Tài liệu Công nghệ lên men thực phẩm vins doux naturel

Khi đó, động học của quá trình lên men và hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất do nấm men sinh ra sẽ được kiểm soát dễ dàng hơn,từ đó chất lượng của rượu vang thành phẩm sẽ được ổn định.[r]

MỤC LỤC

I. Tổng quan 3

1. Vins doux naturels 3

1.1 Lịch sử hình thành phát triển 3

1.2 Phân loại 3

2. Nguyên liệu 3

2.1 Nho 3

2.1.1. Giống nho Muscat of Alexandria 3

2.1.2. Giống nho Muscat Blanc petits grains 3

2.1.3. Thành phần hóa học 3

i. Đường 3

ii. Các hợp chất pectic 3

iii. Acid hữu 3

iv. Các hợp chất chứa nitơ 3

v Enzyme 3

vi. Các hợp chất phenolic 3

vii. Vitamin 3

viii Các hợp chất hương 3

ix. Các chất khoáng 3

2.2 Brandy 3

2.3 Nấm men thường gặp sản xuất rượu vang 3

2.3.1. Saccharomyces cerevisiae 3

2.3.2. Saccharomyces oviformis 3

2.4 Chất ức chế vi sinh vật sulfure dioxide (SO2) 3

2.5 Nước 3

2.6 Các nguyên liệu phụ khác 3

II Quy trình cơng nghệ 3

1. Ép 3

2. Sulfite hóa lần 3

3. Lắng cặn 3

4. Hidrate hóa chế phẩm giống nấm men 3

5. Lên men ethanol 3

7. Bổ sung cồn 3

8. Sulfite hóa lần 3

9. Ủ rượu 3

10. Xử lý dịch ủ tác nhân hóa học 3

11. Ổn định làm rượu vang 3

11.1. Chắt rượu 3

11.2. Lọc cặn 3

11.3. Xử lý membrane vi lọc 3

12. Rót sản phẩm 3

III. Sản phẩm vins doux naturels 3

1. Sản phẩm 3

2. Chỉ tiêu chất lượng vins doux naturels 3

2.1 Chỉ tiêu cảm quan 3

2.2 Chỉ tiêu hóa học 3

2.3 Giới hạn hàm lượng kim loại 3

2.4 Chỉ tiêu vi sinh 3

IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO 3

MỤC LỤC BẢNG Bảng : Chỉ tiêu chất lượng kali metabisulfite 11

Bảng : Chỉ tiêu cảm quan .28

Bảng 4: Chỉ tiêu hóa học .28

Bảng 5: Chỉ tiêu kim loại .28

Bảng 6: Chỉ tiêu vi sinh .28

MỤC LỤC HÌNH Hình : Muscat of Alexandria

Hình : Muscat de Frontignant .6

Hình 3: Các thành phần trái nho (a) chùm nho (b)

Hình 4: Thiết bị ép có khung thẳng đứng 15

Hình 5: Thiết bị sulfite hóa 17

Hình 6: Thiết bị lắng cặn 19

Hình 7: Thiết bị lên men 20

Hình 8: Thiết bị ly tâm 21

Hình 9: Thiết bị ủ rượu 23

Hình 10: Hệ thống lọc kín 24

Hình 11: Hệ thống phân riêng membrane 25

Hình 12: Hệ thống chiết rót sản phẩm 26

Hình 13: Vin Doux Naturel A.O.C Rivesaltes Grenat 27

Hình 14: Muscat de Rivesaltes AOC Excellence 27

I. Tổng quan 1. Vins doux naturels

cồn thường dao động khoảng 15 – 22% v/v Nhìn chung, sản phẩm vang có bổ sung ethanol có vị hàm lượng đường sót cao trừ vài trường hợp ngoại lệ Mùi vị sản phẩm rượu vang bổ sung ethanol đa dạng phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng quy trình sản xuất Trong phần nhóm giới thiệu quy trình sản xuất từ nguyên liệu giống nho trắng Muscat cụ thể nước Pháp.

1.1. Lịch sử hình thành phát triển

Năm 1285, bác sỹ người Pháp Arnau de Vilanova thêm rượu mạnh vào trình lên men vang, sau q trình vua Codifies sử dụng để sản xuất vang tạo tiền đề cho sản xuất vins doux naturels sau Tuy nhiên đến kỷ XVII, chiến tranh xung đột xảy ảnh hưởng lớn đến diện tích sản lượng nho, sau hiệp ước Pyrenees việc trồng nho phục hồi phát triển đến ngày

Năm 1782, Arago công nhận Roussillon sản phẩm rượu vang có chứa 15 – 17o

cồn

Năm 1898, PAMS sử dụng tên “ vins doux naturels” cho sản phẩm rượu vang có pha chế thêm cồn

Năm 1909, khu vực Banyuls thành lập nên sản phẩm rượu vang pha cồn đặc trưng cho vùng

Năm 1914, luật pháp Bush quy định cụ thể điều kiện cụ thể sản phẩm rượu vang pha chế cồn

Năm 1936, sản phẩm rượu vang pha chế cồn Banyuls, Maury Rivesaltes trở thành tiếng đến năm 1956 tạo nên sản phẩm AOC Muscat de Riversaltes

1.2. Phân loại

Sản phẩm rượu vang có bổ sung ethanol chia thành hai loại :

 Sản phẩm bổ sung ethanol: ethanol phải dịch cất tử rượu vang hay cồn tinh luyện phép dùng công nghiệp thực phẩm

 Sản phẩm bổ sung ethanol dịch nho bổ sung ethanol mistelle, mistelle dịch nho bổ sung ethanol; hàm lượng ethanol mistelle 18 – 22%

Trong tất trường hợp, nồng độ đường dịch nho trước lên men phải có khả sinh tối thiểu 12%v/v ethanol theo lý thuyết Sản phẩm vang phải chứa 4% ethanol có nguồn gốc từ q trình lên men dịch nho Nhìn chung, sản phẩm vang có bổ sung ethanol có vị hàm lượng đường sót cao cao trừ vài trường hợp ngoại lệ Mùi vị sản phẩm rượu vang bổ sung ethanol đa dạng phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng quy trình sản xuất

2. Nguyên liệu 2.1. Nho

Trong hệ thống phân loại sinh vật , nho thuộc vào :

Nhóm Spermtophyta

Ngành Tracheophyta Ngành phụ Pteropsida

Lớp phụ Dicotyledoneae

Bộ Rammales

Họ Vitaceae

Giống Vitis

Giống phụ Vitis & Muscadinia

Đến nay, giống phụ Vitis có 60 lồi, chúng phân bố khắp nơi giới, chủ yếu châu Âu, châu Mỹ châu Á Cịn giống phụ Muscadinia có hai loài, chúng được phân bố chủ yếu vùng Đông Nam Hoa Kỳ vùng Đông Bắc Mexico

Trong số loài thuộc giống Vitis, loài Vitis vinifera phổ biến Hơn 90% tổng sản lượng nho thu hoạch hàng năm giới thuộc loài Vitis vinifera gồm có nhiều “cultivars” khác Khi dịch sang tiếng Việt “cultivars” thường gọi “giống trồng”

Các giống nho thuộc loài Vitis vinifera chia thành hai nhóm :  Giống nho trắng (white cultivars)

 Giống nho đỏ (red cultivars)

Tại Pháp, người ta thường dùng Muscat of Alexandria Muscat Blanc petits grains để sản xuất vang Muscat có bổ sung ethanol.

2.1.1. Giống nho Muscat of Alexandria

Giống nho Muscat of Alexandria có nguồn gốc từ Bắc Phi, chùm nho có kích thước lớn (15 – 20 inches), trái hình bầu dục, chín có màu hổ phách nhạt tiếp xúc với ánh nắng mặt trời có màu nâu đỏ, vỏ dày thịt tương đối cứng Rượu vang sản xuất từ Muscat of Alexandria thường cho mùi xạ hương (musky).

Hình : Muscat of Alexandria 2.1.2. Giống nho Muscat Blanc petits grains

Hình : Muscat de Frontignant 2.1.3. Thành phần hóa học

Hình 3: Các thành phần trái nho (a) chùm nho (b)

Theo Navarre (1994) chùm nho, thành phần cuống chiếm tỉ lệ khoảng 3-6% w/w, vỏ nho 7-11%, thịt nho 80-85% hạt nho 2-6%

 Cuống nho chứa khoảng 78-80% nước Hợp chất hóa học quan trọng cuống nho tannin (3%), chất khống (2-3%), chủ yếu muối kali Ngồi cuống nho chứa cellulose số hợp chất hóa học khác Cần lưu ý hợp chất tannin cuống nho ảnh hưởng không tốt đến mùi vị rượu vang phẩm

 Hạt nho có chứa hợp chất tannin dầu nho Nếu tannin từ hạt nho trích ly vào dịch nho rượu vang có vị chát đậm Ngồi ra, dầu có nguồn gốc từ hạt nho bị lẫn vào rượu vang làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm Do đó, quy trình sản xuất rượu vang, người ta cần hạn chế tác tộng học làm tổn thương hạt nho để hạn chế trích ly tannin dầu từ hạt nho vào dịch nho

 Thịt nho thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho Dịch nho chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng nguồn chất cho nấm men vang trình lên men ethanol Trong 1000 g nước nho thu nhận từ phần thịt nho có 700 - 780g nước; 200 - 250g đường; - 5g acid hữu dạng tự do;3 - 10g acid hữu dạng liên kết; 0,5 - 1g hợp chất có chứa nitơ; – 3g chất khống số hợp chất hóa học khác

i. Đường

Dịch nho có chứa hai loại hexose chủ yếu glucose fructose Tổng hàm lượng chúng dao động khoảng 150 – 250 g/l Khi trái nho chín tỉ lệ lượng glucose lượng fructose thường xấp xỉ 1,0 Glucose fructose hai đồng phân Khi tồn dạng mạch thẳng, đường D – glucose có gốc aldehyde đường D – fructose có gốc ketone cơng thức phân tử chúng đường khử

Ngồi glucose fructose, dịch nho chứa loại đường sau đây:

 Pentose: chủ yếu L – arabinose D – xylose với hàm lượng xấp xỉ vài trăm mg/l. Ngồi người ta cịn tìm thấy D – ribose với hàm lượng không vượt 100 mg/l Đường L – arabinose thường có mặt thành phần pectin trái nho Đường D – xylose tham gia vào cấu tạo xylan; thành phần liên kết với cellulose cấu trúc mơ thực vật Cịn đường D – ribose tham gia vào cấu tạo nucleotide acid nucleotide Cần lưu ý D – xylose có cấu trúc pyranose, cịn D – ribose có cấu trúc dạng furanose

 Hexose: dịch nho có chứa số loại hexose khác D – galactose, L – rhamnose (còn gọi methyl pentose) Hàm lượng chúng thường thấp 100 mg/l  Disacharide: số lợi đường disacharide tìm thấy dịch nho,

saccharose quan trọng Các nghiên cứu gần cho thấy hàm lượng saccharose dịch nho dao động khoảng – g/l

Các loại đường có dịch nho chia thành hai nhóm: đường lên men đường khơng lên men Đường lên men chủ yếu gồm glucose, fructose saccharose Trong điều kiện khơng có oxy, nấm men vang chuyển hóa chúng thành ethanol carbon dioxide Ngược lại, nấm men vang khơng sử dụng nhóm đường không lên men, đặc biệt đường pentose

ii. Các hợp chất pectic

Các hợp chất pectic cáo thể chia thành hai nhóm : hợp chất pectic acid hợp chất pectic trung tính (theo Ribereau – Gayon cộng (2006))

iii. Acid hữu cơ

Trong trái nho, acid tìm thấy khơng bào Chúng tồn dạng tự do, dạng liên kết thường gặp dạng muối với kali

Để lượng hóa acid trái nho, người ta thường sử dụng đại lượng “độ chua tổng” Khi đó, mẫu phân tích đem chuẩn độ với dung dịch NaOH N/10 Đơn vị đo độ chua tổng biểu diễn dạng số g acid sulfuric số g acid tartaric có lít 1kg mẫu phân tích

Acid tartaric acid malic hai thành phần chủ yếu số acid hữu có trái nho Hàm lượng hai acid chiếm 90% tổng lượng acid trái nho

Acid tartaric thành phần quan trọng tạo nên giá trị pH acid cho dịch nho rượu vang thành phẩm Tuy nhiên, tartrate nguyên nhân tượng kết tủa ảnh hưởng xấu đến độ bền hóa lý rượu vang

 Acid malic

Acid malic tìm thấy tất sinh vật Nó có nhiều trái táo nên cịn gọi acid táo Khi nho chưa chín, hàm lượng malate tăng đến 25g/l dịch nho Trong q trình chín, acid malic tham gia vào q trình chuyển hóa để sinh lượng cho tế bào nên hàm lượng giảm nhanh Nho chín chứa hàm lượng malate từ – g/l đến – 6,5 g/l

Cần lưu ý rượu vang có hàm lượng malate cao có vị chua thơ Trong quy trình sản xuất rượu vang, malate chuyển hóa thành lactate nhờ enzyme nhóm vi khuẩn lactic Chuyển hóa cịn gọi lên men malolactic ảnh hưởng có lợi cho giá trị cảm quan rượu vang đỏ số loại rượu vang trắng

iv. Các hợp chất chứa nitơ

Khi nho chín hàm lượng nitơ tổng dao động khoảng 100 - 1100mg/l dịch nho Các hợp chất nitơ chia thành hai nhóm: nitơ vơ nitơ hữu

 Nitơ vô  Nitơ hữu

Thành phần nitơ hữu nho đa dạng, quan trọng acid amin, oligopeptide, polypeptide protein

 Acid amin: Các acid amim phổ biến tự nhiên tìm thấy nho Hàm lượng nitơ acid amin nho chiếm khoảng 30 – 40% so với lượng nitơ tổng Đây nguồn chất nitơ quan trọng cho nấm men vang Ngoài ra, acid amin dịch nho cịn ảnh hưởng đến dự hình thành số cấu tử hương rượu vang thành phẩm  Oligopeptide polypeptide: Được hình thành từ acid amin liên kết với

qua liên kết peptide Oligopeptide điển hình nho glutathion Đây tripeptide Các polypeptide nho có phân tử lượng không lớn 10.000 Da

Cần lưu ý vi khuẩn lactic sử dụng số loại oligopeptide nguồn chất nitơ Ngoài có mặt oligopeptide rượu vang ảnh hưởng đến giá trị cảm quan sản phẩm, vấn đề chưa nhiên cứu chuyên sâu

 Protein: Protein đại phân tử acid amin liên kết với qua liên kết peptide tạo thành Phân tử lượng protein không thấp 10.000 Da

 Các hợp chất khác: Trong nho cịn có chứa pyrazine hợp chất chứa nitơ mạch vịng Chúng tham gia vào q trình tạo hương cho số giống nho Hàm lượng chúng từ vài mg đến vài chục mg/l

v. Enzyme

Trong trái nho chứa nhiều loại enzyme khác Trong sản xuất rượu vang, người ta quan tâm đến hai nhóm: enzyme oxy hóa khử enzyme thủy phân

vi. Các hợp chất phenolic

và chống oxy hóa Các hợp chất phenolic nho đa dạng, chia thành bốn nhóm

 Các acid phenolic chia thành hai nhóm:

 Acid benzoic (C6-C1): nho chúng dạng liên kết với đường ester (gallic ellagic tannin)

 Acid cinnamic (C6-C3): nho hầu hết chúng tham gia phản ứng ester hóa với acid tartaric Các hợp chất dễ bị oxy hóa tạo màu nâu cho dịch nước nho trắng

 Flavonoid

Những hợp chất có màu vàng Chúng chia thành bốn nhóm: flavones, flavonol, flavanone flavanonol Trong vỏ nho phổ biến flavonol flavanonol Các hợp chất thường dạng liên kết với đường

 Anthocianin

Các hợp chất có màu đỏ tìm thấy chủ yếu vỏ nho Có loại anthocyanidin nho

Anthocyanidin liên kết với phân thử đường tạo thành anthocyanin Độ bền anthocyanin bền anthocyanidin

Màu sắc hợp chất anthocyanin thay đổi điều phụ thuộc vào giá trị pH hàm lượng SO2 môi trường

 Tannin

 Tannin thủy phân: gồm gallotannin ellagitannin Trong môi trường acid chúng bị thủy phân tạo acid tương ứng

Trong nho không chứa tannin thủy phân, chế phẩm thương mại tannin thủy phân sử dụng làm chất hỗ trợ kỹ thuật sản xuất rượu vang Trong vỏ hạt nho chứa acid gallic

 Tannin ngưng tụ: polymer flavan-3-ol catechin Khi đun nóng mơi trường acid, chúng giải phóng carbocation khơng bền; chúng chuyển hóa thành sản phẩm ngưng tụ có màu nâu với thành phần chủ yếu cyaniding

vii Vitamin

Hàm lượng vitamin nho thấp Tuy nhiên, vitamin có vai trị quan trọng trình lên men rượu vang Nho chứa chủ yếu vitamin hòa tan nước: vitamin C, B1, PP, B2, B6,…

viii. Các hợp chất hương  Các hợp chất terpene

 Các dẫn xuất C13 – norisoprenoid

 Methoxypyrazine

 Các hợp chất sulfur với nhóm thiol ix. Các chất khoáng

nho đỏ Các chất khống có vai trị quan trọng q trình trao đổi chất sinh trưởng nấm men vang Một số chất khoáng tham gia vào cấu trúc quan tế bào nấm men Một số chất khác cộng tố enzyme

Các nhà công nghệ thường quan tâm đến sắt đồng Chúng gây ảnh hưởng xấu đến độ bền hóa lý rượu vang

2.2. Brandy

Brandy loại rượu vang chưng cất từ rượu nho, sản xuất vins doux naturels, brandy bổ sung vào rượu vang với độ cồn 960v/v, hàm lượng methanol không lớn hơn

2mg/l cồn 1000.

2.3. Nấm men thường gặp sản xuất rượu vang

Các loài nấm men khiết dùng nhiều sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces oviformis.

2.3.1 Saccharomyces cerevisiae

Chiếm tới 80% tổng số saccharomyces có nước len men Khả kết lắng phụ thuộc vào nòi: tế bào dạng bụi dạng bơng Nguồn dinh dưỡng lồi là: đường, ethanol acid hữu

Những tác nhân sinh trưởng là: acid pantotenic, biotin, mezôinit, tiammin piridoxin Đa số tế bào nịi hình ovan có kích thước (3 - 8) x (5 - 12) mm

Sinh sản theo lối nảy chồi tạo thành bào tử

Saccharomyces cerevisiae sinh enzyme invertaze có khả khử đường saccharose thành fructose glucose

Ở giai đoạn cuối lên men S cerevisiae kết lắng nhanh làm dịch rượu

Các nịi giống có đặc tính riêng về: khả tạo ethanol, chịu sulfite, tổng hợp cấu tử bay hơi, sản phẩm thứ cấp Tạo cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt

Giai đoạn cuối trình lên men tế bào S.cerevisiae thường bị già, khơng tiếp tục chuyển hóa đường thành cồn bị chết nhanh

2.3.2. Saccharomyces oviformis

Được tách từ nước nho tự lên men, loại nấm men so với S cerevisiae Giống chủng:

 Phát triển tốt loại nước nho nước khác

 Có khả chịu được: đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường, tạo thành tới 180 cồn

Các yếu tố sinh trưởng loại giống S cerevisiae có khả chịu độ cồn cao

Dùng loài chủng giống lên men dịch có hàm lượng đường cao để chế vang khơ cho kết tốt

Có hình dáng giống S.cerevisiae tạo thành 18% rượu trình lên men, giống tạo thành màng dịch

S.oviformis lên men glucose, fructose, manose, saccharose, maltose 1/3 rafinose, không lên men lactose pentose

Điều khác S.oviformis với S.cerevisiae là: S.oviformis không lên men galactose men bề mặt dịch lên men tạo thành màng

Cả giống Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces oviformis nhiều nòi men rượu khác là:

 Có khoảng nhiệt độ thích hợp 18 - 250C  Ở 350C sinh sản chúng bị ức chế

 Ở 400C sinh sản chúng bị ngừng hoàn toàn

 Ở nhiệt độ thấp 160C sinh sản lên men bị kéo dài  Yêu cầu nấm men rượu vang

 Có lực lên men cao nước  Sử dụng đường cho lên men gần hoàn toàn  Kết lắng tốt

 Làm dịch rượu nhanh

 Chịu độ cồn cao độ acid môi trường, chất sát trùng  Tạo cho rượu hương vị thơm ngon khiết

2.4 Chất ức chế vi sinh vật sulfure dioxide (SO2) Sulfure dioxide có mã số E220

Đây loại khí khơng màu có mùi đặc trưng

Nó bị hóa lỏng -10oC hóa rắn -72oC điều kiện áp suất khí quyển. Sulfur dioxide hịa tan nước đến nồng độ 85% 25oC.

Chọn SO2 tồn dạng muối K2S2O5 (kali metabisulfite) có mã số E224 Ở 0oC lít nước hịa tan tối đa 250g muối

Bài báo cáo nhóm sử dụng phương pháp bổ sung SO2 dạng dung dịch K2S2O5 với số hiệu CAS.No: 16731-55-8 từ Tianjin Yuanlong Chemical Industry Co, Ltd

Bảng : Chỉ tiêu chất lượng kali metabisulfite

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

Độ tinh khiết g/100g > 97,2

SO2 g/100g >56

K2S2O3 g/100g <0,1

Na g/100g <2

Cl g/100g <0,05

pH 3,8 – 4,8

Trong môi trường pH thấp dịch nho rượu vang ion SO32- gần khơng thể tồn Người ta tìm thấy dạng: acid tự (hay SO2 H2O) bisulfite (HSO3)

Cả dạng gọi SO2 dạng tự dịch nho rượu vang

Nước nguồn nguyên liệu thiếu quy trình sản xuất chế biến thực phẩm

Do độ ổn định cao, chất lượng tương đối tốt đặc biệt chi phí sử dụng rẻ tiền mà nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm làm nguyên liệu dùng sản xuất

Chỉ tiêu cảm quan: suốt, không màu, không mùi, không vị

Bảng : Chỉ tiêu chọn nước

STT Tên tiêu Giới hạn tối đa Đơn vị tính

1 Màu sắc 15 TCU

2 Mùi vị Không có vị lạ

3 Độ đục NTU

4 pH 6-8,5

5 Độ cứng mg đương lượng/l

6 Amoni tính theo NH+

4 mg/l

7 Nitrat tinh theo NO

-3 50 mg/l

8 Nitrit tinh theo NO

-2 mg/l

9 Clorua 300 mg/l

10 Asen 0,05 mg/l

11 Sắt mg/l

12 Độ oxi hóa theo KMNO4 mg/l

13 Tổng chất rắn hòa tan(TDS) 1200 mg/l

14 Đồng 0,3 mg/l

15 Xianua 0,07 mg/l

16 Florua 1,5 mg/l

17 Chì 0,01 mg/l

18 Mangan 0,5 mg/l

19 Thủy ngân 0,001 mg/l

20 Kẽm mg/l

21 Coliform tổng số 50 Vi khuẩn/100ml

22 Ecoli Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/100ml

2.6. Các nguyên liệu phụ khác

 Thạch keo: Chế phẩm protein có thành phần chủ yếu collagen Thạch keo thương mại hóa dạng hoạc dạng bột, thạch keo dùng để xử lý tannin rượu vang trắng

 Siligel( klebosol): Là chế phẩm huyền phù, hạt phân tán silica có kích thước dao động khoảng 30 – 100 nm Chế phẩm thu nhận giai đoạn phát triển vi tinh thể silica

Các hạt silica siligel tích điện âm Do chúng tương tác với phân tử protein rượu vang gây nên kết tủa Khi dùng tổ hợp protein siligel có ưu điểm sau đây:

 Hạn chế tượng chế protein cịn sót lại rượu vang sau trình lắng cặn

 Kết tủa thu có cấu trúc chặt chẽ nên dễ tách khỏi rượu vang

 Rút ngắn thời gian ngắn rượu lọc rượu sau trình xử lý với tác nhân hóa học

Siligel không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan rượu vang thường dùng chung với thạch keo bentonite

 Diatomite: Diatomite tự nhiên loại đá trầm tích dễ dàng đập vỡ thành dạng bột màu trắng trắng nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp Khi dạng bột sờ vào có cảm giác trầy da, bột diatomite sáng Thành phần chủ yếu diatomite SiO2 86%, Na 5%, Mg 3% Fe 2% Diatomite hình thành từ hố thạch tảo cát, đựơc sử dụng chất trợ lọc, chất hút làm dung dịch… Nó cịn chất chịu nhiệt tốt nên sử dụng làm chất cách nhiệt hữu hiệu

II. Quy trình cơng nghệ

Chùm nho

Cuống, vỏ, hạt Ép

K2S2O5 Sulfit hóa

Cặn Lắng

Nấm men Lên men

1. Ép

 Mục đích cơng nghệ

Khai thác: Nhờ vào lực nén ép thu dịch nho  Các biến đổi nguyên liệu

 Vật lý

Nguyên liệu ép giảm thể tích, tỷ trọng thay đổi Kích thước hạt nguyên liệu giảm tác dụng lực ép tác động lên khối nguyên liệu gây phá hủy thành số tế bào, hạt nguyên liệu bị vỡ ra, giải phóng dịch bào Nhiệt độ tăng lên không đáng kể

 Hóa học

Một số hợp chất vitamin, polyphenol… khỏi tế bào, tiếp xúc với oxy khơng khí nên dễ dàng bị oxy hóa

 Sinh học

Thành phần dịch ép thường gồm nước với chất hòa tan pha lỏng acid amin, glucose, tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển

 Thiết bị

Sử dụng thiết bị ép có khung thẳng đứng

Ethanol Bổ sung ethanol

K2S2O5 Sulfit hóa

Ủ rượu

Thạch keo,

bentonite, Xử lí dịch ủ

Cặn Ổn định làm

Rót sản phẩm

Hình 4: Thiết bị ép có khung thẳng đứng  Nguyên lý vận hành

Thiết bị có dạng hình trụ đứng Các trục đỡ (1) tạo nên khung thẳng đứng thiết bị Những ép (2) gắn lên khung (1).Nguyên liệu cho vào bao lưới đặt lên ép Trong trình hoạt động, động làm dịch chuyển ép (4) theo hướng từ lên để tác động lên nguyên liệu Dịch ép theo đường dẫn (5) để tập trung vào khay chứa (6) theo cửa số (7) để ngồi thiết bị

 Thơng số công nghệ o Áp lực ép

o Tốc độ tăng áp lực ép: lên đến 14 bar vào cuối q trình ép o Nhiệt độ phịng nhiệt độ mát

2 Sulfite hóa lần 1  Mục đích cơng nghệ

Chuẩn bị, bảo quản hồn thiện.

Q trình sulfite hóa có hai mục đích quan trọng ức chế vi sinh vật ức chế oxy hóa Việc ức chế hệ vi sinh vật tự nhiên dịch nho giúp cho nấm men vang cấy vào phát triển tốt q trình lên men Khi đó, động học trình lên men hàm lượng sản phẩm trao đổi chất nấm men sinh kiểm sốt dễ dàng hơn,từ chất lượng rượu vang thành phẩm ổn định

Dịch nho có chứa enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa (tyrosinase) có chứa nhiều hợp chất dễ bị oxy hóa Q trình sulfite hóa ngăn ngừa phản ứng oxy hóa xảy dịch nho nên hạn chế tượng rượu vang bị sẫm màu

Q trình sulfite hóa dịch nho trước lên men hỗ trợ kết lắng cặn, từ cải thiện độ bán thành phẩm thành phẩm

 Các biến đổi nguyên liệu:  Hóa học

Khí SO2 dịch nho tồn dạng:

o 10 – 20% dạng tự (dạng bisulfite hoăc dạng H2SO3 hòa tan)

o 80 - 90% dạng liên kết (tạo phức với đường aldehyde)

Nhưng dạng H2SO3 hịa tan SO2 có tác dụng ức chế vi sinh vật

SO2 có tác dụng ngăn ngừa phản ứng oxy hóa đến số hợp chất có nguyên

liệu ức chế enzyme oxydase Ngồi ra, acid H2SO3 tác dụng với oxy

phân tử tạo acid H2SO4: làm giảm nồng độ oxy tự dung dịch hạn chế

tượng oxy hóa  Hóa lý

SO2 có tác dụng thúc đẩy q trình lắng dịch nho Theo Navarre (1994), khả

năng ức chế hệ vi sinh vât có nguyên liệu SO2 nên không xảy tượng lên

men tự nhiên hỗn hợp nho sau trình nghiền xé Nhờ mà kết lắng cấu tử lơ lửng dịch nho diễn nhanh hiệu

 Sinh học

Chỉ SO2 tồn dạng tự có khả ức chế vi sinh vật Sulfure dioxide có

khả ức chế nấm men, nấm sợi vi khuẩn vi khuẩn tỏ mẩn cảm với sulfur dioxide

o Cơ chế ức chế vi sinh vât sulfure dioxide

SO2 qua màng tế bào chất tế bào theo nguyên lý khuyết tán đơn giản vận

chuyển tích cực Bên tế bào chất SO2 tồn dạng HSO3-

Ion HSO3- tương tác với nhóm -SH phân tử protein gây nên vơ hoạt enzyme Nếu protein cấu trúc có nhóm –SH tương tác với SO2 làm thay đổi hình

dạng số quan có chứa chúng Cịn enzyme có nhóm –SH chúng bị vô hoạt

Sự vô hoạt enzyme làm rối loạn trao đổi chất tế bào nhiều trình bị ảnh hưởng trình chép DNA, trình sinh tổng hợp protein, trình dị hóa chất Hệ tế bào bị giảm hoạt tính trao đổi chất bị tiêu diệt

Ion HSO3- tương tác với coenzyme NAD, FAD, FMN vitamin, đặc biệt thiamin Sự tương tác làm vơ hoạt Enzyme có thành phần coenzyme trên, từ ảnh hưởng đến trao đổi chất tế bào

o Cơ chế ức chế oxy hóa sulfure dioxide

Dịch nho có chứa nhiều hợp chất hóa học tham gia phản ứng oxy hóa, điển hình hợp chất phennolic Trái nho có chứa enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa hợp chất phenolic tyrosinase Sulfur dioxide ức chế hoạt tính nhóm enzyme nên ngăn oxy hóa enzyme xúc tác

 Thiết bị

Dịch nho sau trình ép đưa vào thiết bị qua cửa (1) Đồng thời ta mở van nạp lúc dung dịch KHSO3 qua cửa (2) với dịch ép nho Cánh khuấy (4) giúp đảo trộn hỗn hợp sulfite hóa Việc phân bố sulfure dioxide dịch nho để nâng cao hiệu ức chế vi sinh vật ức chế oxy hóa Bán thành phẩm sau sulfite hóa thoát cửa (3)

1 Cửa nạp dịch nho; cửa nạp dung dịch K2S2O5; Cửa tháo sản phẩm; Cánh

khuấy; Bộ đảo dạng khung; Bộ cào; Motor Hình 5: Thiết bị sulfite hóa

 Thơng số cơng nghệ

o Hàm lượng sulfure dioxide: – 10 g/hL o Thời gian: 30 phút

3 Lắng cặn

 Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị

Sau q trình sulfite hóa, dịch nho tiếp tục tách cặn để làm tăng độ bán thành phẩm Khi độ đục dịch nho cao rượu vang sẫm màu, có vị đắng mùi hương bị ảnh hưởng xấu Ngược lại, độ dịch nho cao tiến trình lên men diễn chậm lại, hàm lượng acid bay sản phẩm tăng cao, vang bị mùi trái đặc trưng xuất mùi amylic mùi xà phòng Tách cặn khỏi dịch nho mức độ vừa phải đảm bảo cho trình lên men diễn nhanh chóng chất lượng cảm quan hài hòa mùi vị

 Các biến đổi nguyên liệu  Hóa sinh

xem bất lợi cho chất lượng rượu vang Bên cạnh đó, hạn chế tiếp xúc oxy với dịch nho trình lắng hạn chế phản ứng oxy hóa

 Sinh học

Các vi sinh vật có dịch nho hoạt động suốt xảy trình lắng  Thiết bị

Sử dụng thiết bị lắng pha rắn hệ huyền phù trạng thái tĩnh

Thiết bị thường có dạng hình trụ đứng làm thép không rỉ Thông thường chiều cao hoạt động phần thân trụ không vượt 2,5 - 3,0m để thời gian lắng không dài

Đầu tiên người ta bơm huyền phù vào thiết bị, trình lắng diễn trạng thái tĩnh Để xác định thời điểm kết thúc trình lắng, người ta lấy mẫu dịch nho van gắn thân thiết bị độ cao xấp xỉ ½ so với chiều cao hoạt động thiết bị Khi kết thúc trình lắng, đưa ống dẫn vào bên thiết bị theo cửa đỉnh để tháo dịch nho Tại vùng đỉnh thiết bị có lắp đèn quan sát Trong q trình tháo dịch nho trong, đầu ống dẫn hạ thấp dần theo hướng từ xuống Khi đầu ống dẫn chạm vào phần nước nho có nhiều cặn vùng đáy, người ta ngừng trình tháo dịch nho Phần dịch nho bị lẫn nhiều cặn lại thiết bị tháo vào thùng chứa riêng

Hình 6: Thiết bị lắng cặn  Ưu điểm

Có cấu tạo quy trình vận hành đơn giản, tốn chi phí lượng vận hành  Nhược điểm

Do hoạt động theo mẻ nên suất thiết bị tương đối thấp  Thông số công nghệ

o Độ đục: 100 – 250 NTU o Thời gian: – 16

Theo lý thuyết, tốc độ lắng cấu tử rắn huyền phù trạng thái tĩnh tỉ lệ nghịch với độ nhớt Do đó, giảm nhiệt độ, độ nhớt tăng tốc độ lắng giảm Tuy nhiên, q trình lắng dịch nho khơng thể thực nhiệt độ phịng cao tạo điều kiện cho vi sinh vật dịch nho phát triển số phản ứng hóa học khơng mong muốn xảy

Thông thường, dịch nho làm lạnh – 10 0C trước bơm vào thiết bị. 4 Hidrate hóa chế phẩm giống nấm men

Khi sử dụng chế phẩm giống nấm men qua sấy thăng hoa, nhà sản xuất cần phải hydrat hóa trước cấy vào dịch nho Chế phẩm nấm men vang cho vào nước ấm nhiệt độ 40 – 43 0C Tỉ lệ khối lượng nấm men nước 1:20 Sau đó, khuấy nhẹ nhàng hỗn hợp để làm giảm kích thước khối tế bào để yên khoảng thời gian 15 – 30 phút Cuối cùng, khuấy đảo để trộn huyền phù tế bào bổ sung dịch nho hiệu chỉnh nhiệt độ lên men theo tỉ lệ 1:1 để nấm men thích nghi dần với nhiệt độ lên men Canh trường thu đem cấy vào dịch nho để thực trình lên men Tỉ lệ giống cấy phổ biến 106 – 5.106 tế bào/mL.

5 Lên men ethanol  Mục đích cơng nghệ

Chế biến: Chuyển hóa phần lớn lượng đường dịch nho thành ethanol, carbon dioxide sản phẩm phụ khác

 Các biến đổi nguyên liệu  Vật lý

Nhiệt độ canh trường tăng dần trình lên men  Sinh học

Nấm men giống trao đổi chất sinh trưởng Với mật độ giống cấy 106 cfu/ml, nồng độ tế bào cực đại dịch lên men xấp xỉ 108 cfu/ml Ở giai đoạn cuối trình lên men số tế bào chết trình tự phân diễn

 Hóa sinh hóa học

Các đường lên men chuyển hóa thành ethanol carbon dioxide

Nhiều sản phẩm trao đổi chất nấm men xuất canh trường aldehyde, rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester

Một số hợp chất polyphenol dịch nho bị oxy hóa vào cuối trình lên men điều kiện kỵ khí khơng cịn nghiêm ngặt

 Hóa lý

Một số phân tử protein bị đông tụ

Một phần khí CO2 nấm men sinh hịa tan vào dịch lên men

 Thiết bị

Hình 7: Thiết bị lên men  Thông số công nghệ

o Nhiệt độ: 180C. o pH: - 4,5

o Hàm lượng oxy: - mg/L (thời điểm ngày lên men thứ thứ 3) o Thời gian: – ngày

o Hệ số sử dụng thể tích: 90 % 6 Ly tâm

 Mục đích

Tách nấm men khỏi canh trường để dừng trình lên men lại hàm lượng đường sót dịch lên men không lớn 50 % so với tổng lượng đường có dịch nho ban đầu  Các biến đổi nguyên liệu

Ngoài tách pha làm thay đổi tính chất hóa lý như: độ nhớt, tỷ trọng, độ đục, , biến đổi khác q trình ly tâm thường khơng đáng kể

 Thiết bị

1 Cửa nạp nguyên liệu vào; Cửa tháo dòng sản phẩm chính; Cửa tháo dịng phụ phẩm

Hình 8: Thiết bị ly tâm 7 Bổ sung cồn

 Mục đích Hồn thiện

Ethanol bổ sung vào dịch lên men để nồng độ cồn dao động khoảng từ 15-18%v/v Lượng ethanol bổ sung phải dao động khoảng 5-10% so với thể tích dịch lên men Như lượng đường lại vang vào khoảng 59-125g/L phụ thuộc vào loại vang dự kiến

Sau bổ sung cồn, ta tiếp tục ngâm thêm từ - 15 ngày ta thu bán thành phẩm vang non

 Các biến đổi nguyên liệu

Xảy đông tụ, kết lắng số hợp chất keo có dịch lên men 8 Sulfite hóa lần 2

 Mục đích

Chuẩn bị, bảo quản

 Các biến đổi nguyên liệu  Hóa học

SO2 có tác dụng ngăn ngừa phản ứng oxy hóa đến số hợp chất có nguyên liệu ức chế enzyme oxydase Ngồi ra, SO2 cịn phản ứng với oxy tự hình thành SO3 làm giảm hàm lượng oxy hòa tan dung dịch hạn chế tượng oxy hóa

 Hóa lý

SO2 thúc đẩy trình lắng dịch nho  Thiết bị: Tương tự sulfite hóa lần 1.

 Thông số công nghệ

o Hàm lượng sulfur dioxide tự vang non: 8-10 mg/L o Thời gian vài ngày đến đạt yêu cầu

 Mục đích cơng nghệ

Hồn thiện: nâng cao chất lượng sản phẩm (màu sắc, độ trong, mùi vị, độ bền keo, )  Các biến đổi nguyên liệu

 Hóa học

Tannin tham gia tạo phức với protein bị oxy hóa, làm giảm vị chát rượu Các phản ứng ngưng tụ tannin anthocyanin làm thay đổi màu sắc rượu q trình ủ chín làm màu sắc sản phẩm bền trước tác động oxy, sulfur dioxydie thay đổi pH

Các cấu tử hương sinh trình lên men ethanol bị biến đổi q trình ủ rượu Ví dụ ester đươc tạo từ acid acetic rượu cao phân tử bị thủy phân phần giải phóng acid loại rượu tương ứng

Những hợp chất hương có nguồn gốc từ trái nho bị biến đổi  Hóa lý

Một số cấu tử dễ bay (nước,rượu,este) bị tổn thất phần

Một số hợp chất keo (protein, pectin) bị đông tụ chuyển sang dạng pha rắn Biến đổi làm tăng độ rượu, đồng thời cải thiện độ bền hóa lý cho sản phẩm

 Thiết bị

Quá trình ủ rượu vang thực thiết bị thép khơng gỉ Thùng có dạng hình trụ đứng có vỏ áo bên để hiệu chỉnh nhiệt độ q trình ủ rượu Để ngăn ngừa oxy hóa, nhà sản xuất cần châm đầy thiết bị nạp khí trơ vào phần thể tích trống cịn lại phía nắp thiết bị lên men

Hình 9: Thiết bị ủ rượu  Thông số công nghệ

o Nhiệt độ: 15 – 17oC.

Hoàn thiện, bảo quản

Sau giai đoạn ủ, rượu vang tiếp tục xử lý để tách protein, tách tartrate, tách sắt để ngăn ngừa tượng lắng cặn trình bảo quản sản phẩm

 Các biến đổi nguyên liệu  Hóa học

Xảy phản ứng tạo phức tannin protein tạo thành cặn lắng  Hóa lý

Một số hợp chất keo bị đông tụ chuyển sang dạng pha rắn Cách tiến hành:

Các nhà sản xuất sử dụng thạch keo silligel để thúc đẩy trình hình thành cặn lắng cặn Sau nhà sản xuất sử dụng bentonite để hấp phụ protein

 Thiết bị

Có dạng hình trụ đứng, bên có cánh khuấy tháo ráp Cánh khuấy kết nối với động gắn đỉnh thiết bị Cần chọn cánh khuấy cho đảo trộn phần rượu vang thiết bị thật nhanh Trong trình hoạt động, người ta bơm rượu vang vào thiết bị trước Sau đó, người ta vừa đảo trộn rượu vang, vừa châm dung dịch tác nhân hóa học vào cửa đỉnh thiết bị Yêu cầu quan trọng phải phân bố tác nhân hóa học rượu vang khoảng thời gian ngắn tốt; khơng q trình đơng tụ chất keo kết thúc trước phân bố tác nhân hóa học, làm giảm đáng kể hiệu q trình xử lý

 Thơng số cơng nghệ o Nhiệt độ: 10 – 15 0C

o Hàm lượng tác nhân hóa học sử dụng Thạch keo: 1,0 – 2,5 g/hL

Siligel: 20 – 100 ml/hL Bentonite: 20 – 100 g/L

11 Ổn định làm rượu vang 11.1 Chắt rượu

Các nhà sản xuất chắt rượu cách bơm phần rượu vang phía vùng đáy sang thiết bị khác Tùy theo loại rượu vang thời gian ủ rượu mà việc chắt rượu đượu thực lần hay nhiều lần

