STT [Đường] bổ sung (0Bx) Tỉ lệ nấm men (%) Thời gian lên men (ngày) Độ cồn (%V) [Đường khử] còn lại (mg/l) Điểm cảm quan (điểm) 1 24 8 8 9,91 97,00 16 2 18 8 8 8,48 4,01 14 3 23 10 8 11,15 69,50 14 4 20 6 8 8,47 6,17 11 5 23 6 8 9,00 54,25 14 6 20 10 8 9,72 4,94 15 7 23 9 10 11,05 12,77 15 8 20 7 6 8,20 9,57 11 9 23 7 6 10,29 37,70 13 10 21 9 6 8,52 12,43 13 11 20 9 10 9,44 6,17 16 12 21 7 10 9,66 4,63 16 13 21 8 8 9,45 4,94 18 14 21 8 8 9,53 8,33 18 15 21 8 8 9,72 6,79 17 [Đường] bổ sung:
Trong môi trường lên men, đầu tiên nấm men hấp phụ đường lên bề mặt tế bào của nó, sau đó khuếch tán qua màng bán thấm của tế bào vào trong tế bào. Sự khuếch tán này tuân theo quy luật chung của sự thẩm thấu. Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường được chuyển hóa thành ethanol và CO2. Sự lên men chuyển đường thành rượu là một dãy q trình oxy hóa khử có enzyme trong tế bào nấm men tham gia. Rượu ethylic và CO2 tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào và khuếch tán vào môi trường.
Nếu tỷ lệ đường bổ sung vào càng cao thì độ cồn tạo thành càng lớn vì khi đó cơ chất cho quá trình lên men nhiều dẫn đến lượng cồn ethylic tạo ra càng nhiều,
nhưng sự tăng này có giới hạn nhất định. Vì nếu tăng độ đường quá cao sẽ gây ra áp suất thẩm thấu lớn làm teo nguyên sinh tế bào nấm men dẫn đến rối loạn quá trình sinh lý của nấm men. Khi đó nấm men hoạt động yếu, thời gian lên men kéo dài, đường khơng được chuyển óa triệt để, đồng thời ethanol tích tụ nhiều cũng ức chế hoạt động của nấm men. Mặt khác, nồng độ đường quá cao làm cho một lượng nấm men chết do hiện tượng co nguyên sinh chất, lượng cơ chất thừa còn làm giảm ái lực của enzyme tế bào nấm men, vì vậy nấm men sử dụng không triệt để hết đường, lượng đường còn lại cao. Lượng đường sót lại sẽ bị vi khuẩn lactic sử dụng tạo đường manit và acid bay hơi gây vị chua khó chịu. Ngồi ra, trong q trình lên men tạo ra nhiều sản phẩm phụ tham gia vào q trình oxy hóa khử các chất màu làm cho màu sắc của rượu bị biến đổi, vi sinh vật lạ tạo mùi vị lạ cho sản phẩm.
Nếu tỷ lệ đường bổ sung ít hay lượng cơ chất cho q trình lên men khơng đủ, do đó nguồn thức ăn để nấm men sử dụng nhằn sinh khối cũng như lên men biến đổi đường thành rượu không đủ nên quá trình lên men yếu, đồng thời độ cồn đạt được thấp. Mặt khác, lượng cơ chất ít thì thời gian lên men q ngắn, do đó các chất mùi chưa hình thành nhiều.
Vậy: tỷ lệ đường là thông số ảnh hưởng lớn đến mùi vị và ảnh hưởng trực tiếp đến độ cồn của rượu. Do đó cần xác định tỷ lệ đường bổ sung thích hợp cho dịch lên men là cần thiết để tạo ra sản phẩm có hương vị tốt nhất.
Tỷ lệ dịch men bổ sung:
Khi tỷ lệ dịch men bổ sung vào hỗn hợp lên men càng tăng thì độ cồn đạt được càng cao vì khi đó số lượng tế bào nấm men trong dịch lên men càng nhiều nên lượng đường chuyển hóa càng triệt để hơn, do đó độ cồn đạt được cao hơn. Tuy nhiên nếu số lượng nấm men trong dịch lên men quá cao thì thời gian lên men chính ngắn, tốt trong sản xuất nhưng nếu thời gian q ngắn thì mùi vị của rượu khơng đạt.
Khi tỷ lệ dịch men bổ sung vào hỗn hợp lên men ít, khơng đủ cho q trình lên men làm cho vi khuẩn lạ có điều kiện hoạt động tạo ra các sản phẩm phụ làm giảm chất lượng của rượu như hoạt động của vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic,... làm rượu bị chua.
Men giống là yếu tố quyết định hàng đầu cho quá trình lên men nhanh hoặc chậm, mạnh hay yếu. Lượng men bổ sung vào dịch lên men phải đảm bảo đủ cho quá trình lên men diễn ra nhanh, mạnh mà không tạo điều kiện cho các vi khuẩn lạ khác phát triển. Tỷ lệ dịch men bổ sung ảnh hưởng lớn đến thời gian lên men chính, độ cồn đạt được hay ảnh hưởng đến chất lượng rượu thành phẩm.
Thời gian lên men chính:
Độ cồn tăng theo thời gian lên men, nhưng càng về sau thì độ cồn tăng lên khơng đáng kể, đó là do khi lượng cơ chất lên men đã hết thì nếu kéo dài thời gian lên men chính cũng khơng làm tăng độ cồn, thậm chí lại làm giảm chất lượng của rượu thu được do sự tạo thành các sản phẩm phụ của quá trình lên men.
Nếu thời gian lên men ngắn thì lượng đường trong dịch lên men chưa được nấm men chuyển hóa hết, lượng đường cịn lại nhiều làm cho rượu bị ngọt, độ cồn thấp, chưa có được mùi vị hài hòa của rượu.
Nếu thời gian lên men dài: hoạt động của nấm men yếu dần, các vi sinh vật khác hoạt động lấn át, trong đó phải kể đến hoạt động của vi khuẩn lactic phá hủy glyceryl làm cho rượu bị chua, có vị đắng của acrolein, do đó chất lượng cảm quan của rượu giảm.
Thời gian lên men chính là yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của rượu. Nếu thời gian lên men chính quá ngắn hoặc quá dài đều làm cho màu sắc, mùi vị cũng như độ cồn của rượu khơng đạt theo u cầu. Đồng thời nó cịn ảnh hưởng đến vấn đề kinh tế trong sản xuất. Vì vậy xác định thời điểm kết thúc q trình lên men chính phù hợp là rất cần thiết.
Độ cồn:
Nấm men được cấy vào môi trường lên men khoảng 1-2h đầu cịn chưa phát triển, sau đó sẽ phát triển theo cấp số nhân và bắt đầu tích tụ rượu ethylic.
Rượu ethylic được nấm men tạo ra và tích tụ trong môi trường ngày càng nhiều. Hàm lượng rượu cao dần sẽ làm cho nấm men sinh trưởng chậm dần và đến nồng độ nào đó sẽ làm cho nấm men giảm hoạt tính, thậm chí có thể làm ngừng hẳn sự phát triển của nấm.
Nếu rượu ethylic tạo ra ít thì độ cồn khơng cao, rượu tạo thành không đạt theo yêu cầu. Thường rượu vang có độ cồn từ 7-140.
Do đó, cần phải theo dõi và xác định độ cồn thu được của rượu thành phẩm. Điểm cảm quan:
Điểm cảm quan thể hiện chất lượng của sản phẩm, điểm cảm quan càng cao thì chất lượng của rượu càng cao, mùi vị hài hòa, màu sắc đặc trưng. Để đánh giá chất lượng của rượu tạo thành trong các mẫu, từ đó lựa chọn ra mẫu có chất lượng tốt nhất.
* Xét theo [Đường khử] cịn lại ta có đồ thị sau:
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng đường còn lại theo [Đường] và tỉ lệ nấm men
(Thời gian lên men = 8 ngày)
Hình 3.3: Hình chiếu đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lượng đường còn lại theo [Đường], tỉ lệ nấm men
(Thời gian lên men = 8 ngày) [Đường](oBx) [NM] (%) [Đường](oBx) Kết quả [NM] (%)
Hàm lượng đường khử cịn lại thấp nhất đối với các mẫu có các thơng số đầu vào thỏa mãn:
[Đường] = 18,3 - 20,70Bx.
Tỉ lệ nấm men bổ sung là: 7 – 9%.
Ngồi vùng này thì hàm lượng đường khử còn lại tăng dần. Lượng đường còn lại càng nhiều càng làm giảm chất lượng rượu tạo thành như đã thảo luận ở trên.
* Xét theo điểm đánh giá cảm quan, ta có đồ thị sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn Điểm cảm quan theo [Đường], tỉ lệ nấm men
(Thời gian lên men = 8 ngày)
Hình 3.5: Hình chiếu đồ thị biểu diễn Điểm cảm quan theo [Đường], tỉ lệ nấm men
(Thời gian lên men = 8 ngày)
Nhìn vào đồ thị ta thấy: điểm cảm quan cao nhất ứng với các mẫu có các thơng số đầu vào như sau:
[NM] (%) [Đường](oBx) Kết quả [NM] (%) [Đường](oBx)
[Đường] = 20 – 23 0Bx.
Tỉ lệ nấm men bổ sung: 7,5 – 8,5 %.
Ngồi vùng này thì điểm cảm quan giảm dần. Điểm cảm quan của rượu càng giảm thì chất lượng rượu tạo thành càng giảm như đã thảo luận ở trên.
Từ đó, chương trình tối ưu hóa nemrodW đã tính tốn được điểm tối ưu như sau: