การผลิตไวน์

การผลิตไวน์

อ.ปิยะรัชช์  กุลเมธี

            ไวน์ (wine) เป็นเครื่องดื่มที่ได้จากการหมักน้ำผลไม้ให้เป็นแอลกอฮอล์   เกิดจากกิจกรรมของยีสต์ในการเฟอร์เมนต์น้ำตาล  โดยมีปฏิกิริยา ดังนี้
            C6H12O6 ->->  2C2H5OH + 2CO2 + energy
ยีสต์ไม่ใช้อากาศ   
ชนิดของไวน์
มีการแบ่งออกเป็นหลายแบบ เช่น  บางประเทศเรียกตามชื่อผลไม้  เมือง หรือประเทศผู้ผลิต  เรียกตามชื่อผู้ผลิต หรือตามจำนวนแอลกอฮอล์ (ดีกรี)  ภายในไวน์   เรียกตามกระบวนการผลิต  เป็นต้น
1  การแบ่งประเภทของไวน์ตามลักษณะการผลิตไวน์ (Vine et al., 1997)  คือ
1.1  Still wine คือ ไวน์ที่ไม่มีฟอง เช่น ไวน์แดง ไวน์ขาว และไวน์โรเซ่ เป็นต้น มีระดับความเข้มข้นของเอธานอลตั้งแต่ ร้อยละ 9-14 โดยปริมาตร
1.2  Fortified wine เป็นการนำ table wine มาปรุงแต่งเพิ่มเติม โดยการเติมบรั่นดีเข้าไปในไวน์ก่อนบรรจุขวด มีระดับความเข้มข้นของเอธานอลไม่เกินร้อยละ 23 โดยปริมาตร เช่น ไวน์ port หรือ sherry และ ไวน์ tokay เป็นต้น
1.3  Aperitif wine เป็นไวน์ที่ได้รับการปรุงแต่งกลิ่นรส ด้วยเครื่องเทศและสมุนไพรก่อนการบรรจุ เช่น ไวน์ Vermouth เป็นต้น
1.4  Sparkling wine เป็นไวน์ที่มีฟอง ซึ่งมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผสมอยู่ในไวน์ ในระดับความดัน 1.5 - 6.5 bar เช่น Sekr และ Champagne เป็นต้น
2.  การแบ่งไวน์ตามลักษณะสี   
2.1  ไวน์แดง เป็นไวน์ที่มาจากการหมักขององุ่นแดงหรือบางครั้งอาจจะได้มาจากการหมักของน้ำผลไม้ชนิดอื่นก็ได้ที่มีสีแดง เป็นไวน์ที่มีรสไม่หวาน และมีปริมาณแอลกอฮอล์ประมาณ 9-14 เปอร์เซ็นต์
2.2  ไวน์ขาว เป็นไวน์ที่มาจากน้ำองุ่นสีขาวหรือสีเหลืองอ่อนๆ สีของไวน์นี้ไม่ใช่สีขาวเลยทีเดียว แต่จะออกเป็นสีน้ำตาลหรือสีเหลืองอ่อน และเป็นไวน์ที่มีรสชาติและปริมาณแอลกอฮอล์พอๆ กับไวน์แดง
2.3  ไวน์สีชมพู หรือโรเซ่ไวน์  เป็นไวน์ที่ได้มาจากการทำงานเช่นเดียวกับไวน์แดง แต่สีอ่อนกว่า จะแตกต่างกันตรงที่สีเท่านั้น อาจเนื่องมาจากการนำเอาไวน์ขาวกับไวน์แดงผสมกัน ส่วนรสชาติที่ได้อาจจะแตกต่างกันกับไวน์ขาวและไวน์แดงไปบ้าง แต่ปริมาณแอลกอฮอล์จะเท่าๆ กัน
       3. การแบ่งไวน์ตามความเข้มข้นของแอลกอฮอล์           

• ไวน์หวาน (sweet wines)  เป็นไวน์ที่มีความหวานเหลืออยู่มาก  ส่วนมากเป็นไวน์ที่พึ่งหมักใหม่ๆ  มีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์โดยน้ำหนักไม่เกิน 10% 
• ดราย์ไวน์ (dry wines)  เป็นไวน์ที่มีน้ำตาลอยู่น้อย และมีแอลกอฮอล์สูง  ได้จากการหมักผลไม้นานๆ  โดยมีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์ตั้งแต่ 10-17 %  โดยน้ำหนัก
• ไวน์ชนิดแอลกอฮอล์สูง (dessert wines)  เป็นไวน์ที่มีแอลกอฮอล์สูงมาก  ไม่มีน้ำตาลเหลืออยู่เลยหรือมีเหลืออยู่น้อยมาก  โดยมีเปอร์เซ็นต์แอลกอฮอล์สูงกว่า 17-20 %  โดยน้ำหนัก

กระบวนการผลิตไวน์
การทำไวน์ทั้งไวน์แดงและไวน์ขาว ต่างมีการพัฒนาที่แตกต่างกันไป เพื่อปรับปรุงคุณภาพของไวน์ เช่น พัฒนาลักษณะของสีไวน์แดงด้วยการให้มีการหมักองุ่นแดงพร้อมทั้งเปลือก (skin contact) หรือไวน์ขาวใช้การแช่เนื้อองุ่นเขียวในน้ำองุ่นก่อนหมัก (pomace contact) เพื่อเพิ่มสารให้กลิ่นรสในไวน์ให้เข้มข้น (Amold and Noble, 1979) กระบวนการผลิตไวน์ สามารถแบ่งได้เป็น 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ วัตถุดิบและการเตรียมวัตถุดิบ ขั้นตอนการหมักและขั้นตอนการพัฒนาผลิตภัณฑ์หลังการหมัก ซึ่งแต่ละขั้นตอนจะมีผลต่อคุณภาพของไวน์ที่ผลิตได้
1  วัตถุดิบและการเตรียมวัตถุดิบ
1.1  วัตถุดิบ
วัตถุดิบที่นิยมนำมาใช้ในการหมักไวน์ส่วนใหญ่ คือ องุ่น และมีการนำผลไม้อื่นๆ ที่สามารถใช้ในการผลิตไวน์ เพื่อใช้ในการหมักไวน์ผลไม้ เช่น พีช พลัม สตรอเบอร์รี่ มังคุด ลำไย มะขาม กระเจี๊ยบ เป็นต้น ชนิดของวัตถุดิบที่นำมาใช้ในการผลิตไวน์มีผลต่อสารองค์ประกอบทางเคมีและคุณภาพของไวน์ที่ผลิตได้ทั้งสี กลิ่นและรสชาติของไวน์ วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตไวน์แตกต่างกันหรือชนิดเดียวกันแต่สายพันธุ์ต่างกัน ทำให้ได้องค์ประกอบทางเคมีและคุณภาพของไวน์ที่ผลิตได้แตกต่างกัน
1.2  การเตรียมวัตถุดิบ
ผลไม้ที่นำมาใช้ในการผลิตไวน์ต้องผ่านขั้นตอนการล้างทำความสะอาด แยกส่วนที่เน่าเสียออกเพื่อเป็ณการขจัดสิ่งปนเปื้อนต่างๆ และลดปริมาณการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ บีบสกัดน้ำผลไม้และแยกเมล็ดออกทิ้ง ในขั้นตอนนี้ต้องระวังไม่ให้เมล็ดผลไม้แยกเพราะจะเป็นการเพิ่มสารแทนนินในน้ำผลไม้ซึ่งมีผลต่อความขมและความฝาดของไวน์ ดังนั้นการเตรียมผลไม้ที่ใช้ในการผลิตไวน์อาจต้องมีการย่อยสลายเพคติน ที่เป็นองค์ประกอบของผลไม้นั้น ๆ ข้อดีของการใช้เอนไซม์ pectinase คือทำให้สามารถบีบสกัดน้ำผลไม้ได้ง่ายให้ผลผลิตน้ำผลไม้สูง และยังช่วยในการสกัดสีและสารองค์ประกอบให้กลิ่นรสแก่ผลไม้ได้มากขึ้น
2.  การหมัก
การหมักไวน์ที่เกิดจากกิจกรรมของจุลินทรีย์ต่างชนิด หรือต่างสายพันธุ์กันมีผลให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีต่างกัน และเกิดขึ้นตลอดช่วงอายุของไวน์ จุลินทรีย์ที่ติดมากับองุ่นมีผลต่อการหมักไวน์ซึ่งประกอบด้วย ยีสต์ ฟังไจ แบคทีเรียจำพวกผลิตกรดแลคติก และแบคทีเรียกลุ่มอื่นๆ รวมทั้งแบคทีริโอฟาดจ์ (bacteriophages) จุลินทรีย์เหล่านี้มีผลต่อคุณภาพไวน์ในลักษณะต่างกัน นอกจากนี้มีการนำความรู้ทางพันธุวิศวกรรมตัดต่อยีน (gene) ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ยีสต์ที่ทนต่อความเข้มข้นเอธานอลสูง หรือให้ได้ยีสต์ที่เจริญได้ที่อุณหภูมิต่ำ โดยการ Hybridization เพื่อนำมาใช้ในการพัฒนากระบวนการหมักไวน์
การหมักไวน์เป็นการเปลี่ยนน้ำตาลในผลไม้ให้เป็นเอธานอล โดยยีสต์ในสภาวะที่ใช้ออกซิเจน (anaerobic condition) ซึ่งสามารถเจริญได้ในน้ำหมักที่มีปริมาณเอธานอล ร้อยละ 14 ถึง 15 โดยปริมาตร

ปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการหมักไวน์
1.  การใช้จุลินทรีย์ในการหมักไวน์ มีการใช้ 2 วิธี
1.1.  ใช้จุลินทรีย์ธรรมชาติ ได้มีการศีกษายีสต์ในผลไม้ต่างๆ พบว่าในผลไม้มียีสต์น้อย ส่วนใหญ่จะพบที่ผิวผลไม้ภายนอก โดยเฉพาะผลไม้ที่สุกจัด มีรสหวาน เมื่อทำการคั้นเอาน้ำผลไม้ปล่อยทิ้งไว้น้ำผลไม้จะเกิดการหมักเองโดยจุลินทรีย์ที่ติดมากับผลไม้ แต่ชนิดและปริมาณของจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่แน่นอน แตกต่างตามสภาวะแวดล้อม อุณหภูมิและความชื้น เป็นต้น ซึ่งทำให้ไวน์ที่ได้มีคุณภาพไม่สม่ำเสมอ
1.2  ใช้จุลินทรีย์บริสุทธิ์ที่คัดเลือกแล้ว ได้แก่ เชื้อยีสต์ ส่วนใหญ่จะเป็นยีสต์สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae เชื้อยีสต์ที่ใช้ในการหมักมีสภาพการเก็บรักษา 2 แบบ คือ เชื้อสดเพาะเลี้ยงบนอาหารเลี้ยงวุ้น (Nutrient agar) และสภาพผงแห้ง ซึ่งสามารถเก็บได้นานและมีประสิทธิ์ภาพที่ดีกว่ายีสต์สด
2. สภาวะของกระบวนการหมักไวน์
2.1  อุณหภูมิ ในขั้นตอนระหว่างการหมักจะมีพลังงานความร้อนเกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลจากการที่ยีสต์ใช้น้ำตาลซูโครสในการหมักไวน์ ความร้อนมีผลต่อการเจริญของยีสต์ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของน้ำหมักและอัตราการหมักของเอธานอล ยีสต์จะสามารถเจริญได้ดีที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง แต่ถ้าใช้อุณหภูมิที่สูงมากเกินไปจะทำให้การเจริญของยีสต์และอัตราการผลิตเอธานอลต่ำกว่าที่อุณหภูมิการหมักปกติ โดยทั่วไปจะควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ระหว่าง 18-20 องศาเซลเซียล
2.2  pH มีความสำคัญมากต่อการเจริญของยีสต์ อัตราการหมักไวน์ อัตราการผลิตเอธานอล และการสร้างสารพลอยได้อื่นๆ ตลอดจนควบคุมการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ที่ไม่ต้องการ
2.3  ในสภาวะที่มีอากาศ ยีสต์จะสามารถแบ่งตัวในระยะเจริญ เมื่อเวลาผ่านไปภายใน 24 ชั่วโมง การเจริญของยีสต์ในช่วงนี้จะให้ปริมาณแอลกอฮอล์ที่น้อยมาก ยีสต์จะผลิตกรดน้ำส้ม ทำให้ไวน์มีรสเปรี้ยวและมีกลิ่นบูด แต่ในสภาวะไม่มีอากาศยีสต์จะแบ่งเซลล์ได้น้อยกว่าแต่จะให้แอลกอฮอล์ๆ ได้ดีกว่า 
2.4  ความเข้มข้นเอธานอล ในระหว่างกระบวนการหมักความเข้มข้นของเอธานอลจะสูงขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งจะสามารถยับยั้งการเจริญของยีสต์ได้

3  การพัฒนาผลิตภัณฑ์หลังการหมัก
3.1  การตกตะกอน
กระบวนการตกตะกอนของไวน์ที่ดีสามารถเพิ่มคุณภาพของไวน์ได้มาก โดยการตกตะกอนไวน์เป็นการเติมสารที่มีคุณสมบัติในการกำจัดหรือลดปริมาณสารแขวนลอยที่ไม่พึงประสงค์ในไวน์ และสามารถช่วยให้ได้ไวน์ที่ใส มีสีและกลิ่นที่ดีขึ้น สารที่ใช้ในการตกตะกอนไวน์ควรเป็นสารที่ได้จากธรรมชาติ เช่น gelatin, tannin หรือ bentonite เป็นต้น ความขุ่นที่เกิดขึ้นในไวน์เกิดจากเนื้อองุ่น ยีสต์ แบคทีเรีย สารแขวนลอยอื่นๆ และสารที่เกิดประจุขึ้นระหว่างกระบวนการเก็ยบ่มไวน์ ซึ่งสารเหล่านี้จะอยู่ในรูปของโปรตีนเพคติน หรือสารที่เกิดจากการสลายสารในกลุ่ม polyphenol การดูดซับหรืดการซึมซับของสารที่ใช้ในการตกตะกอนไวน์กับสารแขวนลอย จะได้กลุ่มสารที่มีขนาดใหญ่ขึ้นง่ายต่อการกรอง
3.2  การกรอง
เป็นขั้นตอนที่มีความสำคัญในการเพิ่มคุณภาพของไวน์ ซึ่งใช้วิธีการกรองแบบ microfiltation  ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของสีและกลิ่นของไวน์ลดลงได้ ซึ่งขึ้นอยู่กับความดันและอัตราการไหลของไวน์
3.3  การบ่ม
เป็นช่วงเวลาที่สำคัญ ที่ทำให้ไวน์มีคุณภาพ การบ่มช่วยให้ไวน์มีกลิ่นหอมและมีรสชาติที่ดีขึ้น ไวน์ทุกชนิดควรมีการบ่มให้เพียงพอเพื่อให้เกิดการพัฒนาของกลิ่นหอมที่สมบูรณ์ที่สุด ไวน์แต่ละชนิดจะมีระยะเวลาในการบ่มที่ไม่เท่ากัน ภาชนะในการบ่มอาจใช้ขวดแก้ว ถังสแตนเลส แต่มีข้อเสียคือราคาแพง สำหรับในระดับอุตสาหกรรรมการบ่มไวน์นิยมใช้ถังไม้โอ๊ค ในระหว่างการบ่มจะเกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างช้าๆ เพื่อเปลี่ยนแปลงสารที่มีในไวน์ให้อยู่ในลักษณะที่สมดุล เป็นผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกลิ่นรส

ปัจจัยที่มีผลต่อการหมักไวน์
1.  ภาชนะที่ใช้หมักเป็นวัสดุที่แข็งแรง ทนต่อกรด ต่อแอลกอฮอล์ ไม่เป็นสนิมหรือผุกร่อนรั่วซึม ทำความสะอาดได้ง่าย
2.  สายพันธุ์ ยีสต์ Borgandry   หรือ Saccharomycese  cerevisiae  เป็นสายพันธุ์ที่นิยมใช้เพราะทนต่อความเข้มข้นของน้ำตาล และแอลกอฮอล์สูง  โดยนิยมเตรียม starter ก่อนประมาณ 3-5% ของปริมาณน้ำผลไม้ทั้งหมดที่ต้องการจะหมัก  เพื่อไม่ให้เกิดการหมักช้าซึ่งจะทำให้เกิดการเจริญของเชื้ออื่นได้  หรือเพื่อไม่ให้เกิดการหมักเร็วเกินไปเพราะจะได้รสชาติที่ด้อยลง 
3.  ความเข้มข้นของน้ำตาลซึ่งเป็นแหล่งคาร์บอนและแหล่งพลังงานให้กับยีสต์ โดยการใช้ความเข้มข้นสูงจะส่งผลก่อให้เกิดเอธานอล มากโดยปรับในช่วง 20-24% ถ้าสูงกว่าระดับนี้ จะทำให้ยีสต์ตายได้ (เพราะน้ำตาลเข้มข้นสูงมีผลทำ ให้เซลล์เหี่ยวเสียสภาพ)
4.  แหล่งไนโตรเจนผลไม้รสเปรี้ยวส่วนใหญ่ เมื่อนำมาหมักไวน์มักมีปัญหาการหมักหยุดชะงักก่อนถึงระยะเวลาที่เหมาะสม เนื่องจากไม่มีแหล่งไนโตรเจน ที่ส่งเสริมการเจริญของยีสต์ ดังนั้นจึงเติมสารที่เป็นแหล่งในโตรเจน ได้แก่ แอมโมเนียมซัลเฟต หรือ แอมโมเนียมฟอสเฟต 0.05-0.1% (0.5-1.0 กรัม ต่อ น้ำหมัก 1 ลิตร) หรือ อาจเติมเนื้อองุ่น หรือ เนื้อสับปะรดที่สับ (เป็นผลไม้ที่มีแหล่งอาหารของยีสต์สูง)
5.  ปริมาณกรด (acidity)ในน้ำผลไม้  กรณีไวน์ขาวควรมีปริมาณกรด 0.6-0.7%  และ ไวน์แดง 0.4-0.5%   วิเคราะห์ปริมาณกรดด้วยวิธีการไตเตรท
ส่วนความเป็นกรดด่างของน้ำผลไม้ (pH) น้ำผลไม้ที่เตรียมเป็นน้ำหมัก ควรปรับระดับ pH ให้อยู่ในช่วง 4.0-4.5 เป็นสภาวะที่ยีสต์ เจริญได้ดี (ถ้าเป็นกรดมาก ให้ปรับด้วยน้ำปูนใส ถ้าเป็นด่างมากให้ปรับด้วยน้ำมะนาว น้ำมะขามเปียก หรือใช้สารเคมีตามความเหมาะสม)
6.  อุณหภูมิที่ใช้หมักไวน์ควรควบคุมอุณหภูมิการหมักในช่วง 15-25 องศาเซลเซียส ไวน์ขาวควรหมัก 15-18 องศาเซลเซียส ไวน์แดงควรหมัก 15-25 องศาเซลเซียส ถ้าอุณหภูมิสูงกว่าน้ำ จะมีผลทำให้กระบวนการหมักเกิดขึ้นได้เร็ว โดยยีสต์ผลิตเอธานอล ปริมาณสูงในช่วงระยะเวลาหมักที่สั้น โดยเอธานอลที่สูงจะไปทำอันตรายกับเซลล์ยีสต์ที่มีสภาพไม่แข็งแรงเนื่องจากช่วงอุณหภูมิไม่เหมาะสมต่อการเจริญ ส่งผลให้ยีสต์ตาย การหมัก จึงหยุดชะงักก่อนถึงระยะเวลาที่เหมาะสม ทำให้ระดับความแข็งแรงแอลกอฮอล์ต่ำกว่าที่ สภาวะอุณหภูมิที่เหมาะสม
7.  การตรวจสอบคุณภาพระหว่างการหมักควรเก็บตัวอย่างไวน์เพื่อวิเคราะห์ว่าไวน์มีความบกพร่องหรือไม่ การหมักควรใช้เวลา 3-4

วัตถุประสงค์       เพื่อให้รู้จัก และมีทักษะในการทำไวน์

วัตถุดิบและอุปกรณ์

ผลไม้ น้ำกลั่น น้ำตาลทราย เชื้อยีสต์ KMS DAP

Flask เครื่องชั่งน้ำหนัก Loop ถังหมัก ขวดไวน์