Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm bảo quản đến chất lượng bánh men thuần chủng

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng iiTÓM TẮT Quả trình sản xuất rượu theo phương pháp Myco - malt, tinh bột gạo được đường hóa băng các enzyme amylase tạo

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP &

Sinh viên thưc hiên:

Họ và Tên: Trương Thuận Hưng

MSSV: 2071751 Lớp:

CB0708A1

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp khỏa 33- 2011 Trường Đại học cần Thơ

CẢM TẠ

Xin chân thành biết ơn quý thầy cô Trường Đại Học cần Thơ và đặc biệt là quý thầy cô BộMôn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và tạo mọi điềukiện thuận lợi trong học tập cho em suốt nhừng năm học qua

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Hữu Thuận - người đã tận tình hướng dẫn và

truyền đạt kinh nghiệm để giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp ngành Công Nghệ ThựcPhâm

Cần Thơ, ngày 08 tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện Trương Thuận Hưng

Trang 4

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng ii

TÓM TẮT

Quả trình sản xuất rượu theo phương pháp Myco - malt, tinh bột gạo được đường hóa băng các enzyme amylase tạo ra dung dịch chứa các loại đường lên men và các chât dextrin hòa tan Dịch đường hóa 18,5 °Bx, pH = 5,2 được bô sung nấm men đê lên men rượu Từ dịch lên men có nồng độ rượu cao, dòng nấm men có hoạt tính mạnh, hiệu suất sinh rượu cao được phân lập và tuyên chọn.

Nâm men thuần chủng sau khi phân lập và tuyên chọn được nhân giông rỏi phôi trộn với bột gạo như cách làm bảnh men truyền thông nhưng trong điều kiện vô trùng đê đảm bảo khôi bột chỉ thuần năm men mà không tôn tại nâm môc, vi khuân hay các nâm men dại khác.

Bột nấm men này được khảo sát các điều kiện bảo quản ở hai mức độ âm 20%, 30% và hai mức nhiệt độl5°c, 30°c trong thời gian khảo sát 3 tuần Bột men bảo quản ở độ âm 20%, nhiệt

độ 15°c cho hiệu suất sinh rượu cao và lượng đường sót thấp nhất.

MỤC LỤC

Trang 5

Lời cảm tạ i

Tóm tắt ii

Mục lục iii

Danh mục hình V Danh mục bảng vi

Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

Chương II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

Trang 6

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng iv

2.1 Giới thiệu về rượu 2

2.1.1 Nguyên liệu sản xuất 2

2.1.2 Quá trình sản xuất 3

2.1.2 Quá trình lên men rượu 6

2.2 Bánh men dùng trong sản xuất rượu 9

2.2.1 Giới thiệu 9

2.2.2 Hệ vi sinh vật trong bánh men 9

2.2.3 Cách làm bánh men truyền thống 10

2.3 Nấm men 11

Trang 7

2.3.1 Khái quát về nấm men 11

2.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm men 12

2.3.2.1 Nhiệt độ 12

2.3.2.2 Oxy hòa tan - độ hiếu khí 12

2.3.2.3 pH của môi trường 12

2.3.2.4 Khí C02 13

2 3.2.5 Rượu ethylic 13

Luận văn tốt nghiệp khỏa 33- 2011 Trường Đại học cầnThơ 2.3.2.6 Thành phần môi trường 13

Trang 8

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng vi

2.3.3 Thu sinh khối nấm men 14

2.3.3.1 Nuôi nhân giống 14

2.3.3.2 Tách và sấy nấm men 14

Chương III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 15

3.1 Phương tiện nghiên cứu 15

3.1.1 Nguyên vật liệu, hóa chất, thiết bị và dụng cụ 15

3.1.2 Thời gian và địa điêm thực hiện 15

3.2 Phương pháp nghiên cứu 15

3.2.1 Phân tích dừ liệu 15

Trang 9

3.2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 16

3.3 Nội dung bố trí thí nghiệm 17

3.3.1 Thí nghiệm 1: Phân lập nấm men thuần chủngtừ bánh men thị trường 17

3.3.2 Thí nghiệm 2: Tuyển lựa nấm men hoạt tính cao 18

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của độ âm và nhiệt độ bảo quản bột men đến hoạt tính lên men của nấm men thuần chủng 19

Chương IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20

4.1 Phân lập nấm men thuần chủng từ bánh men thị trường 20

4.2 Tuyển lựa nấm men hoạt tính cao 22 4.3 Khảo sát ảnh hưởng của độ ấm và nhiệt độ bảo quản bột men đến hoạt tính lên

Trang 10

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng viii

men của nấm men thuần chủng 25

Chương V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32

5.1 Kết luận 32

5.2 Đề nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

PHỤ LỤC A CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 34

PHỤ LỤC B PHÂN TÍCH THỐNG KÊ 36

DANH SÁCH HÌNH Hình 1 Sự lên men hydratcacbon của dịch lúa 1Ĩ1Ì đã được đường hóa bằng thóc malt đại mạch 5

