Ảnh hưởng của oxy
Oxy là một yếu tố ảnh hưởng lến đến quá trình lên men. Mặc dù quá trình lên men yếm khí nhưng trong giai đoạn đầu các vi sinh vật vẫn còn oxy để gia tăng sinh khối nhằm đảm bảo đủ số l ượng vi sinh vật đáp ứng cho quá trình lên men chuyển hoá một lượng nước quả lớn.Do đó, khi nhân giống vi sinh vật để đưa vào nước quả người ta thường áp dụng các biện pháp tăng oxy cho n ước cái men: lắc cơ giới cho oxy tăng nhanh vào nước, dùng bơm bơm thêm oxy vào nư ớc. Khi lên men những lượng nước quả lớn có khả năng thiếu oxy dẫn đến quá trình lên men xảy ra chậm lại, khi đó ng ười ta rút nước quả ra rồi bơm trở lại lên phía trên bể lên men nhằm làm tăng lượng oxy đảm bảo nước quả lên men tốt. Tăng oxy chỉ có lợi trong giai đoạn đầu, làm quá muộn khi nấm men đã hoạt động yếu đi, do lượng ancol etylic tăng lên, một số các chất vi lượng bị sử dụng hết thì dù có cung cấp oxy, men cũng không thể tái sinh sản mạnh, lên men cũng không nhanh thêm.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ l ên men và độ cồn đạt được do ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nấm men. Mỗi chủng nấm men thích nghi với mỗi nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ tối thích thay đổi tuỳ theo các giai đoạn phát triển của nấm men: sinh sản, hô hấp, lên men. Một số điều kiện công nghệ cũng ảnh h ưởng tới nhiệt độ thích hợp của quá trình lên men. Thí dụ nếu thiếu oxy, độ đ ường cao thì nhiệt độ lên men càng phải thấp; nếu nhiệt độ cao lên men không hết đường, dừng lại nửa chừng..
Trong giới hạn từ 15 –35oC, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị từ khi cấy men đến khi những bọt CO2 đầu tiên xuất hiện càng ngắn lên men càng nhanh và kết thúc sớm. Nhưng nhiệt độ càng cao lên men càng hạn chế, độ cồn càng thấp, lượng đường cồn lại trong rượu càng nhiều. Nhiệt độ càng cao, số lượng tế bào men trong 1 ml dịch càng giảm. Vì vậy lượng đường phân huỷ được càng ít đi. Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến quá trình lên men cũng tương tự như độ đường cao hay sự tiếp xúc hạn chế với oxy.Tốt nhất là từ đầu đến cuối cho lên menở cùng một nhiệt độ. Nhiệt độ ổn định dù ở mức khá cao 30 0C nhưng liên tục tốt hơn là lúc đầu ở 20 0C, rồi sau tăng lên 30
0C. Nơi lên men, vì vậy phải giữ nhiệt độ càng ổn định càng tốt, đêm và ngày không khác nhau nhiều.
Ảnh hưởng của đường, đạm, muối khoáng v à pH nước quả:
- Đường: đường là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho nấm men, trong đó đườngglucose là loại đường thích hợp nhất cho tất cả các loại nấm men vì nó là đường đơn giản dễ đồng hoá. Trong dịch n ước quả thường có đường glucose và fructose, nhưng lượng đường thấp không ổn định vì vậy người ta phải bổ sung th êm đường saccharose, đường này nhanh chóng được enzyme invertase trong nấm men chuyển thành đường khử, dễ đồng hoá. Tỉ lệ đ ường càng cao thì độ rượu càng lớn nên thêm đường vào nước quả là biện pháp rất phổ biến. Ng ười ta thấy khi nồng độ đ ường dưới 200 g/l thì nấm men hoạt động bình thường, có những chủng nấm men lên men tốt ở độ đường cao hơn (200 – 220g/l). Nếu hàm lượng đường cao quá thì áp suất thẩm thấu của dung dịch tăng cao làm ức chế hoạt động của nấm men do hiện t ượng co nguyên sinh chất dẫn đến việc không xảy ra hoặc xảy ra chậm quá trình lên men.
- Đạm : 25 – 60% khối lượng khô của men là những chất có đạm vì vậy trong nước quả phải có đủ đạm để men sinh sản nhanh v à cường độ lên men tăng theo. Thường trong nước quả có đủ đạm để cung cấp cho nhu cầu của men xong cũng có trường hợp không đủ do một nguy ên nhân nào đó như: sâu b ệnh, hạn hán, tỉ lệ đạm thấp thì phải thêm đạm. Đối với chủng Saccharomyces, nguồn nitơ là muối amoni là
thích hợp nhất vì men đồng hoá được các dạng muối này. Nên cho thêm trước khi lên men, vì nếu cho muộn men không có khả năng đồng hoá đạm.
Từ muối amoni, men có thể tổng hợp đ ược tất cả các acid amin và protein cần thiết cho mình, nhưng nếu cho thêm acid amin là dưới dạng hỗn hợp nhiều loại thì tác dụng kích thích rất rõ.
Khả năng tổng hợp acid amin của men lớn, do đó cho th êm tương đôi nhiều muối amoni thì hàm lượng đạm trong men tăng lên, khi chết men tự huỷ,acid amin hoà tan trong rượu vang có thể tăng đạm tổng số cả r ượu lên tới ba, bốn lần.
- Muối khoáng: muối khoáng cần thiết cho men để cấu thành các tổ chức của mình, cũng cần để cấu thành các enzym là tác nhân gây ra các phản ứng sinh hoá trong rượu. Dưới đây là các chất khoáng chính của men r ượu tính theo phần trăm khối l ượng tro. Na2O 0,06÷ 2,2 CaO 1,0 ÷4,5 MgO 3,7÷ 8,5 Fe2O3 0,06÷ 7,3 P2O5 5 ÷59 SO3 0,4 ÷6,3 SiO2 0÷1,8 Cl 0,03 ÷1,0
Ngoài ra còn một lượng nhỏ các chất Al, Br, Cr, Cu, Pb, Au, Te, Sn, Zn, Sr…tất cả các muối khoáng chiếm 5 – 10% khối lượng khô của men.
- Độ pH : các chủng nấm men trong quá trình sinh sản và phát triển chịu ảnh hướng lớn của pH môi tr ường. Chúng chỉ hoạt động trong những giới hạn pH nhất định. Người ta thấy cho lên men những nước quả chua thì rượu ngon hơn và từ đó nghĩ rằng pH thấp tốt hơn pH cao. Thực ra pH tối thích đối với Saccharomyces là 4– 6. Độ pH nước quả từ 2,8 – 3,8 không phải là tối thích, nhưng men vẫn hoạt động tốt còn khuẩn thì bị ức chế. Do đó, người chế rượu ưa dùng nước quả độ pH 3,0 – 3,5 không
cản trở hoạt động của men nh ưng nếu vì những điều kiện khác không thuận lợi nh ư thiếu oxy, nhiệt quá cao men ngừng hoạt động thì rượu cũng không bị khuẩn làm hỏng.
Chất kích thích hoạt động của nấm men
Cũng như các sinh vật cao cấp nấm men cần một số chất kích thích, tr ước hết là vitamin để sinh sản và hoạt động. Một số chủng nấm men có thể tổng hợp đ ược những vitamin nhất định, lấy nguyên liệu từ các chất hữu cơ trong nước quả. Những vitamin khác nấm men không tự tổng hợp đ ược nếu không có sẵn trong nước quả.
Ngoài hoạt động của nấm men và khuẩn, lượng vitamin còn bị nhiều yếu tố khácảnh hưởng như: ánh sáng, lọc, xử lý nhiệt…