báo cáo lên men rượu vang

Nhưng ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công, lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí dẫn đến

Công nghệ lên men vi sinh vật

Đề tài:

Đặt vấn đề Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là một thức

uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương

vị thơm ngon và có lợi cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ Trên thế giới, nhất là ở các nước Châu

Âu, rượu vang đã có từ lâu đời và được dùng rất phổ biến Nhưng ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công, lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí dẫn đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chưa cao.

Vì thế nhóm chúng tôi chọn đề tài này

để tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu vang và làm sao để tạo được sản phẩm vang có chất lượng

Tổng quan

Lịch sử rượu vang Phân loại rượu vang Văn hóa rượu vang

Lịch sử rượu vang

Lịch sử cây nho:

Cây nho thuộc họ Vitis và có thể xem là cây lâu đời, vì người

ta tìm thấy cây nho ở nhiều vùng trên thế giới, trước cả khi vết tích của người cổ đại Phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng cây nho

có nguồn gốc từ Tiểu Á

Truyền thuyết về rượu vang:

Một ông vua xứ Ba Tư đã để quên chùm nho trong một vại sành, trên nắp có đề chử “độc dược’ Một bà vợ kế của vua, vì bị ruồng bỏ, đã quyết định tự sát bà tìm thấy vại sành, lầm tưởng đó

là độc dược và lấy nước nho ra uống Vậy là rượu vang ra đời từ đó.

Sự phát triển của rượu vang:

Khoảng 2000 năm trước Công Nguyên rượu vang đã có ở Ai Cập Sau đó người Ai Cập dạy cho người Hy Lạp cách trồng nho

và làm rượu Rồi người HyLạp lại truyền nghề cho người La Mã Đến thế kỷ thứ 6 trước công nguyên ,cây nho xuất hiên ở vùng địa Trung Hải thuộc Pháp bây giờ Và chính nhưng người Pháp đã tìm

ra việc nuôi rượu vang trong thùng gỗ Làm diện tích trồng nho tăng lên rất nhanh.

Phân loại rượu vang

* Phân loại theo màu

* Phân loại theo độ ngọt

* Phân loại theo nơi sản xuất

* Phân loại theo quá trình lên men

Văn hóa rượu vang

Cách thử nếm rượu vang:

Rượu vang sinh ra không phải để uống theo kiểu “nốc rượu” mà phải tận hưởng thật từ từ để cảm nhận bằng hết màu sắc, mùi vị, hương thơm và cả độ đắm của

nó Và để thưởng thức và cảm nhận giá trị của một ly rượu vang, hãy tuân thủ 5 S sau:

Rượu vang và sức khỏe: resveratrol,

một loại polyphenol trong rượu

vang (nho) có thể tăng khả năng

sống và sức khỏe cho cơ thể

Với đặc tính khử độc, resveratrol có

khả năng bảo vệ tim mạch, chống

ung thư và cũng như bảo vệ chức

năng gan

Resveratrol có thể làm tăng tuổi thọ

ở nhiều loài sinh vật khác nhau với

cơ chế giống như tác dụng của việc

ăn kiêng

Resveratrol còn có khả năng giảm

thiểu được các bệnh liên quan đến

Phương pháp và nguyên liệu

1 Nguyên liệu

2 Khái quát về quá trình lên men rượu

3 Cơ chế của quá trinh lên men rượu vang

4 Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự

nhiên

5 Một số loài nấm men thường gặp trong sản

xuất rượu vang

6 Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần chủng

7 Các yếu tố ảnh hưởng tới nấm men trong lên

men rượu vang

8 Phương pháp thí nghiệm

Nguyên liệu

1.1 Nho

Trong sản xuất rượu vang, nho là một nguyên liệu truyền thống rất được ưa thích và có giá trị dinh dưỡng cao Nho được trồng nhiều ở các nước Châu Âu nhất là ở Pháp và Mĩ Ở nước ta nho cũng đã được trồng ở một số tỉnh miền Trung và đang phát triển nghề trồng nho với đầy triển vọng phía trước.

Trên quả nho có rất nhiều loại nấm men có mặt một cách tự nhiên là nhân tố chính tham gia vào quá trình sản xuất rượu vang nho lên men tự nhiên truyền thống.

Quả nho ép được 85 – 95% dịch quả Nước nho lên men tạo ra một loại rượu vang có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị đặc trưng, thơm ngon và màu sắc rất đẹp.

Nho có thành phần hóa học trung bình như sau:

Các hợp chất thơm và một số hợp chất khác.

Nho là loại quả lí tưởng nhất để lên men chế biến rượu vang 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 Nấm men

Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo

và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi Đặc biệt chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả Ngoài ra thấy chúng có mặt trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và cả nơi sản xuất rượu vang

định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy.

Kích thước tế bào nấm men

* Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5 – 10 lần tế bào

vi khuẩn.

* Kích thước trung bình

Chiều dài : 9 – 10µm Chiều rộng : 2 – 7µm

* Kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở các lứa tuổi khác nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau.

* Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.

* Nhân tế bào

* Những thành phần – cơ quan con khác: không bào, ty lạp thể, riboxom

1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men

Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ bản như sau:

Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong

đó chủ yếu là: glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin,…

Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein, phospholipit enzyme permeaza…

N= nhân; M= ty thể; Va= không bào; ER= mạng lưới nội chất; Ves= bào nang

1.2.3.Sự sinh sản của nấm men

Nấm men có một số hình thức sinh sản sau:

- Sinh sản bằng cách nảy chồi

- Sinh sản bằng cách phân đôi

- Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử

+ Tiếp hợp đẳng giao+ Tiếp hợp dị giao+ Sinh sản đơn tính

1.2.5 Các quá trình sinh lí của tế

bào nấm men

* Sinh dưỡng của nấm men

Cấu tạo của tế bào nấm men thay

đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi

và môi trường sống, nhưng nhìn

CaO Nitro Hydro

P 2O5

K2O

SO3MgO

Fe2O3SiO

49,8 12,4 6,7 3,54 2,34 0,04 0,42 0,38 0,035 0,09

( Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 1996 )

Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ,

phospho, kali, magiê,…

- Dinh dưỡng Cacbon

Nguồn Cacbon cung cấp là các loại đường khác nhau: saccarose, maltose, lactose, glucose…

Hô hấp hiếu khí:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 674 cal

Hô hấp kị khí

C 6 H 12 O 6 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2 + 33 cal

- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch.

- Dinh dưỡng Nitơ:

Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ Dạng hữu

cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat…

- Các vitamin và chất khoáng:

Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men

+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo

ra liên kết có năng lượng lớn.

+ Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme.

+ Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.

+ Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác.

+ Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic.

+ Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê

* Quá trình sinh trưởng và phát triển

Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như:

+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay gián tiếp trên mặt thạch.

+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị chuẩn của mật độ tế bào…

Khái quát về quá trình lên men rượu

Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính là lên men yếm khí và lên men hiếu khí

Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và

CO2

Quá trình lên men rượu chia làm hai thời kỳ chính:

- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy, tế bào nấm men phát triển sinh khối

- Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành rượu và CO2

Cơ chế của quá trình lên men

Glucose

Hexokinaza Glucose – 6 – phosphat

Photphoglucoza isomeraza

Fructose – 6 – phosphat PhosphoFructokinaza Fructose – 1,6 – diphosphat

Aldolaza Triophosphat izomeraza Glyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydro aceton phosphat

Enoiaza Acid phosphoenolpyruvic

Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men

Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên

Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men

Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau 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 = 2,7 – 3,8) là điều kiện không thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển

Trong các loài nấm men cũng cạnh tranh nhau chỉ có các loài

có khả năng đồng hóa đường nhanh tạo độ cồn cao mới dần dần chiếm ưu thế ở giai đoạn lên men chính và lên men phụ

Một số loài nấm men thường gặp trong

sản xuất rượu vang

Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần chủng

Các loài nấm men thuần khiết dùng nhiều trong sản xuất rượu vang

thuộc giống Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis.

Các chủng nấm men thuần khiết này, có sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng, khoảng nhiệt độ thích hợp để lên men, khả năng tạo cồn và chịu cồn, khả năng chịu được pH thấp cũng như khả năng kết lắng (tạo thành dạng bông hoặc dạng bụi).

Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang là:

+ Có hoạt lực lên men cao đối với nước quả

+ Sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn

+ Kết lắng tốt

+ Làm trong dịch rượu nhanh

+ Chịu được độ rượu cao và độ acid của môi trường cũng như các chất sát trùng

+ Tạo cho rượu hương vị thơm ngon tinh khiết

Các yếu tố ảnh hưởng tới nấm men trong lên

men rượu vang

Oxy Nguồn Nitơ Hàm lượng đường

pH của môi trường Nhiệt độ

Nhân giống Giữ giống

Giống nấm men cần khảo sát s.spp (giống tự nhiên)

Nho

Xử lí (rửa, ép, thanh trùng…)

Phối chế (pH ở các chỉ tiêu khảo

sát)

Dịch lên men

Dịch 1 Dịch 2

Lên men Lên men

Khảo sát tốc độ phát triển Khảo sát tốc độ phát triển

Giống nấm men

Sacchromyces.Cerevisia

Sơ đồ thí nghiệm

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy nấm men

Nguyên tắc của việc chế tạo môi trường:

Dựa trên cơ sở nhu cầu về các chất dinh dưỡng và khả năng đồng hóa các chất dinh dưỡng của từng loại vi sinh vật Để so sánh đặc tính và tốc độ phát triển của chúng thì các giống phải được nuôi tăng sinh trong cùng điều kiện để có tính chất sinh

lý giống nhau

Để đảm bảo sự cân bằng về áp suất thẩm thấu giữa môi trường

và tế bào vi sinh vật nên cần điều chỉnh tỉ lệ và nồng độ các chất trong thành phần môi trường

Đảm bảo các điều kiện lý hóa cần thiết cho các hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật

Bình tam giác

Nấu cách thủy

Khử trùng (121 0 C, 15 phút

Nước cất Bột môi trường

Bảo quản và kiểm tra môi

Môi trường sử dụng nuôi cấy nấm men là môi trường Sabouraud,

có công thức chế tạo như sau:

 Phân lập nấm men là quá trình tách riêng các chủng nấm men từ quần thể ban đầu và đưa về dạng thuần khiết Nấm men ở dạng thuần khiết là giống nấm men được tạo ra từ một tế bào ban đầu.

Tạo khuẩn lạc trên đĩa

Petri

Tách ròng và nuôi cấy vào ống nghiệm

Thanh trùng bằng NaHSO3 (122mg/l)

Nhân giống trong

Xử lí

Sơ đồ quá trình phân lập nấm men

Khảo sát tốc độ lên men của giống nấm men đã được phân lập

giống Saccharomyces sp và giống Saccharomyces.cerevisiaee từ

Phân tích

(2% giống) nấm men

Cách bảo quản rượu vang

Từng chủng loại rượu vang được bảo quản ở một nhiệt độ lý tưởng khác nhau

Nhiệt độ lý tưởng để bảo quản rượu

- Vang đỏ: 15-20o C

- Vang trắng, hồng: 10-12o C

- Champagne, sủi tăm: 5-10o C

Những điều tuyệt đối tránh

- Không được ướp quá lạnh chai rượu vang

- Không được để rượu quá lâu trong tủ lạnh

- Không được sử dụng ngăn làm đá để làm lạnh rượu

- Không được cho đá vào rượu vang

- Không được để ánh nắng trực tiếp chiếu thẳng vào chai rượu

1- Hỗn hợp điều chỉnh môi trường; 2, 6, 21– Bơm; 3- Cột đưu lưu lượng vào; 4, 8– Thùng trữ; 5- Chứa môi trường để chuẩn bị lên men; 7- Cột quan sát giống vi sinh vật; 9- Thiết bị truyền nhiệt, làm nguội môi trường; 10- Thùng lên men chính; 11- Thùng lên men trung gian; 12, 18, 19,23- Thiết bị lọc không khí; 13- Định lượng chất phá bọt; 14- Thanh trùng dầu phá bọt; 15- Thùng chứa dầu phá bọt; 16- Bộ góp không khí; 17- Làm lạnh không khí; 20- Thùng chứa trung gian của giống trung gian; 22- Bộ lọc không khí; 24- Máy lọc không khí có thể quan sát được

Chú thích hình vẽ:

Cấu tạo nồi lên men VSV

Nồi lên men PTN ( 10L )