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
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 CO
2
, 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 CO
2
+ Rượu vang phổ thông được bổ sung syrup và cấy giống nấm men để thực
hiện quá trình lên men lần hai.
1.1.2 Tính chất của sản phẩm:
Tính chất của rượu vang phụ thuộc vào 4 thành phần chính: tannin, cồn, acid và mùi
vị.
+ Tannin:
Chất tannin trong rượu được chiết xuất từ hạt, vỏ và cuống nho. Đây là một
yếu tố quan trọng quyết định thời gian ủ rượu tùy theo hàm lượng tannin có trong rượu
Công nghệ sản xuất rượu vang
2
o
cồn thì nấm
men sẽ ngưng phát triển và chết. Vì thế rượu vang có nồng độ trên 15
o
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
Công nghệ sản xuất rượu vang
3
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
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.
Công nghệ sản xuất rượu vang
4
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
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,
phospholipid, enzyme permease…
+ Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protid, gluxit, lipid,
các muối khoáng, enzyme và các cơ quan trong đó…
+ Nhân tế bào
+ 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…
Hô hấp hiếu khí:
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+6H
2
trình khác.
Công nghệ sản xuất rượu vang
6
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.
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
18
o
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
Công nghệ sản xuất rượu vang
8
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 6-7
o
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 CO
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.
Công nghệ sản xuất rượu vang
9
Nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15-30
o
C, 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 25
o
C.
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.
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
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…
Công nghệ sản xuất rượu vang
12 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.
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 ((-) 57
o
C) 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:
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
tế.
1.3.2 Nguyên liệu phụ:
1.3.2.1 Đường:
Khi nồng độ đường trong dịch nho chưa đạt yêu cầu, các nhà sản xuất có thể bổ sung
đường ở dạng syrup vào dịch nho. Phổ biến nhất là đường saccharose. Tuy nhiên, một số
quốc gia cấm bổ sung syrup vào dịch nho. Khi đó để tăng nồng độ đường, các nhà sản xuất
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)
2
HPO
4
, (NH4)
3
SO
4
hoặc urea.
Công nghệ sản xuất rượu vang
15
1.3.2.3 Nấm men vang:
Trước đây, người ta dùng hệ vi sinh vật trong nguyên liệu để thực hiện quá trình lên
C
6
H
12
O
6
C
2
H
5
OH + CO
2
+ ATP
Thực chất, lên men là quá trình oxy hóa- khử sinh học để cung cấp năng lượng cho
tế bào vi sinh vật, qua đó hygro tách ra khỏi cơ chất được chuyển đến chất tiếp nhận cuối
cùng là chất hữu cơ. Trong lên men rượu, ethanol và CO
2
là sản phẩm tích tụ chiếm ưu thế,
ngoài ra còn rất nhiều các sản phẩm phụ khác như các acid, ester, aldehyd và các rượu cao
phân tử.
Nấm men là tác nhân của quá trình lên men rượu, với đường là cơ chất chính. Quá
trình chuyển hóa đường thành rượu, liên quan mật thiết đến quá trình phosphoryl hóa các
hợp chất hữu cơ.
Phương trình chuyển hóa đường thành rượu tổng quát:
C
6
H
12
O
CH
3
COCOOH
enzympyruvatdehydrogenaza
CO
2
+ CH
3
CHO
Acid pyruvic Acetaldehyd
CH3CHO + NADH
+
+ H
+
enzymancoldehydrogenaza
CH3CH2OH + NAD
+
Acetaldehyd rượu etylic
Quá trình lên men rượu yếm khí trong môi trường acid (pH= 4-5) trải qua 2 thời kỳ
chính: thời kỳ cảm ứng và thời kỳ tĩnh
Thời kỳ cảm ứng: hydro sẽ được chuyển từ NADH
2
đến glyceraldehid-3 photphat.
Dưới tác dụng của enzyme photphataza, chất này bị thủy phân để tạo thành glycerin. Trong
môi trường lúc này hình thành glycerin, acetaldehyd và CO
2
.
tử cacbon. Trong một số dịch nho người ta còn tìm thấy lượng tương đối ít este của acid
propionic, butylic, valerianic và có cả acid hữu cơ mạch vòng. Quá trình hình thành nhóm
chất thơm này bao gồm các phản ứng oxi hóa làm thay đổi màu sắc, các phản ứng có xúc
tác của enzyme để tạo thành rượu, aldehyd cho mùi cây cỏ xanh, thậm chí mùi đắng.
+ Nhóm chất thơm hình thành trong quá trính lên men: nhóm chất thơm này
chủ yếu hình thành bởi hai quá trình lên men rượu etylic và lên men malolactic.
