Bơm đưa huyền phù bột trợ lọc vào dòng nguyên liệu cần lọc Hình 2.6 Hệ thống thiết bị lọc rượu vang Các nhà sản xuất cần thực hiện quá trình lọc trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhậ[r]
(1)MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Phần : Nguyên liệu ngành công nghiệp sản xuất rượu vang sủi bọt 1.1 Rượu vang sủi bọt 1.2 Nguyên liệu .4 1.2.1 Nho .4 1.2.2 Nấn men vang Phần : Công nghệ sản xuất rượu vang sủi bọt theo phương pháp lên men thùng kín 10 2.1 Quy trình sản xuất rượu vang sủi bọt 10 2.1.1 Ép .11 2.1.2 Sunfit hóa 12 2.1.3 Làm dịch nho 13 2.1.4 Hoạt hóa nấm men vang 14 2.1.5 Lên men ethanol .15 2.1.6 Ly tâm tách cặn nấm men 16 2.1.7 Ủ rượu vang nguyên liệu 16 2.1.8 Làm rượu vang nguyên liệu 17 2.1.9 Chuẩn bị cuvée 17 2.1.10 Lên men ethanol lần 18 2.1.11 Sunfit hóa 19 2.1.12 Ly tâm tách cặn 20 2.1.13 Ổn định rượu 20 2.1.14 Lọc 21 2.1.15 Hiệu chỉnh thành phần rượu .22 2.1.16 Rót chai và đóng nắp 23 2.1.17 Hoàn thiện sản phẩm 24 2.2 Chỉ tiêu và chất lượng sản phẩm .24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 (2) DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nguyên liệu nho Hình 2.2 Mặt cắt thân thiết bị ép khí nén 12 Hình 2.3 Thiết bị ly tâm đĩa dạng kín 14 Hình 2.4 Thiết bị lên men 15 Hình 2.5 Thiết bị lên men kín 19 Hình 2.6 Thiết bị lọc .22 Hình 2.7 Thiết bị rót sản phẩm .24 Hình 2.8 Sản phẩm rượu vang sủi bọt 27 (3) LỜI MỞ ĐẦU Rượu vang là số sản phẩm lên men lâu đời Ngày nay, rượu vang đã có mặt hầu hết các quốc gia trên giới và nhiều người ưa chuộng Khác với loại thức uống lên men và thực phẩm lên men khác, thời gian sản xuất rượu vang khá dài Ngoài ra, quy trình sản xuất rượu vang đa dạng ta có rượu vang trắng, rượu vang đỏ, rượu vang hồng, rượu vang sủi bọt Do đó, các nhà sản xuất phải lựa chọn quy trình phù hợp để tạo sản phẩm rượu vang có chất lượng mong muốn Sản xuất rượu vang là lĩnh vực quan trong ngành công nghiệp thức uống lên men nó riêng và công nghiệp thực phẩm nói chung Trong bài tiểu luận này, nhóm chúng em xin trình bày rượu vang sủi bọt: Phần 1: Nguyên liệu ngành công nghiệp sản xuất rượu vang sủi bọt Phần 2: Công nghệ sản xuất rượu vang sủi bọt Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã giúp chúng em xây dựng tảng và lòng đam mê nghề nghiệp suốt thời gian qua Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Văn Việt Mẫn vì kiến thức mà thầy đã truyền đạt để chúng em có thể hoàn thành bài tiểu luận “Quy trình sản xuất rượu vang sủi bọt theo phương pháp lên men thùng kín” Chúc các bạn lớp HC09TP học nhiều điều hay từ các bài tiểu luận và các bài thuyết trình trên lớp Sinh viên thực hiện: Lê Thị Diễm My Hồ Đăng Khánh Ngân Phan Thị Thủy Nguyễn Ngọc Thanh Trà 60901595 60901669 60902695 60902879 (4) Phần : NGUYÊN LIỆU NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VANG SỦI BỌT 1.1 Rượu vang sủi bọt Theo tổ chức quốc tế nho và rượu vang (International Organisation of Vine and Wine) thì rượu vang (tên tiếng Anh: wine, tiếng Pháp Vin) là sản phẩm quá trình lên men ethanol không qua chưng cất; môi trường lên men có thể là nước nho hỗn hợp nước nho và vỏ nho Rượu vang chia thành nhiều loại khác nhau, đó có rượu vang sủi bọt Điểm đặc trưng rượu vang sủi bọt là có mặt khí carbon dioxide thành phần sản phẩm Rượu vang sủi bọt (sparkling wine) có thể chia thành hai nhóm dựa vào nguồn gốc carbon dioxide sản phẩm: nấm men vang sinh quá trình nạp khí vào rượu (carbonate hóa) Trong bài này ta đề cập đến rượu vang sủi bọt nấm men vang sinh khí carbon dioxide Một số loại rượu vang sủi bọt tiếng lên men thùng kín Moscato d’Asti, Asti Spumante, Procescco… 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nho i) Các loại nho sử dụng Loại nho dùng để lên men rượu vang Asti Spumante, Moscato d’Asti có thể là loại nho Moscato Bianco Muscat of Alexandria Moscato Bianco (hay còn gọi là White muscat, Muscat blanc à petits grains, Moscatel de grano meduno) xem là loại nho trồng lâu đời dòng họ nho Muscat, có nguồn gốc từ Hy Lạp Loại nho này trồng nhiều Piedmont (Tây Bắc Ý), chiếm ¼ sản lượng nho vùng Muscat of Alexandria có nguồn gốc từ Bắc Phi, sau đó trồng phổ biến vùng Địa Trung Hải Đặc trưng giống nho Muscat chính là vị và hương thơm hoa nó, nhờ có hàm lượng monoterpenoids cao (khoảng mg/l Muscat of Alexandria, Moscato Bianco) Cụ thể, linalool, geraniol, nerol, citronello, α – terpineol xem là các chất hương chính nhờ vào nồng độ chúng nho cao (5) Hình 1.1 Nho Muscat of Alexandria (trái) và Muscato Bianco (phải) ii) Thành phần hóa học nho Theo Navarre (1994) thì chùm nho, thành phần cuống chiếm tỷ lệ 3-6%, vỏ nho: 7-11%, thịt nho: 80-85% và hạt nho 2-6% - Cuống nho: chứa 78-80% nước Hợp chất hóa học quan trọng cuống nho là Tannin (3%), chất này có ảnh hưởng không tốt đến mùi vị rượu Ngoài còn có khoáng (3%), cellulose và số hợp chất hóa học khác - Hạt nho: có chứa các hợp chất Tannin và dầu nho (oil) Tannin từ hạt nho trích ly vào dịch nho gây vị chát đậm Và dầu nho làm giảm giá trị cảm quan rượu - Vỏ nho: có chứa các hợp chất Tannin, chất màu và hương Những chất này có ảnh hưởng tích cực đến đến giá trị cảm quan rượu thành phẩm Bên cạnh đó, pectin từ vỏ nho hòa tan phần vào dịch nho Ngoài vỏ nho còn chứa cellulose và só hợp chất khác - Thịt nho: thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho Trong 1000g nước nho thu từ phần thịt nho có 700-780g nước; 200-250g đường; 2-5g acid hữu dạng tự do; 310g acid hữu dạng liên kết; 0.5-1g các hợp chất chứa nitơ, 2-3g khoáng và số hợp chất hóa học khác + Đường: dịch nho chứa loại hexose chủ yếu là glucose và fructose với tổng hàm lượng 150-250g/l Khi trái nho chín, tỷ lệ lượng glucose và fructose thường xấp xỉ 1,0 Ngoài hai lượng đường trên còn có loại đường khác pentose: chủ yếu là L-arabinose và D-xylose với hàm lượng vài trăm mg/l, các loại hexose khác Dgalactose, L-rhamnose với hàm lượng thấp 100mg/l, disaccharide với saccharose là quan trọng với hàm lượng 2-5g/l (6) Trong các loại đường trên nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và caccharose Trong điều kiện không có oxy, nấm men vang chuyển hóa chúng thành ethanol và carbon dioxide Ngược lại nấm men vang không sử dụng nhóm đường không lên men đặc biệt là đường pentose + Các hợp chất pectin: chia thành nhóm các hợp chất pectin acid và hợp chất pectin trung tính + Acid hữu cơ: trái nho các acid hữu tìm thấy không bào Chúng có thể tồn dạng tự do, dạng liên kết và thường gặp là dạng muối với kali Acid tartaric và acid malic là hai thành phần chủ yếu số các acid hữu có trái nho với hàm lượng 90% tổng lượng acid nho + Các hợp chất chứa Nitơ: nho chín hàm lượng nitơ tổng dao động khoảng 100-1100mg/l dịch nho Các hợp chất nitơ chia thành hai nhóm: nitơ vô và nitơ hữu Nitơ vô nho chiếm xấp xỉ 10% lượng nitơ tổng trái nho, và chủ yếu là các muối ammonium Đây là nguồn chất cho nấm men vang Nấm men vang sử dụng ammonium để sinh tổng hợp các acid amin và protein cho tế bào Nito hữu cơ: thành phần nitơ hữu nho đa dạng, quan trọng là các acid amin, oligoppeptide, polypeptide và protein + Enzyme: mặt hóa học enzyme thuộc nhóm các hợp chất hữu chứa nitơ Tuy nhiên hoạt tính xúc tác đặc hiệu nên chúng xếp thành nhóm riêng biệt Trong nho chứa nhiều loại enzyme khác nhau, sản xuất rượu vang ta quan tâm đến hai nhóm enzyme oxy hóa khử và enzyme thủy phân Enzyme nhóm oxy hóa khử: Polyphenyloxydase liên kết với ty thể và lục lạp tế bào nho và bị giải phóng quá trình nghiền nguyên liệu Nếu có oxy xúc tác phản ứng oxy hóa Tuy nhiên nó khá mẫn cảm với các điều kiện công nghệ sản xuất rượu vang, ví dụ quá trình sulfite hóa với nồng độ thích hợp quá trình xử lý bán thành phẩm với bentonite có thể làm vô hoạt tách enzyme này khỏi sản phẩm Laccase: người ta tìm thấy laccase giống nho bị nhiễm Botrytis Cinerea (do Botrytis Cinerea sinh tổng hợp ra) Laccase có khả xúc tác phản ứng oxy hóa nhiều hợp chất phenolic Enzyme này bền với SO và quá trình xử lý với bentonite không thể tách đưuọc hoàn toàn laccase khỏi bán thành phẩm Có thể dùng phương pháp siêu lọc để loại bỏ laccase dùng phương pháp trùng nhiệt để vô hoạt enzyme (7) Lypoxygenase: chúng xúc tác cho phản ứng oxy hóa chất béo, đặc biệt là acid linoleic và linolenic Sản phẩm oxy hóa là các aldehyde 6C và 9C hexanal, nonenal, nonadienal và các rượu tương ứng Chúng có thể tạo mùi cỏ và ảnh hưởng không tốt đến giá trị cảm quan sản phẩm Ngoài ra, lipoxygenase còn có thể xúc tác chất carotenoid là norisoprenoid và giải phóng acid oleanolic từ vỏ nho Enzyme thủy phân: Pectinase: quan trọng nho Pectin giữ vai trò liên kết các tế bào cấu trúc mô thực vật Do đó, việc thủy phân phân cắt mạch pectin tạo điều kiện cho việc páh hủy thành tế bào thực vật dễ dàng hơn, góp phần hỗ trợ quá trình thu nhận dịch Ngoài các phân tử pectin là hợp chất keo ảnh hưởng xấu đến độ bền hóa lý rượu thành phẩm.Do đó các phản ứng thủy phân pectin cải thiện độ bền hóa lý sản phẩm Protease: xúc tác phản ứng thủy phân liên kết peptide hân tử protein Phản ứng thủy phân làm giảm phân tửu lượng protein góp phần làm tăng độ bền hóa lý rượu vang Ngoài các sản phẩm thủy phân acid amin và oligopeptide là nguồn chất cần thiết cho nấm men sử dụng quá trình lên men rượu vang + Các hợp chất phenolic: tìm thấy chủ yếu vỏ và hạt nho Chúng ảnh hưởng lớn đến màu sắc và vị rượu vang thành phẩm Ngoài ra, chúng còn có hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa Các hợp chất phenolic nho đa dạng và ngày chưa xác định hết tất hợp chất phenolic có nho Theo Ribereau-Gayon và cộng (2006) thì hợp chất phenolic nho có thể chia thành bốn nhóm: các acid phenolic và dẫn xuất chúng, flavonoid, anthocyanin và tannin + Vitamin: vitamin nho có hàm lượng khá thấp Tuy nhiên chúng có vai trò quan trọng quá trình lên men rượu vang Nho chứa chủ yếu vitamin hòa tan nước: Vit C, Vit B1, Vit PP và các Vit khác + Các hợp chất hương: các hợp chất hương nho đa dạng + Các hợp chất terpene: các nhà khoa học đã tìm thấy khoảng 40 hợp chất terpene nho Trong đó các monoterpene alcohol có cường độ hương vượt trội + Các dẫn xuất C13- norisoprenoid: trái nho có chứa carotenoid (tetraterpene) với 40 nguyên tử C công thức phân tử Khi bị thủy phân oxy hóa, chúng tạo nên các hợp chất có chứa 9, 10, 11 hay 13 nguyên tử C Trong số đó, các dẫn xuất norisoprenoid với 13 nguyên tử C là chất hương đáng chú ý Một số dẫn xuất C13- norisoprenoid thường liên kết với các phân tử đường để tạo thành dạng glycoside Trong môi trường acid tác dụng glycosidase các chế phẩm enzyme VSV, chúng bị thủy phân và giải phóng các cấu tử hương dạng tự (8) + Methoxypyrazine: là hợp chất dị vòng có chứa Nitơ Chúng là sản phẩm quá trình trao đổi acid amin nho Chúng có mùi tiêu xanh và măng tây Chúng tìm thấy cuống nho và trái nho (tập trung vỏ và hạt) + Các hợp chất sulfur với nhóm thiol: diện chúng ảnh hưởng xấu đến mùi vị rượu vang Một số hợp chất sulfur với nhóm thiol nho tồn dạng liên kết với cyteine Do đó, người ta khó phát mùi hương chúng dịch nho Trong quá trình sản xuất rượu vang, tác dụng pH acid chế phẩm lyase từ VSV, chúng bị phân hủy và tạo các mercaptan dạng tự dễ bay + Các chất khoáng: các chất khoáng thường gặp nho là K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, S… Trong nhóm cation vô cơ, chiếm hàm lượng cao là K Các hợp chất khoáng đóng vai trò quan trọng quá trình trao đổi chất và sinh trưởng nấm men vang Một số chất còn tham gia vào cấu trúc các quan nấm men Một số chất khác là cộng tố enzyme (Zn là cộng tố enzyme alcohol dehydrogenase - enzyme này tham gia quá trình chuyển hóa đường thành ethanol) Các nhà công nghệ thường quan tâm đến Fe và Cu Chúng có thể gây ảnh hưởng xấu đến độ bền hóa lý rượu vang iii) Chỉ tiêu chất lượng nho Nguyên liệu nho không cần yêu cầu cao hình thức bên ngoài, tránh bị dập vỡ hay hư hỏng Nho có màu xanh nhạt và mùi thơm đặc trưng giống Muscat Không bị nhiễm Botrytis cinerea 1.2.2 Nấm men vang Sử dụng chế phẩm nấm men vang Lalvin EC – 1118, với các ưu điểm - Được phân lập từ chủng nấm men Saccharomyces ceravisiae bayanus - Khả cạnh tranh cao - Chịu nồng độ cồn lên đến 18% - Pha lag ngắn - Tốc độ lên men nhanh khoảng pH rộng - Biên độ nhiệt lên men rộng (10 – 300C), tối ưu khoảng 15 – 250C - Lượng nitrogen cần thấp - Lượng O2 yêu cầu thấp (đặc biệt là nhiệt độ thấp) - Khả sinh tổng hợp các acid bay kém - Khả sinh tổng hợp SO2 trung bình - Khả sinh tổng tổng hợp H2S kém - Khả tạo bọt kém (9) 1.2.3 SO2 tinh khiết Sử dụng SO2 tinh khiết hóa lỏng Ở điều kiện nhiệt độ phòng, sulfur dioxide hóa lỏng áp suất xấp xỉ bar Khi đó, sulfur dioxide là chất lỏng không màu, tỷ trọng 150C là 1.396 Nó đựng các bình kim loại với khối lượng 10 15 kg 1.2.4 Đường saccharose i Các tiêu cảm quan đường tinh luyện Chỉ tiêu Yêu cầu Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục Mùi, vị Tinh thể đường dung dịch đường nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh Khi pha vào nước cất cho dung dịch suốt ii Các tiêu lý – hóa đường tinh luyện ST T Tên tiêu Mức Độ Pol, (oZ), không nhỏ 99,80 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn 0,03 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn 0,03 o Sự giảm khối lượng sấy 105 C h, % khối lượng (m/m), không lớn Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn iii Dư lượng SO2 Sunfua dioxit (SO2), ppm, không lớn hơn: Các chất nhiễm bẩn, mức tối đa Asen (As) mg/kg Đồng (Cu) mg/kg Chì (Pb) 0,5 mg/kg 0,05 30 (10) 1.2.5 Các chất hỗ trợ quá trình lắng Có thể sử dụng chế phẩm pectinase, tannin, gelatin, bentonite Phần : CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG SỦI BỌT THEO PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN TRONG THÙNG KÍN 2.1 Quy trình sản xuất rượu vang sủi bọt (11) Nho Chuẩn bị cuvée Syrup + vang ngu Bã Ép Sulfit hóa Nấm men van Lên men ethanol lần SO2 Cặn Làm dịch nho Sulfit hóa Làm rượu vang Cặn Ổn định rượu Lên men ethanol lần Nấm men vang Lọc Ly tâm tách cặn nấm men Cặn Cặn Hiệu chỉnh thành phần rượu Syrup Ủ rượu vang nguyên liệu Rót chai và đóng nắp Cặn Làm rượu vang nguyên liệu Rượu vang sủi bọt 2.1.1 Ép Mục đích công nghệ: khai thác dịch chiết từ nho Biến đổi nguyên liệu: (12) Nguyên liệu giảm thể tích, kích thước; tỷ trọng có thể thay đổi Một số thành phần dễ phân hủy vitamin, polyphenol… thoát khỏi tế bào, có thể bị oxy hóa Thiết bị và thông số công nghệ: Thiết bị ép khí nén Thiết bị có dạng hình trụ nằm ngang, có thể xoay quanh trục thân trụ Trên thân trụ có cửa để nạp và tháo nguyên liệu, cửa nạp và tháo khí nén, kênh thoát dịch ép và màng ép Màng hình chữ nhật này lắp bên thiết bị Hai cạnh dài hình chữ nhật màng gắn trên phần thân trụ theo hai đường thẳng song song với trục hình trụ Nguyên liệu nạp vào hình (1), sau đó cửa này đóng lại Khí trơ thổi vào làm căng màng và tạo áp lực nén tác động lên khối nguyên liệu thiết bị (2) Trước nho bị ép hoàn toàn, khí tháo ra, thân trụ quay hết vòng để làm tơi bã (4) Sau đó, người ta lại tiếp tục nạp khí (5) Dịch thu theo kênh dẫn dẫn vào bồn chứa kín Để tháo bã, người ta tháo khí nén khỏi thiết bị, phần thân trụ xoay cho cửa nạp nguyên liệu nằm phía hình (6) Hì nh 2.1 Nguyên tắc làm việc thiết bị ép khí nén (13) Hình 2.2 Mặt cắt thân thiết bị ép khí nén Nho phải ép sau thu hoạch xong mà không qua quá trình nghiền Sử dụng thiết bị ép khí nén thu dịch nho có chất lượng cao, đặc biệt là hàm lượng cặn dịch nho thấp Do tổn thương vỏ nho, hạt nho và cuống nho hạn chế mức tối thiểu nên trích ly các chất màu từ vỏ nho vào dịch nho là không đáng kể Điều này làm cải thiện các giá trị cảm quan màu sắc, độ trong, mùi vị vang thành phẩm Ngoài ra, điều kiện làm việc hạn chế tiếp xúc với oxy nên ngăn chặn các phản ứng oxy hóa khử dịch nho Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi chất chiết thấp Các thông số áp lực khí nén, thời gian nén và số vòng quay phần thân trụ chu kỳ ép xác định phương pháp thực nghiệm Mỗi mẻ ép kéo dài khoảng 2.1.2 Sunfit hóa Mục đích công nghệ: chuẩn bị và bảo quản SO2 có tác dụng ức chế hệ enzyme và vi sinh vật nguyên liệu, nhờ đó mà quá trình lên men ethanol nấm men giống diễn tốt Biến đổi nguyên liệu: Vi sinh vật, enzyme oxydase bị ức chế Nồng độ oxy tự giảm, hạn chế tượng oxy hóa Thiết bị và thông số công nghệ: (14) Thiết bị sulfit hóa có dạng hình trụ đứng Bên có cánh khuấy để đảo trộn Người ta sục SO2 vào bên đường ống xoắn có đục lỗ nằm trên mặt đáy thiết bị Do chênh lệch áp suất, SO2 từ bình chứa thoát khỏi đường ống này dạng khí Cánh khuấy đảo trộn giúp cho SO2 dễ hòa tan và phân bố dịch nho Hàm lượng sử dụng: – 8g/hL 2.1.3 Làm dịch nho Mục đích công nghệ Chuẩn bị cho quá trình lên men ethanol Hoàn thiện giá trị cảm quan cho sản phẩm Biến đổi nguyên liệu: Dịch nho giảm độ nhớt, thay đổi tỷ trọng, có đông tụ protein Sau ly tâm, dịch nho phân thành dòng: pha rắn (cặn, bã), pha lỏng có tỷ trọng thay đổi Thiết bị và công số công nghệ: Dịch nho có chứa các hợp chất pectin dạng hòa tan Trong số trường hợp, các nhà sản xuất có thể sử dụng chế phẩm pectinase để thủy phân pectin, giảm độ nhớt dịch nho, thúc đẩy tạo cặn Ngoài ra, người ta xử lý dịch nho với tannin (5 g/hL) trước tiến hành lên men vang để kết tủa các protein dễ bị đông tụ và gây đục quá trình bảo quản thành phẩm Thiết bị dùng để lắng có vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ, không cần có cánh khuấy Người ta châm dung dịch tác nhân hóa học trên đường dẫn dịch nho từ thiết bị sulfit hóa đến thiết bị xử lý Dịch nho làm lạnh 100C, để yên khoảng 12 – 15 Lựa chọn công suất bơm rượu và bơm dung dịch tác nhân hóa học cho rượu vang vửa bơm hết vào thùng xử lý là lúc dung dịch tác nhân hóa học vừa bơm hết vào ống dẫn Như vậy, việc phân bố tác nhân hóa học rượu vang đồng và thời gian trộn hỗn hợp vang và tác nhân hóa học rút ngắn xuống mức tối thiểu Sau đó, dịch nho bơm vào thiết bị ly tâm để tách cặn (15) Sử dụng thiết bị ly tâm dạng kín để tránh dịch nho tiếp xúc với không khí, hạn chế thất thoát khí SO2 và các cấu tử hương Hình 2.3 Thiết bị ly tâm đĩa dạng kín Tùy theo yêu cầu độ dịch nho trước lên men và mức độ pha phân tán dịch trước ly tâm mà chọn gia tốc ly tâm cho phù hợp, tránh cải thiện quá mức độ dịch nho, gây khó khăn cho việc lên men sau này 2.1.4 Hoạt hóa nấm men vang Chế phẩm nấm men cho vào nước theo tỷ lệ 1:5 khối lượng nhiệt độ 400C Để yên ít 20 phút Sau đó, khuấy nhẹ nhàng hỗn hợp để làm giảm kích thước các khối tế bào và để yên thời gian 20 phút Tổng thời gian hydrate hóa không vượt quá 45 phút Bổ sung vào dịch nho Lưu ý: tránh sốc nhiệt nấm men Nhiệt độ chênh lệch dịch nho cần cấy giống với canh trường nấm men không vượt quá 100C Tỷ lệ giống cấy phổ biến là 1.0 x 106 – 5.0 x 106 tế bào/mL (16) 2.1.5 Lên men ethanol Mục đích công nghệ: Chế biến: quá trình lên men chuyển hóa phần lớn lượng đường dịch nho thành ethanol, CO2 và các sản phẩm phụ khác Biến đổi nguyên liệu: Sinh học: Nấm men giống trao đổi chất và sinh trưởng Hóa học và hóa sinh: Đường lên men chuyển hóa thành ethanol và CO2 Nhiều sản phẩm trao đổi chất nấm men xuất canh trường aldehyde, ketone, rượu cao phân tử, acid hữu cơ, ester, các hợp chất chứa lưu huỳnh… Một số hợp chất polyphenol dịch nho có thể bị oxy hóa Hóa lý: pH giảm, số protein bị đông tụ Một phần khí CO2 nấm men sinh hòa tan vào dịch lên men Vật lý: Nhiệt độ canh trường tăng dần quá trình lên men Có thay đổi thể tích và tỷ trọng dịch nho Thiết bị và thông số công nghệ: Hình 2.4 Thiết bị lên men Thiết bị lên men làm thép không rỉ, có dạng hình trụ đứng và có nắp đậy phía trên (17) Để hiệu chỉnh nhiệt độ, thiết bị có hai lớp vỏ áo và bảo ôn cách nhiệt tốt Thiết bị gắn cảm biến định mức để xác định phần thể tích sử dụng, cảm biến nhiệt độ và pH Trên thân thiết bị có gắn van lấy mẫu và cửa để vệ sinh Trên nắp có gắn đèn quan sát và phận xịt hóa chất vệ sinh và nước rửa Thiết bị có hai cửa để tháo dịch lên men Cửa tháo bã kết thúc quá trình lên men có kích thước khá lớn, nằm trên mặt đáy Trong số trường hợp, hàm lượng đường dịch nho thấp giá trị yêu cầu Khi đó, các nhà sản xuất bổ sung thêm đường saccharose vào dịch nho trước lên men ethanol Quá trình lên men vang sủi bọt thường kết thúc sớm nên hàm lượng ethanol thường thấp (khoảng 6%), hàm lượng đường sót cao Đối với loại rượu Asti Spumante thì vang nguyên liệu chứa khoảng – 7% v/v ethanol và hàm lượng đường khoảng 80 – 120g/L Nhiệt độ lên men khoảng 15 – 200C Thời gian lên men kéo dài hàm lượng ethanol và đường sót đạt giá trị mong muốn 2.1.6 Ly tâm tách cặn nấm men Mục đích công nghệ: Tách cặn nấm men khỏi rượu vang nguyên liệu Biến đổi nguyên liệu: Sau ly tâm, cặn nấm men tách ngoài, phần rượu thu có tỷ trọng thay đổi Thiết bị và thông số công nghệ: Sử dụng thiết bị ly tâm đĩa dạng kín trên Các thông số công nghệ tốc độ ly tâm, lưu lượng đầu vào điều chỉnh để hàm lượng cặn nấm men còn sót lại vang non là thấp 2.1.7 Ủ rượu vang nguyên liệu Mục đích công nghệ: hoàn thiện Biến đổi nguyên liệu: (18) Chủ yếu xảy các biến đổi hóa học Phản ứng tạo phức tannin với protein và polysaccharide Phản ứng polymer hóa Phản ứng oxy hóa tannin Các phản ứng chuyển hóa cấu tử hương Hóa lý: Một số hợp chất keo bị đông tụ và chuyển qua dạng pha rắn Biến đổi này làm tăng độ vang nguyên liệu, đồng thời cải thiện độ bền hóa lý sản phẩm Thiết bị và thông số công nghệ: Thùng ủ rượu vang nguyên liệu làm thép không rỉ, có dạng hình trụ đứng và có vỏ áo bên ngoài để hiệu chỉnh nhiệt độ quá trình ủ rượu, có cánh khuấy Trước ủ, vang nguyên liệu làm lạnh 10 – 120C 2.1.8 Làm rượu vang nguyên liệu Mục đích công nghệ: Hoàn thiện độ trong, tăng độ bền keo cho rượu, chuẩn bị cho quá trình lên men Biến đổi nguyên liệu: Protein bị đông tụ Phần rượu và cặn tách riêng Thiết bị và thông số công nghệ: Đầu tiên, sử dụng các tác nhân hóa học để xử lý rượu Nếu quá trình xử lý dịch nho với tannin trước lên men chưa triệt để các protein gây đục rượu, người ta tiếp tục