Công nghệ sản xuất vang

Lương Đức Phẩm (1998). Công nghệ vi sinh vật. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 358 tr. Mcneil Brian Harvey Linda M. (chủ biên) (2008). Pratical Fermentation Technology. John Wiley Sons Ltd, UK, 396 tr. Harrington. R. (2008). Food and Wine Pairing: A Sensory Experience. John Wiley Sons Ltd, UK, 339 tr. Buglass A. J. (1988). Handbook of Alcoholic Beverages. John Wiley Sons Ltd, UK, 1185 tr. Prescott Lansing M., Harley John P. Klein Nonald A. (1999). Microbiology. WCBMcGrawHill, USA, 962 tr. Shetty Kalidas , Paliyath Gopinadhan, Pometto Anthony, Levin Robert E. (chủ biên) (2006). Food Biotechnology. CRC Press, Taylor Francis Group, USA, 1903 tr. RibereauGayon, P., Glories. Y. Handbook of Ecology: The Chemistry of Wine Stabilization and Treatments. John Wiley Sons Ltd, UK, 451 tr.

Phần 4 Công nghệ sản xuất vang

Tài liệu tham khảo

1.Lương Đức Phẩm (1998) Công nghệ vi sinh vật Nhà xuất bản Nông

nghiệp, Hà Nội, 358 tr.

2.Mcneil Brian & Harvey Linda M (chủ biên) (2008) Pratical

Fermentation Technology John Wiley & Sons Ltd, UK, 396 tr.

3.Harrington R (2008) Food and Wine Pairing: A Sensory

Experience John Wiley & Sons Ltd, UK, 339 tr.

4.Buglass A J (1988) Handbook of Alcoholic Beverages John Wiley

& Sons Ltd, UK, 1185 tr.

5.Prescott Lansing M., Harley John P & Klein Nonald A (1999)

Microbiology WCB/McGraw-Hill, USA, 962 tr.

6.Shetty Kalidas , Paliyath Gopinadhan, Pometto Anthony, Levin Robert

E (chủ biên) (2006) Food Biotechnology CRC Press, Taylor & Francis

– 2.5: Làm trong rượu vang

– 2 6: Bảo quản và sử dụng rượu vang

• Chương 3: Bệnh và lỗi của vang

1.1 Khái niệm về rượu vang

- Là đồ uống có cồn được lên men từ nước quả, phổ biến là nho

- Rượu vang nho được sản xuất bởi lên men dịch chiết nho nhờ nấm men

- Rượu vang cũng có thể được sản xuất từ các loại nguyên liệu khác: berry, táo, hồng, dứa, chuối, nếp cẩm

Chương 1 Mở đầu

1.2 Phân

loại vang

Theo quy trình chế biến

Vang có ga (sparkling wine)Vang không có ga Vang bổ sung (fortified wine)

Theo màu sắc vang

Vang trắng Vang hồng Vang đỏ

1.2 Phân loại vang (tiếp theo)

Khí CO2 sinh ra được giữ lại trong chai ở trạng thái bão hòa

1 (dry wine)

Lên men lần 2 có thể trong thùng kín, hoặc ngay trong chai như sản xuất champagne, loại vang có ga nổi tiếng nhất Pháp

Vang không có ga

Vang nguyên chất được chế biến theo quy

trình lên men tự nhiên Độ cồn 8-15 độ

Rượu ngọt có độ cồn 15-20

độ

Vang có mùi thơm bổ sung thảo dược

1.2 Phân loại vang (tiếp theo)

Hai loại phổ biến là Port và Sherry Port có nguồn gốc từ Bồ Đào Nha, nho được ép, lên men, sau đó dừng

