Quy Trình SX Rượu Vang Dứa

Nghiên cứu về nguyên liệuThử nghiệm các độ đường men giốngRút ra quy trình sản xuất DứaDứa là một loài trái cây nhiệt đới cho giá trị kinh tế lẫn chất lượng dinh dưỡng khá cao, nhờ đặc tính dễ thích nghi trong bất kì điều kiện thời tiết, các loại thổ nhưỡng đất khác nhau cho nên dứa ở nước ta được trồng khá nhiều nơi trải dài từ Bắc vào Nam. Khả năng đặc biệt của dứa là có thể sống ở các vùng đất phèn, ngoài ra cây dứa còn có khả năng chống xói mòn đất. Chính vì điều này cho nên cây dứa đặc biệt được trồng rất nhiều ở các vùng lũ như Tiền Giang, Kiên Giang hoặc Đồng Tháp…Trong các năm qua, dứa đã trở thành một loại quả có giá trị xuất khẩu cao, được nhiều thị trường trong và ngoài nước yêu thích nhất là thị trường ở các nước Châu Âu, các nước thuộc vùng khí hậu ôn đới. Hiện nay các loại mặt hàng được chế biến từ dứa rất đa dạng, trong đó có rượu vang. Vang là loại đồ uống có từ lâu ở nhiều nước trên thế giới nhưng chỉ mới du nhập vào nước ta. Tuy vậy nó đã nhanh chóng có chỗ đứng vững chắc trên thị thường và trở thành một loại đồ uống được nhiều người ưa thích. Nhưng, ngành công nghiệp sản xuất rượu vang ở nước ta vẫn chưa thực sự đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, quy mô sản xuất nhỏ theo phương pháp thủ công, chất lượng còn nhiều hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm bằng cách hoàn thiện công nghệ sản xuất là vấn đề cần thiếtChính từ yêu cầu trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Thử nghiệm quy trình sản xuất rượu vang Dứa”.

LỜI CẢM ƠN Trong thời gian qua, với sự đồng ý của Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Công nghệ Sinh học và Kỹ thuật Môi trường, Trung tâm Thí nghiệm thực hành, nhóm chúng em đã tiến hành nghiên cứu và hoàn thành đề tài “ Thử nghiệm quy trình sản xuất rượu vang Dứa”

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, quý Thầy Cô khoa Công nghệ Sinh học, đã tạo điều kiệm để chúng em hoàn thành đề tài này Đặc biệt,

chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Hoàng Xuân Thế và Cô Trần Quỳnh Hoa, người đã quan tâm và theo sát chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài Chúng em xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các Thầy Cô ở Trung tâm thí nghiệm thực hành đã hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành tốt đề tài

Đây là bước đầu nghiên cứu công nghệ sản xuất một sản phẩm Chúng em 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 hiện đồ án và báo cáo có điều gì thiếu sót, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của các Thầy Cô để bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2013 Nhóm sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC BIỂU ĐỒ v

DANH MỤC BẢNG vi

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1.1 Giới thiệu về dứa 2

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại 2

1.1.2 Đặc tính sinh học 3

1.1.3 Đặc tính thực vật 3

1.1.4 Thành phần hóa học 4

1.1.5 Công dụng và phương thuốc 6

1.1.6 Một số sản phẩm chế biến từ dứa 7

1.2 Giới thiệu về rượu vang 7

1.2.1 Khái quát về rượu 7

1.2.2 Khái quát về rượu vang 7

1.2.3 Giá trị của rượu vang 8

1.2.4 Phân loại rượu vang 8

1.3 Thành phần và giá trị chất lượng của rượu vang 10

1.3.1 Thành phần chính của rượu vang 10

1.3.2 Ethanol và vai trò tạo nên chất lượng rượu vang 10

1.3.3 Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang 10

1.3.4 Đường trong rượu vang 11

1.3.5 Vitamin trong rượu vang 11

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang và biện pháp nâng cao chất lượng của rượu vang 11

1.4.1 Đặc điểm của nước quả và yêu cầu của nguyên liệu làm rượu vang 11 1.4.2 Ảnh hưởng của oxi hóa nước quả 12

1.4.3 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến chất lượng của rượu vang 13

1.4.4 Ủ rượu 17

1.4.5 Biện pháp kéo dài thời gian bảo quản 17

1.4.6 Nguyên nhân làm rượu đục và phương pháp làm trong rượu 17

1.5 Tìm hiểu về nấm men 19

1.5.1 Đặc điểm sinh học của nấm men 19

1.5.2 Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men 20

1.5.3 Sự sinh sản của nấm men 20

1.5.4 Tính chất sinh lí, sinh hóa 22

1.5.5 Yêu cầu đối với nấm men rượu vang 22

1.5.6 Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang 23

1.6 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men 26

1.6.1 Các quá trình lên men 26

1.6.2 Bản chất của quá trình lên men 27

1.6.3 Cơ chế của quá trình lên men rượu 29

1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 30

1.6.5 Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang 33

1.6.6 Bảo quản rượu vang 34

1.7 Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu vang 34

1.7.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu vang trên thế giới 34

1.7.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tại Việt Nam 35

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 36

2.2 Vật liệu thí nghiệm 36

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ pha loãng thích hợp 37

2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan trong nguyên liệu trước lên men 39

2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát độ pH của dung dịch trước khi lên men 41

2.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát loại men thích hợp 43

2.3.6 Các chỉ tiêu theo dõi 46

2.3.7 Xác định chất lượng rượu thành phẩm 46

2.4 Xử lý số liệu 46

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 Khảo sát lên men 47

3.1.1 Thí nghiệm 1 : Khảo sát tỉ lệ pha loãng thích hợp 47

3.1.2 Thí nghiệm 2 : Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan của nguyên liệu 48 3.1.3 Thí nghiệm 3 : Khảo sát độ pH thích hợp 50

3.1.4 Thí nghiệm 1 : Khảo sát loại men thích hợp 52

3.1.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ lên men thích hợp 54

3.2 Quy trình sản xuất rượu vang 56

3.3 Kiểm tra đánh giá chung 58

3.3.1 Phân tích các chỉ tiêu hóa lý 58

3.3.2 Phân tích các chỉ tiêu vi sinh 59

3.3.3 Đánh giá sản phẩm rượu vang dứa 60

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

4.1 Kết luận 64

4.2 Kiến nghị 64 PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ACID TỔNG

PHỤ LỤC 2 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ BẰNG KHÚC XẠ KẾ

PHỤ LỤC 3 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG NẤM MEN TRONG QUÁ TRÌNH TĂNG SINH

PHỤ LỤC 4 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ PHỤ LỤC 5 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG SÓT PHỤ LỤC 6 : PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CỒN BẰNG BÌNH TỈ TRỌNG PHỤ LỤC 7 : PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TỔNG SỐ VI KHUẨN HIẾU KHÍ

PHỤ LỤC 8 : PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TỔNG NẤM MEN- NẤM MỐC

PHỤ LỤC 9 : PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG COLIFORMS

PHỤ LỤC 10 : BẢNG MPN

PHỤ LỤC 11 : TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG VN

PHỤ LỤC 12 : TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 3215-79

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ chuẩn bị dịch men giống cho lên men rượu vang 14

Hình 1.2: Hình dạng tế bào nấm men nảy chồi 21

Hình 1.3: Tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm men 21

Hình 1.4: Vết sẹo sau khi nảy chồi 21

Hình 1.5: Giống nấm men Saccharomyces 25

Hình 2.1: Sơ đồ phối trộn Dứa/Nước phù hợp 38

Hình 2.2: Sơ đồ xác định nồng độ Đường thích hợp cho quá trình lên men 40

Hình 2.3: Sơ đồ xác định giá trị pH phù hợp 42

Hình 2.4: Sơ đồ xác định tỷ lệ men bổ sung phù hợp 45

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vang Dứa 57

Hình 3.2: Khuẩn lạc trên môi trường PCA 59

Hình 3.3: Khuẩn lạc mọc trên môi trường PDA 60

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng đến độ cồn 47

Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ đường bổ sung đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 48

Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng của độ pH đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 50

Biểu đồ 3.4: Sự phát triển của các chủng nấm men 52

Biểu đồ 3.5: Ảnh hưởng của chủng nấm men đến nồng độ rượu và acid tổng 53

Biểu đồ 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ men đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 55

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong 100g dứa 4

Bảng 1.2: Sự thay đổi thành phần hóa học của dứa theo các tháng thu hoạch 6

Bảng 1.3: Thành phần chính của rượu vang 10

Bảng 2.1: Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm 36

Bảng 2.2: Môi trường sử dụng trong thí nghiệm 36

Bảng 2.3: Phối trộn nước ép dứa với nước cất theo các tỷ lệ 37

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng đến độ cồn 47

Bảng 3.2: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả 48

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ đường đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 48

Bảng 3.4: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả 49

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của độ pH đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 50

