Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm rượu vang từ quả dâu tằm

Vị của rượu vang được tạo nên từ tỷ lệ cân đối của 4 vị có trong rượu vang như: vị chua của acid hữu cơ, vị ngọt của ethanol, glyceryl, đường còn lại; vị chát của tanin, polyphenol; vị m

LỜI CẢM ƠN

Qua 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm ở bộ môn công nghệ thực phẩm

vi sinh cho đến nay em đã hoàn thành xong đề tài “ Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm rượu vang từ quả dâu tằm” Để đạt được kết quả

như mong muốn em xin chân thành cảm ơn các phòng ban đã tạo điều kiện cho

em hoàn thành đề tài này Các thầy cô ở phòng, thí nghiệm hoá sinh vi sinh và các thầy cô trong bộ môn đã góp ý cho em trong quá trình thực tập Đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Ân và thầy Nguyễn Minh Trí đã hướng dẫn, động viên giúp đỡ

em trong suốt quá trình thực tập Bên cạnh đó em cũng xin cảm ơn bạn ở các lớp

47 TP giúp đỡ và góp ý cho em hoàn thành đề tài này

Đây là bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất một sản phẩm còn gặp nhiều bỡ ngỡ trước các vấn đề thực tế cần được giải quyết Khả năng ứng dụng lý thuyết vào thực tế còn hạn chế Trong quá trình thực tập và báo cáo có gì thiếu sót em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn Em xin chân thành cảm ơn

Nha Trang, tháng 7 năm 2009 Sinh viên thực hiện

Lê Bá Toàn

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 2

1.1 KHÁI QUÁT VỀ RƯỢU VANG .2

1.1.1 Khái quát về rượu 2

1.1.2 Khái quát về rượu vang 2

1.2 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN VÀ GIÁ TRỊ CHẤT LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG .3

1.2.1 Ethanol và vai trò tạo nên chất lượng rượu vang .3

1.1.2 Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang 4

1.2.3.Đường trong rượu vang .5

1.2.4 Thành phần tro và các chất muối trong rượu vang 5

1.2.5 Thành phần polyphenol .5

1.2.6 Vitamin trong rượu vang 6

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG RỰƠU VANG VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG .7

1.3.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC QUẢ VÀ YÊU CẦU CỦA NGUYÊN LIỆU LÀM RƯỢU VANG .7

1.3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA OXI HÓA NƯỚC QUẢ 9

1.3.2.1 Nguyên nhân và tác hại của quá trình oxi hóa nước quả trong sản xuất rượu vang 9

1.3.2.2 Các biện pháp chống oxy hóa nước quả .10

1.3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN ĐẾN CHẤT

LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG 11

1.3.3.1 Ảnh hưởng của quá trình chuẩn bị nấm men 11

1.3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung nấm men 11

1.3.3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình lên men .12

1.3.3.4 Ảnh hưởng của quá trình lên men malolactic 13

1.3.3.5 Chăm sóc ruợu sau lên men 13

1.3.3.6 Một số bệnh của rượu 13

1.3.3.7 Biện pháp kéo dài thời gian bảo quản .14

1.3.4 NGUYÊN NHÂN LÀM ĐỤC RƯỢU VÀ PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG RƯỢU .15

1.3.4.1 Nguyên nhân làm cho rượu đục 15

1.3.4.2 Các biện pháp làm trong rượu vang .16

1.4 TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN 17

1.4.1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU VANG 17

1.4.1.1 Bản chất của quá trình lên men 17

1.4.1.2 Quá trình hoá học của sự lên men 18

1.4.1.3 Các thời kì lên men ethanol .19

1.4.1.4 Diễn biến của quá trình lên men .19

1.4.1.5 Sự hình thành các sản phẩm phụ trong quá trình lên men .20

1.4.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN .25

1.4.2.1 Nồng độ đường .25

1.4.2.2 Ảnh hưởng của pH môi trường 26

1.4.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ .27

1.4.2.4 Ảnh hưởng CO2 và nồng độ rượu .28

1.4.2.5 Ảnh hưởng của oxi .28

1.4.3 HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RƯỢU VANG TỰ NHIÊN (LÊN MEN TỰ PHÁT) 29

1.4.4 NẤM MEN THƯỜNG GẶP TRONG SẢN XUẤT RƯỢU

VANG 30

1.4.4.1 Saccharromyses vini 30

1.4.4.2 Saccharromyses uvarum 30

1.4.4.3 Saccharromyses chevalieri .31

1.4.4.4 Saccharromyses oviformis 31

1.4.5 LÊN MEN MALOLACTIC 31

1.5 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU DÂU .32

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 36

2.1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .36

2.2.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 36

2.2.1 Nguyên liệu chính 36

2.2.2 Nguyên liệu phụ .36

2.2.2.1 Đường .36

2.2.2.2 Các nguyên liệu phụ khác 37

2.2.2.3 Các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu .37

2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: 37

2.3.1 Xác định thành phần hoá học của quả dâu tằm 38

2.3.1.1 Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy .38

2.3.1.2 Xác định hàm lượng khoáng bằng phương pháp nung .38

2.3.1.3 Xác định hàm lượng acid 38

2.3.2 Xác định số lượng nấm men trong quá trình tăng sinh (0- 36 h) 38

2.3.3 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men chính 39

2.3.3.1 Chọn quy trình dự kiến 39

2.3.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường bổ sung trong dịch lên men phù hợp .41

2.3.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dịch men bổ sung thích hợp .43

2.3.3.4 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men chính thích hợp 44

2.3.4 XÂY DỰNG BẢNG ĐIỂM CẢM QUAN CHO SẢN PHẨM

RƯỢU VANG 45

2.3.5 Đánh giá chất lượng 47

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA QUẢ DÂU TẰM 49

3.1.1 Kết quả xác định hàm lượng ẩm của quả dâu .49

3.1.2 Kết quả xác định hàm lượng khoáng của quả dâu .49

3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng acid trong nguyên liệu dâu .49

3.2.KẾT QUẢ Về XÁC ĐịNH NẤM MEN TRONG QUÁ TRÌNH TĂNG SINH( 0 – 36 h ) .50

3.3 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LÊN MEN CHÍNH 51

3.3.1 Kết quả xác định xác định tỷ lệ đường bổ sung thích hợp cho lên men .51

3.3.2 Kết quả xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp cho dịch lên men .54

3.3.3 Kết quả xác định thời gian lên men chính của quá trình lên men 57

3.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG TỪ QUẢ DÂU TẰM .60

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 64 TÓM TẮT ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.2: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu nho 7

Bảng 1.3: mối quan hệ giữa nồng độ đường và thể tích rượu tạo thành 26

Bảng 1.4: Thành phần hoá học của quả dâu tằm 35

Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan về độ trong và màu sắc của rượu vang dâu: 46

Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan về mùi của rượu vang: 46

Bảng 2.4: Bảng điểm cảm quan về vị của rượu vang dâu 47

Bảng 2.5: Bảng điểm chung phân cấp chất lượng sản phẩm 48

Bảng 3.4: Kết quả xác định số lượng nấm men trong quá trình tăng sinh(0-36h) 50

Bảng 3.5: Kết quả về xác định tỷ lệ đường bổ sung thích hợp 51

Bảng3.6: Kết quả về xác định tỷ lệ bổ sung nấm men thích hợp 54

Bảng 3.7: Kết quả xác định thời gian lên men chính thích hợp 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.3: Hình ảnh quả dâu tằm lúc còn non 33

Hình 1.3: Hình ảnh quả dâu tằm lấy quả lúc chín 34

Hình 2.2: Sơ đồ bổ sung đường thích hợp cho dịch lên men 41

Hình 2.3: Sơ đồ xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp 43

Hình 2.4: Sơ đồ xác định thời gian lên men chính thích hợp 44

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn sự phát triển của nấm men trong quá trình tăng sinh 50

Hình 3.2: Ảnh hưởng của tỷ lệ đường bổ sung đến nồng độ cồn và điểm cảm quan 53 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung đến độ cồn và

LỜI NÓI ĐẦU

Rượu vang là loại đồ uống có từ lâu ở nhiều nước trên thế giới Song ở Việt Nam nó mới chỉ được quan tâm nhiều ở những năm gần đây

Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển hội nhập hợp tác làm ăn với các nước trên thế giới Đặc biệt ngành du lịch thu hút khách nước ngoài rất đông cộng với mức sống của người dân ngày càng cao nên nhu cầu về rượu vang trong nước ngày càng tăng Tuy nhiên rượu vang trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu Rượu vang tiêu thụ chủ yếu hiện nay là rượu vang ngoại nhập Nước ta hiện

có các nhà máy sản xuất vang như vang Đà Lạt, vang Thăng Long nhưng chưa đáp ứng được nhu cầu thị trường

Trong lúc đó nước ta là một nước khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thích hợp với nhiều loại cây trái Vì vậy nguồn nguyên liệu rất đa dạng và phong phú, đây là yếu tố rất thuận lợi cho ngành rượu vang phát triển Đối với nguyên liệu dâu tằm

có nhiều ở nước ta, nhưng nó rẩt dễ bị sâu bệnh dập nát khi chín Dâu tằm lại là nguyên liệu sản xuất rượu vang rất tốt Vì vậy em chọn đề tài này nhằm đa dạng sản phẩm rượu vang, nâng cao chất lượng của rượu và tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có chưa được sử dụng theo quy mô công nghiệp Bước đầu ứng dụng

kiến thức lý thuyết vào thực tế em đã chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm rượu vang từ quả dâu tằm”

Sinh viên thực hiện

Lê Bá Toàn

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 KHÁI QUÁT VỀ RƯỢU VANG

1.1.1 Khái quát về rượu

Danh từ rượu dùng để chỉ dung dịch đồ uống có chứa chủ yếu là ethanol với độ cồn từ 15-40 độ tùy thuộc các loại rượu khác nhau Độ cồn chỉ tỷ lệ cồn ethanol theo thể tích dung dịch so với thể tích dung dịch đồ uống (V ethanol /V dung dịch đồ uống)

Rượu là loại đồ uống có từ hàng ngàn năm nay Lịch sử phát triển của rượu cũng gắn liền với sự phát triển chung của văn hóa ẩm thực dân tộc Vào những dịp lễ hội hoặc những khi gặp người thân bạn bè, rượu làm tăng thêm cảm giác ấm cúng vui vẻ và khiến người ta có cảm giác thân thiện gần nhau hơn Cũng chính vì thế mà rượu cũng có một chỗ đứng quan trọng trong văn hóa ẩm thực của tất cả các nước trên thế giới không chỉ riêng ở Việt Nam.[3]

1.1.2 Khái quát về rượu vang

Rượu vang là loại đồ uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây không qua chưng cất Nhờ tác nhân lên men (lên men một giai đoạn) hoặc nhờ nấm men và vi khuẩn lactic (lên men 2 gian đoạn) Nhờ quá trình lên men đặc biệt đó mà tạo cho rượu vang có hương vị đặc trưng khác với các loại rượu thông thường khác

Phân loại rượu vang được dựa trên màu sắc của chúng như vang màu và vang trắng Trong các loại vang màu thì vang đỏ có giá trị nhất Trước đây người

ta quan niệm rằng rượu vang chỉ được sản xuất từ nho đỏ chất lượng dinh dưỡng cao vang đỏ hay "vang nho” đồng nghĩa với “vang” tên gọi cổ điển của nó Ngày nay nguyên liệu chế biến vang được mở rộng ra các loại nguyên liệu quả khác nhau rất phong phú về màu sắc và chất lượng của chúng Ngoài màu sắc còn có thể phân loại là “vang ngọt”và vang khô Vang ngọt là loại vang lên men còn đường và dùng sau mỗi bữa ăn còn vang khô là rượu vang lên men hết đường và

được dùng trong khi ăn (vừa ăn vừa uống) Cả vang trắng và vang màu đều là những loại rượu được con người rất ưa thích, công nghệ sản xuất vang này có khác nhau đôi chút về công đoạn xử lý quả và công đoạn lên men Vang trắng được sản xuất theo công nghệ lên men không có xác quả, còn vang màu được sản xuất theo công nghệ lên men có xác quả Để có vang màu chất lượng cao ngày nay người ta cho lên men với hai giai đoạn còn vang trắng lên men 1 giai đoạn.[3]

1.2 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHẦN VÀ GIÁ TRỊ CHẤT LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG

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

Bảng 1.1: Thành phần chính của rượu vang.[1]

1.2.1 Ethanol và vai trò tạo nên chất lượng rượu vang

Ethanol được hình thành từ quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ nấm men Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 7-16 độ Ethanol là thành phần quan trọng chính nhờ có nó mà 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 các thành phần khác có trong rượu vang tạo nên mùi vị hấp dẫn riêng biệt của nó Vị của rượu vang được tạo nên từ tỷ lệ cân đối của 4 vị

có trong rượu vang như: vị chua của acid hữu cơ, vị ngọt của ethanol, glyceryl, đường còn lại; vị chát của tanin, polyphenol; vị mặn của muối khoáng vị của rượu vang sẽ hài hòa khi các vị này có một tỷ lệ phù hợp.[3]

1.1.2 Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang

Đối với người tiêu dùng phương tây acid hữu cơ là thành phần quan trọng của rượu vang Tổng lượng acid thường là 4-5 g/l làm cho pH đạt 2,9-3,9 Acid hữu cơ trong rượu vang chia làm hai nhóm là nhóm có tác dụng tốt cho rượu vang và nhóm có tác dụng xấu cho rượu vang Chẳng hạn khi phân tích thàng phần acid hữu cơ của rượu vang cho thấy:

Taric:1,5-4g/l; malic:0-4 g/l; citric:0-0,5 g/l; malic:0-0,6 g/l Các acid này thuộc loại acid có tác dụng tích cực đến mùi vị của rượu vang và còn có tác 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 cao hoặc quá thấp sẽ làm cho vị không hài hòa Ngoài ra còn có một số acid khác như acetic; lactic; fomic; propionic; butyric nhưng hàm lượng rất nhỏ các acid này nếu hàm lượng cao sẽ làm cho rượu vang có mùi vị kém đặc biệt đối với acid acetic cần lưu ý: trong lên men tự nhiên thường tạo ra khoảng 0,4 g/l acid acetic nếu vượt quá hàm lượng này sẽ gây ra bệnh rượu Nếu hàm lượng acid acetic quá lớn sẽ làm cho mùi vị của rượu vang thay đổi và không thể uống được Acetic là acid bay hơi chiếm tỷ lệ 90% tổng lượng acid bay hơi của rượu vang

Tỷ lệ acid hữu cơ/ethanol/tanin hay sự cân đối giữa vị chua, vị ngọt, và vị chát

là yếu tố quan trọng lớn ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang Các chuyên gia cho rằng vị chua của tổng lượng acid được cân đối với vị ngọt của ethanol, glyceryl; và vị chát của tanin, plyphenol và vị đậm đà của muối khoáng có trong rượu vang Acid malic thường có vị chua rất gắt Vị chua gắt đối chọi với vị chát khá mạnh Do vậy trong sản xuất rượu vang màu thường phải có quá trình chuyển đổi Acid malic thành Acid lactic để làm cho rượu vang có vị hài hòa Quá

trình chuyển đổi này được thực hiện bởi vi khuẩn lactic đặc biệt và được gọi là

“quá trình malo lactic”.[3]

1.2.3.Đường trong rượu vang

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 nghịch đảo đã tạo nên mùi thơm dễ chịu cho rượu vang thành phẩm Thành phần đường còn lại cũng là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm Tuy nhiên, hàm lượng đường trong vang đỏ và vang trắng cũng khác nhau Vang đỏ còn chứa 2-3g đường tổng số/ lit, còn vang trắng hàm lượng đường còn lại là 70-80g/ lit.[3]

1.2.4 Thành phần tro và các chất muối trong rượu vang

Trong rượu vang chứa nhiều các chất khoáng như: P, S, K, Na, Ca, Mg,

SI, Fe, Mn, Cl, Br, I, Al… các chất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có thể dưới dạng muối Thành phần khoáng của rượu vang do quả cung cấp

Do vậy các loại rượu vang khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau Hàm lượng tro trong rượu vang thường từ 1,5- 3g/ lit Vai trò của chất khoáng trong rượu vang là làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị chữa bệnh cho con người (CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ kết hợp với các chất muối khoáng tạo nên các hoạt chất có khả năng phòng hoặc chữa một số bệnh) Đồng thời chất khoáng còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà cho rượu vang và cùng với các vị ngọt, chua, chát tạo nên vị hài hòa cho rượu vang.[3]

1.2.5 Thành phần polyphenol

Các polyphenol trong rượu gồm có flavonol, antoxian, tanin Hàm lượng của chúng sẽ khác nhau trong các loại rượu vang khác nhau Ở vang màu bao giờ hàm lượng polyphenol cũng lớn hơn vang trắng vì các polyphenol do quả cung cấp Hàm lượng các chất này có nhiều trong vỏ quả, trong thịt quả thì ít hơn

 Vai trò của các polyphenol:

 Tạo màu cho vang đặc biệt là vang đỏ vì màu sắc là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng của vang màu Trong đó, flavonol cho màu vàng, antoxian cho màu đỏ

 Tạo vị chát cho ruợu, vị chát cùng với các vị khác nếu tỷ lệ cân đối hợp lý

sẽ tạo nên vị hài hòa cho rượu vang

 Các polyphenol có vai trò làm ổn định kéo dài thời gian bảo quản rượu vang, do các polyphenol và tanin có khả năng sát khuẩn mạnh tuy nhiên cần lưu ý:

 Tanin dễ bị oxihoá làm cho vang có màu sẫm lại đây là yếu tố không tốt cần lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi lên men và bảo quản rượu vang sau này

 Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ làm cho rượu vang có vị chát mạnh ảnh hưởng không tốt đến mùi vị của rượu vang làm cho vị của rượu vang kém

 Nếu hàm lượng cao sẽ làm ức chế hoạt động của nấm men, khả năng lên men kém, chất lượng rượu kém

 Hàm lượng polyphenol cao sẽ tạo nên hàm lượng tanin cao gây kết tủa protein của nước quả làm cho rượu bị đục.[3]

1.2.6 Vitamin trong rượu vang

Vitamin trong rượu vang gồm có các vitamin nhóm B, vitamin C, vitamin

A và các chất tiền vitamin A và các hàm lượng vitamin trong rượu phụ thuộc vào mỗi loại quả khác nhau Vitamin có trong rượu cung cấp các dưỡng chất cho cơ thể rất tốt Vì vậy trong sản xuất rượu vang cần chú ý để tránh tổn thất vitamin có trong dịch quả

Bảng 1.2: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu nho [1]

Rượu vang

Vitamin Đơn vị (µg/lít) Nước nho Trắng (lên

men không có xác quả)

160 – 450

3 -60 0,5 -1,4 0,16 - 0,5 0,68 - 2,6 1,5 - 4,2

380 - 710

0

15 - 92 0,9 - 1,8

19 - 39

2 - 58

8 - 133 0,55 - 1,2 0,12 - 0,67 0,44 - 1,3

1 - 3,6

220 - 730

0 - 0,16

15 - 133 0,4 - 4,5

19 -27

103 - 245 0,47 - 1,9 0,42 - 0,68 0,13 - 0,68 0,79 - 1,7 0,6 - 4,6

290 - 334 0,04 - 0,10

15 - 133 0,4 - 4,5

20 - 43

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG RỰƠU VANG VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG

1.3.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC QUẢ VÀ YÊU CẦU CỦA NGUYÊN LIỆU LÀM RƯỢU VANG

Nguyên liệu làm rượu vang là các loại quả Quả chín (có thể chưa thật chín) sau khi thu hoạch chọn loại quả tươi, chất lượng tốt đem ép lấy nước hoặc ngâm với đường để thu được dịch nước quả dành cho lên men

Tất cả các loại quả đều có đường, nhiều vitamin, nhiều acid hữu cơ Trong

đó có nhiều vitamin C có đầy đủ chất khoáng và có một lượng protein đáng kể Ngoài ra nước quả còn có chứa tanin pectin Trong các loại quả dùng làm rượu vang trước hết phải kể đến nho

 Nho: Trong số các loại quả, nho là loại quả lý tưởng nhất để chế rượu

vang Thành phần hóa học của nho có 10-30% đường (glucoza, fructoza, sacaroza); 0,5-1,7 các acid hữu cơ (acid tactaric, axit malic); 0,1-0,3 pectin; 0,1-0,5 chất khoáng, có các vitamin C, B1, B2, PP cùng các chất thơm

Nho ưa đất ít chua và khí hậu khô, nhiều nắng Vùng đất Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận của nước ta là một vùng nho mới đang phát triển nhưng năng suất chưa cao và chưa chiếm lĩnh được thị trường Hiện nay đang trồng thử nho ở vùng Ba Vì, Chí Linh… cũng có nhiều triển vọng

 Dứa: Dứa cũng là nguyên liệu tốt để chế biến rượu vang, trong nước dứa

lượng đường cũng khá cao, khi lên men thêm ít đường Vang dứa không giữ được hương thơm ban đầu của nước quả

 Mơ: Mơ là loại nước quả sản xuất vang rất tốt Vang mơ thơm ngon có

thể là một vị thuốc an thần và chữa bệnh đường ruột

Ngoài các loại quả trên thì dâu, mận, táo cũng là những loại quả có nhiều vitamin và khoáng chất, cũng như các acid hữu cơ làm cho nước quả có vị chua (pH thường từ 2,5 trở lên) và tanin làm cho rượu sau này có vị chua chát

Trên đây ta đã biết nguyên liệu để sản xuất rượu vang chủ yếu là quả nho Ngoài ra có thể dùng dâu, dứa, mận, xoài … lên men rượu vang Nho có hai loại: Tím đỏ dùng để sản xuất ra vang đỏ, và nho màu xanh sản xuất ra vang trắng Với vang nho làm nguyên liệu thích hợp nhất Từ nho cho vang chất lượng tốt nhất, hương vị êm dịu chua chát hài hòa Thành phần dịch quả nho rất thích hợp cho lên men và thành phần rượu thành phẩm nhiều chất dinh duỡng, gồm các chất kích thích sinh học

Nguyên liệu là các loại quả thu hái về, tránh đập nát, chọn các quả tốt ép lấy dịch Có nhiều trường hợp chỉ loại quả xấu, dập nát dính bẩn còn lại đem ép

và không cần rửa, để lợi dụng hệ nấm men có sẵn trên vỏ quả Đối với vang đỏ dùng cả xác quả và dịch đưa vào lên men Các loại quả khác ép lấy dịch bỏ xác quả và vỏ

Dịch được ép với các thiết bị thép inox không bị acid ăn mòn, có vết sắt hoặc đồng Các kim loại này làm giảm chất lượng dịch quả, đặc biệt là làm biến màu Dịch thu được sẽ đem sulfit hóa bằng cách bổ sung natri sulfurơ (Na2SO3)

để chống bị oxi hóa làm sẫm màu hoặc bị biến màu Lượng SO2 được phép cho vào dịch quả là 30-120mg/l Ngoài vai trò làm chất chống oxi hóa, SO2 còn có tác dụng diệt tạp khuẩn, men dại, khi lên men tạo điều kiện cho nấm men sinh ra một ít glyxerin làm cải thiện hương vị cho rượu vang

Dịch quả thu được có thể bổ sung thêm đường, điều chỉnh độ chua sao cho dịch có pH ở khoảng 3-3,5%, muối amoni hoặc nguồn acid amin, vitamin trước hết là vitamin B1 Với dịch giàu acid malic cần lên men bổ sung malo-lactic để giảm độ chua gắt của acid malic Với loại quả có hạt cứng khó loại bỏ bằng phương pháp ngâm đường Quả tươi và tốt, rửa sạch để ráo rồi ngâm đường theo

tỉ lệ 1 quả/ 1 đường Xirô thu được cũng cần sulfit hóa và khi lên men được pha loãng gấp 2-3 lần Như vậy vang sản xuất theo phương pháp xử lý này chất lượng không cao.[5]

1.3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA OXI HÓA NƯỚC QUẢ

1.3.2.1 Nguyên nhân và tác hại của quá trình oxi hóa nước quả trong sản xuất rượu vang

Khi nghiền quả hoặc ép quả, tế bào bị vỡ, cân bằng sinh hóa trong quả bị phá hủy nghiêm trọng, đồng thời oxi không khí sẽ có điều kiện tiếp xúc với các chất dưới tác dụng của enzyme oxy hóa khử oxydoreductase làm cho nước quả bị oxy hóa nhanh chóng

Quá trình oxy hóa nước quả sẽ gây ra nhiều biến đổi bất lợi, làm giảm chất lượng của dịch quả trước khi lên men, ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của rượu vang sau này như:

Mùi thơm của nước quả giảm do các chất mùi bị phá hủy cho quá trình oxy hóa Tanin tăng do oxy hóa các polyphenol Lượng tanin tăng sẽ làm cho vị chát của rượu tăng, vị của rượu sẽ không hài hòa và đặt biệt ảnh hưởng đến sự sống của nấm men Màu sắc của nước quả bị sẫm lại làm cho màu sắc của rượu

thay đổi đáng kể Có thể gây hiện tượng kết tủa enzyme do muối sắt, muối đồng

ở thể oxy hóa khử, các enzyme này rất cần thiết cho quá trình làm chín rượu vang sau khi lên men.[3]

1.3.2.2 Các biện pháp chống oxy hóa nước quả

Không làm dập nát quả trong suốt quá trình thu hái vận chuyển Sau khi làm dập hoặc ép nước cần tiến hành lên men ngay Nếu để chậm dù chỉ một vài giờ, chất lượng của nước quả cũng giảm đi đáng kể Sử dụng các biện pháp hóa

lý như sau:

 Tiến hành ép lọc dịch quả trong thiết bị chứa đầy CO2, không cho dịch quả tiếp xúc với O2

 Thêm chất chống oxy hóa vào nước ép quả SO2 là chất được phổ biến

và cho phép dùng trong chế biến rượu vang ở hầu hết các nước chế rượu vang

SO2 có tác dụng trên các phương diện: chống oxy hóa do tác dụng thu oxy của môi trường và làm tê liệt các enzyme oxy hóa khử và tiêu diệt nhiều vi sinh vật

có hại, trong đó có khuẩn giấm và khuẩn lactic Tuy nhiên cần lưu ý hàm lượng

bổ sung vào dịch quả Thường cho phép dùng 120mg/l nếu nhiều quá sẽ làm cho rượu vang có mùi khó chịu, đồng thời sẽ ảnh hưởng đến đời sống của nấm men

và vi khuẩn trong len men malo-lactic

 Có thể xử lý nhiệt dịch quả để hạn chế oxy hóa Xử lý nhiệt nhằm vô hoạt enzyme oxy hóa khử và làm giảm bớt lượng oxy hòa tan vào dịch quả từ đó hạn chế oxy hóa Tuy nhiên chỉ cho phép xử lý trong thời gian ngắn ở nhiệt độ không cao lắm, chẳng hạn với pH nước quả thường 3,2-3,6 thì chỉ cần gia nhiệt ở

600 C trong vòng từ 15-20 phút Phương pháp này ít dùng vì có hạn chế là thường nhiệt độ cao hay vô hoạt enzyme oxy hóa cần thiết cho việc làm chín rượu vang sau này.[3]

1.3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA RƯỢU VANG

1.3.3.1 Ảnh hưởng của quá trình chuẩn bị nấm men

 Trường hợp dùng ống men giống:

 Tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men sinh trưởng và phát triển tốt Tránh hiện tượng lây nhiễm các loài vi sinh vật khác ảnh hưởng xấu đến chất lượng của rượu vang

 Nhiệt độ 25-300C, thời gian τ = 24-36 giờ nấm men phát triển tốt, cần nhân giống trên máy lắc để trộn đều oxi cung cấp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men

 Trường hợp sử dụng bánh men cổ truyền:

Bánh men tốt không có mùi lạ, bánh men còn trong thời hạn sử dụng, chưa có hiện tượng hư hỏng Cần phải bổ sung với liều lượng hợp lý khoảng 15-

20 g/lit dịch quả lên men

 Trường hợp sử dụng nước quả đang lên men để làm nước cái men

 Nếu có nhiều nguyên liệu, quả chín làm nhiều đợt Khi muốn lên men một

mẻ nước quả mới, mà đã có sẵn một mẻ lên men trước đó có thể lấy ngay một phần nước quả đang lên men trong đó có nhiều tế bào nấm men đang hoạt động mạnh bổ sung vào nước quả để lên men theo tỷ lệ

Nước quả đang lên men 1 Dịch chuẩn bị lên men 3-5

 Nếu nước cái men đưa vào phải ở giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ ở thời

kỳ đầu cân bằng là tốt nhất Nên lấy ở thời điểm lên men được 24-36 giờ

 Như vậy quá trình chuẩn bị dịch men rất quan trọng Nấm men đưa vào phải khỏe Phát triển mạnh không lây nhiễm tạp chất và các vi sinh vật khác để đảm bảo chất lượng của sản phẩm

1.3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung nấm men

Tỷ lệ bổ sung 3-10% so với dịch lên men Tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm, nguyên liệu và năng lực của nấm men đó để bổ sung nấm men hợp lý Nếu

tỷ lệ nấm men ít sẽ làm cho quá trình lên men không đảm bảo tỷ lệ rượu tạo ra ít, nếu nhiều quá thì không tốt, gây mùi khó chịu cho rượu vang

1.3.3.3 Ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình lên men

 Để đảm bảo quá trình lên men tốt cần đảm bảo các thông số ảnh hưởng đến quá trình lên men như: nhiệt độ, pH, nồng độ đường, hàm lượng CO2, nồng

độ rượu…

 Cần phải đảm bảo nồng độ đường, nhiệt độ, pH hợp lý cho quá trình lên men Phải theo dõi thường xuyên nhiệt độ, pH và đảm bảo nhiệt độ, pH hợp lý cho quá trình lên men

 Theo dõi tốc độ lên men nhanh và hết đường Phải tạo điều kiện cho quá

trình lên men nhanh và chuyển hóa đường thành ethanol Nếu hàm lượng đường

còn lại cao và nồng độ ethanol thấp là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật gây hại phát triển hư hỏng làm hỏng rượu vang

 Lên men chậm là một tai hại của quả trình sản xuất rượu vang Vì vậy cần phải biết nguyên nhân và biện pháp khắc phục

 Nguyên nhân của lên men chậm và không hết đường là :

 Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp

 Thiếu oxi ban đầu

 Hàm lượng đường quá cao

 Thiếu nấm men hoặc nấm men yếu

Khắc phục:

 Sử dụng nấm men tốt và số lượng tế bào đảm bảo

 Lên men ở nhiệt độ quy định

 Đảm bảo lượng oxi cho thời kỳ đầu của quá trình lên men (mở nắp định kì trong 2 ngày đầu của quá trình lên men)

 Điều chỉnh hàm lượng đường hợp lý

 Phải tạo điều kiện để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt trong quá trình lên men Để nâng cao chất lượng của rượu Tránh hiện tượng lên men chậm ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang

1.3.3.4 Ảnh hưởng của quá trình lên men malolactic

 Mục tiêu của quá trình lên men malolactic là chuyển acid malic thành acid

lactic Acid lactic có vị chua hài hòa nên làm cho độ chua gắt của rượu giảm đặc

biệt là nguyên liệu dâu có vị chua gắt Làm cho vị chua hài hòa với vị chát của tanin hơn

-CO2, 37-400C

HOOC- CH2- CHOH- COOH CH3- CHOH- COOH

Vi khuẩn lactic

 Để thực hiện lên men malolactic cần phải bổ sung vi khuẩn lactic vào khối

rượu vừa được lên men

 Chủng vi khuẩn Leuconostoc oenos điều kiện lên men của vi khuẩn này

nhiệt độ đạt 37-400C

1.3.3.5 Chăm sóc ruợu sau lên men

 Đây là bí quyết chế rượu của từng vùng Nhằm mục đích làm cho rượu có chất lượng tốt nhất Đó cũng là đặc trưng của từng loại rượu vang và chất lượng của rượu cũng khác nhau

1.3.3.6 Một số bệnh của rượu

 Bệnh vang dính (vins filants): Khi rót rượu ra cốc vang không chảy đều,

lỏng như nước mà dính như có hồ nếp

Đó là do khuẩn lactic nhất là loại Leuconostoc, trong những điều kiện

nhất định, tiết ra quanh mình một loại đường riêng gọi là dextran Bệnh này

thường kéo theo bệnh chua tatric và bệnh vang đắng Cách chữa: lên men rượu

vang xong nên thêm SO2 - tiệt trùng

 Bệnh chua lactic (piquer lactique) Xảy ra khi trong rượu vang còn lại

đường khử, chưa chuyển hết thành rượu Đường khử bị khuẩn lactic phá hủy chuyển thành đường manit và axit bay hơi, gây một mùi chua khó chịu Là một bệnh phổ biến của rượu vang, xảy ra khi quả quá ngọt hoặc cho thêm quá nhiều đường, kỹ thuật lên men thấp, làm cho "con men" ngừng hoạt động nửa chừng,

cấy men Saccharomyces chưa đủ, lượng nhiệt quá cao, thiếu ôxi Cách chữa:

loại bớt khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc kỹ nước quả, gạn cặn kỹ Thêm SO2 và

nhất là tạo điều kiện cho men Saccharomyces hoạt động tốt

 Bệnh chua tatric (tourne) Xảy ra khi khuẩn lactic phá hủy axit tatric làm

cho rượu đục, tiết nhiều CO2, rượu chuyển màu nâu, có vị nhạt Chỉ khi pH cao

hơn 3,5 -3,6 mới có bệnh này vì vậy rượu cũ, rượu ngon hay bị bệnh Cách chữa: thêm SO2 -tiệt trùng bằng nhiệt

 Bệnh đắng Xảy ra khi men lactic phá hủy glixerin Rượu trở thành chua,

có vị đắng do các chất acrolêin hình thành Dạng bệnh và cách chữa cũng như chua tatric.[1]

1.3.3.7 Biện pháp kéo dài thời gian bảo quản

 Để kéo dài thời gian bảo quản rượu ngoài những biện pháp thông thường như bảo quản nơi thoáng mát, hạn chế tiếp xúc với oxy không khí bằng cách để lại không trong chai nhỏ lại, sử dụng chai thủy tinh màu tối để ánh sáng không lọt qua được… người ta còn có thể kéo dài thời gian bảo quản bằng cách kết hợp các biện pháp trên với việc bảo quản nó ở nhiệt độ thấp (7-100C) hoặc kết hợp các biện pháp trên với việc nâng cao độ cồn của rượu lên 12 đến tối đa là 15 độ cồn Mỗi biện pháp bảo quản đều có những ưu nhược điểm nhất định Tùy điều

kiện cụ thể mà áp dụng cho phù hợp

 Nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp đòi hỏi chi phí điện năng cao đồng thời khó vận chuyển sản phẩm đi xa Tuy nhiên nó có ưu điểm là khi bảo quản ở nhiệt độ thấp rượu sẽ có độ trong cao hơn so với ở nhiệt độ thường và rượu có mùi vị hài

hòa và đặc trưng hơn so với khi thêm rượu cất

 Nếu bảo quản bằng cách nâng cao độ cồn của rượu lên thì có ưu điểm là chi phí thấp Do chỉ cần bổ sung thêm một ít rượu cất, sản phẩm có thể vận chuyển đi xa dễ dàng và rượu có độ cồn thích hợp với thị hiếu một số người tiêu dùng

1.3.4 NGUYÊN NHÂN LÀM ĐỤC RƯỢU VÀ PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG RƯỢU 1.3.4.1 Nguyên nhân làm cho rượu đục

Rượu vang quả là một dịch thật vì trong rượu chứa các phần tử nhỏ như cồn,đường, khoáng, vitamin, …lại vừa là một dung dịch keo vì có nhưng phân

tử lớn như: pectic, pectin, protein, polyphenol…một số nguyên nhân làm rượu đục như sau:

 Do keo tụ: nguyên nhân gây đục cơ bản là do keo tụ, các hạt keo tụ lại với nhau tạo thành phần tử lớn làm cho rượu đục không cho ánh sáng đi qua

 Do kết tủa các chất: rượu đục có thể do kết tủa các chất sau:

 Kết tủa fericphosphate (FePO4) trong rượu vang:

Ở vang trắng Fericphosohate có màu trắng, ngược lại trong vang đỏ chất này

có màu đỏ Điều kiện của phản ứng xảy ra khi hàm lượng Fe khoảng 12-15 mg/l  Kết tủa sunfua đồng trong rượu vang:

CuS có màu đỏ Điều kiện của phản ứng khi có mặt đồng với hàm lượng 0,5 mg/l

Kết tủa protein trong rượu vang:

Trong rượu vang thường hiện hữu của tanin, đặc biệt là vang đỏ hàm lượng tanin lớn, hợp chất này khi gặp protein của quả và một phần do nấm men thuỷ phân tạo thành sẽ gây kết tủa bông làm đục rượu vang

Kết tủa do đa tụ chất màu: khi để rượu vang trong điều kiện lạnh có hiện tượng các chất màu bị kết tủa thành cặn màu đỏ thẫm, làm cho cường độ màu của rượu bị giảm đi từ 10- 20% rượu càng để lâu kết tủa càng mạnh do hiện tượng đa

1.3.4.2 Các biện pháp làm trong rượu vang

1.3.4.2.1 Biện pháp lắng gạn

Giả sử coi rượu vang là dung dịch thuần nhất có các vật chất là hình cầu tốc độ lắng của vật chất được xác định bằng định luật stocke

Trong đó:

D, r: Là khối lượng riêng, bán kính vật rơi

v, g: Hệ số dính cản của dung dịch, gia tốc vật rơi tự do

Thực tế khi để lắng tự nhiên chỉ có tạp chất thô lắng xuống đáy thiết bị, nhưng các hạt keo làm cho rượu đục thì rất khó lắng, nhất là vì giữa chúng còn

có các lực đẩy, hút do các điện tích khác nhau

Hiệu quả quá trình lắng tự nhiên không triệt để phải chú ý các điểm sau:

 Phải để thùng rượu ở nhiệt độ thấp

 Nhiệt độ của bể chứa, thùng chứa rượu phải đồng đều nếu chênh lệch nhiệt độ sẽ làm cho cặn lắng chuyển động hiệu qủa lắng thấp

 Nơi để rượu phải yên lặng tránh sự di chuyển của các cặn lắng.[1]

1.3.4.2.2 Sử dụng các chất trợ lắng polyme tự nhiên

Có thể sử dụng các polyme tự nhiên có tính keo như: gelatin, chitosan, alginat, carrageenan, lòng trắng trứng, sữa, bột máu Các chất keo sẽ hấp thụ các hạt keo và lắng nhanh Liều lượng cần tuân thủ để không ảnh hưởng đến chất lượng của rượu theo J.Robero Gayon thì hàm lượng các chất trợ lắng như sau:

 Canxicasein: 10- 20 mg/l rượu vang trắng

 Bột máu: 100- 150 mg/l rượu vang trắng, 100- 250mg/l rượu vang đỏ

1.4: TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN

1.4.1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU VANG

1.4.1.1 Bản chất của quá trình lên men

 Sự lên men theo nghĩa rộng là quá trình trao đổi chất qua đó các chất hữu cơ

mà trước tiên là đường bị biến đổi dưới tác dụng của các enzyme của vi sinh vật

 Từ năm 1803 L.J.thenard chứng minh rằng nấm men là nguyên nhân trực tiếp của quá trình lên men rượu đến năm 1810 được Gay- lussac viết thành phương trình là:

C6H12O6 = 2C2H50H + 2 CO2

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 đã chỉ ra rằng: “sự phân giải đường thành rượu và CO2 là sự hô hấp của nấm men trong điều kiện yếm khí” Tuy vậy thời đó Pasteur đã có những quan điểm sai lầm “ sự lên men chỉ xảy ra trong tế bào men sống” về sau Buchner đã nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh bản chất quá trình lên men rượu qua thí nghiệm lên men rượu dịch nghiền tế bào nấm men ông

đã đưa ra kết luận chính xác như sau về sự lên men rượu: “sự lên men rượu là sự phân giải các chất đường thành rượu và CO2 dưới tác dụng của các chất do nấm men tiết ra”

 Các phản ứng hóa sinh trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển hidro ở dạng (H+,+e) dưới tác dụng của các enzyme dehydrogenase Trong quá trình đó hidro được tách ra khỏi cơ chất đến chất nhận điện tử cuối cùng là chất hữu cơ Hợp chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm lên men rồi tích tụ lại trong môi trường dinh dưỡng Tùy theo sản phẩm tích lũy nào

chiếm ưu thế mà ta có thể lên men rượu hoặc là lên men Lactic…

 Vì vậy bản chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa khử đó lại xảy

ra trong cơ thể vi sinh vật dưới tác dụng của hệ thống enzyme, cho nên quá trình lên men còn được gọi là quá trình oxy hóa khử sinh học.[2]

Ví dụ: quá trình tạo thành ethanol trong tế bào nấm

CH2OH

CH2-O-PO3H2CHOH COOH

-CO 2

Hình 1.1: Sơ đồ lên men ethanol [2].

1.4.1.3 Các thời kì lên men ethanol

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

 Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều

hướng (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

mà hyđro lại chuyển đến cho photphoglyceraldehyde tạo thành phosphoglyceryl, sau đó phosphoglycerin bị thủy phân giải phóng acid phosphoric và glycerin

 Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đã hình thành nhiều, nên hydro

từ alcoldehydrogenase lại chuyển sang acetaldehyde theo chiều hướng phản ứng ( b) Lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol.[2]

1.4.1.4 Diễn biến của quá trình lên men

Trong quá trình lên men ethanol đầu tiên tế bào nấm men hấp thụ đường

và chất dinh dưỡng khác lên bề mặt của nó Sau đó các chất khuếch tán qua màng bán thấm của tế bào vào trong tế bào Sự khuếch tán này tuân theo định luật chung của sự thẩm thấu Nước có thể ra vào tự do nhưng đường và các chất hòa tan khác ra vào tế bào rồi thì không quay ra được Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường được chuyển hóa thành ethanol và CO2 Ethanol và CO2được tạo thành thoát ra khỏi tế bào và khuếch tán vào môi trường, ethanol hòa tan vào trong nước Lúc này môi trường lên men nhanh chóng được bão hòa bởi khí CO2, khí CO2 hấp phụ trên bề mặt của tế bào nấm men tạo thành như một cái phao, thắng được trọng lực của tế bào cả bọt khí và nấm men nổi lên Bọt khí vỡ,

tế bào nấm men lại chìm xuống Như vậy nếu quan sát vào môi trường lên men ta thấy nấm men vốn không di động trở thành di động Hiện tượng này góp phần tăng nhanh quá trình trao đổi chất và tốc độ lên men được tăng nhanh một cách tương ứng.[2]

1.4.1.5 Sự hình thành các sản phẩm phụ trong quá trình lên men

Khi lên men bên cạnh sản phẩm chính là rượu ethanol và CO2 còn có nhiều các sản phẩm phụ khác như: acid acetic, glycerin, acetaldehyde, dầu fusel

Tỷ lệ các sản phẩm phụ này phụ thuộc vào điều kiện của môi trường lên men

1.4.1.5.2 Sự tạo thành dầu fusel

Trong các sản phẩm phụ không thể không kể đến dầu fusel Đây là hỗn hợp các loại rượu bậc cao một nhóm định mức như Butanol, Isobotanol, Pentanol,

Theo cơ chế tạo dầu fusel từ acid amin theo phương trình sau:

R – CH2NH2 R – CH2OH -CO2

Cơ chế tạo dầu fusel như sau:

Cơ chế của phản ứng tạo Isobutanol



 Cơ chế phản ứng tạo Isopentanol

CH3 – CH – C - COOH + CH3 ~ CoA CH3 – CH – CH2 – C -COOH

đồng nhất như nhau Ví dụ: S.oviformis tổng hợp được nhiều etyaxetat trong điều

kiện kỵ khí: 80mg/l, trong hiếu khí là: 40mg/l và izoamylaxetat trong kỵ khí là:

1,21 mg/l và trong hiếu khí là 0,14mg/l S.vini trong điều kiện kỵ khí tương ứng

là 0,62mg/l, trong điều kiện hiếu khí 0,13mg/l Ngưỡng cảm nhận được của etyaxetat có trong vang là 180- 200mg/l Nếu thấp hơn hay cao hơn khoảng này đều ảnh hưởng đến vị của vang Trường hợp cao hơn sẽ làm vang có vị đắng gắt khó chịu Trong lên men vang tích tụ các este có nhiệt độ sôi thấp và độ sôi cao (este etyl của các axit caprotanic, caprilatic, caprinic, izoamulcapronic và của các acid béo linolevic, linolenovic và v.v …) Điều kiện lên men chỉ ảnh hưởng đến các este Đếm số lượng các este Lên men ở điều kiện kỵ khí mức độ tạo este tạo thành lớn gấp 6 lần so với lên men ở điều kiện hiếu khí Giữ vang non được lên men trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí sẽ dẫn đến thay đổi nồng độ phần trăm của các este có độ sôi cao và làm tăng este có độ sôi thấp, ngược lại vang non được lên men ở dư áp suất CO2 sẽ làm cho hàm lượng phần trăm các este có độ sôi cao nhiều hơn Trong nồng độ nhất định các este làm cho mùi vị của vang mềm mại hơn, dịu dàng và hài hòa hơn

1.4.1.5.4 Sự hình thành acid hữu cơ

Nghiên cứu của Tbaragie (1936) chỉ ra rằng khi acid acetic bị mất hydro

và ngưng tụ thành acid succinic

Theo M.Lapon (1955) khi thêm vào dịch lên men acid glutaric thì thấy rằng: chỉ một lượng acid glutaric tạo thành acid succinic Điều đó chứng tỏ rằng phần lớn acid succinic được tạo thành từ đường chứ không phải từ acid amin theo

cơ chế Erlix

C6H12O6 + C5H7O4NH2 + 2H2O C4H6O4 + 2C3H8O3 + CO2 + NH3

Acid glutaric acid succinic glyceryl

Ngoài ra sự tạo thành các acid hữu cơ còn do quá trình chuyển amin trong dịch mà nên

1.4.1.5.5 Sự tạo thành acetoin, diacetyl và 2,3 butadiol

Ba hợp chất này được tạo thành trong công đoạn lên men chính bởi hoạt động của tế bào nấm men Trong ba chất này độc hại và nguy hiểm nhất là

diacetyl, đây là chất lỏng không màu đến màu vàng nhạt, có mùi hôi cực mạnh,

vị đắng gắt rất khó chịu tác động đến hệ thần kinh con người Nếu xem acid pyruvic là điểm xuất phát thì cơ chế tạo thành 3 chất này như sau:

CH3 – CO – COOH CH3 – CHO + CO2

Acid pyruvic Acetaldehyde

CH3 – CHO + CH3 – CHO CH3 – CO – CHOH – CH3

Trong giai đoạn lên men phụ hàm lượng Aldehyde giảm đi rất nhiều Cụ thể như sau:

2H+ + CH3CHO CH3CH2OH

1.4.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN.

1.4.2.1 Nồng độ đường

 Nấm men phải đòi hỏi những điều kiện nhất định để lên men Trong sản xuất ngoài việc lựa chọn chủng nấm men còn phải nghiên cứu tạo điều kiện thích hợp để đạt hiệu suất lên men cao

 Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản như

monodisacharid đặc biệt là maltoza và saccharoza Sự chuyển hóa các disacharid này thành frutoza được thực hiện bởi các enzyme maltoza và saccharota mà tế

bào nấm men có

 Nấm men Saccharomyces cerevisiae hoàn toàn không có khả năng thủy

phân tinh bột Nếu nguyên liệu là tinh bột trong sản xuất rượu thì phải có quá trình thủy phân tinh bột trước khi lên men

 Trong dịch men ngoài đường phải có thêm một số thức ăn cần thiết cho nấm men như các muối amon, các muối photphat và chủ yếu là đạm

 Nồng độ đường ảnh hưởng đến năng lực lên men (năng lực lên men là khả năng cuả một lượng nấm men nhất định, lên men sau một thời gian nhất định được một lượng đường nào đó)

 Nồng độ đường thích hợp nhất là 10% – 18% nếu cao hơn năng lực lên men giảm Và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ không tạo cho quá trình lên men vì lượng đường thấp sẽ không đủ đường cung cấp cho quá trình lên men Trong thực tế ở nồng độ 30 – 35% thì sự lên men bị đình chỉ cho dù có loại nấm men có khả năng lên men được ở nồng độ đường lên đến 60%

 Trong dịch quả lượng đường không lên men tới 20% tổng lượng đường Như vậy nồng độ đường sót lại khá cao trong lên men Nó sẽ làm ức chế sự tạo thành rượu

 Ảnh hưởng của nồng độ đường trong môi trường đến việc tạo thành rượu như sau:

Bảng 1.3: mối quan hệ giữa nồng độ đường và thể tích rượu tạo thành [5]

Nồng độ đường % 37 42 47 55 75 Lượng rượu tạo thành %V 8.6 6.3 5.9 3.4 0

 Ngừng trệ lên men trong nồng độ đường cao liên quan đến giống men có khả năng vượt quá áp suất thẩm thấu của dịch đường

 Để hoạt động bình thường nấm men cần ở trong dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suất có trong không bào

 Như vậy nồng độ đường ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm Nếu nồng độ đường cao sẽ làm ức chế hoạt động của nấm men Làm cho nồng độ đường sót cao, lượng etanol hình thành ít làm cho chất lượng của rượu giảm Nếu nồng độ đường thấp sẽ không đủ cơ chất thực hiện trong quá trình lên men làm cho nồng độ ethanol hình thành thấp chất lượng rượu giảm Trong thí nghiệm cũng như trong sản xuất cần phải nghiên cứu kỹ nồng độ đường phù hợp để có chất lượng rượu tốt nhất

1.4.2.2 Ảnh hưởng của pH môi trường

Nồng độ pH ảnh hưởng lớn đến đời sống nấm men Độ pH của dịch quả là

2,8 – 3,8 Loài Saccharomyses vini phát triển bình thường ở pH 3,5 So với Saccharo myces cerevisiae và Saccharo carlsbergensis thì Saccharomyses vini

chịu được độ chua cao hơn Nếu nâng cao độ chua môi trường tức pH hạ xuống nấm men sẽ thay đổi hình thái tế bào nhỏ hơn, dạng cầu vượt trội trong tế bào tích tụ chất béo

 PH thích hợp của lên men là 3,2 – 3,5 tạo điều kiện để nấm men phát triển bình thường và tạo ra rượu đạt được về số lượng và chất lượng tốt nhất

 Do đó nấm men hoạt động bình thường ở những khoảng pH thích hợp Vì vậy trong quá trình lên men phải điều chỉnh pH thích hợp đối với từng loại nấm men nhằm tạo điều kiện để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt

 Như vậy muốn nâng cao chất lượng sản phẩm cần phải điều chỉnh pH thích hợp để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt Việc điều chỉnh pH trong dung dịch lên men là cần thiết để tạo ra nhiều rượu có chất lượng tốt

1.4.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ

 Nhiệt độ: là yếu tố quan trọng bậc nhất đối với nấm men nói chung và lên men vang nói riêng Nó có tác dụng rõ rệt đến khả năng lên men của chủng nấm men và chất lượng của rượu vang (độ rượu, đường rót, chất thơm….) Lên men rượu vang thường thực hiện ở khoảng nhiệt độ 10- 300C Nhiều nghiên cứu đã xác định được rằng cũng đã xác định được rằng, ở nhiệt độ cao lên men bắt đầu sớm, xảy ra mạnh mẽ, nhưng dễ bị dừng lại giữa chừng và kết thúc lên men khi đường sót còn lại ở dịch lên men là khá lớn Với đường này dễ được vi khuẩn lactic sử dụng Do vậy, trong vang có nhiều acid lactic và acid axetic Ngoài ra trong dịch quả có sẵn fructoza tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic sử dụng và tạo thành rượu C6 – mannit và axit axetic Những chất này với đường sót làm cho rượu vang có vị chua, ngọt khó chịu Nhiệt độ càng cao càng tạo điều kiện kỵ khí cho lên men chính, nhưng lại gây khó khăn cho lên men thứ cấp (lên men phụ) từ các đường sót, đặc biệt là men được tiến hành không có oxi không khí, với hàm lượng ban đầu lên men tương đối cao Nhiệt độ không những đến cường độ lên men, tốc độ sinh sản của men giống mà còn ảnh hưởng đến sinh tổng hợp các sản phẩm thứ cấp Cho nên mỗi loại vang cần phải có một quy trình công nghệ riêng thích hợp, nhất là nhiệt độ lên men Người ta cho rằng lên men ở nhiệt độ ổn định tốt ở nhiệt độ 20 – 300C Nhiệt độ trung bình của dịch quả là 20- 250C trong môi trường lên men không có xác quả Còn trường hợp lên men có xác quả là 25 –

300C Dịch lên men có xác quả nhiệt độ cảm ngưỡng tế bào không nhạy bằng lên men không có xác quả Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men Như vậy cần phải điều chỉnh nhiệt độ hợp lý trong suốt quá trình lên men để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt nâng cao chất lượng của sản phẩm

1.4.2.4 Ảnh hưởng CO 2 và nồng độ rượu

 Sự sinh sản của nấm men chậm lại khi nồng độ rượu có trong môi trường

là 2% và ngừng ở nồng độ rượu 5% Đa số nấm men chỉ lên men được tới nồng

độ rượu 12 – 14% chỉ có một số ít lên men ở nồng độ rượu 17 – 20%

 Khí CO2 ức chế lên men nhưng việc thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men luôn bị khuấy động, kéo dài được trạng thái lơ lửng của nấm men do đó làm tăng nhanh sự lên men Qua đó ta thấy một điều phổ biến là chính sản phẩm của sự trao đổi chất khi đạt tới một nồng độ nào đó sẽ có tác dụng ức chế đối với bản chất vi sinh vật đó

 Như vậy ta biết được ảnh hưởng của nồng độ CO2 đến sự sinh trưởng

và phát triển nấm men Trong quá trình sản xuất rượu vang cần chú ý tới điều này

để điều chỉnh lượng CO2 hợp lý để nâng cao chất lượng của sản phẩm

1.4.2.5 Ảnh hưởng của oxi

Oxy được đưa vào môi trường dịch lên men bằng những bọt không khí nhỏ có tác dụng kích thích sinh sản cho tế bào nấm men Như vậy, không khí có tác dụng khuấy đảo môi trường làm cho tế bào được tiếp xúc với chất dinh dưỡng của môi trường và giải phóng được các sản phẩm trao đổi chất được tốt hơn Oxy cần cho tế bào nấm men sinh sản Nếu trong môi trường chỉ có 1mg oxy trong 1 lít thì sự sinh sản bị dừng lại Oxy là một trong những nhân tố cơ bản xác định sự sinh sản của nấm men Trong môi trường càng nhiều tế bào nấm men càng lên men mạnh Sự sinh trưởng và phát triển của nấm men trong thời gian lên men rượu vang (đặc biệt là lên men dịch quả có độ đường cao) phụ thuộc vào số lượng oxy của không khí Oxy rất cần cho lên men ở một vài giai đoạn, đặc biệt

là ở giai đoạn sinh trưởng logarit, được đưa không khí vào môi trường nâng cao được số lượng tế bào và phần trăm đường lên men Trong lên men khi đã sinh ra một lượng lớn rượu thì hiệu quả không khí đưa vào không làm tăng sinh sản, mặc

dù nấm men vẫn sử dụng không khí như giai đoạn đầu lên men Vai trò của oxy đặc biệt quan trọng trong giai đoạn đầu nhân giống và giai đoạn đầu lên men Do vậy cần được sục khí cung cấp oxy lớn trong giai đoạn tăng sinh của nấm men

Cần chú ý để bổ sung lượng oxy phù hợp trong tăng sinh nấm men và giai đoạn đầu của quá trình lên men Chúng ta phải chú ý đến hệ số đổ đầy của dịch lên men vào thiết bị lên men thông thường dich lên men chiếm 1/2 - 2/3 thể tích và

mở nắp định kì trong 2 ngày đầu của quá trình lên men

1.4.3 HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RƯỢU VANG TỰ NHIÊN (LÊN MEN TỰ PHÁT)

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 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%), nẩm men (9 – 22 %), số còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn 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 Theo dõi quá trình lên men ở nhiều nơi người ta thấy rằng một vài ngày đầu các men dại hình thoi đầu nhỏ hoặc hình chuỳ (Kloeckera) chiếm ưu thế ( 70- 80 % trong tổng số nấm

men) Sau đó các nấm men hình elip hoặc ovan (Saccharromyses ellipsoideus)

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 ellipso ideus hay là S vini ngừng phát triển và hoạt động Khi ấy nấm men Saccharromyses oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc Qua phân tích

hệ vi sinh vật trong quá trình lên men cho ta biết rằng: khi dùng nấm men thuần chủng để lên men nước quả không nên dùng một chủng đơn độc mà cần phối hợp những chủng chịu được độ 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 (có thể lên tới 17 -19 %) Như vậy, hệ vi sinh vật trong rượu vang rất quan trọng

để tạo độ cồn cao và hương vị cho rượu vang nâng cao được chất lượng cho rượu Tuy nhiên, cũng cần lưu ý những vi sinh vật gây hư hỏng cho rượu vang

Để tránh hiện tượng hư hỏng của rượu trước, trong và sau khi lên men [5]

1.4.4 NẤM MEN THƯỜNG GẶP TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG

Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharromyses meyer Giống Saccharromyses có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước

quả Sau đây là một số loài nấm men thường gặp trong nước quả có vai trò quan trọng trong rượu vang [5]

1.4.4.1 Saccharromyses vini

Nấm men phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm 80% trong

tổng số Saccharromyses có trong nước quả khi lên men Khả năng kết lắng của

nó phụ thuộc vào từng nòi: tế bào dạng bụi hoặc dạng bông Nguồn dinh dưỡng cacbon của loài này là đường, cồn và acid hữu cơ, là những tác nhân sinh trưởng,

là acid pantotenic, biotin, mezônit, tiammin và piridoxin Đa số các tế bào của loài này hình ô van có kích thước (3÷ 8)  (5÷ 12)  m, sinh sản theo lối nảy chồi

và tạo thành bào tử S.vini sinh ra enzyme invectaza có khả năng khử đường

saccaroza thành fructoza và glucoza, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả và hàm lượng rượu được tạo thành bình thường đối với nhiều nòi của men này chỉ đạt được 8÷ 10% so với thể tích Ở giai đoạn cuối

lên men Saccharromyses vini kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu Các nòi của

giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn chịu sulfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt

Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharromyses vini

thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.[5]

1.4.4.2 Saccharromyses uvarum

Men này được tách từ đường nho, rượu và nước quả phúc bồn tử lên men

tự nhiên Về hình thái nó không khác các loài khác Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch- malt Các loài của loài này có thể lên men 12 ÷ 130cồn trong dung dịch nước nho Một vài loài được dùng trong sản xuất rượu

vang.[5]

1.4.4.3 Saccharromyses chevalieri

Nấm men này được tách từ nước nho lên men tự nhiên từ vang non

Saccharromyses chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo 16o cồn Nó

thường lẫn với Saccharromyses vini

1.4.4.4 Saccharromyses oviformis

Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng loài nấm men này ít hơn so

với S vini Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loài nước quả

khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn cao lên men kiệt đường và tạo thành tới 180 cồn Các yếu tố sinh trưởng của loài này giống như: S vini và có khả năng

chịu được độ cồn cao Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả

có hàm lượng cao để chế vang khô cho kết quả tốt Có hình dáng giống như

Saccharromyses vini và có thể tạo thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả S oviformis lên men được glucoza,

fructoza, mantoza và saccaroza và 1/3 rafinoza, không lên men được lactoza,

pentoza Điều khác nhau cơ bản của S oviformis với S vini là: S oviformis

không lên men được galactoza và men nổi trên bề mặt dịch lên men tạo thành

màng Hai giống men này (S vini và S oviformis) có nhiều nòi được dùng trong

sản xuất Nói chung, nhiều nòi men rượu có khoảng nhiệt độ thích hợp là

18÷250C, ở nhiệt độ 350C sinh sản của chúng bị ức chế, ở 400C sinh sản bị ngừng hoàn toàn ở nhiệt độ thấp hơn 160C sinh sản và lên men bị kéo dài Các điều kiện hoá lý thành phần và chất lượng dịch quả cũng như pH môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sống của nấm men.Ngoài các loài nấm men trên còn có một

số loài nấm men trong sản xuất rượu vang như: Hanseniaspora apiculate và Kloeckera apiculata.[5]

1.4.5 LÊN MEN MALOLACTIC

Mục tiêu của lên men malolactic là chuyển acid malic thành acid lactic Acid lactic có độ chua hài hoà nên làm cho độ chua ngắt của rượu giảm, cân bằng hài hoà giữa vị chát của tanin và vị chua của acid lactic

HOOC-CH2-CHOH-COOH

Để thực hiện lên men malo lactic cần phải bổ sung vi khuẩn lactic vào khối rượu vừa lên men, trước khi bổ sung vi khuẩn lactic phải được nhân giống

Vi khuẩn lactic thường được sử dụng trong quá trình lên men này là chủng

leuconostoc oenos điều kiện lên men của vi khuẩn này là nhiệt độ 37÷ 400C, thời gian lên men khoảng 3 ngày đến vài tuần Việc kết thúc quá trình lên men malolactic được kiểm tra hàm lượng acid malic kết hợp với phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm rượu vang [3]

1.5.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU DÂU

Dâu: (Morus spp) có hai loại: dâu lá và dâu quả Dâu lá cây to, lá nhiều,

quả ít và bé, độ chua nước quả thấp do đó dùng chế rượu không tốt và người ta trồng dâu lá để nuôi tằm Dâu quả rất giống dâu lá về đặc tính thực vật, chỉ khác

là quả nhiều, to và ít hạt hơn; dâu quả không chịu đốn, đốn và hái lá thì giảm sản lượng quả Phân biệt rõ nhất tháng 3, 4 vào mùa dâu chín, lúc này cành dâu quả chỉ có lơ thơ vài lá, quả nhiều làm cho cành nặng trĩu, cong xuống: cành dâu lá thì vẫn đứng thẳng vì chỉ có vài quả nhỏ

-CO2, 37÷ 40C

CH3-CHOH-COOH Acid lactic

Vi khuẩn lactic Acid malic