NHÂN GIỐNG NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU

NHÂN GIỐNG NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU

Nhóm 08 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ĐỀ TÀI: NHÂN GIỐNG NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN NHÓM 08 SVTH: MSSV Văn Thị Phương Mai 2005100383 Phùng Thị Thảo Duy 2005100219 Phạm Ngọc Thanh Lan 2005100369 Trần Thị Cẩm Hường 2005100176 TPHCM, 05/2013. 1 Nhóm 08 MỤC LỤC 2 Nhóm 08 LỜI MỞ ĐẦU Rượu là một loại đồ uống có từ lâu đời mang hương vị truyền thống của nền văn hóa ẩm thực Việt Nam và là biểu tượng của niềm tự hào về nền văn minh lúa nước. Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu nào cho biết chính xác có từ khi nào. Ở miền núi, đồng bào dân tộc dùng gạo, ngô, khoai, sắn, nấu chín rồi lên men. Men giống được nuôi với một số lá rừng được gọi là men lá. Sau quá trình lên men và tiến hành cất rượu thì thu được sản phẩm là rượu trắng và nếu không qua chưng cất sản phẩm được gọi là rượu cần, một sản phẩm nổi tiếng ở vùng núi. Nghề nấu rượu ở nước ta từ trước đến nay vẫn dùng men giống ở dạng bánh men hoặc men lá. Trong các men này là một tập hợp vi sinh vật có khả năng đường hóa tinh bột và lên men đường thành rượu. Ở nước ta rượu được sản xuất ra theo nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp lên men rượu truyền thống bằng bánh men hiện nay vẫn được dân gian sử dụng nhiều tuy nhiên hiệu suất lên men cũng như chất lượng ruợu ở nhiều vùng, nhiều địa phương còn chưa ổn định. Một trong những nguyên nhân quan trọng gây lên sự không ổn định đó chính là chủng vi sinh vật lên men trong sản xuất rượu.Vì vậy điều cần thiết phải tuyển chọn những chủng vi sinh vật có hoạt lực đường hoá cao, hoạt lực lên men mạnh để nâng cao hiệu suất lên men và chất lượng rượu thu được. Từ đó ta có thể tạo ra loại rượu truyền thống mang đậm hương vị Việt Nam và sanh tầm với các loại rượu truyền thống của các nước trên thế giới. Qua đề tài “Nhân giống nấm men trong sản xuất rượu’’ nhóm chúng tôi mong muốn giới thiệu một số phương pháp để nhân giống để tạo ra được chủng nấm men tốt, hoạt lực lên men cao để tạo ra các loại rượu có chất lượng cao. 3 Nhóm 08 CHƯƠNG I : NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU Trong sản xuất rượu người ta thường dùng những nhóm vi sinh vật sau : - Nấm men, để lên men dịch đường thành rượu. - Nấm mốc, để thủy phân dịch hồ tinh bột thành đường. - Vi khuẩn lactic, dùng để axit hóa dịch đường trước khi lên men. I/. Đặc điểm nấm men Trong sản xuất cồn, rượu vang và bia người ta hay dùng chủng saccharomyces và được chia thành 2 nhóm : 1 Nấm men nổi - Có đặc điểm là trong giai đoạn lên men chính chúng tạo trên bề mặt một lớp bọt tương đối dày, trạng thái này duy trì cho tới khi lên men kết thúc. Sau đó nấm men sẽ lắng nhưng chậm và không tạo thành lớp men xít, bám chắc ở đáy thùng. - Theo cấu trúc nấm men nổi thuộc dạng hạt, chúng ít liên kết nhau tạo thành chuỗi, dạng bóng như nấm men chìm. - Chỉ một số ít chủng có khả năng chuyển hóa đường rafinoza thành rượu và cacbonic và chỉ 1/3. 2 Nấm men chìm - Chủng có chứa enzym α-galactozidaza nên lên men hoàn toàn đường rafinoza. - Trong quá trình lên men không tạo lớp bọt dày trên bề mặt. - Kết thúc lên men, các tế bào lắng nhanh và tạo thành lớp men xít, bám chắc ở đáy thùng. Đa số nấm men bia, rượu vang đều thuộc nhóm nấm men chìm. Còn men rượu, men bánh mì và số ít men bia thuộc nhóm nấm men nổi. II/. Tính chất của nấm men trong sản xuất 4 Nhóm 08 Ngoài những tính chất chung là nấm men có khả năng biến đường thành rượu và khí cacbonic, trong mỗi ngành sản xuất đều có những đòi hỏi đặc thù. - Trong sản xuất rượu: nấm men phải có khả năng lên men các đường nhanh và càng triệt để càng tốt, đồng thời tạo ít sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ. - Trong sản xuất bia và rượu vang: nấm men phải cho sản phẩm có mùi đặc trưng thơm ngon, đồng thời phải lắng tốt và giúp cho dịch lên men nhanh chóng. - Trong sản xuất nấm men bánh mì: nấm men phải có khả năng sinh khối lớn, khi lên men làm nở, xốp bánh và tạo hương vị thơm ngon. - Trong chăn nuôi gia súc: phải có khả năng sinh khối lớn, đồng hóa được nhiều chất đường , axit hữu cơ, glyxerin và phải chứa nhiều protein… III/. Các chủng nấm men Do tính chất đa dạng cũng như truyền thống của sản xuất, nên trong mỗi ngành và ở mỗi nước người ta thường dùng một số chủng mang ký hiệu khác nhau nhưng có cùng những tính chất cơ bản giống nhau, thỏa mãn được yêu cầu sản xuất. Ở nước ta từ nhiều năm các nhà máy rượu ở các tỉnh phía Bắc hay dùng chủng MTB (men thuốc bắc) để lên men dịch đường từ tinh bột và chủng Ri để lên men từ rỉ đường. Các tỉnh phía Nam hay dùng nấm men khô bánh mì để lên men dịch đường. Ở các nước thuộc Liên Xô cũ người ta có thể dùng một trong các chủng sau đây để lên men dịch đường từ nguyên liệu chứa tinh bột: II, XII, XV, R 2 11,S….Còn lên men rỉ đường các nhà máy hay dùng chủng IA, B, L, G-67, G-73 1. Chủng II - Chủng II được phân lập do Lindner (1889) từ nhà máy rượu. Nòi này có giá trị lịch sử vì lần đầu tiên dùng vi sinh vật thuần khiết trong sản xuất rượu. - Nòi II dễ lên men trong môi trường đường, nhung sinh sản yếu và tạo bọt mạnh, thường tụ lại thành đám sau một thời gian thì lắng xuống. 5 Nhóm 08 - Tế bào có kích thước 5 ÷ 7µm. Sinh sản bằng lối nảy chồi. Ngày nay nòi này ít dùng trong sản xuất rượu. 2. Chủng XII - Chủng XII được phân lập từ nấm men bánh mì, tế bào của chúng có hình ovan hoặc hình tròn, kích thước khoảng 5 đến 8µm, chúng sinh trưởng và phát triền khá nhanh. Chu kỳ sinh trưởng của một thế hệ là 1 giờ 39 phút. - Chủng XII có thể lên men đường glucoza, fructoza, saccaroza, maltoza, galactoza, và hơn 1/3 rafinose. Chủng này không lên men được các đường lactoza, kniloza, arabinoza, và inulin. Nồng độ rượu trong dịch lên men có thể đạt 13%V. - Theo giáo sư Manxep thì chủng XII được xem là tốt nhất khi lên men dịch đường từ tinh bột ở các nhà máy rượu Liên Xô cũ. 3. Chủng M - Chủng M thu được vào năm 1905, do Ghenebec phân lập từ hỗn hợp của bốn chủng nấm men nổi. - Chủng này dùng để lên men môi trường chứa hỗn hợp của các đường khác nhau. - Chúng rất bền và ổn định, thích nghi được những điều kiện không bình thường trong thực tế sản xuất . 4. Chủng IA - Trong sản xuất rượu từ rỉ đường ta quen dùng IA. Chủng này do Iacubopski phân lập từ thùng lên men rỉ đường . - Chúng có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu cao. Lên men được các đường glucoza, maltoza, fructoza, saccaroza, galactoza và 1/3 rinfinoza. - Chủng IA, không có khả năng lên men dextrin, lactoza cũng như đường 5 cacbon. 5. Chủng B - Chủng B có nguồn gốc từ Hungari , chúng có khả năng lên men glucoza, fructoza, saccaroza, maltoza và 1/3 đường rafinoza. 6 Nhóm 08 - Trong điều kiện nước ta hiện nay thì chủng XII thường dùng để lên men dịch đường tinh bột và chủng IA để lên men rỉ đường. - Trong sản xuất có những trường hợp ngẫu nhiên người ta tìm được chủng tốt hơn bằng cách phân lập các thùng lên men. 6 Chủng R 2 11 - Nồi R 1 11 được phân lập từ men thuốc bắc ở nhà máy rượu Hà Nội. Tê bào hình ôvan, có kích thước (3 ÷ 5 ¿ x (5 ÷8 ¿ µm - Nó có thể lên men được glucoza, maltoza, fructoza, rafinoza. Nó được dùng để sản xuất rượu từ các nguyên liệu chứa tinh bột như gạo, ngô, khoai sắn. - Sinh sản nảy chồi nhanh sau khi cấy 12 ÷ 16 giờ, lên men tốt trong dịch đường có nồng độ 120 ÷ 140 g/l và ở 160 ÷ 180 g/l vẫn có thể lên men được, nhưng hiệu suất chuyển hóa thấp. IV/. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men. 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ - Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho phát triển của chúng. Đối với nấm men saccaromyces, nhiệt độ tối ưu nằm trong giới hạn 28 ÷ 32 0 C. Tuy nhiên, nếu bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ cao và kéo dài hơn. Mặt khác nếu có điều kiện làm lạnh tới 20 ÷ 22 0 C sẽ hạn chế sự phát triển của tạp khuẩn. - Sau 8 đến 10 giờ nhiệt độ lên men sẽ tăng đến 28 ÷ 30 0 C, tiếp đó cần làm lạnh để ổn định nhiệt độ trong giới hạn tối ưu. 7 Nhóm 08 - Ở nhiệt độ cao, hoạt tính nấm men sẽ giảm nhanh nhưng chủ yếu dễ bị nhiễm lactic và nấm men hoang dại. Ở nhiệt độ 30 0 C men hoang dại phát triển nhanh hơn so với saccaromyces 2 đến 3 lần, còn ở nhiệt độ 35 ÷ 38 0 C chúng phát triển nhanh gấp 6 đến 8 lần. Mặt khác, khi lên men ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhiều este aldehyt và tổn thất rượu theo CO 2 sẽ tăng. 2. Ảnh hưởng của pH - Nồng độ ion H + trong canh trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men. Chúng có khả năng làm thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu các chất dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men. - Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong trạng thái ion nhất định, trạng thái này lại phụ thuộc vào pH của canh trường. - Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo alcol etylic là 4,5 ÷ 5,0. Đối với lên men dịch đường từ tinh bột thường khống chế ở pH= 4,8 ÷ 5,2, nhằm kết hợp giữ cho amylaza tiếp tục chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên men được. - Nếu tăng pH thì dễ nhiễm khuẩn, glyxerin sẽ tạo nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu suất lên men. Chính vì vậy khi gây men giống trong điều kiện sản xuất, người ta chỉnh pH 3,8 ÷ 4.0 để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic và nấm men hoang dại. 3. Ảnh hưởng nồng độ dịch lên men - Nồng độ dịch đường quá cao sẽ làm tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý nấm men. Kết quả là rượu nhiều sẽ ức chế không những các tạp khuẩn mà cả nấm men. 8 Nhóm 08 - Mặt khác đường nhiều sẽ dẫn tới tổn thất hoặc kéo dài thời gian lên men. Ngược lại nếu nồng độ dịch đường thấp sẽ không kinh tế vì sẽ giảm năng suất thiết bị lên men, mặt khác sẽ tốn hơi khi chừn cất và làm tăng tổn thất rượu trong bả rượu và nước thải. - Bình thường người ta khống chế nồng độ chất khô của dung dịch đường từ 16 đến 18% (tùy theo mức độ thuần khiết), tương đương 13 ÷ 15% đường, để sau lên men sẽ nhận được nồng độ rượu trong dấm chín là 8,5 đến 9,5%V. 4. Ảnh hưởng của một số hóa chất và chất sát trùng - Trong điều kiện sản xuất dù có vệ sinh sạch đến mấy cũng khó đảm bảo vô trùng tuyệt đối, vì vậy cần dùng chất sát trùng để ngăn ngừa và hạn chế tạp khuẩn. Có thể dùng nhiều hóa chất khác nhau như clorua vôi, formalin hay fluosilicat natri. Tùy theo chất lượng của hóa chất mà dùng nhiều hay ít, cốt sao hạn chế được phát triển của tạp khuẩn nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới hoạt động của nấm men. - Khi dùng formalin natri, nồng độ không vượt quá 0,02% so với dịch lên men. Axit Nồng độ Thời gian làm tiêu diệt (giờ) Làm ngừng sinh trường Tiêu diệt nấm men % Mol/l % Mol/l Clohydric Sunfuric Photphorit Axetic Lactic 0,14 0,39 0,30 0,75 0,90 0,038 0,039 0,031 0,125 0,100 0,72 1,30 2,00 3,00 3,00 0,195 0,132 0,204 0,500 0,333 0,46 2,04 1,28 1,25 1,27 Bảng 1: Ảnh hưởng của một số axit tơi nấm men 9 Nhóm 08 Tùy theo tính chất và mức độ phân phân ly của mỗi axit mà tác hại của chúng lên nấm men cũng không giống nhau. 5. Ảnh hưởng của nguồn nito bổ xung Ở nước ta cồn được sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu sắn. Do trong sắn chứa ít protit nên lượng nito trong dịch đường hóa không đảm bảo cho phát triến của nấm men. Các chỉ tiêu Mẫu không bổ xung nito. Nguồn nito từ (NH 4 ) 2 SO 4 (NH 2 ) 2 SO 4 Nồng độ chất khô dịch đường % Đường khử tình theo maltoza g/100ml pH dịch đường hóa pH giấm chín Tăng độ chua Độ khô biểu kiến giấm chín Chất khử sót % Tinh bột sót % Nồng độ rượu trong giấm chín %V Hiệu suất rượu so với lí thuyết % 16,5 4,09 5,26 4,55 0,31 -0,35 0,43 0,05 9,66 91,21 16,5 4,09 5,26 4,00 0,42 -0,40 0,34 0,046 9,78 92,35 16,5 4,09 5,26 4,93 0,12 -0,77 0,14 0,042 10,04 94,80 Bảng 2: Kết quả nghiên cứu việc bổ xung nito vào dịch lên men. Kết quả thu được cho biết, protit của sắn không bảo đảm cho phát triển và lên men được bình thường. Việc bổ xung nito với số lượng 30mg/100ml cho phép 10 . giảm hiệu suất lên men rượu . V/. Yêu cầu nấm men trong sản xuất rượu Trong sản xuất rượu, người ta thường dùng những nòi nấm men thuộc giống Saccharomyces. cao trong quá trình lên men. - Chịu được môi trường có độ acid cao. 11 Nhóm 08 CHƯƠNG II: NHÂN GIỐNG NẤM MEN I/. NHÂN GIỐNG NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU