Đặt vấn đề Trang 2 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú PHẦN I: TỔNG QUAN 1. LÊN MEN RƯỢU VANG 1. Giới thiệu rượu vang 1.
Lược sử Rượu vang không phải là sản phẩm sáng tạo của con người, khi lưu trữ nho trong thùng gỗ, sau một thời gian tình cờ người ta thu được dịch chảy ra có cồn, uống ngọt cay tạo cảm giác hưng phấn. Cách đây 8000 năm tại Damaskus, những quả nho đầu tiên đã được ép và chế biến thành rượu, nó rất khác biệt so với rượu vang ngày nay. Rượu vang là thức uống rất phổ biến thời La Mã, pha chung với nước lã dùng như là một liều thuốc bổ trị bá chứng chứ không phải là chất kích thích [3]. Định nghĩa Từ “Vang” (vin) do “vigne” tức là nho, nên nói đến vang là chỉ “các sản phẩm lên men không qua chưng cất từ dịch quả nho không bổ sung thêm một chất gì khác”.
Hiện nay, người ta chấp nhận dùng từ “vang” cho tất cả sản phẩm lên men tự nhiên không qua chưng cất từ nước ép của bất kỳ loại quả nào có khả năng cho dịch, dịch quả pha loãng hay ngâm đường. Do đó người ta đặt tên quả sau “vang” thành tên gọi như vang dứa, vang dâu…còn từ “vang” đứng một mình thường hiểu là vang nho [3]. Phân loại Về mặt công nghệ, sản phẩm vang nho được chia làm 2 nhóm lớn: nhóm vang có gas (CO2) và nhóm vang không có gas. Nhóm vang không có gas Có thể chia thành các nhóm nhỏ sau: Nhóm rượu vang phổ thông: hoàn toàn từ lên men, không được bổ sung ethanol.
Trong quá trình sản xuất, người ta tạo ra 2 loại: + Vang khô (lên men cạn kiệt) chứa hàm lượng ethanol do lên men tự nhiên từ 9-14 % và hàm lượng đường sót không quá 0,3 %. Tổng quan tài liệu Trang 3 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú + Vang bán ngọt: chứa hàm lượng ethanol do lên men tự nhiên từ 9-12 % và đường sót từ 3-8 %. Nhóm rượu vang cao độ: là loại vang có hàm lượng ethanol cao hơn so với nhóm vang phổ thông.
Có thể dùng cồn tinh luyện để nâng cao hàm lượng ethanol trong quá trình công nghệ. Nhóm này gồm 2 loại: + Vang nặng: có hàm lượng ethanol từ 17-20 %v, trong đó ethanol tích lũy do lên men không ít hơn 3 %v, hàm lượng đường trong sản phẩm từ 1-4 %. + Vang khai vị: hàm lượng ethanol từ 12-17 %v, trong đó ethanol tích lũy do lên men không ít hơn 1,2 %v. Ngoài ra, tùy thuộc vào hàm lượng đường (độ ngọt) trong rượu khai vị, có thể tồn tại các dạng sau: o Khai vị bán ngọt: với ethanol từ 14-16 %v và đường từ 5-12 %.
o Khai vị ngọt: với ethanol từ 15-17 %v, đường từ 14-20 %. o Khai vị rất ngọt: với ethanol từ 12-17 %v, đường từ 21-35 %. Nhóm vang có gas Có thể chia thành 2 nhóm: Rượu vang có gas tự nhiên (do lên men tạo ra): Để giữ được gas (CO2) tự nhiên trong sản phẩm, người ta thực hiện quá trình lên men thứ (lên men phụ) trong thiết bị kín. Kết quả cho ra rượu Champagne với các mức độ chất lượng khác nhau.
Rượu vang có gas nhân tạo (nạp gas vào sản phẩm): Người ta có thể tạo ra nhiều loại rượu vang khác nhau theo thị hiếu hoặc yêu cầu của khách hàng, thị trường tiêu thụ. Tuy nhiên nhóm vang có gas tự nhiên thường có độ rượu từ 10-12 %v và độ ngọt từ 3-5 %, còn nhóm vang có gas nhân tạo thường có độ rượu từ 9-12 %v, độ ngọt từ 3-8 % [2,23]. Tổng quan tài liệu Trang 4 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú 1.
Công nghệ lên men rượu vang 1. Nguyên liệu sản xuất rượu vang a. Trái cây Vang là một loại thức uống được hình thành do quá trình lên men dịch quả bởi nấm men (lên men tự nhiên hoặc cấy chủng nấm men thuần khiết). Chất lượng của sản phẩm phụ thuộc phần lớn vào nguyên liệu và quy trình công nghệ sản xuất.
Trái nho là nguyên liệu đầu tiên và phổ biến để sản xuất rượu vang, kế đến là các loại trái cây khác như: lê, sơry, dâu, dứa, chuối … cũng được đưa vào sản xuất để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng đa dạng của con người. Mỗi loại trái cây khác nhau có thành phần hóa học khác nhau: glucid, protein, acid hữu cơ, vitamin, muối khoáng, tannin… Để có nguyên liệu tốt cần: - Chọn loại quả thích hợp có độ chín đạt yêu cầu. - Kiểm tra và nếu cần có thể bổ sung thành phần chất khô cho dịch quả trước khi tiến hành lên men. Nói chung tất cả các loại quả có chứa đường, protein, vitamin, muối khoáng… đều có thể lên men thành rượu vang.
Tuy nhiên, quy trình công nghệ sản xuất sẽ được điều chỉnh cho phù hợp. Tùy loại quả mà ta sử dụng ở các độ chín khác nhau để chế biến rượu vang đạt màu sắc và hương vị đặc trưng. Với những quả có độ chua như dâu, mơ, táo… nên sử dụng khi quả đã chín kỹ để độ chua giảm xuống tối thiểu và độ đường tăng lên mức độ tối đa. Thời gian từ khi thu hái đến lúc chế biến càng ngắn càng tốt vì tránh được quá trình oxy hóa tự nhiên cũng như sự xâm nhập và hạn chế các vi sinh vật bám trên quả [3].
Đường saccharose Đường saccharose là nguyên liệu thường sử dụng để bổ sung vào môi trường lên men nhằm điều chỉnh độ đường đạt hàm lượng cần thiết cho quá trình lên men sản xuất rượu vang. Tổng quan tài liệu Trang 5 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú Saccharose là loại đường phổ biến trong thiên nhiên. Nó được tìm thấy nhiều trong củ cải đường, mía, và ở lá, thân, rễ của nhiều loại thực vật.
Trong công nghiệp sản xuất đường, người ta dùng nguyên liệu là mía và củ cải đường vì chúng có thể chứa từ 20-25 % đường saccharose. Saccharose là loại đường dễ hòa tan (độ hòa tan có thể lên đến 204 g/100 g nước) thuộc loại disaccharide cấu tạo từ glucose và fructose. Hai monosaccharide này liên kết với nhau nhờ 2 nhóm –OH thông qua liên kết glucoside của chúng. Saccharose không có tính khử.
Khi thủy phân bằng acid hoặc enzyme invertase sẽ giải phóng được glucose và fructose. Trong phân tử saccharose, gốc glucose ở dạng piranose, còn gốc fructose ở dạng furanose, liên kết xảy ra ở vị trí C1 của glucose và ở vị trí C2 của fructose. Do đó, saccharose còn được gọi là α-D-glucopiranoside (1Æ2) β-D- fructofuranoside (có độ quay cực bằng +66. Nấm men Saccharomyces cerevisiae Trong sản xuất rượu vang, người ta thường sử dụng loài Saccharomyces cerevisiae.
Cần lưu ý chọn nấm men thích hợp đạt những yêu cầu sau: - Lên men nhanh và triệt để. - Tạo thành kết lắng nhanh và hoàn toàn sau khi lên men để dễ tách sinh khối ra khỏi dịch lên men. - Tạo mùi thơm cho rượu vang. - Bền vững với rượu , acid và chất xát trùng.
Nấm men thuộc thể đơn bào.cerevisiae thường có dạng hình cầu, hình bầu dục hoặc elip. Tuy nhiên hình dạng của chúng hầu như không ổn định, phụ thuộc vào tuổi và điều kiện nuôi cấy [6]. Tổng quan tài liệu Trang 6 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú Hình 1.
Nấm men Saccharosemyces cerevisiae Sự sinh sản của nấm men: Loài S.cerevisiae sinh sản bằng cách nảy chồi: đầu tiên sẽ xuất hiện một chồi con trên tế bào mẹ. Chồi sẽ từ từ lớn lên. Nhân một phần di chuyển sang chồi và một phần ở tế bào mẹ. Chồi con lớn dần đến khi bằng tế bào mẹ thì nó tách ra và sống độc lập, khi đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo, vết sẹo này sẽ không có khả năng tạo ra chồi mới.
Một tế bào mẹ có thể tạo ra một, hai hay nhiều chồi con. Trong một số trường hợp đặc biệt, nấm men có thể sinh sản theo lối tạo bào tử. Thành phần hóa học của nấm men: Thành phần của nấm men phụ thuộc vào chủng giống, môi trường, trạng thái sinh lý cũng như điều kiện nuôi cấy. Các chất khô của nấm men gồm các thành phần chủ yếu sau: - Protein : 30-50 % - Glucid: 24-40 % - Chất béo: 2-5 % - Chất khoáng: 5-11 % Protein chứa đủ các acid amin không thay thế.
Về giá trị dinh dưỡng thì protein nấm men tương đương protein động vật, hơn protein thực vật. Glucid chủ yếu là glycogen (C6H10O5)n là chất dự trữ của tế bào. Chất béo chứa chủ yếu trong nguyên sinh chất, là các chất dự trữ của nấm men. Chất khoáng tuy với số lượng ít nhưng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hoạt động của tế bào nấm men, đặc biệt là phospho.
Tế bào nấm men còn chứa ion K+, Ca2+, Mg 2+, Fe 2+ và một số ion khác [6]. Tổng quan tài liệu Trang 7 SVTH: Huỳnh Thị Thu Hương GVHD: ThS. Nguyễn Phan Cẩm Tú d. Các chất phụ gia Quy định về các phụ gia: Theo TCVN 5042-1994 thì: - Không được sử dụng acid vô cơ (HCl, H2SO4, HNO3,…) để pha chế sản phẩm.
- Hàm lượng kim loại nặng (mg/l) theo quy định của Bộ Y Tế (QĐ 505, 4/1992). - Phẩm màu, hương liệu, chất bảo quản chỉ được phép sử dụng những loại theo danh mục quy định hiện hành (QĐ 505/BYT). - Không được phép sử dụng những loại phụ gia không rõ nguồn gốc, mất nhãn, bao bì hỏng. - Đối với phụ gia mới, hóa chất mới, nguyên liệu mới, muốn sử dụng để pha chế chế, bảo quản phải được sự chấp nhận của Bộ Y Tế.
- Chất ngọt tổng hợp (saccharine, cyclamate,…) không được sử dụng để pha chế (trường hợp sản phẩm dành riêng cho bệnh nhân kiêng đường phải xin phép Bộ Y Tế và phải ghi rõ tên chất ngọt và mục đích sử dụng trên nhãn). - SO2 hoặc NaHSO3 thường được bổ sung vào dịch nha trước khi lên men với liều lượng 50-100 ppm với mục đích để ức chế, tiêu diệt các vi khuẩn có hại. - Bentonit, tannin, đất sét trắng: là các loại chất trợ lắng, giúp cho các quá trình lắng trong sản phẩm được tốt [27]. Quá trình lên men rượu vang a.
Giới thiệu chung về lên men rượu Dưới tác dụng của một số vi sinh vật trong điều kiện yếm khí, đường (gluxit) thường là mono hay disaccharide… chuyển hóa thành rượu ethylic và CO2 đồng thời giải phóng năng lượng. Quá trình này gọi là quá trình lên men rượu ethylic hay còn gọi là quá trình lên men rượu.