Trang 11

Hình 2 Sự lên men các loại hydratcacbon của dịch lúa mì đã được đường hóa bằng

nấm mốc Asp.oryiae 5

Hình 3 Cơ chế lên men rượu etylic trong tế bào nấm men 7

Hình 4 Công nghệ sản xuất men rượu truyền thống 11

Hình 5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 16

Hình 6 Khuẩn lạc của nấm men phân lập từ 4 loại bánh men trên thị trường 21

Hình 7 Hình dạng một số dòng nấm men đã phân lập quan sát dưới kính hiển vi 21

Hình 8 Động học lên men rượu của 4 loại bột men 26

Hình 9 Anh hưởng của 4 loại bánh men đên độ brix trong quá trình lên men 27

Hình 10 Ánh hưởng của 4 loại bánh men đến mật số nấmmen trong quá trình lên men 28

Hình 11 Ánh hưởng của 4 loại bánh men đến độ rượu trong quá trình lên men

28 Hình 12 Tương tác giừa 2 nhân tố nhiệt độ và độ ẩm của bộtmen đến hàm lượng rượu

Trang 12

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng x

sinh ra 29Hình 13 So sánh khả năng sinh rượu và lượng đường sót của bột bánh men làm ra với bánhmen trên thị trường sau 9 ngày lên men 30

Trang 13

Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Hàm lượng đường bột trong một số loại nông sản, g/lOOg phần ăn được

7 7

2

Bảng 2 Ảnh hưởng của từng loại acid đến hoạt động sống của nấm men 4

Bảng 3 Những hiện tượng xảy ra trong quá trình lên men, nguyên nhân và cách khắc phục 8

Bảng 4 Số lượng vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc ở một vài địa phương khác nhau 10

Bảng 5 Tỷ lệ phối liệu trong sản xuất bánh men 10

Bảng 6 Ảnh hưởng của pH đến quá trình phát triển của nấm men và vi khuẩn 13

Bảng 7 Mật số nấm men và độ ẩm của các loại bánh men thị trường 20

Bảng 8 Chiều cao cột khí C02 (cm) trong ống Durham của 24 dòng nấm men đã phân lập 22

Bảng 9 Độ rượu và hàm lượng đường sót của 24 dòng nấm men đã phân lập sau 9 ngày lên men 24

Bảng 10 Khảo sát mật số nấm men của dòng SA2 trong quá trình sản xuất 25

Bảng 11 So sánh khả năng sinh rượu và lượng đường sót của bột bánhmen làm ra với bánh men trên thị trường sau 9 ngày lên men 29

CHƯƠN

G I ĐẶT VẤN ĐẺ 1.1 Đặt vấn đề

Trang 14

Trong quá trình sản xuất rượu, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng rượu,một trong những yếu tố đó là loại nấm men sử dụng Bằng cách phương pháp truyềnthống, nhân gian đã làm ra được nhiều loại bánh men mang những hệ vi sinh vật giúp tạo

ra nét đặc trưng của từng loại rượu Nhưng do sản xuất còn theo lối thủ công, chất lượngbánh men không ốn định, hệ vi sinh vật trong bánh men không giống nhau về số lượnglẫn chất lượng giữa các lần sản xuất, chưa hạn chế được những vi sinh vật tạp nhiễm gâytác dụng xấu đến hoạt tính của nấm men, chất lượng và năng suất lên men rượu

Từ những lỷ do trên, đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ấm bảo quản đến chất lượng bánh men thuần chủng” sẽ nghiên cứu những điều kiện sản xuất và bảo

quản bột gạo thuần nấm men đến khả năng lên men rượu, góp phần hoàn thiện qui trìnhsản xuất bánh men, nâng cao hiệu suất lên men, đảm bảo chất lượng rượu đầu ra ổn định

1.2 Mục tiêu nghiên cún

Phân lập được dòng nấm men có hoạt tính cao đế sản xuất bột men Trên cơ sở đó, tìm

ra điều kiện nhiệt độ và độ ấm bảo quản bột men thuần chủng tốt nhất

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giói thiệu về rưọu

2.1.1 Nguyên liệu sản xuất

Nguyên liệu dùng đế sản xuất rượu buộc phải giàu nguồn cacbonhydrate Chủ yếu gồm

3 nguồn chính là các loại củ, hạt ngũ cốc, giàu tinh bột ( sắn, khoai tây, gạo, ngô, đại mạch,cao lương, ), các loại rỉ đường (từ mía, củ cải đường) và dịch thủy phân từ gỗ, rơm, Tùy theo mỗi loại nguyên liệu sử dụng mà cách sơ chế ban đầu và chất lượng rượu tạothành cũng rất khác nhau Như riêng đối với ngô, trước khi nấu rượu cần tách phôi để hạn

Trang 15

chế mùi vị khó chịu sau khi lên men rượu do chất béo trong phôi tạo thành Còn trong củsắn có phazeolumatin khi bị thủy phân sẽ giải phóng HCN gây ngộ độc (hàm lượng 50 -ỉ-

100 mg) nên cần ngâm và bóc vỏ cùi trước khi luộc Người ta dùng sắn xắt lát khô hoặc sắnnạo thành sợi và bột sắn đem nấu thành cháo trước khi cho đường hóa Ớ khoai tây, hàmlượng tinh bột dao động khá lớn 12 -ỉ- 27%, đường glucose là chủ yếu Khoai được dùnglàm thực phẩm loại rau quả nhưng ở một số nước lại dùng làm nguồn lương thực cung cấptinh bột và đặc biệt là làm nguyên liệu sản xuất rượu Vodka Bảng 1 trình bày thành phầnđường bột của một số nguyên liệu thông dụng trên thê giới

Bảng 1 Hàm lưọìig đường bột trong một số loại nông sản, g/lOOg phần ăn đưọc

Trang 16

Ớ nước ta, nguồn nguyên liệu sản xuất chủ yếu là từ gạo tẻ, gạo nếp, ngô, sắn, rỉ đườngmía Các loại gạo tẻ, gạo nếp đã được sử dụng từ lâu với hàm lượng tinh bột cao, cho chấtlượng rượu tốt và đã tạo nên nhiều loại rượu truyền thống nổi tiếng đặc trưng ở một số địaphương

Từ những nguồn nguyên liệu sẵn có, người Việt Nam đã tạo nên nhiều loại thức uốnglên men truyền thống nổi tiếng như rượu cần của Tây Nguyên, rượu làng Vân ở miền Bắc,rượu Gò Đen, rượu Xuân Thạnh, rượu đế ở miền Nam, đã được nhiều người trong vàngoài nước ưa chuộng

2.1.2 Quá trình sản xuất

Sản xuất rượu bằng cách lên men đã được áp dụng từ thời cổ xưa Trước hết, lên mendịch đường nhờ nhừng nòi nấm men trong điều kiện kỵ khí Ngoài sản phấm chính là cồnetylic, trong quá trình lên men còn tạo thành khí C02, glycerin, một vài rượu bậc cao, aldehyt,các acid hữu cơ và sinh khối nấm men tích tụ

Quá trình sản xuất bao gồm 3 giai đoạn:

+ Đường hóa các nguyên liệu, dùng nấm mốc, acid hoặc enzyme amylase chuyến tinh bột trong nguyên liệu thành đường

+ Lên men đường thành rượu nhờ hoạt động của nấm men

+ Chưng cất và tinh chế cồn

Đe tránh tạp nhiễm, rút ngắn thời gian lên men và đảm bảo chất lượng rượu tốt người ta

sử dụng phương pháp myco - malt từ nguyên liệu tinh bột đế sản xuất rượu Nấm men khôngthế lên men trực tiếp từ tinh bột (do hầu hết nấm men không có enzyme polyhydrolase trong

đó có amylase và cellulase), nên nguyên liệu cần qua khâu xử lý nghiền nhỏ, hòa nước, nấuchín, đường hóa bang enzyme Trong hạt nguyên liệu, tinh bột nằm trong tế bào của nguyên

Trang 17

liệu, ngoài có lớp vỏ bọc ngăn không cho nước hòa tan và enzyme amylase thấm qua đểtương tác với tinh bột Cho nên, cần nghiền nhỏ hạt nguyên liệu trước khi đường hóa Khâunày mục đích là biến tinh bột thành đường, sau đó nấm men mới tiếp tục đồng hóa đế biếnđường thành rượu

Trong dịch đường hóa tinh bột của khối cháo, nếu biểu thị hàm lượng tinh bột tổng cộngtrong dịch là 100% thì gần 4 - 6 % có dạng chất khô không hòa tan, 75 - 77% được chuyếnhóa thành maltose và gần 19% dạng dextrin Tinh bột và dextrin lên men được bằng nấm menchỉ sau khi được chuyển hóa thành đường maltose, điều này được thực hiện nhờ a và Ị3amylase và dextrinase ( Nguyễn Văn Phước, 1979)

Từ nấm mốc hay hạt mầm, ta có thể thu được hệ enzyme đường hóa (gồm a, p, y amylase) với nhiều tính chất khác biệt nhau Trong hạt mầm thường có a, p - amylase, trong

-chế phẩm của mốc có p - vượt trội và ít a - amylase, có chủng mốc sinh nhiều ị3 - amylase

và y - amylase Enzyme a - amylase tác dụng lên tinh bột cắt mạch phân tử thành các mạch

dài, p - amylase tác dụng cắt thành đường đôi là maltose và các dextrin cuối, y - amylasechuyển tinh bột thành glucose Mỗi loại enzyme tùy theo nguồn gốc mà có pH và nhiệt độ tốithích khác nhau Mục đích của việc nấu dịch nguyên liệu không những chuyến tinh bột thànhdạng dịch hồ hóa mà còn tạo nhiệt độ tối thích cho enzyme hoạt động nên dịch nhanh chóngchuyến sang trạng thái lỏng chứa nhiều đường maltose và dextrin

Sau khi đã nấu và có dịch đường hóa, tiếp tục làm nguội xuống 28 -ỉ- 30°c, chỉnh nồng

độ đường khoảng 13 15% tương đương 16 -ỉ- 18° Bx, pH = 4,5 -ỉ- 5,2 có thểđiều chỉnh bang acid H2S04 hoặc HC1 Tạo pH môi trường nuôi cấy thích hợp người ta có thểcho vào môi trường bất kỳ một loại acid nào, miễn là anion của acid không ảnh hưởng mạnh

Trang 18

mẽ đến trung tâm hoạt động của nấm men Ớ bảng 2 cho thấy sự ảnh hưởng của các loại acidđến hoạt động nấm men

Dịch đường là nguồn dinh dường cacbon quyết định quá trình lên men có diễn ra bìnhthường hay không Trong nuôi cấy, đường glucose và fructose được sử dụng trước hết, đặcbiệt đường glucose thuộc loại đường 6 được tất cả các loài nấm men sử dụng Nhiều loài nấm

men, trong đó có giống S a c c h a r o m y c e s không sử dụng được đường 5 pentose Tỷ số các

đường được nấm men sử dụng là đặc điếm của riêng từng loài nên có thể dựa vào đây để xây

dựng phương pháp chẩn đoán các dòng nấm men Các loài S a c c h a r o m y c e s lên men rượu

vang sử dụng glucose, fructose, maltose, saccharose và galactose, với rafinose chỉ sử dụngđược một phần, còn lactose, melibiose, dextrin, pentose và tinh bột lại hoàn toàn không sửdụng được Với các men rượu khác thì có thế lên men được các dextrin cuối, nhưng khônglên men được tinh bột (Lương Đức Phẩm, 2006)

Trường họp lên men dịch đường hóa bằng nấm mốc, trước tiên lên men đường glucose,

sự lên men đường trisaccharide xảy ra nhanh hơn sự tạo thành các trisaccharide mới Hàmlượng maltose thoạt đầu tăng lên không nhiều và sau đó giảm xuống rất nhanh Sau khoảng

10 giờ, dextrin còn lại ít hơn so với trường hợp lên men dịch đường hóa bang malt Hình 1 và

2 mô tả quá trình lên men dịch lúa mì đã được đường hóa bang malt đại mạch và nấm mốc

Trang 19

Giờ lên men

Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng

-Maltose - Dextrin Trisacch aride -Glucose

hydratcacbon nhưng thời gian lên

-Maltose

-Dextrin

Trisaccharide -Glucose

(Nguồn: Nguyễn Văn Phước, 1979)

Hình 2 Sự lên men các loại hydratcacbon của dịch lúa mì đã được đường hóa

bằng nấm mốc Asp.oryzae.

Quá trình lên men kết thúc thông thường sẽ thu được dịch giấm chín có nồng độ rượu etylickhoảng 8 -ỉ- 10%, chứa khoảng 50 loại tạp chất khác nhau tạo thêm hương vị riêng của rượu.Dựa vào tính chất hóa học của tạp chất có thể chia chúng thành 4

Trang 20

Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng 6

bột sót, dextrin, protit và chất khoáng

Đe thu được cồn tinh sạch dùng trong thực phẩm, người ta dùng phương pháp chưng cất đếthu được hỗn hợp gồm 2 cấu tử gồm rượu và nước Khi chưng cất ở áp suất khí quyển (p = 760mmHg) hồn hợp này có điểm sôi là 78,15°c

Tạp chất ban đầu lẫn trong rượu (hay còn gọi là rượu đầu) gồm các chất có nhiệt độ sôi thấphơn rượu etylic Khi tinh chế thì tạp chat aldehyt acetic khó tách hơn cả vì nó có khả năng hòatan trong rượu etylic ở thế hơi lẫn thế lỏng Tạp chất cuối là các tạp chất có nhiệt độ sôi cao hơnrượu etylic và khó bay hơi như amylic, isoamylic, isobutyric, propylic, Các tạp chất này ít hoặckhông tan trong nước nên gọi là dầu fusel hay dầu rượu tạp

2.1.2 Quá trình lên men rượu

Có hai hai hình thức lên men chính là lên men yếm khí (quá trình phân hủy đường không có

sự hiện diện của 02, sản phẩm tạo thành như acid lactic, etylic, butyric ) và lên men hiếu khí(quá trình phân hủy đường có Ơ2, sản phấm tạo thành như acid acetic, citric, )

Quá trình lên men chia làm 3 giai đoạn chính

+ Giai đoạn đầu: khoảng 60 giờ kể từ khi nấm men tiếp xúc với dịch đường hóa Sự lên menxảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể, nấm men làm quen với môi trường, tăng sinhkhối

+ Giai đoạn 2: đây là giai đoạn lên men chính, chiếm khoảng 60 - 120 giờ sau giai đoạn đầu

Sự lên men mỗi giờ tăng đáng kế, cồn tích tụ nhiều hơn

+ Giai đoạn cuối: quá trình lên men phụ xảy ra rất chậm và cũng là thời kỳ ổn định tạo mùi vịcho sản phẩm

Đe có thế lên men dịch đường hóa, người ta phải cho vào một lượng tế bào nhất định Thôngthường, khi lên men lượng nấm men phải đạt > 100 triệu tế bào/ml dịch lên men Khối nấm mengồm nhiều tế bào riêng biệt, nấm men ép có khoảng 14.1 o9 tế bào/g Đường kính trung bình của

tế bào là khoảng 8 |j.m, bề mặt của một tế bào là khoảng 5.105 mm2 Như vậy trong khoảng 1gam nấm men, bề mặt tổng cộng của tế bào khoảng 7.000 cm2 Vì bề mặt rất lớn cho nên quátrình hấp phụ của nấm men xảy ra rất mạnh ( Nguyễn Văn Phước, 1979)

Lượng rượu etylic và khí CO2 tạo thành nhanh chóng khuếch tán vào trong nước Khi lượngC02 trong dịch lên men bào hòa nó sẽ bám trên tế bào nấm men và những chất lơ lửng khác Khibọt khí CO2 to lên và khối lượng riêng giảm dần so với khối lượng nấm men thì bọt khí và tế bàonấm men cùng nối lên trên bề mặt dung dịch Khi đến bề mặt dung dịch do thay đối sức căng nênbọt khí vờ ra, CO2 thoát ra ngoài và nấm men lại chìm xuống Quá trình này diễn ra liên tục nênlàm cho tế bào nấm men chuyến động, tăng khả năng tiếp xúc với đường và các chất hòa tan khácdẫn đến sự lên men diễn ra nhanh

Trang 21

Luận vãn tốt nghiệp khóa 33- 2011 Trường Đại học cẩn Thơ

Quá trình lên men rượu từ glucose là quá trình đồng hóa các hydratcacbon trong điều kiện kỵkhí xảy ra với sự tách năng lượng và dẫn đến sự tạo thành sản phẩm oxy hóa không hoàn toàn.Quá trình phức tạp đó được thế hiện trong sơ đồ sau:

_ ị Aldola/a

ị Triophosphat i/omcra/a ị

Glyccraldchyd 3 phosphat * ► Dihydro accton phosphat

ị Glyccraldchyd phosphatdchydrogenaza Acid 1,3 diphosphoglyccric

ị Phosphoglyceratk inaza Acid -

ị Aldodeshydrogenaza

Ethanol

Hình 3 Cơ chế lên men rượu etylic trong tế bào nấm men

Theo B.L Iarôvencô, giai đoạn đầu của quá trình lên men chính, tốc độ phát triển của nấmmen song song với sự hình thành rượu etylic trong dung dịch Nhưng đến giừa và gần cuối củagiai đoạn lên men chính thì lượng tế bào nấm men giảm rõ rệt từ 80 - 90 triệu/ml xuống còn 40 -

50 triệu tế bào/ml

Trong giai đoạn lên men, sự đường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không hoàn toàn, đặcbiệt khó khăn đối với tinh bột không hòa tan Do đó tốc độ lên men không phụ thuộc vào sốlượng tế bào nấm men mà chủ yếu phụ thuộc vào sự thủy phân hàm

Trang 22

tạo thành vị ngọt cho sản phẩm Như vậy, quá trình lên men dịch đường hóa tinh bột phụ thuộcvào thời gian lên men cuối hay phụ thuộc vào khả năng đường hóa của phức hệ enzymeamylase Có nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia tănghiệu suất của quá trình lên men

Trên thực tế, để nghiên cứu sâu hơn quá trình lên men người ta cố gắng xác định tốc độ lênmen đường, thông qua sự thay đổi hàm lượng đường trong thể tích dịch lên men, hoặc lượngrượu hay lượng CƠ2 Đe thiết lập đường cong lên men, người ta tiến hành cho lên men đườngvới số lượng nấm men ban đầu rất ít, do đó xác định rõ 3 thời kỳ của sự lên men Quá trình lênmen phức tạp và trong thực tế sản xuất cũng thường gặp nhiều sự cố cần khắc phục kịp thời.Bảng 3 thể hiện những hiện tượng xấu xảy ra trong quá trình lên men và cách khắc phục nó

Bảng 3 Nhũng hiện tưọng xảy ra trong quá trình lên men, nguyên nhân và cách

khắc phục

2.2 Bánh men dùng trong sản xuất rượu

Điêu chỉnh lại nhiệt độ thích hợp Bổsung số lượng men giống

Điều chỉnh tốc độ và lưu lượng khôngkhí vào và nồng độ thích hợp bằngnước vô trùng

Số lượng nấm

men nhiều nhưng

già và không đều

Nhiệt độ quá cao, > 38°c Thông khíquá nhiều, môi trường nghèo dinhdường Thời gian nuôi kéo dài

Hạ nhiệt độ, tiêp thêm môi trườngmới

Giảm bớt tốc độ và lun lượng thôngkhí vào

Cho thêm dinh dưỡng và nấm mengiống

Đảm bảo đúng thời gian quy định Nếukhông còn nấm men thì có thể dùngtạm

Nấm men phát

triển chậm Te bào

không đều

Môi trường không đạt tiêu chuân

Độ acid tăng do bị nhiễm khuẩn

Do ảnh hưởng của chất sát trùng hay nguyên tố vi lượng nào đó

Nấm men nguyên chủng bị thoái hóa

Kiêm tra lại chât lượng môi trường.Điều chỉnh lại các yếu tố: đường, dinhdưỡng khác

Trường hợp này không sử dụng vàosản xuất

Kiêm tra kỳ từ môi trường, men giống

và các yếu tố liên quan

(Nguôn: Nguyễn Văn Phước, 1979)

Trang 23

2.2.1 Giới thiệu

Ớ nước ta, bằng phương pháp sản xuất truyền thống đã tạo nên nhiều loại rượu nối tiếng(rượu Bầu Đá, rượu ngô Bắc Hà, rượu nếp than, rượu đế Nam bộ, rượu Gò Đen, ) với chất lượngkhá cao, mùi vị thơm ngon rất khác nhau của các vùng Một trong nhừng nhân tố tạo nên sự khácbiệt đó chính là loại bánh men thuốc bắc sử dụng để sản xuất

Các loại bánh men này chủ yếu gồm bột gạo, có các giống nấm men, nấm mốc, vi khuẩn cầnthiết và được bố sung thuốc bắc, thuốc nam hay các loại lá thảo dược Cho nên, bánh men đượcgọi là men thuốc bắc hay men lá Thực chất của bánh men thuốc bắc là nuôi cấy và bảo quản visinh vật trên môi trường bột sống ở trạng thái khô Khi sử dụng, hệ vi sinh vật trong bánh menthuốc bắc sẽ phát triến nhanh chóng trong môi trường thích hợp, sinh tổng hợp phức hệ đườnghóa và rượu hóa

về cơ sở khoa học thì sản xuất rượu công nghiệp và rượu thủ công không khác biệt, nhưng vềquá trình công nghệ, men giống và chất lượng thành phẩm là khác nhau Tất cả đều qua hai giaiđoạn đường hóa và rượu hóa Sản xuất rượu thủ công, khâu đường hóa xảy ra trước biến tinh bộtthành đường Lượng đường ban đầu tạo ra được nấm men sử dụng trước tiên phục vụ cho việcsinh trưởng tăng sinh khối và sau đó mới bắt đầu tích tụ rượu trong dịch lên men Dịch lên menrượu thủ công, xảy ra 2 quá trình đường hóa và rượu hóa gần như đồng thời, nhưng vẫn theo quiluật chung là sinh trưởng của nấm men đến mật độ nào đó thì dừng lại và các tế bào nấm men vẫnsản sinh ra rượu Điểm sinh trưởng tối đa bao giờ cũng trước điểm sinh ra rượu tối đa của nấmmen

2.2.2 Hệ vi sinh vật trong bánh men

Lượng vi khuấn, nấm mốc, nấm men trong mỗi bánh men thuốc bắc phân bố không đều.Thường lớp trong nhiều nấm men hơn so với lóp ngoài Nhưng lượng bào tử nấm mốc thì lớpngoài nhiều hơn lớp trong, có trường hợp hoàn toàn không thấy bào tử nấm mốc ở lớp trong của

bánh men Các loại nấm mốc thường thấy trong bánh men thuốc bắc là: A s p e r g i ỉ ỉ u s ,

P e n i c i l l i u m , M u c o r , R h i z o p u s Đó là những loại pho biến có trong không khí nước ta,

khi thì gặp loại nấm mốc này khi thì gặp loại khác, ít thấy rõ loại nào thường xuyên xuất hiện.Trong mồi gam bánh men có từ vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men Bằng cáchlàm truyền thống thì trong bánh men có mật số nấm men từ 100 -ỉ- 300.106 tế bào/gam Gồm hai

chi chủ yếu là E n d o m y c o p s i s và S a c c h a r o m y c e s

Bảng 4 Số lượng vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc ỏ’ một vài địa phưoìig khác nhau

Trang 24

2.2.3 Cách làm bánh men truyền thống

Nguyên liệu trong sản xuất thủ công đế làm bánh men chủ yếu là gạo tẻ Loại gạo có nhiềucám chứa nhiều vitamin và chất khoáng rất cần cho sinh trưởng của nấm mốc và nấm men.Ngoài ra, người ta còn bố sung thêm bột mì để nâng cao chất lượng bánh men Neu chỉ dùngtoàn bột gạo thì bánh men nặng, rắn chắc, nấm mốc chỉ phát triển trên bề mặt Neu dùng toàn bột

mì thì bánh men nhẹ, lượng nấm men ít lại nhiều vi khuấn và nấm sợi Dùng phối hợp thì chohiệu quả tốt nhất (Lương Đức Phẩm, 2006)

Trước tiên, gạo tẻ được làm sạch, ngâm nước khoảng 1 -ỉ- 2 giờ Sau đó lấy ra, đế ráo nướcđem nghiền mịn rồi trộn với bánh men giống và thuốc bắc đã được giã nhuyễn, nặn thành bánhtròn có đường kính 3 + 5 cm Mục đích trộn thuốc bắc là chống các tạp khuẩn, tạo cho rượuthành phẩm có mùi vị riêng và có thể cung cấp chất dinh dưỡng, làm chất kích thích sinh trưởngcủa nấm men, nấm mốc Bột gạo phải đảm bảo độ ẩm khoảng 50 55% để có thể định hình dễdàng, không bị chảy nước

hoặc bị tơi ra Neu ấm quá sự thoáng khí trong bánh men kém, nấm men và nấm mốc phát triểnkém, vi khuẩn kỵ khí phát triển mạnh, trước hết là vi khuẩn lactic Bảng 5 thê hiện thành phânnguyên liệu khi làm bánh men

Bánh men định hình xong được đặt trên lớp trấu, đậy bằng nong, ủ khoảng 2^3 ngày thì bánhphồng nở đều và xung quanh có các bào tử mốc có chấm đen, vàng nhạt thì đem bánh men raphơi chỗ thoáng, có thế dưới ánh mặt trời, nhiệt độ khoảng 30 -ỉ- 35°c là tốt nhất Đem bánhmen sấy khô thêm là có thể dùng để sản xuất rượu Sau đây là hình thế hiện quá trình làm bánhmen truyền thống

thuốc bắc

Vi khuân(X 106)

Nấm men(X 106) Nấm mốc (X 106)

-^~ -(Nguôn: Nguyên Văn Phước, 1979)

Bảng 5 Tỷ lệ phối liệu trong sản xuất bánh men

Trang 25

2.3 Nấm men

2.3.1 Khái quát về nấm men

Nấm men là vi sinh vật có cấu tạo đơn bào, sinh sản chủ yếu bằng hình thức nảy chồi vàphân cắt Te bào nấm men thường lớn gấp 10 lần vi khuấn, có kích thước vào khoảng 8-15 |im vàhình dáng đa dạng như hình trứng, hình elip, hình cầu, hình gậy,

Giống nấm men thuần khiết được bảo quản đế giữ được các đặc tính ban đầu Ớ các nhà máythường giữ nấm men trên môi trường thạch - malt hoặc môi trường nước đường hóa - thạch đốivới những giống lên men từ tinh bột, còn đối với những giống lên men từ rỉ đường thường dùngmôi trường hỗn hợp thạch - malt - rỉ đường Các ống nghiệm giống thạch nghiêng được giừ ởnhiệt độ 4 -H0°c và định kỳ cấy chuyền lại 2 lần trong một tháng (mỗi kỳ cấy chuyền nên làm trẻhóa bằng cách nuôi chuyến qua dịch đường hóa hoặc rỉ đường có thêm nguồn muối khoáng).Trong thực tế sản xuất, việc quan sát hình dạng, kích thước tế bào nấm men bằng kính hiển virất quan trọng Nó có thể giúp dự đoán được tiến trình lên men có diễn ra bình thường hay không

và giúp đưa ra cách giải quyết thích hợp Ớ tế bào nấm men trẻ, màng tế bào rất mỏng, ở tế bàogià thấy rõ đường viền của tế bào, khi tế bào rất già thấy rõ 2 nét Màng tế bào có tác dụng giữcho hình dạng tế bào ít thay đối và là màng bán thấm chọn lọc Khi màng tế bào mất đi, chỉ còn

Hình 4 Công nghệ sản xuất men rưọu truyền thống

Trang 26

nhiệt độ cao, màng tế bào bị co lại, tế bào trở nên bé

Ớ tế bào trẻ thì protoplasma của nấm men là một khối trong suốt, đồng nhất và nhầy, khôngnhìn thấy không bào Ớ tế bào trưởng thành, protoplasma ở trạng thái hạt Nấm men già,protoplasma và chất béo là những hạt lớn, khúc xạ ánh sáng mạnh hơn, không bào rất to đôi khichiếm hết toàn bộ tế bào, có thể nhìn thấy rõ dưới kính hiển vi Sự vón cục của protoplasma làđặc trưng của tế bào chết và biến chất

Có thể nhận biết tế bào nấm men trẻ, trưởng thành, già và chết bằng cách quan sát dưới kínhhiến vi Khi nhuộm màu bằng metyl xanh, tế bào trẻ không bắt màu, trong sáng; tế bào già bắtmàu xanh nhạt từ nguyên sinh chất đến màng tế bào; tế bào chết bắt màu xanh đậm và màng tếbào rõ nét hơn

2.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm men

2.3.2.1 Nhiệt độ

Mỗi hoạt động sống của vi sinh vật nói chung và nấm men nói riêng đều có liên hệ mật thiếtvới nhiệt độ Đa số nấm men sinh trưởng tốt ở nhiệt độ khoảng 28 -ỉ- 32°c, nhưng với lên men thìkhông hoàn toàn trùng khớp với nhiệt độ này

2.3.2.2 Oxy hòa tan - độ hiếu khí

Trong quá trình lên men, giai đoạn đầu nấm men rất cần oxi đế kích thích sinh sản và tạo điềukiện cho tế bào nấm men hô hấp Việc thông khí ngoài vấn đề cung cấp oxi còn làm cho môitrường ở trang thái động, tăng cường sự tiếp xúc giữa tế bào nấm men với môi trường dinhdường, nên rút ngắn được thời gian nuôi cấy Neu thông khí đầy đủ có thế rút ngắn 1/3 thời giannuôi cấy so với không thông khí

Nhưng sau giai đoạn tăng sinh khối là giai đoạn lên men kỵ khí, cường độ hô hấp giảm, mengiống bắt đầu ngừng sinh sản, tích tụ sản phẩm chính là rượu etylic và chính etylic lại có tácdụng kiểm hãm sự phát triển của nấm men

2.3.2.3 pH của môi trường

Nấm men có thế phát triến trong môi trường có pH 2 8, nhưng thích hợp nhất là4,5 + 5 Trong quá trình lên men, nâng cao độ acid của môi trường làm cho nấm men thay đổihình dáng: tế bào nhỏ và tròn hơn, trong tế bào chất tích tụ chất béo Tuy nhiên, để ngăn ngừahiện tượng nhiễm khuẩn, người ta cho lên men rượu trong khoảng pH 3,8 -ỉ- 4,0 Bảng sau thểhiện ảnh hưởng của pH đến lượng vi sinh vật trong dịch lên men

Báng 6 Ảnh hưởng của pH đến quá trình phát triển của nấm men và vi khuẩn

% tê bào nâm men so

Trang 27

2 3.2.5 Rượu etylic

Nấm men được cấy vào môi trường lên men khoảng 1 -ỉ- 2 giờ đầu còn làm quen chưa pháttriến, sau đó sẽ phát triến theo cấp số nhân và bắt đầu tích tụ rượu etylic Hàm lượng rượu caodần sẽ làm cho nấm men sinh trưởng chậm dần, và đến nồng độ cao nhất định có thế ngừng hăn

sự phát triên của nấm men Cùng một điều kiện nuôi cấy thì nồng độ rượu 1 % đã có ảnh hưởngđến tốc độ và khả năng phát triển của nấm men, từ 4 -ỉ- 6% đã có ảnh hưởng xấu

Các loại rượu khác cũng có tác dụng sát khuẩn và ức chế nấm men Khả năng chịu được mộtnồng độ rượu nào đó của các chủng nấm men không giống nhau Nó phụ thuộc vào khả năngthích ứng và trao đổi chất của tế bào từng chủng nấm men Một chủng nấm men có khả năng tạothành và tích tụ nhiều rượu etylic trong môi trường có nghĩa là chủng ấy có khả năng chịu đượccồn cao (Lương Đức Phẩm, 2006)

2.3.2.6 Thành phần môi trường

Thành phần môi trường nuôi cấy và lên men có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng của nấm men

và trao đối chất trong tế bào, đặc biệt là quyết định cả hiệu suất lên men hoặc chuyên hướng lênmen từ sản phâm này sang sản phâm khác

Trong môi trường có thế chia làm 4 nhóm thành phần chính: nguồn cacbon dinh dường, chủyếu là các loại đường có thể lên men; nguồn nitơ dinh dưỡng; các khoáng đa, trung, vi lượng vàcác chất sinh trưởng gồm các vitamin, các acid amin, peptit, nucleotit, (Lương Đức Phẩm,2006)

2.3.3 Thu sinh khối nấm men

Sinh khối nấm men có rất nhiều ứng dụng từ việc làm nguồn protein - vitamin bố sung vàothức ăn cho động vật, dùng trong sản xuất bánh men rượu, men bánh mì, Nguyên tắc để sảnxuất sinh khối nấm men là dùng đường trong môi trường nuôi cấy đế nấm men hô hấp và tăngsinh khối Trong điều kiện kỵ khí nấm men lên men rượu, nếu tăng dần lượng oxy trong môitrường tới 7 mg/1 thì có thể loại trừ được sự lên men rượu và thu sinh khối ở mức tối đa

2.3.3.1 Nuôi nhân giống

Trong công nghiệp, quá trình nuôi nhân giống được thực hiện trước tiên trong phòng thínghiệm ở điều kiện vô trùng, sau đó nhân rộng trong các phân xưởng sản xuất thì không cần phải

vô trùng

Trong phòng thí nghiệm, ống giống được cấy chuyền vào bình tam giác có môi trường vôtrùng Sau đó, các bình có giống nuôi trên máy lắc ở nhiệt độ thường từ 25 -ỉ- 30°c Sau khoảng18^- 24 giờ, trong bình lên men lOOml đã có khoảng 80 -ỉ- 100.106 tế bào/ml, cần cấy chuyềnvào bình lớn hơn đế nấm men tiếp tục phát triển Neu các tế bào này giữ lâu không cần thiết

Trang 28

trong những lần sau

2.3.3.2 Tách và sấy nấm men

Dịch nấm men khi đạt mật số tối đa sẽ được cho ly tâm Sinh khối nấm men thu được ở dạngsệt có 75 -ỉ- 80% nước, 20 -ỉ- 25% chất khô Trong đó có cacbon chiếm 40 -ỉ- 50%, nitơ 7 -ỉ-10%, nguyên tố vô cơ 5 -ỉ- 10%

Men sau khi ly tâm có độ ẩm cao khoảng 75% trong nhiệt độ bình thường dễ mất hoạt tính

Vì vậy, không thế bảo quản lâu được nên cần sấy khô đê hạn chế nhược điêm này

Men khi sấy tới độ ẩm 8% thì các tế bào trong trạng thái tiềm sinh Nước trong tế bào nấmmen ở dạng liên kết hấp phụ và thẩm thấu Dạng hấp phụ ở trong thể keo của tế bào chất và khó

bị bay hơi mất nước, dạng này thường xảy ra ở tế bào chết, do đó không nên sấy men tới độ ấmnhỏ hơn 8% Độ ấm liên kết thấm thấu ở trong tế bào cũng như độ ấm ở ngoài tế bào dễ dàngđược tách khỏi tế bào mà không phá vờ cấu trúc của tế bào

Chương III

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

3.1 Phương tiện nghiên cún

3.1.1Nguyên vật liệu, hóa chất, thiết bị và dụng cụ

- Nguyên liệu:

+ Gạo mua ở chợ cần Thơ

+ Bánh men thị trường có thương hiệu Đồng Khánh, Sachi, Anh Quang Lợi và men bánh mì

- Hóa chất:

+ Môi trường Sabouraud + Môi

trường Hasen + Enzym termamyl

và fungamyl + NaHS03, NaOH,

Trang 29

Thí nghiệm được tiến hành từ ngày 03/01/2011 đến ngày 22/04/2011 tại phòng thí nghiệm

bộ môn Công nghệ thực phâm, khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học cầnThơ

3.2 Phưong pháp nghiên cún

3.2.1Phân tích dữ liệu

Số liệu thu thập được xử lỷ bằng phần mềm Statgraphics

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	512,34 KB