Quá trình lên men rượu diễn ra thế nào, điều kiện, diễn biến là gì?

5/5 – (2 bình chọn)

Những sản phẩm lên men: rượu, sữa chua, nước mắm, hoa quả,… từ lâu đã trở nên phổ biến trong mâm cơm của con người. Các sản phẩm lên men đang trên đà phát triển theo sự phát triển của xã hội, đặc biệt là rượu – thức uống được ưa chuộng top đầu tại Việt Nam. Và để sản xuất ra rượu thì lên men chiếm yếu tố và vai trò tối quan trọng, vậy lên men trong sản xuất rượu có quá trình thế nào? diễn biến và điều kiện ra sao? Hãy cùng Rượu Việt tìm hiểu dưới bài viết này.

Khái niệm và phân loại lên men

Lên men là quá trình trao đổi vật chất và chuyển hóa vật chất, qua đó các chất hữu cơ bị tác động bởi vi sinh vật bổ sung vào quá trình lên men, nhờ enzyme nội tại của chúng để chuyển hóa thành các sản phẩm thứ cấp mong muốn.

Lên men rượu (ethanol) là quá trình lên men nhờ nấm men. Trong quá trình lên men, nấm men trao đổi chất trong môi trường chứa đường, chúng lên men và các chất dinh dưỡng cần thiết khác, từ đó tạo ra các sản phẩm đặc thù chủ yếu trong môi trường lên men rượu.

Sản phẩm rượu làm từ lên men

Phân loại:

1. Phân loại dựa theo tác nhân: lên men bởi nấm mốc, lên men bởi nấm men, lên men bởi vi khuẩn và nấm men, lên men bởi nấm mốc và nấm me
2. Phân loại theo nguyên liệu: sản phẩm lên men từ tinh bột, đường; sản phẩm lên men từ rau quả; sản phẩm lên men từ thủy sản và thịt; sản phẩm lên men từ sữa chua;…
3. Phân loại theo điều kiện: lên men yếm khí và hiếu khí
4. Phân loại theo tính chất sản phẩm cuối cùng: dựa vào tính chất của sản phẩm người ta thường chia ra: công nghiệp lên men cổ điển và công nghệ lên men hiện đại

Xem thêm:

Các giai đoạn hóa học của quá trình lên men rượu

Xét về mặt hóa học, quá trình lên men ethanol chia làm 2 thời kỳ: thời kỳ cảm hứng và thời kỳ tĩnh

Thời kỳ cảm hứng: Là thời kỳ đầu phản ứng xảy ra theo chiều hướng sản phẩm hình thành là glycerol. Do thời kỳ này, hàm lượng acetaldehyde (CH3CHO) chưa có nhiều để tiếp nhận Hidro của alcoldehydrogenase mà hydro lại chuyến đến cho phosphoglyceraldehyde tạo thành photpho glyceryl, sau đó photpho glyceryl bị thủy phân giải phóng  thành acid phosphoric và glyceryl

Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đã hình thành nhiều, nên hydro từ alcol dehydrogenase lại chuyển sang acetaldehyde (CH3CHO) theo chiều hướng sản phẩm chủ yếu là ethanol và CO2

Diễn biến của quá trình hóa học lên men rượu

Diễn biến của quá trình lên men rượu

Trong quá trình lên men rượu, đầu tiên tế bào nấm men hấp thu đường và chất dinh dưỡng khác lên bề mặt của chúng. Sau đó các chất khuếch tán quán qua màng bán thấm của tế bào vào trong tế bào.

Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường được chuyển hóa thành rượu và CO2. Rượu và CO2 tạo thành được thoát ra ngoài khỏi tế bào và khuếch tán vào môi trường, ethanol hòa tan vô hạn trong nước

Điều kiện của quá trình lên men ethanol

• Điều kiện yếm khí và PH 4-5

Trong điều kiện yếm khí, sự lên men rượu phát triển mạnh, song sự phát triển của nấm men bị hạn chế, khi đó nấm men thu năng lượng để duy trì hoạt động sống của chúng. Khi có O2, lúc này sản phẩm tạo thành chủ yếu là CO2 và H2O, do quá trình hô hấp tế bào xảy ra tối đa để nấm men phát triển.

Do đó, khi có O2 sẽ kìm hãm lên men ethanol, hiện tượng kìm hãm lên men ethanol dưới ảnh hưởng của oxy là hiệu ứng pasteur. Như vậy, trong điều kiện môi trường thật yếm khí và ph 4-5, sự lên men ethanol sẽ xảy ra theo cơ chế nuôi ngược dương. Khi có hiệu ứng pasteur, sự lên men ethanol sẽ xảy ra theo cơ chế nuôi ngược âm. Từ đó, cho thấy lên men ethanol phải được thực hiện trong điều kiện yếm khí.

Nồng độ PH 4-5 thì quá trình lên men rượu mới xảy ra

• Nhiệt độ và nồng độ đường

Ngoài ph và độ yếm khí, nhiệt độ và nồng độ đường cũng ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men hay quá trình lên men. Lên men ethanol thích hợp nhất ở nhiệt độ 29-32 độ C. Môi trường thuận lợi cho sự lên men ethanol là 10-18% đường. Nấm men có khả năng lên men ethanol trong môi trường dung dịch có 25-30% đường, nhưng tốc độ chậm. Nếu nồng độ đường cao sẽ gây áp suất thẩm thấu lớn, phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men, khi đó thời gian lên men kéo dài, sử dụng không triệt để đường, đồng thời ethanol tích tụ lớn gây ức chế hoạt động của nấm men. Nếu môi trường có nồng độ đường quá thấp sẽ không có lợi về kinh tế (chi phí trang thiết bị, nhân công,…)

• Ảnh hưởng của nồng độ Ethanol và CO2

Nồng độ ethanol ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men, do đó ức chế lên men. Một số dẫn liệu cho thấy khả năng lên men của nấm men bị chậm lại khi môi trường có nồng độ ethanol là 2% và ngừng lại khi môi trường có nồng độ ethanol là 5%

Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men ethanol. Việc tồn trữ CO2 trong môi trường sẽ ức chế quá trình lên men ethanol. Việc thoát khí CO2 lại tăng cường quá trình lên men ethanol vì sự thoát ra khí CO2 làm môi trường khuấy động, kéo dài trạng thái lơ lửng của nấm men do đó làm tăng nhanh sự lên men.

Trên đây là những diễn thuyết cơ bản về quá trình lên men ethanol, hy vọng bạn đọc sở hữu thêm được nhiều kiến thức. Để có thêm nhiều kiến thức về rượu, hãy thường xuyên truy cập trang website của Rượu Việt.