Cơ sở khoa học của quá trình lên men rượu trong sản xuất Trà Giấm CNSX Kombucha
MỤC LỤC
Cơ sở khoa học của quá trình lên men
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO2. - Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành rượu và CO2. Sau khi được vận chuyển vào trong tế bào chất, đường hexose được chuyển hóa theo chu trình đường phân để tạo thành acid pyruvic.
Dihydroxyacetone phosphat là một sản phẩm trung gian trong chu trình đường phân, hợp chất này có thể chuyển hoá thành glyxerol. Ngược lại, trong môi trường pH kiềm lượng glycerol sinh ra sẽ tăng lên rất nhiều và glycerol sẽ trở thành một trong những sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men. Ngoài ra tế bào nấm men còn tổng hợp và thải vào dịch lên men hàng trăm sản phẩm phụ và sản phẩm lên men khác, những hợp chất này được tìm thấy với hàm lượng rất nhỏ, chúng được chia thành 4 nhóm: glyxerol cùng rượu bậc cao, aldehyde, acid hữu cơ và este.
Một số acid hữu cơ được sinh tổng hợp từ chu trình Krebs, nếu như quá trình lên men không diễn ra trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt, các acid hữu cơ chiếm hàm lượng cao nhất trong dịch lên men là: acid citric, malic, acetic, lactic. Các phân tử ATP được hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật. Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác.
Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình), acid acetic, ethanol, CO2 (lên men dị hình) trong dịch lên men còn xuất hiện cả trăm hợp chất hóa học mới khác. Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, vào môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh, nói chung thì acid lactic thường chiếm 40% lượng đường đã được phân hủy, acid sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, acid axetic 10% và các loại khí gần 20%.
Giới thiệu về trà lên men Kombucha
Công dụng của trà đường lên men
Kombucha đã được Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm của Mỹ (FDA) chứng nhận là an toàn đối với con người. Việc sử dụng rộng rãi thức uống từ Kombucha đã được nghiên cứu qua nhiều tài liệu trong suốt thế kỷ qua. Dạng trà Kombucha lỏng (trà kvass) và dạng đặc (zoogloea) cũng được nghiên cứu và kết quả ban đầu cho thấy trong dịch trà này có chứa chất kháng sinh (diệt khuẩn và kìm hãm vi khuẩn) có tác dụng chống lại một số vi sinh vật gây bệnh và đã được sử dụng cho mục đích điều trị trong thuốc thú y và thuốc cho người.
Đầu thế kỷ XX, chủ yếu là những nghiên cứu y học của người Đức, chứng minh Kombucha có tác dụng điều tiết đường ruột và có ảnh hưởng tốt đến chức năng nói chung của cơ thể, nhưng cũng dần có hiệu quả cụ thể trong những trường hợp như rối loạn tiêu hóa, táo bón, trĩ, sỏi thận, các vấn đề về túi mật, tiểu đường, cholesterol, cao huyết áp, xơ cứng động mạch, đau đầu, mệt mỏi …. Vào gần giữa thập kỷ, giám đốc “Học viện hóa học” (“Academy of Chemists”) tại Braunschweig ghi nhận rằng Kombucha cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống các tuyến, dùng cho bệnh gút, thấp khớp, nhọt, xơ cứng động mạch, huyết áp cao và vấn đề về lão hóa, bằng cách làm hài hòa và cân bằng sự trao đổi chất, và. Theo nhiều nghiên cứu trên thế giới thì trà Kombucha có nhiều lợi ích đối với con người, thường được tìm mua ở các cửa hàng thực phẩm chức năng.
Có báo cáo cho rằng môi trường nuôi cấy Kombucha có chứa acid usnic nhưng kết quả chưa được xác nhận. - Acid Gluconic tạo ra bởi vi khuẩn, có lợi cho người mắc các bệnh như nhiễm nấm Candida. - Acid butyric tạo ra bởi nấm men, bảo vệ màng tế bào, kết hợp với acid gluconic tăng cường thành ruột chống lại kí sinh trùng, trong đó có nhiễm nấm như.
- Các hợp chất tanin trong trà: có khả năng kháng khuẩn và phòng chống bệnh ung thư, làm chậm quá trình lão hóa. - Caffein trong thành phần của trà có khả năng giảm mệt mỏi, căng thẳng, giảm cảm giác buồn ngủ, cung cấp năng lượng hoạt động cho cơ thể.
