Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến chất lượng của rượu vang trong quá trình lên men rượu vang từ quả xoài

Vì vậy với mong muốn đưa ra một quy trình hoàn thiện về quá trình lên men đểtạo ra một sản phẩm rượu vang xoài có hượng vị, chất lượng, giá trị cao, đồng thời vớimong muốn nâng cao giá t

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

Ban các Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Các thầy cô giáo trongkhoa Chế biến đã truyền đạt cho em những kiến thức c ơ bản về chuyên ngành Côngnghệ Thực phẩm để em có thể thực hiện đề t ài này

Em xin cảm ơn quý thầy cô giáo, các cán bộ ph òng thí nghiệm khoa Chế biến đãtạo điều kiện cho em thực hiện tốt đề t ài

Đặc biệt em xin cảm ơn ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ và sự chỉ bảo tận tình củathầy Nguyễn Đại Hùng đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian l àm đồ án

Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ, cho emnhiều ý kiến hay trong quá tr ình thực hiện đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 7 năm 2011Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Sương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men … 3

1.1.1 Các quá trình lên men 3

1.1.2 Điều kiện lên men 5

1.2 Tổng quan về nấm men: 8

1.2.1 Đặc điểm của nấm men 8

1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men 9

1.2.3 Thành phần hóa học của tế bào nấm men 11

1.2.4 Dinh dưỡng nấm men 13

1.2.5 Sinh trưởng của nấm men 13

1.3 Giới thiệu về quá trình lên men rượu 15

1.3.1 Đại cương về lên men rượu 15

1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men rượu 16

1.4 Tổng quan về rượu vang 20

1.4.1 Giới thiệu sơ lược về rượu vang, lịch sử của rượu vang 20

1.4.2 Phân loại rượu vang 20

1.4.3 Tình hình sản xuất rượu vang: 20

1.4.4 Thành phần hóa học của rượu vang: 21

1.4.5 Nguyên liệu chế rượu vang quả 25

1.4.6 Một số biện phấp nâng cao chất l ượng 26

1.4.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 29

1.4.8 Vi sinh vật dùng trong chế biến rượu vang 32

1.4.9 Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang: 35

1.4.10 Quy trình sản xuất rượu vang từ nước trái cây 36

1.4.11 Chỉ tiêu chất lượng rượu vang 38

1.5 Tổng Quan Về Nguyên Liệu Xoài 39

1.5.1 Tình hình phát triển cây xoài ở Việt Nam 40

1.5.2 Tình hình trồng xoài ở Khánh Hòa: 40

1.5.3 Thành phần hóa học của trái xo ài 43

1.5.4 Đặc tính y dược của quả xoài 44

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU 45

2.1 Đối tượng nghiên cứu: 45

2.1.1 Nguyên liệu xoài: 45

2.1.2 Nấm men: 45

2.1.3: Đường 46

2.1.4 Axit citric 46

2.1.5 Enzyme pectinaza: 46

2.1.6 Dụng cụ và thiết bị dùng trong quá trình nghiên cứu 47

2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xoài khảo sát: 48

2.3 Các thông số chính cần nghiên cứu: 49

2.4 Phương pháp nghiên cứu: 50

2.4.1 Xác định độ rượu của dịch lên men: 50

2.4.2 Xác định độ axit toàn phần: 51

2.4.3 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand 52

2.4.4 Phương pháp xác định độ pH 54

2.4.5 Phương pháp xác đ ịnh độ khô hòa tan bằng khúc xạ kế 54

2.4.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm: 55

2.4.7 Phương pháp xác đ ịnh số lượng nấm men trong quá trình tăng sinh ……57

2.5 Phương pháp thí nghi ệm : 58

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 72

3.1 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme pectinase cần bổ sung 72

3.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ n ước pha loãng dịch cốt xoài: 74

3.3 kết quả xác định thời gian nhân giống nấm men 76

3.4 Kết quả khảo sát tỉ lệ n ước cái men bổ sung vào dịch lên men 78

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu ………82

3.6 Kết quả khảo sát sự ảnh h ưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men 86

3.7 Khảo sát thời gian lên men chính 90

3.8 Khảo sát hàm lượng NaHSO3 sử dụng 93

3.9 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 96

3.10 Hình sản phẩm 97

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Giá trị trung bình các axitamin nằm trong thành phần protein ở nấm men

Saccharomyces 9

Bảng 1.2 Thành phần chính của rượu vang 22

Bảng 1.3:Thành phần những quả có thể chế rượu vang 25

Bảng 1.4: Chỉ tiêu hóa học của rượu vang 37

Bảng 1.5: Giới hạn hàm lượng kim loại nặng của r ượu vang 37

Bảng 1.6 Chỉ tiêu vi sinh vật của rượu vang 39

Bảng 1.7: Hiện trạng diện tích trồng xo ài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 41

Bảng 1.7: Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 41

Bảng 1.8: Một số đặc điểm chính của các giống xo ài Cam Ranh 42

Bảng 1.9: Thành phần chất dinh dưỡng có trong 100g quả 43

Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan chỉ ti êu vị của rượu vang 55

Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan chỉ ti êu mùi của rượu vang 55

Bảng 2.3: Bảng điểm cảm q uan chỉ tiêu màu sắc và độ trong của rượu vang 55

Bảng 2.4: Phân cấp chất lượng rượu vang theo TCVN 3215 -79 56

Bảng 3.1: Đặc điểm cảm quan của các mẫu T N xác định tỷ lệ enzyme bổ sung 72

Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định tỷ lệ enzyme bổ sung 72

Bảng 3.3 Chất lượng cảm quan các mẫu sau l ên men 75

Bảng 3.4: Bảng số lượng nấm men trong quá tr ình nhân giống 77

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát tỷ lệ nước cái men 79

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát hàm lượng đường 82

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát pH lên men 86

Bảng 3.8: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định thời điểm kết thúc l ên men 90

Bảng 3.9: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định hàm lượng NaHSO3 sử dụng 94

Bảng 3.10: Bảng điểm cảm quan sản phẩm 96

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men 15

Hình 1.2 Sơ đồ lên men ethanol 18

Hình 1.3 Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men 19

Hình 1.4 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang từ nước ép trái cây ……… …37

Hình 2.1: Hình ảnh quả xoài 45

Hình 2.2: Hình ảnh nấm men 45

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xoài 48

Hình 2.4: Hình ảnh buồng đếm 57

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định enzyme pectinase bổ sung 59

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ nước bổ sung khi ép dịch xo ài 61

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát l ượng đường thích hợp cho lên men……… 63

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH thích hợp cho lên men……… 65

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ l ệ nước cái men bổ sung……….67

Hình 2.10: Sơ đồ bố thí nghiệm khảo sát thời gian l ên men 69

Hình 2.11: Sơ đồ bố trí thí nghệm khảo sát l ượng NaHSO3 71

Hình 3.1: Hiệu suất thu hồi dịch ép phụ thuộc v ào tỷ lệ enzyme 73

Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng đường khử ttrong các mẫu thí nghiệm có tỷ lệ enzyme bổ sung khác nhau 74

Hình 3.3: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ nước pha loãng khác nhau 75

Hình 3.4: Sự thay đổi số lượng tế bào nấm men theo thời gian 77

Hình 3.5: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men khác nhau 80 Hình 3.6: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men khác nhau80

Hình 3.7: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có tỷ lệ cái menkhác nhau 81Hình 3.8: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượng đường

bổ sung khác nhau 83Hình 3.9: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượngđườngbổ sungkhác nhau 83Hình 3.10: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có hàm lượngđường khác nhau 84Hình 3.11: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có pH khác

nhau……… 87Hình 3.12: Sự thay đổi độ cồn của các mẫ u lên men dịch xoài có pH khác nhau……….87Hình 3.13: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khácnhau 88Hình 3.14: Sự thay đổi lượng độ axit còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khácnhau 88Hình 3.15: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có thời gian khácnhau 91Hình 3.16: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có thờigian khác nhau 91Hình 3.17: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khácnhau 92Hình 3.18: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO3 khácnhau 94Hình 3.19: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO3 khác nhau…95Hình 3.20:Hình sản phẩm rượi vang Xoài 97

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của kinh tế v à những tiến bộ của khoa học kỹthuật, ngành công nghệ thực phẩm ở nước ta không ngừng thay đổi nhằm đa dạng hóasản phẩm, nâng cao chất l ượng để có thể đáp ứng nhu cầu ng ày càng cao của ngườitiêu dùng

Cùng với sự phát triển của thế giới, sự giao lưu kinh tế các quốc gia , nền kinh

tế các nước nói chung, Việt Nam nói riêng, đang dần dần phát triển Cuộc sống ngàycàng được cải thiện, thị trường ngày càng được mở rộng, hàng hoá đa dạng hơn vềchủng loại, chất lượng, hình thức… Cuộc sống ngày càng được thay đổi Con ngườikhông chỉ dừng lại ở nhu cầu ăn no, mặc ấm mà ngày càng tiến lên nhu cầu ăn ngon,mặc đẹp Đặc biệt là các sản phẩm có nguồn gốc tự nhi ên rất được chú ý và ưa chuộng

vì chúng ít độc hại,an toàn và bổ dưỡng

Nắm bắt được nhu cầu này các nhà sản xuất đã không ngừng tìm kiếm nguyênliệu, nghiên cứu quy trình, đổi mới công nghệ để có thể tạo ra các sản phẩm đảm bảoding dưỡng, vệ sinh và an toàn thực phẩm

