công nghệ sản xuất rượu vang

Rượu vang xuất hiện từ rất lâu đời vì vậy mà việc phân loại rượu vang cũng có nhiều cách khác nhau: phân loại theo màu, theo độ ngọt, theo lượng CO2, theo nơi sản xuất, theo quá trình lê

Mục lục

Chương 1: Tổng quan về rượu vang 1

1.1 Tổng quan về sản phẩm: 1

1.1.1 Đặc điểm của sản phẩm: 1

1.1.2 Tính chất của sản phẩm: 1

1.1.3 Mục đích sử dụng của sản phẩm: 3

1.2 Tổng quan về vi sinh vật: 4

1.2.1 Hình thái – kích thước – cấu tạo: 4

1.2.2 Điều kiện nuôi cấy: 5

1.2.3 Một số loài nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang: 6

1.3 Tổng quan về nguyên liệu: 10

1.3.1 Nguyên liệu chính nho: 10

1.3.1.1 Đặc điểm, tính chất: 10

1.3.1.2 Cấu tạo quả nho: 11

1.3.1.3 Thành phần dinh dưỡng: 12

1.3.1.4 Một số giống nho: 13

1.3.2 Nguyên liệu phụ: 14

1.3.2.1 Đường: 14

1.3.2.2 Các hợp chất có chứa nitơ 14

1.3.2.3 Nấm men vang: 15

1.3.2.4 Các chất phụ gia khác: 15

1.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men: 15

Chương 2: Quy trình sản xuất rượu vang đỏ 18

2.1 Sơ đồ khối: 18

2.2 Thuyết trình quy trình: 19

2.3 Một số chỉ tiêu về rượu vang ở Việt Nam: 26

2.3.1 Yêu cầu cảm quan 26

2.3.2 Chỉ tiêu hoá học 26

2.3.3 Giới hạn hàm lượng kim loại nặng 26

2.3.4 Chỉ tiêu vi sinh vật 27

2.3.5 Phụ gia thực phẩm 27

Chương 3: Kết quả bàn luận 27

3.1 Ưu nhược điểm của quá trình lên men: 27

3.2 Bàn luận: 28

3.3 Giải pháp: 28

Chương 1: Tổng quan về rượu vang

1.1 Tổng quan về sản phẩm:

1.1.1 Đặc điểm của sản phẩm:

Rượu vang được định nghĩa theo tiêu chuẩn Việt Nam là loại đồ uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men từ cácloại trái cây và không qua chưng cất (TCVN 7045:2002) Theo luật nhiều nước, từ "rượu vang" (ở ngôn ngữ tương ứng) cho mục đích thương mại chỉ được sử dụng cho rượu lên men từ nho

Rượu vang xuất hiện cách đây rất lâu, theo các nhà khảo cổ học việc trồng nho và uống rượu vang đã bắt nguồn từ khoảng 4000 năm trước công nguyên Những phát hiện này bắt nguồn từ vùng biển Caspian và Lưỡng Hà, ngày nay là Iran Sau đó rượu vang đến với châu Âu cùng với sự phát triển của nền văn minh Hy Lạp từ khoảng 1600 năm trước công nguyên Chính vì vậy mà ta có thể xem rượu vang như một nét văn hóa của người châu Âu Rượu vang xuất hiện gần gũi với cuộc sống của người phương Tây và nó trở thành một người bạn không thể thiếu đối với họ trong các bữa tiệc thậm chí là những bữa cơm bình thường Nhưng đối với người Việt Nam thì rượu vang chỉ là một người bạn mới gặp, nó chỉ mới xuất hiện vào thế kỉ 19 Nhưng không vì vậy mà người bạn mới này không quan trọng Trong thời kì hội nhập, việc giao tiếp là một điều cực kì quan trọng và rượu vang có thể được xem là một công gụ hữu hiệu giúp ta tiếp cận nhanh hơn đối với những đối tác phương Tây

Rượu vang xuất hiện từ rất lâu đời vì vậy mà việc phân loại rượu vang cũng có nhiều cách khác nhau: phân loại theo màu, theo độ ngọt, theo lượng CO2, theo nơi sản xuất, theo quá trình lên men,… Sau đây là một cách phân loại phổ biến:

Rượu vang được chia thành hai nhóm: vang không có gas và vang có gas

- Vang không có gas:

+ Vang phổ thông ( table wine): hàm lượng cồn trong sản phẩm là do quá trình lên men tạo ra và thường dao động trong khoảng 10-13% Dựa vào hàm lượng đường sót, người ta phân loại tiếp thành vang khô (không quá 0,3% đường), bán khô (1-3% đường)

và bán ngọt (5-8%)

+ Vang nặng: hàm lượng cồn trong sản phẩm có thể lên đến 16-18% Một phần cồn trong sản phẩm là do quá trình lên men ethanol từ nước trái cây, một phần cồn được bổ sung vào dưới dạng cồn tinh luyện

+ Vang hương: sản phẩm này tương tự như rượu mùi (liquor) với hàm lượng cồn 14-18%, hàm lượng đường có thể lên đến 25%

-Vang có gas:

+ Rượu vang phổ thông được đem đi bão hòa CO2

+ Rượu vang phổ thông được bổ sung syrup và cấy giống nấm men để thực hiện quá trình lên men lần hai

nhiều hay ít Nó là một chất bảo quản tự nhiên có trong nho Tannin làm nên kết cấu và là thành phần chính của rượu Có thể cảm nhận tannin trong vòm miệng, chát giống như cảm giác uống nước trà đặc

Tannin là thành phần trong việc ủ rượu đỏ hơn rượu trắng Nó như là một chất bảo quản và sẽ nhạt dần Khi rượu còn trẻ thường có mùi thơm của hoa quả, mùi vị của rượu sẽ phát triển đa dạng theo thời gian Điều này nhận thấy rõ trong những chai rượu ngon để lâu năm Khi mức độ tannin đạt tới độ cân bằng, không lấn át các vị khác, lúc đó

là thời điểm lý tưởng nhất để uống và không nhất thiết phải ủ rượu đỏ thêm nữa

Tannin cũng có những đặc tính khác như vị chát đặc biệt có trong những chai rượu vang rất trẻ hay êm như trong rượu Beaujolais…

+ Acid:

Tất cả các loại hoa quả đều cần chất acid như táo, chanh, xoài, kể cả nho Acid là chất làm cho hoa quả tươi ngon Nếu không có nó thì trái cây sẽ trở nên quá ngọt

và làm ta phát ngấy, còn nếu ít quá thì cứ như là uống syrup trái cây có đường

Giống như các loại trái cây, rượu cũng cần acid Nếu quá ít nó sẽ trở nên chán ngất và ngán ngẩm, đặc biệt là rượu ngọt Còn nếu quá nhiều acid sẽ trở nên chua gắt

và không thể uống được Mức độ acid có thể cảm nhận được bằng miệng bởi vị chua trong rượu, cụ thể là hai bên đầu lưỡi

Một số loại acid như acid acetic là loại acid dễ bay hơi, nếu có một lượng nhỏ chúng cũng có thể làm bay hết hương vị của rượu Nếu quá nhiều, rượu sẽ chua giống với chất aceton thậm chí là chua như giấm

+ Cồn:

Cồn là sản phẩm của quá trình lên men đường tự nhiên trong nho Đơn giản

là rượu vang không thể thiếu cồn Hàm lượng đường trong nho sẽ quyết định nồng độ cồn của rượu Ở Đức, thời tiết mát nên nho rất khó chín, hàm lượng đường rất ít do vậy rượu chỉ có nồng độ cồn từ 7-8o Tuy nhiên ở những nơi có khí hậu ấm, nồng độ cồn sẽ phụ thuộc không hoàn toàn vào đường mà cả nấm men Bởi vì khi rượu đạt 14o cồn thì nấm men sẽ ngưng phát triển và chết Vì thế rượu vang có nồng độ trên 15o hầu hết là có pha thêm cồn

Quá trình chuyển đổi đường thành cồn là một bước sống còn trong quá trình sản xuất rượu Nhiều nhà làm rượu vang hiện đại luôn tập trung vào việc kiểm soát quá trình lên men Quá trình lên men luôn sinh nhiệt vì vậy họ kiểm soát quá trình lên men trong nhiệt độ mát để giữ những hương vị tươi mát của trái cây So sánh những loại rượu lên men tự nhiên có thể thấy rõ điều này Mặc dù, quá trình lên men luôn diễn ra tự nhiên nhờ vào nấm men sẵn có trong nho nhưng một số nhà làm rượu thích dùng men nuôi để tạo ra những đặc tính rất riêng cho rượu như rượu Beaujolais có mùi chuối

+ Mùi vị:

Vị của rượu rất đa dạng, nó tùy thuộc vào giống nho (được trồng ở đâu, vụ thu hoạch, thời tiết năm đó thế nào, thời điểm thu hoạch, quy trình sản xuất,…) Ngoài ra,

vị của rượu còn bị ảnh hưởng của một số yếu tố

- Vị ngọt: Rõ ràng là nếu quá trình lên men bị hãm lại thì mức độ tăng của nồng độ cồn sẽ ít đi Vì vậy trong rượu vẫn còn một lượng đường Kể cả khi quá trình lên men không bị can thiệp thì hầu hết lượng đường trong rượu là 1g/l Bởi một số hỗn hợp đường ngăn cản, chống lại sự phát triển của nấm men nên hàm lượng đường còn lại sẽ

quyết định độ ngọt của rượu Tuy nhiên, cho dù những loại rượu khô đều có lượng đường

ít nhất từ 2g/l đến 25g/l, lượng đường trong rượu càng nhiều thì rượu càng ngọt

- Gỗ sồi: Nhiều loại rượu được trưởng thành trong thùng gỗ sồi Gỗ sồi được lấy từ nhiều nguồn (nhưng chủ yếu là từ rừng của Pháp và Mỹ) sẽ cho rượu có những đặc tính khác nhau Nhưng nói chung rượu nuôi trưởng thành trong thùng gỗ sồi sẽ có vị của

bơ, café, caramel, vani, vị cay,…Gỗ sồi Pháp cho nhiều hương bơ còn sồi Mỹ cho mùi vani

và hương vị đậm đà hơn Mặc dù nói vậy nhưng có rất nhiều biến đổi trong phản ứng hóa học này Tất cả phụ thuộc vào thùng sồi đó cũ hay mới, sử dụng lại bao nhiêu lần, rượu được nuôi trong thùng bao nhiêu lâu, rượu chỉ nuôi trưởng thành trong thùng sồi hay là được lên men trong thùng sồi, thùng sồi đó đã được xử lý thê nào… Thùng sồi được đốt xung quanh bằng vỏ bào của gỗ sồi sẽ cho mùi khói và mùi nướng Còn thùng sồi nào được

sử dụng kỹ thuật đóng thùng bằng hơi nước sẽ cho hương vị của thức ăn từ ngũ cốc

- Nấm Botrytis: là một loại mốc có lợi cho nho, sinh sống trên vỏ nho chín Nho bị nhiễm Botrytis trông rất xấu, bạc màu và nhăn nheo Nhưng rượu làm từ loại nho này rất ngon như rượu của vùng Sauternes Botrytis làm giảm lượng nước và tăng hàm lượng đường trong nho Vì thế sản lượng rượu cũng sẽ giảm và giá thành sẽ cao Botrytis

thường xuất hiện ở vùng có nhiều nước và sương mù Ở đó, buổi sáng sương mù nhiều làm cho nho ẩm ướt, nắng buổi chiều làm tan sương mù và se mặt nho Nếu những nơi nào thời tiết quá ẩm ướt, sương mù bao phủ suốt ngày thì chắc chắn nho sẽ bị thối rữa và một lý do nữa làm giá rượu cao là khi thu hoạch những loại nho này cần rất cẩn thận và cần nhiều người đi từng gốc hái từng chùm nho chứ không được dùng máy để thu hoạch Rượu được làm từ những loại nho này có mùi thơm của hoa quả, ngọt và rất sánh

- Men: trong nhiều loại rượu, men là nhân tố chính tạo ra hương vị cho rượu Khi rượu đã lên men hoàn toàn nó thường bị vẫn đục và cặn, tạo ra bởi những tế bào men

đã chết Chính vì thế người ta dùng nhiều kỹ thuật khác nhau để lọc cặn ra khỏi rượu Nếu rượu chứa cặn trong thời gian dài sẽ làm tăng thêm sự sâu sắc cho nhiều loại Champagne, cũng như Muscadet, rượu trắng Burgundy và một số rượu khác Ngoài ra còn có một số vị khác như: khoáng chất, đặc tính của vùng đất và vị măng tây

1.1.3 Mục đích sử dụng của sản phẩm:

Như các bạn đã biết mục đích sử dụng chính của rượu vang là dùng để uống Rượu vang có thể được cho là một nét rất riêng của người phương Tây hay thậm chí còn là nét văn hóa của họ Rượu vang được họ sử dụng rất phổ biến, từ các bữa tiệc sang trọng, đến các bữa ăn gia đình chang chứa tình thân Đến phương Tây bạn có thể tìm gặp rượu vang

ở khắp mọi nơi Rượu vang được yêu thích và ưa chuộng ở phương Tây không phải vì mùi

vị tuyệt vời của nó mà nó còn có rất nhiều khả năng khác Rượu vang chứa nhiều hợp chất chống oxy hóa có lợi cho sức khỏe, giúp phòng ngừa bệnh tim mạch, lợi ích của rượu nho chính là nhờ chất chống oxy hóa được tìm thấy trên vỏ quả Vỏ nho chứa nhiều anthocyanin (chất tạo màu đỏ cho quả và là một nhánh của chất chống oxy hóa polyphenol) Uống rượu vang ở mức độ vừa phải có thể bảo vệ thị lực nhờ hợp chất resveratrol có tác dụng ngăn chặn mạch máu khỏi bị tổn hại, nó trực tiếp ngăn chặn sự phát triển của các mạch máu bất thường bên trong lẫn bên ngoài mắt Thành phần resveratrol trong rượu vang đỏ có thể giúp ngăn ngừa các tác động tiêu cực của lối sống ít vận động lên người như công việc ngồi một chỗ của nhân viên văn phòng hoặc tình trạng không trọng lượng ở phi hành gia

Uống rượu vang đỏ còn ngăn ngừa bệnh ung thư Uống rượu vang đỏ thường xuyên giúp giảm nguy cơ ung thư vú ở phụ nữ, theo đó, những chất hóa học trong vỏ và hạt của trái nho đỏ lại có tác dụng giúp giảm lượng hormone oestrogen và tăng cường hormone testosterone của phụ nữ thời kỳ mãn kinh Trong rượu vang có chất chống lại béo phì, còn trong sữa chua có nhiều axit lactic rất tốt cho đường ruột, khi kết hợp sữa chua và rượu vang đỏ có thể tiêu hóa tốt (chống táo bón) và cơ thể cân đối Ngoài ra, các thành phần polyphenol của rượu vang có thể ức chế quá trình tổng hợp một loại protein liên quan tới bệnh tim mạch Rượu vang đỏ tốt cho tim vì thành phần polyphenol của nó có tác dụng chống oxy hóa (ngăn chặn tác hại gây bệnh của các gốc tự do) Polyphenol chống được bệnh tim nhờ khả năng ức chế sản xuất endothelin-1 (một loại protein gây co mạch máu, làm giảm lượng oxy tới tim và đóng vai trò chủ chốt trong bệnh mạch vành) Polyphenol nằm trong vỏ quả nho và vì vậy, chỉ riêng rượu vang đỏ có đặc tính chống bệnh tim Có khuyến cáo cho rằng, dùng rượu vang đỏ một cách điều độ (không quá 25g rượu etylic mỗi ngày) làm giảm tỷ lệ tử vong do tim mạch xuống dưới 40% Rượu vang đỏ có 3 cơ chế tác dụng: Chống oxy hóa, giãn mạch, chống huyết khối

Bên cạnh việc uống thì rượu vang còn là một loại gia vị tuyệt vời, nó thường được thêm vào thức ăn trong quá trình chế biến để tăng thêm mùi vị màu sắc cho món ăn Việc

sử dụng rượu vang để làm thức uống trong các bữa ăn cũng là một vấn, thường thì người

ta sẽ sử dụng vang đỏ cho các món được chế biến từ thịt đỏ như cừu, bò,… vang trắng được dùng với các loại thịt trắng và hải sản như thịt gà, mực, cá,… Uống rượu vang cũng

là cả một nghệ thuật, những người sành rượu họ sẽ biết cách đánh giá một người qua cách

họ thưởng thức rượu vang như thế nào

Rượu vang có rất nhiều mục đích khác nhau nhưng không phải vì thế mà ta có thể

sử dụng rượu vang một cách tùy tiện vì dù sau bản chất của rượu vang là rượu Vì vậy mà chúng ta nên uống có chừng mực, không nên quá lạm dụng, cái gì quá nhiều cũng đều không có lợi cho sức khỏe của con người

1.2 Tổng quan về vi sinh vật:

Trong lên men công nghệ, bên cạnh có một quy trình hợp lý, thì vấn đề giống là khâu quan trọng, quyết định giá trị kinh tế của quy trình sản xuất Và trong lên men rượu vang cũng vậy, việc chọn giống nấm men thích hợp cũng khá quan trọng

Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt chúng phân bố rộng rãi khắp nơi Đặc biệt chúng có nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả Ngoài ra, chúng còn có mặt trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và các nơi sản xuất rượu vang

1.2.1 Hình thái – kích thước – cấu tạo:

- Hình dạng tế bào nấm men:

Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường là hình cầu, hình elip, hình trứng, hình bầu dục và cả hình dài Một số nấm men có tế bào hình dài nối với nhau thành

những dạng sợi gọi là khuẩn ty (Mycelium) hay khuẩn ty giả (Pseudo mycelium) Tuy nhiên

hình dạng của chúng không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy

- Kích thước tế bào nấm men:

+ Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5-10 lần tế bào vi khuẩn

+ Kích thước trung bình của tế bào nấm men: Chiều dài là 9-10µm, chiều rộng

+ Những thành phần – cơ quan con khác: không bào, ty lạp thể, riboxom…

1.2.2 Điều kiện nuôi cấy:

Nấm men cũng như các vi sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali, magie,…

Dinh dưỡng Cacbon Nguồn Cacbon cung cấp các loại đường khác nhau: saccarose, maltose, lactose, glucose…

là đạm hữu cơ hoặc vô cơ Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, ure Đạm

vô cơ là các muối amon như nitrat, sunfat…

Các vitamin và khoáng chất:

 Chất khoáng có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của nấm men

 Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphate của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn

 Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme

 Magie: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men

 Sắt: tham gia vào thành phần của các enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác

 Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic

 Mangan: đóng vai trò tương tự như Magie

Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men: Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo 2 con đường cơ bản:

 Thẩm thấu bị động: trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi chất cũng được thải ra theo con đường này

 Hấp thụ chủ động: các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa Permeaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với các chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permeaza lại tiếp tục vận chuyển

1.2.3 Một số loài nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang:

Sau đây là một số loài nấm men thường gặp trong nước quả có vai trò quan trọng trong lên men rượu vang

1.2.3.1 Saccharomyces cerevisiae:

Đây là tên dùng phổ biến, trước đây người ta gọi là Saccharomyces cerevisiae Meyer hay là S.ellipsoideus theo Lodder là Saccharomyces vini

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 Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc

vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông

Đa số các tế bào của loài này có hình ovan, kích thước (3-8)x(5-12)µm

Ở giai đoạn cuối của quá trình lên men Saccharomyces cerevisiase kết lắng

nhanh và làm trong dịch rượu Loài này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt

1.2.3.2 Saccharomyces uvarum:

Men này được tách từ nước nho, rượu lên men tự nhiên Về hình thái nó không khác với các loài khác Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch-malt Các nòi của loài này có thể lên men 12-13o cồn trong dịch nho

1.2.3.3 Saccharomyces chevalieri:

Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond Nấm men này được

tách từ nước nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây men nước dừa hoặc nước

cọ Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo độ cồn 16o cồn nó

thường lẫn với Sacchromyces cerevisiase

1.2.3.4 Saccharomyces oviformics:

Loài này được tách từ nước nho tự lên men nhưng loại nấm men này thường ít

hơn Saccharomyces vini Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loại nước

quả khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới

18o cồn

Nấm men này có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiase và có thể tạo

thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả

Sachharomyces oviformics lên men được glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose

và 1/3 rafinose, không lên men được lactose, pentose Điều khác nhau cơ bản của

Saccharomyces vini và Saccharomyces oviformics là S.oviformics không lên men được

galactose và men nổi lên bề mặt dịch men tạo thành lớp màng

1.2.3.5 Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata:

Kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip hoặc hình quả chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy

Nó có thể lên men tạo thành 6-7o cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch nho có mùi tạp và nó kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, nhạy cảm với CO2

Trong nghề làm rượu người ta không mong muốn men này phát triển, nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn tạo được 3-4o cồn

 Các yêu cầu khi chọn giống nấm men thuần chủng

Các nghiên cứu đều cho thấy rằng, hệ nấm men trong giai đoạn đầu của quá trình lên men nước nho là Kloeckera – nấm men có dạng hình chùy chiếm phần lớn và hoạt động tích tụ được 2-4o cồn rồi ngừng hoạt động rồi chết dần, sau đó nấm men rượu vang thực

thụ (Saccharomyces cerevisiase và Saccharomyces oviformics) phát triển và đóng vai trò

chủ yếu trong lên men chính và lên men phụ.Vì nấm men chính sử dụng trong lên men rượu vang là Saccharomyces cerevisiase nên chúng tôi chỉ khảo sát về sự ảnh hưởng của môi trường lên men đối với loài nấm men này!

Nhìn chung thì những yêu cầu với men rượu vang là:

 Có hoạt lực lên men cao với nước quả

 Sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn

 Kết lắng tốt

 Làm trong dịch rượu nhanh

 Chịu được độ rượu cao và độ acid của môi trường cũng như các chất sát trùng

 Tạo cho rượu có hương vị thơm ngon tinh khiết

 Các yếu tố ảnh hưởng tới nấm men trong lên men rượu vang

Oxy

Hầu hết chủng nấm men trong lên men rượu vang thuộc giống Sacchromyces

Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy tiện Khi trong môi trường đủ lượng oxy nấm men phân hủy đường dùng làm nguồn năng lượng và cấu tạo tế bào tăng sinh khối

Trường hợp thiếu oxy nấm men sử dụng phần oxy hòa tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu lên men

Trong quá trình lên men giai đoạn đầu yêu cầu oxy cao nhất để nấm men sinh sản, phát triển tăng sinh khối Nếu có giai đoạn nhân giống thì cũng cần phải cung cấp oxy bằng cách lắc hoặc sục khí

Nhiệt độ

Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm men, đến quá trình lên men

và chất lượng của sản phẩm

Nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15-30oC, nếu lên men ở những thang

độ thấp hơn thì tốt hơn Còn lên men rượu vang đỏ phải chiết xuất các chất thơm và polyphenol từ vỏ nên cần thang độ cao hơn, thường là 25oC

Nhiệt độ lên men cao, thời gian của quá trình lên men ngắn, độ cồn có thể thấp, đường sót còn nhiều và hương vị của sản phẩm sẽ không tốt nhất

Hàm lượng đường

Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều do vậy người ta thường bổ sung thêm đường saccarose Đa số các loại nấm men hoạt động bình thường trong môi trường đường dưới 20%, có một số chủng hoạt động ở môi trường cao hơn Khi nhân giống thường dùng môi trường có đường thấp dưới 10%

pH của môi trường

Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang ngon Đối với dịch quả thường có độ pH từ 2,8-3,8 khoảng pH này nấm men vẫn hoạt động được Vùng

pH tối thích của nấm men là 4-6

Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường nước quả có độ pH bằng 3,0-3,5

Nguồn nitơ

Đa số trong nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm men Tuy nhiên cũng

có trường hợp không đủ nguồn nitơ do đó cần bổ sung thêm nguồn nitơ Và người ta thường dùng sulphat NH4SO4 Cũng có thể dùng men tự phân cho thêm vào môi trường Nếu dịch quả quá chua dùng tartrat amon hydroxyl trung hòa bớt acid

Trong nước quả thường có đủ các chất khoáng đối với nhu cầu của nấm men Vì vậy không cần phải bổ sung thêm chất khoáng

Ngoài ra để chống oxy hóa nước quả, người ta có thể thêm hóa chất vào nước quả sau khi ép và trước khi lên men

Nồng độ rượu

Rượu được tích tụ dần trong quá trình lên men và chính nó lại là độc tố, kìm hãm

sự sinh sản, cũng như khả năng lên men của nấm men Ở nồng độ 2-5% rượu đã có khả năng ức chế nấm men, ở 5-6% rượu đình chỉ khả năng sinh sản của nấm men mặc dù quá trình lên men vẫn tiếp tục diễn ra Mặc khác khi lên rượu sản phẩm tạo thành còn có CO2 Khí CO2 có thể ức chế lên men, nhưng cũng kích thích quá trình lên men vì chúng làm môi trường lên men được khuấy động liên tục, nấm men luôn ở trạng thái lơ lửng, giúp rút ngắn quá trình lên men

 Đồ thị tăng trưởng của Saccharomyces serevisisae trong môi trường:

Quá trình sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiase trong dịch lên men có thể chia

làm 5 giai đoạn:

Quá trình sinh trưởng và phát triển của Saccharomyces cerevisiase:

 Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào nấm men quen với môi trường, sinh khối

chưa tăng nhiều

 Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng nhanh, kèm

theo sự thay đổi mạnh mẽ của sự lên men

 Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng của nấm men giảm dần, thành phần dịch

lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều

 Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản bằng

tốc độ chết

 Giai đoạn suy vong: tốc độ chết tăng nhanh, tố độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế

bào nấm men giảm dần

1.3 Tổng quan về nguyên liệu:

1.3.1 Nguyên liệu chính nho:

Nguyên liệu làm rượu vang là các loại quả có chứa nhiều đường, vitamin trong đó có nhiều vitamin C, axit hữu cơ, đầy đủ các chất khoáng, một lượng protein đáng kể Ngoài

ra nước quả còn chứa tanin, pectin Trong các loại quả dùng làm rượu vang trước hết phải

kể đến nho

1.3.1.1 Đặc điểm, tính chất:

Trong số các loại quả, nho là loại quả lý tưởng nhất để sản xuất rượu vang Trước đây, nho chỉ được trồng nhiều ở các nước châu Âu, hiện nay nho được trồng nhiều ở các nước khác nhau trên thế giới Nho thường phát triển ở nơi khí hậu khô ráo, nhiều nắng và trên vùng đất ít chua Ở Việt Nam, nho được trồng nhiều ở một số tỉnh miền Trung như Ninh Thuận, Khánh Hòa, Bình Thuận nhưng năng suất chưa cao và chất lượng trái nho chưa phù hợp để sản xuất rượu vang Tuy nhiên, có một tín hiệu đáng mừng đó là đã sản xuất được giống nho sạch mang thương hiệu Ba Mọi được trồng trên vùng đất Ninh Thuận

và cũng đang tiến hành sản xuất rượu vang Ở các nước có sản lượng rượu vang lớn, kinh nghiệm cho biết tốt nhất nên dùng nho để sản xuất rượu vang và người ta trồng giống nho đặc biệt có độ chua cao hơn giống nho dùng để ăn tươi

Quả nho đã được chọn để sản xuất rượu vang từ hàng ngàn năm nay, bởi các lý do sau:

- Chất lượng tốt, hương vị đậm đà, vị ngọt mạnh của cồn đối với vị chát, chua của axit, tanin, lại thêm các vị phong phú của glyxerin, axit amin, muối khoáng… màu sắc óng

ả nhờ có các chất antoxian, tanin…

- Thành phần hóa học của quả thích hợp, dễ dàng lên men, độ rượu cao, ức chế các

vi khuẩn có hại, rượu bảo quản lâu hơn

- Sản lượng nước quả trên đơn vị diện tích cao, một hecta có thể đạt 2 -3 vạn lít nước quả

- Quả nho ép được 85-95% dịch quả (còn hạt và vỏ 5-15%) chứa glucose, fructose, acid malic, acid tatric, acid citric, tanin, tinh dầu, nhựa, sắc tố đỏ Do vậy nước nho là dịch

để lên men cho rượu vang có hương vị đặc trưng thơm ngon, màu đẹp, tanin làm cho vang nho trong, ức chế các vi sinh vật có hại, ổn định màu cho rượu

Thành phần hóa học của quả nho:

- 10 -12% đường (glucose, fructose, sacchroza)

- 0,5 – 1,7% các axit hữu cơ (axit tactaric, axit malic)

- 0,1 – 0,3% pectin

- 0,1 -0,5% chất khoáng

- 0,1 – 0,9% các chất protein

- Vitamin C, B1, B2, PP, cùng các chất thơm khác

1.3.1.2 Cấu tạo quả nho:

Cuống: cuống nho có dạng phân nhánh Thành phần hóa học gồm có nước, tanin, cellulose, các chất khoáng… Các chất tanin trong cuống không có lợi cho chất lượng sản phẩm Người ta thường tách bỏ một phần vỏ cuống nho ra khỏi dịch nho trước khi thực hiện quá trình lên men rượu vang

Vỏ: vỏ nho là phần mô bao bọc xung quanh trái nho Các thành phần quan trọng trong

vỏ là pectin, chất màu và chất chát Thành phần chất màu ở nho xanh chủ yếu là flavones

và ở nho đỏ là anthocyanes và flavones

Hạt: hạt nho nằm ở bên trong phần thịt nho Hạt nho có chứa tanin và dầu Cả hai thành phần này đều ảnh hưởng xấu đến chất lượng cảm quan của rượu vang

Thịt nho: thịt nho là phần quan trọng để cung cấp chất chiết cho nước nho Thịt nho gồm có nước, đường, các acid hữu cơ (ở dạng tự do và dạng liên kết), khoáng, một số hợp chất có chứa nitơ…

Hình: cấu tạo quả nho

1.3.1.3 Thành phần dinh dưỡng:

- Đường: một lít nước nho có khoảng 200 – 250 g đường, thành phần chủ yếu là glucose và fructose Ngoài ra, nước nho còn có pentose (arabinose, xylose), galactose, methyl pentose… Đường là nguồn dinh dưỡng để cho nấm men sử dụng để chuyển hóa tạo thành ethanol tạo độ cồn cho vang Ngoài ra, lượng đường còn lại trong quá trình lên men

sẽ tạo nên vị ngọt cho vang

- Acid hữu cơ: 90% hàm lượng acid hữu cơ trong nho là acid tartaric và acid malic Phần còn lại là acid citric, acid cetonic (pyruvate, glutarate, oxalo axetat), acid phenilic Acid có tác dụng điều vị, tạo vị hài hòa cho rượu

- Polyphenol: polyphenol trong nho được chia thành 2 nhóm: hợp chất màu và hợp chất không màu

• Hợp chất màu: có tác dụng tạo màu cho rượu thành phẩm

 Anthocyanes: tạo nên màu đỏ hoặc xanh và được tìm thấy trong vỏ nho

đỏ và nho đen Có năm loại anthocyanidine Chúng là những aglycone, tạo nên màu đặc trưng cho vang đỏ và vang hồng

 Flavones: được tìm thấy trong vỏ ở tất cả các giống nho Trong nho xanh, ba loại điển hình là monoglucosate của kaempferol, monoglucoside của quercetine và monogluconoside của quercetine Riêng trong nho đỏ còn có thêm monoglucoside của myricetine Theo Navarre (1994) thì các flavones chỉ tham gia tạo màu trong sản xuất rượu vang trắng

• Hợp chất không màu: gồm có phenol monomer, polyphenol ngưng tụ và tannin

 Phenol monomer: được chia thành 2 nhóm là acid benzoic (acid galic, catechic, vanilic và salicylic) và acid cinnamic (acid couramic, cafeic

và ferulic)

 Polyphenol ngưng tụ: là những sản phẩm trung gian trong các chuỗi phản ứng polymer hóa liên tiếp nhau, ví dụ điển hình như trong quá trình polymer hóa catechins để tạo nên polyphenol ngưng tụ là tannin

Về bản chất hóa học, chúng là những flavanols

 Tannin: trong trái nho, tannin là sản phẩm đồng polymer hóa của acid catechic và các hợp chất glucid Chúng còn được gọi là catechic tannin hoặc pyrocatechic Phân tử lượng của chúng dao động trong khoảng

500 – 3000 Da Tanin tạo cho rượu có vị chát đặc trưng của rượu

1.3.1.4 Một số giống nho:

Tùy thuộc vào đặc điểm tính chất của từng loại nho mà người ta sử dụng chúng với các mục đích khác nhau:

Trên thế giới:

- Vitis labrusca: loài nho được dùng để ăn tươi và sản xuất nước nho tại Bắc

Mỹ, đôi khi được dùng để sản xuất rượu vang, có nguồn gốc ở miền đông nước Mỹ và Canada, có bề ngoài rất giống Canadian Moonseed (Menispermum canadense) – một loại cây có độc tố, có thể chết người nếu ăn phải một lượng nhất định Vì vậy, nếu sử dụng nho dại bắt buộc phải kiểm tra kỹ

- Vitis riparia: loài nho hoang dại ở Bắc Mỹ, đôi khi được dùng sản xuất rượu vang hay làm mứt, có nguồn gốc ở miền Đông nước Mỹ, kéo dài về phía Bắc từ Quebec đến Texas, và từ Montana đến New England, có khả năng chịu lạnh cao ((-) 57oC) và khả năng chống lại bệnh tật – đặc biệt là chống lại phylloxera Loại nho này thường được dùng

để lai tạo thành các giống nho thương mại khác

- Vitis rotundifolia, nho muscat (muscadine) hay nho xạ, được sử dụng để ăn tươi, làm mứt và rượu vang Có nguồn gốc ở miền Đông Nam nước Mỹ, trải dài từ nam New York đến tây Missouri, Kansas, Arkansas, Okiahoma và Texas Rượu vang muscadine (cả trắng lẫn đỏ) đều chứa nhiều chất chống oxy hóa (resveratrol) (> 40mg/L) hơn vang đỏ truyền thống (0.2 – 5.8mg/L) Vang muscadine table chứa 9.2 – 31.9mg/L cis resveratrol và 4.9 – 13.4mg/L trans resveratrol

- Vitis aestivalis, giống Norton (AKA Cynthiana) được dùng để sản xuất rượu vang

- Vitis arizonica, một loại nho vùng sa mạc ở miền Tây Nam Mỹ, chịu được sự chênh lệch nhiệt độ lớn Có thể dùng sản xuất rượu vang

- Vitis californica, một loại nho quan trọng đối với công nghiệp sản xuất rượu vang của California vì các thân ghép của nó có thể chống chịu dịch bệnh và thời tiết lạnh

Có nguồn gốc ở California và Oregon

- Vitis vulpina, loài nho chịu sương muối Có nguồn gốc ở vùng Trung Tây nước Mỹ kéo dài về phía Đông tới vùng biển thuộc bang New York

Hiện nay, người ta đã tạo ra nhiều giống nho mới để trồng, chủ yếu là các giống nho của Vitis vinifera

Các loại nho lai ghép cũng tồn tại, chủ yếu là lai ghép giữa V vinifera và một trong các biến chủng của V labrusca, V riparia hay V aestivalis Các giống lai ghép có

xu hướng ít nhạy cảm với sương muối và dịch bệnh, nhưng rượu vang sản xuất từ chúng

có thể có mùi vị chua đặc trưng của labrusca

Tại Việt Nam:

Hiện nay có nhiều giống nho được nhân giống thành công và cho năng suất cao

đã được trồng ở Việt Nam ví dụ như giống nho ăn tươi NH01-93, NH01-48, NH01-96, giống Cardinal (nho đỏ) và giống nho làm nguyên liệu cho chế biến rượu NH02-90

- Giống Cardinal (nho đỏ) là giống nho quan trọng của Việt Nam và các nước quanh vùng như Philipines, Thái Lan… có nhiều ưu điểm: mã đẹp, dễ vận chuyển, sinh trưởng nhanh, chất lượng khá Giống nho đỏ Cardinal – đã được nhập vào Việt Nam, có màu đỏ, quả tròn, độ Brix vào khoảng 14 – 15 Brix, có một ưu điểm hơn các giống khác là

từ cắt cành đến chín chỉ khoảng 90 ngày, một năm có thể thu ba vụ Tuy nhiên, giống Cardinal có khả năng chống bệnh kém

- Giống nho ăn tươi NH01-93 có thời gian sinh trưởng từ 110 – 125 ngày kể từ khi cắt cành dài hơn so với giống Cardinal cả về thời gian sinh trưởng và thời gian chín Giống có khả năng sinh trưởng tương đương giống Cardinal, khả năng kháng một số đối tượng sâu bệnh hại chính tương đương hoặc cao hơn so với Cardinal và cao hơn so với NH01-48 Giống có khối lượng quả to hơn hẳn so với hai giống đó, có độ Brix tương đương với Cardinal, có mùi hương đặc trưng, quả có màu tím đen, hình ovan rất phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng

- Giống nho làm nguyên liệu chế biến rượu NH02-90 có khả năng sinh trưởng mạnh, chống chịu tốt đối với sâu bệnh hại, năng suất thực thu đạt trên 10 tấn/ha/vụ Độ Brix trên 17% và các chỉ tiêu chất lượng phù hợp cho sản xuất rượu vang theo tiêu chuẩn chất lượng của cơ sở sản xuất rượu vang nho Tuy nhiên mới chỉ đạt ở mức chất lượng tạm chấp nhận

- Giống nho ăn tươi NH01-48, khi chín quả có màu xanh, hạt ít (từ 1 đến 2 hạt/ quả), độ đường cao (17-19 Brix), dễ cho bông, năng suất cao và ổn định Chất lượng của giống này tương đương so với sản phẩm nhập khẩu cùng loại

- Giống nho ăn tươi NH01-96 có thời gian sinh trưởng 115 – 120 ngày kể từ khi cắt cành, dài hơn so với giống đối chứng Cardinal Giống có khả năng sinh trưởng tốt hơn

so với Cardinal, khả năng chống chịu sâu bệnh tương đương với Cardinal Khối lượng quả biến động từ 5.5 – 7.2g cao hơn nhiều so với giống Cardinal và giống NH01-48, năng suất bình quân đạt 12 tấn/ha/vụ, vượt đối chứng từ 1 – 2 tấn, có độ Brix cao (16 – 17%), cao hơn so với Cardinal, có mùi hương đặc trưng, quả có màu xanh vàng

Hiện nay, nơi nghiên cứu sâu nhất về cây nho tại Việt Nam là trung tâm nghiên cứu bông Nha Hố Nho là loại cây có khả năng với nhiều điều kiện khí hậu khác nhau Với các

kỹ thuật hiện đại, tương lai không xa Việt Nam sẽ có những giống nho đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế để có thể làm ra rượu vang có chất lượng quốc

sẽ bổ sung dịch nho cô đặc vào môi trường trước khi lên men

1.3.2.2 Các hợp chất có chứa nitơ

Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà nguồn nitơ bổ sung vào dịch nho cho nấm men sinh trưởng có thể thay đổi Thông dụng nhất là muối (NH4)2HPO4, (NH4)3SO4 hoặc urea