NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ GẠO NẾP

x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.4 : Quy trình sản xuất nước giải khát từ ngũ cốc Hình 3.3 : Quy trình chế biến cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên men Hình 4.1.1 : Đồ thị biểu diễn

Giáo viên hướng dẫn:

Th.s Vương Thị Việt Hoa

Tháng 8 năm 2012

ii

LỜI CẢM TẠ

Đầu tiên , con xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cha Mẹ và Gia đình đã luôn động viên,

hỗ trợ về mặt tinh thần và vật chất tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho con trên con đường học vấn

Cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, Ban Chủ nhiệm Bộ môn Công Nghệ Hóa Học cùng toàn thể quý Thầy Cô giáo đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng thành kính và biết ơn sâu sắc đến Cô Vương Thị Việt Hoa, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này

Và với lời cảm ơn chân thành, tôi cũng gởi đến bạn bè trong và ngoài lớp đã giúp

đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua

Tôi sẽ không được như ngày hôm nay nếu thiếu sự giúp đỡ của mọi người Xin nhận lời cảm ơn chân thành nhất từ nơi tôi

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2012 TRẦN THANH THỦY

iii

Đề tài “ Nghiên cứu chế biến nước uống lên men từ gạo nếp” được tiến hành tại phòng thí nghiệm I4 thuộc khu Hoàng Anh trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, thời gian từ 01/03/2012 đến 29/07/2012 Đề tài gồm 4 thí nghiệm:

Thí nghiệm 1 : Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men và loại bánh men sử dụng lên quá trình lên men cơm rượu

Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm lên men cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên men

Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình phối chế tạo hương vị cho sản phẩm

Thí nghiệm 4: Theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm

Kết quả thu được:

Tìm được loại bánh men và thời gian lên men phù hợp cho quá trình lên men cơm rượu

Nghiên cứu được quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên men

Bước đầu hoàn thiện hương vị cho sản phẩm nước uống giải khát từ dịch lên men cơm rượu

iv

SUMMARY

The thesis entitled “ Study on the rice – based fermented beverage “was conducted in laboratory I 4 of Nong Lam University of Ho Chi Minh City, the period from 01/03/2012 to 29/07/2012 It consists 4 experiments :

Experiment 1: Study on the rice wine fermentation process

Experiment 2: Testing the suitability of additional ginger in the alcohol fermentation process

Experiment 3: Study on the mixing process that bases on additional components to create the flavor of product

Experiment 4: Tracking product storage mode

The results were:

Find out rice-based fermented starters and time which are suitable for rice wine fermentation process

Testing the additional ginger in the rice wine fermentation process is complete

The first step creates the flavor of rice – based fermented beverage

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

SUMMARY iv

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC BẢNG xi

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1.Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

Chương 2 3

2.1 Nguyên liệu: 3

2.1.1 Gạo nếp: 3

2.1.1.1 Giới thiệu về cây lúa: 3

2.1.1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học của hạt lúa nếp thông dụng: 4

2.1.1.3 Tình hình sản xuất và xuất khẩu gạo: 7

2.1.2 Gừng: 7

2.2 Tổng quan về tinh bột 9

2.2.1 Giới thiệu chung : 9

2.2.2 Thành phần hóa học của tinh bột: 10

2.2.3 Tinh bột gạo: 11

2.2.3.1 Giới thiệu chung: 11

vi

2.2.3.2 Sự hồ hóa tinh bột hạt gạo trong quá trình nấu 12

2.2.3.3 Quá trình đường hóa tinh bột: 13

2.3 Tổng quan về lên men: 15

2.3.1 Định nghĩa về lên men: 15

2.3.2 Phân loại sản phẩm của công nghệ lên men 15

2.3.3 Bản chất của quá trình lên men: 15

2.3.4 Thực phẩm lên men truyền thống: 17

2.3.4.1 Giới thiệu chung: 17

2.3.4.2 Lịch sử về công nghệ lên men ngũ cốc ở Châu Á: 17

2.3.4.2 Lợi ích của thực phẩm lên men: 18

2.3.4.3 Sự phát triển của thực phẩm lên men từ ngũ cốc : 18

2.3.5 Lên men cơm rượu: 19

2.3.5.1 Giới thiệu chung: 19

2.3.5.2 Bánh men thuốc bắc: 20

2.3.5.2.1 Giới thiệu chung: 20

2.3.5.2.2 Hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc: 21

2.3.5.3 Bản chất sinh hóa của quá trình lên men cơm rượu: 25

2.4 Nước giải khát lên men: 26

2.4.1 Phân loại nước giải khát 26

2.4.2 Sơ lược quy trình sản xuất nước giải khát lên men: 26

Chương 3: 28

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu: 28

3.2 Dụng cụ thí nghiệm và nguyên vật liệu: 28

3.2.1 Dụng cụ thí nghiệm: 28

vii

3.2.2 Nguyên liệu 28

3.3 Phương pháp nghiên cứu 29

3.3.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu 29

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 30

3.3.2.1 Thí nghiệm 1 : Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-330 C 30

3.3.2.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng 32

3.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát nguyên liệu phối chế tạo màu sắc và hương vị cho sản phẩm lên men 33

3.3.2.4 Thí nghiệm 4: Theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm 34

3.3.3 Các phương pháp phân tích chỉ tiêu theo dõi 35

3.3.3.1 Xác định độ Brix 35

3.3.3.2 Xác định pH 35

3.3.3.3 Xác định hoạt độ amylase trong môi trường lên men: 35

3.3.4 Các phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 36

3.3.4.1 Phân tích cảm quan sản phẩm dựa trên phép thử so hàng 36

3.3.4.2 Phân tích cảm quan sản phẩm dựa trên phương pháp phân tích cho điểm chất lượng sản phẩm 36

3.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 37

Thí nghiệm 1 : Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-330 C 38

Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng 38

Thí nghiệm 3: Khảo sát nguyên liệu phối chế tạo màu sắc và hương vị cho sản phẩm lên men 38

4.1 Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-33 0 C 38

4.1.1 Chỉ tiêu hoạt độ amylase trong môi trường lên men: 38

4.1.2 Chỉ tiêu pH của dịch lên men: 40

viii

4.1.3 Chỉ tiêu hàm lượng vật chất khô hoàn tan ( độ Brix ) của dịch lên men: 43

4.1.4 Chỉ tiêu hiệu suất thu hồi của quá trình lên men cơm rượu: 45

4.2 Thí nghiệm khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng 47 4.2.2 Khảo sát cảm quan mức độ ưa thích mùi vị của dịch lên men cơm rượu 48

4.4 Kết quả và thảo luận của thí nghiệm theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm: 50

4.5 Quy trình đề nghị 53

Chương 5 55

5.1 Kết luận 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 56

PHỤ LỤC 58

A: Bánh men mua tại chợ Thủ Đức

B: Bánh men mua tại chợ Hoàng Hoa Thám

C: Bánh men mua tại chợ Linh Trung

x

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.4 : Quy trình sản xuất nước giải khát từ ngũ cốc

Hình 3.3 : Quy trình chế biến cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên men Hình 4.1.1 : Đồ thị biểu diễn biến thiên của hoạt độ enzym dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men sử dụng trong đề tài

Hình 4.1.2 Đồ thị biến thiên của độ pH dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men sử dụng trong đề tài

Hình 4.1.3 : Đồ thị biểu diễn biến thiên của độ Brix dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và loại bánh men sử dụng trong đề tài

Hình 4.1.4: Đồ thị biểu diễn Biến thiên của hiệu suất thu hồi dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men nghiên cứu lên hiệu suất thu hồi (%)

Hình 4.5 : Quy trình chế biến sản phẩm nước giải khát cơm rượu -gừng

xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.3: Các thành phần dinh dưỡng có trong 100 g cơm rượu

Bảng 2.4: Lượng các vi sinh vật trong hệ vi sinh vật của bánh men

ở các vùng khác nhau ( tính cho 1 g men)

Bảng 2.5: Lượng vi sinh vật trong hệ vi sinh của bánh men:

( số liệu cho 1 g bánh men)

Bảng 3.3.4.2: Mức chất lượng (Hà Duyên Tư,2006 Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật,trang 43)

Bảng 4.1.1: Biến thiên của hoạt độ enzym dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men sử dụng trong đề tài

Bảng 4.1.2: Biến thiên của độ pH dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men sử dụng trong đề tài

Bảng 4.1.3: Độ biến thiên của độ Brix dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và loại bánh men sử dụng trong đề tài

Bảng 4.1.4 : Biến thiên của hiệu suất thu hồi dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại bánh men nghiên cứu lên hiệu suất thu hồi (%)

Bảng 4.2.1 : Biến thiên của các chỉ tiêu pH ,độ Brix và hiệu suất thu hồi dưới ảnh hưởng của hàm lượng gừng bổ sung

Bảng 4.2.2: Bảng khảo sát cảm quan mẫu dịch lên men có bổ sung gừng với hàm lượng 1%, 2% và mẫu không có bổ sung gừng

Bảng 4.3.1: Khảo sát cảm quan mẫu nước cơm rượu lên men có bổ sung 1% gừng tươi phối chế với nước theo tỉ lệ mẫu:nước là 1:1 và 1:2

Bảng 4.3.2 : Khảo sát cảm quan sản phẩm sau khi phối chế với nước cốt chanh ở hàm lượng 0,1% và 0,5%

Bảng 4.4.1 : Quy đổi pH trung bình của sản phẩm trong 7 ngày bảo quản

Bảng 4.4.2 : Quy đổi độ Brix trung bình của sản phẩm trong 7 ngày bảo quản

Ở Việt Nam, dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính

Sản phẩm chính từ cây lúa là gạo Hạt gạo không chỉ nuôi sống con người bao đời nay

mà còn là sản phẩm dinh dưỡng có giá trị cung cấp thành phần carbohydrate, vitamin nhóm B, chất xơ, chất dầu, sắt, kali, kẽm, các yếu tố vi lượng và chất khoáng

Hàm lượng tinh bột trong gạo khá cao chiếm khoảng 75-80% khối lượng vật chất khô , chính vì thế nó là nguyên liệu chính cho quá trình lên men các loại rượu như rượu cần, rượu nếp, Sake, Shochu Nhưng trước khi đạt đến quá trình lên men rượu, hạt tinh bột phải trải qua quá trình hồ hóa và quá trình đường hóa nhờ hệ enzyme có trong bánh men rượu , cuối quá trình đường hóa nó tạo ra các loại đường đơn hỗ trợ tốt cho quá trình tiêu hóa, chính vì thế để đa dạng các sản phẩm từ lúa gạo,được sự chấp nhận của bộ môn Công Nghệ Hóa Học , tôi thực hiện đề tài : “Nghiên cứu chế biến nước uống lên men từ gạo nếp” dựa trên quá trình đường hóa tinh bột nhờ hệ enzyme có trong bánh men thuốc bắc Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths Vương Thị Việt Hoa

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

- Chế biến nước giải khát từ gạo nếp dựa trên quá trình lên men cơm rươu

- Bổ sung các thành phần phụ để hoàn thiện mùi vị cho sản phẩm

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng: Gạo nếp và men thuốc bắc

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu: phòng thí nghiệm

2

Nội dung nghiên cứu

Tổng hợp tài liệu có liên quan đến đề tài

Xây dựng quy trình chế biến và bố trí thí nghiệm.:

- Chế biến thử nghiệm nước uống từ gạo nếp, dưa vào phương pháp lên men rượu truyền thống, sử dụng bánh men cơm rượu để hạn chế lượng ethanol tạo thành sau quá trình lên men

- Phối chế sản phẩm đạt giá trị cảm quan: mùi vị, cấu trúc

- Khảo sát chế độ bảo quản sản phẩm

Cây lúa hiện đang được trồng rộng rãi khắp nơi trên toàn cầu thuộc:

- Họ : Gramineae ( hòa thảo)

- Giống : Oryza.L

- Thứ, chủng loại: Indica và Shino Japonica

- Tên khoa học : Oryza Iativa var Indica/ Japonica

- Tên thông dụng : Lúa nước hay lúa cạn

b Nguồn gốc và phân bố:

Chi Oryza Kuth mà tổ tiên của nó đã tồn tại từ đầu kỷ Phấn Trắng,bao gồm lúa dại và lúa trồng Vào giữa kỷ này, xuất hiện một trong những loại nguyên thủy nhất thuộc chi Oryza đó là loại Stretochasta Shrad Đến cuối kỷ Phấn Trắng mới xuất hiện lúa ( Oryza) ( Bùi Huy Giáp, 1999)

Loại Oryza bao gồm nhiều loài, nhưng theo Hội nghị Di truyền học và Tế bào học họp ở Viện lúa Quốc tế (1963) cho rằng chỉ có 19 loài Phần lớn loại hình lúa trồng Oryza Sative đều thuộc nhóm cây ưa ấm

Oryza Sativa có 160 loài phụ ( Bùi Huy Giáp,1999), chúng sống tốt nhất trong điều kiện đất bão hòa nước , phân bố chủ yếu ở bán đảo Đông Dương , Đông Bắc Ấn

Độ và miền Nam Trung Quốc Hiện nay, Oryza Sativa được trồng rộng rãi ở các miền nhiệt đới, á nhiệt đới và ôn đới ở tất cả các châu lục

4

Trên thế giới hiện nay có hai loại lúa trồng : Oryza Sativa được thuần hóa ở Châu Á nên được gọi là lúa trồng Châu Á Oryza Glaberrima được thuần hóa ở Châu Phi nên được gọi là lúa trồng Châu Phi ( Bùi Huy Giáp, 1999)

c Phân loại:

Có nhiều cách phân loại lúa trồng dựa trên nhiều cơ sở khác nhau:

Phân loại dựa trên thời gian sinh trưởng: gồm có lúa sớm ( ba tháng ) và lúa muộn ( sáu tháng ) Lúa muộn do thời gian tồn tại trên cây dài nên khả năng tích trữ tinh bột và các chất dinh dưỡng sẽ nhiều hơn lúa sớm Mặt khác , khả năng tương tác giữa các hạt tinh bột và các polymer khác trong hạt thóc tăng sẽ làm cho cấu trúc hạt gạo sáu tháng chặt chẽ hơn hạt gạo ba tháng

Phân loại dựa trên hình dạng: gồm có lúa tẻ và lúa nếp ( hay lúa hạt dài và lúa hạt tròn ) Hai loại lúa này ngoài việc khác nhau về tỷ lệ và thành phần các chất dinh dưỡng chứa trong nó còn có sự khác biệt rất lớn của hai thành phần amylose và amylopectin cấu trúc nên hạt tinh bột Trong hạt lúa nếp gần như 100% là amylopectin , còn hạt gạo tẻ thì các giống loài khác nhau hàm lượng amylose và amylopectin khác nhau nhưng nhìn chung amylose chiếm khoảng 15- 35% ( Lê Ngọc Tú và ctv,2000)

Trong đề tài này chúng tôi lựa chọn lúa nếp làm nguyên liệu cho quá trình lên men cơm rượu để chế biến nước giải khát Sở dĩ lúa nếp được lựa chọn như vậy do hàm lượng amylopectin cao trong nó có lợi cho quá trình đường hóa tạo ra nhiều đường đơn

2.1.1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học của hạt lúa nếp thông dụng:

a Cấu tạo hạt lúa nếp

 Vỏ trấu: chiếm 19-21% khối lượng hạt, gồm các tế bào rỗng có thành hoá gỗ cấu tạo từ cellulose kết chặt lại nhờ chất khoáng và lignin

 Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, gồm một vài lớp tế bào: biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ, ở hạt mới thu hoạch các tế bào này được phủ bằng một lớp sáp mỏng; kế đến là lớp vỏ quả ngoài, gồm 2/3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt; tiếp nữa là lớp vỏ quả giữa cũng gồm các tế bào dài nhưng hướng ngang hạt; sau cùng là lớp vỏ quả trong gồm các tế bào hình trụ hướng dọc theo hạt Vỏ quả thường liên kết

 Lớp alơrông: chiếm 6-12% khối lượng hạt, là một lớp tế bào lớn thành dày Lớp alơrông rất giàu protein (35-45%), đường (6-8%), chất béo(8-9%), vitamin và tro (11-14%), cellulase (7-10%), và pentozan(15-17%) Khi chế biến hạt, lớp vỏ này bị tách đi cùng với vỏ

 Nội nhũ: là phần được sử dụng lớn nhất của hạt lúa, gồm các tế bào lớn, có thành mỏng, chứa đầy các hạt tinh bột, chất protein, một ít cellulose, chất béo, tro và đường Trong nội nhũ thóc, tinh bột chiếm tới 80% Tuỳ theo giống, điều kiện canh tác

và phát triển, nội nhũ có thể trắng trong hay trắng đục Nếu nội nhũ có độ trắng trong cao thì trong quá trình xay xát gạo ít nát và cho tỉ lệ thành phẩm cao Ngược lại nếu nội nhũ có độ trắng đục cao thì hạt qua chế biến bị gãy nát nhiều

 Phôi hạt: Nằm ở đầu nhọn của hạt lúa, chiếm 2.25% khối lượng gạo Trong phôi có liên kết phôi với nội nhũ, và có rễ mầm, thân, lá Phôi gồm các tế bào sống có khả năng phân chia, phát triển và tổng hợp chất Trong thành phần của phôi có một phức hệ các chất thường có mặt trong tế bào sống Phôi là bộ phận chứa nhiều chất dinh dưỡng, là nơi dự trữ thức ăn cho mầm hạt [4]

b Thành phần hóa học trong một số gạo nếp thông thường

 Gạo nếp thường:

Là loại gạo nếp đã qua xay xát, hàm lượng vitamin B1 giảm đáng kể, có màu trắng đục, có thành phần hoá học theo bảng sau:

2.1.1.3 Tình hình sản xuất và xuất khẩu gạo:

Thóc gạo là nguồn thu nhập và là cuộc sống của hàng triệu nông dân trên toàn thế giới Hàng năm, diện tích lúa trồng khoảng 150 triệu ha với sản lượng khoảng 600 triệu tấn và có khoảng 20 triệu tấn gạo được dùng làm hàng hóa buôn bán trên toàn thế giới Tổ chức Nông lương ( FAO) của liên hiệp quốc cho biết: năm 2005 có 29 triệu tấn gạo và 2006 có 27,8 triệu tấn gạo ( sản xuất ra 635 triệu tấn) được buôn bán trên thế giới

Châu Á vừa là nơi sản xuất, vừa là nơi tiêu thụ gạo lớn nhất chiếm 90 % sản lượng gạo của toàn thế giới Có khoảng 2 tỷ người Châu Á sử dụng gạo và các chế phẩm từ gạo để bổ sung 60-70% nguồn năng lượng hàng ngày cho cơ thể

Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng Sông Hồng ở miền Bắc và đồng bằng sông Cửu Long ở miền Nam Hàng năm, sản lượng cả nước đạt khoảng 33-

34 triệu tấn thóc Trong đó, chỉ khoảng 8 triệu tấn thóc ( tương đương với 4 triệu tấn gạo sau khi xay xát) là phục vụ cho xuất khẩu , phần còn lại là tiêu dùng trong nước và

bổ sung cho quỹ dự trữ Quốc gia

Như vậy, nguồn nguyên liệu thóc gạo của nước ta rất dồi dào không những đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu mà còn có thể cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác của đất nước

2.1.2 Gừng:

a Định danh

c Một số loại gừng phổ biến ở Việt Nam

Trong sản xuất và trong tự nhiên ở nước ta phổ biến có 3 loài:

Gừng dại ( Zingiber cassumuar) củ khá to, nhiều xơ, vị cay, nhiều mùi hăng, thịt

củ màu vàng xanh được dùng làm thuốc, gia vị , thường mọc hoang dại trong tự nhiên Gừng gió (Zingiber zerumber) ít được gây trồng, củ chỉ dùng làm dược liệu Loài gừng trồng phổ biến ( Zingiber officinale) trong sản xuất có hai giống khác nhau:

- Gừng trâu, củ to, ít xơ,ít cay, thích hợp cho xuất khẩu và sản xuất quy mô lớn

- Gừng dé được gây trồng phổ biến, cho củ nhỏ hơn , vị cay và nhiều xơ hơn, hiện nay đang được bán nhiều ở thị trường trong nước

d Đặc điểm

Gừng là cây thân thảo cao tới 1m Thân rễ nạc và phân nhánh xòe ra như hình bàn tay gần như trên cùng một mặt phẳng, màu vàng, có mùi thơm Lá mọc so le,không cuống hình mác, có gân giữa hơi trắng nhạt khi vò có mùi thơm.Cán hoa dài

cỡ 20 cm, mang cụm hoa hình bông, gồm nhiểu hoa mọc sát nhau Hoa có tràng hoa màu vàng xanh, có thùy gần bằng nhau nhọn Cánh môi ngắn hơn các thùy của tràng,

màu tía với những chấm vàng Nhị hoa màu tím Quả mọng

9

Các thành phần trong 100 gram gừng tươi

Gừng chứa 2-3% tinh dầu với thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon sesquiterpenic,β- zingiberen (35%), ar- curcumenen (17%),β-farnesen (10%) và một lượng nhỏ các hợp chất alcol monoterpenic như geraniol, linalol,borneol

Nhựa dầu chứa 20-25% tinh dầu và 20-30% các chất cay Thành phần chủ yếu của nhóm chất cay là zingeron, shogaol và zingerol,trong đó gingerol chiếm tỳ lệ cao nhất

Ngoài ra, trong tinh dầu gừng còn chứa α-camphen, β-phelandren, eucalyptol và các gingerol

g Một số công dụng của gừng

Dùng làm gia vị trong một số món ăn hoặc chế biến thành mứt gừng, trà gừng Theo y học cổ truyền gừng có vị cay tính ấm, có tác dụng hạn chế bớt tính lạnh của các vị thuốc hàn Gừng có tác dụng kháng viêm giảm đau làm tăng cường hoạt động tuyến giáp trạng và tuyến sinh dục; chống nôn ói, cảm mạo

Gừng tươi có tác dụng tiêu đờm, giúp tiêu hóa Gừng khô có tác dụng ôn trung tán hàn Vỏ gừng tiêu phù thũng

Gừng tươi giải cảm hàn, làm gia vị , làm mứt, cất tinh dầu làm thuốc Gừng khô chữa đau bụng lạnh, kém tiêu, tiêu chảy

2.2 Tổng quan về tinh bột

2.2.1 Giới thiệu chung :

Tinh bột là nguồn dinh dưỡng dự trữ của thực vật do cây xanh quang hợp tạo nên Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực như : củ, quả , hạt, Hình dạng , kích thước, mức độ tinh thể hóa cũng như thành phần hóa học và tính chất của tinh bột phụ thuộc nhiều vào giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây ( Hoàng Kim Anh, 2006)

Trong điều kiện tự nhiên ,tinh bột tồn tại dưới dạng hạt có kích thước từ 0,02-0,12

mm với nhiều hình dạng khác nhau như : hình tròn, hình bầu dục , hình đa giác, Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chính cho con người Không những thế, tinh bột và các sản phẩm của chúng còn có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như: thực phẩm (làm bánh, kẹo, chất phụ gia, ),dệt, giấy,

10

Trong sản xuất rượu, bia, cồn etylic thì các loại hạt ngũ cốc ( gạo, ngô, đại mạch, cao lương, ) và các loại củ ( sắn, khoai lang, khoai tây, ) làm nguyên liệu chủ yếu

2.2.2 Thành phần hóa học của tinh bột:

Bảng 2.1: Thành phần một số loại nguyên liệu

Thành phần nguyên liệu Amylose Amylopectin Xơ thô

Tinh bột không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau

đó là: amylose/ amylopectin trong đa số hạt tinh bột xấp xỉ ¼

- Amylose:

Amylose là polymer mạch thẳng cấu tạo từ các D- glucopyranose nhờ các liên kết α- 1,4 glucoside Do có cấu tạo bởi các liên kết α-1,4 glucoside nên để thủy phân amylose hoàn toàn có thể sử dụng các enzyme:α- amylaza , β-amylaza và glucoamylaza Tuy nhiên, amylose cũng chứa khoảng 0.1% liên kết phân nhánh α-1,6 glucoside ( Hoàng Kim Anh,2006) nên β-amylaza không thể thủy phân amylose hoàn toàn

Trọng lượng phân tử của amylose trong khoảng 105

-106 với hai mức độ polymer hóa

DP từ 1000-2000 (thấp) và 4500-6000 (cao)

Khi ở trạng thái tinh thể amylose có cấu hình xoắn ốc , mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn

vị glucose , đường kính của xoắn ốc là 12.97A0và chiều cao vòng xoắn ốc là 7.91 A0

Các nhóm hydroxyl của các gốc glucose được bố trí phía ngoài vòng xoắn, bên trong

là các nhóm C-H Chính cấu trúc này cho phép amylose có khả năng hydrat lớn, dễ ngấm nước và dễ trương nở trong nước

- Amylopectin

11

Amylopectin cũng là chuỗi polymer của các gốc glucose, ngoài liên kết α- 1,4 glucoside ở mạch thằng còn có liên kết α- 1,6 glucoside ( chiếm khoảng 4%) ở mạch phân nhánh

Trung bình mỗi nhánh của amylopectin gồm 15 -30 gốc glucose và kết thúc bằng một đầu không khử ( trong phân tử amylopectin chỉ có một đầu khử và nhiều đầu không khử còn phân tử amylose chỉ có một đầu khử và một đầu không khử), khoảng cách giữa các điểm phân nhánh là 8 – 10 gốc glucose Bằng phương pháp tán xạ ánh sáng người ta đã xác định phân tử lượng của amylopectin vào khoảng 5.108 ( Lê Ngọc Tú

và ctv, 2000)

Phân tử amylopectin có cấu tạo như những chùm nho trong đó xen kẽ hai loại vùng: vùng I có cấu tạo chặt, sắp xếp có trật tự và có độ tinh thể lớn do đó bị thủy phân khó khăn,vùng II sắp xếp kém trật tự có nhiều điểm phân nhánh và không có độ tinh thể nên dễ dàng bị thủy phân ( Mercier, td: Lê Ngọc Tú và ctv,2000)

Do đó, để thủy phân amylopectin ta có thể sử dụng các enzym amylaza, glucoamylaza,isoamylaza để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các đơn vị glucose

So với amylose, phân tử amylopectin to lớn và dị thể hơn nhiều Nhưng chính sự cồng kềnh và dị thể đó đã làm cho phân tử amylopectin không có xu hướng kết tinh do

đó chúng có khả năng giữ nước hơn amylose

Amylopectin hấp thụ nhiều nước khi bị nấu chín và là thành phần chủ yếu tạo nên sự trương phồng của hạt tinh bột Như vậy loại gạo nào có chứa nhiều amylopectin hơn thì có khả năng hấp thụ nhiều nước hơn gạo chứa ít amylopectin

2.2.3 Tinh bột gạo:

2.2.3.1 Giới thiệu chung:

Trong nội nhũ của hạt thóc, hàm lượng tinh bột chiếm khoảng 80% vật chất khô Hạt tinh bột gạo có hình đa giác , có kích thước từ 3-8µm, bên ngoài được bao bọc bởi màng lipoprotein khiến cho hạt tinh bột không tan được trong nước ( Lê Ngọc Tú và ctv,2000)

Tuy nhiên trên vỏ hạt tinh bột có các lỗ nhỏ và hạt tinh bột cũng có các lỗ xốp nên khi tương tác với các chất hòa tan thì mặt bên ngoài và bên trong đều tham dự Điều này ảnh hưởng đến khả năng ngậm nước và trương nở của hạt tinh bột trong quá trình chế biến Nhiệt độ hồ hóa của hạt tinh bột gạo là 70-800

C

12

Về thành phần cấu tạo , hạt tinh bột gạo cũng tương tự như các hạt tinh bột khác là gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin Tuy nhiên, tùy vào giống loài ,mùa vụ canh tác , điều kiện sinh trưởng và phát triển mà tỷ lệ amylose và amylopectin

có khác nhau, thông thường hàm lượng amylose trong hạt tinh bột gạo là 15-35% Tinh bột gạo nếp chứa hầu như là amylopectin (≈ 100%) (Bảng 2.1)

2.2.3.2 Sự hồ hóa tinh bột hạt gạo trong quá trình nấu

Ở trạng thái tự nhiên , các phân tử tinh bột liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất bền Phân tử tinh bột liên kết với phân tử nước theo hai kiểu:

Do đó, theo thời gian chịu tác động của nhiệt độ cao các phân tử tinh bột trương

nở và tách xa nhau dần

Ngoài ra, trong quá trình này các chất hòa tan trong nước có trong hạt gạo sẽ khuếch tán vào môi trường nấu Thời gian nấu càng dài thì lượng chất hòa tan trong môi trường nấu càng tăng

13

Trong quá trình nấu hạt gạo, các quá trình lý hóa diễn ra khá phức tạp, có nhiều biến đổi xen kẽ và đan chéo nhau , phụ thuộc vào thời gian gia nhiệt , nhiệt độ và áp suất môi trường nấu Chính vì vậy, khi thiết lập quy trình kĩ thuật gia nhiệt ẩm tinh bột, các yếu tố này luôn tham gia với tư cách là thông số kỹ thuật buộc phải xét đến

2.2.3.3 Quá trình đường hóa tinh bột:

Các nấm men lên men rượu , chúng có khả năng chuyển hóa đường thành rượu nhưng lại không có khả năng chuyển hóa tinh bột thành rượu Do đó, trong sản xuất các sản phẩm lên men như rượu, bia, thì nguyên liệu chứa tinh bột cần phải trải qua quá trình đường hóa

a Giới thiệu chung:

Đường hóa là quá trình thủy phân tinh bột bằng cách phân cắt các mối liên kết 1,4 glucoside ở mạch thẳng của amylose và amylopectin cùng với mối liên kết α-1,6 glucoside ở mạch phân nhánh của amylopectin thành các loại đường đơn giản như: glucose, maltose, hay các oligosaccharide ( dextrin) nhờ tác dụng của các enzym thủy phân

α-Tuy nhiên, trước quá trình đường hóa thì nguyên liệu chứa tinh bột phải được nấu chín để các màng tinh bột bị phá vỡ , tinh bột chuyển thành dạng dễ tan có như vậy hệ enzym amylaza mới tác dụng thủy phân tinh bột thành đường dễ dàng

b Các phương pháp đường hóa tinh bột:

Hiện nay, trên thế giới sử dụng rất nhiều phương pháp rất khác nhau để chuyển hóa tinh bột thành đường như:

 Phương pháp đường hóa bằng acid: theo phương pháp này giai đoạn nấu

và giai đoạn đường hóa xảy ra đồng thời Các acid sử dụng trong quá trình đường hóa là: HCl với tỷ lệ 8-10% và H2SO4 với tỷ lệ 2 -5 % Sau quá trình đường hóa thu được dung dịch đường glucose

Tuy nhiên trong phương pháp này, sự thủy phân tinh bột thường đi kèm với sự thủy phân xa hơn thành 5- hydroxymetyl furfural, acid levulinic và acid fomic

Mặc dù, sự thủy phân tinh bột bằng acid tạo nên trên 98.8% đường khử song lượng cồn thu hồi lại thấp khoảng 75% so với lý thuyết do sự có mặt của các sản phẩm phụ không lên men hoặc các chất kiềm hãm ( Kiều Hữu Ảnh,1999)

14

 Phương pháp maltase: tác nhân đường hóa tinh bột trong phương pháp này là thóc malt hoặc các loại thóc nẩy mầm Vì trong các hạt nẩy mầm có hệ enzym amylaza thủy phân tinh bột thành các dextrin và maltose Sản phẩm thu được chủ yếu

là dịch đường maltose

Phương pháp này chủ yếu sử dụng ở các nước giàu đại mạch như Châu

Âu, Châu Mỹ dùng trong sản xuất bia Nhưng ngày nay phương pháp này được thay thế dần bằng phương pháp myco-malt

 Phương pháp amylose: đây là phương pháp sử dụng nấm mốc ( loài mốc

Amylomyces rouxii ) làm tác nhân đường hóa tinh bột Amylomyces rouxii được cấy

vào dịch cháo sẽ phát triển và tiết ra hệ enzym amylaza để thủy phân tinh bột.Sau đó, nấm men sẽ được cấy vào và cho lên men

Phương pháp này dễ dàng cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất nhưng yêu cầu là phải vô trùng tuyệt đối và thời gian lên men kéo dài khoảng 6-8 ngày

có khi đến 10 ngày

 Phương pháp myco-malt : nấm mốc được nuôi cấy theo phương pháp bề mặt hoặc phương pháp chìm sẽ sinh ra nhiều enzym amylaza đường hóa tinh bột Phương pháp này cho phép rút ngắn thời gian sản xuất chỉ bằng 1/2- 1/3 phương pháp amylose, thời gian đường hóa 1-3 giờ

Ưu điểm của phương pháp này là : có thể sử dụng nhiều nguồn tinh bột khác nhau và trong quá trình lên men không đòi hỏi phải vô trùng tuyệt đối mà vẫn có thể đạt năng suất cao Tuy nhiên, trong giai đoạn nuôi cấy nấm mốc đường hóa dùng phương pháp bề mặt nên khó cơ giới hóa , cần diện tích bề mặt rộng và đòi hỏi nhiều nhân công

 Phương pháp dùng bánh men thuốc bắc: đây là phương pháp có từ lâu đời và được dân gian sử dụng trong phương pháp nấu rượu thủ công hoặc rượu nếp

Trong men thuốc bắc có các loại nấm mốc chuyển hóa tinh bột thành đường và nấm men lên men đường thành rượu

Tuy rằng, phương pháp này có hiệu suất thấp ( nhiều khi chỉ đạt 50% so với lý thuyết), nhưng rượu nấu bằng men thuốc bắc cho chất lượng cao , hương vị đậm

đà đặc trưng cho vùng miền Chính điều này đã gợi lên ý tưởng sử dụng bánh men

15

thuốc bắc làm tác nhân đường hóa, tác nhân lên men rượu trong đề tai này của chúng tôi

2.3 Tổng quan về lên men:

2.3.1 Định nghĩa về lên men:

Lên men được bao gồm 2 nghĩa khác nhau:

Theo nghĩa sinh hóa: lên men sinh hóa là quá trình phân giải đường (hydrocarbon) tạo thành các chất hữu cơ đơn giản và năng lượng , mà trong đó Hydro được tách ra từ

cơ chất ( thường là glucid ) và được chuyển đến chất nhận điện tử cuối cùng là chất hữu cơ trung gian Đây là quá trình lên men kỵ khí , sự có mặt của oxy sẽ ức chế quá trình lên men Thuộc loại này có lên men rượu, lên men lactic

Theo nghĩa kỹ nghệ : lên men kỹ nghệ là quá trình chuyển hóa các hydrocarbon thành các sản phẩm của tế bào trong điều kiện hiếu khí Bản chất của quá trình này là hoạt động sinh tổng hợp của VSV, sự hiện diện của oxy là rất cần thiết Thuộc loại này

có lên men tạo nên sinh khối tế bào (biomass), tạo các sản phẩm trao đổi thứ cấp và sơ cấp của tế bào vi sinh vật

2.3.2 Phân loại sản phẩm của công nghệ lên men

- Sinh khối (biomass): protein đơn bào (SCP), bacterial cellulose (BC), giống khởi động (starters), men bánh mì, chế phẩm phân VSV,

- Các sản phẩm trao đổi chất có 3 loại:

• Sản phẩm trao đổi chất bậc 1 : acid amin,vitamin, acid citric

• Sản phẩm trao đổi chất bậc II : các độc tố, các kháng sinh,

• Các enzyme VSV: amilase ,protease,cellulase, pectinase,

- Các sản phẩm của sự chuyển hóa (transformation): acid acetic (từ rượu), các

16

nguyên tử hydro có thể tách ra thành proton H+ và electron Các enzyme xúc tác quá trình tách nguyên tử hydro khỏi cơ chất gọi là enzyme dehydrogenaza Như vậy, lên men là quá trình oxy hóa – khử có enzyme xúc tác hay nói cách khác là quá trình oxy hóa – khử sinh học

Trong quá trình đó, các nguyên tử cacbon của cơ chất bị oxy hóa đến CO2, còn các nguyên tử hydro tách ra khỏi cơ chất, đầu tiên được chuyển đến NAD+, sau đó từ NADH2 trong điều kiện yếm khí hydro có thể được chuyển đến những sản phẩm trung gian khác nhau hoặc đến chất tiếp nhận được tổng hợp nên chỉ nhằm mục đích đó, nghĩa là để tái sinh lại NAD+ Tùy thuộc vào chất tiếp nhận hydro cuối cùng mà phân biệt hô hấp lên men và hô hấp yếm khí

Lên men là quá trình để thu năng lượng, qua đó hydro tách ra khỏi cơ chất được

chuyển đến chất tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ Hợp chất hữu cơ được khử đi vào môi trường dinh dưỡng và tích tụ lại trong đó Phụ thuộc vào sản phẩm nào được tích

tụ chiếm ưu thế hoặc sản phẩm nào đặc trưng mà người ta phân ra lên men rượu, lên men lactic hay lên men butyric,…

Lên men khác với hô hấp yếm khí và hô hấp hiếu khí Hô hấp yếm khí được tiến hành trong điều kiện không có oxy tham gia Hydro được chuyển qua mạch hô hấp đến chất tiếp nhận cuối cùng như nitrat hoặc sunfat

Hô hấp hiếu khí được tiến hành trong điều kiện có oxy tham gia Hydro được chuyển qua mạch hô hấp đến chất tiếp nhận cuối cùng là oxy tạo thành nước Còn lên men có thể thực hiện cả trong điều kiện yếm khí và hiếu khí, nhưng hydro được chuyển qua hệ thống enzym oxy hóa khử và chất tiếp nhận cuối cùng là một chất hữu cơ, chất hữu cơ

bị khử tạo thành sản phẩm lên men tích lũy trong môi trường Tuy nhiên lên men và quá trình hô hấp đều là quá trình oxy hóa khử sinh học

Cần phân biệt sự khác nhau giữa quá trình oxy hóa khử sinh học và quá trình đốt cháy các vật liệu tương tự trong lò hay nhiệt lượng kế mặc dù các cơ chất ban đầu và các sản phẩm cuối cùng giống nhau Khi đốt cháy, năng lượng tỏa ra cùng một lúc dưới dạng nhiệt, trong khi đó lên men và hô hấp chỉ một phần năng lượng thoát ra dưới dạng nhiệt Phần nhiệt chủ yếu được tích lũy dưới dạng hợp chất photpho giàu năng lượng hoặc trong các liên kết cao năng Từ đó có thể chuyển hóa thành hóa năng, nhiệt năng hoặc cơ năng để cung cấp cho hoạt động sống Hợp chất giàu năng lượng

17

quan trọng của cơ thể là ATP Trong cơ thể sinh vật sự tích lũy năng lượng và giải phóng năng lượng sử dụng cho hoạt động cơ thể là những quá trình thuận nghịch theo

sơ đồ hóa học như sau:

Oxy hóa khử sinh học Năng lượng

ADP + H3PO4 ATP

Năng lượng cung cấp cho hoạt động của cơ thể

Như vậy quá trình lên men và sự hô hấp tế bào là những quá trình oxy hóa khử sinh học Qua đó tế bào sinh vật thu được năng lượng

2.3.4 Thực phẩm lên men truyền thống:

2.3.4 1 Giới thiệu chung:

Thực phẩm lên men là những loại thực phẩm có nguồn gốc từ nguyên liệu động vật hay thực vật được trải qua quá trình lên men do các vi sinh vật làm thực phẩm có mùi vị ,cấu trúc thay đổi hoàn toàn , khác xa với nguyên liệu ban đầu , giúp tăng giá trị dinh dưỡng , giá trị cảm quan, thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản

Quá trình lên men thực phẩm có liên quan đến các hoạt động lên men của các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc) Đặc biệt một số loại thực phẩm lên men cũng

có liên quan đến hoạt động thủy phân của hệ enzym vi sinh vật

2.3.4 2 Lịch sử về công nghệ lên men ngũ cốc ở Châu Á:

Không giống với lên men trái cây và sữa , lên men ngũ cốc phải có sự hiện diện nấm mốc phân giải tinh bột thành đường Một phương pháp người xưa thực hiện lên men ngũ cốc là ngũ cốc sống và đưa vào thùng, trên và dưới có sự bao phủ của bào tử của nấm mốc Trong thời gian phân giải ta thấy có enzym amylase do nấm mốc sinh ra giúp thủy phân tinh bột, tiếp theo là sự lên men rượu do nấm men

Ngoài ra còn có một phương pháp khác được thực hiện bởi sự ủ để ngủ cốc lên mầm Sự ủ được áp dụng để lên men bia ở Châu Âu

Quy trình lên men rượu từ ngũ cốc dùng mốc ban đầu đã tồn tại trong một thời gian dài từ 1000 năm trước công nguyên, và 43 loại rượu bia từ ngũ cốc được mô tả với quy trình chế biến chi tiết trong Chin-Min-Yao-Su ( AD 530-550 ) Cách làm

18

rượu gạo của Trung Quốc đã có từ thời xa xưa cách B.C 4,000 Sự lên men rượu bắt đầu từ thời Chu ở Trung Quốc, Nuruk ở Hàn Quốc Koji ở Nhật Bản, Ragi ởi Đông Nam Á và Barkhar Ranu ở Ấn Độ

Phương pháp truyền thống của nhưng mẻ rượu đã được những nhà sản xuất rượu Nhật Bản công nghiệp hóa vào cuối thế kỉ XIX, là những người đầu tiên tiếp nhận kinh nghiệm của phương pháp sản xuất từ Châu Âu và mang nó đến Nhật Bản và Trung Quốc

Trong quy trình làm cơm rượu thì sự đường hóa, lên men chua và lên men rượu diễn tiến gần như đồng thời Bánh men dùng cho làm cơm rượu được tìm thấy ở vài miền của vùng Châu Á-Thái Bình Dương

2.3.4.2 Lợi ích của thực phẩm lên men:

• Kéo dài thời gian bảo quản

• Đa dạng hoá các sản phẩm thực phẩm

• Gia tăng tính tiêu hoá của thực phẩm

• Giảm độc cho nguyên liệu làm thực phẩm

• Gia tăng chất lượng dinh dưỡng cho thực phẩm

• Giúp cơ thể đề kháng tác nhân gây bệnh đường ruột

2.3.4.3 Sự phát triển của thực phẩm lên men từ ngũ cốc :

Sản xuất rượu gạo ( rice-wine) là một quy trình được công nghiệp hóa cao ở các nước Viễn Đông Rất nhiều những nghiên cứu trên mốc koji, nấm men sake và vi khuẩn acid lactic, và những tương tác của chúng trong suốt quá trình làm rượu gạo đã được kiểm soát ở Nhật bản Sự áp dụng công nghệ sinh học hiện đại, đặc biệt là các vi sinh vật được cố định để làm rượu, đã được nghiên cứu rộng rãi và về căn bản đã cải thiện quy trình làm rượu gạo truyền thống Khuynh hướng phát triển chiến lược sử dung DNA tái tổ hợp là ứng dụng nổi bật trong những nghiên cứu thuộc lĩnh vực này.Những tiến bộ gần đây trong kỹ thuật làm rượu gạo Nhật Bản là tài liệu hay được thực hiện bởi Inoue và các đồng nghiệp (1992)

Gia tăng thời hạn sử dụng của bia gạo ( rice-beer ) là vấn đề quan trọng nhất cần

giải quyết ở Châu Á Gần đây, điều kiện tiệt trùng thích hợp cho takju đã được thiết

lập và áp dụng trong quy trình thương mại ( Lee và các cộng sự, 1991; Lee và

19

Kim,1995) Dưới điều kiện này, mùi vị của takju ổn định trong sáu tháng, và hiện nay sản phẩm đã tiệt trùng và đóng hộp vô trùng takju Hàn Quốc đã xuất khẩu sang Nhật

bản và Mỹ

Các nghiên cứu nhằm mục đích phát triển các thức uống giàu protein, acid lactic

từ ngũ cốc đã được chỉ đạo bởi môt số phòng thí nghiệm ở các nước Đông Á (Lee,1992).Giai đoạn nấu và tiền lên men mong đợi là sẽ giúp cải thiện năng suất các thức uống lên men lactic từ gạo ( Lee và các cộng sự,1992; Souane, 1994 ) Thành phần acid hữu cơ, đặc biệt là tỉ lệ giữa acid acetic và acid lactic được tạo ra bởi lên men dị hình chuyên biệt nhờ vi khuẩn lactic, là yếu tố quan trọng cho vị nước trái cây tươi của các loại nước uống từ cơm lên men (Yi và các cộng sự, 1993 )

Sản xuất các thức uống như yogurt từ các loại ngũ cốc, ( ví dụ risogurt ) đã được

nghiên cứu tỉ mỉ ở quy mô các phòng thí nghiệm ( Mok,1994; Collado và các cộng sự,

1994) Mặc dù các cuộc khảo sát ý kiến người tiêu dùng cho thấy yogurt gạo risogurt

được chấp nhận đông đảo nhưng những sản phẩm này vẫn chưa được thương mại hoá

2.3.5 Lên men cơm rượu:

2.3.5 1 Giới thiệu chung:

Cơm rượu là một thức ăn rẻ tiền, ngon, có vị ngọt , chua, hương thơm đặc trưng

Là dạng thực phẩm dồi dào sản phẩm trao đổi chất như etylic, glucose, fructose, acid hữu cơ, vitamin nhóm B, giúp ăn ngon miệng và kích thích tiêu hóa

 Thành phần dinh dưỡng có trong 100 g cơm rượu:

20

Bảng 2.3: Các thành phần dinh dưỡng có trong 100 g cơm rượu

2.3.5.2 Bánh men thuốc bắc:

2.3.5 2.1 Giới thiệu chung:

Ở các nước châu Á, theo truyền thống, người ta hay dùng các loại bánh men để sản xuất rượu, cồn từ tinh bột Lúc đầu người ta sản xuất hoàn toàn nhờ vào hệ vi sinh vật tự nhiên được rơi vào khối ủ Tuy nhiên, cách làm này thường cho kết quả không

ổn định Do đó, bằng kinh nghiệm, người ta chọn khối ủ tốt nhất để lại một phần để làm mẻ sau Cách làm này tốt hơn cách làm trên nhưng khi thực hiện vẫn không thu được kết quả ổn định do không bảo quản được lâu Sau đó, người ta tiến hành sản xuất bánh men

Lúc đầu, bánh men cũng được tạo ra từ những mẻ ủ tốt nhất bằng cách tạo hình chúng, đem sấy khô, rồi bảo quản để dùng dần Bằng cách này, người ta đã hoàn toàn

lượng

172 Kcal

21

chủ động được quá trình sản xuất và đảm bảo được chất lượng sản phẩm Từ đó, phương pháp sản xuất bánh men phát triển khá hoàn thiện, và tạo ra được nhiều loại bánh men khác nhau, tuỳ theo từng dân tộc và thị hiếu của người tiêu dùng

Các loại bánh men được sản xuất theo phương pháp truyền thống về nguyên tắc

là giống nhau, nhưng tùy theo đặc điểm khí hậu, nguyên liệu và sở thích của từng địa phương mà người ta có thể bổ sung vào bánh men một số thành phần khác

 Bánh men thuốc Bắc:

Thành phần ngoài bột gạo, giống vi sinh vật còn có các vị thuốc bắc Trong bánh men thuốc bắc ở Mai Đông- Vân Hà (Hà Bắc) có 10-20 vị thuốc bắc như bạch truật, nhục đậy khấu, nhục quế…

Đây chính là loại bánh men để làm món cơm rượu Việc cho thuốc bắc vào được cho rằng có tác dụng kích thích sinh trưởng của vi sinh vật trong bánh men, có khả năng sát trùng, ngoài ra còn có tác dụng tạo hương vị đặc trưng cho món cơm rượu [1]

2.3.5.2.2 Hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc:

22

Bảng 2.4: Lượng các vi sinh vật trong hệ vi sinh vật của bánh men

ở các vùng khác nhau ( tính cho 1 g men)

Tên địa phương Vi khuẩn x 10 6 Nấm men x 10 6 Nấm mốc x 10 3

23

Bảng 2.5: Lượng vi sinh vật trong hệ vi sinh của bánh men:

( số liệu cho 1 g bánh men)

Các vi sinh vật Men thuốc bắc

- Endomycopsis (chủ yếu là Endo.fibuligenes)

- Saccharomyces (chủ yếu là S cerevisiae)

 Endomycopsis fibulligenes là loài nấm men rất giàu enzym amilase, glucoamilase Do đó chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa

 Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men rất nhiều loại đường khác nhau như glucose, saccharose, maltose, fructose, raffinose, galactose Chúng có khả năng lên men được nhiệt độ cao (khoảng từ 36-400 C ) Chúng có khả năng chịu được độ axit

Đặc biệt chúng có khả năng chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng độ 0,02 -0,025% Đặc điểm này rất thuận lợi cho nên khi cần sử dụng thuốc sát trùng Đặc

b Nấm mốc:

Trong nấm men thuốc bắc thấy rất nhiều loài nấm mốc khác nhau thuộc

Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus Trong đó, Mucor và Rhizopus thấy phát

triển nhiều hơn cả

Loài Mucor , đặc biệt là Mucor rouxii, amylomyces có khả năng thuỷ giải tinh

bột , rượu hoá, lên men lactíc, ngoài ra nó còn có khả năng tạo hương cho rượu

Ngoài ra còn có sự hiện diện của nấm mốc có khuẩn ty màu trắng có vai trò làm mềm cơm rượu, tạo độ ngọt cao cho cơm rượu

c Vi khuẩn:

Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài vi khuẩn phát triển Trong đó thấy chủ yếu là loài vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic Các loài vi khuẩn thường làm chua môi trường Thời gian đầu của quá trình lên men, quá trình này xảy ra là có lợi vì rằng

pH của môi trừơng do chúng tạo ra sẽ thích hợp cho nấm men và nấm mốc phát triển Tuy nhiên pH xuống quá thấp lại ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men Mặt khác nếu trong dịch lên men có mặt của oxy thì vi khuẩn axetic sẽ oxy hoá rượu thành axit axetic Qúa trình này làm tổn hao lượng cồn tạo thành Ngoài ra trong bánh men còn

có nhiều loại vi khuẩn khác chưa xác định được (tạm xếp vào loại vi khuẩn tạp nhiễm)

Như vậy, ta thấy bánh men dùng để sản xuất các thực phẩm truyền thống là chế phẩm vi sinh vật rất đặc biệt Trong đó có sự tồn tại hài hoà nhiều vi sinh vật khác nhau Bánh men thuốc bắc là nguyên liệu quan trọng để làm cơm rượu Nó quyết định đến chất lượng của cơm rượu như: hàm lượng đường, rượu, hương thơm

25

Trong bánh men có sự tạp nhiễm nhưng không gây hại cho sản phẩm chứng tỏ nhóm vi sinh vật chủ yếu trong bánh men kháng tốt với các vi sinh vật gây hại.[1,3]

2.3.5.3 Bản chất sinh hóa của quá trình lên men cơm rượu:

Lên men cơm rượu là lên men ở trạng thái rắn trong đó có sự phát triển đồng thời của một hệ vi sinh vật là dạng lên men hỗn hợp

Quá trình lên men gồm hai giai đoạn: giai đoạn đường hoá và giai đoạn rượu hoá Hai giai đoạn này diễn ra đồng thời trong khối cơm nếp Ngoài ra còn có quá trình lên men lactic

 Quá trình đường hóa:

Do sự phát triển của nấm mốc Mucor rouxei, rhizopus delemar, các loại nấm men thuộc Endomycopsis , tinh bột được chuyển thành đường Các loài nấm mốc, nấm men

trong quá trình phát triển tạo ra nhiều enzym amylase, glucoamylase Các enzym hoạt động rất thuận lợi trong giai đoạn đầu và kéo dài suốt thời gian sau này Bản chất của các enzym này là các enzym cảm ứng do đó nguyên liệu là loại chứa nhiều tinh bột

kích thích quá trình tổng hợp enzym rất mạnh mẽ Mặt khác Saccharamyces

cerevisiae rất tích cực trong việc chuyển hoá đường thành cồn, lượng glucose được tạo

ra bao nhiêu sẽ được chuyển hoá thành rượu , một phần phục vụ cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật đó, vì thế khối lên men không xảy ra hiện tượng kìm hãm ngược của glucose

 Quá trình rượu hóa:

Saccharamyces cerevisiae: đóng vai trò cơ bản

Mucor và Rhizopus sp

Endomycopsis sp

Quá trình rượu hoá là quá trình hết sức phức tạp, trải qua rất nhiều giai đoạn chuyển hoá từ đường thành rượu nhờ sự tham gia của nhiều ezyme khác nhau Các ezyme tham gia quá trình rượu hoá nằm trong tế bào nấm men Thực chất của quá trình lên men này

là quá trình trao đổi chất của nấm men trong trường hợp chứa đường và tạo ra sản phẩm trao đổi chất là ethanol cùng một số sản phẩm phụ khác

Trong quá trình đường sẽ được chuyển hoá thành acid pyruvic theo con đường EMP

ở giai đoạn chuyển hoá từ 3-P-Glyceroaldehid thành acid 1,3-P-glycerinic sẽ có ba

2.4 Nước giải khát lên men:

Nước giải khát là một loại đồ uống đóng vai trò rất quan trọng đối với đời sống của con người, ngoài việc cung cấp cho con người một lượng nước đáng kể để tham gia vào quá trình trao đổi chất của tê bào, nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các chất dinh dưỡng Các loại muối khoáng đủ để bù đắp cho những hao hụt về năng lượng và dinh dưỡng đã bị tiêu hao trong các hoạt động sống của con người

Vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu không thể thiếu được đối với

cuộc sống của con người

2.4.1 Phân loại nước giải khát

Nước giải khát chứa khí carbonic ( nước giải khát có gaz), nước giải khát pha chế ; nước giải khát lên men; nước giải khát chữa bệnh ; các dạng nước quả; nước quả cô đặc,nước quả ngâm đường, nước quả ngâm cồn

2.4.2 Sơ lược quy trình sản xuất nước giải khát lên men:

Quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ ngũ cốc

27

Hình 2.4 : Quy trình sản xuất nước giải khát từ ngũ cốc

Trộn men Nấu chín

Xử lý sơ bộ Nguyên liệu

Ủ ấm ở 30-33 o

C

Ủ lạnh ở 5o

C Lọc

Bã

Phối chế

Thanh trùng

Thành phẩm Đóng chai

28

C hương 3:

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu:

Thời gian nghiên cứu: 01/03/2012- 29/7/2012

Địa điểm: phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ hóa học – Trường Đại Học Nông Lâm

3.2 Dụng cụ thí nghiệm và nguyên vật liệu:

Gạo nếp mua tại siêu thị Coop Mart Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Gạo nếp có ẩm độ theo căn bản ướt dao động trong khoảng 12- 12,5%

Nước uống đóng chai AQUAFINA

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu

Quy trình chung: Gạo nếp

Sàng

Gừng tươi Bóc vỏ Rửa sạch