Nghiên cứu sản xuất rượu vang từ dưa hấu và dâu tây
Toồng quan nguyeõn lieọu
Dửa haỏu [5,11,12]
Tên khoa học : Citrullus lanatus
Thuộc họ Bầu bí Cucurbitaceae
Hình 1.1 Quả, hoa và lá dưa hấu a)Nguoàn goác
Dưa hấu, có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới khô nóng của châu Phi, đã được canh tác rộng rãi ở khu vực Địa Trung Hải cách đây hơn 3000 năm Tại Việt Nam, dưa hấu đã xuất hiện từ thời vua Hùng Vương thứ 18 và hiện nay trở thành loại trái cây không thể thiếu trong ngày Tết cổ truyền của dân tộc.
Rễ chính của dưa có khả năng phát triển sâu từ 50-100 cm, trong khi rễ phụ lan rộng trên mặt đất trong khoảng 50-60 cm từ gốc Điều này giúp dưa có khả năng chịu hạn tốt.
Thân cây dài từ 1.5 đến 5 mét, có đặc điểm mềm, góc cạnh và phủ nhiều lông trắng Mỗi mắt trên thân đều có một lá, một chồi nách và vòi bám, trong đó chồi nách có khả năng phát triển thành các nhánh giống như thân chính.
Lá : lá đơn mọc xen, hình trứng, xẻ thùy nhiều ít hay sâu cạn tùy giống
Hoa có thể là hoa đơn tính, bao gồm hoa đực và hoa cái mọc cùng trên một cây, hoặc có thể là hoa lưỡng tính Kích thước hoa nhỏ, thường mọc đơn lẻ ở nách lá, với 5 lá đài xanh và 5 cánh dính màu vàng Hoa này chủ yếu được thụ phấn nhờ vào côn trùng.
Trái có kích thước lớn, nặng từ 1.5-3kg, với hình dạng đa dạng như hình cầu, hình trứng và hình bầu dục Vỏ trái cứng, láng và có nhiều gân với màu sắc phong phú, bao gồm đen, xanh đậm, xanh nhạt, vàng và có sọc Thịt trái có màu đỏ hoặc vàng, bên trong mỗi trái chứa từ 200-900 hạt.
Hình 1.2 Các loại dưa hấu với hình dạng và màu sắc khác nhau c)Các gi ố ng dưa hấu
Hiện nay trên thị trường có nhiều giống phổ biến như :
Sugarbaby : giống thụ phấn tự do, được trồng lâu đời, cho trái tròn, nặng 3 –
Giống dưa hấu Sugarbaby có trọng lượng khoảng 7 kg, với ruột đỏ và vỏ mỏng màu đen Giống này dễ bị bọng ruột nhưng lại có khả năng chịu đựng chuyên chở xa Thời gian sinh trưởng của nó dao động từ 65 đến 70 ngày Các giống Sugarbaby từ các quốc gia như Thái Lan, Mỹ, Nhật Bản và Đan Mạch có sự khác biệt về năng suất, chất lượng và khả năng thích nghi với điều kiện trồng trọt khác nhau.
Giống An Tiêm là một giống lai trong nước được sản xuất bởi Công ty Giống Cây Trồng Miền Nam Các giống này nổi bật với khả năng sinh trưởng mạnh mẽ, thích nghi tốt với nhiều điều kiện môi trường, kháng bệnh hiệu quả, dễ dàng ra hoa và đậu trái Đặc biệt, giống An Tiêm mang lại năng suất cao và chất lượng trái ngon.
Giống An Tiêm 94 cho thu hoạch sau 70 – 75 ngày trồng, với trái hình tròn nặng từ 6 – 8 kg Vỏ trái có sọc xanh đậm, ruột đỏ, thịt chắc và vị rất ngọt Giống này có khả năng bảo quản trái lâu sau thu hoạch, năng suất đạt từ 30 – 40 tấn/ha.
Giống An Tiêm 95 cho thu hoạch sau 70 – 75 ngày trồng, với trái tròn nặng từ 7 – 9 kg, vỏ đen có sọc mờ và ruột đỏ đậm, chắc thịt Trái có vị ngon ngọt và khả năng bảo quản lâu sau thu hoạch, đạt năng suất từ 35 – 45 tấn/ha.
An Tiêm 98 : Thu hoạch 65 – 70 ngày sau khi trồng, trái tròn, nặng 7 – 9 kg, vỏ sọc xanh, ruột đỏ, ngon ngọt, chống chịu bệnh thán thư tốt, năng suất 25 – 30 taán/ha
Giống An Tiêm đang dần dần thay thế giống Sugarbaby ở nhiều vùng sản xuaỏt dửa.
Giống Hồng Lương là giống lai nhập nội, có thời gian sinh trưởng từ 65 đến 70 ngày Quả có hình tròn, vỏ màu xanh nhạt với sọc xanh đậm, ruột đỏ và có vị ngon, đồng thời mang lại năng suất cao Giống này thích hợp để trồng ở một số vùng trong vụ hè.
• Nhiệt độ : Nhiệt độ sinh trưởng thích hợp 15-30 0 C
Nhiệt độ nảy mầm tốt nhất là 28 0 C
Thời kỳ cây con, nhiệt độ ban ngày thích hợp 25-27 0 C, ban đêm không dưới 17 0 C Thời kỳ ra hoa nhiệt độ thích hợp 25 0 C
Thời kỳ trái phát triển nhiệt độ thích hợp 27-30 0 C
Khí hậu khô ráo là điều kiện lý tưởng cho việc trồng dưa, trong khi mưa nhiều làm đất ẩm ướt, gây ra sự phát triển không ổn định của rễ và dẫn đến sự hấp thụ nước và chất dinh dưỡng quá mức, ảnh hưởng đến quá trình ra hoa và kết trái Hơn nữa, khi độ ẩm không khí vượt quá 65%, lá và trái dưa dễ bị nhiễm bệnh thán thư.
Dưa là cây ưa sáng, cần ít nhất 600 giờ ánh sáng để phát triển và kết trái hiệu quả Cường độ ánh sáng mạnh không chỉ thúc đẩy sự sinh trưởng mà còn giúp trái chín sớm, to và năng suất cao Ngược lại, nếu thiếu ánh sáng, dưa dễ bị nhiễm bệnh và khó đậu trái.
Gió mạnh làm tốc dây, gãy ngọn, rụng nụ và hoa Nên bố trí cho dưa bò thuận chiếu gió
• Đất : có thể trồng dưa trên nhiều loại đất từ đất cát đến đất sét nặng.
Dưa cần nhiều nước để phát triển nhanh, nhưng lại nhạy cảm với úng nước, dễ dẫn đến thối rễ, vàng lá và chết cây Khi trái gần chín, cần giảm lượng nước tưới để giúp trái tích lũy đường, từ đó trở nên ngon ngọt hơn.
Phân đạm : giúp cây con tăng trưởng nhanh, trái mau lớn.
Phân lân : giúp hệ thống rễ phát triển mạnh, cây sớm ra hoa, dễ đậu trái, thịt chắc. e)Thành phần dinh dưỡng
Dưa hấu là loại trái cây có hàm lượng nước cao, lý tưởng để giải khát trong những ngày nắng nóng Không chỉ ngon miệng và dễ ăn, dưa hấu còn cung cấp nhiều vitamin và nguyên tố vi lượng quý giá cho cơ thể Với hàm lượng pectin thấp, dịch quả ép từ dưa hấu có độ nhớt thấp, giúp quá trình làm rượu trở nên dễ dàng hơn Dưới đây là bảng thành phần dinh dưỡng của dưa hấu.
Bảng 1.1 : Thành phần dinh dưỡng của dưa hấu
K g g g g g g g g mg mg mg mg mg mg mg mg m mcg
Vitamin C Folic axit Panthothenic axit Lysin
Methionine, tryptophan, phenylalanine, threonine, valine, lysine, isoleucine, arginine, histidine, cysteine, tyrosine, alanine, aspartic acid, and glutamic acid are essential amino acids that play crucial roles in various bodily functions These compounds are vital for protein synthesis, hormone production, and neurotransmitter regulation, contributing to overall health and well-being Understanding their importance can help in optimizing dietary choices for better nutrition.
Daâu taây [14,15,16,17,18,19,20,21]
Tên khoa học : Fragaria vesca L
Hình 1.3 : Quả và hoa dâu tây a)Nguoàn goác
Trái dâu tây điển hình ngày nay là kết quả của sự lai ghép giống
F.Chiloensis duch và F.Virginiana Duch, có nguồn gốc từ Mỹ xuất hiện vào khoảng đầu năm 1600 Sau đó nó được du nhập và trồng rộng rãi ở Anh vào năm 1800 Người Anh gọi là “Strawberry”, người Pháp gọi là “Fraisier”, khi đem qua Việt Nam vì có nguồn gốc từ Pháp nên được gọi là “dâu tây”. Đà Lạt nằm ở độ cao 1500 m so với mặt biển, có khí hậu mang tính chất của vùng bán ôn đới Vào đầu những năm 30 của thế kỷ XX sau khi khám phá ra cao nguyờn Lang Bian theo chõn người Phỏp dõu tõy được trồng thử nghiệm ở Đà Laẽt.
Dâu do người Pháp mang sang Việt Nam lần đầu tiên có trái nhỏ, màu sắc nhạt và mùi đặc trưng Đến năm 1963, các giống dâu mới từ Mỹ được du nhập, có trái màu đậm, năng suất cao nhưng mùi vị kém thơm hơn dâu Pháp Hai giống này phát triển song song để đáp ứng nhu cầu thị trường Sau 30 năm, vào tháng 3 năm 1994, phân viện sinh học Đà Lạt đã nhân giống thành công giống HO của Nhật, và các công ty nghiên cứu giống tại Lâm Đồng đã nhập khẩu nhiều giống mới Chất lượng và sản lượng dâu ngày càng được cải thiện, đặc biệt là khả năng vận chuyển xa nhờ vào thịt quả cứng và chắc.
- Dâu tây thuộc dạng cây thảo mộc
- Dâu tây thích nghi với khí hậu ôn đới, Địa Trung Hải, cận nhiệt đới.
Dâu thường được trồng trên những gò đất nổi với độ mùn cao và khả năng thoát nước tốt Khu vực trồng cần nhiều ánh nắng và thông thoáng để ngăn ngừa bệnh do nấm Đặc biệt, dâu phát triển tốt nhất trên đất có độ pH từ 5 đến 6.
Hiện nay, trên thế giới có hơn 20 chủng loài dâu, được phân loại chủ yếu dựa vào sự khác biệt về số lượng nhiễm sắc thể, bao gồm các loài lưỡng bội, tứ bội và lục bội Ngoài ra, phân loại cũng có thể dựa vào ảnh hưởng của khí hậu và loại đất trồng Theo đó, chúng ta có thể chia thành hai loại chính.
- Loại dâu ra quả vào tháng 6 : ở miền Nam Carolina.
- Loại dâu ra quả quanh năm : có nguồn gốc từ Bắc Mỹ. d)Thành phần dinh dưỡng
Dâu tây là loại trái cây hấp dẫn với màu sắc rực rỡ và hương vị thơm ngon, giàu dinh dưỡng Loại quả này chứa nhiều vitamin và khoáng chất, đặc biệt nổi bật với hàm lượng vitamin C cao Dưới đây là bảng thành phần dinh dưỡng của dâu tây.
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của dâu tây
Thành phaàn dinh dưỡng Đ 1 Thành phaàn dinh dưỡng ẹ 1
K g g g g g g g g g g mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg m mcg
Vitamin C Folic axit Panthothenic axit Biotin
Lysin Triptophan Threonin Valin Lôxin Acginin Histidin Tirozin Alanin Aspartic axit Glutamic axit Glyxin
Prolin Axit hữu cơ mg mg mg mg mg mg mcg mcg mcg mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg g
0.580,030,060,30.0660163401.13392523423516274218212033261.3 e)Tình hình phát triển dâu tây trên thế giới
Nước Mỹ là quốc gia đứng đầu thế giới về sản lượng dâu tươi, trong khi Trung Quốc xếp thứ hai, chủ yếu cung cấp cho thị trường dâu ăn tươi Tây Ban Nha đứng ở vị trí thứ ba về sản lượng dâu, nhưng lại dẫn đầu về xuất khẩu dâu tươi, theo sau là Mỹ và Mexico.
Mỹ là quốc gia dẫn đầu thế giới về sản lượng dâu, chiếm khoảng 25% tổng sản lượng dâu toàn cầu trong nhiều năm qua Tổng sản lượng dâu của Mỹ trong năm qua tiếp tục duy trì vị thế này.
Năm 2005, sản lượng dâu tây đạt khoảng 1,05 triệu tấn, tăng 5% so với các mùa vụ trước Trung bình hàng năm trong 5 năm qua, sản lượng dâu tây đạt khoảng 900.000 tấn Khoảng 75% tổng sản lượng được cung cấp cho thị trường dâu tây ăn tươi, trong khi phần còn lại được sử dụng cho chế biến Mặc dù dâu tây được trồng ở nhiều bang của Mỹ, bang California vẫn là nơi tập trung phần lớn sản lượng dâu tây của cả nước.
Mỹ là quốc gia đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu dâu tây, chỉ sau Tây Ban Nha Năm 2005, Mỹ đã xuất khẩu khoảng 94.030 tấn dâu tươi, tăng 14% so với năm 2004 Trung bình, trong 5 năm qua, Mỹ xuất khẩu khoảng 79.000 tấn dâu tây mỗi năm Các thị trường xuất khẩu hàng đầu của Mỹ bao gồm Canada, Mexico và Nhật Bản, trong đó Canada chiếm gần 80% lượng dâu tây nhập khẩu từ Mỹ.
Tây Ban Nha chủ yếu tập trung vào thị trường dâu tươi, với khoảng 10-15% sản lượng dâu được sử dụng cho việc đông lạnh và làm nguyên liệu cho ngành chế biến.
Sản lượng dâu xuất khẩu của Tây Ban Nha cao gấp đôi so với Mỹ Vào năm
2005, Tây Ban Nha xuất khẩu 216601 tấn dâu tươi, giảm 14% so với năm 2004 Thị trường xuất khẩu lớn nhất của Tây Ban Nha là các nước nằm trong khối EU
Năm 2005 tổng sản lượng dâu tươi nhập khẩu của Tây Ban Nha là 6305 tấn giảm 20% so với những năm trước.
Trong những năm gần đây, sản lượng dâu của Trung Quốc đã tăng nhanh chóng, đưa quốc gia này trở thành một trong những nhà cung cấp dâu hàng đầu thế giới.
Sản lượng dâu của Trung Quốc đã tăng mạnh nhờ điều kiện thuận lợi, nhu cầu thị trường cao và xuất khẩu gia tăng Khoảng 70% sản lượng dâu được tiêu thụ nội địa cho mục đích ăn tươi.
Dâu tươi xuất khẩu từ Trung Quốc hiện nay vẫn còn hạn chế, mặc dù sản lượng dâu năm 2005 đã đạt 2.423 tấn, tăng gần gấp đôi so với các năm trước Đặc biệt, Trung Quốc không nhập khẩu dâu tây Tại Đà Lạt, Lâm Đồng, tình hình phát triển dâu tây đang diễn ra tích cực, góp phần nâng cao giá trị nông sản địa phương.
