Quy trình sản xuất rượu vang nho

QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG NHO Giảng viên : Phạm thi Tuyết Mai Sinh viên: Trần Quang Trọng Ngành : Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Rượu vang Rượu vang Là loại đồ uống chứa rượu thu được sự lên men đầy đủ hoặc từng phần nho hoặc nước nho Có giá trị dinh dưỡng cao Được sản xuất nhiều nhất ở Italia, Pháp và Tây Ban Nha Phân loại rượu vang dựa vào nguyên liệu Vang tăng độ nặng: Sử dụng loại nho được để chín quá mức thông thường và khô đi Vang rơm: Sử dụng nho được trải lên rơm rạ nhằm thu được loại nho quắt Vang tăng độ nặng hảo hạng: Sử dụng nấm Botrytis cynerea phát triển trên nho, tạo cho nho có hàm lượng đường cao và nước nho có chất lượng hảo hạng Vang đóng băng: Sử dụng loại nho đông cứng trên cành tạo nước nho đóng băng chứa hàm lượng đường cao Phân loại theo độ ngọt Rượu vang khô (dry wine) Rượu vang bán ngọt (semi-dry wine) Rượu vang ngọt (sweet wine) Phân loại theo màu Rượu vang trắng (White wine): là loại rượu vang sản xuất từ nước ép của các loại nho. Chablis, Chardonnay, Pinot Blanc, Rhine wine, Riesling. Rượu vang hồng (Rose wine): được tạo khi trộn dịch ép của nho màu lam và nho trắng. Rose, Vonorosso. Rượu vang đỏ (Red wine): là loại rượu vang được sản xuất từ dịch nho ép nhưng không loại bã (vỏ, hạt).Barbera, Cabernet Sauvignon, Claret II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG Nguyên liệu Hệ vi sinh vật Kĩ thuật sản xuất Công nghệ sản xuất rượu vang Các nhân tố ảnh hưởng lên nấm men vang 1. Dịch quả Nho được sử dụng làm nguyên liệu chủ yếu nhất trong sản xuất rượu vang Các loại quả khác dùng trong sản xuất vang cần có các đặc điểm Hàm lượng đường cao Chứa nhiều vitamin, axit hữu cơ Hàm lượng protein đáng kể Ngoài ra cần có thêm pectin, tanin Nho Vitis vinifera- European Được trồng phổ biến với số lượng lớn Phát triển tốt Khả năng chống chịu bệnh thấp Vitis labrusca- American Được trồng ít hơn Chủ yếu là các giống hoang dại Phát triển tốt tại các điều kiện khác nhau Trồng nho và thu hoạch Trồng nho Nhiệt độ trung bình: 11 - 120C Phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng đất và thời tiết Thu hoạch Được tiến hành sau khi quả đã chín hoàn toàn Dựa vào thời gian và chất lượng nguyên liệu được chia thành nhiều loại vang khác nhau Thu hoạch nho Thành phần của nho Hidratcacbon (dưới dạng glucose: 120- 150g/l) Axit hữu cơ (dưới dạng a. tactaric: 6 -14g/l) Các hợp chất nitơ (0,5 -1g/l) Các muối vô cơ (2,5 – 3,5g/l) Thành phần nước nho Hdratcacbon Hàm lượng glucose và maltose với tỷ lệ 1:1 Hàm lượng sucrose 0,2 – 1% (w/w) Đường 5C: arabinose, xylose, ribose: 0,8 -2g/l Hàm lượng pectin thấp: 0,12 – 0,15% Ngoài ra còn có thể có đường pentose, tuy nhiên chỉ có nấm mốc và vi khuẩn sử dụng được Tốc độ thu nhận glucose của nấm men cao gấp 5 lần so với maltose Hàm lượng đường đạt được của dịch nho vào khoảng 19 – 230Bx (vang trắng) và 21 – 240Bx (vang đỏ) Thành phần nước nho Axit hữu cơ Chủ yếu là axit malic và axit tactaric Ngoài ra còn có thêm a. succinic, xittric… Để chuẩn độ axit trong dịch nho người ta thường dựa vào lượng axit tactaric Hàm lượng a. tactaric thường chiếm 65 – 70%độ axit chuẩn được Thành phần nước nho Các hợp chất chứa nitơ Protein Enzym thủy phân Peptit Axit amin Thành phần nước nho Các hợp chất thơm và sắc tố Các hợp chất phenol Tanin Các chất thơm Muối vô cơ Kali, canxi, magie, natri, sắt… Xử lí nước nho Nho được thu hoạch được lựa chọn, ép lấy dịch Dịch nho được sử lý bằng SO2 (30 – 120 mg/l) Dịch quả có thể bổ sung thêm đường, điều chỉnh pH vào khoảng 3- 3,5 Sử dụng axit malic hoặc a.citric Chủ yếu vẫn sử dụng: SO2, a. sorbic và a. fumaric Xử lí nước nho Xử lí bằng enzym Sử dụng enzym a- pectinase nhằm cải thiện màu và vị của vang (vang đỏ) Sử dụng b- glucan để chuyển hóa đường trong dịch Sử dụng các enzym b- glucosidase và proteolytic enzym nhằm tăng các hợp chất vòng và chất tạo hương vị cho vang, làm giảm độ đục cho vang Chú ý: khả năng phá hủy thành tế bào của các enzym này Vai trò của SO2 trong xử lí nước nho Là một trong những chất phụ gia quan trọng trong sx rượu vang Làm giảm sự oxi hóa của nước nho và rượu Ức chế sự hoạt động của các vi sinh vật Đóng vai trò như một dung môi, có thể hỗ trợ sự chiết xuất của các sắc tố đỏ có mặt trên vỏ nho sẫm màu Được sử dụng như một chất khử trùng nhẹ Nhược điểm Trong nước trái cây, có thể làm chậm các quá trình lên men của nấm men và quá trình lên men malo – lactic Ảnh hưởng xấu đến hương vị của vang, trì hoãn quá trình MLF Nồng độ S02 sử dụng không vượt quá 350ppm Hệ vi sinh vật trên dịch quả Nấm men Nấm men rượu vang(Sacharomyces vini): Đóng vai trò chính trong quá trình lên men rượu Nấm men nhọn đầu (Hanseniaspora apiculata): là một loại nấm men dại, làm giảm chất lượng của rượu vang Tế bào có dạng nhọn ở một hoặc 2 đầu Thường có mặt trên những loại vỏ quả có đường (nho) đóng vai trò trong lên men tự phát giai đoạn đầu Sinh sản nhanh, ngừng hoạt động khi nồng độ cồn trên 40 và 350C Tạo cho vang có vị đắng, kìm hãm sự phát triển của nấm men lên men chính Nấm men Pichia Tế bào có dạng hình ovan hoặc elip Phát triển tốt trên bề mặt các loại chất lỏng có đường, tạo thành màng trên sản phẩm Trong quá trình sinh trưởng, Pichia chuyển hóa etanol thành axit hữu cơ Vang có mặt của Pichia phát triển sẽ bị đục, màu sắc bị biến đổi Zygopichia Không lên men rượu, gây đục vang Khi phát triển sinh ra một số axit làm độ chua của vang tăng lên 2. Hệ vi sinh vật Dựa vào sự lên men ngẫu nhiên hoặc sự lên men thuần khiết của nấm men: - Saccharomyces cerevisiae var ellipsoideus Saccharomyces cerevisiae var pastorianus. Trong một số tài liệu người ta gọi chung giống sản xuất rượu vang là Saccharomyces cerevisiae vini. Phải là những chủng lên men cao tạo tối ưu 10 - 15% rượu. Có khả năng chịu lạnh tốt, ở nhiệt độ thấp vẫn có khả năng lên men tạo 8 - 12% rượu. Có khả năng chịu cồn, ở nồng độ cồn 8 - 12% vẫn có khả năng lên men nếu đủ đường như các chủng nấm men sản xuất sâm banh. Nếu nấm men dùng cho sản xuất rượu vang đỏ phải thích nghi với hàm lượng tanine cao. Nấm men ưa thẩm thấu có thể chịu được nồng độ đường hơn 30%. Đặc điểm của chủng sản xuất Lên men Lên men Rượu vang trắng thường lên men tại nhiệt độ thấp hơn rượu vang đỏ Với rượu vang đỏ, T= 22 - 25 °C, và rượu vang trắng là 15 đến 18 °C. Nhiệt độ lên men rượu vang trắng Lên men ở nhiệt độ thấp để bảo quản các hợp chất dễ bay hơi Nhiệt độ lên men rượu vang đỏ Lên men ở nhiệt độ cao hơn do sự tạo thành các hợp chất phenol từ phần vỏ và hạt nho Nhiệt độ lên men * Lên men chính  Quá trình lên men chính thường kéo dài từ 10 - 20 ngày ở nhiệt độ 20-24oC (vang đỏ) và 12 – 140C (vang trắng). Vai trò: chuyển hóa đường thành rượu dưới tác dụng của nấm men Quá trình sẽ dừng lại khi đạt được nồng độ cồn là 12 – 15% Sau khi lên men chính xảy ra thi protein, pectin, tanin, tactarat (tactarat kali- kem tacta, tactarat canxi) và tế bào nấm men lắng xuống tạo bùn đáy. * Lên men phụ Vang non được lưu trong các thùng chứa trong vòng vài tháng Vai trò: phân giải các đường sót còn lại Các hợp chất vòng thơm được tạo thành Các thành phần trong nấm men được chiết vào vang Xác nấm men và kem tatrat sẽ kết tủa Protein được phân giải để tạo thành các axit amin và các hợp chất trung gian Quá trình làm chín và tàng trữ vang Vang được xử lí để làm trong, loại bỏ cặn Nhiệt độ không quá 100C Thời gian tàng trữ ít nhất từ 3 – 6 tháng Vai trò Tạo ra nhiều thành phần và hương vị cho vang Có thể làm giảm độ chua cho vang 0,5g rượu sẽ được tạo thành với mỗi gam đường được sử dụng để lên men Trong suốt hoặc sau quá trình lên men rượu, quá trình lên men malolactic cũng được xảy ra đồng thời, nhờ một nhóm vi khuẩn đặc biệt, chuyển hóa axit malic thành axit lactic dạng trung gian. Ổn định bằng nhiệt độ thấp Là quá trình nhằm làm giảm hàm lượng kem tatrat (tartrate crystals - potassium bitartrate) trong rượu vang -"wine crystals" or "wine diamonds". Quá trình: Sau khi lên men rượu kết thúc, nhiệt độ được đưa về gần nhiệt độ đông lạnh trong 1 – 2 tuần. Trong thời gian này các dạng kết tủa kem tatrat sẽ được tách ra và được chuyển vào các bình chứa ra ngoài Quá trình ổn định bằng nhiệt độ cao: Các protein không bền được lấy ra nhờ sự hút bám vào hợp chất bentonite, ngăn chặn chúng không kết tủa khi đóng sản phẩm vào chai Quá trình ổn định rượu vang nhờ làm lạnh và sốc nhiệt Lên men bằng khu hệ vi sinh vật tự nhiên Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang phức tạp và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men Thành phần: Nấm mốc: 76 – 90% Nấm men: 2 – 22% Vi khuẩn, xạ khuẩn Lên men bằng khu hệ vi sinh vật tự nhiên Đầu tiên, nấm men dạng chùy (Kloeckera) phát triển và chiếm ưu thế Khi nồng độ cồn đạt khoảng 2- 40, K sẽ ngừng lên men và chết Sau đó nấm men lên men chính sẽ phát triển, đóng vai trò chủ yếu trong giai đoạn lên men chính và phụ Vi khuẩn lactic sẽ đóng vai trò trong quá trình giảm độ chua cho dịch lên men nhờ quá trình lên men malolactic Các quá trình chuyển hóa xảy ra trong lên men rượu vang Lên men etanol Lên men lactic - malic Sự chuyển hóa các hợp chất vòng thơm Sự tạo thành các rượu bậc cao Lên men etanol Lên men malolactic Là quá trình chuyển hóa a. malic thành a. lactic và CO2 nhờ vi khuẩn 1g a. malic sẽ chuyển thành 0,67g a.lactic và 0,33 g CO2 Vai trò: Làm giảm độ axit cho vang đỏ và một số vang trắng chọn lọc Dịch nho trắng và đỏ đều có đặc điểm là pH thấp, a. tactarric cao, trong trường hợp hàm lượng a.malic cao hơn a. tactaric, cần có quá trình MLF  Quá trình này có thể xảy ra ngay trong lên men tự nhiên hoặc sử dụng các yếu tố điều khiển Đây là hiện tượng khi mà rượu vang hoạt động trở lại khi nhiệt độ bắt đầu tăng lên (đặc biệt vào mùa xuân), vào lúc đó pH thường cao hơn và nồng độ SO2 bắt đầu giảm Lên men malolactic Tác dụng Màu vang sáng hơn Hương vị của nho sẽ giàu và nhiều vị của vang hơn Vang sẽ dịu và dễ uống   Vang có mùi bơ – là kết quả của việc tạo thành diacetyl trong quá trình MLF  Các sản phẩm được tạo thành trong sinh trưởng của nấm men Ngoài 2 sản phẩm chính là CO2 và etanol, nấm men còn tạo ra hàng loạt các chất khác tạo ra hương và vị đặc trưng cho vang Glyxerin Axeton và diaxetyl Aldehyt Các axit Este Lipit Rượu bậc cao Glyxerin Được tạo thành trong lên men khi axetaldehyt liên kết với NaH2SO3 hoặc lên men ở môi trường kiềm Được tạo thành mạnh khi bắt đầu lên men Đóng vai trò trong quá trình làm hài hòa vị của vang (do tính chất ngọt và sánh) Nồng độ có mặt trong vang: 7 -14g/l Axeton và diaxetyl Ảnh hưởng lớn đến hương vị và biến đổi hóa sinh của vang Diaxetyl ở nồng độ thấp cho vang mùi xác định, nếu > 1mg/l sẽ cho vang có mùi vị chua oxy hóa Vang khô và sâm panh chỉ được phép xuất hiện ở dạng vết Các axit Axit bay hơi: a. acetic, propionic, butyric… Được tích tụ trong giai đoạn đầu của lên men A.lactic: thường xuyên có mặt trong lên men rượu vang A. malic: <1g/l, nếu cao sẽ tạo cho vang có vị gắt Các xetoaxit: a. pyruvic, axaloaxetic… Este Được tạo thành trong lên men và hình thành nên hương vị cho vang Etylaxetat (180 – 220mg/l): có mùi quả tự nhiên Este etylic của các axit béo bậc cao tham gia vào quá trình chống oxi hóa (vang bàn), tạo cho mùi vị của vang êm, mềm và hài hòa Lipit Bao gồm Chất béo thực: este của axit béo với glyxerin Sáp (este của a. béo với rượu bậc cao Photpholipit: a. béo, glyxerin, photphat vô cơ, amin, aa…) Sơ đồ biểu diễn quá trình sinh tổng hợp và biến đổi của các hợp chất hoạt động như chất thơm của vi khuẩn malolactic Sơ đồ biểu diễn sự tạo thành etyl acetat và isoamyl acetat của nấm men lên men rượu vang Sơ đồ biểu diễn quá trình trao đổi chất của axit citric và sinh tổng hợp diacetyl ở vi khuẩn malolactic (based upon Ramos and Santos 1996). A schematic representation of the biosynthesis of higher alcohols in wine yeast (based upon Boulton et al. 1998). A schematic representation of derivation and synthesis of flavour-active compounds from sugar, amino acids and sulfur metabolism by wine yeast. A schematic representation of the sulfur metabolism of wine yeast (based upon Wang et al. 2003). A schematic representation of the biosynthesis of sterols and terpenes in wine yeast (based upon Carrau et al. 2005). A schematic representation of the formation of potent and unpleasant nitrogen-heterocycle ‘mousy’ off-flavour compounds (2-acetyltetrehydropyridine (ACTPY), 2-acetyl-1-pyrroline (ACPY) Các quá trình lọc trong sản xuất vang Vai trò Giúp cho quá trình ổn định của vang Ngăn chặn sự tạo thành các vẩn đục và lắng cặn sau khi đóng chai Loại bỏ sự có mặt của nấm men và vi khuẩn ảnh hưởng đến hương vị của vang Bao gồm Lọc loại bỏ tinh thể axit tartaric Lọc sơ cấp (primary filtration) Quá trình làm trong thứ cấp (intermediate clanification) Lọc cuối (final filtration) Lọc kem tartarat Khi quá trình lên men chính kết thúc, vang được mang đi làm lạnh A. tartaric và các chất keo sẽ được kết tủa Sử dụng một số dạng lọc bằng dòng hơi nước để làm trong và loại bỏ cặn ban đầu Đây là quá trình lọc thô ban đầu, chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo Lọc sơ cấp (primary filtration) Các thiết bị lọc như Graver Technologies QMC, QMA… được sử dụng để loaik bỏ các chất rắn còn lại và nấm men Quá trình này là cơ sở quan trọng, bảo vệ cho chất lượng vang đến quá trình lọc cuối cùng Quá trình làm trong thứ cấp (intermediate clanification) Trong suốt quá trình dự trữ và vận chuyển, có 2 vấn đề cần được lưu ý tránh làm thay đổi đặc điểm của vang Khả năng cho các quá trình lên men tiếp diễn, tạo ra bằng cách cho thêm nấm men vào Sự ra vào của các dòng khí và chất chất ô nhiễm từ các thùng chứa khí hoặc từ các lỗ thông hơi của thùng chứa Sử dụng khí CO2 không tinh khiết ảnh hưởng đến độ bền của vang sủi Quy trình làm trong thứ cấp Sử dụng khí CO2 tinh khiết Loại bỏ các chất tạp nhiễm Lọc cuối (final filtration) Loại bỏ các vi sinh vật gây hỏng vang Đảm bảo chất lượng cho vang trong quá trình ủ cuối cùng Rượu mạnh và cồn Rượu mạnh: là các đồ uống chứa cồn, trong đó nồng độ cồn cao đạt được qua chưng cất Nguyên liệu: Khoai tây, ngũ cốc, rỉ đường Hiệu suất thu hồi: 62 – 64l cồn/100kg nguyên liệu Brandy: là rượu vang chưng cất chứa ít nhất 38% thể tích etanol Brandy có thể bổ sung thêm cồn để đạt được nồng độ nhất định Brandy được làm chín từ 6 tháng – hàng năm trong các thùng gỗ Trong quá trình chín, các hợp chất phenol và mầu từ gỗ sẽ được chiết vào cho rượu có màu vàng lục hoặc vàng kim Các phản ứng oxi hóa và este hóa sẽ làm cho rượu dịu và hoàn thiện hương vị Rum Được lên men từ mật mía _ Có hai loại chính : rum trắng và rum nâu _ Rum càng ủ lâu càng sậm màu và càng nặng.+ White Rum : Không màu + Golden : Màu vàng +Bark : Vàng sậm + SCOTCH WHISKY :_ Malt Whisky :[COLOR="lime"]Nặng mùi , độ cồn cao , 100% nguyên liệu là đại mạch. Chưng cất bằng nồi 2 lần.[/color]_ Grain Whisky : Nguyên liệu là Ngũ cốc , rượu này được chưng cất bằng cách phân ly tinh bột._ Blended Whisky : Trộng 60 % Malt Whisky và 40 % Grain Whisky. Ủ ít nhất 2 năm trong thùng , có thể có màu Caramel.Có mùi khói ( vì lúa mạch nẩy mầm được sấy bằng than )+ IRISH WHISKY :_ Tương tự như Scotch Whisky nhưng không có mùi khói._Chưng cất bằng nồi 3 lần , ủ ít nhất 3 năm.+AMERICAN WHISKY : ( Bourbon Whisky ) _ Được chưng cất bằng ngô , sản xuất từ năm 1789 ở vùng Bluegrass thuộc bang Kentucky._ Luật pháp Mỹ qui định để sản xuất Whisky Bourbon thì tỉ lệ ngô trong nguyên liệu phải ít nhất là 51 % và rượu phải được thành trưởng trong thùng gỗ cây cao su cacbon hóa ít nhất 2 năm. Nhờ vậy rượu có màu vàng kim và hương vị rất đặc biệt.+CANADIAN WHISKY : ( Rye Whisky ). Tương tự như American Whisky nhưng có mùi dịu hơn , và đặc biệt càng để lâu càng có vị dịu hơn , rất thích hợp để pha các loại đồ uống.