Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ lên men rượu rum
Coâng ngheä leân men Leân men Rum I. Nguyên liệu làm môi trường lên me n rượu Rum: 1. Giới thiệu về rượu Rum: Rum là loại rượu có nồng độ cao và có mùi thơm gây ấn tượng mạnh nhất. Mùi thơm vừa đặc trưng cho nguyên liệu đầu, vừa là tập hợp những este thơm từ những acid hữu cơ như acid axetic, acid butilic, acid caproic, acid valeric, acid heptylic… Rum được thu nhận bằng cách chưng cất dịch lên men từ dịch đường mía hoặc mật đường mía. Lịch sử của rượu rum bắt đầu cùng với các cuộc phiêu lưu xâm chiếm thuộc địa của Đế quốc Tây ban nha,tại vùng đảo West Indies (tức vùng biển Caribbean, nằm giữa Trung và Bắc Mỹ). Nguyên nhân: mía là loại nông sản đầu tiên họ khám phá ra ở vùng này. Giới uống rum đầu tiên là các nhà phiêu lưu mạo hiểm, nhất là hải tặc. Vì thế, thời đó người ta thường gọi rượu rum là “rượu của hải tặc”. Về sau rum đã trở thành thức uống phổ biến trên thế giới. 2. Nguyên liệu sản xuất rum: Rum thường được sản xuất từ mật rỉ đường mía. Mật rỉ đường mía : là một hỗn hợp khá phức tạp chứa đựng nhiều đường không kết tinh, chứa các hợp chất Nitơ, vitamin, các hợp chất vô cơ, chất kích thích sinh trưởng, chất kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật ( SO 2 , hydro oxymethylfurfurol), vi sinh vật tạp nhiễm … Mật rỉ đường có màu nâu sậm, mầu này rất khó bị phá huỷ trong quá trình lên men. Màu bám vào sinh khối và sản phẩm do đó việc tách màu khó khăn và tốn kém. Tuy nhiên đây lại là môi trường giàu nguồn Cacbon, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển và là loại nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm. Thành phần hoá học của mật rỉ đường mía: Chất khô (%khối lượng mật rỉ) 80-85 Đường tổng (%khối lượng chất khô) 48-56 Chất hữu cơ khác (%khối lượng chất khô) 9-12 Sucrose (%khối lượng chất khô) 32-45 Glucose (%khối lượng chất khô) 5-11 Frutose (%khối lượng chất khô) 6-15 Nitơ tổng (%khối lượng chất khô) 0.3-0.5 Tro (%khối lượng chất khô) 7-11 pH 4.5-6.0 Thành phần tro rỉ đường mía (% tổng khối lượng tro) : K 2 O 30-50; Na2O 0.3-9.0; CaO 7-15; MgO 2-14; P2 O5 0.5-2.5; SiO 2 1-7 và các khoáng khác. Ngoài ra trong rỉ đường còn có một số vitamin (tính theo microgam trên một gam rỉ đường) như sau: Thiamine : 8.3 Folic acid : 0.038 Riboflavin : 2.5 Pyridoxine : 6.5 Nicotimic acid: 21.0 Biotin : 12.0 Pantothenic acid : 21.4 Những ưu điểm của mật rỉ đường mía: Giá rẻ Khối lượng lớn, dồi dào Sử dụng tiện lợi Nguồn cung cấp khá phổ biến GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 3 Coâng ngheä leân men Leân men Rum Đặc biệt ở nước ta không phạm đến chính sách lương thực Công nghệ sau thu hoạch mía: Cây mía→ Thu hoạch → Vận chuyển →Xử lý→Bảo quản. Xử lý cây mía sau khi thu hoạch: Mía Làm sạch Chặt ép 1 2 Hình 1. Cây mía 3 Tách bã 4 Lọc Cô đặc Mật rỉ đường 5 Đường mật (1) Làm sạch sơ bộ cây mía. - Mía ở dạng cây, khi thu mua từ các ruộng mía cần được chặt bỏ phần ngọn và phần rễ. Thân cây thường dính bùn đất bẩn nên cần tuốt sơ thân mía và rửa bằng nước để làm trôi đi bụi bẩn. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình quá trình ép . Bảo quản: làm sạch sơ bộ sẽ làm rửa trôi đi lớp bụi bẩn, giảm lượng vi sinh vật bám trên cây mía, tăng thời gian bảo quản mía trong kho. Thiết bị : có thể sử dụng bể rửa hoặc thiết bị xối nước trực tiếp lên cây mía. (2) Chặt mía thành từng khúc vừa phải đồng thời có thể chuốt bớt lớp vỏ cứng bên ngoài làm Hình2. Mật rỉ đường mía các tế bào chứa nước đường lộ ra. GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 4 Coâng ngheä leân men Leân men Rum Mục đích : chuẩn bị cho quá trình ép. (3) Ép : là tác động lực cơ học vào vật liệu làm vật liệu bị biến dạng trên vật cản nhằm phân chia pha lỏng - rắn trong vật liệu. Mục đích của quá trình: Khai thác : dùng lực ép làm cho các tế bào chứa nước đường trong thân mía bị phá thủng, nước đường chảy ra ngoài. Bảo quản: do không còn độ hổng không khí, khi bảo quản ít bị thay đổi, kéo dài thời gian bảo quản. Các biến đổi: Vật lí: biến đổi về cấu trúc, giảm độ xốp, … Hóa lí; có sự biến đổi pha đặc thành pha lỏng. Hóa học: tổn thất vitamin, có khả năng oxi hóa mạnh hơn. Trong ép mía vi sinh vật dễ tác động làm hỏng khối sản phẩm sau khi ép. Trong trường hợp này thường cho vôi vào nước mía sau khi ép. Ngoài ra trong dung dịch sau khi ép có thể còn lại xơ, bã, xác tế bào gây ảnh hưởng không tốt đến các quá trình công nghệ sau. Sau quá trình ép ta được dịch nước mía có mầu sẫm và đục chứa khoảng 5,5% đường saccharose, 2,5% đường nghịch đảo và 2,6% các chất không đường. Độ pH 5,4 - 5,6. Các chất không đường gồm phần hữu cơ và phần khoáng. Các hợp chất hữu cơ hoà tan chứa albumin và các sản phẩm thuỷ phân như pepton, axit amin và amid. Các axit hữu cơ như malic, xitric, oxalic, fumaric, gluconic, các chất tanin, pectin, xilan và caramen. Phần chất khoáng có các muối phosphate, sulphate, silicat, cloride. Chất tro chủ yếu K, P, Ca, Na, Fe... Phương pháp và thiết bị: Có thể thực hiện theo phương pháp sau: Mía water Bã Nước mía hỗn hợp Hình 3. Sơ đồ ép ướt (ép mía có ép lại và thẩm thấu ) Thường bơm dung dịch và nước vào ngay khi nguyên liệu vừa ra khỏi máy ép. Khi ép ướt cần chú ý đến các điều kiện như nhiệt độ cần khoảng 40-600 C để tăng hiệu suất tách dịch lỏng và tránh các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao dẫn đến giảm chất lượng dung dịch. (4) Lọc : là phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, dịch nước mía ép qua lọc để tách cặn bã thô, bã được giữ trên lớp lọc,dung dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn. Áp suất này được tạo ra do áp suất thủy tĩnh của lớp chất lỏng trên vật ngăn hoặc do bơm. Mục đích của quá trình: làm sạch, nâng cao chất lượng sản phẩm. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình : GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 5 Coâng ngheä leân men Leân men Rum - Chênh lệch áp suất (ΔP) là động lực của quá trình lọc : Sự chênh lệch áp suất tăng tốc độ lọc tăng nhưng có giới hạn. Nếu sự chênh lệch áp suất là lớn nhất thì bã bị nén chặt,các ống mao quản bị thu hẹp lại, lúc đó tốc độ lọc tăng chậm sau đó sẽ giảm đi,chất lỏng không chui qua được lớp lọc. Mặc khác khi sự chênh lệch áp suất tăng quá cao có thể làm rách vải lọc và phá vỡ lớp vật ngăn gây bất lợi. Tùy theo phương pháp lọc ta khống chế giá trị chênh lệch áp suất khác nhau. - Tính chất của cặn lọc : Loại bã không nén được Loại bã nén được Nếu cặn xốp độ nhớt giảm, lọc nhanh. Khi cặn