Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ Hồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI ÁI CÔNG NGHỄ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHÊ Ĩ E * PHÀM Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Bùi Ái CÔNG NGHỆ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THựC PHẨM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN t h v i ệ n _ í W P- H Tọq , NHÀ X U Ấ T BẢN ĐẠ I HỌC Q u ố c GIA T P HỒ CH Í M IN H - 2013 CÔNG NGHỆ LỌC VÀ CHẾ BIÊN DAU Nhà xuất ĐHQG-HCM tác giả/đối tỏc liờn kt gi bn quynđ pyright â by VN-HCM Publishing House and author/co-partnership All rights reserved c f* T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C BÁ CH K H O A , Đ H Q G -H C M Tái không SC/BS, lầ n thứ 2, năm 2013 M ỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC 1.1 Nguyên liệu - yêu cầu kỹ th u ật 1.2 Các phương pháp công nghệ sản xuất cồn etylic 1.2.1 Sơ đồ tổng quát 1.2.2 Các phương pháp sản xuất điển hình Chương CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA 2.1 Nguyên liệu dùng sản xuất bia (raw material producing beer) 2.1.1 Nước (water) 2.1.2 Đại m ạch (barley) 2.1.3 T h ể liệu 2.1.4 N ấm m en (yeast) 2.1.5 Huplông 2.1.6 Các chất phụ gia 2.2 Sản xuất m alt đại m ạch 2.2.1 Mục đích, ý nghĩa, định nghĩa m alt 2.2.2 Qui trìn h công nghệ sản xuất m alt đại m ạch 2.3 Sản xuất bia 2.3.1 C hế biến dịch đường - nấu bia 2.3.2 Lên m en - ủ chín bia 2.3.3 H oàn th iệ n sản phẩm bia Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG NHO 3.1* Tổng quan - P h ân loại sản phẩm 3.2 Công nghệ sản xuất vang nho trắng, rượu cham pagne rượu nguyên liệu cho cognac 3.3 Công nghệ sản xuất vang nho đỏ 3.4 N ấm m en dùng sản xuất rượu vang 3.5 Yêu cầu đô'i với nấm men rượu vang Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT s ố LOẠI RŨỢU u ố n g c a o Đ ộ 4.1 Công nghệ sản xuất rượu cognac 4.2 Công nghệ sản xuất rượu whisky 4.3 Công nghệ sản xuất rượu rum TÀI LIỆU THAM KHẢO 7 10 10 11 43 43 43 50 62 64 73 82 82 82 83 129 129 159 175 190 190 191 201 210 218 223 224 228 231 235 LỜI NĨI ĐẨU H iện việc trình bày ứng dụng cơng nghệ lẽn men nói chung lĩnh vực kinh tổ quốc dân rộng, đa dạng phức tạp, cho nơn sách CƠNG NG H Ệ L Ê N M E N ỨNG DỤNG TRONG CÔNG N G H Ệ TH ỰC PH ẤM Tác giả giới hạn việc trình bày ứng dụng công nghệ lên mcn ngành công nghiệp chế biến thực phẩm M uốn xác định tính riêng biệt ngành công nghiệp chế biến thực phẩm , trước hét ta cần quan tâm đến yểu tố: - Mục tỉ cu cồng nghệ chế biến thực phẩm - N guyên liệu sản phẩm cuối qui trình cơng nghệ chẽ biến thực phẩm - Định hình qui trình cơng nghệ chế biến thực phẩm Trẽn sở đó, ta dễ dàng tìm “chỗ đ ặ t” cho cơng nghệ lèn men điểm , đoạn chí tồn q trình cơng nghệ cách hợp lý, khoa học hiệu Đẽ tạo dược sản phẩm thực phẩm mang tính ti.cn bộ, hóìì th iện , mà trìg qui trình cơng nghệ có “chỗ đ ặ t” cơng nghệ lịn men, nhất, thiết phủi thấy rõ tính tiến hoàn thiện cua hai mặt sau: - Phẩn cứng: máy móc, trang thiết bị, dụng cụ đáp ứng mức độ nào? - Phần mềm: qui trình cơng nghẹ áp dụng trốn phần cứng đà hợp lý, thỏa đáng chưa? S ự dỏng góp tích cực công nghệ lẽn men việc tạo sàn phẩm mới, làm phong phú đa dạng hóa m ặt hùng cơng nghiệp chị biển thực phẩm điều du'ợc khẳng định Dù có nhiều năm làm công túc giáng dạy đại học NCKH lĩnh vực công nghệ lẽn men, Tác giả dã cố gắng hồn thành tài liệu “CƠNG NGHỆ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ TI l ự c PHẨM” VỜI mong mìì giúp ích cho sinh vicn ngành Cơng nghệ Thực phàm tự đinh hướng vờ phát huy học hỏi vảo thực tế sơng Tuy nhiên, mong muốn hy vọng tác giả vô lớn, hiếu biết khả lại vồ nhỏ, k h i cuôn sách đời, chán lời chè nhiều gấp nliiểu lần nhừng lời klicn, dù vậy, tác giả quý trọng n h nhau, m iễn lời ehe, khen xuất phát từ thiện tâm Rât mong nhận giáo bậc Giáo sư, T iên sĩ, học giảK chia sẻ đồng nghiệp, đặc biệt nhữ ng ý kiên đóng góp em sinh viên ngành Cơng nghệ Thực p h ẩ m đ ể cho sách hoàn thiện lần tái sau Địa liên hệ: Bộ môn Công nghệ Thực phẩm , Trường Đ ại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP HCM, 268 Lý Thường Kiệt, Q10, TP HCM Điện thoại: 8646251 Tác g iả GVC- B ù i Á i Chương C Ô N G N G H Ệ SẢN X U Ấ T CỒN E T Y LIC N g u y ê n tắ c c b ả n Có th ể sử dụng tấ t loại nguyên liệu chứa đường lên men được, nguyên liệu chứa gluxit có th ể chuyển hóa th n h đưốrng lên m en để sản xuất cồn etylic Dựa trê n nguyên tắc đó, người ta chia ba nhóm nguyên liệu sau: - Nguyên liệu chứa nhiều tin h bột (gạo, ngơ, khoai, sắn, lúa mì, đại mạch ) - Nguyên liệu chứa dường (rỉ đường, nước mía, trá i chín, ) - Nguyên liệu chứa nhiều xenlulo (cellulose) (rơm rạ, gỗ vụn, mùn cưa, ) 1.1 NGUYẾN LIỆU-YÊU CẦU KỸ THUẬT T rên thực tế, có hai nhóm nguyên liệu đầu sử dụng sản xuât, nhóm thứ ba hiệu kinh t ế không sử dụng Đôi với nước ta, gạo lương thực chính, khơng chủ trương dùng gạo để nâu rượu, mà khuyên khích dùng loại ngũ cô'c thay th ế ngô, khoai, sắn, 1Ngô (bắp): trồng nhiều vùng n h iệt đới n h iệt đới Trung Mỹ, châu Á, H ạt ngơ có chứa nhiều tinh bột, m ột đường, dùng để sản xuất rượu êtylic r ấ t tốt Câu tạo h t ngô gồm có phơi nội nhũ Phơi chiếm từ 12 -ỉ- 15% trọng lượng hạt, lại 85 88% nội nhũ Tinh bột ngô chủ yếu nằm nội nhũ, khoảng 10 -r 15% amyloza (amylose) 85 -ỉ- 90% amylopectin Ngoài ra, nội nhũ cịn có 0,5 -ỉ- 0,6% axít béo Các hợp chất chứa nitơ h t ngô hầu h ế t protein, phần lớn thuộc nhóm zein, ngồi cịn có prolam in, glu telin ; albumin khơng có; globulin chiếm khoảng 0,4% trọng lượng hạt Zein m ột dạng protein khơng đầy đủ thiếu axit am in không thay th ế triptophan, lysin (lysine) Đặc biệt, hàm lượng chất béo ngô nhiều h t ngũ côc khác tập trung chủ yếu phôi, - chiếm từ 30 40% trọng lượng phôi, - chất béo đa số axit chưa no, màu vàng n h ạt, chiếm 72% tổng lượng chất béo, thường ta tách phôi để ép lây dầu làm bơ n hân tạo hay dầu ăn, ngô tách phôi dùng để nấu rượu Gluxit ngơ gồm có: - T inh bột chiếm 43,47 -r 61,8%; - Đường chiếm 1,76 4,62%; - D estrin pectin: 1,09 -ĩ- 14,67% Theo V.L.Cretovich, th n h p hần % trọng lượng m ột sô' loại ngũ cốc'như bảng 1.1 B ả n g 1.1 ^ ^ ^ ^ X h n h phần NƯỚC Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro Loại hạt Ngơ 14,0 10,0 4,6 67,9 2,2 1,3 Thóc 12,0 1,9 63,8 10,4 5,2 Đại mạch Lúa mì mểm 14,0 6,7 10 2,1 66,4 4,5 2,5 14,0 12,0 1,7 68,2 2,0 1,6 2Sắn (khoai mì): thường trồng nhiều ố vùng đâ't đồi, không cần nhiều đến chăm bón, s't trung bình từ -í- 10 tân /h a Thời gian sinh trưởng từ 10 ^ 12 tháng Có nhiều loại sắ n khác sắn đắng sắn ngọt, dựa vào màu sắc vỏ chia sắ n vỏ vàng sắn trắng T hành phần hóa học sắn tươi khô bảng 1.2 (theo % trọng lượng) B ả n g 1.2 ^ ^ \ T h n h phẩn NƯỚC Protit Chất béo Gluxlt Xenlulo Tro sắn tươi 70,25 1,120 0,41 26,58 1,11 0,54 Sắn khô 13,12 0,205 0,41 74,74 1,11 1,69 Loọi Đặc biệt, sấn có axit HCN râ't độc, với hàm lượng từ 0,007 -ỉ- 0,24% trọng lượng, thường tập trung vỏ xơ S ắn đắng chứa nhiều HCN Để tách HCN thường ta phải ngâm sắn nước lạnh hay nước vôi 3Khoai: trê n th ế giới, khoai dùng m ột nguyên liệu để sản xuất cồn etylic, châu Âu hay dùng khoai tây (Nga, Đức, Pháp ), vùng n h iệt đới Trung Quổc, N hật, Việt Nam nước châu Phi, Trung Mỹ thường dùng khoai lang T hành p h ần hóa học trung bình khoai lang bảng 1.3 (theo c/c trọng lượng) B ảng 1.3 ^ ^ "^ -^ ^ T h n h phấn Loại khoai Khoai táy tươi Khoai lang tươi Khoai lang khô NƯỚC 74.9 68,1 ■ 12.9 Protit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro 1,99 1,60 6,10 0,15 0,50 0,50 20,8 27 76 0,98 90 1.40 1,09 00 40 Công nghệ sả n xu ất cồn etylic Trong tin h bột khoai có từ 13 -T- 25% amy loza 77 -ỉ- 87% amilopectin Khoai lang tươi r ấ t khó bảo quản, thường ta phải x t phơi khơ sấy Trung bình kg khoai tươi ta thu kg khoai khô - Các lo i ngũ cốc khác nước ta thường dùng ngô, khoai, sắn để sản xuất rượu etylic chủ yếu, ngồi cịn có th ể dùng , cám, gạo p hế liệu Ở châu Âu có th ể dùng lúa mì, đại mạch T hành phần hóa học trung bình theo % trọng lượng m ột sô" h t ngũ côc bảng 1.4 B ảng 1,4 ^Thành phẩn Nước Protỉt Chât béo Gluxit Xenlulo Tro Gạo giã Gạo xay Tấm 12,6 11,6 11,8 9,00 9,10 8,90 0,50 2,45 77,00 74,79 0,50 1,41 1,00 77,00 0,40 65 0,60 Cám 12,5 13,17 10,12 38,72 14,05 11,44 Mi đen 14,0 69,60 12 11,00 10 20 1,70 Kiểu mạch 5,30 59,70 1,90 10,00 3,00 Kê 12,5 10,60 3,90 61,10 8,10 3,80 Loại 0,70 1,80 Những dạng n guyên liệu p h ế thải có chứa đường 5R ỉ đường (mật rỉ) p hế liệu chứa đựng nhiều đường không k ết tinh sản xuâ"t đường từ mía củ cải đường Thông thường tỉ lệ rỉ dường sản xuâ"t đường mía chiếm khoảng -ỉ- 3,5% trọng lượng mía Tùy thuộc vào giơng mía, điều kiện trồng trọ t, công nghệ sản xuất đường , th n h phần rỉ đường dao động sau: Nước: 15 l 20%; C hất khơ: 80 -T 85% Trong đó, có 60% đường (40% đường sacaroza (saccharose), 20% fructoza (fructose) glucoza (glucose)) 40% chất khơ cịn lại chất phi đường (không phải đường) Trong th n h phần phi đường có khoảng 30 ■¥ 32% hợp chât hữu V 10% hợp chât vô Trong hợp chất vô cơ, theo Mắc —Dinit, gồm có K.O: 3,5% Fe20 3: 0,2% MgO: 0,1% Sulfat: 1,6% CaO: 1,5% S i0 2: 0,5% p 20 5: 0,2% Clorit: 0,4% Trong nhừng hợp chât hữu gồm có hợp chất có chứa nitơ khơng chứa nitơ dạng amin như: axit aspactic, axit glutamic, leuxin, izoleuxin Nitơ tổng sô" chiếm khoảng 0,3 -ĩ- 0,5% (ít so với lượng nitơ có rỉ đường củ cải) Ngồi ri đường có sơ vitam in (tính theo micrơgam trê n gam rỉ đường) sau: 10 Chương Thiamin {Thiamine): 8,3 Axit folic (Folic acid): 0,038 Riboflavin: 2,5 Pyridoxin (Pyridoxine): 6,5 Axit niconitic (Nicotimic acid): 21,0 Biotin {Biotin): 12,0 Axit pantothenic {Pantothenic acid): 21,4 M ặt khác, rỉ đường ln có m ặt vi sinh v ậ t với m ật độ r ấ t lớn ‘thường gặp n h ấ t vi sinh vật gây m àng gây chua, dẫn tới làm giảm chất lượng rỉ đường Vì vậy, sả n xuất ta hay dùng $íiosilicat {fluosilicate) n a tri ỵ so với trọng lượng m ậ t rỉ để bảo quản Ưu điểm việc sử dụng rỉ đường để sả n xuất cồn etylic so với nguyên liệu khác là: - Giá rẻ - Khôi lượng lớn, dồi - Sử dụng tiện lợi - Nguồn cung cấp phổ biến - Đặc biệt nước ta, khơng phạm đến sách lương thực 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ SÂN XUẤT CồN ETYLIC 1.2.1 Sơ dồ tổ n g q u t Chỉnh pH Dinh dưỡng Chất khô giống Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT s ố LOẠI RƯỢU UỐNG CAO ĐỘ K hái n iệ m c h u n g Một cách tương đơì, người ta xếp loại: - Nhóm sản phẩm rượu uống cao độ có thang chữ rượu từ 35 45c'cV etanol - Nhóm sả n phẩm rượu uống trung bình có th an g chữ rượu từ 25 -7- 35%v etanol - Nhóm sản phẩm rượu uống th ấp độ có th an g chữ rượu từ 10 - 25%v etanol Giữa ba loại sản phẩm rượu uống m ang đặc thù công nghệ không giông nhau: Với sản phẩm rượu uống cao độ: Sẽ trìn h bày cụ thể phần sau Với sản phẩm rượu uống trung bình: Đặc thù cơng nghệ sản phẩm định hình với cơng thức phơi trộ n ân định trước, từ câu tử chủ yếu: cồn tin h chế, nước mềm, đường, axit hữu thực phẩm m ột sô phụ gia màu, hương đặc trưng cho tên gọi cua san phẩm đó, ví dụ rượu cà phê, rượu cam, rượu Thanh Mai Với sản phẩm rượu uống thấp độ: Đặc thù công nghệ sản phẩm b ắ t buộc phải qua khâu lên men, sau ta có thê điêu chỉnh (băng 224 Chương cách phối chế) th n h phần khác bổ sung đường, axit thực phẩm, cồn etylic tin h chế để định hình sản phẩm theo yêu cầu Trong chương vào tìm hiểu cụ th ể cơng nghệ sản xuất nhóm sản phẩm rượu "ng cao dộ 4.1 CƠNG NGHỆ SẢN XT RƯỢU COGNAC Để có m ột chai rượu m ang tê n “cognac” thực thụ ta cần phải hiểu rằn g nguyên liệu dùng trá i nho Tùy theo nhu cầu th ị hiếu người tiêu dùng, với điều kiện cụ th ể n h sản xuất mà cho th ị trường sản phẩm rượu cognac có mức dộ phẩm cấp khác T rên th ế giới, hầu h ế t nước trồng nho công nghiệp có ngành sản xuất rượu vang p hát triển, đồng thời kéo theo ngành sản xuất rượu cognac p h át triển Điển nước châu Au có Pháp, Ý, Tây Ban Nha, Nga Ở nước này, người ta có th ể sản xuất rượu cognac từ nho trắng, nho đỏ th ậm chí từ hỗn hợp hai giông nho m ang dấu ấn đặc trưng hương, vị cho nhà sản xuất Tuy nhiên, từ nguyên liệu nho trắ n g thường cho sản phẩm cognac có châ't lượng cao Sau dây giới thiệu qui trìn h cơng nghệ sản xuất rượu cognac tiêu biểu, từ nguyên liệu trá i nho trắng Đặc thù công nghệ dược th ể qua ba bước: 1- Từ trá i nho trắng, qua lên men dể thu vang nguyên liệu, thường vang nguyên liệu có chữ rượu từ -r 12%v Sau qua khâu chưng cất đơn giản để ta có rượu cognac thơ với chữ rượu từ 27 -r 35%v 2- Từ rượu cognac thô, ta tiến h ành chưng cất phân đoạn dể thu cồn cognac có chữ rượu từ 55 + 70%v ủ thùng gỗ sồi từ > năm trở lên 3- Từ loại cồn cognac ủ chín thùng gỗ sồi, ta tiến hành phối chế bổ sung số phụ gia để định hình cho sản phẩm cognac H ình 4.1 sơ đồ khơi qui trìn h cơng nghệ 225 Cơng nghệ sản xuâ't m ột sô' loại rượu uống cao độ Bã nho Cặn Cặn men sữa Nước thơm H ìn h 4.1 226 Chương H ảo h n g Thứ h ạn g n ă m - sa o + năm Độ rượu: 42%v Độ rượu: 40%v Chất khô tan: 1,2%' Chất khô tan: 1,5% n ă m - sa o + năm Độ rượu: 43 -T 45%v Độ rượu: 41%v Chất khô tan: 0,7 Chất khô tan: 1,5% 3% n ă m - T rên 10 n ă m Độ rượu: 43 %v Độ rượu: 42%v Chất khô tan: 0,7% Chất khô tan: 1,5% C h ú th íc h c h o s đ q u i t r ì n h c ô n g n g h ệ (H ) (7) Nhóm nho trắng sử dụng phổ biến Người ta dùng nho chín dể sản xuất rượu vang khô, tận thu nước thứ hai để sản xuất vang nguyên liệu; tùy theo chất lượng kỹ thuật cùa nho chín, người ta cho lên men trực tiếp dể vang nguyên liệu ( ĩ ) Với trằl nho trắng, cần chọn giải pháp nghiền, xé, ép cho thu dược nhiều dịch nho nhất; phần cuống, hột vỏ trái nho bị dập nát Phần bã nho xử lý, ép tận thu nước thứ hai trường hợp nước thứ dùng dể sản xuất vang khô - VỚI nho đỏ hỗn hợp nho trắng dỏ khơng cần.tách bã, cần tách bã phần ( 3) Với trái nho trắng, bắt buộc phải có bước dể loại bỏ cặn pectin phần tử nhỏ cuống, hột vỏ di theo dịch nho Kết hợp VỚI việc Sulfit hóa (xơng SO2) dịch nho loại bỏ phần lớn vỉ sinh vật dại, chủ yếu nấm mốc, vỉ khuẩn số nấm men thải theo cặn - Với trái nho đỏ hỗn hợp nho trắng dỏ, chủ yếu Sulfit hóa (xơng SO2) dể ức chế vi sinh vật dại trước lên men ( 4) Quá trình lên men tốt nên thực nhiệt độ 20 -ỉ- 25°c, xảy theo hai giai doạn: Lên men kéo dài từ 10 ngày Khi CO2 giảm nhlểu, tiến hành hạ thấp nhiệt dộ xuống từ 15 + 20°c dể lên men phụ từ - tuần (tùy thúộc dung tích bồn lên men nhỏ hay lớn) Giai đoạn dược kết thúc việc tách phần cặn men sữa dể xử lý tái sử dụng ( ) Men giống dược dùng S e llip s o id e u s Tùy theo chất lượng cùa nấm men giống, ta chọn khoảng tỷ lệ -ỉ- 3% so với thể tích dịch nho cần lên men (IT) Sau dã tách hết cặn men, rượu vang nguyên liệu dược nạp dầy vào bồn chứa Để giảm thiểu ịxy hóa chữ rượu, trước khl chưng cất cần nạp dầy bồn tốt Hơn nữa, việc nạp rượu đầy bổn giải pháp hạn chế phát triển hoạt động vi khuẩn axit axetic (nếu dã xâm nhập vào rượu vang) - nguyên nhân làm giảm chát lượng vang nguyên liệu © Vang ngun liệu dược chưng cất có chữ rượu từ -ỉ- 12% v dường sót < 0,2%, độ axit định phân thường < 4,5 g/l Thiết bị chưng cất đơn giản, nhằm mục đích cô đặc dể chữ rượu cao (27 - 35%V) Cũng từ thiết bị chưng cất đơn giản ta lấy Cơng nghệ sản xu ât m ột sơ" loại íư ợ u u ơng cao độ 227 phần nước thơm để sau bổ sung cho cồng đoạn phối chế Lượng rượu cognac thô thu dao động từ 25 -ỉ- 35% so với thể tích (V) Sản phẩm rượu cognac thơ VỚI rư ợ u v a n g nguyên liệu đưa vào chưng cất đơn giản độ rượu 27 35% v kết cơng đoạn a) qui trình cơng nghệ Sản phẩm chứa đầy bổn chờ, sẵn sàng di tiếp bước sau ( 9^ Chưng cất phân đoạn lần thứ - bước dầu tiên công đoạn b) quỉ trinh công nghệ © Tì* chưng cất phân đoạn I thu sản phẩm (cịn gọi sản phẩm trung gian) có chất lượng tốt nhất, với chữ rượu từ 62 4- 70% v, người ta gọi cồn cognac loại I Thường số lượng thu dược đạt khoảng 30 -í- 35% so với thể tích rượu cognac thơ (27 35%V) dưa vào chưng cất phân đoạn © Đây sản phầm đỉnh cua chưng cất phân đoạn I, có chứa nhiều hợp chất dễ bay etanol este, aldehyt, axit bay thời có chữ rượu > 70%v Số lượng sản phẩm chiếm khoảng 4- 15% so với thể tích rượu cognac thơ đưa vào chưng cất phảnđoạn I © Đây sản phẩm đáy chưng cất phân doạn I, chứa nhiều hợp chất khó bay etanol, phần nhiều rượu bậc cao a m ỳ lỉc , b u ĩy lic , p ro p ỉH : sản phẩm có chữ rượu < 62%V có số lượng chiếm -ỉ- 5% so VỚI thể tích rượu cognac thơ Ịnac loại II, có chữ rượu từ 55 60%V Số lượng sản phẩm thường chiếm 20 -ỉ- 25% thể tích hỗn hợp sản phẩm đỉnh 10’ sản phẩm đáy 10" ^ 4) Cồn cognac loại I - 62 70% v etanol ủ, tàng trữ thùng gỗ sồi với thời gian > năm, sau đl vào cơng đoạn phối chế sản phẩm rượu cognac Cồn cognac loại l ĩ với 55 - 60%V etanol ủ, tàng trữ thùng gồ sổi với thời gian từ -ỉ- năm, từ vào công đoạn phối chế sản phẩm rượu cognac (Í5 )Đ â y bước công đoạn c) qul trinh công nghệ Đây bước dặc biệt quan trọng Tùy thuộc vào mức chất lượng loại sản phẩm rượu cognac cân phải thỏa mãn, ta định công thức phối chế từ cồn cognac loại nào, với phụ gia (phẩn dánh ‘ ) Bước phải thực theo công thức ấn định trước (1 ) Bước công nghệ dựa vào sở hóa - lý dể làm rượu, sau dó ủ khoảng tháng, rượu chín dần (1 ) Ở bước này, ta dùng yếu tố nhiệt độ thấp (-10 4- -15°C) dể dưa muôi axit tartrỉc, pectin, prơtein vơ định hình từ dạng hịa tan rượu trạng thái khơng hịa tan (ket lắng), tiến hành lọc để tách chúng khỏi sản phẩm rượu cognac, lâm cho sanỊ pham on định thành phần hóa học, tính chất vé cảm quan hồn thiẹn va hai hịa với yêu cầu kỹ thuật, chất lượng cho loại sản phẩm cognac © Đ â y bước cuối công đoạn c) qui trinh công nghệ Sản phẩm chiết rót vào bao bl thủy tinh với hình dạng dung tích khác Tuy theo phẩm cấp chất lượng rượu cognac thành phẩm, nhà sản xuat se cho thị trương sản phẩm với mức dộ chất lượng khác nnau ví dụ loại cao cấp (hảo hạng), mang tên thương hiệu riêng “Remi Martin”, “Henessy", “Ararat” Chương 228 4.2 CÔNG NGHỆ SÂN XUẤT RƯỢU WHISKY H iện n ay tr ê n th ế giới có nhiều hước sả n x u ất rượu cognac, tê n tuổi rượu cognac P h p r ấ t ưa chuộng Tương tự vậy, với sả n p h ẩm rượu w hisky, th ì p h ải n h ắc đ ến thương hiệu w hisky Scotlen Đó s ả n p h ẩm rượu vừa m ang dấu ấ n c h ấ t lượng, vừa có tín h tru y ện th ố n g n h s ả n xuất K hác với rượu cognac, nguyên liệu để sả n xuâ't rượu w hisky n h ữ n g h t ngũ cô'c có chứa nh iều tin h t n hư lú a m ạch đen, đại m ạch, bắp Từ n h ữ n g h t ngũ cốc n ày người ta có th ể để nguyên cho ươm m ầm dể tạ o th n h m alt, tùy theo điều k iện cụ th ể m ỗi nơi yêu cầu kỹ th u ậ t, c h ấ t lượng sả n p h ẩm m dưa vào qui trìn h cơng nghệ Vì w h isky sả n xuất từ h t ngũ ccTc có chứa nh iều tin h bột, cho n ê n k h i th u nhữ ng sả n p h ẩm cì th ì có hương, vị đặc trư n g riê n g biệt N hững đặc trư n g n ày có giá trị tự nh iên , thực có, k h ô n g phụ thuộc c h ấ t lượng nguyên liệu b an đầu, m phụ thuộc r ấ t n h iều qui trìn h cơng nghệ áp dụng Ở đây, Cần lưu ý m ộ t đặc điểm còng n g h ệ là: công đoạn đầu tiê n tro n g qui trìn h cần xác lập công thứ c xử lý nguyên liệu ngũ cốc loại sản p h ẩm rượu w h isk y có c h ấ t lượng n h ấ t định V í d ụ , - N guyên liệu n ấ u có h t m ạch đen; - N guyên liệu n ấ u gồm m a lt đ ại m ạch + bắp; - N guyên liệu n ấ u gồm bắp, m ạch đen, m alt; - N guyên liệu n ấu gồm đ ại m ạch m a lt bắp Sơ đồ kh qui tr ìn h cơng nghệ trìn h bày H.4.2 Cơng nghệ sản xuâ't m ột sô' loại rượu uông cao độ H ìn h 4.2 229 Chương 230 C h ú th íc h c h o s đ q u i t r ì n h c ô n g n g h ệ H : Cần xác định rõ công thức nguyên liệu ngũ oốc đưa vào gồm cỏ ? Tỷ lệ % nguyên liệu bao nhiêu? Hiện trạng chất lượng nguyên liệu tốt, trung bình hay Dựa vào ( ĩ ) để đưa giải pháp xử lý thích hợp như: - Tách tạp chất xay, nghiền - Lựa chọn tỷ lệ bộưnước - Điểu chỉnh pH (axit hóa) - Khuấy trộn ( 3) Dựa vào ( 2) để đưa giải pháp kỹ thuật thích hợp với điểu kiện thiết bị như: - Nấu gián tiếp hay trực tiếp - Chọn nhiệt độ hồ hóa thích hợp với công thức - Chế độ nấu cụ thể: nhiệt độ, áp suất, thời gian - Biện pháp làm nguội cháo chín vể nhiệt độ thường hay đủng nhiệt độ đường hóa ( ĩ ) T ù y thuộc vào tác nhân đường hóa (nhờ ezym amylaza malt hay nấm mốc, hay chế phẩm ezym amylaza) để đưa chế độ đường hóa thích hợp nhiệt độ, thời gian Sau kết thúc đường hóa, làm giảm nhiệt độ (nguội) dịch dường cách tự nhiên, hay cưỡng Chất khơ hịa tan dịch dường nguội phải đạt 16 -ỉ- 17% ( 5) Nấm men dược sử dụng giống S c e r e v is ia e , thường dùng chủng dặc trưng cho vùng, địa phương khác nhau, ví dụ Nga thường dùng chủng S c e r e v is ia e XII hay M Nhiệt dộ lên men cần kiểm soát từ 30 + 32°c, thời gian lên men từ 72 + 78 h, sau lên men kết thúc, hàm lượng e ta n o l dấm chín phải dạt tối thiểu từ 7,5 + 8% v (IT) Việc chưng cất phân đoạn dấm chín Do thành phần nguyên liệu ban đầu dây phức tạp đa dạng so với vang nho, dỏ tạp chất lẫn vào sản phẩm chắn nhiều hơn, dộc hại hơn, nên chưng cất phân doạn trực tiếp từ dấm chín giải pháp kỹ thuật dể loạrbỏ bớt tạp chất dẩu-và tạp chất cuối, khiến chọ sản phẩm (trung gian) “sạch hơn", chất lượng tốt Sản phẩm trung gian gọi cổn whisky, thường có hàm lượng (8 ) e ta n o l từ 65 -ỉ- 70% v (7) Cồn whisky phối chế với nước mềm dể hạ chữ rượu xuống 50 - 52%v (jT ) Sản phẩm dã dược hạ chữ rượu 50 + 52%v dược ủ chín tạo hương bền vững thùng gỗ sổi ỏ diều kiện 18 -ỉ- 25°c với thời gian năm Thời gian ủ này’ lâu chất lượng sản phẩm cao Ở điều kiện kỹ thuật vậy, q trình chín rượu diễn cách từ từ, chậm rãi theo biến dổi tích cực như: - x y hóa số andehyt axlt bay rượu - Các phản ứng este hóa xảy ra, tạo nên cấu tử hương mới, làm cho hương thơm phong phú hài hòa - Vị rượu dịu dẩn theo thời gian - Thành phần liznhin gỗ sổi từ từ chiết trích hỏa tan rượu, làm cho màu rượu tử tử chuyển qua màu cánh dán óng ánh Cơng nghệ sản xuâ't m ột sô' loại r ợ u u ống cao độ 231 (10) Đây bước hoàn thiện kỹ thuật, phối chế cuối cùng, nhằm điểu chỉnh thông số, tiêu chất lượng cho sản phẩm cụ thể Bước khác nhà sản xuất, khác thể qua chất phụ gia đưa vào rượu vang sirô màu caramel, cồn whisky giống điểm đến IÜC chữ rượu sản phẩm phải đạt 43 -ỉ- 45%v Sau khỉ phối chế bổ sung chất phụ gia, cần để yên từ 1-7-3 ngày nhiệt độ thấp 25°c cho rượu ổrỉ định / Lọc rượu, tách bỏ cặn học hóa học nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đếrTgiá trị cảm quan sản phẩm cuối cùng, bước này, thiết bị lọc cụ thể dịnh chất lượng lọc Phổ biến dùng máy lọc khung bản, máy lọc đĩa (Ĩ2 ) Sản phẩm sau lọc kiểm tra kỹ độ trong, màu sắc dạt yêu cầu kỹ thuật, dược chiết rót vào bao bì thủy tinh với dung tích khác từ 0,25 I; 0,5 I; 0,75 I I 4.3 CÔNG NGHỆ SÂN XUẤT RƯỢU RUM T rong n h ó m sả n p h ẩm rượu uông cao độ, rum sả n p h ẩm có m ùi th m gây ấ n tượng m n h n h ấ t Mùi thơm vừa dặc trư ng cho nguyên liệu b an đầu, vừa tậ p hợp nhữ ng este thơm từ nhữ ng ax it hữu như: a x it a x e tic , a x it b u tilic , a x it v a le r ic , a x it c a p r o ic , a x it h e p ty lic Nguyên liệu dùng để sả n x u ất rượu rum phổ b iến m ậ t rỉ từ đường m ía, m ậ t rỉ có h m lượng đường lên m en chiếm 40 -ỉ- 60% ch ấ t khô n h ữ n g nước trồ n g n h iều m ía, đơi người ta có th ể dùng trực tiếp nũđc m ía để lê n m en rum , n hư quốc gia Mỹ L atinh: B razin, A chentina, Cuba T rê n th ị trư ng có r ấ t nhiều loại rượu rum , c h ấ t lượng râ t k h ác Tuy n h iê n ta có th ể tạ m p h â n ba loại ph ẩm câp sau: - R u m n h ã n tạ o : Được h ìn h th n h từ cồn có nguồn gơc m ật rỉ, phỏi ch ế với nước m ềm , hương rum c h ấ t phụ gia khác S ản phâm n ày k h rẻ tiền - R u m h ỗ n h ợ p : Được phôi trộ n cồn rum từ nước m ía rum từ m ậ t rỉ S ản p h ẩm n ày có ch â t lượng tô t loại trê n , gia th a n h cao - R u m c h ín h th ố n g : Được sản xuất từ m ậ t rỉ cua đường mía Đây s ả n p h ẩm rum hiệu, có ch ấ t lượng tố t n h ấ t, xếp ngang h àn g với loại cognac w hisky hảo hạng Sau đáy giới thiệu qui trìn h thống (H.4.3 ■ cơng nghệ sán xuất rum 232 Chương Hình 4.3 Cơng nghệ sản xuất m ột sô" loại rượu uống cao độ 233 C h ú th íc h c h o s đ q u i tr ì n h c ô n g 'n g h ệ H : ( 7) Nguyên liệu thích hợp để sản xuất rượu rum dùng mật rỉ đường mía, chất lượng mật rỉ lại tùy thuộc nhiều cơng nghệ sản xuất đường mía Vì việc sử dụng mật rỉ làm nguyên liệu nhà sản xuất khơng giống nhau, có nhà sản xuất lại phối trộn mật rỉ VỚI nước mía theo tỷ lệ thích hợp dể cho sản phẩm rum khác (¿ )T ù y chất lượng mật rỉ, ta đề giải pháp xử lý kỹ thuật thích hợp pha lỗng, lắng, ly tâm, lọc Mục đích bước làm cho môỉ trường mật rỉ “sạch" hơn, độ khiết cao hơn, loại bỏ phần lớn vi sinh vật dại có sẵn mật rỉ ( 3) Ở bước ta thực hiện: Pha chế dịch lên men để dạt nồng độ 15 -ỉ- 18% chất khơ hịa tan, phải có từ 12 -ỉ- 14% chất dường lèn men dược; điều chỉnh pH dịch lên men khoảng 5,5 -ỉ- 5,8, dỏ độ axỉt định phàn từ 0,4 -ỉ- 0,5 Mặt khác, mât rỉ thường nghèo chất dinh dường có nguổn gốc nitơ, nên ta phải bổ sung níto dang muối vô D A P - d ia m ỏ n p h ô t p h a t , M A P - m o n o a m ô n p h o t p h a t , S A - s u lt a t a m ô n , u r ê - với hàm lượng từ -í- g/lít dịch lên men chuẩn bị cho nẩm men phát triển lẽn men mạnh mẽ bước ( 4) Đảy bước công nghệ quan trọng, có ảnh hưởng định dến chất lượng rum sau Để thực trình lên men rum, ta dùng nấm men kết hợp với vi khuẩn b u t y r ic - g r a n u lo b a c t e r S c e r e v is ia e phát triển cộng sinh dịch lẽn men Nhờ sử dụng kết hợp hal chủng vl sinh vật này, rum thành phẩm thường có hương thơm mạnh, phong phú đặc trưng Tuy nhiên, cd S c a r ls b e r g e n s is nhà sản xuất lại sử dụng loài nấm men chim kết hợp với vi khuẩn b u ty r ic dể lên men rum từ dây cho rv loại rum có hương thơm êm dịu, hài hịa “sâu lắng" Qua trình lẽn men rum thực nhiệt độ 25 + 27°c, kéo dàl ^ ngày, kết thúc lên men thường phải có từ 7%v etanol dịch lên men Một điều cần lưu ý dã kết thuc lên men, ta cân phải tách hết xác nấm men đưa di chưng cất, khơng làm sau sản phẩm rum bị lẫn hương rượu cognac, tính đặc trưng hương rum ( ¿ ) v ( ) Dịch sau’ lên men rum dưa di chưng cất phản đoạn làm hai lần; lần thứ nhất, ta thu lấy sản phẩm (cồn rum), sản phẩm dầu sản phẩm cuối trộn ¡ân dể có chữ rượu khoảng 20% v etanol Tiếp tục chưng cất phân đoạn lần hai, lại thu lảy sản phãm đưa nhập chung với sản phẩm lẩn thứ để dược cồn rum cỏ 55 -r 62% V Sản phẩm đầu CUỐI lần hai phải bỏ ( j) ) ( ? ) tập trung cồn rum có chữ rượu 55 thành phần: 02% V Trong cổn thường có chứa Chương 234 A x it: 235 * 250 mg/l cổn tuyệt đối E s te : 450 + 500 mg/l cổn tuyệt đối A ld e h y ỉ: 20 + 25 mg/l cổn tuyệt dối F u rfu ro l: + 1,5 mg/l cồn tuyệt đối ( 7) Cồn rum ủ chín bổn gỗ sổi nhiệt độ 20 -í- 30°c, với thời gian ủ kéo dài từ -í- năm Trong thời gian này, xảy biến dộng hỏa - lý cồn rum; biến dộng xảy chậm, từ từ, lâu chất lượng cồn rum tốt, “chín” kỹ ( ? ) từ cồn rum ủ chín, ta thực việc phổi chế vởi nước mềm, caramel (nếu cần thiết) dể dưa 40 -ỉ- 45%v chữ rượu Để giúp cho rượu phối chế dỡ sốc, nồng, ta sục vào để ơxy hóa bớt phần aldehyt Q trình sục cơng nghệ gọi lão hóa dối với rum Để yên sau phối chế sục khoảng -í- ngày ( ) Tiến hành lọc rượu rum máy lọc thích hợp, tiếp tục ủ thùng gỗ sồi củ ỡ tồ = 15 H- 20°c -ỉ- tháng Ở điểu kiện này, chất khó tan nhiệt dộ thấp tiếp tục lắng, làm cho rum ổn dịnh tính chất hỏa - lý (10) Lọc lần cuối, thời kiểm tra tiêu cảm quan sản phẩm rum theo tiêu chuẩn kỹ thuật loại ( n ) Bước cuối cùng, hồn thiện qui trinh cơng nghệ sản xuất rum: chiết rót sản phẩm rum vào bao bì thủy tinh với hỉnh dạng, dung tích khác để đưa đến với người tiêu dùng 235 T À I L IỆ U TH A M K H Ả O Hồ Sưởng, V i s in h v ậ t t r o n g b ả o q u ả n v c h ế b i ế n th ự c p h ẩ m , H Nội, N h X u ất b ả n N ông n g h iệp , 1982 PG S H o n g Đ ìn h H ịa, C n g n g h ệ s ả n x u ấ t m a l t v b i a , N h X uất b ả n K H v KT, H N ội, 1998 J s H ough, D E B riggs, R S te v e n sa n t T.Young, M a l t i n g a n d B r e w i n g S c i e n c e , Vol, 2, C h ap m an & H all, 1984 PG S N gu y ễn Đ ìn h Thưởng, TS N guyễn T h a n h H ằ n g , C ô n g n g h ệ s ả n x u ấ t v kiểm t r a c n etyliCy N h X uất b ả n KH v KT, H N ộ i, 2000 S R Z aichich, O b o r u d o v a n i e P r e d p r i a t i i V in o d e l c h e s k o i P r o m i s l e n o s t y Izd “P P ” M oskva, 1968 S ta m a t M anchev, T e c h n o lo g ia N a m a l t I R iv o Izd, C histo Danov, Plovdiv, 1978 T h e P r a c t i c a l B r e w e r y A m a n u a l f o r th e b e w i n g I n d u s t r y y MBAA, 1984 V.Popov, T e c li n o l o g i c h e s k i e O b o r u d o v a n ie P r e d p r ia tii, P r o d iln o i P r o m is le n o s ty Izd “P P ” M oskva, 1972 W o ltg an g F ritsc h e , C s h ó a s i n h c ủ a v i s i n h v ậ t h ọ c c ô n g n g h i ệ p , Người dịch: Ngô Tự T h n h , Kiều Hữu Ẳ nh H iệu đính: N guyễn Đ ình Q uyến, N h X uất b ả n KH KT, 1983 ; * ^ - í CƠNG NGHỆ LÊN MEN ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ TH ựC PHAM * Bùi Ái NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỔ H CHÍ MINH Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TPHCM Số 3, Công trường Quốc tế, Quận 3, TP Hồ Chí Minh ĐT: 38239171 - 38225227 - 38239172 Fax: 38239172 - E-mail: vnuhn@vnuhcm.edu.vn PHÒNG PHÁT HÀNH NHÀ XUẤT b ả n DẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ H CHÍ MINH Số Cơng trường Quốc tế - Quận - TPHCM ĐT: 38239170 -0982920509 - 0913943466 Fax: 38239172 - Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: NGUYỄN HOANG DŨNG Chịu trách nhiệm nội dung: Tổ chức bủn thảo chịu trách nhiệm vẻ tác TRƯ Ờ N G ĐẠI HỌC BÁ CH KHOA - ĐHQG TPH C M Biên táp: PH Ạ M TH Ị ANH TÚ Sửa in: NGUYỄN HUỲNH ■Trình bày bìa: TRƯƠNG NGỌC TUÂN Mã số ISBN: 978-604-73-1560-4 Sô' lượng 500 cucm; khố 16 x 24 cm Sô đăng ký kế hoạch xuất bản: 126-2013/CXB/35-07/ĐHQGTPỈĨCM Quyết định xuất số: 417 ngày 23/10/2013 NXB ĐHQGTPHCM í lì Xương in Đại học Bách khoa - ĐITQG TP.HCM X up 1Lỉ’u chiêu th n g 11 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP.HCM Ban Giáo Trình Xuâ't sách giáo trình - Tài liệu tham khảo Phục vụ đào tạo chuyên ngành kỹ thuật Liên hệ : Ban giáo trình Trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM Địa : Nhà B 10, 268 Lý Thường Kiệt Q10, TPHCM ĐT-Fax : 08.38646016 W ebsite : http://www.tvxb.hcmut.edu.vn/vi/index.php DiCin |)h;íl Ik ii i I i : - - Quầy Giáo trình B10, khn viên Trường, sở nhà B 10,268 Lý Thường Kiệt, Q10, TP HCM - Kios 61 -62, Tô Hiến Thành, Q10, TPHCM ^ : "