Động thái lên men vang là quá trình chuyển hoá đường và các hợp chất hữu cơ có trong dịch quả thành rượu, các axit hữu cơ, vitamin, chất thơm… làm cho vang có hương vị đặc trưng khác hẳn nhiều loại rượu khác.
Động thái lên men vang là quá trình biến đổi hết sức phức tạp của các hợp chất, ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi tập chung nghiên cứu một số biến đổi cơ bản của một số chất hữu cơ trong quá trình lên men vang táo mèo đó là những biến đổi của đường, axit tổng số, độ pH, hàm lượng rượu, số lượng tế bào nấm men…thông qua nghiên cứu động thái lên men vang trong 28 giờ đầu và trong ngày đầu của quá trình lên men vang táo mèo.
3.5.1. Động thái lên men vang trong quá trình nhân giống (24 giờ)
Chúng tôi tiến hành lên men vang ở quy mô thí nghiệm trong các bình lên men có dung tích 1 lít. Môi trường lên men là dịch siro táo mèo được pha loãng bằng nước sạch tới nồng độ đường tổng số 25% ( 250 g/l ). Tiến hành khử trùng môi trường bằng K2S2O5 ( chứa 55% SO2 ) với hàm lượng 50 mg/l. Sau 6 tiếng bổ sung K2S2O5 vào môi trường thì tiến hành cấy giồng với tỉ lệ
5% v/v ( tương đương khoảng 12.10 tế bào/ml ). Các bình sau khi cấy giống được chuyển vào trong tủ ấm 300C, giá trị pH khoảng từ 3,8-4,2. Tiến hành phân tích mẫu 4 giờ một lần trong 24 giờ liên tục, chúng tôi thu được kết quả sau.
Bảng 3.5.1. Động thái lên men vang trong quá trình nhân giống(24 giờ) Chỉ tiêu Đơn
vị
Thời gian (giờ)
0 4 8 12 16 20 HLcồn %V 0.25±0.01 0.26±0.01 0.28±0.01 0.3±0.01 0.32±0.01 0.5±0.01 HLaxit tổng số g/l 4.6±0.01 4.65±0.01 4.7±0.01 4.76±0.01 4.82±0.01 4.9±0.01 HL đường tổng số g/l 25±0.1 25.5±0.1 24±0.1 23.5±0.1 23±0.1 22.5±0.1 HLđường khử g/l 62.6±0.02 61.5±0.02 60.0±0.02 59.8±0.02 58.2±0.02 57.8±0.02 pH 3.8±0.1 4.0±0.1 4.01±0.1 3.95±0.1 4.0±0.1 3.84±0.1 SL tế bào x106/ ml 12±1.1 16±1.1 38±1.1 48±1.1 82±1.1 160±1.1
Kết quả cho thấy : trong nửa ngày đầu tiên hàm lượng đường giảm chậm, số lượng tế bào nấm men tăng dần, hàm lượng etylic có tăng nhưng rất ít, các thông số khác có biến đổi nhưng không rõ rệt. Theo chúng tôi nửa ngày đầu tiên là thời gian nấm men làm quen với môi trường, một số nấm men đề kháng yếu với SO2 sẽ bị tiêu diệt. Những nấm men thích nghi hơn sẽ tồn tại và sinh sản nên điều này đã dẫn đến hiện tượng trong nửa ngày đầu tiên số lượng tế bào nấm men tăng lên chậm chạp, các thông số khác biến đổi không nhiều là do lúc này nấm men đang thực hiện sinh sản là chủ yếu.
Hàm lượng etylic tăng từ 0,25 ( do nấm men dại hoạt động chậm chạp trong dịch siro tạo thành ) đến 0,54±0,01. Điều này cho thấy trong ngày đầu tiên etylic đã được sản xuất nhưng với hàm lượng rất ít. Đó là do trong ngày đầu tiên nấm men thực hiện trao đổi chất theo kiểu hiếu khí bằng cách dùng oxy phần tử lưu lại trong bình lên men.
Thời điểm từ 12 - 24 số lượng tế bào tăng lên rất nhanh, cứ cách 4 tiếng số lượng tế bào lại tăng gấp đôi, độ pH giảm và hàm lượng axit tổng số có tăng nhưng không đáng kể. Về mặt sinh trưởng, chúng tôi có thể khẳng định : trong 24h đầu tiên kể từ khi cấy giống, thì giai đoạn từ 0 - 8h ứng với pha tiềm phát, còn giai đoạn từ 8 - 12h ứng với pha khởi phát và pha cấp số mũ (logarit).
Kết quả trên cũng phù hợp với nghiên cứu của các tác giả khác [6], [9] khi nghiên cứu về đặc điểm sinh sản, phát triển của Saccaromyces cerevisiae trong nghiên cứu lên men vang nó
3.5.2. Động thái của quá trình lên men vang táo mèo
Để xác định động thái của quá trình lên men vang táo mèo, chúng tôi tiến hành lên men trong các bình có dung tích 1 lít. Môi trường lên men là dịch siro táo mèo ( có hàm lượng đường tổng số khoảng 50% ) được pha loãng bằng nước sạch tới nồng độ đường tổng số 25 % ( 250 g/l ). Tiến hành khử trùng môi trường bằng K2S2O5 ( chứa 55 % SO2 ) với hàm lượng 50 mg/l. Sau 6 tiếng bổ sung K2S2O5 vào môi trường thì tiến hành cấy giồng với tỉ lệ 5 % v/v ( tương đương khoảng 12.106 tế bào/ml ). Các bình sau khi cấy giống được chuyển vào trong tủ ấm 300C, giá trị pH khoảng từ 3,8-4,2. Tiến hành phân tích mẫu mỗi ngày một lần trong 14 ngày liên tục, chúng tôi thu được kết quả sau:
Biểu đồ 3.5.2 Động thái của quá trình lên men vang táo mèo 0 100 200 300 400 1 3 5 7 9 11 13 Thời gian(ngày) SL tế b ào SL tế bào
Kết quả trên cho thấy : tế bào nấm men sinh sản nhanh nhất vào ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 và tiếp tục duy trì cho đến ngày thứ 6, thứ 7, thứ 8, nhưng sau đó thì bắt đầu giảm dần và giảm nhanh nhất từ ngày thứ 9 đến ngày thứ 12 của quá trình lên men, đến ngày thứ 14 số lượng tế bào nấm men chỉ còn lại là 47.106 tế bào/ml.
Số lượng tế bào đạt cực đại vào ngày thứ 5 với số lượng tế bào là: 168.106
tế bào (đây là thời gian của pha log ). Theo chúng tôi ngày thứ 3 và ngày thứ 5 nấm men sinh sản nhanh là do môi trường có nhiều dinh dưỡng, hàm lượng cồn còn thấp chưa có khả năng ức chế sự sinh trưởng và phát triển của nấm men.
Ngày thứ 6 và thứ 8 ( thuộc pha cân bằng động ) môi trường vẫn còn đủ dinh dưỡng để duy trì số lượng tế bào nấm men. Nhưng từ ngày thứ 9 trở đi hàm lượng cồn tăng nhanh, hàm lượng đường giảm mạnh, đặc biệt là sự cạn kiệt nguồn đạm đã làm cho tế bào nấm men bị tự phân và lắng xuống đáy bình. Do đó số lượng tế bào vào những ngày cuối giảm rất nhanh và đến ngày thứ 14 chỉ còn 47.106 tế bào/ml.
Về sự biến đổi của hàm lượng cồn, chúng tôi nhận thấy độ cồn tăng nhanh
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15
Thời gian (ngày) HL cồn
vào ngày thứ 3, đồng thời đường tổng số cũng giảm mạnh vào thời điểm này. Từ ngày thứ 6 trở đi độ cồn tăng chậm và hàm lượng đường cũng giảm chậm. Quan sát bằng mắt thường cũng cho thấy từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 số lượng bọt khí CO2 tạo ra rất nhiều, nhưng từ ngày thứ 6 trở đi số lượng bọt khí bắt đầu giảm dần. Như vậy kết quả thí nghiệm cho thấy : sự biến đổi của hàm lượng cồn và hàm lượng đường có liên quan chặt chẽ với nhau theo sự biến động của số lượng tế bào nấm men.
Hàm lượng axit tổng số cũng tăng dần, tuy nhiên sự thay đổi về hàm lượng axid tổng số là không lớn lắm. Điều này được giải thích như sau : trong quá trình lên men rượu, ngoài việc tạo ra sản phẩm chính là rượu thì còn tạo nên các axit như xucxinic, axetic, lactic..Theo CH.Barthomenf (1986) nếu đi từ 100 phần đường saccaroza sẽ thu được 105,4 phần đường tự do và sau khi thủy phân sẽ thu được 0,7 phần axit xucxinic[8]. Sự tạo thành acid trong quá trình lên men đã dẫn đến làm giảm độ pH của dịch lên men. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của các tác giả nghiên cứu về nấm men nói chung [9], [12].