.9 g Chất béo 0.6 g Protein 0.72 g Thiamine (vit. B 1 ) 0.069 mg Riboflavin (vit. B 2 ) 0.07 mg Niacin (vit. B 3 ) 0.188 mg Pantothenic acid (B 5 ) 0.05 mg Vitamin B 6 0.086 mg Folate (vit. B 9 ) 2 μg Vitamin C 10.8 mg Vitamin K 22 μg Calcium 10 mg Iron 0.36 mg Magnesium 7 mg Manganese 0.071 mg Phosphorus 20 mg Potassium 191 mg Sodium 3.02 mg Zinc 0.07 mg Bảng 2: Thành phần hóa học trong 100g nho Hợp chất % Nước 75.0 Đường (fructose, glucose và một ít saccharose) 22.0 Alcohols (ethanol với hàm lượng vết của terpenes, glycerols và rượu bậc cao) 0.1 Acid hữu cơ (tartaric, malic, và một ít lactic, succinic, oxalic,…) 0.9 Khoáng (potassium, calcium và một ít sodium, magnesium, iron,…) 0.5 7 Phenols (các flavonoid như là các chất màu cùng các nonflavonoid như connamic acid vanillin) 0.3 Các hợp chất chứa nitơ (protein, amino acid, humin, amide, ammonia,…) 0.2 Các hợp chất hương (các ester như ethyl caproate, ethyl butyrate, …) Vết 1.4.1. Đường Thành phần đường chủ yếu của nho là glucose và fructose. Chúng thường chiếm tỷ lệ bằng nhau khi nho chín. Các đường khác glucose và fructose cũng hiện diện trong nho nhưng hàm lượng không đáng kể. Hàm lượng đường của giống V.vinifera nhìn chung đạt tới 20% hay hơn khi chín. Những giống khác như V.labrusca và V.rotundigolia ít khi đạt tới mức này. Các loại đường trong dịch nho được chia làm 2 nhóm: đường lên men và đường không lên men. Nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và saccharose. Nhóm đường không lên men là đường pentose: L-arabinose, D-xylose, D-ribose. 1.4.2. Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan là các polymer có nhiệm vụ liên kết các tế bào thực vật với nhau. Hợp chất pectin thuộc nhóm carbonhydrat và là hỗn hợp phức tạp của polysaccharide và dẫn xuất của chúng. Phần lớn các chất pectin là những chất keo và trong những điều kiện nhất định thì chúng đông tụ lại. Sự có mặt của pectin sẽ ảnh tới hiệu suất chiết và độ nhớt của rượu vang thành phẩm. 1.4.3. Acid hữu cơ Trong nho, hai acid hữu cơ chiếm thành phần chính là acid tartaric và acid malic.Hàm lượng của hai acid này chiếm hơn 90% tổng lượng trái nho. Ngoài ra, cón có các aicd khác như acid citric, acid acetic, acid gluconic Trong đó, acid acetic là acid dễ bay hơi còn các acid khác không bay hơi. 1.4.4. Các hợp chất phenolic 8 Các hợp chất phenolic được tìm thấy chủ yếu trong vỏ và hạt nho. Chúng có ảnh hưởng lớn đến màu sắc và mùi vị của vang thành phẩm. Ngoài ra chúng còn có hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa. Các tác động kháng viêm, chống tắc nghẽn mạch máu và các bệnh làm ngăn chặn sự hoạt động của tế bào của các hợp chất phenol nho đã được công bố trong nhiều tài liệu. Các hợp chất phenolic trong rất đa dạng nhưng chủ yếu gồm: các acid phenolic và dẫn xuất của chúng, flavonoid, anthocyanin và tanin. Các acid phenolic và dẫn xuất của chúng Các acid phenolic (acid phenolcarboxylic) là các hợp chất hữu cơ có công thức hoá học vừa chứa gốc phenol vừa chứa gốc carboxyl. Các acid tìm thấy trong nho gồm 2 nhóm là acid benzoic (acid gallic, acid vanillic, acid salicylic…) và acid cinamic (acid caffeic, acid p- coumaric,…). Các acid này ít khi ở dạng tự do mà sẽ tự liên kết với nhau để tạo thành ester hoặc liên kết với đường. COOHR 5 R 4 R 3 R 2 R 5 R 4 R 3 R 2 COOH Flavonoid Flavonoid là các phân tử chứa 2 vòng benzen liên kết với nhau bởi một cấu trúc vòng carbon pyran (chứa oxy). O OOH OH OH R' 3 R' 5 R 3 O OOH OH OH R' 3 R' 5 R 3 Những hợp chất này thường có màu vàng. Các flavonoid được trích ra chủ yếu từ vỏ và hạt của quả nho, và thường ít hơn từ cuống chủ yếu gồm flavonol và flavanonol. Flavonol 9 như quercetin glycoside hấp thu bức xạ cực tím. Kết quả là chúng bảo vệ tế bào nho khỏi sự phá hủy từ tia UV. Anthocyanin Những hợp chất này có màu đỏ và được tìm thấy chủ yếu tỏng vỏ nho. Công thức cấu tạo của anthocyanidin gồm 2 vòng benzen được nối với nhau bởi một dị vòng không bão hòa và có chứa oxy. Khi anthocyanidin liên kết với đường sẽ tạo thành anthocyanin. Các thành phần đường làm gia tăng độ bền hóa học và độ hòa tan trong nước của anthocyandidin. Mỗi anthocyanidin có thể tạo phức bằng các thành phần đường liên kết với acid acetic, acid coumaric, hay acid caffeic. Sự phân loại anthocyanin chủ yếu dựa trên vị trí của nhóm hydroxyl và methyl trên vòng B của anthocyanidin. Trên cơ sở này, anthocyanin nho được chia thành 5 loại: cyanin, delphinine, malvin, peovin và petunin. Thành phần và hàm lượng của mỗi loại thay đổi rộng theo giống và điều kiện phát triển. Tỷ lệ của anthocyanin ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc và độ bền màu. Cả 2 tính chất này bị tác động trực tiếp bởi kiểu hydroxyl hóa của vòng B anthocyanidin. Màu xanh gia tăng với lượng các nhóm hydroxyl tự do, trong khi màu đỏ tăng cao với mức độ của sự methyl hóa. Tannin Tannin không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất có đặc tính polyphenol. Chúng là các phân tử lớn với phân tử lượng trên 500. Tanin được chia làm hai nhóm chính là tanin thủy phân (gồm gallotannin và ellagitannin) và tanin ngưng tụ. Trong nho không chứa tanin thủy phân. Tannin ngưng tụ là những polymer của các flavan-3-ol. Khi đun nóng trong môi trường acid, tannin ngưng tụ sẽ giải phóng ra các carbocation không bền và ngưng tụ với thành phần chủ yếu là cyanidin. Vì thế tannin ngưng tụ còn được gọi là procyanidin. Vỏ chứa lượng tannin cao nhất trong quả nho và các tannin này khác với các tannin khác trong quả bởi có mức độ polymer (DP) hóa cao hơn và một lượng gallate thấp hơn. Mức độ polymer hóa trung bình (mDP) cho tannin vỏ là khoảng 28, với 80 là DP lớn nhất, và phần trăm gallate trong tannin chỉ chiếm 5,16%. Tannin hạt có cùng đơn vị cấu thành như tannin vỏ, nhưng mDP chỉ khoảng 11 trong tannin hạt. Tannin trong hạt có xu hướng ở dạng monomer nhiều hơn polymer. Lượng của chúng giảm đáng kể trong quá trình chín. Hàm lượng gallate trong hạt lớn hơn 30%, cao hơn trong vỏ và cuốn. 10 [...]... Thông số công nghệ: - Nhiệt độ lên men: 18 – 20oC - Áp suất: áp suất khí quyển - Thời gian lên men: 7 – 10 ngày Hình 9: Cấu tạo thiết bị lên men vang Hình 10: Thùng lên men bằng thép không rỉ 33 8 LÊN MEN MALOLACTIC 8.1 Mục đích công nghệ Mục định công nghệ của quá trình lên men malolactic là hoàn thiện Trước đây, một số nhà sản xuất cho rẳng rượu vang hồng không cần trải qua quá trình lên men malolactic;... giúp cho nấm men vang lên men nhanh và triệt để 6.3 Thiết bị và thông số công nghệ Quá trình hiệu chỉnh được thực hiện ngay trong thùng chứa dịch nho trước khi lên men Người ta hòa tan hóa chất vào nước rồi trộn hỗn hợp này vào khối thể tích dịch nho đem lên men 7 LÊN MEN ETHANOL 7.1 Mục đích công nghệ 28 Quá trình lên men ethanol là quá trình quan trọng trong quy trình sản xuất rượu vang Quá trình... số công nghệ Thiết bị: 32 Thiết bị lên men rượu vang hồng là thiết bị hình trụ đứng được làm bằng thép không rỉ, có nắp đậy phía trên Hệ số sử dụng thể tích của thiết bị lên men là 90% Thiết bị có hai lớp vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ Trên thiết bị được gắn cảm biến định mức, cảm biến nhiệt độ và pH để kiểm soát phần thể tích dịch lên men, nhiệt độ bên trong thiết bị và pH dịch lên men Quá trình lên men. .. CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH Chùm nho đỏ Nghiền/chà tách cuống SO2 Cuống Sulfite hóa Ngâm Tách dịch nho rỉ Tách cặn Nấm men Cuống Cặn Hiệu chỉnh thành phần dich nho Hoạt hóa nấm men Lên men Vi khuẩn lactic Lên malolactic Ủ rượu Ổn định rượu Làm trong Rót sản phẩm Vang hồng 17 Cặn 1 NGHIỀN/CHÀ VÀ TÁCH CUỐNG 1.1 Mục đích công nghệ Quá trình này có mục đích công nghệ là khai thác... – 3 ngày 6.2.4 Bổ sung oxygen Oxygen cần được bổ sung để nấm men vang sinh trưởng, tăng sinh khối Thông thường, oxygen được bổ sung trong khoảng ngày lên men thứ 2 đến ngày lên men thứ 3 Lúc này nấm men vang đang ở cuối pha sinh trưởng logarith Đây cũng là thời điểm bổ sung các hợp chất nitrogen hoặc đường saccharose (nếu có) vào dịch lên men 6.2.5 Bổ sung một số thành phần khác Các thành phần khác... TÁCH CẶN VÀ LÀM TRONG 5.1 Mục đích công nghệ Quá trình tách cặn và làm trong có mục đích công nghệ là hoàn thiện và chuẩn bị Quá trình làm trong dịch nho trước khi lên men sẽ cải thiện mùi hương và làm giảm nồng độ sắt trong rượu vang hồng thành phẩm Ngoài ra, quá trình xử lý này cũng giúp làm giảm độ nhớt của dịch nho, giúp quá trình truyền khối diễn ra tốt hơn khi lên men 5.2 - Các biến đổi trong quá... và cấu hình thiết bị sử dụng mà thời gian lắng thường dao động trong khoảng 8 – 16h.) 6 HIỆU CHỈNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT TRƯỚC KHI LÊN MEN VANG 6.1 Mục đích công nghệ Quá trình hiệu chỉnh hàm lượng một số chất trước khi lên men vang để chuẩn bị cho quá trình lên men được diễn ra thuận lợi hơn 6.2 Các biến đổi trong quá trình Chủ yếu là các biến đổi về hóa lý như độ chua (pH) dịch nho, hàm lượng... nitrogen vì hàm lượng nitơ trong nho không đủ để nấm men phát triển Tính chất vật lý o Tạo bọt thấp o Là nấm men chìm, lớp lắng không lan rộng Rượu vang có độ đục thấp hơn 100 NTU Tính chất của rượu vang o Nồng độ cồn 14% o Acid dễ bay hơi: 0.2 – 0.4g/l o Quá trình lên men malolatic diễn ra tốt khi sử dụng ICV D47 o Tính chất cảm quan tốt hơn do có sự tham gia của β-glucosidase Non-saccharomyces: sử dụng... rượu vang Quá trình này có mục đích công nghệ là chế biến Dịch nho sau khi trải qua quá trình lên men sẽ biến đổi sâu sắc thành phần hóa học và chuyển thành rượu vang 7.2 - Các biến đổi trong quá trình Vật lý: có sự thay đổi về thể tích và tỷ trọng của dịch nho, nhiệt độ tăng do sự phát triển của nấm men - Hóa học và hóa sinh: có sự thay đổi về độ chua (pH) dịch lên men Thành phần hóa học của dịch nho... xoắn để hiệu chỉnh nhiệt độ; 7-Của tháo bã và sản phẩm 4 TÁCH DỊCH NHO RỈ 4.1 Mục đích công nghệ Quá trình có mục đích công nghệ là chuẩn bị và hoàn thiện Quá trình nhằm mục đích phân riêng dịch nho và bã nho Dịch nho rỉ có chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng cao, đặc biệt là hàm lượng các loại đường lên men cho nấm men vang Việc tách dịch nho rỉ ra khỏi bã nho còn nhằm nâng cao chất lượng thành phẩm 4.2 . dịch nho được chia làm 2 nhóm: đường lên men và đường không lên men. Nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và saccharose. Nhóm đường không lên men là đường pentose: L-arabinose, D-xylose,. định rượu Làm trong Rót sản phẩm Vang hồng Cặn Cặn Cuống SO 2 Nấm men Hoạt hóa nấm men Vi khuẩn lactic 1. NGHIỀN/CHÀ VÀ TÁCH CUỐNG 1.1. Mục đích công nghệ Quá trình này có mục đích công nghệ. TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH QUY TRÌNH 17 Cuống Chùm nho đỏ Nghiền/chà tách cuống Sulfite hóa Ngâm Tách dịch nho rỉ Tách cặn Hiệu chỉnh thành phần dich nho Lên men Lên malolactic Ủ rượu Ổn