Đặc Sản Bình Định Online
Lên Men Rượu Là Gì? Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Lên Men Rượu
Lên men rượu là một trong những bước quan trọng trong quá trình sản xuất rượu, thậm chí nó còn quan trọng hơn cả quá trình chưng cất. Công bằng mà nói thì quá trình lên men là bí quyết cốt lõi tạo nên chất lượng, hiệu suất và hương vị đặc trưng của rượu. Trong bài viết này, Rượu Bầu Đá Võ Gia sẽ mang đến cho các bạn kiến thức tổng quan về quá trình lên men rượu & các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu.
Lên Men Rượu Là Gì?
Lên men rượu là một quá trình mà trong đó xảy ra hàng loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp giữa các vi sinh vật, nấm men và enzyem với các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu nấu rượu. Về bản chất thì quá trình lên men là các phản ứng sinh hóa yếm khí (thiếu oxy) do nấm men tạo ra để chuyển hóa đường thành rượu. Nhưng trong đời sống thì quá trình lên men bắt đầu từ quá trình biến đổi tinh bột thành đường và kết thúc là tạo ra rượu và khí CO2.
Lên Men Rượu Là Gì?
Sau đây là các phản ứng cơ bản trong quá trình lên men rượu:
- Giai Đoạn 1: Thủy Phân Tinh Bột
Đầu tiên, Enzyme Amylase trong men rượu thực hiện chuyển hoá tinh bột trong nguyên liệu nấu rượu (như gạo tẻ, gạo nếp, bắp, …) thành đường maltose và sau đó đường maltose được chuyển hoá thành glucose bởi enzyme maltase.
Trong quá trình sản xuất rượu truyền thống thì 2 loại enzyme này được sản sinh ra từ nấm mốc trong bánh men.
Chuỗi phản ứng thủy phân tinh bột:
(C6H10O5)n (tinh bột) + nH2O (nước) → nC12H22O11 (maltose, đường mạch nha, đường đôi)
C12H22O11 (maltose) + H2O (nước) → 2C6H12O6 (glucose, đường đơn, đường nho)
- Giai Đoạn 2: Lên Men
Enzyme zymase trong men rượu chuyển hóa glucose được chuyển hoá thành ethanol và CO2.
Phương trình phản ứng lên men: C6H12O6 (glucose, đường nho) + Dưới tác dụng của nấm men (hay enzyme zymase trong nấm men) → 2 C2H5OH (cồn) + 2 CO2 (carbon dioxide).
Các Phản Ứng Xảy Ra Bên Trong Tế Bào Nấm Men
- Giai Đoạn 1 (Đường Phân)
Đường phân Glucose (C6H12O6) thành pyruvate (C3H4O3) và ATP (C40H38O15P3).
Trong đó ATP là nguồn năng lượng cho các hoạt động của tế bào nấm men.
Phương trình phản ứng: C6H12O6 + 2 ATP + 2 NADH => 2 C3H4O3 + 2 ADP + 2 NADH2
- Giai Đoạn 2: Chuyển Hoá Pyruvate
Pyruvate (C3H4O3) được chuyển hoá thành acetaldehyde (CH3CHO) và CO2 (CO2) thông qua quá trình decarboxylation.
Acetaldehyde (CH3CHO) được chuyển hoá thành ethanol (C2H5OH) thông qua quá trình reduction.
Phương trình phản ứng:
C3H4O3 + NADH => CH3CHO + CO2 + NADH2
CH3CHO + NADH2 => C2H5OH + NADH
Tổng phương trình: C6H12O6 => 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
Nấm men sử dụng ATP để điều khiển các enzyme tham gia vào quá trình lên men.
Các Phản Ứng Tạo Ra Sản Phẩm Phụ: Aldehit, Methanol Trong Quá Trình Lên Men.
Aldehyde: Acetaldehyde (CH3CHO) được tạo ra từ pyruvate (C3H4O3) trong quá trình chuyển hoá sinh hoá từ glucose (C6H12O6) thành ethanol (C2H5OH).
Methanol: Methanol (CH3OH) có thể được tạo ra từ pectin trong nguyên liệu (củ quả, vỏ cám gạo, vỏ thóc, xơ mía, …) qua quá trình methanogenesis.
Pectin là một polymer (hợp chất cao phân tử) của các acid polygalacturonic và các este methyl của chúng. Pectin có nhiều trong quả, củ hoặc thân cây (cenlulose).
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Lên Men Rượu
Đây là chủ đề được nhiều người làm nghề nấu rượu quan tâm bởi khi có hiểu biết sâu về các yếu tố này mới có thể làm tạo ra các sản phẩm rượu chất lượng cao, hiệu suất cao và đồng đều. Để giúp bạn dễ nắm bắt hơn thì chúng ta chỉ cần tập trung nghiên cứu sâu vào đặc điểm sinh trưởng của các loại nấm men, nấm mốc, enzyme, vi khuẩn. Từ đặc điểm đó sẽ lộ ra hết các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu.
Nhiệt Độ
Một trong những yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình và hiệu suất lên men rượu là nhiệt độ bởi nấm men cũng là một loài vi sinh, mỗi loài vi sinh sẽ thích nghi và sinh trưởng tốt trong một điều kiện môi trường nhất định. Loại nấm men thường được dùng trong sản xuất rượu bia là chủng Saccharomyces Cerevisiae. Chủng men này sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong môi trường nhiệt độ từ 22-30 độ C (một số chi loài nhỏ của chủng này có thể thích nghi ở nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn khoảng trên 2-3 độ). Vì vậy, nếu nhiệt độ khối dung dịch thấp hơn hoặc cao hơn khoảng nhiệt độ trên (ví dụ dưới 19 độ hoặc trên 33 độ) thì nấm men sinh trưởng phát triển kém dẫn đến rượu dễ bị hư hoặc làm giảm hiệu suất lên men rượu (nấu được ít rượu).
Ngoài ra trong thực tế, không thể tồn tại khối dung dịch lên men chỉ có chủng nấm men Saccharomyces Cerevisiae, vì luôn có các vi sinh khác cùng tồn tại. Các vi sinh đó có thể là vi nấm, men dại, các loài tạp khuẩn. Khi nhiệt độ khối dung dịch trên 30 độ thì khả năng hoạt động của nấm men có lợi giảm dần nhưng đồng thời đây lại là môi trường lý tưởng cho tạp khuẩn và men dại phát triển. Hệ quả là làm cho các sản phẩm phụ của quá trình lên men sinh ra nhiều hơn, làm hư rượu, rượu bị chua hay có mùi vị lạ và làm giảm hiệu suất sinh rượu.
Cụ thể, ở nhiệt độ trên 30 độ thì men dại phát triển nhanh hơn chủng Saccharomyces 2-3 lần, còn ở nhiệt độ từ 35-38 độ C chúng sinh trưởng nhanh hơn từ 6-8 lần.
Nồng Độ Rượu
Trong quá trình lên men, nấm men sẽ sinh sôi và phát triển theo cấp số nhân, sau 2 giờ bắt đầu sản sinh ra rượu etylic và tích tụ dần. Hàm lượng rượu sinh ra trong khối dung dịch tăng dần theo thời gian. Nhưng con men bị suy yếu và không thể sinh trưởng tốt khi môi trường có nồng độ cồn quá cao, độ cồn tăng dần làm chậm dần khả năng sinh trưởng của con men khi đến một ngưỡng cồn nào đó hoạt động lên men sẽ dừng hẳn.
Theo nghiên cứu từ nhiều nguồn tài liệu, chúng tôi nhận thấy có sự khác nhau về ngưỡng độ cồn của nấm men và con số được nhắc đến nhiều nhất là ngưỡng 13% độ cồn. Nhưng trên thực tế lại khác đôi chút, nhiều công ty sản xuất rượu có bí quyết riêng, tôi luyện được con men sống trong môi trường có ngưỡng độ cồn cao hơn con số trên từ 3-5 độ.
Ví dụ: Công ty Angel Yeast Co., Ltd tại Vũ Hán – Trung Quốc đã “tôi luyện” được loại men “Hulk”, có hiệu suất sinh cồn cực kì cao và sống khỏe mạnh trong môi trường có ngưỡng độ cồn >15%. Hay ở một số trường hợp khác giống men rượu vang chỉ có thể sinh trưởng trong môi trường có độ cồn 7 độ, còn giống men rượu mạnh có thể sinh sống trong môi trường nồng độ cồn 18%.
Độ PH
Độ PH là yếu tố có nhiều ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của con men. Vì độ PH sẽ làm thay đổi diện tích của vỏ tế bào nấm men, do thay đổi nên nó làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng trong quá trình lên men. Trong khối dung dịch có cả nấm men và vi sinh cũng như tạp khuẩn. Mỗi loại có độ PH ưa thích khác nhau. Như nấm men có thể phát triển trong môi trường PH từ 2-8, nhưng thích hợp nhất trong khoảng PH 3,7-4,5. Còn vi khuẩn lại phát triển tốt trong môi trường có độ PH từ 4 trở lên. Vì thế, trong quá trình lên men, nên giữ độ PH ở ngưỡng từ 4-4,5 là tốt nhất.
Trong thực tế, người ta thường điều chỉnh độ PH khối dung dịch lên men bằng acid citric (axit chanh) hoặc NaHCO3. Cả hai hoạt chất này không gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của nấm men và an toàn cho sức khỏe.
Độ Ngọt
Nồng độ đường cũng là 1 yếu đổ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. Con men ăn đường và cần đường để sinh sôi nảy nở, nhưng độ đường thích hợp nhất cho nó lại chỉ từ 18-22%, nếu độ đường cao hơn chúng sẽ suy yếu và sinh trưởng kém, còn nếu độ đường thấp quá thì môi trường đó làm nó không bắt đầu sinh trưởng được và đó lại là môi trường tốt cho các loài vi sinh tạp, dại khuẩn phát triển. Đặc biệt, độ ngọt tên 35% thì tất cả nấm men và vi sinh đều chết.
Hàm Lượng, Chất Lượng Từng Nấm Men
Men Rượu – Một Trong Những Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Lên Men Rượu
Để lên men thì cần vi sinh men giống (nấm men “nguyên chất”), nấm men thương phẩm tồn tại ở dạng bào tử. Sau đó ta cần nhân sinh khối, làm cho nấm men đang từ dạng ngủ bào tử trở lại và bắt đầu sinh sôi nảy nở. Khối dung dịch được nhân giống được bổ sung vào xô dung dịch đã đường hóa với nồng độ đường thích hợp để bắt đầu quá trình lên men. Hàm lượng giống men trong sinh khối càng đậm đặc, càng nhiều hay số lượng vi sinh men càng nhiều thì tốc độ nhân sinh khối, tốc độ lên men càng nhanh và thuận lợi. Vì vậy trong các nhà máy sản xuất rượu bia, việc kiểm soát mật độ vi sinh men trong sinh khối rất kỹ càng.
Còn trong bánh men truyền thống thì mật độ bào tử men trong mỗi bánh men (hoặc trong mỗi kg bột men) cũng là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng và quá trình lên men. Chính vì thế cùng lên men cho 10kg cơm, nhưng có nhà sản xuất nói chúng ta phải sử dụng từ 2-3 lạng men nhưng cũng có loại bánh men chỉ cần dùng 1,5 lạng là đủ.
Vừa rồi là những yếu tố chính mà chúng ta có thể điều chỉnh sự cho phù hợp quá trình lên men. Còn rất nhiều yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp như nồng độ O2, CO2, … nhưng các yếu tố đó chúng ta khó có thể can thiệp trực tiếp nên chúng tôi tạm thời không nhắc đến.
Cách Tăng Hiệu Quả Quá Trình Lên Men Rượu Truyền Thống
Quy Trình Nấu Rượu Thủ Công
Thời điểm khó vào men và dễ làm hư rượu nhất là vào mùa đông và mùa hè. Mùa hè nóng quá rượu thường bị chua, mùa đông lạnh quá con men dễ chết, hiệu suất lên men thấp. Vậy phải làm sao?
Điều Chỉnh Nhiệt Độ
- Lắp điều hòa: Vào mùa đông và mùa hè bạn nên lắp đặt điều hòa trong phòng ủ men để chủ động điều chỉnh nhiệt độ sao cho phù hợp với điều kiện sinh trưởng và phát triển của nấm men, nấm mốc. Trong quá trình lên men khô thì căn cứ vào nhiệt độ ưu thích của nấm mốc (25-30 độ C) và cung cấp oxi trong suốt quá trình.
- Kiểm tra nhiệt độ khối dịch thường xuyên nếu chưa có kinh nghiệm. Dù bạn là một người nấu rượu chuyên nghiệp cũng nên mua 1 máy đo nhiệt độ điện tử cắm sâu vào khối dịch để kiểm tra nhiệt độ trong các ngày nhiệt độ bất thường (lạnh quá, nóng quá).
Điều Chỉnh Lượng Men Phù Hợp Theo Mùa
- Vào mùa đông: Do thời tiết lạnh, con men khó sinh sôi, bạn nên tăng thêm 10% lượng men so với bình thường. Đồng thời, rắc men khi cơm còn ấm (khoảng 35-40°C) để kích thích hoạt động của con men.
- Vào mùa hè: Thời tiết nóng bức khiến quá trình lên men diễn ra nhanh hơn. Do đó, bạn nên giảm 10% lượng men để tránh rượu bị chua hoặc đắng. Ủ rượu ở nơi thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.
Các Mẹo Khác
- Chuẩn bị bình chứa rượu và sản xuất rượu trong những tháng có thời tiết thuận lợi, hạn chế nấu rượu vào tháng chính hè vì lúc đó nắng nóng nhiệt độ cao.
- Nấu cơm vừa chín tới, hạt dẻo, vừa ăn, không quá nhão bởi cơm nhão khó bắt men vì không có khe hở oxy cho nấm men phát triển, cơm còn sống làm giảm sản lượng rượu vì còn sót tinh bột.
- Khi ủ khô mở nắp xô từ 1-3 ngày đầu cho nấm mốc sinh trưởng. Sau 3 ngày, đổ nước và lên men tiếp trong 4-10 ngày thì đậy kín nắp chậu vì nấm men không thích oxy.
- Thường xuyên vệ sinh dụng cụ nấu rượu để loại bỏ vi khuẩn, giảm mùi vị khó chịu
- Trộn đều cơm với men, đảo tơi cơm trước khi ủ khô để lên men dễ hơn
- Độ ẩm khi lên men rượu truyền thống khoảng 65% đến 75%. Nếu độ ẩm quá cao nên sử dụng máy hút ẩm. Cài đặt sẵn chế độ độ ẩm còn 65%-75%.
Ở trên là những kiến thức được chúng tôi đúc kết từ kinh nghiệm hơn 20 năm nấu rượu thủ công truyền thống. Hi vọng với những chia sẻ trên sẽ mang lại cho bạn nhiều kiến thức bổ ích. Hãy chia sẻ nội dung bài viết trên đến với mọi người bạn nhé. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!