Trong dòng sản phẩm từ tự nhiên thì rượu trái cây là dòng sản phẩm có nhiềutiềm năng Ngày nay rượu trái cây được biết đến nhiều nhất l à rượu nho với nhiều loạisản phẩm và công dụng bổ dưỡng Tuy nhiên nho không phải là loại trái cây có thể lênmen tạo rượu duy nhất Nước ta là nước nhiệt đới với nhiều loại trái cây có h ương vịthơm ngon và chất lượng tốt có thể lên men tạo rượu cho chất lượng tốt Hiện nay trênthị trường Việt Nam đã có một số rượu vang từ trái cây nh ư mơ ,dứa, nho, chuối…Trong khi đó, Xoài cũng là loại quả thơm ngon, thành phần hóa học chứa nhiều đ ường,protein, vitamin, khoáng ,acid h ữu cơ …không chứa nhiều tanin Hơn nữa xoài đượctrồng phổ biến, bên cạnh các giống xoài cho giá trị kinh tế cao như xoài Cát Hòa Lộc,xoài Thái, xoài Tượng…thì số lượng xoài có giá trị kinh tế thấp như xoài Mủ, xoàiMin… vẫn còn trồng nhiều ở nước ta

Vì vậy với mong muốn đưa ra một quy trình hoàn thiện về quá trình lên men đểtạo ra một sản phẩm rượu vang xoài có hượng vị, chất lượng, giá trị cao, đồng thời vớimong muốn nâng cao giá trị sử dụng của các giống xo ài có gía trị kinh tế thấp , cảithiện đời sống cho bà con nông dân vùng tr ồng xoài Được sự đồng ý của Nhà trường,khoa chế biến và được sự hướng dẫn trực tiếp của thấy giáo Nguyễn Đại H ùng em đã

tiến hành thực hiện đề tài “ Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến quá trình lên men rượu vang Xoài” tại phòng thí nghiệm của trường”.

Để thực hiện đề tài này cần nghiên cứu các nội dung sau:

- Khảo sát lượng enzym pectinase bổ sung thích hợp để ép dịch xo ài

- Khảo sát lượng nước pha loãng

- Khảo sát lượng đường bổ sung thích hợp

- Khảo sát pH thích hợp

- Khảo sát lượng cái men thích hợp

- Khảo sát thời gian lên men thích hợp

- Khảo sát hàm lượng NaHSO3

Qua ba tháng thực hiện đề tài đến nay đã hoàn thành Vì thời gian ngắn, điều kiệnnghiên cứu cũng như kiến thức còn hạn chế nên nội dung của đề tài chắc chắn khôngtránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để nội dungcủa đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1: TỔNG QUAN1.1 Cơ sở lý thuyết của quá tr ình lên men: [1], [2]

1.1.1 Các qúa trình lên men:

Lên men theo nghĩa hẹp là thuật ngữ để chỉ các quá tr ình phân giải các chất để thunăng lượng, trong đó hydro được tách ra từ một cơ chất ( thường là glucoseside), đượcchuyển đến chất nhận cuối c ùng là hợp chất hữu cơ Oxy phân tử không tham gia vàoquá trình lên men (sự phân giải yếm khí) Theo định nghĩa của Pasteur th ì “ sự lên men

là sự sống không có oxy phân tử” ví dụ trong lên men rượu hydro được tách ra trongquá trình phân hủy glucose kị khí được chuyển đến acetaldehyd (CH3CHO) hình thànhtrong quá trình đường phân để tạo ethanol Đối với tế bào thì ý nghĩa của sự lên men ởchỗ chúng thu được năng lượng ở dạng ATP, dự trữ cho c ơ thể sinh vật

Một chất hữu cơ có thể lên men kị khí có khả năng được oxy hóa từng phầnnhờ quá trình phân giải nội phân tử kèm theo quá trình phân gi ải năng lượng Các chất

có thể lên men được chủ yếu là glucid dạng đơn giản như monosaccharide,disaccharide… các loại acid amin (trừ acid amin có nhân thơm), các base purin,pirimidin Trong đó quan tr ọng và dễ lên men được như steroid, tecpen… các acid béo

từ 5 C trở lên chỉ trong điều kiện hiếu khí mới bị phân giải v à oxy hóa

Ở vi sinh vật trong quá tr ình tiến hóa đã hình thành nhiều kiều lên men khácnhau Dựa vào bản chất của sản phẩm chính cuối c ùng của quá trình lên men cũng nhưcác con đường trao đổi chất đặc tr ưng cho từng loại vi sinh vật m à người ta phân loạicác quá trình lên men như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do n ấm men, nấmmốc

Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng nh ư trong thực tiễn đời sống người ta

có quan điểm quá trình lên men theo nghĩa rộng hơn Quá trình lên men là quá trìnhtrao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụngcủa enzyme vi sinh vật Sự h ình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khíhoặc hiếu khí (không có oxy hoặc có oxy tham gia)

Từ khái niệm mở rộng tr ên đây, dựa vào cơ chế phản ứng người ta đã chia lênmen thành hai loại:

- Lên men kị khí( yếm khí)

- Lên men hiếu khí

Dù các quá trình lên men có khác nhau v ề hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng,sản phẩm cuối cùng và hệ vi sinh vật tham gia, hệ enzyme xúc tác… nh ưng các quátrình lên men có bản chất cơ bản giống nhau

Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá tr ình lên men là những phản ứngchuyển hydro và điện tử (H+ và e-) Các enzyme xúc tác cho quá trình này là cácenzyme oxy hóa - khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ vi sinh vật Như vậy,thực chất các quá trình lên men là các quá trình oxy hóa – khử sinh học để thu nănglượng và các hợp chất trung gian Năng l ượng này rất cần thiết cho hoạt động sống của

vi sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh sản… T ùy theo chủng vi sinh vật, môitrường, và điều kiện lên men chúng ta thu được các sản phẩm chính, phụ khác nhau

Trong quá trình oxy hóa - khử sinh học, hydro được tách khỏi cơ chất ban đầunhờ enzyme dehydrogenase, v à chuyển đến những chất tiếp nhận khác n hau Tùy theochất tiếp nhận hydro từ c ơ chất mà người ta phân biệt các dạng l ên men và hô hấp nhưsau:

Trong lên men yếm khí (lên men theo định nghĩa của Pasteur) không có sự thamgia của oxy phân tử, hydro đ ược tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chấthữu cơ chưa no Sau khi nhận hydro các chất này tạo thành các chất hữu cơ nhất định,đây chính là sản phẩm của quá trình của quá trình lên men tích tụ ttrong môi trường(ví dụ như ethanol, acid lactic…) Trong lên men rư ợu hydro được tách ra trong quátrình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehy de (CH3CHO) hình thànhtrong quá trình đường phân và tạo thành ethanol trong điều kiện thiếu oxy, chất n àyhoạt động như chất nhận oxy, chất này hoạt động như chất nhận hydro và khử thànhethanol, đồng thời tái sinh NAD từ NAD.H2

Trong hô hấp hiếu khí (lên men hiếu khí) hydro được tách ra từ cơ chất hữu cơtrải qua hàng loạt các giai đoạn trung gian, cuối c ùng kết hợp với oxy để tạo H2O Ví

dụ acid pyruvic bị oxy hóa ho àn toàn trong chu trình Krep, qua hàng lo ạt sản phẩmtrung gian, cuối cùng tạo CO2 và H2O, giải phóng năng lượng Qúa trình hô hấp hiếukhí giải phóng ra năng lượng lớn cung cấp cho quá tr ình hoạt động sống của c ơ thểsinh vật Nguyên liệu của quá trình oxy hóa (hô hấp hiếu khí ) chủ yếu là glucid, sáp,chất béo…Sản phẩm cuối c ùng này là CO2 , H2O và một số sản phẩm trung gian dooxy hóa không hoàn toàn như acid acetic, acid citric…

Các vi sinh vật sống trong điều kiện kị khí th ường có thể sống trong đi ều kiện kịkhí hoặc kị khí bắt buộc không hoàn toàn Chất nhận điện tử và hydro cuối cùng khôngphải oxy mà là nitrat hay sulfat Kiểu chuyển điện tử và H+ này giúp cho vi khuẩn oxyhóa hoàn toàn cơ chất mà không cần sự tham gia của oxy phân tử So với quá tr ình lênmen trong hô hấp kị khí vi sinh thu đ ược nhiều năng lượng hơn

Tóm lại trong thực tiễn sản xuất hiện nay, ng ười ta chỉ phân biệt hai dạng l ênmen là lên men hiếu khí và lên men yếm khí

1.1.2 Điều kiện của quá trình lên men:

- Nguyên liệu để lên men:

Một trong những thành phần chủ chốt của môi tr ường lên men là glucid Glucidkhông những là nguồn cung cấp năng lượng mà còn là nguồn cung cấp vật liệu xâydựng cần thiết để sinh tổng hợp các cấu tử cần thiết của tế bào Dạng glucid dễ lên men

là monosaccharide, đặc biệt là glucose, fructose…là dạng đường dễ lên men, ngoài ranấm men cùng lên men được disaccharide như saccharose, maltose b ởi vì nấm men cóenzyme saccharase và maltase thủy phân cá đường disaccharide trên thành đường đơn

là glucose và fructose Với polysaccharide như tinh bột nấm men không lên men được

mà phải qua khâu trung gian l à thủy phân tinh bột ra đường đơn giản, nhờ xúc tác làenzyme amylase của malt hay nấm mốc hoặc tác nhân hóa học khác [6]

Trong điều kiện sản xuất công nghiệp ng ười ta thường chú ý sử dụng nguyênliệu tự nhiên, ngoài thành phần chính là glucid cần cho lên men,còn có các thành ph ần

khác cần cho sự sinh trưởng và phát triển của tế bào vi sinh vật như: muối khoáng,vitamin, yếu tố vi lượng, acid amin, chất th ơm, chất màu Ví dụ trong công nghiệp lênmen để đạt được mục đích người ta thường dùng nguyên liệu tự nhiên như nước chiếttrái cây, nước chiết bắp, rỉ đường, malt, nước chiết thịt…Một số vi sinh vật khác có thểlên men từ nguyên liệu là pectin…

a) Photphat

Photphat có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của hệthống sinh học Vì vậy photphat rất cần thiết trong th ành phần dung dịch lên men, nóđưa vào môi trường dưới dạng photphat vô c ơ như photphat kali hay photphat amon.Nồng độ photphat thường khoảng từ 0,1-0,5% Ngoài ra người ta cũng đưa vào môitrường một lượng nhỏ photphat ở dạng hợp chất hữu c ơ

b) Nitơ

Nitơ là cấu tử quan trọng trong th ành phần protein và acid nucleic Là thànhphần rất cần cho sự sống của vi sinh vật Nit ơ được đưa vào môi trường lên men dướidang nitrat, muối amon, ure, hợp chất nit ơ có gốc sinh học

đã có tác dụng rất rõ rệt đến sự lên men

Thông thường các nguyên tố vi lượng đã có mặt trong nguyên liệu tự nhiên tựnhiên ban đầu khi đưa vào lên men như dịch trái cây, nước chiết malt, nấm men, dịchthủy phân đạm…

Vitamin cũng cần cho sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật v à ảnh hưởng trựctiếp đến hiệu quả của quá tr ình lên men Đặc biệt là vitamin nhón B như B1, B2, PP,biotin(H) Riêng biotin là vitamin quan tr ọng cho sinh trưởng của vi sinh vật Biotin

được gọi là “ yếu tố sinh trưởng” và thường được sử dụng trong môi trường nuôi visinh vật.

d) Nhiệt độ của môi trường lên men:

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh h ưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

và hiệu quả lên

Vì vậy trong thực tế sản xuất ng ười ta sử dụng yếu tố này để điều chỉnh vận tốcphản ứng và chiều hướng phản ứng tạo sản phẩ m theo mong muốn

Trong ngành công nghiệp lên men sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa các chất

do enzyme vi sinh vật làm chất xúc tác, vì vậy nhiệt độ sử dụng trong quá tr ình lênmen phải phù hợp với nhiệt độ sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật v à khoảng nhiệt

độ tối ưu của phản ứng xúc tác bằng enzyme Tùy theo từng chủng giống vi sinh vật v àtừng loại lên men mà ta chọn chính xác khoảng nhiệt độ ph ù hợp, tối ưu nhất

e) pH môi trường lên men

Ngoài nhiệt độ, pH cũng là một yếu tố quan trọng ảnh h ưởng lớn đến sinhtrưởng, phát triển của vi sinh vật v à hiệu quả lên men của chúng Đối với vi sinh vậtbao giờ cũng có một khoảng pH thích hợp với sinh lý của chúng cũng nh ư pH tối ưu đểvân tốc lên men đạt cực đại, hoặc đúng h ướng tạo sản phẩm yêu cầu

Ở các giá trị pH khác nhau của môi tr ường lên men, ta có thể thu nhận các sảnphẩm khác nhau

Ví dụ: ở pH = 3–4 nấm men sẽ lên men đường tạo ethanol là sản phẩm chính.Nếu pH kiềm thì chiều hướng lên men của nấm men sẽ tạo sản phẩm chính l à glycerin.f) Oxy

Tùy theo kiểu lên men chúng ta phải khống chế lượng oxy sao cho phù hợp Ví

dụ lên men yếm khí như lên men lactic, lên men rư ợu, bia cần tạo điều kiện yềm khínghiêm ngặt

Lên men hiếu khí như: lên men acid citric, acid gluconic… Cần cung cấp oxyvào quá trình lên men, hoặc tạo môi trường thoáng khí tối đa cho môi tr ường Trongcùng một quá trình lên men các giai đoạn khác nhau cũng cần thay đổi điều kiện yếm

khí hay hiếu khí như trong lên men rượu giai đoạn đầu cần oxy cho nấm men sinhtrưởng phát triển đủ lượng yêu cầu, giai đoạn sau cần tạo điều kiện yếm khí, để nấmmen chuyển hóa đường thành ethanol.

1.2 Tổng quan về nấm men: [4], [5]

1.2.1 Đặc điểm của nấm men:

Nấm men ( yeast, levure ) l à tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đ ơn bào.Nấm men với số giống hiện biết là 39 và 349 loài (theo Lodder, 1970), ho ặc 66 giống,

483 loài (theo J.A.Barnett ,R.W, Payne v D Yarrow, 1983) Nấm men có cấu tạo vàsinh sản bằng cách nảy chồi v à phân cắt Chúng phân bố rộng r ãi khắp nơi Đặc biệtchúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả

Nấm men thường được dùng cho sản xuất rượu vang thuộc là chủng thuộc giống

Saccharomyces Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumyophyta ) theo

Theo Lodder (1971 ) n ấm men thuộc giống saccharomyces có đặc điểm như

sau: sinh sản sinh dưỡng bằng nảy chồi ở nhiều phía, khôn g tạo bào tử bắn, tế bào sinhdưỡng hình tròn, elip, ovan, hình tr ứng, không có hình tam giác, có tạo nang bào tử,nang bào tử hình thoi, mỗi nang chứa hai bào tử, bào tử hình cầu hoặc hình trứng, nangchìm khó vỡ, không đồng hóa nitrat, lên men glucose mạnh mẽ , không tạo thành vángsớn trên nước chiết mạch nha

Nấm men thuộc giống saccharomyces có khả năng lên men rượu Con người sử

dụng chúng để nấu rượu bia, cồn, glycerin Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khốicủa nó giàu protein, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăngia súc

Nấm men Saccharomyces th ường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình tròn,hình trứng hay hình bầu dục, hình dài hoặc hình elip Nói chung kích th ước tế bào nấmmen khá lớn, to hơn hẳn so với tế bào vi khuẩn Các loại nấm men đ ơn bào sử dụngtrong công nghiệp thường có kích thước (3-5)x5x10µm, nặng 10-12 pg (1pg = 10–12g).trong tự nhiên chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước…

1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men:

Trong tế bào nấm men saccharomyces có:

Thành phần acid amin trong tế bào nấm men được cho trong bảng sau:

Bảng 1.1 giá trị trung bình các acid amin nằm trong thành phần protein ở

Nấm men là loại cơ thể đơn bào có nhân thật khá hoàn chỉnh.

- Vỏ tế bào: Bao vây tế bào nấm men là một lớp màng mỏng dày đặc, mềm mại

có thể đàn hồi để định hình cũng như bảo vệ tế bào chống lại các tác động b ên ngoài

và chất độc, nó còn có tác dụng giữ áp suất thẩm thấu nội bào, điều chỉnh các chấtdinh dưỡng là các hợp chất có phân tử lượng thấp và các muối khoáng đi qua các lỗnhỏ vào trong tế bào

Thành phần hóa học của vỏ tế b ào gồm có các phức chất protein -polysacarit,

phosphat, lipid, kitin V ỏ tế bào dày khoảng 25nm chiếm khoảng 25% khối l ượng tếbào.