Nguyên liệu .1 Các loại trà
Trà xanh
Trong quá trình sản xuất trà xanh, tùy theo từng phương pháp diệt men khác nhau và phương pháp làm khô khác nhau mà chia ra nhiều loại theo tính chất, hương vị đặc biệt của nó. - Ngoại hình: xoăn chặt, màu xanh đen - Màu nước xanh tươi hoặc xanh vàng - Hương: hương thơm đặc trưng của trà tươi - Vị: chát đậm, có hậu vị. Do quá trình diệt men làm đình chỉ hoạt động của enzym, nên các thành phần trong trà xanh rất ít bị biến đổi, hàm lượng polyphenol trích ly trong nước là 30 – 40%, các vitamin và khoáng chất vẫn được giữ lại (đặc biệt là vitamin C).
Trà xanh có khả năng chống ung thư cao, tác dụng tương tự như trà tươi.
Trà đen
Do đó, giá trị dinh dưỡng của trà thấp hơn so với trà xanh, ít có tác dụng chống oxi hóa và phòng ngừa ung thư do hàm lượng tanin rất ít.
Chỉ tiêu vi sinh
Đường
Khi hòa tan đường phải cấp nhiệt độ (độ hòa tan tăng theo nhiệt độ). - Độ hòa tan tăng khi có mặt của KCl, NaCl; giảm khi có mặt CaCl2. - Không hòa tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực, hòa tan trong dung môi phân cực như NH3 lỏng, hợp chất của rượu và nước.
- Hiện tượng co thể tích xảy ra khi làm nguội và tạo hình, nguyên nhân là do các tạp chất như keo trên bề mặt saccharose tạo ra. - Tính hút ẩm: saccharose chưa phân giải hút ẩm yếu, khi độ ẩm không khí ≥ 90% thì saccharose mới bắt đầu hút ẩm trong không khí. Gia nhiệt trong thời gian dài (quá 2 giờ) hoặc gia nhiệt trong thời gian ngắn với nhiệt độ cao hơn.
- Bảo quản: tuy ít bị vi sinh vật làm biến chất do hàm lượng nước trong saccharose thấp nhưng vẫn cần được để nơi khô ráo, tránh ẩm ướt và đóng cục gây khó khăn cho công đoạn làm tan đường. - Các nhà máy dùng đường tinh luyện RE (cho sản phẩm màu sáng trong), đường chủ yếu mua từ các nhà máy trong nước như nhà máy đường Trị An, nhà máy đường Tây Ninh, nhà máy đường Khánh Hội….
Công Nghệ Sản Xuất Kombucha (Trà Giấm) 2.1 Sơ đồ quy trình
Mục đích: Trích ly các chất hòa tan chứa trong trà khô ra khỏi khối bã trà để thu được dịch trà và tiêu diệt vi sinh vật. Nhiệt độ gia nhiệt nước phải thích hợp để hiệu suất trích ly tối ưu nhưng vẫn giữ được chất lượng cảm quan trà tốt nhất. Mục đích: nhằm tách bã chè ra khỏi dịch trà, làm cho dịch trà trong không bị vẩn đục do đó làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men.
- Mục đích: là hạ thấp nhiệt độ của dịch trà, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và thuận tiện cho quá trình phối trộn, tránh làm mất hương vị đặc trưng của sản phẩm. Mục đích của quá trình đun sôi syrup là khi đun sôi sẽ tiêu diệt được các vi sinh vật có trong đường và trong nước, mặt khác tạo điều kiện tốt để biến saccharose thành glucose và fructose, và làm giảm độ nhớt của dung dịch đường giúp cho việc lọc dễ dàng. Lọc nhằm mục đích tách hết các hợp chất cơ học như rác, đất cát lẫn vào đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản.
Dịch syrup sau khi làm lạnh được phối trộn cùng với dịch trà để tạo thành một dung dịch đồng nhất có nồng độ theo yêu cầu. Sau khi phối trộn, dịch trà cần được điều chỉnh về nhiệt độ phòng (28 – 320C) để chỉnh pH và chuẩn bị cho quá trình lên men. Thao tác vớt nấm Kombucha phải đảm bảo điều kiện vệ sinh nghiêm ngặt, hạn chế nhiễm vi sinh vật từ bên ngoài môi trường vào.
Mục đích: loại bỏ cặn, xác vi sinh vật sau quá trình lên men, làm trong dịch lên men, tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm. Yêu cầu: sau khi lọc, dịch lên men phải trong, không vẩn đục, vẫn giữ được mùi vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm.