Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

Tìm hiểu về công nghệ sản xuất rượu vang chúng ta sẽ hướng theo các mục tiêu: - Tìm hiểu nguyên liệu lên men rượu vang và tất cả những thành phần cần thiết trongcông nghệ sản xuất rượu v

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC TRONG NHÓM

Nhóm 3 TKB: thứ 5, tiết 7 – 8 Phòng học: B507

1 TRẦN THỊ MỸ HOÀNG 2006120240 Công nghệ sản xuất rượu vang

2 NGUYỄN THỊ KIỀU LINH 2006120042 Sản phẩm rượu vang

3 HOÀNG QUYÊN 2006120051 Tổng quan công nghệ sản xuất

rượu vang

MỤC LỤC

Nội dung Số trang

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG

I Tống quan về rượu vang .5

II Đặc điểm nguyên liệu 6

III Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang 13

IV Enzyme trong sản xuất rượu vang 20

V Quá trình lên men rượu vang 20

CHƯƠNG 2 - CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG I Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang trắng 26

II Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang đỏ 27

III, Thuyết minh sơ đồ quy trình 29

IV Các thiết bị 35

CHƯƠNG 3 - SẢN PHẨM RƯỢU VANG I Các tiêu chuẩn quy định về rượu vang .52

II Các loại rượu vang 54

III Đặc điểm chính của rượu vang 56

IV Các ừng dụng mới của rượu vang 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

Rượu vang là một thành công trong việc ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệpthực phẩm.

Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây ( nho, mơ, thanh long,

…), là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sứckhỏe con người khi sử dụng một cách điều độ

Rượu vang là một sản phẩm đã có từ rất lâu đời và được sử dụng một cách phổ biến, phổbiến nhất là các nước Châu Âu Nhưng ở nước ta, sản xuất rượu vang vẫn chưa đượcquan tâm nhiều, quy mô sản xuất nhỏ với phương pháp thủ công nhờ vào sự lên men tựnhiên Ngoài ra, sự hạn chế trong việc áp dụng công nghệ khoa học kỹ thuật làm ảnhhưởng rất nhiều đến năng suất và chất lượng sản phẩm

Nguồn nguyên liệu dùng để lên men rượu vang rất phong phú nhưng phổ biến nhất vẫn làrượu vang nho Vậy, đối với đề tài tìm hiểu về công nghệ sản xuất rượu vang cụ thểchúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ sản xuất rượu vang nho

Tìm hiểu về công nghệ sản xuất rượu vang chúng ta sẽ hướng theo các mục tiêu:

- Tìm hiểu nguyên liệu lên men rượu vang và tất cả những thành phần cần thiết trongcông nghệ sản xuất rượu vang

- Quy trình công nghệ để tiến hành lên men rượu vang

- Các thiết bị và máy móc được sử dụng trong hệ thống công nghệ lên men rượu vang

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG

I Tổng quan về rượu vang.

1.1 Định nghĩa về rượu vang

Theo nghĩa, rượu vang là sản phẩm lên men từ quả nho hoặc từ dịch nước nho (có thểlên men từ một số quả khác như táo, đào, mận, ) mà không thông qua chưng cất

Thường từ nho trắng chỉ có thể sản xuất rượu vang trắng Tuy nhiên, rượu vang trắngcũng có thể thu được từ nho đỏ mà có dịch trắng nếu dịch ép nho được tách khỏi bã ngaytrước khi lên men Còn từ nho đỏ mà có dịch trắng hoặc có dịch đỏ thì có thể tạo ra rượuvang hồng hoặc rượu vang đỏ nếu cho lên men cả bã, do đó các chất màu từ vỏ quả sẽđược kéo theo vào trong rượu vang

1.2 Lịch sử hình thành và phát triển của rượu vang

Theo người Hy Lạp và người Ai Cập cổ xưa, rượu vang được sản xuất từ rất lâu đờitrên thế giới Loại quả đầu tiên được dùng để chế biến rượu vang là từ các giống nhokhác nhau Đây là những giống nho hoang dại, sau đó được thuần chủng cách đây 400năm trước công nguyên

Những năm 600 trước công nguyên, rượu vang đã được chế biến rộng rãi từ khu vựcĐịa Trung Hải đến Pháp, sau đó lan sang Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Algeria Khi lansang khu vực Châu Âu và Bắc Phi, những nhà sản xuất mới bắt đầu quan tâm tới sốlượng và chất lượng của rượu vang Hiện tại, Pháp, Mỹ, Argentina và Nga đứng đầutrong 10 nước sản xuất rượu vang của thế giới

Hiện nay, mỗi năm người ta chế biến hàng tỉ lít rượu vang nho, có những nước nhưPháp, mỗi ngày tiêu thụ ½ l vang nho mỗi người

Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới được thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế

kỷ 20 và được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang mang nhãn hiệu “ Thăng Long “ trênthị trường nội địa Sau đó dần xuất hiện các sản phẩm mới như vang Đà Lạt, vang Vinawine, vang Tháp Chàm

Thực tế ngành sản xuất vang của Việt Nam mới chỉ đáp ứng được các loại vang phổthông tức là có chất lượng không cao và cung cấp cho đại bộ phận người tiêu dùng trướckia, ngày nay do đời sống của nhân dân đã được nâng lên rất nhiều vì vậy mà sự thưởngthức đòi hỏi phải được nâng cao Hơn nữa vang của Việt Nam còn được làm từ nhiều loạiquả như: Nho, dâu, táo mèo, dứa, vải nên chất lượng không có tiêu chuẩn rõ ràng Đểthương hiệu vang của Việt Nam có chỗ đứng tại thị trường trong nước cũng như tiến tớixuất khẩu thì nguyên liệu dùng làm rượu vang phổ biến mà thế giới dùng đó là nho ỞViệt Nam nho được trồng nhiều có năng suất và chất lượng cao để sản xuất rượu vang tậptrung ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận

1.3 Phân loại rượu vang

Rượu vang có nhiều loại, thông thường người ta dựa vào công nghệ sản xuất để phânloại, có thể chia làm 2 nhóm lớn:

1.3.1 Nhóm rượu vang không có gas (CO2)

Có thể chia thành các nhóm nhỏ sau:

 Nhóm rượu vang phổ thông: lên men hoàn toàn, không được bổ sung cồn ethylictrong quá trình sản xuất, bao gồm 2 loại:

- Vang khô (lên men cạn kiệt) chứa hàm lượng ethanol tích tụ do lên men có thể từ

9 – 14%, hàm lượng đường còn lại không quá 0,3%

- Vang bán ngọt: chứa hàm lượng ethanol do lên men tự nhiên từ 9 – 12%, hàmlượng đường còn lại từ 3 – 8%

 Nhóm rượu vang cao độ: là những loại rượu vang có hàm lượng ethanol cao hơn

so với nhóm rượu vang phổ thông Có thể dùng cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượngethanol trong quá trình sản xuất nhóm này gồm 2 loại:

- Vang nặng: có hàm lượng ethanol từ 17 – 20%, ethanol sinh ra do lên men không

ít hơn 3% Hàm lượng đường còn lại từ 1 – 4%

- Vang khai vị: ham lượng ethanol từ 12 – 17%, trong đó ethanol sinh ra do lên menkhông ít hơn 1,2% Tùy thuộc vào hàm lượng đường tồn tại trong vang mà vang khai vị

có thể chia thành các dạng sau:

 Vang khai vị bán ngọt: ethanol từ 14 – 16% và đường từ 5 – 12%

 Vang khai vị ngọt: ethanol từ 15 – 17% và đường từ 14 – 20%

 Vang khai vị rất ngọt (còn gọi là rượu liquor): ethanol từ 14 – 17% và đường

 Rượu vang có gas nhân tạo (do nạp CO2 vào trong sản phẩm): có thể tạo ra nhiềuloại rượu vang khác nhau theo thị hiếu hoặc theo yêu cầu của thị trường tiêu thụ cụ thể.Nhóm vang có gas nhân tạo thường có độ rượu từ 9 – 12%, độ ngọt từ 3 -8%

II Nguyên liệu sản xuất rượu vang

Tất cả các loại quả tươi có chứa đường, protid, vitamin, muối khoáng, không chứađộc tố có hại thì có thể dùng để sản xuất rượu vang Thành phẩn hóa học của các loại quả

ảnh hưởng nhiều đến chất lượng rượu vang đặc biệt là mùi vị của vang Trong đó, thànhphần dịch quả quyết định đến 60% chất lượng vang, 40% còn lại là do chế biến để sảnxuất rượu vang có chất lượng thì ngoài các thành phần khác, quả phải có một hươngthơm dễ chịu và một lượng các acid hữu cơ như: acid citric, acid malic … thích hợp.2.1 Nguồn gốc nguyên liệu sản xuất rượu vang.

2.1.1 Nho

- Giống nho đỏ Cardinal: cây có sức sống trung bình đến cao Chùm quả lớn trung bình,

hình nón cụt hoặc nón dài Quả có màu đỏ sáng hoặc đỏ sẫm khá hấp dẫn, hình cầu hoặchình elip, quả thường có 2 – 3 hạt; chín không đều Chất lượng quả trung bình với 14 –

150 Brix

Hình 2.1 Giống nho đỏ Cardinal ở Phan Rang.

- Nho tím Ribier: cây có sức sống mạnh, lá to; chùm quả và dạng quả tương tự như nho

đỏ Cardinal vì nó là giống bố của nho đỏ Quả có màu tím đen, khối lượng quả khá lớn4,5 – 5g, vỏ quả mỏng Chất lượng quả trung bình với 14 – 160 Brix

Hình 2.2 Giống nho tím Ribier ở Ninh Thuận.

- Giống NH.01 – 48: giống này được nhập từ Thái Lan năm 1977, cây có sức sống trungbình Lá màu xanh nhạt, nhẵn, chum quả trung bình đến lớn có hình nón dài Khối lượngchùm quả trung bình 330 – 350g, khi chín quả có màu xanh vàng, vỏ quả dày và dễ tách

ra khỏi phần thịt quả Chất lượng quả tốt với 17 – 180 Brix, năng suất 12 – 15 tấn/ha

Hình 2.3 Nho giống NH.01 – 48

- Giống Red star: giống này được nhập từ Mỹ năm 1998 Cây có sức sống trung bình, lámàu xanh nhạt, ít lông Chùm quả hình nón, kích thước lớn, khối lượng chùm quả từ 600– 800g Chất lượng quả tốt 16 – 170 Brix, năng suất 12 – 14 tấn/ha.

- Giống NH.02 – 04: đây là giống nho rượu có triển vọng nhất, được nhập từ Pháp năm

1994 Cây có sức sống cao, lá tròn màu xanh nhạt, ít lông Chùm quả hình nón thuôn dài,khối lượng chùm quả 200 – 250g Quả hình cầu, khi chín có màu xanh hơi vàng,vỏ quảmỏng, độ acid và dộ đường cao 16 – 180 Brix, năng suất khá cao 15 – 18 tấn/ha

- Giống Chambourcin (NH.02 – 10): đây cũng là một trong những giống nho rượu, đượcnhập từ Úc năm 1994 Cây có sức sống trung bình, lá hình tim, mỏng, màu xanh đậm.Chùm quả có hình nón hơi thuôn dài, khối lượng chùm quả từ 150 – 200g, quả hình cầu,khi chín có màu đen sẫm hương vị thơm, chua ngọt, vỏ quả dày Độ acid và độ đườngcao 16 – 170 Brix, năng suất trung bình 8 – 10 tấn/ha Rượu vang và nước ngọt chế biến

từ giống nho này có màu sắc khá hấp dẫn

- Giống Rubi red (NH.02 – 09): giống này được nhập từ Úc năm 1994 Cây có sức sốngtrung bình, lá hơi tròn, dày, màu xanh nhạt, chùm quả có hình nón hơi tròn, khối lượngchùm quả biến động khá lớn từ 50 – 150 g Quả hình cầu, khi chín có màu đen sẫm,hương vị thơm, chua, ngọt Độ acid và độ đường cao 18 – 200 Brix, năng suất trung bình

7 – 10 tấn/ha Rượu vang và nước ngọt chế biến từ giống nho này có màu mắc khá hấpdẫn

2.2 Thu hoạch và chọn lọa nho để sản xuất rượu vang

2.2.1 Thu hoạch chung

Thu hoạch nho là công việc bận rộn nhất của các nhà trồng nho Nó bắt đầu khi nho đạtđến độ chín hoàn hảo, tức là lúc nho có nồng độ đường và axit hữu cơ thích hợp cho việcsản xuất vang

Nho chín hoàn toàn, nhìn chung có hàm lượng axits hữu cơ thấp và hàm lượng đườngcao Nếu tới khi thu hoạch mà nho không chín hoàn toàn thì nước nho ép sẽ có ít đường

và nhiều axít hữu cơ Ngay trong quá trình nho chín, nồng độ đường cũng tăng lên liêntục cho nên người ta phải kiểm tra nhằm tìm ra thời điểm thu hoạch thích hợp Để làmviệc này người ta ép nho lấy dịch và xác định nồng độ chất tan bằng khúc xạ kế hoặc tỷtrọng kế và chờ tới khi nồng độ đường nằm ở mức hơi cao hơn nồng độ trung bình vẫnđạt được tại nơi trồng và loại nho nhất định mới bắt đầu thu hoạch Nói chung khi thờitiết thuận lợi và nho không bị bệnh thì kéo dài thời gian thu hoạch sẽ làm cho vang cóchất lượng tốt hơn Dĩ nhiên, ngay trong khi nho chín mà có sương sớm hoặc bị bệnhnấm xám và côn trùng đe doạ, thì phải tiến hành thu hoạch ngay mà không cần đợi đến

độ chín thích hợp nữa Việc xác định thời điểm này là rất khó và đòi hỏi phải có nhiềukinh nghiệm trong nghề trồng nho Việc tiến hành thu hoạch nho phải được tiến hành có

kế hoạch dựa trên cơ sở thời gian chín khác nhau của nho, nho chín trước thì thu hoạchtrước, nho chín sau thì thu hoạch sau Nhưng loại nho có chất lượng tốt đòi hỏi nhiều thờigian chiếu sáng hơn mới chín hoàn toàn, do đó thời gian thu hoạch của những loại nhonày thường cuối vụ mới bắt đầu.