LM bằng việc bổ sung cồn

1.2 Phân loại vang (tiếp theo)

Theo màu

sắc vang

Vang trắng có thể được làm từ

giống nho trắng, đỏ, đen

Nho sau thu hoạch được ép, loại

bỏ vỏ sau đó được đưa vào quá trình lên men

Vang hồng được làm từ giống

nho đỏ

Nho sau thu hoạch được ép sau

đó được đưa vào quá trình lên men cùng vỏ

Vang đỏ được làm từ giống nho đen

Nho sau thu hoạch được ép, loại bỏ vỏ sau đó được đưa vào quá trình lên men

Theo độ ngọt vang

vang khô (tất cả các đường chứa dịch quả

"khô" lên men thành rượu)

bán khô

bán ngọt; sản xuất bằng cách dừng quá

trình lên men trước khi toàn bộ đường bị chuyển hóa thành cồn, hoặc bổ sung dịch nho vào vang sau lên men

1.2 Phân loại vang (tiếp theo)

Dựa theo thời gian

Hầu hết được lưu giữ hơn ba năm

1.2 Phân loại vang (tiếp theo)

Các loại rượu vang Độ cồn (%v/v) Độ đường (%w/v)

1 Rượu vang không gaz

1.1 Rượu vang bàn ăn

< 0.3 0.8 3.0 5.0 8.0

7 0 – 8.0 6.0 – 8.0 6.0 – 8.0

Chương 2 Quy trình sản xuất vang

Lọc Chiết chai

1.1.1 Phân loại nho

-Vang đỏ Argentina, Chi Lê, Úc, Algeria

- Vang đỏ Bordeaux (St.-Emilion), Tây Nam Pháp, Chi Lê, Romania

-Vang hồng ở thung lũng Rhône, Tây Ban Nha, Úc, California

-Burgundy, California, Chi Lê, Hungary-Vang Côdes du Rhône

Cabernet sauvignon Gamay

Merlot noir Pinot noir Syrah

Cabernet Franc

Grenache

1.Nguyên liệu sản xuất vang

Loại nho trắng Loại rượu và nơi sản xuất

- Vang trắng Chi Lê, California, Ý

1.1.1 Phân loại nho

Chardonnay Sauvignon blanc Riesling

1.Nguyên liệu sản xuất vang

1.1.2.Tiêu

chuẩn nho

Chất lượng rượu tốt, hương vị đậm đà, vị ngọt mạnh của cồn cân đối với vị chua, chát của axit, tanin, chất tạo vị khác và màu đặc trưng

Thành phần hóa học của quả thích hợp cho lên men, độ rượu cao, ức chế VSV gây hại, rượu bảo quản được lâu

Sản lượng nước quả trên đơn vị diện tích cao

1.Nguyên liệu sản xuất vang

1.1.3 Thành phần hóa học của dịch nho ép:

Nước: 70 – 78%, hòa tan các chất đường, axit, chất khoáng, chất màu

Gluxit: gồm đường 6C như glucose, fructose 50 – 100 g/L Ngoài ra có đường 5C: zylose, rhamnose, arabinose với hàm lượng < 2 g/L, không được sử dụng bởi nấm men.

•Axit: axit hữu cơ: malic 3-20 g/L, tartric 2-10 g/L, xitric

(0.01-0.02 g/L), oxalic, succinic, salixylic, benzoic

•Axit vô cơ: H2SO4, HCl, H3PO4, HNO3, boric với nồng độ < 1g/L.

•Tanin: tanin trong dịch nho đỏ cao hơn trong dịch nho trắng

và góp phần tạo nên vị vang đỏ.

1.Nguyên liệu sản xuất vang

•Hợp chất vô cơ: S, Cl, Bo, P, K, Ca, Mg, là nguồn dinh

dưỡng cho nấm men

•Hợp chất Nitơ: 0.2 – 1.4 g/L bao gồm protein, axit amin, NH4+, amit, enzyme Chúng có ý nghĩa lớn với sự phát triển nấm men.

•Chất thơm: este, axit hữu cơ, aldehyt.

•Chất màu:flavon, anthoxian, , xanthophyl, carotene,

•Vitamin: C, nhóm B, E, K

•Chất khác: Inosit, sorbit, rất ít chất béo, dầu.

1.Nguyên liệu sản xuất vang

1.2.1 Các loại nguyên liệu khác

Dâu, táo (mèo), mận, mơ, chuối, vải, nếp cẩm

Thành phần hóa học chính:

+ glucose, fructose, sacarose

+ Axit hữu cơ: malic, succinic, citric, tartaric

Bảng 1.3.Thành phần hóa học của một số loại quả ở Việt Nam

1.Nguyên liệu sản xuất vang

1.3.1.Phân loại nấm men

Saccharomyces vini (Saccharomyces ellipsoideus) Saccharomyces oviformis

Saccharomyces chevalieri

a)Saccharomyces vini (Saccharomyces ellipsoideus)

+ Chiếm tỷ lệ cao trong nước quả lên men tự nhiên.

+ Sinh enzyme ngoại bào invertase để thủy phân saccarose + Kết lắng nhanh, làm trong rượu dễ dàng

+ Chịu nồng độ cồn 17 -18%.

+ Tổng hợp các cấu tử bay hơi, sản phẩm thứ cấp → mùi vị đặc trưng.

+ Sử dụng nhiều nhất ở Việt Nam.

1.Nguyên liệu sản xuất vang

b) Hỗn hợp chủng Sacchoromyces vini và Saccharomyces

oriformis Được giữ ở dạng sữa đặc hoặc bánh khô ở nhiệt độ

0-2 0C.

c) Saccharomyces oviformis

+ Được phân lập từ dịch nho lên men tự nhiên.

+ Có hình dạng giống Sacch Vini.

+ Chịu nồng độ đường cao, lên men kiệt đường, cho độ cồn đến 18 % v/v.

+ Thường dùng để lên men dịch quả có nồng độ đường cao để chế biến vang khô.

d) Saccharomyces chevalieri

+ Được phân lập từ dịch nho lên men tự nhiên, hoặc từ nước dừa hay nước cọ lên men.

+ Lên men tốt đường saccarose.

+ Lẫn nhiều với Sacch.vini

1.Nguyên liệu sản xuất vang

-Có khả năng LM tốt trong môi trường có nồng

độ đường cao, cho nồng độ cồn cao;

-Có thể lên men kiệt đường

Nồng độ axit bay hơi hợp lý; thành phần hương vị phù hợp (ester, terpen, axit succinic, glycerol).

Nồng độ acetaldehyde thấp;

Thành phần chứa hợp chất lưu huỳnh cân đối.

Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ, hay tạo váng trên bề mặt.

Có khả năng kết lắng tốt, làm trong rượu nhanh; Bài tiết urea ngoại bào thấp (nhằm hạn chế khả năng sinh hợp chất ethyl carbamate có khả năng gây ung thư).

Phát triển

Trao đổi chất

Hương vị

Đặc điểm khác

1.Nguyên liệu sản xuất vang

Pectin gây khó khăn cho sản xuất nước quả:+Protopectin giữ dịch trong bã → giảm hiệu suất

+Pectin hòa tan đi vào dịch → tăng η → hạn chế quá trình lọc → ảnh hưởng đến độ trong.+Pectin hòa tan có thể tạo ra cấu tử bền → dịch bị đục trở lại sau khi lọc trong

Tác dụng

Cơ chế hoạt động

Tăng hiệu suất thu hồi dịch quả

Giảm độ nhớt, thuận lợi cho quá trình lọc

Chế phẩm pectinex

Pectinex Ultra SP-LPectinex 3XL

Có khả năng phân hủy thành tế bào thực vật;

pectin, protopectin, polysacarit đều bị phân hủy Hoạt tính 26,000 PG/mL (pH 3.5, T: 15 – 30 oC, thời gian 30 -60 phút.

Lượng dùng: 100 -200 g pectinex SP-L/1 tấn quả).

Pectinex 3XL

Pectine

x Ultra SP-L

Hoạt tính cao.

-Thủy phân nhanh và hoàn toàn polysacharit -Làm trong nước quả và tiết kiệm nguyên liệu lọc -Có khả năng phá vỡ hoàn toàn araban thành

arabinose -Thông số : 54 0 C/1-2h hoặc 16 0 C/6-8h.

Liều lượng: 100 – 200 g/ 1 tấn quả.

2.Chuẩn bị nguyên liệu

Thu hoạch nho Thu hoạch ở độ chín thu háiLoại bỏ quả không đạt chất lượng

Tiếp nhận

và phân loại

Chất lượng rượu nho được quyết định bởi 60% do nguyên liệu Vì vậy nguyên liệu tốt sẽ cho chất lượng vang tốt Chính vì vậy phải tiến hành phân loại kỹ

Rửa

Tách cuống

Loại bỏ tạp chất

Giảm vị chát của vang

2.2 Chế biến dịch quả

2.2.1.Phương pháp ép

Ép vít tải (quả mềm)

Ép thủ công (quy mô nhỏ)

2 Chuẩn bị nguyên liệu

Biến đổi hóa sinh trong chế biến dịch quả:

- Oxy hóa các hợp chất phenol

Catechin + O2 → Quinol + H2O Quinol + a.ascobic → a Dehydroascobic + catechin Nếu không còn axit ascobic

Quinol → oxyquinol (màu nâu)

- Oxy hóa các axit hữu cơ

Ly tâm

Thanh

trùng

Tác dụng của SO 2 trong sản xuất vang

•Hiệu ứng tốt:

- Chống oxy hóa

- Kháng khuẩn → ổn định chất lượng vang

-Tăng khả năng hòa tan: chất khoáng, axit, chất màu, tanin (nhờ phá huỷ các tế bào của vỏ)

- Hiệu ứng đối với vị do giữ được hương thơm, làm giảm mùi vị thối hỏng hoặc mốc, giảm hàm lượng aldehyte

Hiệu ứng không mong muốn (nồng độ SO 2 quá lớn)

Mùi SO2

Vị của mecaptan

Độ cứng của vangĐộc hại cho người tiêu dùng

Vì thế phải luôn sử dụng ở hàm lượng nhỏ nhất

SO 2

3.Chế biến dịch quả

3.Chế biến dịch quả (xem thêm)

+ Các chế phẩm để tăng hiệu suất thu hồi và làm cho sản phẩm đạt độ trong tốt nhất.

+ Các chế phẩm có khả năng ngăn cản các quá trình oxy hoá và ức chế

sự phát triển của các vi sinh vật yếu khí có trong nước quả.

Mục đích: để phân giải pectin trong dịch quả nhằm giảm độ nhớt giúp dịch quả thoát ra dễ dàng tăng hiệu suất trích ly, tăng độ trong của dịch lên men và chất lượng sản phẩm.

Các chế phẩm thường dùng: PECTINEX ULTRA SP-L, chứa các enzime pectinase, hemicellulase

RAPIDASE X - PRESS:Gras pectolytic enzym với khía cạnh

hoạt động đặc biệt, có nguồn gốc từ Aspergillus niger

PECTINEX

ULTRA SP-L:

Tác dụng: Phá huỷ hiệu quả thành tế bào tạo

điều kiện thuận lợi cho quá trình tách dịch quả Thuỷ phân pectin dẫn tới giảm độ nhớt dịch quả

Lợi ích: - Tăng hiệu suất chiết.

- Giảm độ nhớt dịch quả

- Tăng năng suất máy ép

- Giảm thời gian và năng lượng cho quá trình ép

Sử dụng: Bổ sung trong quá trình nghiền.

3.Chế biến dịch quả

RAPIDASE

X - PRESS:

Bổ sung trong quá trình nghiền hoặc trong quá trình tiếp xúc với vỏ quả sẽ tăng hiệu suất dịchquả tự chảy, cải thiện khả năng lọc và làm cho quá trình ép trở nên dễ dàng

Tính chất: - Nhiệt độ hoạt động: 8 - 55 0C

-pH = 3,2-3,8-Chịu được nồng độ SO2 lên tới 500 ppm

- Bị khử hoạt tính bởi bentonite

Tác dụng: - Tăng hiệu suất thu hồi dịch quả

- Dễ ép

- Giảm thời gian ép

- Tăng hiệu suất thu hồi

- Cải thiện khả năng lắng và lọc

- Cải thiện chất lượng hương

Hàm lượng sử dụng: 1 ÷ 3 gram/100 kg nho

3.Chế biến dịch quả

Chu trình đường phân và lên men cồn ethylic

Màng tế bào

Hấp thu đường của tế bào nấm men

4.1 Các quá trình diễn ra trong lên men chính

a) Sự tạo thành cồn ethylic

4.Lên men vang

b) Sự tạo thành các sản phẩm bậc 2

4.Lên men vang

4.Lên men vang

4.Lên men vang

Oxy Ở giai đoạn đầu cần cung cấp oxy để nấm men phát

triển tăng sinh khối

Trong giai đoạn lên men, nếu quá nhiều oxy → hiệu suất lên men giảm, tạo nhiều aldehyde, cồn bậc cao, axit bay hơi → giảm chất lượng vang

Hàm lượng đường:

-10÷25%, quá trình lên men vẫn bình thường

- >25% thì quá trình lên men bị chậm và khó khăn

- 35% thì quá trình lên men xảy ra rất yếu và chậm chạp

Hàm lượng cồn:

Nấm men S.elipsoideus có thể chịu đựng được 18% etanol.

Khả năng chịu đựng etanol của nấm mốc , vi khuẩn còn kém hơn nhiều so với nấm men

Ảnh hưởng của axit hữu cơ

Nấm men vang có thể hoạt động trong môi trường có 8÷10g/l axit

-Kết thúc giai đoạn thành phần nước quả thay đổi rất lớn và sản phẩm được gọi là rượu non.

Lên men phụ

Nhiệt độ từ: 20-300C Ở giai đoạn quá trình lên men không xảy ra ồ ạt, phân hủy những gam đường cuối cùng trong dịch lên men

Xảy ra quá trình lên men Malolactic Kết quả của

quá trình này, làm cho axit malic chuyển thành axit lactic, làm cho rượu chuyển từ vị chua gắt sang vị chua nhẹ rễ chịu CO2 được giải phóng nhưng có xu hướng it dần

4.Lên men vang

c) Vai trò của LMML

• Mặt lợi của LMML:

Giảm độ axit :

- Phần lớn các loại vang có hàm lượng axit cao: 0,55% - 0,85%

-LMML có thể giảm độ axit này xuống thấp hơn khoảng 0,1% đến 0,3%

- Rất tốt đối với các nước nằm ở vùng lạnh giá, ví dụ Đức, Pháp hay

Đông Mỹ vì nguyên liệu có độ chua cao

-Những vùng có khí hậu nóng như California, Úc và Nam Phi vang nho

có độ pH cao và độ axit chuẩn độ được thấp (0,5% - 0,65%) thì chưa

chắc đã cần đến LMML Nếu cứ tiến hành thì độ axit có thể giảm quá nhiều làm ảnh hưởng đến vị và kích thích sự phát triển của vi sinh vật có hại

Cải thiện hương vị

-LMML tạo thành, diaxetyl, axetoin và 2,3-butanediol có ý nghĩa quan trọng đến hương của vang

-Diaxetyl trong vang từ 1 - 4mg/l là tốt, (> 5 - 7mg/l thì có tác dụng

ngược lại, vang sẽ nổi rõ hương bơ rất khó chịu.)

-Tăng axit bay hơi, diethyl succinat, một số ester bay hơi, ethyl acetat, propanol, 2-butanol, n-hexanol, ethyl lactat và 2,3-butanediol; một số

n-thành phần khác tăng nhẹ như 3-methyl-n-butyl acetat, n-hexyl acetat, phenylethyl-acetat và 2-ethyl-n-hexanoat

2-Mặt không có lợi

Biến đổi cảm quan:

Trong thực tế có khá nhiều loại Lcn oennos và mỗi loại lại có những đặc tính phụ như sinh ra các hợp chất bay hơi không mong muốn

Nếu công tác tuyển chọn không được cẩn thận thì dù trải qua LMML

vang vẫn có những mùi vị lạ làm xấu giá trị cảm quan của vang

Thay đổi màu sắc : Màu của vang có thể bị giảm 30% trong khi LMML

Nguyên nhân 1: quá trình phân giải axit xitric đã cung

cấp hydro cần cho sự biến đổi về màu sắc.

Sự biến đổi ấy lại được khôi phục vào cuối giai đoạn LMML

Nguyên nhân 2: là tác dụng của SO2 tự do

Theo họ, chính SO2 tự do đã làm cho màu anthocyanin của vang giảm đi chứ không phải là quá trình LMML thuần tuý

Sự tạo thành amin không có lợi: tạo amin ở các chủng vi khuẩn lactic

và vang pH cao sau LMML đã tạo thuận lợi cho quá trình amin hoá axit

amin để tạo nên ví dụ histamin, đặc biệt là đối với loài Pediococcus spp Nếu công tác tuyển chọn Lcn oenos được tiến hành một cách thận trọng

thì có thể tránh được sự hình thành các amin không có lợi

Thiết bị lên men: Thùng bằng thép không rỉ hoặc bằng gỗ sồi

Lên men bằng thùng gỗ sồi

5.Làm trong rượu vang

Lắng gạn

Để phần vang trong (sau khi đã tách nấm men hoặccặn bã) chảy sang thùng gỗ hoặc thùng inox

-Bố trí các van xả ở nhiều vị trí khác nhau dọc theo

thân thùng lên men

Ly tâm

Máy ly tâm được thiết kế theo kiểu thùng quay với

tốc độ cao

-Chất rắn và chất lỏng do có tỉ trọng khác nhau được

tách khỏi nhau nhờ lực ly tâm

-Dùng để làm trong sơ bộ dịch quả hoặc làm trong

vang non đang còn nhiều tế bào nấm men-Tách các chất trợ lắng

-Là phương pháp cơ học, sử dụng máy lọc khung bản.

-Vang cần lọc được cho qua lớp xốp, dịch trong chảy qua còn cặn bị giữ lại

-Một số chất rắn có kích thước nhỏ hơn đường kính

lỗ xốp vẫn có thể bị giữ lại nhờ lực hấp phụ

Lọc

Là hợp chất chứa protein hoà tan tốt trong vang và tích điện dương.

Trong vang có nhiều tanin tích điện âm.

cả các chất cặn khác như nấm men, vi khuẩn, protein, thịt quả còn sót và nhanh chóng lắng xuống đáy thiết

bị

hàm lượng tanin đã giảm đi khá nhiều

trong hoàn toàn

thời gian lắng quá 6 tuần vì các chất kết lắng chứa protein sẽ bị tái hoà tan và ảnh hưởng tới vị của vang.

5.Làm trong rượu vang

Nếu vang nghèo tanin thì phải bổ sung tanin.

Với vang trắng thì lượng tanin và gelatin thường dùng ở giá trị ngang nhau, từ 2 - 10g cho 100 lít vang.

Với vang táo thì phải dùng lượng lớn hơn, tới 30g/100lít vang.

5.Làm trong rượu vang

dùng để làm dịu vị cho vang đỏ giàu tanin

-Thông thường dùng lòng trắng của 1 - 2 quả trứng

gà cho 100 lít vang đỏ là đủ

Dung dịch axit silic

Dung dịch axit silic với nồng độ 10% ở dạng huyền phù có cùng tác dụng như tanin, do vậy nó được dùng thay tanin trong phương pháp tanin-gelatin

Lượng dùng cần thiết là 40 - 200g/100 lít vang