Thành phần cấu trúc của amylopectin:
Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 glucozit còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glucozit. Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuổi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa tới 100000 đơn vị glucose [11].
Cấu tạo của amylopectin còn lớn và dị thể hơn amylose nhiều. Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc thời tiết, mùa vụ và cách chăm bón [11].
Trang 20 Bảng 1.1 : Đặc điểm của một số nguyên liệu giàu tinh bột thường dùng
Nguồn Kích thước hạt, nm Hình dáng Hàm lượng amiloza, % Nhiệt độ hồ hoá, 0 C Hạt ngô 10-30 Đa giác hoặc
tròn
25 67-75
Lúa mì 5-50 Tròn 20 56-80
Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 55-85
Đại mạch 5-40 Bầu dục 46-62
Yến mạch 5-12 Đa giác 68-90
Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80
1.3.4 Bánh men thuốc bắc:
1.3.4.1 Giới thiệu chung về bánh men:
Bánh men là một kiểu giữ giống và nhân giống các vi sinh vật trong bánh men để sản xuất sản phẩm lên men. Bánh men hầu như được bảo quản dưới dạng khô. Ở điều kiện này các vi sinh vật hiện diện trong bánh men sống trong điều kiện sinh lý giảm thiểu, sự trao đổi chất trở nên hạn chế.
Bánh men rượu được bán trên thị trường dưới 2 dạng: bánh men dạng bột và bánh men dạng viên, tính năng và liều lượng sử dụng của từng loại men sẽ tùy thuộc vào hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất có ghi trên bao bì, tuy nhiên thông thường sử dụng khoảng 100g bánh men cho 3kg nếp than nguyên liệu.
Có 3 loại men rượu: men thuốc bắc, men thuốc nam, men bánh lá dân tộc.
1.3.4.2 Bánh men thuốc bắc:
Bánh men thuốc bắc là một loại men rượu được sản xuất thủ công. Nguyên liệu chính để sản xuất bánh men thuốc bắc là: bột gạo, men giống, các vị thuốc bắc. Bánh men thuốc bắc chứa nhiều giống vi sinh vật thuộc vi khuẩn, nấm men và nấm mốc (nấm sợi). Nấm men: trong mỗi gam bánh men có từ vài chục triệu đến vài
Trang 21 trăm triệu tế bào nấm men. Vi khuẩn: trong bánh men thuốc bắc có nhiều loài vi khuẩn phát triển. Trong đó thấy chủ yếu là các loài vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. Các loài vi khuẩn thường làm chua môi trường. Thời gian đầu quá trình lên men, quá trình này xảy ra có lợi vì tạo pH môi trường thích hợp cho nấm men và nấm sợi phát triển. Tuy nhiên nếu để pH xuống quá thấp sẽ ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men. Mặt khác nếu trong dịch lên men có mặt ôxy thì vi khuẩn axetic sẽ ôxy hóa rượu thành axit axetic, quá trình này làm tổn hao lượng cồn tạo thành. Nấm mốc: Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài nấm mốc phát triển thuộc
Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus phát triển nhiều hơn cả. Loài Mucor, đặc biệt là Mucor rouxii có nhiều đặc tính rất quý như khả năng chịu nhiệt độ cao 32 – 35°C, chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa [9].
1.3.4.3 Vai trò của thuốc bắc trong bánh men thuốc bắc:
Các bài thuốc bắc khác từ 4 ÷ 30 vị khác nhau theo kinh nghiệm nhưng bảo đảm chất lượng:
- Đủ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển. - Đủ hương thơm cho rượu.
- Tạo kháng sinh chống vi sinh vật tạp nhiễm.
1.3.2.4 Một số công thức làm men thuốc bắc ở Việt Nam:
Công thức 1: Bột gạo 1kg, thuốc bắc 20.5gr, men giống 50gr, nước 580ml. Bảng thành phần thuốc Bắc:
Tên Việt Nam Tên Khoa Học Khối lượng
Quế Cinnamomum cassia Blume 7gam
Đại hồi Illicium verum Hook 6gam
Tiểu hồi Noeniculum vulgare Will 5gam
Thảo quả Amomum Tsao – Ko C. et L. 1.5gam
Trang 22 Công thức 2: Gạo 1kg, thuốc bắc 49.6gr, men giống 50gr, nước 580ml.
Bảng thành phần thuốc Bắc:
Tên Việt Nam Tên Khoa Học Khối lượng
Đại hồi Illicium verum Hook 8gam
Quế Cinnamomum cassia Blume 8gam
Cam thảo Glycyrrhiza uralensis Fisch 8gam
Qui Angelica sinensis Diels 4.8gam
Bạch linh Poria cocas Wolf 4.8gam
Thăng ma Cimicifuga foetida L. 4gam
Bạch đàn Eucalyptus citriodora Hook 4gam
Hồ tiêu (Ớt) Piper nigrum Linn
(Capsicum frutescens Linn)
4gam
Xuyên khung Ligusticum wallichii Fr. 4gam
Công thức 3: Gạo 1kg, thuốc bắc 21gr, men giống 50gr, nước 580ml. Bảng thành phần thuốc Bắc:
Tên Việt Nam Tên Khoa Học Khối lượng
Nhục đậu khấu Myristica fragrans Hout 3gam
Bạch truật Atractylodes macrocephala Koldz 2gam
Nhục quế Cinnamomum loureirii Ness 2gam
Thảo quả Amomum Tsao – Ko C. et L. 2gam
Cam thảo Glycyrrhiza uralensis Fisch 2gam
Bạc hà Mentha arvesis L. 2gam
Tế tân Asarum heterotropoides Fr. 2gam
Uất kim Curcuma longa L. 2gam
Tiểu hồi Noeniculum vulgare Will 2gam
Trang 23 Công thức 4: Gạo 1kg, men giống 50gr, nước 580ml, thuốc bắc 50g.
Bảng thành phần thuốc Bắc:
Tên Việt Nam Tên Khoa Học Khối lượng
Đinh hương Eugenia aromatioca Baill 2gam
Thảo quả Amomum Tsao – Ko C. et L. 2gam
Quế chi Cinnamomum cassia Blume 0.5gam
Nhục đậu khấu Myristica fragrans Hout 1.25gam
Đại hồi Illicium verum Hook .f. 0.5gam
Sa sâm Adenophora vertiellata Fisch 6gam
Cam thảo Glycyrrhiza uralensis Fisch 5gam
Hậu phác Magnolia hypoleuca Sicb. et Zucc. 2gam
Tiểu hồi Noeniculum vulgare Will 1.25gam
Tế tân Asarum heterotropoides Fr. 2gam
Thăng ma Cimicifuga foetida L. 2gam
Thanh bì Citrus deliciosa Tenore 1.75gam
Trang 24
1.3.2.5 Quy trình sản xuất bánh men thuốc bắc:
Gạo tốt Ngâm nước Để ráo nước Nghiền thành bột mịn Men giống Nghiền mịn
Thuốc bắc Nghiền mịn Trộn
Nước
Làm thành viên
Xếp ra nong có lớp trấu ở trên và dưới các bánh men Ủ ở nhiệt độ phòng
(28 ÷ 30°C) trong 2 ngày Phơi khô chỗ mát
Men rượu
Yêu cầu thành phẩm:
- Đặc tính vật lý và cảm quan: dạng rắn, trắng, xốp, thơm mùi men thuốc bắc. - Số lượng vi sinh vật trong bánh men: nấm men : 100 ÷ 300 x 106 tế bào / 1g - Vi sinh vật: Hansenula spp., Pichia spp., Saccharomyces spp., Candida
spp., Rhodotorula glutinis, Turolopsis spp., Trichosporon spp..
- Thời hạn sử dụng: 1 năm - Sản xuất: Gia đình
Trang 25
1.4 QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU:
1.4.1 Khái quát lên men rượu:
Lên men rượu là một quá trình lên men yếm khí (không có mặt của ôxy) dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật đặc hiệu, diễn ra rất phức tạp, bao gồm các quá trình sinh hóa học và các quá trình vi sinh vật. Quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ thường, trong thời gian này có 3 quá trình diễn ra song song với những mức độ khác nhau. Trước tiên là quá trình tăng sinh khối nấm men. Tiếp theo là quá trình đường hóa có sự phân cắt tinh bột thành đường nhờ enzym amylase trong nấm mốc và đường vừa tạo ra trở thành thức ăn để nấm men thực hiện quá trình lên men rượu.
Quy trình nấu rượu chung:
Nấu chín Làm nguội Lên men Chưng cất
1.4.1.1 Quá trình vi sinh vật:
Thực chất của quá trình này là quá trình sinh sản và sinh trưởng của vi sinh vật. Quá trình này xảy ra rất nhanh ở giai đoạn đầu lên men, khi cho bánh men thuốc bắc vào nguyên liệu. Sự phát triển mạnh của các vi khuẩn giai đoạn này kéo theo sự tạo thành một số axit hữu cơ. Kết quả là pH môi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các loài nấm mốc phát triển. Song song đó là các loài nấm men bắt đầu phát triển tuy với tốc độ yếu hơn.
Các loài nấm mốc chỉ phát triển mạnh trong giai đoạn đường được tạo thành, hay đúng hơn là cuối của giai đoạn nấm mốc phát triển. Việc phân rõ ràng các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, nấm men rất khó vì thực tế việc phát triển của các loài vi sinh vật trong khối lên men diễn ra đồng thời. Chỉ có một điều khẳng định là sự phát triển không cùng một mức độ.
Sự phát triển của một số vi khuẩn, nấm mốc đòi hỏi sự có mặt một lượng ôxy nhất định trong môi trường, chính vì thế các loài vi sinh vật này phát triển mạnh ở giai đoạn đầu. Nấm men cũng cần sự có mặt của ôxy để tăng sinh khối, tuy nhiên mức độ không cao như của nấm mốc. Mặt khác nấm men phát triển cần đường, do đó cần có thời gian để nấm mốc chuyển hóa đường từ tinh bột.
Trang 26
1.4.1.2 Lên men có ba quá trình sinh hóa cơ bản:
Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường (đường hóa): chủ yếu là dưới tác dụng của enzyme amylase do phần lớn nấm mốc tạo ra.
Quá trình chuyển hóa đường thành rượu (rượu hóa): Các phân tử đường vừa được tạo ra lại trở thành thức ăn cho nấm men sử dụng để thực hiện quá trình lên men rượu tạo thành rượu etylic và CO2. Quá trình rượu hóa diễn ra trong điều kiện yếm khí (điều kiện không có mặt của oxy).
Quá trình chuyển đường và các thành phần khác thành các axit hữu cơ: trong đó có 2 quá trình tạo axit hữu cơ cơ bản: quá trình tạo axit acetic và axit lactic. Quá trình tạo axit lactic mạnh hơn, cả hai quá trình này xảy ra với cường độ không mạnh ở giai đoạn đầu vì lượng đường tạo thành trong khối lên men chưa cao.
1.4.2 Quá trình thủy phân tinh bột (đường hóa):
Enzym amylase có trong nấm mốc thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên kết α-D (1,4) glycozit. Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra đường[11]. Amylase thủy phân tinh bột thành glucose, maltose và dextrin hạn chế.
liên kết α-(1-4)
Trang 27 Amylopectin
Hình1.5: Cấu trúc amylose, amylopectin và các vị trí tác động của enzym amylase