Lên men rượu etylic:
Nhóm chất thơm tạo thành là các sản phẩm phụ của quá trình lên men rượu etylic
thực hiện bởi nấm men. Nhóm chất thơm này có thành phần lớn nhất trong vang bao gồm
rượu, acid, este, các hợp chất cacbonyl, lưu huỳnh, nitơ, lactones, phenol bay hơi. Các chất
thuộc nhóm este thường là các chất thơm bay hơi mạnh, đóng vai trò quan trọng trong việc
tạo hương cho rượu vang. Quá trình este hóa có thể xảy ra theo phương pháp hóa học, điều
này thường không đúng với este etylic. Thế nhưng phần lớn các este đều được tạo thành
theo phương pháp hóa sinh, thường là liên kết giữa rượu và các acid hữu cơ đã được hoạt
hóa. Theo Nordxtrema (1964) cho rằng các este phức tạp có thể tạo thành khi acyl CoA tác
dụng với rượu.
R-CO=S~CoA + R’-OH R-CO-OR’ + CoASH
Vận tốc tạo thành este phụ thuộc vào tính chất và hàm lượng aldehyd, rượu và acid
có trong dịch lên men. Tuy nhiên các chất thuộc nhóm este chiếm một tỷ lệ tương đối trong
lượng chất thơm có trong rượu vang.
Công nghệ sản xuất rượu vang
18
Lên men malolactic:
.
2 3 2
E malolactic
HOOC CH CHOH COOH H C CHOH COOH CO Chương 2: Quy trình sản xuất rượu vang đỏ
2.1 Sơ đồ khối:
Nho
Công nghệ sản xuất rượu vang
19
Cuống nho
(NH
4
)
3
SO
4
O
2
vô trùng
Dán nhãn
Tàng trữ
Công nghệ sản xuất rượu vang
20
tiến hành kĩ. Quá trình phân loại có thể tiến hành trước khi bảo quản nho hoặc trước khi
chế biến trong xưởng. Loại bỏ các quả dập nát, hư hỏng, chưa chín,… Việc phân loại này
có thể tiến hành thủ công, dựa vào sức người và có thể kết hợp với các thiết bị phân loại
dựa trên tính chất quang học,…
2.2.2 Rửa:
Mục đích: làm sạch, loại bỏ các chất bẩn bám trên quả nho, chuẩn bị cho công đoạn
tiếp theo. Nhưng cũng có trường hợp nhà sản xuất sau khi phân loại nho rồi bỏ qua giai
đoạn rửa nho. Nguyên nhân là do nhà sản xuất muốn tận dụng những tế bào nấm men có
trên vỏ quả nho làm men giống trong quá trình lên men sau này mà không cần cấy giống
nấm men thuần khiết, mặc dù vậy nó lại có tác hại nhất định là không thể kiểm soát được
giống nấm men mong muốn và bị nhiễm bẩn.
Thiết bị: Rửa sối dạng băng tải
Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu được nhập vào thiết bị từ máng dẫn nguyên liệu,
băng tải chuyển động đưa nguyên liệu đi đến cuối thiết bị, vòi phun phía trên sẽ phun nước
lên nguyên liệu với áp lực nhất định để loại bỏ tạp chất.
o
C).
Công nghệ sản xuất rượu vang
21
Nho được cho vào máy xé dập cần chú ý đến việc tránh tối đa bầm nát các cuống
chùm nho trái nho, không làm dập hạt, hạn chế việc gia tăng chất chát trong dịch nho ( bởi
vì điều này làm giảm chất lượng rượu vang tạo thành) nhưng đồng thời cũng cần xé nhuyễn
phần thịt nho ta mới được nhiều dịch nho.
Trước đây người ta nghiền nho theo phương pháp thủ công là dùng chân để dậm nát
nho, nhưng cùng với sự phát triển hiện đại của khoa học kỹ thuật ngày nay thì nho được
nghiền, xé, tách cuống bằng máy. Điều này sẽ đảm bảo không làm dập nát những phần gây
chát cho dịch nho, đồng thời hiệu xuất thu được dịch nho cũng rất cao.
Thiết bị: Thiết bị nghiền xé nho dạng thùng quay
Nguyên tắc hoạt động: Nguên liệu được nạp vào theo cửa nạp 5, rơi xuống máng 4
vào thùng quay, tại đây nguyên liệu tách ra khỏi cuống nhờ thanh gạt 2 đánh rời (tốc độ
quay của cánh gạt đạt 600-1200 vòng/phút), nho sẽ lọt qua lỗ của thùng quay xuống trục
vis và bị nghiền nhỏ, sau đó tháo ra ngoài theo cửa 6.
2.2.4 Sulphite hóa:
Mục đích: chuẩn bị và bảo quản
SO
2
có tác dụng ức chế hệ enzyme và vi sinh vật trong nguyên liệu, nhờ đó mà quá
trình lên men ethanol tiếp theo bởi nấm men giống sẽ diễn ra tốt hơn. Tuy vậy nó vẫn có
nhiều tác hại nếu ta dùng quá liều lượng, nó sẽ làm cho rượu vang có mùi khó chịu, tiêu
diệt một số vi khuẩn có lợi và cũng có thể làm ngộ độc trong rượu vang. Cần lưu ý là chỉ
khi SO
2
tồn tại ở dạng hòa tan H
2
ở
dạng rắn (dưới dạng NaHSO
3
) hoặc dạng lỏng.
Khi sử dụng NaHSO
3
người ta sẽ hòa tan nó vào nước để tạo dung dịch 5% SO
2
,
sau đó bổ sung dung dịch này vào thiết bị chứa hỗn hợp nguyên liệu nho sau quá trình
nghiền xé. Cần tiến hành khuấy đảo để phân bố đều SO
2
trong hỗn hợp.
Khi sử dụng SO
2
ở dạng khí (SO
2
được nén trong các bình áp lực 5-6 kg/cm2),
người ta sẽ sục SO
2
vào bên trong một đường ống đục lỗ, đường ống này nằm trên mặt đáy
của một thiết bị hình trụ chứa hỗn hợp nho sau quá trình nghiền.
Trong sản xuất vang đỏ, nếu tình trạng vệ sinh của nguyên liệu tốt thì lượng SO
2
cần sử dụng là 3g/hL. Hàm lượng SO
2
có thể tăng lên đến 6-8 g/hL nếu mật độ vi sinh vật
trong nguyên liệu tăng cao.
2.2.5 Lên men chính:
23
Thiết bị lên men: Bồn lên men vang nho “universal”
1. Động cơ nhiệt phục vụ cho việc
tháo bã
2. Van tháo rượu non
3. Thân bồn lên men
4. Bơm để hoàn lưu
5. Ống dẫn để hoàn lưu dịch nho
6. Cửa nạp liệu
7. Cơ cấu phun đều cho dịch nho
8. Cơ cấu tháo bã
9. Cửa tháo bã
Nguyên tắc hoạt đông: Dịch nho được nạp vào thiết bị qua cửa 6 để tiến hành quá
trình lên men chính. Trong quá trình lên men, dịch nho được bơm 4 bơm hoàn lưu qua ống
dẫn 5 rồi qua cơ cấu phun 7 để phân phối đều. Bã được tháo ra ngoài theo cơ cấu tháo bã
8 và cửa tháo 9. Vang non được tháo ra ngoài theo cửa 2.
Thông số công nghệ: Bơm 4 có năng suất từ 0,14-0,56 dm
3
/s tùy theo thể tích của
bồn, mỗi vòng tuần lưu mất 5-10 phút. Quá trình bơm hoàn lưu có thể kéo dài từ 2-4 giờ.
Thông thường bồn lên men kiểu này có thể tích từ 50-100m
3
.
2.2.6 Ép và tách bã nho:
+ Châm thêm rượu vang định kì vào thiết bị tàng trữ để giảm đi khoảng không gian
trống phía trên bề mặt dịch lên men.
Thiết bị: Có hai phương pháp thực hiện quá trình lên men phụ: lên men trong thùng
gỗ sồi hoặc trong thiết bị bằng thép không gỉ.
2.2.8 Lọc
Mục đích: hoàn thiện độ trong của sản phẩm
Thiết bị: Các nhà sản xuất cần thực hiện quá trình lọc trong điều kiện kín để hạn chế
sự xâm nhập của vi sinh vật từ môi trường ngoài vào bên trong sản phẩm. Thông thường,
người ta sử dụng thiết bị hình trụ kín, bên trong có các cột lọc hoặc đĩa lọc. Lớp vật liệu
thường được phủ kín, bên trong có các cột lọc hoặc đĩa lọc. Lớp vật liệu lọc thường được
phủ thêm bột trợ lọc diatomite để sản phẩm đạt được độ trong theo yêu cầu. Ngày nay, một
số nhà sản xuất còn sử dụng thiết bị phân riêng bằng membrane để tách vi sinh vật ra khỏi
sản phẩm.
2.2.9 Tàng trữ: vang sau khi lọc được bơm vào các thùng tàng trữ. Mục đích của tàng trữ
là làm ổn định chất lượng, tăng cường hương vị của vang. Thời gian tàng trữ thường kéo
dài vài tháng hoặc vài năm.
Copyright: Tài liệu đại học ©