xử lý rượu vang với tannin, hàm lượng – 4g/hL Để loại tannin, giảm vị chát, người ta thường dùng thạch keo với hàm lượng 1.5 – 2.5g/hL gelatin với hàm lượng – 7g/hL Tác nhân hóa học bơm trên đường dẫn vang non từ thùng ủ đến thiết bị xử lý 2.1.3 Sau giai đoạn xứ lý hóa học, rượu vang đưa qua thiết bị ly tâm để tách cặn 2.1.9 Chuẩn bị cuvée Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình lên men lần Các biến đổi nguyên liệu (19) Rượu vang nguyên liệu (basic wine) phối trộn với syrup (tirage liqueur) Các chất dinh dưỡng dạng rắn hòa tan và phân bố môi trường Thiết bị và thông số công nghệ Thiết bị phối trộn có dạng hình trụ đứng, đáy cầu, cánh khuấy gắn trục thiết bị Cuvée là hỗn hợp rượu vang nguyên liệu và syrup (tirage liqueur) Để pha chế syrup này, người ta hòa tan đường saccharose vào nước vào rượu vang nguyên liệu với nồng độ đường xấp xỉ 500g/L Để quá trình lên men lần diễn nhanh, các nhà sản xuất có thể thêm các thành phần dinh dưỡng khác vào syrup cho nấm men vang; điển hình là nguồn nito dạng diammonium phosphate (100g/L) và nguồn yếu tố sinh trưởng thiamin (0,5 g/L) Trên đường dẫn cuvée vào thiết bị lên men, người ta châm huyền phù nấm men vào cuvée với tỉ lệ xấp xỉ 1,5x106 tế bào/mL Tỉ lệ giống cấy thấp làm chậm tiến trình lên men Nếu tỉ lệ giống cấy cao làm quá trình lên men lần kết thúc nhanh sản phẩm có mùi nấm men Cuvée thu bơm lên thiết bị lên men Hệ thống đường dẫn, thùng chứa hoạt động áp lực khí carbon dioxide để hạn chế tổn thất khí carbon dioxide sản phẩm 2.1.10 Lên men ethanol lần Mục đích công nghệ: hoàn thiện Các biến đổi nguyên liệu Trong quá trình lên men ethanol lần xảy biến đổi tương tự quá trình lên men chính Nấm men tiếp tục chuyển hóa đường cuvée sinh ethanol và carbon dioxide Quá trình lên men lần tạo bọt cho rượu vang Thiết bị và thông số công nghệ (20) 1-Bộ phận khuấy; 2-khoang không khí; 3-vỏ áo cách nhiệt; 4-ống đo; 5-nhiệt kế; 6-áp kế; 7-van an toàn; 8-van khí vào; 9- van rót; 10-cửa; 12- van thoát; 13- van lấy mẫu Hình 2.5 Thiết bị lên men kín Thiết bị lên men có dạng hình trụ đứng Xung quanh thân là lớp vỏ áo để hiệu chỉnh nhiệt độ Bên thiết bị có cánh khuấy để đảo trộn cần Thiết bị lên men thiết kế kín để tăng dần áp suất quá trình lên men khí carbon dioxide nấm men sinh Quá trình lên men thường thực 18 - 20oC Khi áp suất thiết bị lên men tăng đến giá trị mong muốn (5 atmosphere Asti Spumante, 1.7 atmosphere Moscato d’Asti), quá trình lên men xem là kết thúc Hệ thống đường dẫn, thùng chứa hoạt động áp lực khí carbon dioxide để hạn chế tổng thất khí carbon dioxide sản phẩm Thông số công nghệ Nhiệt độ lên men: 18 – 20oC Kết thúc áp suất đạt: 1.7 – atm 2.1.11 Sunfit hóa Mục đích công nghệ: bảo quản Quá trình sulfit hóa nhằm mục đích dừng quá trình lên men (21) Các biến đổi nguyên liệu Sulfur dioxide để làm ngưng các hoạt động lên men nấm men vang Bên cạnh đó, quá trình ổn định rượu diễn khoảng thời gian là 10 - 15 ngày Các vi sinh vật tạp nhiễm có thể hoạt động và làm cho chất lượng rượu vang bị giảm Sulfit hóa rượu vang hạn chế hoạt động vi sinh vật nhiễm Thiết bị và thông số công nghệ Sau áp suất thùng lên men đạt giá trị áp suất yêu cầu, người ta giảm nhiệt độ 00C để sulfit hóa Sử dụng thiết bị sulfit hóa giống 2.1.2 2.1.12 Ly tâm tách cặn Mục đích công nghệ: Tách cặn nấm men khỏi rượu vang nguyên liệu Biến đổi nguyên liệu: Sau ly tâm, cặn nấm men tách ngoài, phần rượu thu có tỷ trọng thay đổi Thiết bị và thông số công nghệ: Sử dụng thiết bị ly tâm đĩa dạng kín trên 2.1.13 Ổn định rượu Mục đích công nghệ: hoàn thiện Dùng phương pháp xử lý lạnh để ổn định chất lượng, cấu tử hương rượu vang, hấp thụ CO2 sinh ra, ngăn ngừa kết tinh muối tartrate và kết lắng số hợp chất keo quá trình bảo quản sản phẩm Các biến đổi nguyên liệu Nhiệt độ thấp Khi nồng độ ethanol rượu vang tăng cao, độ hòa tan muối tatrate càng giảm Đặc biệt là giảm nhiệt độ thì độ hòa tan kali bitartrate giảm mạnh Do đó, phương pháp xử lý lạnh làm kết tinh kali bitartrate, nhờ đó làm giảm nồng độ muối này rượu vang Nhiệt độ thấp làm giảm nồng độ hòa tan calcium tartrate rượu vang hiệu thấp so với kali bitartrate (22) Một số chất keo rượu vang không bền nhiệt độ thấp và chúng chuyển sang pha rắn Thiết bị và thông số công nghệ Để làm lạnh rượu vang xuống nhiệt độ thấp 0oC, ta dùng thiết bị trao đổi nhiệt mỏng, đó tác nhân lạnh thường dùng là glycol Dịch lên men làm lạnh -5 oC Người ta giữ rượu -5oC thùng hình trụ đứng có lớp vỏ áo điều nhiệt khoảng thời gian 10 – 15 ngày để ổn định chất lượng sản phẩm Hệ thống đường dẫn, thùng chứa hoạt động áp lực khí carbon dioxide để hạn chế tổng thất khí carbon dioxide sản phẩm 2.1.14 Lọc Mục đích công nghệ: Lọc để hoàn thiện độ sản phẩm, đồng thời ngăn ngừa lên men rượu chai thành phẩm Các biến đổi nguyên liệu Lọc là quá trình phân riêng, tách các tế bào nấm men và các cấu tử lơ lửng khỏi rượu vang Khi cho rượu vang qua màng lọc, các cấu tử rắn rượu vang bị giữ lại trên bề mặt lọc hấp phụ vào mao quản lọc và bị kẹt còn dịch lọc thu là rượu vang đã làm Các cấu tử rắn không qua màng lọc là lý sau Thứ cấu tử rắn có kích thước lớn so với đường kính lỗ lọc nên chúng bị ngăn lại phía trên bề mặt màng Theo thời gian, độ dày lớp cấu tử có kích thước lớn này tăng lên và tạo nên lớp bã lọc trên bề mặt màng Như vậy, trở lực lớp bã lọc tăng dần theo thời gian lọc Thứ hai cấu tử rắn có kích thước nhỏ đường kính lỗ lọc và chui vào mao quản màng lọc bị kẹt Đây là tượng hấp phụ Hiện tượng làm tăng trở lực màng lọc theo thời gian vận hành Thiết bị và thông số công nghệ (23) Đường nạp nguyên liệu Bơm nguyên liệu Cửa kính quan sát dòng nguyên liệu Thùng lọc bên có chứa các lọc nằm ngang Cửa tháo cặn lọc Cột lọc bổ sung cần Cửa kính quan sát dòng rượu vang đã tách cặn Cửa tháo rượu vang đã tách cặn Thùng chứa huyền phù bột trợ lọc 10 Bơm đưa huyền phù bột trợ lọc vào dòng nguyên liệu cần lọc Hình 2.6 Hệ thống thiết bị lọc rượu vang Các nhà sản xuất cần thực quá trình lọc điều kiện kín để hạn chế xâm nhập vi sinh vật từ môi trường bên ngoài vào bên sản phẩm, bên cạnh đó có chất trợ lọc bổ sung liên tục vào nguyên liệu quá trình lọc Bộ phận chính hệ thống là thùng lọc có dạng hình trụ đứng Bên thùng có chứa các lọc dạng nằm ngang Trong quá trình sản xuât, các lọc đã phủ lớp bột trợ lọc trên bề mặt và chiến xấp xỉ 10% khối lượng Trước hoạt động, người ta chuẩn bị huyền phù bột trợ lọc thùng khác dùng bơm để đưa nó vào thùng Khi đó, các lọc phủ thêm lớp bột trợ lọc trên bề mặt nó Như vậy, các lọc trước hoạt động có hai lớp bột trợ lọc phủ trên bề mặt Để chuẩn bị huyền phù bột trợ lọc thùng ngoài, người ta pha bột trợ lọc vào nước rượu vang đã qua lọc (24) Khi bắt đầu quá trình lọc, nguyên liệu bơm vào thùng lọc Trên đường vào thùng lọc, bơm bổ sung huyền phù bột trợ lọc vào nguyên liệu cần lọc Rượu vang đã tách cặn tháo ngoài 2.1.15 Hiệu chỉnh thành phần rượu Mục đích công nghệ: hoàn thiện Người ta bổ sung syrup (dosage liqueur) vào để hiệu chỉnh thành phần hóa học rượu Phương pháp thực Syrup (dosage liqeur) pha chế cách hòa tan đường saccharose vào rượu vang trắng phổ thông đã ủ khoảng thời gian dài Nồng độ đường syrup là 600g/L Ngoài ra, syrup còn bổ sung acid citric, acid ascorbic và sulfite hóa Sự có mặt acid ascorbic và sulfur dioxide syrup ngăn ngừa tượng oxy hóa xảy giai đoạn mở nắp chai và rót syrup Tùy theo nồng độ đường cần đạt sản phẩm mà thể tích syrup châm vào (hoặc nồng độ đường syrup) thay đổi Hệ thống đường dẫn, thùng chứa hoạt động áp lực khí carbon dioxide để hạn chế tổn thất khí carbon dioxide sản phẩm 2.1.16 Rót chai và đóng nắp Mục đích công nghệ: hoàn thiện Các biến đổi nguyên liệu Trong quá trình rót sản phẩm, đóng nắp không xảy biến đổi đáng kể rượu vang Yêu cầu chung là rót sản phẩm và đóng nắp điều kiện kín để hạn chế xâm nhập vi sinh vật và oxy không khí vào sản phẩm Thiết bị (25) Hình 2.7 Thiết bị rót sản phẩm Dây chuyền rót, đóng nắp thường thực theo phương pháp liên tục và tự động hóa Hệ thống đường dẫn, thùng chứa, thiết bị rót rượu hoạt động áp lực khí carbon dioxide để hạn chế tổn thất khí carbon dioxide sản phẩm Rượu Asti Spumante đóng nắp chai theo kiểu Champagne rượu Moscato d’Asti đóng theo các loại vang phổ thông khác 2.1.17 Hoàn thiện sản phẩm Mục đích công nghệ: hoàn thiện sản phẩm Phương pháp thực và thiết bị Quá trình hoàn thiện sản phẩm rượu vang sủi bọt bao gồm số công đoạn dán nhãn, đóng vào thùng Lưu ý trên bao bì phải ghi rõ thông tin độ cồn và nồng độ đường rượu vang sủi bọt Các thiết bị thực theo phương pháp liên tục và tự động hóa 2.2 Chỉ tiêu và chất lượng sản phẩm Sản phẩm rượu vang sủi bọt Rượu vang sủi bọt lên men thùng kín thường có hàm lượng đường sót cao, nồng độ ethanol thấp Ví dụ: (26) Rượu vang Asti Spumante thường chứa ≥ 80 g/l đường, – 9%v/v ethanol Rượu vang Moscato d’Asti có hàm lượng ethanol thấp hơn, thường 3.5 – 6.5%v/v, hàm lượng đường sót ≥ 100 g/l Giống nho Moscato là giống nho đặc trưng Ý có xu hướng chiết xuất loại rượu vang trắng phổ biến phù hợp với tuýp người làm quen với rượu vang nói chung Dòng rượu vang Moscato này đã làm say mê người Mỹ có nguồn gốc từ miền Bắc Italy với chút sủi tăm nhẹ lấp lánh và hương vị trái cây, mức độ cồn thấp (7% Vol đến 9% Vol) và đường còn lại sau quá trình lên men Màu rượu ngã màu vàng rơm với chút ánh vàng đồng Moscato là loại rượu vang nhẹ với hương vị ngào mà nó dễ dàng tạo kết nối bạn bè buổi tiệc, lễ hội, họp mặt, v.v… Moscato còn thưởng thức loại thức uống giải khát dinh dưỡng và hợp thời trang, phù hợp lứa tuổi và giới tính Loại ruợu vang vị này ngon ngâm lạnh, đặc biệt thưởng thức với món tráng miệng bánh táo, mọng tươi, rau trộn mùa hè, bánh nướng, bánh trứng đường, bánh cobbler đào, món tráng miệng làm từ phỉ , bánh mì vị chanh và bánh 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tạo bọt Bọt coi là có chất lượng tốt các bong bóng bọt có dạng hình cầu, kích thước nhỏ, tách biệt Các bong bóng bọt này lớn ảnh hưởng đến cảm quan và thường biến nhanh Sự sủi bọt còn giải phóng mùi hương cho vang, vì các bong bóng bọt này có chứa các cấu tử hương cùng với khí carbon dioxide (Maujean, 1996) Vì vậy, đánh giá tạo thành và độ bền bọt vang là quan trọng Các protein hòa tan ảnh hưởng lớn đến hình thành bọt vang sủi bọt Những protein có tính kị nước có thể bị hấp phụ bề mặt pha khí – lỏng, làm bền bọt nhờ làm giảm sức căng bề mặt chúng Những protein có phân tử lượng thấp thì bị hấp phụ nhanh Những potein ảnh hưởng đến độ sủi bọt thường có điểm đẳng điện khoảng pH 2.5 – 3.9 Tính chất này không làm tăng tính hòa tan mà còn làm cho protein thêm tính kị nước Vì vậy, protein này ảnh hưởng đến tính tạo bọt cách thay đổi sức căng bề mặt chúng hấp phụ lên bề mặt tiếp xúc hai pha khí – lỏng các bọt khí (27) Chỉ tiêu sản phẩm Chỉ tiêu cảm quan Chỉ tiêu Màu Độ Độ sủi tăm Mùi Vị Yêu cầu Màu rượu ngã màu vàng rơm với chút ánh vàng đồng Hoàn toàn suốt, không có cặn các hạt lơ lửng - Rượu vang sủi tăm trọn vẹn có áp suất từ 3.5 - atmosphere Asti Spumante, 1.7 atmosphere Moscato d’Asti - Bọt bền, các bong bóng bọt riêng lẻ, có kích thước nhỏ, có tương lăn tăn đặc trưng rượu vang sủi bọt Thơm đặc trưng nguyên liệu và sản phẩm lên men, không có mùi lạ Có vị đặc trưng Theo tiêu chuẩn Việt Nam rượu vang (TCVN 7045 : 2002): Chỉ tiêu hóa học Tên tiêu Hàm lượng ethanol (cồn) 20oC, %v/v Hàm lượng methanol 1l ethanol 100oC , g/l, không lớn Hàm lượng acid bay hơi, tính theo acetic acid, g/l, không lớn Hàm lượng SO2 , mg/l, không lớn Cyanide và các phức cyanide+, mg/l, không lớn Hàm lượng CO2 Mức – 18 3.0 1.5 350 0.1 Theo tiêu chuẩn đã công bố nhà sản xuất Giới hạn tối đa kim loại nặng Tên kim loại Arsenic (As) Chì (Pb) Thủy ngân (Hg) Cadmium (Cd) Đồng (Cu) Kẽm (Zn) Giới hạn tối đa (mg/l) 0.1 0.2 0.05 1.0 5.0 2.0 (28) Chỉ tiêu vi sinh vật Tên tiêu Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc ml sản phẩm E.Coli, số vi khuẩn ml sản phẩm Coliforms, số vi khuẩn ml sản phẩm Cl perfringens, số vi khuẩn ml sản phẩm S aureus, số vi khuẩn ml sản phẩm Tổng số nấm men – nấm mốc, số khuẩn lạc ml sản phẩm - Giới hạn tối đa 102 10 0 10 Phụ gia thực phẩm: theo "Qui định danh mục các chất phụ gia phép sử dụng thực phẩm" ban hành kèm theo Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT Hình 2.8 Sản phẩm rượu vang sủi bọt (29) TÀI LIỆU THAM KHẢO Boccacci P., Akkak A., Marinoni D T., Gerbi V., Schneider V., 2012, Genetic traceability of Asti Spumante and Moscato d’Asti musts and wines using nuclear and chloroplast microsatellite markers, Eur Food Res Technol, 235:439 – 446 Emanuelli F., Battilana J., Costantini L., Cunff L L., Boursiquot M-J., This B., Grando M S., 2010, A candidate gene association study on muscat flavor in grapevine (Vitis vinifera L.), BMC Plant Biology, 10:241 Jackson R S (2002), Wine science: Principles and applications, 3rd edition, Elsevier Inc., San Diego, 789p Lê Văn Việt Mẫn (2011), Công nghệ sản xuất rượu vang, NXB ĐHQG TP.HCM, 438 trang Pascal, R.G., Denis D., Bernard D., Aline L (2006), Handbook of enology – Vol 1: The microbiology of wine and vinification, 2nd edition, John Wiley & Sons, 497p (30)