Quy trình sản xuất rượu vang chuối xiêm bằng công nghệ enzyme tại xưởng thực nghiệm

GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CHUỐI .1 Tổng quan về chuối

Tuy hàm lượng polyphenol trong chuối thấp (1,10 – 1,84%) nhưng hoạt độ các enzyme oxy hóa (polyphenol oxydase) cao, nên các hợp chất này bị oxy hóa mạnh. Do phản ứng enzyme và phi enzyme của các polyphenol xảy ra trong chế biến và suốt quá trình tồn trữ mà hợp chất màu được tạo ra làm cho các sản phẩm chuối bị biến màu. Thật vậy, chuối còn có tác dụng an thần do trong quả chuối chín có một chất đặc biệt giúp não sản sinh ra chất hydroxylamin làm giảm nhẹ tâm trạng lo âu, buồn phiền.

Vì thế, chuối là món tráng miệng không nên thiếu trên bàn ăn của người bệnh tim mạch, cụ thể là người cao huyết áp nhờ tác dụng vừa lợi tiểu nhẹ, vừa bổ sung kali cho cơ thể dễ bị thiếu hụt vì dùng thuốc lâu ngày. Bên cạnh đó, chuối còn giúp ổn định các hằng số sinh học trong cơ thể và qua đó tạo điều kiện thuận lợi để hệ biến dưỡng hoạt động với hiệu quả tối ưu, đặc biệt ở. Với thành phần nhiều chất xơ, chuối kích thích nhu động ruột, làm phân di chuyển nhanh, giảm thời gian tiếp xúc với tác nhân ung thư (có trong chất bã thực phẩm, muối mật, enzyme của tạp khuẩn ruột) nên ngăn ngừa được ung thư đại tràng.

ENZYME AMYLASE

Hiện nay, người ta biết có 6 loại amylase, trong đó -amylase, -amylase, - amylase (hay glucoamylase) thủy phân các liên kết -1,4-glucoside của tinh bột, glycogen và các polysaccharide đồng loại. Giai đoạn đầu: chỉ một số liên kết trong cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh (gọi là giai đoạn dịch hóa cả amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh). Tác dụng của -amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng do - amylase không thể cắt được liên kết 1,6-glucoside ở mạch nhánh của phân tử amylopectin nên dù có kéo dài thời gian thủy phân thì sản phẩm cuối cùng được tạo thành là 72% maltose, 19% glucose, ngoài ra còn có dextrin phân tử thấp và 8%.

Termamyl 120L thuộc chế phẩm enzyme -amylase chịu nhiệt, pH trung tính ở dạng lỏng, hoạt tính 120 kilonovo, được sản xuất từ dịch nuôi cấy vi khuẩn Bacilus licheniformis trong phân tử có ion Ca2+. Dùng enzyme này có thể thay thế phần bột malt lót (khoảng 5% so với bột) khi dịch hóa và có thể tăng tỷ lệ bột không phải malt trong công thức nấu thời gian nấu có vẻ như ngắn hơn. Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen, amylopectin, dextrin, panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase khác.

NẤM MEN

Khi thủy phân liên kết α-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lược từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạch để tạo glucose. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất men là mật rỉ, ngoài ra một số hóa chất khác sẽ được cung cấp trong quá trình nuôi cấy men để bổ sung các chất dinh dưỡng mà mật rỉ không đủ. Ngoài ra, chúng còn có các đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sulfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho rượu vang có mùi đặc trưng riêng biệt.

Theo lịch sử phát triển ngành công nghiệp len men rượu bia thì rượu vang là một loại rượu được sản xuất lâu đời và có nguồn gốc từ phương pháp lên men tự nhiên, là loại rượu không qua chưng cất. Nên rượu dễ bị nhiễm trùng do nhiều hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hoá đường thành rượu làm ảnh hưởng đến chất lượng thơm ngon của rượu, rượu dễ bị chua do sự lên men tạp tạo acid hữu cơ. Ngày nay, danh từ rượu vang được hiểu theo nghĩa rộng hơn đó là loại rượu được lên men từ dịch ép trái cây của nhiều loại quả khác nhau như dứa, xoài, dâu… Tác nhân lên men thường là nấm men Saccharomyces.

CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU .1 Quá trình dịch hóa

Rượu vang được sản xuất dựa trên cơ sở của các quá trình sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men các loại nước quả dưới tác dụng của enzyme của nấm men. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ, thể tích của hạt tinh bột tiếp tục tăng, mối liên kết giữa các phần tử của hạt tinh bột yếu dần và tới một lúc nào đó thì các phần tử tinh bột được tan ra trong dung dịch. Về lý thuyết, sự chuyển tinh bột thành đường có thể xảy ra nhờ sự xúc tác của các chất hóa học (acid, bazơ) hoặc enzyme amylase.

Sau khi dịch hóa tinh bột chủ yếu bị biến đổi thành những dextrin mạch ngắn và một phần glucose khi ở vào thời điểm thích hợp cho glucoamylase hoạt động thì các enzyme này sẽ tiến hành phân cắt dextrin và tạo ra sản phẩm chủ yếu là đường glucose để chuẩn bị cho quá trình lên men. Lên men rượu là một quá trình trao đổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học (được sinh ra từ sự trao đổi chất để duy trì sự sống của nấm men). - Lên men yếm khí: là sự phân hủy đường không có sự hiện diện của oxy như quá trình lên men lactic, len men rượu, butylic….

- Thời kì phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của O2 tế bào nấm men phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng). - Thời kì 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 để thực hiện xúc tác sinh hóa trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống tạo thành rượu và CO2. Các nấm men sử dụng đường đơn (từ trái, mật) hoặc từ tinh bột, hạt ngũ cốc đã trải qua giai đoạn thủy phân thành đường đơn.

Trong khi nước ra vào tự do vào trong tế bào nấm men thì đường và các chất dinh dưỡng khác được màng tế bào chỉ cho đi vào mà không cho quay ra. Trong tế bào nấm men, nhờ hoạt động sống của tế bào, nhờ sự xúc tác của hàng loạt các men, mà những phản ứng sinh hóa rất phức tạp xảy ra và dẫn đến tổng hợp chất này, phân hủy chất kia. CO2 thoát ra, bám vào tế bào nấm men, khi bọt khí CO2 đạt đến độ lớn nào đó thì lực nâng của chúng vượt quá trọng lượng tế bào nấm men, và thế là bọt khí mang tế bào nấm men nổi lên bề mặt dịch lên men, khi gặp không khí, CO2 thoát ra đi vào không khí, còn tế bào nấm men bị chìm xuống … và CO2 lại bám vào,… Cứ như vậy, tế bào nấm men vốn dĩ không chuyển động mà thành chuyển động trong môi trường.

Quá trình lên men cứ diễn ra như vậy, đến khi bọt khí CO2 không còn sủi lên bề mặt của dịch lên men thì có thể xem như quá trình lên men kết thúc.