- Sinh viên hiểu được vai trò của nấm men trong quá trình lên men rượu nếp than, quan sát và xác định khả nănglên men biến đổi đường thành rượu của nấm men.. Cơ chế quá trình chuyển hóa
Trang 1BÀI 1: LÊN MEN RƯỢU NẾP THAN
I Giới thiệu:
Ở Việt Nam tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long, Rượu Nếp Than là một thức uống có cồn rất phổ biến và đặc biệt được ưa thích do hương vị thơm ngon và màu
đỏ đẹp rất hấp dẫn Rượu Nếp Than được sản xuất hoàn toàn thủ công từ một loại gạo đặc biệt, nguồn giống chủng là dạng bánh men làm rượu Loại rượu này không qua chưng cất Người tiêu dùng sử dụng cả dịch lên men và bã len men đã được làm nhuyễn Trong thực tế sản xuất sau khi len men xong, một số lượng cồn tinh khiết
sẽ được bổ sung vào, mục đích làm tăng hàm lượng cồn trong sản phẩm và tăng khả năng bảo quản sản phẩm
II Mục đích bài thực tập:
- Làm quen và thực tập quy trình chuẩn bị rượu nếp than, bằng phương pháp
lên men cổ truyền có bổ sung
- Sinh viên hiểu được vai trò của nấm men trong quá trình lên men rượu nếp
than, quan sát và xác định khả nănglên men biến đổi đường thành rượu của nấm men
- Quan sát quá trình lên men rượu: đường lên men biến đổi tạo ra cồn.
- So sánh tác dụng của 3 loại men làm rượu được sử dụng trong quá trình lên
men rượu nếp than
III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP:
1 phương tiện:
a Nguyên liệu:
- Gạo nếp than
- Men làm rượu: sử dụng 3 loại khác nhau (nhóm 1: men Long Xuyên, nhóm 2: men Sóc Trăng, nhóm 3: men thuần Amyclomyces rouxii), nghiền và cân sẵn trữ trong bịt nyloon nhỏ 2g / bình x 4 bình / tiểu nhóm x6 tiểu nhóm = 48 bịt
b phương tiện:
30 bình tam giác 250ml + nút gòn + nắp giấy
24 waterclocks
6 ống đong 100ml (khử trùng sẵn)
3 đèn cồn, hộp quẹt, 3 cây spatula để trộn mẫu
6 chai nước cất khử trùng sẵn: 300ml nước / chai
6 chai loại 100ml dùng để lắng mẫu rượu
Nồi khử trùng, cân, tủ ủ,ở 300C, máy đo khúc xạ kế, pH kế, máy nghiền sinh tố hoặc máy nghiền ( Stomacher), hệ thống chưng cất, cồn kế
2 Phương pháp:
a Cơ chế quá trình chuyển hóa các chất trong len men rượu nếp than:
Đầu tiên nấm mốc sẽ tạo ra enzyme xâm nhập vào cắt tinh bột cho ra đường sau đó nấm men sẽ đồng hóa đường thành alcohol Rượu được tạo chủ yếu nhờ các tế bào nấm men phân giải glucose Quá trình len men rượu là quá trình phức tạp Đầu tiên đường được thẩm thấu vào tế bào nấm men, ở đó đường được chuyển hóa qua hàng loạt các sản phẩm trung gian dưới tác dụng của nhiều hệ enzyme rồi tạo thành acid
Trang 2pyruvic Acid pyruvic bị chuyển thành acetaldehyde và CO2 dưới tác dụng của enzyme decarboxylase Sau đó acetaldehyde sẽ bị khử thành ethanol và CO2 dưới tác dụng của enzyme Alcohol dehydrogenase
Sơ đồ tóm tắt quá trình chuyển hóa đường thành ethanol
C6H12O6 C2H5OH + 2CO2 + 113.4 KJ
Lên men rượu nếp than là một quá trình hết sức phức tạp ở đây xảy ra cả các quá trình hóa học các quá trình sinh hóa và các quá trình vi sinh vật
- các quá trình vi sinh vật:
- các quá trình sinh hóa:
Xảy ra 3 quá trình sinh hóa cơ bản:
Quá trình chuyển đường và các thành phần khác thành các acid hữu cơ Chủ yếu tạo acid lactic và acid acetic ở giai đoạn đầu đường tạo thành chưa nhiều nên cường độ tạo acit chưa mạnh
Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường:
Đáng chú ý là tất cả các quá trình chuyển hóa được xảy ra xen kẽ nhau hỗ trợ nhau và tạo thành một quá trình chung hài hòa, để cuối cùng tạo ra sản phẩm không chỉ có nước và cồn mà là một hỗn hợp sản phẩm bao gồm rất nhiều thành phần khác nhau Vì vậy mà rượu nếp than là một loại rượu có hương vị đặc biệt và giá trị cảm quan rất riêng
b Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:
ảnh hưởng của nhiệt độ
nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự trao đổi chất của nấm men Nấm men hoạt động tốt ở 20-300C Dưới 160C lên men rất chậm, trên 350C hoạt động trao đổi chất
bị ngưng trệ
ảnh hưởng của pH:
pH của môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lên men của nấm men pH thích hợp nhất để lên men là 3.8 - 4 0C
Ảnh hưởng của nồng độ đường trong dung dịch lên men:
Đường là cơ chất của quá trình lên men nên ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất lên men, nấm men có khả năng lên men đường thành rượu trong khoảng phù hợp từ 22- 250 Brix Hàm lượng đường tối đa 30%, khả năng lên men bắt đầu giảm
Ảnh hưởng nồng độ rượu etylic:
Rượu etylic là ản phẩm chính của quá trình chuyển hóa đường Nồng độ rượu khi đạt 5% sẽ ức chế khả năng sinh sản của nấm men Khi độ rượu đạt từ 7-8% thể tích
sự trao đổi chất trong nấm men bị ngưng trệ hầu như toàn phần, quá trình lên men hầu như chuyển ssang quá trình lên men thầm lặng
Thời gian lên men:
Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ lên men, nồng độ đường dịch lên men, chủng loại nấm men
Nhiệt độ trung bình từ 25-300C, pHkhác nhau thì thời gian lên men khác nhau, nhiệt
độ thích hợp cho nấm men phát triển, thời gian lên men kéo dài từ 15 đến 20 ngày
3. Quy trình lên men rượu nếp than
Gạo nếp than
Trang 3Ngâm nước (4 giờ)
Đo pH nước ngâm
Hấp
1000C trong 1giờ
Để nguội (khoảng 400C)
Phối trộn nghiền mịn men rượu
Ủ mốc (300C trong 3 ngày,quan sát khuẩn ty và nước trích rĩ ra ở mỗi ngày)
Đo pH, đo đường tổng số (Brix), ghi nhận mùi
Chan nước cất khử trùng (70ml)
Ủ men (300C trong 3 ngày, đếm số bọt khí mỗi ngày (số bọt/2phút))
Thu hoạch (đánh giá màu, mùi, vị, chưng cất rượu, đo hàm lượng cồn)
Xay nhuyễn Chưng cất
Để ổn định Đo hàm lượng cồn
Thu dịch trong
Đánh giá, màu , mùi, vị
4 Giải thích quy trình:
Nguyên liệu:
Gạo nếp than
(40C)
Trang 4Thành phần hóa học của rượu nếp than
Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%)
Nguyên liệu được ngâm nước và làm sạch tách các tạp chất bẩn bám và nguyên liệu Đồng thời quá trình ngâm còn có mục đích làm trương nở hạt gạo giúp quá trình nấu chín được dễ dàng
Nấu chín
Mục đích của quá trình nấu chín là phá vỡ màng tế bào tinh bột, tạo điều kiện cho nấm mốc, nấm men phát triển Độ ẩm xôi sau khi nấu là 50 – 60 %
Nếu nấu cơm sống thì tinh bột chưa hồ hóa được nên lắng xuống, tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ làm khét gạo, hiệu suất thu hồi sẽ thấp.Nếu nấu cơm nhão thì cũng làm giảm hiệu suất thu hồi vì tinh bột bị biến tính, phân hủy nhiều; mặt khác cơm nhão có độ ẩm cao không thích hợp cho quá trình lên men
Làm nguội
Xôi được làm nguội để vi sinh vật có thể phát triển vì nhiệt độ phát triển của nấm men là 30 – 33oC, nếu xôi còn nóng thì nhiệt độ cao sẽ ức chế hoạt động enzyme và vi sinh vật, quá trình lên men không thể xảy ra Làm nguội xuống nhiệt độ này để trộn men
Men rượu:
Men rượu được sản xuất thủ công nguyên liệu chính để sản xuất men rượu là: bột gạo, men giống Men rượu có chứa nhiều giống vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men và nấm mốc
Nấm mốc: Aspergillus sinh ra enzyme amylase để thủy phân tinh bột, chủ yếu là enzyme ngoại bào trong giai đoạn sinh bào tử; Aspergillus orizea còn sinh ra enzyme protease; ngoài ra còn có Rhizopus, Mucor tùy môi trường mà sinh ra enzyme tương ứng
Nếu Rhizopus nhiều hơn Aspergillus thì hiệu suất thu hồi rượu cao hơn do lấn át các nấm mốc khác; điều kiện phát triển của Aspergillus là 22 – 23oC mà nước ta
có điều kiện khí hậu nhiệt đới nên không dùng Aspergillus mà chủ yếu là
Rhizopus
Nấm men: nấm men sử dụng chủ yếu trong lên men rượu là Saccharomyces cerevisae Nó có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau như glucose, saccharose, maltose, fructose…Nó có khả năng chịu được độ acid cao, chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng độ 0.02 – 0.025%
Saccharomyces còn có khả năng lên men các loại nguyên liệu rất khác nhau với lượng đường trong dung dịch từ 12 – 14 %, có khi 16 – 18 % Nồng độ rượu trong dung dịch lên men là 10 – 12 % Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 – 32oC
Vi khuẩn: thời gian đầu vi khuẩn có lợi vì nó sinh ra acid hạ thấp pH môi trường tạo thuận lợi cho nấm men và nấm mốc phát triển Tuy nhiên giai đoạn cuối nó làm
Trang 5chua sản phẩm, không tốt cho rượu Mặt khác trong dịch lên men có oxy thì tạo thành acid acetic làm tổn hao lượng cồn tạo thành
Phối trộn
Men rượu được nghiền nhỏ(nhằm tăng khả năng tiếp xúc với xôi nếp), rắc vào xôi nếp đã được làm nguội, để ở điều kiện nhiệt độ 300C khoảng 4 giờ Thời gian này cung cấp oxy cho quá trình tăng sinh khối vi sinh vật Sau đó đậy hũ lại tiến hành lên men Nếu cơm quá khô thì tốc độ nấm mốc phát triển chậm, sau 3 ngày khuẩn ty mới phát triển, chan nước thì không kịp lên men
Lên men
Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường Trong quá trình này có 3 quá trình xảy ra song song với các mức độ khác nhau, đó là quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật, quá trình đường hóa và quá trình rượu hóa
Chan nước
Mục đích của quá trình chan nước là thúc đẩy quá trình tạo tinh bột thành đường nhiều, làm giảm điều kiện hiếu khí, tạo môi trường yếm khí cho nấm men phát triển, làm giảm nồng độ đường tạo điều kiện cho nấm men phát triển Khi chan nước, do enzyme amylase đã thủy phân phần nội nhũ chỉ còn phần vỏ, bên trong rỗng ruột nên chan nước nó nổi lên, khi giở nắp thấy có nước, bề mặt khuẩn ty có màu trắng Chan nước xong đậy kín lại, lên men trong 3 ngày
Làm nhuyễn
Mục đích chính của công đoạn này là nhằm làm tăng màu sắc của rượu và thủy phân một lượng tinh bột
Chưng cất
Sau khi lên men, hàm lượng cồn đạt khoảng 7 – 10% thể tích Do độ cồn thấp nên rất khó bảo quản và chất lượng rượu không cao nên tiến hành chưng cất rượu nhằm làm gia tăng hàm lượng cồn trong sản phẩm và tăng khả năng bảo quản sản phẩm
Nồng độ cồn sản phẩm sau lên men là 12 – 13 %, để trong điều kiện kín, tránh tiếp xúc ánh sáng, để 6 tháng để ổn định chất lượng và tạo hương cho sản phẩm
IV Kết quả thảo luận
Trang 6Bảng kết quả thí nghiệm:
Chỉ
tiêu
Nhóm
Ngày 2
+ màu
b
c
+
+
+ + +
+ + 2 x 08 2x1.2 1x2
b
c
+ + +
+ + +
+ + +
+
b
c
+ +
+ + +
4 x 0.8 4x1.2 3x2
Chỉ tiêu
Nhóm
Độ Brix
Cồn
200C Sau ủ
mốc Sau lên
men
Ban đầu Sau ủ mốc Sau lên
men
Ngày
B
C
1 1
0 0 1
0 1 0 3.8
B
C
1 2
0 0 3
5 2 4
6.56
B
C
11 10
4 5 8
0 2 2 13.06
1 Sự hoạt động của nấm mốc:
Nhận xét: Mật số khuẩn ty của nấm mốc trong các ngày 2,3,4 của các nhóm được xếp theo thứ tự sau: nhóm 2> nhóm 1> nhóm 3
Nhóm 2 có mật số khuẩn ty nhiều nhất chứng tỏ trong men lượng nấm mốc nhiều kết quả nồng độ đường ở nhóm 2 cao Nhóm 1 có mật số khuẩn ty thấp nhất nên nồng độ đường thấp hơn nhóm 2 và nhóm 1
2 Sự thay đổi độ Brix.
Trang 7Độ Brix sau lên men đã giảm nhiều so với độ Brix ban đầu vì nấm men đã chuyển hóa đường thành rượu
3 pH
pH
nhóm
Ban
Sau ủ
Sau lên
Nhận xét: pH giảm dần qua quá trình lên men.
Quá trình này xảy ra ở giai đoạn đầu lên men, khi ta cho bánh men vào nguyên liệu lên men Vi khuẩn sẽ phát triển mạnh ở giai đoạn này tạo thành một số acid hữu cơ làm pH môi trường giảm tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển
Chỉ
tiêu
Nhóm
Độ Brix Sau ủ
mốc
Sau lên men
Biểu đồ độ Brix
0 5 10 15 20 25 30
Nhóm
x Độ Brix Sau ủ
mốc
Độ Brix sau lên men
Biểu đồ sự thay đổi pH
0
1
2
3
4
5
6
Nhóm
Sau ủ mốc Sau lên men
Trang 8Quá trình chuyển đường và các thành phần khác thành các acid hữu cơ Chủ yếu tạo acid lactic và acid acetic pH tiếp tục giảm Về sau song song với quá trình chuyển hóa đường thành cồn là quá trình chuyển hóa chuyển hóa các acid hữu cơ thành các sản phẩm phụ khác nên pH giảm không đáng kể
4 Dịch rĩ.
Do nồng độ cường và ở nhóm 2 cao nên ức chế hoạt động của nấm men nên dịch rĩ tạo ra ngày càng ít đi và ít hơn 2 nhóm còn lại
ở nhóm 1do lúc đầu nấm men phát triển tốt nên dịch rĩ sinh ra nhiều hơn sau đó pH giảm mạnh làm hạn chế sự hoạt động của nấm men nên dịch rĩ cũng giảm dần
5 Tốc độ lên men: (số bọt khí thoát ra khỏi waterclock trong 2 phút tại các thời điểm lên men)
Nhận xét:
Số bọt khí thoát ra trong 2 phút giữa các nhóm bình ở ngày 5 và 6 tăng theo thứ tự: Nhóm1< Nhóm 2< Nhóm 3
Nhóm Số bọt khí
ngày 5 ngày 6 ngày 7
Biểu đồ thể hiện số bọt khí thoát ra tại các thời
điểm lên men
0
2
4
6
8
10
12
1a 1b 1c 2a 2b 2c 3a 3b 3c
Nhóm Bình
Ngày 5 Ngày 6 Ngày7
Trang 9Giải thích: Nồng độ đường cao thì quá trình lên men diễn ra chậm (nhóm 1 và 2)
nồng độ dường đã ức chế hoạt động của nấm men Theo lược khảo nồng độ đường
từ 22-25 là lên men tốt Nồng độ đường nhóm 3 nằm trong khoảng này nên nấm men hoạt động tốt
Nhóm 3 sử dụng men thuần Amyclomyces rouxii nên mật số nấm men nhiều hơn các ở các loại men khác kết quả là sẽ chuyển hóa lượng đường nhiều sẽ tạo ra nhiều rượu và CO2 hơn
Như vậy nấm men có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa đường thành rượu
Riêng số bọt khí thoát ra trong 2 phút giữa các nhóm bình ở ngày 7 có sự khác biệt nhóm 2 nhiều nhất và nhóm 1 ít nhất
Giải thích: Nguyên nhân có thể là do các bình ở nhóm 3 đã đi xong quá trình lên men và đang bước vào giai đoạn lên men tiềm ẩn nên số bọt khí thoát ra ít Nhóm 2 sắp bước vào điểm đỉnh của giai đoạn lên men nên số bọt khí tăng Nhóm 1 thì do
pH giảm thấp ức chế hoạt động của nấm men Và có thể men nhóm 1 sử dụng có mật số nấm men ít hơn hai nhóm còn lại nên quá trình lên men diễn ra chậm hơn
Có sự giảm số bọt khí thoát ra ở nhóm 3 trong ngày 7 so với ngày 5 và 6
Giải thích: Khi quan sát số bọt khí ở các thời điểm khác nhau của cùng một nghiệm thức, ta thấy số bọt khí lúc đầu tạo ra thấp sau đó cao dần, đạt đến đỉnh rồi lại thấp dần Nguyên nhân là do khi diễn ra quá trình lên men lượng đường (tức là cơ chất) giảm còn nồng độ cồn ( tức sản phẩm) tăng sẽ ức chế quá trình lên men rượu
6 Độ cồn:
Do thời gian bị hạn chế nên chúng ta chỉ tiến hành chưng cất bình b ở mỗi nhóm Nhóm 1 pH thấp nên đã hạn chế sự lên men nên có độ cồn thấp nhất Nhóm 3 là nhóm có độ cồn cao nhất tỏ sự lên men rượu ở nhóm 3 tốt nhất
Từ bảng đánh giá cảm quan ta thấy kết quả thu được thì mẫu nhóm 3 là tốt nhất, đạt chỉ tiêu điểm cao hơn các mẫu còn lại Điều này có lẽ do loại men cho vào thích hợp hơn các loại men của nhóm khác
Tóm lại: Từ kết quả đánh giá cảm quan và kết quả phân tích chỉ tiêu theo dõi về độ
Brix, pH, độ cồn….có thể chọn được nghiệm thức thích hợp để lên men rượu nếp than
BÀI 2: LÊN MEN TEMPEH
I GIỚI THIỆU:
Trang 10Tempe xuất xứ từ Indonesia là khối lá mầm nguyên của hạt đậu nành được bao phủ bởi khuẩn ty nấm mốc Tempeh có lẽ là sản phẩm lên men đậu nành của vùng Java, Indonesia.(http://www.tempeh.infor/tempe-history.html) Theo tài liệu ghi chép thì Tempe bắt đầu được sản xuất ở Indonesia từ thế kỷ 16 Ngày nay Tempe được ưa chuộng tại nhiều nước trên thế giới như Châu Âu và Bắc Mỹ, nhưng chưa phổ biến ở Việt Nam và các nước đang phát triển Tempe giàu B12, không chứa các chất béo, không chứa các chất có hại cho sức khỏe như ở thịt động vật
II MỤC ĐÍCH:
- giúp sinh viên ứng dụng và kiểm nghiệm lại kiến thức đã học vào thực tế
- quan sát hiện tượng mất chất khô diễn ra trong quy trình chuẩn bị và chế biến đậu nành
- Nhận thấy sự mất nhiều chất phân tử lượng hòa tan trong nước của đậu nành trong quá trình ngâm và nấu; sự phân cắt các chất đa phân tử của hệ enzyme trong quá trình lên men nhờ phương pháp chất khô hòa tan, chuẩn độ formol
- Quan sát sự phát triển của khuẩn ty nấm mốc và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm mốc
- Đánh giá chất lượng Tempeh làm ra
III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP:
1 phương tiện:
Vật liệu
Đậu nành
Nấm mốc (Rhizopus)
Hóa chất:
Dung dịch NaOH 0.1N chuẩn
Dung dịch Formaldehyde 37%, pH 7
Thiết bị:
Máy đo pH, burette (bá tự động), thùng chứa chất thải
2 Phương pháp:
Quy trình thực hiện: