2.2.2. Giá trị cuả rượu vang
Dùng rượu vang với lượng vưà phải, cĩ tác dụng kích thích, lợi cho sức khoẻ.
Rượu vang cĩ chứa lượng cồn trung bình nên phụ nữ và người già cĩ thể dùng được, cồn trong rượu vang là cồn tinh khiết do lên men tự nhiên nên khi uống vào sẽ ngấm dần làm người uống khơng bị chống say.
Rượu vang chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các loại rượu khác, rượu
vang là loại thức uống cĩ thành phần tương đối ổn định, là sản phẩm lên men từ nước quả cĩ mùi thơm đặc trưng và bổ dưỡng
Sản xuất rượu vang thương phẩm làm tăng giá trị kinh tế, thu nhập cho người
làm vườn.
2.2.3. Nguyên liệu trong sản xuất rượu vang
Nguyên liệu trong sản xuất rượu vang là các loại quả cĩ vị chua ngọt hài hồ. Quả chín hoặc cĩ thể chưa chín sau khi thu hoạch, chọn những quả tươi, chất lượng tốt đem ép lấy nước hoặc ngâm nước đường để thu dịch quả dùng cho lên men.
Tất cả các quả dùng trong sản xuất rượu vang đều cĩ nhiều đường dễ đồng hố, nhiều acid hữu cơ làm cho nước quả cĩ vị chua (pH thường từ 2.5 trở lên), nhiều vitamin, trong đĩ cĩ nhiều vitamin C, làm cho rượu cĩ vị chua chát, cĩ đầy đủ chất khống và một lượng protein đáng kể [2].
2.2.4. Phân loại rượu vang
Cĩ nhiều cách phân loại rượu vang khác nhau. Theo cách thức sản xuất, cĩ thể chia thành vang trắng, vang đỏ, vang hồng, sâm banh…[17]. Người ta cĩ thể chia rượu vang theo màu sắc, theo hàm lượng đường cĩ trong rượu hoặc theo độ cồn.
Theo màu sắc - Vang trắng
- Vang đỏ (màu đỏ Bordeaux) Theo hàm lượng đường
- Vang chát
- Vang khơ (lên men hết đường < 4g đường sĩt/l): Dùng uống giữa bữa ăn, vừa ăn, vừa uống.
- Vang ngọt: Uống sau bữa ăn
- Vang nửa khơ: Vang Vermouth (dùng khai vị). Theo cơng nghệ
Theo cơng nghệ, sản phẩm vang được chia làm 2 nhĩm lớn:
Rượu vang khơng cĩ Gas
Rượu vang phổ thơng : đặc điểm kỹ thuật của loại vang này là hồn tồn lên men,
khơng cĩ bổ sung cồn ethylic và đường vào trước khi lên men.
- Vang khơ (lên men kiệt đường):
+ Hàm lượng ethanol: 9 – 14%V + Đường sĩt: 0.3%
- Vang bán ngọt: cịn sĩt lại một phần đường lên men được
+ Hàm lượng ethanol: 9 – 12%V + Đường sĩt: 3 – 8%
Rượu vang cao độ : là những loại rượu vang cĩ hàm lượng ethanol cao hơn vang phổ thơng. Về mặt kỹ thuật cĩ bổ sung cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượng ethanol trong sản phẩm hay bổ sung đường để nâng cao hàm lượng đường trước khi lên men. - Vang nặng
+ Hàm lượng ethanol: 17 – 20%V (trong đĩ cĩ 3 4% V do quá trình lên men vang sinh ra).
+ Đường sĩt: 1 – 14% - Vang khai vị
+ Hàm lượng ethanol:12 – 17%V (cĩ từ 1.2 1.5%V do quá trình lên men vang sinh ra).
- Khai vị bán ngọt + Hàm lượng ethanol: 14 – 16%V + Đường sĩt: 5 – 12% - Khai vị ngọt + Hàm lượng Ethanol: 15 – 17%V + Đường sĩt: 14 – 20% - Khai vị rất ngọt + Hàm lượng ethanol: 12 – 17%V + Đường sĩt: 21 – 35%
Rượu vang cĩ Gas
Vang cĩ gas CO2 tự nhiên (cịn gọi là rượu champagne): để giữ được CO2 tự nhiên trong sản phẩm do quá trình lên men tạo ra ta thực hiện quá trình lên men phụ trong chai, thùng, hay hệ thống kín. Phụ thuộc vào điều kiện lên men khác nhau như nhiệt độ, thời gian mà ta cĩ những sản phẩm khác nhau với mức chất lượng khác nhau.
+ Hàm lượng ethanol: 10 – 12%V + Đường sĩt: 3 – 5%
Vang cĩ gas nhân tạo: được nạp CO2 +
+Hàm lượng ethanol: 9 – 12%V. + Đường sĩt: 3 – 8%.
2.2.5. Thành phần rượu vang
Thành phần hĩa học của rượu vang khá phức tạp và thay đổi tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu sử dụng, những biến đổi trong quá trình lên men chính, lên men phụ, q trình tàng trữ và sự kết hợp của những phương pháp sản xuất.
Rượu ethylic: Là thành phần quan trọng nhất của các loại rượu vang và các loại
nước giải khát cĩ cồn. Hàm lượng ethylic trong rượu vang do quá trình lên men tạo ra đạt từ 10 – 12% thể tích.
Đường: Hàm lượng đường trong rượu vang tùy thuộc vào loại rượu. Chủ yếu là
đường glucose, fructose, cĩ thể cĩ dextrin và một số loại đường khác.
Acid: Cĩ nguồn gốc từ nguyên liệu hay bổ sung và tăng lên trong q trình lên
men, làm chín. Thành phần chủ yếu là các acid hữu cơ như: acid malic, tartaric. Hàm lượng acid trong rượu vang cĩ thể dao động trong một khoảng lớn từ 0.4 – 1% tùy loại rượu.
Rượu bậc cao: Gồm amyl, isoamyl, n-butyl, propilic.. với hàm lượng 10 –
75mg/100ml.
Ethylacetat: Là ester quan trọng nhất với nồng độ lớn hơn 150ppm. Tanin: Tùy loại rượu cĩ thể chứa từ 0.01% - 0.3%.
Chất màu, mùi: Chất màu tạo ra do bản thân nguyên liệu cịn lại trong quá trình
lên men, thường là họ màu flavanal, anthocyanne... Hương vị và các chất thơm của rượu vang phụ thuộc vào nguyên liệu, quá trình lên men và tàng trữ rượu.
Vitamin: Trong rượu vang cĩ chứa khá nhiều loại vitamin, đặc biệt là vitamin
nhĩm B.
2.2.6. Nấm men trong sản xuất rượu vang
2.2.6.1. Đặc điểm sinh học của nấm men
Nấm men (yeast, levure) là tên chung dùng để chỉ nhĩm nấm cấu tạo đơn bào.
Nấm men với số giống hiện biết là 39 và 349 lồi [7] .
Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất vang là các chủng thuộc giống
Saccharomyces. Nĩ nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumycophyta) [4].
Lớp : Ascomycetes
Bộ : Endomycetales
Họ : Endomycetaceae
Họ phụ: Saccharomyceteae
Giống : Saccharomyces
Theo Lodder (1971), nấm men thuuộc giống Saccharomyces cĩ các đặc điểm
sau: sinh sản dinh dưỡng bằng nảy chồi ở nhiều phía; khơng tạo bào tử bắn ; tế bào dinh dưỡng hình trịn, elip, ovan, hình trứng, khơng cĩ hình tam giác; cĩ tạo nang bào tử, nang bào tử hình thoi, mỗi nang chứa trên hai bào tử, nang bào tử hình cầu hoặc hình trứng, nang chín khĩ vỡ; khơng đồng hĩa nitrat; lên men glucose mạnh mẽ; khơng tạo thành váng sớm trên nước chiết mạch nha.
Nấm men thuộc giống Saccharomyces cĩ khả năng lên men rượu. Con người
sử dụng chúng để nấu rượu bia, cồn, glyxerin. Nấm men sinh sản nhanh chĩng, sinh khối của chúng giàu protein, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăn gia súc. Nấm men cũng được sử dụng để làm nở bột mì, sản xuất một số dược phẩm. Tuy nhiên, một số nấm men gây bệnh cho người, gia súc, hoặc hư hỏng lương thực, thực phẩm[4].
2.2.6.2. Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men
Nấm men Saccharomyces thường cĩ cấu tạo đơn bào, cĩ nhân thật, hình trịn,
hình trứng hay bầu dục, hình dài hoặc hình elip. Hình dạng, kích thước tế bào nấm
men Saccharomyces tương đối ổn định với các chủng loại trong điều kiện bình
bào thay đổi rất nhiều tuỳ thuộc giống, lồi, chủng. Nĩi chung, kích thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt. Các lồi nấm men đơn bào được sử dụng trong cơng nghiệp thường cĩ kích thước (3 – 5) x 5 x 10 m, nặng 10 -12 pg ( 1pg = 10-12g). Trong tự nhiên, chúng cĩ mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước…
2.2.6.3. Sự sinh sản của nấm men
Đối với nấm men thuộc giống Saccharomyces cĩ hai phương thức sinh sản. Đĩ
là sinh sản vơ tính bằng cách nảy chồi và sinh sản hữu tính bằng bào tử túi.
Sinh sản vơ tính bằng cách nảy chồi
Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men. Ở điều kiện thuận lợi nấm men sinh sơi nảy nở nhanh, quan sát dưới kính hiển vi thấy hầu như tế bào nấm men nào cũng nảy chồi. Khi một chồi xuất hiện các enzym thủy phân sẽ làm phân giải phần polysacarit của thành tế bào làm cho chồi chui ra khỏi tế bào mẹ. Vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đĩ sẽ xuất hiện một vách ngăn giữa chồi và tế bào mẹ. Thành phần của vách ngăn cũng tương tự như thành tế bào. Khi tế bào chồi tách khỏi tế bào mẹ, ở chỗ tách ra cịn giữ lại một vết sẹo của chồi, trên tế bào con cũng mang một vết sẹo. Tại vết sẹo này tế bào mẹ sẽ khơng bao giờ tạo ra một chồi non mới.
(a) (b) (c)
Hình2.8: (a): hình dạng tế bào nấm men nảy chồi ; (b): tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm men ; (c): vết sẹo sau khi nảy chồi
Thời gian cần thiết kể từ lúc chồi mới hình thành tới lúc tế bào này phát triển và bắt đầu tạo tế bào mới gọi là chu kỳ phát triển của nấm men.
Sinh sản hữu tính
Bào tử túi được sinh ra trong các túi. Hai tế bào khác giới đứng gần nhau sẽ mọc ra hai mấu lồi. Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối với nhau. Chỗ tiếp nối sẽ tạo một lỗ thơng và qua đĩ chất nguyên sinh cĩ thể đi qua để tiến hành phối chất, nhân cũng đi qua để tiến hành phối nhân. Sau đĩ nhân phân cắt thành 2, thành 4, thành 8. Mỗi nhân được bao bọc bởi các chất nguyên sinh rồi được tạo màng dày xung quanh và hình thành các bào tử túi. Tế bào dinh dưỡng biến thành túi.
Hình2.9: Tiến trình hình thành bào tử túi 2.2.6.4. Tính chất sinh lý, sinh hố 2.2.6.4. Tính chất sinh lý, sinh hố
Nấm men là ví dụ điển hình của vi sinh vật kị khí tuỳ tiện. Trong điều kiện đủ oxi, nấm men sẽ phát triển tăng sinh khối là chủ yếu, cịn rượu khơng trực tiếp tạo thành hoặc tạo thành rất ít theo phương trình:
Q O H CO O O H C6 12 66 2 6 2 6 2
Ngược lại, khi khơng đủ oxi hoặc kị khí thì hoạt động lên men là chủ yếu theo con đường EMP sinh ra rượu từ quá trình khử axetaldehit:
2 2 5 2 2 6 12 6H O C H OH CO C
Vì vậy cĩ thể nĩi lên men là quá trình sản sinh năng lượng, trong đĩ hydro tách ra được chuyển đến các chất nhân hữu cơ.
Do đĩ, trong sản xuất vang bằng phương pháp cấy giống thuần chủng, người ta phải thực hiện hai giai đoạn nhân giống và lên men. Ở giai đoạn nhân giống, cần tạo điều kiện cho nấm men sinh trưởng, phát triển tăng sinh khối để cĩ một lượng tế bào nhất định đang ở thời kỳ hoạt động sinh lý mạnh để chuyển tiếp vào giai đoạn lên men. Ở giai đoạn lên men, thời kỳ đầu, men giống phát triển tăng sinh khối, cịn sau là lên men thực sự.
Khi quá trình lên men giảm dần và ngừng hẳn do các chất dinh dưỡng của mơi trường cạn dần và sản phẩm của quá trình lên men: rượu tăng dần và chúng bắt đầu kết lắng. Chỉ tiêu này cĩ ý nghĩa lớn trong cơng nghệ sản xuất vang và bia. Ngày nay người ta xác định tính kết lắng của nấm men phụ thuộc vào thành phần tế bào, trong vỏ tế bào cũng tồn tại thành phần hydrat cacbon manan và hàm lượng aicd amin càng lớn thì nấm men lắng kết càng nhanh. Sự lắng kết của nấm men cịn do canxi tạo ra các cầu liên kết giữa các nhĩm cacboxyl của hai tế bào cạnh nhau. Về phương diện di truyền, đặc tính lắng kết trội hơn so với khơng lắng kết.
Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer. Meyer
năm 1938 lần đầu tiên đã gộp các lồi nấm men bia và nấm men rượu vang thành một giống.
2.2.7. Yêu cầu đối với nấm men rượu vang
Hương vị đặc trưng cuả rượu khơng chỉ phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính nguyên liệu, quy trình cơng nghệ mà cịn phụ thuộc vào nấm men sử dụng. Những nấm men được phân lập và sử dụng trong sản xuất cần phải đạt các yêu cầu [1].
Cĩ khả năng lên men tốt trên mơi trường cĩ hàm lượng đường cao,sinh ra
nhiều cồn.
Cĩ khả năng lên men được nhiều loại đường khác nhau. Chịu được độ cồn và độ acid cao,cũng như chất sát trùng.
Chịu được nhiệt độ thấp 4-100C hoặc cao >350C.
Tốc độ phát triển nhanh, chu kì lên men ngắn. Tạo rượu cĩ hương thơm ngon.
Dễ lắng trong.
2.2.8. Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang
Hiện nay trên thế giới người ta sản xuất rượu vang theo hai phương pháp:
2.2.8.1. Lên men rượu vang bằng vi sinh vật tự nhiên
Ở những nước cĩ nghề sản xuất rượu vang truyền thống, người ta thường sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên cĩ ở quả nho. Việc sử dụng vi sinh vật tự nhiên để sản
xuất rượu vang cĩ ưu điểm là:
Khơng cần cĩ giống vi sinh vật thuần khiết, do đĩ khơng địi hỏi kỹ thuật cao. Khơng cần đầu tư nhiều cho quá trình sản xuất.
Sản phẩm khá đặc biệt vì q trình tích luỹ hương cho sản phẩm khơng chỉ lấy
từ nguồn trái cây mà cịn được tạo ra bởi vi sinh vật tự nhiên cĩ ở trái cây đĩ và theo vào quá trình lên men.
Tuy nhiên, việc sử dung vi sinh vật tự nhiên cũng cĩ rất nhiều nhược điểm:
Chất lượng sản phẩm thường khơng ổn định vì khơng kiểm sốt được chất
lượng giống vi sinh vật ban đầu khi đưa lên men. Ở những nước hay ở những gia đình cĩ truyền thống sản xuất rượu vang nổi tiếng họ vẫn dùng vi sinh vật tự nhiên để tiến hành lên men. Tuy nhiên chất lượng sản phẩm của họ phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm khi lựa chọn nguyên liệu, phối trộn nguyên liệu.
Cĩ nhiều nơi, người ta khơng rửa nho trước khi làm nát để tận dụng tối đa
lượng vi sinh vật cĩ ở trái nho. Họ dùng gần như 100% lượng nho khơng rửa này để lên men.
Cĩ nhiều nơi, họ chỉ lấy 1/2 hoặc 1/3 lượng nho dùng làm nguyên liệu sản xuất
như một chất mang vi sinh vật tự nhiên vào lên men. Cịn 1/2 hay 2/3 khối lượng nho kia người ta rửa rất sạch và đem vào làm nát cùng khối lượng trên.
Việc làm này chỉ cĩ hiệu quả tốt và đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm khi
người trồng nho khơng dùng quá nhiều hoặc khơng dùng thuốc trừ sâu, phân hĩa học. Trường hợp ngược lại thì khơng nên dùng phương pháp này vì sẽ rất nguy hiểm cho quá trình lên men cũng như cho sức khỏe của người tiêu dùng.
Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và khơng
đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men. Những nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy: trong khu hệ vi sinh vật tự nhiên này cĩ 76 – 90% là nấm sợi, 9 – 22% là nấm men, số cịn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn khơng sinh bào tử hoặc cĩ bào
tử, xạ khuẩn và Mycobacter.
Dịch nước quả thường cĩ pH thấp ( pH = 2.7 – 3.8 ) thường khơng thích hợp
cho vi khuẩn phát triển. Do đĩ thuận lợi cho việc sử dụng hệ vi sinh vật tự nhiên trong sản xuất.
Theo dõi quá trình lên men ở nhiều nơi một cách tự nhiên cho thấy; vài ngày
đầu các men dại hình thoi đầu nhỏ hoặc hình chuỳ (Kloeckera) chiếm ưu thế (70 –
80% trong tổng số nấm men) sau đĩ các nấm men hình elip hoặc ovan
(saccharomyces ellipsoideus) nhanh chĩng phát triển gây lên men mạnh, lượng đường
tiêu hao nhanh và tích tụ cồn etylic. Khi độ cồn tương đối cao (8 – 12%) thì nấm men
hình elip S. ellipsoideus hay là S. vini ngừng phát triển và hoạt động. Khi ấy nấm men chịu cồn Saccharomyces oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc.
2.2.8.2. Vi sinh vật thuần khiết trong sản xuất rượu vang
Cơng đoạn quan trọng nhất trong sản xuất rượu vang là quá trình lên men. Người ta chia quá trình lên men này bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn lên men chính và