Tiểu luận Công nghệ sinh học trong sản xuất nấm men sử dụng trong sản xuất rượu vang

lẫn với xác quả riêng gọi là vang đỏ. Trong vỏ quả có nhiều chất màu, chất tannin, chất gây mùi thơm những chất này khi bị phân hủy làm tăng lượng chất hòa tan có trong rượu và tạo hương vị phong phú cho rượu, tạo màu sắc đẹp cho rượu. khi lên men cùng với xác quả, kéo theo cả quần thể men bám trên vỏ quả. Trong vỏ quả giàu thức ăn về đạm, về khoáng nên quá trình lên men đễ dàng hơn. Lên men cả xác quả thường được tiến hành ở nhiệt độ cao hơn để trích ly được các chất màu, chất thơm và tannin có thể hòa tan trong rượu. Kết thúc lên men, cần tiến hành tách xác quả ra rượu. Trong sản xuất lớn trước hết người ta cho rượu chảy qua một tấm lưới để giữ các tạp chất lại. Rượu này có chất lượng cao nhất và được gọi là rượu vang giọt, vang chảy. khi rượu ngừng chảy thì đưa vào máy ép. Rượu vang ép chiếm khoảng 15% tổng số rượu chế được, có thể đem trộn với vang chảy để chế biến. Bã có thể đem ép lần nữa hoặc qua xử lý, sấy khô làm thức ăn cho gia súc. Rượu vang đỏ do lên men cả xác quả nên chứa nhiều tannin hơn rượu vang trắng, có vị chát hơn. Do đó cần lên men malomalic để chuyển hóa axit malic sang axit lactic tạo cho rượu vị chua dịu cân đối với vị chát của tannin. Để lên men malomalic tốt không nên tiệt trùng rượu trẻ vì lên men malomalic xảy ra sau vài ngày, hoặc vài tuần sau lên men, vi khuẩn Lactic hoặc một lượng nhỏ nấm men Schizosaccharomyces để có khả năng lên men malolactic nhanh và triệt để. Rượu vang trắng: Khác với rượu vang đỏ, rượu vang trắng được lên men từ nước quả đã được tách bã quả. Vì nước quả thường không có màu nên được gọi là vang trắng. Hương vị của rượu vang trắng chủ yếu là do nước quả. Rượu vang trắng thường được lên men ở nhiệt độ thấp hơn rượu vang đỏ để giữ hương cho rượu. Rượu vang trắng thường có ít vị chát, có độ chua cao hơn, độ cồn cao hơn vang đỏ. Nói chung hiện nay người ta dùng phương pháp cấy men thuần chủng vào dịch lên men. Trước khi lên men cần tiến hành nhân giống từ hai, ba đến nhiều cấp trên môi trường tương tự như dịch lên men nhưng có nồng độ đường thấp hơn và bổ sung đủ chất dinh dưỡng, cung cấp đủ oxy. Men giống sau khi nhận được cấy vào dịch lên men với tỷ lệ 4-10% thể tích. Lên men rượu vang trắng tiền hành ở nhiệt độ thấp hơn so với rượu vang đỏ, khoảng 15-200C. Rượu vang trắng rất cần giữ hương nên nhiệt thấp sẽ tốt hơn. Thời gian lên men là từ 6-7 ngày hoặc lâu hơn tùy theo nhiệt độ và yêu cầu công nghệ. Kết thúc quá trình lên men khi nhận thấy rượu không còn sủi bọt lên nữa, cặn và xác men đọng xuống đáy thùng. Khi có tiến hành gạn cặn, thay thùng. Rượu trẻ được chuyển sang thùng mới, tiếp tục để lắng cặn rồi đưa vào tang trữ. 2.1.3 Các thành phần chính của rượu vang: Như đã trình bày ở trên, rượu vang là sản phẩm lên men từ nước quả, do vậy ngoài sản phẩm chính như etanol, CO2 còn có các sản phẩm phụ khác của quá trình lên men như rượu bậc cao, glyxerin, aldehit, axit, chất thơm .. và các thành phần khác của dịch quả, chẳng hạn như polyphenol, mono, di và polysacarit, axit béo, acit amin... Tất cả những thành phần này đều góp phần làm nên hương, vị đặc trưng của vang. Thành phần của rượu vang Hàm lượng các chất bay hơi tính theog/l do các chủng nấm men sinh ra Tác dụng của rượu vang. Rượu vang không chỉ vai trò làm nền cho bữa tiệc hay làm cho món ăn ngon hơn, mà còn có lợi cho sức khỏe. Uống rượu vang giúp cho quá trình tiêu hóa, chống đầy hơi, đặc biệt rất tốt cho những người nghiện thuốc lá. Tuy vậy, nên uống rượu vang có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, tốt nhất là các hãng rượu nổi tiếng như các dòng rượu vang Pháp, Ý, Chile, Australia,... Nên tránh xa các loại vang làm thủ công trong nước nhé các bạn. Bạn vẫn được khuyến cáo: Rượu không tốt cho sức khoẻ. Đối với rượu vang, điều đó hoàn toàn ngược lại. Nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chứng minh, rượu vang là loại thức uống hấp dẫn và tốt cho sức khoẻ con người. Nồng độ cồn trong rượu vang chỉ vào khoảng 11-14%, thấp hơn khoảng 4-5 lần so với rượu mạnh, có nồng độ từ 40-75. Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ nếu bạn uống điều độ, khoảng 100-200ml/ngày. Tránh nguy cơ mắc bệnh về tim mạch và các chứng đột quỵ Thực tế đã chứng minh, tỷ lệ người Pháp mắc bệnh mạch vành và đột quỵ chỉ bằng 1/2 so với người Mỹ, mặc dù người dân ở hai quốc gia này có chế độ và sở thích ăn gần giống nhau. Vì sao?Một nguyên nhân rất đơn giản nhưng ít ai để ý đến, đó là n gười Pháp có thói quen uống rượu vang, nhất là vang đỏ, điều độ trong bữa ăn hơn so với người Mỹ. Chống lại một số tác nhân gây lão hoá Vài thành phần trong rượu vang có khả năng chống lại quá trình lão hoá của tế bào. Đặc biệt, chất chống oxy hoá flavonoid trong vang đỏ cao gấp 10-20 lần so với rau quả. Một chất chống lão hoá khác đáng lưu ý resveratrol. Chất này có nhiều trong vỏ quả nho, nhất là nho chín đỏ vì hấp thụ nhiều ánh nắng mặt trời. Ngoài ra, resveratrol còn có khả năng chống nhiễm khuẩn. Giảm quá trình xơ vữa động mạchNguyên nhân hình thành các mảng xơ vữa động mạch là do quá trình oxy hoá của lipoprotein trong thành động mạch.Rượu vang sẽ giúp tăng hàm lượng HDL cholesterol (một loại cholesterol có lợi cho cơ thể) và ngăn chặn LDL (cholesterol xấu) từ lúc bắt đầu hình thành. Nhờ vậy, có thể ngăn chặn được sự tắc nghẽn mạch máu. Liệu pháp mới để chữa bệnh phổiTheo nghiên cứu khoa học được tiến hành tại Anh và Mỹ, hợp chất chống ôxy hoá resveratrol trong rượu vang đỏ có khả năng giúp chữa trị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính. Kích thích ăn uống và tiêu hoá tốt Chỉ cần nhấm nháp 100ml rượu vang trong bữa ăn, bạn sẽ cảm thấy ngon miệng hơn.Rượu vang có khả năng trung hoà lượng chất béo, giúp bạn không bị đầy bụng và cảm thấy dễ chịu hơn sau khi ăn. Những lợi ích khác của rượu vang. Sự tổng hợp các vitamin C, B1, B3, B5, B6, kẽm, axit lipoic... trong vang đỏ có tác dụng ngăn bệnh tiểu đường. Ngoài ra, uống rượu vang đỏ điều độ còn là một cách giúp bạn giảm nguy cơ bị các bệnh như: Ung thư, Alzheimer, parkinson... 2.2. Các loại nấm men trong sản xuất rượu vang: 2.2.1. Nấm mem rượu vang tự nhiên : Khi phân loại nấm men tìm thấy trong nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy có nhiều loài, nhưng phổ biến hơn cả là một số loài như Saccharomyces ellipsoideus có thể cho độ rượu cao, Kloeckera apiculata có khả năng lên men từ 4 – 5 độ rượu. Một vài nấm men sinh màng khác có tên Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giả axit malic thành axit lactic và cồn làm cho rượu có vị chát. Ngoài ra còn có các loài khác như Hancelnula, Pichia…. Tạo màng trắng trên mặt rượu. Ở một số nơi người ta sản xuất rượu vang bằng cách lên men tự nhiên dịch quả tươi cùng với xác quả. Lúc đó nấm mem tốt ức chế nấm mem không tốt và thực hiện quá trình lên men. Ở Việt Nam, lên men tự nhiên chỉ được ứng dụng tại các cơ sở vang quy mô gia đình ở vùng nho Ninh Thuận . Để ổn định chất lượng vang , thay vì để quá trình lên men rượu vang diễn ra một cách tự nhiên , người ta đã điều khiển quá trình lên men theo ý muốn bằng chủng nấm nem được tuyển chọn cẩn thận. 2.2.2. Nấm men rượu vang nuôi cấy thuần chủng. Nấm men có thể dùng trong sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng. Do đó khi sản xuất cần tiến hành tuyển chọn chủng phù hợp nhằm đạt được hiệu quả cao và chất lượng rượu tốt. Để chọn chủng hoàn toàn thích hợp, người ta cấy chủng đó lên môi trường dịch quả định dùng và đánh giá các chỉ tiêu sau: Lên men tốt trong môi trường đường nồng độ cao, cho độ cồn cao Có thể lên men kiệt đường Chịu được độ cồn cao, lên men tốt trong những khoảng pH nhất định. Có khả năng kết lắng tốt, làm rượu trong nhanh. Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ , không tạo váng trên mặt rượu. Lên men tự nhiên thường có độ cồn không cao, nhỏ hơn 10% theo thể tích và rấ dễ bị nhiễm. Trái lại men nuôi cấy thuần khiết có nhiều ưu điểm như lên men nhanh,cho độ cồn cao, hương vị vang khanh khiết hơn, màu sắc đẹp, dễ lắng và dễ tách cặn men hơn. Nấm men thuần chủng dùng trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces – Lớp Ascomycetes – Họ Sacchromyceteae Giống Saccharomyces có tới 18 loài trong đó chỉ có một số loài hay dùng để sản xuất rượu vang như: Saccharomyces cerevisiae Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80% trong tổng số Saccharomyces có trong nước quả khi lên men. Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường, cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotinic, biotin, mezoinozit, thiamin và piridoxin. Đa số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3 – 8) x (5 – 12) μ m, sinh sản theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử. Saccharomyces cerevisiae sinh ra enzyme invectara có khả năng khử đường sacaroza thành fructoza và glucoza, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả. Nấm men chịu được độ cồn từ 18 – 20% v/v. Hình 2.1:: Saccharomyces cerevisiae Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu. Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt. Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh. Saccharomyces uvarum Men này được tách từ nước nho, rượu len men tự nhiên. Về hình thái nó không khác với các loài khác. Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch – malt. Các nòi của loài này có thể lên men 12 – 130 cồn trong dung dịch nước nho. Một vài nòi được dùng trong sản xuất rượu vang. Saccharomyces chevalieri Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond. Nấm men này được tách từ nước nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây men nước dừa hoặc nước cọ. Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo 160 cồn. Nó thường lẫn với Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces oviformics Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng loại nấm men này ít hơn so với Sacch. vini. Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loại nước quả khác, có khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 180 cồn. Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Sacch. vini và có khả năng chịu được cồn cao. Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao. Có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả. S. oviformis lên men được glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men được lactose, pentose. Điều khác nhau cơ bản của S. oviformis với S. vini là: S. oviformis không lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng. Hai giống sản xuất rượu vang này (S. vini và S. oviformis) có nhiều nòi được dùng trong sản xuất. Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata Kloeckera apiculata: kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip hoặc hình quả chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy. Sinh sản bằng nảy chồi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm đến 90% tổng số men khi bắt đầu lên men. Nó có thể lên men tạo thành 6 – 70 cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó còn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, K. apiculata nhạy cảm với SO2. Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men này phát triển, nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 40 cồn. Hình2.2: Kloeckeraapiculata 2.3 Các chủng nấm men gây hư hỏng rượu vang: 2.3.1. Saccharomyces lugwigii. Kích thước của tế bào lớn nhất của loài nấm men hình thoi này có thể đạt tới 25 μm và nẩy chồi ở hai đầu. Chúng có mặt với một số lượng rất nhỏ trên vỏ quả nho, thỉnh thoảng gặp ở dịch nước nho đã được slffit hóa. Nó có thể lên men dịch đường để tạo ra được 16,8%v/v cồn và chịu được hàm lượng SO2 khoảng 6000mg/l. Chúng có khả năng tạo axeton rất mạnh và có thể sinh ra 200 mg/l axetandehit trong quá trình lên men kị khí. Đây là vi sinh vật gây hư hỏng rượu nguy hiểm nhất. Sau vài tuần, chúng tạo ra kết tủa và lắng xuống đáy chai và kết tủa này rất khó bị phá vỡ làm cho CO2 không thể thoát ra được. 2.3.2 Brettanomyces vini( B.intermedius, B.schanderlii) : Tế bào kéo dài có xu hướng kết thành chuỗi. Nó được tìm thấy trên lớp ván của rượu hỏng, rượu hoa quả và rượu vang có gas và trên thành của thùng rượu. B.vini chịu được môi trường có độ cồn lên tới 15%v/v nhưng lại không có khả năng song sót khi hàm lượng SO2 vượt quá 176mg/l. Khi lên men trong mội trường hiếu khí nó tạo ra một lượng lớn rượu isobutylic, caproic, isovaloric và ethy axetat ( hàm lượng este và đặc biệt trong điều kiện hiếu khí, lớn hơn 76mg/l). Sự phát triển của các chủng nấm men thuộc loài này làm cho rượu vang có mùi tương tự như acxetamit và được Ribereaau Gayon gọi là mùi chuột. Nó là một trong những chủng nấm men thường gây hư hỏng rượu cần được quan tâm giải quyết. 2.3.3 Zygosaccharomyces (S.bailii, S.acidofilus, S.elegans) Chủng nấm men này được phân lập từ quả nho, nhưng nó được tìm thấy chủ yếu trên tường của các hầm rượu. Khả năng chịu cồn và SO2 cao làm cho chủng nấm men này là nguyên nhân chính gây ra quá trình lên men lại các loại rượu vang ngọt. Các chủng nấm men có hoạt tình fructoza mạnh nên có khả năng lên men fructoza mạnh hơn glucoza. Ribereau Gayon cho rằng đây chính là một số chủng nấm men gây hư hỏng rượu vang mặc dù chúng không sinh ra các hợp chất dễ bay hơi không mong muốn. 2.3.4 Turulopsis stellata (T.bacillaris) Có thể phân biệt các chủng nấm men này trong môi trường lỏng nhờ sự xuất hiện của hiều chồi mọc xung quanh tế bào mẹ tạo thành hình sao và trên môi trường rắn chúng có dạng hình que của nó. Đôi khi người ta có thể tìm thấy chúng trên vỏ quả nho, đặc biệt là nho chín nơi chịu sự thống trị của các chủng thuộc loài Botrytis cinerea. 70% số chủng thuộc loài T.stellata được Domercq phân lập ở Gronde và chúng còn được tìm thấy trong các vườn nho của Italia. T.stellata và Hanseniaspra uvarum hay xuất hiện trong những ngày đầu tiên của quá trình lên men tự nhiên và có khả năng tạo cồn yếu (trung bình 10%v/v), thường biến mất ở cuối quá trình lên men do chúng không có khả năng chịu cồn cao. Loài nấm men có khả năng chịu nhiệt rất tốt (30-350) và có khả năng lên men đường fructoza nhanh hơn glucoza. 2.3.5. Haseniapora uvarum và dạng bất toàn của nó là Kloecketa qpiculata: Các tế bào thuộc loài này đều rất nhỏ và có hình tròn như quả chanh và cũng được nhân ra bằng chồi ở hai đầu. Loài này chiếm 15% khu hệ vi sinh vật trên vỏ quả nho. Cho dù các chủng nấm men này chịu trách nhiệm chính cho quá trình lên men tự nhiên dịch nước nho ép nhưng do chỉ chịu được độ cồn thấp từ 3,7-6,4%v/v nên chúng nhanh chóng bị thay thế bởi các chủng nấm men khác trong quá trình lên men. Chúng tạo ra nhiều axit axetic, trung bình là 1g/l và ethy axetat là 125-374mg/l cũng như là amyl axetat và glyxerol. Một số tác giả cho rằng nó tạo hương quả trong rượu vang, theo một số khác thì do tạo ra nhiều ethy axetat nên nó gây ra mùi khó chịu cho vang. Các đặc tính khác nhau của một số chủng nấm men rượu 2.4. Hệ Vi Sinh Vật Trong Lên Men Rượu Vang Tự Nhiên Hệ vi sinh vật trong lên me rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men. Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau rơi từ môi trường xung quanh, chủ yếu ở vỏ quả, thân, cuống và thiết bị. Phần lớn trong hệ này là nấm mốc: botrytis, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Alternaria, Ucinula và Cladosporium chiếm (79 – 90%), nấm men: chủ yếu là Kloeckera/Hanseniaspora, một lượng ít Candida, Metchnikowia, Cryptococcus, Pichia, Kluyveromyces và một lượng nhỏ Saccharomyces cerevisiae… chiếm (9- 22%), số còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Microbacter. Cả nấm men và vi khuẩn đều có thể đóng vai trò tiêu cực và tích cực trong sản xuất. Khi phân loại nấm men tìm thấy trong nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy rất có nhiều loài. Hệ nấm men trong giai đoạn đầu (một vài ngày đầu) lên men nước nho là Kloeckera – nấm men có dạng hình chùy, chiếm ưu thế (70 – 80% trong tổng số nấm men) và hoạt động tích tụ được 2 – 4 độ cồn rồi ngừng hoạt động và chết dần, sau đó nấm men hình elip và ovan (Saccharromyces ellipsoideus) nhanh chóng phát triển gây len men mạnh, lượng đường tiêu hao nhanh và tích tụ cồn etylic. Khi độ cồn tương đối cao (8-12%) thì nấm men hình elip S.ellipsoideus hay là S.vini ngừng phát triển và hoạt động. Khi ấy nấm men Saccharromyces oviformis tiếp tục lên men cho đến khi kết thúc. Một vài nấm men sinh màng khác có tên Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giải axit malic thành axit lactic và cồn làm cho rượu có vị chát. Ngoài ra còn có các loại khác như Hancelnula, Pichia… tạo màng trắng trên mặt rượu. 2.5. Dinh Dưỡng Nấm Men Và Chất Lượng Rượu Vang Trong các nguồn dinh dưỡng thì nguồn cacbon và nitơ được quan tâm hàng đầu 2.5.1. Nguồn dinh dưỡng cacbon Nguồn dinh dưỡng đối với nấm men gồm có: đường và dẫn xuất, các loại rượu, axit hữu cơ, axit amin, pectin, hydratcacbon và v.v… Song mỗi loài nấm men có quan hệ riêng biệt với từng loại đường. Đa số các loài men rượu vang lên men được glucoza, fructoza, sacaroza và galactoza. Rafinoza được sử dụng một phần. Còn lactoza, melibioza, pentoza, dextrin và tinh bột không được đồng hóa. Theo cường độ sử dụng glucoza và fructoza (đến thời điểm mà nấm men đã lên men được 50% fructoza) người ta chia nấm men làm 3 nhóm: 1) Nhóm thích glucoza lên men glucoza từ 80 – 85%, phần lớn là các loài thuộc giống Saccharomyces, cũng như giống Saccharomycodes và Brettanomyces. 2) Nhóm thích fructoza trong giai đoạn này chỉ sử dụng có 5 – 10% glucoza (S.baili, S.rouxii, T.stella). 3) Nấm men ưa thích cả hai loại đường và đến khi sử dụng được 50% thì glucoza cũng thấy tiêu hóa được 40 – 60% fructoza (S.rosei, Pitria membranaefacien). Các axit hữu cơ chiếm vị trí quan trọng trong trao đổi chất của nấm men: chúng có thể kích thích hoặc ức chế sinh trưởng, cũng có thể là nguồn cacbon và năng lượng duy nhất trong hoạt động sống của nấm men. Trong môi trường với các axit hữu cơ khác nhau làm nguồn cacbon thì chất CO2 là chất hoạt động sinh học liên keetsvowis các hợp chất trung gian với men. Hô hấp hiếu khí: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 674 cal Hô hấp kị khí C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal 2.5.2. Dinh dưỡng nitơ. Nguồn dinh dưỡng nitơ cần thiết cho các cấu tử của tế bào chứa nitơ, như axit amin, protein, các nucleotit purin và pyrimidin và một số vitamin. Phần lớn nấm men không đồng hóa được nitrat. Nấm men cũng có thể đồng hóa được ure và pepton. Nitơ – amoniac (N – NH3) có trong dịch nho (từ 25 – 100 mg/l) được nấm men đồng hóa trong vài giờ đầu để phục vụ sinh sản. Theo giá trị dinh dưỡng của axit amin người ta chia chúng thành: - Các axit amin được nấm men đồng hóa dễ dàng là izolơxin, triptophan, arginin, valin, histidin, axit asparatic. - Các axit amin được đồng hóa kém – treonin, phenylalanin, tirozin, methionin, rerin, lizin, histidin, axit glutamic, lơxin, và prolin hoàn toàn không được nấm men đồng hóa. Những nguồn nitơ rất cần thiết cho cấu tạo tế bào, sinh sản, sinh trưởng của nấm men. Thực nghiệm đã cho thấy, thừa oxy cũng như thừa CO2 sẽ làm thay đổi lớn về trao đổi chất nitơ.Trong lên men rượu vang cần lưu ý đến trao đổi chất cacbon và nitơ. Các cấu tử này đều có ảnh hưởng đến các tiêu chí cảm quan của vang. Thừa các chất chứa nitơ trong điều kiện lên men đủ oxy sẽ cho vang những tông mùi không thích hợp. Để khắc phục hiện tượng này người ta chó thể lên men nhiều lần. 2.5.3. Dinh dưỡng oxy, hydro. Được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch. 2.5.4. Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ. Men rượu vang cũng cần các nguyên tố khoáng dinh dưỡng như phospho, lưu huỳnh, kali, canxi v.v… Phospho: có trong thành phần những hợp chất quan trọng nhất của tế bào. Hợp chất đóng vai trò quan trọng trong các chuyển hóa vật chất đặc biệt là trong trao đổi chất cacbon và vận chuyển năng lượng. Nấm men sử dụng tốt nguồn phospho vô cơ là ortophosphat. Lưu huỳnh: những hợp chất đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của nấm men. Trong dịch nho có nguồn S tự nhiên là các gốc sulfat. Một lượng nhỏ S cũng làm tăng lực nảy chồi của nấm men. Canxi và kali cần thiết cho sự hoạt động của một số enzym. Các nguyên tố vi lượng có ảnh hưởng đến sinh trưởng và lên men. 2.5.5. Các nhân tố sinh trưởng. Đây là các chất kích thích sinh trưởng, gồm có vitamin, các axit amin, các bazơ purin và pyrimidin. Các vitamin nhóm B thuộc nhóm chất xúc tác sinh học có hoạt tính sinh học mạnh hơn cả. Trong nấm men có thể có những loài tổng hợp được một, hai, ba… hoặc một vài chất trong các vitamin này. Vitamin cùng với axit amin có trong môi trường có tác dụng rất lớn đến sinh trưởng và trao đổi chất của tế bào nấm men. Với đặc ddiemr nước quả giàu dinh dưỡng thích hợp với nhiều loại vi sinh vật nên nước quả dễ bị lên men tự nhiên khó điều khiển được, cũng dễ bị oxi hóa làm sẫm màu. Muốn hạn chế, người ta cho thêm SO2 cho nước quả sáng. Với nước quả sau khi ép thường bổ sung thêm đường, điều chỉnh pH bằng amoni kali tactarat, bổ sung thêm nguồn nitơ. Dùng Na2SO3 ngoài tác dụng bảo quản, nó còn tác dụng lên men tạo thành glyxerin nhiều hơn để tăng thêm hương vị đặc trưng của vang. 2.6 Sản xuất vang Ngày nay, nhiều nước trên thế giới, sản xuất rượu vang vẫn gắn liền với kinh tế nông trại, có nghĩa là các gia đình trồng nho thường có một xưởng sản xuất rượu vang quy mô nhỏ ngay nông trại của mình, nhưng rượu được tồn trữ rất cẩn thận trong các đường hầm qua thời gian dài, có khi hàng trăm năm. Nho được thu hoạch vào mùa thu. Quả hái về được rửa sạch, ép lấy nước hoặc nghiền nhỏ rồi cho vào thùng lên men sơ bộ ờ các thùng hở. nhiều xưởng vẫn dùng thùng gỗ để lên men. Dịch quả được tiếp 2% giống nấm men từ dịch lên men hoặc cặn men ở những mẻ trước và cho lên men ở 20 – 22oC, không nên để quá 25 – 28oC. Thời gian lên men sơ bộ từ 1 đến 2 ngày hoặc 3 đến 4 ngày, sau đó ép qua máy thủy lực hoặc vít ép. Nếu lấy rượu vang có màu thì không qua lọc ép mà để cả khối dịch lẫn vỏ nghiền cho vào lên men. Nếu là loại quả hạt to khó ép, ta có thể đem ngâm đường. trường hợp giữ dịch làm nguyên liệu để len men dần sau này thì dịch quả ép không cho lên men sơ bộ mà bảo quản bằng sulfit với liều lượng là 30 – 120 mg /l. trước khi lên men cần khử thành rồi dùng kết tủa . Chuẩn bị dịch lên men: các loại nước quả thường có đỗ acid cao và đường thấp hơn so với nước nho. Trước khi cho lên men cần điều chỉnh về pH 3.2 – 3.5 và bổ sung thêm dịch đường vào nước ép quả. Trường hợp là dịch xiro (dịch quả ngâm đường) thì pha gấp 2 đến 3 lần để dịch quả có khoảng 16 – 18% đường. có thể trong quá trình lên men còn bổ sung thêm đường. nếu chọn được loại quả có hàm lượng đường cao, phù hợp với nhu cầu lên men là tốt nhất, như vậy sản phẩm thu được giữ gần như nguyên vẹn các chất chiết từ quả hoặc những sản phẩm chuyển hóa của chúng. 2.6.1 Men giống trong sản xuất vang. Trong sản xuất rượu vang ở quy mô nông trại (chủ yếu ở Âu Mỹ ) hoặc ở các xí nghiệp công nghiệp lớn, người ta thường dùng các nguồn giống như sau: Giống ban đầu hay giống khởi động dùng ở quy mô nông trại thường được lưu trữ từ các mẻ lên men truyền thống từ nhiều năm. Qua sàng lọc và tuyển chọn nhiều nông trại đã có giống ban đầu tương đối thuần khiết của một hổn hợp chủng saccharomyces vini và saccharomices oviformis. Hỗn hợp giống này được giữ ở dạng sữa đặc hoặc bánh khô, ở nhiệt độ lạnh khoảng 0 - 2. Trước khi sử dụng làm giống khởi động cần phải hoạt hóa. Loại giống này thường được dùng ở quy mô trang trại, nhưng những sản phẩm vang nổi tiếng thường là khu vực này làm ra. Hoạt hóa đơn giản nhất là nuôi cấy trong môi trường nước nho có nồng độ đường 10% hoặc môi trường nước dịch quả với dịch đường – malt. Nếu thấy men phát triển kém nên thêm vào dịch nước quả một hỗn hợp sau: amoni sulfat – 100 g/l; vitamin - 0.25 g/l; canxi pantotenat – 0.25 g/l; biotin – 0.002 g/l theo tỉ lệ 0.2 ml hỗn hợp cho vào một lít dịch quả. Cũng có thể dùng cao nấm men thay cho hỗn hợp này. Nhân giống từ giống thuần chủng. Giống thuần chủng được giữ ở các ống thạch nghiêng ( có thể dưới lớp dầu parafin) hoặc các ống đông khô. Giống men được cấy chuyền vào môi trường lỏng là dịch quả như trên vài lần, rồi nhân tăng dần 1 : 10… để có đủ lượng giống đưa vào sản xuất. Cũng có thể dùng lại giống sau thời gian lên men chính. Các tế bào nấm men lắng xuống đáy thùng được lấy ra và xử lý ( giống như dùng lại giống men bia). Giống thuần chủng thường được dùng trong các nhà máy lớn ở quy mô công nghiệp, đặc biệt là các nước Đông Âu. Có thể dùng giống thuần chủng hỗn hợp hai loài s. vini và oviformis. Dùng hệ nấm men tự nhiên bám vào vỏ quả khi thu hoạch để lên men. Quả thu hái về , giữ sạch sẽ, không rửa, ép lấy dịch và đặc biệt với nho tím đỏ, giữ cả xác quả và dịc