Sử dụng chế phẩm enzyme trong sản xuất rượu vang nho

Sử dụng chế phẩm enzyme trong sản xuất rượu vang nho

GVGD: TS Huỳnh Ngọc Oanh Nhóm 3

1. Mục đích sử dụng enzyme

2. Cơ chất của enzyme

3. Đặc tính của chế phẩm enzyme

4. Yêu cầu đối với chế phẩm enzyme

5. Tác dụng của chế phẩm enzyme trong

các giai đoạn của quy trình công

nghệ.

Sử dụng chế phẩm enzyme là 1 trong những phương hướng mới và có triển vọng trong sản xuất rượu vang nho

hiện đại, tạo thuận lợi cho quá trình sản xuất nho và xác định các thông số công nghệ cần thiết cho hệ thống sản xuất cơ giới hóa và tự động hóa

 Dịch nho và rượu vang có hàm lượng các chất cao phân tử lớn, sẽ khó làm trong và khó làm

Cơ chất của enzyme chủ yếu là các chất trùng hợp cao phân tử của dịch nho

( các chất chuyển từ quả nho vào dịch nho)

Hàm lượng của chúng trong dịch nho

dao động trong giới hạn rộng và phụ

thuộc vào loại nho, điều kiện trồng trọt

và công nghệ chế biến, xử lý nho

Thành phần các chất cao phân tử trong dịch nho:

Protein và pectin: 54% ( tổng số chất cao phân tử)

Polyphenol cao phân tử

Polysaccharide trung hòa

Các chất trùng hợp khác

29-60 %

PROTEIN CỦA NHO

Protein của nho chứa nhiều albumin và glutelin Globulin với số lượng ít

Sự kết hợp giữa protein và các hợp chất cao phân tử khác, theo nguyên tắc sẽ có

độ hòa tan khác với độ hòa tan của

protein tinh khiết, điều đó ảnh hưởng

tới độ ổn định của vang

Hàm lượng: 3.21 – 4.1 %, so với khối lượng khô.Trong đó hàm lượng pectin

và α cellulose gần bằng nhau.Hàm

lượng hemicellulose chiếm ít hơn

Protopectin là phần pectin chủ yếu

trong quả nho (79-89 %)

Trong giai đoạn lên men thì các hợp

chất thấp phân tử thủy phân nhanh hơn,

do vậy các hợp chất cao phân tử tăng

lên nhiều về tỷ lệ

Ý NGHĨA CỦA PECTIN ĐỐI VỚI CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG:

 Phần lớn pectin không chuyển vào vang và bị thủy phân trong quá trình lên men.

 Pectin làm vang có vị dịu đặc trưng.

 Dịch nho có hàm lượng pectin cao sẽ cho rượu vang có chất lượng không cao và ngược lại

Pectin (polisacarit acid) là chất ‘’keo bảo vệ’’, cản sự lắng cặn và sự làm trong sản phẩm.

 Sự thủy phân pectin với sự tham gia của

enzyme là hiện tượng có tác dụng tốt, không làm cho vang bị giảm hương vị hài hòa.

1 PHỨC HỢP PECTOLITIC

 3 enzyme phân giải pectin:

pectinesteraza, poligalacturonaza và pectatliaza

Tuỳ nguồn sản sinh và điều kiện nuôi cấy, ta sẽ thu được các chế phẩm

enzyme có thành phần khác nhau

Tính chất của các chế phẩm enzyme

pectolitic khi tác dụng lên nho nghiền và nước nho:

Pectinesteraza của chế phẩm P10x và

G10x có hoạt độ cực đại trong vùng pH 5

Sự ức chế hoàn toàn các enzyme do nhiệt

độ xảy ra khi: đun nóng ở 60°C (10h),

70°C (3-4h), 80°C (1.5h)

Sự tích tụ tối đa metanol xảy ra ở

30-40°C trong điều kiện lên men 24 hoặc

48h

Tính chất của poligalacturonaza:

Làm giảm độ nhớt của pectin

Kém bền với nhiệt độ cao

Nhiệt độ tối ưu của ekzopoligalacturonaza

là 50°C, của endopoligalacturonaza là

30°C

Động học của sự thuỷ phân do enzyme của

pectin nho và ảnh hưởng của điều kiện môi trường:

Trong 1-3h đầu, giảm độ nhớt dd pectin

30-55%

Tác dụng của ekzo và endo

polimetilgalacturonaza kết hợp nhau,

nhưng enzyme endo- tác dụng mạnh hơn

Cường độ và đặc tính của quá trình phụ

thuộc nhiều vào loại cơ chất

Ảnh hưởng của pH:

Quá trình thuỷ phân của pectin trong dd nước xảy ra dễ hơn so với khi có mặt của đường,

rượu và axit sunfurơ.

Ảnh hưởng của nồng độ đường:

Nồng độ đường 30% thì hoạt tính thuỷ phân

pectin giảm đi một nửa.

Rượu cũng gây ảnh hưởng tương tự.

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Từ 10-40°C, tốc độ thuỷ phân tăng nhanh gấp

3-4 lần.

Ở 45°C, trong 3h, pectin bị thuỷ phân 90%.

Ảnh hưởng của axit sunfurơ:

Trong khoảng sunfit hoá từ 0-300mg/l

trong dd mẫu của pectin, cường độ thuỷ

phân giảm khoảng 3 lần

Poligalacturonaza có độ chịu sunfit kém

hơn pectinesteraza

Trong 24h và không có mặt cơ chất, hoạt

độ của poligalacturonaza giảm 20-30% ở nồng độ sunfuro 200mg/l và giảm 50-70%

ở 1000mg/l, trong khi pectinesteraza giảm 20-45%

Ảnh hưởng của tanin:

o Nho có hàm lượng fenol càng cao, hoạt

tính của chế phẩm enzyme càng giảm

o Chủng nấm khô ít bị tanin ức chế hơn so

với pectinaza đã làm sạch

o Trong các phản ứng enzyme tạo gốc tự do, fenol có tác dụng lên các gốc làm đứt mạch phản ứng Ngoài ra, polifenol còn là các

hiệu ứng dị không gian phá hoại cấu dạng phân tử protit của enzyme

Nếu lấy lượng cơ chất thuỷ phân được theo đơn vị hoạt độ proteolitic của các enzyme thì hiệu quả lớn nhất là proteinaza tách từ Asp.awamorin.

Protein khi kết hợp với polisacarit và hợp chất fenol thì cản trở hoạt động proteaza

của nấm

 Đây là các enzyme có khả năng phân giải

cellulose có trong dịch nho.

 Nhóm enzyme Sx có khả năng bền nhiệt, bền với tác động của sunfit và enotanin Do đó có thể tạo các chế phẩm với các điều kiện tối ưu cho sản phẩm vang nho.

4 KHẢ NĂNG GÂY RỮA CỦA CHẾ PHẨM ENZYME:

là “hiệu quả gây rữa”

1 Các chế phẩm không được làm giảm chất

lượng rượu vang, không gây ảnh hưởng xấu đến vị, màu và hương của sản phẩm

2 Hoạt độ của các enzyme cơ bản được sử

dụng cho 1 lít dịch nho là:

Endo-PMG: 55,0 102 đơn vị/mg protein

Enzyme Sx: 57.5 đơn vị/mg protein

Nếu lượng endo-PMG ít hơn 31,0 102 đơn

vị/mg protein thì cần có thêm

pectinesterase 1.1 đơn vị /mg protein

3 Cần có các chế phẩm enzyme khác nhau phù hợp với các sản phẩm rượu vang khác nhau Các chế phẩm enyme có khả năng gây rữa yếu nên sử dụng trong sản xuất các loại vang dịu và các bán thành phẩm.

4 Các chế phẩm dùng để xử lý nước nho và vang bữa ăn cần phải có khả năng đẩy mạnh sự làm

trong và nâng cao tốc độ lọc khi đưa chúng vào với liều lượng tối thiểu (0.0005% - 0.001%).

5 Các chế phẩm enzyme cần chứa protease với hoạt độ không được thấp hơn 120 đơn vị/g theo protein nho.

6 Hoạt độ của các enzyme oxy hóa trong

chế phẩm không được cao hơn 0.1 đơn

vị/mg acid ascorbic trong 1 phút đối với 1 g chế phẩm

7 Để xử lý dịch nho và nho nghiền trên dây chuyền sản xuất, chỉ có thể dùng các chế

phẩm có hoạt độ cao (12000 đơn vị/g) hoặc các chế phẩm enzyme không tan

8 Việc sử dụng enzyme phải đem lại lợi ích kinh tế

1 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ

PHẨM ENZYME TỚI TỐC ĐỘ ÉP NHO NGHIỀN VÀ HIỆU

SUẤT DỊCH NHO

- Hiệu suất dịch nho có thể tăng từ 2,0

-6,0% (tùy loại nho và công nghệ) Hiệu suất dịch nho tự chảy có thể đạt tới 32% (nho vùng Krum và Aderbaizan)

- Hiệu suất bán thành phẩm cũng tăng

 Vang trắng: 0.9%

 Vang đỏ: 1,0 – 1,1%

- Quá trình ép nho đã xử lý enzyme trong 3 giờ tiến hành nhanh hơn nhiều, hiệu suất dịch nho tăng lên 9.6%.

- Việc xử lý nho nghiền kết hợp với đun

nóng tới 500C cho phép tăng tốc độ tách dịch nho lên gấp 2 lần

Thời gian ép Thể tích dịch nho thu được, ml

675 225 215 205 110 110 110 110 100 100 90

Trong suốt giai đoạn

khảo sát

Tốc độ ép nho xé khi dùng pectinol

2 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ

PHẨM TỚI TỐC ĐỘ LÀM TRONG

VÀ LỌC DỊCH NHO

- Dịch nho sau khi nghiền được xử lý với

enzyme khi lọc sẽ nhanh hơn 8 lần so với

dịch nho nghiền không qua bước xỷ lý bằng

chế phẩm

- Thời gian lưu nho nghiền và chế phẩm phụ

thuộc vào loại nho

 Nho Châu Âu : 8 – 12h

 Nho lai: 4h

- Các chế phẩm enzyme có tác dụng làm thay đổi

độ nhớt của dịch nho, thời gian lưu quá lâu làm giảm tốc độ lọc, và tăng đô nhớt của dịch nho.

Loại nho Thời gian tác dụng với nho nghiền, giờ

5.1 1.8 16.4

1.1 7.8 4.1

1.8 - -

Đơn vị : % so với mẫu đối chứng

- Hoạt độ của các enzyme thủy phân có sẵn trong nho có ảnh hưởng nhất định tới tốc

độ lọc Yếu tố này giao động nhiều tùy vào loại nho và điều kiện thu hái trong năm

- Quá trình lắng trong càng lâu thì chế phẩm càng phải ít Sau một thời gian dịch nho đã

xử lý enzyme có thể lắng từ trong đến

trong suốt  điều kiện phù hợp cho quá

trình lên men

 Ưu điểm của chế phẩm enzyme:

 Rút ngắn thời gian giai đoạn lắng (chỉ

khoảng 1h so với 5-6h khi không sử dụng enzyme)

 Dịch nho thu được lên men từ từ, không nâng cao nhiệt độ nhiều

Giảm lượng bentonit (chất trợ lắng) đi 5 lần

- Thu được kết quả tốt nhất khi lắng trong và tăng tốc độ lọc khi đưa vào 1 lít dịch nho 54,4*10 2 đơn vị endo-

PMG và 57,5 đơn vị Sx- Sự có mặt của pectinesteraza là thừa.

- Sự có mặt của pectinesteraza chỉ có thể làm tốt quá trình làm trong khi đưa vào một lượng nhỏ enzyme endo-

PMG.

- Sự cần thiết đưa vào enzyme Sx- do hoạt độ của nhóm enzyme này trong nho và tỉ lệ Sx-/PMG quyết định.

3 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ TỐI

ƯU HÓA THÀNH PHẦN CÁC

CHẾ PHẨM ENZYME

- Ở hoạt độ thấp của poligalacturonaza, lượng enzyme gây rữa quả cao gây tác dụng xấu do sự phân giải của các mô mảnh vỏ, thịt quả, làm tăng các polime hòa tan.

 Việc tối ưu hóa thành phần các chế

phẩm có thể làm tăng tốc độ lắng trong lên vài lần và quá trình có thể rút ngắn

đi 30-45 phút

- Thành phần hóa học của dung dịch nho bị biến đổi nhiều, chú ý tới hàm lượng các chất phenol

Xử lý nho nghiền bằng các chế phẩm enzyme sẽ làm tăng lượng các hợp chất phenol trong rượu vang.

- Cụ thể là tăng lượng leucoantoxian, catexin :

làm tăng giá trị sinh học của nước nho và rượu vang.

4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ PHẨM ENZYME TỚI THÀNH

PHẦN HÓA HỌC CỦA DỊCH

NHO VÀ CỦA RƯỢU VANG

- Đối với nước nho, tốt nhất là dùng chế phẩm pectolitic bởi vì khi ấy hàm lượng catexin

tăng mạnh

- Các chế phẩm từ nấm Botrytis cinerea có

ảnh hưởng tốt tới chất lượng rượu vang,

vang có hương thơm mạnh và có vị dịu, hàm lượng glycerin và ester trong vang cao

- Trong giai đoạn lên men thì lượng chung hợp chất phenol và antoxian giảm đi

nhiều

- Trong quá trình lưu trữ thì tổng số các

chất phenol giảm đi và cường độ màu

cũng giảm đi, xảy ra mạnh đặc biệt trong năm đầu tiên

 Sự tiếp xúc của dịch nho với nho nghiền trong thời gian 1h sau khi đưa chế phẩm enzyme oxi hóa sẽ dẫn tới sự tăng hoạt độ của polifenoloxiđaza trong dịch nho lên 55%

 Đun nóng  làm tăng hoạt độ enzyme oxi hóa

 Các enzyme oxi hóa trong quả nho, tác dụng với phức hợp antoxian, kích thích nhanh hơn sự hình thành sắc tố có màu, có sắc vàng-đỏ gạch, cảm quan được đối với rượu vang đỏ Ngoài ra, các enzyme oxi hóa trong quả nho có khả năng kích thích các quá trình sẽ dẫn tới sự làm sẫm màu rượu vang trắng, do tác dụng của chúng tới các nhóm folifenol khác nhau của nho và của rượu vang.

5 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ENZYME OXI

HÓA TỚI SỰ TẠO THÀNH CÁC HỢP

CHẤT FENOL

 Nho có chứa polifenoloxiđaza, có đặc điểm cơ chất rộng:

Bị oxi hóa mạnh nhất là Odifenol (axit clorogenic, axit coteic, pirocatexin, dioxinfenilalanin)

Bị oxi hóa chậm hơn là p-difenol, các hợp chất fenol với nhiều nhóm OH vị trí meta và monofenol.

 Enzyme chứa chủ yếu trong vỏ, nhưng thấy 1 lượng enzyme trong thịt quả và dịch quả.

 Khi đưa polifenoloxiđaza vào dung dịch axit cofeic, cường độ màu của dung dịch tăng 27 lần Mức độ biến màu ít hơn khi oxi hóa axit clorogenic và axit gallic.

 Sự oxi hóa các chất fenol trong rượu vang và sự làm cho vang có màu đỏ gạch có thể theo con đường enzyme hoặc phi enzyme, cường độ của quá trình tỉ lệ thuận với nồng độ các flavonoit trong môi trường.

 Sử dụng anhidric sunfuro và bentonit có thể kiềm hãm sự biến đổi của các polifenol và hoàn toàn kiềm hãm được quá trình xuất hiện màu gạch trong các loại rươu vang trắng.

 Biện pháp cho dịch nho tiếp xúc với nho nghiền, làm cho tổng số các polime trong dịch nho tăng lên liên tục Đưa chế phẩm enzyme vào sẽ kích thích sự chiết trong giờ đầu tiếp xúc với nho nghiền và sự thủy phân nhanh chóng các polime trong thời gian tiếp sau.

So với mẫu đối chứng, giảm lượng polime 29% - 58%, hàm lượng pectin giảm đi 40 – 60%

 Ảnh hưởng của các chế phẩm enzyme khác nhau nhiều, tùy thuộc vào đặc điểm của loại nho (khác nhau về cấu tạo của các phức hợp protein – polysaccharide).

6 SỰ BIẾN ĐỔI CỦACÁC CHẤT CAO PHÂN TỬ TRONG DỊCH NHO VÀ TRONG

RƯỢU VANG

 Nếu các chế phẩm enzyme được đưa vào nho ở phần nạp liệu, dịch nho sẽ giàu nhiều chất trong

đó có cả polime Do đó, khi sản xuất rượu vang, các chế phẩm không đưa vào nho nghiền mà đưa vào dịch nho nhằm giảm lượng polime trong rượu vang.

 Đun nóng nho nghiền, sẽ làm tăng hàm lượng polime trong dịch nho, việc sử dụng các chế phẩm enzyme trong trường hợp đó sẽ làm giảm lượng polime Kết quả: trong rượu vang mới hàm lượng protein thấp hơn 2 -4 lần.

 Các nghiên cứu đã xác định rằng: rượu vang được sản xuất từ dịch nho, được lên men cùng với nho nghiền, hoặc trước đó đã tiếp xúc với nho nghiền một thời gian, thì sẽ có chứa một lượng nhỏ protein hoặc không chứa protein Rượu vang đó sẽ ổn định hóa dễ dàng hơn, giảm chất keo hóa Khi bảo quản ở điều kiện thích hợp

ở 20 0 C trong 1 tháng chỉ gây ra hiện tượng đục nhẹ.

 Quá trình xử lý nho nghiền bằng các chế phẩm enzyme cũng có thể gây ra sự trích ly phụ các tinh dầu từ thịt quả

và vỏ quả nho.

 Khi được xử lý bằng enzyme pectolitic, lượng tinh dầu trong dịch nho tăng lên.

 Phương pháp chế biến nho loại Muskat: cho tiếp xúc với nho nghiền cùng với chế phẩm pectolitic trong thời gian 1,5 giờ, nhiệt độ 30 – 35 0 C thu được rượu vang có hàm lượng tổng cộng các rượu đa chức và các este phức tạp tăng gấp 2 lần và lượng teepen cũng cao hơn.

7 SỰ BIẾN ĐỔI CỦA HÀM LƯỢNG TINH

DẦU

Cho enzyme tiếp xúc với nho nghiền:

 Đối với loại nho trắng:

Loại Baian Xirei tăng 2,4 – 6,5%

Loại Rkaxitel tăng 8,5 – 10%

 Đối với loại nho đỏ: lượng chất chiết tăng 13%

Khi cho chế phẩm enzyme có chứa pectinestaraza tác dụng với nho nghiền, làm phân giải các nhóm metoxil tạo thành methanol – gây độc cho con người.

8 ẢNH HƯỞNG TỚI LƯỢNG CHẤT CHIẾT

VÀ METANOL TRONG RƯỢU VANG

 Trong vang có từ 20 -38 mg/l methanol tùy thuộc vào chế phẩm sử dụng và việc xử lý công nghệ Trung bình lượng methanol trong vang thu được từ dịch nho đã xử

lý cao hơn 10 -20%

 Sử dụng pectinesteraza có thể gây ra sự deeste hóa hoàn toàn của pectin hòa tan trong dịch nho và của một lượng lớn protopectin trong thịt quả và trong vỏ Pectinesteraza hoạt động, có khả năng làm nhanh quá trình đạt tới mức cuối cùng về hàm lượng methanol.

 Nếu phân giải pectin sử dụng pectintranxeliminaza, là vấn đề có triển vọng vì hàm lượng methanol trong môi trường không tăng lên.

 Rượu vang được sản xuất từ nho nghiền và dịch

nho đã được xử lý bằng chế phẩm enzyme có vị

tốt, cảm quan tốt, hương đặc trưng.

 Thời gian tiếp xúc nho nghiền và chế độ nhiệt

được xác định triêng theo công nghệ của từng

loại vang.

9 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM ENZYME

ĐẾN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG

 Việc xử lý enzyme có thể cường hóa quá trình của các sản phẩm rượu vang thô, đảm bảo đưa vào thiết bị lên men dịch nho tinh khiết và đã làm trong tốt, có khả năng ổn định vang trong quá trình xử lý tiếp theo.

 Giảm giá thành chế phẩm và hoàn thiện quy trình công nghệ sử dụng enzyme có thể nâng cao lợi ích kinh tế.

 Cần nâng cao hoạt độ của các enzyme cấn thiết

và kiềm hãm các enzyme có hại để đảm bảo chất lượng rượu vang tốt nhất.

THANK YOU

FOR  YOUR LISTE

NING!