Tiểu luận tỉm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả

Từ lâu chúng ta đã biết chế biến trái cây bằng nhiều phương pháp tạo ra các sản phẩm khác nhau nhưng vẫn giữ đuợc giá trị dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho con người như: sản phẩm trái cây ướp đường, trái cây nấu chín, mứt trái cây sấy khô, dịch trái cây lên men để tạo ra các sản phẩm rượu, đặc biệt là rượu vang trái cây. Mỗi loại trái cây sau khi lên men đều có hương vị thơm ngon riêng biệt cho ta cảm giác sảng khoái.

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Do đó việc chế biến các loại trái cây có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giátrị sử dụng của các loại trái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng Đồngthời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo việc làm ổn định và tăng thu nhập làm chongười dân.

Với nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương tuỳ từng mùa, từng thời vụ mà chúng tatạo ra những sản phẩm rượu vang trái cây mong muốn Ruợu vang trái cây phần lớn đượcsản xuất từ trái cây nho, được lên men không qua chưng cất.

Người ta hái nho chín đem nghiền nát và để cả khối đem ủ tự nhiên Đường nho sẽ tạothành rượu, các chất dinh dưỡng, chất thơm cũng được hòa vào dịch lên men đồng thời cácchất chát, sắc tố từ xác quả cũng được chiết vào dịch và tạo thành màu sắc và hương vị củarượu vang.

Lên men rượu vang được chia thành các giai đoạn :

Lên men chính ở nhiệt độ từ 20-3CTC khoảng 10 ngày hoặc dài hơn, ở cuối giai đoạn lên men chính dịch lên men trong dần vì protein lắng xuống

- Lên men phụ ở nhiệt độ từ 15-18°c khi lắng cặn hoàn toàn, dịch trong thì gạn, lọcxong sẽ được vang có thể uống được nhưng chưa ngon, cần phải tàng trữ ở nhiệt độ 4-10°c để vang hoàn thiện hương vị đặc trưng.

- Thời gian tàng trữ có thể vài tháng, vài năm thậm chí tới hàng chục hoặc hàng trămnăm.

Người ta chia rượu vang theo màu sắc, theo hàm lượng đường có trong rượu hoặctheo độ cồn :

-Theo màu sắc: vang trắng, vang đỏ, vang xám và vang hồng.-Theo lượng đường còn lại trong rượu : vang khô và vang ngọt.

Sản xuất rượu vang dựa trên cơ sở biến đổi hóa sinh trong quá trình lên men các loạinước quả dưới tác dụng của hệ enzyme của nấm men Hiện nay có 2 phương pháp lênmen rượu vang cơ bản: lên men tự nhiên và lên men nhờ các chủng nấm men thuần khiết.

II.Hê vi sinh vất trong lên men rươu vanp tư nhiên:

Hệ vi sinh vật trong lên men tự nhiên tương đối phức tạpvà không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trìnhlên men.

Phần lớn trong phức hệ này là nấm men,nấmmốc,số còn lại chiếm tỉ lệ thấp là vi khuẩn khôngsinh bào tử hoặc có bào tử và xạ khuẩn.

Độ axit của nước nho khá cao (pH=2,7-3,8) là điều kiệnkhông thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển.

Một số vi sinh vật thường gặp trong quá trình lênmen rượu vang:

- Vài ngày đầu cácmen dại kloeckera chiếm ưuthế (70-80% trong tổng số nấm

men), hoạt động tích tụ được 2-4 độ cồn rồi ngừng hoạt động và chết dần.Trường ĐHCông Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.

Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

- Sau đó các nấm men Saccharromyces ellipsoideus nhanh chóng phát triến gây lên

men mạnh, lượng đường tiêu hao nhanh và tích tụ cồn etylic.

- Khi độ cồn tương đối cao thì nấm men Saccharromyces ellipsoideus hay làSaccharromyces vini ngừng hoạt động Khi ấy nấm men chịu cồn Saccharomyces ovitormis

tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc.

Khi dùng nấm men thuần chủng để lên men nước quả không nên dùng 1 chủng đơn độcmà cần dùng phối hợp những chủng chịu được cồn cao để lên men tiếp theo Có như vậymới lên men triệt để đường có trong dịch lên men và cồn được hình thành trong rượu cao( có thể tới (17-19%)).

ở môi trường có độ chua lớn thường chỉ thích hợp với nấm mốc và nấm men.

Điều kiện hiếm khí và trong dung dịch có cồn làm ức chế nấm mốc,nấm mốc chỉ tham gia vàoquá trình tạo hương lúc đầu Chính trong điều kiện này nấm men đã cạnh tranh và phát triểnchiếm ưu thế trong quá trình lên men tự nhiên.

III Nắm men thường ợăp trong sản xuất rươu vang:

Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer Meyer năm

1938 lần đầu tiên đã gộp các loài nấm men bia va nấm men rượu vang thành 1 giống.

Saccharomyces - có bào tử trong nang thường là 1-4 bào tử, có khi tới 8 Tế bào củachúng có hình dạng khác nhau : hình tròn, ovan, hoặc elip Sinh sản bằng lối nảy chồi, sửdụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, có trường hợp lên men ở dịch đường 30%và tạo được 18 độ cồn Không đồng hóa được muối nitrat.

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

gặp trong nước quả.

Các loài nấm men không sinh bào tử thường gặp trong nước quảvà khả năng lên men hoặc tiêu hao đường trong

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.

Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.đó, phổ biến là kloeckera, Torulopis Người ta thường gọi chúng là men dại.

Sau đây là 1 số loài nấm men thường gặp trong nước quả là có vai trò quan trọng trongnghề làm rượu vang.

1 )Saccharomyces vini:

Đây là tên hiện nay dùng phổ biến, trước đây người ta gọi là s vini hay là s ellipsoideustheo Lodder là s 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 hoạc bông Nguồn dinh dưỡng cacbon của loàinày là đường, cồn và axit hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là axit pantotinic, biotin,mezoinozit, tiamin và piridoxin.

Đa số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3-8) X (5-12)|jm, sinh sản theo

lối nảy chồi và tạo thành bào tử s Vini sinh ra enzyme invectaza có khả năng khử đường

saccarozo thành fructozo và glucozo, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường nàyvào dung dịch quả và hàm lượng rượu được tạo thành bình thường đối với nhiều nòi củamen này chỉ đạt được 8-10% so với thể tích.

ở giai đoạn cuối lên men s vini kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu.

Các nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp cáccấu 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 s vini thường bị già, không tiếp

tuc chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.

và nước quả phúc bồn tử lên men tự nhiên, về hình thái nó không khác với các loài khác.Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch matl Các nòi của loài này có thểTrường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.

Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.lên men 12-13 độ cồn trong dung dịch nước nho Một vài nòi được dùng trong sản

3) Saccharomyceschevalieri: theo Lodder là s.chevalieriguiíliermond Nấm men này được tách từ nước nho lên men tự nhiên, từ vang non đượcgây men nước dừa hoặc nước cọ s chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo16 độ cồn Nó thường lẫn với s vini.

4) Saccharomycesovitormis : theo Lodder là s Beuanessaccardo Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng loại nấm men này ít hơn so với s.Vini Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và và các loại nước quả khác, có khả

năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 18 độ cồn Các

yếu tố sinh trưởng của loại này giống như s Vini và có khả năng chịu được cồn cao Dùng

các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang

khô cho kết quả tốt Có hình dáng giống như s Vini và có thể tạo thành 18% rượu trong quátrình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả s ovitormis lên men được lactoza,pentoza Điều khác nhau cơ bản của s ovitormis không lên men được galactoza và men nổi

lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng.

Hai giống men rượu vang này ( s.vini và S.oviĩormis) có nhiều nòi được dùng trong sản

xuất Nói chung, nhiều nòi men rượu quả có khoảng nhiệt độ thích hợp là 18-25°c, ở 35°csinh sản của chúng bị ức chế ở 40°c sinh sản bị ngừng hoàn toàn, ở nhiệt độ thấp hơn16°c sinh sản và lên men bị kéo dài Các điều kiện hóa lý, thành phần và chất lượng dịchquả, cũng như pH môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sống của nấm men.

Kloeckere apiculata : kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan - elip hoặc hình quả

chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy Sinh sản bằng nảychòi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm tới 90% tổng số men khi bắt đầulên men Nó có thể lên men tạo thành 6-7 độ cồn, nhưng tạo ra một

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.loạt các axit bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó còn

kim hãm các loại nấm men chính trong lên men, K.apiculata nhạy cảm với S02.

Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men này phát triển,nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3-4° cồn.

6) Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần chủng :

Nấm men rượu vang thuần khiết được Hansen lần đầu tiên (1883) tách được từ quả

nho va được mang tên là Saccharomyces ellipsoideus ông phân lập ra từng khuẩn lạc với

tế bào riêng biệt trên môi trường đặc và được cấy chuyền với sự kiểm tra bằng kính hiểnvi Từ đấy việc nghiên cứu giống men thuần chủng được chú ý nhưng cũng có nhiều ýkiến khác nhau vế sử dụng chúng cho sản xuất rượu vang.

Sau khi có hãng rượu sản xuất được các loại vang ngon từ giống thuần chủng vấnđề này mới thực sự được quan tâm và phát triển trong nghiên cứu cũng như áp dụngtrong công nghiệp.

Các nòi nấm men thuần khiết dùng nhiều trong sản xuất thuộc giống s vini và s.

Các chủng nấm men thuần khiết này, có sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng, khoảngnhiệt độ thích hợp để lên men, khả năng tạo cồn va chịu cồn, khả năng chịu được pH thấpcũng như khả năng kết lắng (tạo thành dạng bông hoặc dạng bụi) như đã đề cập tới ở trên.

Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang là: có lực lên men cao đối với nước quả,sử dụng đường cho lên men gần hoàn toàn, kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh, chịuđược độ rượu cao và độ axit của môi trường, cũng như các chất sát trùng, tạo cho rượuhương vị thơm ngon thanh khiết.

IV Các yếu tố ảnh hưởng tới nắm men tronợ lên men rươu vang tư nhiên :

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Hầu hết các chủng nấm men trong lên men rượu vang thuộc giống Saccharomyces.

Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy tiện Khi trong môi trường đủ lượng oxy nấm men phânhủy đường dùng làm nguồn năng lượng và cấu tạo tế bào tăng sinh khối.

Trường hợp thiếu oxy (kị khí) nấm men sử dụng phần oxy hoà tan trong môi trường đểsinh trưởng và chủ yếu là lên men.

Trong quá trình lên men giai đoạn đầu yêu cầu oxy cao nhất để nấm men sinh sản, pháttriển tăng sinh khối Nếu có giai đoạn nhân giống thì cũng cần phải cung cấp oxy bằng cách

Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều do vậy người ta thường bổsung thêm đường saccarozo Đa số các loại nấm men hoạt động bình thường trong môitrường có hàm lượng đường dưới 20% Có 1 số chủng loại hoạt động ở môi trường cóđường cao hơn Khi nhân giống dùng môi trường có đường thấp dưới 10%.

4) pH của môi trường :

Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang ngon Đối với dịchquả thường có độ pH từ 2,8-3,8 Khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động được Vùng pH tốithích của nấm men là 4-6.

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường nước quả có độ pHbằng 3,0-3,5 , mà không cho lên men ở vùng pH 4-6 vi khoảng pH này cũng là điều kiệnthích hợp cho các loài vi sinh vật có hại phát triển

Đa số trong nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm men Song cũng cótrường hợp vì hạn hán hoặc tùy từng loại quả không đủ nguồn nitơ cho nấm men sinhtrưởng Do đó cần phải bổ sung thêm nguồn nitơ Trong trường hợp này người ta thườngdùng amon sulíat (NH4)2S04 Cũng có thể dùng dịch men tự phân cho thêm vào môi trường.Nếu dịch quả quá chua dùng tactrat amon - kali hay amon hydroxyt trung hòa bớt acid.

Ngoài nguồn nitơ cũng cần chú ý đến nhu cầu sinh trưởng của nấm men Nếu thấy menphát triển kém có thể thêm vào 1 lit nước quả 0,2ml hỗn hợp có thành phần như sau amonsulíat - 10Og/l, vitamin B1 (thiamin) - 0,25g/l, canxi pantotenat -

0, 25g/l, vitamin H (biotin) - 0,002g/l Cũng có thể dùng cao nấm men thay chohỗn hợp này.

Đối với dịch nhân giống hoặc hoạt hóa giống thì hỗn hợp có các nguồn nitơ và cácchất sinh trưởng này rất có ý nghĩa Trong nước quả thường có đủ các chất khoáng đốivới nhu cầu của nấm men Vì vậy không cần phải bổ sung thêm chất khoáng Songtrong nghiên cứu cũng như nhân giống có thể thêm nguồn photpho kali ở dạng muốiphotphat magiê ở dạng muối sunfat Ngoài ra để chống oxy hóa nước quả, người ta cóthể thêm hóa chất vào nước quả sau khi ép và trước khi lên men Chất dùng rộng rãi làS02 (anhydrit suníurơ).

V.Các QUV trình sản xuất rươu vanợ:

Quy trình sản xuất rượu vang có thể mô tả một cách đơn giản nhất như sau:

Rượu vang được làm từ các loại nho nguyên chất và được lên men một cách tự nhiên.Vì nho vốn có hai đặc tính tự nhiên là đường và men nên nước nho được ép ra, trải qua mộtquy trình chế biến sẽ trở thành rượu vang.

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Rượu vang là một sản phẩm của quy trình tinh xảo mà khởi đầu bằng việc quyết định thởiđiểm thích hợp nhất để gặt hái nho.

Tất cả các quy trình để làm rượu vang cơ bản đều giống nhau từ lúc gặt hái cho đến khiđóng chai Để có một kiến thức cơ bản về quy trình làm rượu vang, chúng ta hãy tìm hiểu từngbước trong từng giai đoạn làm rượu vang.

I Thời điểm gặt hái nho:

Khi nho chín thì độ axit sẽ giảm xuống và lượng đường sẽ tăng lên Thời điểm thích hợpđể gặt hái nho là vào tháng 8 đối với vang nổ (Sparkling Wines) vào tháng 10 đối với rượu đỏ.Các nghệ nhân sẽ quyết định thời điểm gặt hái nho, nhằm đạt lượng axit và lượng

đường như mong muốn đểchế biến theo khẩu vị riêngcủa mình.

Thời điểm các trang trạigặt hái nho cũng được thể

hiện rõ trên nhãn của các loại rượu vang.

Để làm rượu vang nổ thì nho sẽ được hái khi độ axit đạt khoảng 1% và 19° Brix (Brix làđơn vị đo lượng đường còn lại trên nho, nhân đơn vị Brix với 0,55 thì chúng ta sẽ được nồng độcồn) Để làm rượu vang đỏ, nho sẽ đựơc hái khi đạt gần được khoảng 0,8% độ axit và 22°Brix.Phần lớn các loại nho dùng để làm rượu vang trắng và đỏ khi được gặt hái thì sẽ đạt khoảng0,65% độ axit và 23° Brix Điều kiện trên là tiêu chuẩn cơ bản để quyết định thời điểm thích hợpnhất khi gặt hái nho Phần lớn các nghệ nhân làm rượu vang quyết định thời điểm gặt hái nhobằng thông qua việc đánh giá mầu sắc nho và nếm quả nho.

2 Giai đoạn chuẩn bị dịch lên men:

Ugnỉ BlancColombardMontil

Bước tiếp theo để tiêu diệt vi sinh vật có hại và đảm bảo rượu được tinh khiết, người tathường dùng SO2 để xông Lượng SƠ2 trong dịch lên men không được quá nhiều vì sẽ gây ứcchế sự phát triển và hoạt động chuyển hóa đường thành rượu của nấm men, lượng S02 đượcđưa vào dịch trái cây khoảng 30-120g/l.

0 Đối với các loại trái cây khác:

Ngoài nho, rượu vang cũng được làm từ các loại trái cây khác: dứa, mơ, Các loại tráikhác nho thì có lượng đường không cao và hàm lượng axit rất cao Đối với các loại quảkhông phải là nho, người ta cần phải điều chỉnh lượng đường sao cho tổng lượng đườngtrong dung dịch phải đạt 16-17% là tốt nhất.