- Tế bào chất: còn gọi là nguyên sinh chất Nó có cấu trúc không đồng nhất v à ởthể keo, chứa tất cả các cấu trúc c ơ bản của tế bào: ti thể, riboxom, mạng lưới nộichất, các chất dự trữ dạng tinh bột, d ạng chất béo, hợp chất lipoit v à hydratcacbon tựnhiên trong nội bào

Tế bào chất là hệ keo được cấu tạo từ protein, hydratcacbon, lipid, chất khoáng,nước và các hợp chất khác nữa Nước trong tế bào chất chiếm khoảng 90% ở dạng tự

do để hòa tan các chất trước khi tham gia vào các phản ứng trao đổi chất v à dạng liênkết

- Nhân tế bào: có màng vỏ, hạch nhân và chất nhân Vỏ nhân tham gia v ào điềuhòa các qui trình trong nhân b ằng cách thay đổi tính thấm v à thông báo trực tiếp giữanhân với môi trường bên ngoài tế bào, cũng như giữa nhân và tế bào chất Thành phầnhóa học cơ bản của nhân là acid deoxynucleic, nó đảm nhận vai trò truyền thông tin từthế hệ này tới thế hệ sau Ngoài ra còn có protein và một số thành phần khác

Hàm lượng AND trong nhân tế bào là ổn định và không phụ thuộc vào các điềukiện bên ngoài, vào dinh dư ỡng cũng như vào tác động từ các yếu tố khác

Các thể vùi và các chất dự trữ trong tế bào nấm men: nằm trong tế b ào chất vàdịch không bào, chúng có thể thay đổi trong suốt quá trình sống của tế bào

1.2.3 Thành phần hóa học của tế bào nấm men

Thành phần hóa học của tế bào nấm men thay đổi phụ thuộc v ào thành phầnmôi trường dinh dưỡng, mức độ tăng trưởng của giống nấm men v à điều kiện nuôi cấy.Nhưng nhìn chung bao gồm: Nước: 75 – 85%, chất khô: 15 – 25% Trong đó chấtkhoáng chiếm 2 – 14% hàm lượng chất khô

Nấm men gồm một số th ành phần như: protein, glycogen, tregaloza, ch ất béo,tro, photpho, lưu hu ỳnh, sắt, magie, kali, canxi, các nguy ên tố vi lượng, vitamin vànhân tố sinh trưởng

Magie có tác dụng hoạt hóa nhiều photphastaza v à enolaza Mg2+ có ảnh hưởng

giữ gìn hoạt tính enzyme khi đun nóng Mg v à Mn làm tăng nhanh nhu c ầu về glucosecủa nấm men Ảnh h ưởng của Mg mạnh h ơn khi nồng độ glucose thấp trong môitrường Các môi trường dinh dưỡng thường có 0,02 ÷ 0,05% Mg ở dạng sunfat.

Kali vừa là chất dinh dưỡng vừa là chất kích thích sinh trưởng của nấm men.Tác dụng kích thích được giải thích bằng vai tr ò của ion này trong quá trìnhphosphoryl – oxy hóa và quá trình đường phân Nó còn kích thích quá trình v ậnchuyển phospho vô cơ vào trong tế bào Kali hoạt hóa hàng loạt enzyme của nấm mennhư aldolaza, enzyme pyruvat cacboxylaza và c òn ảnh hưởng đến trao đổi chất Nitơ,lưu huỳnh và chất béo của tế bào nấm men

Canxi đóng vai trò hoạt hóa trong tế bào vi sinh vật nói chung cũng như tế bàonấm men Ca2+ liên kết với protein-enzyme làm trung tâm ho ạt động của amylaza Ionnày có thể liên kết với ATP cùng với cả Mg2+, Mn2+ Nâng cao hàm lượng muối canxitrong môi trường sẽ làm ức chế sinh sản và làm giảm tích lũy glycogen, l àm tăng hàmlượng sterin của nấm men Đối với nấm men h àm lượng Ca2+ đạt tới 40 mg/l có tácdụng kích thích sinh tr ưởng tốt hơn là kiềm hãm

Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng đối với sinh sản và hoạt động sốngcủa nấm men Chúng tham gia v ào nhiều thành phần của enzyme, vitamin v à nhiềuhợp chất khác nữa trong quá tr ình sinh tổng hợp các sản phẩm của tế b ào Nó còn kíchthích tổng hợp vitamin như riboflavin(vitamin B2) và acid ascorbic (vitamin C) Cácion kim loại vi lượng trong thành phần enzyme tạo thành phức hữu cơ – kim loại vàcác hợp chất phức khác trong tế b ào Kết quả là các phức này sẽ tạo điều kiện phảnứng cho enzyme kết hợp với c ơ chất tốt hơn làm tăng hoạt tính của enzyme và cơ chất

sẽ được chuyển hóa nhiều h ơn

Vitamin và nhân t ố sinh trưởng: để nấm men có thể phát triển b ình thường thìcần vitamin làm cofacto trong nhiều enzyme của tế bào nấm men Nấm men có thểtổng hợp được nhiều vitamin trong chừng mự c nào đó nhưng không t ổng hợp đượcvitamin H Vì vậy trong môi trường dinh dưỡng nhất định phải có vitamin n ày

1.2.4 Dinh dưỡng nấm men:

Có 2 nguồn dinh dưỡng khác nhau là dinh dưỡng nội bào và dinh dưỡng ngoạibào Dinh dưỡng ngoại bào là các chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài thấm quamàng tế bào Khi môi trường bên ngoài nghèo hoặc cạn chất dinh dưỡng thì các thànhphần dự trữ nội bào như glycogen, tregaloza, lipid, các h ợp chất chứa nitơ sẽ đượcdùng để cung cấp chất dinh d ưỡng gọi là dinh dưỡng nội bào

1.2.5 Sinh trưởng của nấm men

1.2.5.1 Sinh sản của nấm men

Nấm men có 2 hình thức sinh sản: sinh sản hữu tính (sinh sản bằng b ào tử) vàsinh sản vô tính (sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc phân cắt tế b ào )

Trong quá trình sinh sản vô tính, nhân và tế bào chất từ tế bào mẹ chuyển sang

tế bào con Trước khi phân cắt, nhiễm sắc thể trong nhân cũng chia th ành 2 phần bằngnhau cho tế bào mẹ và tế bào con Trong các thế hệ tế bào nấm men thì số lượngnhiễm sắc thể trong tế bào nấm men được bảo tồn một cách nghiêm ngặt

Sinh sản hữu tính: trong quá tr ình nuôi cấy, nấm men chuyển đột ngột từ môitrường giàu dinh dưỡng sang môi trường nghèo dinh dưỡng trong khi vẫn giữ nguy ên

độ ẩm, tích tụ các hợp chất trung gian, đủ oxy của không khí th ì tế bào sẽ sinh bào tửnằm trong các túi được gọi là bào tử nang Bào tử nang bền với các tác nhân b ên ngoàinhư nhiệt độ cao, khô hạn nhưng kém bền nhiệt hơn so với bào tử của vi khuẩn

Chúng chết ở nhiệt độ 60 0C còn bào tử của vi khuẩn chết ở nhiệt độ 12 0 0C.Bào tử nang hình thành do kết quả giao hợp 2 tế bào có tính đực cái và quá trình phânchia nhân thụ thành hợp tử Trong một nang có từ 1 -4 bào tử đôi khi có đến 8 bào tử.Khi gặp điều kiện thuận lợi cho quá tr ình sinh sản vô tính ở môi trường mới, các bào

tử nảy mầm thành tế bào mới và tiếp tục sinh sản bằng cách nảy chồi

Trong vòng đời sinh sản của nấm men có sự luân phi ên sinh sản vô tính và sinhsản hữu tính với các giai đoạn khác nhau

1.2.5.2 Sinh trưởng của nấm men

Khi cấy nấm men vào môi trường dinh dưỡng chúng sẽ sinh sản cho đến c ơ

chất dinh dưỡng cần thiết trong môi tr ường giảm đến mức thấp nhất Khi đó sinhtrưởng phát triển của chúng chậm dần v à ngừng hẳn.

Quá trình sinh trưởng phát triển của nấm men đ ược chia làm 4 pha: pha tiềmphát, pha phát triển chỉ số, pha ổn định v à pha suy thoái:

Pha Lag (pha tiềm phát): là giai đoạn nấm men mới được cấy vào môi trường,vận tốc sinh trưởng coi như bằng không, nấm men c òn thích nghi với môi trường mới,trong đó một số tế bào bị ức chế và có thể bị chết Số lượng tế bào nấm men ở giaiđoạn này là không tăng hoặc tăng không đáng kể nh ưng sự trao đổi chất lại xảy ramạnh mẽ, kích thước tế bào phát triển nhanh, mạnh Trong môi tr ường đầy đủ chấtdinh dưỡng thì tế bào nấm men càng khỏe và pha lag càng rút ngắn

Pha logarit: trong pha này s ố lượng tế bào phát triển một cách ồ ạt, kích thướctrung bình của nấm men ở giai đoạn n ày là nhỏ nhất vì chúng còn phải sinh sản (nảychồi, phân chia tế bào) từ nguồn tế bào chất và vỏ tế bào Cùng với sự phát triển mạnh

mẽ về số lượng tế bào thì các chất dinh dưỡng trong môi trường ngày càng cạn kiệtcùng với sự tích tụ những sản phẩm của quá tr ình trao đổi chất không cần thiết cho quátrình phát triển của nấm men làm hạn chế sự phát triển về số l ượng và quá trình nàychuyển sang pha ổn định

Pha ổn định: trong pha này số lượng tế bào là ổn định và mật độ quần thể là tối đa Pha suy vong: trong pha này các t ế bào sống giảm và tế bào chất tăng dần, một số

tế bào chất bị tự phân do các enzyme proteaza nội bào Các tế bào sống già đi, kíchthước nhỏ lại, biến dạng

Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay ng ười

ta dùng nhiều phương pháp khác như:

 Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi haygián tiếp trên mặt thạch

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

Hô hấp hiếu khí:

C6H12O6 + 6O2   6CO2 + 6H2O + 674 cal

Hô hấp kị khí:

C6H12O6   2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 calTrong lên men rượu các đường đơn như glucose, fructose sẽ được phân giảitheo con đường EMP trong giai đoạn đầu, tiếp theo l à chuỗi hô hấp hoạt động giảiphóng ra nhiều năng lượng tích tụ trong ATP, sinh khối nấm men giống tăng v à khimôi trường chuyển sang kị khí nấm men tiến h ành lên men, tích tụ rượu etylic và CO2cùng một số sản phẩm phụ trong đó có glycerin

1.3 Giới thiệu về quá trình lên men rượu: [2],[3]

1.3.1 Đại cương về lên men rượu:

Lý thuyết về quá trình lên men rượu đã được các nhà sinh học nghiên cứu từlâu Năm 1976, Lavoisier phân tích s ản phẩm lên men rượu và nhận thấy khi lên men,đường không chỉ biến thành rượu mà còn tạo acid acetic nữa.

Từ năm 1803 L.J.thenard chứng minh rằng nấm men l à nguyên nhân trựctiếp của quá trình lên men rượu Đến năm 1810 được Gay- Lussac viết thành phươngtrình là:

C6H12O6 = 2C2H50H + 2CO2

Gay- lussac nghiên cứu và thấy rằng cứ 45 phần khối lượng đường glucose khilên men sẽ tạo 23 phần ancol etylic và 22 phần khí carbonic

L.Pasteur là nhà Bác học Pháp đã có nhiều công trình nghiên cứu về nấm men

và sự lên men rượu Năm 1857 Pasteur đ ã chỉ ra rằng: “sự phân giải đ ường thành rượu

và CO2 là sự hô hấp của nấm men trong điều kiện yếm khí” Pasteur nhận thấy cứ 100phần khối lượng đường saccharose khi lên men sẽ tạo 51.1 phần ancol etylic, 48.4phần CO2, 32 phần glycerin, 0.7 phần acid succinic v à 2 phần các sản phẩm khác Kh i

đó ông suy ra cứ 45 phần khối lượng glucose khi lên men sẽ cho 21.8 phần ancol etylicchứ không phải 23 phần nh ư Gay- Lussac đã tính

Tuy vậy thời đó Pasteur đã có những quan điểm sai lầm “ sự l ên men chỉ xảy ratrong tế bào men sống” về sau Buchner đ ã nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh bản chất quátrình lên men rượu qua thí nghiệm lên men rượu dịch nghiền tế bào nấm men ông đãđưa ra kết luận chính xác như sau về sự lên men rượu: “sự lên men rượu là sự phân giảicác chất đường thành rượu và CO2 dưới tác dụng của các chất do nấm men tiết ra”

1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men rượu:

Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua bề mặt tế b ào rồi thẩm thấuvào bên trong Ở đó, các enzyme sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuốicùng tạo ra sản phẩm chính là rượu và khí cacbonic Hai chất này khuếch tán và tanvào môi trường xung quanh

 Diễn biến của quá trình lên men

Trong quá trình lên men ethanol đầu tiên tế bào nấm men hấp thụ đường và chấtdinh dưỡng khác lên bề mặt của nó Sau đó các chất khu ếch tán qua màng bán thấmcủa tế bào vào trong tế bào Sự khuếch tán này tuân theo định luật chung của sự thẩmthấu Nước có thể ra vào tự do nhưng đường và các chất hòa tan khác ra vào tế bào rồithì không quay ra được Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường đượcchuyển hóa thành ethanol và CO2 Ethanol và CO2 được tạo thành thoát ra khỏi tế bào

và khuếch tán vào môi trường, ethanol hòa tan vào trong nước Lúc này môi trường lênmen nhanh chóng được bão hòa bởi khí CO2, khí CO2 hấp phụ trên bề mặt của tế bàonấm men tạo thành như một cái phao, thắng được trọng lực của tế b ào cả bọt khí vànấm men nổi lên Bọt khí vỡ, tế bào nấm men lại chìm xuống Như vậy nếu quan sátvào môi trường lên men ta thấy nấm men vốn không di động trở th ành di động Hiệntượng này góp phần tăng nhanh quá tr ình trao đổi chất và tốc độ lên men được tăngnhanh một cách tương ứng

Xét về mặt hóa học, sự lên men rượu bình thường chia ra làm hai thời kỳ: thời

kỳ cảm ứng và thời kỳ tĩnh

 Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều h ướng(a) Lúc này sản phẩm hình thành glycerin Bởi lẽ lúc này hàm lượng acetaldehyde(CH3CHO) chưa có nhiều để tiếp nhận hyđro của coldehydrogenase m à hyđro lạichuyển đến cho photphoglyceraldehyde tạo th ành phosphoglyceryl, sau đ óphosphoglycerin bị thủy phân giải phóng acid phosphoric v à glycerin

 Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đã hình thành nhiều, nên hydro từalcoldehydrogenase lại chuyển sang acetaldehyde theo chiều h ướng phản ứng ( b) Lúcnày sản phẩm chủ yếu là ethanol

 Qúa trình hóa học của sự lên men

CH2OH

CH2-O-PCHOHCOOH-CO 2

 Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men.

Glucose

HexokinazaGlucose – 6 – phosphat

Photphoglucoza isomerazaFructose – 6 – phosphat

PhosphoFructokinazaFructose – 1,6 – diphosphat

AldolazaTriophosphat izomerazaGlyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydro aceton phosphat

1.4 Tổng quan về rượu vang [3]

1.4.1 Giới thiệu sơ lược về rượu vang, lịch sử của r ượu vang

Rượu vang trong tiếng Hy-lạp là "Oinos", trong tiếng La-tinh là "Vinum", đãxuất hiện trong các ph ương pháp chữa bệnh hồi thế kỷ thứ IV trước Công nguyên(của Hippocrate) và thế kỷ thứ I (của Galien)

Rượu vang là một loại đồ uống có cồn đ ược sản xuất bằng phương pháp lênmen từ các loại trái cây, không qua ch ưng cất nhờ tác nhân nấm men hoặc nấm men

và vi khuẩn lactic, nhờ các quá trình lên men đặc biệt mà nó tạo ra cho rượu vanghương vị đặc trưng [3]

1.4.2 Phân loại rượu vang

Phân loại rượu vang được dựa trên màu sắc của chúng như : vang màu và vangtrắng Trong các loại vang m àu thì vang đỏ có giá trị cao nhấ t và có truyền thống lâuđời nhất Trước đây người ta quan niệm rượu vang chỉ được sản xuất từ nho đỏ v à cómàu sắc đặc thù của nho đỏ có chất lượng dinh dưỡng cao Ngày nay nguyên liệu chếvang đã được mở rộng ra các loại nguy ên liệu quả khác rất phong p hú, chính vì vậyrượu vang ngày nay có nhiều chủng loại phong phú về m àu sắc và chất lượng Ngoàimàu sắc còn có thể phân loại vang ngọt v à vang khô, vang ngọt là loại lên men cònđường dùng để uống sau bữa ăn, vang khô l à loại vang hết đường và được dùng uốngtrong khi ăn.[3]

Vang trắng được sản xuất theo công nghệ l ên men không có xác qu ả, cònvang màu được sản xuất theo công nghệ l ên men có xác quả Để vang màu chấtlượng cao ngày nay người ta thường cho lên men 2 giai đoạn còn vang trắng chỉ lênmen một giai đoạn.[3]

1.4.3 Tình hình sản xuất rượu vang:[10]

 Tình hình sản xuất rượu vang trên thế giới :

Năm 1885 Louis Paster ti ến hành các nghiên cứu về sự biến đổi của r ượu vang,phát minh ra một kỹ thuật nhằm giảm thiểu sự tạp nhiễm môi tr ường nuôi cấy bằngcách đun nóng môi trư ờng này lên đến khoảng 55 0C - 60 0C trong điều kiện không có

không khí Kỹ thuật này sau đó được đặt tên là phương pháp kh ử khuẩn Paster mộtphương pháp được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến và bảo quản rượuvang.

 Tình hình sản xuất rượu vang ở Việt Nam

Hiện nay trên thị trường xuất hiện nhiều loại r ượu vang trái cây Trước đâyphần lớn là sản xuất chỉ ở quy mô gia đ ình, ngày nay đã phát triển ở quy mô côngnghiệp Một số nhà máy lớn đã sử dụng dịch quả mơ, dâu, táo để sản xuất như:Rượu vang Thăng Long, vang Gia Lâm, vang Đ à Lạt Ngoài ra một số địa phương nhưVĩnh Phú tận dụng nguồn quả tự nhi ên như chuối, dứa, mận, mơ sản xuất vang đạttiêu chuẩn chất lượng cao Đặc biệt rượu vang Đà Lạt nổi tiếng với các loại vangtrắng, vang đỏ đã tạo được chỗ đứng trên thị trường trong nước được nhiều người ưachuộng

Năm 2003, Tiến sĩ Phạm Văn Sáng đ ưa ra giải pháp để tận dụng phế liệu củaquả dứa… chiếm gần 30% trọng l ượng quả dứa nhằm sản xuất ra r ượu vang

Năm 2004 Phan Thị Thanh Hoài, Đặng Ngọc Huê, Nguyễn Nữ Quỳnh Hương,Ngô Nữ Quỳnh Như và Nguyễn Bá Dũng nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh họctrong xử lý phế thải chế biến b ã ướt cà phê

Năm 2007, Bộ môn công nghệ sinh học (Đại Học Khoa Học Tự Nhi ênTPHCM) đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất rượu vang từ trái điều Vớicông nghệ này có thể làm ra 2 loại rượu vang ngọt và chát, có mùi thơm nh ẹ và hương

vị đặc trưng của trái điều

1.4.4 Thành phần hóa học của rượu vang:[5], [6]

Khi phân tích rượu vang người ta xác định được thành phần chính của rượuvang như sau:

Bảng 1.2 Thành phần chính của rượu vang.

 Ethanol và vai trò tạo nên chất lượng rượu vang

Ethanol được hình thành từ quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờnấm men Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 7-16 độ Ethanol là thànhphần quan trọng chính nhờ có nó m à làm cho rượu vang khác với các đồ uống khác.Nhờ có ethanol làm cho rượu mạnh, uống vào gây hiện tượng sinh lý gọi là say.Ethanol còn có mùi thơm, vị hơi ngọt, ethanol cùng với acid bay hơi, đường và cácthành phần khác có trong rượu vang tạo nên mùi vị hấp dẫn riêng biệt của nó

 Đường

Đường là thành phần còn lại sau lên men, trong đó chủ yếu là glucose, fructose

và phần nhỏ glactose Ngoài ra còn có các loại đường khác đặc biệt là đường nghịchđảo đã tạo nên mùi thơm dễ chịu cho rượu vang thành phẩm Thành phần đường cònlại cũng là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm Tuy nhi ên, hàm lượng đường trongvang đỏ và vang trắng cũng khác nhau Vang đ ỏ còn chứa 2-3g đường tổng số/ lit, cònvang trắng hàm lượng đường còn lại là 70-80g/ lit

 Acid hữu cơ

Acid là một thành phần quan trọng của rượu vang ngang với ethanol R ượu vang

là đồ uống có độ chua cao ( acid tổng số tới 4-5g/l, pH=2,9÷3,9) nhưng d ễ uống vì vịchua của acid được cân đối với vị ngọt của cồn, của glycerin, vị chát của polyphenol,

vị mặn của các muối

Acid hữu cơ trong rượu vang chia làm hai nhóm là nhóm có tác d ụng tốt chorượu vang và nhóm có tác dụng xấu cho rượu vang Chẳng hạn khi ph ân tích thàngphần acid hữu cơ của rượu vang cho thấy:

Acid Taric:1,5-4g/l; acid malic:0-4 g/l; acid citric:0-0,5 g/l; acid malic:0-0,6 g/l.Các acid này thuộc loại acid có tác dụng tích cực đến m ùi vị của rượu vang và còn cótác dụng làm ổn định rượu vang Trên phương diện chúng ngăn cản hoạt động của các

vi khuẩn làm hỏng rượu Tuy nhiên các acid này cũng cần có tỷ lệ cân đối nếu quá caohoặc quá thấp sẽ làm cho vị không hài hòa Ngoài ra còn có m ột số acid khác nhưacetic; lactic; fomic; propionic; butyr ic nhưng hàm lượng rất nhỏ các acid n ày nếu hàmlượng cao sẽ làm cho rượu vang có mùi vị kém đặc biệt đối với acid acetic cần l ưu ý:trong lên men tự nhiên thường tạo ra khoảng 0,4 g/l acid acetic nếu v ượt quá hàmlượng này sẽ gây ra bệnh rượu Nếu hàm lượng acid acetic quá lớn sẽ làm cho mùi vịcủa rượu vang thay đổi và không thể uống được Acetic là acid bay hơi chiếm tỷ lệ90% tổng lượng acid bay hơi của rượu vang

Acid malic thường có vị chua rất gắt Vị chua gắt đối chọi với vị chát khámạnh Do vậy trong sản xuất rượu vang màu thường phải có quá trình chuyển đổi Acidmalic thành Acid lactic đ ể làm cho rượu vang có vị hài hòa Quá trình chuyển đổi nàyđược thực hiện bởi vi khuẩn lactic đặc biệt v à được gọi là “quá trình malolactic”

 Tro và các chất mùi :

Trong rượu vang chứa nhiều các chất khoáng nh ư: P, S, K, Na, Ca, Mg, SI, Fe,

Mn, Cl, Br, I, Al… các ch ất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có thể d ướidạng muối Thành phần khoáng của rượu vang do quả cung cấp Do vậy các loại r ượuvang khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau Hàm lượng tro trong rượuvang thường từ 1,5- 3g/ lit Vai trò của chất khoáng trong r ượu vang là làm tăng giá trị

dinh dưỡng và giá trị chữa bệnh cho con ng ười (CO2sinh ra trong quá trình lên men s ẽkết hợp với các chất muối khoáng tạo n ên các hoạt chất có khả năng ph òng hoặc chữamột số bệnh) Đồng thời chất khoáng c òn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm

đà cho rượu vang và cùng với các vị ngọt, chua, chát tạo n ên vị hài hòa cho rượu vangCác chất tham gia tạo mùi thơm cho rượu vang gồm có:

Các chất thơm có nguồn gốc terpen được cung cấp từ nguyên liệu quả chín

Ethanol do quá trình lên men t ạo nên

Các alcol cao (izoamylic, amylic…) do quá trình lên men t ạo nên

Các chất thơm đặc biệt (bouquet) do quá trình oxy hóa sinh ra

Các ester đặc biệt do các phản ứng sinh hóa học của quá tr ình làm chín rượuvang tạo nên

 Vitamin

Vitamin trong rượu vang gồm có các vitamin nhóm B, vitamin C, vitamin A v àcác chất tiền vitamin A và các hàm lượng vitamin trong rượu phụ thuộc vào mỗi loạiquả khác nhau Vitamin có trong r ượu cung cấp các dưỡng chất cho cơ thể rất tốt Vìvậy trong sản xuất rượu vang cần chú ý để tránh tổn thất vitamin có trong dịch quả

 Polyphenol

Polyphenol là hợp chất phức tạp chỉ có trong vỏ q uả Do đó khi chế biến r ượuvang từ nước quả không có xác quả rất ít Polyphenol Ng ược lại khi cho lên men cảnước và xác quả thì trong rượu chứa nhiều polyphenol

Polyphenol gồm nhiều hóa chất khác nhau:

 Acid phenol như acid benzoic, acid xinamic

 Flavon làm cho rượu có màu vàng

 Antoxian làm cho rư ợu có màu đỏ

 Tamin dễ kết bông với protein trong n ước quả cũng dễ bị oxy hóa làm chomàu vàng rượu tối lại

Polyphenol chỉ có nhiều trong rượu vang đỏ làm cho rượu có màu, có vị chát,cũng tạo những điều kiện không thuận lợi cho khuẩn hại.

1.4.5 Nguyên liệu chế rượu vang quả [6]

Tất cả các loại quả, nếu có chứa đ ường, protein, vitamin, muối khoáng v à khôngchứa nhiều chất độc hại cho men, ví dụ tanin, đều có thể cho l ên men và chế thành rượuvang, chỉ khác nhau ở chỗ lên men dễ hay khó, phải bổ sung nhiều đ ường hay ít đường,acid Rất nhiều loại quả có thể dùng chế rượu vang quả tiêu chuẩn chọn là :

- Đường tổng số trong n ước quả có độ Brix cao, chỉ cần cho th êm ít đường trướckhi lên men để đạt độ Brix từ 20 – 22

- Hàm lượng acid hữu cơ tương đối cao, pH thấp (2.8 –3.8) vì nếu không có mộtlượng acid tối thiểu thì rượu sẽ không đạt vì thiếu chua: quan trọng h ơn nữa, nếu thiếuacid, pH quá cao thì tạp khuẩn phát triển mạnh, gây khó khăn cho hoạt động của men.Mặt khác chua quá cũng không tốt: khó l ên men rượu khó uống

- Thành phần nước quả thích hợp với hoạt động của men tối thiểu chứa các chấtsau đây:

+ Acid amin, vitamin, muối khoáng thực hiện vai tr ò xúc tác với một lượng rấtnhỏ

+ Polyphenol – tanin – làm cho rượu vang đỏ có màu sắc hấp dẫn và đóng gópvào việc ức chế khuẩn hại, của e nzyme oxy hoá

+ Chất sản sinh ra mùi thơm ảnh hưởng tới hương vị của rượu

Còn một số chất vi lượng nữa tuy phân tích sinh hoá ch ưa phát hiện nhưng dựđoán có mặt ở một số nước quả, qua kinh nghiệm lên men

Bảng 1.3:Thành phần những quả có thể chế r ượu vang( tài liệu số 1, 3, 4, tính cho phần ăn được)

Thờigianchín ởmiềnNam(tháng)(2)

maxima(C grandis)

Cam, Citrus sinensis

Cóc(Sấu vân nam)

Spondias eythera

Dâu dại Rubus spp

Dâu tằm Morus alba

Mơ Prunus mume

Nho Vitis vinifera

Xoài Mangifera

indiea

Táo Ziziphus jujuba

Vải Litchi sinensis

88,688,086,9

85,087,087,087,975,5

78,3

85,186,685,082,676,982,1

10,19,912,4

5,56,213,69,614,9

14,0

13,512,116,815,914,516,5

1,21,01,3

1,91,01,40,81,2

1,1

0,82,01,01,20,80,9

0,60,80,2

1,21,70,70,62,4

1,5

0,71,30,50,61,60,8

0,60,50,4

0,60,70,40,41,0

0,9

0,51,20,40,60,60,4

+ ++ ++

+ ++ ++Vết

Ít B1,nhiều

B2+ + +

++ ++ + +++ ++

9,10,11,12

10,11, 12

4,5,64,56,7,89,106,11

5,6,74,5

5,611,12,15,6

5,6,7

4,5,6

5,6,12,14,5,6

(1) Trong cột vitamin chỉ tính các loại vitamin B nhất l à B1, B2 cần cho lên men + + +

Nước quả tự nhiên khi có thành phần lý tưởng Tuy vậy, ngay đến nho l à quảtương đối tốt, đã được chọn để chế rượu vang từ lâu nhưng cũng còn nhược điểm Và

vì thế người ta tăng giảm một số chất hợp th ành trong giới hạn nhất định, đảm bảo chonước quả có những chỉ ti êu quy định Sau đây là các biện pháp thay đổi thành phầnnước quả thường được dùng:

 Pha loãng

Rượu là một đồ uống, tất nhiên phải có một tỷ lệ nước thích hợp Đối với một sốquả ít nước người ta bổ sung một tỷ lệ n ước nhất định.Ví dụ: đối với m ơ, mận, đào, táongười ta thêm 30% nước Cho thêm nước thì được nhiều rượu hơn, giá thành sản phẩm

hạ xuống Vì vậy người ta thường có khuynh hướng pha thêm nước vào dịch quả Tuynhiên khi pha thêm nư ớc vào dịch quả trước khi lên men sẽ làm giảm lượng đường,acid, protein, chất tro và như thế chất lượng rượu sẽ giảm đi Do đó người ta phải cânnhắc giữa lượng nước cho vào và chất lượng sản phẩm mong muốn

Nước quả pha thêm vào dịch quả phải là nước tinh khiết, không có muối ho à tanảnh hưởng đến chất lượng sinh hoá của nước quả

 Thêm đường

Đường là một trong những thành phần quan trọng nhất của nước quả Dưới ảnhhưởng của men rượu đường chuyển hoá thành ancol etylic và nước Quả nhiều đườngthì rượu vang sẽ nhiều cồn v à đây là yêu cầu cơ bản của rượu

Trong điều kiện Việt Nam quả chóng chín, thời gian quang hợp không d ài, lạimưa nhiều, lượng đường trong một số quả không đủ, do đó ta phải bổ sung th êm đường

 Điều chỉnh độ chua

Acid hữu cơ là một thành phần quan trọng của nước quả vì vậy trước khi lênmen, đồng thời với đường, cần biết rõ thành phần và hàm lượng acid trong nước quả.Hàm lượng acid ảnh hưởng tới độ pH tức độ chua hiện tại, tác động trực tiếp đến hoạtđộng của vi sinh vật

Trong quả có nhiều loại acid và mỗi loại diễn biến một khác trong quá tr ìnhchín Độ pH ở các loại quả chua trung b ình như: dứa, cam, dâu, vải, xoài ở trong giớihạn 2.8 – 3.8

Nếu pH cao (độ chua thấp) ng ười ta cho thêm một acid không độc hại như acidcitric, acid tatric để làm tăng độ chua của dịch quả Nếu pH thấp (độ chua cao) ng ười tacho thêm kali tactrat trung tính ho ặc Na2CO3 hoặc CaCO3 để trung hoà acid có trongdịch quả

 Điều chỉnh các chỉ tiêu khác

Khi nước quả nhiều protein, có thể th êm một lượng nhỏ tanin để kết tủa proteinrượu sau này ổn định hơn Ngoài ra để dễ lên men, cũng có thể thêm một số muốiamoni, vitamin …

 Qúa trình lắng trong và tàng trữ rượu vang

Qúa trình lắng trong rượu vang

Sau khi kết thúc quá trình lên men chính thì h ầu hết đường được chuyển thànhrượu và các sản phẩm khác ta thu đ ược rượu non ở trạng thái yên tĩnh Nấm men giàlắng cặn xuống đáy nh ưng nó vẫn còn hoạt động được sau thời gian do c òn lại trongmen một lượng glucogen, sau đó lượng này giảm dần Cặn men trong r ượu non có tácdụng làm cho rượu khá trong nhưng nếu để lâu men chết và tự phân hủy làm cho rượu

bị đắng và kém phẩm chất Thời gian lắng c àng lâu, các vẩn đục lắng cặn càng nhiềuthì rượu càng trong nên nước quả tốt, lên men tiến hành tốt thì chỉ sau 2 đến 3 tuần cácvẩn đục đã lắng hoàn toàn, tạo thành các cặn đặc và lớp rượu trong Khi rượu đã trong

ta không nên giữ rượu trong cặn vì để lâu rượu sẽ có mùi xấu do protein biến tính, mặtkhác các cặn có trong rượu sau một thời gian sẽ lắng xuống nh ưng khi nhiệt độ tăng lênhoặc có tác động khuấy trộn th ì các cặn này dễ dàng nổi lên gây đục trở lại vì vậy phảitách cặn ra khỏi rượu

 Quá trình tàng trữ vang

Quá trình tàng trữ là quá trình lên men vang t ừ từ, tốc độ chậm, cường độ lênmen nhỏ nhằm chuyển hóa hết l ượng đường còn sót lại trong vang và quan trọng hơn

cả là quá trình xảy ra hàng loạt các phản ứng giữa các acid hữu cơ, rượu, đường, acidamin có trong vang để tạo ra các chất thơm làm tăng hương vị cho vang, làm ổn địnhthành phần cho vang đồng thời kết lắng protein l àm cho vang trong hơn

1.4.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men [2]

Ảnh hưởng của oxy

Oxy là một yếu tố ảnh hưởng lến đến quá trình lên men Mặc dù quá trình lênmen yếm khí nhưng trong giai đoạn đầu các vi sinh vật vẫn c òn oxy để gia tăng sinhkhối nhằm đảm bảo đủ số l ượng vi sinh vật đáp ứng cho quá tr ình lên men chuyển hoámột lượng nước quả lớn Do đó, khi nhân giống vi sinh vật để đưa vào nước quả người

ta thường áp dụng các biện pháp tăng oxy cho n ước cái men: lắc cơ giới cho oxy tăngnhanh vào nước, dùng bơm bơm thêm oxy vào nư ớc Khi lên men những lượng nướcquả lớn có khả năng thiếu oxy dẫn đến quá tr ình lên men xảy ra chậm lại, khi đó ng ười

ta rút nước quả ra rồi bơm trở lại lên phía trên bể lên men nhằm làm tăng lượng oxyđảm bảo nước quả lên men tốt Tăng oxy chỉ có lợi trong giai đoạn đầu, l àm quá muộnkhi nấm men đã hoạt động yếu đi, do lượng ancol etylic tăng lên, một số các chất vilượng bị sử dụng hết th ì dù có cung cấp oxy, men cũng không thể tái sinh sản mạnh,lên men cũng không nhanh thêm

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ l ên men và độ cồn đạt được doảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nấm men Mỗi chủng nấm men thích nghi vớimỗi nhiệt độ nhất định Nhiệt độ tối thích thay đổi tuỳ theo các giai đoạn phát triển củanấm men: sinh sản, hô hấp, l ên men Một số điều kiện công nghệ cũng ảnh h ưởng tớinhiệt độ thích hợp của quá trình lên men Thí d ụ nếu thiếu oxy, độ đ ường cao thì nhiệt

độ lên men càng phải thấp; nếu nhiệt độ cao l ên men không hết đường, dừng lại nửachừng

Trong giới hạn từ 15 –35oC, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị từ khi cấymen đến khi những bọt CO2 đầu tiên xuất hiện càng ngắn lên men càng nhanh và k ếtthúc sớm Nhưng nhiệt độ càng cao lên men càng h ạn chế, độ cồn càng thấp, lượngđường cồn lại trong rượu càng nhiều Nhiệt độ càng cao, số lượng tế bào men trong 1

ml dịch càng giảm Vì vậy lượng đường phân huỷ được càng ít đi Nhiệt độ cao ảnhhưởng đến quá trình lên men cũng tương tự như độ đường cao hay sự tiếp xúc hạn chếvới oxy Tốt nhất là từ đầu đến cuối cho lên men ở cùng một nhiệt độ Nhiệt độ ổn định

dù ở mức khá cao 30 0C nhưng liên tục tốt hơn là lúc đầu ở 20 0C, rồi sau tăng lên 30

