Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu sản xuất rượu vang lê

Nước ta là xứ sở của các loại trái cây nhiệt đới như: nho, xoài, dứa, mít… có thể nói đây là nguồn nguyên liệu đa dạng phong phú cho việc nghiên cứu và chế biến các loại rượu vang trái c

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã giảng dạy và chỉ bảo cho em trong suốt thời gian học tập tại trường, cùng nhà trường và khoa Chế Biến đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho em học tập

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Ân và thầy Trang Sĩ Trung đã trực tiếp hướng dẫn em, thầy Nguyễn Minh trí đã chỉ bảo để em hoàn thành tốt bài luận văn tốt nghiệp này

Trong suốt thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm trường Đại học Nha Trang, mặc dù gặp nhiều khó khăn nhưng với sự giúp đỡ của các thầy cô quản lý phòng thí nghiệm đã giúp em hoàn thành đề tài, em xin cảm ơn các thầy cô

Nha Trang, tháng 6 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thu Diễm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 6

I.1 Tổng quan về rượu vang 6

I.1.1 Định nghĩa rượu 6

I.1.2 Phân loại rượu 6

I.1.2.1 Rượu cất hay rượu trắng 6

I.1.2.2 Rượu licơ hay rượu ngọt 6

I.1.2.3 Rượu lên men không chưng cất 7

I.1.3 Các thành phần trong rượu vang và chất lượng của rượu vang 7

I.1.3.1 Ethanol 7

I.1.3.2 Acid hữu cơ 7

I.1.3.3 Tro và các muối 8

I.1.3.4 Đường 8

I.1.3.5 Vitamin 8

I.1.3.6 Polyphenol 9

I.1.4 Sơ đồ nguyên tắc sản xuất rượu vang 10

I.1.5 Một số quy trình sản xuất rượu vang 11

I.2 Lê 14

I.2.1 Nguồn gốc 14

I.2.2 Đặc tính thực vật 14

I.2.3 Phân bố 15

I.2.4 Sản lượng 15

I.2.5 Thành phần dinh dưỡng và hóa học của lê 16

I.2.5.1 Giá trị dinh dưỡng 16

I.2.5.2 Thành phần hóa học 17

I.2.6 Dược tính và công dụng của lê 17

I.3 Nấm men 19

1.3.1 Hình dạng và kích thước 19

1.3.2 Cấu tạo tế bào nấm men 20

1.3.3 Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men 20

1.3.3.1 Sinh dưỡng của nấm men 20

1.3.3.2 Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men 22

1.3.3.3 Quá trình sinh trưởng và phát triển 22

1.3.4 Các hình thức hô hấp của nấm men 24

I.4 Sự lên men rượu 24

I.4.1 Cơ chế của quá trình lên men rượu 24

I.4.2 Giống 31

I.4.2.1.Nguồn giống đã được chuẩn bị sẵn dưới các dạng sau: 31

I.4.2.2 Dùng nấm men dính trên vỏ quả sau khi thu hoạch để lên men 32

I.4.3 Lên men 32

I.4.3.1 Các giai đoạn lên men rượu vang 32

I.4.3.2 Theo dõi quá trình lên men qua một số chỉ tiêu sau 34

I.4.3.3 Các tác nhân ảnh hưởng đến lên men vang 34

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

II.1 Đối tượng nghiên cứu 38

II.1.1 Lê ( tên khoa học: Pyrus communis) 38

II.1.2 Đường 38

II.1.3 Acid citric 38

II.1.4 Nước 39

II.1.5 Nấm men 39

II.1.6 Vitamin C 39

II.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 39

II.3 Phụ gia và hóa chất 40

II.4 Phương pháp nghiên cứu 40

II.4.1 Các phương pháp phân tích định lượng 40

II.4.2 Phương pháp đánh giá cảm quan 40

II.5.2.1 Bảng điểm về độ trong và màu sắc của vang lê 41

II.4.2.2 Bảng điểm về mùi của vang lê 42

II.4.2.2 Bảng điểm về vị của vang lê 42

II.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm 43

II.5.1 Xác định thành phần của lê 43

II.5.2 Nuôi tăng sinh khối nấm men 44

II.5.2.1 Chuẩn bị môi trường nuôi tăng sinh 44

II.5.2.2 Thao tác cấy nấm men và điều kiện nuôi cấy, xác định số lượng tế bào nấm men 46

II.6.3 Quy trình sản xuất dự kiến tại phòng thí nghiệm 48

II.5.4 Thuyết minh quy trình 49

II.5.5 Xác định điều kiện lên men 49

II.5.6 Xác định nồng độ cồn của sản phẩm 50

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51

III.1 Xác định thành phần của lê 51

III.1.1 Xác định tỉ lệ thành phần ăn được của lê 51

III.1.2 Xác định hàm lượng ẩm của lê 51

III.1.3 Xác định hàm lượng tro của lê 52

III.1.4 Xác định hàm lượng acid của lê 52

III.1.5 Xác định hàm lượng glucid của lê 53

III.1.6 Xác định pH của dịch lê 53

III.2 Nuôi tăng sinh nấm men 54

III.3 Xác định điều kiện lên men 56

III.4 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang lê đề xuất 66

III.5.Thuyết minh quy trình 67

III.5.1 Lê 67

III.5.2 Rửa, gọt vỏ, lấy lõi, bỏ hạt 67

III.5.3 Ép 67

III.5.4 Điều chỉnh thành phần của dịch lên men 67

III.5.6 Xử lý sau lên men 68

III.5.7 Sản phẩm 68

III.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm 69

III.7 Tính toán chi phí sơ bộ trên 1 đơn vị sản phẩm 69

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 71

I Kết luận 71

II Đề xuất ý kiến 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 74

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu vang nho 9

Bảng 1.2: Sản lượng mỗi năm của lê vào các năm 1961, 2005 và 2006, sắp xếp theo sản lượng năm 2006 15

Bảng 1.3: Giá trị dinh dưỡng trong 100 gram quả tươi phần ăn được 16

Bảng 1.4: Thành phần hóa học của nấm men 21

Bảng 2.1: Hệ số trọng lượng của rượu vang theo TCVN 3215-79 41

Bảng 2.2: Bảng điểm về độ trong và màu sắc của vang lê 41

Bảng 2.3: Bảng điểm về mùi của vang lê 42

Bảng 2.4: Bảng điểm về vị của vang lê 42

Bảng 2.5: Các mức chất lượng 43

Bảng 2.6: Ma trận thực nghiệm quá trình lên men rượu 50

Bảng 3.1: Kết quả xác định tỉ lệ thành phần ăn được của lê 51

Bảng 3.2: Kết quả xác định độ ẩm của lê 51

Bảng 3.3: Kết quả xác định hàm lượng khoáng của lê 52

Bảng 3.4: Kết quả xác định hàm lượng acid của lê 53

Bảng 3.5: Kết quả xác định hàm lượng glucid của lê 53

Bảng 3.6: Bảng đo giá trị pH của lê 54

Bảng 3.7: Số lượng nấm men qua các thời điểm đếm được 55

Bảng 3.8: Bảng kết quả tổng hợp thu được sau thực nghiệm 57

Bảng 3.9: Các thông số đầu vào và đầu ra của điểm tối ưu 64

Bảng 3.10: Chỉ số acid của rượu 65

Bảng 3.11: Bảng đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm rượu vang lê 69

Bảng 3.12: Chi phí sản xuất 100l rượu vang lê 70

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên tắc sản xuất rượu vang 10

Hình 1.2: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang nho 11

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu dứa 12

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang trắng từ quả chôm chôm 13

Hình 1.5: Hình ảnh trái lê 14

Hình 1.6: Nấm men Saccharomyces 19

Hình 1.7: Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men 23

Hình 1.8: Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men 25

Hình 2.1: Hình ảnh trái lê 38

Hình 2.2: Ống men giống 39

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thành phần ăn được của lê 43

Hình 2.4: Sơ đồ chuẩn bị môi trường nuôi cấy nấm men 45

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nuôi tăng sinh khối nấm men 46

Hình 2.6: Mô hình sục khí nuôi tăng sinh nấm men 47

Hình 2.7: Cấu tạo của buồng đếm 47

Hình 2.8: Sơ đồ quy trình sản xuất thử nghiệm rượu vang lê tại phòng thí nghiệm 48

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn quá trình tăng sinh khối của nấm men 55

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng đường còn lại theo [Đường] và tỉ lệ nấm men 61

Hình 3.3: Hình chiếu đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng đường còn lại theo [Đường], tỉ lệ nấm men 61

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn Điểm cảm quan theo [Đường], tỉ lệ nấm men 63

Hình 3.5: Hình chiếu đồ thị biểu diễn Điểm cảm quan theo [Đường], tỉ lệ nấm men 63

Hình 3.6: Sơ đồ quy trình đề xuất sản xuất rượu vang lê 66

LỜI NÓI ĐẦU

Rượu bia thuộc về đồ uống phổ thông, đó là các sản phẩm truyền thống có

từ lâu đời và ngày càng tiên tiến, hiện đại và phát triển không ngừng trên thế giới cũng như ở Việt Nam Đồ uống rượu bia có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người, ngoài cung cấp nước, chúng còn cung cấp các dưỡng chất cho cơ thể Vào những dịp lễ hội hoặc khi gặp mặt 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 luôn có một chỗ đứng quan trọng trong văn hoá

ẩm thực của tất cả các nước trên thế giới- không chỉ riêng ở Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trái cây tươi không những là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mà còn là thực phẩm tươi phục vụ trực tiếp trong đời sống hàng ngày như cung cấp vitamin, acid hữu cơ, muối khoáng cho con người Do nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm nên việc bảo quản trái cây tươi là rất khó, dễ bị thối, hỏng sau khi thu hoạch và vận chuyển làm giảm phẩm chất ban đầu của trái cây Do đó bên cạnh việc bảo quản trái cây tươi thì việc chế biến các loại trái cây cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giá trị sử dụng của các loại trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, đồng thời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo việc làm ổn định

và tăng thu nhập làm cho người dân

Từ lâu chúng ta đã biết chế biến trái cây bằng nhiều phương pháp tạo ra các sản phẩm khác nhau nhưng vẫn giữ đuợc giá trị dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho con người như: sản phẩm trái cây ướp đường, trái cây nấu chín, mứt trái cây sấy khô, dịch trái cây lên men để tạo ra các sản phẩm rượu, đặc biệt là rượu vang trái cây Mỗi loại trái cây sau khi lên men đều có hương vị thơm ngon riêng biệt cho ta cảm giác sảng khoái Nước ta là xứ sở của các loại trái cây nhiệt đới như: nho, xoài, dứa, mít… có thể nói đây là nguồn nguyên liệu đa dạng phong phú cho việc nghiên cứu và chế biến các loại rượu vang trái cây

Rượu vang trái cây là sản phẩm đuợc ưa chuộng nhiều trên thế gíới vì hầu hết trong tất cả các buổi lễ hội, các buổi tiệc gia đình, nó là một trong những đồ uống không thể thiếu được Rượu vang trái cây đã trở thành thức uống truyền thống

từ xa xưa của người Âu - Mỹ Hiện nay, người châu Á cũng đã làm quen với rượu vang trái cây trong mỗi bữa ăn

Ngay trong ngành rượu vang Việt Nam, có hai quan điểm khác nhau về hướng phát triển Một quan điểm cho rằng, nếu Việt Nam chạy theo cách làm vang nước ngoài bằng nho thì sẽ không bao giờ cạnh tranh được với vang nhập khẩu Một chuyên gia nghiên cứu rượu vang nói: ''Tốt nhất nên tìm một hướng đi riêng,

những loại rượu làm từ quả đặc thù của Việt Nam'' Thế là khái niệm vang được mở rộng ra là nước quả lên men Các loại quả như dâu, dâu tây, sơri, mơ, táo mèo có thể làm được vang mà giá thành lại rẻ

2 Mục đích và nhiệm vụ của đề tài

Việt Nam bước vào kinh tế thị trường trong mấy năm gần đây, kinh tế phát triển kéo theo nhu cầu con người cũng được nâng cao Người Việt đang thay đổi thái độ đối với các loại đồ uống cao cấp của phương Tây như: cocktail, rượu vang, hay nước giải khát có men Tuy giá một chai rượu vang vẫn còn đắt so với một thùng bia, thế nhưng đã có một số người Việt thuộc diện trung lưu đổi sở thích, chuyển sang uống rượu vang, mà họ cho là có lợi cho sức khỏe Hiện nay, trên thị trường đã có vang Đà Lạt, vang Thăng Long trong nhiều năm qua và đã trở thành nước uống quen thuộc của nhiều gia đình

Đặc biệt như đã nói ở trên, lê là loại trái cây rất dễ bị hư hỏng sau khi thu

hoạch, do đó, em đã làm đề tài: “Nghiên cứu sản xuất rượu vang lê” nhằm nâng cao

giá trị sử dụng và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, nâng cao giá trị sử dụng, sản xuất vang với giá rẻ hơn rượu ngoại

3 Điểm mới của đề tài

Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang từ quả lê

4 Những nghiên cứu trong và ngoài nước

4.1 Nghiên cứu ngoài nước

Một nghiên cứu của Viện Y tế cao cấp Italy, trường Đại học Rome, và Hội đồng nghiên cứu quốc gia, phát hiện một phân tử tìm thấy trong rượu vang đỏ có khả năng ngăn virus cúm biến đổi Còn một nghiên cứu ở Italy còn cho thấy rượu vang trắng cũng chứa một phân tử chống lại bệnh tật Uống rượu vang trắng tốt cho phổi

Theo một nghiên cứu của các khoa học gia Hà Lan cho biết, mỗi ngày dùng

ít nhất một ly rượu vang có thể giúp giảm bớt nguy cơ tử vong do các vấn đề về tim mạch và các vấn đề khác ở nam giới, và có thể giúp họ sống lâu hơn nhiều năm nữa

Nghiên cứu của trường Ðại học Davis và Khoa học quốc gia Pháp còn chỉ ra rượu vang có ích lợi cho sức khỏe, cụ thể là giúp làm tăng cholesterol có lợi, lipoprotein mật độ cao (HDL) và giúp làm giảm cục đông máu có liên quan đến đột quị, giúp ngăn chặn nguyên nhân gây cao cholesterol xấu Tác dụng này là trong rượu vang có chứa hai thành phần là resveratrol và saponin

Nghiên cứu của trường Ðại học Ulm, Ðức đã cho thấy hoạt chất resveratrol

có nhiều trong rượu vang đỏ còn giúp ích chống lại chứng béo phì, có thể giúp ngăn chặn sự sinh sản và phát triển của tế bào mỡ trong cơ thể người Trong nghiên cứu cho biết resveratrol làm giảm được số lượng phân chia của các tế bào mỡ Ngoài ra

nó còn làm cho tế bào mỡ trở nên nhỏ đi và giảm sản xuất các yếu tố có liên hệ đến bệnh tiểu đường và hiện tượng máu đóng cục trong mạch máu

Các nghiên cứu về quy trình sản xuất rượu vang như:

 Nghiên cứu thời điểm thu hái nho để đạt chất lượng rượu là tốt nhất

 Quy trình lên men: các thông số của quá trình lên men, quy trình ủ,…

 Quy trình phối chế…

4.2 Nghiên cứu trong nước

TS Nguyễn Quang Hào, giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội là người đầu tiên bảo vệ luận án khoa học về rượu vang vào năm 1984 Ngay lập tức luận án của ông đã được chuyển thành vang Thăng Long, rượu vang đầu tiên của Việt Nam

Nghiên cứu sử dụng các loại quả như: dâu, dâu tây, sơri, mơ, táo mèo có thể làm được vang mà giá thành lại rẻ Công ty Vang Thăng Long vừa cho ra đời một loại vang trắng làm từ quả vải Vang Sapa của Trường Xuân làm từ dâu và táo mèo, vang Hibicus làm từ nhị hoa bụt mọc, nhập giống từ Bắc Phi

Ngoài ra, còn có các nghiên cứu của sinh viên trường Đại Học Nha Trang như:

 Phan Huy Thế, (2003), ”Nghiên cứu công nghệ lên men rượu từ Hồng Xiêm”

 Tăng Thị Khương Duyên (2005), ”Nghiên cứu sản xuất rượu vang từ nước dừa”

 Đặng Văn Tiên (2005), ”Nghiên cứu sản xuất rượu vang từ bưởi và thử nghiệm sản xuất Champagne từ vang bưởi”

 Nguyễn Phúc Hậu (2007), ”Nghiên cứu sản xuất rượu vang từ quả trứng cá”

 Vũ Thị Quỳnh Chi (2007), ”Nghiên cứu sản xuất rượu Champange từ trái Thanh Long”

5 Nhu cầu và tình hình sản xuất rượu vang ở Việt Nam hiện nay

Ông Nguyễn Văn Hùng, Phó tổng thư ký Hiệp hội Rượu bia nhận xét, tiềm năng thị trường của vang Việt Nam là rất lớn, vì người tiêu dùng đang chuyển từ uống rượu nặng và bia sang uống vang Người Việt Nam cũng bắt đầu thích vang chát hơn vang ngọt

Theo các nhà phân phối rượu vang ngoại nổi tiếng trong nước, hiện nay vang đang lưu hành trên thị trường nước ta với 80% là vang Pháp, rượu vang sản xuất trong nước đang dần ổn định về chất lượng, nhất là vang Đà Lạt Đến năm

2002, theo tài liệu của Hiệp hội Rượu bia nước giải khát Việt Nam, ước tính tổng sản lượng vang sản xuất tại Việt Nam đạt 12,5 triệu lít

Vang Đà Lạt, vang Thăng Long đã xuất hiện tại Việt Nam trong nhiều năm qua và đã trở thành nước uống quen thuộc của nhiều gia đình Trong khi nhiều người Việt thích nhâm nhi chai rượu ngoại thì ngược lại một số người tiêu dùng tại Malaysia, hay Nhật Bản lại đến tiệm để mua rượu Việt Nam Ông Lê Dũng từ công

ty Thực phẩm Lâm Đồng nói rằng hai nước này hiện đang là hai thị trường chủ yếu của vang Đà Lạt Cạnh đó còn là một thị trường khá lớn trong nước mà công ty không thể bỏ qua Ngoài ra, họ cũng xuất khẩu sang Nhật Bản, hay một số nước tại

Asean Vừa rồi họ cũng đưa thử hàng sang Pháp, Hà Lan và Thụy Sĩ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

I.1 Tổng quan về rượu vang

I.1.1 Định nghĩa rượu

Danh từ rượu dùng để chỉ dung dịch đồ uống có chứa ethanol, với độ cồn từ

150- 400 tuỳ thuộc vào mỗi loại rượu khác nhau Độ cồn chỉ tỷ lệ cồn ethanol theo thể tích dung dịch so với toàn bộ thể tích dung dịch đồ uống ( Vethanol / Vdung dịch đồ uống )