nhỏ, dẻo, độ nhớt cao thì khó lọc. Có thể giảm độ nhớt của dung dịch bằng cách tăng nhiệt độ trước khi lọc hoặc có thể sử dụng chất trợ lọc (diatomite) - Tính chất lớp vật ngăn và bề dày của nó cũng ảnh hưởng đến tốc độ lọc.Thường sử dụng lớp vật ngăn xốp, mỏng và dễ thay thế ( vải lọc, màng xốp, tơ nhân tạo, cát sỏi ..) Thiết bị: Sơ đồ hệ thống lọc huyền phù: T0 VL Chất trợ lọc P Xử lí t/c lớp lọc LỌC Dung dịch η t/c cặn lọc Rửa bã Nước rửa bã Bã Hình 4. Sơ đồ hệ thống lọc huyền phù (5) Cô đặc nước mía : là quá trình nâng cao nồng độ chất khô nước mía bằng phương pháp bay hơi. - Nếu lên men dịch nước mía ép với nồng độ 9-11% (S) không có hiệu quả vì chưng cất tốn nhiều hơi. Trong sản xuất rượu Rum cần dùng dịch đường có độ đường 14-160 (S). Ngoài ra để chủ động trong sản xuất và để bảo quản được lâu 6-9 tháng người ta cô đặc dịch đường đến 60-65% (S). Mục đích : chuẩn bị cho những quá trình lên men. bảo quản do tăng nồng độ dung dịch nên hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian bảo quản. - Sau quá trình này ta được một dung dịch sền sệch gọi là syrup, gồm 95% đường mật và 5% bột mía nằm ở phía trên. Đường mật dùng để làm các loại đường, còn bọt mía (còn gọi là mật rỉ từ đường mía) được tách ra và dùng để cho lên men, sau khi cất nấu sẽ cho rượu rum. GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 6 Coâng ngheä leân men Leân men Rum - Để xử lý mật rỉ đường mía ta có thể dùng : acid sulfuric đậm đặc (3.5kg/tấn mật rỉ), khuấy đều, nhiệt dộ thường: 24h xử lý. acid sulfuric đậm đặc (3.5kg/tấn mật rỉ), khuấy đều, 850 C,ly tâm: 6h xử lý. acid sulfuric đậm đặc (3.5kg/tấn mật rỉ), khuấy đều, 120-1250 C, pH=4, ly tâm: rất nhanh. - Bổ sung nguồn N cùng các chất kháng khuẩn, khuấy đều. Nguồn Nitơ là urê hoặc amoni sulfate. - Trong rỉ đường luôn có mặt vi sinh vật với nồng độ rất lớn, thường gặp nhất là những vi sinh vật gây màng và gây chua, dẫn tới làm giảm chất lượng của rỉ đường. Vì vậy, trong sản xuất ta hay dùng fluosilicate natri 20 /000 so với trọng lượng mật rỉ để bảo quản. Chỉ tiêu chất lượng mật rỉ đường: Dịch đường lên men Rum cần thoả mãn: Chỉ tiêu hóa học : độ đường : 14-160 (S), chất khô không ít hơn 75% khối lượng, hàm lượng saccharose từ 31- 50%, pH 4.5- 6.0 , hàm lượng Nitơ tổng không ít hơn 1.4%, số lượng vi sinh vật không quá 15000 VSV/ 1g nguyên liệu Chỉ tiêu hóa lý : pha rắn trong dịch mật rỉ giảm đáng kể. Chỉ tiêu sinh học: lượng vi sinh vật : ít tốt Chỉ tiêu cảm quan: độ sệt, màu vàng. 3. Chủng vi sinh vật lên men Rum: Trong sản xuất rượu Rum, người ta dùng nấm men được phân lập từ mía. Thường sử dụng: Schizosaccharomyces và Saccharomyces cerevisiae. Ngoài ra, loài nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis cũng thường được sử dụng kết hợp với vi khuẩn butyric để lên men rum. Rượu Rum nặng thường được sản xuất từ nấm men Schizosaccharomyces. Loại nấm men này thường lên men trong dịch đường 74%, có thể sử dụng rộng rã i trong nhiều qui trình công nghệ sản xuất khác nhau . + Có khả năng tạo hương thơm đặc trưng, vị đậm đà, cho ra sản phẩm chất lượng cao. + Có khả năng kết lắng tốt hơn các chủng nấm men khác, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc tinh, nâng cao chất lượng và tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm. GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 30 Coâng ngheä leân men Leân men Rum + Có độ thuần khiết cao, khả năng bị nhiễm tạp thấp, ít bị thoái hoá, ổn định trong quá trình sản xuất; Qui trình công nghệ nhân giống và sử dụng chủng Saccharomyces carlsbergensis X25 tại các nhà máy đơn giản nên có thể triển khai rỗng rãi. Phương pháp lai tạo giống nấm men: phương pháp lai xa (LX) Lai Xa ở các nòi nấm men Saccharomyces cerevisiae và S. carlsbergensis kết hợp các enzim thuỷ phân đường của hai loài, nòi lai thu được cho sản lượng cao hơn. Nòi lai này được duy trì lâu dài ổn định do sinh sản dinh dưỡng, không bị phân li. LX ở các nòi nấm men Saccharomyces cerevisiae và S. carlsbergensis kết hợp các enzim thuỷ phân đường của hai loài, nòi lai thu được cho sản lượng cao hơn. Nòi lai này được duy trì lâu dài ổn định do sinh sản dinh dưỡng, không bị phân li. VI. Tài liệu tham khảo 1. Bùi Ái Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm NXB Đại học Quốc gia TP.HCM,2003 2. Lê Thị Bạch Tuyết và cộng sự Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản suất thực phẩm Nhà xuất bản giáo dục _1994 3.Hoàng Đình Hoa Công nghệ sản xuất malt và bia Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật_1997 4.Lê Văn Việt Mẫn Bài giảng “Công nghệ lên men thực phẩm” và “ Công nghệ chế biến thực phẩm”. 5. Feffo P.J. Food processing technology : principles and practice 2nd edition,CRC Press,Boca Raton,2000,575p Cùng các trang web : http://www.ipsi.gov.vn/tt-khcn/login_chitiet.asp?id=992 http://www.tivituansan.com.au/Details.asp?nID=673&scID=SCA080403212313I http://images.google.com.vn/imgres?imgurl=http://www.rhumdemartinique.com/popup/fer mentation.JPG&imgrefurl=http://www.rhumdemartinique.com/popup/fabrication_en.asp&u sg=__1JzdKxtG7r158ZAbuVP6O2AcVp0=&h=253&w=350&sz=20&hl=vi&start=3&tbni d=PsYBGh8mtVaUrM:&tbnh=87&tbnw=120&prev=/images%3Fq%3D%2527Rum%2BFe rmentation%2527%26gbv%3D2%26hl%3Dvi%26sa%3DG http://www.ipsi.gov.vn/tt-khcn/login_chitiet.asp?id=992 http://www.tivituansan.com.au/Details.asp?nID=673&scID=SCA080403212313I GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Trang 31 Coâng ngheä leân men GVHD:PGS.TS.Leâ Vaên Vieät Maãn Leân men Rum Trang 32 [...]... GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 25 Công nghệ lên men Lên men Rum III Sản phẩm: Sản phẩm rượu Rum rất đa dạng ,có nhiều loại sản phẩm rum, tuy nhiên ta có thể phân loại theo các cách sau: a/ Theo độ rượu: GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 26 Công nghệ lên men Lên men Rum o Loại nhẹ là rum ngun chất, thường trong suốt, dùng để pha các loại cốc-tai lạnh để giải khát Các đảo sản xuất rum nhẹ nổi tiếng lả Cuba,... Mẫn Trang 13 Công nghệ lên men Lên men Rum 5 Chưng cất phân đoạn : - Dòch sau lên men rum sẽ được đưa đi chưng cất phân đoạn làm hai lần; lần thứ nhất, ta thu lấy sản phẩm giữa( cồn rum) , sản phẩm đầu và sản phẩm cuối trộn lẫn để có chữ rượu khoảng 20%V etanol Tiếp tục chưng cất phân đoạn lần hai, lại thu lấy sản phẩm giữa rồi đưa về nhập chung với sản phẩm giữa ở lần thứ nhất để được cồn rum có 55 62%V... nhiệt độ : 25 - 27o C - Thời gian lên men : 4 - 5 ngày - Vi sinh vật dùng để lên men : Nấm men S.cerevisiae kết hợp với vi khuẩn butyric-granulobacter cùng phát triển cộng sinh trong dòch lên men Trong rum thành phẩm thường có hương thơm rất mạnh, phong phú và rất đặc trưng Nấm men chìm S.carlsbergensis kết hợp với vi khuẩn butyric để lên men rum, cho ra những loại rum có hương thơm êm dòu, hài hòa... đích công nghệ : - Làm sạch ethanol từ dung dòch dấm chín (dung dòch đã lên men ) - Khai thác: tách rượu và các chât dễ bay hơi khỏi dấm chín,tách bỏ tạp chất,nâng cao độ cồn.Chưng cất thu được cồn rum có 55_62%V etanol Các biến đổi của nguyên liệu : - Hóa lý : Diễn ra quá trình chưng cất phân đoạn rượu rum, có sự thay đổi pha Dung dịch đường đã lên men được đun nóng để tách rượu nhờ hiện tượng rượu. .. mm 6 Ủ chin Rum trong thùng gỗ sồi: Mục đích công nghệ : - Hoàn thiện :sau khi chưng cất, rượu còn mùi vị của các chất đi kèm tạo hương thơm nhưng hơi gắt, ủ chín rum để hương thơm dịu hơn,làm rum ’chín kỹ hơn’,tăng chất lượng rượu rum Q trình trữ rượu là một q trình trao đổichất giữa gỗ, rượu và mơi trường chung quanh Trong thời gian này khơng khí thâm nhập thùng gỗ và rượu cũng như rượu hấp thụ... xảy ra rất chậm, từ từ, và càng lâu thì chất lượng cồn rum càng tốt, ”chín” kỹ hơn _Thiết bò : thùng gỗ sồi và loại gỗ sồi sử dụng Thiết bò và các yếu tố thông số công nghệ : - Bồn gỗ sồi - GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 17 Công nghệ lên men Lên men Rum H.15 Thùng gỗ dùng ủ rượu Gỗ sồi Pháp và Mỹ - hai loại gỗ sồi thường được dùng để làm thùng rượu + Gỗ sồi Pháp có vị ngọt và mạnh hương vanilla rõ... thơm êm dòu, hài hòa và “sâu lắng “hơn - Điều kiện kỵ khí : nấm men chuyển CO 2 thành cồn và nước - Khi kết thúc lên men thường phải có từ 6_7%V etanol trong dòch đã lên men Ø - Khi đã kết thúc lên men, ta cần phân tách hết xác nấm men ra rồi mới đưa đi chưng cất Thiết bò và các yếu tố thông số công nghệ : Sử dụng thiết bị thùng lên men có cánh khuấy Trên nắp bình có đường ống để cấp lượng giống,có... lưỡng và ủ lâu năm Các nhãn thơng dụng dòng Rum: Bacardi, Captain Morgan , Saint James, Chauvet GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 27 Công nghệ lên men - Lên men Rum Các chỉ tiêu chung về sản phẩm Rum: Vật lý: chất lỏng, trong Hóa học: độ cồn 40 -50 %,sau mỗi năm ủ rum mất đi từ 2- 10% độ cồn Sinh học: lượng vi sinh vật trong sản phẩm rum Cảm quan: sản phẩm rum có nhiều hương vị khác nhau tùy vào các... đoạn chế biến, màu sắc trắng,vàng, đỏ tùy loại Các loại Rum GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 28 Công nghệ lên men V Lên men Rum Thành tựu cơng nghệ: Sử dụng phương pháp lọc rum bằng than gỗ Loại than dùng lọc được đốt từ các loại gỗ được lựa chọn kỹ để có thể tạo ra một lớp than lọc có khả năng hấp thụ tất cả các chất làm giảm chất lượng của rượu Rượu được lọc với mức độ chính xác rất cao trước khi... thiết bị đo tỷ trọng GVHD:PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn Trang 21 Công nghệ lên men Lên men Rum 8.Lọc trong: Mục đích công nghệ : _Hoàn thiện: Lọc trong tăng giá trò cảm quan của sản phẩm _Bảo quản : giúp cho sản phẩm rum sẽ kéo dài thời gian bảo quản hơn Các biến đổi của nguyên liệu : - Cảm quan : lọc trong: loại bỏ dược những cặn, tạp chất làm rượu trở nên trong hơn Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình