Công nghệ lên men truyền thống cơm rựou

Công nghệ lên men truyền thống cơm rựou

2.3 Hệ vi sinh vật trong bánh men 6

3 Bản chất sinh hoá 8

Các quá trình sinh hoá 8

Các biến đổi trong quá trình lên men cơm rượu 11

4 Quy trình công nghệ 14

4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 14

4.2 Thuyến minh quy trình 15

4.3 Một số cách làm cơm rượu 17

5 Kết luận 25

Tuy nhiên lên men cổ truyền cũng có nhược điểm: Do đây là quá trình lên men trongđiều kiện tự nhiên, được thực hiện bởi các vi sinh vật tự nhiên và vật chất lên men có trongtự nhiên Cả vi sinh vật và vật chất sử dụng trong quá trình lên men tự nhiên rất phức tạp,không đồng đều về chủng loại và số lượng Mặt khác quá trình lên men tự nhiên là qúa trìnhkhông kiểm soát, do đó xảy ra hiện tượng giao thoa trong khối lên men Qúa trình lên mennày là quá trình nhiều pha và không định hướng Sản phẩm qúa trình lên men là đa dạng,trong đó có một chất nào đó sẽ vượt trội hơn Như vậy, đây là quá trình lên men không ổnđịnh, chất lượng sản phẩm kém và không đồng nhất

Ở Việt Nam, những loại thực phẩm lên men cổ truyền rất được ưa chuộng như thạchdừa, nước mắm, nước giải khát lên men, rau quả muối chua, chao, bánh mì…Trong đó, cơmrượu là một thức ăn rẻ tiền, ngon, có hương thơm khá hấp dẫn, vị ngọt đặc trưng nên đượcnhiều người ưa thích.

2 NGUYÊN LIỆU:

2.1 Gạo nếp:2.1.1 Hạt lúa nếp:

a Các bộ phâïn chủ yếu sau:

 Vỏ trấu: chiếm 19-21% khối lượng hạt, gồm các tế bào rỗng có thành hoá gỗ cấu tạotừ celluase kết chặt lại nhờ chất khoáng và linhin.

 Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, gồm một vài lớp tế bào: biểu bì ở ngoài cùnggồm các tế bào nhỏ, ở hạt mới thu hoạch các tế bào này được phủ bằng một lớp sápmỏng; kế đến là lớp vỏ quả ngoài, gồm 2/3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt; tiếp nữalà lớp vỏ quả giữa cũng gồm các tế bào dài nhưng hướng ngang hạt; sau cùng là lớp vỏquả trong gồm các tế bào hình trụ hướng dọc theo hạt Vỏ quả thường liên kết khôngbền với vỏ hạt Trong thành phần của vỏ quả có cellulase, pentozan, pectin và tro. Vỏ hạt, chiếm 1-2.5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào: một lớp tế bào hình chữnhật nhỏ, sít, có chứa các sắc tố antoxyan, flavon; một lớp vỏ tế bào có hình dạngkhông đều, xốp, dễ dàng cho ẩm di qua Vỏ hạt liên kết chặt với lớp alơrông Vỏ hạtchứa ít cellulase hơn nhưng lại nhiều hợp chất nitơ và đường hơn ở vỏ quả.

14%), cellulase (7-10%), và pentozan(15-17%) Khi chế biến hạt, lớp vỏ này bị tách đicùng với vỏ.

 Nội nhũ: là phần được sử dụng lớn nhất của hạt lúa, gồm các tế bào lớn, có thànhmỏng, chứa đầy các hạt tinh bột, chất protein, một ít cellulase, chất béo, tro và đường.Trong nội nhũ thóc, tinh bột chiếm tới 80% Tuỳ theo giống, điều kiện canh tác và pháttriển, nội nhũ có thể trắng trong hay trắng đục Nếu nội nhũ có độ trắng trong cao thìtrong quá trình xay xát gạo ít nát và cho tỉ lệ thành phẩm cao Ngược lại nếu nội nhũ cóđộ 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 cóliên kết phôi với nội nhũ, và có rễ mầm, thân, lá Phôi gồm các tế bào sống có khảnăng phân chia, phát triển và tổng hợp chất Trong thành phần của phôi có một phức hệcác 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 Tại sao gạo nếp dùng làm cơm rượu

Bảng 2.1: Thành phần một số loại nguyên liệu Thành phần

Nguyên liệu Amylose Amylopectin Xơ thô

Tinh bột gạo nếp chứa hầu như là amylopectin ( 100%).

Amylopectin là một polymer ở dạng xoắn – nhánh, gồm khoảng 2000 gốc glucose đượcnối với nhau qua cầu oxy  -1,4 – glucoside ở mạch chính và  -1,6 –glucose ở mạch nhánh.Amylopectin như một loại chất kết dính co giãn được, liên kết các tinh thể amylose lại vớinhau Mặc dù amylopectin không tan trong nước nóng nhưng do nó có khả năng trương phồngkhi bị hồ hoá nên tạo điều kiện cho enzyme glucoamylase tác dụng dễ dàng hơn, do đó khảnăng thuỷ giả tinh bột cao hơn Ngoài ra, do sự vắng mặt của amylo trong gạo nếp nên là chocác hạt tinh bột có khe hở rộng, ít xơ nên tinh bột không có khả năng giữ nước Do đó, tinhbột của gạo nếp dễ thuỷ phân hơn , thu được nhiều đường hơn [2]

2.1.2 Các loại gạo nếp thông dụng:

a.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:

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của gạo nếp thường

b.Nếp cẩm (gạo nếp than)

Người ta cũng có thể dùng nếp cẩm để làm cơm rượu Nếp cẩm dùng phải còn nguyênlớp vỏ lụa và lớp cám vì thế rất giàu dinh dưỡng, đặc biệt là protein, lipid, các nguyên tố vilượng, và vitamin (nhất là vitamin B1 Do đó có tác dụng bồi bổ cơ thể, giúp ăn ngon miệngvà kích thích tiêu hoá.

Gạo nếp than gồm có 4 loại :- Nếp cẩm Đức Hoà

- Nếp đen Khánh Vĩnh - Nếp than Long Đất

- Lúa lức nếp cẫm: Các loại lúa này có năng suất không cao (thừơng chỉ đạt 2,8 -3,3 tấn/ha)

Hiện nay, dân vùng đồng bằng Nam Bộ phân loại nếp than theo màu sắc của hạt gạo.Theo cách phân loại này, nếp than được chia ra làm hai loại :

- Nếp than đen huyền- Nếp than hồng đỏ.

Các sắc tố của nếp than rất dễ tan trong nước, vì thế sản phẩm rượu sẽ mang đặc trưngmàu của loại gạo làm ra nó.

Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài, nhưng các loại gạo nếp than có thành phần hoáhọc không sai biệt nhau nhiều Ta có thể tham khảo các số liệu sau:[3,6]

Bảng 2.3: Thành phần hoá học của gạo nếp than

c.Nếp lức:

Gạo nếp lức được sử dụng để tận dụng lượng vitamin B1 trong lớp vỏ gạo Nếp lức cómàu nâu đất , khi nấu xong ở dạng khô, rời, khá cứng Loại nếp này hay dùng làm cơm rượutheo cách người miền bắc, cho ra thành phẩm khá tơi hạt và hạt cơm rượu vẫn đủ cứng để khiăn có thể nhấm nháp từng hạt cơm thấm đẫm vị rượu [6]

2.2 Bánh men:

Ở các nước châu Á, theo truyền thống, người ta hay dùng các loại bánh men để sản xuấtrượu, cồn từ tinh bột Lúc đầu người ta sản xuất hoàn toàn nhờ vào hệ vi sinh vật tự nhiênđược rơi vào khối ủ Tuy nhiên, cách làm này thường cho kết quả không ổn định Do đó, bằngkinh nghiệm, người ta chọn khối ủ tốt nhất để lại một phần để làm mẻ sau Cách làm này tốthơn cách làm trên nhưng khi thực hiện vẫn không thu được kết quả ổn định do không bảoquản 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 chủ động đượcquá trình sản xuất và đảm bảo được chất lượng sản phẩm Từ đó, phương pháp sản xuất bánhmen phát triển khá hoàn thiện, và tạo ra được nhiều loại bánh men khác nhau, tuỳ theo từngdân tộc và thị hiếu của người tiêu dùng.

Các loại bánh men được sản xuất theo phương pháp truyền thống về nguyên tắc làgiống nhau, nhưng tùy theo đặc điểm khí hậu, nguyên liệu và sở thích của từng địa phươngmà người ta có thể bổ sung vào bánh men một số thành phần khác.

2.2.1 Bánh men thường:

Thành phần chính của bánh men thường là bột gạo và giống vi sinh vật Một trongnhững cách làm bánh men thường được thực hiện như sau:

Gạo ngâm nước (3 giờ) để ráo  xay thành bột  nhào bột với men giống + nước định hình bánh men  ủ men ở 29C-30C, trong 48 giờ  sấy khô ở 40C hay phơinắng  bánh men thành phẩm [1]

2.2.2 Bánh men lá:

Bánh men lá thường được đồng bào dân tộc thiểu số sản xuất và tiêu thụ Đồng bào cácdân tộc thiểu số thường dùng bánh men lá để sản xuất rượu cần Ở bánh men lá thay cho cácvị thuốc Bắc, người ta dùng các loại lá sử dụng có thể khác nhau Chất lượng rượu phụ thuộcrất nhiều và số lượng và thành phần các loại lá này Thường bánh men có 3 loại: loại bánhmen một lá, hai lá, và ba lá.[1]

2.2.3 Bánh men thuốc Bắc:

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

Đây chính là loại bánh men để làm món cơm rượu Việc cho thuốc bắc vào được chorằng 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 Hệ vi sinh vật trong bánh men :

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 phươngVi khuẩn x 106Nấm men x 106Nấm mốc x 103

 Endomycopsis fibulligenes là loài nấm men rất giàu enzym amilase,

glucoamilase Do đó chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượuhóa

 Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men rất nhiều loại đường khác nhau

như glucose, saccharose, maltose, fructose, raffinose, galactose Chúng có khảnăng lên men được nhiệt độ cao (khoảng từ 36-40 C ) Chúng có khả năng chịuđược 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 điểm quan trọng hơnhết là loài nấm men này có khả năng lên men các loại nguyên liệu rất khác nhau như : gạo,ngô, khoai, sắn với lượng đường trong dung dịch từ 12 -14 % có khi 16-18% Nồng độ rượutrong dung dịch lên men là 10-12% Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 -32o C.

Ngoài hai chi nấm men cơ bản trên, trong men thuốc bắc còn thấy nhiều loài nấm mendại khác nhau Chúng vừa có khả năng thuỷ phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển hoáđường thành cồn, tuy rằng sự chuyển hoá này còn thấp Điều đặc biệt là các loài nấm mendại này chịu nhiệt rất cao, có khi lên tới 60 -65o C và chịu được chất sát trùng ở nồng độ0,005-1%.[3]

2.3.2 Nấm mốc:

Trong nấm men thuốc bắc thấy rất nhiều loài nấm mốc khác nhau thuộc Aspergillus,Penicillium, Mucor,ØØ 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 mềncơm rượu, tạo độ ngọt cao cho cơm rượu

2.3.3 Vi khuẩn:

Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài vi khuẩn phát triển Trong đó thấy chủ yếu làloài vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic Các loài vi khuẩn thường làm chua môi trường Thờigian đầu của quá trình lên men, quá trình này xảy ra là có lợi vì rằng pH của môi trừơng dochúng tạo ra sẽ thích hợp cho nấm men và nấm mốc phát triển Tuy nhiên pH xuống quáthấp lại ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men Mặt khác nếu trong dịch lên men có mặt củaoxy thì vi khuẩn axetic sẽ oxy hoá rượư thành axit axetic Qúa trình này làm tổn hao lượngcồn 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 visinh vật rất đặc biệt Trong đó có sự tồn tại hài hoà nhiều vi sinh vật khác nhau Bánh menthuốc bắc là nguyên liệu quan trọng để làm cơm rượu Nó quyết định đến chất lượng của cơmrượu như: hàm lượng đường, rượu, hương thơm

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

3 Bản chất sinh hoá

3.1 Các quá trình sinh hoá

Lên men cơm rượu là lên men ở trạng thái rắn trong đó có sự phát triển đồng thời củamột 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 Haigiai đoạn này diễn ra đồng thời trong khối cơm nếp Ngoài ra còn có quá tình lên men lactic

3.1.1 Quá trình đường hoá:

Do sự phát triển của nấm mốc Mucor rouxei, rhizopus delemar, các loại nấm men thuộcEndomycopsis , 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 thuậnlợi trong giai đoạn đầu và kéo dài suốt thời gian sau này Bản chất của các enzyme này là cácenzyme cảm ứng do đó nguyên liệu là loại chưá 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 , mộtphần phục vụ cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật đó, vì thế khối lên menkhông xảy ra hiện tượng kìm hãm ngược của glucose [3]

3.1.2 Quá trình rượu hoá:

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 hoátừ đường thành rượu nhờ sự tham gia của nhiều ezyme khác nhau Các ezyme tham gia quátrình rượu hoá nằm trong tế bào nấm men Thực chất của quá trình lên men này là quá trìnhtrao đổi chất của nấm men trong trường hợp chứa đường và tạo ra sản phẩm trao đổi chất làethanol cùng một số sản phẩm phụ khác.

Trong quá trình đường sẽ được chuyển hoá thành acid pyruvic theo con đường EMP ở giaiđoạn chuyển hoá từ 3-P-Glyceroaldehid thành acid 1,3-P-glycerinic sẽ có ba hidro được tách rađể gắn với NAD+ tạo thành NADH2 Hidro này về sau sẽ được sử dụng để khử acetaldehid tạothành rượu ethylic [3]

3.1.3.Quá trình lên men lactic:

Lactobacillus, Streptococcus.

Nhưng quá trình này xảy ra không mạnh do trong thời gian đầu lượng đường trong khối

lên men chưa cao nên việc chuyển hoá đó xảy ra không mạnh

Đặc biệt lưu ý các quá trình chuyển hoá xảy ra xen kẽ nhau, hỗ trợ nhau tạo nên một quátrình chung hài hoà, cuối cùng ta thu được hỗn hợp bao gồm nhiều thành phần khác nhau, tạonên mùi vị đặc trưng của cơm rượu [3]

 Các phản ứng sinh hoá trong quá trình lên men :

Acid 2-P-glycerinicAcid 1,3-P-glycerinic

Acid 3-P -glycerinic

Acid pyruvicp-enolpyruvic

2ADP2ATP2ADP2ATP2NADH22NAD

3.2 Các biến đổi trong quá trình lên men cơm rượu

3.2.1 Biến động số lượng của hệ vi sinh vật trong quá trình lên men cơm rượu:

Việc phân ra các giai đoạn phát triển của nấm mốc và nấm men một cách thực sự rõ rànglà điều hết sức khó khăn Vì thực tế sự phát triển của các loài vi sinh vật trong khối lên mennày diễn ra đồng thời

- Giai đoạn 1: Hô hấp hiếu khí

Đây là giai đoạn để hệ vi sinh vật có trong bánh men thích nghi và làm quen với môitrường Nấm mốc gia tăng sinh khối và có sự sinh tổng hợp amylase thuỷ phân tinh bột thànhđường Giai đoạn này thực hiện trong điều kiện hiếu khí, thời gian 24- 36h

- Giai đoạn 2: Hoạt động của vi khuẩn

Có sự hoạt động của vi khẩn acetic và vi khuẩn lactic Nhưng trong giai đoạn vi khuẩn lênmen acetic hoạt động kém( do trong môi trường cơ chất của vi khuẩn lên men acetic là rượu rấtít).Vi khuẩn lactic hoạt động chuyển hoá đường thành acid lactic làm pH môi trường giảmxuống (từ 6.3 xuống 4.6 ) Môi trường này không còn thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn

(pH thích hợp cho vi khuẩn lactobacillus phát triển 5.5-6.5) cộng với sự tích luỹ các sản phẩm

trao đổi chất cũng không thuận lợi cho sự phát triển nên số lượng vi khuẩn lactic giảm Nhưngmôi trường acid lại thuận lợi cho sự phát triển của nấm men ,nấm mốc

- Giai đoạn 3: hoạt động của nấm men trong điều kiện kị khí

Tế bào nấm mốc tiếp tục thuỷ phân tinh bột thành đường Tế bào nấm men sử dụngnguồn cơ chất là đường để tăng sinh khối Số lượng cao chứng tỏ vai trò quan trọng của nấmmen trong giai đoạn sau (giai đoạn lên men mạnh) và điều kiện của môi trường thuận tiện cholên men rượu Ở thời điểm này sự thuỷ phân tinh bột đã tạo một lượng nước giúp việc lên mendễ dàng hơn Cùng lúc đó lượng nấm mốc thuỷ giải tinh bột giảm ở cuối giai đoạn Cuối giaiđoạn này sản phẩm được giữ trong tủ lạnh.

3.2.2 Sự biến động về thành phần hoá học của cơm rượu :

Các hoạt động trao đổi chất diễn ra song song với sự phát triển của vi sinh vật trên cơmnếp và một số sản phẩm tích luỹ trong môi trường :

Hàm lượng protein hoà tan :

- Hàm lượng protein hoà tan tăng liên tục từ 0 – 70h Giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấyhàm lượng này tăng nhanh (0 – 40h), sau đó chậm dần.

- Chính sự gia tăng số tế bào vi sinh vật thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp enzyme thực hiệncác quá trình thuỷ phân cơ chất tạo nguồn dinh dưỡng, năng lượng cho sự phát triển của vi sinhvật

b Hàm lượng acid hữu cơ :

Hàm lượng acid hữu cơ tăng liên tục trong suốt quá trình lên men cho nên làm thay đổi pHtrong quá trình lên men cơm rượu do đó giúp hạn chế sự nhiễm VSV.

c Sự thay đổi của hàm lượng rượu ethylic:

Ở thời điểm đầu của quá trình lên men, hàm lượng rượu ethylic không đáng kể Sau 30hlượng rượu này tăng dần cho đến cuối thời điểm khảo sát Ở 70h hàm lượng rượu đạt2,94g/100g cơm rượu.

d Sự thay đổi hàm lượng tinh bột, đường tổng số và hoạt tính  -amilaseamilase :

Từ 0-50h vi sinh vật đã tổng hợp amylase để thuỷ giải tinh bột thành đường nên hàmlượng tinh bột giảm liên tucï, sau 70h còn 5g/100g cơm rượu Cùng lúc đó hoạt tính amylasetăng dần và đạt cực đại ở 60h là 68.29 UI, sau 70h còn 64.96 UI/100g Trong quá trình ủ kínnhóm vi sinh vật đường hoá đã tổng hợp amylase thuỷ giải bột nếp thành đường, cung cấpcacbon cho sự phát triển sinh khối của sinh vật trong khối lên men Hàm lượng đường tổng sốtăng lên đạt max ở 22.5g/100g cơm rượu Một phần đường này sẽ được nhóm vi sinh vật có khảnăng lên men sử dụng để lên men ethylic và tạo CO2 Ngoài ra nó còn được sử dụng tạo acid vàcác loại sản phẩm trung gian khác Phần đường sót tạo vị ngọt đặt trưng cho cơm rượu

e Sự thay đổi hàm lượng glucose và hoạt tính của glucoamylase

Ơû giai đoạn đầu vi sinh vật đã sử dụng glucoamylase thuỷ giải bột nếp tạo glucose cungcấp cho sự tăng trưởng sinh khối , tạo các sản phẩm trao đổi chất Hoạt tính của glucoamylasetăng dần và đạt cực đại ở 60h (24.41 UI/100g cơm rượu) sau đó giảm xuống có thể do hàmlượng cơ chất đã cạn kiệt Song song là sự tích luỹ glucose tăng dần và đạt cực đại ở 60h(16.44g /100g cơm rượu), sau đó giảm xuống do bị thu hút vào quá trình lên men ethylic, lacticvà các sản phẩm trung gian khác [2]

Duong tong so

0510152025

tinh bot

0510152025303540