Ứng dụng của vi sinh vật trong sản xuất rượu vang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA HÓA SEMINAR VI SINH 1 ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG... • Qua thực nghiệm và trong quá trình sản xuất cho thấy tốt nhất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

KHOA HÓA

SEMINAR VI SINH 1

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT RƯỢU

VANG

GVHD: LÊ LÝ THÙY TRÂM

GIỚI THIỆU RƯỢU VANG, NGUYÊN LIỆU, QUY TRÌNH SẢN XUẤT.

VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG.

PHÂN LOẠI, CÔNG DỤNG VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG.

I GIỚI THIỆU RƯỢU VANG, NGUYÊN LIỆU, QUY TRÌNH SẢN

XUẤT.

1 SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU VANG

• Rượu vang theo nghĩa hẹp là từ để chỉ rượu lên men từ nước ép quả nho chín

• Ngày nay từ các rượu len men bằng quả như táo, dâu, chuối, cam, mơ, mận, đào… cũng được gọi

là rượu vang theo tên quả tự nhiên

• Rượu vang thu được không qua chưng cất, có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên, có độ cồn nhẹ

(10-15%) và là loại nước giải khát giàu chất bổ dưỡng

• Nho được mang trồng ở các châu lục và rượu vang được sản xuất ở hầu hết các châu lục

1 SƠ LƯỢC VỀ RƯỢU VANG

• Lịch sử rượu vang kéo dài hàng nghìn năm và gắn bó chặt chẽ với lịch sử nông nghiệp, ẩm

thực, văn minh loài người

• Các nhà khảo cổ học cho rằng rượu vang có xuất xứ từ khu vực Capcazơ và Trung Đông khoảng

8000 năm về trước

• Bằng chứng về sản xuất rượu vang sớm nhất ở Châu Âu đã được phát hiện tại các địa điểm khảo

cổ ở miền bắc Hy Lạp (Macedonia) có niên đại cách ngày nay khoảng 6500 năm

Một số hình ảnh về rượu vang xưa và nay

2 NGUYÊN LIỆU

• Nho là loại trái cây được sử dụng nhiều nhất.

Thành phần hóa học của nho:

+ 65-85% nước

+ 10-12% đường (glucose, fructose, saccharose) + 0,5-1,7% các acid hữu cơ (acid tactric, acid malic) + 0,1-0,3% pectin

3 QUÁ TRÌNH LÊN MEN

1. Khái niệm

- Lên men là quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của enzym tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học

- Hai hình thức lên men chính là yếm khí và hiếu khí

- Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí chuyển đường lên men thành etanol và CO2

SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH LÊN MEN

• Nấm men.

• Thời kì phát triển sinh khối

• Lên men Etanol + CO2 (Đường)Lên men chính

• Lên men malolactic

• Nhờ vi khuẩn lactic

Lên men phụ

3 QUÁ TRÌNH LÊN MEN

O2

Quy trình sản xuất rượu vang đỏ và trắng

4 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN CHỌN VÀ THEO DÕI QUÁ TRÌNH

LÊN MEN

- Yêu cầu chọn nấm men:

+ Không gây độc hại đối với người sử dụng.

+ Có hoạt lực lên men cao đối 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 axit của môi trường cũng như chất sát trùng.

+ Tạo cho rượu hương vị thơm ngon tinh khiết.

- Một số tiêu chuẩn theo dõi quá trình lên men:

+ Hàm lượng đường: khi lên men phải tạo điều kiện để cho nấm men hoạt động mạnh, cho lên men nhanh, tiêu thụ hết đường.

+ Nhiệt độ:

• Nếu lên men trong những thiết bị có dung tích lớn thì phải đo nhiệt độ vài lần trong ngày.

• Nhiệt độ trong quá trình lên men nhiệt độ khoảng: 200c-300c

4 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN CHỌN VÀ THEO DÕI QUÁ TRÌNH LÊN

MEN

• Qua thực nghiệm và trong quá trình sản xuất cho thấy tốt nhất là từ đầu đến cuối của quá trình cho lên men ở cùng một nhiệt độ.

- Hàm lượng oxi: Mặc dù lên men rượu là một quá trình yếm khí nhưng nhất thiết trong giai đoạn đầu của quá trình lên men phải cho nước quả tiếp xúc với oxi không khí bằng cách sục khí, giai đoạn sau cho lên men yếm khí.

+ Để hạn chế những tác động không tốt của vi sinh vật gây hỏng rượu vang người ta sử dụng các kĩ thuật loại trừ oxi và bổ sung SO2.

4 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN CHỌN VÀ THEO DÕI QUÁ TRÌNH LÊN

MEN

II VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG

1 GIỚI THIỆU

Trong môi trường dịch quả trước lên men có chứa nhiều vi sinh vật, chúng sống chủ yếu ở vỏ quả, cành, cuống

lá và môi trường xung quanh

Thông qua giai đoạn ép chúng được xâm nhập vào dịch quả, phức hệ vi sinh vật này gồm:

• 70% nấm mốc

• 15 – 20% nấm men (tham gia chính trong quá trình lên men)

• số còn lại chiếm tỉ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử và xạ khuẩn

1 GIỚI THIỆU

• Khi dùng nấm men thuần chủng để lên men nước quả không nên dùng một chủng đơn độc, cần dùng phối hợp những chủng chịu được độ cồn cao để lên men tiếp theo để lên men triệt để đường có trong dịch lên men và cồn được hình thành trong rượu cao (có thể tới 17 – 19%)

• Ở môi trường pH thấp thường chỉ thích hợp với nấm mốc và nấm men Điều kiện hiếm khí và trong dung dịch có cồn làm ức chế nấm mốc, nấm mốc chỉ tham gia vào quá trình tạo hương lúc đầu

Chính trong điều kiện này nấm men đã cạnh tranh và phát triển chiếm ưu thế trong quá trình lên men

1 GIỚI THIỆU

• Nấm men trong sản xuất rượu vang thuộc giống SaccharromycesMeyer Giống Saccharromyces có tới 18

loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước quả

• Các nấm men không sinh bào tử thường gặp trong nước quả và khả năng lên men hoặc tiêu hao đường

trong đó, phổ biến là kaloeckera, Torulopis Người ta thường gọi chúng là men dại.

1 GIỚI THIỆU

CẤU TẠO NẤM MEN

1 GIỚI THIỆU

 Một số cách sinh sản của nấm men:

• Sinh sản sinh dưỡng: nảy chồi hoặc phân đôi.

• Sinh sản đơn tính: bào tử túi hoặc bào tử bắn.

• Sinh sản hữu tính: tiếp hợp đẳng giao hoặc tiếp hợp dị giao.

2 VI SINH VẬT CÓ LỢI TRONG SẢN SUẤT RƯỢU VANG

• Tế bào của chúng có hình dạng khác nhau: hình trong, ovan, hoặc elip.

• Sinh sản bằng lối nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men, có trường

hợp lên men ở dịch đường 30% và tạo được 18 độ cồn Không đông hóa được mối nitrat

Chúng chuyển hoá glucose thành ethanol

Saccharromyces cerevisiae

2 VI SINH VẬT CÓ LỢI TRONG SẢN SUẤT RƯỢU VANG

 Ưu điểm của giống saccharomyces cerevisiae:

• Lên men nhanh và sâu các loại đường

• Kết lắng tốt, dễ tách sinh khối nấm men ra khỏi dịch men

• Tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu vang

• Bền vững với rượu, acid và các chất sát trùng

2 VI SINH VẬT CÓ LỢI TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG

• S.Oviformics có hình dáng giống s.serevisiae, lên men được glucose,

fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men

được lactose, pentose.

• Không lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo

thành màng.

• Có thể tạo 18% rượu trong quá trình lên men.

Saccharomyces oviformics

Saccharomyces uvarum

tử khá mạnh trên môi trường thạch malt.

2 VI SINH VẬT CÓ LỢI TRONG SẢN SUẤT RƯỢU VANG

Hansemiaspora apiculate

một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy

nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3–4 o cồn.

2 VI SINH VẬT CÓ LỢI TRONG SẢN SUẤT RƯỢU VANG

3 MỘT VÀI VI SINH VẬT CÓ HẠI ĐIỂN HÌNH

mặt, làm hỏng hương rượu.

• Zygosaccharomyces bailli

Gây đục và mất hương rượu vang

3 MỘT VÀI VI SINH VẬT CÓ HẠI ĐIỂN HÌNH

Breetanomyces spp

Schizosaccharomyces pombe

• Chịu áp suất thẩm thấu cao, gây

đục rượu bảo quản.

• Gây đục, tạo mùi hôi khó chịu, sinh ra co2 đôi khi làm

nổ chai vang.

VI KHUẨN

• Gluconobacter oxydans

Gây mùi giấm ở nồng độ >1,2 g/l

3 MỘT VÀI VI SINH VẬT CÓ HẠI ĐIỂN HÌNH

• Acetobacter aceti

• Acetobacter pasteurianus

Tạo một số este và axit trong quá trình sinh trưởng Làm quánh nhớt vang.

3 MỘT VÀI VI SINH VẬT CÓ HẠI ĐIỂN HÌNH

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

NHIỆT ĐỘ

• Lên men rượu thích ứng ở nhiệt độ 28- 300C Khoảng 500C và dưới 00C sự lên men bị đình chỉ Khi lên men với nhiệt độ 7-12 0C thì hương thơm của nho được bảo quản tuyệt đối, ở 25- 35oC đạt hương vị của hoa nhiều hơn quả

• Tùy theo nhu cầu, có các khoảng nhiệt độ khác nhau:

• + Rượu vang đỏ: 30oC

• + Rượu vang trắng: 100C

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

OXY

• Nấm men là loại vi sinh vật hô hấp tùy nghi

• Trong điều kiện yếm khí: nấm men thu năng lượng duy trì hoạt động sống chỉ bằng cách gây lên men glucozo Sự lên men xảy ra nhanh

• Trong điều kiện hiếu khí: sản xuất sinh khối nấm men Quá trình lên men giai đoạn đầu yêu cầu oxy cao nhất để nấm men sinh sản, phát triển tăng sinh khối

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

pH

• pH môi trường có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên

men rượu, thường thực hiện ở pH= 4 – 4.5

• Đối với Saccharomyces cerevisiae :

Độ axit tối thiểu: 4

Độ axit tối ưu: 5,8

Kiềm yếu : 6,8

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

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

• Đối với dịch nhân giống hoặc hoạt hóa giống thì hỗn hợp các nguồn nitơ và các chất sinh trưởng rất có

ý nghĩa

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

NỒNG ĐỘ RƯỢU VÀ KHÍ CO2

• Hai yếu tố này kìm hãm sự sinh sản cũng như khả năng lên men của nấm men Sự sinh sản của nấm men bị chậm lại khi nồng độ rượu có trong môi trường là 2% và ngừng lại ở 5%

• Đa số nấm men chỉ lên men được tới 12 - 14%

• Sự thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men luôn bị khuấy động, kéo dài được trạng thái lơ lửng của nấm men, làm tăng nhanh sự lên men

4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NẤM MEN

CÁC CHẤT KHÁC

• Trong nước quả thường có đủ các chất khoáng đối với nhu cầu của nấm men

• Để chống oxy hóa nước quả, người ta có thể thêm hóa chất vào nước quả Nhiều nhất là SO2 hóa chất cho phép dùng trong sản xuất rượu vang ở hầu hết trên thế giới và có tác dụng nhiều mặt: chống oxy hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt vi khuẩn có hại Nguồn SO2 phổ biến trong rượu vang là Na2SO3

III PHÂN LOẠI, CÔNG DỤNG VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG

Xuất xứ Độ ngọt Giống nho Hàm

Phân loại rượu vang theo màu sắc

1 PHÂN LOẠI, CÔNG DỤNG VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG

 Nếu khi ta uống rượu đúng cách và đúng liều lượng thì

nó sẽ đem tới những ích lợi không ngờ

• Khả năng tiêu diệt tế bào ung thư, làm giảm nguy cơ ung thư tiền liệt tuyến

• Khả năng chống béo phì

• Giúp phòng tránh lão hóa, xơ vữa động mạch

• Giúp giữ sạch răng miệng và phòng chống viêm họng

• Và còn nhiều công dụng có lợi cho sức khỏe

Resveratrol là một hợp chất

hữu cơ có trong quả nho.

Nó mang lại nhiều lợi ích cho

sức khỏe con người.

Tanin là là một hợp chất polyphenol có trong thực vật có khả năng tạo liên kết bền vững với

các protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử khác như các amino acid và alkaloit

Chất chát từ tanin tạo ra cảm giác khô và chát trong miệng sau khi ăn trái cây chưa chín hoặc rượu vang đỏ Cũng vì thế, sự phân hủy tanin theo thời gian đóng vai trò quan trọng trong việc làm cho trái cây chín và ủ rượu vang.

1 PHÂN LOẠI, CÔNG DỤNG VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG

• Bảo quản ở hầm rượu, ủ rượu.

• Hầm rượu phải đạt được các yêu cầu về thiết kế, mặt bằng, nhiệt độ và độ ẩm cần có.

• Phải sắp xếp một cách gọn gàng và đúng yêu cầu.

Những điều tuyệt đối tránh :

o Không được ướp quá lạnh chai rượu vang.

o Không được để rượu vang quá lâu trong tủ lạnh (một vài tháng).

o Không được sử dụng ngăn làm đá để làm lạnh rượu.

o Không được cho đá vào rượu vang.

Nhiệt độ

Góc đặt chai rượu

Độ ẩm

Ánh sáng

Độ rung

Vệ sinh nơi chứa rượu

Các yếu tố cần phải chú ý khi bảo quản rượu vang

Một số cách bảo quản rượu vang

Hình ảnh hầm rượu.

MỘT SỐ CÂU HỎI CUỐI BÀI

3 Sự khác nhau giữa hai quy trình sản xuất

vang đỏ và vang trắng là gì?

2 Trong quả nho có chất gì mang lại nhiều lợi

ích cho sức khỏe?

1 Vi sinh vật chủ yếu được dùng trong sản

xuất rượu vang là loài nào?

4 Quá trình lên men được sử dụng trong sản xuất rượu là yếm khí hay kị khí?

THE

END CÁM ƠN QUÝ VỊ ĐÃ LẮNG NGHE!