Khoá luận tốt nghiệp
Phần 1
Đặt vấn đề
1.1.Lí do chọn đề tài
Người ta đã biết làm rượu vang từ 3000 năm trước công nguyên. Đến
thời Trung cổ, nhu cầu về rượu vang 150 l/đầu người/năm[2] .Hàng năm trên
thế giới sản xuất khoảng 18 tỷ lít rượu vang. Trong đó 1/3 của Pháp và
Angiêri[14].
Đa số rượu vang (Wine, win ) trên thế giới được sản xuất từ nho, vì vậy
từ “rượu vang” gần đây đồng nghĩa với “rượu nho” [2]. Theo thời gian và kỹ
thuật sản xuất rượu vang ngày càng phong phú và hoàn thiện. Mỗi nước khác
nhau có phương thức sản xuất khác nhau và hàng trăm loại rượu vang ra đời
(độ rượu 9% - 14% ): Chianti, chablis, rượu Rhine, Granache rose,
Burskendy, sautesne, Zinfandet,[2].
Thực chất của rượu vang bắt nguồn từ sự biến đổi tự nhiên của các loại
hoa quả có đường, do hệ enzim có trong một loại vi sinh vật là nấm men
Sacharomyces mà chủ yếu là loài: Sacharomyces cerevisiae, ngoài ra còn có
các phụ phẩm khác: các chất thơm, tanin, axít hữu cơ, vitamin, chất khoáng,
muối và các este. Do đó, rượu vang không chỉ có đặc điểm nổi bật là gây say
êm dịu mà còn có giá trị dinh dưỡng cao, kích thích tiêu hoá, thần kinh, tim
mạch. Việt Nam là một nước nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, hoa quả nhiều về số
lượng, phong phú về chủng loại, thuận lợi cho sản xuất rượu vang từ các
nguồn nguyên liệu khác nhau như: Dâu, dứa, vải, táo, chuối, mơ trong đó
phổ biến nhất là vang vải vì vang vải đã được sản xuất ở một số nước như:
Florida (Mỹ ), Trung Quốc [12, 17]. Bên cạnh đó, quả vải giá thành thấp lại
rất đa dạng, phong phú. Tổng số diện tích trồng khoảng 28.000 ha, sản lượng
cho thu hoạch khoảng 36.000 tấn/ năm. Nơi có diện tích trồng và thu hoạch
nhiều nhất là Lục Ngạn (Bắc Giang ) và Thanh Hà (Hưng Yên ) [12, 17]. Quả
Khoá luận tốt nghiệp
vải dùng chủ yếu để ăn (chiếm khoảng 30% - 35% sản lượng quả cho thu
hoạch, số còn lại buộc phải sấy khô hoặc bán thẩm lậu qua biên giới Việt –
và C
13
có khả năng
lên men vang vải thiều. Từ đó tìm hiểu quá trình sản xuất vang vải thiều trên
Khoá luận tốt nghiệp
quy mô phòng thí nghiệm để ứng dụng sản xuất vang trong gia đình tận dụng
nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam.
Khoá luận tốt nghiệp
Phần 2
Tổng quan tài liệu
2.1. Khái quát chung về rượu vang
2.1.1. Các loại rượu vang
Rượu vang là loại nước thơm ngon giàu chất bổ dưỡng với độ cồn nhẹ
và hương thơm trái cây còn giữ lại được trong rượu [1]. Rượu vang theo đúng
nghĩa là rượu lên men từ nước ép quả nho (không chưng cất ). Gần đây, người
ta mở rộng khái niệm rượu vang để chỉ các loại rượu lên men từ các loại hoa
quả khác nhau như: mơ, dứa, táo, vải, xoài, nhãn. Sự đa dạng về các loại rượu
vang đang là kết quả của sự biến đổi sinh hoá khi lên men. Trong rượu vang
người ta còn chia thành hai loại chính: Rượu vang không gaz và rượu vang có
gaz. Trong hai loại chính này rượu vang lại được chia thành nhiều loại theo
màu sắc, theo hàm lượng đường có trong rượu hoặc theo độ cồn.
Theo màu sắc có vang trắng, vang đỏ (màu đỏ Bordaux). Theo hàm lượng
đường có trong rượu vang thì có vang chát hay vang khô (ít đường ) và vang
ngọt (nhiều đường ), vang nửa khô[13]. Vang khô thường uống giữa bữa ăn,
vừa ăn, vừa uống. Vang ngọt dùng sau bữa ăn, vang nửa khô (vang
Vermouth ) có mùi rất thơm (chứa 21% độ rượu ) dùng để khai vị.
Champagne là loại rượu vang có qúa trình lên men phụ sinh CO
2
, nên khi
uống thường có bọt và được dùng nhiều trong đại tiệc, phụ nữ thường ưa thích
3,9
9,0
0,56
0,49
5,16 0,01
0,6
1,1
0,92
0,31
0,25
-
-
0,07
0,035
0,83
-
-
2.1.3.Tàng trữ rượu vang
Vang truyền thống được tàng trữ từ 1ữ5 năm hoặc nhiều năm, hàng thế
kỷ hoặc lâu hơn nữa. Trong thời gian này xảy ra sự oxi hoá khử màu tím sang
màu đỏ tía. Vang trắng trở nên vàng, thậm chí đỏ nâu. Thành phần axít tăng,
độ cồn giảm, este và hương vị tăng lên. [13], [14]. Cho nên, công nghệ cổ
truyền người ta cho rằng cần tránh can thiệp nhân tạo khi bắt buộc điều chỉnh
ở mức độ tối thiểu một số chỉ tiêu lý hoá. Ngược lại trong thực tế cơ chế thị
trường đã thúc đẩy nhà sản xuất phải xử lý tăng tốc độ tàng trữ bằng các
phương pháp công nghệ học, ly tâm, nạp khí CO
2
, làm lạnh.
2.2. Nấm men trong sản xuất rượu vang
Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất rượu vang vì quá trình
nhiều lớp là cơ quan bảo vệ và duy trì hình dạng tế bào. Thành tế bào nấm
men có khả năng kết dính, có ý nghĩa lớn trong công nghiệp sản xuất rượu
vang và bia. Bên ngoài chất nguyên sinh là màng sinh chất (màng chất nguyên
sinh ) có chức năng quan trọng là hấp phụ các chất dinh dưỡng và thải các các
sản phẩm trao đổi chất. Màng chất nguyên sinh là lipoprotêin chứa nhiều hợp
chất canxi. Màng chất nguyên sinh ăn sâu vào trong tạo thành mạng lưới nội
chất gồm 2 lớp và dày khoảng 30- 40A
0
và có ty thể. Ty thể của nấm men có
dạng hình hạt và có thể thay đổi tuỳ thuộc điều kiện của môi trường cũng như
trạng thái sinh lý của tế bào, kích thước khoảng 0,2 – 0,6 cm, ty thể có màng
trong suốt, mỏng (60 – 80 A
0
), có tính thấm cao, màng ty thể có cấu tạo 2
Khoá luận tốt nghiệp
lớp, lớp trong hình thành nếp gấp hoặc ống nhỏ hình răng lược. Lớp ngoài
được cấu tạo bằng nhiều đơn vị hình thái. Ty thể được cấu tạo chủ yếu bằng
hợp chất prôtêin, lipit trong đó chiếm một lượng lớn nuclêoprôtêin,
photpholipit. Số lượng ty thể trong tế bào nấm men từ 10 đến 20. Chúng tham
gia vào quá trình sinh trưởng của tế bào, sự hình thành và nảy mầm của bào
tử. [1, 3, 9 ].
Trong tế bào nấm men có chứa một hoặc một hệ thống không bào được
hình thành từ thể glogi hay mạng lưới nội chất, không bào có tính chất thẩm
thấu cao và là nơi tích luỹ các sản phẩm của trao đổi chất. Không bào chứa
một hệ thống keo, trong đó gồm các điện tử, enzim, protit, hiđrat cacbon, các
muối canxi, photpho, kali, axit nuclêic. Hình dạng của không bào thường thay
đổi do sự co rút của chất nguyên sinh. Trong không bào thường xảy ra các
phản ứng oxi hoá - khử nhờ vào hệ thống enzim xitocromoxidaza trong không
bào. Một dạng dự trữ của tế bào là glucogen trong môi trường giàu hiđrat
cacbon, glicogen của tế bào nấm men được tích luỹ khá nhiều.
nảy chồi.
Nấm men sinh sản vô tính bằng nảy chồi hoặc phân đôi. Giữa quá trình
này có thể sinh sản hữu tính.
2.2.4. Nấm men thuần chủng
Trong thiên nhiên tồn tại một số lượng lớn các chủng nấm men khác nhau,
chúng có những đặc tính đặc biệt và được sử dụng trong sản xuất. Tế bào nấm
men có thể tìm thấy ở khắp mọi nơi đặc biệt trên bề mặt trái cây. Tuy nhiên
trên bề mặt trái cây tồn tại cả những nấm men dại, vi khuẩn, nấm mốc. Để
tránh ảnh hưởng cuả nấm dại, vi khuẩn, nấm mốc,.. mà ngày nay xu thế lên
men với chủng thuần khiết đang được phổ biến rộng rãi.
Nấm men thuần chủng là nấm men được phát triển từ cùng một tế bào đã
được phân lập và tuyển chọn trên môi trường Hansen.
Nấm men được phổ biến và sử dụng nhiều trong sản xuất là loài
Sacharomyces cerevisiae – loài này đôi khi được gọi là Sacharomyces
Khoá luận tốt nghiệp
ellípsoideus hoặc Sacharomyces vini nhưng những tên này được coi là lỗi thời,
nó được đặt tên bởi Hoyer (1837 ), được mô tả từ đầu bởi Schwann trong
cùng một năm.
* Một số chủng hay dùng trong sản xuất rượu vang:
Sacharomyces vini trước đây gọi là Sacharomyces cerevisiae vaxini
nấm men này chiếm tới 80% Saccharomyces. Trong khi lên men loại này có
khả năng lên men glucza, fructoza, mantoza, glactoza, lactoza, peptoza,
dextrin.
Saccharomyces oriformis được tách từ nước nho lên men tự nhiên, đặc
biệt loại này chịu được đường cao, tạo độ rượu cao (10% V) trong qúa trình
lên men. Trong quá trình lên men giống nhau tạo thành màng trên bề mặt dịch
quả, có khả năng lên men glucoza, fructoza, mantoza.
Saccharomyces cerevisiae dùng sản xuất bánh mỳ, bia rượu vang, trước
đây gọi là Saccharomyces ellipsoides khi lên men đạt 10 – 20% V cồn.
* Khả năng lên men đường của Saccharomyces
đạt 20,5% V cồn.
+ Chủng lên men trong thời gian ngắn, sản sinh 8 – 12% V cồn, thậm
chí ở nhiệt độ thấp 4 – 10
0
c không bị kìm hãm.
+ Chủng chịu được nông độ đường cao, lên men được rượu vang gần
30% đường với hàm lượng cồn 10 -13% V.
2.3. Các biến động sinh lý, sinh hoá vi sinh khi lên men rượu vang, khả
năng lên men đường của Saccharomyces cerevisiae
Quá trình sản xuất rượu vang bắt đầu bằng công đoạn: đầu tiên nấm
men sinh sản trong môi trường dịch quả. Lúc đầu cần nhiều oxy kích thích
sinh trưởng của nấm men. Sau đó tạo điều kiện lên men rượu etylic yếm khí
nhanh chóng, chiếm toàn bộ khoảng không cho quá trình lên men tạo thành
CO
2
và rượu etylic xảy ra mạnh mẽ, sự lên men rượu etylic được biểu diễn
theo phương trình sau: [1, 12].
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ Q
Glucoza 6 - bị tác dụng của enzim iromeza chuyển thành fructoza 6 - có
cấu tạo kém bền vững hơn.
O
ch
2
o
p
o
oh
oh
oh
oh
izomera
O
ch
2
o
p
o
oh
oh
oh
ch
2
oh
Fructoza 6 – bị photphoril hoá 2 lần nhờ enzim photphorictokinaza
với sự tham gia của phân tử ATP lần 2 tạo ra fructoza 1,6 đi photphoglyxeric
O
ch
2
2
o
p
o
oh
oh
oh
ch
2
o
o
p
C
o
ch
2
oh
ch
2
o
p
C
o
ch
2
oh
ch
2
o
o