Nghiên cứu công nghệ sản xuất brand từ nho của việt nam

Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được 1 Trần Thanh Hùng Trần Thanh Hùng - Xây dựng đề cương nghiên cứu, tổ chức thực hiện nhiệm

BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM

ĐỀ ÁN PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN ĐẾN NĂM 2020

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BRANDY

TỪ NHO CỦA VIỆT NAM (Mã số đề tài: 02.08/CNSHCB)

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Bông & PTNN Nha Hố Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Thanh Hùng

8880

Hà Nội - 9/2011

BỘ CÔNG THƯƠNG TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM

ĐỀ ÁN PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN ĐẾN NĂM 2020

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BRANDY

TỪ NHO CỦA VIỆT NAM (Mã số đề tài: 02.08/CNSHCB)

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

Bộ Công Thương

Hà Nội - 9/2011

- 1 -

VIỆN NGHIÊN CỨU BÔNG VÀ PHÁT

TRIỂN NÔNG NGHIỆP NHA HỐ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Ninh Thuận, ngày 17 tháng 02 năm 2011

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài/dự án: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho của Việt Nam”

Fax: 0683 853108 E-mail: nhahocrc@hcm.vnn.vn

Tên tổ chức đang công tác: Viện Nghiên cứu Bông & Phát triển Nông nghiệp Nha Hố

Địa chỉ tổ chức: km14 Quốc lộ 27, Nha Hố - Nhơn Sơn – Ninh Sơn – Ninh Thuận

Địa chỉ nhà riêng: 146/4B, Xô Viết Nghệ Tĩnh, phường 25, quận Bình

Địa chỉ: km14 Quốc lộ 27, Nha Hố - Nhơn Sơn – Ninh Sơn – Ninh Thuận

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Trần Thanh Hùng

Số tài khoản: 931.01.00.00050

Ngân hàng: Kho bạc nhà nước tỉnh Ninh Thuận

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Công Thương

3 11/11/2009 924,0 11/11/2009 923,231 923,231

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

Bộ Công Thương

2 Hợp đồng số

02/HĐ-ĐT.02.08/CNSHCB

ngày 20/10/2008

Hợp đồng nghiên cứu khoa học

và phát triển công nghệ về việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho của Việt Nam”

Giữa Bộ Công Thương với Viện Nghiên cứu Bông và phát triển nông nghiệp Nha Hố

Viện Nghiên cứu Bông

và phát triển nông nghiệp Nha Hố

2008 thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020

đề tài, dự án được giao năm 2007

và 2008 thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020

Viện Nghiên cứu Bông

và phát triển nông nghiệp Nha Hố

- 4 -

Số

TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú

9 Công văn số

21/VNC-KTTV ngày 5/2/2010 Công văn về việc chuyển số dư tạm ứng kinh phí đề tài Brandy từ

năm 2009 sang năm 2010

Viện Nghiên cứu Bông

và phát triển nông nghiệp Nha Hố

2009 thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020

Bộ Công Thương

11 Công văn số

102/VNC-KTTV

ngày 14/7/2010

Công văn về việc xin điều chỉnh

kế hoạch đấu thầu mua máy móc, thiết bị

Viện Nghiên cứu Bông

và phát triển nông nghiệp Nha Hố

2010 thuộc Đề án phát triển và ứng dụng CNSH trong lĩnh vực CNCB đến năm 2020

Viện Nghiên cứu Bông

và phát triển nông nghiệp Nha Hố

Bộ Công Thương

Nội dung tham gia chủ yếu

- Phối hợp nghiên cứu lựa chọn chủng nấm men đáp ứng yêu cầu công nghệ và chất lượng;

- Phối hợp nghiên cứu Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho Việt Nam;

- Phối hợp tổ chức sản xuất thử nghiệm 5.000 lít;

- Có chủng nấm men cho sản xuất rượu Brandy từ trái nho;

- Có Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho từ nho Việt Nam;

- Đã phối hợp sản xuất được 5.000 lít rượu Brandy từ nho Việt Nam

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được

1 Trần Thanh

Hùng

Trần Thanh Hùng

- Xây dựng đề cương nghiên cứu, tổ chức thực hiện nhiệm vụ, tổng hợp số liệu, viết báo cáo tổng kết;

- Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất Brandy trên

mô hình thiết bị lựa chọn;

- Xác định các chỉ tiêu, thông số và đánh giá hiệu quả kinh tế;

- Đề cương, nội dung nghiên cứu; Điều hành, tổ chức thực hiện thành công đề tài;

- Có Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho

từ nho Việt Nam trên mô hình thiết bị 15.000 lít/năm;

- Có kết quả đánh giá hiệu quả kinh tế sản phẩm trên mô hình thiết bị;

2 Lê Văn

Chánh

Lê Văn Chánh

- Tuyển chọn chủng men phù hợp;

- Nghiên cứu xác định các điều kiện lên men rượu;

- Có chủng nấm men phù hợp

- Có kết quả các thông số kỹ thuật cho điều kiện lên men rượu

3 Mai Văn

Hào Mai Văn Hào - Phân tích, đánh giá chất lượng và chọn nguyên liệu

phù hợp

- Nghiên cứu ứng dụng Enzyme trong giai đoạn thu hồi và xử lý dịch quả

- Có kết quả đánh giá và lựa chọn nguyên liệu phù hợp;

- Có kết quả các thông số kỹ thuật về ứng dụng Enzyme thu hồi và xử lý dịch quả

4 Lê Đình

Điểu Lê Điểu Đình Lựa chọn thiết bị, nghiên cứu xác định và xây dựng

mô hình thiết bị công suất 15.000 lít/năm; tổ chức sản xuất ra sản phẩm

- Có thiết bị và mô hình sản xuất 15.000 lít/năm;

- Tham gia tổ chức sản xuất thử nghiệm 5.000 lít sản phẩm

5 Phạm Duy

Hải

Nguyễn Thị Hồng

- Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình công nghệ

- Có Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho

- 6 -

Phượng - Thiết kế bao bì nhãn mác

cho sản phẩm, nghiên cứu xác định thị trường

từ nho Việt Nam;

- Có mẫu bao bì, nhãn mác của sản phẩm; đánh giá xác định thị trường;

6 Lê Trọng

Tình

Lê Trọng Tình

Tổ chức sản xuất sản phẩm trên mô hình đã lựa chọn

Tổ chức sản xuất thử nghiệm 5.000 lít sản phẩm trên mô hình thiết bị

7 Nguyễn

Quang Hào Nguyễn Quang Hào Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật và xây

dựng quy trình công nghệ sản xuất brandy (lên men, chưng cất, tạo hương,

hoàn thiện sản phẩm)

- Kết quả về các thông số kỹ thuật xây dựng quy trình;

- Có Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho

từ nho Việt Nam (từ quá trình lên men, chưng cất, tàng trữ tạo hương… và hoàn thiện sản phẩm)

8 Phạm Văn

Phước

Phạm Văn Phước

- Xây dựng Tiêu chuẩn chất lượng (TC cơ sở) sản phẩm

- Phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm

- Có Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm rượu Brandy Nha

Hố (TCCS);

- Có kết quả phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm

9 Dương Xuân

Diêu

Dương Xuân Diêu

Phối hợp nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật

và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất brandy (lên men, chưng cất, tạo hương, hoàn thiện sản phẩm)

- Kết quả về các thông số kỹ thuật xây dựng quy trình;

- Có Quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho

từ nho Việt Nam (từ quá trình lên men, chưng cất, tàng trữ tạo hương… và hoàn thiện sản phẩm)

10 Phan Công

Kiên Phan Công Kiên - Thư ký - Tổ chức sản xuất sản

phẩm trên mô hình đã lựa chọn;

- Xây dựng Tiêu chuẩn chất lượng (TC cơ sở) sản phẩm;

- Đăng ký sở hữu nhãn hàng hoá và kiểu dáng công nghiệp;

- Xác định các chỉ tiêu, thông số và đánh giá hiệu quả kinh tế;

- Tổ chức sản xuất thử nghiệm 5.000 lít sản phẩm trên mô hình thiết bị;

- Có Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm rượu Brandy Nha

Hố (TCCS);

- Có đầy đủ hồ sơ đăng ký sở hữu nhãn hàng hoá và kiểu dáng công nghiệp;

- Có kết quả đánh giá hiệu quả kinh tế sản phẩm trên mô hình thiết bị;

1 Hội thảo về nghiên cứu công nghệ

sản xuất rượu Brandy nho từ nho

của Việt Nam

- Nội dung: Kết quả nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho của Việt Nam

- Thời gian: tháng 07/2010

- Địa điểm: Nha Hố - Ninh Sơn – Ninh Thuận

Chưa quyết toán kinh phí

2 Hội nghị nghiệm thu cấp cơ sở,

thời gian tháng 2/2011, kinh phí 25

triệu đồng, địa điểm tại Viện

Nghiên cứu bông và phát triển

nông nghiệp Nha Hố

Chưa quyết

toán kinh phí

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

hoạch Thực tế đạt được

Người,

cơ quan thực hiện

1 Nội dung 1: Lựa chọn chủng nấm men và loại nguyên liệu đáp ứng yêu cầu công nghệ và chất lượng sản phẩm

1.1 Nghiên cứu chọn nguyên liệu 01/2008 –

12/2008 01/2008 – 12/2008 Mai Văn Hào - Viện NC Bông & PTNN

Nha Hố 1.2 Nghiên cứu xây dựng tiêu

chuẩn và chọn nấm men phù

hợp

01/2008 – 12/2008 01/2008 – 12/2008 Lê Văn Chánh - Viện NC Bông & PTNN

01/2008-01/2009 – 12/2009

Mai Văn Hào

2.2 Nghiên cứu quy trình công

nghệ sản xuất brandy từ trái

nho Việt Nam (quy mô thí

nghiệm)

9/2009

01/2008-01/2009 – 12/2009

+ Nguyễn Quang Hào, Phạm Duy Hải – Công

ty TNHH Rượu nho Ninh Thuận;

+ Dương Xuân Diêu,

Lê Trọng Tình - Viện

NC Bông & PTNN Nha Hố

- 8 -

2.3 Nghiên cứu điều kiện tàng trữ

và tạo hương vị đặc trưng cho

sản phẩm

9/2008 - 9/2009 01/2009 – 12/2010 + Nguyễn Quang Hào – Công ty TNHH

Rượu nho Ninh Thuận;

+ Dương Xuân Diêu - Viện NC Bông & PTNN Nha Hố 2.4 Nghiên cứu tàng trữ và hoàn

thiện sản phẩm 9/2008 -9/2009 9/2009 – 12/2010 Phạm Văn Phước, Lê Văn Chánh - Viện NC

Bông & PTNN Nha

9/2009 – 12/2010 Lê Đình Điểu - Viện NC Bông & PTNN

Nha Hố 3.2 Tổ chức sản xuất thử nghiệm

trên mô hình thiết bị 3/2009 – 9/2009

9/2009 – 12/2010 Lê Trọng Tình, Phan Công Kiên - Viện NC

Bông & PTNN Nha

Hố 3.3 Nghiên cứu hoàn thiện chất

lượng sản phẩm 6/2009 -11/2009

10/2009 – 12/2010 Trần Thanh Hùng, Mai Văn Hào - Viện

NC Bông & PTNN Nha Hố;

3.4 Nghiên cứu xây dựng và công

bố tiêu chuẩn chất lượng sản

phẩm; đăng ký sở hữu nhãn

hiệu hàng hoá và kiểu dáng

công nghiệp

6/2009 – 10/2009

7/2009 – 12/2010 Phan Công Kiên - Viện NC Bông &

11/2009

6/2009 – 12/2010 Trần Thanh Hùng, Phan Công Kiên -

Viện NC Bông & PTNN Nha Hố

- Lý do thay đổi (nếu có): Các nội dung 2, 3 có sự thay đổi về thời gian là do yêu cầu của hệ thống Tank lên men phải chuyển hình thức từ chào hàng cạnh tranh sang chỉ định thầu (do hệ thống thiết kế theo bản vẽ, không có sẵn trên thị trường)

- 9 -

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

a) Sản phẩm Dạng I:

Số

TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu vị đo Đơn lượng Số Theo kế hoạch đạt được Thực tế

1 Chủng nấm men đáp ứng yêu cầu

1 Quy trình công nghệ sản

xuất rượu Brandy từ trái nho

từ nho Việt Nam

Đáp ứng yêu cầu chưng cất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7043:2002

Đáp ứng yêu cầu chưng cất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7043:2002

2 Mô hình công nghệ và thiết

bị sản xuất rượu Brandy từ

trái nho

Có mô hình sản xuất (quy mô 15.000 lít/năm) đáp ứng yêu cầu công nghệ và chất lượng sản phẩm

Có mô hình sản xuất (quy mô 15.000 lít/năm) đáp ứng yêu cầu công nghệ và chất lượng sản phẩm

c) Sản phẩm Dạng III:

Yêu cầu khoa học cần đạt

Số

TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Số lượng, nơi công

bố

1 Bài báo khoa học Có hàm lượng

khoa học cao;

Đăng trên tạp chí chuyên ngành trong nước

Có hàm lượng khoa học cao;

Đăng trên tạp chí chuyên ngành trong nước

- 02 bài: Tạp chí KH&CN Ninh Thuận (Số 5/2010

và Số 6/2011)

- 01 bài: Tạp chí

Đồ uống Việt Nam (Số 68+69, tháng 1 + 2/2011)

2 Báo cáo tổng kết Kết quả nghiên Kết quả nghiên

- 10 -

Yêu cầu khoa học cần đạt

Số

TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Số lượng, nơi công

quan chức năng

Đã nộp hồ sơ từ tháng 11/2009;

Đang chờ quyết định từ cục Sở hữu

1 Thạc sỹ, chuyên ngành Công nghệ vi sinh 01 01 12/2010

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ và thiết bị để sản xuất rượu

Brandy từ nho của Việt Nam, giải quyết được mục tiêu ban đầu Trong đó:

- Đã phân lập và tuyển chọn được 02 chủng nấm men đáp ứng yêu cầu công

nghệ và chất lượng sản phẩm cho sản xuất rượu Brandy từ trái nho trong điều kiện

Việt Nam Qua đó, đã xây dựng được quy trình nhân và giữ giống nấm men, chủ

động nguồn giống phục vụ cho mục tiêu sản xuất và phát triển sản phẩm rượu

Brandy từ nho tại Việt Nam

- Đã nghiên cứu được quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ trái nho

của Việt Nam, từ khâu tuyển chọn nguyên liệu, lên men, chưng cất, tàng trữ tạo

hương và hoàn thiện sản phẩm Quy trình đã được áp dụng trong sản xuất trên mô

hình thiết bị quy mô 15.000 lít/năm, bước đầu sản xuất được 5.000 lít sản phẩm thử

nghiệm, kết quả phân tích đánh giá cho thấy đáp ứng yêu cầu công nghệ và chất

lượng sản phẩm

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

* Hiệu quả kinh tế đối với quy mô sản xuất thử nghiệm:

Đánh giá về hiệu quả kinh tế đối với quy mô thí nghiệm (5.000 lít) cho thấy,

- 11 -

trong tổng số 5.000 lít sản phẩm sau khi luyện thu được 3.350 chai (loại 0,75 lít)

cho mỗi loại sản phẩm Lãi từ sản phẩm (đã trừ 40% thuế tiêu thụ đặc biệt, 10%

VAT) là 257.465 nghìn đồng

TT Loại sản phẩm ĐVT lượngSố

Đơn giá (1000 đ)

Tổng thu

(1000 đ)

Tổng chi (1000 đ)

Lãi (1000 đ)

* Hiệu quả kinh tế trên mô hình thiết bị:

Trên cơ sở tính toán mô hình thiết bị, dự kiến trong 1 năm đạt 100% công suất

sẽ thu được 15.000 lít Nếu tiêu thụ toàn bộ lượng sản phẩm làm ra, lãi từ sản xuất

rượu (đã trừ 40% thuế tiêu thụ đặc biệt, 10% VAT) là 768.551 nghìn đồng Ngoài ra,

việc tiêu thụ sản phẩm sẽ trích nộp lượng kinh phí khá lớn cho ngân sách (860.414

Tổng thu

(1000 đ)

Tổng chi (1000 đ)

Lãi (1000 đ)

1 Brandy nho (29,5% vol) Chai 10.000 143 1.430.000 1.056.674 373.326

2 Brandy nho (39,5% vol) Chai 10.000 165 1.650.000 1.254.775 395.225

Tổng cộng trong 01 năm đạt 100% công suất 3.080.000 2.311.449 768.551

Hiệu quả trích nộp thuế cho ngân sách khi tiêu thụ 100% sản phẩm cho 1 năm đạt

100% công suất thiết bị (15.000 lít)

TT Loại sản phẩm ĐVT lượng Số đặc biệt (40%) Thuế tiêu thụ Thuế VAT (5%) Tổng cộng (1000 đ)

1 Brandy nho (29,5% vol) Chai 10.000 264.764 130.000 465.650

2 Brandy nho (39,5% vol) Chai 10.000 315.650 150.000 394.764

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính…)

I Báo cáo định kỳ

Lần 1 10/5/2009 - Các nội dung nghiên cứu của đề tài đảm bảo được

yêu cầu của tiên độ đề ra trong thuyết minh R-D;

- Các kết quả của đề tài là cơ sở dữ liệu và luận cứ để xây dựng và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất

- 12 -

Số

TT Nội dung

Thời gian thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính…)

Brandy từ nguyên liệu nho của Việt Nam Lần 2 25/9/2009 - Công tác triển khai thực hiện nội dung nghiên cứu

cơ bản hoàn thanh đúng tiến độ

- Công tác mua sắm các trang thiết bị, máy móc (máy lọc, nồi cất, hệ thống Tank lên men) phải thiết kế và

tự chế tạo trong nước, không có thiết bị đồng bộ trên thị trường nên thủ tục mua sắm còn chậm so với tiến

độ, ảnh hưởng đến việc hoàn thiện chất lượng sản phẩm

Lần 3 06/11/2009 - Cơ bản hoàn thanh đúng tiến độ của đề tài

- Trang thiết bị về nồi cất, hệ thống máy máy lọc đã được đưa vào vận hành, riêng hệ thống tank lên men đang làm thủ tục chào hàng cạnh tranh

Lần 4 05/12/2009 - Cơ bản hoàn thanh đúng tiến độ của đề tài

- Hệ thống tank lên men (thuộc gói thầu số 3 – Mua sắm trang thiết bị), Viện đã tiến hành tổ chức theo luật đấu thầu nhưng các hồ sơ dự thầu không đảm bảo yêu cầu chất lượng, do vậy hệ thống tank lên men chưa được trang bị Ngoài ra, các nội dung liên quan đến hoàn thiện chất lượng sản phẩm cũng chưa được phân tích, đánh giá đầy đủ (đặc biệt là nội dung đánh giá hiệu quả kinh tế và phân tích các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm)

Lần 5 09/6/2010 - Công tác triển khai thực hiện nội dung nghiên cứu

cơ bản hoàn thanh đúng tiến độ

- Hệ thống tank lên men không có sẳn trên thị trường

mà chế tạo theo thiết kế bản vẽ, vì vậy chuyển thủ tục

từ chào hàng cạnh tranh sang chỉ định thầu Lần 6 26/11/2010 - Nhìn chung, phần lớn các nội dung nghiên cứu của

đề tài triển khai đảm bảo tiến độ và yêu cầu chất lượng;

- Các kết quả của đề tài là luận cứ quan trọng để xây dựng và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất Brandy từ nguyên liệu nho của Việt Nam

Lần 2 26/11/2010 - Số lượng và chất lượng sản phẩm Brandy thử

nghiệm đạt yêu cầu; cần đầu tư nghiên cứu tạo ra dòng sản phẩm Cognac; xúc tiến đơn vị chức năng cấp chứng nhận đăng ký sở hữu nhãn mác, bao bì và

- 13 -

Số

TT Nội dung

Thời gian thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính…)

kiểu dáng công nghiệp;

- Đề nghị đơn vị chủ trì nhanh chóng tổng kết và nghiệm thu đề tài; chuẩn bị cơ sở vật chất và con người để tiếp tục hoàn thiện công nghệ và phát triển sản xuất thử nghiệm quy mô lớn

III Nghiệm thu cơ sở 02/2010 - Để tài đã hoàn thành đầy đủ các nội dung nghiên

cứu theo thuyết minh Đã nghiên cứu được quy trình công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho Việt Nam; nghiên cứu chọn được chủng nấm men và loại nguyên liệu phù hợp; đã xây dựng mô hình thiết bị công suất 15.000 lít/năm; tổ chức sản xuất thử nghiệm 5.000 lít trên mô hình thiết bị cho thấy rượu Brandy Nha Hố có chất lượng cảm quan và thành phần hoá học đạt yêu cầu; có đầy đủ các bài báo tạp chí và đào tạo Thạc sỹ

- Báo cáo cần bổ sung các yêu cầu về tiêu chuẩn nguyên liệu đầu vào, bản vẽ và thuyết minh vận hành

hệ thống tank lên men; chỉnh sửa rút ngắn phần tổng quan tài liệu;

- Trong phạm vi đề tài nghiên cứu khoa học, không nên tính toán chi tiết các thông số về hiệu quả kinh tế, chỉ nên ước tính giá thành và so sánh với các sản phẩm cùng loại trên thị trường

1

MỞ ĐẦU

Brandy là thuật ngữ chung dùng để chỉ loại rượu mạnh được chưng cất từ rượu vang hoặc từ dịch quả lên men và được ủ chín trong các thùng gỗ sồi để tạo hương, màu và vị cho rượu Độ cồn của rượu Brandy luôn trong khoảng từ 40-60% (v/v) Không giống như các loại rượu mạnh sản xuất từ ngũ cốc như Whisky, Vodka và Gin được sản xuất quanh năm từ khi ngũ cốc được thu hoạch

và bảo quản, sản xuất rượu Brandy bị phụ thuộc vào mùa quả, vào thời điểm quả chín và quá trình lên men dịch quả để cất rượu Brandy Tùy thuộc vào nguyên liệu sản xuất, điều kiện khí hậu mỗi quốc gia có một loại rượu Brandy nổi tiếng đặc trưng của riêng mình như Cognac và Armanac (Pháp), Christian Brothers, Coronet, E & J, Korbel, Paul Masson (California, Mỹ), Saint Thomas (Úc), Grappa, Stock (Ý), Asbach Uralt, Dujardin, Mataxa (Đức), Brandy de Jerez (Tây Ban Nha), Aguadente, Oponto Brandy (Bồ Đào Nha) v.v

Nguyên liệu chính để sản xuất Brandy là nho Ở Việt Nam, cây nho được trồng chủ yếu tại Ninh Thuận Nho là một những cây trồng có giá trị kinh tế rất cao của vùng Tuy nhiên, khả năng mở rộng diện tích trong thời gian qua còn rất nhiều hạn chế, một trong những nguyên nhân chính là đầu ra chưa ổn định Hiện nay, nho chủ yếu phục vụ cho mục đích ăn tươi và một phần được sử dụng để sản xuất rượu vang

Năm 2007, Viện Nghiên cứu Bông và Phát triển Nông nghiệp Nha Hố đã bước đầu nghiên cứu thăm dò quy trình công nghệ sản xuất, chế biến rượu Brandy từ quả nho của Việt Nam, kết quả bước đầu rất khả quan Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu thăm dò, chưa thể ứng dụng vào thực tiễn sản xuất Trong những năm gần đây, Công ty TNHH rượu nho Ninh Thuận cũng đã nghiên cứu quy trình sản xuất rượu Brandy từ nguyên liệu nho với phương pháp chưng cất truyền thống và công nghệ thủ công

Với mong muốn tạo ra sản phẩm có giá trị từ trái nho của Việt Nam, thúc đẩy phát triển công nghệ sau thu hoạch và giúp vùng nho Ninh Thuận phát triển

bền vững, đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho của Việt Nam” được thực hiện

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ RƯỢU BRANDY

1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu Brandy trên thế giới

1.1.1.1 Giới thiệu về dòng rượu Brandy

Rượu Brandy được đặt tên theo gốc tiếng Hà Lan brandewijin (burned-wine,

rượu đã cháy) xuất phát từ một thương gia Hà Lan gốc Đức tên là Den Helkenwijk, người chuyên buôn rượu chát từ Pháp sang Hà Lan Ông đã sáng tạo ra cách chưng cất cách thủy dịch quả chát, hình thành nên một loại rượu mạnh hơn về nồng độ, có thể tích ít hơn và vì vậy giảm bớt chi phí cho vận chuyển Từ đó thuật ngữ Brandy trở thảnh tên chung để chỉ các loại rượu mạnh được chưng cất từ rượu vang khô hoặc dịch quả lên men Tùy thuộc vào nguyên liệu đưa vào lên men mà tên của loại trái cây được đi sau từ Brandy như: Brandy táo, Brandy mận Nhìn chung rượu Brandy được chia thành ba nhóm chính: Grape Brandy, Pomace Brandy và Fruit Brandy

- Grape Brandy là rượu Brandy được cất từ rượu vang nho hoặc khối nho

ép lên men Rượu sau cất được ủ chín trong các thùng gỗ sồi để tạo hương, màu

và vị cho rượu Thuộc nhóm này có một số thương hiệu nổi tiếng như: Hennesy, Courvoisier, Martell, Camus, Remy Martin v.v

- Pomace Brandy là rượu Brandy được làm từ vỏ, thịt quả và cuống nho sau khi đã ép lấy dịch nho để lên men rượu vang Pomace Brandy thường chỉ được tàng trữ trong thời gian rất ngắn và ít khi sử dụng thùng gỗ, chúng thường

có vị rượu non với hương quả tươi của nguyên liệu sử dụng Thuộc dòng này có rượu Grappa (Ý) và Marc (Pháp) là nổi tiếng nhất

- Fruit Brandy là loại rượu Brandy được sản xuất từ các loại quả khác nhau (trừ quả nho) lên men Fruit Brandy luôn được cất từ rượu vang quả, trừ Brandy làm từ quả dâu đất Quả dâu đất có hàm lượng đường thấp nên khi lên men dịch quả không đủ hàm lượng ethanol để chưng cất, vì vậy nó thường được ngâm trong rượu có độ cồn cao để trích ly hương và vị Rượu sau ngâm được

V.S (Very Special) hay Brandy ba sao: Theo quy định của Pháp thì rượu

Brandy thuộc nhóm này chỉ cần có 18 tháng tuổi Tuy nhiên, nhiều nước nhập khẩu Brandy (kể cả nước Anh), yêu cầu tuổi của Brandy phải ít nhất là 3 năm

Ký hiệu ngôi sao hoặc chữ VS chỉ để nói rõ tiêu chuẩn hoà trộn của xưởng sản xuất chứ không có ý nghĩa xếp hạng

V.S.O.P là loại Brandy cao cấp lâu năm màu trắng nhạt: Để được hưởng

quyền ghi chữ này vào nhãn thì tuổi của rượu phải từ 4 năm rưỡi trở lên, tuy nhiên trong khi hoà trộn nhiều xưởng còn cho thêm loại rượu mạnh tuổi lâu hơn

Vintage: là loại rượu Brandy theo năm, có nghĩa là loại Brandy được hoà

trộn từ các thùng rượu sản xuất trong cùng một năm Từ năm 1963, các xưởng bị cấm sản xuất loại Brandy theo năm này Đến năm 1973 có một số Brandy theo năm được thành trưởng ở Anh, nhưng khi gia nhập Cộng đồng kinh tế châu Âu thì cách làm này cũng phải đình chỉ

Brandy sớm kỳ: là loại rượu Brandy rất non tuổi, thường chở đến nước

Anh để thành trưởng trong thùng gỗ Với điều kiện khí hậu ẩm ướt, dần dần trở nên có vị khác và màu cũng nhạt đi

Brandy đóng chai muộn: là loại Brandy để trong thùng gỗ rất lâu năm,

ngày đóng vào chai phải ghi rõ trên nhãn thương mại

Brandy tinh phẩm: là loại Brandy hoà trộn từ các loại Brandy rất lâu

năm chất lượng cao Các loại Brandy này đều có tên nổi tiếng như V.V.S.O.P; Vielle réserve; Grand réserver: Napoleon, XO; Extra, Cordon bleu; Cordon angent; Paradis và Antique Trong đó có nhiều loại Brandy có số lượng rất ít

Brandy Champagne chất lượng cao: Thuật ngữ này dùng để chỉ riêng

loại Brandy pha chế từ các loại Brandy sản xuất ở vùng đại Champagne và tiểu Champagne, nhưng trong đó phải có tối thiểu là 50 % loại Brandy sản xuất ở vùng đại Champage

4

Những loại rượu Pháp sản xuất xếp từ loại sang trọng nhất, mắc nhất cho đến loại rẻ mạt uống thường không như Ðức, rượu Pháp được xếp hạng theo nguồn gốc nơi sản xuất thí dụ như:

Vin de table: Rượu phải được sản xuất tại Pháp Vin de Pays

VDQS –Vins délimités de qualité superieur: Các vùng sản xuất rượu

theo những tiêu chuẩn nhất định được phép dán nhãn hiệu này trên rượu AOC – Appellation d´origine contrôllée: Chỉ dành cho các loại rượu từ các vùng mà AOC được nhà nước công nhận AOC thường chỉ cấp cho các vùng trồng nho lớn như Bordeaux

Theo thống kê của Tập đoàn Vang và Brandy của Úc, khu vực Châu Âu là nơi nhập khẩu và tiêu thụ rượu Brandy đứng đầu thế giới Trong đó, dẫn đầu là các nước Pháp, Hy Lạp, Ý, New Zealand và Tây Ban Nha Trong giai đoạn 1998 – 2008, các nước này nhập khẩu hơn 90% lượng rượu Brandy của toàn thế giới, dẫn đầu là Pháp với lượng nhập từ 400 – 600 nghìn lít mỗi năm Hai nước xuất khẩu rượu Brandy đứng đầu thế giới là Úc và Chi Lê (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Tình hình nhập khẩu rượu Brandy của một số nước trên thế giới

trong 10 năm gần đây (1998 – 2008), [54]

ĐVT: 1.000 lít

Năm Pháp Hy Lạp Ý New

Zealand

Tây Ban Nha

Các nước khác Tổng cộng

5

1.1.1.2 Công nghệ sản xuất rượu Brandy

Mỗi quốc gia có công nghệ sản xuất rượu Brandy khác nhau đôi chút song đều bao gồm bốn công đoạn chính: Lên men dịch quả, chưng cất, tàng trữ và phối trộn

Quá trình lên men: Để sản xuất rượu Brandy có chất lượng tốt, quá trình

lên men dịch quả được tuân thủ theo những qui định nghiêm ngặt, từ khâu lựa chọn quả, xử lý quả, chọn giống nấm men và lên men Quả dùng để lên men rượu Brandy phải có độ đường cao và ở giai đoạn chín để tạo hương thơm cho rượu sau này Quả sau khi thu hái được rửa sạch, ép và xử lý enzym pectinase để tăng hiệu suất thu hồi dịch quả Quá trình lên men Brandy gồm 2 giai đoạn: Lên men chính và lên men phụ:

- Lên men chính diễn ra theo phương trình:

C6H12O6 → 2CO2 + 2CH3CH2OH Quá trình kéo dài 7 - 8 ngày ở nhiệt độ 20 – 250C Sản phẩm chủ yếu của quá trình này là rượu ethylic

- Lên men phụ kéo dài 2 tuần cũng với nhiệt độ và độ ẩm như trên Sản phẩm của quá trình này là các axit hữu cơ, esters, các rượu bậc cao, andehyt

Tác nhân lên men là các vi sinh vật thuộc nhóm Saccharomyces có sẵn

trên vỏ quả hoặc bổ sung sinh khối của các chủng nấm men lưu giữ trong các phòng thí nghiệm Tuy nhiên, việc sử dụng các chủng vi sinh vật tự nhiên thường

có hiệu suất lên men thấp và chất lượng không ổn định Ngày nay, các nhà máy sản xuất rượu Brandy thường sử dụng các chủng thuần khiết đã được chọn lọc và lưu giữ trong phòng thí nghiệm

Chưng cất: Thông thường Brandy phải qua hai lần chưng cất Sau lần

chưng cất thứ nhất thu được rượu 25 – 32%v/v Sau đó cất lại lần 2 theo phương pháp phân đoạn: Loại bỏ 5% cồn đầu và 40 % rượu cuối (phần này để cho vào

mẻ nguyên liệu sau để chưng cất lại), ta lấy đoạn giữa với nồng độ cồn từ 67 - 70% (Brandy thô)

Tàng trữ: Rượu Brandy thô được tàng trữ trong các thùng gỗ sồi trong

thời gian ít nhất là 2 năm Trong quá trình tàng trữ, rượu Brandy được oxy hoá

có thể kéo dài từ 2 năm đến hàng trăm năm

Phối trộn: Thực chất là quá trình làm cân bằng hương vị, mầu sắc, độ

rượu nhằm đảm bảo sản phẩm có chất lượng đồng đều và ổn định Phối trộn là một khâu vô cùng quan trọng và được nhà sản xuất giữ hết sức bí mật do người

có kinh nghiệm lâu năm thông thuộc tính chất của từng loại rượu của các xưởng khác nhau pha trộn và điều chỉnh, nó quyết định tính chất đặc trưng của từng nhãn hiệu và danh tiếng của các loại rượu

Để giảm độ rượu xuống khoảng 40%v/v, nước cất thường được bổ sung vào, có thể bổ sung đường dưới dạng siro (độ khô 75-80%) sao cho rượu Brandy thành phẩm có hàm lượng đường từ 4 - 15 g/l, hàm lượng axit: 600-800 mg/l, nếu chưa đủ thì phải bổ sung thêm axit hữu cơ Quá trình này cũng có thể bổ sung hương thơm (được chiết suất bằng cồn từ thực vật), cũng có khi Brandy được pha thêm caramen (đường ngào) để rượu có màu gỗ Sau quá trình phối trộn rượu Brandy có thể được đem đi tàng trữ tiếp hoặc được lọc tách cặn, đóng chai và bảo quản ở điều kiện thích hợp

7

Hình 1.1 Tóm tắt quy trình sản xuất rượu Brandy

Mặc dù công nghệ sản xuất rượu Brandy đều tuân thủ bốn công đoạn trên nhưng mỗi loại Brandy lại có bí quyết công nghệ của riêng mình

Cognac là Brandy nổi tiếng sản xuất ở quận Charente thuộc Cognac

(Pháp), nơi có khí hậu hợp trồng nho Rượu được chung cất 2 lần bằng nồi, Cognac được chưng cất từ vang nho, chất lượng của nó không chỉ phụ thuộc vào tiến trình chưng cất mà còn là sự tổng hợp của thổ nhưỡng, khí hậu và các điều kiện khác để cho ra trái nho Đó là mùa hè kéo dài, nắng mà không nóng, đất màu Fine Champagne là Cognac sản xuất từ trên 50% nho trồng ở khu vực Grand Champagne hoặc vùng Petile Champagne Có nhiều hãng nổi tiếng sản xuất Cognac với những mác như Hennessy, Martell, Remy Martin, Yeas Old Otard, Napoleon, Counvestien, Montigny

Armagnac là Brandy được sản xuất ở vùng Gascony, quận Gers thuộc

vùng Armagnac (Pháp) Một số hãng sản xuất như: Janneau, Domaine, J.Dupeyron, D'Ognoas đã tạo ra những mác rượu như Kress mam, Chateaut la Banthe Armagnac có đặc điểm là tuổi rượu thường cao hơn, độ cồn thấp hơn Cognac, có một ít vị cay, có hương thơm rất đặc trưng nên chỉ người Pháp thích uống

Marc là loại Brandy của Mỹ được chưng cất từ nước ép nho lần thứ 4 hay

thứ 5 rồi được chưng cất cho đến khi nồng độ tăng lên Do vậy mà có nhiều hương vị nho, màu hơi nhạt, nồng hăng hơn Cognac và Armagnac

Nho Vang Chưng cất Rượu thô

Tinh luyện để loại bỏ tạp chất

và độc tố

Tàng trữ trong thùng gỗ sồi Phối trộn

Lọc

Đóng chai Brandy

8

Hennessy Quy trình sản xuất rượu Hennessy bắt buộc phải tuân thủ các

quy định nghiêm ngặt từ khâu chọn lựa nguyên liệu đến tất cả các khâu trong quy trình sản xuất và bảo quản Nho dùng trong sản xuất Hennessy phải là loại nho tươi chất lượng cao sau đó được lên men thành dịch quả trắng, rượu được chưng cất lần thứ nhất theo phương pháp chưng cất truyền thống, rượu sau cất lần 1 được tiếp tục đưa vào thiết bị chưng cất lần hai

Có thể nói công nghệ sản xuất rượu Brandy ở các nước Châu Âu là khá hoàn chỉnh, các nghiên cứu gần đây chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các biến đổi hóa lý trong quá trình tàng trữ rượu, cơ chế và sự hình thành các hợp chất tạo hương trong quá trình lên men

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rượu Brandy ở Việt Nam

Việt Nam được đánh giá là một thị trường tiềm năng với sự góp mặt của nhiều loại rượu có tên tuổi trên thế giới Theo các số liệu của cơ quan điều tra quốc tế Euromonitor International, từ năm 1998 tới năm 2003, số lượng rượu vang bán ra ở các nước Châu Á đã tăng 15% so với 4% ở các nước khác trên thế giới Có lẽ, việc sử dụng rượu vang ở Việt Nam ngày càng phát triển và đã thực

sự trở thành một trào lưu Khá nhiều người bỏ rượu mạnh để chuyển sang uống rượu vang Người ta cho rằng uống rượu vang điều độ sẽ có lợi cho sức khỏe" Tuy nhiên, theo số liệu thống kê cho biết, tỷ lệ người sử dụng rượu mạnh, đặc biệt là giới trẻ ngày càng tăng

Sản lượng rượu vang sản xuất ra hàng năm tăng liên tục Công ty Ladofoods (vang Đà Lạt): Từ sản lượng 50.000 lít rượu vang trong những năm đầu, đến năm 2004, nhà máy vang Đà Lạt đã sản xuất ra khoảng 1,5 triệu lít vang Trong những năm tới Công ty Ladofoods sẽ tăng sản lượng vang lên 5 triệu lít/năm và xuất khẩu sang một số nước khu vực như Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia (hiện đang nhập khoảng 100.000 chai vang Đà Lạt/năm)

Sau công ty Ladofoods, Công ty liên doanh Việt - Đức ở thị xã Bảo Lộc,

từ năm 2004, đã ký hợp đồng thuê trong 50 năm 52 ha đất ở Bình Thuận để trồng

23 giống nho như Muler - Thurgau, Riesling, Sauvignon Blanc, Chardonnay, Spatburgunder, Cabernet Sauvignon, Merlot,

9

Một số công ty khác như Thanh Bình cũng hợp tác với nhà làm rượu nổi tiếng Jean - Pierre Moueix của vùng Bordeaux để trồng thí điểm 1,5 ha ở Bảo Lộc, công ty Agripark với 1,5 ha ở Đà Lạt, nhưng với vốn đầu tư và quy mô nhỏ hơn Đây thực sự là cơ sở để phát triển sản phẩm mới cao cấp hơn đó là rượu Brandy

Tuy nhiên, cho đến nay ở Việt Nam vẫn chưa có một công trình nghiên cứu nào về công nghệ sản xuất rượu Brandy được đưa vào sản xuất thành sản phẩm hàng hóa Trong thời gian gần đây, một số nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu thăm dò với một số loại quả như mận, táo, điều, vải… Viện Nghiên cứu Bông & Phát triển Nông nghiệp Nha Hố và Công ty TNHH rượu nho Ninh Thuận là đơn vị nghiên cứu thăm dò sản xuất Brandy từ nho ăn tươi đầu tiên ở Việt Nam

Quy trình sản xuất Brandy nho của Công ty TNHH rượu nho Ninh Thuận

và Viện Nghiên cứu Bông & Phát triển Nông nghiệp Nha Hố có thể tóm tắt như

sau:

Nguyên liệu thô (quả nho) → Nghiền nát → Lên men → Chưng cất → Tinh luyện để khử tạp chất (chỉnh lý) → Tàng trữ → Đóng chai

1.2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT RƯỢU BRANDY

1.2.1 Nguyên liệu sản xuất rượu Brandy

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều giống nho dùng để sản xuất dịch quả nho và rượu Brandy nho nổi tiếng, đa số tập trung ở châu Âu và châu Mỹ

Cabernet Sauvignon: Là giống tạo ra loại rượu nho nổi tiếng thế giới dù

nguyên chất hay có pha trộn với các loại khác, mùi vị của rượu luôn luôn lệ thuộc vào điểu kiện chung của vùng đất nơi trái nho mọc Loại nho Cabernet Sauvignon của Pháp khác hơn loại này mọc tại miền bắc Ý hay tại California

Riesling: là giống nho mọc ở Ðức vùng Elsass và ở Áo, cho ra loại rượu

có chất lượng cao Tùy theo thời gian để nho chín trên cây nó cho ra những loại ruợu chát tuyệt hảo Một chai rượu loại Riesling tốt có thể trữ đến 10 năm

Chardonnay: là giống nho trồng ở Pháp Vì không đòi hỏi nhiều nên giống

nho này có thể trồng ở khắp mọi nơi Mùi vị có thể có mùi chua nhẹ, sống động đến thơm dịu

10

Gewürztraminer: có mùi thơm như các loại trái cây, hương thào vùng

nhiệt đới, được trồng ở Ðức vùng Elsass, Baden, Burgenland

Pinot blanc, Pinot bianco, Weissburgunder: Các giống nho ở vùng Baden,

ở Áo, vùng Alsace và Ý Vùng Friaul có những loại rượu rất cao chất lượng Pinot grigio, Grauburgunder, Ruländer được trồng ở Ý và vùng Alsace để chế rượu chát, tại vùng Baden giống nho Ruländer dùng để chế loại rượu có vị ngọt Sauvignon blanc Nổi tiếng trong những năm qua là loại rượu Sancerre

Sangiovese: loại nho tiêu biểu của vùng Toskana Dùng với loại nho khác

để chế rượu Chianti, hoặc dùng để chế Brunello di Montalcino

Viện Nghiên cứu Bông & Phát triển Nông nghiệp Nha Hố được giao nhiệm vụ lưu giữ, phát triển, khai tác nguồn quỹ gen cây nho Tính đến nay, tại vườn tập đoàn của Viện có 176 mẫu giống nho, trong đó trên 80 mẫu giống chuyên sử dụng với mục đích chế biến rượu Tuy nhiên, hiện nay ở Ninh Thuận

ba giống nho được trồng phổ biến là Syrah, Alden và Cardinal

Syrah: là giống nho có nguồn gốc xuất phát từ lưu vực sông Rhone thuộc

miền Đông – Nam nước Pháp Hiện nay, giống nho này được dùng cho sản xuất dịch quả nổi tiếng tại Pháp, Úc, Argentina, Nam Phi, California, Chile, New Zealand và Mexico… với diện tích toàn thế giới lên đến 140 nghìn ha

Alden: Là giống nho rượu nổi tiếng, có nguồn gốc từ New York của Mỹ Đây là giống lai khác loài (giữa loài V labrusca và V vinifera) hiện được trồng

phổ biến tại các vùng nho nước Mỹ

Cardinal: là giống nho lai giữa hai giống Flame Seedless và Ribier, có

nguồn gốc từ Califonia – Mỹ từ năm 1939 Giống nho này có thể sử dụng cho mục đích ăn tươi hoặc chế biến rượu Hiện giống nho Cardinal được trồng phổ biến tại Mỹ, Bulgari, Italy, Romania, Tây Ban Nha, Thái Lan và Việt Nam

Theo thống kê của FAO, hằng năm tổng sản lượng nho của toàn thế giới vào khoảng 65 – 70 triệu tấn, tập trung chủ yếu tại châu Âu và châu Mỹ Trong niên vụ 2008/09, Ý là nước vươn lên dẫn đầu về sản lượng nho (8,5 triệu tấn), tiếp đến là Trung Quốc (6,8 triệu tấn), Mỹ, Pháp và Tây Ban Nha có sản lượng nho khoảng 6 triệu tấn, các nước có sản lượng nho từ 1,7 – 3,6 triệu tấn gồm Ấn

Độ, Chile, Argentina, Iran và Thổ Nhĩ Kỳ Đáng chú ý, các nước khu vực châu

11

Á (Trung Quốc, Iran và Ấn Độ) có sản lượng nho đang tăng trưởng mạnh, chiếm

>17% sản lượng nho toàn cầu (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Sản lượng nho của một số quốc gia đứng đầu thế giới năm 2008 - 2009

TT Quốc gia Sản lượng (triệu tấn) % sản lượng nho thế giới

Hiện nay, ở Việt Nam nho được trồng chủ yếu ở Ninh Thuận Theo thống

kê của Ngành nông nghiệp Ninh Thuận thì diện tích nho dao động khoảng 1.500

ha năm Sản lượng ước đạt trên 27.600 tấn/năm Tuy nhiên, mục đích sử dụng

quả nho chủ yếu là ăn tươi Một ít nho loại (nho tỉa) được sử dụng để chế biến

mật nho và rượu vang

Bảng 1.3 Diện tích, sản lượng của cây nho tại Ninh Thuận

giai đoạn 2005– 2009

Năm Diện tích

(ha)

Năng suất (tấn/ha/năm)

Sản lượng (tấn/năm)

12

1.2.2 Tiêu chí chọn nguyên liệu sản xuất rượu Brandy

Nguyên liệu là một trong những yếu tố quyết định chất lượng rượu Brandy sau này Nguyên liệu lý tưởng để sản xuất rượu Brandy là dịch ép quả nho chín với những chỉ tiêu chất lượng như sau:

- Hàm lượng đường: Hàm lượng đường trong quả là yếu tố quan trọng để lựa chọn nguyên liệu sản xuất Brandy Quả dùng để sản xuất Brandy thích hợp nhất là có độ đường trong khoảng 18-19% Trong trường hợp hàm lượng đường trong dịch quả quá thấp, một số biện pháp kỹ thuật nhằm loại bỏ nước được áp dụng, bên cạnh việc bổ sung thêm đường sacaroza

- Hàm lượng axit: Axit có trong quả đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế nhiễm tạp trong quá trình lên men dịch quả Trong sản xuất rượu Brandy, SO2 không cho phép bổ sung vào (hoặc bổ sung với hàm lượng rất thấp)

để không làm ảnh hưởng đến hương thơm của rượu sau này Vì vậy, giải pháp

pH thấp để hạn chế tạp nhiễm được sử dụng khá phổ biến Hai loại axit chủ yếu

có trong nho là axit tartric, và axit malic, trong đó axit tartric là axit mạnh sẽ là chất đệm để giữ dịch quả ở pH thấp Để sản xuất rượu Brandy, độ axit trong nho nên lớn hơn 1%

- Độ chín của quả: Nho dùng để sản xuất Brandy phải là nho chín, khi chín các enzym có mặt trong vỏ quả hoạt động làm mô quả mềm, đồng thời tạo

ra các esters tạo hương thơm cũng được hình thành trong quá trình chín của quả Các hợp chất phenol trong quả mặc dù với hàm lượng không cao song chúng cũng có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hương cho rượu Chúng tham gia vào quá trình tạo các cấu tử thơm mới, góp phần tạo nên hương thơm đặc biệt cho sản phẩm Hợp chất phenol là những chất dễ bị oxy hoá, dưới tác dụng của enzyme oxy hoá với sự có mặt của oxy không khí hoặc oxy nguyên tử Trong quá trình chế biến quả và lên men rượu, dưới tác dụng của các enzyme oxy hoá ở các giai đoạn lên men, các hợp chất phenol bị oxy hoá và chuyển thành các octoquinon tương ứng Nếu trong hệ thống phản ứng có mặt các axit amin, các octoquinol sẽ thực hiện phản ứng cộng với các axít amin đó Sản phẩm của phản ứng cộng, một lần nữa lại bị oxy hoá thành các octoquinol tương ứng Chính dạng octoquinon này tiếp tục tác dụng với các axit amin còn lại để tiến

13

hành các quá trình đề amin hoá, khử CO2 và giải phóng ra các andehyt bay hơi

có mùi thơm tương ứng Phản ứng rút gọn của sự tác dụng tương hỗ này như sau:

RCHNH2COOH 02 RCHO + CO2 + NH3

Enzim + catechin

- Ảnh hưởng của chất thơm: Trong quá trình chín của quả, sự biến đổi của

các chất thơm diễn ra mạnh mẽ Những chất này tạo cho mỗi loại quả một hương

vị đặc trưng Trong lên men và tàng trữ rượu vang, nhiều hợp chất thơm mới được hình thành và đóng vai trò đặc biệt quan trọng ở khâu tàng trữ Chúng kết hợp với chất thơm của dịch quả ép tạo thành hình hương đặc trưng cho từng loại vang Sự phong phú và đa dạng của hương thơm trong dịch nho ép và vang không thể tái tạo được bằng các hợp chất tổng hợp ở các phòng thí nghiệm

Các chất thơm của quả nho khu trú phần lớn ở trong các tế bào thịt quả Người ta biết còn ít về sự hình thành các chất này Người ta cho rằng một phần chúng được tạo nên từ các sản phẩm phân huỷ của các hợp chất có họ hàng với chất đạm Theo nghiên cứu mới của các nhà khoa học Nga thì khi có mặt của tanin, axit amin bị biến đổi rồi tạo thành các hợp chất thơm khác nhau Tuy thế, không phải tất cả các axit amin đều có thể tạo nên chất thơm Phenylalanin, alanin, prolin và valin là nguồn chất tạo ra hợp chất có lợi cho chất thơm Ngược lại các sản phẩm phân huỷ của methionin và leucin lại làm cho hương vị của vang bị xấu đi

1.2.3 Enzym trong thu nhận dịch quả

Bước đầu tiên trong sản xuất dịch quả là thu hái quả và thu nhận dịch quả Trong sản xuất rượu Brandy quả được thu hái ở giai đoạn chín sao cho độ đường trong dịch quả nằm trong khoảng 20,5-24% để độ rượu sau lên men đạt được 11-13% Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép một số enzym thuỷ phân pectin được thêm vào với hàm lượng 0,1- 0,5% [6, 9]

Enzym pectinaza được sử dụng như công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình chế biến quả nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả cũng như nâng cao chất lượng dịch quả

14

Pectin là một polysaccharit tự nhiên có trong thành phần nước quả, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc cấu thành cấu trúc quả Tuy nhiên nó cũng là nguyên nhân gây ra một số trở ngại cho quá trình sản xuất nước quả:

- Pectin không hoà tan sẽ giữ dịch trong suốt quá trình ép, do đó làm giảm sản lượng nước quả tức là giảm hiệu suất thu hồi dịch quả

- Pectin có thể hoà tan trong dịch, làm tăng độ nhớt, ảnh hưởng tới quá trình lọc khi chế biến nước quả trong

- Độ nhớt cao là nguyên nhân chính làm khó khăn cho việc cô đặc nước quả

- Việc hoà tan pectin có thể ở dạng cấu trúc ổn định, làm cho nước quả bị đục sau khi lọc

Bản chất của quá trình xử lý enzym pectinaza là thủy phân pectin trong

mô quả, nhằm giảm độ nhớt giúp dịch quả thoát ra dễ dàng nhờ đó tăng hiệu suất trích ly, tăng độ trong của dịch nhờ đó quá trình lọc rượu sau này dễ dàng hơn

Enzym pectinaza được sử dụng ở hai giai đoạn chế biến quả

- Giai đoạn 1: Bổ sung vào khối thịt quả nghiền để tăng hiệu suất trích ly dịch quả

- Giai đoạn 2: Bổ sung trước khi lọc để quá trình lọc được dễ dàng hơn và làm nước quả được ổn định

Enzym pectinaza được chia thành hai nhóm chủ yếu

Enzym pectinesteraza (PE): Là các enzym xúc tác thuỷ phân liên kết ester trong

phân tử pectin hoặc axit pectinic (các axit polygalacturonic được ester hoá nhờ rượu metylic ở mức thấp) Khi toàn bộ nhóm methoxyl được tách ra khỏi cơ chất thì sản phẩm tạo thành là alcol metylic và axit polygalacturonic Sự phân huỷ chỉ xảy ra ở liên kết ester kề liền với nhóm cacboxyl tự do Như vậy số liên kết ester trong phân tử pectin và axit pectinic có thể bị thuỷ phân hoàn toàn hay một lần

Cơ chế tác dụng của PE:

COOH COOCH3 COOH COOCH3 COOCH3

15

Polygalacturonaza (polygalacturonit- glucanhydronaza): Là enzym xúc tác

thuỷ phân liên kết α.1-4 glucozit trong phân tử pectin Có nhiều polygalacturonaza có tính đặc hiệu rất khác nhau:

- Polymethyl galacturonaza tác dụng chủ yếu lên các ester methylic của axit polygalacturonic Các enzym này được chia làm hai nhóm nhỏ tuỳ theo vị trí liên kết glucozit bị cắt đứt bởi sự xúc tác của enzym ở đầu hay giữa mạch:

+ Endo-glucozidaza- polymethyl- galacturonaza: xúc tác sự thuỷ phân liên kết glucozit nội mạch của các phân tử axit polygalacturonaza được ester hoá ở mức

độ cao Hoạt tính của enzym này bị giảm khi có mặt enzym pectin- esteraza trong môi trường

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOH COOCH3 COOCH3

+ Exoglucoxidaza- polymetyl galacturonaza III: Xúc tác sự thuỷ phân liên kết glucozit ở đầu mạch, tách từng gốc axit galacturonic ra khỏi phân tử pectin, bắt đầu từ đầu không khử Enzym này có ái lực với gốc axit galacturonic đã methoxyl hoá

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

- Polygalacturonaza: là enzym tác dụng chủ yếu lên axit pectic (axit polygalacturonic bị ester hoá ở mức thấp hoặc không bị ester hoá) và axit pectinic Enzym này có thể được chia làm hai nhóm tuỳ thuộc vào vị trí của liên kết glucozit bị cắt:

+ Endo- glucotidaza- polygalacturonaza II: đây là enzym polygalacturonaza dịch hoá Enzym này chỉ có tác dụng khi có nhóm cacboxyl tự do Vị trí đứt mạch của

cơ chất được xác định bởi sự có mặt của nhóm cacboxyl tự do:

COOH COOH COOCH3 COOH COOCH3

Endo - PG - II

+ Exo- glucozidaza- polygalacturonaza IV: enzym này xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucozit ở cuối mạch cả phân tử axit pectic hoặc axit pectinic nhưng bên

- Thời gian thủy phân: 90 – 120 phút

Hoạt tính enzym pectinaza được nâng cao khi có mặt của ion Ca2+ và Mg2+ Pectin có độ nhớt càng thấp thì hiệu quả tác dụng càng tăng

Một số chế phẩm enzym pectinaza thương phẩm hiện có trên thị trường

Enzym pectinex Ultra SP-L

Pectinex Ultra SP-L là chế phẩm enzym pectinaza được sản xuất từ chủng

nấm mốc Aspergillus niger Pectinex Ultra SP-L chứa chủ yếu pectinaza và một

phần nhỏ hemixenlulaza Pectinex Ultra SP-L là dung dịch mầu thẫm có mùi thơm nhẹ, pH = 4,5 Hoạt tính của nó: 26.000PG/ml Hoạt động ở pH = 3,5 và nhiệt độ 200C

Pectinex Ultra SP-L có khả năng phân huỷ hiệu quả màng tế bào thực vật, thủy phân các pectin hoà tan và không hoà tan Pectinex Ultra SP-L được sử dụng để xử lý quả nghiền Việc bổ sung Pectinex Ultra SP-L vào quả nghiền làm tăng hiệu suất trích ly dịch quả, giảm độ nhớt dịch quả và tăng năng suất máy ép, giảm thời gian và năng lượng cho quá trình ép quả

Pectinex 3XL

Pectinex 3XL là một enzym có hoạt tính pectinaza cao Nó thuỷ phân nhanh và hoàn toàn polysaccharit, có hiệu quả trong việc làm nước quả ép và tiết kiệm nguyên liệu lọc Pectinex 3XL có khả năng phân huỷ hoàn toàn araban thành arabinoza, arabinoza là một phân tử nhỏ và không thể trùng hợp lại thành phân tử lớn araban Araban là một phần tự nhiên của quả và có thể tìm thấy trong

17

nước ép khi đạt sản lượng nước ép cao Vì vậy dạng công nghệ bất kỳ được sử dụng để tăng sản lượng cũng có thể là nguyên nhân của sự vẩn đục araban, kể cả việc enzym hoá quả nghiền Pectinex 3XL là dạng dung dịch mầu sẫm với hương

vị thơm nhẹ, đặc trưng của sản phẩm lên men

Trong sản xuất rượu Brandy, sau khi quá trình lên men kết thúc, rượu

được đưa sang thiết bị chưng cất, vì vậy chỉ cần bổ sung enzym pectinex SP-L vào khối thịt quả nghiền để tăng hiệu suất trích ly dịch quả

1.3 QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU

1.3.1 Nấm men trong sản xuất rượu Brandy

Nấm men có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lên men dịch quả nói chung và lên men Brandy nói riêng, chúng có thể tạo ra hương vị hài hòa cho dịch quả cũng có thể làm hỏng rượu Nấm men tham gia vào quá trình lên men dịch quả được sử dụng ở hai dạng: Hệ vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên và vi sinh vật thuần chủng Tương ứng với chúng là hai phương pháp lên men dịch quả: Lên men tự nhiên và lên men nhờ các chủng nấm men thuần khiết

*Lên men tự nhiên: Là quá trình lên men sử dụng các nấm men có sẵn từ vỏ

quả, cuống quả, đất, không khí cho nên chất lượng dịch quả không ổn định, dễ bị nhiễm khuẩn

*Lên men nhờ chủng nấm men thuần khiết: Các chủng nấm men này được

phân lập, chọn lọc từ một tế bào nấm men có sẵn trong tự nhiên Khi lên men dịch quả nhờ các chủng nấm men thuần khiết chất lượng dịch quả thu được ổn định hơn, quá trình lên men nhanh, rượu dễ lắng trong, không bị tạp nhiễm

Nấm men thường gặp trong sản xuất dịch quả thuộc giống Saccharomyces Phổ biến nhất và quan trọng nhất là những loài Saccharomyces cerevisiae [3,13, 10]

Tiêu chuẩn để lựa chọn chủng lên men rượu để sản xuất Brandy

Nấm men dùng trong sản xuất Brandy cần có các tiêu chuẩn sau:

- Có khả năng lên men dịch quả có nồng độ đường và nồng độ axit cao

- Hiệu suất chuyển hóa đường thành rượu cao

- Có khả năng lên men ở nhiệt độ và pH thấp

- Tạo hương thơm đặc trưng

18

- Hàm lượng axit bay hơi (đặc biệt là axit axetic), hàm lượng tạp chất (aldehyt, methanol, furfurol, cồn bậc cao v.v) thấp

- Có khả năng kết lắng tốt để dễ dàng tách men trước khi đem chưng cất

Một số loại nấm men thường dùng trong lên men rượu vang

Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces Meyer

Năm 1938, lần đầu tiên Meyer đã gộp các loài nấm men bia và nấm men rượu

vang thành một giống Saccharomyces là nấm men có bào tử trong nang bào tử

thường có từ 1 – 4 bào tử, có khi tới 8 Tế bào của chúng có hình dáng khác nhau như hình tròn, ovan hay elip Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, không đồng hóa được muối nitrat

Giống nấm men Saccharomyces gồm 52 loài Theo Kudriavtxev chúng chỉ gồm

18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước quả Chúng không khác nhau nhiều về hình thái, chủ yếu khác nhau về khả năng đồng hoá nguồn cacbon, [21] Trong sản xuất vang quả thường gặp một số loài sau:

* Saccharomyces cerevisiae:

Hay được sử dụng để lên men bánh mì, vang và bia Tế bào có hình elip, kích thước trung bình (3 – 8) × (5 – 12)µm Loài nấm men này thường tồn tại ở pha lưỡng bội, có thể lên men glucoza, fructoza, galactoza, saccaroza, 1/3

rafinoza, mantoza và các dextrin đơn giản Trong 4 chủng S Cerevisiae, S oviformis, S Fregilis và S marximmis thì S cerevisiae là chủng chịu được độ

đường cao nhất và cho độ rượu cao nhất, [21]

* Saccharomyces vini:

Trước đây, nấm men này có rất nhiều tên gọi khác nhau như S ellipsoideus, S Meyer, S cerevisiae Hansen Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả, chiếm tới 80% trong tổng số Saccharomyces có trong

nước quả khi lên men Nguồn dinh dưỡng cacbon của loài này là đường, cồn, acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin, mezoinozit, tiamin và piridoxin Tế bào của chúng đa số hình ovan, có kích thước vào khoảng (3–8)×(5–12) µm, sinh sản kiểu nẩy chồi và tạo bào tử Saccharomyces

vini sinh ra enzim invertaza có khả năng chuyển đường saccharoza thành

19

fructoza và glucoza, lượng rượu tạo thành từ 8 – 10% thể tích Ở giai đoạn cuối

lên men, Saccharomyces vini kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu Các nòi của

giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sulphite, tổng hợp các cấu

tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng

biệt Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men, các tế bào saccharomyces vini

thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh

* Saccharomyces uvarum:

Được tách từ nước nho, rượu và nước quả phúc bồn tử lên men tự nhiên Chúng có hình thái rất giống các loài nấm men có khả năng lên men cồn khác, nhưng khả năng tạo bào tử của chúng cao hơn rất nhiều các loài nấm men khác (nhất là khi ta nuôi chúng trên môi trường thạch- malt ) Trong quá trình lên men, chúng có khả năng tạo được lượng cồn rất cao, có thể đạt được lượng cồn trong dịch lên men 12 – 13% V

* Saccharomyces oviformis:

Nấm men này có khả năng lên men dịch đường để tạo thành lượng cồn rất cao (có thể lên đến 18% V) Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng ít hơn

và có hình thái giống saccharomyces vini Chúng có khả năng chịu được đường

cao, cồn cao, lên men kiệt đường do đó dùng nòi thuần chủng giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt Đặc điểm quan trọng của nấm men này là có khả năng lên men được rất nhiều loại đường khác nhau như: glucoza, fructoza, manoza, saccharoza, maltoza và 1/3 rafinoza, không có khả năng lên men galactose Điều khác cơ bản của chúng so với

saccharomyces vini là saccharomyces oviformis không lên men được galactose

và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng Các nấm men được sử dụng trong sản xuất dịch quả thường thích hợp lên men ở nhiệt độ 18 – 25oC, [21]

Chuẩn bị giống nấm men cho sản xuất

Trong công nghệ sản xuất rượu gây men (nhân giống) là một trong những công đoạn quan trọng, để đạt được mục tiêu là rượu có chất lượng ổn định trong suốt quá trình sản xuất Việc nhân giống cần đảm bảo các điều kiện tối ưu cho nấm men sinh sản và phát triển Quá trình nhân giống cần đảm bảo đủ số lượng

Môi trường dinh dưỡng dùng trong sản xuất rượu Brandy thường là dịch

ép quả có bổ sung đầy đủ các thành phần cacbon, nitơ, phospho, magie, muối khoáng và các chất kích thích sinh trưởng v.v

Hiện nay, nhờ những tiến bộ của khoa học công nghệ, nhiều chủng nấm men dùng trong lên men dịch quả và rượu Brandy được các hàng sản xuất cung cấp dưới dạng men khô Việc sử dụng nấm men khô mang lại nhiều lợi ích tích cực trong thực tiễn sản xuất như: Dễ bảo quản, đảm bảo đặc tính sinh sản và lên men của nấm men, chất lượng men ổn định, đáp ứng đủ số lượng men khi cần thiết trong nhân giống cũng như trong lên men, đồng thời tăng tính chủ động và linh hoạt trong sản xuất, giảm bớt nhân công và vật tư cho khâu nhân giống, dễ vẩn chuyển và bảo quản Đối với phương pháp sử dụng nấm men khô: Khi nhân giống cần tiến hành hoạt hóa nấm men khô - đây là một yếu tố quan trọng mà bản chất của nó là sự ngậm lại nước Nhiệt độ của nước hoạt hóa là khoảng 15 -

250C

1.3.2 Lên men

1.3.2.1 Quá trình lên men tạo rượu

Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất Brandy Giai đoạn này thường tiến hành ở nhiệt độ tương đối cao thường từ 18 - 300C (tuỳ thuộc vào từng loại rượu), trong 10 ngày hoặc dài hơn Lên men rượu là quá trình trao đổi chất, qua đó các hợp chất hữu cơ trước hết là đường bị biến đổi thành các sản phẩm tích tụ trong môi trường dưới tác dụng của các enzym vi sinh vật Trong quá trình lên men dịch quả, ở giai đoạn đầu, môi trường dịch quả còn oxi, nấm men bắt đầu phát triển Sau đó điều kiện yếm khí được hình thành, đường glucoza được lên men thành rượu êtylic và CO2.Trong giai đoạn lên men cồn, nấm men chuyển đường thành cồn và ngoài ra cũng tạo một lượng lớn

21

các sản phẩm phụ Nếu như cồn có thể coi là một yếu tố quyết định chất lượng vang thì các sản phẩm phụ (glixerol, axit bay hơi, rượu bậc cao, este) là những thành phần chủ yếu tạo hương

Theo Gaylussac, sự lên men rượu etylic được biểu diễn bằng phương trình hoá học:

Axetaldehyt (g/l) 0,03 – 0,3 Etylaxetat (g/l) 0,08 – 0,22

Kết thúc quá trình lên men cồn, các thành phần cơ bản của dịch quả bị biến đổi:

• Nồng độ đường lên men giảm và nồng độ cồn tăng dần có thể đạt từ 15%v/v

13-• pH của dịch lên men giảm do có sự tạo thành các axit hữu cơ: axetic, sucxinic

• CO2 tăng lên và tích trữ trong dịch quả

• Thành phần môi trường lúc này cạn chất dinh dưỡng còn khoảng vài trăm

mg đường, các thành phần vi lượng như khoáng và vitamin từ dịch quả cũng đều giảm nhiều hoặc ít

• Các sản phẩm phụ tăng lên (diaxetyl, rượu bậc cao, axit béo)

• Tế bào nấm men bắt đầu chuyển sang pha suy giảm, lắng nhiều xuống đáy thiết bị và một số tế bào bị tự phân tạo ra các protein và các axit amin tự

do

22

• Các muối bitartrat lắng xuống cùng với sự tăng lên của nồng độ cồn

• Màu sắc của vang non có phần đậm hơn do sự chiết tách màu nhờ cồn, ester và các sản phẩm sinh ra trong quá trình lên men

1.3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu

Lên men rượu là một quá trình biến đổi sinh hoá rất phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, pH, nồng độ đường, tỷ lệ men giống

a) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển và lên men của nấm men Thông thường nhiệt độ phát triển của nấm men tối thích là 28 - 300C, dưới 80C hoặc trên 450C, nấm men không sinh sản được hoặc chết Nhiệt độ càng cao thì ảnh hưởng của cồn đến hoạt động của nấm men càng lớn Nhiệt độ cao cũng gây ra một số ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men như:

o Các hợp chất thơm và cồn bị tiêu hao do bốc hơi mạnh cùng với CO2

o Tăng tỷ lệ chết của tế bào nấm men Tăng sự tự phân tế bào tạo thành các axit amin làm cho vang dễ bị vẩn đục

o Dễ gây nhiễm trùng vì nhiều vi khuẩn và nấm men dại thích hợp với nhiệt độ cao

o Nhiệt độ cao không chỉ ảnh hưởng tới sự lên men mà còn ảnh hưởng tới chất lượng dịch quả do tạo ra những sản phẩm phụ như diaxetyl, aldehyt, metanol

Bảng 1.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ cồn etylic trong dịch lên men [8]

23

b) Ảnh hưởng của nồng độ rượu

Trong quá trình lên men nhờ tác dụng của hệ enzym trong tế bào nấm men đường sẽ được chuyển thành rượu Khi độ rượu tăng sẽ ức chế sự phát triển của nấm men Nồng độ cồn cao ức chế và kìm hãm quá trình đồng hoá hydratcacbon

và nitơ Mỗi loại nấm men khác nhau chịu được độ rượu khác nhau Khả năng chịu cồn và lên men trong môi trường có nồng độ cồn hợp lý là một tiêu chuẩn cần có đối với nấm men sản xuất dịch quả

c) Ảnh hưởng của pH

pH của môi trường ảnh hưởng lớn đến quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men Với mỗi pH khác nhau thì sự sinh sản và phát triển của nấm men cũng khác nhau pH thích hợp cho sinh trưởng của nấm men từ 4-6 Trong quá trình lên men pH ban đầu của dịch lên men thường giảm do sự hình thành một số axit hữu cơ, axit axetic, sau đó pH tăng dần lên sau quá trình lên men malolactic pH thích hợp cho vi khuẩn phát triển từ 4,2 - 7,0 do vậy để tránh nhiệm khuẩn người

ta thường khống chế pH của môi trường lên men từ 3,8 - 4,0

d) Ảnh hưởng của oxy

Trong điều kiện môi trường không có oxi, nấm men lên men đường thành rượu và giải phóng năng lượng Tuy nhiên để có thể lên men trong giai đoạn đầu cần đảm bảo đủ oxi để nấm men có thể sinh sản và phát triển Số lượng tế bào tăng, quá trình lên men diễn ra nhanh chóng Giai đoạn sau là giai đoạn lên men yếm khí, nếu lượng oxi nhiều sẽ hạn chế quá trình lên men, đồng thời trong dịch quả sẽ tạo ra nhiều aldehyt, rượu bậc cao làm giảm chất lượng sản phẩm [7]

e) Ảnh hưởng của nồng độ đường

Hàm lượng đường có các chất hoà tan trong dịch quả tạo ra sự chênh lệch

áp suất thẩm thấu giữa môi trường và tế bào nấm men Sự chênh lệch này làm

cho các chất dinh dưỡng được khuếch tán vào trong tế bào Đường cung cấp năng lượng và nguồn cacbon cho tế bào nấm men Đường glucoza là loại đường tốt nhất cho nấm men vì chúng dễ đồng hoá Nếu nồng độ đường quá cao thì nấm men ngừng sinh sản và lên men Ngược lại, nếu nồng độ đường quá thấp, môi trường thiếu dinh dưỡng thì tế bào nấm men ngừng phát triển Thông thường nồng độ đường trong môi trường lên men khoảng 20% thì quá trình lên

24

men không bị ức chế Để tránh ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu lên tế bào nấm men và thu được loại dịch quả có độ rượu trên 12% người ta cho lên men theo kiểu thêm dần đường vào dịch, gọi là lên men bổ sung đường (Walgepb, 1967)

f) Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống

Tác nhân chính của quá trình lên men là nấm men Khi tăng lượng men giống quá trình lên men xảy ra nhanh, sự cạnh tranh của nấm men trong việc sử dụng môi trường và CO2 tạo ra sẽ ức chế sự phát triển của các vi sinh vật tạp nhiễm Trong sản xuất dịch quả, lượng men giống sử dụng thường từ 3 - 10% so với lượng dịch quả lên men

g) Ảnh hưởng của các chất chứa nitơ

Trong lên men dịch quả, hàm lượng các hợp chất nitơ quá thừa sẽ dẫn tới vang bị vẩn đục và dễ bị nhiễm Trong điều kiện đủ oxi, các hợp chất nitơ dễ bị oxi hoá tạo cho rượu có mùi khó chịu Nhiệt độ lên men ảnh hưởng đến hàm lượng các chất chứa nitơ ở nhiệt độ thấp (14 - 180C) hàm lượng các hợp chất nitơ trong dịch lên men là thấp nhất và các hợp chất chứa nitơ được tạo ra thường là polypeptit, pepton và protit Nhiệt độ cao sẽ làm tăng sự tạo thành các hợp chất chứa nitơ dạng amin [7]

1.4 QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT RƯỢU BRANDY

Chưng cất là quá trình tách rượu và các tạp chất dễ bay hơi khỏi giấm chín Kết quả ta nhận được rượu thô hay cồn thô Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như: Rượu, ester, andehyt và một số ancol có số các bon lớn hơn hai, các ancol này ta gọi là ancol cao phân tử hay dầu fusel (dầu khét) Ngoài ra trong giấm chín còn chứa tinh bột, dextrin, protein, axit hữu cơ và chất khoáng Tuy là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trong thành phần của giấm chín chứa chủ yếu là rượu Etylic và nước, vì thế khi nghiên cứu người ta xem giấm chín như hỗn hợp của hai cấu tử

Quá trình chưng cất rượu dựa vào 2 định luật sau (do Cônôvalốp và Vrepski đưa ra):

- Định luật I: Thiết lập quan hệ giữa thành phần pha lỏng và pha hơi Ở trạng thái cân bằng chất lỏng, cấu tử dễ bay hơi trong thể hơi luôn nhiều hơn trong thể lỏng Nếu ta thêm cấu tử dễ bay hơi vào dung dịch thì điều đó sẽ dẫn đến làm

25

tăng độ bay hơi của hỗn hợp, nghĩa là làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất đã cho Tuy nhiên độ bay hơi của hỗn hợp chỉ tăng theo nồng độ rượu trong pha lỏng tới một nồng độ nào đó Sau đó nếu tiếp tục thêm rượu vào pha lỏng thì

độ bay hơi không tăng nữa mà giảm đi Lúc này định luật I không còn đúng nữa

- Định luật II: Khi chưng cất và tinh chế ở áp suất khí quyển, ta chỉ có thể nhận được cồn có nồng độ 97, 2%v/v Thành phần hơi thoát ra từ dung dịch phụ thuộc vào áp suất bên ngoài Khi tăng áp suất của hệ thống hai cấu tử, cấu tử nào khi bay hơi đòi hỏi nhiều năng lượng thì hàm lượng tương đối của nó sẽ tăng trong hỗn hợp đẳng phí Do đó khi chưng cất rượu trong điều kiện chân không thì có lợi hơn và có thể thu được rượu với nồng độ cao hơn 97, 2%v/v phụ thuộc vào

độ chân không

Lý thuyết về tinh chế cồn

Tinh chế là quá trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất (trên 50 chất), có cấu tạo và tính chất khác nhau Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, ester, alcol cao phân tử và các axit hữu cơ Hàm lượng chung của tất cả các tạp chất không vượt quá 0, 5% so với khối lượng cồn Etylic Thành phần tạp chất nói chung thay đổi phụ thuộc vào nguyên liệu Có một số tạp chất mang tính đặc thù của từng nguyên liệu

Trong việc tinh chế cồn tạp chất được chia thành ba loại, sự phân loại này chỉ mang tính quy ước vì tính chất của tạp chất có thể thay đổi tuỳ theo nồng độ cồn trong tháp

- Tạp chất đầu: Gồm các chất dễ bay hơi hơn rượu Etylic ở nồng độ bất kỳ, nghĩa

là hệ số bay hơi lớn hơn hệ số bay hơi của rượu Đó là các chất có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ sôi của rượu Etylic như: aldehyt axetic, axetatetyl, axetat metyl, formiat etyl, aldehyt butyric

- Tạp chất cuối: Gồm các alcol cao phân tử như alcol amylic, alcol izoamylic, izobutylic, propylic, izopropylic Khi nồng độ alcol Etylic cao, các tạp chất cuối bay hơi kém hơn so với độ bay hơi của alcol Etylic Khi nồng độ Etylic thấp, độ bay hơi của tạp chất cuối có thể nhiều hơn so với alcol Etylic Tạp chất cuối điển