nghiên cứu sản xuất nước bắp lên men

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 1 GIỚI THIỆU Nước giải khát lên men là một loại thức uống có từ rất lâu đặc biệt là các nước Đông Âu. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng và khô nên nhu cầu về nước giải khát rất lớn. Về nguồn nguyên liệu sản xuất nước giải khát ở Việt Nam vô cùng phong phú và đa dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng về nguồn nguyên liệu để sản xuất được ổn định lâu dài. Sản phẩm nước giải khát lên men từ tinh bột độ cồn thấp là một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi cho sức khoẻ. Dạng sản phẩm này hiện nay đang là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới, đặc biệt là các nước Anh, Pháp, Mỹ. Người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ bởi vì giá trị dinh dưỡng của nó mà còn bởi vì đây là một loại đồ uống giá rẻ, thích hợp đối với mọi lứa tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Hàm lượng cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu hoá, khiến bữa ăn trở nên ngon miệng mà không gây say như một số sản phẩm đồ uống có cồn khác. Bắp là một loại nguyên liệu giàu tinh bột và giá trị dinh dưỡng được đánh giá cao, phần lớn được sử dụng trong sản xuất tinh bột hoăc chế biến các món ăn. Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng chưa sản xuất nước giải khát lên men từ trái bắp. Vì vậy việc nghiên cứu để sản xuất nước giải khát lên men từ trái bắp là rất cần thiết và phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và Việt Nam. Do đó, sự phát triển của nước giải khát lên men từ trái bắp góp phần giữ lại các chất dinh dưỡng trong bắp, và cũng là một cách để đêm lại sự đa dạng hóa sản phẩm từ nguồn nguyên liệu bắp. Xuất phát từ thị trường ngày càng rộng của sản phẩm nước giải khát lên men, cũng như góp phần vào công nghệ sản xuất các loại nước giải khác lên men khác. Em quyết định nghiên cứu sản xuất sản phẩm “ nước giải khát bắp lên men ”. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1 Giới thiệu về bắp 1.1.1 Giới thiệu: - Bắp là cây lương thực quan trọng trên toàn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa gạo. Chính vì tầm quan trọng của nó nên cây ngô đã được toàn thế giới - Bắp có tên khoa học là (Zea Mays L, còn gọi là bắp), thuộc họ Hòa thảo (một lá mầm) thuộc chi Zea, loài Zea mays. Ngô, trong tiếng Anh “maíz” xuất phát từ tiếng Tây Ban Nha (maize) là thuật ngữ trong tiếng Taino để chỉ loài cây này, là từ thông dụng Vương quốc Anh để chỉ cây ngô. Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia, thuật ngữ hay được sử dụng là corn, là từ trước đây dùng để gọi cho một loại cây lương thực, hiện nay thuật ngữ này dùng để chỉ cây ngô, là dạng rút gọn của "Indian corn" là “cây lương thực của người Anh điêng”. - Bắp được xem là một loại ngủ cốc vàng vì không những nó đáp ứng cho nhu cầu thực phẩm chính của con người từ thuở sơ khai mà còn là một nguồn dinh dưỡng tiềm năng góp phần ngăn ngừa những triệu chứng bệnh lý của động mạch vành dẫn tới nhồi máu cơ tim, suy tim, tai biến mạch não và còn nhiều công dụng trong công nghệ thực phẩm. 1.1.2 Nguồn gốc và phân bố: - Lịch sử nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khảo cổ, di truyền học, thực vật học, dân tộc học và địa lý học…quan tâm và đưa ra nhiều giả thuyết. Có giả thuyết cho là nguồn gốc cây ngô khoảng năm 5.500 tới 10.000 trước công nguyên (TCN). Những nghiên cứu về di truyền học gần đây cho rằng quá trình thuần hóa ngô diễn ra vào khoảng năm 7000 TCN tại miền trung Mexico và tổ tiên của nó là loại cỏ teosinte hoang dại gần giống nhất với ngô ngày nay vẫn còn mọc trong lưu vực sông Balsas. Liên quan đến khảo cổ học, người ta cũng đã phát hiện các bắp ngô có sớm nhất tại hang Guila Naquitz trong thung lũng Oaxaca, có niên đại vào khoảng năm 4.250 TCN, các bắp ngô cổ nhất trong các hang động gần Tehuacan, Puebla, có niên đại vào ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 3 khoảng 2750 TCN. Một số giả thuyết cho rằng, có lẽ sớm nhất khoảng năm 1500 TCN, ngô bắt đầu phổ biến rộng và nhanh, ngô là lương thực chính của phần lớn các nền văn hóa tiền Columbus tại Bắc Mỹ, Trung Mỹ, Nam Mỹ và khu vực Caribe. Với người dân bản xứ tại đây, ngô được suy tôn như bậc thần thánh và có tầm quan trọng về mặt tôn giáo do ảnh hưởng lớn của nó đối với đời sống của họ. Việc gieo trồng ngô đã lan rộng từ Mexico vào tây nam Hoa Kỳ sau đó vào đông bắc nước này cũng như đông nam Canada, làm biến đổi cảnh quan các vùng đất này do thổ dân châu Mỹ đã dọn sạch nhiều diện tích rừng và đồng cỏ để trồng ngô. Ngô lan truyền sang châu Âu và phần còn lại của thế giới sau khi có tiếp xúc của người châu Âu với châu Mỹ. - Ngô được đưa vào châu Âu đầu tiên ở Tây Ban Nha trong chuyến thám hiểm thứ hai của Columbus vào khoảng năm 1494. Người châu Âu đã nhận biết được giá trị của nó và nhanh chóng phổ biến rộng rãi. Vào những năm đầu của thế kỷ XVI, bằng đường thủy các tầu của Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Italia đã đưa cây ngô ra hầu hết các lục địa của thế giới cũ. Năm 1517, ngô xuất hiện ở Ai Cập, Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Đức. Sau đó là nam châu Âu và Bắc Phi. Năm 1521, ngô đến Đông Ấn Độ và quần đảo Indonesia. Vào khoảng năm 1575 ngô đến Trung Quốc. - Cây ngô ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc. Theo Lê Quý Đôn trong “Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, người huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy được giống ngô đem về nước. Khắp cả hạt Sơn Tây đã dùng ngô thay cho lúa gạo. Từ đó ngô được phổ biến và phát triển ra khắp đất nước. 1.1.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của bắp 1.1.3.1 Cấu tạo của bắp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 4 Bắp gồm có cuống, lá bao, râu, lõi và hạt bắp: Cuống là bộ phận nối bắp với thân. Cuống gồm nhiều đốt rất ngắn, mỗi đốt có một lá bao (lá bi) bao xung quanh bắp. Lá bao bảo vệ cho bắp trong quá trình hình thành và phát triển. Râu bắp là vòi hoa vươn dài. Trên râu có nhiều lông tơ và tiết ra nhựa làm cho hạt phấn hoa dính vào dễ thụ phấn. Lõi bắp là trục đính các hoa cái, chủ yếu làm nhiệm vụ chuyển các chất dinh dưỡng từ cây vào hạt, được cấu tạo từ các chất xơ và một phần nhỏ các chất dinh dưỡng.  Đối với bắp tươi: Lá bao và râu chiếm 20%, lõi chiếm 20% và hạt chiếm 60% khối lượng toàn bắp.  Đối với bắp khô: Trọng lượng hạt chiếm 78% và lõi chiếm 22% khối lượng toàn bắp. Chú thích hình: A - thân cây B - đốt C - lóng D - cuống E - chồi non F - lá bao G - lá nhánh H - lõi ngô I - hạt bắp non J - vòi nhụy Cấu tạo của hạt bắp: Hạt bắp được cấu tạo bởi 5 phần chính là: Mày hạt, vỏ hạt, lớp biểu bì, nội nhũ và phôi hạt. K- Vỏ của lá tiếp theo L - bắp… M- cuống hoa khác N- lóng khác O- lá gốc Hình 1.1: Cấu tạo một tai bắp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 5 - Mày hạt: Là phần lồi ra ngoài ở cuối hạt, mày hạt là bộ phận đính hạt và lõi bắp. - Vỏ hạt: Là lớp màng mỏng bao quanh hạt để bảo vệ hạt. - Lớp biểu bì: Nằm dưới lớp vỏ hạt. Khối lượng vỏ và lớp biểu bì chiếm 5 – 11% khối lượng stoàn hạt. - Nội nhũ: Chiếm 75 – 83% khối lượng hạt và chứa đầy tinh bột; được phân biệt thành 2 miền:miền sừng và miền bột. - Phôi hạt: Nằm ở phần đầu nhỏ của hạt, dưới lớp biểu bì, chứa tất cả các tế bào phát triển của cây bắp, đóng vai trò quan trọng nhất trong sự xuất hiện và phát triển của các quá trình sống. Chiếm 10 – 15% khối lượng hạt. Hình 1.2: Hình cấu tạo hạt bắp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 6 1.1.3.2 Thành phần hóa học của bắp: Bảng 1.1 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của hạt bắp phân tích trên 100g Thành phần hóa học Giá trị/100g Đơn vị Nước 12,5 % Tinh bột 69,2 % Chất xơ 2,0 % Protein : - Tryptophan - Lysine - Threonin 10,6 0,19 1,02 0,94 % % % % Chất béo: - Acid oleic - Acid linoleic - Acid panmitic - Acid Stearic 4,3 31 50 13 3 % % % % % Chất khoáng - Canxi - Fe 7 2,3 mg mg Vitamin - B 1 - B 2 - Niacin - Vitamin A 0,45 0,11 2.0 450 mg mg mg U.L (Nguồn: Orr và Watt (1957), Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 7 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của các thành phần chính của hạt bắp (%) Thành phần hóa học Vỏ hạt Nội nhũ Phôi Protein 3,7 8,0 18,4 Chất béo 1,0 0,8 33,2 Chất xơ thô 86,7 27 8,8 Tro 0,8 0,3 10,5 Tinh bột 7,3 87,6 8,3 Đường 0,34 0,62 10,8 (Nguồn: theo Stanley A.Watson, 1987) 1.1.4 Phân loại bắp ở Việt Nam Ở Việt Nam có rất nhiều giống bắp, thường được xếp vào các loại khác nhau về cả tính chất và công dụng như: Bắp nếp (Zeamays Cearatina): - Đây là dạng bắp mới phát hiện (1929) có nguồn gốc ở Trung Quốc, qua quá trình chọn lọc lâu đời từ bắp đá rắn. - Đặc điểm: hạt màu trắng, dẻo chủ yếu để ăn. Tinh bột 70% trọng lượng hạt trong đó gần 100% là amylopectin. Bắp tẻ (ngô đá rắn) (Zeamays indurrata-Stus): - Đây là dạng bắp lâu đời nhất, có phạm vị phân bố tương đối rộng và phát triển trên thế giới, có khả năng chống chịu cao, chống rét, chống sâu bệnh, yêu cầu phân bón ít, thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất thấp nhưng phẩm chất ngon. - Đặc điểm: hạt màu trắng hoạt vàng, đầu hạt tròn, vỏ bóng óng ánh. Nội nhũ bột nằm ở giữa, nội nhũ sừng nằm xung quanh. Tinh bọt chiếm 65 – 83%. Trong đó: amylose: 25%, amylopectin: 75%. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 8 Bảng 1.3 Thành phần của bắp nếp và bắp tẻ theo % Thành phần hóa học Bắp nếp Bắp tẻ Nước 14,67 13,63 Protein 9,19 9,47 Chất béo 5,18 5,18 Tinh bột 65,31 68,02 Chất xơ 3,61 3,23 Chất khoáng 1,32 1,32 Vitamin 0,08 0,08 Các chất khác 0,40 0,33 (Nguồn: Cao Đắc Điểm, 1988) Bắp đường (Zeamays Sacharata. Stur): - Sự hình thành bắp đường như một thể đột biến từ nhóm bắp răng ngựa và nhóm bắp đá rắn. Đây là nhóm bắp còn trẻ so với các nhóm bắp khác, được nhiều nước Đông Âu, Mỹ phát triển trên diện tích rộng. - Đặc điểm: hạt dẹp, nhăn nheo, hạt màu vàng vị ngọt. Nội nhũ hoàn toàn sừng trong suốt. Lượng tinh bột không đáng kể Polysaccarit hòa tan trong nước: 19 – 31% Protein thấp Hàm lượng đường đạt cao nhất ở giai đoạn chín sữa (15 – 18%) chín sáp, chín hoàn toàn tỷ lệ đường giảm dần, do vậy thường thu hoạch vào giai đoạn chín sữa. Ở khí hậu nhiệt đới khó trồng và bảo quản. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 9 Bảng 1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bắp đường trên 100g Thành phần hóa học Giá trị dinh dưỡng/100g Đơn vị Hydrat cacbon 19,0 G Chất béo 1,2 G Protein 3,2 G Đường 3,2 G Chất xơ tiêu hóa 2,7 G Vitamin A 1,0 % Thiamin (B 1 ) 0,2 Mg Niacin(B 3 ) 1,7 Mg Fe 0,5 Mg Vitamin C 7,0 Mg Magiê 37,0 Mg Kali 270 Mg (Nguồn: Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam) Bắp rau (ngô bao tử): Là loại ngô có giá trị kinh tế cao, dùng để làm rau, bắp nhỏ, ít tinh bột. Bảng 1.5 Giá trị dinh dưỡng bắp rau phân tích trên 100g Thành phần hóa học Giá trị dinh dưỡng/100g Đơn vị Độ ẩm 89,10 % Chất béo 0,20 G Protein 1,90 G Hydrat cacbon 8,20 Mg ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên SVTH: Hà Thị Mơ 10 Tro 0,06 G Canxi 28,0 Mg Photpho 86,0 Mg Fe 0,10 Mg Vitamin 64,0 UI Thiamin 0,05 Mg (Nguồn: Chamnan Chutkaew, 1984) 1.1.5 Hình thái thực vật học của cây ngô [9] Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Song cây ngô đều có những dặc điểm chung về hình thái, giải phẫu. Các bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt. Cây thảo lớn mọc hằng năm, có thể cao tới 2,5m. o Thân: Thân cây bắp đặc, dày, trông tương tự như thân cây của các loài tre và các khớp nối (các mấu hay mắt) có thể có cách nhau khoảng 20-30 cm (8-12 inch). o Hoa: Hoa đực màu lục, tạo thành bông dài họp thành thuỳ ở ngọn. Hoa cái hợp thành bông to hình trụ ở nách lá và bao bởi nhiều lá bắc dạng màng; các Hình 1.3 Các loại bắp nếp, bắp đường, bắp tẻ, bắp rau phổ biến ở việt nam [...]... tham khảo sản xuất nước giải khát lên men từ nguyên liệu chứa tinh bột 1.7.1 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu bắp Bắp Nước Rửa sạch Nước thải Bào mỏng Lõi bắp Hấp Làm nguội Men giống Gieo men Lên men Rượu gạo Hãm cồn Bã bắp Lọc Rượu bắp Hình 1.8 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu bắp 1.7.2 Thuyết minh quy trình  Nguyên liệu bắp đường được rửa sạch nhằm loại bỏ đất cát, lá và râu bắp còn sót lại Sau đó, bắp đường... dai cho sợi giấy - Ngoài ra từ bắp còn rất nhiều ứng dụng để sản xuất các sản phẩm thực phẩm phục vụ cho con người :  Sản xuất syrup từ bắp được ứng dụng làm chất tạo ngọt từ tự nhiên, sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo và nước giải khát  Sản xuất dầu bắp từ phôi được sử dụng trong công nghệ thực phẩm  Sản xuất sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng từ bắp 1.2 Nước - Nước giữ vai trò rất quan trọng,... rất cao nếu cho nấm men vào sẽ giết chết nấm men hoặc làm giảm khả năng lên men của nấm men Để làm bắp mau nguội, ta trải bắp ra khay  Bắp sau khi làm nguội ta tiến hành gieo men: men được nghiền mịn và rải đều vào bắp Trong lúc gieo men luôn đảo đều tay để men được tiếp xúc đều hoàn toàn với bắp để quá trình lên men tối ưu  Sau quá trình lên men (120 giờ), nồng độ cồn của rượu bắp khoảng 8,5%v/v... yếu của nước giải khát Nước rửa cũng như nước dùng cho chế biến là nước sinh họat của hệ thống cấp nước của thành phố, đảm bảo đúng các tiêu chuẩn của Bộ Y Tế quy định Các thành phần, tính chất vật lý, hóa học và tính chất vi sinh của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng của sản phẩm - Thực tế nước dùng trong sản xuất hiện nay ở nước ta phổ biến nhất có hai nguồn : nước cấp... Nhiệt độ lên men: ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật và chất lượng của thực phẩm lên men Như thế cần chọn nhiệt độ lên men thích hợp để năng suất và chất lượng sản phẩm cao nhất Thông thường, quá trình lên men ở nhiệt độ thấp sẽ kéo dài Ngược lại lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ làm giảm hoạt tính bất thuận nghịch hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật Khi lên men thực... mạnh mẽ nên có hiệu quả điều trị nhiễm trùng đường tiết niệu, phù nề 1.1.7 Nghiên cứu trước đây về bắp - Trong nước thì đã có Nghiên cứu sản xuất tinh bột ngô làm tá dược", do nhóm nghiên cứu thuộc bộ môn Hóa Dược - Dược lý, Trường Cao đẳng Dược Phú Thọ - Sản phẩm rượu ngô của người dân tộc Na Hang, Tuyên Quang - Sản phẩm "Bắp đùm đóp hộp" Đề tài do Ths Nguyễn Duy Tân, Bộ môn Công nghệ thực phẩm,... chia làm hai nhóm: nấm men nổi Saccharomyces cerevisiae và nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis o Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae)  Nhiệt độ lên men : 10 – 25oC  Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường  Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày nổi trên bề mặt cùng với bọt của bia, bia tự trong chậm  Lên men được các đường: glucose,... trình lên men rượu [6]  Cơ sở khoa học của quá trình lên men: Trong ngành công nghiệp vi sinh, lên men được hiểu là một quá trình nuôi cấy vi sinh vật để chuyển hóa môi trường thành sản phẩm hoặc để thu nhận các sản phẩm trao đổi chất do vi sinh vật tổng hợp nên Nếu quá trình nuôi cấy vi sinh vật được thực hiện trong điều kiện có oxy thì quá trình lên men được gọi là hiếu khí và ngược lại là lên men. .. Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae) o Nấm men chìm (Saccharomyces carlsbergensis)  Nhiệt độ lên men : 0 – 10 oC  Lên men mạnh nhưng đằm, quá trình xảy ra trong lòng môi trường SVTH: Hà Thị Mơ 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên  Khi lên men xong, các tế bào cũng kết chùm hoặc chuỗi, song lại lắng xuống đáy thùng rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn so với lên men nổi  Lên men. .. quá trình lên men vừa tránh oxi hóa cồn vừa tăng độ cồn cho rượu bắp  Lọc hỗn hợp lên men qua vải lọc nhằm thu hồi dung dịch rượu, có thể ép chặt khối bã để thu được nhiều dịch hơn Bã bắp có thể dùng làm thức ăn cho gia súc SVTH: Hà Thị Mơ 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm, thời gian nghiên cứu: - Địa điểm nghiên cứu: tại . men, cũng như góp phần vào công nghệ sản xuất các loại nước giải khác lên men khác. Em quyết định nghiên cứu sản xuất sản phẩm “ nước giải khát bắp lên men ”. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s Huỳnh. trong sản xuất tinh bột hoăc chế biến các món ăn. Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng chưa sản xuất nước giải khát lên men từ trái bắp. Vì vậy việc nghiên cứu để sản xuất nước. trùng đường tiết niệu, phù nề. 1.1.7 Nghiên cứu trước đây về bắp. - Trong nước thì đã có Nghiên cứu sản xuất tinh bột ngô làm tá dược", do nhóm nghiên cứu thuộc bộ môn Hóa Dược - Dược lý,