Đồ án tốt nghiệp tuyển chọn giống nấm men và bước đầu lên men rượu vang từ dịch quả cacao

Qua các kết quả thu lại đã giúp hoàn thành điều kiện, thông số của dịch lên men ban đầu nhằm cho sản phẩm rượu vang đạt chất lượng.. Dựa vào thành phần dịch Cacao có thể thấy, hàm lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TUYỂN CHỌN GIỐNG NẤM MEN VÀ BƯỚC ĐẦU LÊN MEN

RƯỢU VANG TỪ DỊCH QUẢ CACAO

Trình độ đào tạo: Đại học chính qui

Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành: Hóa Dầu

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Chu Thị Hà Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn Nghĩa MSSV: 1052010137

Lớp: DH10H1

Bà Rịa Vũng Tàu, năm 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TUYỂN CHỌN GIỐNG NẤM MEN VÀ BƯỚC ĐẦU LÊN MEN

RƯỢU VANG TỪ DỊCH QUẢ CACAO

Trình độ đào tạo: Đại học chính qui

Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành: Hóa Dầu

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Chu Thị Hà Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn Nghĩa MSSV: 1052010137

Lớp: DH10H1

Bà Rịa Vũng Tàu, năm 2014

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

-oOo

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Huỳnh Văn Nghĩa MSSV: 1052010137

Ngày, tháng, năm sinh: 15-06-1992 Nơi sinh: Bình Sơn, Quảng Ngãi

Nghành: Công nghệ kỹ thuật Hóa học

I TÊN ĐỀ TÀI: Tuyển chọn giống nấm men, bước đầu lên men rượu vang từ

dịch quả Cacao

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

 Tuyển chọn giống nấm men thích hợp để lên men rượu vang từ dịch quả Cacao;

 Lên men chính và theo dõi cái yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men;

 Xây dựng các thông số công nghệ ban đầu cho quá trình lên men chính từ dịch

quả Cacao

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 9/2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 7/2014

V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Chu Thị Hà

Bà Rịa – Vũng tàu, Ngày 6 tháng 7 năm 2014

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Với tinh thần và trách nhiệm học tập của một sinh viên, tôi xin cam đoan trong quá trình thực hiện đồ án không sao chép số liệu từ bất kì một đề tài, đồ án, bài báo cáo khoa học Các số liệu được thu thập trong quá trình làm thí nghiệm Các nội dung tham khảo từ các tài liệu được trích dẫn và nêu tên tác giả cụ thể - được đính kèm theo mục tài liệu tham khảo

Vũng Tàu, ngày 6 tháng 07 năm 2014

Sinh viên

Huỳnh Văn Nghĩa

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này:

Tôi xin gởi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu và thầy cô giáo trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu Đăc biệt xin gởi lời tri ân đến các thầy cô khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm, những người đã trực tiếp chỉ dạy, hướng dẫn tận tình cho em

Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến cô Chu Thị Hà, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em được hoàn thành luận văn này Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô

Lê Thanh Thanh trưởng bộ môn Hóa Dầu đã giới thiệu và tạo điều kiện và cho em cơ hội tiếp cấn với kiến thức mới đầy bổ ích

Tôi xin cảm ơn đến tất cả các bạn bè, những người luôn kề vai sát cách trong phòng thí nghiệm, giúp đỡ tôi qua khó khăn Xin được cảm ơn thầy Nguyễn Minh Nhựt, Nguyễn Chí Thuần đã hỗ trợ dụng cụ thí nghiệm và tạo điều kiện cho em một cách tốt nhất để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng, lời cảm ơn đặc biệt nhất, con xin cảm ơn ba mẹ, để có được ngày hôm nay, con biết hơn ai hết ba mẹ là quan trọng nhất Con xin cảm ơn ba mẹ đã động viên,

tư vấn và an ủi con trong những lúc khó khăn trong học tập và cuộc sống

Vũng Tàu, ngày 6 tháng 07 năm 2014

Sinh viên

Huỳnh Văn Nghĩa

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC SƠ DỒ v

DANH MỤC HÌNH vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu cây CaCao 3

1.1.1 Đặc điểm cây Cacao 3

1.1.2 Các giống Cacao 4

1.1.3 Thành phần của dịch Cacao 5

1.2 Giới thiệu về rượu vang 6

1.2.1 Giá trị của rượu vang 6

1.2.2 Các loại rượu vang 8

1.3 Giới thiệu vi sinh vật lên men rượu vang 10

1.3.1 Nấm men 10

1.3.2 Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần khiết 22

1.4 Qui trình chung lên men rượu vang 24

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 25

1.5.1 Nhiệt độ 25

1.5.2 pH 26

1.5.3 Nồng độ chất hòa tan của dịch lên men 27

1.5.4 Thời gian 27

1.5.5 Oxy 27

1.5.6 Nồng độ CO2 trong môi trường 28

1.5.7 Thành phần các chất dinh dưỡng của môi trường lên men 28

1.5.8 Hàm lượng giống nấm men 28

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Phương tiện nghiên cứu 30

2.1.1 Thời gian và địa điểm 30

2.1.2 Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 30

2.1.3 Vật liệu nghiên cứu 30

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Phương pháp tuyển chọn giống nấm men 31

2.2.2 Phương pháp huấn luyện giống thích nghi – nâng cao chất lượng giống 32

2.2.3 Phương pháp phân tích 32

2.2.4 Phương pháp đánh giá sản phẩm 34

2.3 Bố trí thí nghiệm 34

2.3.1 Khảo sát quá trình tăng sinh giống nấm men S1 34

2.3.2 So sánh khả năng tạo cồn của hai giống nấm men 35

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 36

2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của pH đầu đến quá trình lên men 37

2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng của Brix đến quá trình lên men 39

2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng giống đến quá trình lên men 40

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 43

3.1 Tăng sinh nấm men 43

3.2 Kết quả khảo sát so sánh 2 giống nấm men 44

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ lên men và chất lượng của rượu vang non 45 3.4 Ảnh hưởng của pH dịch quả lên men đến chất lượng của rượu vang non 48

3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng chất hoàn tan trong dịch quả lên men đến chất lượng của rượu vang non 51

3.6 Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến tốc độ lên men và chất lượng của rượu

vang non 54

3.7 Quy trình đề xuất 57

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

4.1 Kết luận 59

4.2 Kiến nghị 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nước Cacao 6

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của nấm men 13

Bảng 2.1 Thông số các mẫu lên men khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ 37

Bảng 2.2 Thông số các mẫu lên men khảo sát sự ảnh hưởng của pH 39

Bảng 2.3 Thông số các mẫu lên men khảo sát sự ảnh hưởng của Brix 39

Bảng 2.4 Thông số các mẫu lên men khảo sát sự ảnh của hàm lượng giống 42

Bảng 3.1 Số lượng tế bào nấm men mẫu S1 theo thời gian 43

Bảng 3.2 Độ cồn của 2 mẫu giống S1 và S2 44

Bảng 3.3 Các thông số rượu vang sau khi lên men theo quy trình đề xuất 58

DANH MỤC SƠ DỒ

Sơ đồ 1.1 Qui trình lên men rượu vang 25

Sơ đồ 2.1 Bố trí thí nghiệm so sánh 2 mẫu nấm men 36

Sơ đồ 2.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ 37

Sơ đồ 2.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của pH 38

Sơ đồ 2.4 Bố trí thí nghiệm khỏa sat sự ảnh hưởng của Brix 40

Sơ đồ 2.5 Bố trí thi nghiệm khảo sát hàm lượng giống 41

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây Cacao 3

Hình 1.2 Quả Cacao giống Criollo 4

Hình 1.3 Quả Cacao giống Forastero 4

Hình 1.4 Quả Cacao giống Trinitario 5

Hình 1.5 Thành phần cấu tạo quả Cacao 5

Hình 1.6 Quá trình sinh sản vô tính của nấm men 11

Hình 1.7 Nấm men nảy chồi và hình thành bào tử túi 12

Hình 1.8 Qui trình chuyển hóa đường glucose thành ethanol 16

Hình 1.9 Saccharomyces cerevisia 19

Hình 1.10 Saccharomyces uvarum 20

Hình 1.11 Saccharomyces chevalieri 20

Hình 1.12 Saccharomyces oviformis 21

Hình 1.13 Kloeckera apiculata 21

Hình 2.1 Dịch lên men trong các chai nhựa 42

Hình 2.2 Các mẫu trong một lần lên men 42

Hình 3.3 Đồ thị biểu thị đường cong sinh trưởng của nấm men 44

Hình 3.1 Quan sát nấm men dưới kính hiển vi X40 44

Hình 3.2 Đếm nấm men bằng buồng đếm hồng cầu Thoma 44

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi khối lượng theo thời gian tại các điều kiện nhiệt độ lên men khác nhau 46

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất hòa tan theo thời gian tại các điều kiện nhiệt độ lên men khác nhau 46

Hình 3.6 Nồng độ cồn của rượu vang sau 14 ngày lên men tại các điều kiện nhiệt độ khác nhau 47

Hình 3 7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH theo thời gian tại các điều kiện nhiệt độ lên men khác nhau 47

Hình 3.8 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi khối lượng theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện pH ban đầu khác nhau 49

Hình 3.9 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi số lượng tế bào theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện pH ban đầu khác nhau 49

Hình 3.10 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi pH theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện pH ban đầu khác nhau 50Hình 3.11 Nồng độ cồn của rượu vang sau 14 ngày lên mem tại các điều kiện pH ban đầu khác nhau 50Hình 3.12 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi khối lượng theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện nồng độ chất khô ban đầu khác nhau 52Hình 3.13 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi nồng độ chất khô theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện nồng độ chất khô ban đầu khác nhau 52Hình 3.14 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi số lượng tế bào nấm men theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện nồng độ chất khô ban đầu khác nhau 53Hình 3.15 Nồng độ cồn của rượu vang sau 14 ngày lên men tại các điều kiện nồng độ chất khô ban đầu khác nhau 53Hình 3.16 Đồ thị biểu diễn sự thây đổi của số lượng tế bào nấm men tại các điều kiện

bổ sung nồng độ giống khác nhau 55Hình 3.17 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi của nồng độ chất hòa tan theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện bổ sung nồng độ giống khác nhau 56Hình 3.18 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi của pH theo thời gian trong quá trình lên men tại các điều kiện bổ sung nồng độ giống khác nhau 56Hình 3.19 Đồ thị biễu diễn nồng độ cồn sau 14 ngày lên men men tại các điều kiện bổ sung nồng độ giống khác nhau 57

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, nhu cầu thực phẩm của con người ngày càng tăng Bên cạnh các nhu yếu phẩm cần thiết thì các sản phẩm phụ như nước uống giải khác và rượu cũng đang tăng mạnh Đứng trước nhu cầu đa dạng các chủng loại thực phẩm, nhiều nhà cung ứng đã thực hiện việc phát triển sản phẩm và cho ra nhiều loại mới, đáp ứng thị hiếu nhu cầu của người dùng

Nghành rượu và nước uống giải khát cũng có nhiều sản phẩm mới, đa dạng Riêng với nghành rượu vang, bên cạnh các sản phẩm vang nho truyền thống đã ổn định được

vị thế, người ta còn cố gắng nghiên cứu và tạo ra các dòng rượu nhẹ từ nguồn nguyên liệu mới như: cà chua, dưa hấu, dừa, xoài,… Các nguồn nguyên liệu mới này đã cho sản phẩm có chất lượng tốt và hương vị riêng, tuy nhiên để so sánh với vang nho thì vẫn còn thua kém khá xa về hương vị Hiện nay, việc tạo ra sản phẩm rượu trái cây

để cạnh tranh với rượu vang nho vẫn được nghiên cứu và phát triển tại nhiều nơi Một trong nhưng hướng đang nghiên cứu là tận dụng dịch nhày của hạt Cacao

Cây Cacao được coi là một trong những cây công nghiệp lâu năm chính của Việt Nam Sản phảm chính mà cây cung cấp là trái để tách bóc hạt làm sô-cô-la Trong quá trình chế biến và xử lí lên men hạt Cacao, hiện nay người ta còn tận thu thêm các sản phẩm phụ như vỏ: làm phân vi sinh; dịch nhày: nước uống trái cây và lên men rượu Trên thế giới, hiện sản phẩm rượu vang Cacao đã có mặt trên thị trường nhưng

số lượng vẫn còn ít và chưa tạo được nhiều ấn tượng cho thực khách Nguyên nhân chính như đã đề cập là hương vị và chất lượng vẫn chưa sánh được với rượu vang nho

Để tập trung giải quyết vấn đề hương vị và ổn định chất lượng, đề tài “ tuyển chọn giống nấm men cho quá trình lên men rượu vang Cacao, bước đầu lên men rượu vang Cacao” được thực hiện

 Mục tiêu đề tài:

- Chọn được loại nấm men phù hợp với dịch hạt Cacao;

- Biết được các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men như thế nào;

- Canh chỉnh các yếu tố nhằm đề xuất quy trình lên men hoàn thiện về công nghệ;

- Cho sản phẩm hoàn thiện

 Nội dung nghiên cứu:

- Khảo sát khả năng lên men của 2 giống nấm men Saccharomyces cerevisiae

được bán trên thị trường S1- giống được cung cấp từ viện thử nghiệm thuốc Tp HCM; S2 – được cung cấp từ viện công nghệ thực phẩm Hà Nội;

- Khảo sát các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lên men: Brix, pH, nhiệt

độ, số lượng giống

Qua các kết quả thu lại đã giúp hoàn thành điều kiện, thông số của dịch lên men ban đầu nhằm cho sản phẩm rượu vang đạt chất lượng

Kết quả nghiên cứu được trình bày thành 4 chương chính:

- Chương 1: Lược khảo tài liệu;

- Chương 2: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu;

- Chương 3: Kết quả và thảo luận;

- Chương 4: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu cây CaCao

1.1.1 Đặc điểm cây Cacao

Cacao thuộc họ Sterculiaceae, giống Theobroma, loài Cacao, có nguồn gốc từ miền nam châu Phi Cacao là cây công nghiệp dài ngày, trồng thích hợp ở vùng nhiệt đới, thân gỗ, cao 5 – 7m (thường phát triển dưới tán) Sau khi trồng 3 – 4 năm, cây bắt đầu ra trái, sau 10 năm thì cây phát triển hoàn thiện Cây Cacao có thể cho thu hoạch quả đến 50 năm Hình 1.1 là hình ảnh một cây Cacao thuộc giống Criollo đang thời gian ra trái

Hoa Caccao nhỏ, đường kính khoảng 15mm, có màu vàng, đỏ, trắng hay tím tùy theo loài Hoa mọc trực tiếp từ thân và cành, thuộc loại lưỡng tính và thụ phấn chủ yếu là nhờ côn trùng Có khoảng 0,5% hoa nở tạo quả, trong đó 90% quả non sẽ bị khô và rụng

Quả phát triển trong 5 – 6 tháng, màu sắc biến đổi tùy theo loài Quả Cacao có kích thước lớn, không nứt Trong quả thường có 5 hàng hạt bám xung quanh cùi Mỗi hạt có lớp vỏ nhầy bao quanh

Điều kiện canh tác: nhiệt độ từ 20 đến 300C, lượng mưa từ 1500 đến 2000 mm/năm, pH của đất: 6,5 – 6,7

Hình 1.1 Cây Cacao

1.1.2 Các giống Cacao

Có 3 giống Cacao chủ yếu là giống Forastero, Criollo và Trinitario

 Giống Forastero: Xuất xứ từ Tây Phi, Brazil, Indonesia, Malaysia Đặc tính

thực vật: quả khi chín màu vàng, hình dài, nhọn, ít khía, mặt trơn, hạt hơi lép, lúc tươi

có vị chát đắng, 60 – 80 hạt/quả Chất lượng trung bình, năng suất cao và kháng sâu bệnh tốt, chiếm 80% thị phần Cacao thế giới Ở Việt Nam, Forastero là giống được trồng nhiều nhất Quả có màu vàng, hình bầu dục – Hình 1.3

 Giống Criollo: Xuất xứ từ Nam Trung Mỹ (Mehico, Colombia, Guatemala,

…) Đặc tính thực vật: quả khi chín màu đỏ sậm, hình dạng dài, dưới rất nhọn, vỏ sần sùi, hạt tươi có màu trắng hoặc hơi vàng, hạt khô mùi thơm mạnh, ít đắng, 20 – 40 hạt/quả Năng suất thấp và khả năng kháng sâu bệnh kém nhưng chất lượng hạt Cacao

là tốt nhất có thể làm ra loại chocolate ngon nhất, chiếm 5% thị phần Cacao thế giới Hình 1.3 là quả của giống Criollo, quả có màu nâu đậm, hình dạng dài hơn giống

Forastero

Hình 1.2 Quả Cacao giống Criollo Hình 1.3 Quả Cacao giống Forastero

 Giống Trinitario: Đây là giống được lai tạo từ 2 giống Criollo và Forastero

Đặc điểm: mang tính chất trung gian giữa 2 giống trên: phôi nhũ màu tím nhạt, quả dẹt, quả có rãnh sâu không rõ nét, chứa nhiều hơn 40 hạt/quả Năng suất cao và khả

năng kháng bệnh tốt, đây là giống có chất lượng trung bình, chiếm 10 – 15% thị

trường ca cao thế giới

Hình 1.4 Quả Cacao giống Trinitario 1.1.3 Thành phần của dịch Cacao

Quả sau thu hoạch được bóc lấy hạt Hạt Cacao được bao xung quang bởi một lớp cơm nhày - Hình 1.5, thu lớp cơm nhày thì ta được dịch quả Dịch có mùi thơm, vị ngọt hơi chua Thông thường 10kg hạt cho 1,2 – 1,3 lít dịch quả Lượng dịch quả còn tùy thuộc vào mùa năng hay mưa Thành phần dịch Cacao được thể hiện trong Bảng 1.1 Dựa vào thành phần dịch Cacao có thể thấy, hàm lượng đường glucose khá cao, điều này giúp cho việc lên men rượu vang đạt chất lượng và các thành phần vi khoáng lớn nhiều làm cho rượu có giá trị dinh dưỡng cao

Hình 1.5 Thành phần cấu tạo quả Cacao

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nước Cacao [9]

1.2 Giới thiệu về rượu vang

1.2.1 Giá trị của rượu vang

Bản chất của rượu vang là nước quả lên men (tại một số nước “rượu vang” là rượu được lên men từ nho được sử dụng trong thương mại) Rượu vang là sản phẩm tự nhiên có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon, nhiều vitamin và khoáng, chứa các đường đơn dễ tiêu hóa, độ cồn nhẹ có tác dụng kích thích tiêu hóa, chống ung Cồn trong rượu vang là cồn tinh khiết do lên men tự nhiên nên khi uống vào sẽ ngấm dần làm người uống không bị nhanh say

Dưới đây là những tác dụng mà rượu vang mang lại:

 Giúp giảm béo: Rượu nho có tác dụng giảm cân, mỗi ml rượu vang nho có chứa 525 cal, số nhiệt lượng này chỉ tương đương với 1/5 nhu cầu nhiệt lượng trung bình cần thiết mỗi ngày của cơ thể Sau khi uống, rượu vang nho có thể được hấp thu trực tiếp, tiêu hóa hết trong vòng 4 giờ mà không làm tăng cân Những người thường xuyên uống rượu nho không những có thể bổ sung lượng nước và các chất dinh dưỡng cần thiết mà còn có lợi cho việc giảm béo [12];

 Kích thích ăn ngon miệng: Màu đỏ tươi rất đẹp mắt của vang đỏ có tác dụng kích thích vị giác của người sử dụng Đặc biệt, vị thơm của hoa quả và vị chát của rượu khi bạn chạm môi sẽ làm tăng cảm giác thèm ăn Mùi thơm và các thành phần đặc biệt khiến cho rượu nho trở thành một đồ uống rất thích hợp để ăn cùng cơm hay bánh mỳ, không những có thể khai vị, giúp tiêu hóa thức ăn, nâng cao chất lượng bữa

ăn mà còn làm cho chúng ta cảm thấy hưng phấn, thoải mái tinh thần [12];

 Bồi bổ sức khỏe: Nguyên liệu thiên nhiên và quá trình chưng cất rượu vang nho là yếu tố giúp loại vang này chứa nhiều loại axit amin, khoáng chất và vitamin, đây đều là các thành phần dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể Nó có thể được hấp thu trực tiếp vào cơ thể mà không cần qua giai đoạn tiền tiêu hóa Đặc biệt đối với những người ốm yếu, nếu thường xuyên uống một lượng thích hợp rượu vang nho thì sẽ rất

có lợi cho việc hồi phục sức khỏe Các hợp chất có chức năng oxy hóa có trong vang nho có thể phòng trừ các phản ứng oxy hóa có hại trong quá trình trao đổi chất Những tác hại này là một trong những nhân tố dẫn đến một số bệnh thoái hóa như đục thủy tinh thể, bệnh tim mạch, lão hóa, xơ vữa động mạch Do vậy, thường xuyên uống rượu nho với một lượng vừa phải có tác dụng ngăn ngừa lão hóa, kéo dài tuổi thọ;

 Ngăn ngừa ung thư vú: Các thí nghiệm cho chuột mắc ung thư uống rượu vang nho mới nhất cho thấy, rượu nho có tác dụng mạnh mẽ trong việc ức chế bệnh phát triển Các chuyên gia nghiên cứu của Đại học Dược Illinois (Mỹ) đã dùng dâu, lạc,

vỏ quả nho và nhận thấy tác dụng chống ung thư của chúng rất mạnh Các nhà khoa học Mỹ gần đây phát hiện rằng trong rượu nho có chứa một chất hóa học có thể chống lại ung thư vú Nhà khoa học Roy Williams của Viện nghiên cứu rượu vang nằm ở Los Angeles (Mỹ) đã phát biểu trong một cuộc họp báo ở Washington rằng họ đã phát hiện ra chất có tác dụng phòng ngừa ung thư vú trong rượu vang đỏ và vang trắng Sở dĩ chất này có tác dụng như vậy là do nó có thể chống lại estrogen, chất có liên quan đến bệnh ung thư vú [12];

 Có lợi cho tiêu hóa: Trong dạ dày có 60-100g rượu vang nho có thể làm tăng dịch vị dạ dày thêm 120ml, có lợi cho tiêu hóa và phòng ngừa táo bón Do đó rượu vang có thể điều tiết chức năng của ruột, có tác dụng đối với việc điều trị bệnh viêm

ruột Rượu vang trắng chứa kali sorbat, có lợi cho việc tiết dịch của mật và tuyến tụy [12];

 Sát khuẩn: Con người đã biết tác dụng sát khuẩn của rượu nho từ rất sớm Cảm cúm là một bệnh lây thường gặp, các chất kháng khuẩn trong rượu nho có tác dụng

ức chế sự truyền nhiễm virus cúm, phương pháp truyền thống là uống một ly rượu nho ấm hoặc đánh một quả trứng gà vào ly rượu nóng, để nguội rồi uống.Nghiên cứu cho thấy tác dụng sát khuẩn của rượu là do nó chứa các chất gây ức chế, tiêu diệt vi khuẩn [12];

 Lợi tiểu: Một số loại rượu vang trắng chứa hàm lượng cao các chất kali tartrat, kali sulfat, kali oxit, có tác dụng lợi tiểu và duy trì độ cân bằng axit trong cơ thể [12]

 Làm đẹp, ngăn ngừa lão hóa: Các thành phần hữu cơ chứa nhiều phenol chỉ có trong rượu vang giúp hạ mỡ máu, ngăn ngừa các cholesterol có hại, làm mềm huyết quản, tăng cường chức năng tim mạch, lại có hiệu quả làm đẹp, ngăn ngừa lão hóa [12];

 Ngăn chặn sự hấp thu chất béo: Các nhà khoa học Nhật phát hiện ra rượu vang

đỏ có thể ức chế sự hấp thu chất béo Thí nghiệm trên chuột cho thấy sau một thời gian uống rượu vang, sự hấp thu chất béo trong ruột chuột chậm lại, thí nghiệm lâm sàng trên cơ thể người cũng cho kết quả như vậy

1.2.2 Các loại rượu vang

Có nhiều cách phân loại rượu vang, dưới đây là những phương pháp, tiêu chí phân loại hay dùng

 Theo màu sắc của rượu vang:

- Vang trắng - Vin blanc;

- Vang đỏ - Vin rouge;

- Vang hồng - Vin roses;

- Vang xám - Vin gris

 Theo hàm lượng đường tự nhiên (độ êm của vang ):

- Vang khô - Vin sec ( dưới 2g đường/L );

- Vang nửa khô - Vin demi-sec ( từ 2g đến 30g đường/L);

- Vang êm - Vin moelleux ( từ 30 đến 50g đường/L );

- Vang êm (có mùi , tuy nồng độ cao, khá nặng nhưng êm) - Vin liquoreux: Hơn 50g đường/L)

 Theo hàm lượng đường của hương liệu thêm vào (vang có bọt):

- Thô tự nhiên - Brut naturel: không có đường thêm vào;

- Cực kỳ thô - Extra-brut:tới 6g đường/L;

- Thô – Brut: tới 15g đường /L ;

- Cực kỳ khô - Extra-sec: 12 đến 20g đường/L;

- Khô – Sec: 17 đến 35g đường/L

- Nửa khô - Demi-sec: 33 đến 50g đường/L;

- Êm – Doux: hơn 50g đường/L

 Theo độ nén gaz bão hòa

- Vang êm - Vin tranquille : không xuất hiện bọt, ở 20° số lượng gaz carbonique giảm 1g/L Phần lớn các loại vang này đều là vang êm;

- Vang có bọt - Vin effervescent : xuất hiện bọt khí;

- Rượu vang tăm - Vin perlant: Hơn 1g khí gaz carbonique/L Các bọt khí nổi lên ở 20° khi mở nút chai;

- Rượu vang nổi bọt - vang nổ - Vin pétillant: Chai đóng kín, ở nhiệt độ 20°C khí gaz carbonique bị nén từ 1 đến 2.5 bars;

 Theo năm tuổi

- Vang mới - Vin primeur;

- Vang được giữ lâu đời - Vin de garde

 Các tiêu chuẩn phân loại khác:

- Vang ướp hương liệu ( Vang có mùi thơm ) - Vin aromatises;

- Vang sinh học, vang không chứa lưu huỳnh - Vin bio, vin sans soufre;

- Vang nóng - Vin chaud;

- Vang êm , vang nhẹ - Vin doux, vin mutes;

- Vang đá - Vin de glace;

- Vang vàng , vang màu rơm - Vin jaune, vin de paille;

- Vang vùng núi - Vin de Montagne;

- Vang không chứa cồn - Vin sans alcool;

- Vang nho giống (đơn giống) - Vin de cespage;

- Vang theo nhãn hiệu - Vin de marque

1.3 Giới thiệu vi sinh vật lên men rượu vang

vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy [1]

 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: Chiều dài: 9 – 10 µm, chiều

rộng: 2 – 7 µm Kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở các độ tuổi khác nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau

 Cấu tạo tế bào nấm men: Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ bản như sau:

- Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau Trong đó chủ yếu là: glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin,…

- Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein (chiếm 50% khối lượng khô), lipid chiếm 40% và một ít polysaccharide

- Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước (75 – 85%), protid, gluxid, lipid và các muối khoáng, enzyme và có các bào quan trong đó (nhân tế bào,

không bào, ty lạp thể, ribosome,…)

 Sự sinh sản của nấm men: Đối với nấm men thuộc giống Saccharomyces có 2

phương thức sinh sản Đó là sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi và sinh sản hữu tính

bằng bào tử túi [2] :

- Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi: Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men Ở điều kiện thuận lợi, nấm men sinh sôi nảy nở nhanh, quan sát dưới kính hiển vi thấy hầu như tế bào nấm men nào cũng nảy chồi Khi chồi xuất hiện, các enzyme thủy phân sẽ phân giải phần polysaccharide của thành tế bào làm cho chồi chui ra khỏi tế bào mẹ Vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đó sẽ xuất hiện một vách ngăn giữa chồi và tế bào mẹ, tại chỗ tách ra còn giữ lại một vết sẹo của chồi, trên tế bào con cũng mang một vết sẹo Tại vết sẹo này tế bào mẹ sẽ không bao giờ tạo ra một chồi non mới Thời gian cần thiết kể từ lúc chồi mới hình thành tới lúc tế bào này phát triển và bắt đầu tạo tế bào mới gọi là chu kỳ phát triển của nấm men;

Hình 1.6 Quá trình sinh sản vô tính của nấm men (a): tế bào nấm men nảy chồi; (b): tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm

men; (c): vết sẹo sau khi nảy chồi

- Sinh sản hữu tính: Bào tử túi được sinh ra trong các túi Hai tế bào khác giới đứng gần nhau sẽ mọc ra hai mấu lồi Chúng tiến lại gần nhau và tiếp nối với nhau Chỗ tiếp nối sẽ tạo một lỗ thong và qua đó, chất nguyên sinh có thể đi qua để tiến hành phối chất, nhân cũng đi qua để tiến hành phối nhân Sau đó nhân phân cắt thành

2, thành 4, thành 8 Mỗi nhân được bao bọc bới các chất nguyên sinh rồi được tạo màng dày xung quanh và hình thành các bào tử túi Tế bào dinh dưỡng biến thành túi

Hình 1.7 Nấm men nảy chồi và hình thành bào tử túi

 Phân loại nấm men: Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và lớp

nấm men giả (Fungi imporfecti)

- Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lớp nấm túi)

+ Phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces;

+ Giống Endomyces;

+ Giống Schizosaccharomyces

- Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm men bất toàn)

+ Crytococus (toscula, tornlopsis);

có được thành phần cấu tạo như vậy, trong quá trình trao đổi chất nấm men phải cần cung cấp các khoáng và các chất có chứa thành phần trên để sinh sản và chuyển hóa tốt:

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của nấm men

- Các vitamin và chất khoáng: Chất khoáng có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của nấm men:

+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat 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 Chất khô

+ Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men

+ Sắt: tham gia vào các thành phần 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 magiê

 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 hai 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 cũng được thải ra theo con đường này

- Hấp thu 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 permease hoạt hóa Permease là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permease lại tiếp tục vận chuyển tiếp

 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men:

- Sự sinh trưởng: Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ,

tế bào nấm men tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều;

- Sự phát triển: Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh khối rất lớn sau một thời gian ngắn Trong trường hợp sinh sản theo phương pháp này thì trong dịch nuôi cấy sẽ không có tế bào già Vì rằng tế bào được phân chia thành hai cứ như vậy tế bào lúc nào cũng ở trạng thái đang phát triển Tế bào chỉ già khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng và tế bào không có khả năng sinh sản nữa Tuy nhiên, đa số nấm men sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên hiện tượng phát hiện tế bào già rất rõ Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi tách đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo Vết sẹo này sẽ không có khả năng tạo ra chồi mới Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ chuyển thành tế bào già theo thời gian

Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như:

+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay gián tiếp trên mặt thạch;

+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị chuẩn của mật độ tế bào…

- Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men tĩnh có thể chia làm 4 giai đoạn:

 Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh khối chưa tăng nhiều;

 Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men;

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

 Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế

bào nấm men giảm dần

 Các hình thức hô hấp của nấm men: Ở nấm men hô hấp là quá trình khá phức

tạp, nó xảy ra theo hai chiều hướng khác nhau Vì thế người ta phân thành 2 loại hô

hấp: hô hấp hiếu khí và hô hấp yếm khí

b) Cơ chế quá trình lên men

Quá trình lên men gồm 2 quá trình chính là hô hấp hiếu khí và hô hấp kị khí

Trong quá trình lên men tạo thành rượu, nấm men sử dụng đường glucose trải qua nhiều giai đoạn chuyển hóa và cuối cùng tạo ra rượu Ngoài glucose, nấm men còn tiết

Hình 1.8 Qui trình chuyển hóa đường glucose thành ethanol

thêm enzim nhằm phân hủy đường saccharose thành glucose để sử dụng Hình 2.7 thể hiện qui trình chuyển hóa từ đường đơn glucose

c) Lên men bằng nấm men tự nhiên

Ở những nước có nghề sản xuất rượu vang truyền thống, người ta thường sử dụng

hệ vi sinh vật tự nhiên có ở quả Phương pháp này có ưu điểm là:

- Không cần có giống vi sinh vật thuần khiết, do đó không đòi hỏi kỹ thuật cao;

- Không cần đầu tư nhiều cho quá trình sản xuất, tận dụng được nguồn nguyên liệu tại chỗ, nguồn nhân công nông nhân, sử dụng các phương pháp sản xuất theo kinh nghiệm đã được truyền từ đời này sang đời khác và tạo ra sản phẩm với giá thành thấp cung cấp cho gia đình và dân địa phương

Sản phẩm khá đặc biệt vì quá trình tích lũy hương cho sản phẩm không chỉ lấy từ nguồn trái cây mà còn được tạo bởi vi sinh vật tự nhiên có ở trái cây đó và theo vào quá trình lên men Tuy nhiên, việc sử dụng vi sinh vật từ tự nhiên cũng có rất nhiều nhược điểm:

- Chất lượng sản phẩm thường không ổn định vì không kiểm soát được chất lượng giống vi sinh vật ban đầu khi đưa lên men

- Ở những nước có truyền thống sản xuất rượu vang nổi tiếng họ vẫn dùng vi sinh vật tự nhiên để lên men Tuy nhiên chất lượng sản phẩm phụ thuộc phần lớn vào kinh nghiệm khi lựa chọn nguyên liệu, phối trộn nguyên liệu cho đến chất lượng sản phẩm làm ra không đồng nhất, có lúc chất lượng tốt, đôi khi bị hư hại mà không lý giải được

Vấn đề này có thể khắc phục khi người trồng trọt không dùng quá nhiều hoặc không dùng thuốc trừ sâu, phân hóa học Trường hợp ngược lại, thì không nên dùng phương pháp này vì sẽ rất nguy hiểm cho quá trình lên men cũng như cho sức khỏe của người tiêu dùng

Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men Những nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy: trong khu hệ vi sinh vật tự nhiên này có 76 – 90% là nấm sợi, 9 –

22% là nấm men, số còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có

bào tử, xạ khuẩn

d) Lên men rượu vang bằng giống nấm men tuyển chọn

Công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất rượu vang là quá trình lên men Người

ta chia quá trình lên men này bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn lên men chính và giai đoạn lên men phụ Cả hai giai đoạn này vi sinh vật đóng vai trò quan trọng, nhất là nấm men Nấm men tham gia chủ yếu vào quá trình chuyển hóa đường thành cồn Như vậy, yêu cầu của quá trình lên men trước tiên là phải tạo được cồn từ đường, kế

đó là tạo hương và lắng trong

Sản phẩm rượu vang là sản phẩm lên men không qua chưng cất, do đó yêu cầu về

độ trong rất quan trọng Về lý thuyết, vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men rượu vang giống như trong quá trình lên men bia Tuy nhiên, việc ứng dụng các vi sinh vật trong sản xuất rượu vang ngoài các tính chất giống như trong sản xuất bia: lên men cồn, khả năng lắng trong, chịu nhiệt độ thấp , còn phải có khả năng tạo hương

Giống Saccharomyces có tới 18 loài, nhưng chỉ có 7 loài thường gặp trong nước

quả Các loài 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 Kloeckera, Torulopsis Người ta

thường gọi chúng là men dại

Phương pháp sản xuất rượu vang từ chủng thuần khiết có rất nhiều triển vọng: thời gian lên men nhanh, quá trình lên men không bị dừng ở giữa chừng, hàm lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để, nồng độ cồn thu được trong vang cao hơn lên men tự nhiên là 0,1 – 10, vang sáng màu nhanh hơn, có thể cho hương vị thanh khiết hơn

Các chủng nấm men thuần khiết thường sử dụng trong sản xuất rượu vang:

 Saccharomyces cerevisiae: 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 Nguồn dinh dưỡng carbon của loại này là đường, cồn và acid hữu cơ, những

tác nhân sinh trưởng là acid pantotenic, biotin, mezoinozide, thiamin và piridoxin Đa

số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3 – 8) x (5 –12) µm, sinh sản theo lối nảy chồi và tạo thành bào tử Saccharomyces cerevisiae sinh ra enzyme invertase

có khả năng khử đường saccharose thành fructose và glucose, vì vậy trong lên men

ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả và hàm lượng rượu được tạo

thành bình thường đối với nhiều nòi của men này đạt được 8 – 13% so với thể tích

Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch

rượu.Ở nòi của giống 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.Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae

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

Hình 1.9 Saccharomyces cerevisia

 Saccharomyces uvarum: 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 – 13% cồn trong dung dịch lên men Một vài nòi được dùng trong sản

xuất rượu vang

Hình 1.10 Saccharomyces uvarum

 Saccharomyces chevalieri: Saccharomyces chevalieri thuần chủng khi lên

men có thể tạo 16% cồn Nó thường lẫn với Saccharomyces cerevisiae Hình dạng

nấm men này được thể hiện qua hình 2.10

Hình 1.11 Saccharomyces chevalieri

 Saccharomyces oviformis: Loại nấm men này ít hơn so với Saccharomyces

cerevisiae 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

18% cồn Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Saccharomyces cerevisiae

và có khả năng chịu được cồn cao Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt Có hình dáng

giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả Saccharomyces Oviformis – hình 2.12, lên men được glucose, fructose, mannose, saccharose, maltose và 1/3 rafinose,

không lên men được lactose, pentose Điều khác nhau cơ bản của Saccharomyces

oviformis với Saccharomyces cerevisiae là: Saccharomyces oviformis không lên men

được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng Hai giống sản

xuất rượu vang này (Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis) có

nhiều nòi được dùng trong sản xuất

Hình 1.12 Saccharomyces oviformis

 Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata: Kloeckera apiculata: kích

thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi

là men hình chùy – hình 2.12 Sinh sản bằng nảy chồi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm đến 90% tổng số men khi bắt đầu lên men Nó có thể lên men tạo thành 6 – 70 cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó còn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên

men, K apiculata nhạy cảm với SO2 Trong nghề làm rượu vang người ta không

mong muốn loài men này phát triển, nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 40 cồn

Hình 1.13 Kloeckera apiculata

Quá trình lên men rượu vang có thể được tiến hành một cách tự nhiên mà không cần cấy giống hoặc bằng cách cấy vào dịch quả các nấ men vang chọn lọc.Việc lên men dịch trái cây được thực hiện bởi một hệ vi sinh vật phức tạp, trong đó các chủng nấm men phát triển và chết tùy theo sự thích nghi của chúng đối với môi trường Tương tác nấm men xảy ra trong suốt quá trình sản xuất rượu vang ngay từ khi bắt đầu quá trình lên men cồn Trong quá trình lên men tự nhiên, các nấm men có

mặt trong dịch quả nguyên liệu như là Kloeckera apiculata, Hansenula,

Hanseniaspora uvarum, Pichia và Candida spp Khởi đầu quá trình lên men cồn từ

dịch dịch quả Các nấm men này chết dần khi hàm lượng cồn tăng, chỉ còn lại

Saccharomyces cerevisiae có khả năng chịu được hàm lượng cồn cao tiếp tục quá

trình lên men cho đến khi kết thúc Sự chuyển biến này rất quan trọng vì các chủng

non-Saccharomyces thường tạo ra các hợp chất không mong muốn như rượu bậc cao,

acid acetic và acetaldehyde Sự biến mất hoặc giảm mật độ của giống non

Saccharomyces có thể là do khả năng chịu đựng cồn thấp, hoặc bị ức chế bởi các chất

diệt men (acid béo mạch ngắn và trung bình, glycoprotein,…) hoặc do hàm lượng oxy và nitrogen còn lại thấp Các quá trình lên men có kiểm soát thường được

thực hiện bằng cách cấy canh trường Saccharomyces cerevisiae thuần khiết, nhờ

đó quá trình lên men diễn ra nhanh hơn và có thể tạo ra rượu vang với hương vị đặc trưng [6] [11] Tuy nhiên, theo nhiều tác giả thì khi có các loài nấm men non-Saccharomyces phát triển trong rượu vang với một mức độ vừa phải, hương vị của rượu vang sẽ phong phú hơn và được ưa thích nhiều hơn so với rượu vang chỉ

được lên men từ giống Saccharomyces [8]

1.3.2 Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần khiết

Các loài nấm men thuần khiết dùng nhiều trong sản xuất rượu vang thuộc giống

Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis Các chủng nấm men thuần

khiết này, có sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng, khoảng nhiệt độ thích hợp để lên men, khả năng tạo cồn và chịu cồn, khả năng chịu được pH thấp cũng như khả năng kết lắng (tạo thành dạng bông hoặc dạng bụi)

 Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang là:

- 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 acid của môi trường cũng như các chất sát trùng;

- Tạo cho rượu hương vị thơm ngon tinh khiết

Cụ thể :

 Đặc tính lên men:

- Thích nghi với quá trình lên men nhanh;

- Tốc độ sử dụng cơ chất và tốc độ hình thành sản phẩm cao;

- Khả năng chịu cồn cao;

- Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao;

- Sinh khối tạo thành vừa phải;

 Các tính chất về hương vị

- Tạo thành ít sulphite/DMS/thiol;

- Tạo thành ít acid dễ bay hơi;

- Tạo thành ít rượu bậc cao;

- Giải phóng ra các tiền chất hương glycosylate;

- Hoạt tính esterase thấp;

 Đặc tính công nghệ

- Tính ổn định cao về mặt di truyền;

- Khả năng chịu sulphite cao;

- Ít liên kết với sulphite;

- Ít tạo bọt;

- Có khả năng kết bông;

- Kết lắng cặn nhanh;

- Nhu cầu nitơ thấp;

 Các đặc tính trao đổi chất có liên quan đến sức khỏe con người

- Tạo thành ít sulphite;

- Tạo thành ít biogenic amine;

- Tạo thành ít ethyl carbamate (urea);

1.4 Qui trình chung lên men rượu vang

Qui trình lên men rượu vang bao gồm các cơ bản sau:

 Xủ lí và điều chỉnh dịch quả: Khi được ép từ quả, hạt đa phần dịch quả đều bị nhiễm các tạp khuẩn và nấm men dại từ vỏ, môi trường, nếu không hạn chế được điều này quá trình lên men sẽ không đạt chất lượng, thông thường người ta sẽ dùng NaHSO3 để thanh trùng Dịch quả sau khi được thanh trùng sẽ tiếp tục đều chỉnh các thông số phù hợp cho quá trình lên men Vì lượng đường trong dịch quả không đáng

kể nên muốn có được hàm lượng cồn cao cần phỉ bổ sung đường, trong lên men rượu vang nho và các loại các loại khác người ta thường sử dụng đường saccharose Độ

pH của dịch quả thường không được như mong muốn, đa phần thường thấp hơn, khi

đó dùng NaHCO3 điều chỉnh phù hợp, một vài loại dịch có pH cao thì dùng acid citric hoặc acid lactic

 Bổ sung nấm men: nấm men được đưa vào dịch quả với hàm lượng thích hợp

 Lên men được thực hiện trong các thiết bị lên men chuyên dụng, đảm bảo kín,

có hệ thống kiểm soát nhiệt độ

 Lọc: Tách bỏ phầm nấm men và cặn bã lắng ra khỏi dịch vang non

Sơ đồ 1.1 Qui trình lên men rượu vang

 Lên men phụ, tồn trữ: Thông thương rượu vang non được tồn trữ 6-12 tháng

để đảm bảo rượu vang có hương vị tốt nhất và ổn định trước khi tiêu thụ

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

1.5.1 Nhiệt độ

Mỗi vi sinh vật đều có một khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng

Đối với nấm men saccharomyces, nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 28-32oC Tuy

Vang thô

Vang thành phẩm

Tiếp tục tàng trữ Đóng chai để tiêu thụ

Tách cặn và lọc bằng máy lọc khung bản

- Tách cặn sau đó lắng bằng albumin 3 - 4 g/l;

- Tàng trữ (tàng trữ ở nhiệt độ thấp vài tháng, nhiệt độ không quá 200C)

Dịch quả

Dịch lên men

Vang non

- Điều chỉnh độ Brix bằng saccharose;

- Điều chỉnh pH bằng acid citric hoặc acid lactic;

- Sulfit hóa bằng NaHSO3 30 - 120 mg/l

- Nấm men Saccharomyces cerevisiae 2 - 3%;

- Lên men ở 28-320C, pH = 3,8 – 4,2