Đề tài Nghiên cứu quá trình lên men rượu từ Bưởi

PHẦN I: LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ sinh học nói chung và công nghệ lên men nói riêng cũng không ngừng phát triển và ngày càng chiếm vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, kinh tế, xã hội. Theo đó, kỹ thuật sản xuất rượu vang cũng có những bước phát triển mới: chất lượng ngày càng tốt, số lượng ngày càng nhiều, mẫu mã ngày càng đẹp, giá cả vừa phải phù hợp với nhu cầu của số đông người tiêu dùng hiện nay. Rượu vang là một loại sản phẩm thu được bằng con đường lên men rượu etylic từ dịch quả bởi nấm men, không qua chưng cất. Rượu vang là một sản phẩm có độ cồn thấp, có hương vị, màu sắc hài hòa đặc trưng, là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm, có lợi cho sức khỏe khi con người dùng một cách điều độ. Thành phần của rượu vang rất phức tạp, người ta chưa thể biết hết tất cả các chất cấu thành vì có những chất hiện diện với lượng tương đối lớn ta có thể xác định được, nhưng cũng có những chất có mặt với một tỷ lệ rất thấp như chất thơm, acid bay hơi,… ta không thể xác định được. Nhìn chung, thành phần rượu vang gồm các chất sau: cồn, đường, acid tổng số và acid bay hơi, vitamin, chất gây mùi thơm, polyphenol, tro và các muối khoáng… Nguồn nguyên liệu cho chế biến rượu vang là các loại trái cây. Trái cây ăn tươi có màu sắc, hương vị và giá trị dinh dưỡng cao nhất , mà trái cây thì có mùa vụ và khi vào mùa vụ thì sản lượng rất cao. Vì vậy khi chỉ sử dụng để ăn tươi không thì với lượng trái cây với lượng trái cây rất lớn ta không thể tiêu thụ hết một lúc. Để giải quyết vấn đề này thì chế biến trái cây là phương cách bảo quản tốt để có thể bảo quản lâu hơn, dễ tiêu thụ ở xa trong thời gian dài. Có nhiều cách bảo quản và chế biến trái cây như: làm mứt, làm nước uống, làm rượu… Vì vậy chế biến trái cây trở thành một nhu cầu hết sức cần thiết, giúp mở rộng thị trường cho người trồng quả tiêu thụ quanh năm, góp phần cho nghề làm vườn phát triển và ổn định. Loại quả đầu tiên được sử dụng để sản xuất rượu vang là quả nho. Ngày nay với công nghệ phát triển, để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ và đa dạng hóa sản phẩm, các nước trên thế giới đã sử dụng nhiều loại trái cây khác như: dâu, cam, bưởi, mận, dứa, mít… để sản xuất rượu vang. 2. Mục đích nghiên cứu Trong số các loại trái cây, Bưởi là loại trái cây nhiệt đới được rất nhiều người ưa thích bởi một số lợi ích như: làm giảm cholesterol trong máu, chống cao huyết áp, ngăn ngừa ung thư…Mặc khác, ngoài tép bưởi người ta còn sử dụng lá Bưởi, hoa Bưởi, cùi Bưởi, hạt Bưởi,… thậm chí là vỏ xanh trong chế biến thực phẩm hay chữa bệnh. Ngày nay, các nhà làm vườn đang trong quá trình phát triển cây Bưởi, sản lượng cây Bưởi không ngừng tăng trong mỗi năm. Ở nước ta có rất nhiều loại bưởi với sản lượng dồi dào trong đó nổi tiếng có Bưởi Năm Roi, Bưởi da xanh, Bưởi Đoan Hùng, Bưởi Phúc Trạch, Bưởi Biên Hòa… Chính vì vậy, đề tài “ Nghiên cứu quy trình lên men rượu từ Bưởi” được thực hiện nhằm mục đích góp phần đa dạng hóa các sản phẩm rượu trái cây. Đồng thời đây cũng là cách sử dụng lượng lớn bưởi và cũng có thể sử dụng những quả thứ phẩm, một bộ phận trái có hình thức xấu,... qua đó giúp làm tăng thêm giá trị sử dụng của loại quả này. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu về rượu vang quả. - Nghiên cứu các tài liệu về Bưởi. - Nghiên cứu về nấm men. - Nghiên cứu về quy trình lên men rượu Bưởi. 4. Kết cầu của khóa luận tốt nghiệp: đề tài bao gồm có bốn chương: Chương I: Giới thiệu về rượu vang quả Chương II: Giới thiệu về cây Bưởi Chương III: Giới thiệu về nấm men Chương IV: Quy trình lên men rượu Bưởi PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU VANG QUẢ Lịch sử của rượu vang quả Hình 1.1: Rượu vang Theo thần thoại Hy Lạp, thần rượu nho Điôniđốp đến đâu cũng mang theo cả  một bầy đàn huyên náo. Điôniđốp đến đâu là ở đó dây nho mọc chằn chịt và xuất hiện thứ rượu ngọt ngào làm khuôn mặt người ta đỏ bừng và tâm hồn người phấn khích. Hàng nghìn năm qua nhân loại vẫn “say đắm” với thứ nước nhiệm màu ấy. Điều này cho thấy thần rượu nho đã “hiện diện” trong đời sống con người với dấu ấn ngày càng sâu sắc hơn. Cho đến nay không biết đã có bao nhiêu loại rượu vang được chế từ 4000 loại nho khả dĩ làm ra rượu. Trong đó có 7 loại phổ biến và nổi tiếng nhất (4 vang đỏ và 3 vang trắng) được ưa chuộng: Cabernet Sauvignon, Marlot, Pinot nair, Syrah, Chardoney, Sauvignon Blanc và Riesling. Bắt đầu là một thức uống chứa cồn, mang lại hưng phấn cho người sử dụng, rượu vang đã nhanh chóng trở thành một phần quan trọng của cuộc sống, được sử dụng hằng ngày và là thức uống không thể thiếu trong các lễ hội. Ngoài ra, rượu vang đã từng đóng vai trò nhất định trong việc chữa bệnh, nhất là trong thời kỳ mà nhân loại còn chưa biết đến các phương pháp chống nhiễm trùng và kháng sinh.Vào cuối thế kỷ 9, người Ả Rập đã phát minh ra quá trình chưng cất, kể từ đó cồn được chưng cất từ vang nho (cũng như các loại rượu trái cây khác, hay rượu ngũ cốc) được sử dụng như một chất diệt khuẩn cho đến tận thế chiến thứ II – khi mà penicilin được sản xuất hàng loạt. Hippocrates (460-375 trước công nguyên), cha đẻ của ngành y, đã tin tưởng rằng sự bệnh tật không phải là sự trừng phạt của Chúa Trời mà nó xuất hiện từ tự nhiên, do đó các chất từ tự nhiên sẽ chữa trị được bệnh tật. Hippocrates thường khuyến cáo việc sử dụng các loại rượu khác nhau sẽ có khả năng điều trị các loại rượu khác nhau. Vì vậy rượu vang từng được coi là thứ thuốc thần thánh mang màu sắc huyền bí. Hình ảnh của các chùm nho, các vò rượu từng được đúc trên các đồng tiền cổ đại. Làm một loại rượu vang là nghệ thuật, làm một loại vang ngon là khoa học, trong đó quá trình lên vang nho là một quá trình tự nhiên và không thể bỏ qua được trong quy trình sản xuất rượu vang. Quá trình lên men nho được phát triển ra một cách tự nhiên – vào đầu thời kỳ đồ đá mới (Neolithic), khi loài người bắt đầu thiết lập cuộc sống có tổ chức. Các vùng nho xuất hiện đầu tiên tại biển đen và biển Capian – vùng bao quanh nam Geogia, đông Thổ Nhĩ Kỳ, Armenia, Azerbaijan và Bắc Iran. Sau đó, lan dần đến Trung Đông và Bắc Phi. Đi qua phía đông của Địa Trung Hải. Rồi tiếp tục đi đến Hy Lạp, sau đó qua Balkan, rồi qua Ý và tiến về các vùng khác. Chúng ta sẽ không bao giờ biết chính xác được ai là người đầu tiên làm ra rượu vang. Những lít rượu vang đầu tiên làm vào thơi kỳ Neolithic (thời kỳ đồ đá) được làm từ giống nho tự nhiên Vitis vinifera sylvestris là cây đực hoặc cây cái, vì những cây cái không tự thụ phấn được. Sự tiến triển của quá trình tiến hóa đã sản sinh ra giống nho lưỡng tính Vít vinifera vinifera, loại nho mà ngày nay đả trở nên phổ biến với các chùm quả lớn hơn, có các màu sắc khác nhau. Theo thời gian, để tạo ra các tính chất đặc trưng mới, người ta đã từng cho thêm nhựa cây vào trong rượu nhằm tạo ra vị và hương thơm cũng như kéo dài thời gian bảo quản. Những thương lái quan trọng và nổi tiếng nhất thời cổ đại là những người Phenixi. Các thủy thủ và thương gia này xuất hiện đầu tiên. Sau 2500 năm, họ cư trú tại vùng biển phía đông của Địa Trung Hải. Họ buôn bán gỗ, kim loại, rượu vang, cây nho, và các sản phẩm khác xung quanh Địa Trung Hải. Vào năm 1110 trước công nguyên, những người Phenixi đã thiết lặp nên thành phố cảng Cadiz, sau đó đưa kỹ thuật cũng như thương mại rượu vang vào vùng bán đảo Iberi. Vào năm 332 trước công nguyên, sự thống trị thương mại của những người Phenixi kết thúc. Tuy nhiên họ đã góp phần đưa nghề trồng nho đi khắp nơi. Tiếp theo đó là người Hy Lạp cổ đại không chỉ thiết lập một cách có tổ chức mà còn đưa những hiểu biết của họ vào trong nghề trồng nho. Họ trau chuốt nghệ thuật làm rượu vang để đưa ra thứ rượu ngọt hơn và để được lâu hơn. Sau đó là người La Mã, họ xâm chiếm phần lớn châu Âu, và phủ vườn nho khắp nơi. Họ cần rượu vang cho quân đội của mình. Sau khi sự thống trị của người La Mã bị sụp đổ, khoảng 1000 năm sau mới bắt đầu sự lan rộng tiếp theo các nghề trồng nho và sản xuất rượu vang đi khắp thế giới. Các cây nho và hạt nho theo chân những người Tây Ban Nha đến Trung Mỹ và Nam Mỹ, rồi tiếp tục đến Texas California. Sau đó, những người Hà Lan đã đem nho đến Nam Phi và người Anh mang đến Úc. Rượu vang đã trở thành một phần lịch sử của Ai Cập cổ đại. Khoảng 700 bình rượu vang đã được tìm thấy ở dưới ngôi mộ của Scorpion I., có niên đại vào khoảng 3150 trước công nguyên tại Abydos, cách vùng châu thổ sông Nile vài dặm. Các bình đó chứa acid taric, vỏ và cọng nho, qua phân tích DNA cũng thấy sự có mặt của Sacchromyces cerevisiae. Điều đó chứng minh rằng có khả năng đó là những bình chứa nước nho đang lên men hoặc là vang nho. Việc tìm thấy những bình rượu vang dưới lăng mộ cũng thể hiện ý nghĩa của rượu vang với cuộc sống và cái chết trong thời kỳ đó. Kỹ thuật làm rượu vang của người Ai Cập được vẽ trên tường của một vài lăng mộ. Nho được hái, sau đó được nghiền nát bằng chân. Nước ép được rót vào bình hai quai được làm từ đất sét, và sau khi đầy thì đóng bằng nút rơm để khí thoát ra trong quá trình lên men. Các bình rượu của người của người Hy Lạp và La Mã thường chỉ tráng nhựa cây ở cổ bình và thường sử dụng một số chất khác để làm chậm quá trình oxy hóa của vang. Sản phẩm cuối cùng được đóng kín bằng nắp làm từ đất sét. Đôi khi, có một vài lỗ nhỏ ở cổ bình để thoát khí. Sau khi lên men, các lổ này cũng được bịt kín bằng đất sét. Lúc này, rượu vang được để chín, thời gian này có thể kéo dài rất nhiều năm. Trên các nắp bằng đất sét có ghi loại rượu vang, ngày sản xuất, vùng sản xuất – tương tự như là cách ghi trên các nhãn rượu thời nay. Các bình rượu thời cổ đại của người Ai Cập, người Phenixi (phoenician), người Hy Lạp và người La Mã thường ghi rất rõ thành phần, vị trí địa lý và có biểu tượng đặc trưng. Sản phẩm rượu vang của người Ai Cập cổ đại tập trung chủ yếu ở vùng biển Đỏ và châu thổ sông Nile. Tuy nhiên, nó cũng được xuất khẩu đi các nơi khác. Quá trình phát triển xã hội và văn hóa của người Hy Lạp cổ đại cũng gắn liền với rượu vang. Người Hy Lạp khởi đầu việc trộn chung rượu, bia và mật ong lại với nhau gọi là Barley – một thứ hỗn hợp rượu bia có vị ngọt và nồng độ cao. Những vết tích của loại rượu này tìm thấy tại lăng mộ của vua Midas, nằm cách khoảng 60 dặm từ Ankara (Thổ Nhĩ Kỳ), có niên đại vào những năm 700 trước công nguyên. Nhiều loại vang khác nhau đã được sản xuất vào thời Hy Lạp cổ đại. Mỗi vùng miền đều có sản phẩm với tính chất và danh tiếng khác nhau, như: mật ong, quế , hoa hồi, nghệ, hoa hồng… Nhiều thế kỷ sau, người La Mã đã tán dương rượu vang của Hy Lạp và kinh doanh rượu vang Hy Lạp trong suốt thời kỳ La Mã chiếm đóng. Người La mã, với uy lực mạnh mẽ, đã thống trị cả Tây Âu (kể cả nước Anh),Trung Đông và Bắc Phi đến cuối thế kỷ thứ nhất sau công nguyên. Khi quân đội La Mã chạm trán với quân đội Hy Lạp – Dionysus. Rất nhanh chóng La Mã trở thành bá chủ, họ ăn uống, chè chén, ca hát, nhảy múa,…tất cả những cái đó đã trở thành giá trị văn hóa của La Mã và dần dần trở thành truyền thống trong sinh hoạt văn hóa của họ. Một trong những loại rượu nổi tiếng thời La Mã là Falernum – một loại rượu được Julius Cesar yêu thích và đi vào trong thơ ca của thời đại này, danh tiếng của Falernum kéo dài mấy thập kỷ. Loại rượu được coi là là ngon nhất khi sử dụng nước nho được ép bằng sức nặng của những chùm nho để lên trên, để lên men (phương pháp này hiện nay vẫn được sử dụng để sản xuất Tokaji Esszencia). Sau đó là loại được lên men từ nước nho ép bằng chân, quá trình ép nho kéo dài 10 – 12 giờ và chiết suất ra tannin cũng như màu từ quả nho (hiện nay người ta vẫn dùng phương pháp này để sản xuất một vài loại port rất ngon tại Bồ Đào Nha). Sau khi giẫm chân lên nho, các quả nho nát được đưa vào thiết bị ép. Loại thiết bị ép đơn giản nhất bao gồm các tấm ván thành rượu vang. Những người La Mã đã thiết lập nên quy trình trồng nho và sản xuất rượu vang. Ví dụ như: • Phân loại nho theo giống và màu sắc. • Thiết lập các khảo sát về độ chín của nho. • Xác định một số loại bệnh cơ bản trong quá trình trồng nho. • Nhận định loại đất trồng nho. • Nâng cao kỹ năng cắt tỉa. • Nâng cao sản lượng qua công đoạn xới đất và bón phân. • Sử dụng thùng gỗ để đựng rượu. • Bắt đầu sử dụng chai thủy tinh. Rất nhiều tác giả La Mã đã mô tả lại tỉ mỉ về rượu vang, kỹ thuật trồng nho (cách trồng và xèn cây), quy trình sản xuất vang của thời kỳ này. Một trong những kỹ thuật của người Hy Lạp được truyền đến La Mã là phương thức sản xuất loại rượu vang có độ ngọt dịu, hương thơm tuyệt vời. Trong đó bao gồm cả phương thức thu hoạch nho, lựa nho chín kỹ, loại bỏ cuốn, phơi nho trên thảm rơm trước khi làm rượu. Hiện nay, kỹ thuật tương tự cũng được áp dụng tại Pháp khi sản xuất Vinde paille. Trong khi đó tại Ý, các chùm nho Trebbiano và Malvasia được treo lên tường vài thàng trước khi đem sản xuất vang. Lúc này nho sẽ mất đi khoảng 60% nước. Kết quả sẽ thu được vang Vinsanto không đâu sánh được. Một loại rượu vang ngọt và nổi tiếng khác của La Mã gọi là Passum, được sản xuất với quá trình ngâm các quả nho khô trong rượu. Tương tự như vậy, ngày nay có Passito, được sản xuất từ các quả nho Muscat khô trên hòn đảo nhỏ thuộc Pantelleria, nằm giữa Scily và Bắc Phi. Tuy nhiên, các loại vang ngọt tuyệt vời này được sản xuất rất ít và có giá trị cao. Cato, Pliny và Columella cũng mô tả một phương pháp làm vang ngọt khác, cụ thể như sau: cô đặc nước nho ép xuống ¾, đôi khi ½ so với thể tích ban đầu, sau đó cho nước nho cô đặc này vào vang với tỷ lệ 1: 30. Tuy nhiên, Cato khuyến cáo nên sử dụng nồi bằng đồng hoặc chì, còn Colomella lại khuyến cáo chỉ nên sử dụng các nồi bằng chì để cô đặc nước ép nho (chì ức chế sự phát triển của vi khuẩn, và được sử dụng tại Châu Âu đến thế kỷ 18). Điều này có thể gây nên sự ngộ độc chì. Mặc dù vậy loại vang này vẫn rất đắt trong thời kỳ này. Người La Mã đã phát triển nghề trồng nho và làm rượu vang đi rất nhiều nơi trên thế giới. Từ năm 300 trước công nguyên đến năm 500 sau công nguyên, rượu vang đã lan truyền từ Ý sang Tây Ban Nha, Đức, Anh và Pháp. Sản lượng rượu vang tăng nhanh. Khoảng 100 năm sau công nguyên, chính quyền La Mã bắt đầu nhập khẩu vang Pháp, tạo sự cạnh tranh với vang Ý. Rất nhiều vùng nho tại Châu Âu hiện nay vẫn giữ nguyên kỹ thuật trồng từ thời La Mã. Mặc dù vậy, có một vài đặc trưng mới bắt nguồn từ một số vườn nho của nước Pháp. Những vườn nho này nằm sâu trong lục địa nên mùa có khí hậu phù hợp cho phát triển của nho thì ngắn, còn mùa đông lại vô cùng khắc nghiệt. Các quả nho thu hoạch được có hàm lượng đường thấp, vì vậy rượu vang thu được không có đủ độ đằm và ngọt như loại vang của Hy Lạp hay Ý. Dòng rượu vang mới ra đời có màu sắc sang hơn, khô hơn và chua hơn. Đầu tiên loại rượu này được coi là kém phẩm chất. Sau 200 năm sau công ngyên và hơn nữa, loại vang này đã trở nên thông dụng, kể cả tại La Mã. Champagne nằm tại trung tâm nước Pháp, nơi của các vị vua của nước pháp lên ngôi. Vào thời Trung cổ, loại rượu sản xuất tại đây hoàn toàn không giống với loại Champagne quyến rũ, lấp lánh ánh bọt mà chúng ta đã được biết đến hiện nay. Vùng Champagne nằm ở phía bắc, nơi mà mùa hè thì ngắn, mùa xuân đến trễ, mùa thu đến sớm, mùa đông rất lạnh. Các quả nho không bao giờ chín hoàn toàn. Vào mùa hè những quả nho có đủ độ đường sẽ được dùng để lên men đến đọ cồn thích hợp. Quá trình lên men này dường như dừng lại ở mùa thu, khi mà nhiệt độ xuống thấp, nấm men ngừng hoạt động cho đến hết mùa đông. Mùa xuân đến nấm men bừng dậy, hoạt động trở lại tạo nên những bọt khí CO2 không mong muốn trong các loại rượu vang truyền thống. Cuối cùng là quá trình lên men malolactic. Đây là quá trình lên men bởi vi khuẩn, chuyển hóa acid mactic với hương vị khó chịu thành acid lactic dịu nhẹ hơn, và làm giảm vị chua trong rượu. Kết quả thu được loại vang mang hương vị đặc trưng của Champagne, có màu sáng, độ cồn nhẹ, chua, có bọt, hơi đục và không ổn định. Phương pháp để nâng cao chất lượng của Champagne được xây dựng bởi thầy tu của Benedictine, ông Pierre Dom Perignon (1635-1715). Ông không uống rượu chỉ sống bằng sữa và hoa quả, nhưng lại là con người tuyệt vời với việc mang lại chất lượng cao cho rượu vang vùng Champagne. Với công nghệ thời bấy giờ, ông đã tạo ra loại vang trắng từ các quả nho đen, thiết lập hệ thống thực nghiệm kiểm soát được lượng bọt trong vang nổ. Dù cho vào thời này, quá trình lên men tự nhiên cũng như quy luật chuyển hóa của lượng đường thành cồn và CO2 trong quá trình sản xuất còn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, ông không quảng cáo cũng không bán phát minh của mình. Vào năm 1695, theo lời khuyên của bác sĩ, vua Louis XIV đã sử dụng Champagne màu sáng, trắng, trong của Dom Perignon thay cho vang đỏ từ thời điểm này Champagne trở thành nước uống thời thượng. Tiếp nối sự cách tân của Dom Perignon, quá trình sản xuất Champagne được cải tiến dần. Champagne được lên men lần một trong các thùng gỗ và lên men lần hai trong các chai thủy tinh và tạo nên trào lưu vang nổ. Lượng đường trong lên men lần hai đã làm nên lượng CO2 hòa tan, tạo bọt và tạo tiếng nổ khi mở chai. Tuy nhiên, bao nhiêu đường là đủ là vấn đề không dễ tìm ra. Nếu quá ít đường vị rượu sẽ bị rỗng, nếu quá nhiều thì sẽ gây nổ chai. Dù cho có thành công trong quá trình lên men lần hai thì vẫn phải xử lý cho vang được trong suốt. Quá trình sản xuất Champagne đòi hỏi nhiều công đoạn. Các nút chai Champagne cũng được nghiên cứu để tạo ra loại nút phù hợp, chịu được áp lực cao. Loại nút được cột chặt vào cổ chai được sử dụng lần đầu năm 1735 và trở nên phổ biến năm 1788. Sau đó, Champagne được sử dụng truyền thống trong đám cưới và sử dụng nhiều trong các dịp lễ. Vào những năm 1600, thảm họa từ sự tàn phá của nấm Botrytis vcinerea đã xãy ra. Đây là loại nấm gây mốc trên vỏ quả nho chín. Tuy nhiên, người ta lại thu được lợi ích từ sự tàn phá này. Botrytis vcinerea làm cho vỏ quả nho mỏng đi, và nước bay hơi bớt. Lúc này lượng đường trong quả nho tăng lên mà không làm thay đổi tổng lượng acid. Khi hái chùm nho, các quả nho trong như đã bị hư thối, nhưng nước ép nho lại ngọt đậm đà. Theo truyền thuyết, loại vang đầu tiên từ những quả nho bị nấm mốc tác động này được làm tại Tokaji (Hungary) vào năm 1630. Khi người Turkish tấn công. Những người dân Tokaji đã chạy vào trong thành. Các vườn nho bị bỏ trống, và nấm mốc bắt đầu hoành hành. Một người làm rượu có tên Lacszlo Mate Szepsi quyết định bằng giá nào cũng thu hoạch và làm rượu từ loại nho này. Ông ta đã may mắn, rượu thu được có vị ngọt đậm đà và thơm ngát. Từ ngày đó vườn nho này luôn được để bị mốc trước khi thu hoạch. Sau đó, tại Sauternes (Pháp) khoảng cuối những năm 1600 đầu năm 1700, cũng bắt đầu làm loại vang tương tự, tuy nhiên hương vị không giống nhau. Dòng vang Botriytic ra đời. Như đã nhắc đến ở trên, loại cồn cất từ rượu vang được sử dụng để khử trùng trong ngành y cho đến khi penicilin được sản xuất hàng loạt. Lúc này cồn từ vang được sử dụng để tăng thêm độ mạnh của rượu và làm ổn định rượu trong quá trình tàn trữ và vận chuyển. Nhưng việc làm này bắt đầu gay nên bệnh nghiện rượu. Quá trình cất cồn dựa trên sự bay hơi khác nhau giữa cồn (1720F) và nước (2120F). Loại này có khả năng làm thay đổi con người khi uống quá nhiều. Tiếng Đức gọi là Brandewijn – từ gốc là “Brandy”. Tại Pháp, vùng Armagnac đã trở thành trung tâm chưng cất vào những năm 1300 – và Cognac đã xuất hiện sau đó vài thập kỷ. Một số loại thức uống làm từ cồn chưng cất từ rượu vang phối trộn với các loại hương liệu bắt đầu xuất hiện. Ví dụ: Arak – là cồn của rượu vang phối trộn với hoa Hồi. Từ những năm 1678, người ta biết rằng, nấu chưa đủ một lượng Brandy vào trước hoặc cuối quá trình lên men rượu vang, thì lượng cồn có trong Brandy sẽ tiêu diệt nấm men và làm ngưng quá trình lên men, dù cho vẫn còn để lại một lượng đường nhất định. Đó là nền tảng cơ sở của rượu Port (Bồ Đào Nha) – một loại vang đỏ có vị ngọt, độ cồn cao. Tuy nhiên, vào khoảng những năm 1750, danh tiếng của loại rượu này đã bị phá vỡ bởi sự pha trộn loại cồn rẽ tiền vào trong rượu, làm giảm giá thành cũng như chất lượng rượu. Rất lâu sau, nhờ các đạo luật chặt chẽ trong việc sản xuất cũng như xuất khẩu, rượu Port mới lấy lại giá trị ban đầu. Theo thời gian, kỹ thuật công nghệ đã nâng chất lượng và tạo ra dòng rượu nổi tiếng như Port, Sherry, Champagne, Bordeuax, .. thương hiệu đầu tiên của rượu vang là “Château Haut Brion”, được Samuel Pepys nhắc đến vào ngày 10 tháng 4 năm 1963. Đây là loại vang vùng Bordeaux cò màu đỏ dậm và chứa nhiều tannin. Thời gian tàn trữ lâu hơn vang đỏ truyền thống. Theo thời gian, tên gọi “Châtteau” đã trở thành thương hiệu và tên quen thuộc của dòng vang này. Khoa học và công nghệ bắt đầu phát triển mạnh vào thế kỷ thứ 19. Đầu những năm 1800, nhà hóa học người Pháp Jean-autoine Chaptal (1756 - 1832) đã khuyến cáo việc sử dụng một lượng đường nhất định vào trong must trước hoặc trong quá trình lên men, sẽ làm tăng độ cồn của rượu vang mà không gây ảnh hưởng đến hương vị - quy định này được gọi là “Chaptalization”. Chaptal cũng đưa ra các kỹ thuật lên men , tàn trữ và bảo quản rượu vang. Năm 1857, Louis Pasteur (1822 - 1895) – người làm nhiều khảo sát về các quá trình lên men và oxy hóa – đã phát hiện ra phản ứng hóa học cơ bản của quá trình lên men. Đường trong must chính là thức ăn của nấm men, sản phẩm tạo thành chính là alcohol (ethanol) và khí CO2. Năm 1895, Emile Manceau, và sau đó một cách độc lập, Eduard và Hans Buchner (1897) phát hiện ra là nấm men chỉ sản xuất ra enzym, chất tham gia vào phản ứng trong quá trình lên men. Pasteur đã tìm ra một vài quy luật và giải thích hiện tượng oxy tác động biến rượu thành dấm như thế nào. Dụng cụ đựng rượu cũng trải qua nhiều bước tiến. Các bình và lọ bằng đất sét được sử dụng trên 5500 năm trong quá trình sản xuất rượu vang. Vào thế kỷ đầu tiên sau công nguyên, các thùng gỗ chứa rượu vang bắt đầu xuất hiện. Trong suốt thời kỳ Trung cổ đến tận cuộc cách mạng công nghiệp, chỉ có các thùng gỗ được sử dụng để đựng vang. Vào thiên niên kỷ thứ hai trước công nguyên, người Ai Cập bắt đầu làm ra thủy tinh và thủy tinh màu. Tuy nhiên họ chỉ mới sản xuất ra các lọ đựng hương liệu và đựng các chất lỏng quý giá, chưa sản xuất ra các loại chai để đựng rượu. Người Phenixi đã kế thừa công nghệ sản xuất thủy tinh của người Ai Cập và sản xuất ra những cái ly thủy tinh để uống rượu. Sau đó, người La Mã đã làm ra những khung cửa kính mờ đục và các bình đựng nước. Mặc dầu chưa trong suốt, nhưng các sản phẩm bằng thủy tinh của họ cũng gần giống với thủy tinh hiện tại. Loại thủy tinh trong suốt mỏng mãnh được sản xuất vào thế kỷ thứ 15 tại đảo Murano, thuộc Ý. Chai thủy tinh bền vững đầu tiên được sản xuất vào những năm 1630 tại Anh. Tại thời điểm này có hai nguyên liệu chính dùng để chứa rượu vang là các thùng gỗ và các chai thủy tinh . Các chai rượu đầu tiên được sử dụng để chứa Champagne và Port. Lượng rượu vang được đóng chai theo diện rộng (công nghiệp) đầu tiên vào những năm 1900. Năm 1903, Michael J.Owens (1859-1923) đã thiết kế hệ thống đóng chai tự động - thiết bị Owen. Năm 1912 hệ thống này được cải tiến và có thể sản xuất 50000 chai/ngày, tương ứng 35 chai/phút. Thiết bị Owen cuối cùng ngừng hoạt động và năm1982. Hiện nay, rất nhiều hệ hống đóng chai hiện đại được sử dụng. Rượu vang tiêu thụ trên thị trường được đựng trong nhiều loại chai thủy tinh có hình dáng và màu sắc khác nhau. Rượu vang được tàn trữ trong các thùng gỗ, các tank bằng hợp kim không rỉ hoặc các bồn bê tông [1]. 1.2 Đặc điểm chung của rượu vang quả [6,tr. 24] Rượu vang thực chất là sản phẩm dịch nho lên men đã trở thành một loại rượu truyền thống lâu đời ở các nước có vùng nguyên liệu nho phong phú. Sau này, người ta mở rộng sử dụng các loại trái cây khác để lên men. Từ đó có khái niệm mới - rượu vang trái cây và ngày nay việc làm ra rượu vang trái cây ngày càng trở nên phổ biến. Trên thế giới hiện đã có hàng trăm loại rượu vang trái cây khác nhau được sản xuất ở quy mô công nghiệp và quy mô gia đình. Vang trái cây là nước quả nguyên chất lên men, dùng một loại men vi sinh vật Saccharomyces biến đường trong nước quả thành cồn etylic. Trong thành phần rượu vang trái cây, ngoài đường bị lên men thành cồn etylic (độ cồn 90-150) còn có những thành phần khác ở trái cây chẳng hạn như: vitamin, muối khoáng, acid hữu cơ, tannin, chất đạm, chất béo ít nhiều chuyển biến nhưng giá trị dinh dưỡng không mất đi. Vang trái cây chỉ lên men không qua chưng cất như rượu trắng, cồn etylic ở dạng tinh khiết nên vang không có chất độc, bổ dưỡng như nước quả. 1.3 Phân loại rượu vang quả Một số nơi phân loại dựa vào tính chất chung của rượu: still wine – rượu vang không có sự sủi bọt, sparkling wine–vang nổ, Champagne, có sự sủi bọt mạnh, fortified wine – rượu được bổ sung alcohol. Hai loại sau được phân loại theo màu sắc và nguồn gốc. Sự phân loại này dựa trên phương thức sản xuất, thói quen người tiêu dùng, danh tiếng…của rượu. Ví dụ như Chardonnay – là loại vang nổi tiếng theo miền xuất xứ. Có những loại rượu mà tên gọi theo xu hướng của người tiêu dùng – ví dụ như sparkling wine – vang nổ, thường được gọi là Champagne – tên vùng rượu nổi tiếng của Pháp. Rượu vang được phân loại theo nhiều cách, như sau: 1.3.1 Theo quy ước chung Rượu vang thông dụng – still table wine. Hầu hết các loại vang đều thể hiện chủng loại vang này. Theo các phân loại cũ hơn thì vang được phân chia theo màu sắc, như vang trắng, vang đỏ, vang rose. Hiện nay ngoài màu sắc, sự phân loại vang còn thể hiện hương vị, cách sử dụng, phương pháp sản xuất. Vang trắng : Vang trắng là loại vang rất phổ biến và đa dạng. Chiếm chủ yếu là loại vang khô, hương vị tươi mát, phản phất mùi trái cây, có độ chua cân đối. Quá trình lên men “mát” đã tạo nên và duy trì các ester trái cây (các ethyl ester với các gốc acid béo ngắn). Việc lưu trữ vang trong trạng thái lạnh sẽ làm chậm quá trình thủy phân, giúp cho việc duy trì mùi thơm của các ester. Các ester trái cây hình thành bởi các nấm men, trong quá trình lên men, các giống nho chỉ ảnh hưởng một phần nhỏ đến quá trình hình thành các ester này. Vì vậy, việc lựa chọn giống nấm men là rất quan trọng, đặc biệt là với các trường hợp sử dụng các giống nho thiếu hoặc quá ít hương thơm. Chỉ có một giống nho trắng có thể đáp ứng yêu cầu trong quá trình làm chín.Ví dụ: Riessling, Chardonnay, Sauvignon blanc… Khi làm chín, hương thơm ban đầu của rượi giảm dần và được thay thế bởi hương vị tinh tế. Quá trình chuyển hóa tự nhiên này hiện vẫn còn là một ẩn số. Vang đỏ: Dòng vang đỏ hiện đại cũng gần như vang khô. Sự thiếu độ ngọt cũng được xem như là tính chất đặc trưng của loại vang này. Thêm vào đó, quá trình làm chín kỹ đem lại hương vị và màu sắc đặc trưng cho vang. Lượng tannin được làm dịu lại, đồng thời hương vị được hoàn thiện. Vang rose: vang rose còn được gọi là vang ánh hồng hay vang ửng đỏ “blush wine”. Vang rose thường không được những người sành điệu coi trọng. Một phần có lẽ do vang có vị đắng nhưng không phải là hương vị đặc trưng của vang đỏ, trong khi đó nó lại không mang tính tươi mát hay hương vị trái cây như vang trắng. Để đạt được màu sắc như mong muốn, phải đủ thời gian ngâm vỏ nho, điều đó dẫn đến vị đắng của vang bởi phenol. Vì vậy, phần lớn vang rose có vị nửa ngọt (Semi - sweet) để che đi vị đắng của vang. Quá trình carbonat hóa thường được sử dụng nhằm làm tăng hương vị tươi mát của vang, đã làm đặc tính trên trong quy trình sản xuất vang tăng hương vị vang, đã làm mất đi ý nghĩa của rượu vang rose trong con mắt những người sành rượu nho. Bên cạnh khuynh hướng chê bai loại vang này, phải kể đến những thành công nhất định trên thị trường tiêu thụ. Theo các số liệu thống kê năm 2005, tại Mỹ các nhà làm rượu sản xuất vang rose nhiều hơn là vang đỏ. Do được tiêu thụ nhiều hơn trên thị trường. Vang nổ - Champagne : là vang có một mức độ CO2 nhất định trong vang đủ để làm cho vang sủi bọt. CO2 có thể có từ quá trình lên men lần hai trong chai theo phương pháp sản xuất Champagne truyền thống, hoặc lên men lần hai trong thùng lớn được thiết kế để chống lại sức ép của CO2 hình thành (phương pháp Charmat), hoặc CO2 được bổ sung theo phương pháp nhân tạo. Vang nổ được phân loại theo lượng CO2 cụ thể như sau: Sparkling: có lượng CO2 từ 3 bar trở lên (đo ở 200C), được hình thành quá trình lên men thứ hai. Quá trình lên men này có thể diễn ra trong chai hoặc trong thùng vang phải được làm chín tối thiểu là một kỳ trước khi len men lần hai. Semi – sparkling: có lượng CO2 từ 1 đến 2.5 bar (đo ở 200C), được hình thành từ quá trình lên men thứ hai trong chai hoặc trong thùng và cũng có thể được bổ sung bằng phương pháp nhân tạo. Lượng cồn có trong semi sparkling thấp hơn so với sparkling. Rượu vang có bổ sung cồn (fortified wine).  Đây là loại vang có độ cồn khoảng từ 17-21%. Các quy luật trong sản xuất vang loại này đôi khi không thật chính xác. Ví dụ: rượu có hương vị anh đào cũng được sản xuất tại Montilla, Tây Ban Nha cũng có độ cồn cao, tuy nhiên lương cồn tạo thành là quá trình tự nhiên (không có bổ sung cồn). Xu hướng tiêu dùng cũng thay đổi theo thời gian, gần đây vang nổ thường xuất hiện như món khai vị và vang Botrytis được xem như là món tráng miệng nổi tiếng. Các loại vang này thường được sử dụng với lượng nhỏ. Vì vậy những chai rượi ít khi sử dụng hoàn toàn ngay một lúc. Lượng cồn cao trong rượu đã ngăn chặn quá trình phá hoại của vi sinh vật, bảo vệ hương vị và chống lại quá trình oxy hóa, giữ ổn định cho rượu hàng tuần sau khi mở nắp. Vang bổ sung cồn khá đa dạng, vang khô hoặc hơi gắt – được sử dụng như một loại thức uống khai vị, giúp cho sự tiêu hóa thức ăn tốt hơn, ví dụ: fino sherry, dryvermouth. Một số loại đặc trưng lại có độ ngọt, được dùng như thức uống tráng miệng. Khác với dòng vang thông dụng, vang loại ngon có bổ sung được bắt đầu sản xuất trễ hơn. Loại có truyền thống lâu nhất có thể là Fino sherry. Loại rượu có tính chất sherry được làm từ thời La Mã. Trong điều kiện nóng, khô, thì không cần bổ sung cồn vào vang, tuy nhiên trong điều kiện ẩm ướt, thì phải bổ sung cồn để bảo quản rượu không bị hư hỏng bởi tác động vi sinh vật. Việc sử dụng cồn được chưng cất vang để làm tăng lượng cồn trong rượu tạo thành các dòng rượu mới, ví dụ: Port. Madeira,Marsala… Sherry: Sherry là lọai rượu được bổ sung cồn. Vang được sản xuất đầu tiên bởi những người Phênixi (Phoenician) vào những năm 1100 trước công nguyên. Người Hy lạp đã kết hợp với phương pháp làm ngọt rượu với nước ép nho. Sau đó những người La Mã đã đưa “Sherry” đầu tiên từ Jerez, Tây Ban Nha. Quá trình sản xuất sherry có nét đặc trưng bởi sự hình thành lớp nấm men trên bền mặt vang (floc), từ đó có những ảnh hưởng khác nhau đến hương vị và màu sắc của vang. Port : Port được làm từ vang đỏ và đôi khi là vang trắng của vùng Duoro thuộc Bồ Đào Nha. Port được đặc theo tên thành phố Oporto – nằm tại đông bắc của Bồ Đào Nha, gần sông Douro. Quá trình lên men bị làm ngưng lại khi bổ sung thêm một hàm lượng brandy, nhờ vậy đã giữ lại ½ lượng nho tự nhiên. Madeira: Việc bổ sung cồn cho rượu tạo nên dòng rượu Madeira có nguồn gốc từ việc làm ổn định tính chất của rượu trên những hải trình vận chuyển. Thêm vào đó là sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài khi vận chuyển vang. Lúc này vang đã được tinh chế và làm nóng dẫn đến sự thay đổi hương vị và màu sắc. Quá trình trưởng thành diễn ra trong thùng gỗ một vài năm. Để tránh việc mùi gỗ sồi đi quá sâu vào rượu, vang phải được chuyển đổi thùng trong quá trình lên men. 1.3.2 Phân loại theo độ ngọt Rượu vang khô (dry wine) Rượu vang bán ngọt (semi-dry wine) Rượu vang ngọt (sweet wine) [1] 1.4 Một số loại rượu vang quả nổi tiếng trên thế giới 1.4.1 Rượu Vang Pháp Nước Pháp có 4 vùng trồng nho rộng lớn để sản xuất rượu vang: - Vùng Alsace, nổi tiếng về rượu vang trắng. Sản lượng rượu vang trắng của Alsace chiếm 30% tổng sản lượng rượu vang trắng của nước Pháp. Rượu vang trắng ở đây có tên gọi duy nhất là vang Alsace. - Vùng Bodeaux, sản xuất rượu vang nổi tiếng và quan trọng của Bordeaux là: Médoc, Haut Médoc, Graves Barsac, Sauternes, St Emillion, Pomerol, Cérons, Loupiac, Fronsac, Bourg - Vùng Burguldy, nằm ở miền Trung nước Pháp với diện tích 47.700 ha. Ở đây không có các vườn nho cỡ lớn mà chỉ có những vườn nho thuộc diện gia đình, diện tích chỉ khoảng 50 hécta nhưng lại có đến 56 ông chủ vườn. Phần đông các chủ vườn đều bán nho cho các tiệm rượu để họ pha chế và bán ra thị trường. - Vùng Champagne, sản xuất loại rượu vang tinh tế, quí tộc mà không nơi nào trên thế giới bì kịp. Nhờ vào giống nho, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu, nhất là kỹ thuật sản xuất và kinh nghiệm nên nước Pháp đã sản xuất loại vang đặc biệt này. Phần lớn rượu Champagne được sản xuất từ hỗn hợp giống nho đỏ thẫm Pinot Noir có chất đường, nước trắng nên độ rượu mạnh và giống như Chardon nay có màu vàng kim, đem lại vị thanh cao và hương thơm. 1.4.2 Rượu vang Mỹ Có thể chia làm 3 loại: - Rượu vang thương phẩm (Branded Wine). - Rượu vang thông dụng (Generic Wine) như: vang California Burgundy. - Rượu vang pha trộn (Blended Wine), trên nhãn ghi American Wine . 1.4.3 Rượu vang Đức Được chia thành 4 loại: - Rượu vang bàn (Deutcher Tafewein). - Rượu vang vùng (Landwein). - Rượu vang Qualitatswein bestimmter Anbuagebiete. - Rượu vang Qualitatswein mit Pradikat: là loại rượu vang chất lượng cao. Ngày nay trong công nghệ sản xuất rượu vang người ta thường sử dụng các chủng nấm men: Saccharomyces cerevisiae, Ellipsodues. Các chủng nấm men này có tốc độ lên men mạnh mẽ tạo các sản phẩm chứa 18% – 20% etanol. Quá trình lên men thực chất là quá trình chuyển đường thành cồn etylic. Đa số nấm men lên men rượu từ đường glucose nhanh hơn đường fructose. Riêng chủng nấm men Saccharomyces elegens, một loại men được dùng tại các nhà máy sản xuất rượu vang Stauterne ở Pháp thì lại đồng hóa fructose nhanh hơn so với glucose. Thông thường trong dịch trái cây có nhiều CO2 khi lên men sẽ tạo ra rượu vang chứa 10% – 15% etanol. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình lên men ở nhiệt độ thấp tạo ra hương vị thơm ngon hơn so với quá trình lên men nhanh ở nhiệt độ cao. Rượu Vang trắng thường được sản xuất ở nhiệt độ 70C – 180C. Rượu vang Sôđa được sản xuất ở nhiệt độ l20C – l80C. Rượu vang đỏ được sản xuất ở nhiệt độ 21 – 270C. Để bổ sung thêm chất dinh dưỡng cho men rượu vang, có nhà máy đã bổ sung vào dịch men một lượng nhỏ amonphosphate hoặc một ít vitamin (thường là Biotin). Các loại vi sinh vật thường làm nhiễm bẩn và phá hoại rượu vang là vi khuẩn lactic. Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides và Pedicoccus cesivisie có thể sinh ra mùi ôi cho rượu vang. Khi có mặt vi khuẩn lactic trong dịch men, phần lớn acid malic trong dịch trái cây sẽ bị chuyển hóa thành acid lactic. Các loại nấm men dại như Candida sp, Pichia membrane faciens có thể tạo váng trên bề mặt rượu vang. Do đó muốn thu được hiệu suất rượu cao thì phải tạo cho môi trường thật yếm khí, khi đó nấm men lấy năng lượng để tạo sinh khối bằng con đường oxi hóa axit pyruvic (là sản phẩm trung gian trước khi tạo thành rượu) đến CO2 và H2O. Rượu được tạo ra chủ yếu nhờ các tế bào nấm men phân giải glucose thông qua con đường EMP. Trước khi lên men, vi sinh vật được nhân sinh khối ở môi trường Hansen lỏng qua nhiều cấp: cấp 1, cấp 2. Nếu thùng lên men chính vào khoảng vài chục lít thì nhân giống cấp 3, tỉ lệ nhân giống 1% -10%. Trong giai đoạn này thành phần dinh dưỡng giảm nhanh, nhu cầu oxi tăng, nhiệt lượng tỏa ra lớn, đồng thời trên bề mặt hình thành bọt và khối bọt tăng ngay một nhiều hơn… Trong quá trình phát triển, vi sinh vật thường sinh ra các axit hữu cơ như: axid lactic, axid acetic … cùng với sự còn lại các khí: SO42-, Cl-, NO3- … của các muối amon làm cho môi trường chuyển về phía pH axid. Để điều chỉnh pH có thể cho 2% – 3% CaCO3 hoặc NH4OH. Thời gian lên men chính khoảng 30 – 72 giờ, nhiệt độ 270C – 300C là tốt nhất. Nguồn trái cây ở nước ta thật đa dạng và phong phú, chúng ta có thể sử dụng nhiều loại để lên men và sản xuất rượu vang. Chỉ cần lựa chọn chính xác các loại dịch quả nho và xây dựng một quy trình kĩ thuật ổn định, tối ưu để sản xuất rượu Vang đạt chất lượng cao [13]. Thành phần và giá trị của rượu vang quả [6,tr.24-27] Thành phần Rượu vang có thành phần rất phức tạp, đến nay ngay cả các nước có công nghệ sản xuất rượu vang lâu đời cũng chưa biết hết các chất cấu thành của rượu vang. Về đại thể thành phần rượu vang gồm các nhóm sau đây, ngoài nước: cồn, đường, chất hòa tan, axit tổng số và bay hơi, vitamin... Cồn: Thành phần đầu tiên phải kể đấn là cồn etylic là một trong những thành phần quan trọng nhất của rượu vang. Cồn etylic có được do lên men tự nhiên từ dịch trái cây, do đó nó là thứ cồn tinh khiết, không lẫn aldehyde, ester. Độ cồn của rượu vang từ 100-120; nếu dưới 100 rượu sẽ hơi nhạt; 120 trở lên là độ cồn hơi cao, uống mau say. Có thể nói rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, không nhẹ quá như bia, nhưng cũng không nặng quá như rượu trắng. Do vậy nhiều người uống được, kể cả phụ nữ và người cao tuổi. Đường: Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều các chất bổ dưỡng khác. Đường trong rượu vang vào khoảng 62-132g/l, chủ yếu là đường fructose, glucose và một ít galactose. Khi cho thêm đường saccharose vào dịch quả trước khi lên men, thì toàn bộ số đường này bị phân hủy thành đường khử. Điều này cho thấy, nếu phát hiện được saccharose trong rượu vang thành phẩm, thì ta biết ngay đường này được pha thêm vào rượu sau khi lên men. Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang sau khi đã lên men xong, người ta phân biệt: rượu vang khô (dưới 10g đường/l), nửa khô (20-30g đường/l), nửa ngọt (45g đường/l) và rượu ngọt (80- 110g đường/l). Người ta nhận thấy rằng lượng đường khử càng cao, lượng cồn càng phải cao để cho cân đối giữa độ cồn và độ ngọt, tạo cảm giác ngọt hơn cho người uống. Acid: Trong rượu vang còn chứa một lượng các acid vô cơ và hữu cơ như acid tatric, acid malic, acid citric, acid oxalic… Có thể nói rượu vang là thức uống có độ chua cao, có hàm lượng acid tổng số bằng 4-7g/l (quy ra acid malic). Độ pH của rượu vang từ 2,9-3,9. Ở các nước phương tây, độ chua của rượu vang là thành phần quan trọng ngang với độ cồn. Tuy có độ chua cao nhưng rượu vang dễ uống, vì độ chua của acid được cân đối với vị ngọt của đường, cồn, glycerin, vị chát của polyphenol. Tro và các chất muối: Trong rượu vang chứa một lượng phong phú các loại muối tuy với hàm lượng rất thấp, đó là muối của các nguyên tố: P, S, K, Na, Ca, Fe, Cu, Mn,…Khi phân tích một lít rượu vang chỉ có 1,5-3g tro, nhưng chất muối trong rượu vang giữ vai trò rất quan trọng, nó làm tăng hương vị của rượu và làm tăng giá trị dinh dưỡng cung cấp nguồn vi lượng cho cơ thể. Chất gây mùi thơm: Hiện nay người ta vẫn chưa phát hiện hết các chất gây mùi thơm dù đã dùng các phương pháp hiện đại như sắc ký khí. Quả tươi, đặc biệt quả nhiệt đới như: xoài, dứa rất thơm. Đó là mùi thơm do các chất có nguồn gốc tecpen quyết định, nhưng đại bộ phận các chất này bị phân hủy và bị khí CO2 kéo theo trong quá trình lên men. Trong quá trình lên men nấm men cũng sản sinh ra những chất có mùi thơm trong đó có cồn cao phân tử và este. Trong quá trình rượu chín, phát sinh một mùi thơm đặc biệt gọi là bukê (bouquet), do các chất oxy hóa khử sinh ra, nhưng chỉ ở dạng khử oxy mới thơm. Vì vậy giữ rượu vang quả trong bình nút kín hoàn toàn không có oxy một thời gian dài thì có mùi thơm. Nếu trong bình có chỗ trống và nút không kín, oxy lọt vào thì mùi thơm bị phá hủy rất nhanh. Vitamin: Một giá trị dinh dưỡng đáng kể của rượu vang là giàu vitamin các loại. Như chúng ta đã biết nước quả rất giàu vitamin nhưng vấn đề quan trọng là các vitamin này có bị phá hủy trong quá trình lên men hay không. Thực tế cho thấy, lên men trong làm rượu vang là một quá trình điều chỉnh lại thành phần vitamin của nước quả và là kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin trong nước quả. Có một số vitamin được lưu giữ lại tốt trong nước quả qua lên men, một số vitamin lại được bổ sung thêm, ngược lại có một số bị mất đi trong qua trình lên men. Polifenola: polifenola là hợp chất phức tạp chỉ có trong vỏ quả. Do đó khi chế bằng nước quả, không có xác, rất ít polifenola (vang trắng); ngược lại khi cho lên men cả nước và xác quả thì trong rượu nhiều polifenola bao gồm nhiều hóa chất khác nhau: Acid fenol như acid benzoic, acid xinamic; flavon làm cho rượu có màu vàng; antoxian làm cho rượu đỏ; tanin dễ kết bông với protêin trong nước quả, cũng dễ oxi hóa làm cho màu rượu tối lại . Polifenola chỉ có nhiều trong rượu vang đỏ, làm cho rượu có màu, có vị chát, cũng tạo những điều kiện không thuận lợi cho khuẩn hại. Giá trị Giá trị của rượu vang phụ thuộc vào các thành phần có trong rượu. Rượu Vang trái cây được xem là thức uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì thực chất chỉ là nước trái cây lên men, có thể dùng làm thức uống hoặc pha chế tạo thành các dạng cocktail. Trái cây tươi không những là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mà còn là thực phẩm tươi phục vụ trực tiếp trong đời sống hàng ngày như cung cấp vitamin, axit hữu cơ, muối khoáng ... Rượu vang chứa một lượng cồn trung bình, không nhẹ quá như bia, không quá nặng như rượu trắng, nhiều người uống được, kể cả phụ nữ, người già. Cồn etylic trong rượu vang, do lên men tự nhiên là một thứ cồn tinh khiết. Cùng với cồn etylic, rượu vang còn chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hẳn các rượu khác. Rượu vang có thành phần cân đối, so với nước quả thì rượu vang có vị ngọt và mùi thơm của quả tươi kém hơn. Nhưng bù lại rượu vang có cồn tạo vị nồng, vị chát (tanin), vị chua (acid), vị ngọt, chất hữu cơ có mùi thơm. Các tính chất này hoà quyện với nhau tạo nên đặc điểm riêng cho rượu vang. Muốn phổ biến rộng việc tiêu dùng rượu vang, trở ngại lớn nhất là người tiêu dùng chưa quen uống, giá còn cao. Vì vậy trước tiên các nhà sản xuất phải đảm bảo sản xuất được nhiều, chất lượng tốt, giá tương đối rẻ. Bên cạnh đó người tiêu dùng cũng phải được tuyên truyền về giá trị rượu, về cách chế biến và sử dụng. Ý và Pháp là những nước sản xuất rượu vang đã mấy ngàn năm, nhưng cùng một loại rượu mỗi vùng, mỗi người đánh giá một khác. Họ có những phòng phân tích rượu rất hiện đại nhưng ở các kỳ thi rượu hoặc khi đánh giá một nhãn rượu mới vẫn dùng một đội ngũ đông đảo những chuyên gia nếm, dùng một từ vựng hơn 900 từ (Veden 1972 ) để phân biệt các loại rượu vang. Ở nước ta việc sản xuất rượu vang vẫn còn nhiều trở ngại và chưa thể so bì với các nước Châu Âu. Đứng về góc độ người trồng vườn, sản xuất quả, chế biến rượu vang là một hoạt động bổ sung, chống lãng phí, tăng thu nhập. Bước đầu có thể chỉ để tự túc, nếu nắm vững kĩ thuật sản xuất được rượu ngon tương đối rẻ thì có thể chuyển thành hàng hóa. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ BƯỞI (CITRUS GRANDIS(L.) OSBECK) 2.1 Nguồn gốc, sự phân bố và đặc điểm thực vật học của Bưởi 2.1.1 Nguồn gốc Tên khoa học: Citrus grandis(L.) Osbeck. Tên đồng nghĩa: Citrus decumana Murr., C. maxima (Burm) Merr. Tên khác: Chu loan, mác pục (Tày). Tên nước ngoài: Pomelo, shaddock, paradise apple, pompel – moose, fordidden fruit (Anh); pamplemousse, panais (Pháp). Giới (regnum) : Plantac Ngành (divisio) : Magnoliophyta Lớp (class) : Magnoliopsida Phân lớp (subclass) : Rosida Bộ (ordo) : Sapindales Họ (familia) : Rutaceae Chi (genus) : Citrus Loài (species) : C.maxima [2] Nhiều tác giả cho rằng rất khó xác định được nguồn gốc của các cây có mùi (trong đó có cây Bưởi), vì nhóm cây này có rất nhiều chủng loại khác nhau và đó là những cây trồng lâu năm, có diện phân bố rộng từ xích đạo lên tới vĩ tuyến 43 độ, từ mặt biển lên tới núi cao 2.500m. Nhưng dù sao đa số các đa số các tác giả cũng cho rằng nguồn gốc phần lớn cây có múi là ở vùng giáp ranh giữa Ấn Độ và Trung Quốc. Bưởi cũng như chanh yên, phật thủ, gốc ở Trung Quốc, Ấn Độ, Đông Dương và cũng như chanh yên, phật thủ, gốc ở Trung Quốc, Ấn Độ, Đông Dương và cũng được trồng chủ yếu ở đây. Có thể chúng là những giống được thuần dưỡng sớm nhất. Cây to, có thể cao tới 6-7 m, lá to, dày và xanh bóng, có cánh lá rộng. Quả tròn và to, đường kính 15-30 cm, khi chín vỏ có màu vàng nhạt hoặc xanh, vỏ dày, bên trong có quả bì màu trắng hoặc hồng. Vị ngọt, hơi đắng và chua. Có nhiều hạt hoặc không có hạt. Nhìn chung trên cây Bưởi có rất nhiều thành phần có tinh dầu như: lá bưởi chứa 0,3 – 0,5% tinh dầu, hoa bưởi có một số tỉnh miền Bắc chứa 0,1% tinh dầu, vỏ quả chứa tinh dầu 0,3% (phương pháp ép), 0,9% (phương pháp cất), flavonoid (gồm neohesperidin, poncirin, isosakaranetin, 7-ß-neohesperidosid), pectin. Hạt Bưởi chứa dầu béo, limonin, obacunon, obaculacton [4]. 2.1.2 Sự phân bố Các vùng trồng Bưởi tập trung chuyên canh nổi tiếng của nước ta đa số nằm ở những vùng đất phù sa ven các sông, suối rất thích hợp cho cây bưởi, vì thế không những chúng cho năng suất cao mà còn cho phẩm chất rất tốt, đã góp phần tạo nên thương hiệu lâu năm của một số loại bưởi nổi tiếng Nhìn chung các giống Bưởi đều ưa thích khí hậu á nhiệt đới. Cùng một giống và cùng được trồng trên một nền đất tốt như nhau nhưng nếu khí hậu thích hợp thì Bưởi bao giờ cũng cho nhiều trái hơn và ăn cũng ngon hơn [4]. 2.1.3 Đặc điểm thực vật học Cây Bưởi (Citrus spp.) thuộc họ cam (Rutaceae), chúng thuộc nhóm thân gỗ, cao khoảng 5-6 mét, tuổi thọ có thể tới 50 năm. Rễ: là rễ cọc (nếu cây được trồng từ hạt), phát triển chủ yếu ở tầng đất mặt, với độ sâu khoảng 50 cm trở lên. Sự phân bố của rễ tùy thuộc vào một số yếu tố như tầng đất canh tác, hình thức nhân giống, mực thủy cấp trong vườn, kỹ thuật trồng… Nhìn chung rễ Bưởi thường mọc cạn, đa số rễ hút dinh dưỡng được phân bố ở gần lớp đất mặt, vì thế cần phải giữ cho lớp đất mặt luôn tơi xốp và không nên cuốc xới nhiều ảnh hưởng đến bộ rễ. Thân, cành: có gai cứng, gai ngay, dài, có khi tới 6-7 cm, ra nhiều cành, đặc biệt cành vượt mọc rất khỏe. Trong một năm có thể ra 3-4 đợt cành. Tùy theo chức năng của cành trên cây mà người ta đặt tên các loại cành. Lá: lá đơn, dạng phiến, hình bầu dục hơi nhọn ở đầu, lá to dày xanh đậm, không có long, mép lá có răng nhỏ, gân phụ 5-6 cặp, có eo lá (cánh lá) rất lớn, có đốt ở đáy phiến lá. Trên lá có chứa nhiều túi tinh dầu thơm. Hoa: hoa mọc từ nách lá, thành chum nhỏ, chum hoa ngắn, không có long, đài hình chén màu xanh, cánh hoa trắng, dài từ 2-3,5 cm. Vòi nhị nhỏ và dài, dính nhau thành từng cụm, bầu nhụy tròn. Hoa ra nhiều, nhưng rụng cũng nhiều nên tỷ lệ đậu trái không cao. Hạt có hai lá mầm màu trắng, hạt đơn phôi. Trái: trái to, hình tròn, hơi dẹp hay hình trái lê… tùy theo giống. Trọng lượng trung bình của trái thường vào khoảng trên dưới 1,3 kg tùy theo giống. Vỏ trái màu xanh, khi chín chuyển dần sang màu vàng xanh hoặc vàng tùy theo giống hoặc vùng địa lý. Trên vỏ có nhiều túi tinh dầu thơm. Cũng giống như những cây thuộc nhóm cây có múi khác trái Bưởi cũng có ba phần là ngoại quả bì, trung quả bì và nội quả bì [4] . 2.1.4 Một số giống Bưởi ở Việt Nam Một giống Bưởi tốt phải đạt được những yêu cầu là năng suất cao, ổn định, ít nhiễm các sâu bệnh quan trọng. Dạng quả hình quả lê hoặc hình cầu, vỏ trái sang đẹp, vỏ dày trung bình, vách múi dễ tróc, con tép bó chặt, ngon, ngọt, không xơ, không the đắng, nước quả nhiều, ráo, không hoặc ít hột. Theo trung tâm nghiên cứu cây ăn quả miền Đông nam bộ, thì một số giống bưởi sau đây có triển vọng và có khả năng phát triển ở các tỉnh Nam Bộ. 2.1.4.1 Bưởi da xanh Có nguồn gốc ở Bến Tre được trồng khá nhiều ở xã Mỹ Thạch An, thị xã Bến Tre. Hiện đang được trồng nhiều ở các tỉnh Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long… Quả có dạng cầu, vỏ vẫn giữ màu xanh khi chin, con tép tróc khỏi vách múi tốt, tép múi màu đỏ hồng, nước quả khá, vị ngọt không the đắng, nhược điểm của giống này là nhiều hạt [4]. Hình 2.1: Bưởi da xanh [8] 2.1.4.2 Bưởi đường lá cam Được trồng nhiều ở huyện Vĩnh Cửu (Đồng Nai) và Tân Uyên (Bình Dương) và gần đây chúng cũng được phát triển ở một số nơi thuộc Đồng bằng sông Cửu Long. Dạng quả khá đẹp, hình quả lê thấp, phẩm chất ngon được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng. Quả có trọng lượng trung bình từ 0,8 – 1,2 kg, quả lớn có thể đạt 1,4 – 1,5 kg. Vỏ quả khi chin có màu vàng xanh, láng, nhẵn và tróc rất tốt. Thịt quả màu vàng nhạt, đồng nhất. Con tép bó chặt, vị ngọt rất ngon. Độ Brix từ 9-12. Tỷ lệ phần ăn được khoảng trên 50%. Giống này có nhược điểm là có khá nhiều hạt. Thời vụ thu hoạch thường bắt đầu từ khoảng tháng 9 dương lịch [4]. Hình 2.2: Bưởi đường lá cam [8] 2.1.4.3 Bưởi Phúc Trạch Bưởi Phúc Trạch là giống Bưởi đặc sản của huyện Hương Khê tỉnh Hà Tĩnh. Phúc Trạch là tên làng nơi được cho là tạo ra thứ Bưởi này ngon nhất. Bưởi Phúc Trạch có hình cầu tròn, bề ngang và chiều cao gần bằng nhau, cuống quả không lồi, đế quả hơi lõm, vỏ không trơn không ráp, màu sắc vỏ quả xanh vàng, màu sắc thịt quả màu hồng nhạt hoặc màu trắng trong, khối lượng quả đạt từ 1-1,5 kg, số múi 14-16 múi/quả, tỉ lệ ăn được từ 48,1-54,1, số hạt bình quân trong quả 50-70 hạt/quả, độ Brix (%) từ 10-12,8% , có mùi thơm nhẹ tự nhiên hơi đặc trưng, có vị ngọt hơi thanh chua, ngọt hậu. Hiện nay Bưởi Phúc Trạch được trồng tập trung chủ yếu ở 4 xã Phúc Trạch, Hương Trạch, Hương Đô, Lộc Yên (đều ở huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh). Có 10 xã phụ cận cũng trồng loại bưởi này. Tuy nhiên, theo các nhà quản lý địa phương, trồng ngon nhất vẫn là một làng tại xã Phúc Trạch. Tổng diện tích trồng bưởi Phúc Trạch tại huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh hiện nay là khoảng 1.500 ha. Năm 2002, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là một trong 7 loại cây ăn quả quí hiếm cấm không được xuất khẩu giống [10]. Hình 2.3: Bưởi Phúc Trạch [8] 2.1.4.4 Bưởi Đoan Hùng Hiện được trồng nhiều ở huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ, trên đất phù sa ven sông Lô và sông Chẩy. Có hai giống được coi là tốt nhất, đó là Bưởi Tộc Sửu (xã Chí Đàm) và Bưởi Bằng Luân (xã Bằng Luân). Bưởi Bằng Luân trái hình cầu hơi dẹt, trọng lượng trung bình 0,7-0,8 kg/trái, vỏ trái màu vàng hơi xám nâu, tép múi màu trắng xanh, mọng nước, thịt trái hơi nhão. Vị hơi lạt, độ Brix từ 9-11. Được thu hoạch vào tháng 10, tháng 11, có thể để được lâu sau khi thu hái. Bưởi Tộc Sửu trái lớn hơn, trọng lượng trung bình từ 1-1,2 kg/trái. Thịt trái nhão ít hơn giống Bưởi Bằng Luân, vị ngọt lạt và có màu trắng xanh. Thu hoạch sớm hơn Bưởi Bằng Luân khoảng nửa tháng [4]. Hình 2.4: Bưởi Đoan Hùng [8] 2.1.4.5 Bưởi Diễn Được trồng nhiều ở Phú Diễn, Phú Minh (Từ Liêm, Hà Nội). Bưởi Diễn có thể là một biến dị của bưởi Đoan Hùng. Trái tròn, vỏ trái nhẵn khi chin màu vàng cam. Trọng lượng trung bình từ 0,8-1 kg/trái. Múi và vách múi dễ tách rời nhau. Thịt trái màu vàng xanh, ăn giòn, ngọt. Độ Brix từ 12-14. Thời gian thu hoạch muộn hơn bưởi Đoan Hùng, thường trước tết Nguyên đán khoảng nửa tháng [4]. Hình 2.5: Bưởi Diễn [8] 2.1.4.6 Bưởi Mê Linh Được trồng nhiều ở xã Văn Quán, huyện Mê Linh (Vĩnh Phúc). Hiện nay giống này còn được trồng nhiền ở nơi khác như Hàm Yên (Tuyên Quang), Phú Bình (Yên Bái), Hoài Đức (Hà Tây) và các huyện ngoại thành ở Hà Nội. Quả có hai dạng, hình cầu hơi dẹt và thuôn dài. Trọng lượng trung bình từ 1-1,2 kg, khi chin cả vỏ quả, cùi, thịt quả đều có màu đỏ gấc, vỏ quả nhẵn có nhiều túi tinh dầu múi thơm. Giống Bưởi này thường được thu hoạch muộn để trưng bày trên bàn thờ ngày tết [4]. 2.2 Các điều kiện canh tác cây Bưởi 2.2.1 Điều kiện khí hậu Cây bưởi thích hợp với những vùng có nhiệt độ bình quân năm khoảng trên 200C. Mùa đông không quá lạnh (trung bình khoảng 15-180C) và mùa hè không quá nóng (trung bình khoảng 23-290C). Nếu nhiệt độ thấp quá (dưới 120C) hoặc cao quá (trên 400C) cây Bưởi sẽ ngừng sinh trưởng [4]. 2.2.2 Điều kiện đất đai Đất bằng phẳng, có cấu trúc tốt, nhiều mùn thoáng khí, tầng đất dày, giữ ẩm tốt, không bị úng nước trong mùa mưa, mực nước ngầm sâu. Không nên trồng nơi đất sét nặng, đất cát già hoặc nơi có tầng đất mặt quá mỏng, mực nước ngầm cao mà lại khó thoát nước. Độ pH từ 5-8,5, tốt nhất là từ 6-7. Cần chú ý là khi trồng ở những nơi đất thấp cần đào mương lên tiếp để tiêu thoát nước tốt và phải có đủ nguồn nước tưới trong mùa khô [4]. 2.3 Các phương pháp nhân giống cây Bưởi 2.3.1 Phương pháp chiết cành Cây chiết thường phát triển chậm và dễ bị bệnh. Phương pháp này vẫn còn được sử dụng khá phổ biến trong các vườn gia đình diện tích nhỏ. Nên chọn cành chiết có kích thước nhỏ, khỏe mạnh ở vị trí khoảng giữa tán cây và ngoài rìa tán, cây chiết xong cần giâm trong bầu chăm sóc 1 – 2 tháng cho bộ rễ phát triển ổn định rồi trồng sẽ đảm bảo hơn [4]. 2.3.2 Phương pháp ghép cành Là phương pháp được dùng phổ biến hiện nay. Tuy vậy, do có nhiều giống với những đặc tính tương đối khác nhau nên việc chọn giống và chọn cây làm ghép cần xem xét kỹ để có những cây có năng suất, chất lượng cao và tuổi thọ lâu dài. Khi chọn cây giống làm gốc ghép cần phải các tiêu chuẩn sau: Ít bị bệnh. Thích nghi với nhiều loại đất. Không ảnh hưởng xấu đến chất lượng cây ghép. Nhiều hạt và phần lớn là hạt đa phôi để có nhiều cây con khỏe làm gốc ghép. Có khả năng tiếp hợp tốt với giống làm cành ghép [4]. 2.4 Chế độ chăm sóc cây Bưởi 2.4.1 Bón phân Nhu cầu chất dinh dưỡng của cây Bưởi là rất lớn, mặt khác rễ cây lại ăn nông và ít lông hút nên sự hấp thụ chất dinh dưỡng yếu. Nếu thiếu phân biểu hiện cây khá rõ rang. Ngoài NPK, các cây có múi cần Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Mn. Đặc biệt chú ý bón đủ phân hữu cơ đã hoại mục [4]. 2.4.2 Tưới nước Cây cần nhiều nước nhất là trong thời kỳ cây con và khi ra hoa đậu quả, nhưng không để ngập nước vì sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng và phát triển của cây, nếu ngập lâu cây sẽ chết. Vì vậy trong mùa khô cần tưới nước thích hợp, mùa mưa cần thoát nước nhanh. Có thể tưới nước bằng nhiều cách như: tưới bằng máy, bằng thùng tưới, hoặc hệ thống tưới nước. Giữ mực nước trong mương vừa phải, cách mặt liếp khoảng 0,5-0,8 m [4]. 2.4.3 Bồi liếp Cần bồi liếp mỗi năm từ 1-2 lần bằng đất bùn ao phơi khô, đất bãi ven sông. Từ năm thứ ba trở đi thì mỗi năm bồi 1 lần với lớp đất dày 2-3 cm nhằm nâng cao tầng đất canh tác sau một mùa mưa bị rửa trôi lớp đất mặt và cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho cây. Những vùng đất phèn thì không nên bồi đất hằng năm vì có thể tăng độ chua của đất, cách tốt nhất là để bùn khô rồi đắp quanh gốc [4]. 2.5 Thu hoạch và bảo quản Bưởi Nếu trồng bằng nhánh chiết thì khoảng 2 năm sau cây sẽ cho “trái chiến” (trái bói) nhưng để tập trung dinh dưỡng cho cây sinh trưởng nhanh trong hai năm đầu này cần tỉa bỏ hết bông trái. Sang năm thứ ba có thể cho vài ba trái trong vụ đầu đến năm kế tiếp cho đậu nhiều trái hơn. Từ khi Bưởi ra hoa cho đến khi thu hoạch trái thường khoảng 6-7 tháng. Thu hoạch khi vỏ trái từ màu xanh chuyển sang màu vàng khoảng 40-50% diện tích vỏ trái. Hàm lượng dịch trái chiếm khoảng 50-60% trọng lượng trái (tùy theo giống). Thu hoạch trái vào những ngày tạnh ráo. Thời gian thu hái trái tốt nhất là vào buổi sang hoặc chiều mát. Tránh thu hái vào giữa trưa lúc trời quá nắng nóng. Không nên hái khi trái khi còn ướt sương hoặc sau khi mưa vì dễ gây thối trái. Cần phải có thang chuyên dùng để thu hái trái. Phải thu hái bằng kéo hoặc dao sắc để tránh bầm giập nơi cuống trái. Không nên dùng biện pháp rung đập cho trái rụng dễ làm dập vỏ trái và múi bên trong. Khi thu hái xong nên cắt bỏ bớt cuống trái và lá để giảm sây sát và héo do bốc hơi nước nhiều trong khi bảo quản, vận chuyển đến nơi tiêu thụ [4]. 2.6 Tình hình về sản lượng Bưởi ở Việt Nam [6,tr. 17] Theo Sở Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, trong những năm gần đây, diện tích trồng bưởi tăng lên rõ rệt, nhiều loại bưởi ngon đã được ngành nông nghiệp và nhà vườn tuyển chọn trồng và cho trái ngày càng có chất lượng, có tiếng trên thị trường trong và ngoài nước như bưởi Năm Roi (Bình Minh), Bưởi da xanh (Bến Tre), Bưởi Tân Triều (Đồng Nai),…Đặc biệt là Bưởi Năm Roi, đặc sản của tỉnh Vĩnh Long được thị trường các nước châu Âu, Hồng Kông, Đức, Trung Quốc ưa chuộng. Theo số liệu thống kê năm 2006, diện tích trồng Bưởi trong cả nước là 25.000ha, trong đó diện tích đang cho trái là 15.000ha, sản lượng 145.000 tấn/năm. Trong đó, so với cả nước thì diện tích bưởi của tỉnh Vĩnh Long chiếm 26,3% và sản lượng chiếm 41,4%. So với vùng đồng bằng Sông Cửu Long thì diện tích Bưởi Vĩnh Long chiếm tỷ lệ rất cao là 65,75% và sản lượng chiếm 63,2%. Với sản lượng này, trọng lượng Bưởi cho bình quân đầu người trên 54kg, trong khi đó bình quân cả nước là 1,1kg và bình quân của Đồng bằng sông Cửu Long là 5,5kg/người. Hiện nay diện tích trồng Bưởi Năm Roi trong cả nước có khoảng 9,2 ngàn ha, phân bố chính ở tỉnh Vĩnh Long (diện tích 4,5 ngàn ha cho sản lượng 31,3 ngàn tấn, chiếm 48,6% về diện tích và 54,3% và về sản lượng Bưởi Năm Roi của cả nước). Trong đó tập trung ở huyện Bình Minh: 3,4 ngàn ha đạt sản lượng gần 30 ngàn tấn, tiếp theo là tỉnh Hậu Giang (1,3 ngàn ha). 2.7 Thành phần hóa học của Bưởi Vỏ quả Bưởi bên ngoài có nhiều chất narin-gosid do đó có vị đắng. Trong vỏ có tinh dầu, tỷ lệ 0,80 – 0,84%; quả chứa 0,05% tinh dầu và lá cũng có tinh dầu. Tinh dầu vỏ bưởi chứa d-linomen, apinen, linalool, geraniol, citral, ngoài ra còn có các alcol, pectin, acid citric… Dịch quả chín có nhiều chất dinh dưỡng, giá trị dinh dưỡng/100g phần ăn được gồm có: + Calo: 25 – 58 + Protein: 0,5 – 0,74 g + Lipid: 0,2 – 0,56 g + Carbohydrate: 6,3 – 12,4 g + Chất xơ: 0,3 – 0,82 g + Tro: 0,5 – 0,86 g + Canxi: 21 – 30 mg + Phospho: 20 – 27 mg + Sắt: 0,3 – 0,5 mg + Vitamin A: 20 IU + Vitamin B1: 0,04 – 0,07 mg + Riboflavin: 0,02 mg + Niacine: 0,3 mg + Ascorbic acid: 30 – 43 mg [9] 2.8 Một số lợi ích từ Bưởi Bưởi vừa là loại trái cây được nhiều người ưa thích, vứa có tác dụng trong việc phòng bệnh và đôi khi chữa được bệnh. Trước hết, Bưởi là nguồn cung cấp sinh tố C rất phong phú mà sinh tố này có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe. Kết quả nhiều nghiên cứu cho biết sinh tố C : tăng trưởng hệ thống miễn nhiễm giảm rủi ro cảm cúm do nhiễm vi khuẩn, virus ; là chất chống oxy hóa mạnh, giúp làm chậm sự hóa già và tổn thương của tế bào ; giảm cholesterol nhờ đó ít nguy cơ bệnh tim mạch ; giúp cơ thể hấp thụ nhiều chất sắt ; làm vết thương mau lành ; và tránh khỏi bệnh hoại huyết vì thiếu sinh tố này. Những trái bưởi có màu hồng hoặc đỏ là nhờ có chất lycopene, thuộc nhóm carotenoid. Lycopene làm giảm nguy cơ cơn suy tim và ung thư nhiếp tuyến. Nhiều nghiên cứu cho biết ăn Bưởi trái tim sẽ tốt hơn, cholesterol xuống thấp, làm giảm nguy cơ ung thư, tránh được các bệnh nghẽn tắc động mạch : thực vậy, Bưởi có nhiều chất xơ hòa tan pectin. Mà các chất xơ thì có công dụng làm giảm cholesterol trong máu, do đó làm giảm nguy cơ xơ vữa động mạch. Nhiều nghiên cứu cho thấy chất pectin còn công hiệu hơn thuốc cholestyramine vẫn được dùng để làm giảm cholesterol trong máu. Bác sĩ James Ceda quan sát một nhóm người ăn Bưởi đều đặn mỗi ngày thì thấy cholesterol giảm xuống tới 8%. Kết quả nghiên cứu ở Hà Lan cho hay Bưởi giảm nguy cơ ung thư bao tử, còn kết quả bên Thụy Điển nói bưởi giảm nguy cơ ung thư tụy tạng :các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard theo dọi sự dinh dưỡng của hơn 48,000 bác sĩ và nhân viên y tế, thấy rằng những người tiêu thụ thực phẩm có nhiều lycopene sẽ giảm nguy cơ bị ung thư nhiếp tuyến tới 50%. Lycopene có rất nhiều trong bưởi. Ngoài ra, các hóa chất khác trong bưởi như phenolic acid, limonoid, bioflavonoid cũng có tác dụng ức chế với sự tăng trưởng của tế bào ung thư. Nhiều người bị đau nhức khớp xương, ăn bưởi thấy như bớt đau : có lẽ là nhờ Bưởi có những phytochemical ngăn chặn chất prostaglandins làm viêm khớp xương. Bưởi là món ăn được những người muốn giảm cân ưa chuộng : vì ít năng lượng và nhiều chất xơ, ăn nửa trái bưởi đã gần no bụng, nên chỉ có thể ăn thêm được một ít thức ăn khác, nhờ đó mà không mập. Nước hạt Bưởi được giới thiệu như có chứa một chất kháng sinh, trị vi khuẩn và nấm. Đó là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Sakamato. S Maitani vào năm 1996 [11]. 2.9 Một số sản phẩm từ Bưởi Trong số các loại trái cây, Bưởi là một trong những loại trái cây được rất nhiều người ưu thích bởi một số lợi ích như: làm giảm cholesterol trong máu, chống cao huyết áp, ngăn ngừa ung thư…Có thể nói bưởi không chỉ đơn thuần là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng mà nó còn là một vị thuốc. Hình 2.6 : Rượu Bưởi [8] Hình 2.7 : Mứt Bưởi [8] Vì những lợi ích trên mà ngày nay Bưởi đã được sử dụng làm nguyên liệu để chế biến thành nhiều sản phẩm như: rượu Bưởi, nước ép Bưởi, chè Bưởi, mứt Bưởi, nem Bưởi… Hình 2.8: Nước ép Bưởi [8] Hình 2.9: Chè Bưởi [8] CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN Giới thiệu Nấm men là tên chung để chỉ nhóm vi nấm thường có cấu tạo đơn bào và thường sinh sôi nảy nở bằng phương pháp nảy chồi. Nấm men có thể thuộc ngành Nấm túi(Ascomycetes) hoặc ngành Nấm đảm(Basidiomycetes). Nấm men có kích thước lớn, cấu tạo hoàn chỉnh không di động. Chúng phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong đất, có thể là môi trường tự nhiên để giữa giống nấm men đặt biệt là trền bề mặt của nhiều lá cây, lương thực, thực phẩm khác. Nấm men có khả năng sinh sản nhanh chóng, sinh khối của chúng là protein, lipit, vitamin. Nấm men có khả năng lên men các loại đường thành rượu trong điều kiện hiếu khí thì chúng thành sinh khối tế bào, vì vậy nấm men được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm để sản xuất bia, rượu nước giải khát, men bánh mì protein sinh khối,… Tuy nhiên cũng có những loại nấm men có hại cho sản xuất công nghiệp này và gây hư hỏng sản phẩm [3]. Hình thái, kích thước của nấm men Hình thái của nấm men thay đổi phụ thuộc tùy loại nấm men, điều kiện nuôi cấy nấm men, tuổi của ống giống, do đó nấm men có hình thái rất đa dạng hình trứng hay hình bầu dục, hình tròn, hình ống, hình quả dưa chuột, quả chanh, hình bình hành, hình tam giác,… Một số loại nấm men có tế bào hình dài nối tiếp nhau thành những sợi nhỏ gọi là khuẩn ty (Mycelium) hoặc khuẩn ty thể giả (Pseudomycelium). Kích thước tế bào nấm men thay đổi rất nhiều, phụ thuộc giống, loài. Nói chung kích thước của nấm men lớn hơn kích thước của tế bào vi khuẩn, trung bình khoảng 3-5 x 5-10µm [3]. Cấu tạo của nấm men Tế bào của nấm men có cấu tạo gần giống tế bào vi khuẩn, tuy có cấu tạo đơn giản nhưng chúng cũng mang đầy đủ tính chất của một cơ thể sống, chúng có cấu tạo từ màng, nguyên sinh chất và nhân gồm các phần sau: Thành tế bào Thành tế bào nấm men dày 25µm (chiếm 25% trọng lượng khô của tế bào). Thành tế bào chủ yếu là glucan (cấu tạo bởi các gốc D-glucose) và mannan (D-manose) hệ glucan và mannan chiếm khoảng 90% trọng lượng vỏ trong đó mannan có thể không có. Thành phần khác có protein 6-7%, hexozamin và phần còn lại là lipit, polyphotphat, các chất chứa kitin. Màng tế bào chất Màng tế bào chất (còn gọi là cytoplasmic membrane) ,dày khoảng 7 – 8nm. Cấu tạo gồm 3 lớp: hai lớp phân tử protein (50% trọng lượng chất khô của màng và 10 – 20% protein tế bào) và một lớp kép phospholipid (20 – 30% trọng lượng khô của màng) nằm ở giữa, 70 – 90% lipit của tế bào tập trung ở phopholipit của màng. Sự phân bố protein và phospholipid ở màng nguyên sinh chất khác nhau ở từng vùng. Sự phân bố đó tạo nên các lỗ hổng trên màng thuận lợi cho sự vận chuyển. Protein của màng có hai dạng: protein cấu trúc và ezyme. Enzym gồm có: permease vận chuyển các chất vào tế bào, các emzym tổng hợp các chất murein, phopholipit, LPS… Hai lớp phospholipid , chiếm khoảng 30-40% khối lượng và các protein nằm phía trong. Phía ngoài hay xuyên qua màng chiếm 60-70% khối lượng. Mỗi phân tử phospholipid chứa một đầu tích điện hay phân cực (đầu phosphate) và một đuôi không tích điện hay phân cực (đầu CO2). Đầu phosphate còn gọi là đầu háu nước, đầu CO2 còn gọi là đầu kị nước . Hai lớp phân tử phospholipid, một lớp CO2 quay vào trong còn một lớp phosphate quay ra ngoài màng làm màng lỏng và cho phép các protein hoạt động tự do. Cách sắp xếp như thế được gọi là mô hình khảm lỏng. Hầu hết màng tế bào chất của vi sinh vật nhân nguyên thủy không chứa các sterol, như cholesterol, do đó không cứng như màng tế bào chất của tế bào có nhân thật. Mycoplasma là vi khuẩn nhân thật không có thành tế bào. Màng tế bào chất có chứa sterol do đó khá vững chắc. Màng tế bào chất có chức năng: Duy trì áp suất thẩm thấu tế bào Khống chế sự vận chuyển trao đổi ra vào tế bào của cá chất dinh dưỡng các sản phẩm trao đổi chất Duy trì một áp xuất thẩm thấu bình thường bên trong tế bào Là nơi sinh tổng hợp một số thanh phần cùa tế bào như vách, giáp mô trong màng có chứa các enzym và ribosom. Là nơi tiếng hành các quá trình phophoril quang hợp. Là nơi tổng hợp các loại emzym. Cung cấp cho hoạt động của tiêm mao. Có quan hệ đến sự phân chia tế bào. 3.3.3 Nguyên sinh chất Nguyên sinh chất của nấm men bao gồm: ty thể, ribosome, không bào, lưới nội chất, bộ golgi, lyzosome. Ty thể: Đây là những ty thể hình que, hình sợi, nhưng hình dạng và số lượng có thể thay đổi khác nhau tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy và trạng thái sinh lý tế bào. Những hình thể, hình que, hình sợi kích thước 0,2-0.5 x 0,4-0,1µm luôn luôn di động và tiếp xúc với các cấu trúc khác tế bào. Hình dạng và số lượng ty thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy và trạng thái sinh lý của tế bào. Cấu tạo của tế bào gồm hai lớp màng: lớp màng trong có hình lượn sóng hay hình răng lược để tăng diện tích tiếp xúc với cơ chất, trong có chứa dịch. Giữa hai lớp có các hạt nhỏ bám trên màng là những hạt cơ bản. Bên trong ty thể là chất dịch hữu cơ. Chức năng của ty thể: Tham gia vào việc thực hiện các phản ứng oxy hóa giải phóng nănglượng ra khỏi cơ chất, làm cho năng lượng được tích lũy dưới dạng ATP Giải phóng năng lượng khỏi ATP và chuyển năng lượng đó thành năng lượng có ích cho hoạt động sống của tế bào Tham gia vào việc tổng hợp một số hợp chất protein, CO2,những hợp chất này tham gia vào cấu tạo màng tế bào. Ribosome: Số lượng ribosome thường thay đổi tùy thuộc vào từng loài từng giai đoạn phát triển và từng điều kiện nuôi cấy. Khác với vi khuẩn, nấm men có hai loại ribosome: loại 70 (30 và 40) tồn tại chủ yếu trong ty thể, loại 80 tồn tại chủ trong mạng lưới nội chất và một số ít tồn tại ở trạng thái tự do. Loại 80 có tính tổng hợp protein mạnh hơn. Không bào: Mỗi tế bào nấm men có một không bào khá lớn và nhiều không bào nhỏ có tác dụng điều hòa áp xuất thẩm thấu, tham gia vào quá trình trao đổi chất tế bào vì nó chứa nhiều hợp chất hữu cơ ở trạng thái trung gian nó được coi như những phần dự trữ quan trọng của tế bào, nó tham gia vào các quá trình sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men. Lưới nội chất: Được phát hiên vào năm 1945 dưới kính hiểm vi đối pha. Kính hiển vi điện tử cho thấy mạng nội chất nối liền với màng ngoài của nhân ở một số vị trí. Mạng nội chất giống như một hệ thống ống túi, tròn hay dẹp, thông thương với nhau và có màng bao quanh. Khoảng giữa hai màng của túi ống được gọi là khoang. Ở hầu hết các tế bào, mặt ngoài của mạng nội chất có các ribosome gắn vào, khi đó đươc nó được gọi là mạng nội chất nhám, nơi không có các ribosome được gọi là mạng nội chất trơn. Nhiệm vụ của màng nội chất không đơn thuần là đường vận chuyển bên trong tế bào. Màng của tế bào nội chất là nơi chứa các protein và các protein này có cả hai chức năng, vừa là thành phần cấu trúc vừa là enzym xúc tác các phản ứng hóa học. Hiện nay, có nhiều bằng chứng cho thấy rằng ít nhất là một số protein cấu tạo mạng nội chất hoạt động như enzym, một số của những enzym này được gắn thêm một đường đa ngăn, giúp đưa protein đến đúng nơi nhận trong tế bào. Mạng nội chất còn có nhiệm vụ như một xưởng chế tạo, các enzym của chúng xúc tác sự tổng hợp các phospholipid và cholesterol được dùng để tạo ra màng mới hay các protein được tổng hợp bởi ribosome trên nội chất là thành phần của màng lipit. Bộ gogil: Là hệ thống túi dẹp có màng bao và xếp gần như song song nhau, mặt gần nhân gọi là mặt cis và mặt đối diện gọi là mặt trans. Các túi chuyên chở bên trong lipit và protein mới được tổng hợp, được tách ra từ màng nội chất hòa vào các túi dẹp của bộ gogil ở mặt cis. Các chất này trong bộ gogil được biến đổi,sắp xếp lại và sau đó các túi mới được tách ra từ mặt trans. Các túi này vận chuyển các phân tử đến các bào quan khác và sinh chất. Các túi được tách ra khỏi bộ gogil có vai trò quan trọng làm tăng bề mặt của màng tế bào. Khi túi được chuyển đến bề mặt của màng sinh chất chúng được gắn vào màng này, và sau đó vở phóng thích nội dung ra bên ngoài tế bào trong quá trình ngoại xuất bào, một phần hay tất cả màng của túi được hòa vào màng sinh chất hay trở về bộ gogil. Lyzosome: Là những khối hình cầu đường kính từ 0,2-0,4µm, có khi lớn đến 1-2m. Lyzosome được bao bọc bởi một màng lipoprotide. Lyzosome chứa những enzym thủy phân có vai trò tiêu hóa nội bào. Nhân tế bào Nhân của tế bào nấm men là nhân thật, nhân đã có sự phân hóa, có kết cấu hoàn chỉnh và ổn định, và có màng nhân. Nhân có hình tròn hay hình bầu dục, bắt đầu có những biểu hiện của tế bào tiến hóa, đó là phân chia theo hình thức giảm phân. Màng nhân, gồm hai lớp có nhiều lỗ thủng (ở tế bào nấm men già, trên mỗi tế bào có khoảng 200 lỗ chiếm 6-8% diện tích màng), trong có chất nhân, hạch nhân và các nhiễm sắc thể. Thành phần hóa học: quan trọng nhất của nhân là nucleoprotein và các enzym. Nhân có vai trò chủ yếu là mạng hệ thống thông tin di truyền chứa trong DNA, điều khiển hoạt động của enzym và nhiều hoạt động khác của tế bào. 3.3.5 Plasmid Ở nấm men Saccharomices cerevisiae được gọi là 2µm có vai trò quan trọng trong chuyển gen của kĩ thuật di truyền. Loại plasmid này là một DNA vòng 6300 đôi base [3]. Vai trò của nấm men Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong môi trường chứa đường, pH thấp (đất nước không khí, lương thực, thực phẩm, hoa quả) nhiều loại nấm men có khả năng lên men rượu vì vậy từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men để nấu rượu,bia, sản xuất cồn, glycerin,… Nấm men sinh sản nhanh, sinh khối của chúng giàuprotein, vitamin vì vậy còn được sử dụng trong công nghiệp sản xuất thức ăn bổ sung cho người và gia súc. Nấm men được sử dụng làm bột nở bánh mì, gây hương nước chấm một số dược phẩm và gần đây còn được sử dụng để sản xuất lipid. Bên cạnh đó cũng có những nấm men có ích cũng có những nấm men gây bệnh cho người và gia súc, làm hỏng lương thực, thực phẩm,… [3] Phân loại nấm men Nấm men gồm 349 loài nấm khác nhau. Chúng thuộc 39 giống nấm, căn cứ vào khả năng sinh bào tử mà có thể chia thành 4 nhóm chính: Nhóm nấm men có bào tử túi (ascospurus): gồm 22 giống khác nhau.Thuộc lớp nấm túi (Ascomycetes). Nhóm gần gũi với nấm đảm gồm 4 giống. Chúng có chu trình tương tự với các nấm thuộc bộ Ustilaginales của lớp nấm đảm (Basidiomycetes) Nhóm nấm men có bào tử bắn: gồm có 3 giống thuộc họ Porolio mycetaceae. Nhóm nấm men không sinh bào tử: một số giống sinh nội bào tử vô tính gồm 12 giống thuộc về lớp nấm bảo toàn. Trong thực tế chúng được phân thành hai nhóm: nhóm nấm men nổi và nhóm nấm men chìm. Nhóm nấm men nổi:  Nhiệt độ lên men 10-250C Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường, khi quá trình lên men kết thúc các tế bào kết chùm, chuỗi tạo thành lớp dày nổi trên bề mặt. Khả năng sử dụng đường tam lên men kém Thuộc nhóm độc lập: Saccharomices cerevisiae  Lên men được các đường: glucoza, fructoza, sacarora, malttoza , 1/3 rafinaza và các destrin đơn giản. Nhóm nấm men chìm:  Nhiệt độ lên men 0 – 100C Khi lên men các tế bào cũng kết chùm hoặc chuỗi, song lại lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh. Khả năng lên men đường tam tốt đạt 100% Thuộc nhóm đập lập: Saccharomices carlbergensis được Hansen phân lập vào năm 1833 và đặt tên là Carlbergunterhefe. Đến 1881 – 1883, được đưa vào sử dụng trong công nghiệp bia ở Đan Mạch, Kopernhagen lần đầu tiên. Đặc tính: lên men mạnh trong lòng môi trường, khi hết nguồn cacbon trong môi trường thì có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, trong bia nhanh. Lên men glucoza, mannoza, fructoza, saccharoza, maltoza. Đặc biệt là các rafinoza, và các destrin đơn giản, lên men tốt thậm chí ở nhiệt độ thấp từ 6 –  1000C (các giống khác không có khả năng này) [3]. Nuôi cấy và nhân giống nấm men Nuôi cấy Nuôi cấy nấm men tùy thuộc vào đặc điểm sinh lý của vi sinh vật đối với oxi, ta coi quá trình đó là hiếu khí hay kị khí, không bắt buộc (kỵ khí tùy tiện). Đối với nấm men kỵ khí thực hiện theo phương pháp nuôi cấy chìm, nghĩa là những vi sinh vật nuôi cấy sâu trong môi trường, thỉnh thoảng khuấy để tăng sự trao đổi của tế bào vi sinh vật với môi trường trong suốt quá trình không sục khí. Với quá trình lên men kỵ khí không bắt buộc, như trong lên men rượu các giống men khi có oxy thì chuyển sang sinh trưởng, tăng sinh khối, khi thiếu oxy thì chuyển sang hướng tích tụ etanol. Vì vậy lên men rượu thời kì đầu thường cung cấp không khí để nấm men phát triển tốt, thực hiện theo hai phương pháp nuôi cấy: nuôi cấy bề mặt và nuôi cấy bề sâu: Nuôi cấy bề mặt : Theo phương pháp này giống vi sinh vật hiếu khí sau khi gieo cấy sẽ phát triển trên bề mặt và dần lan xuống phía dưới theo các khe hở giữa các cấu tử thành phần môi trường. Môi trường nuôi cấy bề mặt là môi trường rắn và xốp. Vi sinh vật phát triển sử dụng oxi của không khí để ô hấp và làm tác nhân oxi hóa trong quá trình biến đổi hóa sinh, đồng thời thải CO2 và tỏa nhiệt. Môi trường dinh dưỡng sau khi thanh trùng được tải lên các khay sạch với chiều dày từ 3 – 5cm và nuôi ở nhiệt độ thích hợp trong buồng nuôi cấy có độ ẩm không khí là 90%. Phương pháp này thích hợp cho nuôi cấy nấm mốc, một số trường hợp là xạ khuẩn. Nguyên liệu nuôi cấy môi trường: Nuôi cấy trên môi trường rắn hoặc bán rắn , cơ chất dinh dưỡng là cám có trộn các loại bột ngũ cốc đậu tương, và một số thành phần dinh dưỡng khác. Nguồn cacbon có trong môi trường này là ngô gạo, mì, bobo, đại mạch, đậu tương được nghiền vỡ thành mảnh vụn có kích thước khoảng 1-3 mm, cùng với cám gốm gạo, cám mì và trấu. Cám trấu trong môi trường còn có tác dụng làm xốp để tăng sự hiếu khí cho vi sinh vật. Chuẩn bị môi trường bằng cách trộn các thành phần cho đều với nước sao cho đô ẩm 55 -60 % và được hấp thanh trùng. Cấy giống vi sinh vật từ dịch nhân giống hoặc các bào tử và khối môi trường đã thanh trùng và để nguội ủ thành đống vài giờ, sau đó tải ra khay với chiều dày khoảng 2-5 cm, (càng mỏng) hiếu khí càng tốt. Vi sinh vật phát triển sẽ thải CO2 tỏa nhiệt ra xung quanh làm nóng và khô môi trường, hệ sợi làm cho môi trường kết thành tảng. Khi đó cần phải thông gió phun mù, hoặc giữ ẩm tương là 90% để tránh làm khô môi trường. Nhược điểm của phương pháp: Tốn diện tích mặt bằng Khó cơ khí hóa tự động hóa Chi phí cao Nuôi cấy bề sâu: Phương pháp nuôi cấy này dùng cho cả vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí. Đối với vi sinh vật kỵ khí trong quá trình nuôi không cần sục khí, nếu khuấy trộn với vi sinh vật hiếu khí thì phải sục khí liên tục. Nuôi cấy chìm hay nuôi cấy bề sâu đều dùng môi trường dinh dưỡng lỏng (hay còn gọi là môi trường dịch thể). Chủng vi sinh vật được gieo cấy vào môi trường phân tán khắp mọi điểm và chung quanh bề mặt tế bào được tiếp xúc với bề mặt dinh dưỡng. Đặc điểm này đòi hỏi phải trong suốt quá trình nuôi cấy phải cung cấp oxy bằng cách sục khí liên tục. Chính yêu cầu này làm cho các trang thiết bị nuôi cấy chìm thêm phức tạp, vì phải đảm bảo cung cấp oxy hòa tan cho nhu cầu sinh trưởng và  tạo thành sản phẩm của chủng nuôi cấy, vừa khuấy trộn liên tục mà vẫn đảm bảo không bị tạp khuẩn xâm nhập, hơn nữa thiết bị làm việc ở điều kiện bên trong cao hơn bên ngoài. Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để sản xuất nấm men, protein đơn bào từ nấm men, các sản phẩm vi sinh làm phân bón cố định đạm, thuốc trừ sâu, các enzym, axit amin, vitamin và các chất kháng sinh, các chất kích thích sinh học,... ngoài ra nó được ứng dụng trong xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí. Ưu điểm của phương pháp: Ít tồn mặt bằng xây dựng và thiết bị dây chuyền Chi phí thấp Quy mô lớn Thiết bị lên men dễ cơ khí hóa tự động hóa. Ngoài ra còn có nhiều phương pháp nuôi cấy khác như: phương pháp cấp đơn, phương pháp cấp nhiều, phương pháp bán liên tục. Nhân giống Cũng như trong phòng thí nghiệm và qui mô pilot, muốn thực hiện một quá trình lên men ở quy mô công nghiệp, ta phải tiến hành nhân giống, đảm bảo số lượng tế bào với tuổi sinh lý đang ở thời kì hoạt động mạnh nhất để cấy vào môi trường lên men. Nhân giống ở đây có thể qua 2 – 3 bước, ta thường gọi là nhân giống cấp 1, cấp 2, cấp 3... Giống từ ống gốc mới được cấy chuyền ta biết chắc có hoạt lực cao ở nhiệt độ thích hợp 12-36 giờ. Nhân giống cấp 1 được tiến hành trên máy lắc với nhiệt độ và thời gian tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ. Giống cấp 1 được cấy sang môi trường nhân giống câp 2 trong nồi nhân giống (tương tự nồi lên men) có sục khí và ổn nhiệt. Tùy thuộc vào quy mô sản xuất mà người ta có tiến hành nhân giống cấp 3. Thành phần môi trường nhân giống và lên men gần giống nhau . Thông thường hàm lượng carbon ở môi trường nhân giống thấp hơn lên men, nhưng các thành phần khác thì cao hơn như chất kích thích sinh trưởng. Nên điều chỉnh nhiệt đô thấp hơn môi trường lên men vì sẽ giảm chống sốc nhiệt. Chủng sau khi nhân giống đưa vào lên men cần đảm bảo: Dịch giống không được tạp nhiễm, đặc biệt là thực khuẩn thể. Các tế bào đảm bảo ở độ tuổi sinh lý ở thời gian sinh trưởng tốt nhất, có hoạt tính thường là nữa sau của pha chỉ số. Các chỉ số như OD, pH, màu sắc, mùi vị, đúng như quy định của từng dây chuyền công nghệ. Dịch giống đảm bảo những yêu cầu này mới tiến hành đưa vào lên men [3]. Những giống nấm men thường được gặp trong sản xuất rượu vang Nấm men là tên chung để chỉ vi sinh vật có cấu tạo đơn bào. Tế bào của các loài nấm men có các hình dạng như: hình elip, hình ovan hoặc hình tròn. Chúng sinh sản bằng lối nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men. Có 15 giống được biết và một giống trong chúng được ưa chuộng cho việc sản xuất rượu vang nho đó là Saccharomyces. Saccharomyces là một giống đại diện cho hầu hết các nấm men được sử dụng trong làm bánh mì, bia và rượu vang và quan trọng nhất trong chúng là S.cerevisiase, nó còn được gọi là S.ellipsoideus. Còn với những nấm men không phải là giống Saccaromyces thì thường có hại cho rượu. Hình 3.1: Saccharomyces [8] Hình 3.2: Saccharomyces cerevisiase[8] Giống nấm men tốt cho việc làm rượu vang (Saccharomyces cerevisiase) gồm có những dòng: Saccharomyces uvarum, Saccharomyces bayanus, Saccharomyces oviformis, Saccharomyces carlbergiensis, Saccharomyces logo, Saccharomyces chevalieri, Saccharomyces vini, Saccharomyces sake, Saccharomyces distaticus, Saccharomyces fiutuum, Saccharomyces italicus, Saccharomyces oxydans, … Hình 3.3: Saccharomyces uvarum[8] Hình 3.4: Saccharomyces bayanus[8] Hình 3.5: Saccharomyces oviformis[8] Hình 3.6: Saccharomyces carlbergiensis [8] Hình 3.7: Saccharomyces vini [8] Nhiều nghiên cứu cho thấy hệ nấm men trong nước quả lên men có số lượng và thành phần giống, loài không đồng nhất. Các chi, giống, loài của nấm men khác nhau thì khác nhau về: tốc độ sinh trưởng, hoạt lực lên men, khả năng tạo cồn, chịu nóng, chịu lạnh, khả năng chịu cồn cao cũng như khả năng sinh các sản phẩm lên men thứ cấp ảnh hưởng đến hương vị của rượu vang [3]. Những yêu cầu đối với nấm men được lựa chọn cho sản xuất Hương vị đặc trưng của từng loại rượu sẽ phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính nguyên liệu và quy mô công nghệ, đồng thời nó còn phụ thuộc vào chủng nấm men được sử dụng cho lên men. Những nấm men được phân lập và sử dụng cho sản xuất cần phải đạt một số yêu cầu sau: + Có hoạt lực lên men cao đối với nước quả + Sử dụng đường cho lên men gần hoàn toàn + Khả năng kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh + Chịu được độ cồn cao và độ acid của môi trường cũng như các chất sát trùng + Tạo được rượu thơm ngon thanh khiết Hiện nay phương pháp lên men rượu vang tự nhiên không còn được ưa chuộng nữa vì quá trình lên men tự nhiên khó kiểm soát và hiệu suất rượu thường không cao. Phổ biến hiện nay trong lên men vang thường sử dụng các giống thuần chủng để tiến hành lên men. Nước quả sau điều chỉnh pH, độ đường thường được xử lý bằng SO2 để diệt các vi sinh vật tồn tại trong nó và sau đó tiến hành bổ sung các giống men đã được phân lập thành giống thuần chủng. Phương pháp sản xuất rượu vang từ những chủng men thuần khiết đang có nhiều triển vọng vì: + Thời gian lên men nhanh. + Quá trình lên men không bị ngừng giữa chừng. + Hàm lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để. + Nồng độ cồn thu được trong lên men từ các giống thuần cao hơn so với lên men tự nhiên 0,1 – 10. + Vang sang màu nhanh hơn và có thể cho hương vị thanh khiết hơn [3]. CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH LÊN MEN RƯỢU BƯỞI Cơ sở khoa học của quá trình lên men rượu [6,tr.18-24] Cơ chế của quá trình lên men rượu đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu từ vài thế kỷ trước như: Năm 1789 Lavoisier bằng các thí nghiệm của mình đã chứng tỏ được rằng bên cạnh sản phẩm chính của quá trình lên men rượu là C2H5OH và CO2 còn có một số sản phẩm phụ khác. Đến năm 1810, Gay-Lussac nghiên cứu sâu hơn và tìm ra rằng: trong quá trình lên men rượu thì 45% glucose tạo ra 23% C2H5OH và 22% CO2. Dựa trên cơ sở đó ông đã đưa ra phương trình tổng quát như sau: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 27Kcal Năm 1857, Louis Pastuer đã công bố kết quả nghiên cứu của ông “sự phân giải đường thành rượu và CO2 là sự hô hấp của nấm men trong điều kiện yếm khí” và kết luận: Cứ 100% glucose tạo ra 51,1% C2H5OH; 49,4% CO2; 3,2% acid succinic và khoáng, 1% các sản phẩm khác. Vào khoảng 1871-1872, Manaxeni thử nghiền tế bào nấm men với cát và thạch anh rồi mới cho vào dịch đường thì hiện tượng lên men vẫn xảy ra. Đến năm 1879, Bucher tiến hành nghiền nát tế bào nấm men rồi chiết lấy dịch trong không chứa xác nấm men và cho vào dịch đường thì nhận thấy dịch đường này vẫn có khả năng lên men. Từ đó người ta gọi các chất chứa trong dịch tế bào nấm men là zymase. Đây chính là tập hợp của nhiều enzyme chuyển hóa đường thành rượu và CO2. Về sau các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu về cơ chế lên men, vi sinh vật và các yếu tố kỹ thuật khác nhau thì nhận thấy rằng: Thực chất lên men là quá trình oxy hóa-khử sinh học để cung cấp năng lượng cho tế bào vi sinh vật, qua đó hydro tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ. Sau đó hợp chất hữu cơ được khử đi vào môi trường dinh dưỡng và tích tụ lại trong đó. Trong lên men rượu thì C2H5OH và CO2 là sản phẩm tích tụ chiếm ưu thế, ngoài ra còn có rất nhiều các sản phẩm khác như các acid, ester, aldehyde và các rượu cao phân tử. Bằng phương pháp sắc ký người ta có thể xác định được trên 500 chất khác nhau. Nhưng về cơ bản có thể chia thành 4 nhóm là alcol, aldehyde, acid và ester. Nấm men là tác nhân chính của quá trình lên men rượu, với đường là cơ chất chính. Quá trình chuyển hóa đường thành rượu qua một chuỗi phản ứng rất phức tạp liên quan mật thiết đến quá trình phosphoryl hóa các hợp chất hữu cơ. Phương trình chuyển hóa như sau: C6H12O6 + 2H3PO4 + 2ADP 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men đưa vào trong tế bào nấm men, chỉ nhữn chất dinh dưỡng cần thiết qua màng tế bào và được cơ thể nấm men giữ lại. Tại đây, qua những hiện tượng trao đổi chất của tế bào, một cơ chế phức tạp bao gồm một chuỗi các phản ứng hóa sinh, biến đổi đường glucose thành acid pyruvic. Sau đó acid pyruvic trong điều kiện yếm khí dưới tác dụng của enzyme pyruvac decarboxylase sẽ chuyển thành acetaldehyde. Cuối cùng acetaldehyde dưới tác dụng của enzyme alcohol dehydrogenase biến đổi thành rượu etylic. Phương trình tổng quát: quá trình EMP C6H12O6 CH3COCOOH Glucose acid pyruvic Enzyme pyruvat dercarboxylase CH3COCOOH CH3CHO + CO2 Enzyme alcohol dehydrogenase CH3CHO + NAD.H+ + H+ CH3CH2OH + NAD+ Acetaldehyde ethanol Dựa vào mục đích và những biến đổi chính diễn ra trong quá trình lên men, ta chia quá trình lên men rượu vang thành 2 giai đoạn. Lên men chính: Ở giai đoạn này diễn ra biến đổi quan trọng nhất là đường dưới tác dụng của nấm men chuyển hóa thành rượu tạo cho vang một độ rượu thích hợp. Đồng thời trong quá trình trao đổi chất của nấm men sẽ hình thành nên một số sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ như: rượu cao phân tử, aldehyde, acid hữu cơ và một số ester. Lên men phụ: Ở giai đoạn này lượng đường còn sót lại sau giai đoạn lên men chính sẽ tiếp tục chuyển hóa thành rượu. Tuy nhiên, các biến đổi quan trọng trong giai đoạn này là việc khử các aldehyde làm giảm nồng độ của chúng, sự hình thành nên một số ester, sự tạo thành tủa của một số loại protein và tannin…sẽ góp phần làm tăng giá trị cảm quan cho rượu vang thành phẩm sau này. Quy trình lên men rượu từ Bưởi Dịch Bưởi Lọc Pha loãng Giống Saccharomyces cerevisae F28 Điều chỉnh về 0Bx Điều chỉnh về pH Nhân giống cấp 1 Bổ sung dd Na2SO3 theo tỷ lệ 50mg/l dịch bưởi Nhân giống cấp 2 Bổ sung tỷ lệ men Lên men chính Rượu Bưởi 4.3 Thuyết minh quy trình lên men rượu từ bưởi 4.3.1 Nguyên liệu 4.3.1.1 Dịch bưởi Bưởi phải chọn những quả đạt độ chín chế biến mềm nhưng không hư thối và có hương vị đặt trưng. Nếu quả chưa thật chín thì màng tế bào vẫn còn cứng, hàm lượng đường thấp, hàm lượng acid có thể cao nên khi ép thường thu được thể tích ít hơn so với độ chín chế biến. Khi thu hoạch quả nên thu hoạch ở độ chín chế biến vì lúc này dịch quả thu được hàm lượng đường tăng, hàm lượng acid giảm phù hợp với công nghệ lên men. Chọn quả phải loại bỏ những quả hư thối, quả bệnh để tránh mang vào nước quả những bào tử nấm, khuẩn cản trở hoạt động của nấm men. Bưởi phải đạt các chỉ tiêu sau: Chỉ tiêu cảm quan + Đảm bảo độ tươi, chín vàng + Không bị hư thối, sâu bệnh, biến dạng Chỉ tiêu hóa lí  + Mức độ chín đảm bảo hàm lượng đường glucose, fructose, saccharose,… + Không có mùi rượu, mùi giấm, cũng như các mùi lạ khác,… + Đảm bảo các thành phần dinh dưỡng như: gluxit, protit, lipit, nước,vitamin A, vitamin B1, B2, vitamin C, Vitamin PP,…. + Hàm lượng thuốc trừ sâu không vượt mức giới hạn +Không có hàm lượng kim loại nặng (Coban, Thủy ngân, Asent,…) hoặc rất thấp đối với kim loại nhẹ. Chỉ tiêu vi sinh + Hàm lượng E.Coli: không có + Vi khuẩn khác: không có + Nấm men có trong quả là chủng Saccharomyces [7] Bưởi sau khi đã được lựa chọn và phân loại những trái hư thối. Sau đó, đem đi rửa sạch bụi bẩn, gọt vỏ xanh và tách cùi trắng (có thể chế biến một số sản phẩm từ vỏ xanh, cùi trắng). Tách bỏ vỏ múi, lấy ruột múi đem đi nghiền nát, vắt lấy nước bỏ bã và lọc lại một lần nữa, ta có dịch bưởi để lên men. 4.3.1.2 Giống vi sinh vật [6,tr.42] Môi trường dùng để nhân giống S.cerevisae F28 là môi trường M166 - môi trường giá đậu - đường: Cân 300g giá đậu, thêm 1000ml nước đun sôi 30 phút, lọc lấy phần dịch trong, thêm nước cho đủ 1000ml, cho thêm 30g đường. Nấm men Saccharomyces cerevisae F28 có cấu tạo đơn bào, hình trứng, kích thước tương đối lớn. Chúng sinh sản bằng lối nảy chồi, sử dụng đường trong quá trình hô hấp và lên men. Hình 4.1 : Tế bào nấm men quan sát dưới kính hiển vi Khuẩn lạc được ủ 2 ngày ở nhiệt độ 320C bằng phương pháp cấy ria, trải đĩa sẽ có màu trắng, mọc lồi trên môi trường thạch, đường kính vào khoảng 1,5-2mm. Hình 4.2: Khuẩn lạc của Saccharomyces cerevisae F28 F28 4.3.2 Các bước thực hiện Bước 1: Pha loãng Dịch bưởi càng pha loãng thì hàm lượng đường tổng thấp, 0Bx càng thấp. Đối với dịch bưởi nguyên chất thì có mùi thơm dịu của bưởi, vị chua ngọt hài hòa, 0Bx cao, hàm lượng đường cao. Dịch bưởi sau khi pha loãng thì hàm lượng đường giảm, 0Bx thấp, vị nhạt. Vì vậy tỷ lệ 1:1 (dịch bưởi: nước) là thích hợp để tiến hành lên men rượu Bước 2: Điều chỉnh hàm lượng chất khô ( 0Bx) Nấm men sử dụng đường là nguồn cơ chất chủ yếu để sinh trưởng phát triển và tạo ra sản phẩm chính là cồn, các acid hữu cơ và CO2. Nếu nồng độ đường trong dịch lên men cao thì quá trình lên men vẫn xảy ra nhưng tốc độ chậm, và tốc độ lên men dường như ngừng lại khi nồng độ đường vượt quá 30%. Lý do là nếu nồng độ đường của dịch lên men quá cao sẽ gây ra áp suất thẩm thấu lớn, khi đó nó sẽ phá hủy trạng thái bình thường của nấm men, hậu quả là nấm men bị ức chế, cồn etylic sản xuất ra được ít, rượu nhạt. Còn nếu hàm lượng đường quá ít thì độ rượu thu được sẽ thấp và rượu vang dễ bị hỏng do nhiễm vi sinh vật. Do đó việc xác định hàm lượng đường thích hợp để lên men là yếu tố cần thiết mang lại hiệu quả trong quá trình lên men rượu. Vì vậy 0Bx = 22 thì hàm lượng chất khô còn lại là ít nhất và độ cồn thu được là cao nhất, nồng đường tạo ra vừa phải. Bước 3: Điều chỉnh độ pH Nồng độ H+ của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của nấm men. Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong một môi trường pH nhất định. Đối với các loại nấm men để sản xuất rượu vang, pH thích hợp nhất để chúng hoạt động là từ 4 đến 6. Nếu pH thấp hơn thì nấm men có thể thay đổi hình thái, tế bào nhỏ hơn, khả năng lên men của nấm men sẽ giảm. Do đó việc xác định giá trị pH thích hợp là điều kiện cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình lên men. Vì vậy pH=4,0 là pH lý tưởng, nấm men hoạt động rất mạnh, lượng đường sót lại còn rất ít, hơn nữa độ rượu thu được cao. Bước 4: Bổ sung dung dịch Na2SO3 theo tỉ lệ 50mg/l dịch bưởi Muối natri sunfat co tác dụng chống oxi hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn có hại trong đó có vi khuẩn lactic. Nếu dùng quá liều lượng rượu sẽ có mùi khó chịu và diệt một số vi khuẩn có ích, cho nên sử dụng đúng liều lượng theo tỉ lệ 50mg/l . Sau khi lên men xong thì dịch lên men, ngoài rượu ra còn có thành phần hòa tan khác và xác các nấm men làm cho rượu thu được không được trong. Để lắng tự nhiên thì thời gian rất dài rượu mới có thể được như ý muốn. Vì vậy, ở giai đoạn này bổ sung dung dịch Na2SO3 còn có tác dụng làm trong rượu sau khi lên men, để thêm giá trị cảm quan và ổn định độ trong của rượu trong thời gian dài. Bước 5: Lên men chính Giống từ ống gốc mới được cấy chuyền ta biết chắc có hoạt lực cao giữa ở nhiệt độ thích hợp 12-36 giờ. Nhân giống cấp 1 được tiến hành trên máy lắc với nhiệt độ và thời gian tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ. Giống cấp 1 được cấy sang môi trường nhân giống câp 2 trong nồi nhân giống (tương tự nồi lên men) có sục khí và ổn nhiệt. Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men. Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm cũng tốt hơn. Nếu lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm, sinh khối tế bào nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men không đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần, sản phẩm sinh ra mùi lạ, vị lạ đồng thời phí đi một lượng đáng kể men không có ích. Do đó việc xác định tỷ lệ nấm men thích hợp là rất cần thiết. Vì vậy, tỉ lệ nấm men thích hợp là 10% với chất lượng dịch nhân giống là 1,3 x 108 tế bào/ml và giữ quá trình lên men ở nhiệt độ phòng. Thời gian lên men chính, sau khi kết thúc quá trình lên men chính nấm men thường giảm hoặc ngừng phân giải đường thành rượu và khí CO2, lúc này hầu hết tế bào nấm men sẽ chết và xảy ra hiện tượng tự phân làm tăng chất dinh dưỡng. Đây là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật xâm nhiễm và phát triển. Do đó việc xác định thời gian lên men thích hợp là rất quan trọng nhằm tiết kiệm thời gian lên men, hạn chế vi sinh vật tạp nhiễm cũng như thu được độ rượu cao. Mỗi ngày nên xả bớt lượng khí CO2 tạo ra để tránh hiện tượng gây vỡ bình và khí CO2 nhiều sẽ ức chế nấm men phát triển. Lên men sau 7 ngày, thu được sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 4.4.1 Thành phần dinh dưỡng trong môi trường lên men Nguồn glucid cần thiết cho vi sinh vật nhằm tạo năng lượng và cung cấp khung carbon để sinh tổng hợp các thành phần cần thiết cho tế bào. Môi trường thuận lợi cho lên men rượu vang có nồng độ đường trong khoảng 18-25%. Khi nồng độ đường lớn hơn 25% thì quá trình lên men vẫn xảy ra nhưng tốc độ chậm, và tốc độ lên men dường như ngừng lại khi nồng độ đường vượt quá 30%. Lý do là nếu nồng độ đường của dịch lên men quá cao sẽ gây ra áp suất thẩm thấu lớn, khi đó nó sẽ phá hủy trạng thái bình thường của nấm men, hậu quả là nấm men bị ức chế, cồn etylic sản xuất ra được ít, rượu nhạt. Còn nếu ít đường quá thì dộ rượu thu được sẽ thấp và rượu vang dễ bị hỏng do nhiễm vi sinh vật. Nitơ cũng là chất cần thiết cho sự lên men của nấm men. Nấm men Saccharomyces cerevisase có thể sử dụng nitơ dưới dạng một số hợp chất hữu cơ và vô cơ như: các acid amin, peptic, muối amôn (NH4H2PO4, (NH4)2HPO4, (NH4)2SO4, NH4Cl …) chúng không sử dụng được nitơ dưới dạng muối nitrate, nitrite. Các nguyên tố khoáng như: Mn, Zn, Mo, Cu, Ni, Cl, Na, Si, O, Mg…rất cần thiết trong quá trình trao đổi chất của vi sinh vật mặc dù chỉ với hàm lượng nhỏ. Chúng tham gia vào chu trình enzyme, hoặc là các yếu tố tăng trưởng. 4.4.2 Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát triển và lên men của nấm men. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men nằm trong khoảng 25-280C. Nếu lên men ở nhiệt độ thấp (t0360C) thì nấm men bị ức chế và lên cao hơn thì nấm men chết dần, thuận lợi cho vi khuẩn sinh acid acetic, tạo nhiều ester, aldehyde và tổn thất rượu. Trong giới hạn nhiệt độ nấm men hoạt động được, lên men ở nhiệt độ thấp (18-220C) thường cho kết quả tốt hơn lên men ở nhiệt độ cao vì: nhiệt độ lên men thấp sẽ ức chế được sự phát triển của vi khuẩn và nấm men dại, thời gian kéo dài, hiệu suất chuyển đường thành rượu cao hơn và quá trình tạo hương cho sản phẩm cũng tốt hơn, do hương thơm tạo thành khuếch tán sâu vào trong dung dịch. 4.4.3 pH của môi trường Nồng độ H+ của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của nấm men, chúng có khả năng thay đổi điện tích của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng như chiều hướng của quá trình lên men. Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong một môi trường pH nhất định. Đối với các loại nấm men để sản xuất rượu vang, pH thích hợp nhất để chúng hoạt động là từ 4 đến 6. Tuy nhiên, khi lên men dịch quả chua thì pH từ 2,8-3,8 nấm men vẫn có thể hoạt động được. Nếu pH thấp hơn thì nấm men có thể thay đổi hình thái, tế bào nhỏ hơn, khả năng lên men của nấm men sẽ giảm. 4.4.4 Nồng độ cồn Cồn etylic là sản phẩm chính được tạo thành của quá trình lên men rượu từ đường nhưng đồng thời có thể ức chế sự sinh trưởng của nấm men, khi nồng độ cồn tăng lên 5% thể tích thì sự sinh sản bắt đầu ngưng trệ, nếu nồng độ rượu tiếp tục tăng lên đến 7-8% thể tích thì bắt đầu giảm lên men và chuyển sang giai đoạn lên men yếu. Ảnh hưởng nồng độ cồn etylic vào các loại nấm men không giống nhau. Đa số loại nấm men ở nhiệt độ tối ưu chịu được độ cồn khoảng 14-16% thể tích. Bảng 4.1: Ảnh hưởng của độ rượu đến hoạt động của nấm men Loài nấm men Độ rượu cực đại nấm men có thể tồn tại (%V) Saccharomyces oviformis 18-19 Saccharomyces ellipsoideus 18 Saccharomyces pasterrianus 10 Nấm men rượu vang 18-19 Nấm men dại 4-5 . 4.4.5 Nồng độ các khí trong dịch lên men Nồng độ khí O2 Nấm men Saccharomyces lên men rượu vang là loại vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi trong môi trường đủ lượng oxi, nấm men phân hủy đường tạo năng lượng và tăng sinh khối. Khi thiếu oxi nấm men sẽ lên men chuyển đưởng thành rượu và CO2 tạo năng lượng để duy trì hoạt động sống. Việc cung cấp oxi cần thiết cho nấm men trong giai đoạn tăng sinh khối. Tuy nhiên, độ thoáng khí của môi trường rất bất lợi cho quá trình lên men rượu. Khi chuyển sang giai đoạn lên men, môi trường phải yếm khí hoàn toàn, sự phát triển của nấm men hầu như không có, sự lên men tạo cồn mạnh mẽ. Nếu môi trường đang lên men được cung cấp oxi thì quá trình lên men sẽ bị ức chế, nấm men sẽ chuyển sang giai đoạn hô hấp hiếu khí. Đây là hiệu ứng Pastuer kìm hãm sự lên men rượu dưới ảnh hưởng vủa oxi. Nồng độ khí SO2 So với các loài vi sinh vật khác, nấm men rất bền với SO2. Vì vậy người ta thường sử dụng SO2 trong sản xuất rượu vang nhằm để ức chế và tiêu diệt một số vi khuẩn bất lợi cho quá trình lên men (vi khuẩn lactic, acetic). Tuy nhiên, nồng độ SO2 thì lại gây ức chế cho quá trình lên men. Theo N.K.Mogilauski, hàm lượng SO2 trong môi trường lên men cao sẽ kéo dài thời gian lên men. Cụ thể như sau: Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ SO2 đến thời gian lên men Nồng độ SO2 trong dịch lên men Thời gian lên men(giờ) 50 18-24 75 48-72 100 120-144 1000-1500 8000-8700 Nồng độ CO2 CO2 tạo thành trong quá trinh lên men rượu thì một phần nhỏ hòa tan vào trong môi trường, một phần tách lên trên bề mặt của môi trường và tích tụ lại tạo thành một lớp ngăn cách giữa không khí bên ngoài thiết bị và dịch lên men. Lượng CO2 tích tụ trong môi trường chỉ làm giảm khả năng sinh sản của nấm men chứ không làm yếu khả năng lên men. Nấm men bắt đầu sinh sản yếu ở nồng độ CO2 là 0.25% và thực sự ngừng sinh sản ở nồng độ 1.5%. 4.4.6 Các vi khuẩn có hại cho nấm men Ngoài nấm men trong nước quả còn có nhiều loại vi khuẩn. Với nấm men chúng sẽ tạo sự chuyển hóa có ích cho nước quả và quá trình làm rượu, còn vi khuẩn thì thường là tác động đến các thành phần của nước quả hoặc của rượu sinh ra và chuyển thành các chất có hại cho rượu vang. Chẳng hạn như vi khuẩn lactic phân hủy acid malic, acid tartric, đường và glycerin làm cho rượu có vị chua, vị đắng và mùi hôi,… và vi khuẩn acetic chuyển cồn thành acid acetic và biến rượu vang thành giấm. Tuy nhiên vi khuẩn lactic cũng có điểm lợi là chúng lên men malolactic để làm giảm độ chua của rượu dịu bớt đi. Dịch lên men không chỉ là một môi trường dinh dưỡng tốt cho nấm men mà còn cho các vi sinh vật khác. Trong nước, trong không khí cũng như các nguồn nguyên liệu tham gia vào thành phần môi trường luôn chứa một lượng vi sinh vật có hại cho lên men rượu. Trong điều kiện lên men rượu thường gặp nhất các loại vi sinh vật sau đây: Vi khuẩn lactic: Đây là loại vi khuẩn yếm khí, chúng gồm hai loại: lactic điển hình và lactic không điển hình. Lactic điển hình sẽ biến đường thành sản phẩm duy nhất là acid lactic: C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH + 18Kcal Vi khuẩn lactic không điển hình sẽ sử dụng đường và tạo ra acid lactic, ngoài ra còn tạo ra một lượng đáng kể các chất khác như: alcol, acid acetic, cacbonic, diacetyl và ceton. Các sản phẩm phụ được tạo ra phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, độ pH, mức độ yếm khí,… Vì vậy các sản phẩm tạo thành không ổn định. Lactic điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 49 – 510C còn lactic không điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 37 – 380C. Vi khuẩn acetic: Đây là loại vi khuẩn háo khí không tạo thành bào tử, có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 20 – 350C, tối đa 420C chúng phát triển tốt trong môi trường có alcol thấp, oxy hóa alcol thành acid acetic: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O + 116 Kcal Trong môi trường không có alcol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid gluconic. Ngoài ra chúng còn oxy hóa các alcol khác, ví dụ như dưới tác dụng của vi khuẩn acetic chúng biến alcol butylic thành acid butylic: CH3-CH2-CH2OH CH3-CH2-CH2-COOH Và alcol propylic sẽ biến thành acid propylic: CH3-CH2-CH2OH CH3-CH2-COOH Vi khuẩn lactic thường phát triển trên bề mặt dịch lên men để lâu ngày, trong điều kiện lên men rượu chúng ít có khả năng phát triển vì vi khuẩn này rất hiếu khí. Vi khuẩn butylic và các vi sinh vật khác: Nếu lấy dịch quả chưa lên men đem cấy trên hộp đĩa petri trong môi trường thích hợp sẽ phát triển nhiều vi khuẩn có khả năng tạo bào tử. Chúng gồm vi khuẩn butylic, aceton butylic, subtilis,… nhưng điều kiện lên men rượu, tất cả các vi khuẩn này không phát triển vì pH tối thích của chúng đều nằm trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. Vì vậy nhiễm khuẩn chủ yếu trong lên men rượu là vi khuẩn lactic. Nhìn chung, các loại vi khuẩn thường là có hại cho quá tr