Lên men là gì?
Lên men là quá trình nuôi cấy, phát triển vi sinh vật trong thực phẩm để vi sinh vật chuyển đổi đường thành sản phẩm như: axit, khí hoặc rượu,…
Ví dụ: Khi nấm men thực hiện quá trình lên men. Chúng “ăn” đường và chuyển hóa đường thành rượu.
Trong điều kiện hiếu khí hoặc yếm khí (ít không khí), các vi sinh vật này phát triển mạnh mẽ. Dân gian hay gọi là làm “chín”
Lịch sử lên men
Khoảng 20.000 năm TCN, khi khí hậu trái đất tăng lên cùng với tập tính săn bắt – hái lượm chuyển thành trồng trọt. Nhờ sự chuyển đổi tập tính đã làm nền cho sự hình thành của quá trình lên men. Khoảng 9500 năm TCN, các nhà khảo cổ đã tìm thấy dấu vết của sự canh tác tám loại cây trồng cơ bản. Các nhà khoa học cho rằng con người ở khu vực này đã khám phá ra quá trình lên men rượu (từ ngũ cốc). Sau nhiều quá trình phát triển, năm 200 TCN quá trình lên men đã được con người ứng dụng rộng rãi và thêm nhiều sản phẩm mới ra đời: rau muối chua, phô mai, tương,…
Nhà sinh vật học người Pháp Louis Pasteur được biết đến là người đầu tiên nghiên cứu và hiểu rõ sự lên men của vi sinh vật
Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu
Nhiệt độ – nhân tố lớn nhất ảnh hưởng đến quá trình lên men rượu
Một trong những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men là nhiệt độ.
Với sinh trưởng của đa số nấm men, nhiệt độ thích hợp khoảng 28-32 độ C, nhưng với lên men thì không hẳn. Để sản xuất rượu trắng thì nhiệt độ thích hợp sẽ là 30-35 độ C. với rượu vang là 20-25 độ C và bia là 6-12 độ C
Lên men tại khung nhiệt 30-35 độ C sẽ diễn ra nhanh và kết thúc sớm nhưng nếu không lên men hết các đường còn sót lại sẽ rất nguy hiểm, vì đường sót lại sẽ biến đổi thành axit lactic, khiến dịch men bị chua và ảnh hưởng mùi vị.
Các chủng nấm men có nhiệt độ sinh trưởng khác nhau, có những loài hô hấp rất kém khi nhiệt độ xuống thấp, cường độ hô hấp của chúng chỉ bằng ⅕ khi ở 5 độ C và 30 độ C.
Do đặc thù của Việt Nam nằm ở khu vực nhiệt đới, nếu chọn được chủng men hoạt động ở nhiệt độ 36-38 độ C mà không giảm chất lượng thì đó là giống men tốt, vì nhiệt độ mùa hè có thể lên 38-40 độ C.
Oxy hòa tan – độ hiếu khí
Độ hiếu khí được thể hiện bằng lượng o2 hòa tan trong môi trường. Nhiệt độ càng cao thì lượng oxy hòa tan trong không khí càng thấp.
Oxy hòa tan vào môi trường dưới dạng bọt khí nhỏ làm kích thích sinh sản của nấm men và tạo điều kiện cho tế bào nấm men hô hấp. Trong môi trường có khuấy trộn và thổi khí làm cho bọt khí càng phân tán nhỏ và đều hơn, do đó tế bào nấm men được tiếp xúc với chất dinh dưỡng và oxy tốt hơn.
Thời điểm duy nhất để oxy có ích cho nấm men là khi quá trình lên men bắt đầu xảy ra, sau đó phải đậy kín chum, bình để loại bỏ oxy. Vì khi lên men sẽ cần môi trường kỵ khí, thay đổi môi trường sẽ ảnh hưởng đến mùi thơm của rượu.
Độ PH
PH của môi trường lên men cũng ảnh hưởng rất lớn đến vi sinh vật, độ PH này của các chủng vi sinh, nấm men là không giống nhau.
Men rượu có PH thích hợp ban đầu khoảng 5.5, trong quá trình lên men PH giảm xuống 4.4-4.5 rồi tăng dần.
Các bạn có thể dùng máy đo hoặc quỳ tím để đo môi trường sống của vi sinh vật.
Nồng độ rượu etylic
Nấm men trong môi trường lên men sẽ phát triển cấp số nhân và tích tụ rượu etylic sau 2 giờ đầu. Hàm lượng rượu tăng dần sẽ làm cho sinh trưởng nấm men càng chậm dần đến một lúc nào đó sẽ dừng hẳn sự phát triển của nấm men.
Khả năng chịu nồng độ cồn của các dòng nấm là khác nhau, một chủng nấm men có thể tích tụ được nhiều rượu etylic trong môi trường nghĩa là nấm men đó có khả năng chịu được độ rượu cao, do đó hiệu suất kinh tế cũng tăng lên. Phải kể đến là men vi sinh, nhưng sử dụng dòng men đó sẽ mất đi hương vị của rượu truyền thống.
Thành phần trong môi trường cũng tác động tới quá trình lên men rượu
Thành phần môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của nấm men, hiệu suất lên men.
Trong môi trường có thể chia thành 4 nhóm:
+ Nguồn cacbon dinh dưỡng, chủ yếu là các loại đường để lên men
+ Nguồn nitơ dinh dưỡng
+ Các nguồn khoáng đa lượng, trung lượng và vi lượng
+ Nguồn các chất sinh trưởng gồm: các vitamin, axit amin, peptit,..
Trong bài viết này chưa đề cập chuyên sâu về thành phần môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men do có mặt hạn chế về công nghệ kỹ thuật khi triển khai nghiên cứu với các hộ úp men. Các thành phần môi trường còn tùy thuộc vào khí hậu, độ ẩm, độ cao, nên rất khó có công thức chính xác.
Sự sinh trưởng của hệ sinh vật trong bánh men chủ yếu vẫn qua kinh nghiệm cha ông từng vùng, chưa chắc kinh nghiệm của nhà này, đã áp dụng chính xác với nhà kia. Nhưng những kinh nghiệm/mẹo đó vẫn tuân theo những nguyên lý kể trên, đúc được từ trăm lần sửa sai.