Thời vụ trồng dâu tại Lâm Đồng trước đây diễn ra vào tháng 8, 9, với mùa thu hoạch chính từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, đạt năng suất bình quân 7 tấn/ha Hiện nay, nhờ vào việc ứng dụng công nghệ sinh học như trồng từ cây cấy mô, phủ ni lon trên mặt luống, trồng trong nhà mái che và nhập giống mới, năng suất dâu tây đã tăng lên 11-13 tấn/ha, cho phép trồng quanh năm.
Đà Lạt nổi bật với hai giống dâu tây nhập khẩu, một giống từ Pháp chuyên dùng để làm mứt và một giống từ Mỹ chủ yếu để tiêu thụ trái tươi.
Tổng quan về lên men rượu [2]
Đại cương lên men rượu
Lý thuyết về lên men rượu đã được nghiên cứu từ lâu, với những đóng góp quan trọng từ các nhà sinh học Năm 1769, Lavoisier đã phân tích quá trình lên men và phát hiện rằng đường không chỉ chuyển hóa thành rượu mà còn tạo ra acid acetic Đến năm 1810, Gaylussac đã xác định rằng 45 phần khối lượng đường glucoza lên men sẽ sản sinh ra 23 phần rượu ethylic và 22 phần khí CO2, từ đó ông đã đưa ra phương trình tổng quát về quá trình lên men rượu.
Năm 1857, Louis Pasteur nghiên cứu quá trình lên men và phát hiện rằng từ 100 phần đường saccharoza, sẽ tạo ra 51.1 phần rượu ethylic, 48.4 phần CO2, 32 phần glyxerin, 0.7 phần acid succinic và 2 phần sản phẩm khác Ông đã điều chỉnh số liệu trước đó của Gaylussac, kết luận rằng từ 45 phần glucoza khi lên men sẽ cho 21.8 phần rượu, thay vì 23 phần như đã tính toán.
Vào khoảng năm 1871 – 1872, Manaxeni đã phát hiện ra rằng khi nghiền tế bào men với thạch anh và cho vào dịch đường, hiện tượng lên men vẫn diễn ra Đến năm 1897, Buchuer tiếp tục nghiên cứu bằng cách nghiền nát tế bào men, chiết lấy dịch trong không chứa xác men, và phát hiện rằng dịch chiết này có khả năng biến đường thành rượu và CO2 Từ đó, các chất chứa trong tế bào men được gọi là zymaza, là tập hợp của nhiều enzim tham gia vào quá trình chuyển hóa đường thành rượu và CO2.
Quá trình lên men rượu bắt đầu khi đường và các chất dinh dưỡng khác được hấp phụ vào bề mặt tế bào nấm men, sau đó khuếch tán qua màng tế bào theo quy luật thẩm thấu Trong khi nước có thể tự do vào ra, thì đường và các chất dinh dưỡng chỉ được phép đi vào bên trong tế bào Kết quả của quá trình này là sự chuyển hóa đường thông qua chuỗi phản ứng enzyme, tạo ra sản phẩm cuối cùng là ethanol và CO2.
Ethanol và CO2 được sản xuất và thoát ra khỏi tế bào, sau đó khuếch tán vào môi trường xung quanh Ethanol có khả năng tan trong nước cao, vì vậy nó nhanh chóng khuếch tán vào các chất lỏng xung quanh.
Trong môi trường lên men chứa C6H12O6, khí CO2 có khả năng hòa tan trong nước, nhưng mức độ hòa tan này không cao Tuy nhiên, sự hiện diện của ethanol trong môi trường giúp tăng cường độ hòa tan của CO2 Khi môi trường lên men bão hòa CO2, khí này được hấp phụ lên bề mặt tế bào nấm men và các cặn lơ lửng khác CO2 thoát ra khỏi dung dịch, tạo thành bọt và kéo tế bào nấm men lên bề mặt bình Bọt nổi lên và vỡ ra, khí CO2 bay vào khí quyển, trong khi nấm men lại chìm xuống Quá trình này không chỉ giúp xáo trộn nấm men mà còn tăng cường quá trình trao đổi chất, làm cho quá trình lên men diễn ra nhanh hơn Khi lượng đường và chất dinh dưỡng giảm, một lượng lớn tế bào nấm men sẽ lắng xuống đáy, làm cho dịch lên men trở nên trong hơn.
Khi lên men có khoảng 95% đường chuyển thành rượu và CO2, còn 5% thành sản phẩn khác và đường sót.
Cơ chế lên men rượu
Quá trình lên men bản chất là quá trình oxy hoá khử, diễn ra trong cơ thể sinh vật nhờ vào hệ thống enzyme Do đó, quá trình này được gọi là oxy hoá sinh học.
Sự tạo thành rượu từ glucose phải trải qua nhiều giai đoạn Đóng vai trò trung tâm là các chuyển hóa của chu trình Embden – Meyerhof – Parnas (EMP)
Trong chu trình EMP, glucose được chuyển hóa thành các hợp chất C3 và acid piruvic Sau đó, acid piruvit chuyển thành cồn theo các phương trình sau:
CH 3 CHO alcol- dehydrogenase C 2 H 5 OH
Rượu vang [3,7,8,22,23,24,25,26]
Khái niệm
Rượu vang là sản phẩm của quá trình lên men ethanol từ dịch ép trái cây, khoõng qua chửng caỏt.
Nguyên liệu chính để sản xuất rượu vang truyền thống là nho, và thuật ngữ "wine" hay "vin" thường chỉ rượu vang nho Tuy nhiên, hiện nay, rượu vang có thể được làm từ nhiều loại trái cây khác nhau như dứa, dâu, và sơri, mang đến hương vị đặc trưng và đa dạng hóa sản phẩm rượu vang.
Hình 1.4 : Sản phẩm rượu vang
Lịch sử rượu vang
Rượu vang được cho là đã được sản xuất cách đây 6000 năm trước công nguyên tại Mesopotamia, nơi những đấu vết chạm trổ trên đá chứng minh rằng người dân nơi đây đã biết cách làm rượu vang từ nho.
Người Ai Cập cổ đại, trong thời kỳ Pharaoh, tôn thờ thần Osiris như chúa tể của các vườn nho, người quyết định sự sinh trưởng của chúng hàng năm Họ cũng thờ sông Nile, nguồn sống mang lại đất đai màu mỡ sau mùa lũ, lý tưởng cho việc trồng nho.
Rượu vang đã trở thành một thức uống phổ biến, không chỉ dành riêng cho người giàu mà còn được người nghèo ưa chuộng Sự phát triển của rượu vang từ vùng Địa Trung Hải đã giúp nó trở thành lựa chọn của nhiều tầng lớp xã hội Giờ đây, những người có thu nhập thấp cũng tự chế biến rượu vang theo cách riêng, tạo ra những loại rượu vang giá rẻ nhưng vẫn mang đậm bản sắc văn hóa.
Theo thời gian, nhu cầu tiêu thụ rượu vang ngày càng tăng Sự phát triển của nghệ thuật làm rượu vang đã dẫn đến xu hướng ưa chuộng những loại rượu vang nặng hơn và không còn ngọt như trước.
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ sản xuất rượu vang đã nâng cao phương pháp sản xuất, bao gồm kỹ thuật bảo quản mới như làm lạnh, giúp quy trình trở nên hoàn thiện hơn Quá trình lên men được điều chỉnh thông qua việc thay đổi nhiệt độ vào những thời điểm thích hợp, dẫn đến việc rượu vang ngày càng đạt chất lượng cao hơn và hương vị ngon hơn.
Máy móc hiện đại đã cải thiện đáng kể quy trình thu hoạch nho, giúp việc thu hoạch trở nên nhanh chóng và dễ dàng, kể cả vào ban đêm Điều này rất quan trọng vì nhiệt độ thu hoạch nho ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Ngoài ra, các phụ tùng như nút chai và thiết bị bảo quản cũng đang được cải tiến để nâng cao hiệu quả sản xuất.
Nhiều loại rượu vang mới xuất hiện ngày càng ngon và hấp dẫn, không chỉ giới hạn từ trái nho Ngày nay, rượu vang được chế biến từ nhiều loại trái cây khác nhau, tạo nên sự đa dạng và sắc màu phong phú cho thế giới rượu vang.
Phân loại
Rượu vang có nhiều khóa phân loại a) Khóa 1 : Theo màu sắc
• Vang lên men từ nho: có 3 loại
Vang trắng:lên men dịch nho không chứa xác nho, thường dùng nho xanh.
Vang đỏ: lên men dịch nho có chứa xác nho, thường dùng nho đỏ
Vang hồng : là sự phối trộn giữa vang trắng và vang đỏ trước khi lên men phuù
• Vang không lên men (vang hương , liquer nho) là rượu qua chế biến không qua leân men.
Trong mỗi nhóm sản phẩm lại tiếp tục được phân loại theo hàm lượng ethanol b) Khóa 2 : Theo công nghệ
Nhóm rượu vang phổ thông : hoàn toàn lên men, không được bổ sung cồn ethylic trong quy trình sản xuất, bao gồm 2 loại:
Vang khô (lên men cạn kiệt):
- hàm lượng đường sót không quá 0,3%.
- hàm lượng đường sót khoảng 3-8%.
Nhóm rượu vang cao độ gồm những loại rượu vang có hàm lượng ethanol vượt trội hơn so với rượu vang phổ thông Để tăng cường hàm lượng ethanol, quy trình sản xuất có thể sử dụng cồn tinh luyện.
- Hàm lượng ethanol từ 17-20%V, trong đó ethanol tích lũy do leân men khoâng ít hôn 3%
- Hàm lượng đường trong sản phẩm có thể từ 1-4%.
Rượu vang khai vị có hàm lượng ethanol từ 12-17%V, trong đó ethanol tích lũy do quá trình lên men chiếm ít nhất 1,2%V Bên cạnh đó, tùy thuộc vào hàm lượng đường trong rượu, có thể xuất hiện các dạng khác nhau.
- Khai vị bán ngọt : ethanol từ 14-16%V, đường từ 5-12%.
- Khai vị ngọt: ethanol từ 15-17%V, đường từ 14-20%.
- Khai vị rất ngọt : ethanol từ 12-17%V, đường từ 21-35.
• Vang có CO2 : có thể chia thành 2 nhóm:
Rượu vang có gas tự nhiên được tạo ra từ quá trình lên men, trong đó gas được giữ lại nhờ lên men phụ trong chai kín hoặc thùng kín Tùy thuộc vào điều kiện như nhiệt độ và thời gian lên men phụ, sản phẩm cuối cùng sẽ là rượu sâm banh với các mức độ chất lượng khác nhau.
Rượu vang có gas nhân tạo (nạp gas vào sản phẩm).
Thành phần rượu vang
Rượu vang là sản phẩm phức tạp với nhiều thành phần chưa được xác định hoàn toàn, ngay cả ở các quốc gia có ngành sản xuất phát triển Một số chất như dầu thơm và acid bay hơi, dù chỉ có mặt ở tỉ lệ rất thấp, có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng rượu Độ nhạy của giác quan con người thường vượt trội hơn so với các dụng cụ phân tích hiện đại, vì vậy, việc đánh giá rượu thường cần đến sự chuyên môn của các chuyên gia nếm Các thành phần chính của rượu vang bao gồm:
Cồn là thành phần quan trọng nhất trong rượu vang, với nồng độ thường dao động từ 10-12 độ Rượu vang tự nhiên có thể có độ cồn từ 7-16%V, trong đó cồn ethylic mang hương thơm và vị ngọt nhẹ giống như đường Rượu có độ cồn dưới 10 độ thường có vị nhạt, trong khi rượu từ 13-14 độ có thể khiến người uống chóng say.
Người uống rượu vang không chỉ vì có cồn
Đường trong rượu vang chủ yếu là fructose, glucose và một ít galactose Rượu vang được phân loại thành khô, bán khô, bán ngọt và ngọt dựa trên lượng đường khử còn lại sau quá trình lên men Lượng đường khử càng cao thì độ cồn càng phải cao để đạt sự cân bằng.
Rượu vang có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều loại vi khuẩn, đặc biệt là khi có độ cồn thấp Những vi khuẩn này, bao gồm cả vi khuẩn yếm khí và hiếu khí, có khả năng phá hủy đường trong rượu, chuyển hóa chúng thành acid lactic và giấm, dẫn đến việc rượu mất đi hương vị đặc trưng của mình.
Acid là một thành phần quan trọng trong rượu vang đối với người phương Tây, tương đương với cồn Rượu vang có độ chua cao, với acid tổng số khoảng 4-5 g/lit và pH từ 2.9 đến 3.9 Mặc dù có vị chua, rượu vang vẫn dễ uống nhờ sự cân bằng giữa vị chua của acid và vị ngọt của cồn, glycerin, cùng với vị chát của phenola và vị mặn của các chất muối.
Acid hữu cơ trong rượu vang còn có trong một tác dụng nữa : ngăn cản hoạt động của các khuẩn làm hỏng rượu.
Rượu vang nho chứa các axit chính như axit tartaric (1.5-4 g/lít), axit malic (0-4 g/lít), axit citric (0-0.5 g/lít) và axit oxalic (0-0.06 g/lít), có tác dụng tích cực đối với hương vị Tuy nhiên, cũng tồn tại các axit tiêu cực như axit bay hơi, chủ yếu là axit acetic, cùng với các axit béo như axit formic, propionic và butyric Khi nồng độ của những axit này tăng cao, chúng có thể gây ra các bệnh rượu và làm thay đổi hương vị đến mức rượu không còn uống được.
Có nhiều loại muối khoáng trong rượu vang quả, phổ biến nhất là P, S, K,
Trong một lít rượu vang nho, chỉ có 1.5-3 g tro, nhưng các chất muối trong tro như Na, Ca, Mg, Si, Fe, Mn, F2, Cl2 mặc dù có lượng thấp lại đóng vai trò rất quan trọng.
• Làm tăng hương vị của rượu
• Tăng giá trị dinh dưỡng
Chưa phát hiện hết các chất gây mùi thơm dù đã dùng các phương pháp hiện đại như sắc kí khí Các chất thơm này có nguồn gốc từ:
Quả tươi, đặc biệt là các loại quả nhiệt đới, nổi bật với hương thơm quyến rũ Hương thơm này chủ yếu được tạo ra bởi các hợp chất terpen, tuy nhiên, trong quá trình lên men, phần lớn các hợp chất này sẽ bị phân hủy và bị khí CO2 cuốn trôi.
• Nấm men cũng sản sinh ra nhiều chất có mùi thơm như cồn ethylic và rượu cao phân tử, các acid hữu cơ.
Trong quá trình rượu chín, một mùi thơm đặc biệt gọi là bouquet được hình thành nhờ các chất oxy hóa khử Mùi thơm này chỉ tồn tại ở dạng khử, do đó, nếu giữ rượu trong bình nút kín trong thời gian dài, nó sẽ phát triển mùi thơm hấp dẫn Tuy nhiên, nếu tiếp xúc với oxy, mùi thơm này sẽ bị phá hủy nhanh chóng.
Rượu vang chứa nhiều vitamin tương tự như nước quả, tuy nhiên hàm lượng vitamin có thể khác nhau Một số loại rượu vang có hàm lượng vitamin thấp do men tiêu thụ trong nước nho, trong khi những loại khác lại giàu vitamin vì men có khả năng tổng hợp các vitamin mà nước nho không có Khi men chết và tự hủy, các vitamin này vẫn tồn tại trong rượu vang.
Polyphenol chủ yếu tập trung trong vỏ quả, do đó vang đỏ chứa nhiều polyphenol hơn so với vang trắng Chất này không chỉ tạo màu sắc và vị chát đặc trưng cho rượu mà còn giúp ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại.
Vai trò của rượu vang
Nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chứng minh rượu vang là loại thức uống hấp dẫn và tốt cho sức khỏe con người.
Nồng độ cồn trong rượu vang thường chỉ từ 11-14%, thấp hơn 4-5 lần so với các loại rượu mạnh Uống rượu vang, đặc biệt là vang đỏ, với lượng vừa phải từ 100-200ml mỗi ngày có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.
1) Tránh nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch và các chứng đột quỵ
Một nghiên cứu dịch tễ học cho thấy tỷ lệ mắc bệnh mạch vành và đột quỵ ở người Pháp thấp hơn nhiều so với người Mỹ, mặc dù chế độ ăn uống và sở thích ẩm thực giữa hai quốc gia này tương đối giống nhau Nguyên nhân chính có thể là do người Pháp thường xuyên uống rượu vang một cách điều độ trong bữa ăn, điều này ít được chú ý nhưng có thể ảnh hưởng tích cực đến sức khỏe tim mạch.
2) Chống lại một số tác nhân gây lão hóa
Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ, chứa nhiều thành phần có khả năng chống lão hóa tế bào, với flavonoid là một chất chống oxy hóa quan trọng Resveratrol, một chất chống lão hóa nổi bật có trong vỏ nho, đặc biệt là nho chín đỏ, không chỉ giúp ngăn ngừa lão hóa mà còn có khả năng chống nhiễm khuẩn.
3) Giảm quá trình xơ vữa động mạch
Nguyên nhân hình thành các màng xơ vữa động mạch là do quá trình oxy hóa của lipoprotein trong thành động mạch
Rượu vang có khả năng tăng cường hàm lượng cholesterol HDL, giúp ngăn ngừa quá trình xơ vữa động mạch, đồng thời giảm cholesterol LDL ngay từ giai đoạn đầu hình thành, từ đó hỗ trợ ngăn chặn sự tắc nghẽn mạch máu.
4) Liệu pháp mới chữa bệnh phổi
Nghiên cứu khoa học tại Anh và Mỹ cho thấy hợp chất chống oxy hóa resveratrol có trong rượu vang đỏ có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính.
5) Kích thích ăn uống và tiêu hóa tốt
Chỉ cần nhấm nháp 100ml rượu vang trong bữa ăn, bạn sẽ cảm thấy ngon miệng hơn Rượu vang có khả năng trung hòa chất béo, giúp bạn tránh cảm giác đầy bụng và mang lại sự dễ chịu sau khi ăn.
6) Những lợi ích khác của rượu vang
Rượu vang đỏ chứa các vitamin như C, B1, B3, B5, B6, kẽm và acid lipoic, có tác dụng ngăn ngừa bệnh tiểu đường Bên cạnh đó, việc tiêu thụ vang đỏ còn giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh như ung thư, Alzheimer và Parkinson.
Nguyên liệu sản xuất rượu vang
Nguyên liệu để chế rượu vang thường là các loại quả có hàm lượng nước cao, tỷ lệ đường và acid phù hợp, cùng với nhiều vitamin và khoáng chất, giúp quá trình lên men diễn ra thuận lợi Bên cạnh đó, cần xem xét các yếu tố kinh tế như giá cả của quả, tính sẵn có quanh năm hay theo mùa Do đó, việc lựa chọn quả để ăn tươi hay dùng chế rượu là rất quan trọng.
Nho là loại quả lý tưởng để chế biến rượu vang, đặc biệt phổ biến ở các nước phương Tây Tuy nhiên, nho cần đất chua và khí hậu khô, nắng nhiều, nên ở Việt Nam, chỉ một số vùng như Ninh Thuận và Khánh Hòa thuận lợi cho việc trồng nho, nhưng năng suất vẫn chưa cao.
Người ta chọn nho chế rượu vang từ khá lâu vì :
- Thành phần hóa học của quả thích hợp, do đó lên men dễ, độ rượu cao, ức chế được hoạt động của các khuẩn hại.
- Chất lượng rượu tốt, hương vị đậm đà, chua chát hài hòa.
Dâu là một nguyên liệu lý tưởng để chế biến rượu vang, với tỷ lệ nước trong quả dâu không thua kém gì nho Tại miền Bắc, dâu thường được ưa chuộng để sản xuất rượu vang nhờ vào hương vị đặc trưng và sự phong phú của nguyên liệu này.
- Dâu rất dễ trồng, chóng thu hoạch sản lượng cao và ổn định.
Ép nước từ dâu rất đơn giản, và thành phần của dâu cũng dễ dàng lên men Nước dâu chứa ít pectin cùng các chất keo khác, giúp rượu nhanh chóng trong và có màu sắc đẹp mắt, hấp dẫn.
- Rượu dâu có hương vị rất thơm, giá trị dinh dưỡng cao.
- Một điều nữa là quả dâu ăn tươi thì hương vị không cao nên thích hợp cho chế rượu
Dứa có tỷ lệ nước cao và lượng đường lớn, do đó khi lên men, ít cần thêm đường Độ acid cao trong dứa cũng làm cho vi khuẩn tạp khó phát triển Tuy nhiên, rượu vang dứa chất lượng trung bình thường không giữ được hương vị thơm ngon ban đầu của nước quả.
Mơ : đây là loại quả sản xuất vang tốt Vang mơ thơm ngon lại có công dụng của một vị thuốc an thần và chữa bệnh.
Ngoài ra các loại quả như mận, táo, chanh dây… cũng có triển vọng làm rượu vang.
Một số loại quả có thể được lên men kết hợp theo tỷ lệ nhất định để tạo ra nhiều sản phẩm rượu vang với hương vị thơm ngon đặc trưng Việc phối trộn các loại nước quả không chỉ giúp cải thiện chất lượng mà còn cân bằng thành phần, làm cho hỗn hợp trở nên phù hợp hơn cho quá trình lên men, từ đó tạo ra những chai rượu vang đặc sắc.
Bảng 1.3 : Thành phần dinh dưỡng của một số loại quả thường dùng để chế rượu vang
Axit (g/100g quả tính ra axit malic)
Thời gian chín ở mieàn Baéc (tháng)
Thời gian chín ở mieàn Nam (tháng) Bưởi
Hệ vi sinh vật trong sản xuất rượu vang
Hiện nay trên thế giới người ta thường sản xuất rượu vang theo hai phương pháp :
- Phương pháp lên men bằng hệ vi sinh vật tự nhiên
- Phương pháp lên men bằng hệ vi sinh vật thuần khiết. a)Hệ vi sinh vật tự nhiên
Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đềng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men.
Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau bao gồm có nấm mốc (76-90%), nấm men (9-22%), còn lại là vi khuẩn, xạ khuẩn.
Theo dõi qua trình lên men, người ta thấy vài ngày đầu, các men dại
Kloeckera phát triển trước, sau đó nấm men Saccharomyces ellipsoideus chiếm ưu thế và thực hiện quá trình lên men mạnh mẽ, dẫn đến sự tích tụ cồn etylic Khi nồng độ cồn tăng cao, Saccharomyces ellipsoideus ngừng hoạt động, trong khi nấm men chịu cồn Saccharomyces oviformis tiếp tục quá trình lên men cho đến khi hoàn tất.
Phân tích hệ vi sinh vật trong quá trình lên men tự nhiên cho thấy rằng việc sử dụng nấm men thuần chủng không nên chỉ dựa vào một chủng duy nhất Thay vào đó, cần phối hợp nhiều chủng nấm men chịu cồn cao để đạt được hiệu quả lên men tối ưu, giúp cồn hình thành cao hơn, có thể lên tới 17-19% Trong sản xuất rượu vang thủ công, người ta thường tận dụng hệ vi sinh vật tự nhiên có sẵn trên quả để thực hiện quá trình lên men này.
- không cần giống vi sinh vật thuần khiết, do đó không đòi hỏi kỹ thuật cao và tốn nhiều công sức
- Hương vị của sản phẩm cũng khá thơm ngon.
- Chất lượng sản phẩm thường không ổn định vì không kiểm soát được chất lượng giống vi sinh vật ban đầu
Phương pháp này tận dụng hệ vi sinh vật tự nhiên có sẵn trên quả, do đó hạn chế việc rửa trái cây Để đảm bảo hiệu quả, nguồn nguyên liệu đầu vào cần phải không còn dư lượng thuốc trừ sâu hay phân bón Ngoài ra, việc sử dụng hệ vi sinh vật thuần khiết cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Nấm men Saccharomyces là loại nấm men chủ yếu được sử dụng trong sản xuất rượu vang Chúng có hình dạng chủ yếu là cầu, oval hoặc elip, trong khi một số ít có hình dạng elip kéo dài Dưới điều kiện thuận lợi, nấm men vang sinh sản bằng cách nảy chồi, nhưng khi gặp điều kiện bất lợi, chúng có khả năng sinh bào tử.
Trong công nghiệp sản xuất vang thường sử dụng các chủng nấm men thuần khieát sau:
- Saccharomyces cerevisiae hay được sử dụng để lên men bánh mì, sản xuất rượu, bia.
- Tế bào hỡnh elip, kớch thước trung bỡnh (3-8) x (5-12) àm Chỳng được Meysen mô tả năm 1938, Hansen nghiên cứu năm 1948 và nhận dạng là nấm men nổi.
- S.cerevisiae có thể lên men được glucoza, fructoza, galactoza,sacaroza,1/3 rafinoza, maltoza và các dextrin đơn giản, không lên men được lactoza, xenlobioza, inulin.
- Trước đây nấm men này có tên gọi là S.ellipsoideus bắt nguồn từ hình dạng tế bào của chúng là hình ellip
- Tế bào hỡnh ovan cú kớch thước (3ữ8) x (5ữ12) àm, sinh sản theo lối nảy chồi và tạo bào tử.
Enzim invertase có khả năng thủy phân sacarose thành fructose và glucose, do đó, trong quá trình lên men, chúng ta có thể bổ sung loại đường này vào dịch quả để cải thiện hiệu suất lên men.
- Hàm lượng rượu tạo thành có thể đạt 18-19%.
Có khả năng kết lắng và làm trong dịch rượu, giúp tổng hợp các cấu tử bay hơi từ các sản phẩm thứ cấp, mang đến cho rượu vang hương vị đặc trưng và độc đáo.
- Chúng có hình thái rất giống các loài nấm men lên men rượu khác.
- Loài này được phân lập từ dịch quả phúc bồn tử, dịch nho lên men.
- Có khả năng tạo bào tử khá mạnh trên mội trường thạch-malt
- Có khả năng lên men đạt độ rượu khoảng 12÷13%
- Có hình dạng giống như S.vini
- Loài này có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành lượng rượu cao 18%.
- Lên men được glucose, fructose, manose, sacarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men được lactose, pentose.
Trong giai đoạn đầu, S oviformis phát triển chậm hơn S vini, nhưng có khả năng chịu đựng cồn cao hơn Điểm khác biệt chính giữa S oviformis và S vini là S oviformis không lên men được galactose và tạo thành màng men nổi trên bề mặt dịch.
Yêu cầu của nấm men trong sản xuất rượu vang
- Khả năng lên men cao, những chủng loại này khi ở điều kiện tối ưu cần đạt được 18÷20%
- Chịu được nhiệt độ thấp, có khả năng lên men ở 4-10 0 C và tích lũy trong môi trường trong thời gian ngắn thực tế phải được 8÷12%v ethanol.
- Chịu được nồng độ đường cao, có thể lên men được ở nồng độ đường 30%
- Chịu được cồn cao, có thể lên men trong môi trường có sẵn 8÷12% cồn đối với những chủng lên men thứ trong sản xuất rượu có gas.
- Những chủng nấm men đã được sunfit hóa có thể bắt đầu và hoàn thành quá trình lên men ở rH rất thấp.
- Có khả năng kết lắng tốt rượu thu được sẽ trong tăng giá trị cảm quan.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự lên men vang
Nhiệt độ tối ưu cho nấm men vang là từ 28-32 độ C Khi nhiệt độ thấp hơn, nấm men hoạt động chậm và kém hiệu quả, mặc dù một số nòi có thể lên men ở mức 4-10 độ C, nhưng quá trình này diễn ra rất chậm và yếu Kết quả là, lượng đường sót lại trong môi trường lên men khá lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây hại phát triển, ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang.
Nhiệt độ tăng lên đến 36 0 C nấm men vẫn hoạt động bình thường, song trên
36 0 C nấm men bắt đầu bị ức chế và đến 40 0 C thì chúng chết dần Ở điều kiện trên
Nhiệt độ 40°C tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn sinh acid acetic hoạt động, do đó cần kiểm soát nhiệt độ lên men không vượt quá 36°C Ngoài ra, việc lên men ở nhiệt độ cao sẽ dẫn đến sự hình thành nhiều sản phẩm phụ như ester và aldehyde, đồng thời làm tăng tổn thất CO2.
Nồng độ ion H+ trong môi trường có ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của nấm men, vì chúng có thể thay đổi điện tích của vỏ tế bào Sự thay đổi này dẫn đến việc điều chỉnh mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng, từ đó ảnh hưởng đến quá trình lên men.
Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt ở một khoảng giá trị pH nhất định.
Trong quá trình lên men rượu, pH tối ưu để tạo ethanol là từ 4,5 đến 5,0 Nước quả có pH thấp khoảng 3,0 - 4,0 giúp nấm men hoạt động hiệu quả trong khi ức chế vi khuẩn Ngược lại, pH cao hơn sẽ dẫn đến sản phẩm có độ chua thấp và dễ nhiễm khuẩn, làm giảm đặc trưng về vị Khi lên men ở pH cao, sản phẩm phụ sẽ tăng lên, hiệu suất lên men giảm và hương vị sản phẩm không còn đặc trưng.
Trong quá trình lên men, pH ban đầu được giữ ở mức có khả năng ức chế tạp khuẩn, giúp nấm men phát triển chậm nhưng ổn định Khi nấm men đã đủ mạnh, pH được tăng lên để tối ưu hóa sự phát triển của nấm men Mặc dù điều kiện này cũng thuận lợi cho tạp khuẩn, nhưng với sự phát triển mạnh mẽ của nấm men, chúng có thể lấn át tạp khuẩn.
Nồng độ đường cao trong dịch lên men có thể gây tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men, dẫn đến việc sản xuất rượu nhiều hơn Điều này không chỉ ức chế sự phát triển của vi khuẩn mà còn ảnh hưởng đến nấm men Hơn nữa, lượng đường dư thừa có thể gây tổn thất hoặc kéo dài thời gian lên men.
Ngược lại nồng độ đường thấp sẽ không kinh tế vì nồng độrượu đạt đến khá thaáp.
Người ta khảo sát trong dịch nho lên men và thấy rằng :
- Dịch lên men có nồng độ 10÷25%, quá trình lên men vẫn bình thường.
- Dịch lên men có nồng độ >25%, quá trình lên men bắt đầu chậm khó khaên.
- Dịch lên men có nồng độ >35%, quá trình lên men xảy ra rất yếu và chậm chạp d)Lượng nấm men gieo cấy
Nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men, chuyển hóa đường thành ethanol và khí carbonic Mỗi loài nấm men có khả năng lên men riêng biệt, và quá trình này có thể thay đổi tùy thuộc vào các điều kiện môi trường, dẫn đến sự hình thành các sản phẩm khác nhau.
Việc bổ sung tỷ lệ giống lên men cũng phải được lựa chọn tuỳ theo sản phaồm mong muoỏn. e)Thành phần các chất dinh dưỡng
Dịch lên men cần có đầy đủ các thành phần dinh dưỡng thiết yếu, bao gồm glucid dưới dạng monosaccharide và disaccharide, nitơ dưới dạng acid amin, các muối vô cơ (ngoại trừ muối nitrit và nitrat), cùng với các vitamin và muối khoáng Oxy cũng là yếu tố quan trọng trong quá trình này.
Nấm men là vi sinh vật hiếu khí tùy tiện, hoạt động lên men rượu chỉ trong điều kiện yếm khí Trong môi trường có nhiều oxy, nấm men sẽ oxy hóa đường thành CO2 và H2O, đồng thời sinh sản mạnh mẽ.
Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, việc cho nước ép tiếp xúc với oxy là rất quan trọng Nấm men cần oxy để phát triển và tích lũy sinh khối cần thiết cho quá trình lên men.
Để chuyển hóa đường thành ethanol, vi sinh vật cần được phát triển trong điều kiện yếm khí, nơi mà sự hô hấp của nấm men bị ức chế Trong môi trường này, nấm men tìm kiếm năng lượng thông qua quá trình lên men, cần phân huỷ một lượng đường lớn để sản xuất ethanol và CO2 Nếu có oxy, ethanol sẽ tiếp tục bị chuyển hóa thành acid acetic, dẫn đến sản phẩm bị chua.
Ethanol là sản phẩm chính của quá trình lên men do nấm men sản sinh ra, nhưng nó cũng có tác động ức chế hoạt động sống của tế bào nấm men Mức độ ức chế này khác nhau tùy thuộc vào từng chủng loài; ví dụ, S ellipsoideus có thể chịu được nồng độ cồn lên tới 18%, trong khi Kl apiculata chỉ chịu được từ 4-6% Đặc biệt, khả năng chịu cồn của nấm mốc và vi khuẩn còn thấp hơn nhiều so với nấm men.
Vì vậy cồn có tác dụng ức chế các vi sinh vật tạp nhiễm gây hại cho rượu vang. h)CO 2
CO2 được hình thành trong quá trình lên men rượu từ đường, với một phần tồn tại trong môi trường và một phần tách lên trên bề mặt Phần CO2 tích tụ tạo thành lớp ngăn cách giữa không khí và môi trường, chỉ làm giảm khả năng sinh sản của nấm men mà không ảnh hưởng đến khả năng lên men của chúng Trong môi trường có hàm lượng đường cao, CO2 khó thoát ra, dẫn đến việc ức chế sinh sản của nấm men và làm giảm hiệu suất của quá trình lên men.
Theo nghiên cứu của Miuler-Thurrau :
- Hàm lượng CO2 đạt 0.25% trọng lượng thì việc sinh sản của nấm men bũ ủỡnh treọ.
- Hàm lượng CO2 đạt 1.5% trọng lượng thì nấm men không còn sinh sản được nữa.
CO2 đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí có hại trong môi trường Để đảm bảo quá trình lên men hiệu quả, các thùng lên men cần được trang bị nút đặc biệt, cho phép khí CO2 thoát ra mà không cho không khí bên ngoài xâm nhập.
Khí CO2 có tác dụng ức chế quá trình lên men, nhưng việc thoát khí CO2 lại mang lại lợi ích cho quá trình này Sự thoát khí CO2 giúp môi trường lên men luôn được khuấy động, giữ cho nấm men trong trạng thái lơ lửng, từ đó thúc đẩy quá trình lên men diễn ra nhanh hơn.
Các sản phẩm phụ trong quá trình lên men rượu vang
Trong quá trình lên men, ngoài hai sản phẩm chính là rượu ethanol và CO2, còn xuất hiện nhiều sản phẩm phụ do nấm men tiết ra, bao gồm glyxerin, acid hữu cơ, axetaldehyt, axetoin, diaxetyl và ester Glyxerin là một trong những sản phẩm phụ quan trọng trong quá trình này.
Trong quá trình lên men, aldehyde glyceric thường bị khử để tạo thành sản phẩm Tuy nhiên, khi có mặt natri sunfit trong môi trường lên men, axetaldehyt sẽ kết hợp với natri sunfit, dẫn đến sự hình thành glyxerin thay vì ethanol.
pH có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sản xuất glyxerin Nghiên cứu cho thấy, khi pH tăng lên mức kiềm, lượng đường tham gia vào quá trình tạo glyxerin cũng gia tăng.
(lên men trong môi trường kiềm) b)Rượu cao phân tử
Bao goàm : n-propanol, izopropanol, n-butanol, n-pentanol, 2-metylbutanol, n- hexanol… với hàm lượng khoảng 0.4-0.5%so với cồn ethanol gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị sản phẩm.
Rượu bậc cao hình thành qua phản ứng khử amin của các acid amin, tiếp theo là khử cacboxyl các xetoacid và khử aldehyt trong quá trình lên men Theo giáo sư Vexelop, sự hình thành rượu bậc cao liên quan chặt chẽ đến sự hiện diện của acid pyruvic và xeto acid Các nhà khoa học Xô Viết cho rằng rượu bậc cao xuất hiện trong giai đoạn sinh trưởng của nấm men, là sản phẩm trao đổi chất của chúng.
Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh nhiệt độ lên men có thể ảnh hưởng đến sự hình thành rượu cao phân tử; nếu nhiệt độ tăng hoặc giảm so với mức bình thường, lượng rượu cao phân tử sẽ giảm Trong khoảng pH từ 3-5, rượu cao phân tử sẽ tích tụ nhiều hơn, nhưng nếu pH tiếp tục tăng, hàm lượng rượu này sẽ giảm Ngoài ra, điều kiện có dư oxy cũng làm tăng hàm lượng rượu bậc cao.
Lên men dưới áp lực CO2 giúp giảm lượng rượu bậc cao, đặc biệt là izobutyric và amylic, chiếm 90% tổng rượu bậc cao trong vang, từ đó nâng cao chất lượng rượu vang do hai loại rượu này gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị Các rượu bậc cao mạch vòng như β-phenyletylic, tiozol, và triptophol lại tạo ra hương vị vang êm dịu và dễ chịu Nghiên cứu cho thấy nấm men có khả năng tạo ra rượu phenyletylic từ phenylalanin, nên có thể thêm acid amin này vào vang non để cải thiện chất lượng, tuy nhiên hàm lượng không được vượt quá 20-25mg/l.
Các acid hữu cơ phổ biến trong rượu vang bao gồm acid acetic, propionic, izobutyric, izovaleric và capronic, chủ yếu tích tụ trong giai đoạn đầu của quá trình lên men Những acid bay hơi này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hương vị cho rượu vang Đặc biệt, acid malic có thể mang lại vị chua gắt, gây khó chịu cho người thưởng thức.
Trong rượu vang, thường xuất hiện các aldehyt như aldehyt axetic, propionic và butyric Những aldehyt này có mùi mạnh mẽ, nhưng khi được pha loãng, chúng lại tạo ra hương thơm dễ chịu, giống như mùi của các loại trái cây tự nhiên Dưới điều kiện có oxy trong không khí, rượu vang dễ dàng bị oxy hóa, dẫn đến sự chuyển đổi ethanol thành axetaldehyt.
Acetoin và diaxetyl là hai chất có ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang, với nồng độ acetoin từ 2-84mg/l và diaxetyl từ 0.1-1.8mg/l Diaxetyl ở nồng độ thấp tạo ra hương vị đặc trưng cho vang, nhưng khi vượt quá 1mg/l, nó sẽ gây ra mùi chua khó chịu Sự hình thành diaxetyl và acetoin trong quá trình lên men có mối quan hệ tương tác với sulfit hóa dịch quả Đặc biệt, hàm lượng tối đa acetoin trong dịch quả không sulfit hóa cao gấp đôi so với dịch quả được sulfit hóa.
Chỉ tiêu chất lượng của rượu vang
Bảng 1.4 : Chỉ tiêu cảm quan của rượu vang
Teõn chổ tieõu Yeõu caàu
Màu sắc Đặc trưng cho từng loại vang
Mùi Thơm đặêc trưng của nguyên liệu và sản phẩm lên men, không có mùi lạ
Vị Chua chát, có hoặc không có vị ngọt, không có vị lạ
Trạng thái Trong, không vẩn đục
Bảng 1.5 : Chỉ tiêu hóa học của rượu vang
Hàm lượng metanol trong 1 l etanol 100 o g/l, không lớn hơn
Hàm lượng acid bay hơi, tính theo acid acetic g/l, không lớn hơn
Hàm lượng SO2, mg/l, không lớn hơn 350
Xianua và các phức xianua, mg/l, không lớn hôn
Hàm lượng CO2 Theo tiêu chuẩn đã được công bố
Bảng 1.6 : Giới hạn hàm lượng kim loại nặng trong rượu vang
Tên kim loại Giới hạn tối đa
Bảng 1.7 : Chỉ tiêu vi sinh của rượu vang
Chỉ tiêu Giới hạn tối đa
Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phaồm
Ecoli, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 0
Coliforms, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm 10
Cl.perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0
S.aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0
Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1ml sản phaồm
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyeõn lieọu
Nguyeõn lieọu chớnh
Sử dụng loại dưa hấu quả dài, vỏ xanh, thịt đỏ có nguồn gốc từ Long An.
Hình 2.1 Trái dưa hấu b)Daâu taây
Sử dụng dâu tây chín đỏ trái nhỏ có nguồn gốc từ Đà Lạt
Nguyeõn lieọu phuù
- giúp hòa tan các thành phần dinh dưỡng để nấm men dễ sử dụng
- tăng thể tích dịch lên men, giảm giá thành sản phẩm
- Độ cứng ≤ 7mg đương lượng/l, sử dụng nước càng mềm càng tốt
Pha loãng dịch trái cây quá mức có thể làm giảm chất lượng sản phẩm rượu Để đảm bảo rượu đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, cần thực hiện một số biện pháp nhất định.
- Không pha thêm nước đối với : cam, quýt, dâu, dứa, nho…
- Pha thêm ít nước khoảng 15-20% dịch quả đối với : xoài, vải…
- Pha thêm khoảng 30% dịch quả đối với : mơ, mận, đào, táo…
Nước rửa : sử dụng nước sạch ở phòng thí nghiệm để rửa dụng cụ và nguyeõn lieọu
Nước pha chế hóa chất : sử dụng nước cất b)Đường
Sử dụng đường cát trắng của Công ty đường Biên Hòa pha chế thành siro 70 0 để điều chỉnh hàm lượng chất khô trong dịch lên men.
- là cơ chất để nấm men sử dụng và chuyển hóa
- điều chỉnh nồng độ chất khô phù hợp cho dịch lên men.
Bảng 2.1 Chỉ tiêu chất lượng của đường nguyên liệu
Hàm lượng saccharose ≥ 99.65 ≥ 99.45 Độ ẩm ≤ 0.07 ≤ 0.12
Hàm lượng đường khử ≤ 0.1 ≤ 0.15 c)Chaỏt chổnh pH :
Chất tăng pH : chúng tôi dùng dung dịch Na2CO3 bão hòa.
Chất giảm pH : chúng tôi dùng dung dịch acid citric 10%.
Phương pháp nghiên cứu
Quy trình nghiên cứu sản xuất rượu vang dưa hấu-dâu tây
Sau khi lựa chọn nguyên liệu chúng tôi tiến hành làm thử rượu vang dưa hấu và dâu tây theo quy trình đề xuất như sau :
Chọn và khảo sát nguyeõn lieọu
Khảo sát đường cong sinh trưởng và khả năng lên men của 4 chủng
Tiến hành lên men khảo sát chọn tỷ lệ trái cây
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men (lượng men giống, nồng độ chất khô, pH)
Sản xuất thử rượu vang trái cây cần tuân thủ các điều kiện đã được lựa chọn kỹ lưỡng Đồng thời, việc kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng Cuối cùng, đánh giá cảm quan sẽ giúp xác định chất lượng sản phẩm rượu vang trái cây một cách chính xác.
Quá trình này nhằm mục đích loại bỏ tạp chất và làm giảm lượng vi sinh vật có trong nguyên liệu
EÙp laáy dòch ẹieàu chổnh dịch lên men Siro đường acid citric Thanh truứng
Leân men chính Nhaân gioáng
Dưa hấu và dâu tây được tiến hành phân loại, loại bỏ vỏ, cuống, những phần bị dập nát, úng Sau đó nguyên liệu được đem đi rửa sạch
Mục đích : thu dịch ép từ nguyên liệu
Sau khi cắt nhỏ, nguyên liệu sẽ được đưa vào máy ép để ép lấy dịch
3) ẹieàu chổnh dũch leõn men
Mục đích : hiệu chỉnh các thông số trước khi lên men
Duứng acid citric 10% chổnh pH dũch leõn men
Dùng siro 70 0 để diều chỉnh nồng độ chất khô
Mục đích của quá trình này là tiêu diệt một phần vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu trước khi tiến hành cấy giống, nhằm ngăn chặn sự lên men không mong muốn Đồng thời, quá trình cũng giúp vô hoạt hóa enzim, hạn chế hiện tượng oxy hóa nước quả.
Quá trình thanh trùng còn làm đông tụ một số protein
Tiến hành : thanh trùng ở nhiệt độ 85-90 0 C trong vòng 10phút
Nấm men chuyển hóa đường thành rượu và CO2 trong quá trình lên men, sử dụng 10 triệu tế bào/ml dịch lên men, pH 3.8, hàm lượng chất khô hòa tan 20 0 Bx, và nhiệt độ từ 28-32 độ C Để đạt hiệu quả tốt nhất, cần đảm bảo môi trường lên men khô ráo, thoáng mát và tránh ánh sáng nhằm ngăn chặn các biến đổi bất lợi.
Sau khi quá trình lên men chính kết thúc, nấm men cùng với cặn lắng xuống đáy bình chúng tôi tiến hành lắng loại bỏ phần cặn xác.
Sau khi hoàn thành quá trình lên men chính để tạo rượu, chúng tôi tiến hành lên men phụ trong tủ lạnh nhằm ủ hương cho rượu vang Đồng thời, quá trình này cũng giúp lắng cặn men và các cặn mịn Thời gian cho lên men phụ kéo dài trong 7 ngày.
Sau khi hoàn tất quá trình lên men phụ, chúng tôi tiến hành lắng lọc để tách bã khỏi rượu Nếu được lưu trữ trong thời gian dài, rượu sẽ trở nên thơm ngon hơn.
Rượu sau khi được lắng lọc sẽ được đem đóng chai và bảo quản lạnh để tránh các biến đổi.
