Giáo trình Kỹ thuật lên men thực phẩm: Phần 1 - PGS.TS. Đỗ Thị Bích Thuỷ

Trong công nghệ thực phẩm, lĩnh vực công nghệ lên men đã sản xuất ra nhiều sản phẩm nhờ vào các tác nhân gây lên men nấm men, vi khuẩn, nấm mốc như: 1 Các loại đồ uống có độ rượu bia,

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PGS.TS ĐỖ THỊ BÍCH THỦY (Chủ biên)

TS TRẦN BẢO KHÁNH

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT LÊN MEN THỰC PHẨM

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC HUẾ

Huế, 2022

Biên mục trên xuất bản phẩm của Thư viện Quốc gia Việt Nam

Đỗ Thị Bích Thủy

Giáo trình Kỹ thuật lên men thực phẩm / Đỗ Thị Bích Thủy (ch.b.), Trần Bảo Khánh - Huế : Đại học Huế, 2022 - 186 tr : hình vẽ ; 27 cm

ĐTTS ghi: Đại học Huế Trường Đại học Nông Lâm - Thư mục: tr 186

1 Công nghệ thực phẩm 2 Lên men 3 Giáo trình

664.0240711 - dc23

DUF0534p-CIP

Mã số sách: GT/159-2022

LỜI NÓI ĐẦU

Lên men là quá trình chuyển hóa của tế bào vi sinh vật Đây là một quá trình

chuyển hóa khá phức tạp nhờ sự xúc tác của hệ enzyme nội bào Lợi dụng sự

chuyển hóa này mà con người đã điều khiển nó để tạo thành những sản phẩm mong muốn

Trong công nghệ thực phẩm, lĩnh vực công nghệ lên men đã sản xuất ra nhiều

sản phẩm nhờ vào các tác nhân gây lên men (nấm men, vi khuẩn, nấm mốc) như:

(1) Các loại đồ uống có độ rượu (bia, rượu vang, rượu sake, rượu shochu…); (2) Các sản phẩm lên men lactic (sữa chua, phomat, lactic acid, muối chua ra quả,

nem chua, tôm chua…); (3) Lên men sản xuất acetic acid (giấm ăn)…

Mỗi tế bào vi sinh vật có một hệ enzyme riêng của nó nên không có một quy

trình công nghệ chung nào cho tất cả các quy trình công nghệ sản xuất lên men

Chính vì những lý do đó, chúng tôi tiến hành biên soạn cuốn Giáo trình Kỹ

thuật lên men thực phẩm nhằm trình bày cơ sở khoa học, đặc điểm tác nhân gây lên

men và quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất các sản phẩm lên men rượu, lactic

acid và acetic acid trong 3 phần, 9 chương như sau:

Phần 1 Kỹ thuật sản xuất rượu vang và một số rượu cao độ (Biên soạn: Đỗ

Thị Bích Thủy)

Chương 1 Thành phần hóa học của nho và rượu vang

Chương 2 Khoa học về quá trình sản xuất rượu vang

Chương 3 Lên men rượu trong sản xuất rượu vang

Chương 4 Lên men malolactic trong sản xuất rượu vang

Chương 5 Công nghệ sản xuất một số loại rượu uống cao độ

Phần 2 Lên men lactic trong thực phẩm (Biên soạn: Đỗ Thị Bích Thủy)

Chương 6 Vi khuẩn lactic - đặc tính và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

Chương 7 Khoa học lên men sản xuất sữa chua

Phần 3 Lên men acetic (Biên soạn: Trần Bảo Khánh)

Chương 8 Vi khuẩn acetic

Chương 9 Công nghệ sản xuất giấm

Giáo trình là tài liệu để đào tạo thạc sỹ Công nghệ thực phẩm, đồng thời cũng

có thể là tài liệu tham khảo cho sinh viên, các nhà nghiên cứu, các nhà sản xuất có

liên quan

Mặc dù đã nỗ lực cỗ gắng trong quá trình biên soạn, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi rất mong nhận được mọi góp ý của quý đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn sách được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau

Trân trọng!

Chủ biên PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy

MỤC LỤC

Trang

3 Điều kiện của các quá trình lên men và tác nhân gây lên men 12 PHẦN 1 KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU VANG VÀ MỘT SỐ RƯỢU

CAO ĐỘ

14

CHƯƠNG 1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NHO VÀ RƯỢU VANG 14

1.2 Tổng quan về các nhóm chức hóa học trong nho và rượu vang 15 1.3 Thành phần của các hợp chất có trong nho và rượu vang 17 CHƯƠNG 2 KHOA HỌC VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG 34

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang tổng quát 35 2.3 Một số kỹ thuật sử dụng trong công nghệ sản xuất rượu vang 39

3.2 Vi sinh vật trong sản xuất rượu vang - Bệnh vang 69

3.4 Sự biến đổi của tác nhân vi sinh vật trong quá trình lên men 76 3.5 Sự tạo thành các sản phẩm phụ trong quá trình lên men 79 3.6 Các yếu tố của môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men 79

CHƯƠNG 4 LÊN MEN MALOLACTIC TRONG SẢN XUẤT

RƯỢU VANG

89

4.1 Vi khuẩn lactic trong quá trình lên men malolactic 89 4.2 Ảnh hưởng của sự lên men malolactic lên chất lượng của rượu vang 91 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự lên men malolactic 92

CHƯƠNG 5 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT SỐ LOẠI RƯỢU UỐNG

CAO ĐỘ

102

CHƯƠNG 6 VI KHUẨN LACTIC - ĐẶC TÍNH VÀ ỨNG DỤNG

TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

116

6.2 Cơ chế lên men lactic của vi khuẩn lactic và ứng dụng 121

7.1 Tác nhân vi sinh vật trong lên men sữa chua 132

PHẦN 3 LÊN MEN ACETIC 153

8.2 Cơ chế hóa sinh của quá trình lên men acetic 154

Bài mở đầu GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN THỰC PHẨM

1 Khái niệm về lên men thực phẩm

Lên men thực phẩm là một trong những phương thức chế biến thực phẩm lâu đời nhất Nhiều loại thực phẩm lên men và đồ uống có cồn được sản xuất nhờ hệ vi sinh vật

có trong tự nhiên hoặc sử dụng giống khởi động đã được thuần chủng Hiện nay, trên thế giới có khoảng 5.000 loại thực phẩm và đồ uống lên men Các loại thực phẩm và đồ uống lên men truyền thống có nhiều nhất ở Trung Quốc, Ấn Độ, châu Phi và các nước Đông Nam Á Người ta ước tính rằng có khoảng 20 % trong số thực phẩm được tiêu thụ trên thế giới là thực phẩm lên men

Sự lên men thực phẩm chính là quá trình chế biến sinh học thực phẩm bằng cách

sử dụng vi sinh vật và enzyme của chúng Mục đích của quá trình chế biến này là tạo ra những sản phẩm với chất lượng mong muốn như sau:

- Tăng sự hấp dẫn của sản phẩm như cấu trúc, mùi vị…

- Tăng giá trị sử dụng như làm giảm thể tích, kéo dài thời gian bảo quản

- Tăng tính chất chức năng như tính an toàn thực phẩm, chức năng probiotic, khả năng tiêu hóa

Về phương diện sinh hóa, sản xuất lên men dựa trên cơ sở hóa sinh các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật Trong đó, các hợp chất hữu cơ, trước hết là đường bị biến đổi dưới tác dụng xúc tác của enzyme vi sinh vật thành các sản phẩm tích tụ trong môi trường Tùy tác nhân vi sinh vật gây lên men và điều kiện lên men, sản phẩm tích tụ chiếm ưu thế trong môi trường có thể là: các dung môi, acid hữu cơ, kháng sinh, vitamin

Sự lên men trong điều kiện không có sự tham gia của oxy phân tử gọi là lên men yếm khí (ví dụ: lên men rượu, lên men lactic, aceton, butanol ) Trong quá trình này, chất nhận H cuối cùng là các hợp chất hữu cơ Còn sự lên men trong điều kiện có oxy phân tử gọi là lên men hiếu khí (ví dụ: lên men acetic, citric )

Định nghĩa của quá trình lên men thực phẩm khác nhau theo cách giải thích riêng của các nhà nghiên cứu thực phẩm Một số ví dụ được đưa ra dưới đây:

- Thực phẩm lên men là những thực phẩm được lên men cho đến khi ít nhất một trong số các thành phần đã được chuyển hóa bởi vi sinh vật trong thời gian lên men Kết quả là các sản phẩm cuối cùng thường trải qua những thay đổi đáng kể về thành

phần hóa học cũng như một số tính chất khác so với ban đầu do những tác động của vi sinh vật và enzyme.

- Thực phẩm lên men truyền thống (địa phương) là những thực phẩm có những thay đổi về sinh hóa trong quá trình lên men dưới tác dụng của vi sinh vật Những thay đổi này góp phần làm tăng sự hấp dẫn cho thực phẩm thông qua việc tạo ra hương vị, kết cấu thực phẩm cũng như kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm thông qua quá trình lên men lactic, ethanol, kiềm, acetic Quá trình lên men thực phẩm còn có tác dụng làm tăng hàm lượng protein, acid béo thiết yếu, vitamin, amino acid thiết yếu; giảm thời gian nấu cũng như nhiên liệu

- Thực phẩm lên men là những thực phẩm đã chịu tác động của vi sinh vật hoặc enzyme dẫn đến những thay đổi sinh hóa mong muốn làm thay đổi thực phẩm một cách đáng kể và có thể được tiêu thụ trực tiếp

- Đối với dân tộc (chủng tộc), thực phẩm lên men được sản xuất bởi người dân tộc bằng kiến thức bản địa của họ Nguồn nguyên liệu là thực vật hoặc động vật sẵn có tại địa phương Tác nhân gây lên men từ tự nhiên hoặc bổ sung giống khởi động của các vi sinh vật chức năng cùng với cơ chất Sản phẩm lên men này được sử dụng để bổ sung vào thức ăn của họ phù hợp với văn hóa và xã hội của người tiêu dùng

Thực phẩm và đồ uống lên men có thể phân loại dựa theo sản phẩm cuối cùng gồm:

- Nhóm thực phẩm có vị acid (Acidic in taste)

- Nhóm thực phẩm có bản chất kiềm (Alkaline in nature)

- Nhóm thực phẩm có cồn (Alcoholic)

Thực phẩm lên men cũng có thể được phân nhóm dựa vào:

- Hình thức lên men: Lên men bề mặt (lên men bán rắn (semi-solid)) và lên men chìm (lên men trong môi trường lỏng)

- Sử dụng vi sinh vật: Lên men tự nhiên (sử dụng vi sinh vật trong tự nhiên) và lên men có kiểm soát (sử dụng vi sinh vật đã thuần chủng có thể 1 loài hoặc kết hợp nhiều loài)

- Cơ chất sử dụng để lên men như rau quả, củ, đậu nành, ngũ cốc, sữa, cá, thịt… Dựa vào vi sinh vật gây lên men, trong sản xuất, người ta phân biệt 3 nhóm lên men cơ bản:

- Lên men ứng dụng nấm men như trong sản xuất rượu, glycerol, bia, rượu vang, lên men trong sản xuất bánh mỳ

- Lên men ứng dụng vi khuẩn như trong acetone, butanol, acid acetic, lactic, butyric

- Lên men ứng dụng nấm mốc như trong sản xuất acid citric, gluconic, fumaric, penicilin, streptomycin

2 Bản chất của các quá trình lên men

Sơ đồ 1 Mối tương quan của các đường hướng chuyển hoá cơ chất lên men

Về bản chất, lên men là quá trình oxy hoá khử sinh học được tiến hành do hoạt động sống của vi sinh vật dưới sự xúc tác của enzyme nhằm cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cần thiết cho chúng Sơ đồ tóm tắt chuyển hóa của các hợp chất trong tế bào vi sinh vật được thể hiện trên Sơ đồ 1

Cũng như trong quá trình oxy hoá khử sinh học ở mọi cơ thể khác, các mạch phản ứng của sự đường phân, chu trình Krebs, chu trình Pentosophosphate là những phản ứng hoá sinh cơ bản nhất của các quá trình lên men ở tế bào vi sinh vật

Khác với các quá trình hô hấp, trong quá trình lên men, hydro (gồm e- và H+) tách khỏi cơ chất được chuyển tới chất nhận cuối cùng là các hợp chất hữu cơ khác nhau tạo thành các sản phẩm tích tụ trong môi trường Cơ chế cụ thể cho các quá trình lên men khác nhau sẽ được trình bày chi tiết ở chương sau

Lên men yếm khí

Năng lượng giải phóng ra từ sự phân giải các hợp chất hữu cơ trong quá trình sản xuất lên men tuy không nhiều, song đó chính là nguồn năng lượng đáp ứng nhu cầu về năng lượng cần cho hoạt động sống của vi sinh vật trong các quá trình lên men tương ứng

3 Điều kiện của các quá trình lên men và tác nhân gây lên men

Điều kiện chi tiết cho các quá trình lên men khác nhau là không giống nhau và sẽ được trình bày một cách cụ thể trong các chương sau Phần này chỉ trình bày các điều kiện chung nhất cho tất cả các quá trình lên men Các điều kiện này bao gồm: thành phần môi trường, tác nhân vi sinh vật và các tác nhân khác (nhiệt độ, pH, nồng độ oxy,

độ ẩm…)

3.1 Thành phần của môi trường

Thành phần cơ bản của môi trường lên men là:

3.1.1 Carbohydrate

Carbohydrate là nguồn dinh dưỡng quan trọng của vi sinh vật, đóng vai trò chủ chốt trong sự tạo năng lượng cho tế bào vi sinh vật Ngoài ra, nó còn là nguồn cung cấp vật liệu tạo nên các thành viên của tế bào

Trong môi trường lên men, carbohydrate thường được sử dụng dưới dạng dịch chiết có đường, mật rỉ hoặc các nguyên liệu và bã thải chứa đường, tinh bột Các vật liệu chứa tinh bột thường được thủy phân thành đường trước khi lên men

3.1.2 Phosphate vô cơ

Phosphate vô cơ đóng vai trò quan trọng trong sự trao đổi năng lượng Trong lên men, các muối phosphate vô cơ được dùng phổ biến là (NH4)3PO4 và K3PO4

3.1.3 Nitơ

Nitơ tham gia quá trình tạo protein và nhiều chất có đặc tính sinh học khác của tế bào vi sinh vật Trong môi trường lên men, nitơ thường được dùng dưới dạng muối nitrat và các hợp chất amoni hoặc một số chất có nguồn gốc vi sinh vật

3.1.4 Vitamin và nguyên tố vi lượng

Vitamin và nguyên tố vi lượng là các chất sinh trưởng cần cho hoạt động sống của

vi sinh vật Chúng thường được sử dụng với lượng rất ít nhưng tác dụng của chúng rất lớn và đa dạng đối sự sống bình thường của vi sinh vật

3.2 Tác nhân vi sinh vật gây lên men

Vi sinh vật là tác nhân quan trọng đối với quá trình lên men Tế bào vi sinh vật có khả năng tổng hợp phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau tùy loại vi sinh vật Vì vậy,

trong sản xuất lên men cần chú trọng chọn chủng vi sinh vật thích hợp cho việc sản

xuất từng loại sản phẩm Yêu cầu chung là chủng vi sinh vật được sử dụng phải có hoạt

lực lớn, ổn định, có khả năng chống chịu cao với sự tạp nhiễm và điều kiện không thích

hợp của môi trường

3.3 Tác nhân khác

Các tác nhân như độ ẩm, nhiệt độ, độ thoáng khí, thời gian nuôi, pH, có ảnh

hưởng lớn tới vi sinh vật và các quá trình trao đổi chất của chúng Mỗi vi sinh vật sinh

trưởng thích hợp, ở một khoảng pH và nhiệt độ, độ ẩm nhất định Do đó, tùy đặc tính

sinh lý, sinh hòa của vi sinh vật và tùy yêu cầu của sự lên men, cần tạo điều kiện môi

trường thích hợp cho từng quá trình lên men Tuy vậy, điều kiện tối ưu cho sự sinh

trưởng của từng vi sinh vật có thể không trùng với điều kiện tối ưu cho từng loại sản

phẩm lên men Vì vậy, trong từng công nghệ sản xuất lên men, chúng ta cần phải thiết

kế công nghệ nhân giống và công nghệ lên men tạo sản phẩm một cách riêng biệt

CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 Cơ sở phân loại lên men trong thực phẩm

Câu 2 Cơ chế chuyển hóa tổng quát các cơ chất trong tế bào các tác nhân gây

lên men

Câu 3 Điều kiện chung của các quá trình lên men và tác nhân gây lên men

Câu 4 Vai trò của quá trình lên men trong bảo quản và chế biến thực phẩm

PHẦN 1

KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU VANG

VÀ MỘT SỐ RƯỢU CAO ĐỘ

CHƯƠNG 1

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NHO VÀ RƯỢU VANG

1.1 Giới thiệu chung

Kể từ cuối những năm 1960, những hiểu biết về bản chất hóa học của nho và rượu

vang đã phát triển vượt bậc Mặc dù còn nhiều vấn đề cần được khám phá, hiện nay

một số tính chất của rượu vang đã được biết đến như khả năng chống lão hóa của một

số hợp chất có trong rượu vang, các hợp chất có trong rượu nho cũng như quá trình

biến đổi các chất đó trong quá trình tàng trữ rượu vang Những kiến thức này rất có ích

cho những nhà trồng nho và sản xuất rượu nho

Sau này, nhờ sự phát triển của kỹ thuật phân tích hiện đại như sắc ký khí (gas

chromatography (GC)), sắc ký bản mỏng (thin-layer chromatography (TLC)), sắc ký

lỏng cao áp (high-performance liquid chromatography (HPLC)) và cộng hưởng từ hạt

nhân (nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy),… mà có hơn 700 chất thơm

trong rượu vang đã được phân tách và xác định cấu trúc Trong số các chất thơm đó có

hơn 160 ester Hầu hết các hợp chất này có nồng độ rất nhỏ (10-4–10-9

g/L) nên nằm dưới ngưỡng phát hiện của con người Vì thế, chúng không ảnh hưởng đến giá trị cảm

quan của rượu vang

Thành phần các chất thơm chính có trong rượu vang là các sản phẩm phụ trong

quá trình lên men bởi nấm men Chỉ có một lượng nhỏ các chất thơm là có trong quả

nho nhưng chúng lại có tác dụng để phân biệt các loại rượu vang được sản xuất từ các

giống nho khác nhau

Hàm lượng các chất thơm có trong rượu vang khoảng 0,8 – 1,2 g/L, chiếm khoảng

1 % so với hàm lượng ethanol Trong đó, phổ biến nhất là các loại rượu fusel, các acid

dễ bay hơi, acid béo Dầu fusel thường chiếm 50 % các chất thơm trừ ethanol Các hợp

chất thuộc nhóm carbonyl, các hợp chất polyphenol, lactone, terpene, acetal, hydrocarbon

và các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ có hàm lượng rất nhỏ nhưng có vai trò rất

quan trọng trong đặc tính cảm quan về hương thơm độc đáo sự đa dạng của các loại

rượu vang

Hương vị và cảm giác ở miệng của rượu vang chủ yếu nhờ vào một số ít các hợp chất có nồng độ trên 0,1 g/L Các hợp chất đó gồm ethanol, các acid chủ yếu như tartaric, malic, lactic, các loại đường glucose, fructose và glycerol Tannine là các hợp chất rất quan trọngtrong rượu vang đỏ nhưng chúng chỉ có một lượng vừa phải trong rượu vang trắng mà không qua quá trình tàng trữ trong thùng gỗ sồi

1.2 Tổng quan về các nhóm chức hóa học trong nho và rượu vang

Rượu vang có hai thành phần chính là nước và ethanol Tuy nhiên, hương vị cơ bản của rượu vang phụ thuộc vào hơn 20 hợp chất Nhờ vào hàm lượng của các hợp chất này mà các loại rượu vang có sự khác biệt Bảng 1.1 và 1.2 là thành phần cơ bản của các nhóm các hợp chất có trong rượu vang

Hầu hết các nhóm chức hữu cơ trong rượu vang và nho phụ thuộc vào liên kết đôi (đặc biệt là các dẫn xuất của benzen) hoặc liên kết với O, N và S Phổ biến nhất là các liên kết C-O Ví dụ, nhóm C-OH thể hiện tính chất của chức rượu Từ C-OH có thể phản ứng để hình thành các chức ester, ether Nhóm C=O cũng khá phổ biến, nó có mặt trong các hợp chất aldehyde hoặc ketone Nhóm -COOH thể hiện tính acid

Khi -OH trong rượu phản ứng với -COOH tạo nên các mối liên kết ester Sự tương tác của các nhóm -OH trong rượu với các nhóm carbonyl của aldehyde tạo nên nhóm acetal Oxy cũng có liên quan đến việc hình thành cấu trúc vòng Ví dụ như nhóm ester vòng được gọi là các lactone

Nhóm các hợp chất thơm quan trọng trong rượu vang là các terpene Các hợp chất terpen không chứa các nhóm chức ở trên, chúng được cấu tạo bởi các nhóm 5 C lặp lại gọi là isoprene

Các hợp chất có trong rượu vang còn chứa các nhóm chức có chứa liên kết C-N Quan trọng nhất trong các hợp chất này là nhóm amin (-NH2) Nhóm amin thường liên kết với nhóm carbonyl hoặc carboxyl trong cùng một C tạo nên các amide hoặc amino acid Nguyên tử N cũng có thể nằm trong mạch vòng C mà quan trọng nhất là các pyrazine và pyridine

Các hợp chất thơm có chứa S cũng rất quan trọng trong rượu vang Ví dụ như nhóm thiol (-SH) trong mercaptan, thioether và thioester Nguyên tử S cũng tạo nên cấu trúc vòng cùng với N, ví dụ như trong thiolane và thiazole

Bảng 1.1 Một số nhóm chức hóa học trong nho và rƣợu vang

Các nhóm hợp

chất

Cấu tạo chung Nhóm chức Ví dụ

Bảng 1.2 Một số nhóm chức hóa học trong nho và rượu vang (tiếp theo)

Các nhóm hợp chất Cấu tạo chung Nhóm chức Ví dụ

1.3 Thành phần của các hợp chất có trong nho và rượu vang

1.3.1 Đường

Trong nho chín có hai loại đường chính là glucose và fructose với tỷ lệ tương

đương nhau Khi quả nho quá chín, hàm lượng fructose thường chiếm tỷ lệ lớn hơn

Saccharose chiếm khoảng 10 % hàm lượng đường tổng số và thường được enzyme

thủy phân thành glucose và fructose trong quá trình lên men

Hàm lượng đường trong quả nho thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, độ chín và

sức khỏe của quả Đối với nho V vinifera, hàm lượng đường thường đạt đến nồng độ

đường 20 % hoặc nhiều hơn Các loài nho dùng để sản xuất rượu vang khác như

V Labruscaand, V rotundifolia, hiếm khi hàm lượng đường đạt đến mức này Trong

các trường hợp này, người ta thường bổ sung đường vào dịch ép để sản xuất được các

loại rượu vang có độ cồn 10–12 %

Hàm lượng đường nho quan trọng cho sự phát triển và chuyển hóa của nấm men

Saccharomyces cerevisiae, loài nấm men rượu vang chủ yếu thu năng lượng từ glucose

và fructose trong quá trình chuyển hóa Bởi vì, khả năng lên men các cơ chất khác của

S cerevisiae hạn chế nên hầu như nguồn dinh dưỡng của chúng trong nho là glucose và

fructose

Các đường còn lại là không lên men gồm các pentose như arabinose, rhamnose, và xylose Một lượng nhỏ glucose và fructose cũng còn lại sau lên men Trong quá trình tàng trữ trong thùng gỗ sồi, hàm lượng đường còn lại cũng tăng nhẹ do sự phân giải glycoside của gỗ

Hàm lượng đường còn lại trong rượu vang khô (dry wine: rượu vang không ngọt)

thường nhỏ hơn 1,5 g/L Ở nồng độ dưới ngưỡng phát hiện về độ ngọt và không ảnh hưởng đến sự ổn định của vi sinh vật trong chai rượu Nồng độ cao hơn sẽ là mối nguy

về sự hư hỏng do vi sinh vật Hiện tượng này thường được đặc biệt chú ý đối với loại rượu vang ngọt có độ acid và độ cồn thấp Thông thường, cần phải có những biện pháp

kỹ thuật cần thiết để ngăn ngừa sự phát triển không mong muốn của nấm men và vi khuẩn đối với trường hợp nồng độ đường cao Các đường pentose là nguồn quan trọng

để tạo nên furfurol trong rượu vang có qua xử lý nhiệt độ cao (>75o

C) (baked wine) Ngưỡng phát hiện được độ ngọt trong rượu vang khi hàm lượng đường còn lại lớn hơn 0,2 % Tuy nhiên, nhìn chung, đa số người ta phân biệt được vị ngọt khi hàm lượng đường lớn hơn 1 % Sự cảm nhận được vị ngọt rõ rệt còn bị ảnh hưởng bởi các thành phần khác trong rượu mà đặc biệt là ethanol, acid và tannine cũng như phụ thuộc vào độ nhạy của từng người Độ ngọt sẽ bị giảm do ảnh hưởng của vị chua và đắng

Các loại rượu để bàn (table wine: Ở Mỹ, loại rượu này được định nghĩa là rượu vang dùng thông thường trong bữa ăn; ở châu Âu, chúng là các loại rượu vang không có dán tem truy xuất nguồn gốc) có độ ngọt cao như sauternes, trockenbeerenausleses và vang đá (icewine, loại rượu vang được sản xuất từ quả nho đã được làm lạnh đông từ trên cây, có vị ngọt rất cao), hàm lượng đường còn lại có thể lên đến 10 %

Mặc dù hàm lượng đường dư rất quan trọng đến vị ngọt của rượu vang, đường đã được lên men lại rất cần thiết cho quá trình lên men Bên cạnh chuyển hóa đường tạo ra sản phẩm chính của quá trình lên men là ethanol, đường còn được chuyển hóa tạo ra các sản phẩm phụ như rượu cao, acid béo, ester và aldehyde Các sản phẩm phụ này tạo nên sự khác biệt về hương thơm cho các loại rượu vang khác nhau

Hàm lượng đường còn lại trong rượu vang tham gia vào phản ứng Maillard với các amino acid và protein làm tối màu vang trắng Phản ứng này góp phần tạo hương thơm cho rượu vang Trong rượu vang phản ứng caramen hóa là không phổ biến

1.3.2 Pectin, gum và các polysaccharide khác

Pectin, gum và một số polysaccharide khác có vai trò liên kết các tế bào thực vật Chúng thường có cấu trúc mạch nhánh phức tạp Pectin thường có mạch thẳng, là polyme của các acid galacturonic Nhiều acid galacturonic trong mạch pectin bị methyl hóa Mức độ methyl hóa này là khác nhau đối với mạch rhamnogalactan và các mạch chứa arabinan và arabinogalactan Gum là các polyme của arabinose, galactose, xylose

và fructose

Do có khả năng hòa tan một phần trong nước, các polyme này được chiết xuất vào nước trái cây trong quá trình nghiền và ép Nếu quả hoặc hỗn hợp thu được sau khi nghiền được xử lý nhiệt được sẽ tăng cường sự giải phóng anthocyanin Trong quá trình lên men, các polysaccharid tạo thành dạng keo khi có mặt của rượu và có xu hướng kết tủa Do đó, pectin, gum và glucosan không làm cho rượu bị đục và gây khó khăn cho quá trình lọc rượu Tuy nhiên, pectin có thể gây ra khó khăn khác biệt đáng

kể trong quá trình ép nho Vì vậy, người ta thường bổ sung pectinase sau quá trình nghiền để làm giảm hàm lượng pectin và tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình ép và lọc Hàm lượng polysaccharide trong rượu vang thành phẩm thường thấp nên không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan Chỉ có các mannoprotein, là phức của mannan và protein, được giải phóng khi nấm men tự phân là có ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang Vì vậy, hàm lượng protein cao không những ảnh hưởng đáng kể đến độ bền của tartrate và protein mà còn ảnh hưởng đến mùi vị của rượu

1.3.3 Rượu

Rượu là các hợp chất hữu cơ có chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (-OH) Rượu đơn giản chỉ chứa một nhóm hydroxyl, trong khi các diol hoặc các polyol chứa hai hoặc nhiều nhóm hydroxyl Các phenol là các hợp chất có vòng 6 C chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl trên vòng phenyl

vi sinh vật lạ Sự ức chế này của ethanol cùng với độ acid trong rượu vang cho phép sản phẩm có thể được giữ ổn định trong nhiều năm Bên cạnh đó, ethanol còn là dung môi cùng với nước để tách chiết một số thành phần từ nho, đặc biệt là các chất thơm không phân cực nên làm tăng hương thơm cho sản phẩm Ethanol có ảnh hưởng đến sự chuyển hóa của nấm men, từ đó ảnh hưởng đến thành phần và hàm lượng các chất thơm tạo thành trong quá trình lên men Hơn nữa, ethanol còn có vai trò như là chất phản ứng cần thiết tạo nên các chất thơm quan trọng Ethanol còn ảnh hưởng đến mùi

vị của rượu Nó có tác dụng làm tăng độ ngọt, giảm độ chua của acid, tăng độ đắng và giảm độ chát của tannine

Ethanol có một số tác dụng trong quá trình tàng trữ rượu Cùng với các loại rượu khác, ethanol có thể tác dụng với là acid hữu cơ tạo nên các ester Nồng độ của ethanol cũng ảnh hưởng đến sự ổn định của ester Hơn nữa, ethanol có thể phản ứng với các aldehyde tạo nên các acetal

1.3.3.2 Methanol

Methanol không phải là thành phần chính trong rượu vang Với hàm lượng nhỏ (0,1–0,2 g/L) trong rượu vang, methanol không ảnh hưởng đến cảm quan của sản phẩm Trong số trên 160 loại ester đã được tìm thấy trong rượu vang, có rất ít loại ester

có liên quan đến methanol Methanol không tích lũy đến mức độ gây độc trong quá trình sản xuất rượu vang Hàm lượng rất khiêm tốn của methanol có trong rượu vang là

do sự thủy phân từ pectin Tuy nhiên, khác với các loại trái cây khác, hàm lượng pectin trong quả nho rất thấp dẫn đến hàm lượng methanol trong rượu vang thấp Việc bổ sung các loại rượu chưng cất vào rượu vang có thể làm tăng nhẹ hàm lượng methanol

1.3.3.3 Rượu cao (dầu fusel)

Rượu cao là các loại rượu có số nguyên tử C trong phân tử lớn hơn hai

Trong nho, rượu cao có hàm lượng không đáng kể Hexanol có trong nho có tác dụng tạo ra mùi thảo mộc cho rượu vang Các hợp chất 2-ethyl-1-hexanol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 3-octanol, and 1-octen-3-ol có trong rượu vang cũng từ quả nho Hầu hết các rượu cao được tìm thấy trong rượu vang là sản phẩm phụ của quá trình lên men của nấm men Chúng được sinh tổng hợp đồng thời với methanol Chúng thường chiếm khoảng 50 % các chất thơm không kể ethanol

Sự hình thành rượu cao trong quá trình lên men phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật sản xuất rượu vang Khi lên men trong điều kiện có oxy, nhiệt độ lên men cao và dịch lên men chứa nhiều huyền phù sẽ tạo nhiều rượu cao Việc bổ sung CaCO3 để trung hòa acid hoặc bổ sung đường trong quá trình lên men và lên men trong thùng lên men áp

suất cũng làm tăng hàm lượng rượu cao Vì vậy, người ta thường làm sạch trước khi lên

men, bổ sung SO2 và lên men ở nhiệt độ thấp

Các loại nấm men khác nhau đáng kể về khả năng sản xuất rượu cao Sự khử amin

của các amino acid là đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên các rượu cao mạch dài

Rượu cao cũng có thể được tổng hợp bởi các nấm men và vi khuẩn gây hư hỏng rượu

tạo ra mùi khó chịu, đặc biệt là ở sản phẩm các rượu vang để bàn (table wine) nhưng

đôi khi chúng cũng tạo ra mùi dễ chịu Đối với một số sản phẩm rượu được bảo quản

lâu năm, rượu cao phản ứng với các acid hữu cơ tạo nên các ester

1.3.4 Diol, polyol và rượu đường

Hợp chất diol chiếm nhiều nhất trong rượu vang là 2,3-butanediol (2,3-butylene

glycol) Hợp chất này ít có mùi và có vị đắng nhẹ Vì thế, nó ít bị ảnh hưởng đến cảm

quan của sản phẩm

Hợp chất polyol nhiều nhất trong rượu vang là glycerol Hàm lượng glycerol trong

rượu vang chỉ sau nước và ethanol Hàm lượng glycerol trong vang đỏ (khoảng

10mg/L) thường lớn hơn trong vang trắng (7 mg/L) Glycerol có vị ngọt, tuy nhiên nó

thường không được chú ý trong rượu vang ngọt Glycerol là chất dinh dưỡng quan

trọng đối với sự phát triển của nấm men Một số vi khuẩn gây hư hỏng cũng chuyển

hóa glycerol

Giống, độ chín và sức khỏe của quả nho ảnh hưởng đến sự có mặt của glycerol

trong quả nho Nếu quả nho bị nhiễm B cinereal thì dịch chiết của nó có hàm lượng

glycerol cao Các yếu tố lên men như chủng nấm men, nhiệt độ, SO2 và pH cũng ảnh

hưởng đến sự tổng hợp glycerol Các chất ngọt có chức rượu như aldiol, arabitol,

erythritol, mannitol, myo-inositol và sorbitol khá phổ biến với hàm lượng nhỏ trong

rượu vang Nồng độ của chúng cao hơn khi bị nhiễm nấm từ vườn nho hoặc do sự phát

triển của vi khuẩn trong rượu vang

1.3.5 Acid

Đối với các loại rượu vang để bàn (table wine), độ acid tổng số thích hợp là 5,5 – 8,5 mg/L Nồng độ này là cao hơn đối với vang trắng và thấp hơn đối với vang

đỏ Độ pH thích hợp đối với vang trắng là 3,1–3,4 và vang đỏ là 3,3–3,6

Các acid vô cơ chính trong rượu vang là H2CO3 và H2SO3 Cả hai loại acid này tồn

tại trong rượu vang ở dạng khí hòa tan là SO2 và CO2

Acid trong rượu vang chia làm hai loại là acid dễ bay hơi và acid cố định Acid dễ

bay hơi dễ bị kéo theo hơi nước khi chưng cất trong khi acid cố định thì khó bay hơi

Độ acid được tính cả hai loại acid đó Độ acid tổng số được thể hiện tương đương với

các tartaric acid, malic acid, citric acid, lactic acid, sulfuric acid hoặc acetic acid Trong bài viết này, acid tổng số được tính tương đương với tartaric acid

Bên cạnh acetic acid là acid dễ bay hơi chính còn có các carboxylic acid khác như formic acid, butyric acid, propionic acid và các acid béo Tất cả các carboxylic acid dễ bay hơi tạo ra mùi khó chịu cho rượu vang như acetic acid có mùi chua gắt của giấm, propionic acid có mùi béo, butyric acid mùi bơ bị ôi và các cacboxylic acid từ C6–C10

có mùi dê Mặc dù các acid này có mặt trong rượu vang nhưng chúng chỉ ở mức phát hiện được khi rượu vang bị hư hỏng bởi vi sinh vật Do acetic acid là acid dễ bay hơi chính nên độ acid bay hơi thường được xác định dựa trên sự có mặt của nó

Acetic acid có mặt trong rượu vang chủ yếu là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất bởi nấm men và vi khuẩn Nó cũng là kết quả của sự thủy phân hemicellulose khi tàng trữ rượu vang trong thùng gỗ sồi

Các acid hữu cơ không bao gồm các acid dễ bay hơi gọi là độ acid cố định Chúng kiểm soát pH của rượu vang Trong nho, hai dicarboxylic acid (tartaric acid và malic acid) chiếm hơn 90 % acid cố định và là chiếm ưu thế chính trong rượu vang Tùy thuộc vào khí hậu và độ chín của nho, độ acid cố định có thể thay đổi từ dưới 2 g/L đến hơn 5 g/L Nếu rượu vang trải qua quá trình lên men malolactic, malic acid sẽ được thay thế bằng lactic acid, một loại monocacboxylic có vị dịu hơn Quá trình lên men ảnh hưởng rất ít đến độ acid tổng số, nhưng nó làm tăng tính đa dạng hóa học

Bên cạnh đó còn có các acid cố định khác trong rượu vang là các di- and carboxylic acid Chúng là các hợp chất trung gian trong chu trình Krebs (ví dụ: citric acid, isocitric acid, fumaric acid, và α-ketoglutaric acid) tồn tại trong rượu vang ở giai đoạn đầu của sự trao đổi chất của nấm men Chúng cũng có thể là sản phẩm của sự phân hủy đường, amino acid hoặc các acid béo Hầu hết các acid này có hàm lượng nhỏ nên không ảnh hưởng đến cảm quan của rượu ngoại trừ succinate, α-ketoglutarate và pyruvate Succinate có thể tạo ra vị mặn, đắng; α-ketoglutarate có thể liên kết sulfur dioxide, làm giảm nồng độ tự do, hoạt tính của nó trong rượu vang; và pyruvic acid có thể hoạt động như là chất làm ổn định màu cho rượu vang Đôi khi, citric acid làm tăng

tri-độ acid nên làm tăng pH của rượu vang Người ta cũng có thể bổ sung tartaric acid với cùng mục đích đó

Các acid đường như gluconic acid, glucuronic và galacturonic acid tồn tại trong

rượu vang khi nho bị nhiễm bệnh B cinereal Sự hiện diện của gluconic acid được xem

là chỉ thị cho mức độ nhiễm khuẩn Tuy nhiên, các acid này có thể là được sinh ra chủ yếu bởi vi khuẩn acetic phát triển cùng với Botrytis trên hoặc trong quả Vì vậy, các phương pháp xác định sự nhiễm Botrytis có thể được sử dụng để xác định mức độ

nhiễm khuẩn Ví dụ như xác định dựa trên sự có mặt của laccase hoặc các kháng nguyên Các acid đường không ảnh hưởng đến mùi vị của rượu vang Tuy nhiên, galacturonic acid bị oxy hóa dưới sự xúc tác của đồng và sắt gây sẫm màu cho rượu vang trắng Bên cạnh kết quả của sự tổng hợp của vi khuẩn, galacturonic acid có thể được tạo thành thông qua sự thủy phân của pectin do tác dụng của enzyme

Các acid và các hợp chất polyphenol của rượu vang có thể có từ nho hoặc do sự tổng hợp của nấm men hoặc được trích ly từ gỗ sồi Chúng có thể làm cho rượu vang

có vị đắng nhẹ

Các acid có trong rượu vang ảnh hưởng đến đặc tính của rượu vang giống như rượu Acid không những tạo ra vị tươi mà còn có tác dụng tạo hương vị khác cũng như cảm giác ở miệng, đặc biệt là làm giảm cảm giác ngọt

Vai trò của acid trong việc duy trì độ pH thấp là rất quan trọng đến độ bền màu của rượu vang đỏ Khi độ pH tăng lên, anthocyanin mất màu đỏ và chuyển sang hơi xanh

Độ acid cũng ảnh hưởng đến sự ion hóa các hợp chất polyphenol Trạng thái ion (phenolat) dễ bị oxy hóa hơn hơn dạng không được ion hóa của nó Theo đó, rượu vang

có pH cao (pH>3,9) rất dễ bị oxy hóa làm cho màu của chúng bị biến đổi

Acid cũng gây ra kết tủa pectin và protein làm cho rượu vang bị đục Độ pH thấp cũng làm cho rượu vang có tác dụng kháng khuẩn vì đa số vi khuẩn không thể phát triển ở pH thấp Giá trị pH thấp cũng nâng cao tính chất kháng khuẩn của acid béo Trong quá trình lên men và tàng trữ, các acid tham gia vào quá trình tạo ester Điều này rất quan trọng để tạo nên mùi thơm trái cây cho rượu vang pH thấp cũng tạo điều kiện cho sự thủy phân các disaccharide như trehalose và các polysaccharide khác nên

bổ sung đường có thể lên men trong rượu vang

* Acetic acid

Trong quá trình lên men, nấm men có thể tạo ra một lượng nhỏ acetic acid Ở nồng

độ bình thường (< 300 mg/L), acetic acid có thể là góp phần tạo hương vị mong muốn cho rượu vang Hơn nữa, acetic acid tạo ra acetate ester nên làm cho rượu vang có đặc tính trái cây Tuy nhiên, nếu hàm lượng của acid này lớn hơn 300 mg/L sẽ làm cho rượu vang có vị chua và mùi khó chịu Hàm lượng acetic acid cao thường là do quả nho, dịch ép hoặc rượu vang bị nhiễm vi khuẩn acetic

* Malic acid

Malic acid chiếm khoảng một nửa acid tổng số của nho và rượu vang Hàm lượng của malic acid có xu hướng giảm trong quá trình chín của quả nho, đặc biệt là lúc thời

tiết nóng Điều này có thể dẫn đến rượu vang sản xuất sẽ không ngon và dễ bị nhiễm khuẩn Ngược lại, ở điều kiện lạnh, hàm lượng malic acid được duy trì ở mức cao nên rượu vang có vị chua Chính vì vậy, hàm lượng acid này trong nho là một yếu tố để xác định thời gian thu hoạch quả nho

* Succinic acid

Succinic acid là một trong những sản phẩm phụ phổ biến của quá trình chuyển hóa bởi nấm men Nó có khả năng chống lại sự tấn công của vi sinh vật trong điều kiện yếm khí và đặc biệt góp phần ổn định trong rượu vang Vị đắng-mặn của succinic acid làm hạn chế việc sử dụng nó để acid hóa rượu vang Sự có mặt của succinic acid là kết quả của sự chuyển hóa của nấm men chứ không phải của nho

* Các nhóm chức của các hợp chất polyphenol rượu vang

Về quan điểm hóa học, polyphenol là những hợp chất có vòng benzene liên kết trực tiếp với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl Mặc dù có nhóm hydroxyl, chúng không

có tính chất đặc trưng của rượu

Các các hợp chất polyphenol trong rượu vang thuộc nhóm diphenylpropanoid (flavonoid) hoặc phenylpropanoid (nonflavonoid) (Bảng 1.3) Các dẫn xuất của chúng không chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl trên vòng phenyl và không được gọi là hợp chất polyphenol Flavonoid có sườn C là C6-C3-C6 có 2 vòng, các hợp chất polyphenol (A và B) liên kết với một vòng pyran (có chứa oxy) ở giữa (C) Flavonoid phổ biến nhất trong rượu vang là các flanonol, catechin (flanan-3-ol) và anthocyanin (vang đỏ) Các flavonoid có thể tồn tại ở dạng tự do hoặc liên kết với các polymer, flavonoid

khác, đường, nonflavonoid… Các liên kết ester của chúng với đường và các nonflavonoid được gọi là các glycoside và các dẫn xuất acyl

Sườn C của flavonoid Bảng 1.3 Các hợp chất các hợp chất polyphenol trong nho và rượu vang Loại hợp chất Cấu trúc chung Ví dụ

Trong nho, sự polyme hóa các catechin (flavan-3-ol) tạo ra một loại polyme gọi là các procyanidin (tannine ngưng tụ) Các procyanidin có thể được phân loại dựa vào bản chất của các monomer flavonoid, liên kết, sự ester hóa với các hợp chất khác Ví dụ, procyanidin có thể được chia thành proanthocyanidin hoặc prodelphinidin dựa vào sự phân cắt của chúng, trong môi trường acid, giải phóng ra cyanidin và delphinidin một cách tương ứng Nhóm procyanin có cấu trúc phổ biến nhất chỉ chứa liên kết đơn với

các flavonoid (Hình 1.1)

Hình 1.1 Cấu tạo của các catechin chính trong tannine của nho

Rượu vang đỏ có hàm lượng procyanin gấp 20 lần so với vang trắng Trong nho, flavonoid được tổng hợp trong vỏ và hạt Trong cành nho, chúng chỉ có một lượng nhỏ Flavonol và anthocyanin chủ yếu có trong vỏ, trong khi flavan-3-ol và các polymer procyanidin có trong hạt và cành Trong quá trình lên men, tannine trong vỏ nho được trích ly sớm hơn tannine hạt

Trong rượu vang đỏ, các flavonoid chiếm hơn 85 % hàm lượng các hợp chất polyphenol (>1.000 mg/L) Trong rượu vang trắng, hàm lượng flavonoid nhỏ hơn 20 %

các hợp chất polyphenol tổng số (<50 mg/L)

Mức độ trích ly flavonoid trong quá trình sản xuất rượu vang phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong lên men truyền thống, do quá trình ngâm với vỏ và hạt dài hơn nên trích

ly được nhiều các hợp chất polyphenol hơn Sự trích ly flavonoid còn bị ảnh hưởng bởi

pH Hàm lượng SO2, nồng độ ethanol của dịch chiết, nhiệt độ và thời gian lên men Chính vì vậy, không thể dự đoán hàm lượng các hợp chất polyphenol của rượu vang dựa vào hàm lượng của chúng trong nho Do đó, có sự biến động lớn của hàm lượng các hợp chất polyphenol trong các loại rượu vang khác nhau Hơn nữa, có sự thay đổi về lượng

và chất của các hợp chất polyphenol trong quá trình chín của rượu vang

* Sự tạo màu cho rượu vang đỏ

Màu đỏ của rượu vang chủ yếu là do anthocyanin Các anthocyanin tự do không bền nên thường được polymer hóa để ổn định màu Sự polymer hóa thông qua một loạt

cơ chế phức tạp bao gồm các yếu tố như sự đồng tạo màu, sự polyme hóa với flavan-3-ol

và procyanidin cũng như sự hình thành màu mới như tạo thành pyranoanthocyanin Sau

đó là sự ngưng tụ tannine

Các anthocyanin tồn tại trong nho dưới dạng các glycoside (là sự liên kết của các cấu phần flavonoid (aglycone) với đường Aglycone gọi là anthicyanidin Sự liên kết này xảy ra ở vị trí C3 Nếu là diglycoside thì sự liên kết này xảy ra ở vị trí C3 và C5 Sự liên kết glycoside làm tăng sự ổn định về hóa học và độ hòa tan Một phân tử anthocyanin có thể tạo phức bởi sự liên kết với đường, thường là ở vị trí C6, với acetic acid, coumaric acid hoặc cafeic acid (Bảng 1.4)

Bảng 1.4 Trạng thái của anthocyanin trong rượu vang

Các dẫn xuất

Trong rượu vang non, anthocyanin tồn tại chủ yếu ở dạng cân bằng động giữa

5 dạng phân tử; Trong đó, một phân tử liên kết với SO2 và bốn phân tử còn lại ở dạng

tự do (Hình 1.2)

Hợp chất flaven cộng bisulfit (không màu) Quinoidal base (màu tím xanh)

Flavylum tích điện dương (màu đỏ)

Hình 1.2 Các dạng cân bằng động của anthocyanin

trong rượu vang, GI: Glucose

Các chất màu polyme (màu nâu)

Hầu hết các dạng của anthocyanin là không màu ở pH của rượu vang Màu đỏ xuất hiện ở một phần nhỏ của anthocyanin tồn tại dạng flavylium Tỷ lệ của các dạng này phụ thuộc vào hàm lượng SO2 tự do trong rượu vang Khi pH thấp, nồng độ của dạng flavylium tăng lên nên làm tăng màu đỏ Giá trị pH thấp, sự thủy phân phân tử anthocyanin thành đường và aglycone cũng bắt đầu Khi pH tăng lên, cường độ màu và

tỷ lệ anthocyanin dạng flavylium giảm nhanh chóng Ví dụ, ở pH 3,4–3,6 (thích hợp cho vang đỏ) có 20–25 % anthocyanin được ion hóa thành dạng flavylium, trong khi đó

ở pH 4 chỉ có 10 % flavylium Khi rượu vang có pH cao, tỷ lệ quinoidal tăng lên nên có màu tím xanh Tuy nhiên, yếu tố ảnh hưởng đến cường độ màu có ý nghĩa nhất trong rượu vang non không phải pH mà là lượng SO2 tự do

Sự phân loại anthocyanin dựa vào vị trí của nhóm hydroxyl và methyl trên vòng B của anthocyanin (Bảng 1.4) Trên cơ sở này, anthocyanin của nho được chia thành 5 nhóm là cyanin, delphinin, malvin, peonin và petunin Tỷ lệ của các anthocyanin ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc và độ bền màu của rượu vang Cả màu sắc và độ bền màu được ảnh hưởng trực tiếp bởi khả năng hydroxyl hóa của vòng B trong anthocyanin Màu xanh tăng lên cùng với sự tăng của số nhóm hydroxyl tự do, trong khi màu đỏ được tăng cường với mức độ methyl hóa Do loại anthocyanin chủ đạo trong hầu hết nho đỏ là malvin, loại anthocyanin có màu đỏ nhất, nên màu đỏ là màu của hầu hết vang non

Sự nhạy cảm với oxy hóa của anthocyanin ảnh hưởng bởi sự có mặt của diphenol trong vòng B Các nhóm -OH liền kề của o-diphenol nhạy cảm với sự oxy hoá

ortho-có enzyme và không ortho-có enzyme Ngoại trừ laccase, hầu hết các polyphenol oxidase chỉ tác động đến vị trí o-diphenol Do malvidin và peonidin đều không có các nhóm -OH ở

vị trí ortho nên chúng có khả năng chống oxy hóa Khả năng chống oxy hóa cũng ảnh hưởng bởi sự liên hợp với đường và các hợp chất khác

Các anthocyanin cũng được phân loại dựa vào số phân tử đường gắn vào gốc anthocyanidin Hầu hết các loài nho đều có chứa mono- và diglucosidic anthocyanin Các triglucosidic anthocyanin không tồn tại trong nho Các diglucosidic anthocyanin bền hơn các monoglucosid nhưng nhạy cảm với sự hóa nâu hơn

Phức hợp anthocyanin có thể bị phá vỡ bởi một số yếu tố Việc tác dụng nhiệt lên quả nho (thermovinification) sẽ cải thiện khả năng chiết xuất màu nhưng làm mất tính

ổn định liên kết của phức anthocyanin Điều này có thể dẫn đến sự mất màu trong quá trình tàng trữ rượu vang nếu như quá trình chiết tannine từ bã kém do tannine có tác dụng hình thành các polymer anthocyanin–tanninecó màu Sự có mặt của rượu làm cạnh tranh lớp vỏ hydrate nên làm mất sự ổn định của các liên kết hydro giữa các

anthocyanin Hậu quả là, rượu vang có thể bị mất màu rõ rệt khi ngâm và lên men liên tục với hạt và vỏ nho một vài ngày mặc dù hàm lượng anthocyanin vẫn khá ổn định

Độ giảm màu thay đổi từ 2-5 lần, phụ thuộc vào hàm lượng các hợp chất polyphenol,

pH, hàm lượng rượu của rượu vang Sự mất màu này là, do giảm khả năng hấp thụ ánh sáng khi các phức anthocyanin bị phân ly trong môi trường acid

Sự bảo quản lạnh sẽ hỗ trợ cho sự tạo màu và trì hoãn sự phân ly của phức anthocyanin Do có sự cân bằng động giữa trạng thái liên kết và anthocyanin tự do, khi rượu vang đỏ có hàm lượng các sắc tố và các hợp chất polyphenol thấp sẽ làm tăng cường sự phân ly nên làm mất màu lớn

Các hợp chất các hợp chất polyphenol cùng với các hợp chất anthocyanin có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự tạo màu Các hợp chất này, chủ yếu là catechin và procyanidin, tự polymer hóa hoặc polymer với các anthocyanin và anthocyanidin tự do Các phức chất này có xu hướng ổn định và duy trì màu đỏ của anthocyanin

* Màu của vang trắng

Ngược lại với vang đỏ, bản chất hóa học về màu của vang trắng ít được biết đến Trong vang trắng chỉ có một lượng nhỏ các hợp chất polyphenol, hầu hết là các nonflavonoid hòa tan (hydroxycinnamate), như caftaric acid (caffeoyl tartaric acid) và các dẫn xuất (p-coumaric acid và ferulic acid) Việc xử lý nhiệt cùng với pectic enzyme

sẽ làm tăng sự thủy phân caftaric thành cafeic acid và tartaric acid Sau khi nghiền, caftaric acid và các o-diphenol bị oxy hóa dưới tác dụng xúc tác của polyphenoloxidase Các hợp chất này và sản phẩm oxy hóa có thể phản ứng với tripeptide glutathione tạo phức không màu S-glutathionyl Các phức này kết hợp với các cấu phần khác tạo tủa

và loại ra khỏi rượu vang Trừ khi bị oxy hóa thêm, chẳng hạn như dưới tác dụng của laccase, các phức glutathione–acid hydroxycinnamic không màu thường không polymer hóa hoặc tạo thành sắc tố nâu Vì vậy, người ta không khuyến khích loại bỏ oxy trong quá trình nghiền hoặc bổ sung SO2 để bất hoạt polyphenoloxidase

Bởi vì, các flavonol và flavonoid là polyphenol khác được trích ly chậm, hàm lượng của chúng trong dịch chiết chỉ đáng kể khi ngâm với bã (vỏ và hạt nho) Màu vàng trong vang trắng non là do sự tách chiết một lượng nhỏ flavonol đã bị oxy hóa, như quercetin và kaempferol Hàm lượng flavonol chủ yếu là catechin và các polymer catechin-gallate Sự hóa nâu do oxy hóa tiếp theo trong vang trắng có liên quan chặt chẽ với flavonoid chứ không phải nonflavonoid Một vài sự hóa nâu có thể là do kết quả hình thành sắc tố màu xanthylium ion dương từ catechin và acid glyoxylic (thông qua sự oxy hóa acid tartaric) Các nonflavonoid và lignin tách chiết từ thùng gỗ sồi trong quá trình tàng trữ rượu vang cũng góp phần tạo màu của vang trắng Ví dụ như

acid caffeic đã bị oxy hóa có thể polymer hóa tạo thành các dimer (caffeicins) và trimer Màu vàng đậm của vang trắng lâu ngày có lẽ là do sự oxy hóa của các các hợp chất polyphenol đó và cùng có thể là acid galacturonic Sự hình thành màu này là tăng

độ hấp thụ ánh sáng ở dãi bước sóng 380–450 nm Tuy nhiên, màu vàng trong vang trắng đỏ có thể là do phản ứng Maillard hoặc phản ứng caramen hóa

* Vị và cảm giác ở miệng (Mouth-feel)

Các tannine flavonoid có ảnh hưởng đáng kể đến vị và cảm giác ở miệng của rượu vang Mặc dù các anthocyanin có nhiều trong vang đỏ nhưng chúng góp phần nhỏ đến

vị của rượu vang Tuy nhiên, sự polymer hóa của anthocyanin với tannine rất quan trọng đến độ hòa tan của tannine trong rượu vang

Catechin và các polymer của chúng như procyanidin và các tanninengưng tụ là các chất tạo hương vị chính trong vang đỏ Chúng tạo ra vị đắng chát và vị se Các mono catechin tạo ra vị đắng chát nhiều nhất trong rượu vang Ngược lại, các tannine ngưng

tụ tạo vị se

Tannine liên kết protein bằng liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl và liên kết peptide hoặc tương tác kỵ nước Các tannine ngưng tụ càng lớn sẽ ảnh hưởng ít đến vị của rượu vang

Hàm lượng flavonoid khiêm tốn trong rượu vang trắng có thể vẫn đóng góp vào hương vị rượu vang nhờ vào các flavonol

Hầu hết các acid các hợp chất polyphenol như caftaric acid, có nồng độ trong rượu vang dưới ngưỡng phát hiện Vì vậy, các acid các hợp chất polyphenol có thể cùng góp phần và vị đắng và hương vị của các các hợp chất polyphenol rượu vang