Người ta có hai cách để thu nhận dịch trái cây dùng cho quá trinh lên men.-Cách thứ nhất: dùng máy ép ép trái cây, thu lấy dịch trái cây.

-Cách thứ hai: người ta dùng dường để trích ly các thành phần có trong trái cây ra ngoài.Trong trường hợp này, dịch trích ly sẽ chứa rất nhiều đường, người ta dùng nước để pha loãngdịch đường đến mức độ đường cần thiết.

4 Quá trình lên men rượu vang:

- Yêu cầu lên men nhanh, lên men hết đường: khi cho lên men phải tạo điều kiện để cho

men Saccharomyces hoạt động mạnh, nhanh, lên men hết đường Trong quá trình lên men, con

men hoạt động mạnh thì tiết ra một lượng lớn C02 tạo thành đệm chắn không cho khuẩn, nhất làkhuẩn giấm xâm nhập và làm hỏng quả, mặt khác men khỏe, men nhiều thì tiết ra những chấtkháng sinh, ức chế các loại khuẩn khác nhất là

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

khuẩn Lactic có sẵn trong nước quả Bản thân việc lên men tạo cồn ethylic cũng tạo điều kiện

thuận lợi để quá trình lên men diễn biến bình thường.

Nếu vì một nguyên nhân nào đó, men Saccharomyces ngừng hoạt động nửa chừng, còn

lại đường khử, rất dễ bị khuẩn và các men dại phá hủy làm hỏng rượu Vì vậy một trong những

nguyên tắc kỹ thuật chế rượu vang quan trọng nhất là tạo điều kiện cho men Saccharomyces

sinh sản nhanh, chuyển toàn bộ đường thành rượu trong thời gian ngắn nhất; sau khi đường đãchuyển hóa hết, lượng cồn etylic sản sinh đã cao thì khuẩn khó hoạt động.

- Theo dõi quá trình lên men qua một số chỉ tiêu sau:

+ Hàm lượng đường: khi lên men phải tạo điều kiện để nấm men hoạt động mạnh, cho lênmen nhanh, tiêu thụ hết đường Vì vậy cần theo dõi hàm lượng đường thay đổi trong quá trìnhlên men Nếu vì một lí do nào đó nấm men ngưng hoạt động, trong môi trường còn nhiều đườngkhử các vi sinh vật khác (không phải nấm men) phát triển dễ dàng, đưa đến thành phần rượukhông còn như bình thường.

+ Nhiệt độ: nếu thực hiện lên men trong những thiết bị có dung tích lớn, người sản xuấtphải đo nhiệt độ nhiều lần trong ngày, vì trong quá trình lên men nhất là ở giai đoạn đầu, quátrình lên men mạnh, sủi bọt nhiều, năng lượng tỏa ra nhiều, lúc ấy nhiệt độ cũng tăng lên nhiều.Quá trình lên men thích hợp với khoảng t° = 20 - 30°c.

Qua thực nghiệm và sản xuất, người ta thấy rằng: tốt nhất là từ đầu đến cuối quá trình cholên men ở cùng một nhiệt độ Độ nhiệt ổn định tuy ở mức khá cao t° = 30°c, nhưng giữ ổn địnhliên tục vẫn tốt hơn là lúc đầu t°= 20°c sau tăng lên 30°c.

+ Hàm lượng 02: mặc dù lên men rượu là một quá trình yếm khí nhưng nhất thiết trong giaiđoạn đầu của quá trình lên men phải cho nước quả tiếp xúc với 02 không khí bằng cách sục khí.Giai đoạn sau cho lên men yếm khí.

Trong lên men ở quy mô sản xuất nhỏ người ta cho lên men ở bình có miệng to và nút bìnhbằng nút bông Khi lên men ở quy mô lớn, người ta sử dụng các nồi lênTrường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.

Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.men hay các bể, khi đổ môi trường lên men vào phải để trống một thế tích thích hợpkhoảng 1/3 - 1/5 thể tích nồi hay bể lên men.

-Các giai đoạn lên men rượu vang:

+ Giai đoạn hình thành rượu: là giai đoạn từ lúc cấy men giống vào, cho lên men đến khidịch lên men hết sủi bọt mạnh Nếu giữ được nhiệt ổn định, thời gian lên men này kéo dài từ 4 -5 ngày Kết quả của giai đoạn này ta được “rượu non”.

Trong thời gian này nấm men hoạt động mạnh nhất, tiêu thụ nguyên liệu (đường, đạm, vitamin)mạnh, biến đường thành rượu, giải phóng C02 Kết thúc giai đoạn này thành phần nước quảthay đổi rất lớn.

+ Giai đoạn phát triển: khi kết thúc lên men ở giai đoạn một, người ta tiến hành gạn cặn,tách xác quả bằng biện pháp lọc (đối với vang đỏ - vang thu được do lên men dịch quả có kèmxác quả) Trong các cơ sở lên men ở quy mô lớn người ta dùng hệ thống ống hút xiphong đểhút dịch lên men sang nồi hay bể lên men khác Đây là gạn thứ nhất.

Khi được “rượu non”, ta tiếp tục cho lên men, nhưng ở giai đoạn này quá trình lên menxảy ra không ồ ạt, người ta còn gọi là lên men phụ, phân hủy những gam đường cuối cùng cótrong dịch lên men Đồng thời ở giai đoạn này có quá trình lên men malolactic Kết quả của quátrình này, acid malic chuyển thành axit lactic, làm cho rượu chuyển từ vị chua gắt sang vị chuanhẹ dễ chịu (của acid lactic), C02 còn được tiếp tục giải phóng nhưng có xu hướng ít dần Dungdịch lên men ở trạng thái tĩnh lặng, xác men lắng xuống đáy bình hay bể.

Tiếp theo thực hiện gạn cặn lần hai (sau lần một khoảng từ 20 - 30 ngày), lần ba (sau lầnhai hơn 30 ngày) Nếu rượu còn đục ta gạn tiếp để có dung dịch trong suốt Sau lần gạn cuốirượu cơ bản ổn định về thành phần.

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

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Lưu ý: sau mỗi lần gạn cặn, các dụng cụ đựng dung dịch lên men như chai, bình (lên menở quy mô nhỏ), nồi lên men (ở quy mô công nghiệp) được đổ dịch lên men đầy hơn, tạo điềukiện lên men yếm khí nghiêm ngặt hơn Đến lần cuối cùng đậy kín hoàn toàn, tạo sự cách lynghiêm ngặt với 02.

+ Giai đoạn vang chín: sau giai đoạn hai, “rượu non” đã ổn định thành phần nhưng rượuvẫn còn “sống”, người ta phải áp dụng một số biện pháp kĩ thuật để làm tăng chất lượng củarượu, để rượu được “chín” Những biện pháp này rất đơn giản nhưng lại quyết định chất lượngcủa rượu thành phẩm Cụ thể cách tiến hành:

• Nút chai, bình đựng “rượu non” thật chặt.

• Hạ thổ ở độ sâu 50 - 60cm ở vùng đất cao, mát, không bị ngập nước Vị trí tốt nhất làdưới hầm ở trong nhà nơi nhiệt độ ít dao động Nếu không có điều kiện chôn sâu thì có thể để ởtrong thùng đổ cát vùi kín Hạ thổ với thời gian từ 4 - 5 tháng, rượu có thể uống được tuy chấtlượng chưa hoàn hảo Nếu qua hai năm trở lên rượu có chất lượng hoàn hảo gọi là “rượu chín”.

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Trong thời gian chuyển từ rượu vang “sống” sang rượu vang “chín” đã xảy ra rất nhiềubiến đổi sinh hóa phức tạp để chuyển từ rượu ít ngọt, ít thơm có vị chua lấn át, có vị đắng củaC02 và aldehyde sang rượu chín trong vắt, có màu đỏ (hoặc vàng), có vị ngọt cân đối của cồn -đường, vị đắng nhẹ của glycerin, vị chát của polyphenol Khi có đầy đủ những tính chất như vậyta được rượu thành phẩm.CHƯƠNG II: LÊN MEN LACTIC TRONG MUỐI DƯA, MUỐI CÀ.

I.Giới thiêu chung về muối dưa, muối cà:

Rau quả đóng một vai trò quan trọng trong bữa ăn của con người Trong rau quả cóchất dinh dưỡng quý, như hydrat cacbon, các axit hữu cơ, vitamin, các chất khoáng, tanin,pectin v.v

Khó có thể giữ được các loại rau bắp cải, su hào, rau cải, dưa chuột, cà chua trongthời gian dài để cung cấp cho người tiêu dùng ở các thành phố hoặc khu công nghiệp tronglúc giáp vụ hoặc vì thời tiết khan hiếm rau tươi Ngoài các hóa chất để bảo quản rau quảngười ta còn muối chua rau quả để kéo dài thời gian cất giữ cũng cho kết quả khả quan vàcó ý nghĩa lớn trong việc cất giữ rau quả và giải quyết cho việc phục vụ bữa ăn của nhândân.

Muối chua rau, quả là một quá trình lên men lactic mà nguyên liệu là rau, quả, đường,muối và gia vị.Quá trình lên men này hoàn toàn là quá trình lên tự nhiên, gây ra bởi nhiềunhóm vi sinh vật khác nhau Muối chua rau dưa có từ xưa Song, ở nước ta việc tìm hiểu cácquá trình hóa sinh - vi sinh ở đây chưa được chú trọng và tới nay cống việc này vẫn ở tìnhtrạng thủ công dựa vào kinh nghiệm dân gian.

Trong rau dưa thường có sẵn vi khuẩn Lactic và những tạp khuẩn gây hỏng quá trình

muối chua (vi khuẩn axetic, butyric, vi khuẩn hoại sinh và nấm mốc) Vì vậy, trong việc này

cần tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn Lactic phát triển và đến khi đã tích tụ được axit lactic

trong nước dưa sẽ ức chế các vi khuẩn khác Công việc đầu tiên là phải chọn rau, rửa sạch,làm vệ sinh dụng cụ và đồng thời cũng lựa chọn nước, muối ăn.

II.Lên men lactic là gì?

1) khái niệm chung :Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực

Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Lên men lactic là quá trình chuyến hóa sinh học kỵ khí chứa các hợp chất đườngthành axit lactic nhờ vi sinh vật (chủ yếu) và một số sản phẩm khác nữa.

Con người từ lâu đã sử dụng vi sinh vật lên men lactic để bảo quản và chế biến cácloại thức ăn Năm 1780, nhà bác học Thủy Điển Schaele lần đầu tiên đã tách được axitlactic từ sữa bò lên men chua Năm 1857, L Pasteur đã chứng minh rằng sữa chua là kết

quả hoạt động của một nhóm vi sinh vật đặc biệt gọi là vi khuẩn Lactic Năm 1878, Listerđã phân lập thành công vi khuẩn Lactic và đặt tên là Bacterium lactic, gọi là Streptococcuslactic.

2 Tác nhân lên men lactic:

Nhóm vi khuẩn Lactic đã được xác định bởi ORLA-JENSEN (1919), bao gồm nhiều

giống có đặc tính chung là lên men gluxit thành axit lactic.

Lên men lactic có hai dạng:lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình.

Lên men lactic đồng hình là loại lên men lactic hầu như chỉ cho sản phẩm là axitlactic Quá trình lên men phụ thuộc vào giống vi khuẩn sử dụng Trong quá trình lên menđồng hình, sự chuyển hóa đường glucose thành axit lactic xảy ra theo chu trình Embden -Meyerhof để tạo thành axit pyruvic, sau đó dưới tác dụng của lactadehydrogenase axitlactic hình thành Quá trình này có ý nghĩa lớn trong công nghiệp thực phẩm.

Lên men lactic dị hình là quá trình lên men, ngoài axit lactic còn có các sản phẩmkhác như, atanol, C02 Thông thường, axit lactic chiếm khoảng 40%, axit succinic chiếmgần 20%, rượu etylic khoảng 10%, axit acetic 10% và các chất khác khoảng 20%.

Tùy theo cơ chế lên men bắt buộc hay chủ yếu, mà người ta xác định là lên vi khuẩn lên men đồng hình (homofermentaires) hay vi khuẩn lên men dị hình (heterfermentaires)

.Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

Một số vi khuấn lên men đồng hình cũng có khả năng lên men dị hình trong nhữngthời gian sinh trưởng không thuận lợi hoặc tùy thuộc vào nguồn đường sử dụng.

3 Vi khuẩn Lactic:

a) Cấu tạo vi khuẩn Lactic:

Vi khuẩn Lactic là những vi khuẩn Gram dương (G+): có thành phần cấu tạo cơ bản làpeptidoglycan (PG), còn gọi là glucopeptit, murein, chiếm 95% trọng lượng khô của thànhtế bào, tạo ra một màng polime xốp, không hòa tan và rất bền vững, bao quanh tế bàothành mạng lưới, cấu trúc của PG gồm ba thành phần: N acetylglucozamin, N.acetylmuramic và galactozamin.

Các vi khuẩn G+ có thành tế bào (cell wall) dày hơn, khoảng từ 14 - 18nm, so vớithành tế bào của vi khuẩn G' (khoảng 10nm) (1nm = 10'3ụm = 10'6mm), trọng lượng có thểchiếm 10 - 20% trọng lượng khô của vi khuẩn Vách tế bào vi khuẩn có cấu tạo gồm haichất dị cao phân tử là glucopeptit và nhóm polysaccarit Nhóm polysaccarit đặc biệt củavách tế bào vi khuẩn G+ là axit techoic (là các polime của glycerol và ribitol photphat), gắnvới PG hay màng tế bào.

So sánh thành phầnvách tế bào vi khuẩnGram(+) và Gram(-):Thànhphân

Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tếbào vi khuẩn

Trường ĐH Công Nghiệp TP,HCM - Viện công nghệ sinh học và thực phẩm.Tiểu luận: tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi trong sản xuất các sản phẩm từ rau quả.

a0

Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, viết tắt là CM ) dày 7 - 8nm, có cấu tạo gồm3 lớp:

+Hai lớp phân tử protein (chiếm hơn 50% trọng lượng khô của màng và 10 - 20%protein tế bào), gồm có hai dạng: protein cấu trúc và enzyme.

+Một lớp kép photpholipid (20 - 30% trọng lượng khô của màng), nằm ở giữa: một lớpcó gốc photphat quay vào trong, một lớp có gốc photphat quay ra ngoài (mô hình khảm lỏng)làm màng hóa lỏng và cho phép các protein di động tự do Khoảng 70 - 90% lipid của tế bàotập trung ở lớp photpholipid của màng.

Chức năng chủ yếu của màng tế bào chất là tấm bình phong ngăn trở dòng các chất ra cũng

§I

ohâp thụ được các chât dinh dưỡng, các nguyên tô có lợi cho quá trình trao đôi chất Màngtế bào chất chứa các enzyme sinh tổng hợp kiểm soát các khâu kết thúc tổng hợp lipid củamàng và các hợp chất kiến tạo thành tế bào.

Cuối cùng, màng tế bào chất là nơi định vị của nhiều enzyme tham gia tổng hợpATP.

Tế bào chất (Cytoplasm) là thành phần chính của tế bào vi khuẩn Tế bào chất của vi

khuẩn nhân nguyên nói chung, của vi khuẩn Lactic nói riêng gồm có 80 - 90% là nước, nước

có thể ở trạng thái tự do (chiếm phần lớn) làm nhiệm vụ hòa tan các chất và tạo nên dungdịch keo với các chất cao phân tử Nước ở trạng thái kết hợp (chiếm phần nhỏ) thường liênkết trong các vi cấu trúc như protein, lipid và

Vinm ưa nước

Viras kị nước

Vuuflifa HƯỚC

L(fp đốiPhospholipid

Tề bảo chất

Protein xuyëutnâ ugProtein hôi nhập

Hình 2: cấu trúc màng tế bào chất của vi khuẩn (theoThuyết dòng khám)

H-.C-H «—■\HJ-H\ívVùng ưa

Cavbonhydvaie