Công nghệ lên men: Rượu vang sủi bọt

SPARKLING WINE (batch fermentation in closed tank)

GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
Nhóm 2: Lê Thị Diễm My 60901595
Hồ Đăng Khánh Ngân 60901669
Phan Thị Thủy 60902695
Nguyễn Ngọc Thanh Trà 60902879
RƯỢU VANG SỦI BỌT
Rượu vang
Rượu vang sủi bọt (sparkling wine): có thể được chia thành hai nhóm dựa vào nguồn gốc carbon dioxide trong sản phẩm:
Do nấm men vang sinh ra
Do quá trình nạp khí vào rượu (carbonate hóa).
Trong bài này ta chỉ đề cập đến rượu vang sủi bọt do nấm men vang sinh khí carbon dioxide.
Một số loại rượu vang sủi bọt nổi tiếng lên men trong thùng kín như Moscato d’Asti, Asti Spumante, Procescco…
Nguyên liệu
Nho:
Muscat of Alexandria
Muscato Bianco
Thành phần hoá học của Nho
Cuống nho:
Chứa 78-80% nước.
Tannin (3%), ảnh hưởng không tốt đến mùi vị của rượu.
Khoáng (3%), cellulose và một số hợp chất hóa học khác.
Hạt nho: có chứa các hợp chất Tannin và dầu nho (oil).
Vỏ nho: có chứa các hợp chất Tannin, chất màu và hương.
Thịt nho
Đường: glucose và fructose với tổng hàm lượng 150-250g/l.
Thành phần hoá học của Nho
Các hợp chất pectin: hợp chất pectin acid và hợp chất pectin trung tính.
Acid hữu cơ
Acid tartaric
Acid malic.
Các hợp chất chứa Nitơ: Nitơ vô cơ và Nitơ hữu cơ
Thành phần hoá học của Nho
Enzyme:
Enzyme nhóm oxy hóa khử:
Polyphenyloxydase
Laccase
Lypoxygenase
Enzyme thủy phân:
Pectinase
Protease
Thành phần hoá học cuả Nho
Các hợp chất phenolic: được tìm thấy chủ yếu trong vỏ và hạt nho
Vitamin: Vitamin C, Vitamin B1, Vitamin PP và các Vitamin khác..
Các hợp chất sulfur với nhóm thiol
Các chất khoáng: các chất khoáng thường gặp trong nho là K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn, S…
Các hợp chất hương
Nấm men vang
Sử dụng chế phẩm nấm men vang Lalvin EC – 1118, với các ưu điểm
Được phân lập từ chủng nấm men Saccharomyces ceravisiae bayanus
Khả năng cạnh tranh cao
Chịu được nồng độ cồn lên đến 18%
Pha lag ngắn
Tốc độ lên men nhanh trong khoảng pH rộng
Biên độ nhiệt lên men rộng (10 – 300C), tối ưu trong khoảng 15 – 250C
Lượng nitrogen cần thấp
Lượng O2 yêu cầu thấp (đặc biệt là ở nhiệt độ thấp)
Khả năng sinh tổng hợp các acid bay hơi kém
Khả năng sinh tổng hợp SO2 trung bình
Khả năng sinh tổng tổng hợp H2S kém
Khả năng tạo bọt kém
Đường saccharose
Chỉ tiêu hoá lý
Chỉ tiêu cảm quan
Dư lượng SO2
Sunfua dioxit (SO2), ppm, không lớn hơn: 7
Các chất nhiễm bẩn, mức tối đa
Asen (As) 1 mg/kg
Đồng (Cu) 2 mg/kg
Chì (Pb) 0,5 mg/kg

Chất chống oxy hóa: sử dụng SO2 tinh khiết hóa lỏng.
Các chất hỗ trợ quá trình lắng
Có thể sử dụng chế phẩm pectinase, tannin, gelatin, bentonite.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Ép
Mục đích công nghệ: khai thác dịch chiết từ nho
Biến đổi của nguyên liệu:
Nguyên liệu sẽ giảm thể tích, kích thước; tỷ trọng có thể thay đổi.
Một số thành phần như vitamin, polyphenol… thoát ra khỏi tế bào, có thể bị oxy hóa.
Thiết bị và thông số công nghệ:
Sulfit hoá
Mục đích công nghệ: chuẩn bị và bảo quản
Biến đổi của nguyên liệu:
Vi sinh vật, enzyme oxydase bị ức chế.
Hạn chế hiện tượng oxy hóa.
Thiết bị và thông số công nghệ:
Thiết bị sulfit hóa có dạng hình trụ đứng, có cánh khuấy.
Sục SO2 vào bên trong một đường ống xoắn có đục lỗ nằm trên mặt đáy của thiết bị.
Hàm lượng sử dụng: 5 – 8g/hL.
Làm trong dịch nho
 Mục đích công nghệ
Chuẩn bị
Hoàn thiện
Biến đổi của nguyên liệu:
Dịch nho giảm độ nhớt, thay đổi tỷ trọng, có sự đông tụ protein.
Sau khi ly tâm, dịch nho sẽ phân thành 2 dòng: pha rắn (cặn, bã), pha lỏng có tỷ trọng thay đổi.
Thiết bị và công số công nghệ:
Hoạt hoá nấm men vang
Chế phẩm nấm men sẽ được cho vào nước theo tỷ lệ 1:5 về khối lượng ở nhiệt độ 400C.
Để yên ít nhất 20 phút.
Sau đó, khuấy nhẹ nhàng hỗn hợp để làm giảm kích thước của các khối tế bào và để yên trong thời gian 20 phút.
Tổng thời gian hydrate hóa không được vượt quá 45 phút. Bổ sung vào dịch nho.
Tỷ lệ giống cấy phổ biến hiện nay là 1.0 x 106 – 5.0 x 106 tế bào/mL.
Lên men ethanol
Mục đích công nghệ:
Chế biến: quá trình lên men sẽ chuyển hóa phần lớn lượng đường trong dịch nho thành ethanol, CO2 và các sản phẩm phụ khác.
Biến đổi của nguyên liệu:
Sinh học.
Hóa học và hóa sinh:
Hóa lý:
Vật lý:
Thiết bị và thông số công nghệ:
Lên men ethanol
Ly tâm tách cặn nấm men
Mục đích công nghệ:
Tách cặn nấm men ra khỏi rượu vang nguyên liệu.
Biến đổi của nguyên liệu:
Sau khi ly tâm, cặn nấm men được tách ra ngoài, phần rượu thu được có tỷ trọng thay đổi.
Thiết bị và thông số công nghệ:
Sử dụng thiết bị ly tâm đĩa dạng kín như trên.
Các thông số công nghệ như tốc độ ly tâm, lưu lượng đầu vào
Ủ rượu vang nguyên liệu
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Biến đổi của nguyên liệu:
Hóa học.
Phản ứng tạo phức giữa tannin với protein và polysaccharide
Phản ứng polymer hóa
Phản ứng oxy hóa tannin
Các phản ứng chuyển hóa cấu tử hương
Hóa lý: Một số hợp chất keo sẽ bị đông tụ và chuyển qua dạng pha rắn
Thiết bị và thông số công nghệ:
Thùng ủ rượu vang nguyên liệu được làm bằng thép không rỉ, có dạng hình trụ đứng, có vỏ áo bên ngoài, có cánh khuấy.
Nhiệt độ: 10 – 120C.
Làm trong rượu vang nguyên liệu
Mục đích công nghệ:
Hoàn thiện độ trong, tăng độ bền keo cho rượu, chuẩn bị cho quá trình lên men tiếp theo.
Biến đổi của nguyên liệu:
Protein bị đông tụ.
Phần rượu và cặn sẽ được tách riêng ra.
Thiết bị và thông số công nghệ:
Sử dụng các tác nhân hóa học để xử lý rượu.
Tannin, hàm lượng 2 – 4g/hL.
Thạch keo với hàm lượng 1.5 – 2.5g/hL hoặc gelatin với hàm lượng 4 – 7g/hL.
Ly tâm
Chuẩn bị cuveé
Mục đích công nghệ: chuẩn bị
Các biến đổi của nguyên liệu
Rượu vang nguyên liệu sẽ được phối trộn với syrup (tirage liqueur). Các chất dinh dưỡng dạng rắn sẽ hòa tan và phân bố đều trong môi trường.
Thiết bị và thông số công nghệ
Thiết bị phối trộn có dạng hình trụ đứng, đáy cầu, cánh khuấy được gắn tại trục của thiết bị.
Cuvée là hỗn hợp của rượu vang nguyên liệu và syrup .
Pha chế syrup: hòa tan đường saccharose vào nước (hoặc rượu vang nguyên liệu) với nồng độ đường xấp xỉ 500g/L.
Trên đường dẫn cuvée vào thiết bị lên men, người ta sẽ châm huyền phù nấm men vào cuvée với tỉ lệ xấp xỉ 1,5x106 tế bào/mL.
Lên men ethanol lần 2
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Các biến đổi của nguyên liệu
Tương tự như lên men lần 1. Nấm men sẽ tiếp tục chuyển hóa đường trong cuvee sinh ra ethanol và carbon dioxide.
Tạo bọt cho rượu vang.
Thiết bị và thông số công nghệ


Nhiệt độ lên men: 18 – 20oC.
Kết thúc khi áp suất đạt: 1.7 – 5 atm
Sulfit hoá
Mục đích công nghệ: bảo quản
Quá trình sulfit hóa nhằm mục đích dừng quá trình lên men.
Các biến đổi của nguyên liệu
Sulfur dioxide để làm ngưng các hoạt động lên men của nấm men vang.
Vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình ổn định rượu
Thiết bị và thông số công nghệ
Sau khi áp suất trong thùng lên men đạt giá trị áp suất như yêu cầu, người ta sẽ giảm nhiệt độ về 00C để sulfit hóa.
Ly tâm tách cặn
Mục đích công nghệ:
Tách cặn nấm men ra khỏi rượu vang nguyên liệu.
Biến đổi của nguyên liệu:
Sau khi ly tâm, cặn nấm men được tách ra ngoài, phần rượu thu được có tỷ trọng thay đổi.
Thiết bị và thông số công nghệ:
Sử dụng thiết bị ly tâm đĩa dạng kín như trên.
Ổn định rượu
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Dùng phương pháp xử lý lạnh
Các biến đổi của nguyên liệu
Nhiệt độ thấp
Một số chất keo trong rượu vang không bền ở nhiệt độ thấp và chúng sẽ chuyển sang pha rắn.
Thiết bị và thông số công nghệ
Thiết bị hình trụ đứng, có vỏ áo điều nhiệt
Nhiệt độ : -50 C
Thời gian: 10 – 15 ngày.
Lọc
Mục đích công nghệ:
Hoàn thiện
Các biến đổi của nguyên liệu 
Thiết bị và thông số công nghệ
Hiệu chỉnh thành phần rượu
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Phương pháp thực hiện
Syrup (dosage liquer) được pha chế bằng cách hòa tan đường saccharose vào rượu vang trắng phổ thông đã được ủ trong một khoảng thời gian dài.
Nồng độ đường trong syrup là 600g/L.
Ngoài ra, syrup còn được bổ sung acid citric, acid ascorbic và sulfite hóa.
Rót chai và đóng nắp
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Các biến đổi nguyên liệu
Trong quá trình rót sản phẩm, đóng nắp không xảy ra những biến đổi đáng kể trong rượu vang. Yêu cầu chung là rót sản phẩm và đóng nắp trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và oxy không khí vào sản phẩm.
Thiết bị:
Chỉ tiêu sản phẩm