* Hương thơm của rượu vang

Một số ít polyphenol dễ bay hơi và các dẫn xuất polyphenol trong rượu vang được tách chiết từ quả nho Hợp chất acetovanillone có mùi tương tự hương vanilla là một ví

dụ Quan trọng nhất là hợp chất methyl anthranilate Đây là một ester có nguồn gốc polyphenol, là hợp phần quan trọng tạo nên hương thơm đặc trưng của một vài sản phẩm rượu vang Các hợp chất polyphenol dễ bay hơi khác cũng góp phần đáng kể vào hương thơm cho rượu vang là 2-aminoacetophenone, 2-phenylethanol và các dẫn xuất polyphenol

Bên cạnh các chất gây hương từ nho, một số hợp chất tạo mùi thơm cho rượu có được trong quá trình lên men và sau lên men Trong đó, các ester của dẫn xuất hydroxycinnamic acid, đáng chú ý là coumaric acid và ferulic acid, là đặc biệt quan trọng Các hydroxycinnamate có thể được chuyển hóa thành các polyphenol dễ bay hơi bởi một số chủng vi sinh vật

Vi khuẩn lactic có thể tạo ra các các hợp chất polyphenol dễ bay hơi từ các hợp

chất không phải polyphenol Chẳng hạn như, catechol được tổng hợp từ shikimic acid

hoặc quinic acid Nấm men tạo nên tyrosol (là một các hợp chất polyphenol alcohol)

trong rượu vang Thùng gỗ sồi cũng là nguồn cung cấp các acid và các hợp chất

polyphenol dễ bay hơi Hơn nữa, gỗ sồi là nguồn chính của các các hợp chất

polyphenol aldehyde, là các dẫn xuất của benzaldehyde và cinnamaldehyde Quá trình

xử lý nhiệt trong sản xuất rượu vang cũng tạo nên các các hợp chất polyphenol

aldehyde dễ bay hơi Ví dụ như fructose nhanh chóng được chuyển hóa thành 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde

Bên cạnh các hợp chất hóa học đã đề cập ở trên, trong rượu vang còn có các hợp

chất aldehyd, ketone, ester, terpen, các hợp chất chứa S, N, vitamin và khoáng chất,…

góp phần tạo hương thơm và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 Các thành phần quyết định màu sắc của rượu vang

Câu 2 Các thành phần quyết định đến mùi vị của rượu vang

CHƯƠNG 2

KHOA HỌC VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG

2.1 Giới thiệu chung về rượu vang

Rượu vang là một thức uống có cồn làm từ nho lên men không qua chưng cất Nấm men tiêu thụ đường trong nho và chuyển đổi nó thành các sản phẩm chính là ethanol và carbon dioxide cùng với nhiều sản phẩm phụ khác Hương và vị của rượu vang do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, rượu ethylic và các sản phẩm khác được tạo thành từ quá trình lên men Rượu vang là loại nước uống có giá trị dinh dưỡng cao vì

có chứa hầu hết các chất dinh dưỡng từ quả như vitamin, các acid amin, chất khoáng,…

từ nho Rượu vang là sản phẩm lên men không qua quá trình chưng cất nên phần lớn các chất tạo thành trong quá trình lên men và tàng trữ như acid hữu cơ, các ester, chất thơm, một số vitamin,… không bị mất đi Các giống nho và chủng nấm men khác nhau tạo ra các loại vang khác nhau Sự khác nhau của các loại vang là do sự khác nhau của nguyên liệu nho, sự chuyển hóa của tế bào nấm men và các kỹ thuật trong quá trình sản xuất

Rượu vang đã được sản xuất cách đây hơn 7.500 năm Từ đó đến nay, cơ sở lý thuyết cũng như công nghệ về sản xuất rượu vang đã có nhiều thay đổi nhờ vào những thành tựu của khoa học công nghệ Nghiên cứu của Pasteur trong những năm 1860 về những vấn đề của công nghiệp rượu vang đã đưa đến các giải pháp về “bệnh” của rượu vang Những nghiên cứu này là nền tảng giúp chúng ta hiểu bản chất của quá trình lên men Sau đó là việc hoàn thiện về kỹ năng sản xuất rượu vang nhằm đạt được sản phẩm rượu vang đạt tiêu chuẩn cao như ngày nay Các nghiên cứu sâu hơn nhằm mục đích tạo ra sản phẩm rượu vang cao cấp có chất lượng đồng nhất cao Hơn nữa, sự khác biệt của sản phẩm rượu vang do sự khác nhau về nguyên liệu (giống, thổ nhưỡng, khí hậu) hoặc sự khác biệt về phong cách cần được xác định rõ ràng hơn và có thể kiểm soát được Phụ thuộc vào nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất mà có ba loại rượu vang chính với màu sắc khác nhau là rượu vang đỏ, rượu vang hồng và rượu vang trắng Rượu vang đỏ được làm từ các giống nho có màu sẫm Màu sắc thực tế của vang đỏ có thể từ màu tím, đặc trưng của rượu vang trẻ, qua màu đỏ cho rượu vang trưởng thành, đến màu nâu đối với rượu vang đỏ cũ Rượu vang hồng (vang rosé) có màu hồng, được sản xuất từ nho đỏ nhưng thời gian ngâm dịch ép với hỗn hợp hạt và vỏ ngắn hơn so với vang đỏ trong nhiệt độ lạnh Rượu vang trắng được sản xuất từ nho xanh, thường có màu xanh hoặc vàng

Bên cạnh ba loại rượu vang chính ở trên, trong kỹ thuật sản xuất còn tạo ra các loại rượu vang ngọt, rượu vang sủi (phần lớn là rượu vang trắng, được sản xuất bằng cách không cho phép carbon dioxide từ quá trình lên men thoát ra trong quá trình lên men, diễn ra trong chai chứ không phải trong thùng)

Phần quy trình công nghệ sản xuất rượu vang sau đây sẽ giới thiệu chủ yếu kỹ thuật sản xuất ba loại rượu vang chính là vang đỏ, vang hồng và vang trắng

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang tổng quát

Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang tổng quát được thể hiện trên Sơ đồ 2.1 Nguyên liệu quả nho sau khi thu hoạch được xử lý để loại bỏ cành, lá và tạp chất Trước hết, quả nho được đưa vào thiết bị ép để tách dịch Phần xác (vỏ và hạt) thu được sau khi tách dịch nho được ngâm Mục đích của quá trình ngâm là để chiết xuất các chất dinh dưỡng, chất thơm và một số thành phần khác trong vỏ và hạt Trong quá trình này, đầu tiên các enzyme thủy phân nội bào được phóng thích do quá trình ép đã thúc đẩy quá trình giải phóng các chất từ vỏ và hạt Bên cạnh đó, quá trình này còn có thể tạo ra màu và mùi mới cùng với sự thủy phân các đại phân tử tạo thành các hợp chất đơn giản cung cấp cho nấm men và vi khuẩn hoạt động trong quá trình lên men

Để sản xuất rượu vang trắng, quá trình ngâm này cần hạn chế và hiếm khi được

kéo dài trong một vài giờ Trong trường hợp này, quá trình lên men thực hiện luôn trong quá trình dịch chiết chảy ra từ quá trình ép

Đối với rượu vang đỏ, quá trình ngâm kéo dài đồng thời với quá trình lên men

rượu Ethanol được tạo ra bởi hoạt động của nấm men giúp tăng cường chiết xuất của anthocyanin và tannine từ hạt và vỏ Các hợp chất các hợp chất polyphenol hòa tan tạo

ra màu sắc và hương vị đặc trưng của rượu vang đỏ Các hợp chất này rất cần thiết cho quá trình chín (lên men phụ và tàng trữ) của sản phẩm Hơn nữa, hàm lượng ethanol tạo thành sẽ tăng cường giải phóng các hợp chất thơm từ cùi và vỏ Sau khi lên men một phần hoặc hoàn toàn, dịch chiết (1) được chảy ra nhờ lực trọng trường Sau đó, ép để thu nhận phần dịch chiết còn lại (2) Sự phối hợp giữa hai dịch chiết (1) và (2) theo những tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào sản phẩm rượu vang mà nhà sản xuất mong muốn

Rượu vang Rose được sản xuất từ nho đỏ có thời gian ngâm trước khi lên men ngắn

Trước tiên, quả nho được nghiền hoặc phá vỡ nhẹ Dịch chiết được giữ trong bã trong điều kiện nhiệt độ lạnh cho đến khi có màu thích hợp Thời gian giữ ở nhiệt độ này khoảng 12–24 giờ Sau đó, dịch chiết được tách ra kết hợp với quá trình lên men tương tự như lên men rượu vang trắng

Một phương pháp khác là nho có thể được ép toàn bộ Quá trình này nên thực hiện

từ từ để hạn chế sự trích ly chất màu Dịch chiết được chảy ra tự do và lên men mà không có sự tiếp xúc với vỏ quả

Trường hợp màu của nho nhạt, quả nho có thể được nghiền và lên men cùng với

vỏ quả cho đến khi dịch chiết có màu mong muốn Sau đó, dịch chiết được lên men không có vỏ quả Việc xem xét màu sắc tạo thành liên quan với thời gian ép còn phải tính đến hiện tượng mất màu do quá trình lên men cũng như sự tẩy màu do việc cho

SO2 vào Do có thời gian ngâm ngắn nên sự lên men rượu thường xảy ra ngay sau khi dịch chiết được tách ra khỏi vỏ

Quá trình lên men có thể được thực hiện tự nhiên bởi nguồn nấm men từ vỏ nho và thiết bị nghiền Tuy nhiên, hiện nay để đảm bảo tiêu chuẩn về an toàn và vệ sinh thực phẩm, quá trình lên men rượu vang được thực hiện bằng nấm men thuần chủng Nấm men có vai trò không chỉ lên men tạo rượu mà còn tạo ra mùi vị đặc trưng của từng loại rượu vang

Sau khi quá trình lên men rượu kết thúc, rượu vang có thể được xử lý để thúc đẩy lên men giai đoạn hai, sự lên men malolactic Lên men malolactic đặc biệt có ý nghĩa ở các vùng có khí hậu mát mẻ, tạo ra hương vị đặc trưng của rượu vang Quá trình lên men malolactic thường được sử dụng đối với rượu vang đỏ Độ chua tạo thành từ quá trình lên men malolactic làm tăng vị tươi của sản phẩm Đối với rượu vang trắng, quá trình này ít khi được áp dụng vì nó làm thay đổi hương thơm nhẹ nhàng và tạo ra mùi

vị không mong muốn cho loại rượu này Đối với các vùng có khí hậu ấm áp, quá trình lên men malolactic là không cần thiết và không mong muốn Để hạn chế quá trình này, người ta thường bổ sung SO2, lọc rượu sớm và bảo quản lạnh

Ngay sau khi lên men, rượu vang được tàng trữ trong điều kiện kín, hạn chế tối đa việc tiếp xúc với oxy nhằm tránh quá trình oxy hóa và sự hư hỏng do nhiễm vi sinh vật Trong quá trình tàng trữ, xảy ra sự thoát khí CO2, giảm dư vị của nấm men do nấm men lắng xuống đồng thời kết tủa các huyền phù lơ lửng Hương vị đặc trưng của rượu vang cũng được hình thành trong quá trình chín của rượu

Sau vài tuần hoặc vài tháng, rượu vang được sang qua thùng khác Mục đích của việc sang thùng này là để tách rượu vang ra khỏi các lắng cặn hình thành trong quá trình tàng trữ cũng như lên men Các lắng cặn này bao gồm tế bào nấm men và vi khuẩn, tế bào nho còn sót lại và các kết tủa của protein, tannine và kali tartrat Các lắng cặn này nếu không được tách ra khỏi rượu vang sẽ làm cho sản phẩm có mùi vị khó chịu và sự hư hỏng do vi sinh vật

Trước khi đóng chai, rượu vang có thể được lọc để loại bỏ protein không hòa tan

và các kết tủa khác Nếu không, chúng có thể tạo ra mùi khó chịu, đặc biệt là khi gia nhiệt Quá trình lọc cũng có thể làm cho vị của rượu dịu hơn do sự loại bỏ tannine dư thừa Rượu vang thường được làm lạnh và lọc để tăng cường sự phân tách các chất không mong muốn và tạo ra sản phẩm ổn định

Trong quá trình đóng chai, rượu vang thường được cho vào một lượng nhỏ SO2(0,8–1,5 mg/L) để hạn chế sự oxy hóa và sự hư hỏng của vi sinh vật

Rượu vang ngọt thường được lọc vô trùng để tăng cường bảo vệ rượu khỏi sự hư hỏng của vi sinh vật

Rượu vang mới đóng chai thường được ủ trong các nhà máy rượu vài tháng đến vài năm trước khi đưa đi tiêu thụ Giai đoạn này cho phép rượu vang được hòa trộn trước khi đóng chai để có được sản phẩm có độ hài hòa hơn Hơn nữa, acetaldehyde tạo thành sau khi đóng chai (có thể do sự oxy hóa trong quá trình đóng chai) chuyển hóa thành các hợp chất không mùi Kết quả là vị của rượu dịu hơn do sự giảm hàm lượng acetaldehyde trước khi được tiêu thụ

Sơ đồ 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất rượu vang tổng quát

Rượu vang Rosé

Quả nho sau thuhoạch

Lên men và ngâm

Hạn chế ngâm hoặc không ngâm

Hỗn hợp hạt và vỏ

Dịch chiết (1) tự chảy ra

Lên

Lên men và ngâm ở nhiệt độ lạnh (12 đến 24 giờ)

Lên men Dịch chiết

Dịch chiết (2) Tàng trữ

Bảo quản vài tháng hoặc vài năm tại nhà máy trước khi đưa đi tiêu thụ

Lên men malolactic (nếu cần)

Tách cặn bã Tách cặn bã

Tách cặn bã

2.3 Một số kỹ thuật sử dụng trong công nghệ sản xuất rượu vang

Nguyên liệu quả nho được xử lý loại bỏ cành lá và nghiền ngay sau khi thu hoạch

càng sớm càng tốt Trong quá trình thu hoạch, những quả bị tổn thương, dập nát sẽ bị

thâm đen Hơn nữa, quá trình oxy hóa polyphenol thường bắt đầu xảy ra tại nhà máy và

khi nghiền quả Dịch chiết quả nho sẽ bị nhiễm nấm men và vi khuẩn từ bề mặt quả

Nếu quả được thu hoạch trong những ngày có nhiệt độ cao, hệ vi sinh nhiễm vào càng

phát triển nhanh chóng Để hạn chế quá trình này xảy ra, nho sau khi thu hoạch cần

được sulfite hóa hoặc thu hoạch nho vào thời điểm mát mẻ trong ngày Hơn nữa, nho

sau khi thu hoạch ở trong thùng chứa cũng bị nóng lên do hô hấp của quả nho Điều

này làm gia tăng sự phát triển của vi sinh vật đã nhiễm vào nguyên liệu Chính vì vậy,

việc làm mát để hạ nhiệt độ của quả nho trước khi đưa vào sản xuất lên men là rất cần thiết

2.3.1 Loại bỏ cành và lá

Hiện nay, hai quá trình loại bỏ cành và nghiền là hai quá trình tách rời nhau Việc

loại bỏ cành, lá và tạp chất trước khi nghiền sẽ hạn chế các hợp chất các hợp chất

polyphenol và lipid từ cành và lá nho đi vào dịch lên men Việc chiết các hợp chất

polyphenol từ cành nho để cho vào dịch lên men thực sự cần thiết trong trường hợp

giống nho đỏ có hàm lượng phenol thấp Các hợp chất polyphenol ở cành nho gồm

catechin, flavonol (đặc biệt là quercetin) và caftaric acid

Trước đây, cành nho thường được cho vào để lên men, đặc biệt là trong sản xuất

vang đỏ Thỉnh thoảng, chùm nho được để nguyên để nghiền Sự có mặt của cành nho

làm cho quá trình dịch chiết chảy ra dễ dàng hơn trong khi ép Sau này, kỹ thuật ép

được cải tiến nên sự có mặt của cành trong quá trình ép là không cần thiết

Bên cạnh làm tăng hàm lượng phenol và tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình ép, sự

có mặt của cành nho khi ép có tác dụng bổ sung acid oleanolic (một loại acid béo

không bão hòa mạch dài cần thiết cho nấm men) nên làm tăng tốc độ lên men Điều này

đặc biệt cần thiết để hoàn thành quá trình lên men trong điều kiện lạnh

Việc loại bỏ lá trước khi nghiền sẽ hạn chế được sự hình thành các hợp chất

aldehyde và rượu Các hợp chất này được tạo thành trong quá trình oxy hóa các acid

linoleic và acid linolenic từ lớp biểu bì của lá có enzyme xúc tác Các hợp chất

aldehyde và rượu này gây mùi khó chịu cho rượu vang Tuy nhiên, với hàm lượng nhỏ

chúng góp phần tạo mùi đặc trưng cho một vài loại rượu vang Nếu lượng lá nhiều có

thể dẫn đến lượng quercetin quá nhiều trong rượu Nếu rượu được đóng chai ngay sau

khi lên men quercetin có thể tạo ra độ đục hơi vàng trong rượu vang trắng Vì vậy,

rượu vang cần được đóng chai sau khi tàng trữ để có thời gian cho quercetin kết tủa

Hơn nữa, hàm lượng quercetin nhiều cũng tạo nên vị đắng trong rượu vang trắng

Bộ phận chính của thiết bị tách cành và lá là thùng hình trụ có đục lỗ trên thành Các lỗ này đủ lớn cho phép quả đi qua và giữ cành, lá ở bên trong (Hình 2.2) Trục giữa của hình trụ được gắn với những cánh tay có gắn các đầu cánh khuấy có thể chuyển động linh hoạt Khi trục quay, quả được tách ra khỏi chùm nho và xuyên qua các lỗ để ra ngoài, lá và cành được làm nhỏ và được đẩy ra ngoài ở cuối thùng

Hình 2.1 Cấu tạo một phần của thiết bị tách cành và lá

2.3.2 Phân loại quả

Thiết bị loại bỏ cành không thể loại bỏ được các tạp chất nhỏ, côn trùng và các

quả nho còn xanh, quả đập nát và thâm đen do bị oxy hóa Vì vậy, việc phân loại bằng tay là cần thiết Việc phân loại bằng tay không có lợi về mặt kinh tế do phải trả chi chí cho nhân công cao nên chỉ được sử dụng đối với các loại rượu vang cao cấp Để giải quyết vấn đề này, các loại máy phân loại tự động đã được phát triển Máy phân loại này

có thể loại bỏ những tạp chất không mong muốn Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị này là nhờ vào chức năng phân loại màu, kích thước nhờ vào bộ phận dò (detector) gắn trên băng tải Khi nguyên liệu nho được đi qua, cường độ màu của quả (xanh, đỏ), phổ hồng ngoại được ghi lại Sau đó, dựa vào hoạt động của hệ điều hành, máy tính xác định các mẫu cần được loại bỏ Khi đó, các mẫu này bị loại bỏ bằng thổi khí Chương