11.2 Lọc cặn

 Mục đích cơng nghệ Hồn thiện

Tách phần cặn cịn lẫn lại rượu phía đáy sau chắt  Các biến đổi nguyên liệu

 Hóa lý

Phân riêng hai pha lỏng rắn, không gây chuyển pha, nhiên số cấu tử dễ bay (các hợp chất mùi) bị tổn thất

Q trình làm khơng gây biến đổi sinh học tiến hành điều kiện kín  Thiết bị

Hình 10: Hệ thống thiết bị lọc kín

Các thiết bị lọc rượu phải hoạt động điều kiện kín để hạn chế tiếp xúc rượu với oxy xâm nhập vi sinh vật khơng khí vào sản phẩm

Thiết bị lọc rượu vang hoạt động điều kiện kín, chất trợ lọc bổ sung liên tục vào nguyên liệu trình lọc

Bộ phận thiết bị lọc thùng lọc (4) có dạng hình trụ đứng Bên thùng có chứa lọc dạng nằm ngang Trong trình sản xuất, lọc phủ thêm lớp bột trợ lọc Diatomite bề mặt chiếm xấp xỉ 10% khối lượng

Trước hoạt động người ta chuẩn bị huyền phù bột trợ lọc thùng (9) dùng bơm (10) đưa vào thùng (4) Khi lọc phủ thêm lớp bột trợ lọc bề mặt Để chuẩn bị huyền phù chất trợ lọc thùng (9) người tap bột trợ lọc vào nước

Khi bắt đầu trình lọc, nguyên liệu theo cửa (1) bơm (2) đưa vào thùng lọc (4) Trên đường vào thùng lọc (4), bơm (10) bổ sung huyền phù bột trợ lọc từ thùng (9) vào nguyên liệu cần lọc Rượu vang tách cạn từ thùng lọc (4) tháo cửa (8)

 Thông số công nghệ o Áp suất bề mặt lọc o Tốc độ lọc

o Thời gian lọc

11.3. Xử lý membrane vi lọc

 Mục đích

Hệ thống phân riêng membrane

1 Cửa nạp nguyên liệu; Bơm nguyên liệu; Thiết bị membrane (cấu hình dạng ống); Cửa tháo dịng permeate (rượu vang tách cặn); Bộ phận hiệu chỉnh

nhiệt độ; Cửa tháo dòng retentate (rượu vang lẫn cặn); Bơm hồi lưu Hình 11: Hệ thống phân riêng membrane để làm rượu vang

Thiết bị membrane (3) có dạng ống trụ nằm ngang làm thép không gỉ thân ống đục nhiều lỗ để tạo cửa cho dịng permeate Người ta quấn membrane lên thành bên ống trụ

Trong trình hoạt động, bơm (2) đưa nguyên liệu theo cửa (1) vào thiết bị membrane (3) Nguyên liệu vào bên ống trụ theo chiều từ trái qua phải phần cặn tiếp tục di chuyển ống trụ qua đầu bên phải tạo nên dòng retentate Một phần retentate bơm (7) cho hồi lưu trở lại thiết bị membrane để tách tiếp rượu vang Dòng retenate với hàm lượng cặn cao tháo qua cửa (6) Các nhà sản xuất dùng phương pháp lọc để tận thu phần rượu vang dòng retenate Còn dịng permeate thóa ngồi thiết bị qua cửa (4)

 Thông số công nghệ

o Kích thước mao dẫn membrane

o Vận tốc dịng nhập

o Áp suất dịng nhập 12 Rót sản phẩm

 Mục đích cơng nghệ

Hồn thiện

 Các biến đổi nguyên liệu

Trong trình rót sản phẩm, đóng nắp dán nhãn, khơng xảy biến đổi đáng kể rượu vang Trong q trình rót sản phẩm đóng nắp nên rót điều kiện kín để hạn chế xâm nhập vi sinh vật oxy khơng khí vào sản phẩm

 Thiết bị thông số công nghệ

Hình 12: Hệ thống chiết rót sản phẩm

III Sản phẩm vins doux naturels 1. Sản phẩm

Một số sản phẩm vins doux naturels

Hình 14: Muscat de Rivesaltes AOC Excellence 2 Chỉ tiêu chất lượng vins doux naturels

2.1 Chỉ tiêu cảm quan

Bảng : Chỉ tiêu cảm quan

Tên tiêu Yêu cầu

Màu sắc Đặc trưng cho vins doux naturels

Mùi Thơm đặc trưng cho nguyên liệu nho sản

phẩm lên men, khơng có mùi lạ

Vị Chua chát, có vị ngọt, khơng có vị lạ

Trạng thái Trong không vẩn đục

2.2 Chỉ tiêu hóa học

Bảng 4: Chỉ tiêu hóa học

Tên tiêu Yêu cầu

Hàm lượng ethanol (cồn), 200C, %(v/v) 15 – 22

Ethanediol /Ethylene glycol, mg/l ≤ 10

Hàm lượng acid bay hơi, mg đương lượng/l 20

Hàm lượng SO2, mg/l, không lớn 400

Methanol, mg/l 250

Brom, mg/l

Diethylene glycol, mg/l ≤ 10

2.3. Giới hạn hàm lượng kim loại Bảng 5: Chỉ tiêu kim loại

Tên kim loại Giới hạn tối đa

Chì (Pb), mg/l 0,15

Kẽm (Zn), mg/l

Cadimi (Cd), mg/l 0,01

Đồng (Cu), mg/l 1,0

Bạc(Ag), mg/l 0,1

Bo (tính theo acid boric), mg/l 80

2.4. Chỉ tiêu vi sinh

Bảng 6: Chỉ tiêu vi sinh

Chỉ tiêu Giới hạn tối đa

Tổng số vi sinh vật hiếu khí 102

E.coli, số vi khuẩn 1ml sản phẩm Coliform, số vi khuẩn 1ml sản phẩm 10 Cl.perfringens, số vi khuẩn 1ml sản phẩm

0

S.aureus, số vi khuẩn 1ml sản phẩm Tổng số nấm men – nấm mốc, số khuẩn lạc 1ml sản phẩm

10

IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất rượu vang, NXB ĐHQGTp.HCM, 2011, 438

trang

2 Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB ĐHQGTp.HCM, 2011, 1019 trang.

3 Bùi Ái, Công nghệ lên men, NXB ĐHQGTp.HCM, 2006, 268 trang.