Vang là tên thương mại có từ lâu đời, nguyên liệu sản xuất rượu vang là quả chín, sau khi xử lý được điều chỉnh thành phần và lên men

I.1.2 Phân loại rượu

Có thể phân loại rượu thành 3 nhóm chính như sau:

I.1.2.1 Rượu cất hay rượu trắng

Rượu cất là sau khi lên men, người ta tiến hành chưng cất làm cho ethanol và nước bốc hơi, ngưng tụ lại trong hệ thống làm lạnh thu được rượu trắng

Nguyên liệu sản xuất rượu cất thường là tinh bột gạo, ngô, khoai mì Các loại nguyên liệu này đem nấu chín sau đó lên men với sự có mặt của nấm men Ngoài ra rượu cất còn có thể lên men từ rỉ đường

Thuộc nhóm rượu cất có các loại: rượu Đồng Tháp, rượu Lúa Mới, rượu Đế miền Nam, rượu “cuốc lủi” miền Bắc, rượu Votca của Nga, rượu Conhac của Pháp

và rượu Uytki của Mỹ

So với các loại rượu khác thì rượu cất có độ cồn cao hơn cả Về giá trị dinh dưỡng thì rượu cất thấp hơn các loại rượu khác, thua kém nhiều so với rượu vang

I.1.2.2 Rượu licơ hay rượu ngọt

Đó là rượu lên men hoặc rượu cất có pha thêm đường, hương liệu, dược liệu mà thành Trong nhóm này có các thứ rượu bổ, rượu sâm, Liqueur, cocktail

Độ cồn của rượu licơ thường ở mức 200- 250

I.1.2.3 Rượu lên men không chưng cất

Gồm:

 Rượu vang: là một loại thức uống có cồn được lên men từ dịch quả chín lên

men mà không qua chưng cất Độ cồn đạt từ 70- 160

 Rượu đặc biệt khác: rượu cái nếp, rượu sake, rượu cần

I.1.3 Các thành phần trong rượu vang và chất lượng của rượu vang

I.1.3.1 Ethanol

Ethanol được hình thành từ quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ nấm men Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt 70- 160cc trên lít (khoảng 7-16 độ)

Ethanol là thành phần quan trọng, vì chính nhờ có ethanol 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 có mùi thơm, vị hơi ngọt Ethanol cùng với acid bay hơi, đường và nhiều thành phần khác có trong rượu vang tạo nên mùi vị hấp dẫn riêng biệt của nó

I.1.3.2 Acid hữu cơ

Có rất nhiều loại acid hữu cơ hiện diện trong rượu vang, tuy nhiên, các acid chính là: acid tartric (1500 - 4000 mg/l rượu vang), acid malic (0 - 4000 mg/l), acid succinic (500 - 1500 mg/l), acid L(+) - lactic (100 - 3000 mg/l)

Acid hữư cơ trong rượu vang thường chia làm 2 nhóm là: nhóm có tác dụng tốt cho rượu vang và nhóm có tác dụng xấu cho rượu vang Chẳng hạn khi phân tích thành phần acid hữu cơ của vang cho thấy:

Các acid: acid tartric, acid malic, acid succinic thuộc loại các 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 ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn làm hỏng rượu Tuy nhiên, các acid này cũng cần có tỷ lệ cân đối nếu cao quá cũng làm cho rượu vang có vị không hài hòa

Ngoài ra còn có một số acid khác như: acid acetic, acid lactic, acid formic, acid propionic, acid 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 là: trong lên men tự nhiên thường tạo ra 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 đáng kể và không thể uống được

I.1.3.3 Tro và các muối

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 ở các 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 - 3,0 gam/ 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 và 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, vị chua, vị chát tạo nên vị hài hoà cho rượu vang

I.1.3.4 Đường

Đường là thành phần còn lại sau lên men, trong đó chủ yếu là: D-glucose (dextrose) chiếm đa số, D-fructose (levulose), D-galactose và một lượng nhỏ đường Ngoài ra còn có các loại đường khác, đặc biệt 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 là khác nhau, vang đỏ còn chứa 2 - 3 gam đường tổng số/lít, còn vang trắng hàm lượng đường còn lại là 70 - 80 gam/lít

vitamin được bổ sung thêm, ngược lại có một số vitamin bị mất đi trong quá trình lên men Bảng dưới đây cho thấy thành phần vitamin của dịch quả (cụ thể là nước nho) và của rượu vang nho:

Bảng 1.1: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu vang nho

Vai trò của các polyphenol:

• Tạo màu cho vang: đặc biệt là vang đỏ thì màu sắc là một trong những tiêu chuẩn quan trọng đánh giá chất lượng của vang màu Trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian cho màu đỏ

• Tạo vị chát cho rượu: vị chát cùng với các vị khác nếu tỷ lệ cân đối hợp lý sẽ tạo nên vị hài hoà 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 kháng khuẩn mạnh

Tuy nhiên cũng cần lưu ý :

• Tanin dễ bị oxy hoá làm cho vang có màu sẫm lại Đây là yếu tố không tốt cần phải 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, đặc biệt là glycerol, butan-2,3 -diol, inositol, mannitol, sorbitol Mannitol và sorbitol làm cho rượu có vị không ngon, ảnh hưởng không tốt đến mùi vị của rượu vang, làm cho vị của rượu vang kém

• Hàm lượng cao sẽ 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

I.1.4 Sơ đồ nguyên tắc sản xuất rượu vang

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên tắc sản xuất rượu vang

Sơ đồ nguyên tắc sản xuất Rượu vang

Vang rắng

Làm dập

Lên men

Xử ý Phối trộn

Van đỏ

Phụ gia

Quá trình lên men không có xác quả Quá trình lên men có xác quả

Phụ gia

I.1.5 Một số quy trình sản xuất rượu vang

* Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang nho:

Hình 1.2: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang nho

Nho tươi

Rửa

Chà dập

Phối trộn Đường 25  30%

Lên men tự nhiên

Chiết lọc

Làm trong

Chiết chai

* Sơ đồ quy trình sản xuất rượu dứa:

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu dứa

Dứa chín

Gọt vỏ

Ép

Dịch dứa Làm dập

Sản phẩm Nhân giống

Nấm men

* Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang từ chôm chôm:

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang trắng từ quả chôm chôm

Quả chôm chôm

g thịt quả

Điều chỉnh thành phần

Thanh trùng ở 62÷65 0C, 30phút

Làm nguội đến 270C

Xử lý sau lên men

Lên men yếm khí ở

270C, τ = 72h

Rượu vang trắng từ chôm chôm

I.2 Lê

Hình 1.5: Hình ảnh trái lê

Tên khoa học :Pyrus communis thuộc gia đình thực vật Rosaceae

Các tên khác: Poire (Pháp), Birne (Ðức), Pera (Ý và Tây Ban Nha), Grusha (Nga), Yònashi (Nhật), Li (Trung Hoa)

Pyrus là tên latinh cổ để gọi lê

I.2.1 Nguồn gốc

Lê được xem là có nguồn gốc tại vùng Tây Á, quanh khu vực Biển Caspian Các bộ lạc tộc Aryan trong vùng đã phổ biến việc trồng cây tại những nơi mà di chuyển đến (Âu châu và Bắc Ấn Độ) Hiện nay có đến trên 5000 loài lê được chính thức ghi nhận, có những loài phát triển tại nhiều nơi trên thế giới, nhưng cũng có loài chỉ có tại một quốc gia và thậm chí có loài chỉ giới hạn tại một địa phương xa xôi Các loài lê mới dều do sự lai tạo giữa lê dại trong thiên nhiên tại Âu châu với lê

Á Đông (trong đó hai loài quan trọng nhất là lê Nhật (Nashi= Pyrus pyrifolia) và lê Tàu (Harbin = Bạch lê = P.usuriensis)

I.2.2 Đặc tính thực vật

Cây lê thuộc loại tiểu mộc có thể cao đến 10m Cây trưởng thành có nhánh mọc thành tầng rộng 4 - 8 m (có loại lùn chỉ cao 4 - 5m) Lá don, rụng hằng năm, có phiến nhỏ màu xanh lục, hình tam giác tròn Phiến lá có gân phụ, cuống dài Hoa lớn có 5 cánh, đường kính chừng 2.5 cm, màu trắng mọc thành cụm, cuống hoa dài

4 - 6 cm Cây rất ít khi tự thụ phấn, các loại có thể tự thụ phấn như Bartlett cho quả không đều và không có hạt Quả lớn trung bình 7.5 x 17.5 cm, có một số hình dạng

và màu sắc tùy loại

Cây lê, phát xuất từ gốc nguyên thủy, thường mọc thành cây rất lớn (đến 20m), quá lớn để tỉa cành, hái quả và quả khi chín tự rụng sẽ bị bầm dập Do đó thường được ghép vào gốc lê khác để trở thành cây mọc thấp hơn và thu hẹp hơn Một số nhà vuờn thường bán loại cây ghép 3, 4 loại lê khác nhau vào chung một gốc

I.2.3 Phân bố

Là cây ăn quả lâu năm thích hợp với vùng khí hậu ôn đới Cây lê được trồng nhiều ở các tỉnh Lạng Sơn, Lào Cai, Thái Nguyên Có hoa vào mùa xuân, thu hái quả vào mùa thu Nó là một trong số rất ít loại quả chín sau khi thu hái

Bảng sau đây chỉ ra sản lượng mỗi năm của các loại cây ăn quả chính có sản lượng lớn vào các năm 1961, 2005 và 2006, sắp xếp theo sản lượng năm 2006

Bảng 1.2: Sản lượng mỗi năm của lê vào các năm 1961, 2005 và 2006, sắp xếp

theo sản lượng năm 2006

I.2.5 Thành phần dinh dưỡng và hóa học của lê

I.2.5.1 Giá trị dinh dưỡng

Bảng 1.3: Giá trị dinh dưỡng trong 100 gram quả tươi phần ăn được

100 gram quả tươi phần ăn được chứa:

nhiều pectin hơn táo Ăn lê liên tục còn được xem là giúp cho tóc ít rụng và muợt

Tỷ lệ Potassium/Sodium trong lê ở mức lý tưởng cho những nguời bị bệnh huyết áp cao Lê khô (lấy hết nước) là nguồn cung cấp năng lượng tốt cho các tháng mùa đông Tuy nhiên khi nấu chín, đóng hộp hay chế biến, lê bị mất các dưỡng chất các hợp chất hữu cơ có ích bị biến đổi ra các dạng vô cơ

Mặt khác, lê có chứa lượng cao oxalic acid, do đó nguời bị sạn thận oxalate nên giới hạn việc sử dụng

I.2.5.2 Thành phần hóa học

Lê chứa một số hoạt chất sinh học:

 Quả: chứa nhiều pectin (4%); các acid hữu cơ như: aspartic, citric , glutamic, malic, shikimic acid; một số khoáng chất vi lượng trong dó đáng chú ý nhất là: boron, silicon, vanadium

 Hoa: chứa các chất chuyển hóa loại hydroquinone như: arbutin, pyroside; các flavonoid glycosides loại glucopyranosides

 Vỏ đọt: chứa các triterpinoids loại alpha-diol

I.2.6 Dược tính và công dụng của lê

Ngoài giá trị dinh dưỡng như trên, quả lê còn chứa một số chất đặc biệt có ảnh hưởng đến sức khỏe như pectin, lignin, yếu tố vi lượng như boron

do không tan, không qua được vách ruột, nên sẽ được thải ra ngoài theo phân Theo Mary Ellen Camire, Ph.D, giáo sư Khoa Công Nghệ thực phẩm và dinh dưỡng (Food Science & Human Nutrition) tại Ðại Học Maine (Orono) thì nên ăn lê đều đặn, vì lignin có ảnh hưởng rất tốt trên cholesterol và lê là một trái cây chứa nhiều lignin nhất, không trái cây nào bì kịp Mặt khác, các chất xơ không tan, khi ở trong

ruột sẽ hấp thu một lượng lớn nước, giúp phân mềm hơn và đi qua ống tiêu hóa dễ dàng hơn, giúp tránh bị táo bón, trị và giảm nguy cơ ung thư ruột già

Lê cũng chứa lượng pectin cao (hơn cả táo), pectin cũng là một loại chất xơ, nhưng tan trong ruột, tạo thành một lớp bọc nhầy, giúp hấp thu cholesterol và chất béo và sau đó thải chúng theo phân

Một quả lê cỡ trung bình chứa khoảng 4 gram chất xơ (tổng cộng) tương đương với 1 khẩu phần 60 gram Oat bran Nên chú ý là đa số chất xơ nằm trong da (vỏ) của quả lê, do đó nên ăn lê cả vỏ Ngoài ra nên ăn quả tươi vì lê đóng hộp đã mất một số dưỡng chất và đã bị bỏ vỏ

* Lê và xương:

Lê có chứa một khoáng chất vi lượng: boron, đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ cho xương được “mạnh” Những khám phá gần đây đã tìm thấy là khi mang vào cơ thể đầy đủ boron sẽ giúp tránh được hiện tuợng mất calcium nơi phụ nữ ở giai đoạn tắt kinh Ðây là vấn đề cần lưu ý vì các phụ nữ này có nguy cơ cao sẽ bị bệnh loãng xương

Theo Bác Sĩ Forrest Nielsen (Bộ Canh Nông Hoa Kỳ) thì boron giúp tăng lượng kích thích tố steroid trong máu và nơi phụ nữ có đủ boron, lượng estradiol 17B (dạng estrogen hoạt động mạnh nhất) tăng gấp đôi gần bằng mức độ mà các phụ nữ dùng thêm estrogen đạt được (Nutrition Today, Jan-Feb 1988) Hơn nữa, thường thì các chất hữu ích cho xương cũng sẽ tốt cho óc Trong các thí nghiệm thử

về trí nhớ, cảm nhận và chú ý: những nguời có nồng độ boron thấp có kết quả kém hơn những nguời có đủ boron Một thử nghiệm khác của USDA cũng ghi nhận khả năng phản xạ và sự thức tỉnh tâm thần tăng tiến rõ rệt nơi những nguời được cho dùng thêm boron

Tuy nhiên không cần phải đưa vào cơ thể một lượng cao boron: Chỉ cần 3mg boron/ngày là đủ giúp ngăn ngừa sự mất xương và giúp bổ óc Một quả lê chỉ chứa khoảng 0,3 mg boron, do đó nên dùng lê chung với các thực phẩm có chứa boron khác như táo, nho, chà là, đậu nành

Saccharomyces – có bào tử trong nang thường là 1 – 4 bào tử, có khi tới 8

Tế bào của chúng có hình dạng khác nhau: hình tròn, ovan hoặc elip Sinh sản bằng cách nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, có trường hợp lên men ở dịch đường 30% và tạo được 180 cồn Không đồng hóa được muối nitrat

Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong

tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy

- Kích thước tế bào nấm men:

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

1.3.2 Cấu tạo tế bào nấm men

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

 Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu là: glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin,…

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

 Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit

và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó

 Nhân tế bào

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

1.3.3 Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men

1.3.3.1 Sinh dưỡng của nấm men

Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:

 Nước: 75 – 85%

 Chất khô: 15 – 25% Trong đó chất khoáng chiếm 2 – 14% hàm lượng chất khô

Bảng 1.4: Thành phần hóa học của nấm men

Các chất Thành phần (% chất khô) Cacbon

CaO Nitro Hydro P2O5 K2O SO3 MgO

Fe2O3SiO

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

(Nguồn: Lượng, Nguyễn Đức, 1996)

Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali, magiê,…

- Dinh dưỡng Cacbon:

Nguồn Cacbon cung cấp là: các loại đường: saccarose, maltose, lactose, glucose…và dẫn xuất; các loại rượu; acid hữu cơ; acid amin; pectin; hydratcacbon

và v.v…

- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường

nuôi cấy hay dịch

- Dinh dưỡng Nitơ:

Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ Dạng hữu cơ thường dùng là: acid amin, pepton, amid, urê Đạm

vô cơ là: các muối amon khử nitrat, sulfat…

- Các vitamin và chất khoáng:

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

 Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn

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

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

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

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

 Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê

1.3.3.2 Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men

Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo hai con đường cơ bản:

 Thẩm thấu bị động: trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này

 Hấp thu chủ động: các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa Permeaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permeaza lại tiếp tục vận chuyển tiếp

1.3.3.3 Quá trình sinh trưởng và phát triển

- Sự sinh trưởng:

Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều

- Sự phát triển:

Saccharomyces sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên hiện tượng phát

hiện tế bào già rất rõ Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi tách

đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo Vết sẹo này sẽ không có khả năng tạo ra

chồi mới Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ chuyển thành tế bào già theo thời gian Trong quá trình phát triển hình thái của nấm men thay đổi như sau:

 Nấm men trẻ (sau 12 - 16 giờ nuôi cấy): màng mỏng, căng, nguyên sinh chất đồng nhất, không bào chưa có hoặc chỉ mới bắt đầu phát triển

 Nấm men trưởng thành (sau 24 - 48 giờ nuôi cấy): kích thước điển hình, không bào lớn, số không bào có thể đến hai, lượng glucogen tăng, tế bào sinh sản chiếm 10% - 15%

 Nấm men già (sau 72 giờ nuôi cấy hoặc kéo dài hơn): màng dày nhẵn, nguyên sinh chất không đồng nhất, không bào lớn, lượng chất béo tăng nhanh, tế bào hầu như không sinh sản nữa, không có glucogen, tế bào chết chiếm tỷ lệ cao

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

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

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

Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men tĩnh có thể chia làm 5 giai đoạn:

t Hình 1.7: Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men

 Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh khối chưa tăng nhiều

 Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men

[N]

 Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành phần dịch lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều

 Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản bằng tốc độ chết

 Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng

tế bào nấm men giảm dần

1.3.4 Các hình thức hô hấp của nấm men

Ở nấm men, hô hấp là quá trình hô hấp khá phức tạp, nó xảy ra theo hai chiều hướng khác nhau Vì thế người ta phân thành 2 loại hô hấp: hô hấp hiếu khí

và hô hấp kị khí

Hô hấp hiếu khí:

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

Hô hấp kị khí

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal

I.4 Sự lên men rượu

I.4.1 Cơ chế của quá trình lên men rượu

Lên men là quá trình trao đổi chất các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là đường sẽ được chuyển hóa dưới tác dụng enzyme của vi sinh vật tạo thành các chất đơn giản hơn và giải phóng năng lượng cung cấp cho cơ thể vi sinh vật Các phản ứng sinh hóa trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển hydro dưới dạng H+, +e dưới tác dụng của enzyme Trong quá trình đó hydro được tách ra khỏi cơ chất chuyển đến chất tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ Đối với quá trình lên men rượu thì sản phẩm cuối cùng là ethanol

Phương trình đơn giản :

C6H12O6 C2H5OH + CO2 (sản phẩm đầu) (sản phẩm cuối)

Đây là phương trình đơn giản chỉ chỉ ra sản phẩm đầu của quá trình lên men

là đường glucose và sản phẩm cuối là rượu ethanol và cacbonic Thực chất quá trình lên men là trao đổi chất rất phức tạp qua 13 giai đoạn sau:

Glucose

Hexokinaza Glucose – 6 – phosphat

Photphoglucoza isomeraza Fructose – 6 – phosphat

PhosphoFructokinaza Fructose – 1,6 – diphosphat

Aldolaza Triophosphat izomeraza Glyceraldehyd-3-phosphat Dihydro aceton phosphat

Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza Acid – 1,3 – diphosphoglyceric

Phosphoglyceratkinaza Acid – 3 – phosphoglyceric

Phosphoglycerat-mutaza Acid – 2 – phosphoglyceric

Enoiaza Acid phosphoenolpyruvic

Pyruvat kinaza Acid – enol – pyruvic

Acid pyruvic

Pyruvate – decarboxylaza Ethanal

Aldodeshydrogenaza Ethanol

Hình 1.8: Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men

1) Dưới tác dụng của hexokinaza, glucoza được chuyển thành photphat

glucoza-6-Phương trình phản ứng:

CHO CHO

CHOH CHOH

OH-CH OH-CH

hexokinaza CHOH + ATP CHOH

CHOH CHOH

CH2OH CH2OP

Glucoza Glucoza-6-photphat

2) Glucoza-6-photphat sẽ chuyển đồng phân thành frutoza-6-photphat dưới tác dụng của enzyme isomeraza Phản ứng thuận nghịch nhưng dịch chuyển về hướng frutoza-6-photphat

CHOH

CHOH

CHO CHO

CH2OP CHO

Glucoza-6-photphat

3) Fructoza-6-photphat dưới tác dụng của phospho fructokinaza sẽ chuyển

4) Fructoza-1,6-diphotphat chứa hai gốc photphat ở 2 vị trí đối xứng nhau

nên dễ dàng bị cắt thành hai phân tử triosephotphat là: 3-photphodioxy acetone và

3-photpho glyxealdehyt Phản ứng này là thuận nghịch

CH2OP

C=O

CHOH

CHOH

CH2OP

C=O

CH2OP

CHO CHOH

3-photphodioxy 3-photpho aceton glyxealdehyt

Fructoza-1,6-diphotphat

C=O

OHCH CHOH

CHOH CH2OH

CH2OP

5) Hai chất 3-photphodioxy aceton, 3-photpho glyxealdehyt hình thành có thể chuyển hóa cho nhau dưới tác dụng của enzyme triose photphatisomeraza

Phương trình phản ứng:

triose photphatisomeraza

3 photphodioxy aceton 3 photpho-glyxealdehyt

6) Sau giai đoạn này là quá trình oxy hóa khử và chỉ có aldehyt glixerinic, enzyme xúc tác cho quá trình này tách ra từ nấm men và từ cơ chất

CH2OP

C=O

CHO CHOH

CH2OP

C=O

CHO CHOH

CH2OP

C=O O-P C=O CHOH

CH2OP

C=O O-P C=O CHOH

COOH

C=O

CH2OP CHOH

8) Sau đó, xảy ra sự chuyển hóa acid 3-photphoglyxerinic thành

2-photphoglyxerinic nhờ photphoglyxeratmutaza

Phương trình phản ứng:

photphoglyxeratmutaza

9) Acid 2-photphoglyxerinic bị loại đi một phân tử nước dưới tác dụng của

enzyme enolaza chuyển thành acid photpho enol pyruvic

Phương trình phản ứng:

enolaza + H2O

Acid 2-photpho glyxerinic Acid photpho enol pyruvic

10) Acid photpho enol pyruvic loại gốc photphat sang phân tử ADN và tạo

thành acid pyruvic và phân tử ATP

COOH

C=O

CH2OH CHOP

Acid 3-photphoglyxerinic Acid 2-photphoglyxerinic

COOH C=O

CH2OH CHOP

CH2C=O COOH COP

||

CH2

COOH COP

||

CH3

C=O

COOH Acid photpho enol pyruvic Acid pyruvic

11) Acid pyruvic trong điều kiện yếm khí dưới tác dụng của enzyme decacbboxydaza, hoạt hóa bởi Mg++ sẽ chuyển thành aldehyt

Phương trình phản ứng:

+ +

12) Khi axetaldehyt tạo thành chưa đủ thì enzyme alcoldehyrogenaza sẽ chuyển hydro đến aldehyde photphaglyxerinic Dưới tác dụng của enzyme photphataza, photphoglyxerin bị phân hủy thành glyxerin

Phương trình tổng quát của quá trình lên men:

C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + H2O Nấm men là cơ thể kỵ khí tùy tiện Chúng hô hấp như những cơ thể hiếu khí bậc cao Khi nấm men được gieo cấy vào môi trường có oxy hòa tan chúng hô hấp

và sinh trưởng, tăng sinh khối Lượng oxy hòa tan trong môi trường dần cạn kiệt, nấm men chuyển dần sang hô hấp kỵ khí hay lên men Trong lên men rượu, các đường đơn như: glucoza và fructoza sẽ được phân giải theo con đường EMP và chu trình ATC trong giai đoạn đầu, tiếp theo là chuỗi hô hấp hoạt động giải phóng ra

Mg++

Decacboxydaza Acid pyruvic Axetaldehyt

glyxerin photphoglyxerin

nhiều năng lượng tích tụ trong ATP, sinh khối men giống tăng và khi môi trường chuyển sang kỵ khí (hết oxy hòa tan hoặc không cung cáp không khí) nấm men chuyển sang lên men, tích tụ rượu ethylic và CO2 (những sản phẩm chính) cùng một

số sản phẩm phụ

I.4.2 Giống

Để lên men rượu vang, người ta có thể sử dụng hai nguồn giống sau:

I.4.2.1.Nguồn giống đã được chuẩn bị sẵn dưới các dạng sau:

 Từ men giống (ống giống thuần chủng):

Nấm men được giữ giống trên môi trường thạch, thuộc loại Saccharomyces ellipsoides hoặc S.cerevisiae Giống men được cấy chuyền vào môi trường lỏng là

dịch quả để tăng sinh khối, đủ lượng giống đưa vào sản xuất Nước cái men sau nhân giống được cho vào môi trường lên men với tỷ lệ 3 – 10 % so với môi trường nước quả để lên men Nếu lên men yếu phải bổ sung thêm

Dùng ống men giống có ưu điểm là chủng men thuần nên chất lượng lên men cao, khả năng lên men nhanh Tuy nhiên cũng có những khó khăn việc chế tạo nước cái men khá phức tạp, với cơ sở sản xuất nhỏ khó thực hiện Sau khi nước cái men nhân giống xong phải tiến hành lên men ngay nếu không men sẽ già dẫn đến năng lực lên men kém

Ưu điểm chính của việc sử dụng bánh men là đơn giản dễ thao tác, phù hợp với sản xuất nhỏ, nhưng nhược điểm chính là thời gian lên men dài, nếu sản xuất lượng lớn thì gặp khó khăn về khối lượng nấm men sử dụng

 Lên men tạo nguồn men giống cho các mẻ lên men sau:

Dịch lên men đang ở giai đoạn lên men mạnh, trong đó có nhiều tế bào nấm men đang hoạt động mạnh bổ sung vào nước quả định lên men, tỉ lệ 1/3 – 1/5 thể tích nồi lên men (lấy từ lần lên men trước)

Tuy nhiên cần lưu ý các điểm sau đây:

 Thời điểm lấy nước cái men của mẻ lên men trước cần xác định sao cho đang ở giai đoạn sinh khối mạnh mẽ và ở đầu thời kỳ cân bằng, ổn định các tế bào nấm men là tốt nhất, vì ở thời kỳ này nấm men đã quen với môi trường và sinh trưởng tối đa, ổn định và chuẩn bị chuyển sang chế độ lên men mạnh mẽ, dịch lên men lúc này có nhiều tế bào nấm men Theo kinh nghiệm người ta thường lấy vào thời điểm sau khi mẻ lên men được khoảng từ 12 – 36 giờ

 Vị trí lấy dịch cái men thường ở đáy thiết bị lên men, ở đó là chỗ nấm

men tập trung nhiều hơn

I.4.2.2 Dùng nấm men dính trên vỏ quả sau khi thu hoạch để lên men Quả thu

hái về, giữ sạch sẽ, không rửa, ép lấy dịch Dịch quả sẽ chứa một số lượng nấm men nhất định đủ để thực hiện quá trình lên men rượu

Tuy nhiên, phương pháp này thường cho độ rượu thấp, dễ bị tạp nhiễm Do nhiều vi sinh vật tham gia chuyển hóa đường nên sản phẩm sau lên men không thuần khiết, có nhiều sản phẩm phụ ảnh hưởng đến chất lượng thơm ngon của rượu thành phẩm Để khắc phục nhược điểm của phương pháp này, trước khi lên men cần sunfit hóa dịch quả để diệt men dại, nấm mốc và các tạp khuẩn khác

Trong lên men công nghiệp, để ổn định quá trình lên men, người ta phải sử dụng chủng nấm men thuần khiết được nuôi cấy nhân giống qua các cấp, cấy vào dịch lên men

I.4.3 Lên men

I.4.3.1 Các giai đoạn lên men rượu vang

* Giai đoạn hình thành rượu: Là giai đoạn từ lúc cấy men giống vào, cho lên

men đến khi dịch lên men hết sủi bọt mạnh Nếu giữ được nhiệt độ ổn định, thời

gian lên men này kéo dài từ 4 – 5 ngày Kết quả của giai đoạn này người ta gọi là

“rượu non”

Trong thời gian này nấm men hoạt động mạnh nhất, tiêu thụ nguyên liệu ( đường, đạm, vitamin) mạnh, biến đường thành rượu, giải phóng CO2 Kết thúc giai đoạn này thành phần nước quả thay đổi rất lớn

* Giai đoạn phát triển: Khi kết thúc lên men ở giai đoạn một, người ta tiến

hành gạn cặn, tách xác quả bằng biện pháp lọc (đối với vang đỏ - vang thu được do lên men dịch quả có kèm xác quả) Trong cơ sở lên men ở quy mô lớn người ta dùng hệ thống ống hút xiphông để hút dịch lên men sang nồi hay bể lên men khác Đây là lần gạn thứ nhất

Khi được “rượu non”, ta tiếp tục cho lên men, nhưng ở giai đoạn này quá trình lên men xảy ra không ồ ạt - người ta gọi là lên men phụ - phân hủy những gam đường cuối cùng có trong dịch lên men Đồng thời ở giai đoạn này có quá trình lên men malolactic Kết quả quá trình này, acid malic được chuyển thành acid lactic, làm cho rượu được chuyển từ vị chua gắt sang vị chua nhẹ dễ chịu (của acid lactic), CO2 còn được tiếp tục giải phóng nhưng có xu hướng ít dần Dung dịch lên men ở trạng thái tĩnh lặng, xác men lắng xuống đáy bình hay bể

Tiếp theo, thực hiện gặn cạn lần 2 (sau lần 1 khoảng từ 20 – 30 ngày), lần 3 (sau lần 2 hơn 30 ngày) Nếu rượu còn đục ta lai gạn tiếp …để có dung dịch trong suốt Sau lần gạn cuối cùng rượu cơ bản ổn định về thành phần

Ở giai đoạn này nếu nếm thử ta thấy rượu chưa thể uống được, vì có vị cay, đắng, hơi chua Ta gọi là “rượu sống”

Lưu ý: Sau mỗi lần gạn cặn, các dụng cụ đựng dung dịch lên men như chai,

bình, (lên men ở quy mô nhỏ), nồi lên men (ở quy môn công nghiệp) được đổ dịch lên men đầy hơn, tạo điều kiện lên men yếm khí nghiêm ngặt hơn Đến lần cuối cùng đậy kín hoàn toàn, tạo sự cách li nghiêm ngặt với O2

* Giai đoạn vang chín:

Sau giai đoạn 2, “rượu non” đã ổn định thành phần nhưng rượu vẫn còn

“sống”, người ta phải áp dụng một số biện pháp kĩ thuật để làm tăng chất lượng của