công nghệ sản xuất rượu cognac pdf

Rượu Cognac là một loại rượu mạnh được chưng cất từ loại rượu nhẹ sản sinh trong tiến trình lên men nho quả, sau một thời gian ủ trong thùng gỗ sồi được đem ra đóng chai và bán khắp thế

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT RƯỢU

1.1 Đặc điểm và khái niệm về rượu[6,9]

Brandy theo nghĩa rộng nhất là loại rượu mạnh được chế biến từ sự chưng cất của rượu vang hay từ trái cây nghiền nát rồi ủ lâu trong thùng gỗ Thùng gỗ cho phép ôxy hoá nhẹ brandy, brandy ngấm màu của gỗ để trở thành màu hổ phách và hấp thụ hương thảo mộc từ gỗ Khi brandy đủ tuổi, nồng độ sẽ được giảm bằng cách cho thêm nước cất Brandy có thể chia làm 3 nhóm chính: brandy nho, brandy táo, brandy hoa quả

Rượu Cognac là một loại rượu mạnh được chưng cất từ loại rượu nhẹ sản sinh trong tiến trình lên men nho quả, sau một thời gian ủ trong thùng gỗ sồi được đem ra đóng chai và bán khắp thế giới

Về địa dư, Cognac là một thị trấn cổ kính rất đẹp ở miền Tây Nam nước Pháp, gần sát bờ Đại Tây Dương, cách Bordeaux chừng 100 km

Từ thời La Mã cổ đại nơi này đã sản xuất rượu vang và chuyên chở đi các nước khác bằng tàu buồm nhưng như ta đã biết rượu vang có độ chua cao, độ rượu thấp nên khó chở đi xa Khoảng giữa thế kỉ 16 người ta đã biết chưng cất rượu vang để lấy rượu đậm đặc hơn (độ rượu, chữ rượu cao hơn) mang đặc tính “rượu nho đốt nóng” khi uống phải pha thêm nước Rượu này lợi hơn về khối lượng vận chuyển, thuế má, cách sử dụng so với vang ban đầu Nhưng mãi đến cuối thế kỉ 18 người ta mới biết giá trị của những thùng gỗ sồi chứa “rượu nho đốt nóng’’ này khi lênh đênh trên biển cả lâu dài khi mở rượu ra uống Sau đến năm1909 người ta mới thực sự sản xuất rượu Cognac trên đất liền Để sản xuất rượu Cognac phải trải qua

ba công đoạn: lên men vang nguyên liệu (hay là sản xuất rượu vang gốc), chưng cất lấy rượu Cognac thô, tàng trữ và hoàn thiện sản phẩm

1.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất rượu brandy-cognac[11,12]

1.2.1 Nguyên liệu Nho

Cây nho có tên khoa học là Vitisvinifera, thuộc họ nho (Ampelidaceae)

Quả nho chứa đường glucose (đường nho), sacchrose, các acid hữu cơ, các loại vitamin C, B1, B2 Quả nho có thể sử dụng ở dạng tươi hoặc có thể làm nguyên liệu để chế biến rượu vang, nước quả nho, nho khô

Hình1.1: Nguyên liệu nho

Nho đòi hỏi ở khí hậu nóng khô Tuy vậy nho cần được đủ nước để phát triển Vì vậy Nho cần được tưới nước đầy đủ, nhất là trong thời kì ra hoa và kết quả Khả năng thích nghi với điều kiện khí hậu thổ nhưỡng của cây nho rất cao Nó

có thể phù hợp với tất cả các loại đất Nho trồng ở lưng chừng đồi sẽ cho các loại rượu có chất lượng cao

Nho có thành phần hóa học trung bình như sau:

Nho là loại quả lí tưởng nhất để lên men chế biến rượu vì:

- Quả nho có chất lượng, giá trị dinh dưỡng cao, tạo hương vị đậm đà, đặc trưng

- Thành phần hóa học trong dịch nho rất thích hợp cho nấm men phát triển

- Tỉ lệ dịch nước ép được cao

1.2.2 Nấm men dùng trong sản xuất rượu.[2],[3]

- Trong dịch quả lên men ta thấy giống S.elipsoideus chiếm tới 80% tế bào

vi sinh vật có mặt Dịch lên men được phủ một lớp bột trên bề mặt Men này có 2 dạng:

+ Dạng bụi dễ làm đục

+ Dạng bong dễ kết tủa dễ lắng làm trong dịch lên men

Các nòi thuộc loại này cần nguồn dinh dưỡng đường rượu và acid hữu cơ Các nguồn chất sinh trưởng của chúng là acid pantotenic (vitamin B3, biotin (vitamin H hay B7)

- Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men

lượng phân tử lớn hơn Hàm lượng của nó trong tế bào nấm men có thể từ 0 đến 40% và tuỳ thuộc vào môi trường dinh dưỡng.

* Protit

Chứa trong nấm men rượu thường vào khoảng 35 đến 40 % và có đủ các acid amin không thay thế được Về giá trị dinh dưỡng thì protit nấm men tương đương protit động vật nhưng giá trị hơn protit thực vật Ở nhiệt độ cao và bình thường, dưới tác dụng của proteaza có sẵn trong nấm men, protit sẽ biến thành pepton, peptit và acid amin

- Những yêu cầu đối với nấm men rượu là:

+ Lên men nhanh và sâu các loại đường

+ Kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh

+ Có khả năng chịu được độ cồn cao trong quá trình lên men

+ Chịu được môi trường có độ axit cao cũng như các chất sát trùng

+ Tạo cho rượu hương vị thơm ngon tinh khiết

- Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau rơi từ môi trường xung quanh chủ yếu ở vỏ quả thân cuống và thiết bị

Phần lớn trong phức hệ này là nấm mốc (76-90%) nấm men (9-22%) số còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Micobacter

Độ acid của nước nho khá cao pH= 2,3-3,8 là điều kiện không thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển

Theo dõi quá trình lên men tự nhiên thì thấy rằng một vài ngày đầu các men dại hình thoi đầu nhỏ hoặc chủng Kloeckera chiếm ưu thế (70-80%) trong tổng số

nấm men sau đó các nấm men hình elip hoặc ovan (S.elipsoideus)nhanh chóng

phát triển gây lên men mạnh, lượng đường tiêu hao nhanh và tích tụ cồn etylic

Khi độ cồn tương đối cao 8-12%thì nấm men hình elip ,S.elipsoideus ngừng phát triển Khi ấy nấm men chịu S.oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc

Khi dùng nấm men thuần chủng để len men nước quả không nên dùng một chủng đơn độc mà cần dùng phối hợp những chủng chịu được cồn cao để lên men tiếp theo Có như vậy mới lên men triệt để đường có trong dịch lên men và cồn được hình thành trong rượu cao (17-19%)

- Trong sản xuất Cognac thường sử dụng nấm men Saccharomyces ellipsoideus.

Nấm men thường có dạng hình cầu, oval hoặc elip, phần ít hơn có dạng hình elip kéo dài Ở điều kiện thích hợp, chúng có thể sinh sản bằng bào tử Khả năng sinh sản của nấm men và hoạt lực enzyme của nấm men phụ thuộc nhiều ở điều kiện nhiệt độ Thực nghiệm đã chứng minh rằng: Ngay sau khi cấy nấm men của loài

Sac.elipposoideus trong môi trường nước quả tự nhiên ta nhận thấy sự hình thành

bào tử trong môi trường của dịch đường từ malt (bổ sung gelatin)

Việc bảo quản nấm men trong phòng thí nghiệm dẫn đến mất dần khả năng hình thành bào tử của chúng Những nấm men như vậy sẽ phục hồi khả năng tạo bào tử nếu ta đặt những tế bào trẻ trong môi trường dịch đường thích hợp Khả năng tạo bào tử của loài này phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu là 250 C,

tmax =31,50C và tmin = 7,50C với thời gian tương ứng là 21 – 36 giờ và 11 ngày

Sự phân bố của giống nấm men rượu này rất rộng rãi trong tự nhiên Ta thường gặp chúng trên các loại trái cây chín, đặc biệt là trên những chùm nho chín

Sau khi chà xát và ép nước nho trong môi trường này, số nấm men Sac.Elipsoideus

có mặt không nhiều so với những vi sinh vật dại khác (như nấm mốc, nấm men dại,

vi khuẩn dại) Tuy vậy khi đã xảy ra quá trình lên men vang tự nhiên trong nước quả thì nấm men loại này sẽ vượt nhanh hơn so với những vi sinh vật dại khác, nhất là ở giai đoạn kết thúc quá trình lên men Như vậy không có nghĩa là trong sản xuất ta chỉ dùng một phương pháp lên men tự nhiên Khả năng này của nhóm nấm men lên men vang nói lên rằng chúng có thể thích nghi với điều kiện sản xuất vang Trong điều kiện như vậy, chúng có khả năng chủ động tốt với những sản phẩm trao đổi chất của những vi sinh vật dại kể cả những sản phẩm hoạt động sống của bản thân chúng

Đặc biệt nấm men vang có khả năng chịu đựng với ethanol Ethanol là sản phẩm do hoạt động của bản thân nấm men tạo ra Đối với vi sinh vật dại trong vang thì chỉ có một loài vi khuẩn lactic tồn tại và phát triển trong điều kiện 20%V ethanol Đây là nguyên nhân gây hư hỏng một số loại vang dùng sau bữa ăn Phần lớn các vi sinh vật dại khác không chịu dược ethanol trong quá trình lên men, số lượng nấm men vang vượt xa những vi sinh vật dại Ngoài ra CO2 hình thành cũng gây ức chế lên vi sinh vật dại mạnh hơn so với nấm men vang

Môi trường tự nhiên mà nấm men vang thích nghi là loại nước trái cây, trong thành phần nước trái cây không có maltose Tuy vậy như đã nói, nấm men vang

vẫn có khả năng lên men đường maltose Khả năng đặc biệt này của nấm men vang

được phát hiện quá muộn vì vật chúng rất ít được sử dụng trong các loại sản phẩm

có ethanol từ tinh bột

1.2.3 Nước

Hàm lượng chất khô trong môi trường trước lúc lên men thường vào khoảng 20% (theo trọng lượng) Như vậy trong rượu, nước chiếm một tỷ lệ khá lớn (khoảng 80%) và điều này cũng chứng tỏ nước là một trong những nguyên liệu sản xuất rượu

+Thêm đường Saccharose là nguyên liệu thường được sử dụng để bổ sung vào môi trường lên men nhằm điều chỉnh độ đường đạt hàm lượng cần thiết cho quá trình lên men xuất

+ Trộn các loại nước ép quả với nhau để điều chỉnh độ axit

+ Điều chế thành siro quả

Yêu cầu của đường bổ sung vào là đạt các chỉ tiêu về chất lượng: Tiêu chuẩn cảm quan, tiêu chuẩn hóa lý và tiêu chuẩn vi sinh

1.2.5 Các chất phụ gia

+ SO2 hoặc NaHSO3: Thường được bổ sung trước khi lên men với liều lượng 150-200mg/l trong 24-48h, khi lên men cần phải loại bỏ lượng sunfit thừa này ra khỏi nước quả Mục đích là để ức chế, tiêu diệt các vi khuẩn có hại, cố định màu, hạn chế sự lên men chua

+ Bentonit và đất sét trắng là các chất trợ lắng, giúp cho quá trình lắng trong sản phẩm được tốt hơn

+ Enzyme Pectinase, pectase (sinh tổng hợp từ Asp niger) : tỉ lệ 0,3-1%

trọng lượng quả ở nhiệt độ 42-45 độ C trong 3-4 h Được bổ sung vào nhằm mục đích làm trong và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm

+ Các loại muối: Thường dùng muối sắt và muối của một số kim loại nặng khác tạo nên kết tủa kéo theo cả keo protein làm cho rượu trong, làm tăng hương vị rượu, tăng giá trị dinh dưỡng có nhiều muối hết sức cần thiết cho cơ thể sống với một lượng rất nhỏ

K4 Fe(CN)6 + 4Fecl3 = Fe4[Fe(CN6)] 3+ 12KCl

K4 Fe(CN)6 + Fecl2 = K2[Fe.Fe(CN)6] + 2KCl

+ Tanin: Gồm tanin ngưng tụ và tanin thủy phân Tanin giữ vai trò quan trọng trong việc tạo màu sắc và tham gia trực tiếp vào quá trình keo tụ để làm trong rượu Chỉ đối với một số loại rượu có hàm lượng tanin thấp khi làm trong thì ngươi

ta phải bổ sung tanin( tanin hóa) cho nó sau đó sẽ tiến hành làm trong dễ dàng hơn bởi các chất keo

+ Gelatin: Được dùng phổ biến và cho kết quả tốt nhất Gelatin thực phẩm được sản xuất từ da, sừng móng của gia súc (trâu, bò, lợn, dê, cừu, ngựa) Dùng gelatin để khử tanin và màu sắc Lượng dùng phải tiến hành thí nghiệm trước ở nhiệt độ bình thường của rượu Các phụ gia làm trong khác cũng tiến hành làm như vậy

+ Albumin (lòng trắng trứng): Kết hợp với tannin tạo tanat không tan, tạo bọt sa lắng nhanh

+ Cazein: Là protein chủ yếu của sữa, không tan trong nước và axit, tan tốt trong dung dịch KOH 1% Để làm trong cần khuấy trộn mạnh

+ Các chất nitơ: Bao gồm protein, axit amin, glycozit Đây là nguồn chất dinh dưỡng cho nấm men và khả năng tự làm trong của rượu

+ Chất thơm: Quyết định phần lớn mùi của rượu sau khi lên men

Chương 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BRANDY – COGNAC

Quy trình công nghệ sản xuất rượu Cognac từ nguyên liệu trái nho trắng, đặc thù công nghệ thể hiện qua 3 bước:

- Từ trái Nho qua lên men thu được vang nguyên liệu thường vang nguyên liệu có chữ rượu từ 8-12%V Sau đó qua khâu chưng cất đơn giản để ta có rượu Cognac thô với chữ rượu 27-35%

- Từ rượu Cognac thô ta tiến hành chưng cất phân đoạn để thu được cồn Cognac có chữ rượu 55-70% V rồi ủ trong các thùng gỗ sồi từ 3 năm trở lên

- Từ các loại cồn Cognac đã ủ chín trong các thùng gỗ sồi ta tiến hành phối chế và bổ sung một số phụ gia để định hình cho sản phẩm

Bảng 1.1: Phân loại rượu cognac theo thời gian.[1]

Chất khô tan: 0,7 ÷ 3% Chất khô tan: 1,5%

2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất rượu Cognac.[1]

Nước mền Cồn cognac 20-25%V

sirô cồn cognac 30-35%V Nghiên- tách nước

Lắng trong- Xử lý Len men vang Vang nguyên liệu 8-12%V

Chưng cất đơn giản Rượu Cognac thô

27-35%V Chưng cất phân đoạn

Sản phẩm trung gian (cồn cognac I: 62-70%V)

Sản phẩm đỉnh Sản phẩm đáy Chưng cất phân đoạn Sản phẩm trung gian (cồn cognac II: 55-60%V)

Ủ trong thùng gỗ sồi

>= 3 – 4 năm

Ủ trong thùng gỗ sồi

>= 5 – 10 năm Phối chế Tàng trữ - làm trong ( 6 tháng ) Làm lạnh – loc ( -10 ÷ -15 0 C )

Chiết rót sản phẩm rượu cognac

Hảo hạng Thứ hạng

Bã nho Cặn Cặn men sữa Nước thơm

Bã SO2

Men giống Sản phẩm đỉnh

Sản phẩm đáy

30-50% V của rượu cognac thô 20-50% Sản phẩm đỉnh +đáy

chất màu

dung dịch rượu-nước hoặc nước thơm

Casein, gelatin, tanin…

Các muối của acid tartric

Pectin, protein K4[Fe(CN)6] muối sắt

Nho chín

2.2 Thuyết minh quy trình.[1]

2.1.1 Nguyên liệu

Trong nho chín chứa nhiều vitamin C, B6, Tanin Nên có tác dụng chữa bệnh, tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống sự mệt mỏi, đau nhức…Nhóm nho trắng được sử dụng phổ biến Người ta có thể dùng nho chín để sản xuất rượu vang khô, tận thu nước thứ hai để sản xuất vang nguyên liệu; cũng có thể tuỳ theo chất lượng kĩ thuật của nho chín, người ta cho lên men trực tiếp để được vang nguyên liệu

2.2.2 Nghiền- tách nước

Nho sau khi được tiếp nhận và kiểm tra mẫu, cần được nhanh chóng đưa sang máy xé, dập để tránh kéo dài thời gian lưu giữ ở nơi tiếp nhận có thể dẫn tới hiện tượng lên men tự phát, nhất là vào những ngày trời nắng có nhiệt độ môi trường trên 300C Với trái nho trắng, cần chọn giải pháp nghiền, xé, ép để thu được nhiều dịch nho nhất sao cho phần cuống, hột và vỏ trái nho ít bị dập nát nhất để hạn chế việc gia tăng chất chát trong dịch nước nho vì điều này sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm Sau khi xé dập, ép phần bã nho được xử lí, ép tận thu nước thứ hai trong trường hợp nước thứ nhất được dùng để sản xuất vang khô Với nho đỏ hoặc hỗn hợp giữa nho trắng và nho đỏ thì không cần tách bã hoặc chỉ cần tách bã một phần

Hình 2.1: Xử lý nguyên liệu

2.2.3 Lắng trong-xử lí

Với trái nho trắng, bắt buộc phải có bước này để loại bỏ những cặn pectin cùng những phần tử nhỏ của cuống, hột và vỏ đi theo dịch nho Kết hợp với việc sulfit hoá (xông SO2) để loại bỏ phần lớn vi sinh vật dại trong dịch nho, trong đó chủ yếu là nấm mốc, vi khuẩn và một số nấm men sẽ thải ra ngoài theo cặn để ngăn chặn sự lên men tự phát đồng thời nước nho được làm trong Việc xử lí nước nho với SO2 thường được kéo dài từ 12 ÷ 24 giờ và phải tiến hành ngay sau khi tách nước nho ra khỏi bã Thường ta dùng từ 15 ÷ 29g SO2 cho 100 lít nước nho

SO2 có thể nạp dưới dạng lỏng nguyên chất hoặc dưới dạng dung dịch của các muối sulfit Khi ta tiến hành sulfit hoá nước nho, trong vòng 12÷24giờ những phần

tử cặn sẽ từ từ lắng xuống đáy bồn, phần dịch nho trong sẽ ở bên trên lớp cặn Phần cặn cũng chia làm hai lớp:

- Lớp cặn nhẹ nằm trên gồm chủ yếu là các hợp chất của pectin

- Lớp cặn nặng nằm dưới gồm cuống dập, vỏ quả nho và hột nho

Dịch nho sau khi đã tách cặn được tách cặn được tiến hành lên men vang Với trái nho đỏ hoặc hỗn hợp giữa nho đỏ và nho trắng thì chủ yếu là sulfit hoá (xông SO2) ức chế vi sinh vật dại trước khi lên men.

2.2.4 Lên men vang

Quá trình lên men trải qua ba giai đoạn: lên men sơ bộ, lên men chính và lên men cuối

Sau khi đã xử lí cặn dịch nước nho, cần bơm nhẹ nhàng phần dịch trong sang các bồn lên men (tránh làm xáo trộn lớp cặn nằm dưới đáy bồn) Song với việc bơm dịch nho sang bồn lên men, cần nạp vào bồn lên men ngay một lượng tanin tinh khiết được hòa tan trước với nước nóng hoặc nước nho nóng, với liều lượng 10g tanin cho 100 lít nước dịch nho Tanin có tác dụng kết tủa những thành phần protein có trong nước nho, giúp cho sự tự trong của rượu vang trong tương lai

dễ dàng và hiệu quả hơn Ngoài ra tanin đóng vai trò ngăn chặn một loại bệnh thường gặp ở rượu vang với tên gọi là “bệnh nghèo tanin”, thể hiện qua hiện tượng đục của sản phẩm Khi đã hoàn tất việc bơm dịch nho trong và tanin hoá dịch nho

ở bồn lên men, ta tiếp men giống thuần chủng Men giống được dùng ở đây là

S.ellipsoideus Tuỳ theo chất lượng men giống, ta chọn trong khoảng tỷ lệ 1 ÷ 3%

so với thể tích dịch nước nho cần lên men Quá trình lên men nho có thể tiến hành trong các bồn gỗ, bê tông cốt thép, hoặc thù kim loại với nhiều kích thước, hình dạng khác nhau Quá trình lên men tốt nhất nên thực hiện ở nhiệt độ 20 ÷ 25 0C, xảy ra theo hai giai đoạn: Lên men chính kéo dài từ 6÷10 ngày Khi CO2 thoát ra giảm nhiều, tiến hành hạ thấp nhiệt độ xuống từ 15÷200C để lên men phụ từ 2 ÷ 6 tuần (tuỳ thuộc dung tích bồn lên men nhỏ hay lớn), ở thời ḱ lên men phụ, lượng đường sót tiếp tục được chuyển hoá thành CO2 và C2H5OH dù rất yếu và chậm chạp Giai đoạn này được kết thúc bằng việc tách phần cặn men sữa để xử lí và tái

sử dụng

Việc kéo dài thời gian lên men phụ của vang nho không phải bao giờ cũng cho kết quả tốt hơn, ngược lại đôi khi lượng đường sót lại sẽ là nguồn thức ăn tốt cho vi sinh vật gây hại Đây chính là nguyên nhân dẫn tới một số bệnh thường gặp

ở rượu Một sản phẩm vang được coi là đã lên men hoàn toàn nếu hàm lượng đường sót lại ít hơn 1 ÷ 2g/l