Trạng thái và độ chín của nho quyết định đến chất lượng của vang, do đó tốt nhất làtiến hành thu hoạch ở các thời điểm khác nhau Người ta phân biệt 4 giai đoạn thu hoạch:

Thu hoạch sớm: điều này diễn ra khi một bộ phận nho bị thời tiết xấu hoặc sâu bệnh

làm hại Ở đây người ta loại bỏ những quả nho mắc bệnh hay bị hư hại, đồng thời đềphòng sự lây bệnh sang nho lành lặn Lẽ đương nhiên

từ nho phần lớn bị ủng và có lỗi thì chỉ có thể tạo ra vang kém chất lượng Người ta lênmen vang từ loại nho này theo phương pháp đặcc biệt Trong trường hợp thuận lợi nhấtthì pha đấu với vang tiêu dùng khác

Thu hoạch chính: đây là giai đoạn thu hoạch chủ yếu, mang lại lượng sản phẩm

chính cho người trồng nho Thời hạn của dạng thu hoạch này đối với từng loại nho vàtừng vùng canh tác được ban quản lý thông báo công khai Có vùng lập ra hội đồng thuhoạch địa phương và hội đồng này chịu trách nhiệm lập ra kế hoạch thu hái cho đơn vịmình việc xác định chính xác thời điểm bắt đầu thu hoạch có mục đích kiềm chế các nhàtrồng nho không cho họ thu hoạch quá sớm Chỉ có như vậy sản phẩm vang và uy tín củađịa phương mới được bảo vệ và thúc đẩy

Thu hoạch muộn: gặp điều kiện đặc biệt tốt và tương quan thời tiết thuận lợi, người

ta thường để những loại nho có chất lượng và cũng chỉ loại nho này ở lại trên cây và sẽthu hoạch sau khi nho đã ở trạng thái quá chín Qua đây sản lượng nho tất nhiên bị giảmnhưng chất lượng nho tốt hơn nhiều

Chọn lọc nho: để có chất lượng vang tốt, người ta phải tiến hành phân loại và chọn

lọc nho chất lượng Ở đây người ta tiến hành tách nho bị bệnh hoặc hư hại ra khỏi nhochín đều hoặc chín quá và chế biến riêng Nhờ vậy, từ số nho chất lượng còn lại có thểsản xuất được loại vang hảo hạng

Ở những vùng trồng nho gặp thời tiết đặc biệt thuận lợi, đôi khi người ta để nho ởtrên cây cho tới khi phần nước ở trong quả đã bốc hơi và nhìn bề ngoài thấy giống nhưnho khô Ở Đức cũng sản xuất loại nho khô như thế khi nó bị bệnh “ nấm thối rữa quí tộc

“ Botrytis cinerea Loại nấm này chui qua vỏ vào trong quả, đồng hoá chủ yếu các axit

hữu cơ và chút ít đường Việc này làm cho vỏ quả bị hỏng tạo điều kiện tiền đề cho phầnlớn nước bốc hơi, quả teo lại tựa nho khô Ở đây hàm lượng các chất tiêu biểu cho chấtlượng nho là đường và chất thơm tăng lên đáng kể

Khi thu hoạch nho khô được chọn lọc và để riêng rồi chế tạo loại dịch nho khác hoặc

bổ sung vào vang non; những vang sản xuất từ nho khô chọn lọc như thế có chất lượngtuyệt vời Tuy vậy, vì giá thành sản xuất cao nên loại vang này chỉ dùng cho mục đích

đặc biệt, một số vùng trồng nho đã trở nên nổi tiếng thế giới chính bởi những loại nhokhô chọn lọc theo kiểu như thế này.

2.2.2 Dải vụ thu hoạch nho ở Việt Nam

Nho để sản xuất rượu vang thu mua tại tỉnh Ninh Thuận Tại vùng Ninh Thuậnnho có thể thu hoạch quanh năm, tuỳ thuộc vào thời vụ cắt cành Nhưng hầu như hìnhthành làm 3 vụ thu hoạch chính vào các tháng 3 – 4, 7 – 8, và tháng 12 - 1 năm sau Nho

có năng suất và chất lượng tốt nhất là mùa thu hoạch vào tháng 3 – 4, vì cây nho sinhtrưởng và phát triển trong điều kiện thời tiết mát mẻ của vụ Đông – Xuân, phù hợp choviệc sinh tổng hợp và vận chuyển các hợp chất hữu cơ.[1.7]

2.3 Thành phần hóa học của nguyên liệu sản xuất rượu vang

2.3.1 Nho

Nho có thành phần hóa học trung bình như sau:

- Nước : 70 – 80%

- Đường : 10 – 25% (trong đó chủ yếu glucose, fructose và saccharose)

- Acid hữu cơ: 0.5 – 1.7%, là thành phần chiếm tỷ lệ lớn thứ hai trong quả nho, là thànhphần rất quan trọng trong rượu vang nho, làm tăng hương vị trong rượu vang, ổn định vàtạo màu cho rượu vang Các acid hữu cơ thường thấy trong nho là: tartaric, malic, citric.Các acid tartaric và aicd malic chiếm hơn 90% tổng số acid trong rượu vang nho, là mộtthành phần quan trọng vì nó ảnh hưởng đến sự ổn định của rượu vang

- Protein : 0.1 – 0.9%, bao gồm các cation amoni và các hợp chất hữu cơ đạm: nhưacid amin, peptide và protein Các chất hữu cơ là quan trọng bởi vì nó cung cấp các chấtdinh dưỡng cho nấm men và vi khuẩn acid lactic Nito ảnh hưởng đến thành phần sinhkhối, tỷ lệ lên men, do đó ảnh hưởng đến các thuộc tính cảm quan của rượu vang Không

đủ nito có thể dẫn tới sự chậm chạp trong quá trình lên men và hình thành mùi truwngdthối (H2S) Để tránh vấn đề như vậy, ta phải thường xuyên bổ sung diammoniumphosphate (DAP)

- Pectin : 0.1 – 0.3%, làm cho trái nho mềm hơn khi chín, là nguyên nhân gây đụcnước trái cây

- Khoáng : 0.1 – 0.5%

- Vitamin : C, B1, B2, PP

- Các hợp chất màu: màu chính là anthocyanin

- Các hợp chất thơm, là hợp chất dễ bay hơi có mùi trong rượu vang, có nguồn gốc từ tráinho Chùm nho chứa các hợp chất hương vị rất nhiều; và một số hợp chất khác

- Phần vỏ quả nho có hợp chất: tannin, là hợp chất phenolic, thành phần quan trọng củanho và rượu vang, chỉ sau đường và acid hữu cơ Nó đóng một vai trò quan trọng trongviệc tạo màu sắc và hương vị của rượu vang nho ;và dầu.

- Trong hạt nho có hợp chất: tannin, phlobaphene, lecithin, vani và dầu béo

- Lá nho có chứa: đường, quercetine, carotin, inosite, hợp chất tannin, betain, acidtartaric, acid ascorbic, acid protocatechine, khoáng gồm kali, natri, sắt …

 Nho là loại quả lí tưởng nhất để lên men chế biến rượu vang vì:

Nho chứa nhiều đường, khoảng 15 – 20%, đường lại ở dưới dạng dễ lên men, nhiềumuối khoáng nhất là K, P, Mg, Ca, S … thích hợp cho quá trình lên men dễ dàng, tạo độrượu cao, ức chế được hoạt động của các vi khuẩn có hại nên rượu bảo quản được lâu.Chất lượng rượu nho tốt hơn cá loại vang quả khác vì có hương vị đậm đà, hài hòagiữa vị ngọt với vị chua của acid, vị chat của tannin, lại thêm các vị phong phú khác củaglixerin, acid amin, muối khoáng Màu sắc rượu nho hấp dẫn nhờ có các chất tạo màuanto-xian, tinin …

Sản lượng quả nho trên đơn vị diện tích cao và hiệu suất trích ly dịch quả lớn nêncung ứng dồi dào nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất rượu vang

Bảng 2.3.1 Thành phần chủ chốt trong dịch quả nho.

Không lên men được bởi Saccharomyces cerevisiaeLượng nhỏ

Acid hữu cơ

Acid tartaric

Acid malic

2 – 10 g/l: nấm men rượu vang không dùng được

1 – 8 g/l: có thể sử dụng một phần bởi nấm men

Khoáng chất

P, K, Mg, S, nguyên tố vi lượng Các yếu tố vi lượng và đa lượng đều đầy đủ

Những thành phần khác Nồng độ Sulphite thường cao

Acid decanoic và octanic có thể ức chế nấm menSterol và acid béo không no có thể là yếu tố hạn chế

Bảng 2.3.2 Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu vang nho.

Trắng, lên menkhông xác quả Đỏ, lên mencó xác quảThiamine (B1) – microgram

15 – 92

19 – 39

2 – 58

8 – 1330,55 – 1,20,12 – 0,670,44 – 1,3

15 – 133

20 – 43

III Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang

Nấm men, thành phần rất quan trọng trong sản xuất rượu vang nho, bởi vì nó thựchiện quá trình lên men từ dịch quả nho thành rượu, nó ảnh hưởng đến chất lượng củarượu vang thông qua việc sản xuất các chất chuyển hóa lên men Nó cũng có thể làmhỏng rượu vang trong quá trình cất giữ ở các hầm chứa Vì vậy, nấm men cần đượcnghiên cứu kỹ lưỡng để nâng cao chất lượng của rượu vang nho

Nấm men thường có hình cầu, hình elip, hình trứng, hình bầu dục và hình dài Một

số tế bào có hình dài nối với nhau thành dạng sợi gọi là khuẩn ty Tuy nhiên, hình dạng

của các loài nấm men thường không ổn định, phụ thuộc vào tuổi nấm men và điều kiệnnuôi cấy.

Kích thước nấm men thường lớn gấp 5 – 10 lần tế bào vi khuẩn Kích thước trungbình là 9 – 10 µm chiều dài, và 2 – 7 µm chiều rộng Cũng giống hình dạng, kích thướckungx không giống nhau ở các loài, và ở các độ tuổi cũng như điều kiện nuôi cấy khácnhau

3.1 Nấm men dại

3.1.1 Hanseniaspora apiculata (hay là Kloeckera apiculata).

Là nấm men tương đối nhỏ, có hình ovan hoặc elip hoặc hình quả chanh, tế bào cómột đầu nhỏ, người ta thường gọi là men hình chùy Sinh sản bằng cách nảy chồi, thườngtập trung chủ yếu ở vỏ trái nho Khi được lên men tạo thành 6 – 70 cồn

Loài nấm men này tạo ra một loạt các acid bay hơi làm cho dịch có mùi tạp, và nócòn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, vì thế làm giảm chất lượng rượuvang

Biện pháp thường dùng để ngăn ngừa sự có mặt của Kloeckera apiculata là cho 50 –

75 mg H2SO4 vào 1 lít dịch quả

3.1.2 Pichia.

Nấm men này có hình ovan hoặc elip Phát triển tốt trên bề mặt các loại chất lỏng cóđường, lên men khá tốt với cơ chất là bia và vang, nhanh chóng tạo màng trên bề mặt cácsản phẩm này

Khi lên men đường, nấm men này không sinh ra sản phẩm mà chỉ đồng hóa các chất

hữu cơ bằng oxy hóa cơ chất Pichia oxy hóa rượu tạo thành acid hữu cơ Do vậy, nó là một tác nhân làm rượu vang nho bị hỏng Vang thành phẩm có Pichia tạo thành lớp màng

trên bề mặt và làm vang bị đục, các thành phần trong vang cũng bị biến đổi

Biện pháp thường dùng để ngăn ngừa Pichia phát triển ở vang thành phẩm là đổ thật

đầy chai và đậy nút kín (nút phải sạch và vô khuẩn)

3.1.3 Zygopichia.

Là nấm men hình ovan hay hình kéo dài Nó không lên men rượu, mà chỉ gây đục

cho rượu vang sau khi chiết chai Khi phát triển Zygopichia sinh ra acid citric và acetic

cùng nhiều acid khác làm độ chua của vang tăng lên

Đối với biện pháp ngăn ngừa sự có mặt của Zygopichia trong vang cũng giống nhu đối với Pichia.

3.1.4 Hansenula.

Có hình ovan, hình kéo dài, hoặc hình tròn Chúng có khả năng sinh trưởng nhanhtrên bề mặt dịch quả, nó làm cho vang có các ester bay hơi (làm cho vang có mùi thơmriêng biệt), nhưng cũng làm đục vang.

Biện pháp chống Hansenula cũng giống như các nấm men tạo màng khác.

3.1.5 Mycoderma vini.

Có hình ovan hay hình trụ Nấm men này là nấm men tạo màng rất mạnh, tạo độrượu dưới 12% Nó phát triển trên bề mặt thoáng của vang làm giảm hàm lượng rượu, tạothành các acid bay hơi làm cho vang có vị chua gắt, nó cũng làm cho vang có màu đục.Biện pháp ngăn ngừa giống như các nấm men tạo màng khác

3.2 Nấm men thường sử dụng trong lên men rượu vang

Trong sản xuất rượu vang nho, nấm men thường sử dụng thuộc giống

Saccharomyces Meyer, do Meyer năm 1938 lần đầu tiên đã gộp các loài nấm men bia và

nấm men rượu vang thành một giống

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

thường có hình dáng khác nhau: hình tròn, ovan, hay elip Sinh sản bằng hình thức nảychồi Sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men

Một số loài nấm men thuộc giống Saccharomyces thường sử dụng trong lên men rượu vang là: Saccharomyces vini, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces chevalieri,

Saccharomyces oviformis.

3.2.1 Saccharomyces vini.

Saccharomyces vini phổ biến trong lên men rượu vang, chiếm tới 80% trong tổng số Saccharomyces, có trong nước quả khi lên men.

Chúng có hình dáng tế bào là hình ovan, tế bào dạng bụi dễ làm đục hoặc dạng bông

dẽ kết tủa, dễ lắng làm trong dịch lên men, sinh sản bằng cách nảy chồi và tạo bào tử

Saccharomyces vini có enzyme invertase có khả năng khử đường saccharose thành

glucose và fructose Nguồn dinh dưỡng carbon của chúng là đường, cồn và acid hữu cơ.Tác nhân sinh trưởng là acid pantothenic, biotin, mezoinozit, tiamin, piridoxin

Saccharomyces vini có khả năng tạo rượu 8 – 10% so với thể tích Các chủng của

nấm men này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sulfite, tổng hợp các cấu tử bayhơi và các sản phẩm thứ cấp tạo cho rượu vang có mùi đặc trưng riên biệt Tuy nhiênchúng thường bị già ở giai đoạn cuối cùng lên men, chúng không thể tiếp tục chuyểnđường thành cồn được nữa và chết đi rất nhanh

3.2.2 Saccharomyces uvarum.

Loài nấm men này có hình thái không khác gì so với các loài nấm men khác thuộc

chủng Saccharomyces.

Nấm men này được tách chiết từ nước nho, rượu Khả năng sinh bào tử khá mạnhtrên môi trường thạch-malt Các chủng của loài này có thể lên men 12 - 130 cồn trongdung dịch nước nho

Được tách từ nước nho lên men tự nhiên, nhưng loại nấm men này ít hơn so với

Saccharomyces vini Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loại nước

quả khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới

180 cồn Các yếu tố sinh trưởng của loài này giống với Saccharomyces vini Dùng các

dòng thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để tạo vangkhô (lên men hết đường) cho kết quả tốt

Có hình dáng giống như Saccharomyces vini Giống này lên men được glucose,

fructose, manose, saccharose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men được lactose,pentose, galactose

3.3 Nguồn dinh dưỡng nấm men

3.3.1 Nguồn carbon

Carbon là nguồn dinh dưỡng quan trọng đối với nấm men, gồm có: đường và các dẫnxuất của đường, rượu, acid hữu cơ, acid amin, hydrocarbon … Mỗi loài nấm men, chỉhấp thu một số loại đường Đối với nấm men lên men rượu vang nho, đa số sử dụngglucose, fructose, saccharose và galactose Còn các loại đường khác như lactose,melibiose, pentose, dextrin và các tinh bột thì hoàn toàn không được đồng hóa

Acid hữu cơ cũng là một nguồn cung cấp carbon và năng lượng trong hoạt động sốngcủa nấm men Ngoài ra, acid hữu cơ cũng có tác dụng kích thích hoặc ức chế quá trìnhsinh trưởng của nấm men

Nấm men có thể sử dụng được tất cả các sản phẩm trung gian của chu trình Krebs(acid pyruvic, acetic, citric, fumaric, malic) như là nguồn carbon Tuy nhiên, tốc độ sinhtrưởng của nó lại thấp hơn so với khi sử dụng nguồn carbon là glucose

3.3.2 Nguồn nito.

Nito cần thiết cho cấu tạo tế bào, sinh sản và sinh trưởng của nấm men, như là acidamin, protein, các nucleotide purin và pyrimidin và một số vitamin Trong môi trường,nito hiện diện ở dạng hữu cơ hoặc vô cơ Ngoài ra, các khung carbon của các acid amin,sau khi được khử nito, được sử dụng làm nguồn carbon Vì vậy, các acid amin vừa lànguồn carbon, vừa là nguồn nito

Các acid amin được nấm men đồng hóa rất tốt, kế đó là peptone, và hoàn toàn khôngđồng hóa được protein Tuy vậy, khi môi trường có nguồn nito dễ tiêu hóa, nấm men cóthể tiết ra enzyme proteolytic và để phân hủy thành protein

Dựa theo giá trị dinh dưỡng của acid amin người ta chia chúng thành:

+ Acid amin được nấm men đồng hóa dễ dàng: isoluicine, tryptophan, arginine, valine,histidine, acid aspartic

+ Acid amin được đồng hóa kém: tyrosine, phenylalanine, threonine …

+ Acid amin không được đồng hóa: proline

Các nguồn nito được nấm men đồng hóa tốt: amoni sulfat, acetate, lactate, malate,nước ammoniac Phần lớn nấm men không đồng hóa được nitrat

Nguồn nito-amoniac (N-NH3) có trong dịch nho (25 – 100 mg/l) đưuọc nấm menđồng hóa trong vài giờ đầu để phục vụ cho sinh sản

Trong quá trình lên men dịch quả nho rất cần nito, nhưng sau đó chúng lại thải chấtnày vào môi trường Trong giai đoạn cuối úa trình lên men, có một lượng lớn acid min vàcác chất chứa nito khác do tế bào chất bị tự phân và các tế bào nấm men cũng có khảnăng tiết nito vào môi trường

Đa số trong dịch chiết quả có đủ hợp chất nito để cung cấp cho nấm men Tuy nhiên,cũng có trường hợp lượng nito này là không đủ, vì vậy ta cần phải cung cấp thêm nito.Người ta thường bổ sung thêm nito là amon sulphat (NH4)2SO4 Cũng có thể dùng nấmmen tự phân cho thêm vào môi trường Nếu dịch quả quá chua thì cho thêm tartrat-kalihay amon hydroxyl trung hòa bớt acid

3.3.3 Nguyên tố vô cơ

Ngoài các chất đã nêu trên, nấm men cũng cần các nguyên tố khoáng dinh dưỡngnhư: phosphor, lưu huỳnh, kali, canxi … để phục vụ cho quá trình lên men

3.3.3.1 Phospho

Nguyên tố phospho là nguyên tố có mặt trong các hợp chất quan trọng cảu tế bào:nucleotid, acid nucleic, polyphosphate, phospholipid Các hợp chất có chứa phospho

đóng vai trò xác định trong chuyển hóa vật chất đặc biệt là trong trao đổi chấ carbon vàvận chuyển năng lượng Nấm men có thể sử dụng tốt nguồn phospho vô cơ làortophosphat, có thể biến thành polyphosphate và sau đó được hoạt hóa để sử dụng choquá trình sinh tổng hợp Nếu thiếu phospho trong môi trường sẽ đãn đến sự thay đổi đáng

kể trong trao đổi chất ở nấm men liên quan đến sự phá hỏng nhu cầu và hấp thụ carboncũng như nito

Để đảm bảo nấm men hoạt động bình thường, cần phải có khoảng 10 – 13mgphospho cho 10 tỷ tế bào Đối với nấm men rượu vang Sacccharomyces vini vàSaccharomyces oviformis có thể sinh trưởng tốt và nâng cao được tốc độ lên men, cầnphải có khoảng 100 – 500mg/l phospho Ngoài ra còn có thể giảm được lượng acid chung

và acid bay hơi trong rượu vang, vừa lại có thể nâng cao hương vị đáng kể

Nguồn phospho thường được bổ sung là phospho kali ở dạng muối photphat(KH2PO4, K2HPO4)

3.3.3.2 Lưu huỳnh

Nguyên tố lưu huỳnh có mặt trong thành phần của protein và các nhóm phụ của một

số enzyme, coenzyme-A Vì vậy, khi thiếu lưu huỳnh trong môi trường, sẽ phá vỡ sự traođổi chất và tổng hợp protein Các hợp chất chứa lưu huỳnh có vai trò quan trọng tronghoạt động sống của nấm men là: acid amin, các vitamin và những hợp chất khác Trongđiều kiện kỵ khí của quá trình lên men, lưu huỳnh trong tế bào bị khử thành H2S, còntrong quá trình hiếu khí thì lưu huỳnh đưuọc hòa tan trong chất béo và tích tụ trong tếbào

Lưu huỳnh hiện diện với một lượng nhỏ có thể làm tăng lực nảy chồi của nấm men,nhưng quá nhiều (1mg/l) thì sẽ kìm hãm quá trình này

Lưu huỳnh cũng có thể là nguyên nhân gây hại cho rượu vang, khi mà trong tế bào

có chứa các ion kim loại (như Fe, Cu), vì khi lưu huỳnh kết hợp với ion kim loại sẽ tọathành sulfua kim loại làm cho cặn men có màu nâu đỏ hoặc là đen xám, gây cho rượuvang có mùi khó chịu

Nguồn cung cấp lưu huỳnh là sunphat amon (NH4)2SO4

3.3.3.4 Những nguyên tố khác

Nguyên tố canxi và kali cần thiết cho hoạt động sống của một số enzyme K và Catham gia vào trung tâm hoạt động của các enzyme này và đồng thời có mặt ở các chất ứcchế enzyme Nguồn dinh dưỡng kali cho nấm men thường là K2CO3 và KCl, của canxinhư CaCl2

Những nguyên tố vi lượng có ảnh hưởng đến sinh trưởng và lên men Mn với nồng

độ 1mg/l làm tăng lượng hô hấp, ở 45 – 90mg/l làm tăng lực lên men Mo thì làm tăngkhả năng sinh sản, Bo tăng khả năng lên men Với hỗn hợp nguyên tố vi lượng Li, Rb,

Ni, Co làm tăng lượng sinh khối đáng kể

Ngoài ra có thể cho thêm SO2 vào nước quả sau khi ép và trước khi lên men Khôngnên dùng quá liều lượng cho phép, nếu quá thì sẽ làm cho rượu có mùi khó chịu và diệtmột số vi khuẩn có ích

3.4 Các ảnh hưởng của nấm men đến sản xuất rượu vang

3.4.1 Ảnh hưởng của nấm men đến chất lượng rượu vang

Việc sử dụng nấm men giống có làm tăng chất lượng rượu hay không, Peynaud đãlàm một loạt thí nghiệm và kết luận:

- Nếu dùng một lô nước quả, cho lên men bằng các loại nấm men khác nhau như:

Saccharomyces, Saccharomycodes, Turulopsis… thì được các loại rượu rất khác nhau, và

kết luận rằng khi sử dụng loại nấm men Saccharomyces thì mới có loại rượu đạt tiêu

chuẩn về chất lượng

- Nếu chất lượng rượu được cải thiện thì do nguyên nhân gián tiếp, ví dụ nếu dùng các

giống Saccharomyces oviformis ở giai đoạn cuối cùng khi độ cồn đã cao thì

Saccharomyces ellopsoides bị ức chế, S.oviformis do chịu được nhiệt độ cồn cao nên vẫn

hoạt động được và phân hủy cho đến khi hết dường trong môi trường, rượu cạn kiệtđường thì sẽ cho chất lượng rượu tốt hơn

3.4.2 Đối kháng giữa các giống nấm men

Khó khăn lớn vẫn là người ta không thể tùy ý muốn cho nấm men giống nào vào hoạtđộng cũng được, mà có một sự cân bằng sinh thái giữa các vi sinh vật trong nước quảđang lên men Người ta thấy có hiện tượng sau: lúc đầu trong nước quả lên men chỉ có

các men dại (Pichia, Hansenula, Torolopsis), loài S.ellopsoides thì chỉ thấy rất ít, khi lên men rầm rộ thì S.ellopsoides là chiếm ưu thế đạt tới 90% tổng số nấm men, khi đã lên men xong người ta thấy cả nấm men S.ellopsoides giảm số lượng đáng kể, như vậy là cân

bằng sinh thái thay đổi tùy điều kiện môi trường pH, nồng độ đường, nồng độ cồn…

IV Enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất rượu vang

Trong nho chứa nhiều loại enzyme khác nhau, nhưng khi sản xuất rượu vang ta chỉquan tâm đến hai nhóm enzyme oxy hóa khử và enzyme thủy phân

- Enzyme nhóm oxy hóa khử:

Polyphenyloxydase liên kết với ty thể trong tế bào nho và bị giải phóng trong quá

trình nghiền nguyên liệu Nếu có oxy sẽ xúc tác phản ứng oxy hóa Tuy nhiên nó có mẫncảm với các điều kiện công nghệ sản xuất rượu vang Ví dụ: quá trình sulfite hóa vớinồng độ thích hợp hoặc quá trình xử lý bán thành phẩm với bentonite có thể làm vô hoạthoặc tách enzyme này ra khỏi sản phẩm

Laccase người ta tìm thấy laccase trong giống nho bị nhiễm Botrytis Cinerea (do

Botrytis Cinerea sinh tổng hợp ra) Laccase có khả năng xúc tác phản ứng oxy hóa nhiềuhợp chất phenolic Enzyme này bền với SO2, và quá trình xử lý với bentonite không thểtách được hoàn toàn laccase ra khỏi bán thành phẩm Có thể dùng phương pháp siêu lọc

để loại bỏ laccase hoặc dùng phương pháp thanh trùng nhiệt để vô hoạt enzyme

Lypoxygenase chúng xúc tác cho phản ứng oxy hóa chất béo, đặc biệt với acid

linoleic và linolenic Sản phẩm oxy hóa là các aldehyde 6C và 9C như hexanal, nonenal,nonadienal và các rượu tương ứng Chúng có thể tạo ra mùi cỏ và ảnh hưởng không tốtđến giá trị cảm quan của sản phẩm Ngoài ra, Lypoxygenase còn có thể xúc tác cơ chấtcarotenoid như là norisoprenoid và giải phóng ra acid oleanoic từ vỏ nho

- Enzyme thủy phân:

Pectinase quan trọng nhất trong nho Pectin giữ vai trò liên kết các tế bào trong cấu

trúc mô thực vật Do đó, việc thủy phân hoặc phẩn cắt mạch pectin sẽ tạo điều kiện choviệc phá hủy thành tế bào thực vật dễ dàng hơn, góp phần hỗ trợ quá trình thu nhận dịchquả Ngoài ra các phân tử pectin là những hợp chất keo ảnh hưởng xấu đến độ bền hóa lýcủa rượu thành phẩm Do đó các phản ứng thủy phân pectin sẽ cải thiện độ bền hóa lý củasản phẩm

Protease xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptide trong phân tử protein Phản

ứng thủy phân làm giảm lượng phân tử của protein sẽ góp phần làm tăng độ bền hóa lýcủa rượu vang Ngoài ra các sản phẩm thủy phân như acis amin và oligopeptide là nguồn

cơ chất cần thiết cho nấm men sử dụng trong quá trình lên men rượu vang

V QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU VANG

Các quá trình cơ bản và sự biến đổi trong sản xuất rượu vang

5.1 Sự lên men tạo rượu

Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽchuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO2

C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2

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

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

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

5.2 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 vàobên trong Ở đó, các enzym 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 môitrường xung quanh Rượu do rất linh động nên hòa tan nhanh trong dịch lên men, còn khí

CO2 hòa tan kém và khuếch tán chậm Lúc đầu hòa tan hoàn toàn, dần dần tạo thành cácbọt khí bám quanh tế bào men và lớn dần đến mức lực đẩy Archimèdes lớn hơn trọnglượng của tế bào men cộng với bọt khí thì lúc đó tế bào nấm men và bọt khí nổi dần lên.Khi đến bề mặt dịch các bọt khí vỡ ra, tế bào men lại chìm xuống Quá trình trên đượclặp đi lặp lại giúp đảo trộn dịch lên men Khi đường và các chất dinh dưỡng trong canhtrường còn ít, một lượng lớn tế bào men sẽ lắng xuống đáy, dịch lên men trong dần Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:

C6H12O6 +2ATP +2 H3PO4 = 2C2H50H +2CO2 +2ATP +2H2O

Hình 5.1: Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men

Glucose

HexokinazaGlucose – 6 – phosphat

Photphoglucoza isomerazaFructose – 6 – phosphat

PhosphoFructokinaza

Fructose – 1,6 – diphosphat

AldolazaTriophosphat izomerazaGlyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydroxy aceton phosphat

Glyceraldehyd phosphatdehydrogenazaAcid – 1,3 – diphosphoglyceric

PhosphoglyceratkinazaAcid – 3 – phosphoglyceric

Phosphoglycerat-mutazaAcid – 2 – phosphoglyceric

EnolazaAcid phosphoenolpyruvic

Pyruvat kinazaAcid pyruvic

Pyruvate – decarboxylazaAcetaldehyd

AldodeshydrogenazaEthanol

este và nhiều chất khác nữa Những chất này có vai trò khá quan trọng trong việc hìnhthành hương thơm và vị cho vang.

5.4 Quá trình lên men malolactic trong sản xuất rượu vang

Lên men malolactic là một yếu tố quan trọng đối với vang đỏ Lên men malolactic đó

là quá trình chuyển hoá axit L-malic ( loại axit có vị chua gắt ) thành axit L-lactic, axitxitric có trong dịch quả cũng được chuyển hoá thành các este bay hơi, etylaxetat, etyllactat; 2,3 - butanediol và một số chất tạo hương thơm đặc trưng cho vang

Những thuận lợi của quá trình lên men malolactic

- Giảm độ chua của rượu vang (tăng độ pH)

- Cải thiện hương vị: Hương vị của rượu vang một phần bắt nguồn từ nguyên liệu và mộtphần bắt nguồn từ các sản phẩm hình thành trong quá trình lên men bởi nấm men và vikhuẩn mà quá trình tạo các este bay hơi, các rượu bậc cao là quan trọng nhất

- Tăng độ bền sinh học: Do các chất dinh dưỡng có trong rượu vang bị vi khuẩn sử dụng

và chuyển hoá axit malic, citric thành các sản phẩm khác làm cạn kiệt thức ăn của các vikhuẩn khác

- Nhưng cũng có một số mặt không lợi của quá trình này như biến đổi cảm quan, thay đổimàu sắc và sự tạo thành các amin tạo cho vang có mùi lạ

Quá trình lên men malolactic thích hợp ở to = 15 – 20oC

- pHopt = 3,2 – 3,8

- Nồng độ SO2 duy trì 30 mg/l

- Nồng độ etylic  15 % V

5.5 Quá trình tàng trữ rượu vang

Đây là quá trình làm trong và ổn định rượu vang: Rượu vang sau khi lên men rấtđục do các cặn nhỏ ( tế bào nấm men, xác vi khuẩn, hạt kết tủa, tinh thể muối tactrat, mẩu

vỏ quả, thịt quả ) Các pha rắn phân tán này dần lắng xuống đáy thùng, nếu để lắng tựnhiên thì rượu rất trong nhưng thời gian rất lâu thậm chí lên đến hàng chục năm

Mục Đích:

Thực chất quá trình trữ vang là quá trình lên men với tốc độ chậm và cường độchậm nhằm thuỷ phân nốt lượng đường còn sót lại Quá trình này song song với sự lênmen malolactic để giảm độ chua sinh lý và tăng hương vị cho vang, sau đó là quá trìnhkết lắng pectin, protein

Các yếu tố ảnh hưởng:

Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian, nhiệt độ, hàm lượng oxy, dịch quảđược lên men, và ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lên men rượuvang Nếu nhiệt độ trữ cao thì làm cho tốc độ phản ứng nhanh kèm theo đó là các phảnứng tạo amin, ete gây mùi lạ cho vang đồng thời làm cho quá trình kết lắng giảm dẫn đếnkhó gạn và lọc trong vang

Các chất trợ lắng và kỹ thuật lắng trong

- Chất trợ lắng là những chất bổ sung vào rượu vang nó tạo kiểu màng nhầy kết lắng vàkéo theo các phân tử li ti trong rượu lắng xuống (do hấp thụ các phần tử gây đục), làmcho rượu trở lên trong

- Các chất trợ lắng thường sử dụng trong sản xuất rượu vang là: gelatin, bột bong bóng

cá, lòng trắng trứng, casein, tanin, bentonit

- Chất trợ lắng vô cơ:

+ Bentonit: lần đầu tiên được phát hiện ở thành phố Benton ( Mỹ ), công thức

Al2O3.SiO2.nH2O Bột Bentonit khi ngâm với nước thì trương nở và có thể hấp phụ cácphần tử bé li ti

Kỹ thuật lắng trong bằng Bentonit

- Xác định rượu vang có chứa nhiều protein không, nếu nhiều thì dùng Bentonit, cònkhông thì sử dụng chất trợ lắng khác

- Lấy 20 – 200 g/hl Bentonit hoà vào rượu và đánh thành huyền phù

- Bơm và khuấy đều Bentonit vào thùng rượu

- Để sau 10 – 15 ngày thì đem lọc

Các phản ứng tham gia vào quá trình ổn định chất lượng rượu vang

Trong quá trình tàng trữ, có một số phản ứng làm các chất trong rượu vang thayđổi và đồng thời cũng làm cho rượu vang ổn định hơn như: Các phản ứng este hoá làmgiảm các este không bay hơi đồng thời làm tăng lượng este bay hơi Lên men malolactic,

sự chuyển hoá axit xitric, do kết tủa tactrat làm màu sắc và hương vị của vang được cảithiện đáng kể

Các loại phản ứng Cơ chất tham gia phản ứng Sản phẩm tạo thành

Phẩm

Oxi hoá-khử sinh học Phênol

hợp chất chứa nitơgluxit, axit hữu cơrượu và andehit

andehitquinonaxit

Melanoidin hợp chất chứa nitơ

hợp chất cacbonyl

andehit, rượumelanoid

CHƯƠNG 2 - CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG

I Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang trắng

25Nguyên liệu

Quả hư,

Bã khô

Ép

Sulfit hóaSO2

Bã ướt

Nước

Ép Nấm men

Làm trong

Cặn

Lên men chính

Đường, vitamin,

…Nhân giống

Tiếp nhận, phân loại Quả hư, thối

Rửa

Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang trắng

II Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất rượu vang đỏ

27

Nguyên liệu

Tiếp nhận, phân loại

RửaNước

Quả hư, thối

Cuống Tách cuống

Làm dập, nghiềnNấm men

Chiết rót, đóng nút Vỏ nút chai

Dán nhãn, đóng thùngBao bì, nhãn

III Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang

3.1 Nguyên liệu

Sunfit hóaSO2

Vỏ nút

Dán nhãn, đóng thùngNhãn, bao bì

Vang đỏ

- Rượu vang có thể được lên men từ nhiều loại quà khác nhâu ( thanh long, nho, …)nhưng nho vẫn là loại quả được sử dụng để lên men rượu vang phổ biến nhất

- Nho cung được phân thành nhiều loại khác nhau để có thể lên men cho từng loại rượuvang nho tương ứng

Ví dụ:

- Lên men rượu vang trắng: thường sử dụng các nguyên liệu nho có màu vàng hoặc xanh

- Lên men rượu vang đỏ: thường sử dụng các nguyên liệu nho vỏ có màu sẫm, đối vớiloại rượu vang có màu đỏ nhạt hay còn gọi là rượu vang hồng thì nguyên liệu nho được

sử dụng vẩn là loại nho có vỏ sẫm màu nhưng phải được lột bỏ vỏ

3.2 Tiếp nhận và phân loại nguyên liệu

- Mục đích: Loại bỏ những trái hư hỏng do quá chín, dập nát trong quá trình vận chuyển

Vì những quả này là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển

- Tiếp nhận và phân loại nguyên liệu nho là giai đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất rượunho và cũng là một khâu quan trọng ảnh hưởng đến dịch lên men Độ chín cùa nguyênliệu nho ành hưởng đến chất lượng dịch chiết xuất Trong công nghệ sản xuất rượu vang,yêu cầu nguyên liệu nho phải đạt được độ chín chế biến, đó là mềm nhưng không bị hưthối, có hương vị đặc trưng Nếu nguyên liệu nho chỉ có độ chín sinh lý thì màng tế bàovẫn còn cứng, hàm lượng đường vẫn còn thấp, hàm lượng acid cao, thể tích cỉ đạt được

50 – 60% so với độ chín chế biến Ở độ chín chế biến, hàm lượng đường tăng, hàm lượngacid giảm phù hợp với yêu cầu quy trình công nghệ sản xuất rượu vang

- Chất lượng rượu vang nho, có thể nói 60% là do nguyên liệu quyết định, 40% còn lại là

do quy trình công nghệ quyết định, ví vậy nguyên liệu nho tốt sẽ tạo ra những sản phẩmrượu vang nho có chất lượng tốt Quá trình tiếp nhận và phân loại nguyên liệu nho cầnphải được tiến hành cẩn thận

- Quá trình lựa chọn và phân loại nguyên liệu nho có thể được tiến hành trước khi bảoquản nguyên liệu hay khi chế biến trong phân xưởng sản xuất Lựa chọn loại bỏ nhữngnguyên liệu nho bị dập nát, hư thối, nho không đủ độ chín,…

- Nho chín sau thu hoạch phải được vận chuyển nhanh chóng về các nhà máy sản xuấtrượu vang nho Tại đó, nguyên liệu nho được phân loại theo từng giống nho, loại nho( loại chín kỹ thuật, loại chưa chín, loại quá chín )

- Cách tiến hành: Nho được phân loại ( theo độ chín, những quả hư, dập hay bị sâubệnh ) Ban đầu, nho được phân loại sơ bộ ngay tại vườn khi vừa hái xuống, sau đó nhođược đưa vào máy phân loại lần hai

- Việc phân loại quan trọng vì muốn cho rượu vang nho có chất lượng cao thì nguyên liệunho phài có chất lượng cao Mỗi giống nho sẽ tạo ra sản phẩm rượu vang nho có hương

vị riêng biệt

3.3 Rửa nguyên liệu nho

- Quá trình rửa có thể được tiến hành trước hoặc sau khi phân loại nguyên liệu nhưngthường thỉ nguyên liệu nho sẽ được rửa sau khi phân loại nguyên liệu Rửa nguyên liệu

có thể làm sạch tạp chất bám trên bề mặt nguyên liệu

- Mục đích của quá trình rửa nguyên liệu nho là để làm giảm tỷ lệ nhiễm bẩn và nhiễm vikhuẩn khi tiết dịch

- Nhưng cũng có một số trường hợp nhà sản xuất sau khi phân loại nho rồi bỏ qua giaiđoạn rửa, và mang nguyên liệu đi ép thẳng lấy nước Nguyên do của việc này là do nhàsản xuất nuốn tận dụng những tế bào nấm men trên vỏ nguyên liệu làm men giống choquá trình lên men chính mà không cần cấy những tế bào mấm men thuần khết Mặc dùvậy, việc bỏ qua quá trình rửa cũng mang lại những tác hại nhất định là không thể kiểmsoát được giống mấm men mong muốn và bị nhiễm bẩn

- Cách tiến hành: Nho được xếp trên các băng tải, đi vào thiết bị rửa khí thổi Không khíđược quạt gió thổi vào bồn ngâm nguyên liệu giúp nước và nguyên liệu đảo trộn đều làmsạch các tạp chất bám trên quả nho Giai đoạn này phải được thực hiện thật nhanh đểtránh làm mất các chất hòa tan có trong nho đi vào nước rửa

- Trong quá trình rửa khối lượng của nguyên liệu nho giảm do một số chất hóa tan vàchất bẩn thoát ra từ vỏ

3.4 Tách cuống

Nguyên liệu nho khi mới hái về vẫn còn dính cả cuống và cành Thường thì nguyên liệunho sẽ được tách cuống và cành ra khỏi để tránh cho rượu vang có vị quá đắng và chát.3.5 Làm dập, nghiền

- Mục đích: giảm kích thước quả nho, giải phóng dich nho, hạt nho ra khỏi dịch, trộn đềuhỗn hợp, giúp hòa tan hợp chất thơm

- Đối với giai đoạn này cần phải thận trọng, không làm dập hạt nho, hạn chế gia tăng chấtchát trong dịch nước nho Phần thịt quả phải được nghiền nhuyễn

- Ở giai đoạn này, tùy theo quy mô sản xuất mà có cách làm khác nhau Có hai quy môsản xuất chính là quy mô sản xuất nhỏ và quy mô công nghiệp

+ Ở quy mô sản xuất nhỏ, quả được đem giã dập bằng cối sành, cối đá hay cối bằng gỗ.Tuyệt đối không được sử dụng cối bằng kim loại ( sắt, đồng,…), vì nước quả chua sẽ có

thể ăn mòn kim loại làm các ion kim loại bị tan trong dịch quả, làm cho dịch quả bị mấtmàu tự nhiên Sau đó, lọc dịch quả quả qua túi lọc bằng vải Trong trường hợp lên men cả

vỏ thì không cần tiến hành lọc để loại bỏ vỏ quả Quá trình xử lý trên được tiến hànhnhanh, ví thì gian xử lý kéo dài nước quả sẽ bị oxi hóa, nhiễm tạp chất và vi khuẩn làmgiảm chất lượng rượu vang

+ Ở quy mô sản xuất công nghiệp, nước quả được ép bằng máy ép, rồi lọc trong phòngcứa CO2 với mục đích ngặn chặn dịch quả bị oxy hóa do tiếp xúc với oxi Dịch nước quảsau khi thu được từ nguyên liệu nho không được tùy tiện bổ sung các chất mà phải tuântheo quy định chung để đảm bảo chất lượng rượu

- Cách tiến hành: nho sau khi rửa được đưa vào máy đánh dập nho, các quá trình đượcthực hiện trong cùng một thiết bị Mức độ làm dập quả nho phụ thuộc vào độ chín củaquả nho Quá trình này cần tiến hành nhanh để tránh oxy hóa Vì là nho xanh nên khinghiền xé cần lưu ý tránh băm nát các các cuống và vỏ quả nho, không làm dập hạt vàhạn chế việc việc gia tăng chất chát trong dịch nho Tuy nhiên, thịt nho cần được nghiền

kỹ nhằm thu được nhiều dịch nho nhất

*** Lưu ý: Cuống và lá của nguyên liệu nho phải được loại bỏ trước khi tiến hành làmdập, nghiển vì trong cuống và lá của nguyên liệu nho có chứa các hợp chất phenol nhưcatachin, các flavonoid ( đặc biệt là quercetin gây cặn vàng lơ lững trong sản phẩm ) vàcaftaric acid Các hợp chất này gây ra vị đắng cho sản phẩm Việc loại bỏ lá giúp hạn chế

sự tạo thành các aldehyte và alcohol 6 cacbon ( do linoleic và linoleic trích ly từ biểu bì lá

bị oxy hóa bởi enzyme ) Để thuận tiện cho quá trình sản xuất , quá trình tách cuống và láthường được kết hợp trong một thiết bị

- Các nước sản xuất rượu vang thường bổ sung SO2 vào quá trình sulfit hóa vì SO2 có tácdụng trên nhiều khía cạnh: chống oxy hóa, làm giảm hoạc tiêu diệt nhiểu vi sinh vật cóhại Tuy nhiên, nếu dùng SO2 không dúng liều lượng có thể làm cho rượu vang có mùikhó chịu, tiêu diệt một số vi sinh vật có lợi, đồng thời cũng là tác nhân gây ngộ độc trongrượu vang

- Qua quá trình sulfit hóa vi sinh vật có trong quả nho bị tiêu diệt hay ức chế một phần

để sự lên men được diễn ra đồng đều và quá trình trích ly nhanh Quá trình lên men cóthể được tiến hành trong các bồn hính trụ bằng thép không gỉ Dịch lên men chiếm tối đakhoang 80% không gian của thiết bị lên men.

- Trong quá trình lên men cần theo dõi các chỉ tiêu quan trọng như hàm lượng đường,nhiệt độ lên men, chất lượng nấm men giống Trong đó hai thông số là hàm lượng đườnglên men và nhiệt độ trong từng bồn lên men là quan trọng, đồng thời phải kiểm tra vi sinhvật để xác định chất lượng của nấm men giống với các thông số:

+ Tổng lượng tế bào ( mật độ ) nấm men trong 1ml dịch đang lên men

+ Tỷ lệ tế bào sống trên tổng lượng tế bào đếm được

+ Tỷ lệ nấm men đang nảy chồi trên tổng lượng tế bào nấm men sống

- Phát hiện những vi sinh vật dại nhiễm vào dịch đang lên men ( nấm men dại, nấm mốc,

vi khuẩn,… )

- Việc xác định acid bay hơi cũng có thể cho ta biết tình trạng lên men trong bồn có bìnhthường hay không

3.8 Ép nguyên liệu nho

- Mục đích: thu hồi các chất chiết có trong bã