Bài tiểu luận tìm hiểu quy trình sản xuất rượu ngoại

MỤC LỤC


Hình 1: Nho trắng và nho đỏ..................................................................................................................4
Hình 2: Giống nho Grenache...........................................................................................................5
Hình 3: Cấu tạo của quả nho...................................................................................................................6
Hình 4: Isoprene...................................................................................................................................12
Hình 5: Thiết bị nghiền/chà và tách cuống...........................................................................................19
Hình 6: Thiết bị ngâm...........................................................................................................................22
Hình 7: Thiết bị tách dịch nho rỉ............................................................................................................23
Hình 8: Thiết bị lắng..............................................................................................................................25
Hình 9: Cấu tạo thiết bị lên men vang..................................................................................................32
Hình 10: Thùng lên men bằng thép không rỉ........................................................................................32
Hình 11: Chuyển hóa xylulose-5-phosphate thành acid lactic và ethanol ở vi khuẩn...........................33
Hình 12: Chuyển hóa glycerol ở vi khuẩn lactic....................................................................................34
Hình 13: Chu trình arginine deiminase.................................................................................................34
Hình 14: Polysaccharide ngoại bào được sinh tổng hợp bởi Peiococcus damnus................................35
Hình 15: Tetrameric procyanidin – sản phẩm của phản ứng polymer hóa đồng thể............................37
Hình 16: Thiết bị ủ vang bằng thép không rỉ.........................................................................................38
Hình 17: Wine diamonds......................................................................................................................39
Hình 18: Thiết bị lọc..............................................................................................................................41
Hình 19: Một số sản phẩm rượu vang hồng đóng chai.........................................................................42
Hình 20: Một số vỏ chai thủy tinh có màu............................................................................................43
Hình 21: Thiết bị rót và đóng nắp sản phẩm.........................................................................................43
Hình 22: Công đoạn rót sản phẩm........................................................................................................44
Hình 23: Công đoạn đóng nắp sản phẩm..............................................................................................44
Hình 24: Một số chỉ tiêu về các hợp chất phenolic, anthocyanin, tannin và màu sắc của một số sản phẩm
vang hồng (Ribéreau-Gayon, 2006, bảng 14.2, trang 447)...................................................................47
Hình 25: Tỉ lệ tiêu thụ vang tại Pháp.....................................................................................................48

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g nho...................................................................................8
Bảng 2: Thành phần hóa học trong 100g nho.........................................................................................9
Bảng 3: Chỉ tiêu cảm quan....................................................................................................................14
Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý..........................................................................................................................14
Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng của (NH4)2HPO4.......................................................................................14
Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng của acid tartaric........................................................................................15
Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của K2S2O5...............................................................................................15
Bảng 8: Tóm tắt về một số hợp chất trong rượu vang..........................................................................29
Bảng 9: Hàm lượng một số hợp chất trong rượu vang.........................................................................30
Bảng 10: Một số sản phẩm vang hồng từ giống Grenache:..................................................................45


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1. NHO
1.1.
Giới thiệu chung về nho
Nho là một từ để chỉ loại quả mọc trên các cây dạng dây leo thân gỗ hoặc để chỉ chính các loài
cây này. Các loài cây này thuộc về họ Vitaceae. Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng
có màu đen, lam, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng. Khi chín, quả nho có thể ăn tươi hoặc được sấy khô để
làm nho khô, cũng như được dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả, dầu hạt
nho…
Phân loại khoa học của nho:
Nhóm
Spermtophyta
Ngành
Tracheophyta
Ngành phụ
Pteropsida
Lớp

Angiosperm
Lớp phụ:
Dicotyledonease
Bộ:
Ramnales
Họ:
Vitaceae
Chi:
Vitis
Hiện có rất nhiều loài nho đang tồn tại như: Vitis vinifera, Vitis labrusca, Vitis riparia, Vitis
lincecumii… nhưng Vitis vinifera là phổ biến nhất, hơn 90% tổng sản lượng nho thu hoạch hàng năm
trên thế giới thuộc loài Vitis vinifera.

Hình 1: Nho trắng và nho đỏ
Các giống thuộc loài Vitis vinifera có thể được chia thành hai nhóm chính:
• Giống nho trắng: trái nho khi chín vỏ không có màu hay có màu lục nhạt.
• Giống nho đỏ: trái nho khi chín vỏ có màu từ đỏ đến tím với các mức độ khác nhau.
1.2.
Giới thiệu giống nho đỏ
Giống nho đỏ được chọn để sản xuất rượu vang hồng và cụ thể là giống Grenache (tiếng Tây
Ban Nha: Garnacha): giống nho này được trồng chủ yếu ở Tây Ban Nha, phía Nam nước Pháp và Ý,
vùng California và ở Autralia.


Đặc điểm của giống:
• Chiều ngang rộng, mật độ trái dày, có màu từ hồng đến đỏ
• Có mùi hăng, vị berry và mềm.
• Chứa hàm lượng cồn tương đối cao dẫn đến khả năng kháng sâu bệnh cao, đặc biệt là
•

nấm men.
Hàm lượng acid, tannin thấp.

Hình 2: Giống nho Grenache
1.3.
Cấu tạo của nho
Theo cách phân loại của thực vật học quả nho được chia ra thành các phần: cuống, vỏ nho, thịt
quả và hạt.
1.3.1. Cuống nho
Cuống nho: Chiếm từ 3 – 6% quả. Các hợp chất hóa học quan trọng trong cuống nho là
tannin và khoáng mà chủ yếu là muối kali. Các hợp chất tannin trong cuống sẽ ảnh hưởng không
tốt đến mùi vị của rượu vang thành phẩm.


Hình 3: Cấu tạo của quả nho


1.3.2. Vỏ nho
Vỏ nho: chiếm 7 – 11% quả gồm:
• Lớp vỏ cutin: lớp cutin thường được bao phủ một lớp sáp bao phủ bên ngoài có tác dụng
chống thấm nước, bảo vệ nho trước các chấn thương cơ học, thời tiết, sự mất nước, sự
•

nhiễm nấm mốc và tia cực tím.
Lớp biểu bì (epidermis): gồm một hoặc lớp các tế bào dài xếp chồng lên nhau và độ dày

•

của lớp tùy thuộc vào các giống nho.
Lớp dưới vỏ (hypodermis): gồm hai vùng phân biệt: vùng các tế bào hình chữ nhật và

vùng các tế bào hình đa giác. Các tế bào này chứa một lượng các hợp chất phenolic tương
đối cao khi nho chín. Các hợp chất chủ yếu là tanin, chất màu và chất hương. Hàm lượng
của các hợp chất này sẽ ảnh hưởng đến hương, vị và màu sắc của quả. Do đó, các hợp
chất này đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và cảm quan của

•

rượu.
Thành tế bào của vỏ nho (CW): được cấu thành từ các polysaccharide trung tính
(cellulose, xyloglucan, arabinan, galactan, xylan và manan), 20% các chất pectin acid
(62% là dạng methyl ester) khoảng 15% proanthocyanidin không tan, và <5% protein cấu
trúc. CW được xây dựng bởi ba lớp màng chung: phiến mỏng bên ngoài, CW chính và
CW thứ cấp.
- Phiến mỏng bên ngoài có chức năng liên kết các tế bào với nhau, chủ yếu được cấu
-

thành từ pectin.
CW chính là thành tế bào dày hơn phiến mỏng bên ngoài. Nó bao gồm ba thành phần.
Thành phần đầu tiên bao gồm cellulose cơ bản (8 - 25%) và xyloglucan (25-50%)
đóng vai trò là lớp khung suờn thành tế bào. Thành phần này nằm đang xen vào trong
một mạng lưới của thành phần thứ hai, đó là polysaccharide pectin (10-35%). Phần

-

thứ ba là các protein cấu trúc (10%).
CW thứ cấp là lớp thành dày hơn cả lớp thành chính, được cấu thành chủ yếu từ các
vi sợi cellulose, được tổ chức thành các bó song song nhau (40-80%). CW thứ cấp
cũng chứa hemicellulose (10-40%), pectin và một số lignin (5-25%). Các nghiên cứu
gần đây cho rằng các hợp chất phenol có liên kết phức tạp với các polysaccharide của
CW, được nhốt trong các không bào hay liên kết với nhân tế bào bằng các liên kết

hóa học hay các tương tác vật lý.
1.3.3. Thịt nho
Thịt nho chiếm 80 – 85% quả. Thịt nho là thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho. Thịt
nho được chia làm các phần: phần bên ngoài bao gồm các mô nằm giữa hypodermis và bộ phận
ngoại biên, phần bên trong là các mô giới hạn giữa bộ phận ngoại biên và bộ phận quanh trục.


Hầu hết các tế bào của phần thịt có hình tròn hay dạng trứng chứa không bào lớn và các hợp chất
phenol.
1.3.4. Hạt nho
Hạt nho chiếm 2 – 6% quả. Hạt gồm có 3 phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi. Cũng như hầu
hết các hạt khác, nội nhũ chiếm phần lớn các hạt nho và phục vụ để nuôi dưỡng phôi thai trong
thời gian đầu phát triển. Vỏ hạt chứa một lượng tannin tương đối cao. Nếu tannin từ hạt nho
được trích ly vào dịch nho thì rượu vang sẽ có vị chát rất đậm. Ngoài ra trong hạt nho còn có
dầu, nếu bị lẫn vào rượu vang thì sẽ giảm đi giá trị cảm quan của sản phẩm.

1.4.

Thành phần trong nho
Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g nho
Năng lượng
288 kJ (69 kcal)
Carbohydrates
18.1 g
Đường
22 g
Chất xơ
0.9 g
Chất béo

0.6 g
Protein
0.72 g
Thiamine (vit. B1)
0.069 mg
Riboflavin (vit. B2)
0.07 mg
Niacin (vit. B3)
0.188 mg
Pantothenic acid (B5)
0.05 mg
Vitamin B6
0.086 mg
Folate (vit. B9)
2 μg
Vitamin C
10.8 mg
Vitamin K
22 μg
Calcium
10 mg
Iron
0.36 mg
Magnesium
7 mg
Manganese
0.071 mg
Phosphorus
20 mg
Potassium

191 mg
Sodium
3.02 mg
Zinc
0.07 mg


Bảng 2: Thành phần hóa học trong 100g nho
Hợp chất
Nước

%
75.0

Đường (fructose, glucose và một ít saccharose)

22.0

Alcohols (ethanol với hàm lượng vết của terpenes, glycerols và

0.1

rượu bậc cao)
Acid hữu cơ (tartaric, malic, và một ít lactic, succinic, oxalic,…)

0.9

Khoáng (potassium, calcium và một ít sodium, magnesium, iron,…)

0.5

Phenols (các flavonoid như là các chất màu cùng các nonflavonoid

0.3

như connamic acid vanillin)
Các hợp chất chứa nitơ (protein, amino acid, humin, amide,

0.2

ammonia,…)
Các hợp chất hương (các ester như ethyl caproate, ethyl butyrate,

Vết

…)
1.4.1. Đường
Thành phần đường chủ yếu của nho là glucose và fructose. Chúng thường chiếm tỷ lệ bằng
nhau khi nho chín. Các đường khác glucose và fructose cũng hiện diện trong nho nhưng hàm
lượng không đáng kể.
Hàm lượng đường của giống V.vinifera nhìn chung đạt tới 20% hay hơn khi chín. Những
giống khác như V.labrusca và V.rotundigolia ít khi đạt tới mức này.
Các loại đường trong dịch nho được chia làm 2 nhóm: đường lên men và đường không lên
men. Nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và saccharose. Nhóm đường không
lên men là đường pentose: L-arabinose, D-xylose, D-ribose.
1.4.2. Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan
Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan là các polymer có nhiệm vụ liên kết các tế
bào thực vật với nhau. Hợp chất pectin thuộc nhóm carbonhydrat và là hỗn hợp phức tạp của
polysaccharide và dẫn xuất của chúng. Phần lớn các chất pectin là những chất keo và trong
những điều kiện nhất định thì chúng đông tụ lại. Sự có mặt của pectin sẽ ảnh tới hiệu suất chiết

và độ nhớt của rượu vang thành phẩm.
1.4.3. Acid hữu cơ
Trong nho, hai acid hữu cơ chiếm thành phần chính là acid tartaric và acid malic.Hàm lượng
của hai acid này chiếm hơn 90% tổng lượng trái nho. Ngoài ra, cón có các aicd khác như acid
citric, acid acetic, acid gluconic... Trong đó, acid acetic là acid dễ bay hơi còn các acid khác
không bay hơi.
1.4.4. Các hợp chất phenolic


Các hợp chất phenolic được tìm thấy chủ yếu trong vỏ và hạt nho. Chúng có ảnh hưởng lớn
đến màu sắc và mùi vị của vang thành phẩm. Ngoài ra chúng còn có hoạt tính kháng khuẩn và
chống oxy hóa. Các tác động kháng viêm, chống tắc nghẽn mạch máu và các bệnh làm ngăn
chặn sự hoạt động của tế bào của các hợp chất phenol nho đã được công bố trong nhiều tài liệu.
Các hợp chất phenolic trong rất đa dạng nhưng chủ yếu gồm: các acid phenolic và dẫn xuất
của chúng, flavonoid, anthocyanin và tanin.
• Các acid phenolic và dẫn xuất của chúng
Các acid phenolic (acid phenolcarboxylic) là các hợp chất hữu cơ có công thức hoá học vừa
chứa gốc phenol vừa chứa gốc carboxyl. Các acid tìm thấy trong nho gồm 2 nhóm là acid
benzoic (acid gallic, acid vanillic, acid salicylic…) và acid cinamic (acid caffeic, acid pcoumaric,…). Các acid này ít khi ở dạng tự do mà sẽ tự liên kết với nhau để tạo thành ester hoặc
liên kết với đường.
R5

COOH

R5

R4

R2

R4

R3

COOH
R2
R3

• Flavonoid
Flavonoid là các phân tử chứa 2 vòng benzen liên kết với nhau bởi một cấu trúc vòng carbon
pyran (chứa oxy).
R'3

R'3
OH

HO

O

R'5

OH
HO

O

R3
OH

O

R'5
R3

OH

O

Những hợp chất này thường có màu vàng. Các flavonoid được trích ra chủ yếu từ vỏ và hạt
của quả nho, và thường ít hơn từ cuống chủ yếu gồm flavonol và flavanonol. Flavonol như
quercetin glycoside hấp thu bức xạ cực tím. Kết quả là chúng bảo vệ tế bào nho khỏi sự phá hủy
từ tia UV.
• Anthocyanin
Những hợp chất này có màu đỏ và được tìm thấy chủ yếu tỏng vỏ nho. Công thức cấu tạo của
anthocyanidin gồm 2 vòng benzen được nối với nhau bởi một dị vòng không bão hòa và có chứa
oxy. Khi anthocyanidin liên kết với đường sẽ tạo thành anthocyanin. Các thành phần đường làm


gia tăng độ bền hóa học và độ hòa tan trong nước của anthocyandidin. Mỗi anthocyanidin có thể
tạo phức bằng các thành phần đường liên kết với acid acetic, acid coumaric, hay acid caffeic. Sự
phân loại anthocyanin chủ yếu dựa trên vị trí của nhóm hydroxyl và methyl trên vòng B của
anthocyanidin. Trên cơ sở này, anthocyanin nho được chia thành 5 loại: cyanin, delphinine,
malvin, peovin và petunin. Thành phần và hàm lượng của mỗi loại thay đổi rộng theo giống và
điều kiện phát triển.
Tỷ lệ của anthocyanin ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc và độ bền màu. Cả 2 tính chất này bị
tác động trực tiếp bởi kiểu hydroxyl hóa của vòng B anthocyanidin. Màu xanh gia tăng với lượng
các nhóm hydroxyl tự do, trong khi màu đỏ tăng cao với mức độ của sự methyl hóa.
• Tannin
Tannin không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất có đặc tính

polyphenol. Chúng là các phân tử lớn với phân tử lượng trên 500. Tanin được chia làm hai nhóm
chính là tanin thủy phân (gồm gallotannin và ellagitannin) và tanin ngưng tụ.
Trong nho không chứa tanin thủy phân. Tannin ngưng tụ là những polymer của các flavan-3ol. Khi đun nóng trong môi trường acid, tannin ngưng tụ sẽ giải phóng ra các carbocation không
bền và ngưng tụ với thành phần chủ yếu là cyanidin. Vì thế tannin ngưng tụ còn được gọi là
procyanidin.
Vỏ chứa lượng tannin cao nhất trong quả nho và các tannin này khác với các tannin khác
trong quả bởi có mức độ polymer (DP) hóa cao hơn và một lượng gallate thấp hơn. Mức độ
polymer hóa trung bình (mDP) cho tannin vỏ là khoảng 28, với 80 là DP lớn nhất, và phần trăm
gallate trong tannin chỉ chiếm 5,16%.
Tannin hạt có cùng đơn vị cấu thành như tannin vỏ, nhưng mDP chỉ khoảng 11 trong tannin
hạt. Tannin trong hạt có xu hướng ở dạng monomer nhiều hơn polymer. Lượng của chúng giảm
đáng kể trong quá trình chín. Hàm lượng gallate trong hạt lớn hơn 30%, cao hơn trong vỏ và
cuốn.
1.4.5. Các hợp chất hương
Trong vỏ nho khi chính cũng chứa một lượng đáng kể các hợp chất hương và tiền hương.
Thành phần và hàm lượng các hợp chất này thay đổi tùy theo giống nho nhưng chủ yếu là
terpene và sản phẩm oxy hóa của chúng.
Terpene là một nhóm quan trọng của các hợp chất hương, mô tả mùi thơm nho. Về hóa học,
terpene được cấu thành từ một đơn vị isoprene năm carbon cơ bản (2-methyl-1,3 butadiene).
Terpene nhìn chung được cấu thành từ hai, ba, bốn hay sáu đơn vị isoprene. Các chất này được
gọi là monoterpene, sesquiterpene, diterpene, và triterpene.
H2 C
CH2
CH C
CH3


Hình 4: Isoprene
Terpene có nhiều nhóm chức năng. Nhiều terpene quan trọng chứa các nhóm hydroxyl, còn
gọi là các terpene alcohol. Các terpene khác là ketone. Terpene oxide là các terpene có cấu trúc

vòng chứa oxy cũng như cấu trúc isoprenoid cơ bản.
Terpene tồn tại trong nho ở 3 hình thức, hầu hết là các monoterpene alcohol hay oxide.
Chúng là dạng bay hơi và có thể đóng góp vào hương thơm của nho. Một nhóm khác của terpene
tồn tại ở dạng phức với glycoside, hay ở dạng diol hay triol. Tuy nhiên các chất này lại không tạo
hương thơm. Terpene hầu như được tổng hợp trong plastid của tế bào nho.
1.4.6. Các hợp chất chứa nitơ
Nhiều hợp chất chứa nitơ được tìm thấy trong nho. Các hợp chất nitơ này gồm: nitơ vô cơ
như ammonia và nitrate, và nitơ hữu cơ khác bao gồm amine, amide, amino acid, pyrezine,
nitrogen base, pyrimidine, protein và acid nucleic. Các hợp chất nitơ phức tạp (pyrimidine,
protein và acid nucleic) cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nho.
1.4.7. Enzyme
Trong nho có hai nhóm enzyme quan trọng là enzym oxy hóa khử và enzyme thủy phân.
Đối với nhóm enzyme hóa khử, ta chú trọng đến enzyme Laccase và polyphenyloxydase
(tyrosinase). Enzyme Laccase do Botryris cinera tổng hợp nên và được tìm thấy trong nho bị
nhiễm vi sinh vật này. Laccase có khả năng xúc tác tác phản ứng oxy hóa các hợp chất phenolic
tạo thành D-gluconic acid. Enzyme này bền với SO 2 và quá trình xử lý bằng bentonite không thể
tách hoàn toàn laccase ra khỏi bán thành phẩm. Các nhà sản xuất có thể dùng phương pháp siêu
lọc hoặc thanh trùng để loại bỏ hoặc tiêu diệt enzyme. Tuy nhiên cách tốt nhất là nên sử dụng
nguồn nguyên liệu không bị nhiễm vi sinh vật này. Tyrosinase được tìm thấy trong tất cả các
giống nho. Nếu có oxy, nó sẽ xúc tác phản ứng oxy hóa. Tuy nhiên, enzyme này khác mẫn cảm
với các điều kiện công nghệ trong quy trình sản xuất rượu vang. Ví dụ như quá trình sulfite hóa
hoặc xử lý với bentonite có thể làm vô hoạt hoặc tách enzyme ra khỏi sản phẩm.
Đối với nhóm enzyme thủy phân, pectinase là nhóm thủy phân quan trọng nhất. Tùy theo
từng loại mà enzyme này sẽ xúc tác cắt những vị trí khác nhau của phân tử pectin. Việc cắt mạch
pectin sẽ tạo điều kiện cho việc phá hủy thành tế bào, góp phần hỗ trợ cho việc thu nhận dịch quả
đồng thời làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.
1.5.
Tiêu chuẩn chọn nguyên liệu
• Chỉ tiêu cảm quan:
o Hình dạng: nguyên liệu nho cho sản phẩm không yêu cầu cao về hình thức bên ngoài, có

thể sử dụng những trái bị dập vỡ hay hư hỏng một phần miễn sao phần đưa vào sản xuất

•

đạt yêu cầu về chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm.
o Màu sắc: nho Grenache có màu đỏ đậm đến tím tùy theo vùng đất.
o Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng.
Chỉ tiêu hóa lý:


•

o Hàm lượng chất khô: Độ Brix trung bình của nguyên liệu nho là khoảng 23o
Chỉ tiêu vi sinh:
o Bảo quản lạnh để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.

2. CHẾ PHẨM
Saccharomyces cerevisiae: Chế phẩm nấm mem ICV D47
• Nguồn gốc: được phân lập từ các trái nho được trồng tại vùng Cotes của Rhone, Pháp
• Tính chất sinh học:
o Được phân lập từ chủng Saccharomyces cerevisiae.
o Có khả năng ức chế các vi sinh vật khác.
o Có khả năng phát triển vượt trội khi dịch nho nghiền có chứa các chủng Saccharomyces
cerevisiae dại.
o Có khả năng thích nghi nhanh.
o Chịu được khoảng nhiệt độ rộng từ 10 – 35oC.
o Thành phần dinh dưỡng đơn giản nhưng phải bổ sung nitrogen vì hàm lượng nitơ trong
nho không đủ để nấm men phát triển.
• Tính chất vật lý
o Tạo bọt thấp.

o Là nấm men chìm, lớp lắng không lan rộng. Rượu vang có độ đục thấp hơn 100 NTU.
• Tính chất của rượu vang
o Nồng độ cồn 14%.
o Acid dễ bay hơi: 0.2 – 0.4g/l.
o Quá trình lên men malolatic diễn ra tốt khi sử dụng ICV D47.
o Tính chất cảm quan tốt hơn do có sự tham gia của β-glucosidase.
Non-saccharomyces: sử dụng các chủng thuần khiết như Torulaspara delbrueekii, Candida
stellata, Kloeckera, Pichia,…
Vi khuẩn lên men malolactic: Hầu hết chế phẩm vi khuẩn malolactic trên thị trường hiện nay là
các chủng thuộc loài Oenococuss oeni. Ở đây nhóm chọn chế phẩm LALVIN 31.
• Nguồn gốc: LALVIN 31 là chế phẩm thuộc viện Kỹ thuật Vin (ITV), Pháp
• Tính chất sinh học:
o Chịu được pH thấp (pH ≥ 3.1)
o Chịu được nhiệt độ thấp: 13oC – 24oC
o Chịu cồn: tốt (max: 14% v/v)
o Tốc độ sinh trưởng: vừa phải
o Hình thành biogenic amine rất thấp
• Tính chất của rượu vang
o LALVIN 31 giúp việc kiểm soát màu sắc của thành phẩm dễ điều khiển và ổn định hơn
o Cân bằng cảm quan tốt hơn (do lên men ở nhiệt độ thấp)

3. CÁC PHỤ LIỆU KHÁC
3.1.
Đường
• Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh dịch nho trước khi lên men.


•

Chỉ tiêu chất lượng: theo tiêu chuẩn Việt Nam: Do Uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước

ban hành theo quyết định số 43/QĐ ngày 11/02/1987.
Bảng 3: Chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu

Nội dung

Ngoại hình

Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục…
Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị

Mùi vị
Màu sắc

ngọt, không có mùi lạ, vị lạ.
Tất cả các tinh thể đều trắng ngà nhưng không được lẫn hạt có màu
sẫm hơn. Khi pha trong nước cất dung dịch đường tương đôi trong
Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý

Chỉ tiêu

Đường cát trắng hạng 2

Hàm lượng saccharose, tính bằng % chất khô,
không nhỏ hơn
Độ ẩm, tính bằng % khối lượng, không lớn hơn
Hàm lượng đường khử, tính bằng % khối lượng,
không lớn hơn
Hàm lượng tro, tính bằng % khối lượng, không
lớn hơn

Độ màu, tính bằng độ Stame, không lớn hơn

99.48
0.08
0.13
0.10
5.00

3.2.
Diammonium phosphate (NH4)2HPO4
• Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh dịch nho trước khi lên men
• Chỉ tiêu chất lượng:
Bảng 5: Chỉ tiêu chất lượng của (NH4)2HPO4
Đặc điểm

Giá trị

Hàm lượng diammonium phosphate, %

96

P2O5, %

> 53

Nitơ %

> 20

Độ ẩm %

< 0.2

Pb %

< 0.004

As %

< 0.003

Thành phần không hòa tan trong nước %

< 0.1


3.3.
Acid Tartaric
• Mục đích sử dụng: hiệu chỉnh độ chua trước khi lên men
• Chỉ tiêu chất lượng: theo QCVN 4-11:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phụ gia
thực phẩm - Chất điều chỉnh độ acid.
Bảng 6: Chỉ tiêu chất lượng của acid tartaric
Đặc điểm

Giá trị
Tinh thể không màu, trong mờ hoặc bột

Cảm quan

tinh thể, hạt nhỏ màu trắng; không mùi.

Hàm lượng acid tartaric

> 99,5 %

Hàm lượng tro sulfate

< 1%

Sulfate

< 0.05 %

Pb

< 2mg/kg

3.4.
Chất hỗ trợ kỹ thuật
• Sulfur dioxide
Mục đích sử dụng:
o Ức chế vi sinh vật
o Ức chế sự thay đổi màu
o Ức chế quá trình oxy các chất trong dịch nho và rượu vang , đặc biệt là các hợp chất
phenolic
Yêu cầu kỹ thuật: ở đây nhóm sử dụng Kali metabisulfite K 2S2O5 theo QCVN 412:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phụ gia thực phẩm - Chất bảo quản.
Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của K2S2O5
Đặc điểm
Cảm quan

•

Giá trị
Hạt, bột tinh thể hoặc tinh thể không màu, trơn
chảy, thường có mùi đặc trưng của lưu huỳnh dioxide.

Hàm lượng K2S2O5

> 90 %

Thiosulfate

< 0.1 %

Sắt

< 10 mg/kg

Chì

< 2 mg/kg

Selen

5 mg/kg

Bentonite


Mục đích sử dụng:

o Được bổ sung vào dịch nho nhằm ngăn ngừa một số protein dễ bị đông tụ trong quá trình
bảo quản và gây đục sản phẩm.
Yêu cầu kĩ thuật:
Dạng bột màu trắng hoặc trắng nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp


CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI
THÍCH QUY TRÌNH
Chùm nho
đỏ

SO2

Nghiền/chà tách
cuống
Sulfite hóa

Cuống

Ngâm
Tách dịch nho rỉ
Tách cặn
Nấm

Hiệu chỉnh thành
phần dich nho

Hoạt hóa nấm
men
Vi khuẩn

lactic

Lên men

Cuống
Cặn

Lên malolactic
Ủ rượu
Ổn định rượu
Làm trong
Rót sản phẩm
Vang
hồng

Cặn


1. NGHIỀN/CHÀ VÀ TÁCH CUỐNG
1.1.
Mục đích công nghệ
Quá trình này có mục đích công nghệ là khai thác.
Quá trình này sẽ làm phá vỡ mô và tế bào nho để giải phóng dịch bào và các chất chiết, đồng thời
tách bỏ một phần cuống nho ra khỏi hỗn hợp nguyên liệu sau khi nghiền xé.
1.2.
Các biến đổi trong quá trình
- Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất.
Nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt nho bị phá vỡ và tạo điều kiện cho dịch bào
thoát ra ngoài.
Nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhẹ do ma sát.

- Hóa lý: có sự hòa tan của oxy từ môi trường không khí vào trong dịch nho.
- Hóa học và hóa sinh: một số hợp chất phenolic bị oxy hóa.
- Sinh học: khi dịch bào được giải phóng, hệ vi sinh vật trên nguyên liệu sẽ dễ hập thu cơ chất
và phát triển. Tuy nhiên, nếu thời gian nghiền diễn ra nhanh thì những biến đổi sinh học là
không đáng kể.
Thiết bị và thông số công nghệ

1.3.

Các bộ phận chính của thiết bị gồm có: thùng nạp nguyên liệu (1), hai trục nghiền (2), thùng chà
và tách cuống (4). Thùng (4) có dạng hình trụ nằm ngang, thân lưới và trên trục quay có gắn các
thanh gạt. Khi hoạt động, các chùm nho sẽ được đưa vào khoảng không gian trống giữa hai trục
nghiền (2) và sẽ bị giảm kích thước. Bán thành phẩm sau khi nghiền sẽ trượt theo máng (3) để đi vào
thùng (4). Trong thùng (4), nguyên liệu sẽ được tiếp tục chà và tách cuống nhờ vào tác động quay
của các thanh gạt được gắn trên trục (5) bên trong thùng (4). Hỗn hợp thịt nho, vỏ nho, hạt nho và
nước nho sẽ đi xuyên qua các ô lưới trên thân thùng để xuống phía bên dưới và được vis tải (6) đưa
ra ngoài thiết bị. Phần cuống nho sẽ được lấy ra tại cửa thoát (7).


Hình 5: Thiết bị nghiền/chà và tách cuống
1-Thùng chứa nguyên liệu; 2-Trục nghiền; 3-Máng dẫn nguyên liệu; 4-Thùng quay có thân
lưới; 5-Trục quay; 6-Trục vis; 7-Cửa tháo cuống nho; 8-Cửa tháo hỗn hợp dịch nho, thịt nho,
vỏ nho và hạt nho
• Thông số công nghệ:
Lực tác động: nếu lực tác động của thiết bị nghiền/chà lên trái nho càng lớn thì kích thước bán
thành phẩm thu được sau quá trình nghiền/chà sẽ càng nhỏ. Khi đó, hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ
tăng lên nhưng chất lượng dịch nho thu được sẽ giảm đi.
Trong thực tế sản xuất, để thay đổi mức độ nghiền nho, người ta sẽ thay đổi vận tốc quay của
trục lăn và khoảng cách giữa hai trục lăn. Khi vận tốc quay của trục lăn càng lớn và khoảng cách
giữa hai trục lăn càng nhỏ thì kích thước nho sau quá trình nghiền sẽ càng nhỏ.

Module cắt (M) khi nghiền nho bằng thiết bị nghiền hai trục có tốc độ quay khác nhau được tính
như sau:
M = (V2-V1)/V1
Trong đó: V1 và V2 là vận tốc quay của hai trục lăn thiết bị nghiền (m/s).
Đối với trái nho, giá trị module cắt nên dao động trong khoảng [0,33 – 0,75].
Nhiệt độ nghiền/chà: ảnh hưởng đến sự trích ly các chất chiết trong vỏ nho.
2. SULFITE HÓA
2.1.
Mục đích công nghệ
Quá trình này có mục đích công nghệ là chuẩn bị và bảo quản.
SO2 có tác dụng ức chế hệ enzyme và vi sinh vật trong nguyên liệu, nhờ đó mà quá trình lên men
ethanol tiếp theo bởi nấm men giống sẽ diễn ra tốt hơn, đồng thời ức chế sự thay đổi màu sắc do các
phản ứng enzyme và phi enzyme.
2.2.
Các biến đổi trong quá trình
- Hóa học: khí SO2 trong dịch nho tồn tại ở hai dạng: 10-20% ở dạng tự do (dạng bisulfsite
hoặc dạng H2SO3 hòa tan) và 80 – 90% ở dạng liên kết: tạo phức với các phân tử có chứa
nhóm carbonyl: aldehyde, ketone, đường và các dẫn xuất của đường…. Tùy theo bản chất
hóa học của phân tử có chứa nhóm carbonyl tham gia phản ứng mà chúng ta sẽ thu được
nhiều dạng sản phẩm khác nhau của SO2 ở dạng liên kết.
Tuy nhiên, chỉ có SO2 tồn tại ở dạng tự do mới có khả năng ức chế vi sinh vật và ức chế sự
-

oxy hóa. Còn SO2 ở dạng liên kết thì không có những tính năng này.
Hóa lý: SO2 có tác dụng thúc đẩy quá trình lắng trong dịch nho. Theo Navarre (1994), đó là
do sự ức chế hệ vi sinh vật có trong nguyên liệu của SO 2 nên không xảy ra hiện tượng lên


men tự nhiên trong hỗn hợp nho sau quá trình nghiền xé. Nhờ đó mà sự kết lắng của các cấu
tử lơ lửng trong dịch nho sẽ diễn ra nhanh và hiệu quả.

2.3.
Thiết bị và thông số công nghệ
Đầu tiên, ta hòa tan muối kali metabisulfite vào dịch nho (khi pha với nước có thể làm pha loãng
dịch nho) để tạo thành dung dịch 10%. Sau đó, dung dịch kali metabisulfite sẽ được châm trên
đường ống dẫn nước nho, thịt nho, vỏ nho và hạt nho từ thiết bị nghiền/chà, tách cuống sang thiết bị
ngâm. Lưu lượng bơm hỗn hợp nho và lưu lượng bơm dung dịch kali metabisulfite sẽ được hiệu
chỉnh để hoạt động đồng bộ, tức là khi kết thúc quá trình bơm hỗn hợp nho thì quá trình bơm dung
dịch kali metabisulfite cũng vừa kết thúc. Điều này sẽ đảm bảo sự đảo trộn và phân bố đều sulfur
dioxide trong hỗn hợp nho.
Để hạn chế sự oxy hóa, dịch nho sẽ được sulfite hóa với hàm lượng 5 – 8g/hL.
3. NGÂM
3.1.

Mục đích công nghệ

Quá trình này có mục đích công nghệ là khai thác và hoàn thiện.
Quá trình ngâm làm tăng hiệu suất trích ly một số chất chiết từ phần thịt nho và vỏ nho vào dịch
nho, đồng thời cải thiện một số chỉ tiêu hóa lý của dịch nho.
3.2.
Các biến đổi trong quá trình
- Hóa lý:
• Các hợp chất hòa tan trong nước từ phần thịt nho và vỏ nho sẽ tiếp tục được chiết rút vào
dịch nho. Đó là những chất có phân tử lượng nhỏ như đường đơn giản, acid amin, acid
hữu cơ, muối khoáng… cho đến các phân tử lượng lớn như pectin, enzyme, các hợp chất
•
-

phenolic… và cả những cấu tử hương và tiền hương.
Một số chất chiết sẽ tái hấp phụ lên bề mặt pha rắn trong hỗn hợp như vỏ nho. Hiện

tượng này làm giảm hiệu suất thu hồi chất chiết trong quá trình ngâm.
Hóa học: có thể xảy ra một số phản ứng hóa học.
• Trong trường hợp có oxygen, các hợp chất phenolic sẽ bị oxy hóa. Các sản phẩm oxy hóa
tạo thành có thể tiếp tục tham gia phản ứng ngưng tụ. Những phản ứng này sẽ làm thay

-

•

đổi giá trị cảm quan (màu sắc và vị) của dịch nho.
Anthocyanin có thể tạo phức với tannin. Phức tạo thành sẽ có cường độ màu cao hơn và

•

độ bền màu tốt hơn so với anthocyanin ở dạng tự do.
Kali sẽ phản ứng với tartaric acid và tạo thành muối kết tủa. Phản ứng này làm tăng giá

trị pH của dịch nho.
Hóa sinh
• Các enzyme pectinase thuộc nhóm depolymer hóa sẽ xúc tác phản ứng phân cắt mạch
phân tử pectin và làm giảm phân tử lượng của chúng, từ đó làm giảm độ nhớt của hỗn


hợp. Biến đổi này được xem là có lợi vì sự trích ly chất chiết sẽ được tăng cường khi độ
•
-

nhớt của hỗn hợp giảm xuống.
Enzyme pectin esterase sẽ xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester trong phân tử pectin

và giải phóng ra methanol. Hệ quả là làm tăng hàm lượng methanol trong dịch nho.
Sinh học
• Hỗn hợp nho sau quá trình nghiền/ chà và tách cuống có chứa một hệ vi sinh vật; điển
hình là nấm men và vi khuẩn. Chúng sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng trong nước nho để
sinh trưởng và tạo ra nhiều sản phẩm trao đổi chất ngoại bào. Những biến đổi sinh học
này được xem là bất lợi và sẽ ảnh hưởng đến tiến trình lên men vang và chất lượng sản

phẩm.
3.3.
Thiết bị và thông số công nghệ
- Thiết bị:
Thiết bị có dạng hình trụ đứng. Tại thân trục hình trụ, phía trên có gắn bộ phận vừa để khuấy
đảo, vừa để chứa tác nhân hiệu chỉnh nhiệt độ; phía dưới có gắn trục vít để tháo bã. Phần thân trụ
có hai đáy hình côn. Đáy bên trong là một mặt lưới có vai trò ngăn bã trong quá trình tháo dịch
lỏng ra khỏi thiết bị. Xung quanh thân thiết bị và phần đáy có bố trí vỏ áo không liên tục để hiệu
chỉnh nhiệt độ trong quá trình ngâm. Phía trên đỉnh thiết bị có gắn động cơ được nối với trục của
phần thân trụ để truyền động cho bộ phận khuấy.
Khi quá trình ngâm kết thúc, đầu tiên, người ta sẽ tháo dịch nho (pha lỏng) qua cửa đáy. Phần
bã gồm vỏ nho và hạt nho sẽ tập trung tại khu vực trên đáy lưới. Sau đó, nhờ hoạt động của vít
tải, người ta sẽ tháo phần bã ra ngoài cũng qua cửa đáy.
- Thông số công nghệ:
Quá trình ngâm được thực hiện ở nhiệt độ thấp (không quá 20 oC) trong khoảng thời gian từ
10h – 36h. Khi kết thúc quá trình ngâm, một phần dịch nho rỉ được tháo ra để sản xuất vang
hồng. Phần rắn sẽ được đem ép để tận thu dịch ép. Phần dịch nho rỉ còn lại cùng với dịch ép
được đem đi sản xuất rượu vang đỏ.


Hình 6: Thiết bị ngâm
1-Trục vis tháo bã 2-Thùng hình trụ; 3-Bộ phận khuấy và hiệu chỉnh
nhiệt độ; 4-Dao tháo bã; 5-Van lấy mẫu; 6-Ống xoắn để hiệu chỉnh

nhiệt độ; 7-Của tháo bã và sản phẩm
4. TÁCH DỊCH NHO RỈ
4.1.
Mục đích công nghệ
Quá trình có mục đích công nghệ là chuẩn bị và hoàn thiện.
Quá trình nhằm mục đích phân riêng dịch nho và bã nho. Dịch nho rỉ có chứa hàm lượng các
chất dinh dưỡng cao, đặc biệt là hàm lượng các loại đường lên men cho nấm men vang. Việc tách
dịch nho rỉ ra khỏi bã nho còn nhằm nâng cao chất lượng thành phẩm.
4.2.

Các biến đổi trong quá trình

Sau quá trình tách, ta thu được dịch nho và bã nho. Dịch nho thu được khác hỗn hợp ban đầu về
một số chỉ tiêu vật lý như màu sắc, độ trong, tỷ trọng…
Các phản ứng hóa học, hóa sinh và biến đổi sinh học diễn ra không đáng kể.
4.3.

Thiết bị và thông số công nghệ


Hình 7: Thiết bị tách dịch nho rỉ
1-Thân thiết bị; 2-Cửa nạp nguyên liệu; 3-Ống lưới tạo kênh thoát dịch
nho rỉ; 4-Cửa đáy; 5-Cửa thoát dịch nho rỉ; 6-Cửa thoát vỏ nho và hạt
nho
Thiết bị có dạng hình trụ đứng, đáy nón. Cửa đáy (4) có kích thước rộng để tháo sản phẩm dễ
dàng. Bên trong thiết bị có ống lưới (3) để tạo kênh thoát dịch nho rỉ. Ống lưới (3) có thể tháo ráp
được.
Trước khi hoạt động, người ta sẽ lắp ống lưới (3) vào bên trong thiết bị. Hỗn hợp dịch nho, vỏ
nho và hạt nho sẽ được nạp vào thiết bị theo cửa số (2). Dưới tác động của trọng lực, pha rắn sẽ tập
trung tại phần đáy nón của thiết bị; còn pha lỏng sẽ đi qua ống lưới (3) và thoát ra ngoài qua cửa (5).

Khi kết thúc quá trình tách dịch nho rỉ, người ta sẽ tháo ống lưới (3) ra khỏi thiết bị; sau đó tháo pha
rắn gồm vỏ và hạt nho ra ngoài qua cửa (6). Phần pha rắn này sẽ được đem ép để tách dịch nho ép.
• Thông số công nghệ:
Áp suất: áp suất ảnh hưởng đến trở lực do đó sẽ ảnh hưởng đến quá trình tách dịch nho rỉ. Khi áp
suất tăng từ 0 đến 100 kPa thì trở lực R tăng. Tuy nhiên, tốc độ thu hồi dịch nho rỉ vẫn tăng. Ngược
lại, khi áp suất tăng cao hơn 100 kPa thì trở lực R tăng rất lớn, tốc độ thu hồi dịch nho rỉ giảm.
Tỷ lệ phần diện tích được đục lỗ so với tổng diện tích bề mặt đáy lưới: 10%, Φ = 4-5mm.
5. TÁCH CẶN VÀ LÀM TRONG


5.1.

Mục đích công nghệ

Quá trình tách cặn và làm trong có mục đích công nghệ là hoàn thiện và chuẩn bị.
Quá trình làm trong dịch nho trước khi lên men sẽ cải thiện mùi hương và làm giảm nồng độ sắt
trong rượu vang hồng thành phẩm.
Ngoài ra, quá trình xử lý này cũng giúp làm giảm độ nhớt của dịch nho, giúp quá trình truyền
khối diễn ra tốt hơn khi lên men.
5.2.
Các biến đổi trong quá trình
- Vật lý:
Sau quá trình xử lý, cặn sẽ được tách khỏi dịch trong. Một số đại lượng vật lý như tỷ trọng,
độ nhớt của dịch sau khi lắng sẽ có sự khác biệt so với dịch ban đầu.
Nếu thời gian xử lý kéo dài, nhiều biến đổi hóa sinh và sinh học có thể xảy ra.
- Hóa sinh:
Trong quá trình lắng, các enzyme có nguồn gốc từ nguyên liệu nho sẽ xúc tác các phản ứng.
Điển hình là các phản ứng thủy phân pectin, protein và phản ứng oxy hóa các hợp chất
phenolic… Các phản ứng thủy phân pectin và protein được xem là có lợi vì chúng làm giảm độ
nhớt thúc đẩy quá trình lắng diễn ra nhanh hơn và làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Ngoài ra,

phản ứng thủy phân protein sẽ làm tăng các hàm lượng các peptide mạch ngắn, acid amin… để
cung cấp nguồn cơ chất nitơ cho nấm men vang trong quá trình lên men sau này. Tuy nhiên,
phản ứng oxi hóa các hợp chất phenolic được xem là bất lợi cho chất lượng rượu vang.
- Sinh học:
Các vi sinh vật có trong dịch nho sẽ hoạt động trong suốt thời gian xảy ra quá trình lắng.
Tuy nhiên, do có quá trình sulfite hóa trước đó nên phần lớn các enzyme, vi sinh vật gần như
đã bị ức chế; vì vậy các phản ứng hóa học, hóa sinh và biến đổi sinh học diễn ra không đáng kể.
5.3.
Thiết bị và thông số công nghệ
- Thiết bị:
Thiết bị có dạng hình trụ đứng, có cửa để nạp dịch lỏng. Cửa tháo bã ở đáy thiết bị. Khi quá
trình lắng kết thúc, dịch lỏng sẽ được bơm qua một đường dẫn được đưa từ ngoài vào.


Hình 8: Thiết bị lắng
1-Cửa nạp nguyên liệu; 2-Cửa tháo pha lỏng; 3-Cửa tháo bã
-

Thông số công nghệ:
Thông thường, để tránh sự phát triển của vi sinh vật cũng như các phản ứng hóa học không

mong muốn, dịch nho sẽ được làm lạnh về 5 – 10oC trước khi bơm vào thiết bị lắng. Tuy nhiên,
nhiệt độ thấp làm gia tăng độ nhớt và tốc độ lắng sẽ giảm đi. Để khắc phục, ta sử dụng bentonite
để hỗ trợ quá trình lắng. khi cho bentonite vào nước sẽ tạo ra huyền phù với các cấu tử phân tán
tích điện âm. Các cấu tử này sẽ liên kết với những protein tích điện dương trong dịch nho.
Sử dụng bentonite trong quá trình lắng sẽ hỗ trợ tách protein và enzyme tyrosinase ra khỏi
pha lỏng. Các protein hòa tan trong dịch nho cũng là những chất keo làm tăng độ nhớt nên làm
giảm tốc độ lắng của các cấu tử rắn. Xử lý dịch nho với bentonite còn làm giảm nồng độ
anthocyanin, từ đó làm giảm cường độ màu của rượu vang thành phẩm. Ngoài ra, bentonite còn
hấp phụ được thuốc diệt nấm sử dụng trong quá trình trống trọt và bị lẫn vào dịch nho.

Độ đục của dịch nho sau quá trình xử lý làm trong nên dao động trong khoảng trong khoảng
50 – 250 NTU. Nếu độ đục của dịch nho nhỏ hơn 50 NTU thì quá trình lên men diễn ra chậm
chạp. Còn độ đục dịch nho tăng cao hơn 250 NTU thì rượu vang thành phẩm có mùi cỏ.
(*Tùy theo chất lượng của huyền phù ban đầu và cấu hình thiết bị sử dụng mà thời gian lắng
thường dao động trong khoảng 8 – 16h.)
6. HIỆU CHỈNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT TRƯỚC KHI LÊN MEN VANG
6.1.
Mục đích công nghệ
Quá trình hiệu chỉnh hàm lượng một số chất trước khi lên men vang để chuẩn bị cho quá trình
lên men được diễn ra thuận lợi hơn.
6.2.
Các biến đổi trong quá trình