Đề tài Quy trình công nghệ sản xuất rượu bầu đa

Các chuyên gia dinh dưỡng cũng nhận thấy, một lon gạo lứt khi nấu thành cơm chứa 84 mg magiê, trong khi đó ở gạo trắng chỉ có 19 mg.. Gạo lứt khi dùng để nấu rượu rất tốt vì có nhiều chấ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ DẦU KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA THỰC PHẨM



BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH MƠN CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Nhĩm thực hiện: Nguyễn Cảnh Hưng

Dương Hồi Nam Nguyễn Đăng Trường

Tơ Phạm Khánh Trung

GVHD : PGS.TS Leâ Vaên Vieät Maãn Page 2 of 41 MỤC LỤC

1 Nguyên liệu và giống vi sinh vật

GVHD : PGS.TS Leâ Vaên Vieät Maãn Page 4 of 41

Hình 2 : Gạo lứt đỏ Gạo lứt là gạo chỉ xay cho thóc trấu mà không giã Gạo lứt có hai loại:

• Gạo đỏ

• Gạo trắng

Gạo đỏ tốt hơn, nếu ở vùng nào không có gạo đỏ thì dùng gạo trắng cũng được Miễn

là gạo được trồng theo thiên nhiên, nghĩa là không có phân bón hoá học và rải thuốc trừ sâu thì mới tốt Tuy nhiên cũng có trường hợp ngoại lệ

1.1.1 Mô tả nguyên liệu

Từ lâu, chúng ta dùng cơm gạo trắng không những miệng quen ăn loại gạo mềm mà màu trắng của gạo cũng quen mắt, nên có cảm giác ngon miệng, thích ăn hơn gạo lứt-là gạo chỉ xay cho tróc trấu mà không tác động đến mầm và cám của gạo bên trong, ít người để ý đến loại gạo nào bổ dưỡng, đáp ứng nhu cầu cơ thể tốt hơn Những năm gần đây, qua phân tích chất gạo, đặc biệt là gạo lứt, người ta nhận thấy không những nó có đủ những chất chủ yếu như là protein, chất béo,glucid mà còn có nhiều loại vitamin, các chất khoáng, các loại axitamin, chất xơ và nhiều chất khoáng, vì vậy gạo lứt là loại thực phẩm bổ dưỡng,phòng và chữa bệnh tốt Sau đây ta sẽ đi sâu vào thành phần dinh dưỡng của gạo lứt

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của gạo lức (theo 100g)

Thành phaàn của gạo lứt gồm chất bột, chất đạm, chất béo, chất xơ cùng các vitamin như B1, B2, B3, B6; các axit như pantothenic (vitamin B5), paraaminobenzoic (PABA), folic (vitamin M), phytic; các nguyên tố vi lượng như canxi, sắt, magiê, selen, glutathion (GSH), kali và natri

Ở gạo trắng qua quá trình xay, giã, 67% vitamin B3, 80% vitamin B1, 90% vitamin B6, một nửa lượng mangan và hầu hết chất xơ đã bị mất đi Các chuyên gia dinh dưỡng cũng nhận thấy, một lon gạo lứt khi nấu thành cơm chứa 84 mg magiê, trong khi đó ở gạo trắng chỉ có 19 mg Lớp cám của gạo lứt cũng chứa một chất dầu đặc biệt có tác dụng điều hòa huyết áp, làm giảm cholesterol xấu, giúp ngăn ngừa qua các bệnh tim mạch Với gạo lứt đã nấu thành cơm thì chứa thành phần các axitamin như sau:

Bảng 2: Thành phần acid amin gạo nấu thành cơm

GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Page 6 of 41

Gạo lứt cĩ thể nấu cơm bằng cách ngâm gạo khoảng 15-20 phút cho mềm và nấu như cơm nấu gạo trắng Khi hạt cơm chín thường khơng nở như gạo trắng

Gạo lứt khi dùng để nấu rượu rất tốt vì có nhiều chất dinh dưỡng cũng như nhiều chất vi lượng cần thiết cho nấm men Việc sử dụng gạo lứt để nấu rượu còn có ưu điểm là trong gạo còn có các hợp chất thơm giúp tạo hương vị cho rượu nấu từ gạo lứt

Ngồi ra, theo 1 số nghiên cứu, giá trị dinh dưỡng của gạo lứt cịn gia tăng hơn nữa khi gạo đươc đem ngâm trong nước ấm, lâu khoảng 22 giờ

Thật vậy, một nhĩm các nhà khoa học Nhật Bản đã tìm thấy gạo lức ngâm lâu 22 tiếng đồng

hồ vào nước ấm chứa rất nhiều chất bổ dưỡng vì gạo lức ở trạng thái nẩy mầm Giáo sư Hiroshi Kayahara thuộc Đại học Shinshu (Nagarro), trưởng nhĩm nghiên cứu, cho biết "Các enzyme ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng."

Theo giáo sư Kayahara thì "Mầm gạo lức chứa nhiều chất xơ, vitamins và chất khống hơn là gạo lứt chưa ngâm nước" Gạo lức đã ngâm nước chứa gấp ba lần chất lysine và chứa mười lần nhiều hơn chất gamma-aminobutyric Các khoa học gia cũng tìm thấy trong mầm gạo lức cĩ một loại enzyme, cĩ tác dụng ngăn chặn prolylendopeptidase và điều hịa các hoạt động ở trung ương não bộ Giáo sư Kayahara nĩi thêm “Gạo lức nẩy mầm khơng những chỉ đem lại nhiều chất dinh dưỡng mà cịn nấu rất dễ dàng và cung ứng cho chúng ta một khẩu vị hơi ngọt vì các enzymes đã tác động vào các chất đường và chất đạm trong hạt gạo Gạo trắng khơng nẩy mầm khi ngâm như vậy.”

Chính vì vậy, gạo lức là một loại thực phẩm nhiều dinh dưỡng khi so sánh với gạo trắng Để sản xuất rượu bầu đá nhiều người đã chọn gạo lức thay cho gạo trắng

1.1.2 Tiêu chuẩn chọn gạo lứt

- Gạo lứt cĩ thể để khoảng 4 - 5 tháng Nếu để lâu, chất dầu trong lớp cám sẽ bị hư, gạo sẽ cĩ mùi, khơng thể sử dụng được nữa nên khi mua gạo, bạn nhớ kiểm tra ngày sản xuất và thời hạn

sử dụng thật kỹ, chọn mua gạo mới với số lượng vừa phải

Tốt nhất là gạo lứt hạt trịn và cĩ mầu đỏ; lý tưởng nhất là tìm được loại gạo sạch (gạo nương chẳng hạn), hạt trịn dương hơn hạt dài, mầu đỏ dương hơn mầu trắng

Hiện nay thị trường đang bắt đầu cĩ thực phẩm đột biến gen, chúng ta cần phải tìm một nguồn thực phẩm tin cậy

Vật lý: kích thước, hình dạng (tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng hạt), sự đồng đều, độ ẩm ≤ 14%, trạng thái, màu sắc, khơng bị vỡ vụn, nát Khơng chứa sạn, sỏi đá, rơm rạ và các tạp chất

vơ cơ, hữu cơ khác Nhiệt độ hồ hĩa: 69- 75 0C

Hóa sinh: không chứa các loại côn trùng, không bị vi sinh vật ký sinh như nấm mốc, vi khuẩn

Cảm quan: màu sắc tươi, không có mùi lạ, không nhớt

Hệ VSV trong bánh men: (100 – 300 triệu tế bào VSV/gr)

 Nấm mốc: Mucor sp, Rhizopus sp, Aspergillus ozyzae,

Asp niger, A awamori, Asp sp, Penicillium sp

 Nấm men: Saccharomyces sp và Candida sp

 Vi khuẩn: VK Lactic và VK Acetic

Aspergillus oryzae:

 Thường có màu vàng khi già nên còn được

gọi là nấm màu vàng hoa cau Khi mới phát

triển, hệ sợi có màu trắng, sau đó chuyển

dần sang màu lục và khi già chuyển hẳn

sang màu vàng Mốc màu hoa cau mà nhân

dân ta thường dùng để làm tương

 Phát triển trong khoảng nhiệt độ rất rộng

(15-40oC), nhiệt độ tối ưu là 30-32oC Hình 3: Aspergillus oryzae

GVHD : PGS.TS Leâ Vaên Vieät Maãn Page 8 of 41

 Cơ chất của Aspergillus oryzae tinh bột gạo, đậu tương Đây cũng chính là loài mà

người Nhật dùng để đường hóa gạo khi làm rượu Sake, sản xuất tương từ đậu tương

 Khả năng sinh enzyme rất mạnh, trong đó chủ yếu là các loại enzyme amylase, protease, lipase, maltase, hemicellulase, cellulase, oxidoreductase, phytase, pectinesterase…

Phương pháp nuôi nấm sợi Aspergillus oryza trên cám và dùng cồn để chiết xuất ra men amylase (men đường hóa tinh bột) Aspergillus oryzae sử dụng các chất dinh dưỡng của

đậu nành để phá vỡ các carbohydrate và protein, hình thành Koji

Aspergillus niger

 Khi mới phát triển, sợi nấm màu trắng, sau đó sẫm lại nhưng không hoàn toàn đen Bào

tử của chúng là có màu đen tuyền

 Từ một sợi đầu tiên, chúng phân nhánh tạo ra 2-4 nhánh sợi nhỏ Từ các nhánh này sẽ phát triển thành những đỉnh bào tử và từ đó sẽ phát triển thành những bào tử màu đen

 Nấm sợi này có khả năng tạo ra rất nhiều enzyme khác nhau như: amylase, invertase, maltase, protease, pectinase và cellulase

 Môi trường cơ chất nuôi cấy:

Cám 70%

Trấu 25%

Bã sắn 5%

Dung dịch khoáng Czapeck bổ sung vào môi trường

Khử trùng môi trường nuôi cấy ở 121oC, 20 phút

Hình 4&5 : Aspergillus niger Penicillium sp (Nấm chổi)

 Bộ phận mang bào tử có dạng phân nhánh hình chổi

 Cuống có thể phân nhánh 1,2, 3 tầng, trên đó là các thể bình rồi đến bào tử đính Các bộ phận của thể chổi có thể phát triển đều, đối xứng với trục cuống hoặc không

 Có khả năng sinh cellulase,…

Hình 6,7,8&9 : Penicillium Mucor

 Màu trắng, bọc bào tử hình cầu màu trắng hoặc nhạt

màu

 Mucor có hệ sợi hình ống, dạng nhung hoặc len,

không có thân bò (Stolon) cuống bọc bào tử dựng

đứng, luôn luôn tận cùng bằng bọc bào tử, đơn độc

hoặc phân nhánh

 Mucor mọc ở các hạt, thức ăn gia súc, thực phẩm…

bị ẩm tạo thành một lớp lông tơ màu xám Một số

loài Mucor có khả năng lên men và oxy hoá

 Khả năng sinh enzyme protease, amilase Hình 10 : Mucor

 Chúng được dùng trong sản xuất axit hữu cơ, rượu và các chế phẩm enzyme

GVHD : PGS.TS Leâ Vaên Vieät Maãn Page 10 of 41 Rhizopus sp

 Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu

 Bào tử kín, phân nhánh

 Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau quả…

 Khả năng sinh enzyme protease, amilase…

Hình 11,12,13&14 : Rhizopus

Endomycopsis

 Là loại nấm men rất giàu amylase và

glucoamylase

 Có tính chất tương tự như Sac cerevisiae Tế bào Encomycopsic có hình dài nối tiếp nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty (mycelium)

 Sinh sản dinh dưỡng bằng nảy chồi

Hình 15 : Endomycopsis

 Vừa có khả năng đường hoá vừa có khả năng rượu hoá (lên men Glucose, maltose)

 Enzyme glucoamylase từ nấm men Endomycopsis filligenes có pH hoạt động là 4,8; enzyme này bền ở vùng pH 4-5, nhiệt độ thích hợp cho enzyme này hoạt động là 50oC

Saccharomyces cerevisiae

 Saccharomyces cerevisae là loài nấm men lên men nổi, kỵ khí không bắt buộc Sinh sản theo kiểu nảy chồi, phân đôi, bào tử

 Trong điều kiện có oxy, phát triển sinh khối

 Trong điều kiện không có oxy,chuyển đường thành

rượu

 Có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau

(glucose, saccharose, fructose, mantose…)

 Nhiệt độ tối ưu:25-30oC, nhiệt độ tối thiểu 2-3oC, Ở

40oC ngừng sinh trưởng và men bị chết

H ình 16: Saccharomyces cerevisiae

 Lượng Nitơ hòa tan cần có trong canh trường lên men rượu phải vào khoảng 0.35-0.4 g/l

 Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển nấm men: 28-320C

 pH tối ưu để tạo alcol etylic là 4.5-5

 Nồng độ chất khô của dịch đường tốt nhất là từ 16-18%, tương đương 13-15% đường, để sau khi lên men thu được nồng độ rượu trong dấm chín là từ 8.5-9.5% V

 Chất sát trùng để ngăn ngừa và hạn chế tạp khuẩn:

+ formalin hay fluosilicat natri: nồng độ không vượt quá 0.02% so với dịch lên men

+ furfurol: 0.002% (V) dịch lên men: ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và trạng thái sinh lý của dịch lên men khi chứa 4-6 triệu tế bào /ml, nhưng khi dịch lên men chứa 90 triệu tế bào /ml- nồng độ furfurol 0.006% mới ảnh hưởng tới sinh lý nấm men

+ nồng độ 0.005% Caramelan sẽ làm nhiều tế bào nấm men bị chết

GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Page 12 of 41

Vi khuẩn

Chủ yếu là VK lactic và VK acetic thường làm chua mơi trường trong dịch lên men cĩ oxy,

Vai trị của bánh men rượu

 Hệ VSV trong bánh men tham gia các quá trình chuyển hĩa cơ chất

 Giai đoạn đầu VK phát triển hình thành các acid hữu cơ

 pH mơi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các lồi nấm mốc phát triển Nấm men cũng bắt đầu phát triển (tốc độ yếu hơn nấm mốc)

 Quá trình chuyển hĩa tinh bột thành đường: nhờ nấm mốc Aspergillus sp, Rhizopus sp, Mucor sp, Endomycopsis … tạo ra amylase (alpha amylase, glucoamylase)

 Quá trình chuyển hĩa đường thành rượu: nhờ các lồi nấm men Saccharomyces, các lồi nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus delamar và các lồi thuộc Endomycopsis vừa cĩ khả năng chuyển hĩa tinh bột thành đường, vừa cĩ khả năng chuyển hĩa đường để tạo thành cồn

Lên men là quá trình phân hủy chuyên hóa đường glucose dưới tác dụng của các chủng vi sinh vật trong điều kiện yếm khí tạo thanh ethanol và CO2

Khi nguyên liêu ban đầu để sản xuất rượu không phải là đường thì quá trình lên men có hai giai đoạn, ở đây rươu bầu đá sử dụng hoàn toàn các enzyme của vi sinh vật để làm cả hai quá trình: đường hóa và lên men

Nấm mốc: Sử dụng nấm mốc Rizopus và Mucor…, các nấm mốc này thủy phân tinh

bột thành đường glucose (bằng enzyme alpha amylasethủy phân liên kết alpha 1,4 glucoside

ở giữa mạch tinh bột làm giảm độ nhớt và glucoamylase thủy phân liên kết alpha 1,4 glucoside từ đầu không khử tạo glucose

Nấm men: Sử dụng loại giống Saccharomyces Cereviciae, là loại nấm men sinh sản

theo lối nảy chồi, có khả năng hình thành bào tử, sông ky khí bắt buộc, có khả năng lên men các loại đường khác nhau Saccharomyces cerevisiae có nhiều ưu điểm: lên men nhanh và sâu các loại đường, kết lắng tốt, tạo mùi thơm đặc trưng.bền vững với rượu; axit; và các chất sát trùng Các loại vi sinh có hại cho nấm men là vi khuẩn lactic, vi khuẩn butyric

Cơ chế: C6H12O6 -> C2H5OH +CO2

Nhóm điều chỉnh pH: HCl H3PO4

Nhóm chất sát trùng: formal, Na2SiF6, NaF

Do hàm lượng các chất nitơ trong gạo rất thấp và phần lớn không được hòa tan vào môi trường lên men nên việc bổ sung các hợp chất nitơ vào môi trường là cần thiết Nhóm chất dinh dương cung cấp cho qua trình lên men gồm (NH4)2SO4, (NH4)3PO4… Ngoài ra, còn bổ sung photphore và các hợp chất vi lượng (từ chất chiết nấm men hoặc dịch chiết từ mầm ngũ cốc) cho nấm men sử dụng trong quá trình lên men

1.3 Nước

1.3.1 Mơ tả

Được sử dụng trong sản xuất rượu bàu đá là nước giếng tổ ong ở xóm Bàu Đa và các vùng lân cận Nước được lấy từ nguồn này thi trong, mát và tạo hương vị đặc trưng cho rượu bàu đá

1.3.1 Tiêu chuẩn của nước sản xuất rượu bầu đá

• Trong suốt, khơng màu, khơng mùi

• Độ cứng: khơng quá 7 mg-E/l

• Độ oxy hĩa: ≤ 2ml KMnO4/l

• Chất cặn: ≤ 1 mg/l

• Khơng cĩ kim loại nặng

• Hàm lượng các muối phải thỏa yêu cầu sau:

+ Hàm lượng Clo ≤ 0,5 mg-E / lít

GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Page 14 of 41

2 Quy trình cơng nghệ sản xuất rượu bầu đá và thiết bị

Hình 17 : Sơ đồ khối quy trình sản xuất rượu bàu đá

Gạo

Làm nguội Nấu Gạo

3 Giải thích qui trình

3.1 Nấu:

3.1.1 Mục đích cơng nghệ:

- N gâm nhằm rửa sạch chất bẩn bám bên ngồi hạt, đồng thời làm cho hạt gạo mềm,

trương nở giúp dễ dàng cho quá trình nấu

Ủ ướt (48h) Nước giếng

Ủ khô (lên men 72h) Làm nguội Nấu

Chưng cất phân đoạn

Bánh men

GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Page 16 of 41

- Nấu nhằm mục đích làm chín hạt gạo nhằm hồ hĩa tinh bột gạo giúp cho vi sinh vật dễ

sử dụng tinh bột này để lên men rượu

3.1.2 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Sau khi ngâm:hạt gạo sạch hơn, mềm, xốp, trương nở do hàm ẩm tăng, tỷ trọng giảm

- Sau khi nấu: hạt gạo mềm dẻo, hạt gạo được nấu chín

Sau khi để ráo, gạo được cho vào nồi, thêm nước và nấu chín Lượng nước cho vào được tính tốn sao cho cơm sau khi nấu khơng quá nhão cũng khơng bị sống Tỉ lệ gạo nước

khoảng 1:1 theo thể tích

3.1.3 Thiết bị

Thùng ngâm: làm bằng kim loại; gạo được bỏ vào Khi ngâm được khoảng 20-30’ thì

kéo lên và đặt trên một băng tải lưới nhằm mục đích làm ráo để đem đi nấu chín

Hình 18: Thiết bị

ngâm gạo và băng tải lưới

ướt vừa phải của cơm

Hình 19: Thiết bị dạng tủ hấp

Hình 20: Thiết bị nấu dạng đường hầm

GVHD : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Page 18 of 41

3.1.4 Thơng số cơng nghệ

Ngâm: Sau khi để ráo gạo trên băng tải lưới, gạo được cho vào nồi, thêm nước và nấu chín

Lượng nước cho vào được tính tốn sao cho cơm sau khi nấu khơng quá nhão cũng khơng bị

sống Tỉ lệ gạo nước khoảng 1:1 theo thể tích Thời gian ngâm gạo từ 10 – 20 phút

Nấu gạo: đun gạo lên 70-75 oC giữ trong 15 phút, sau đĩ nâng lên 100oC và giữ trong 15 phút

3.2 Làm nguội:

3.2.1 Mục đích cơng nghệ:

Cơm sau khi nấu chín được trãi đều trên một bề mặt phẳng để làm nguội xuống nhiệt độ thích hợp cho việc trộn bánh men rượu Nhiệt độ cơm cao sẽ làm bánh men rất khĩ hoạt động Bánh men rượu được trộn vào bằng cách bĩp nhỏ, rắc đều lên bề mặt lớp cơm với tỷ lệ thích hợp tùy theo hướng dẫn trên từng loại men

3.2.2 Các biến đổi của nguyên liệu:

Nhiệt độ của khối cơm sẽ được giảm xuống, nước bốc hơi, hàm ẩm giảm do đĩ tỷ trọng tăng Khối cơm sẽ bớt nhão, khơ hơn để nhào trộn với bánh men

Quátrình làm nguội được thực hiện trên thiết bị dạng đứng phun ẩm để làm nguội bên trong tủ hấp kết hợp với thiết bị làm nguội dạng bản mỏng trao đổi nhiệt bằng nước xung quanh tủ hấp Quá trình làm nguội kết thúc khi nhiệt độ cơm đạt tới nhiệt độ tối thích cho quá trình lên men

3.1.3 Thiết bị

GVHD : PGS.TS Leâ Vaên Vieät Maãn Page 20 of 41

nấm men và làm các tế bào nấm men nổi lên trên, khi lên đến bề mặt, bọt khí vỡ ra và tế bào nấm men lại chìm xuống tạo ra sự đảo trộn giúp quá trình lên men được tốt hơn

3.3.3 Thiết bị

Hình 23: Thiết bị lên men

Hình 24:Thiết bị lên men