Nghiên cứu quy trình và sản xuất thử nghiệm rượu vang từ dưa hấu

i


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực tập tốt nghiệp, thực hiện đề tài “ Nghiên cứu quy trình
và sản xuất thử nghiệm rượu vang từ dưa hấu”, mặc dù gặp nhiều khó khăn nhưng
nhờ sự động viên, giúp đỡ tận tình của Nhà trường cùng các thầy cô trong Khoa
Chế Biến, tôi đã hoàn thành đề tài được giao.
Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Nhà trường và Quý thầy cô
trong khoa Chế Biến, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Thanh Hải đã tận tình chỉ bảo, quan
tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã luôn
bên tôi và động viên tôi trong suốt quá trình học tập.

ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về rượu vang 2
1.1.1. Khái quát về rượu vang 2
1.1.2. Quan hệ giữa các thành phần và giá trị chất lượng của rượu vang 3
1.1.2.1. Etanol và vai trò tạo nên chất lượng của rượu vang. 3
1.1.2.2. Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang. 4

1.1.2.3. Đường trong rượu vang 5
1.1.2.4. Thành phần tro và các chất muối trong rượu vang 5
1.1.2.5. Thành phần các chất mùi trong rượu vang 5
1.1.2.6. Vitamin trong rượu vang 5
1.1.2.7. Thành phần polyphenol 6
1.1.3. Sử dụng nấm men trong lên men rượu vang 7
1.1.3.1. Sử dụng men ống (ống men giống) 8
1.1.3.2. Sử dụng bánh men cổ truyền: 9
1.1.3.3. Sử dụng nước quả đang lên men làm “ nước cái men” 10
1.1.4 Điều kiện hoạt động của men 10
1.1.4.1. Ảnh hưởng của ôxi 11
1.1.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 12
1.1.4.3. Ảnh hưởng của đường, đạm và muối trong nước quả 12
1.1.4.4. Ảnh hưởng của pH: 13
1.1.4.5. Chất kích thích men 14
iii

1.1.5. Quá trình lên men rượu vang. 14
1.1.5.1. Bản chất của quá trình lên men 14
1.1.5.2. Quá trình hóa học của sự lên men etanol 16
1.1.5.3. Các thời kỳ lên men etanol 16
1.1.5.4. Diễn biến của quá trình lên men 17
1.1.5.5. Sự tạo thành các sản phẩm phụ trong quá trình lên men 17
1.1.6. Nguyên nhân làm cho rượu đục và phương pháp làm trong rượu 21
1.1.6.1. Nguyên nhân làm cho rượu đục 21
1.1.6.2. Biện pháp làm trong rượu vang 22
1.1.7. Biện pháp kéo dài thời gian bảo quản. 23
1.1.8. Tình hình nghiên cứu sản xuất rượu vang 24
1.1.8.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất rượu vang trên thế giới 24
1.1.8.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất rượu vang ở Việt Nam 25

1.2. Tổng quan về dưa hấu 26
1.2.1. Giới thiệu về dưa hấu 26
1.2.2. Thành phần hóa học của dưa hấu 27
1.2.3. Tác dụng của dưa hấu. 27
1.2.4. Giới thiệu một số sản phẩm từ dưa hấu. 28
Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1. Vật liệu nghiên cứu 29
2.1.1. Nguyên liệu chính 29
2.1.2. Nguyên liệu phụ 29
2.1.3. Vi sinh vật dùng trong chế biến vang dưa hấu 30
2.1.4. Các dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu 30
2.2. Phương pháp nghiên cứu 31
2.2.1 Nội dung nghiên cứu 31
2.2.2. Quy trình dự kiến 32
2.2.3. Bố trí thí nghiệm 34
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian tăng sinh nấm men 34
iv

2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường trong dịch lên men 36
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho dịch lên men 38
2.2.3.4. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp cần bổ sung.
40
2.2.3.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp 42
2.2.4. Phương pháp đánh giá cảm quan cho sản phẩm vang dưa hấu 44
2.2.4.1. Xây dựng bảng cảm quan cho sản phẩm vang dưa hấu 44
2.2.4.2. Đánh giá chất lượng 46
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48
3.1. Kết quả xác định thành phần hóa học của nguyên liệu 48
3.2. Kết quả về xác định thời gian tăng sinh nấm men 49
3.3. Kết quả xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lên men 50

3.3.1. Kết quả xác định hàm lượng đường của dịch quả đem lên men 50
3.3.2. Kết quả nghiên cứu pH thích hợp cho môi trường dịch lên men 53
3.3.3 Kết quả xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp cần bổ sung 54
3.3.4.Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp 56
3.4. Đề xuất quy trình sản xuất vang dưa hấu 58
3.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm 60
3.6. Kết quả kiểm tra vi sinh sản phẩm…………………………… …………61
3.7 Sơ bộ tính chi phí sản xuất một đơn vị sản phẩm 61
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64
PHỤ LỤC




v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CFU: Clony forming unirts
h: Giờ
N: Số lượng nấm men sau nuôi cấy
Tb: Tế bào
TB: Trung bình
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TĐCQ: Tổng điểm cảm quan



vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Thành phần chính của rượu vang 3
Bảng 1.2: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu nho 6
Bảng 1.3: Tình hình tiêu thụ rượu vang trên thế giới 24
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của dưa hấu 27
Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan về độ trong và màu sắc của rượu vang dưa hấu 44
Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan về mùi của rượu vang: 45
Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan về vị của rượu vang dưa hấu 45
Bảng 2.4: Bảng điểm chung phân cấp chất lượng sản phẩm 46
Bảng 3.1: Kết quả xác định hàm lượng ẩm của dưa hấu 48
Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng khoáng của quả dưa hấu. 48
Bảng 3.3: kết quả xác định hàm lượng acid của quả dưa hấu: 49
Bảng 3.4: Bảng điểm đánh giá chất lượng cho sản phẩm vang dưa hấu 61
Bảng 3.5: Sơ bộ tính giá thành sản phẩm………………………………………….61

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Sơ đồ chuẩn bị dịch men giống cho lên men rượu vang 8
Hình 1.2: Sơ đồ lên men ethanol 16
Hình 1.3: Một số sản phẩm từ dưa hấu 28
Hình 2.1: Quả dưa hấu 29
Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dự kiến 32
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian tăng sinh nấm men 34
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường của dịch lên men 36
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp 38
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước cái men thích hợp cần bổ sung
40

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp 42
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn sự phát triển của nấm men trong quá trình tăng sinh 49
Hình 3.2: Biểu đồ biểu diễn nồng độ cồn và tổng điểm cảm quan của sản phẩm theo
hàm lượng đường bổ sung. 51
Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn nồng độ cồn và tổng điểm cảm quan của sản phẩm theo
pH của dịch lên men 53
Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn nồng độ cồn và tổng điểm cảm quan của sản phẩm theo
tỷ lệ nấm men bổ sung 54
Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn nồng độ cồn và tổng điểm cảm quan của sản phẩm theo
thời gian lên men 56
Hình 3.6: Sơ đồ quy trình sản xuất vang dưa hấu 58
Hình 3.7: Sản phẩm vang dưa hấu…………………………………………………62





1

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều nên điều kiện khí hậu,
đất đai thuận lợi cho việc trồng trọt, đặc biệt là trồng cây ăn quả. Các loại cây ăn
quả có năng suất cao được trồng ở nước ta rất phong phú về chủng loại. Trong số đó
dưa hấu là loại cây dễ trồng, năng suất cao nên được trồng phổ biến khắp cả nước.
Dưa hấu là trái cây có hàm lượng nước cao, lượng đường tương đối ổn định, giàu
vitamin và khoáng chất.
Trên thị trường, dưa hấu chủ yếu được dùng để ăn tươi hoặc xay, ép lấy nước
uống nên không bảo quản được lâu và giá trị kinh tế chưa cao. Vì vậy để nâng cao
giá trị kinh tế, thông qua công nghệ chế biến, cần đa dạng hóa dưa hấu thành những

loại sản phẩm dễ bảo quản, có lợi cho sức khỏe con người. Trước thực trạng đó đề
tài: “Nghiên cứu quy trình và sản xuất thử nghiệm rượu vang từ dưa hấu” được
thực hiện với sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Thanh Hải.
Đề tài nghiên cứu các nội dung sau:
1. Nghiên cứu thời gian tăng sinh nấm men.
2. Nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho quá trình lên men: hàm lượng
đường, pH của dịch quả lên men, tỷ lệ nước cái men bổ sung, thời gian lên men
chính.
3. Đề xuất quy trình sản xuất thử nghiệm rượu vang từ dưa hấu.
Do bước đầu làm quen với việc nghiên cứu, thời gian có hạn, và kiến thức bản
thân còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong thầy cô và các
bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn chỉnh hơn.

Nha Trang, tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Đặng Thị Lan Anh



2

Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về rượu vang
1.1.1. Khái quát về rượu vang [1], [3]
Khái niệm
Rượu vang là loại đồ uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men
từ các loại trái cây và không qua chưng cất nhờ tác nhân nấm men (quá trình lên
men 1 giai đoạn) hoặc nấm men và vi khuẩn lactic (quá trình lên men 2 giai đoạn).
Nhờ các trình lên men đặc biệt đó mà tạo cho rượu vang có hương vị đặc

trưng khác với các loại rượu thông thường khác.
Phân loại
Rượu vang được phân loại dựa vào màu sắc của chúng như: vang màu và
vang trắng. Trong các loại vang màu thì vang đỏ có giá trị chất lượng cao nhất và có
truyền thống lâu đời nhất. Trước đây người ta quan niệm rượu vang chỉ được sản
xuất từ nho đỏ và có màu sắc đặc thù của nho đỏ có chất lượng dinh dưỡng cao.
Vang đỏ hay vang nho đồng nghĩa với vang – tên gọi cổ điển của nó. Ngày nay
vang được sản xuất từ những nguyên liệu quả khác rất phong phú, chính vì vậy
rượu vang ngày nay có nhiều chủng loại phong phú về màu sắc và chất lượng.
Vang trắng được sản xuất theo công nghệ lên men không có xác quả, còn
vang màu được sản xuất theo công nghệ lên men có xác quả. Để có vang màu chất
lượng cao ngày nay người ta thường cho lên men với 2 giai đoạn, còn vang trắng
chỉ cần lên men 1 giai đoạn mà thôi.
Nguyên liệu
Việc chọn lựa nguyên liệu cho sản xuất rượu vang phải được xem xét kỹ
lưỡng, phải thỏa mãn các điều kiện dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng, và các
điều kiện khác.
3

Tất cả các loại quả có chứa đường, protein, vitamin, khoáng, acid hữu
cơ…không chứa nhiều tanin đều có thể sử dụng để lên men rượu vang. Các loại quả
khác nhau chỉ khác nhau ở chỗ lên men dễ hay khó, xử lý quả đơn giản hay phức
tạp, thành phần bổ sung khác nhau thế nào.
1.1.2. Quan hệ giữa các thành phần và giá trị chất lượng của rượu vang.
Khi phân tích rượu vang người ta xác định được thành phần chính của rượu
vang như sau:
Bảng 1.1: Thành phần chính của rượu vang.[1]
Thành phần chính Hàm lượng tổng số
(g/l)
Chú thích

Nước 818-899
Ethanol 80-114
Đường tổng số 62-132
Chất hòa tan không phải
đường

18-30
Vitamin, hợp chất chứa nitơ,
rượu bậc cao, chất màu,
polyphenol
Acid (tính ra acid malic) 5-7
Acid bay hơi 0,56-1,1
Tro 1,8-2,9

1.1.2.1. Etanol và vai trò tạo nên chất lượng của rượu vang.
Ethanol được hình thành từ quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ
nấm men. Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 7-16 độ.
Ethanol là thành phần quan trọng chính nhờ có nó mà làm cho rượu vang
khác với các đồ uống khác. Nhờ có ethanol làm cho rượu mạnh, uống vào gây hiện
tượng sinh lý gọi là say. Ethanol còn có mùi thơm, vị hơi ngọt, ethanol cùng với
acid bay hơi, đường và các thành phần khác có trong rượu vang tạo nên mùi vị hấp
dẫn riêng biệt của nó. Vị của rượu vang được tạo nên từ tỷ lệ cân đối của 4 vị có
trong rượu vang như: vị chua của acid hữu cơ, vị ngọt của ethanol, glyceryl, đường
4

còn lại, vị chát của tanin, polyphenol, vị mặn của muối khoáng vị của rượu vang sẽ
hài hòa khi các vị này có một tỷ lệ phù hợp.[4]
1.1.2.2. Thành phần acid hữu cơ trong rượu vang.
Đối với người tiêu dùng phương tây, acid hữu cơ là thành phần quan trọng
của rượu vang. Tổng lượng acid thường là 4-5 g/l làm cho pH đạt 2,9-3,9. Acid hữu

cơ trong rượu vang chia làm hai nhóm là nhóm có tác dụng tốt cho rượu vang và
nhóm có tác dụng xấu cho rượu vang. Chẳng hạn khi phân tích thàng phần acid hữu
cơ của rượu vang cho thấy:
Taric: 1,5-4g/l, malic: 0-4 g/l, citric: 0-0,5 g/l, malic: 0-0,6 g/l. Các acid này
thuộc loại acid có tác dụng tích cực đến mùi vị của rượu vang và còn có tác dụng
làm ổn định rượu vang. Trên phương diện chúng ngăn cản hoạt động của các vi
khuẩn làm hỏng rượu. Tuy nhiên các acid này cũng cần có tỷ lệ cân đối nếu quá cao
hoặc quá thấp sẽ làm cho vị không hài hòa. Ngoài ra còn có một số acid khác như
acetic, lactic, fomic, propionic, butyric nhưng hàm lượng rất nhỏ các acid này nếu
hàm lượng cao sẽ làm cho rượu vang có mùi vị kém đặc biệt đối với acid acetic cần
lưu ý: trong lên men tự nhiên thường tạo ra khoảng 0,4 g/l acid acetic nếu vượt quá
hàm lượng này sẽ gây ra bệnh rượu. Nếu hàm lượng acid acetic quá lớn sẽ làm cho
mùi vị của rượu vang thay đổi và không thể uống được. Acetic là acid bay hơi
chiếm tỷ lệ 90% tổng lượng acid bay hơi của rượu vang.
Tỷ lệ acid hữu cơ/ethanol/tanin hay sự cân đối giữa vị chua, vị ngọt, và vị
chát là yếu tố quan trọng lớn ảnh hưởng đến chất lượng của rượu vang. Các chuyên
gia cho rằng vị chua của tổng lượng acid được cân đối với vị ngọt của ethanol,
glyceryl, và vị chát của tanin, plyphenol và vị đậm đà của muối khoáng có trong
rượu vang. Acid malic thường có vị chua rất gắt. Vị chua gắt đối chọi với vị chát
khá mạnh. Do vậy trong sản xuất rượu vang màu (công nghệ lên men xác quả
thường chứa nhiều tanin) thường phải có quá trình chuyển đổi acid malic thành acid
lactic để làm cho rượu vang có vị hài hòa. Quá trình chuyển đổi này được thực hiện
bởi vi khuẩn lactic đặc biệt và được gọi là “quá trình malolactic”.[4]

5

1.1.2.3. Đường trong rượu vang
Đường là thành phần còn lại sau lên men, trong đó chủ yếu là glucose,
fructose và phần nhỏ glactose. Ngoài ra còn có các loại đường khác, đặc biệt là
đường nghịch đảo đã tạo nên mùi thơm dễ chịu cho rượu vang thành phẩm. Thành

phần đường còn lại cũng là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm. Tuy nhiên, hàm
lượng đường trong vang đỏ và vang trắng cũng khác nhau. Vang đỏ còn chứa 2-3g
đường tổng số trên lít, còn vang trắng hàm lượng đường còn lại là 70-80g/ l.[4]
1.1.2.4. Thành phần tro và các chất muối trong rượu vang
Trong rượu vang chứa nhiều các chất khoáng như: P, S, K, Na, Ca, Mg, SI,
Fe, Mn, Cl, Br, I, Al… các chất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có
thể dưới dạng muối. Thành phần khoáng của rượu vang do quả cung cấp. Do vậy
các loại rượu vang khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau. Hàm
lượng tro trong rượu vang thường từ 1,5- 3g/ lít.
Vai trò của chất khoáng trong rượu vang là làm tăng giá trị dinh dưỡng và
giá trị chữa bệnh cho con người. (CO
2
sinh ra trong quá trình lên men sẽ kết hợp với
các chất muối khoáng tạo nên các hoạt chất có khả năng phòng hoặc chữa một số
bệnh). Đồng thời chất khoáng còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà
cho rượu vang và cùng với các vị ngọt, chua, chát tạo nên vị hài hòa cho rượu
vang.[4]




1.1.2.5. Thành phần các chất mùi trong rượu vang
Các chất tham gia tạo mùi thơm cho rượu vang gồm có:
– Các chất thơm có nguồn gốc terpen được cung cấp từ nguyên liệu quả chín.
– Ethanol do quá trình lên men tạo nên.
– Các alcol cao (izoamylic, amylic…) do quá trình lên men tạo nên.
– Các chất thơm đặc biệt (buke, bouquet) do quá trình oxy hóa sinh ra.
– Các ester đặc biệt do các phản ứng sinh hóa học của quá trình làm chín
rượu vang tạo nên.

6

1.1.2.6. Vitamin trong rượu vang
Vitamin trong rượu vang gồm có các vitamin nhóm B, vitamin C, vitamin A
và các chất tiền vitamin A và các hàm lượng vitamin trong rượu phụ thuộc vào mỗi
loại quả khác nhau. Vitamin có trong rượu cung cấp các dưỡng chất cho cơ thể rất
tốt. Vì vậy trong sản xuất rượu vang cần chú ý để tránh tổn thất vitamin có trong
dịch quả.
Bảng 1.2: Thành phần vitamin của nước nho tươi và của rượu nho. [1]
Rượu vang
Vitamin Đơn vị (µg/l) Nước nho
Trắng (l
ên men
không có xác
quả)
Đỏ (lên men
có xác quả)
Thiamin (B
1
)
Riboflavin (B
2
)
Axit pantothenic
Piriđoxin (B
6
)
Nicotinamit (PP)
Biotin (H)

Mesoinositola
Cobalamin
Axit p-aminobenzoic
Axit p-teroilglutamic
Chôlin
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
160 – 450
3 -60
0,5 -1,4
0,16 - 0,5
0,68 - 2,6
1,5 - 4,2
380 - 710
0
15 - 92
0,9 - 1,8
19 - 39
2 - 58
8 - 133
0,55 - 1,2

0,12 - 0,67
0,44 - 1,3
1 - 3,6
220 - 730
0 - 0,16
15 - 133
0,4 - 4,5
19 -27
103 - 245
0,47 - 1,9
0,42 - 0,68
0,13 - 0,68
0,79 - 1,7
0,6 - 4,6
290 - 334
0,04 - 0,10
15 - 133
0,4 - 4,5
20 - 43

1.1.2.7 Thành phần polyphenol
Các polyphenol trong rượu gồm có flavonol, antoxian, tanin. Hàm lượng của
chúng sẽ khác nhau trong các loại rượu vang khác nhau. Ở vang màu bao giờ hàm
lượng polyphenol cũng lớn hơn vang trắng, vì các polyphenol do quả cung cấp.
Hàm lượng các chất này có nhiều trong vỏ quả, trong thịt quả thì ít hơn.

7

Vai trò của các polyphenol
– Tạo màu cho vang đặc biệt là vang đỏ vì màu sắc là yếu tố quan trọng đánh

giá chất lượng của vang màu. Trong đó, flavonol cho màu vàng, antoxian cho màu
đỏ.
– Tạo vị chát cho ruợu, vị chát cùng với các vị khác nếu tỷ lệ cân đối hợp lý
sẽ tạo nên vị hài hòa cho rượu vang.
– Các polyphenol có vai trò làm ổn định kéo dài thời gian bảo quản rượu
vang, do các polyphenol và tanin có khả năng sát khuẩn mạnh tuy nhiên cần lưu ý:
– Tanin dễ bị oxi hoá làm cho vang có màu sẫm lại đây là yếu tố không tốt
cần lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi lên men và bảo quản rượu vang
sau này.
– Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ làm cho rượu vang có vị chát mạnh ảnh
hưởng không tốt đến mùi vị của rượu vang làm cho vị của rượu vang kém.
– Nếu hàm lượng cao sẽ làm ức chế hoạt động của nấm men, khả năng lên
men kém, chất lượng rượu kém.
– Hàm lượng polyphenol cao sẽ tạo nên hàm lượng tanin cao gây kết tủa
protein của nước quả làm cho rượu bị đục.[4]
1.1.3. Sử dụng nấm men trong lên men rượu vang
Trong kỹ thuật chế biến rượu vang, cần thiết phải đưa vào nước quả một
lượng tế bào nấm men nhất định ngay cả trong trường hợp lên men có cả xác quả.
Nguồn men giống có thể từ 3 nguồn chính sau: từ men giống (ống giống thuần
chủng), sử dụng bánh men cổ truyền, lên men tạo nguồn men giống cho các mẻ lên
men sau.






8

1.1.3.1. Sử dụng men ống ( ống men giống )

Nấm men được giữ giống trên môi trường thạch, thuộc loại Saccharomyces
ellipisodies hoặc Saccharomyce cerevisiae.
Chuẩn bị nấm men từ men giống cho lên men rượu.




















Hình 1.1.Sơ đồ chuẩn bị dịch men giống cho lên men rượu vang

+ Chuẩn bị môi trường nhân giống nấm men cho lên men rượu vang.
Có thể chuẩn bị môi trường tự nhiên hoặc môi trường nhân tạo.
– Môi trường tự nhiên: Là môi trường nước quả dùng để lên men, đây là môi
trường thuận lợi và dễ chuẩn bị, có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết, nấm men
được nhân giống trong môi trường này sẽ có ưu điểm là chúng quen dần với môi

trường lên men, nên khi bổ sung vào dịch lên men chúng phát triển mạnh mẽ ngay
từ đầu rất thuận lợi cho quá trình lên men mạnh. Nếu dùng nước quả phải tiến hành
điều chỉnh thành phần đường sao cho đạt 10 ÷ 12%, ngoài ra cần thiết phải cho
thêm các chất : Thêm 0,3 ÷ 0,5 g/l Amonsunphat hay Amoncacbonat và 0,5 ÷ 1
mg/l B
1.

Oxy
vô trùng

Nhân giống
2÷3
ống giống

Thanh trùng
Lên men
Làm chín
Môi trư
ờng
nhân gi
ống

Dịch quả dùng
lên men
Rượu vang
Môi trường nhân tạo
Môi trường tự nhiên
60-70
0
C,t =3-5’

Dịch nấm men
(8-10%)
0,3- 0,5g Amonsunphat/l
0,5-1mgB
1

t= 25-30
0
C
t=24-36h
Trên máy lắc
9

– Môi trường nhân tạo: Là môi trường tự pha chế với các thành phần chính
như sau:
Nước cất: 1000ml.
Đường kính : 10 ÷ 12%.
Acid citric: 6 gam.
Hỗn hợp muối khoáng: 3 gam (Kali phosphate 2gam, Amonsunphat 1gam).
Vitamin B1; B6; PP; B3 mỗi thứ từ 0,2 ÷ 1mg.
Biotin: 20 ÷ 100mg.
Mesoinoziton: 5 ÷ 10mg.
+ Thao tác cấy nấm men vào môi trường nhân giống.
– Sau khi môi trường được chuẩn bị xong, được tiến hành thanh trùng theo
điều kiện trên sơ đồ. Sau đó cho chúng môi trường vào bình tam giác 250 ml, tỷ lệ
đổ đầy từ 1/3 ÷ 1/2 dung tích của bình. Tiến hành cấy nấm men của 2 ÷ 3 ống giống
vào môi trường này. Tiền hành nhân giống trên máy lắc, nhiệt độ nuôi cấy là 25
0
C,
thời gian nhân giống từ 24 ÷ 36 giờ. Toàn bộ chế phẩm nước cái men sau nhân

giống được cho vào môi trường lên men với tỷ lệ 3 ÷ 10% so với môi trường nước
quả để lên men. Nếu lên men yếu phải bổ sung thêm.
– Dùng ống men giống có ưu điểm là chủng men thuần nên chất lượng lên
men cao, khả năng lên men nhanh. Tuy nhiên cũng có những khó khăn: Việc chế
tạo nước cái men khá phức tạp, với cơ sở sản xuất nhỏ khó thực hiện. Sau khi nước
cái men nhân giống xong phải tiến hành lên men ngay nếu không men sẽ già dẫn
đến năng lực lên men kém.
1.1.3.2. Sử dụng bánh men cổ truyền:
+ Tiêu chuẩn phải đạt bánh men loại tốt, không có mùi lạ, bánh men phải
còn trong thời hạn sử dụng, chưa có hiện tượng hư hỏng.
+ Bánh men bổ sung vào dịch quả lên men theo tỷ lệ 15 ÷ 20 gam/lít dịch
quả lên men. Trước khi bổ sung, bánh men phải được bóp vụn (không được xay
nghiền quá mạnh), sau đó đem rây để tách các tạp chất lớn.
10

+ Ưu điểm chính của việc sử dụng bánh men là đơn giản dễ thao tác, phù
hợp với sản xuất nhỏ, nhưng nhược điểm chính là thời gian lên men dài, nếu sản
xuất lượng lớn thì gặp khó khăn về khối lượng nấm men sử dụng.
1.1.3.3. Sử dụng nước quả đang lên men làm “ nước cái men”.
+ Nếu có nhiều nguyên liệu, quả chín làm nhiều đợt, khi muốn lên men một
mẻ nước quả mới mà đã có sẵn một mẻ lên men trước đó thì có thể lấy ngay một
phần nước quả đang lên men trong đó có nhiều tế bào nấm men đang hoạt động
mạnh bổ sung vào nước quả định lên men theo tỷ lệ:



+ Tuy nhiên cần lưu ý các điểm sau đây:
Thời điểm lấy nước cái men của mẻ lên men trước cần xác định sao cho đang
ở giai đoạn sinh khối mạnh mẽ và ở đầu thời kỳ cân bằng, ổn định các tế bào nấm
men là tốt nhất, vì ở thời kỳ này nấm men đã quen với môi trường và sinh trưởng tối

đa, ổn định và chuẩn bị chuyển sang chế độ lên men mạnh mẽ, dịch lên men lúc này
có nhiều tế bào nấm men. Theo kinh nghiệm người ta thường lấy vào thời điểm sau
khi mẻ lên men được khoảng 24 ÷ 36 giờ.
Trong trường hợp lên men cả xác quả thì vị trí lấy dịch cái men thường ở đáy
thiết bị lên men, ở đó là chỗ nấm men tập trung nhiều hơn.
1.1.4 Điều kiện hoạt động của men [1]
Nấm men sinh sản, trao đổi vật chất phải có nguồn năng lượng để hoạt động,
phải tìm thấy trong môi trường nước quả những nguyên liệu cần thiết để cung cấp
cho hoạt động của nấm men. Khi lên men đường, nấm men tạo ra nguồn năng lượng
cần thiết để hoạt động phương trình:
C
6
H
12
O
6
2CH
3
- CH
2
OH + CO
2

Nhưng khi lên men, năng lượng sử dụng được ít, từ sự phân hủy một phân tử
gam đường men chỉ sử dụng khoảng 15 kcal. Số năng lượng này không đủ để men
5
3
1



Nước quả đương lên men
Dịch lên men
11

sinh sản, đặc biệt trong giai đoạn lên men đầu, khi nấm men sinh sôi nảy nở nhanh,
theo cấp số nhân: Vì vậy nấm men không chỉ lên men đường trong điều kiện không
có ôxi, mà còn hô hấp khi có ôxi theo phương trình:
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O
Trường hợp này số năng lượng men có thể sử dụng được cao cấp hơn 20 lần
khi lên men cùng một phân tử đường. Số lượng tế bào men có tăng, men có sinh sản
mạnh thì mới có lên men đó là hai hiện tượng nhất thiết quyết phải đi song song.
Men sinh sản càng nhanh thì lên men đường càng chóng và men cần oxy để có thể
sinh sản nhanh trong giai đoạn đầu. Ngoài ra, nấm men còn cần nước, cần cacbon
nhưng nước không bao giờ thiếu, cacbon có ngay trong đường. Do vậy, phần dưới
đây xin nói tới nhu cầu của men như oxy, nhiệt, chất khoáng, acid amin, vitamin và
các chất khác.
1.1.4.1. Ảnh hưởng của ôxi
Mặc dù lên men rượu là một quá trình yếm khí, khi cho lên men nhất thiết

trong giai đoạn đầu phải cho nước quả tiếp xúc với ôxi của không khí. Nếu nấm
men có thể lên men trong điều kiện thiếu ôxi đó là vì trong tế bào men còn có
những chất chứa nhiều ôxi, hoặc trong nước quả có các chất peroxit có thể nhường
lại ôxi cho nấm mem
Yêu cầu ôxi cao nhất khi lên men bắt đầu, số lượng tế bào men tăng nhanh.
Do đó, khi sản xuất nước cái men để cấy vào nước quả, người ta thường áp dụng
các biện pháp tăng ôxi cho nước cái men: lắc cơ giới cho ôxi tan nhanh vào nước,
dùng bơm, bơm thêm ôxi vào nước. Ở xưởng chế rượu, khi lên men những lượng
nước quả lớn, có khả năng thiếu ôxi, lên men chậm lại thì người ta hút nước quả ra,
đổ trả lại, lên phía trên bể lên men, tăng ôxi cho nước quả đang lên men. Tăng ôxi
chỉ có lợi trong giai đoạn đầu. Làm quá muộn khi nấm men đã hoạt động yếu đi, do
lượng êtilic tăng lên, một số các vi lượng bị sử dụng hết đi dù có ôxi, nấm men cũng
không thể tái sinh sản mạnh, lên men cũng không nhanh thêm.

12

1.1.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ lên men ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ lên men và độ cồn đạt được.
Mỗi loài men, thậm chí mỗi dòng men thích nghi với một độ nhiệt nhất định. Nhiệt
độ tối thích thay đổi tùy theo giai đoạn phát dục của men: sinh sản, hô hấp, lên men.
Những điều kiện hoạt động khác cũng ảnh hưởng tới việc chọn nhiệt độ thích hợp,
thí dụ nếu thiếu ôxi, độ đường cao thì độ nhiệt lên men càng phải thấp; nếu nhiệt độ
cao, lên men không hết đường, dừng lại nữa chừng. Vì những lí do vừa nêu, rất khó
xác định nhiệt độ lên men tối ưu cho mỗi loài men, cho mỗi trường hợp lên men cụ
thể.
Từ nhiều thí nghiệm lên men ở nhiều nước, có thể rút ra những kết luận sau
đây:
– Trong giới hạn từ 15
0
C đến 35

0
C, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị
(từ khi cấy men đến khi những bọt CO
2
đầu tiên xuất hiện) càng ngắn, lên men càng
nhanh và kết thúc sớm. Nhưng nhiệt độ càng cao, lên men càng hạn chế, độ cồn
càng thấp, lượng đường còn lại trong rượu càng nhiều.
– Nhiệt độ càng cao số lượng tế bào men trong 1ml dịch càng giảm, vì vậy
lượng đường phân hủy được càng ít đi.
– Nhiệt độ cao ảnh hưởng tới quá trình lên men cũng tương tự như độ đường
cao hay sự tiếp xúc hạn chế với oxy.
– Tốt nhất là từ đầu đến cuối cho lên men ở cùng một độ nhiệt. Nhiệt độ ổn
định dù ở mức khá cao 30
0
C nhưng liên tục tốt hơn là lúc đầu 20
0
C, rồi sau tăng lên
30
0
C. Nơi lên men, vì vậy phải giữ nhiệt độ càng ổn định càng tốt đêm và ngày
không khác nhau nhiều.
1.1.4.3. Ảnh hưởng của đường, đạm và muối trong nước quả
– Đường: Đường là nguồn cung cấp thức ăn chính cho nấm men, trong đó loại
đường glucose là loại đường thích hợp nhất vì là đường đơn giản dễ đồng hóa.
Trong dịch nước quả có glucose và fructose song hàm lượng của chúng lại thấp,
không ổn định vì vậy người ta thường hay bổ sung thêm đường saccharose. Đường
này nhanh chóng bị enzym của nấm men chuyển hóa thành đường đơn. Nồng độ
13

đường càng cao thì hàm lượng rượu tạo ra càng nhiều. Song nếu hàm lượng quá cao

thì áp suất thẩm thấu của dung dịch tăng cao làm ức chế hoạt động của nấm men
dẫn đến việc không xảy ra hoặc xảy ra chậm ở quá trình lên men ở nồng đường
200g/l. Chính vì vậy mà trong quá trình sản xuất rượu vang người ta phải chọn được
nấm nem lên men ở độ đường cao, cho độ cồn cao là rất cần thiết.
– Đạm: 25 đến 60% khối lượng khô của men là những chất có đạm, vì vậy
trong nước quả phải có đủ đạm để men sinh sản nhanh và cường độ lên men tăng
theo. Khi tỉ lệ đạm trong men tăng gấp đôi thì thở hút giảm và khả năng lên men
tăng 50%.
Thường trong nước quả có đủ đạm để cung cấp cho nhu cầu của men, nhưng
cũng có năm điều kiện không thuận: sâu bệnh hay hạn hán, tỉ lệ đạm thấp thì phải
thêm đạm. Đối với các loài men rượu Saccharomyces, muối amôn thích hợp nhất vì
men đồng hóa được các dạng muối này. Theo kết quả của nhiều thí nghiệm, cho vào
một lít nước quả 0,05 - 0,1 gam muối amôn thì lên men thường mạnh hơn. Nên cho
thêm trước khi lên men vì cho muộn men không còn khả năng đồng hóa đạm.
Từ muối amôn, nấm men có thể tổng hợp được tất cả các axit amin và
protein cần thiết cho mình, nhưng nếu cho thêm acid amin nhất là dưới dạng hổn
hợp nhiều loại thì tác dụng kích thích rất rõ.
Khả năng tổng hợp axit amin của men lớn, do đó cho thêm tương đối nhiều
muối amôn thì hàm lượng đạm trong men tăng lên, khi chết, men tự hủy, axit amin
hòa tan trong rượu vang, có thể tăng đạm tổng số của rượu lên tới ba bốn lần
– Muối khoáng: Muối khoáng cần thiết cho nấm men để cấu thành các tổ
chức của mình cũng cần để cấu thành các enzime, là tác nhân gây ra những phản
ứng sinh hóa trong rượu.
1.1.4.4. Ảnh hưởng của pH:
Men và khuẩn chỉ hoạt động trong những giới hạn pH nhất định. Người ta
thấy, cho lên men những nước quả chua thì rượu ngon từ đó nghĩ rằng pH thấp tốt
14

hơn pH cao. Thực ra pH tối thích đối với Saccharomyces là 4-6. Độ pH nước quả
thường từ 2,8-3,8 không phải là tối thích, nhưng men vẫn hoạt động tốt còn khuẩn

bị ức chế. Do đó người ta chế rượu ưa dùng nước quả độ pH 3,0-3,5 không cản trở
hoạt động của men nhưng nếu vì những điều kiện khác không thuận như thiếu ôxy,
nhiệt quá cao men ngừng hoạt động thì rượu cũng không bị khuẩn làm hỏng.
1.1.4.5. Chất kích thích men
Cũng như các sinh vật cao cấp, nấm men cần một số chất kích thích, trước
hết là vitamin để sinh sản và hoạt động. Một số loài men có thể tổng hợp được
những vitamin nhất định, lấy nguyên liệu từ các chất hữu cơ trong nước quả. Những
vitamin khác, men không tự tổng hợp được; nếu không có sẵn trong nước quả thì
men ngừng hoạt động. Ngoài hoạt động của men và khuẩn, vitamin còn bị nhiều
yếu tố khác ảnh hưởng: ánh sáng, lọc, xử lý nhiệt
1.1.5. Quá trình lên men rượu vang
1.1.5.1. Bản chất của quá trình lên men.
Sự lên men theo nghĩa rộng là quá trình trao đổi chất qua đó các chất hữu cơ mà
trước tiên là đường bị biến đổi dưới tác dụng của các enzyme của vi sinh vật.
Từ năm 1803 L.J.thenard chứng minh rằng nấm men là nguyên nhân trực
tiếp của quá trình lên men rượu. Đến năm 1810 được Gay- lussac viết thành phương
trình là:
C
6
H
12
O
6
= 2C
2
H
5
0H + 2 CO
2

Về sau Buchner đã nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh bản chất quá trình lên
men rượu qua thí nghiệm lên men rượu dịch nghiền tế bào nấm men ông đã đưa ra
kết luận chính xác như sau về sự lên men rượu: “sự lên men rượu là sự phân giải
các chất đường thành rượu và CO
2
dưới tác dụng của các chất do nấm men tiết ra”
Các phản ứng hóa sinh trong quá trình lên men là phản ứng tách và vận
chuyển hidro ở dạng (H
+
,+e) dưới tác dụng của các enzyme dehydrogenase. Trong
quá trình đó hidro được tách ra khỏi cơ chất đến chất nhận điện tử cuối cùng là chất
hữu cơ. Hợp chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm lên men rồi tích tụ lại
15

trong môi trường dinh dưỡng. Tùy theo sản phẩm tích lũy nào chiếm ưu thế mà ta
có thể lên men rượu hoặc là lên men Lactic…
Vì vậy bản chất của quá trình lên men là quá trình oxy hóa khử đó lại xảy ra
trong cơ thể vi sinh vật dưới tác dụng của hệ thống enzyme, cho nên quá trình lên
men còn được gọi là quá trình oxy hóa khử sinh học.
Ví dụ: quá trình tạo thành ethanol trong tế bào nấm men

C
6
H
12
O
6
Glucose
NAD

Quá trình oxy hóa NADH
2


Acid pyruvic CH
3
-C-COOH


CH
3
-CHO CH
3
CH
2
OH
Acetaldehyde Quá trình khử Ethanol

O
16

1.1.5.2. Quá trình hóa học của sự lên men etanol
















Hình 1.2: Sơ đồ lên men ethanol [2]
1.1.5.3. Các thời kỳ lên men etanol
Xét về mặt hóa học, lên men ethanol bình thường chia làm hai thời kỳ:
+ Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều
hướng (a). Lúc này sản phẩm hình thành glycerin. Bởi lẽ lúc này hàm lượng
acetaldehyde (CH
3
CHO) chưa có nhiều để tiếp nhận hyđro của acoldehydrogenase
mà hyđro lại chuyển đến cho photphoglyceraldehyde tạo thành phosphoglyceryl,
sau đó phosphoglycerin bị thủy phân giải phóng acid phosphoric và glycerin.

+ Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đã hình thành nhiều, nên hydro
từ alcoldehydrogenase lại chuyển sang acetaldehyde theo chiều hướng phản ứng
(b). Lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol.[3]


Ethanol
CH
2
OH

CHO
CH
2
-O-PO
3
H
2

CHOH

COOH

CH3-CHO
Acetaldehyde
CO
2

CHOH

CH

2
OH

CH
2
OH
CHOH

(a) (b)
CH
2
-O-PO
3
H
2

Phosphoglyceryl
Phosphoglyceric
Phosphoglyceraldehyde
CH
2
-O- PO
3
H
2


CHOH

C

6
H
12
O
6

Glucose
Glycerin CH3-CH2OH
H
3
PO
4
17

1.1.5.4. Diễn biến của quá trình lên men
Trong quá trình lên men ethanol đầu tiên tế bào nấm men hấp thụ đường và
chất dinh dưỡng khác lên bề mặt của nó. Sau đó các chất khuếch tán qua màng bán
thấm của tế bào vào trong tế bào. Sự khuếch tán này tuân theo định luật chung của
sự thẩm thấu. Nước có thể ra vào tự do nhưng đường và các chất hòa tan khác ra
vào tế bào rồi thì không quay ra được. Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men,
đường được chuyển hóa thành ethanol và CO
2
. Ethanol và CO
2
được tạo thành thoát
ra khỏi tế bào và khuếch tán vào môi trường, ethanol hòa tan vào trong nước. Lúc
này môi trường lên men nhanh chóng được bão hòa bởi khí CO
2
, khí CO
2

hấp phụ
trên bề mặt của tế bào nấm men tạo thành như một cái phao, thắng được trọng lực
của tế bào cả bọt khí và nấm men nổi lên. Bọt khí vỡ, tế bào nấm men lại chìm
xuống. Như vậy nếu quan sát vào môi trường lên men ta thấy nấm men vốn không
di động trở thành di động. Hiện tượng này góp phần tăng nhanh quá trình trao đổi
chất và tốc độ lên men được tăng nhanh một cách tương ứng.[3]
1.1.5.5. Sự tạo thành các sản phẩm phụ trong quá trình lên men
Khi lên men bên cạnh sản phẩm chính là rượu ethanol và CO
2
còn có nhiều
các sản phẩm phụ khác như: acid acetic, glycerin, acetaldehyde, dầu fusel. Tỷ lệ các
sản phẩm phụ này phụ thuộc vào điều kiện của môi trường lên men.
+ Sự hình thành glycerin
Trong điều kiện bình thường, khi pH môi trường từ 4-5 thì sự lên men có thể
giải thích bằng phương trình sau:
pH= 4-5
C
6
H
12
O
6
CH
3
CHO + CO
2
+ C
3
H
8

O
3

Còn trong môi trường kiềm, đường chuyển hoá tạo rượu etylic, glycerin, acid
acetic với lượng tương đương nhau.
pH > 7
C
6
H
12
O
6
CH
3
COOH + O
2
+ C
3
H
8
O
3
+ C
3
H
5
OH


+ Sự tạo thành dầu fusel

Trong các sản phẩm phụ không thể không kể đến dầu fusel. Đây là hỗn hợp
18

các loại rượu bậc cao một nhóm định mức như Butanol, Isobotanol, Pentanol,
Isopentanol.
Từ đầu thế kỷ 20 các nhà chuyên môn cho rằng dầu fusel tạo thành do nấm
men sử dụng đạm ở dạng NH
3
của các aminoacid ở trong dịch đường lên men.
-2H +H
2
O
R – CH – COOH R – C – COOH R – C – COOH
- NH
3

NH
2


-CO
2


+CO
2

R - CH
2
OH R – CHO

Theo cơ chế tạo dầu fusel từ acid amin theo phương trình sau:

R – CH
2
NH
2
R – CH
2
OH
-CO
2
R – CH – COOH
+H
2
O
-NH
2
-CO
2

NH
2
R – CHOH – COOH R – CH
2
OH

Theo Neibayep và Froxmere cơ chế tạo dầu fusel như sau:

-NH
3

-CO
2

R – CH – COOH R – C – COOH R – CH
2
OH
NH
2
½ O
2
NH +H
2


Theo nghiên cứu mới nhất đã cho thấy rằng lượng dầu fusel trong rượu vang
đạt từ 300- 500 mg/l.
NH
O