3.3.1. PH
Một trong những yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến tiến trình lên men malolactic chính là pH pH tác động lên dịch lên men trước và sau lên men malolactic bởi các khả năng sau:
- pH thấp làm chậm lại quá trình lên men và có xu hướng trì hoãn quá trình lên men khởi đầu.
- Ảnh hưởng đến sự tồn tại của sinh vật
- Ảnh hưởng đến chuyển hóa của các chủng đang phát triển
- Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường nước quả có độ pH bằng 3,0 – 3,5.
Độ pH cao thường được tìm thấy trong nước ép và ít ảnh hưởng đến tốc độ lên men, hoặc lên sự tổng hợp và giải phóng của các hợp chất thơm bởi nấm men. Chỉ có tại giá trị pH (3,0) là cản trở quá trình lên men.
Người ta thấy rằng, trong số các vi khuẩn malolactic đã biết, Oenococcus oeni
có khả năng chịu pH thấp nhất, các vi khuẩn khác như Lactobacillus và Pediococcus hoạt động thích hợp ở pH cao hơn. Vì vậy, pH của môi trường lên men
sẽ giúp cho việc xác định sự hiện diện của loài vi khuẩn malolactic tồn tại trong canh trường cũng như việc lựa chọn chủng vi khuẩn phù hợp. Điều này giúp nhà sản xuất kiểm soát tốt hoạt động lên men malolactic.[9,15,17]
3.3.2. SO2
SO2 được tổng hợp bởi các chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae là nhiều
nhất, nhưng trong hầu hết trường hợp, nó liên kết với các hợp chất hữu cơ trong nấm men.
Hầu hết các vi khuẩn malolactic đều tỏ ra mẫn cảm với SO2 và chúng có thể bị ức chế khi hàm lượng SO2 tự do nằm trong khoảng 10-20 mg/L hoặc cao hơn. Thông thường hàm lượng SO2 tổng số tối đa được cho phép (để tiến hành lên men malolactic) ở trong vang là 70 mg/L (đối với vang đỏ) và 40 mg/L (đối với vang trắng). [9,15,17]
3.3.3. Oxy
Hầu hết các chủng nấm men trong lên men rượu vang thuộc giống
Saccharomyces. Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi trong môi trường đủ
lượng oxy nấm men phân hủy đường dùng làm nguồn năng lượng và cấu tạo tế bào tăng sinh khối.
Trường hợp thiếu oxy (kỵ khí) nấm men sử dụng phần oxy hòa tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lên men.
acetic, các aldehyde, acetoin, diacetyl, các rượu bậc cao...ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm. [9,15,17]
3.3.4. Ethanol
Ethanol làm chậm quá trình tăng trưởng của vi khuẩn. Nó thậm chí có hiệu quả ức chế quá trình lên men malolactic.
- Hàm lượng cao làm chậm quá trình lên men rượu malolactic - L. trichodes có thể phát triển trong rượu vang tại ethanol 20%.
- Một một vài chủng Oenococcus oeni có thể phát triển trong môi trường nuôi cấy taị nồng độ alcohol 15%. Khả năng chịu Ethanol dường như giảm khi tăng nhiệt độ và giảm giá trị pH.
Tuy nhiên, ở nồng độ thấp (1,5%), ethanol ưu tiên cho vi khuẩn phát triển Các cơ chế ức chế của ethanol chưa được biết một cách rõ ràng, nhưng có liên quan đến việc thay đổi tính chất bán thấm của màng của tế bào. Những thay đổi này có thể tăng cường dòng ion H+ và làm mất các thành phần tế bào (Graça da Silveira và cộng sự, 2002), giảm nồng độ chất béo trung tính, tăng tỷ lệ glycolipids, có tương quan với nồng độ rượu cao (Desens và Lonvaud- Funel, 1988). Khả năng chống chịu Ethanol của vi khuẩn cũng có tương quan với sự tổng hợp tăng cường của một số phospholipid (Phos-phoethanolamine và sphingomyelin).
Khi tăng nồng độ cồn lên 11-13% thì tỷ lệ decarboxyl hóa axit malic giảm 80% (Lafon-Lafourcade, 1975).
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol lên tốc độ phân giải acid malic của vi khuẩn L.oenos
Ethanol
(%) (% bị phân giải trong 48 giờ)L-Malic acid
0 1 2 4 8 12 14 100 94.9 95.2 94.9 89.8 69.1 71.8
3.3.5. Nhiệt độ
Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm men, đến quá trình lên men và chất lượng của sản phẩm.
Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định được khoảng nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15 – 300C, nếu lên men ở những thang độ thấp hơn thì càng tốt. Còn lên men rượu vang đỏ (nước quả lẫn với xác quả) phải chiết xuất các chất thơm và polyphenol từ vỏ quả nên cần thang độ cao hơn, thường là 250C.
- Nhiệt độ lên men cao, thời gian của quá trình lên men ngắn, độ cồn có thể thấp, đường sót còn nhiều và hương vị của sản phẩm có khi không tốt.
- Sự tăng trưởng của vi khuẩn malolactic tốt hơn ở nhiệt độ cao.
- Hầu hết các chủng Oenococcus oeni phát triển rất chậm hoặc không ở nhiệt độ dưới 15 ºC.
- Dù nhiệt độ trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn, tác động quan trọng nhất là decarboxyl hóa axit malic. Quá trình decarboxyl hóa xảy ra tối đa giữa khoảng nhiệt độ 20 và 25ºC.
- Ở nhiệt độ dưới 10ºC, quá trình decarboxyl hóa cơ bản chấm dứt.
- Nhiệt độ khoảng 25ºC làm suy giảm hoạt động của Ooeni nhanh chóng. (Lafon-Lafourcade và cộng sự, 1983.), nhưng có thể thúc đẩy sự tăng trưởng của
Pediococci và Lactobacilli.
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến quá trình lên men malolactic đối với O.oeni
Nhiệt độ Ảnh hưởng 100C (500F) 12-130C (54-550F) 150C (590F) 20-250C (68-770F) >300C (>860F)
Lên men malolactic kéo dài nhiều tháng (có thể xem như quá trình decarboxyl hóa acid malic không diễn ra)
Lên men kéo dài trong vài tuần Bắt đầu có dấu hiệu lên men chậm
Nhiệt độ tối thích cho lên men malolactic