BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM О MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI TH2 SẢN XUẤT BIA Lớp DHTP15A – 4203002[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM О MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI TH2 SẢN XUẤT BIA Lớp: DHTP15A – 420300218901 GVHD: Trần Thị Mai Anh Nhóm: 04 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 05 năm 202 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM STT Họ tên MSSV Nguyễn Thị Thảo Nhi 19506081 Nguyễn Quốc Huy 19485291 Phạm Tuyết Nhi 19474671 Bùi Tuấn Tùng 19476461 Nguyễn Hữu Quan 19471841 Mục lục Mục đích thí nghiệm Nguyên liệu, hóa chất dụng cụ 2.1 Dứa 2.2 Enzyme Pectinase 2.3 Nấm men (Saccharomyces cerevisiae) 2.4 NaHSO3 2.5 Dụng cụ Quy trình cơng nghệ 3.1 Sơ đồ quy trình 3.2 Thuyết minh quy trình Các nội dung thực 4.1 Chỉ tiêu theo dõi: 4.2 Phương pháp kiểm tra: 4.3 Lên men: 4.4 Thể tích sau lọc – độ cồn sản phẩm rượu Kết bàn luận Kiến nghị 11 Tài liệu tham khảo 11 Phân công nhiệm vụ công việc 11 BÀI 3: SẢN XUẤT RƯỢU VANG Mục đích thí nghiệm Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đường dịch trái trước lên men ̶ ̶ ̶ Hàm lượng đường 18% Hàm lượng đường 21% Hàm lượng đường 24% Nguyên liệu, hóa chất dụng cụ 2.1 Dứa Dứa loại ăn khơng kén đất thường trồng vùng gị đồi, đất dốc (những vùng đất kiệt dinh dưỡng) Dứa xem giàu chất dinh dưỡng , có mùi thơm hấp dẫn Dứa thành phần rượu vang, sau xử lý sơ đem ép để lấy dịch Từ dịch dứa, ta đem lên men để thu rượu vang Lượng đường có dứa dùng để cung cấp cho nấm men trình lên men rượu phần đường lại sau lên men tạo vị đặc trưng rượu vang dứa Đường tổng số chiếm 13 - 19,5% đường saccaroza chiếm 1/3 Acid chiếm 0,6% trọng lượng acid citric chiếm 87% lại acid malic acid khác Acid có tham gia số phản ứng trao đổi chất q trình lên men, cịn lại tạo vị chua đặc trưng rượu vang Amino acid - 0,3g/100g nguồn cung cấp Nito cho nấm men trình tăng sinh khối nấm men lên men Vitamin: vitamin A-130 UI, vitamin B1 -0,8 mg, vitamin B2- 0,02 mg, vitamin C-4,2 mg/100g Cung cấp cho rượu vang hàm lượng vitamin, tăng giá trị dinh dưỡng chất lượng rượu vang Chất khoáng: Ca – 16 mg, P – 11 mg, Fe – 0,3 mg, Cu –0,07 mg/100g, P – mg/100g Cung cấp hàm lượng chất khoáng cho rượu vang tham gia xúc tác cho hoạt động enzyme, góp phần cấu tạo thành phần nấm men Pectin dứa chiếm hàm lượng cao, pectin ảnh hưởng tới độ nhớt chất dịch quả, điều dẫn đến ảnh hưởng tới khả xúc tác enzyme chất lượng rượu vang Ngoài ra, dứa cịn có men Bromelin có tác dụng đẩy nhanh trình thủy phân chất giúp cho việc tiêu hóa tốt thường dùng cơng nghiệp thực phẩm 2.2 Enzyme Pectinase Enzyme pectinase nhóm enzyme thủy phân chất pectin, sản phẩm tạo thành acid galacturonic, galactose, methanol Enzyme pectinase bao gồm nhiều loại enzyme khác pectinesterase, polygalacturonase,… xúc tác thủy phân phân tử pectin thành sản phẩm khác PE (pectinesterase) xúc tác thủy phân liên kết ester acid pectic với nhóm metyl giải phóng pectate metanol Các pectate dễ kết lắng điều kiện có in Ca2+, làm cho sản phẩm ổn định, đồng thời rượu metanol thành phần không mong muốn sản phẩm PG (polygalaturonase) xúc tác thủy phân liên kết alpha-1,4-D-galacturonic phân tử pectin tạo thành acid galacturonic có phân tử nhỏ khó kết lắng, giúp sản phẩm ổn định Pectinesterase thu từ nguồn khác có giá trị pH tối ưu khác Nếu thu nhận từ nguồn vi sinh vật pH từ 4.5 – 5.5, từ nguồn thực vật có pH tối ưu từ 5.0 – 8.5 Nhiệt độ tối ưu 50 – 550C Polygalacturonase gọi pectin depolymerase, PG, pectolase, pectin hydrolase poly – alpha – 1,4-galacturonide glycanohydrolase, enzym thủy phân liên kết alpha – 1,4 glycosidic gốc axit galacturonic Polygalacturonan, có thành phần axit galacturonic, thành phần carbohydrate quan trọng mạng pectin bao gồm thành tế bào thực vật Do đó, hoạt động PG nội sinh thực vật có tác dụng làm mềm trái q trình chín Enzyme pectinase có khả xúc tác có tính đặc hiệu cao, chúng làm biến đổi nhanh chóng mặt hóa học nguyên tử ngun liệu mà khơng gây ảnh hưởng tới cấu trúc khác có mặt nguyên liệu Hơn nữa, chất có rau (ở dạng khơng hịa tan) lai chất mà enzyme dễ dàng tác dụng để chuyển thành chất hòa tan Khi nghiền quả, thành phần có pectin khối nghiền có trạng thái keo, ép dịch khơng Nhờ pectinase phân giải chất pectin mà dịch suốt, không bị vẩn đục lọc dễ dàng 2.3 Nấm men (Saccharomyces cerevisiae) Nấm men Saccharomyces loại vi sinh vật thuộc chi Saccharomyces lớp Ascomycetes ngành nấm Nó dùng rộng rãi trình lên men làm bánh mì, rượu, bia Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ –6 đến 10 – 14 𝜇𝑚, sinh sản cách tạo chồi tạo bào tử Nguồn dinh dưỡng chủ yếu chúng sử dụng đường glucose, galactose, saccharose, maltose nguồn cacbon, chúng sử dụng amino acid muối amon nguồn nitơ Nấm men Saccharomyces cerevisiae dùng cơng nghiệp sản xuất rượu thường có tế bào lớn, có dạng hình cầu hay hình trứng, đường kính – mm Hoạt tính chủ yếu maltase, có hoạt lực làm dậy bột Thường 100% bền vững với rỉ đường Khả tích lũy sinh khối nấm men 0,2/ Điều kiện môi trường ảnh hưởng lớn tới tốc độ tăng sinh khối nấm men Chúng phát triển tốt nhiệt độ 28 – 30°C Độ pH tối ưu môi trường 4,5 – 5,5 Ngoài ảnh hưởng hợp chất hóa học rỉ đường, amonium sunphat, DAP, MgS04, axit sunfuric lớn Nồng độ mật rỉ đường tác động đến hấp thụ chất dinh dưỡng Ảnh hưởng cường độ khơng khí khuấy trộn tác động lớn lên tốc độ tăng trưởng nấm men 2.4 NaHSO3 ̶ Sodium bisulfite chất phụ gia thực phẩm có mã số E222 Sodium bisulfite q trình đóng hộp dùng để ngăn ngừa oxi hóa kiến trái cây, đồ hộp bị hóa nâu để tiêu diệt vi khuẩn ̶ NaHSO3 cơng thức hóa học hợp chất với tên gọi Natri bisulfit Sodium bisulfite Đây hợp chất tồn dạng tinh thể rắn, mang màu trắng, tan nước không cháy NaHSO3 có nhiều tên gọi khác Natri bisuflit hay Sodium hydrogen sulfite sodium bisulfite ❖ Tính chất vật lí: ̶ NaHSO3 mang tinh thể trắng, khơng cháy có vị khó chịu ̶ Khối lượng mol NaHSO3 104.061 g/mol ̶ Bề NaHSO3 dạng rắn màu trắng ̶ Khối lượng riêng NaHSO3 1.48 g/cm3 ̶ Điểm nóng chảy NaHSO3 150 °C (423 K; 302 °F) ̶ Độ hòa tan nước NaHSO3 42 g/100 mL 2.5 Dụng cụ ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ Cân đồng hồ Thau, tô, muỗn, đũa, nồi, vá Brix kế máy đo pH Pipet Bếp nấu van xe đạp ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ ˗ Bercher Nhiệt kế ống đơng chai PET 1,5 lit Bóp cao su Máy xay nghiền dây chuyền nước biển Quy trình cơng nghệ 3.1 Sơ đồ quy trình 3.2 Thuyết minh quy trình [1] Nguyên liệu dứa: dứa chín mua chợ Gị Vấp – Tp Hồ Chí Minh [2] Xử lý: Lựa chọn loại bỏ, cắt gọt bỏ vỏ, mắc gai, phần không sử dụng [3] Nghiền: ❖ Mục đích: phá vỡ cấu trúc tế bào thịt quả, dễ dàng cho việc thu nhận dịch ❖ Yêu cầu: xay nghiền mịn, thao tác nhanh chóng, q trình xay nghiền bổ sung thêm nước lọc để thực trình xay nghiền tốt ❖ Các biến đổi: + Vật lý: biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất, nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt dứa bị phá vỡ tạo điều kiện cho dịch bào ngồi Nhiệt độ ngun liệu tăng nhẹ ma sát + Hóa lý: có hịa tan oxy từ mơi trường khơng khí vào dịch dứa + Hóa học hóa sinh: số hợp chất polyphenol bị oxy hóa + Sinh học: dịch bào giải phóng, hệ vi sinh vật nguyên liệu dễ hấp thu chất phát triển Tuy nhiên, thời gian nghiền xảy nhanh biến đổi sinh học khơng đáng kể [4] Sunfit hóa: Sau nghiền nát nguyên liệu, không tiến hành đun sôi dung dịch lên men Để tiêu diệt VSV, thường dùng SO2 Lượng SO2 dịch lên men khơng q nhiều gây ức chế phát triển hoạt động chuyển hóa đường thành rượu Ngồi ra, cịn hạn chế biến màu dịch Hàm lượng sử dụng: 50ppm (50mg/kg) [5] Xử lý pectinase: Khi nghiền thu dịch bã nghiền, việc bổ sung enzyme pectinase làm dịch quả, hạn chế oxi hóa, sẫm màu dịch Hàm lượng sử dụng: 0,1%, nhiệt độ 50 – 550C, thời gian 60 phút [6] Lọc bã: ❖ Mục đích: loại phần thịt để lấy phần dịch ❖ Cách tiến hành: Dùng vải lọc rây để dung dịch chui qua lỗ nhỏ, giữ lại lớp vải lọc rây ❖ Các biến đổi: + Vật lý: dịch lọc thay đổi so với huyền phù ban đầu tỉ trọng, độ + Hóa lý: cấu tử dễ bay hợp chất mùi dịch lọc bị tổn thất + Sinh học: trình lọc kéo dài hệ vi sinh vật có sẵn huyền phù vi sinh vật từ môi trường sản xuất bị nhiễm vào huyền phù phát triển [7] Điều chỉnh dịch lên men ❖ Mục đích: bổ sung cung cấp lượng đường cho nấm men sử dụng cho trình lên men ❖ Các tiến hành: thực việc tính tốn bổ sung lượng syrup tùy theo mục đích yêu cầu ❖ Sơ đồ tiến hành: ❖ CT phối trộn: m1 C1 + m2 C2 = m C Trong đó: • m1 C1: dịch • m2 C2: Syrup • m C: Khối lượng tổng [8] Thanh trùng: ❖ Mục đích: tiêu diệt loại bỏ VSV ❖ Yêu cầu: nhiệt độ: 700C , tiến thành thời gian 15 phút [9] Làm nguội: ❖ Mục đích: làm nguội dịch vừa đun đến nhiệt độ phịng để chuẩn bị cho cơng đoạn lên men ❖ Yêu cầu: nhiệt độ: 28 – 330C tiến hành bổ sung men [10] Lên men Sau kết thúc q trình đường hóa, dịch đường làm lạnh 28 – 320C, cho vào thùng lên men Dưới tác dụng nấm men, đường biến thành rượu khí cacbonic với nhiều sản phẩm trung gian khác Kết thúc trình lên men thu hỗn hợp gồm rượu – nước – bã gọi giấm chín hay cơm hèm C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q Quá trình lên men bổ sung men Sacchromyces cerevisiae (lên men nổi) Men sử dụng dạng bột cần phải hoạt hóa, chuẩn bị dung dịch đường 20%, thời gian hoạt hóa vòng 30 phút [11] Vang dứa: Sản phẩm vang dứa Các nội dung thực 4.1 Chỉ tiêu theo dõi: • Nồng độ đường – Brix • pH • Độ cồn 4.2 Phương pháp kiểm tra: ❖ Phương pháp đo độ Brix: • Nguyên lý hoạt động: Brix kế đo độ khúc xạ ánh sáng qua mẫu, dựa nguyên lý tuyến tính nồng độ chiết xuất (khúc xạ) tức có nghĩa góc khúc xạ ln nhỏ góc tới tia khúc xạ hướng xuống so với tia tới Từ máy tính tốn hiển thị xác nồng độ Brix (nồng độ đường hay nồng độ chất tan 100g nước) • Ưu điểm: Brix kế cho kết nhanh xác • Nhược điểm: Kết đo độ Brix phụ thuộc vào nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng số khúc xạ giảm Đó lý bạn phải tham chiếu nhiệt độ mà phép đo số khúc xạ thực chuyển đổi sang Hầu hết máy đo khúc xạ sử dụng nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn 68°F (20°C) Đối với máy đo khúc xạ, nhiệt độ thiết bị yếu tố quan trọng Điều thực tế phép đo số khúc xạ, có giọt mẫu yêu cầu Khối lượng số lượng mẫu nhỏ để gần thừa nhận nhiệt độ thiết bị Nhiệt độ thiết bị phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ mơi trường mà sử dụng Đối với mơi trường phịng thí nghiệm sinh viên hiểu nguyên lý thực hành sai số chấp nhận ❖ Phương pháp đo độ cồn: • Nguyên lý hoạt động: Dựa nguyên lý tỷ trọng nước thấp độ cồn nước cao, độ chìm cồn kế dung dịch cho biết độ cồn dung dịch • Ưu điểm: Cho kết nhanh xác • Nhược điểm: số độ cồn xác nhiệt độ thích hợp (18 20°C), cịn nhiệt độ đó, độ cồn cồn kế khơng xác tuyệt đối gọi độ cồn biểu kiến Cũng có phương pháp khác cho phép quy đổi độ cồn biểu kiến thành độ cồn thực tế Khi đó, thơng thường người ta sử dụng thêm nhiệt kế cắm ngập vào rượu, cồn cần đo để lấy nhiệt độ rượu, cồn kết hợp với độ cồn biểu kiến cồn kế để tính tốn công thức cho độ cồn thực tế 4.3 Lên men: Nguyên liệu Chỉ tiêu Ngày Brix pH Nguyên liệu Chỉ tiêu Ngày Brix pH Hàm lượng đường 18% 1(28/4) 3.75 3(5/5) 3.97 4(6/5) 3.92 5(7/5) 3.96 Hàm lượng đường 21% 1(28/4) 3.61 Nguyên liệu Chỉ tiêu Ngày Brix pH 4.4 2(4/5) 4.03 2(29/5) 3.72 3(4/5) 3.88 4(5/5) 6.2 3.85 5(6/5) 3.92 6(7/5) 3.6 Hàm lượng đường 24% 1(28/4) 15 3.53 2(4/5) 3.64 3(5/5) 6.6 3.71 4(6/5) 3.76 5(7/5) 3.78 Thể tích sau lọc – độ cồn sản phẩm rượu HLĐ 18% HLĐ 21% HLĐ 24% V (ml) sau lọc 1890 1320 1430 V (ml) lên men 1200 1200 1200 Brix 15 13 Brix sau trùng 18 21 24 Độ cồn %vol 10 Chỉ tiêu Kết bàn luận 2kg → Xay = 1,7kg 1,7 ml 0,12g (lên men 1,2 lít) 0,5 lít 964,285g 237,715g Nguyên liệu dứa Enzyme Pectinase Nấm men Saccharomyces cerevisiae Nước Khối lượng thể tích dịch lọc m1 Khối lượng thể tích dịch syrup m2 Ta có: m1 + m2 = 1200 m1*13 + m2*69 = 1200*24 → m1 = 964,285g; → m2 = 237,715g; 10 Nhận xét: Khác hàm lượng đường trước men, sản phẩm thu độ cồn khác nhau, thời gian lên men, việc men sử dụng hàm lượng đường nhiều cho ta trình lên men nhanh hơn, cồn thu nhiều Kiến nghị Cần phải đảm bảo hàm lượng đường khảo sát với yêu cầu đặt Tài liệu tham khảo [1] Bùi Ái (2009) Công nghệ lên men ứng dụng công nghệ thực phẩm NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH(Tái lần thứ ba) [2] Nguyễn Đình Thưởng Nguyễn Thanh Hằng (2007) Công nghệ sản xuất & kiểm tra cồn etylic NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI(Tái lần 3) Phân công nhiệm vụ công việc STT Người thực Nội dung công việc Chuẩn bị nguyên liệu Nguyễn Hữu Quan Xay nguyên liệu Bùi Tuấn Tùng, Nguyễn Quốc Huy, Phạm Tuyết Nhi Quá trình nấu Nguyễn Thị Thảo Nhi, Nguyễn Hữu Quan Q trình đun sơi Bùi Tuấn Tùng, Phạm Tuyết Nhi Q trình đường hóa Phạm Tuyết Nhi, Nguyễn Hữu Quan Bổ sung enzym + men Nguyễn Quốc Huy, Bùi Tuấn Tùng Đo thể tích + cho dung dịch vào lọ Nguyễn Thị Thảo Nhi, Nguyễn Quốc Huy 11