2.2.7.1. Ảnh hưởng của nồng độ đường.
− Nấm men phải đòi hỏi những điều kiện nhất định để lên men. Trong sản xuất ngoài việc lựa chọn chủng nấm men còn phải nghiên cứu tạo điều kiện thích hợp để đạt hiệu suất lên men cao.
− Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản như mono hay disacharid đặc biệt là maltose và saccharose. Sự chuyển hóa các disacharid này thành frutose được thực hiện bởi các enzyme maltoase và saccharoase mà tế bào nấm men có.
− Nấm men Saccharomyces cerevisiae hoàn toàn không có khả năng thủy phân tinh bột. Nếu nguyên liệu là tinh bột trong sản xuất rượu thì phải có quá trình thủy phân tinh bột trước khi lên men.
− Trong dịch men ngoài đường phải có thêm một số thức ăn cần thiết cho nấm men như các muối amon, các muối photphat và chủ yếu là đạm.
− Nồng độ đường ảnh hưởng đến năng lực lên men (năng lực lên men là khả năng cuả một lượng nấm men nhất định, lên men sau một thời gian nhất định được một lượng đường nào đó).
− Nồng độ đường thích hợp nhất là 10% ÷ 18% nếu cao hơn năng lực lên men giảm. Và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ không tạo cho quá trình lên men kém vì lượng đường thấp sẽ không đủ đường cung cấp cho quá trình lên men.
Trong thực tế ở nồng độ 30 ÷ 35% thì sự lên men bị đình chỉ cho dù có loại nấm men có khả năng lên men được ở nồng độ đường lên đến 60%.
− Trong dịch quả lượng đường không lên men tới 20% tổng lượng đường.
Như vậy nồng độ đường sót lại khá cao trong lên men. Nó sẽ làm ức chế sự tạo thành rượu.
− Ảnh hưởng của nồng độ đường trong môi trường đến việc tạo thành rượu như sau:
Bảng 2.2.7.1: Mối quan hệ giữa nồng độ đường và thể tích rượu tạo thành.
Nồng độ đường % 37 42 47 55 75
Lượng rượu tạo thành %V 8,6 6,3 5,9 3,4 0
− Ngừng trệ lên men trong nồng độ đường cao liên quan đến giống men có khả năng vượt quá áp suất thẩm thấu của dịch đường.
− Để hoạt động bình thường nấm men cần ở trong dung dịch có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suất có trong không bào. Như vậy nồng độ đường ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Nếu nồng độ đường cao sẽ làm ức chế hoạt động của nấm men. Làm cho hàm lượng đường sót lại cao, lượng ethanol hình thành ít làm cho chất lượng của rượu giảm. Nếu nồng độ đường thấp sẽ không đủ cơ chất thực hiện trong quá trình lên men lượng ethanol tạo thành ít, làm cho nồng độ cồn thấp nên chất lượng rượu vang giảm. Trong thí nghiệm cũng như trong sản xuất cần phải nghiên cứu kỹ nồng độ đường phù hợp để có được chất lượng rượu vang tốt nhất.
2.2.7.2. Ảnh hưởng của pH môi trường.
Trị số pH ảnh hưởng rất lớn đến đời sống nấm men. Độ pH của dịch quả là 2,8÷3,8. Tùy thuộc từng loại quả khác nhau sẽ có hàm lượng axít khác nhau, tức giá trị pH khác nhau và ở từng giai đoạn sinh trưởng, giai đoạn chin khác khác nhau thì độ pH cũng khác nhau.
− Nếu nâng cao độ chua môi trường tức pH hạ xuống nấm men sẽ thay đổi hình thái tế bào nhỏ hơn, dạng cầu vượt trội trong tế bào tích tụ chất béo.
− pH thích hợp của lên men là 2,8 ÷ 4,2 tạo điều kiện để nấm men phát triển bình thường và tạo ra rượu đạt được về số lượng và chất lượng tốt nhất.
− Do đó nấm men hoạt động bình thường ở những khoảng pH thích hợp. Vì vậy trong quá trình lên men phải điều chỉnh pH thích hợp đối với từng loại nấm men nhằm tạo điều kiện để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt.
Như vậy muốn nâng cao chất lượng sản phẩm cần phải điều chỉnh pH thích hợp để nấm men sinh trưởng và phát triển tốt. Việc điều chỉnh pH trong dung dịch lên men là cần thiết để tạo ra nhiều rượu có chất lượng tốt.
2.2.7.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng lớn đến tốc độ lên men, độ cồn đặt được và sự tạo thành các sản phẩm phụ. Do đó nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm.
Nhiệt độ tối thích thay đổi tùy theo mỗi loại, chủng men và còn tủy thuộc vào từng giai đoạn sinh trưởng của nấm men. Qua nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang cho thấy nhiệt độ thích hợp cho lên men là 15 – 300 C và nhiệt độ càng thấp càng có tác dụng giữ hương cho sản phẩm.
Đối với nấm men rượu vang, nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của nó trong dịch quả là 20 -300C. Có giống có khả năng lên men ở nhiệt độ thấp hoặc cao hơn.
Nếu nhiệt độ tăng lên đến 30 – 350C, nấm men khó hoạt động, nhiệt độ trên 400C, nấm men ngừng hoạt động.
Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của nấm men mà còn ảnh hưởng đến độ cồn đạt được và sự tạo thành sản phẩm phụ. Do đó nó góp phần quan trọng quyết định chất lượng của rượu vang.
2.2.7.4. Ảnh hưởng của Oxy.
Lên men rượu là một quá trình yếm khí nhưng ở giai đoạn đầu, tế bào nấm men cần oxy ể sinh trưởng và phát triển số lượng tế bào. Nếu lượng oxy cung cấp không đủ, số tế bào bị hạn chế sẽ ảnh hưởng đến khả năng lên men và cho độ cồn thấp. Ở giai đoạn sau, nấm men có thế lên men trong điều kiện thiếu oxy là vì trong tế bào men còn có những chất chưa peroxyt có thể nhường lại oxy cho tế bào nấm men. Nếu tăng oxy ở giai đoạn sau, hiệu suất lên men giảm đồng thời trong rượu vang sẽ tạo ra nhiều aldehyt, rượu bậc cao, axit bay hơi,… làm giảm chất lượng của sản phẩm.
2.2.7.5. Ảnh hưởng của CO2 và nồng độ rượu.
− Sự sinh sản của nấm men chậm lại khi nồng độ rượu có trong môi trường là 2% và ngừng ở nồng độ rượu 5%. Đa số nấm men chỉ lên men được tới nồng độ rượu 12 ÷ 14% chỉ có một số ít lên men ở nồng độ rượu 17 ÷ 20%.
− Khí CO2 ức chế lên men nhưng việc thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường ên men luôn bị khuấy động, kéo dài được trạng thái lơ lửng của nấm men do đó àm tăng nhanh sự lên men. Qua đó ta thấy một điều phổ biến là chính sản phẩm của sự trao đổi chất khi đạt tới một nồng độ nào đó sẽ có tác dụng ức chế đối với bản chất vi sinh vật đó.
Như vậy ta biết được ảnh hưởng của nồng độ CO2 đến sự sinh trưởng và phát triển nấm men. Trong quá trình sản xuất rượu vang cần chú ý tới điều này để điều chỉnh lượng CO2 hợp lý để nâng cao chất lượng của sản phẩm.
2.2.7.6. Ảnh hưởng của thời gian lên men.
Thời gian tiến hành lên men chính là yếu tố rất quan trọng trong quá trình lên men rượu vang. Với một nồng độ đường nhất định trong dịch lên men thì khoảng thời gian thích hợp cho lên men chính là yếu tố rất cần thiết trong quá trình công
nghệ. Nó quyết định khả năng lên men kiệt đường hay không của nấm men. Hoặc nói cách khác nó quyết định hiệu suất lên men.
Tuy nhiên thời gian lên men chính thích hợp không chỉ phụ thuộc và nồng độ dịch ban đầu mà còn phụ thuộc và cả nhiệt độ lên men.
Chính vì vậy mà tùy theo khu vực, theo mùa vụ có khí hậu và nhiệt độ khác nhau mà người ta đã có những quy trình công nghệ thích hợp. Ở nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trong năm thay đổi theo 2 mùa rỏ rệt. Do đó với mùa đông hay mùa hè cần xác định rõ khoảng thời gian thích hợp cho lên men rượu vang.
2.2.7.7. Ảnh hưởng của các yếu tố khác.
Ngoài các yếu tố kể trên, nấm men còn chịu ảnh hưởng của một vài yếu tố khác có mặt trong quá trình lên men.
Chất khoáng cũng rất cần thiết cho nấm men nhất là trong giai đoạn sinh trưởng tăng hàm lượng sinh khối. Thường những nước quả tốt có chứa đầy đủu các chất khoáng để lên men Tuy nhiên khi sử dụng nguyên liệu từ các loại quả có chất lượng không cao, người ta có thể bổ sung các chất khoáng từ ngoài vào như H2PO4, MgSO4, NaCl…. Nhưng chỉ với hàm lượng nhỏ đủ cho nhu cầu hoạt động sống của nấm men.
Ngoài ra nấm men còn chịu ảnh hưởng của chất kích thích sinh trưởng như biotin, các vitamin…Nấm men vừa sử dụng vừa tống hợp được vitamin nên nếu sử dụng các nước quả tốt sẽ cho sản phẩm đạt chất lượng cao hơn.
Sự có mặt của các chất ức chất cũng gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và hoạt động của nấm men. Các sản phẩm phụ trung gian xuất hiện trong quá trình lên men nếu được tích tụ dần có thế ức chế hoạt động của nấm men. Sự khuếch tán của CO2 vào môi trường gây kìm hãm sự trao đổi chất. Thêm vào đó, nếu có mặt các chất sát trùng như SO2, axit sorbic cũng kìm hãm hoạt động của nấm men.