Bảng 3.6: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả 51

Bảng 3.7: Số lượng tế bào nấm men theo thời gian (tính theo log N) 52

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của chủng nấm men đến nồng độ rượu và acid tổng 53

Bảng 3.9: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 7 ngày lên men bằng phương pháp mô tả 54

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của tải lệ men đến nồng độ rượu và lượng acid tổng 54

Bảng 3.11: Đánh giá cảm quan rượu vang sau 10 ngày lên men bằng phương pháp mô tả 56

Bảng 3.12: Kết quả hàm lượng đường khử và đường sót trong rượu 59

Bảng 3.13: Bảng chi phí giá thành cho 5 lít rượu vang dứa 63

PHẦN MỞ ĐẦU

Dứa là một loài trái cây nhiệt đới cho giá trị kinh tế lẫn chất lượng dinh dưỡng khá cao, nhờ đặc tính dễ thích nghi trong bất kì điều kiện thời tiết, các loại thổ nhưỡng đất khác nhau cho nên dứa ở nước ta được trồng khá nhiều nơi trải dài từ Bắc vào Nam Khả năng đặc biệt của dứa là có thể sống ở các vùng đất phèn, ngoài

ra cây dứa còn có khả năng chống xói mòn đất Chính vì điều này cho nên cây dứa đặc biệt được trồng rất nhiều ở các vùng lũ như Tiền Giang, Kiên Giang hoặc Đồng Tháp…

Trong các năm qua, dứa đã trở thành một loại quả có giá trị xuất khẩu cao, được nhiều thị trường trong và ngoài nước yêu thích nhất là thị trường ở các nước Châu

Âu, các nước thuộc vùng khí hậu ôn đới

Hiện nay các loại mặt hàng được chế biến từ dứa rất đa dạng, trong đó có rượu vang Vang là loại đồ uống có từ lâu ở nhiều nước trên thế giới nhưng chỉ mới du nhập vào nước ta Tuy vậy nó đã nhanh chóng có chỗ đứng vững chắc trên thị thường và trở thành một loại đồ uống được nhiều người ưa thích Nhưng, ngành công nghiệp sản xuất rượu vang ở nước ta vẫn chưa thực sự đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, quy mô sản xuất nhỏ theo phương pháp thủ công, chất lượng còn nhiều hạn chế Do đó, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm bằng cách hoàn thiện công nghệ sản xuất là vấn đề cần thiết

Chính từ yêu cầu trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Thử nghiệm quy trình sản xuất rượu vang Dứa”

MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Khảo sát các thông số của nguyên liệu trước khi lên men nhằm chọn ra thông số cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất về giá thành, độ cồn cũng như màu sắc, mùi vị

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Trình bày về quy trình lên men tạo rượu vang dứa, khảo sát các thông số: tỉ lệ pha loãng nước dứa nguyên liệu, hàm lượng chất khô hòa tan, độ pH và tỷ lệ men

bổ sung thích hợp Theo dõi và ghi nhận những thông số cho sản phẩm rượu vang dứa tốt nhất

GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Do giới hạn về thời gian và thiết bị cũng như quy mô nghiên cứu, đề tài chỉ dừng lại ở khía cạnh khảo sát khả năng lên men của nguyên liệu đưa ra một số thông số tiêu biểu, quan trọng trong quá trình lên men để tạo ra một sản phẩm đạt yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm, có màu sắc, hương vị tương đối hài hòa và được chấp nhận

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1.1 Nguồn gốc và phân loại

a) Nguồn gốc và lịch sử phát triển của quả dứa trên thế giới

Dứa (thơm, khóm), có tên khoa học là Ananas comosus, là một trong những loại cây ăn quả nhiệt đới hàng đầu của nước ta Dứa có thể ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Cây dứa có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ - Braxin Dứa thích hợp với nhiệt độ và độ ẩm cao, không chịu được rét và sương muối, trong điều kiện thích hợp có thể sinh trưởng quanh năm, không kén đất Trồng dứa nhanh cho thu hoạch, sau 1 - 9 năm có thể đạt được 10 – 12 tấn/ha Đặc biệt có thể xử lý dứa cho ra hoa trái vụ nên đảm bào nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất, là điều mà ít cây ăn quả khác làm được

Hiện nay, trên thế giới dứa được trồng nhiều nhất ở Hawai, Úc, Đài Loan, Thái Lan, Philippin, Nam Phi, Braxin, Mexico… Người ta biết đến dứa không chỉ đơn thuần là loại trái cây “hoàng đế” do có những giá trị dinh dưỡng cao, hương thơm,

vị ngot, màu sắc đẹp, mà còn biết đến dứa như một loại thuốc dùng trong lĩnh vực men tiêu hóa protid và là vị cứu tin ở lĩnh vực biệt dược trong đại phẫu thuật, việc trị bệnh ung thư và nội tạng (Trần Thế Tục, 1996)

c) Bốn giống dứa hiện biết có trồng ở Việt Nam

 Dứa ta (Ananas comosus Spanish hay Ananas comosus sousvar red Spanish)

là cây chịu bóng tốt, có thể trồng ở dưới tán cây khác Quả to nhưng ít vị ngọt

 Dứa mật (Ananas comosus sousvar Singapor Spanish) có quả to, thơm, ngon trồng nhiều ở Nghệ An

 Dứa tây hay dứa hoa (Ananas comosus queen) được nhập nội từ 1931, trồng nhiều ở các đồi vùng trung du Quả bé nhưng thơm ngon

Dứa không gai (Ananas comosus cayenne) được trồng ở Nghệ An, Quảng Trị, Lạng

Sơn Cây không ưa bóng Quả to hơn các giống trên (http://rauhoaqua.vn)

1.1.2 Đặc tính sinh học

Dứa thuộc loại quả kép, gồm nhiều quả cắm trên một trục hoa Kích thước, màu sắc, hình dạng thay đổi tùy thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt Kể từ ngoài vào trong dứa có 3 phần: vỏ quả, thịt quả và lõi

- Vỏ quả: có màu sắc từ vàng đến da cam, được phân chia thành các mắt dứa mắt dứa to nhỏ, độ nhăn, độ nông sâu khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện trồng

- Thịt quả: có màu vàng nhạt đến vàng sẫm,chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các thành phần khác, chất dinh dưỡng chủ yếu tập trung ở đây Hàm lượng chất

sơ trong thịt quả khá cao

- Lõi: chạy dọc từ cuốn hoa cho đến chòi ngọn, chứa nhiều chất xơ (Trần Thế Tục, 1996)

1.1.3 Đặc tính thực vật

a) Cấu tạo hình dáng

Dạng cây lâu năm, có quanh năm, cây thân thảo, quả mọng nước và có gai, cây cao khoảng trên 1 mét, lá dài giống thanh gươm, lá mọc xoay tròn hình hoa thị quanh trục thân (khi nhìn từ trên xuống), lá có răng cưa sắc, hoa tập hợp quanh một trục lớn thành bông ngắn, bầu dưới quả mọng, quả dứa là một quả phức, phần ăn được gồm trục hoa và bầu dưới quả mọng nước, còn quả thật nằm trong các mắt dứa, quả hình ovan đến hình trụ, sống có màu xanh và chín có màu vàng đến vàng cam (Trần Thế Tục, 1996)

b) Yêu cầu chất dinh dưỡng

Dứa là cây yêu cầu rất nhiều chất dinh dưỡng do lượng sinh khối lớn Bình quân trên một ha trồng trọt dứa lấy đi từ đất 86 kg N (trong đó thân lá 77 kg, quả 9 kg), 28 kg P2O5 (thân lá 23 kg, quả 5 kg), 437 kg K2O5 (thân lá 402 kg, quả 35 kg) cùng với các nguyên tố trung và vi lượng Cây dứa ít có nhu cầu với Calcium Yêu cầu với lân cũng không lớn Riêng với Kali cây dứa yêu cầu nhiều hơn nhưng nếu bón nhiều Kali lại thường dẫn đến thiếu Mg, đây cũng là một chất dinh dưỡng cần thiết

Trong thời gian đầu sau khi trồng khoảng 5 – 6 tháng nhu cầu dinh dưỡng không lớn, chỉ khoảng 10% tổng số dinh dưỡng cây cần trong chu kỳ sống sau khi

cây đã mọc tốt, nhu cầu dinh dưỡng tăng rất nhanh, đặc biệt lả K (gấp 4 – 5 lần so với đạm)

Ngoài ra, cây dứa cũng cần một số nguyên tố vi lượng khác như kẽm, mangan, đồng…nhưng các biểu hiện bị thiếu thường không rõ ràng (Trần Thế Tục, 1996)

1.1.4 Thành phần hóa học

Dứa có mùi dễ chịu, vị ngọt, có chất lượng dinh dưỡng tốt Nó chứa đường, acids, vitamin C… và nhất là enzyme bromeline

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong 100g dứa

tố như giống, độ chín, thời gian thu hoạch, tình trạng sâu bệnh, điều kiện canh tác…

Bảng 1.2: Sự thay đổi thành phần hóa học của dứa theo các tháng thu hoạch

Tháng Độ acid

(%)

Acid hữu cơ

tự do (%)

Đường tổng số (%)

Độ khô (%)

Vitamin

C (mg%)

Chỉ số đường/acid

0.71 0.74 0.62 0.67 0.58 0.56 0.60 0.60 0.50 0.50 0.70 0.75

13.5 12.7 14.8 17.9 19.5 18.1 17.5 16.7 18.4 18.5 17.2 13.0

23.7 20.0 21.4 19.6 21.2 20.5 19.3

18 21.4 20.8 22.1 23.5

51.0 50.0 42.7 35.5 28.2 33.3 40.0 29,5 44.9 52.5 42.1 37.6

15.0 14.6 19.7 23.8 25.8 25.0 23.0 25.5 25.7 19.1 12.6 9.4 (Nguồn: Trần Thế Tục ,1996)

1.1.5 Công dụng và phương thuốc

Dứa có khả năng chữa bệnh, chẳng hạn dân gian thường dùng rễ dứa làm thuốc lợi tiểu, chữa tiểu tiện khó, dùng dịch ép quả dứa chưa chín làm thuốc tẩy nhuận tràng

Dứa giàu vitamin B1, B2, C, PP, carotene, acid hữu cơ và các chất khoáng như sắt, canxi, photpho…đặc biệt trong dứa có Bromeline, một loại enzyme giúp thủy phân protein thành các acid amin, có tác dụng tốt trong tiêu hóa

Dứa có khả năng giải khát, sinh tân dịch và tiêu thực Dân gian đem đun nõn lá dứa non đem sắc uống (hoặc giã ép lấy nước) làm thuốc chữa sốt; quả dứa chín nướng cháy, gọt bỏ vỏ, mỗi ngày ăn một quả, ăn trong bốn ngày để chữa huyết áp cao… đặc biệt nhiều người dùng quả dứa chín để chữa bệnh có hiệu quả

Do tác dụng tăng miễn dịch ở Bromeline, nên có thể cho người bị ung thư phổi, ung thư bàng quan, ung thư vú…uống nước ép dứa hấp trong quá trình điều trị bệnh, Bromeline có thể làm chậm quá trình phát triển của tế bào ưng thư

Dứa có tác dụng giảm béo, người béo phì nên uống nước ép dứa để giảm cân (http://vietbao.vn)

 Một số chú ý khi dùng dứa:

Dứa cũng là loại quả gây ra nhiều vụ ngộ độc, vì dứa có tác dụng thủy phân fibrin chống tụ huyết nên có tài liệu khuyên: những người có bệnh chảy máu hoặc

có nguy cơ chảy máu (người hay chảy máu cam,sốt xuất huyết, vết thương lớn, phụ

nữ băng huyết…) không nên ăn dứa(http://vietbao.vn)

1.1.6 Một số sản phẩm chế biến từ dứa

- Một số mặt hàng chính như:

+ Dứa khoanh: sau khi gọt vỏ cắt dứa thành từng khoanh nhỏ có thể gia thêm chất màu hoặc hương liệu, đựng trong hộp sắt có tráng vecni hoặc hộp thủy tinh Độ khô thành phẩm biến động trong khoảng 12 – 16.5% với hàm lượng axit từ 0.3 – 0.5% (http://thongtinkhcn.vinhlong.gov.vn)

+ Dứa rẻ quạt: từ một khoanh dứa, có thể cắt thành 12 hoặc 8 miếng nhỏ hình

rẻ quạt tùy thuộc vào kích thước to hay bé Loại sản phẩm này cũng sử dụng bao bì

là hộp sắt hoặc hộp thủy tinh, với độ khô từ 13-14%, hàm lượng axit 0.4%, tỷ lệ cái khoảng 55% (http://thongtinkhcn.vinhlong.gov.vn)

+ Nước dứa: có thể tận dụng các thịt quả còn dư thừa của hai loại sản phẩm trên hoặc các quả nhỏ, không đảm bảo kích thước cắt khoanh để ép mặt hàng nước dứa (http://thongtinkhcn.vinhlong.gov.vn)

+ Rượu vang dứa: sau khi lựa chọn, làm sạnh và xử lý sơ bộ Nước dứa đem

xử lý nhiệt, phối trộn nước đường và tiến hành lên men Sau đó là quá trình lắng cặn, tàng trữ và chăm sóc vang chín (Vũ Công Hậu, 2005)

+ Ngoài ra dứa còn được dùng để ăn tươi hay chế biến thành các sản phẩm như: mứt dứa, dứa sấy, dứa nước đường, cơm trái thơm…

1.2.1 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 – 400 tùy thuộc vào các loại rượu khác nhau Độ cồn chỉ tỉ 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 Vì vậy, rượu có một chỗ đứng quan trọng trong văn hóa ẩm thực trên thế giới không chỉ riêng ở Việt Nam (Bùi Ái, 2003)

1.2.2 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 ( lên men tự nhiên hoặc cấy chủng nấm men thuần khiết), có độ cồn từ 9 – 150

Bản chất của rượu vang là nước quả lên men Do vậy, vang là sản phẩm tự nhiên, có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon, nhiều vitamin và khoáng, chứa các đường đơn dễ tiêu hóa, độ cồn nhẹ có tác dụng kích thích tiêu hóa, chống ung thư, có thể dùng để chữa một số bệnh như thiếu máu, hen dùng là rượu bổ, bồi dưỡng cho người có sức khỏe yếu (Bùi Ái, 2003)

1.2.3 Giá trị của rượu vang

Dùng rượu vang với lượng vừa phải, có tác dụng kích thích, lợi cho sức khỏe Rượu vang có chứa lượng cồn trung bình nên phụ nữ và người già có thể sử dụng được, cồn trong rượu vang là cồn tinh khiết do lên men tự nhiên nên khi uống vào

sẽ ngấm dần làm người uống không bị say

Rượu vang chứa nhiểu chất dinh dưỡng hơn hẳn các loại rượu khác, rượu vang

là loại thức uống có thành phần tương đối ổn định, là sản phẩm lên men từ nước quả

có mùi thơm đặc trưng và bổ dưỡng

Sản xuất rượu vang thương phẩm làm tăng giá trị kinh tế, thu nhập cho người làm vườn

1.2.4 Phân loại rượu vang

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 có chất lượng dinh dưỡng cao 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 Vang khô là loại rượu vang lên men hết đường và được dùng trong khi ăn

Vang trắng và vang màu đều là những sản phẩm được ưa chuộng 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 (Bùi Ái, 2003)

Về mặt công nghệ, sản phẩm rượu vang được chia thành 2 nhóm lớn:

 Rượu vang không có Gas

Rượu vang phổ thông: đặc điểm kĩ thuật của loại vang này là hoàn toàn lên

- Vang khô (lên men kiệt đường):

+ Đường sót: 21 – 35% (Bùi Ái, 2003)

 Rượu vang có Gas

Vang có Gas CO2 tự nhiên (còn gọi là rượu Champagne): để giữ được CO2 tự nhiên trong sản phẩm do quá trình lên men tạo ra, ta thực hiện quá trình lên men phụ trong chai, thùng hay hệ thống kín Phụ thuộc vào điều kiện lên men khác nhau

như nhiệt độ, thời gian mà ta có những sản phẩm khác nhau với chất lượng khác nhau

+ Hàm lượng ethanol: 10 – 12%V

+ Đường sót: 3 – 5%

Vang có Gas nhân tạo: được nạp CO2

+Hàm lượng ethanol: 9 – 12%V

+ Đường sót: 3 – 8% (Bùi Ái, 2003)

1.3.1 Thành phần chính của rượu vang

Bảng 1.3: Thành phần chính của rượu vang

( Nguồn : Vũ Công Hậu, 2005)

1.3.2 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 70 – 160 Ethanol là thành phần quan trọng Nhờ có ethanol làm cho rượu mạnh 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

1.3.3 Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang

Acid hữu cơ là thành phần quan trọng trong rượu vang Tổng lượng acid thường

là 4÷ 5g/l, làm cho pH đạt 2.9 – 3.9 Acid hữu cơ trong rượu vang chia thành 2

vang Chẳng hạn khi phân tích thành phần hữu cơ của rượu vang cho thấy: acid taric (1.5 ÷ 4g/l), acid malic (0÷ 4 g/l), acid citric (0 ÷ 0.5 g/l) Các acid này thuộc loại acid có tác dụng tích cực đến mùi vị của rượu vang và ổn định rượu Tuy nhiên, các acid này cũng cần có tỉ lệ cân đối, nếu quá cao hoặc quá thấp sẽ làm cho vị không hài hòa (Vũ Công Hậu, 2005)

1.3.4 Đường trong rượu vang

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

và phần nhỏ galactose 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 chứa 2 ÷ 3g đường tổng số/l, còn vang trắng hàm lượng đường còn lại là 70 ÷ 80g/l (Vũ Công Hậu, 2005)

1.3.5 Vitamin trong rượu vang

Vitamin trong rượu vang gồm có các vitamin nhóm B vitamin C, vitamin A và các tiền chất vitamin A 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

nâng cao chất lượng của rượu vang

1.4.1 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 một lượng protein đáng kể Ngoài ra nước quả còn có chứa tannin, pectin Trong các loại quả dùng làm rượu vang trước hết phải kể đến nho (Vũ Công Hậu, 2005)

- 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 (glucose, fructose,sacharose); 0.5 – 1.7% các aci hữu cơ (axit 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

- Dâu: dâu ép nước dễ và nhờ thành phần thích hợp nên lên men tốt Màu sắc hấp dẫn: nước dâu lại ít pectin và các chất keo khác nên rượu mau trong

- 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 sơri, mận, táo cũng là những loại quả có nhiều vitamin và chất khoáng, cũng như các axit hữu cơ làm nước quả bị chua ( pH thường từ 2.5 trở lên) và tannin làm cho rượu sau này có vị chua chát (Vũ Công Hậu, 2005)

Nguyên liệu là các loại quả thu hái về, tránh dập 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

Dịch được ép với các thiết bị thép inox không bị axit 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 oxy hóa làm sẫm màu hoặc bị biến màu Lượng SO2 được phép cho vào dịch quả

là 30 – 120 mg/l Ngoài vai trò làm chất chống oxy 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(Vũ Công Hậu, 2005)

Dịch quả thu được có thể bổ sung thêm đường, điều chỉnh độ chua sao cho dịch

có pH ở khoàng 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 axid 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 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

1.4.2 Ảnh hưởng của oxi hóa nước quả

a) Nguyên nhân và tác hại của quá trình oxy hóa nước quả trong sản xuất rượu vang

Khi nghiền hoặc ép quả, tế bào bị vỡ, cân bằng sinh hóa trong quả bị phá hủy nghiêm trọng, đồng thời oxy không khí cũng 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 do quá trình oxy hóa Tanin tăng do quá trình oxy hóa polyphenol Lượng tannin tăng sẽ làm

vị chát của rượu vang tăng, vị của rượu sẽ không hài hòa và sẽ 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

b) Các biện pháp chống oxy hóa nước quả

Không làm dập nát quả trong suốt quá trình thu hái vận chuyển quả 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 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 quả SO2 là chất 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 khuần lactic Tuy nhiên lưu ý hàm lượng bổ sung vào dịch quả Thường cho phép dùng 120 mg/l nếu dùng nhiều quá sẽ làm rượu vang có mùi khó chịu, đồng thời ảnh hưởng đến đời sống của nấm men và vi khuần trong lên men malolactic

- 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 600C 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

1.4.3 Ảnh hưởng của quá trình lên men đến chất lượng của rượu vang

a) Ảnh hưởng của quá trình chuẩn bị nấm men

 Trường hợp dùng ống men giống

Nấm men được giữ giống trên môi trường thạch, thuộc loại S.ellipisodies hoặc S.cerevisiae

+ Chuần bị môi trường nhân giống nấm men cho lên men rượu vang

Có thể chuẩn bị môi trường tự nhiên hoặc nhân tạo

 Môi trường tự nhiên: là môi trường nước quả dùng để lên men, đây là môi trường thuận lợi và dễ chuẩn bị, có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết, nấm men được nhân giống trong môi trường này sẽ có ưu điểm là chúng quen dần với môi trường lên men, nên khi bổ sung vào dịch lên men chúng phát triển mạnh mẽ ngay

từ đầu rất thuận lợi cho quá trình lên men Nếu dùng nước quả phải tiến hành điều chỉnh thành phần đường sao cho đạt 10 – 12%, ngoài ra cần thiết phải cho thêm các chất như: thêm 0.3 – 0.5 amonsunphat hay amoncacbonat và 0.5 – 1 mg/l vitamin

Acid citric: 6 gam

Hình 1.1:Sơ đồ chuẩn bị dịch men giống cho lên men rượu vang

Oxy vô trùng 2-3 ống giống

nhân giống

Lên men

Làm chín

Vang thành phẩm

Dịch quả dùng lên men

Hỗn hợp muối khoáng: 3gam (kali phosphate 2 gam, amonsunphat 1 gam, vitamin B1; B6; PP; B3 mỗi thứ từ 0.2-1 mg)

Biotin: 20 – 100 mg

Mesoinoziton: 5 – 10 mg (Vũ Công Hậu, 2005)

+ Thao tác cấy men vào môi trường nhân giống

 Sau khi môi trường được chuẩn bị xong, được tiến hành thanh trùng theo điều kiện trên sơ đồ Sau đó cho môi trường vào bình tam giác 250 ml, tỷ lệ đổ đầy

từ 1/3 -1/2 dung tích của bình Tiến hành cấy nấm men của 2 – 3 ống giống vào môi trường này Tiến hành nhân giống trên máy lắc, nhiệt độ nuôi cấy là 25 – 300

C, thời gian nhân giống từ 24 – 36 giờ Toàn bộ chế phẩm nước cái men sau nhân giống được cho vào môi trường lên men với tỷ lệ 3 – 10% so với môi trường nước quả đã lên men Nếu lên men yếu phải bổ sung thêm (Vũ Công Hậu, 2005)

 Dùng ống men giống có ưu điểm là chuẩn 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

+ 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 men phát triển tốt, cần nhân giống trên máy lắc để trộn điều oxy cung cấp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men (Vũ Công Hậu, 2005)

 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

 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

+ Nếu nước cái men đưa vào phải ở giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ ở thời kì 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 bảo chất lượng sản phẩm (Vũ Công Hậu, 2005)

b) Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung nấm men

Tỷ lệ bổ sung 1 – 10% so với dịch lên men Tùy thuộc vào yêu cầu của 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, nếu nhiều quá thì không tốt, gây mùi khó chịu cho rượu vang

c) Ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình lên men

Để đảm bảo quá trình lên men tốt cần đảm bảo các yếu tố 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 cho nhiệt độ, pH thích hợp 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 nồng độ đường còn lại cao

và nồng độ ethanol thấp là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật có hại phát triển làm hỏng rượu vang

Lên men chậm là một tai hại của quá trình sản xuất rượu vang Vì vậy cần phải biết nguyên nhân và biện pháp khắc phục (Ngô Tiến Hiển, 2004)

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

- Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp

- Thiếu oxy ban đầu

- Hàm lượng đường quá cao

- Thiếu nấm men hoặc nấm men yếu (Vũ Công Hậu, 2005)

 Khắc phục:

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

- Lên men ở nhiệt độ quy định

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

- Điều chỉnh hàm lượng đường thích hợp

Phải tạo điều kiện tốt cho nấm men sinh trưởng và phát triển tốt trong quá trình lên men để nâng cao chất lượng rượu vang Tránh hiện tượng lên men chậm ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang(Vũ Công Hậu, 2005)

d) Ảnh hưởng của quá trình lên men malolactic

Mục tiêu của quá trình lên men malolactic là chuyển hóa axit malic thành axit lactic Axit lactic có độ chua hài hòa nên làm 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 dâu hơn

Để thực hiện lên men malolactic cần phải bổ sung vi khuẩn lacticvào khối rượu

vừa được lên men

Chủng vi khuẩn Leuconostoc oenos điều kiện lên men của vi khuẩn này ở nhiệt

độ 37 – 400C (Vũ Công Hậu, 2005)

1.4.4 Ủ rượu

Đây cũng là bí quyết rượu của từng vùng Nhằm mục đích tạo cho rượu có chất lượng tốt nhất Đó cũng là đặc trưng của nhiều loại rượu vang và chất lượng của rượu cũng khác nhau(Vũ Công Hậu, 2005)

1.4.5 Biện pháp kéo dài thời gian bảo quản

Để kéo dài thời gian bảo quản rượu ngoài các biện pháp thong thường như bảo quản nơi thoáng mát, hạn chế tiếp xúc với oxy không khí bằng cách để lại khoảng 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 đến 12 tối đa là 15 độ cồn Mỗi biện pháp bảo quản điều có ưu nhược điểm nhất định Tùy điều kiện có thể mà áp dụng cho phù hợp (Vũ Công Hậu, 2005)

Nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp đồi hỏi chi phí điện năng cao đồng thời khó vận chuyển sản phẩm đi xa Tuy nhiên 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, đặc trưng hơn so với khi thêm rượu cất (Vũ Công Hậu, 2005)

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 người tiêu dùng (Vũ Công Hậu, 2005)

1.4.6 Nguyên nhân làm rượu đục và phương pháp làm trong rượu

a) Nguyên nhân làm cho rượu đục

Rượu vang quả là một dịch thật vì trong rượu có chứa các phần tử nhỏ như cồn, đường, khoáng, vitamin,…lại vừa là một dịch keo vì có những phân tử lớn như: pectin, protein, polyphenol…một số nguyên nhân làm rượu đục như sau:

CO2, 37 400C

Vi khuẩn Lactic CH3-CHOH-COOH

HOOC-CH2-CHOH-COOH

- 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 (Vũ Công Hậu, 2005)

- 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 fericphosphate có màu trắng, ngược lại trong vang đỏ chất này có màu đỏ Điều kiện phản ứng xảy ra khi hàm lượng Fe khoảng 12 – 15 mg/l (Vũ Công Hậu, 2005)

 Kết tủa sulfua đồng trong rượu:

CuS có màu đỏ Điều kiện của phản ứng khi có mặt đồng với hàm lượng 0,5 mg/l(Vũ Công Hậu, 2005)

 Kết tủa protein trong rượu vang:

Trong rượu vang thường hiện hữu tannin, đặc biệt là vang đỏ hàm lượng tannin lớn, hợp chất này khi gặp protein của quả và một phần do nấm men thủy phân tạo thành sẽ gây kết tủa bông làm đục rượu vang (Vũ Công Hậu, 2005)

 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 tụ chất màu (Vũ Công Hậu, 2005)

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 rượu đục thì rất khó lắng, nhất là giữa chúng còn có các lực đẩy, hút

do có các điện tích khác nhau (Vũ Công Hậu, 2005)

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

- Phải để thùng rượu nhiệt độ thấp

- Nhiệt độ bể chứa rượu, thùng chứa rượu phải đồng đều nếu chênh lệch nhiệt độ

sẽ làm cho cặn lắng chuyển động làm hiệu quả lắng thấp

- Nơi để rượu phải yên lặng tránh sự di chuyển của các cặn lắng (Vũ Công Hậu, 2005)

 Sử dụng các chất trợ lắng polyme tự nhiên

Có thể sử dụng các polyme tự nhiên có tính keo như: gelatin, chitosan, alginate, 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

+ Lòng trắng trứng: 8 – 120 mg/l vang đỏ

+ Gelatin: 100 – 150 mg/l vang đỏ (Vũ Công Hậu, 2005)

1.5.1 Đặc điểm sinh học của nấm men

Nấm men (yeast, levure) là tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đơn

bào Nấm men với số lượng giống hiện biết là 39 và 349 loài

Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất vang là các chủng thuộc

giống Saccharomyces Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thậ (Eumycophyta)

(D-d)g

V =

Nấm men thuộc giống Saccharomyces có khả năng lên men rượu Con người

sử dụng chúng để nấu rượu bia, cồn, glycerin Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khối của chúng giàu protein, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăn gia súc Nấm men cũng được sử dụng để làm nở bột mì, sản xuất một

số dược phẩm Tuy nhiên có một số nấm men gây bệnh cho người, gia súc hoặc hư hỏng lương thực, thực phẩm (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

1.5.2 Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men

Nấm men Saccharomyces thường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình

tròn, hình trứng hay bầu dục, hình dài hoặc hình elip Hình dạng, kích thước tế bào

nấm men Saccharomyces tương đối ổn định với các chủng trong điểu kiện bình

thường Ngoài ra chúng cũng phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy và tuổi Kích thước

tế bào thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào giống, loài, chủng Nói chung kích thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt Các loài nấm men đơn bào được sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3 – 5) x 5x 10μm, nặng 10 – 12 pg (1pg = 10-12g) Trong tự nhiên, chúng có mặt ở khắp nơi : trong hoa quả, trong đất, nước (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

1.5.3 Sự sinh sản của nấm men

Đối với bấm men thuộc giống Saccharomyces có 2 phương thức sinh sản Đó

là sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi và sinh sản hữu tính bằng bào tử túi

a) Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi

Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men Ở điều kiện thuận lợi nấm men sinh sôi này nở nhanh, quan sát dưới kính hiển vi thấy hầu như

tế bào nấm men nào cũng nảy chồi Khi một chồi xuất hiện các enzyme thủy phân

sẽ làm phân giải phần polisacarit của thành tế bào làm cho chồi chui ra khỏi tế bào

mẹ Vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đó sẽ xuất hiện vách ngăn giữa chồi và tế bào mẹ Thành phần của vách ngăn cũng tương tự như thành tế bào Khi tế bào chồi tách khỏi tế bào mẹ, ở chỗ tách ra còn giữ lại một vết sẹo của chồi, trên tế bào con cũng mang một vết sẹo (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

Hình 1.2:Hình dạng tế bào nấm men nảy chồi (Nguồn:www.sinhhocvietnam.com)

Hình 1.3:Tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm men

(Nguồn:www.sinhhocvietnam.com )

Hình 1.4:Vết sẹo sau khi nảy chồi (Nguồn: www.sinhhocvietnam.com )

Thời gian cần thiết kể từ lúc chồi mới hình thành tới lúc tế bào này phát triển

và bắt đầu tạo tế bào mới gọi là chu kì phát triển của nấm men

b) Sinh sản hữu tính

Bào tử túi được sinh ra trong các túi Hai tế bào khác giới đứng gần nhau sẽ mọc ra hai mấu lồi Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối nhau Chỗ tiếp nối sẽ tạo một lỗ thông và qua đó chất nguyên sinh có thể đi qua để tiến hành phối chất, nhân cũng đi qua để tiến hành phối nhân Sau đó nhân phân cắt thành 2, thành 4, thành 8

Mỗi nhân được bao bọc bởi các chất nguyên sinh rồi được tạo màng dày xung quanh và hình thành các bào tử túi Tế bào dinh dưỡng biến thành túi (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

1.5.4 Tính chất sinh lí, sinh hóa

Nấm men là ví dụ điển hình của vi sinh vật kị khí tùy tiện Trong điều kiện

đủ oxi, nấm men sẽ phát triển tăng sinh khối là chủ yếu, còn rượu không trực tiếp tạo thành hoặc tạo thành rất ít theo phương trình:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +Q Ngược lại, khi không đủ oxi hoặc kị khí thì hoạt động lên men là chủ yếu theo con đường EMP sinh ra từ quá trình khử axetaldehit:

có một lượng tế bào nhất định đang ở thời kì hoạt động sinh lí mạnh để chuyển tiếp vào giai đoạn lên men Ở giai đoạn lên men, thời kì đầu, men giống phát triển tăng sinh khối, còn sau là lên men thực sự (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

Khi quá trình lên men giảm dần và ngừng hẳn do các chất dinh dưỡng của môi trường cạn dần và sản phẩm của quá trình lên men: rượu tăng dần và chúng bắt đầu kết lắng Chỉ tiêu này có ý nghĩa lớn trong công nghệ sản xuất vang và bia Ngày nay người ta xác định tính kết lắng của nấm men phụ thuộc vào thành phần tế bào, trong vỏ tế bào cũng tồn tại thành phần hydrat cacbon manan và hàm lượng acid amin càng lớn thì nấm men kết lắng càng nhanh Sự kết lắng của nấm men còn

do canxi tạo ra các cầu liên kết giữa các nhóm cacboxyl của hai tế bào cạnh nhau

Về phương diện di truyền, đặc tính lắng kết trội hơn so với không lắng kết (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

1.5.5 Yêu cầu đối với nấm men rượu vang

Hương vị đặc trưng của rượu không chỉ phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính nguyên liệu, quy trình công nghệ mà còn phụ thuộc vào nấm men sử dụng Những nấm men được phân lập và sử dụng trong sản xuất cần phải đạt yêu cầu:

 Có khả năng lên men tốt trên môi trường có hàm lượng đường cao, sinh ra nhiều cồn

 Có khả năng lên men chịu được nhiều loại đường khác nhau

 Chịu được độ cồn và độ acid cao, cũng như chất sát trùng

 Chịu được nhiệt độ thấp 4 – 100C hoặc cao > 350C

 Tốc độ phát triển nhanh, chu kì lên men ngắn

 Tạo rượu có hương thơm ngon

 Dễ lắng trong ( Bùi Ái, 2009)

1.5.6 Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang

Hiện nay trên thế giới người ta sản xuất rượu vang theo 2 phương pháp:

a) Lên men rượu vang bằng vi sinh vật tự nhiên

Ở những nước có nghề sản xuất rượu vang truyền thống, người ta thường sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên có ở quả nho Việc sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên có

ưu điểm là:

 Không cần có giống vi sinh vật thuần khiết, do đó không đòi hỏi kĩ thuật cao

 Không đầu tư nhiều cho quá trình sản xuất

 Sản phẩm khá đặc biệt vì quá trình tích lũy hương cho sản phẩm không chỉ lấy từ nguồn trái cây mà còn được tạo ra bởi vi sinh vật tự nhiên có ở trái cây

đó và theo quá trình lên men ( Nguyễn Đức Lượng, 2009)

Tuy nhiên, việc sử dụng vi sinh vật tự nhiên cũng có nhiều nhược điểm:

 Chất lượng sản phẩm thường không ổn định vì không kiểm soát được chất lượng giống vi sinh vật ban đầu khi đưa lên men Ở những nước hay ở những gia đình có truyền thống sản xuất rượu vang nổi tiếng họ vẫn dùng vi sinh vật lên men tự nhiên để tiến hành lên men Tuy nhiên chất lượng sản phẩm của họ phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm khi lựa chọn nguyên liệu, phối trộn nguyên liệu (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

Có nhiều nơi người ta không rửa nho trước khi làm nát để tận dụng tối đa lượng vi sinh vật có ở trái nho Họ dùng gần như 100% lượng nho không rửa này để lên men

Có nhiều nơi họ chỉ lấy 1/2 hoặc 1/3 lượng nho dùng làm nguyên liệu sản xuất như một chất mang vi sinh vật tự nhiên vào lên men Còn 1/2 hay 2/3 khối lượng nho kia người ta rửa rất sạch và đem vào làm nát cùng với khối lượng trên (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

Việc làm này chỉ có hiệu quả tốt và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm khi người trồng nho không dùng quá nhiều hoặc không thuốc trừ sâu, phân hóa học Trường hợp ngược lại thì không nên dùng phương pháp này vì sẽ rất nguy hiểm cho

quá trình lên men cũng như cho sức khỏe của người tiêu dùng (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

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 Những nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy: trong khu hệ vi sinh vật tự nhiên này có 76 – 90% là nấm sợi, 9 – 22% là nấm men, số còn lại chiếm tỉ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào

tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Mycobacter (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

Dịch nước quả thường có pH thấp (pH = 2.7 – 3.8) thường không thích hợp cho

vi khuẩn phát triển Do đó thuận lợi cho việc sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên trong sản xuất (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

Theo dõi quá trình lên men ở nhiều nơi một cách tự nhiên cho thấy, vài ngày

đầu các men dại hình thoi đầu nhỏ hoặc hình chùy (Kloeckera) chiếm ưu thế (70 –

80% trong tổng số nấm men), sau đó các nấm men hình elip hoặc oval

(Saccharomyces 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 ellipsoideus hay S vini ngừng phát triển và hoạt động Khi đó nấm men chịu cồn Saccharomyces oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc

(Lương Đức Phẩm, 1998)

b) Vi sinh vật thuần khiết trong sản xuất rượu vang

Công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất rượu vang là quá trình lên men Người ta chia quá trình lên men này bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn lên men chính

và giai đoạn lên men phụ Cả hai giai đoạn này vi sinh vật đóng vai trò quan trọng, nhất là nấm men Nấm men tham gia chủ yếu vào quá trình chuyển hóa đường thành cồn Như vậy yêu cầu của quá trình lên men trước tiên là phải tạo được cồn từ đường, kế đó là tạo hương và lắng trong

Sản phẩm rượu vang là sản phẩm lên men không qua chưng cất, do đó yêu cầu về độ trong rất quan trọng Về lý thuyết, vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men rượu vang giống quá trình lên men bia Tuy nhiên việc ứng dụng các vi sinh vật trong sản xuất rượu vang ngoài các tính chất giống như trong sản xuất bia: lên men cồn, khả năng lắng trong, chịu nhiệt độ thấp còn phải có khả năng tạo hương (Nguyễn Đức Lượng, 2009)

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

bào của chúng có hình dáng khác nhau: hình tròn, ovan hay elip Sinh sản bằng lối 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 ( Lương Đức Phẩm, 1998)

Hình 1.5:Giống nấm men Saccharomyces (Nguồn: www.sinhhocvietnam.com) Giống nấm men Saccharomyces có 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp

trong nước quả Các loài nấm men không sinh bào tử thường gặp trong nước quả và

khả năng lên men hoặc tiêu hao đường trong đó, phổ biến là Kloeckera, Torulopsis

Người ta thường gọi chúng là men dại ( Lương Đức Phẩm, 1998)

Các chủng nấm men thuần khiết thường sử dụng trong sản xuất rượu vang:

 Saccharomices vini

Trước đây nấm men này có rất nhiều tên gọi khác nhau như: Saccharomyces ellipsoideus, Saccharomyces Meyer, Saccharomyces cerevisiae Hansen

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

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

nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông Nguồn dinh dưỡng cacbon của loài này là đường, cồn, acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin, mezoinozit, tiamin và piridoxin Tế bào của chúng đa số hình ovan, có kích thước vào khoảng (3 – 8) x (5 – 12) μm, sinh sản kiểu nảy chồi và tạo

bào tử Saccharomyces vini sinh ra enzyme invertaza có khả năng chuyển đường

saccharose thành fructose và glucose, lượng rượu tạo thành từ 8 – 10% thể tích Ở

giai đoạn cuối lên men, Saccharomyces vini kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu

Các nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sulphite, 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 Saccharomyces vini thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh

năng tạo được lượng cồn rất cao (có thể đạt được lượng cồn trong dịch lên men 12 – 13%V) (Nguyễn Đức Lượng, 2010)

 Saccharomyces oviformis

Nấm men này có khả năng lên men dịch đường để tạo thành lượng cồn rất cao (có thể lên tới 18%V) Được tách ra từ nước nho tự nhiên lên men, nhưng ít hơn

và có hình thái giống Saccharomyces vini Chúng có khả năng chịu được đường

cao, cồn cao, lên men kiệt đường Do đó dùng nòi thuần chủng giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả rất tốt (Lương Đức Phẩm, 2006)

Đặc điểm quan trọng của nấm men này là có khả năng lên men được rất nhiều loại đường khác nhau như: glucose, fructose, manose, saccharose, maltose và 1/3 rafinose, không có khả năng lên men galactose Điều khác cơ bản của chúng so

với Saccharomyces vini là Saccharomyces oviformis không lên men được galactose

và men nổi lên bề mặt dịch lên men, tạo thành màng Các nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu vang thường tích hợp lên men ở nhiệt độ 18 – 250C (Nguyễn Đức Lượng, 2010)

1.6.1 Các quá trình lên men

Lên men theo nghĩa hẹp là thuật ngữ dùng để chỉ các quá trình phân giải các chất để thu năng lượng, trong đó hydro được tách ra từ một cơ chất (thường là glucocid), được chuyển đến chất nhận cuối cùng là hợp chất hữu cơ Oxy phân tử không tham gia vào quá trình lên men (sự phân giải yếm khí) Theo định nghĩa của Pasteur thì “sự lên men là sự sống không có oxi phân tử” Ví dụ trong lên men rượu, hydro được tách ra trong quá trình phân hủy, gluco kị khí được chuyển đến axetaldehyd (CH3CHO) hình thành trong quá trình đường phân để tạo etanol Đối với tế bào thì ý nghĩa của sự lên men ở chỗ chúng thu được năng lượng ở dạng ATP, dự trữ cho cơ thể sinh vật

Một chất hữu cơ có thể lên men kị khí có khả năng được oxy hóa từng phần nhờ quá trình phân giải nội phân tử kèm theo quá trình giải phóng năng lượng Các chất có thể lên men được chủ yếu là glucid dạng đơn giản như monose, disaccarit các loại acid amin (trừ acid amin có nhân thơm), các base burin, pirimidin Các acid béo từ 50C trở lên chỉ trong điều kiện hiếu khí mới bị phân giải và oxi hóa

Ở vi sinh vật trong quá trình tiến hóa đã hình thành nhiều kiểu lên men khác nhau Dựa vào bản chất của sản phẩm chính cuối cùng cùng của quá trình lên men cũng như các con đường trao đổi chất đặc trưng cho từng loại vi sinh vật mà người

ta phân loại các quá trình lên men như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, do nấm mốc

Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng như trong thực tiễn đời sống người ta có quan điểm quá trình lên men theo nghĩa rộng hơn Quá trình lên men là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật Sự hình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí (không có oxi hoặc có oxi tham gia)

Từ khái niệm mở rộng trên đây, dựa vào cơ chế phản ứng, người ta đã chia

sự lên men thành 2 loại:

a) Lên men yếm khí (kị khí):

Lên men yếm khí là sự biến đổi đường hay các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật, trong điều kiện không có sự tham gia của oxi phân tử Đây chính là sự lên men theo đúng định nghĩa lên men của Pasteur đã nói trên Thuộc loại lên men này có lên men rượu, lactic, aceton butylic (Vũ Công Hậu, 2005)

b) Lên men hiếu khí:

Lên men hiếu khí là dạng lên men theo nghĩa mở rộng hơn, là quá trình phân giải đường hay các chất hữu cơ khác thành sản phẩm đơn giản, dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật trong điều kiện có oxi tham gia Thuộc loại lên men này có lên men acid acetic, lên men citric, acid glutamic

Trong công nghiệp lên men, người ta thường sử dụng các vi sinh vật khác nhau làm nguồn cung cấp enzyme và chuyển hóa các chất như nấm mốc, nấm men,

- Lên men nhờ nấm mốc như: lên men acid citric, acid gluconic

- Lên men nhờ vi khuẩn như: lên men acetic

Do những đặc điểm khác nhau về nguồn enzyme từ các chủng loại vi sinh vật khác nhau, cơ chế của sự lên men rất đa dạng mà ta thu được các sản phẩm lên men rất đa dạng, phong phú, nhiều loại, đáp ứng nhu cầu về đời sống của con người

1.6.2 Bản chất của quá trình lên men

Dù các quá trình lên men có khác nhau về hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng, sản phẩm cuối và hệ vi sinh vật tham gia Nhưng các quá trình lên men có bản chất giống nhau ( Nguyễn Trọng Cẩn, 1998)

Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men là những phàn ứng chuyển hydro và điển tử (e- và H+) Các enzyme xúc tác cho quá trình này là các enzyme oxi hóa khử (dehyrogenase, oxydase ) chủ yếu từ vi sinh vật Như vậy, thực chất các quá trình lên men là các quá trình oxy hóa – khử sinh học để thu năng lượng và các hợp chất trung gian ( Trần Thị Luyến, 2007)

Năng lượng này rất cần thiết cho hoạt động sống của vi sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh sản

Tùy theo chủng vi sinh vật, môi trường và điều kiện lên men, chúng ta thu được các sản phẩm chính, phụ khác nhau

Trong quá trình oxy hóa – khử sinh học, hydro được tách khỏi cơ chất ban đầu nhờ enzyme dehydrogenase, và chuyển đến những chất tiếp nhận khác nhau Tùy theo chất tiếp nhận hydro từ cơ chất mà người ta phân biệt các dạng lên men và

hô hấp như sau:

 Trong lên men yếm khí (lên men theo định nghĩa của Pasteur) không có sự tham gia của oxi phân tử, hydro được tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chất hữu cơ chưa no Sau khi nhận hydro các chất này tạo thành các chất hữu cơ nhất định, đây chính là sản phẩm của quá trình lên men tích tụ trong môi trường (ví dụ etanol, acid lactic ) Trong lên men rượu, hydro được tách ra trong quá trình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehyt (CH3CHO) hình thành trong quá trình đường phân và tạo thành etanol trong điều kiện thiếu oxi, chất này hoạt động như chất nhận hydro và

bị khử thành etanol, đồng thời tái sinh NAD và NADH2

 Trong hô hấp hiếu khí (lên men hiếu khí) Hydro được tách ra từ cơ chất hữu

cơ trải qua hàng loạt các giai đoạn trung gian, cuối cùng kết hợp với oxi để tạo ra H2O Ví dụ acid pyruvic, bị oxi hóa hoàn toàn trong chu trình Kreb, qua hàng loạt sản phẩm trung gian, cuối cùng tạo CO2 và H2O, giải phóng năng lượng Quá trình hô hấp hiếu khí giải phóng năng lượng lớn cung cấp cho quá trình hoạt động sống của cơ thể vi sinh vật Nguyên liệu của quá trình oxi hóa (hô hấp hiếu khí) chủ yếu là gluxit, sáp, chất béo Sản phẩm cuối cùng này là CO2 và H2O và một số sản phẩm trung gian do oxi hóa không hoàn toàn như acid acetic, acid citric

 Các vi sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí thường có thể sống trong điều kiện kị khí hoặc kị khí không bắt buộc hoàn toàn Chất nhận điện tử và hydro

cuối cùng không phải oxi mà là nitrat hay sulfat Kiểu chuyển điện tử và H+này giúp cho vi khuẩn oxi hóa hoàn toàn cơ chất mà không cần sự tham gia của oxi phân tử So với quá trình lên men trong hô hấp kị khí, vi sinh vật thu được nhiều năng lượng hơn (Trần Thị Luyến, 1998)

Tóm lại, trong thực tiễn sản xuất hiện nay, người ta chỉ phân biệt hai dạng lên men là lên men hiếu khí (có oxi tham gia) và lên men yếm khí (không có oxi tham gia), đôi khi còn gọi là lên men kị khí

1.6.3 Cơ chế của quá trình lên men rượu

Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua bề mặt tế bào rồi thẩm thấu vào bên trong Ở đó các enzyme sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối cùng tạo ra sản phẩm chính là rượu và khí cacbonic Hai chất này đều khuếch tán và tan vào môi trường xung quanh Rượu do rất linh động nên hòa tan nhanh hơn trong dịch lên men, còn khí CO2 hòa tan kém và khuếch tán chậm Lúc đầu hòa tan hoàn toàn, dần dần tạo thành các bọt khí bám quanh tế bào men và lớn dần đến mức lực đẩy Archimedes lớn hơn tế bào men cộng với bọt khí, lúc đó tế bào men và bọt khí nổi dần lên, khi đến bề mặt các bọt khí vỡ ra Bọt khí tan, tế bào men lại chìm dần Quá trình trên được lặp lại Khi đường và các chất dinh dưỡng trong canh trường còn ít, một lượng lớn tế bào men sẽ lắng xuống đáy, dịch lên men trong dần Xét về mặt hóa học, sự lên men rượu bình thường có thể chia ra hai thời kì: thời kì cảm ứng và thời kì tĩnh (Trần Thị Luyến, 1998)

 Thời kì cảm ứng

Ở giai đoạn này, chất tiếp nhận hydro của enzyme alcodehydrogenaza là acetaldehyde được tạo thành chưa đủ, do đó enzyme sẽ chuyển hydro đến cho aldehyd phosphatglixerinic Dưới tác dụng của enzyme phosphataza, phosphatglixerin bị thủy phân để tạo thành glixerin Như vậy trong môi trường sẽ tạo thành glixerin và CO2 ( Trần Thị Luyến, 1998)

CH2O P CHOH

CH2OH

CH2OH CHOH

CH2OH

Glixerin chỉ được tạo nên trong thời kì cảm ứng nên nó sẽ chỉ là sản phẩm phụ trong môi trường acid

Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men

C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Thực tế cho thấy rằng, sự lên men rượu sẽ xảy ra một cách bình thường để cho

ta sản phẩm chủ yếu là rượu và một số sản phẩm phụ khác như glixerin Chỉ trong điều kiện pH của môi trường từ 4 – 5 và môi trường thật yếm khí Trong điều kiện yếm khí, sự lên men xảy ra rất mạnh mẽ (nghĩa là etanol tạo thành sẽ nhiều) nhưng

sự phát triển của tế bào nấm men hầu như không có Vì khi ấy nấm men có thể thu được năng lượng để duy trì cho các hoạt động sống của mình chỉ bằng cách lên men glucose Khi có không khí thì sự lên men yếu đi vì nấm men sẽ thu năng lượng cần thiết cho sự phát triển của chúng bằng con đường hô hấp hiếu khí, nghĩa là bằng cách oxi hóa sinh học glucose đến CO2 và H2O (Bùi Ái, 2009)

1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Thực chất của quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường thành etanol nhờ vào hoạt động của nấm men Do vậy các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của men cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu

a) Ảnh hưởng của nồng độ đường trong dịch lên men

Nồng độ đường trong dịch lên men ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của nấm men, quá trình lên men Đường cung cấp nguồn carbon là nguồn thức ăn do nấm men hoạt động

Hàm lượng đường khá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men Kết quả là đường nhiều sẽ dẫn đến ức chế không

NAD.H2

NAD+

C6H12O6 CH2O P

CHOH CH=O

CH2OH CHOH

CH2OH

P

Glyxerin

CH2OP CHOH

CH2OH

CH3C=O COOH

CH3CH=O Acetaldehyd

CH3

CH2OH Etanol

+ CO2

kéo dài thời gian lên men Nếu hàm lượng đường quá thấp không đủ cơ chất cho nấm men hoạt động, sẽ giảm hiệu suất lên men, không tạo được độ cồn mong muốn trong rượu vang (Trần Thị Luyến, 1998)

Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều, do đó người ta thường

bổ sung thêm đường saccharose Thông thường, các loại nấm men hoạt động bình thường trong môi trường có hàm lượng đường 10 – 25%, nồng độ đường cao hơn 25% trở lên thì sự lên men khó khăn và chậm chạp Ở nồng độ đường 30 – 35% sự lên men gần như bị đình chỉ

c) Ảnh hưởng của nguồn Nitơ

Tùy nguồn nguyên liệu ban đầu có thể bồ sung hay không bổ sung nguồn dinh dưỡng Nitơ cho nấm men Tùy thuộc vào đặc tính của từng nguyên liệu mà có thể

sử dụng (NH4)2SO4, NH4H2PO4, NH4NO3 nước chiết nấm men, pepton… (Trần Thị Luyến, 1998)

d) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ lên men ảnh hưởng đến nấm men, quá trình lên men, chất lượng sản phẩm Nhiệt độ thấp thì quá trình lên men kéo dài, nhưng chất lượng hương vị rượu tốt hơn Nhiệt độ lên men càng cao thì thời gian lên men càng ngắn nhưng hàm lượng các chất không mong muốn (aldehyd, diacetyl, furfurol…) càng cao, hàm lượng rượu càng thấp và hương vị sản phẩm không tốt Nhiệt độ phù hợp cho lên men là 28 – 32 và tốc độ lên men tỷ lệ thuận có hạn với nhiệt độ, nhiệt độ khoảng hơn 50 và nhỏ hơn 0 thì sự lên men hầu như bị đình chỉ (Trần Thị Luyến, 1998)

e) Ảnh hưởng của oxy trong môi trường dịch lên men

Hầu hết các nấm men lên men rượu vang thuộc giống saccharomyces là vì sinh

vật kỵ khí tùy tiện Khi trong môi trường giàu O2 chúng phân hủy đường để làm

năng lượng và gia tăng sinh khối Trong môi trường thiếu O2, chúng sử dụng phần

O2 hòa tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lên men

Trong quá trình lên men, giai đoạn đầu yêu cầu O2 cao nhất để nấm men sinh sản, gia tăng sinh khối Sau đó phải đảm bảo điều kiện kỵ khí để quá trình lên men đạt hiệu quả cao (Lương Đức Phẩm, 1998)

f) Ảnh hưởng của SO 2

SO2 có tác dụng trì hoãn sự lên men tủy thuộc vào hàm lượng sử dụng và thậm chí có thể ngăn chặn hoàn toàn quá trình lên men SO2 được sử dụng xử lý môi trường trước khi lên men vì có tác dụng nhiều mặt: chống oxy hóa (SO2 có tác dụng làm tê liệt các emzym oxy hóa khử), làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loài vi khuẩn có hại trong đó chủ yếu là ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn acetic và lactic Lượng

SO2 thường dùng là 30 – 120 mg/l Nếu dùng quá liều lượng, rượu vang sẽ có mùi khó chịu và diệt một số vi khuẩn có ích Nguồn SO2 dùng phổ biến trong ủ rượu vang là Na2SO3 (Trần Thị Luyến, 1998)

h) Ảnh hưởng của nồng độ rượu tạo thành

Rượu tạo ra trong quá trình lên men có ảnh hưởng đến sự lên men Thông thường nấm men lên men đến nồng độ rượu đạt 10 – 14% Độ rượu ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men, rượu tạo thành sẽ ức chế hoạt động và kìm hãm nấm men, mỗi chủng nấm men có khả năng chịu được độ rượu khác nhau Khả năng sống sót trong môi trường có nồng độ cồn cao là tiêu chuẩn cần có của chủng nấm men dùng trong sản xuất rượu vang Những chủng nấm men dại chỉ chịu được độ cồn thấp, do vậy chúng chỉ sống sót trong giai đoạn đầu quá trình lên men Khi độ cồn tăng cao thì chủng nấm men chịu được độ cồn cao sẽ chiếm ưu thế (Trần Thị Luyến, 1998)

1.6.5 Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang

Trong quá trình sản xuất rượu vang, lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hóa dịch đường thành rượu dưới tác động của nấm men Quá trình lên men ảnh hưởng trực tiếp đến rượu vang Dựa vào cơ chế tác dụng, quá trình sản xuất rượu vang được chia thành 4 giai đoạn:

a) Giai đoạn chuẩn bị dịch lên men

Nguyên liệu lý tưởng nhất để sản xuất rượu vang là nho, tuy nhiên nếu dùng các loại trái cây khác thì chúng thường có hàm lượng đường không cao và độ acid cao

Do vậy, đối với loại quả không phải là nho, người ta thường điều chỉnh tổng lượng đường sao cho đạt 16 – 18% , pH đạt 4.0 – 4.2 là tốt nhất Sau đó phải thanh trùng dịch lên men hoặc bổ sung SO2 để tiêu diệt vi sinh vật (Nguyễn Đức Lượng, 2010)

b) Giai đoạn lên men chính

Đây là giai đoạn tạo rượu chủ yếu được thực hiện bởi nấm men Nấm men chuyển hóa thành etanol và CO2 Bên cạnh sản phẩm chính là etanol, trong giai đoạn này còn tạo ra các sản phẩm phụ khác như: ester, aldehyde, rượu cao phân tử, acid hữu cơ…Với nồng độ rượu thích hợp sau quá trình này có thể ức chế hoạt động của nấm men ở giai đoạn cuối, đồng thời pH của dịch lên men giảm tạo môi trường thích hợp cho các vi khuẩn lactic hoạt động, đây là tác nhân chính của quá trình lên men malolactic tiếp theo Rượu sau giai đoạn lên men chính còn gọi là rượu non Giai đoạn này có nhiều biến đổi trong nước quả nhưng người ta chú ý nhất là độ

cồn hình thành Kết thúc quá trình lên men chính độ cồn thường đạt khoảng 8 – 10

(Nguyễn Đức Lượng, 2010)

c) Giai đoạn lên men phụ (tàng trữ)

Giai đoạn này được thực hiện bởi nấm men và vi khuẩn lactic để tiếp tục lên men tạo etanol làm chín rượu và làm hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại,

do đó làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm Đặc biệt trong giai đoạn này xảy ra phản ứng lên men malolactic của vi khuẩn lactic chuyển hóa diacetyl, acetone và 2,3-buty glycol thành những hợp chất tạo hương, làm giảm nồng độ các chất gây ngộ độc trong rượu vang thành phẩm Sau giai đoạn lên men phụ, pH của rượu tăng lên một ít vì mức độ phân ly của acid lactic của acid malic ban đầu Cuối giai đoạn, rượu vang được hình thành, CO2 được bão hòa, các hạt lơ lửng trong vang và các muối tartrat lắng xuống làm vang trong , đồng thời rượu vang có hương vị hài hòa, đặc trưng (Trần Thị Luyến, 2007)

Mục đích của lên men phụ là ổn định chất lượng rượu và làm tăng hương thơm cho rượu Giai đoạn này tính từ sau khi lên men rượu xong, gạn cặn lần đầu Giai đoạn này không xảy ra ồ ạt nữa, chỉ còn xót lại một ít men phân hủy những gram

đường cuối cùng Đồng thời vi khuẩn lactic bắt đầu hoạt động lên men malolactic làm cho rượu bớt chua CO2 vẫn tiếp tục được giải phóng nhưng ít dần, xác men lắng xuống đáy bình và phải gạn lọc 2 – 3 lần Sau khi gạn lọc lần cuối cùng, thành phần của rượu non đã ổn định cơ bản Trường hợp sau khi lên men, lượng cồn tạo thành quá thấp sẽ xảy ra hiện tượng chua rượu do quá trình lên men acetic Do vậy phải tăng thêm lượng cồn cho rượu nhằm đảm bảo chất lượng rượu (Trần Thị Luyến, 2007)

d) Giai đoạn ổn định sản xuất

Sau khi thành phần rượu non đã ổn định, người ta còn áp dụng một số biện pháp

kỹ thuật nhằm tăng chất lượng rượu trước khi cho rượu chín ra thành phẩm Trong

đó, việc chuyển rượu vào phòng lạnh dưới 10 sau khi điều chỉnh độ cồn trong rượu là cần thiết Ở nhiệt độ này, tất cả những thành phần không tan sẽ lắng xuống đáy và người ta gạn cặn lắng ra một lần nữa Rượu sau khi được làm xong sẽ được tiếp tục tồn trữ càng lâu càng tốt

1.6.6 Bảo quản rượu vang

Một số rượu vang có thể uống ngay sau khi làm rượu vài tháng, ngược lại một

số loại cần lưu trữ nhiều năm để chúng có độ chín cần thiết Đó là sự đặc biệt và hấp dẫn của từng loại rượu vang, được quyết định bởi các yếu tố như: thổ nhưỡng, giống, năm thu hoạch, kỹ thuật sản xuất…và một điều quan trọng là rượu vang là thức uống theo thời gian Có một số người cho rằng, rượu vang càng để lâu càng ngon, điều đó chưa thực sự đúng, chắc chắn là rượu vang phải được lưu giữ trong thời gian lâu thì mới đạt được sự hoàn hảo, vì vậy cần phải lưu giữ nó trong khoảng thời gian nhất định nhưng nếu quá lâu so với khoảng thời gian cho phép thì rượu sẽ mất chất lượng Rượu vang cần được bảo quản ở môi trường tối, thoáng mát, độ ẩm phải đạt 70 – 75% và nhiệt độ tốt nhất là từ 8 – 15

1.7.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất rượu vang trên thế giới

Người ta biết làm rượu vang từ 3000 năm trước công nguyên Đến thời trung

cổ, nhu cầu về rượu vang khoảng 150 lít/ người/ năm Cho đến nay, trên thế giới đã

có hàng loạt rượu khác nhau và công nghệ chế biến rượu vang đã phát triển ở mức

độ rất cao, trở thành nghề thật sự mang lại tính thương mại tại nhiều quốc gia thuộc Châu Âu, Châu Mỹ như Pháp, Italia… với tổng sản lượng gần 29 tỷ lít/ năm

Trước kia nguồn nguyên liệu để sản xuất rượu vang hầu hết ở các quốc gia chỉ

là quả nho chín thu hoạch từ một số giống nho đã được tuyển chọn kĩ dành riêng cho sản xuất vang và được trồng ở một số vùng nhất định