TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Đình Dũng nghiên cứu tuyển chọn VI khuẩn malolactic và Ứng dụng trong công nghệ SẢn xuất rưỢu vang luận văn thạc sĩ khoa họC

Kết quả trên bảng 3.6 và hình 3.2 cho thấy:

- Chủng NT9 hàm lượng Axít lactic được tạo thành trong dịch sau lên men thấp là (0,95 g/l).

- Chủng NT12 hàm lượng Axít lactic được tạo thành trong dịch sau lên men là (1,64 g/l).

Từ các nhận xét trên chúng tôi nhận thấy Chủng NT12 có khả năng phân giải axít malic tương đối tốt trên môi trường vang non. Khả năng phân giải axít malic Chủng NT12 có khả năng phân giải nhanh và mạnh hơn so với Chủng NT9, tạo ra axit lactic có hàm lượng rất cao là 1,64 g/l.

Dịch lên men của các chủng malolactic còn được phân tích thành phần axít axetic kết quả được trình bày ở bảng 3.7 và hình 3.3

Bảng 3.7 Hàm lượng axít axetic trước và sau lên men malolactic của 2 chủng vi khuẩn malolactic

Kết quả trên bảng 3.7 và hình 3.3 cho thấy:

- Chủng NT9 hàm lượng Axít axetic được tạo thành trong dịch sau lên men là (0,35 g/l).

- Chủng NT12 hàm lượng Axít axetic được tạo thành trong dịch sau lên men thấp nhất là (0,25 g/l).



Hình 3.3 So sánh hàm lượng axít axetic trước và sau lên men malolactic của 2 chủng vi khuẩn malolactic
Dịch lên men của các chủng malolactic còn được phân tích thành phần diaxetyl kết quả trình bầy ở bảng 3.8 và hình 3.4
Bảng 3.8 Hàm lượng diaxetyl trước và sau lên men malolactic của 2 chủng vi khuẩn malolactic

Kết quả trên bảng 3.8 và hình 3.4 cho thấy:

- Chủng NT12 hàm lượng Diaxetyl được tạo thành trong dịch sau lên men là

(0,27 g/l).

- Chủng NT9 hàm lượng Diaxetyl được tạo thành trong dịch sau lên men là

(0,25 g/l).

Chủng vi khuẩn NT12 có khả năng tạo ra hàm lượng axít axetic thấp (0,25 g/l) và tạo ra diaxetyl cao (0,27 mg/l). Diaxetyl là một chất quan trọng trong quá trình lên men malolactic. Đối với vang đỏ, hàm lượng của nó từ 0,2-0,4 mg/l sẽ đóng góp tích cực vào giá trị cảm quan của rượu.

Từ những nhận xét trên, có thể rút ra kết luận là chủng vi khuẩn NT12 của có một số ưu điểm hơn Chủng NT9. Đặc biệt, khả năng tạo diaxetyl không cao của Chủng NT12 là rất phù hợp cho sản xuất các loại rượu vang đỏ không có mùi bơ, ngậy.

3.3 Nghiên cứu khả năng tạo chất thơm của các chủng vi khuẩn malolactic

Ngoài khả năng khử axít L-malic thành axít L-lactic, lên men malolactic còn tác động tới sự cân bằng hương và vị của rượu vang thành phẩm do nó tạo ra nhiều chất thơm và bay hơi. Trong đó có diaxetyl là một trong những chất thơm quan trọng nhất của lên men malolactic đối với rượu vang thành phẩm. Ngay sau khi kết thúc quá trình lên men rượu, vi khuẩn malolactic (Chủng NT9 và Chủng NT12) được cấy vào môi trường rượu vang non lên men từ dịch nho như 2.2.1 bởi chủng nấm men S. cervisiae SH09 (có thành phần etanol 12,8% v/v, đường sót 5,2 g/l, axít tong số 5,39 g/l) được lên men malolactic bởi 2 chủng NT9 và Chủng NT12 ở điều kiện nhiệt độ 25^oC, tạo 2 mẫu thí nghiệm. Hàm lượng một số chất hay hơi tạo thành sau quá trình lên men malolactic rượu vang non của các chủng là được trình bày ở bảng 3.9

Qua bảng 3.9 và Hình 3.5 cho thấy khả năng tạo thành các chất bay hơi của 2 chủng là tương đối khác nhau sau quá trình lên men malolactic. Chủng NT9 là chủng tạo ra nhiều axít bay hơi axêtic không mong muốn (405mg/L), Chủng NT12 là chủng tạo ra nhiều cấc chất bay hơi mong muốn như axít axêtolactic là 1,78mg/L, diaxêlyl là 0,32mg/L và 2,3 butanediol là 415 mg/L). Theo Jan Clair Nielsen và Marianne Richelieu, 1999, trong nghiên cứu kiểm soát sự phát triển của hương thơm rượu vang trong và sau quá trình lên men malolactic bởi O.oeni đã cho thấy hàm lượng các chất thơm của rượu vang như axít axetic là 320g/L, axít axctolactic là 1,8mg/L, diaxetyl chỉ là 0,07mg/L và 2,3 butandiol là 420mg/L [37]. Diaxetyl là một trong những chất bay hơi quan trọng nhất cua lên men malolactic. Diaxetyl tạo ra cho rượu vang mùi thơm đặc trưng của bơ hoặc lạc. Trong quá trình lên men malolactic, axít axetolactic, diaxetyl và axetoin đều là sản phẩm trung gian của sự phân huỷ axít citric thành 2,3 butandiol. Các tác giả này cũng cho thấy hàm lượng axít L-malic và citric của rượu vang sau quá trình lên men malolactic tương ứng là 0,01g/L và l0 mg/L. Trước đó, Martineau và cộng sự, 1995, đã chỉ ra rằng ngưỡng cảm nhận được mùi thơm của diaxetyl thay đổi từ 0,2mg/L trong rượu vang Chardonnay tới 0,9mg/L trong rượu vang Pinot noir và 2,8mg/L trong rượu vang Cabemet Sauvignon.

Từ các nhận xét trên chúng tôi chọn Chủng NT12 cho các nghiên cứu tiếp theo vì Chủng NT12 có 1 số đặc tính sau.

- Khả năng chịu SO₂ là tốt nhất trong các chủng phân lập được: K₂S₂O₅ 100mg/l

- Khả năng lên men malolactic trên môi trường rượu vang non là tốt nhất trong các chủng phân lập được.

- Khả năng tạo chất thơm tốt nhất trong trong các chủng phân lập được.

Tính chất của rượu vang non được trình bày trong bảng 3.10 như 2.2.1 syrô nho được pha với tỷ lệ 20%, sau đó bổ sung đường kính để đạt nồng độ chất khô 25⁰Bx. Lên men bằng chủng nấm men S.cerevisiae SH09. Kết thúc quá trình này tiếp tục lên men dịch trong vòng 10 ngày ở nhiệt độ 25°C, thu được rượu vang non.

Bảng 3.10 Thành phần dịch vang non sau khi lên men rượu

TT	Thành phần	Đơn vị	Hàm lượng
1	Etanol	% v/v	12,8
2	pH		3,4
3	Axít tổng số	g/l H2SO4	5,39
4	Axít bay hơi (axít axetic)	g/l	0,23
5	Đường sót	g/l	5,2
6	Tỷ trọng		0,981
7	SO2 tổng số	g/l	35

Kết quả ở bảng 3.10 cho thấy, kết thúc quá trình lên men rượu, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường rất nghèo nàn, chứng tỏ quá trình lên men kiệt. Đối với vi khuẩn lactic, các yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến hiệu quả và tốc độ của quá trình lên men là pH, nồng độ etanol, nồng độ SO₂ và nhiệt độ. Các yếu tố này không chỉ tác động riêng rẽ mà còn có tác động hiệp lực. Chủng NT12 có khả năng lên men được trên môi trường rượu vang non như ở mục 2.2.1 từ chủng nấm men S. cerevisiae SH09 không chỉ có nồng độ ethanol và SO₂ cao mà pH còn rất thấp (3,4). Ngoài ra trong dịch rượu vang còn rất nghèo dinh dưỡng (đường sót 5,2 g/l), hàm lượng axít tổng số cao đáng kể (5,39 g/l H₂SO₄). Dưới điều kiện lên men khắc nghiệt như vậy, việc bổ sung các chất dinh dưỡng vào dịch lên men giúp cho sự tồn tại và phát triển của vi khuẩn lactic là rất cần thiết vì vi khuẩn lactic không thể dự trữ hoặc tổng hợp được tất cả các axít amin quan trọng. Để làm rõ tác dụng này, thí nghiệm đã được tiến hành lên men malolactic trên 3 mẫu sử dụng chất dinh dưỡng bổ sung (chế phẩm Essentials Oenos) và 01 mẫu đối chứng. Nhiệt độ lên men được ổn định ở 25^oC. Kết quả phân giải axít malic sau quá trình lên men malolactic ở các mẫu được minh họa ở bảng 3.11 và hình 3.6

Kết quả minh họa ở bảng 3.11 và hình 3.6 cho thấy có sự khác biệt rõ ràng giữa mẫu đối chứng không bổ sung Essentials Oenos và các mẫu thí nghiệm bổ sung Essentials Oenos về cả khả năng phân giải axít malic và thời gian lên men. Ớ mẫu đối chứng, trong điều kiện dịch vang non không bổ sung dinh dưỡng, hàm lượng axít malic ở ngày thứ 25 vẫn còn là 0,55 g/l, chứng tỏ quá trình lên men malolactic chưa hoàn thành. Tiếp tục cho mẫu này lên men trong 3 ngày tiếp theo nhưng hàm lượng axít malic giảm xuống không đáng kể, chỉ là 0,52 g/l (số liệu không trình bày). Trong khi đó, ở cả 3 mẫu bổ sung Essentials Oenos, quá trình lên men malolactic đều kết thúc ở 20 ngày, với hàm lượng axít malic còn lại rất thấp, là 0,12 g/l. Sự khác nhau giữa 3 mẫu này chỉ thể hiện là ở hai mẫu có nồng độ Essentials Oenos cao hơn (0,05 và 0,075 g/l) thì sự khởi động của vi khuẩn lactic trong những ngày đầu nhanh hơn nhưng cũng phải cần đến 20 ngày thì sự phân giải axít malic mới gần như cạn kiệt (0,12 g/l). Vì vậy, có thể lựa chọn nồng độ Essentials Oenos thấp nhất là 0,025 g/l để bổ sung cho quá trình lên men malolactic.

3.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men malolactic

Theo Henick - Kling và nhiều tác giả, quá trình lên men malolactic không chỉ đơn thuần là một quá trình chuyển axít malic thành axít lactic mà nó còn có ảnh hưởng lớn đển chất lượng cảm quan của rượu vang. Chất lượng cảm quan của rượu cao hay thấp không chỉ phụ thuộc vào quá trình lên men rượu mà phụ thuộc rất nhiều vào quá trình lên men malolactic, trong đó phải kể đến các yếu tố chủng vi khuấn lựa chọn, điều kiện của quá trình lên men [33]. Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tiến trình lên men malolactic. Tiến hành thí nghiệm với 4 mẫu lên men malolactic bổ sung vi khuẩn lactic tại các điều kiện nhiệt độ khác nhau. Kết quả về thời gian lên men malolactic cũng như sự hình thành một số tính chất quan trọng của rượu vang được trình bày ở bảng 3.12

Từ bảng 3.12 cho thấy ở tất cả các mẫu lên men từ 20 - 30°C đều có khả năng chuyển hoá axít malic thành axít lactic tương đối triệt để, chỉ khác nhau về thời gian lên men malolactic. Điểm khác biệt lớn nhất giữa lên men ở 20, 25 và 30°C là thời gian lên men malolactic nhanh hơn được 2 ngày. Tuy nhiên, sự khác biệt về hình thành các axít bay hơi và lại khá lớn ở 3 mẫu này. Lên men ở nhiệt độ 20°C cho hàm lượng axít bay hơi thấp nhất (0,30 g/1) nhưng ở nhiệt độ 30°C, hàm lượng axít là 0,46 g/1. Mặc dù lên men malolactic ở nhiệt độ thấp 20°C làm chậm thời gian so với 25°C là 2 ngày nhưng rõ ràng là axít malic vẫn được chuyển hóa triệt để, hàm lượng axít bay hơi tạo ra lại giảm hơn nhiều. Chỉ tiêu axít bay hơi biểu thị mạnh mẽ độ giảm chất lượng của rượu vang. Mặt khác, theo nhiều nghiên cứu, lên men ở nhiệt độ thấp còn làm giảm nguy cơ bị nhiễm. Do vậy, nhiệt độ của quá trình lên men malolactic được chọn là 20°C.

Tiến hành lên men malolactic ở điều kiện nhiệt độ 20°C, có bổ sung chế phẩm Essentials Oenos nồng độ 0,025 g/1, sau đó xác định thành phần của rượu vang kết quả được trình bày ở bảng 3.13

Kết quả ở bảng 3.13 cho thấy rõ ràng là hàm lượng axít tổng số giảm đi, hàm lượng axít bay hơi tăng lên nhưng không nhiều, axít malic và axít lactic là hai thành phần bị thay đổi nhiều nhất, dư lượng của axít malic còn lại trong dịch lên men là không đáng kể nhưng hàm lượng axít lactic lại tăng lên đến 1,78 g/1. Điều này góp phần quan trọng vào tính chất cảm quan của sản phẩm, làm rượu trở nên mềm mại và ổn định hơn.