0C Nơi lên men, vì vậy phải giữ nhiệt độ c àng ổn định càng tốt, đêm và ngày khôngkhác nhau nhiều

Ảnh hưởng của đường, đạm, muối khoáng v à pH nước quả:

- Đường: đường là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho nấm men, trong đóđường glucose là loại đường thích hợp nhất cho tất cả các loại nấm men v ì nó là đườngđơn giản dễ đồng hoá Trong dịch n ước quả thường có đường glucose và fructose,nhưng lượng đường thấp không ổn định v ì vậy người ta phải bổ sung th êm đườngsaccharose, đường này nhanh chóng được enzyme invertase trong nấm men chuyểnthành đường khử, dễ đồng hoá Tỉ lệ đ ường càng cao thì độ rượu càng lớn nên thêmđường vào nước quả là biện pháp rất phổ biến Ng ười ta thấy khi nồng độ đ ường dưới

200 g/l thì nấm men hoạt động bình thường, có những chủng nấm men l ên men tốt ở

độ đường cao hơn (200 – 220g/l) Nếu hàm lượng đường cao quá thì áp suất thẩm thấucủa dung dịch tăng cao l àm ức chế hoạt động của nấm men do hiện t ượng co nguyênsinh chất dẫn đến việc không xảy ra hoặc xảy ra chậm quá tr ình lên men

- Đạm : 25 – 60% khối lượng khô của men là những chất có đạm vì vậy trongnước quả phải có đủ đạm để men sinh sản nhanh v à cường độ lên men tăng theo.Thường trong nước quả có đủ đạm để cung cấp cho nhu cầu của men xong cũng cótrường hợp không đủ do một nguy ên nhân nào đó như: sâu b ệnh, hạn hán, tỉ lệ đạmthấp thì phải thêm đạm Đối với chủng Saccharomyces, nguồn nitơ là muối amoni là

thích hợp nhất vì men đồng hoá được các dạng muối này Nên cho thêm trước khi lênmen, vì nếu cho muộn men không có khả năng đồng hoá đạm.

Từ muối amoni, men có thể tổng hợp đ ược tất cả các acid amin và protein cầnthiết cho mình, nhưng nếu cho thêm acid amin là dưới dạng hỗn hợp nhiều loại th ì tácdụng kích thích rất rõ

Khả năng tổng hợp acid amin của men lớn, do đó cho th êm tương đôi nhiềumuối amoni thì hàm lượng đạm trong men tăng l ên, khi chết men tự huỷ, acid amin hoàtan trong rượu vang có thể tăng đạm tổng số cả r ượu lên tới ba, bốn lần

- Muối khoáng: muối khoáng cần thiết cho men để cấu th ành các tổ chức củamình, cũng cần để cấu thành các enzym là tác nhân gây ra các ph ản ứng sinh hoá trongrượu Dưới đây là các chất khoáng chính của men r ượu tính theo phần trăm khối l ượngtro

Na2O 0,06÷ 2,2CaO 1,0 ÷4,5MgO 3,7÷ 8,5

Fe2O3 0,06÷ 7,3

P2O5 5 ÷59

SO3 0,4 ÷6,3SiO2 0÷1,8

Cl 0,03 ÷1,0Ngoài ra còn một lượng nhỏ các chất Al, Br, Cr, Cu, Pb, Au, Te, Sn, Zn, Sr…tất

cả các muối khoáng chiếm 5 – 10% khối lượng khô của men

- Độ pH : các chủng nấm men trong quá tr ình sinh sản và phát triển chịu ảnhhướng lớn của pH môi tr ường Chúng chỉ hoạt động trong những giới hạn pH nhấtđịnh Người ta thấy cho lên men những nước quả chua thì rượu ngon hơn và từ đó nghĩ

rằng pH thấp tốt hơn pH cao Thực ra pH tối thích đối với Saccharomyces là 4 – 6 Độ

pH nước quả từ 2,8 – 3,8 không phải là tối thích, nhưng men vẫn hoạt động tốt cònkhuẩn thì bị ức chế Do đó, người chế rượu ưa dùng nước quả độ pH 3,0 – 3,5 không

cản trở hoạt động của men nh ưng nếu vì những điều kiện khác không thuận lợi nh ưthiếu oxy, nhiệt quá cao men ngừng hoạt động th ì rượu cũng không bị khuẩn l àm hỏng.

Chất kích thích hoạt động của nấm men

Cũng như các sinh vật cao cấp nấm men cần một số chất kích thích, tr ước hết làvitamin để sinh sản và hoạt động Một số chủng nấm men có thể tổng hợp đ ược nhữngvitamin nhất định, lấy nguyên liệu từ các chất hữu cơ trong nước quả Những vitaminkhác nấm men không tự tổng hợp đ ược nếu không có sẵn trong nước quả

Ngoài hoạt động của nấm men v à khuẩn, lượng vitamin còn bị nhiều yếu tốkhác ảnh hưởng như: ánh sáng, lọc, xử lý nhiệt…

1.4.8 Vi sinh vật dùng trong chế biến rượu vang [3]

1.4.8.1 Men tự nhiên

Hệ vi sinh vật tự nhi ên trong lên men rượu vang tương đối phức tạp và khôngđồng nhất Trong môi tr ưởng nước quả tươi có các nhóm vi sinh v ật khác nhau nhiễmvào từ môi trường xung quanh và từ thân, lá, vỏ quả trong đó phần lớn l à nấm men,nấm mốc, một số ít là vi khuẩn không sinh bào tử, xạ khuẩn … Nấm men trong dịchquả thường ít hơn nấm mốc xong lại có khả năng sinh tr ưởng và phát triển nhanh hơntrong điều kiện yếm khí hoặc thiếu oxy, đồng thời l ên men tích tụ cồn Chính nhờ điềukiện và trong dung dịch cồn sẽ làm ức chế nấm mốc, tạo điều kiện cho nấm men pháttriển chiếm ưu thế trong quá trình lên men

Các men tự nhiên hay men dại luôn có sẵn trên bề mặt của quả Đó là một số

loại như: Sacccharomyces apiculata có hình múi chanh nó có kh ả năng lên men tại 4 –

5 độ rượu Ngoài ra còn có mycoderma có khả năng phân giải acid malic thành acid lactic làm cho rượu ít bị chua gắt Hay c òn có các loại khác như: hancelnula, gichia …

tạo màng trắng trên mặt rượu Nhưng nếu để men dại phát triển tự nhi ên thì qúa trìnhlên men rất khó điều chỉnh và chất lượng rượu thu được không ổn định Khi nền côngnghiệp ngày càng phát triển thì con người đã có những biện pháp cần thiết để diệt mendại và thay vào đó là nuôi c ấy nấm men thuần chủng, với những đặc tính sinh học nhấtđịng sẽ giúp cho quá trình chế rượu vang đem lại hiệu quả và chất lượng cao

1.4.8.2 Men nuôi cấy thuần chủng.

Hệ vi sinh vật trong lên men tự nhiên rất phức tạp nên thường cho độ cồn khôngcao ( < 10% V), dễ bị nhiễm có mùi chua của acid acetic, chất lượng rượu ít được đảmbảo, mùi vị rượu không hài hoà Do đó việc áp dụng các chủng nấm men thuần chủngtrong sản xuất rượu vang ở quy mô công nghiệp đang đ ược phổ biến rộng rãi trên thếgiới Những chủng nấm men thuần khiết th ường cho lên men rượu vang là:

Saccharomyces vini, Saccharomyces cerevisiae, Sac charomyces ellipsoidues, Saccharomyces ovifom ,…Ưu điểm khi dùng nấm men thuần khiết là thời gian lên men

nhanh, quá trình lên men không b ị dừng giữa chừng, nồng độ cồn thu đ ược cao hơn lênmen tự nhiên 0,1 – 1 độ, vang có màu sáng hơn, vị thanh khiết

- Nấm men thường gặp trong sản xuất r ượu vang thuộc giống Saccharomyces.

Theo phân loại của Yelio V.N.P giống n ày có vị trí như sau:

+ Lớp Ascomyces.

+ Bộ Saccharomyces.

+ Họ phụ Saccharomyces toideae.

Giống Saccharpmyces có tới 18 loài nhưng chỉ có một số loài hay được sử dụng

sản xuất rượu vang

 Saccharomyces cerevisiae

Là loại nấm men hay được sử dụng sản xuất bánh m ì cũng như trong sản xuất

rượu vang Trước đây gọi là S.cerevisiae var ellipsoideus Tế bào có hình ellip, kích thước tương tự như S.vini Khi lên men Saccharomyces cerevisiae có khả năng đạt được

18 – 20% cồn theo thể tích

Saccharomyces vini

S.vini là tên gọi phổ biến ngày nay, trước đây người ta còn gọi là S cerevisiae var vini Đa số các tế bào có hình ovan, kích th ước (3 –7)x(4 – 12,5) μm chúng sinh sản

theo phương pháp nảy chồi và tạo thành bào tử S.vini sinh enzym ngoại bào invectaza có

khả năng phân giải saccharose thành fructose và glucose Vì vậy trước khi lên men ta có