Luận văn Quy trình sản xuất rượu nho

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NHO Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện : KHA TÔN HUY MSSV: 0811110033 Lớp: 08CSH1 TP. Hồ Chí Minh, 2011 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang i LỜI CAM ĐOAN Là sinh viên năm cuối của trƣờng đại học kỹ thuật công nghệ, nay đƣợc vinh dự làm bài khóa luận tốt nghiệp để hoàn tất chƣơng trình học của mình và ra trƣờng. Em rất tự hào khi mình là ngƣời đƣợc thực hiện bài khóa luận này, do đó em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện tốt bài khóa luận này, không sao chép nội dung bài khóa luận của ngƣời khác dƣới bất kỳ hình thức nào. Những số liệu trong bài của em là trung thực chứ không phải sao chép của bất kỳ ai khác. Vì những lý do trên, em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện đúng với những gì đã cam đoan nhƣ trên, thực hiện đúng và không có bất cứ sai phạm gì. Sinh viên thực hiện: Kha Tôn Huy GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang ii MỤC LỤC Danh mục các từ viết tắt ....................................................................................... vi Danh mục các bảng .............................................................................................. vii Danh mục hình ảnh .............................................................................................. viii Lời nói đầu ........................................................................................................... 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ................................................................................ 2 1.1. Giới thiệu ....................................................................................................... 2 1.2. Đặc điểm ....................................................................................................... 3 1.3. Phân loại rƣợu nho ........................................................................................ 4 1.3.1. Rƣợu vang đỏ .................................................................................... 4 1.3.2. Rƣợu vang trắng ................................................................................ 5 1.4. Tình hình sản xuất ở Việt Nam và trên thế giới ............................................ 5 1.4.1. Trên thế giới ...................................................................................... 5 1.4.2. Ở Việt Nam........................................................................................ 7 CHƢƠNG II. NGUYÊN LIỆU ............................................................................ 8 2.1. Nguyên liệu nho ............................................................................................ 8 2.1.1. Đặc điểm chung ................................................................................. 8 2.1.2. Thành phần trái nho ........................................................................... 9 2.1.3. Các loại nho ....................................................................................... 10 2.2. Nấm men ....................................................................................................... 11 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang iii 2.2.1. Nấm men dại ..................................................................................... 12 2.2.2. Nấm men thƣờng sử dụng trong lên men rƣợu vang nho ................. 15 2.2.3. Nguồn dinh dƣỡng nấm men ............................................................. 18 2.2.4. Các ảnh hƣởng của nấm men đến sản xuất rƣợu vang ...................... 22 CHƢƠNG III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT .......................................................... 23 3.1. Quy trình công nghệ ...................................................................................... 23 3.1.1. Quy trình sản xuất rƣợu vang trắng ................................................... 23 3.1.2. Quy trình sản xuất rƣợu vang đỏ ....................................................... 24 3.2. Thuyết minh quy trình ................................................................................... 25 3.2.1. Nguyên liệu ....................................................................................... 25 3.2.2. Tiếp nhận, phân loại .......................................................................... 25 3.2.3. Rửa .................................................................................................... 25 3.2.4. Tách cuống ........................................................................................ 26 3.2.5. Làm dập, nghiềng .............................................................................. 26 3.2.6. Sulfit hóa ........................................................................................... 26 3.2.7. Ép ....................................................................................................... 27 3.2.8. Lọc-Làm trong ................................................................................... 27 3.2.9. Quá trình lên men .............................................................................. 27 3.2.10. Lọc thô và lọc tinh ........................................................................... 29 3.2.11. Chiết rót, đóng chai, dán nhãn ......................................................... 30 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang iv 3.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men rƣợu nho ................................ 32 3.3.1. Ảnh hƣởng oxy .................................................................................. 32 3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ .................................................................... 32 3.3.3. Ảnh hƣởng của đƣờng ....................................................................... 32 3.3.4. Ảnh hƣởng của pH môi trƣờng ......................................................... 32 3.4. Các biện pháp kỹ thuật dùng trong sản xuất rƣợu nho ................................. 33 3.4.1. Sử dụng nấm men thuần chủng ......................................................... 33 3.4.2. Lên men ở nhiệt độ thích hợp ............................................................ 34 3.4.3. Làm cho rƣợu trong và ổn định ......................................................... 34 CHƢƠNG IV. SẢN PHẨM ................................................................................. 37 4.1. Thành phần dinh dƣỡng và vai trò của rƣợu nho .......................................... 37 4.1.1. Thành phần ........................................................................................ 37 4.1.2. Vai trò trong việc bảo vệ sức khỏe .................................................... 41 4.2. Các chỉ tiêu phân tích của rƣợu nho .............................................................. 42 4.2.1. Chỉ tiêu cảm quan .............................................................................. 42 4.2.2. Chỉ tiêu hóa học của rƣợu vang ......................................................... 43 4.2.3. Giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng .................................................... 44 4.2.4. Chỉ tiêu vi sinh vật ............................................................................. 45 CHƢƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................... 48 5.1. Kết luận ......................................................................................................... 48 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang v 5.2. Đề nghị .......................................................................................................... 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 50 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SPW: Saline peptone water. PCA: Platecount agar. VRB: Violet Red Bile Agar. TSA: Trypticase Soy Agar. BGBL: Brilliant Green Lactose Bile Salt. EMB: Eosin Methylene Blue. MR-VP: Methyl red- Voges-Proskauer. GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Sản lƣợng rƣợu vang ở các quốc gia năm 2007 .................................. 6 Bảng 1.2. Mƣời nƣớc xuất khẩu rƣợu vang lớn nhất thế giới ............................. 6 Bảng 4.1. Thành phần các loại rƣợu trong rƣợu vang ........................................ 37 Bảng 4.2. Thành phần vài chất trong rƣợu .......................................................... 39 Bảng 4.3. Thành phần các loại acid trong rƣợu vang ......................................... 39 Bảng 4.4. Các vitamin trong rƣợu vang .............................................................. 40 Bảng 4.5. Các chỉ tiêu cảm quan .......................................................................... 42 Bảng 4.6. Các chỉ tiêu hóa học ............................................................................ 43 Bảng 4.7. Giới hạn các hàm lƣợng kim loại nặng ............................................... 44 Bảng 4.8. Chỉ tiêu vi sinh vật .............................................................................. 45 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Rƣợu vang đỏ ...................................................................................... 4 Hình 1.2. Rƣợu vang trắng .................................................................................. 5 Hình 2.1. Nho đỏ tím và nho xanh ...................................................................... 8 HÌnh 2.2. Cấu tạo quả nho .................................................................................. 12 Hình 2.3. Nấm men Pichia .................................................................................. 13 Hình 2.4. Nấm men Hansenula ............................................................................ 14 Hình 2.5. Nấm men Saccharomyces vini ............................................................. 16 Hình 2.6. Nấm men Saccharomyces uvarum ....................................................... 17 Hình 2.7. Nấm men Saccharomyces chevalieri ................................................... 17 Hình 3.1. Thiết bị lọc ........................................................................................... 29 Hình 3.2. Dây chuyền chiết chai rƣợu vang nút gỗ ............................................. 30 Hình 3.3. Máy dán nhãn dạng quay ..................................................................... 31 Hình 3.4. Máy chiết và đóng nắp chai ................................................................. 31 Hình 4.1. Cồn kế .................................................................................................. 43 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Rƣợu nho, đƣợc lên men từ trái nho, là một thức uống thơm ngon có giá trị dinh dƣỡng cao, bổ dƣỡng cho sức khỏe con ngƣời. Ở các nƣớc châu Âu, rƣợu nho đã đƣợc biết đến từ lâu, và đƣợc dùng một cách phổ biến. Ở nƣớc ta, rƣợu nho đã trở thành một thức uống phổ biến, và hiện đã có nhiều công ty sản xuất rƣợu nho tƣơng đối lớn (công ty rƣợu bia Đà Lạt). Công nghệ sản xuất rƣợu nho ngày nay đƣợc phát triển rất cao, không còn đơn thuần sản xuất theo quy mô thủ công gia đình nữa, mà đã đƣợc nâng lên thành dây chuyền công nghệ với nhiều phƣơng pháp lên men khác nhau, cũng nhƣ áp dụng nhiều chủng vi sinh vật khác nhau để tạo ra hƣơng vị rƣợu đặc trƣng. Nhờ vậy mà năng suất rƣợu nho ngày càng tăng. Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu quy trình sản xuất rƣợu nho” nhằm tìm hiểu sâu về loại rƣợu này, cũng nhƣ phƣơng pháp sản xuất loại rƣợu thơm ngon bổ dƣỡng này. GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 2 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu Rƣợu nho (hay còn gọi là rƣợu vang) là một loại thức uống có cồn đƣợc lên men từ dịch ép (vang trắng) hoặc dịch ép và vỏ quả nho (vang đỏ) từ vỏ quả nho. Việc trồng nho và uống rƣợu vang nho đã bắt đầu từ khoảng 4000 năm trƣớc công nguyên. Các nhà khảo cổ đã khai quật đƣợc một số nơi chứa những hũ rƣợu vang chìm dƣới đất, ngƣời xƣa đã phát hiện ra việc cất giữ rƣợu trong các hầm với nhiệt độ khác nhau có ảnh hƣởng đến chất lƣợng rƣợu. Rƣợu vang nho đến với châu Âu cùng với sự phát triển của nền văn minh Hy Lạp từ khoảng năm 1600 trƣớc công nguyên. Trong thiên anh hùng ca Iliad và Odyssey của Homer cũng có những đoạn mô tả đặc sắc về rƣợu vang nho. Ngƣời La Mã có những đóng góp quan trọng trong việc lựa chọn ra các loại nho và màu nho, đặc điểm các loại nho khi chín, nhận biết đƣợc các bệnh của nho, các loại đất thích hợp để trồng. Họ trở nên thông thạo hơn trong việc cắt tỉa chăm sóc, tăng năng suất và chất lƣợng. Sau ba thập kỷ, dƣới thời của Elizabeth I đã tiêu thụ hơn 40 triệu chai rƣợu vang trong một năm [15]. Vào khoảng thế kỷ 17 và 18 ngƣời ta cho rằng rƣợu vang không chỉ là một loại thức uống đơn thuần mà còn có thể nâng cao tuổi thọ. Họ đã bắt đầu xem việc làm rƣợu vang nhƣ khoa học hơn là thần bí. Việc giữ các loại rƣợu vang trong các chai thủy tinh đã đƣợc phát triển làm cho rƣợu vang đƣợc lấp lánh hơn và việc sử dụng nút bần cũng đƣợc áp dụng. Dom Pérignon là ngƣời đã có những nghiên cứu nhằm loại bỏ những bọt bong bóng có trong rƣợu vang Ngành sản xuất rƣợu vang nho đã phát triển nhanh suốt thể kỷ 19, khi mà các phƣơng pháp trồng nho và trữ rƣợu đã đƣợc cải thiện và việc sử dụng các nút bần đế bịt kín chai và lọ cổ bẹt cho phép vận chuyển một cách ổn định rƣợu vang nho đi GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 3 khắp thế giới. Ngày nay rƣợu vang nho ngon nhất là do Pháp và Italia sản xuất, với sản lƣợng chiếm tới 40% sản lƣợng rƣợu vang nho thế giới. [9], [10] Ngƣời Việt Nam mới chỉ biết đến rƣợu vang nho khoảng 100 năm trở lại, chủ yếu là ở thành thị. Ngày nay, rƣợu vang nho đang thâm nhập vào đời sống của ngƣời Việt Nam, tuy rằng giá thành của các loại rƣợu vang này cũng còn tƣơng đối cao. 1.2. Đặc điểm Là loại rƣợu lên men không qua chƣng cất. Rƣợu vang nho gồm khoảng 85% là nƣớc, 12% là cồn ethyl, các loại acid. Trong rƣợu vang còn có cả nhiều loại đƣờng, carbohydrate, aldehyde, ketone, enzyme, chất tạo màu, nhiều loại vitamin, các loại muối khoáng và một số chất khác. [10] Nếu nhƣ không quá lạm dụng rƣợu vang nho, thì nó còn có tác dụng tốt cho sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa tốt, phòng các bệnh tim mạch. Trong rƣợu không có các chất béo hay cholesterol và có nhiều calorie. Rƣợu vang nho có thể uống kèm với nhiều món ăn do tính acid nhẹ có trong rƣợu tƣơng phản với chất dầu mỡ làm tăng hƣơng vị món ăn. Mặc khác thành phần carbohydrate, đƣờng và cồn có trong rƣợu vang có thể là những chất bổ sung cho các thành phần có trong vài loại thức ăn. Cũng nhƣ các loại thức uống có chứa ethanol, rƣợu vang nho cũng là loại thức uống có ảnh hƣởng đến tâm thần, làm dịu bớt căng thẳng, và gây kích thích. Điều này giúp cho ngƣời uống có tinh thần thoải mái hơn, tích cực cho ngƣời uống. Tuy nhiên, nếu uống nhiều quá thì sẽ có hại cho tinh thần lẫn thể chất. GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 4 1.3. Phân loại rượu nho Rƣợu vang nho đƣợc phân làm hai loại chính là rƣợu vang đỏ và rƣợu vang trắng. 1.3.1. Rượu vang đỏ Hình 1.1. Rượu vang đỏ. Rƣợu vang đỏ thƣờng đƣợc lên men từ nƣớc ép và vỏ quả nho. Các chất nhƣ tannin, pigment có trong vỏ trái nho đã tạo cho rƣợu vang một màu đỏ tự nhiên. Các loại rƣợu vang đỏ tiêu biểu nhƣ: Firriato Sicilia, Kaiken Cabernet Sauvignon by Montes, Montes Mertot Reserva… GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 5 1.3.2. Rượu vang trắng Hình 1.2. Rượu vang trắng. Rƣợu vang trắng đƣợc lên men từ nƣớc nho, hầu hết đƣợc làm từ các giống nho trắng khác nhau, ngoại lệ có một vài loại không làm từ giống nho trắng. Màu của rƣợu vang trắng không hoàn toàn là màu trắng, mà còn có màu vàng, vàng rơm… Một số loại đƣợc làm từ nho đỏ. Các loại vang trắng tiêu biểu nhƣ: Chablis, Passion, Reserva Chardonnay. 1.4. Tình hình sản xuất ở Việt Nam và trên thế giới 1.4.1. Trên thế giới [16], [17] Các nƣớc sản xuất vang đứng đầu thế giới là: Pháp, Ý, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Mỹ, Nam Phi, Úc, Thổ Nhĩ Kỳ… Những nƣớc mà độ tiêu thụ rƣợu vang nhiều nhất phải kể đến là các nƣớc ở châu Âu, mà đặc biệt là Mỹ, Pháp và Ý. Đặc biệt là Mỹ với số lƣợng thùng tăng cao qua từng năm (330 triệu thùng trong năm 2010). GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 6 Bảng 1.1. Sản lượng rượu vang ở các quốc gia năm 2007. [17] Quốc gia xuất khẩu Sản lƣợng (tấn) Ý 5.050.000 Pháp 4.711.600 Spain 3.645.000 Mỹ 2.300.000 Argentina 1.550.000 Trung Quốc 1.450.000 Nam Phi 1.050.000 Úc 961.972 Đức 891.600 Chile 827.746 Bảng 1.2. Mười nước xuất khẩu rượu vang lớn nhất thế giới. [17] Quốc gia Rƣợu xuất khẩu(ML) %thế giới Ý 1.851 20.7 Pháp 1.525 17.0 Tây Ban Nha 1.508 16.9 Úc 786 8.8 GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 7 Chile 610 6.8 Mỹ 423 4.7 Argentina 360 4.0 Đức 354 4.0 Bồ Đào Nha 341 3.8 Nam Phi 313 3.5 1.4.2. Ở Việt Nam [18] Lần đầu tiên Việt Nam sản xuất rƣợu vang, đó là do nhà giáo Nguyễn Quang Hào, giảng viên trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội, là ngƣời đầu tiên bảo vệ luận án khoa học về rƣợu vang. Luận án năm 1984 của ông đã chuyển thành vang Thăng Long, là rƣợu vang đầu tiên của Việt Nam. Tuy nhiên lúc đó, do khoa học nƣớc nhà chƣa phát triển nhiều, nên việc sản xuất cũng chỉ ở giai đoạn thủ công. Hiện nay, ngoài nguồn hàng nhập khẩu từ các nƣớc về, Việt Nam đã và đang xây dựng các nhà máy sản xuất rƣợu nho lớn, tiêu biểu là ở Đà Lạt. Việt Nam còn xuất khẩu rƣợu vang nho đi các nƣớc để chia sẽ thị phần rƣợu vang nho trên thế giới. Ở Việt Nam, các tỉnh nhƣ Ninh Thuận, Đà Lạt là những nơi sản xuất rƣợu vang nho lớn nhất Việt Nam. Đặc biệt ở Đà lạt, đã có những đầu tƣ lớn về rƣợu vang nho, khi mà vào năm 2007 nhà máy sản xuất rƣợu nho cao cấp đầu tiên tại Việt Nam do công ty cổ phần Rƣợu-Bia nƣớc giải khát Đà Lạt (Dalat Beco) khai trƣơng với công suất 1 triệu lít/ năm và sẽ đƣợc nâng dần lên 3 triệu lít trong những năm tiếp theo. GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 8 CHƯƠNG II. NGUYÊN LIỆU 2.1. Nguyên liệu nho Trong rƣợu nho, nguyên liệu để tạo nên loại rƣợu có vị thơm ngon đặc trƣng, đó chính là những trái nho. Chính nhờ việc lên men những trái nho, mà chúng ta có đƣợc một loại rƣợu nho có vị thơm ngon. 2.1.1. Đặc điểm chung [19], [17] Hình 2.1. Nho đỏ tím và nho xanh. Nho trƣớc đây chỉ đƣợc trồng nhiều ở các nƣớc châu Âu. Nhƣng hiện nay đã đƣợc trồng nhiều ở nhiều nƣớc trên thế giới. Nho thƣờng phát triển ở nơi có khí hậu khô ráo, nhiều nắng và trên vùng đất ít chua. Tại Việt Nam, nho thƣờng đƣợc trồng ở các tỉnh miền Trung, tuy nhiên năng suất trồng ở đây chƣa cao và chất lƣợng cũng chƣa phù hợp để sản xuất rƣợu vang. GVHD: THS. NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƢỢU NHO SVTH: KHA TÔN HUY Trang 9 Nho đƣợc phân làm hai loại, là nho tím đỏ dùng để sản xuất ra rƣợu vang đỏ, và nho xanh để sản xuất ra rƣợu vang trắng. Trên quả nho, có nhiều loại nấm men có mặt một cách tự nhiên. Chính những loại nấ