Luận Văn Ứng dụng lên men malolactic trong sản xuất rượu Vang

MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1 : 4
1.1. Định nghĩa 4
1.2. Vị trí của lên men malolactic trong quy trình sản xuất rượu vang 4
1.3. Mục đích 4
1.3.1. Lên men malolactic giúp giảm độ chua của rượu 4
1.3.2. Lên men malolactic giúp cải thiện hương vị của rượu vang. 5
1.3.3. Làm ổn định về mặt vi sinh cho rượu thành phẩm 6
CHƯƠNG 2: VI SINH VẬT LÊN MEN MALOLACTIC 7
2.1. Phân loại. 7
2.2. Đặc điểm sinh lý 8
2.2.1. Lactobacilli 8
2.2.2. Pediococcus 8
2.2.3. Oenococcus 9
2 2.3. Sự phát triển của acid lactic trong sản xuất rượu vang 11
2.4. Sự tương tác giữa vi khuẩn và nấm men 12
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH LÊN MEN MALOLACTIC 13
3.1. Thành phần hóa học của dịch lên men sau quá trình lên men chính 13
3.1.1. Các axit hữu cơ 14
3.1.1.1. Các axit hữu cơ không bay hơi 14
3.1.1.2. Các axit hữu cơ bay hơi 15
3.1.2. Các alcohol và polyol 15
3.1.3. Các hợp chất carbonyl 16
3.1.4. Các ester 18
3.1.5. Lipid 19
3.1.6. Các hợp chất chứa lưu huỳnh 19
3.1.7. Các hợp chất polyphenol 20
3.2. Các biến đổi trong quá trình lên men malolactic 22
3.2.1. Chuyển hóa carbohydrate 22
3.2.2. Chuyển hóa axit hữu cơ 23
3.2.2.1. Biến đổi của axit malic 23
3.2.2.2. Biến đổi hàm lượng axit lactic 24
3.2.2.3. Phân hủy axit citric 24
3.2.3. Trao đổi chất của hợp chất phenolic 25
3.2.4. Trao đổi chất của axit amin 25
3.2.5. Phân hủy protein và axit amin 26
3.2.6. Biến đổi cảm quan 27
3.3. Yếu tố ảnh hưởng đến lên men malolactic 28
3.3.1. pH 28
3.3.2. SO2 29
3.3.3. Oxy 29
3.3.4. Ethanol 29
3.3.5. Nhiệt độ 30
3.3.6. Axit hữu cơ 30
3.3.7. Các hợp chất chứa nitơ 31
3.4. Phương pháp tiến hành lên men malolactic 32
3.4.1 Giới thiệu 32
3.4.2. Phương pháp tiến hành 33
3.4.2.1. Phương pháp cấy giống trực tiếp 33
3.4.2.1.1. Nguyên tắc 33
3.4.2.1.2. Ưu điểm, nhược điểm 33
3.4.2.2. Phương pháp cấy giống đã được hoạt hóa trước 34
3.4.2.2.1. Nguyên tắc 34
3.4.2.2.2. Ưu điểm, nhược điểm 35
KẾT LUẬN CHUNG 36


LỜI MỞ ĐẦU
Rượu là một môi trường rất phức tạp bao gồm vô số các hợp chất có thể có lợi hay có hại cho sự tăng trưởng và tồn tại của vi sinh vật. Vai trò của vi sinh vật trong sản xuất rượu vang không giới hạn ở việc chuyển đổi nước nho thành rượu, mà còn bao gồm việc chuyển đổi axit L-malic thành axit L-lactic của vi khuẩn lactic trong quá trình lên men malolactic (MLF- malolactic fermentation). Trong lịch sử, MLF được mô tả như một hiện tượng xảy ra thất thường và chưa hoàn toàn hiểu rõ, nhưng góp phần quan trọng để thu được sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu gần đây về MLF đã cho chúng ta những hiểu biết nhiều về sự phức tạp của vi khuẩn. Tuy nhiên MLF là một hiện tượng sinh học và do đó, tùy thuộc vào các môi trường, thể chất và thành phần hóa học có sẵn ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của chúng.
Hiện nay con người vẫn đang tiếp tục tìm tòi và khám phá những giải pháp mới về mặt công nghệ để hoàn thiện và nâng cao hiệu quả quá trình lên men malolactic bao gồm:
- Việc nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic cố định để chuyển hóa acid malic thành acid lactic trong các môi trường nuôi cấy tĩnh, nuôi cấy liên kể cả việc so sánh năng lực chuyển hóa acid malic của các chủng nuôi cấy khác nhau.
- Vấn đề chuyển hóa axit malic bởi enzyme malolactic cố định cũng được đề cập đến rất nhiều nhưng kết quả nghiên cứu khi sử dụng enzyme cố định trên gel hầu như không thành công.
Vì vậy, việc nghiên cứu “ứng dụng lên men malolactic trong sản xuất rượu vang” đóng một vai trò quan trọng, bên cạnh quá trình lên men chính được thực hiện bởi nấm men để tạo nên chất lượng cho sản phẩm thì quá trình lên men malolactic đóng một vai trò không thể thiếu trong việc làm biến đổi các thành phần hóa học, góp phần cải thiện chất lượng về mặt giá trị cảm quan của sản phẩm, mang lại cho rượu vang những hương vị đặc trưng. Việc tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật ứng dụng cho quá trình này đã được con nguời nghiên cứu từ rất lâu mà vẫn đang được tiếp tục. nhưng đến nay, những kết quả đạt được cũng chỉ mang ý nghĩa về mặt học thuật và chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất.


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Định nghĩa [9]
Lên men malolactic là một quá trình chuyển hóa axit L-malic (chứa 2 nhóm carboxyl trong phân tử) thành axit L- hoặc D-lactic (chỉ chứa 1 nhóm carboxyl) và carbon dioxide được thực hiện bởi các giống vi khuẩn lactic bao gồm Lactobacillus, Oenococcus, Leuconostoc, Pediococcus. Quá trình này xảy ra bên trong tế bào được xúc tác bởi enzyme malate carboxylase theo phản ứng sau:

1.2. Vị trí của lên men malolactic trong quy trình sản xuất rượu vang [14]
Trong công nghiệp sản xuất rượu vang, quá trình lên men malolactic được tiến hành sau khi lên men chính, dịch lên men thu được gọi là “vang non” được tiến hành lắng gạn cặn và được chuyển sang bồn hay nồi lên men tiếp theo. Quá trình này diễn ra rất chậm nhằm để phân giải những gam đường cuối cùng, song song với quá trình này là vi khuẩn lactic sẽ phân giải axit malic thành axit lactic làm cho vang được chuyển từ vị chua gắt sang vị chua dễ chịu, CO2 còn được tiếp tục giải phóng nhưng có xu hướng giảm dần, hương vị rượu vang cũng được hoàn thiện. Dung dịch lên men ở trạng thái tĩnh lặng, xác nấm men lắng xuống đáy bồn hay nồi lên men. Tiếp theo, dịch vang được tiến hành lắng gạn tiếp vài lần, mỗi lần từ 20-30 ngày để ổn định thành phần của rượu vang rồi tiếp tục đến quá trình ủ chín.

KẾT LUẬN CHUNG
Lên men malolactic đã từ lâu được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất rượu vang. Người ta sử dụng quá trình này như một giai đoạn lên men phụ trong quy trình sản xuất nhằm mục đích cải thiện và nâng cao chất lượng của rượu vang thành phẩm. Tuy nhiên kỹ thuật lên men malolactic truyền thống thường gặp rất nhiều khó khăn do điều kiện môi trường rượu vang không thuận lợi cho sự sinh trưởng và trao đổi chất của vi khuẩn lactic – tác nhân lên men malolactic trong sản xuất rượu vang. Điều này đòi hỏi nhà sản xuất phải có những kỹ năng và kinh nghiệm sản xuất nhất định để có thể diều khiển và kiểm soát quá trình này một cách hiệu quả.