1.4.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất vang trên thế giới
Đi ngược dòng lịch sử ta có thể tìm thấy sự có mặt của rượu vang trong rất nhiều tư liệu cổ. Rượu vang, trong tiếng Hy-lạp là „Oinos“, trong tiếng La-tinh là „Vinum“, đã xuất hiện trong bộ sử thi huyền thoại Illiade và Odyssée của Homère cũng như trong các phương pháp chữa bệnh hồi thế kỷ thứ IV trước Công nguyên (của Hippocrate) và thế kỷ thứ I (của Galien). Như thế 2000 năm đã trôi qua và rượu vang vẫn không ngừng phát triển, tự hoàn thiện và lan rộng trên toàn thế giới.
Loài người biết làm rượu vang từ quả nho ít nhất cũng khoảng hơn 50 thế kỹ trước công nguyên. Người Ai Cập và người Sumer là những người đầu tiên sản xuất bia và sau đó là rượu vang dùng các loại men hoang dã. Họ còn là những người đầu tiên dùng rượu trong y học. Các kết quả khảo cổ học mới đây đã cũng cố giả thuyết cho rằng người Trung Hoa đã sản xuất rượu từ 5000 năm trước công nguyên.
Với người Pháp, rượu vang không chỉ đơn thuần là một thứ đồ uống không thể thiếu được trên bàn ăn như chiếc bánh mỳ vậy mà nó còn là một di sản về ẩm thực của văn hóa dân tộc.
Trên thế giới rượu vang được sản xuất đã trở thành nghề thực sự mang tính thương mại tại nhiều quốc gia thuộc Châu Âu, Châu Mỹ... cho đến nay việc sản xuất vang đã trở thành một trong những nghành sản xuất lớn, mang lại hiệu quả kinh tế cao ở nhiều quốc gia như Cộng Hòa Pháp, Đức, Ý, Nga, Mỹ, Úc... với tổng sản lượng gần 32 tỷ lít/năm [16]
Năm 1885 Louis Pasteur tiến hành các nghiên cứu về sự biến đổi của rượu vang, phát minh ra một kỹ thuật nhằm giảm thiểu sự nhiễm tạp sau nuôi cấy bằng cách đun nóng môi trường này lên đến 55 – 600C. Kỹ thuật này sau đó được đặt tên là phương pháp khử khuẩn Pasteur – một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến và bảo quản rượu vang không có không khí.[19]
Các nhà khoa học Đức thuộc trường Đại Học ULM nghiên cứu và đã phát hiện hoạt chất resveratrol có nhiều trong rượu vang đỏ có thể giúp ngăn chặn sự sinh sản và phát triển của tế bào mỡ trong cơ thể người. Kết quả nghiên cứu đã công bố ở Hội nghị hàng năm lần thứ 90 của Hiệp hội Nội tiết, được tổ chức tại thành phố San Francisco (Mỹ).
Bác sĩ Emilio Sacanella thuộc trường Đại Học University of Barcelona và các nhà nghiên cứu ở Tây Ban Nha, đã nghiên cứu rượu vang (nhất là rượu vang đỏ) có những yếu tố giúp ích cho tim mạch. Kết quả nghiên cứu đã đăng năm 2007 trên tờ American Journal Nutrition chuyên về dinh dưỡng.
Năm 2007 nhóm nhà khoa học thuộc Đại Học Missouri-Columbia (Mỹ) vừa phát hiện một công dụng mới của rượu vang. Đó là rượu vang có thể bảo vệ con người khỏi nhiễm các bệnh thông thường gây ra qua con đường ăn uống.
Trước kia nguồn nguyên liệu để sản xuất vang ở hầu hết các quốc gia chỉ là những quả nho chín được thu hoạch từ một số giống nho đã được tuyển chọn kỹ dành riêng cho sản xuất vang và chỉ được trồng ở một số vùng nhất định. Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học nhất là các lĩnh vực hóa sinh, vi sinh mà nguồn nguyên liệu để sản xuất vang cũng trở nên phong phú hơn với nhiều loại quả khác nhau như dâu, mơ, táo, lê...
Theo báo „Le Monde“ (Pháp), năm 2009, Pháp đã giành lại vị trí số 1 thế giới về sản xuất rượu vang, với sản lượng ước tính đạt khoảng 45,7 triệu hectolit.
Số liệu do Tổ chức Quốc tế về nho và rượu vang (OIV) công bố ngày 26/11 cho thấy Pháp đã vượt đối thủ chính của mình là Italy – quốc gia năm 2007 đã soán ngôi của Pháp. Năm 2009, sản lượng rượu vang của Italy ước tính đạt 45,5 triệu hectolit.
Theo Tổng giám đốc OIV, ông Federico Castellucci, sản lượng rượu vang của thế giới nhìn chung vẫn ổn định so với năm 2008 song lượng tiêu thụ tiếp tục giảm do khủng hoảng kinh tế thế giới.
Sản lượng rượu vang năm 2009 ước tính sẽ đạt từ 262,8 – 273,1 triệu hectolit. Trong khi đó, mức tiêu thụ rượu vang trên thế giới chỉ khoảng từ 241 – 251,5 triệu hectolit.
Bảng số liệu dưới đây cho thấy một số nước sản xuất rượu vang hàng đầu thế giới (năm 2005):
Bảng 1.3. Sản lượng rượu vang của các nước sản xuất hàng đầu thế giới
STT Tên nước Sản lượng (lít)
1 Pháp 5.329.499
2 Ý 5.065.648
3 Tây Ban Nha 3.934.140
4 Mỹ 2.232.000 5 Achentina 1.564.000 6 Trung Quốc 1.300.000 7 Úc 1.274.000 8 Nam Phi 1.157.895 9 Đức 1.014.700 10 Chilê 788.551
1.4.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất vang ở Việt Nam
Ở Việt Nam nghành sản xuất rượu vang mới thực sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX, được đánh dấu bằng sự hiện diện của vang mang nhãn hiệu Thăng Long trên thị trường nội địa và một thời gian sau đó vang Đà Lạt, vang Biên Hòa cũng xuất hiện. Sản phẩm của các công ty này cũng chỉ phục vụ cho nhu cầu nội địa và trở thành nước uống quen thuộc của nhiều gia đình.
Việt Nam bước vào kinh tế thị trường trong mấy năm gần đây thôi nhưng hình như thế giới có gì thì Việt Nam cũng có cái đó. Đặc biệt là các loại rượu vang nổi tiếng trên thế giới. Việt Nam, đất nước của bia và rượu đế nay đang chứng kiến thay đổi thái độ đối với các loại đồ uống cao cấp của phương Tây như cocktail, rượu vang hay nước giải khát có men. Tuy giá một chai rượu vang vẫn còn đắt so với một thùng bia, thế nhưng đã có một số người Việt thuộc diện trung lưu đổi sở thích, chuyển sang uống rượu vang, mà họ cho là có lợi cho sức khỏe. Nói chung tình hình tiêu thụ rượu vang tại Việt Nam cũng như tại các nước Châu Á khác như Trung Quốc, Hồng Kông là đang trên đà tăng trưởng. Trong hai năm gần đây nhu cầu tiêu thụ rượu vang tại Việt Nam là tương đối cao, đặc biệt là người Việt bao giờ cũng quan tâm đến sức khỏe.
Tại nhiều siêu thị lớn ở thành phố HCM, người ta bày bán cả vang trong nước và vang quốc tế. Trong khi bia chiếm vai trò bá chủ thì tình hình tiêu thụ rượu vang trong nước và ngoại quốc có vẻ ngang nhau.
Trong khi nhiều người Việt thích nhâm nhi chai rượu ngoại thì ngược lại một số người tiêu dùng tại Malaysia, hay Nhật Bản lại đến tiệm để mua rượu Việt Nam. Ông Lê Dũng từ công ty Thực Phẩm Lâm Đồng nói rằng hai nước này hiện đang là hai thị trường chủ yếu của vang Đà Lạt. Cạnh đó còn là một thị trường khá lớn trong nước mà công ty không thể bỏ qua. Điều đó chứng tỏ rằng vang Việt Nam đang dần được nâng cao chất lượng.
Theo hiệp hội rượu bia và nước giải khát Việt Nam, hiện nay trong nước có khoảng 10 doanh nghiệp sản xuất rượu vang, với số lượng mỗi năm khoảng 12,5 triệu lít. Các nhãn hiệu rượu vang trong nước đã quen thuộc với người dùng như vang Đà
Lạt của công ty thực phẩm Lâm Đồng , vang Thăng Long, Đông Đô. Đặc biệt trong những năm trở lại đây có nhiều nghiên cứu về rượu vang.[16]
Năm 2000, Lê Thị Bích Vân (Bến Tre) nghiên cứu và đưa sản phẩm rượu vang sơri ra thị trường nồng độ rượu 11,5%. Sản phẩm có bán rộng rãi trên thị trường và được thị trường chấp nhận.
Năm 2003, tiến sĩ Phạm Văn Sáng (Giám đốc sở khoa học và công nghệ Đồng Nai) đưa ra giải pháp để tận dụng phế liệu của quả dứa như cùi, mắt dứa... chiếm 30% trọng lượng quả dứa nhằm sản xuất ra rượu vang.
Năm 2004 Phan Thị Thanh Hoài, Đặng Ngọc Huê, Nguyễn Nữ Quỳnh Giang, Ngô Nữ Quỳnh Như và Nguyễn Bá Dũng (ĐH Tây Nguyên), nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý phế thải chế biến bã ước cà phê. Từ đó đưa ra một quy trình sản xuất rượu vang từ vỏ quả cà phê. Rượu thành phẩm có mùi thơm cay, vị ngọt nhẹ, màu vàng sẫm, hơi đục, thơm dịu không có mùi nồng của vỏ cà phê.
Năm 2007, bộ môn Công nghệ sinh học (ĐH Bách khoa TP.HCM) đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất rượu vang từ trái điều. Với công nghệ này có thể làm ra hai loại rượu vang ngọt và chát, có mùi thơm nhẹ và hương vị đặc trưng của quả điều.
Thực tế sản xuất vang tại Việt Nam đã cho thấy rằng mặc dù nguồn nguyên liệu sản xuất rượu vang là rất phong phú vì tất cả các loại quả chứa đường, vitamine, protein, khoáng, acid và không chứa nhiều tanin thì sẽ lên men làm rượu vang được. Trong khi tại Việt Nam lại là một nước có khí hậu nhiệt đới bốn mùa luôn có hoa thơm quả ngọt.
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu chính 2.1.1. Nguyên liệu chính
Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là trái táo tây hay còn gọi là Pom. Có danh pháp khoa học là Malus domestica. Loài cây thân gỗ này thuộc họ hoa hồng. Đây là một trong những loài cây ăn trái phổ biến nhất.
Tên tiếng Anh là Apple Tên tiêng Pháp là Pomme
Một loài Pom rừng tìm thấy ở nước ta đó là loài Malus doumeri Chev Gan, mọc ở rừng kontum và Đà Lạt trên độ cao 1000 – 2000m.
Hình 2.1. Nguyên liệu táo
Táo được mua ở chợ Vĩnh Hải, Nha Trang, Khánh Hòa.
2.1.2. Nguyên liệu phụ 2.1.2.1. Đường
Đường được sử dụng với mục đích làm tăng hàm lượng đường trong dịch quả dùng để lên men. Đường được sử dụng là đường trắng và thỏa mãn các yêu cầu sau:
Hàm lượng Saccharose > 99% Lượng nước < 0,2 %
Đường phải trắng, tinh thể, không có tạp chất, lượng đường khử < 0,1 % Hàm lượng tro < 0,03%
2.1.2.2. Acid citric
Acid citric được dùng để làm tăng độ chua của dịch quả lên men, giảm pH của dịch để đảm bảo điều kiện tốt cho nấm men hoạt động. Acid citric được dùng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Hàm lượng acid citric > 99% Lượng nước < 0,2%
Dạng tinh thể không lẫn tạp chất.
2.1.2.3. Nước
Được dùng để rửa nguyên liệu và dụng cụ, thiết bị trong quá trình thực hiện thí nghiệm. Nước sử dụng phải đạt tiêu chuẩn nước sạch, sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt, được cấp từ công ty nước tỉnh Khánh Hòa. Nước sử dụng để sản xuất rượu vang phải đảm yêu cầu của nước dùng trong ăn uống theo TCVN 6213:2004.
2.1.2.4. Enzyme pectinase
Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp chất pectin thành các hợp phần khác nhau. Nhiệt độ hoạt động tối thích của các enzyme này trong khoảng 45 – 520C
Trong công nghiệp, pectinase được ứng dụng để phân giải pectin nhằm nâng cao hiệu suất ép, lọc nước quả, làm trong rượu vang và nước quả.
2.1.2.5. Nấm men
Nấm men sử dụng là loại Saccharomyces cerevisae thuần chủng, được cung cấp bởi phòng thí nghiệm vi sinh trường Đại Học Nha Trang
Hình 2.2. Nấm men dùng làm thí nghiệm 2.1.2.6. Vitamine C
Vitamine C được sử dụng nhằm chống quá trình oxy hóa làm biến màu của dịch quả trong quá trình ép. Vitamine C sử dụng phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Hàm lượng vitamine C > 99% Hàm lượng Al: 0,0003% Hàm lượng Fe: 0,0005%
Hàm lượng kim loại nặng (như Pb): 0,001% Khối lượng riêng: 176,14
2.1.3. Vi sinh vật dùng trong chế biến vang táo
Để chế biến rượu vang người ta sử dụng nhiều chủng nấm men thuần khiết như:
Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces uvarum hoặc Saccharomyces oviformis.
Để nghiên cứu chế biến vang táo tôi sử dụng chủng nấm men Saccharomyces cerevisae
được giữ trong ống nghiệm, men ở dạng tiềm sinh, trong môi trường thạch. Chủng nấm men này có nguồn gốc tại Việt Nam, được cung cấp bởi phòng thí nghiệm vi sinh vật trường Đại Học Nha Trang. Do Saccharomyces cerevisae có nhiều ưu điểm là: lên men nhanh và sâu các loại đường, kết lắng tốt do đó dễ tách sinh khối nấm men ra khỏi dịch lên men, tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu vang, bền vững với rượu, acid và các chất sát trùng.
2.1.4. Các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu
Máy ép trái cây Cân điện tử Máy đo pH Nồi hấp tiệt trùng
Thiết bị chưng cất đơn giản Tủ cấy
Máy lắc
Các dụng cụ khác ở phòng thí nghiệm…
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Các phương pháp phân tích kiểm nghiệm
Các phương pháp này được tham khảo trong cuốn “ Phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men” – PGS. TS Lê Thanh Mai (chủ biên), trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2007 do nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật ban hành.
2.2.1.1. Phân tích hóa học
a. Xác định thành phần hóa học của táo
- Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy - Xác định hàm lượng khoáng bằng phương pháp nung b. Xác định độ rượu của dịch lên men
Độ rượu là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mẫu lên men mạnh hay yếu và phần nào đánh giá được chất lượng của rượu.
Xác định nồng độ rượu dựa theo phương pháp cân đo tỷ trọng rồi tra bảng để tìm % thể tích hoặc % khối lượng.
c. Xác định đường khử bằng phương pháp Graxianop
Nguyên tắc:
Đường khử khi đun nóng với dung dịch kiềm cùng với ferrixyanua sẽ khử ferrixyanua thành ferroxyanua và đường khử chuyển thành acid đường. Dùng metylen xanh làm chất chỉ thị sẽ mất màu xanh khi phản ứng kết thúc. Phản ứng chính như sau:
2K2Fe(CN)6 + 2KOH + CH2OH(CHOH)4CHO 2K4Fe(CN)6 + 2H2O + COOH(CHOH)4COOH
2.2.1.2. Kiểm nghiệm cảm quan mẫu rượu vang
Dựa trên các tài liệu kiểm nghiệm, cách đánh giá tiêu chuẩn chất lượng rượu vang và TCVN 3215 – 79 tiêu chuẩn phân tích cảm quan sản phẩm thực phẩm
2.3. Chọn quy trình dự kiến
Nguyên liệu táo Rửa
Xử lý cơ học Bổ sung enzyme pectinase, vitamine C
Ủ ở 400C t= 1÷1.5h
Ép
Điều chỉnh thành phần đường, acid citric, sunfate amone
Lên men Nhân giống Nấm men
Xử lý sau lên men
Đóng chai
Rượu vang táo
Từ quy trình này tôi sẽ nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho quá trình lên men như: tỷ lệ vitamine C và enzyme pectinase bổ sung, hàm lượng đường của dịch quả đem lên men, tỷ lệ nước cái men so với dịch quả đem lên men và thời gian lên men thích hợp.
2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.4.1. Nhân giống cấp nhỏ để phục vụ lên men
Dụng cụ nhân giống phải được rửa sạch và bao gói sấy vô trùng ở 1600C trong 2h.
Môi trường để nhân giống cấp một: là dịch nước quả có nồng độ đường là 120g/l ở nhiệt độ 20 – 250C
Dùng que cấy nấm men vào ống nghiệm chứa 10ml dịch nước quả đã được thanh trùng ở P = 1,2 at, t0 = 1210C trong 15 phút. Nấm men trong ống nghiệm này tiếp tục được nuôi cấy trong 24h ở nhiệt độ 20 – 250C. Và để ống nghiệm trên máy lắc để hòa tan oxy vào dịch quả.
Môi trường để nhân giống cấp hai: là dịch nước quả có nồng độ đường là 120g/l ở nhiệt độ 20 – 250C như môi trường nhân giống cấp 1.
Chuyển dịch nước quả chứa nấm men trong ống nghiệm sang bình tam giác 250 ml có chứa 100 ml dịch nước quả và tiếp tục nuôi cấy trong 24h ở nhiệt độ 20 – 250C như quá trình nhân giống cấp 1.
Sau khi nhân giống ta tiến hành đếm số lượng tế bào nấm men bằng buồng đếm. Khi số lượng nấm men đạt khoảng 100 triệu tế bào/ml dịch nấm men ta có thể bổ sung vào dịch nước quả lên men.
2.4.2. Bố trí thí nghiệm:
2.4.2.1. Thí nghiệm xác định tỷ lệ acid ascorbic cần bổ sung
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ acid ascorbic cần bổ sung
0% vitamin C Thịt quả Bổ sung 0,1% pectinaza vào thịt quả Ủ ở 400C, t= 1 ÷ 1,5h Ép dịch 0,05% vitamin C 0,1% vitamin C 0,15% vitamin C 0,2% vitamin C
Đánh giá màu sắc dịch quả sau