CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY
6. Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae
Đặc điểm hình thái
Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae cĩ dạng hình cầu hay hình trứng, cĩ kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử. Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng đường glucose, saccharose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng amino acid và muối amon như nguồn nitơ. S. cerevisiae sinh ra enzyme invertase cĩ khả năng khử đường Saccharose thành Fructose và Glucose, vì vậy trong lên men ta cĩ thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả.
Quá trình sinh trưởng và phát triển
- Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với mơi trường, sinh khối chưa tăng nhiều. Tế bào chuẩn bị những enzyme cần thiết cho quá trình lên men.
-Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng nhanh chĩng, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men.
-Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men khơng tăng nữa, số tế bào mới sinh ra bằng với số tế bào chết đi.
-Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản giảm do lượng dinh dưỡng cạn kiệt, do đĩ số lượng tế bào nấm men giảm dần.
Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch lên men. Ở giống này cĩ đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay
Hình 14: Nấm men Saccharomyces cerevisiae
35 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho dịch lên men cĩ mùi vị đặc trưng riêng biệt. Gia đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị già, khơng tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.
Yêu cầu đối với chủng nấm men
-Cĩ hoạt lực lên men cao đối với dịch quả. -Sử dụng đường cho lên men gần như hồn tồn. -Làm trong dịch lên men nhanh.
-Chịu được độ cồn cao và độ acid của mơi trường cũng như các chất sát trùng. -Tạo cho sản phẩm hương vị thơm ngon tinh khiết.
-Cĩ các đặc tính sau:
+ Thích nghi với q trình lên men nhanh.
+ Tốc độ sử dụng cơ chất và tốc độ hình thành sản phẩm cao. + Khả năng chịu cồn cao. Cĩ thể chịu được độ cồn 14% v/v + Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao, chịu SO2 từ 50-80mg/L + Sinh khối tạo thành vừa phải.
+ Tính ổn định cao về mặt di truyền. + Kết lắng cặn nhanh.
+ Nhiệt độ lên men: 12-350C 7. Gelatin
- Protein được sản xuất bằng cách thủy phân một phần collagen trong da, gân, dây chằng, xương... của động vật.
- Chế phẩm gelatin thương mại cĩ thể được phân loại theo các tiêu chí như độ bền của gel, giới hạn sắt, canxi, lactose và các hĩa chất khác hoặc các giới hạn đối với vi sinh vật gây bệnh như Salmonella, Staphylococcus aureus, Clostridium spp. và bào tử nấm mốc.
Tính chất
-Gelatin là các polypeptid cao phân tử dẫn xuất từ collagen, collagen là thành phần protein
chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật. Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm 3 acid amin chủ yếu là glycine, proline và hydroproline.
-Trong phân tử gelatin, các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc cĩ khả năng giữ
nước. Phân tử lượng của gelatin khoảng vài nghìn đến vài trăm nghìn đơn vị carbon. Thành phần acid amin cĩ trong gelatin là: Aspartic acid (6%), Arginine (8%), Alanine (9%), Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (25%), Glycine (27%), các acid amin khác (10%).
- Cảm quan: Dạng tấm (phiến), mảnh, mảnh vụn (vẩy) hoặc từ dạng bột thơ đến bột mịn,
màu vàng nhạt hoặc màu hổ phách, độ màu thay đổi theo cỡ hạt và cĩ mùi đặc trưng của nước thịt hầm; ổn định trong khơng khí nếu ở dạng khơ nhưng bị hư hỏng do vi sinh vật khi bị ẩm hoặc trong dung dịch.
36 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
-Độ tan: Khơng tan trong nước lạnh nhưng trương nở và mềm ra khi ngâm trong nước, hút dần nước với khối lượng nước gấp 5 đến 10 lần khối lượng của nước trong gelatin; tan trong nước nĩng, khi nguội tạo thạch đơng; tan trong axit axetic; khơng tan trong etanol, cloroform và ete.
Vai trị
-Chất tạo gel, ổn định, nhũ hĩa, kìm hãm quá trình kết tinh.
-Trong sản xuất cider, gelatin giúp hỗ trợ quá trình lọc và làm trong cider.
Chỉ tiêu chất lượng
Gelatin sử dụng theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12099:2017 Phụ gia thực phẩm – gelatin.
Bảng 12: Chỉ tiêu lý - hĩa của gelatin theo TCVN 12099:2017
Tên chỉ tiêu
Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, khơng lớn hơn Mùi và các chất khơng tan trong nước
Hàm lượng lưu huỳnh dioxit, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng tro tổng số, % khối lượng, khơng lớn hơn Hàm lượng asen, mg/kg, khơng lớn hơn
Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng cadimi, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng thủy ngân, mg/kg, khơng lớn hơn
Bảng 13: Chỉ tiêu vi sinh vật của gelatin theo TCVN 12099:2017
Tên chỉ tiêu
Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, nhỏ hơn
Enterobacteriaceae hoặc vi khuẩn nhĩm coli-aerogens, CFU/g, nhỏ hơn Streptococci nhĩm Lancefield D, CFU/g, nhỏ hơn
8. BentoniteTính chất Tính chất
-Bentonite là loại khống sét tự nhiên, thuộc nhĩm smectit gồm montmorilomit và một số
khống khác. Bentonite cĩ các tính chất đặc trưng là trương nở, kết dính, hấp phụ, trơ, nhớt và dẻo.
-Dung dịch bentonite gồm nước sạch, bentonite và các hĩa chất khác cĩ khả năng tạo màng
cách nước giữa thành hố khoan và đất xung quanh đồng thời giữ ổn định thành hố khoan.
Ứng dụng
37 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
- Bentonite sử dụng làm chất độn, chất kết dính (binding), chất tạo viên trong ngành cơng
nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuơi, sử dụng bentonite vừa cĩ tác dụng kết dính vừa nhằm bổ sung khả năng chống nấm mộc, khử độc,....
-Bentonite là một bổ sung thơng thường để sản xuất rượu vang, cider sử dụng để làm trong rượu và thường được sử dụng chỉ cho rượu vang trắng. Giúp làm trong sản phẩm, loại bỏ các cặn protein, pectin và hỗ trợ quá trình lọc trong sản xuất.
Chỉ tiêu chất lượng
Bảng 14: Yêu cầu kĩ thuật của nước trộn bentonit polyme theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11893:2017 Tên chỉ tiêu Độ pH Hàm lượng NaCl Hàm lượng Ca Hàm lượng Fe
Tổng lượng muối hịa tan
9. Acid malic
Hình 15: Cơng thức cấu tạo của acid malic
Tính chất
- Cơng thức phân tử: C4H6O5
- Khối lượng phân tử: 134,1 g/mol
- Là dạng bột tinh thể hoặc hạt màu trắng. Được tìm thấy trong rất nhiều loại quả xanh như: táo,
cherry và cà chua, dùng như là chất cải thiện mùi vị và hỗ trợ q trình chín tạo rượu.
Chức năng: chất điều chỉnh độ acid, cải thiện mùi vị cho cider, giúp bảo quản sản phẩm.
Chỉ tiêu chất lượng
38 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Acid malic sử dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phụ gia thực phẩm – chất điều chỉnh độ acid QCVN 4-11: 2010/BYT, Phụ lục 6.
• Độ tan: Rất tan trong nước, dễ tan trong ethanol.
• Khoảng nĩng chảy: 127oC - 132 o C
Malat: Phải cĩ phản ứng đặc trưng của malat (dịch thử là dung dịch mẫu thử 1/20 đã được
trung hịa bằng dung dịch amoniac (TS)).
• Độ tinh khiết:
-Hàm lượng C4H6O5: khơng thấp hơn 99,0%
-Acid fumaric và acid maleic: Acid fumaric khơng được quá 1,0%, Acid maleic khơng được q 0,05%.
-Chì: Khơng được q 2,0 mg/kg. 10. Kali Metabisulfit
Tính chất
-Cơng thức phân tử: K2S2O5
-Khối lượng phân tử: 222,33 g/mol
- Hạt, bột tinh thể hoặc tinh thể khơng màu, trơn chảy, thường cĩ mùi đặc trưng của lưu huỳnh dioxyd.
Vai trị
- Tiêu diệt vi sinh vật sau quá trình ép và vơ hoạt các enzyme. - Chất tẩy trắng, chất chống OXH, chất bảo quản
Chỉ tiêu chất lượng
K2S2O5 cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của QCVN 4 - 12 : 2010/BYT
Bảng 15: Chỉ tiêu chất lượng K2S2O5 theo QCVN 4 - 12 : 2010/BYT
Tạp chất khơng tan trong nước Đạt yêu cầu
39 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
40 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
CHƯƠNG 5: THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT
1.Sơ đồ khối quy trình
Nước ấm
Pectinase, Cellulase
Đường
Nước Syrup
Nấm men Hoạt hĩa
Gelatin Đường
Nấu Syrup Nước
CO2
Bao bì kim loại
Lọc
Chiết rĩt – đĩng lon Thanh trùng
Ghi nhãn
Cider lon
Hình 16: Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất cider
2. Thuyết minh quy trình2.1. Phân loại 2.1. Phân loại
Mục đích cơng nghệ
-Chuẩn bị cho các quá trình gia cơng tiếp theo:
-Quá trình lựa chọn, phân loại nguyên liệu nhằm loại bỏ những trái hư hỏng, ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, chọn nguyên liệu cĩ độ chín phù hợp, kích thước đồng
đều.
Biến đổi của nguyên liệu
-Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín. Cịn các biến đổi khác khơng đáng kể.
Phương pháp thực hiện
-Tiến hành lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ cơng: phân loại bằng tay trên băng chuyển nguyên liệu.
Yêu cầu: táo lựa chọn đồng đều về kích thước, độ chín, khơng lẫn trái hư, dập.
Thiết bị
-Thiết bị phân loại: dựa vào hình dạng, màu sắc, kích thước và khối lượng riêng của táo. • Thơng số cơng nghệ:
-Tốc độ của băng chuyền chậm, khoảng 0,1-0,2m/s. -Chiều cao băng chuyền khoảng 0,8-1,2m.
2.2. Rửa
Mục đích cơng nghệ
- Chuẩn bị: chuẩn bị cho quá trình gia cơng tiếp theo, loại bỏ tạp chất, vi sinh vật.
Biến đổi của nguyên liệu
-Sau quá trình rửa bề mặt nguyên liệu được làm sạch, giảm hàm lượng vi sinh vật. Cịn các biến đổi khác khơng đáng kể.
Phương pháp thực hiện
-Táo sau khi được phân loại sẽ được cho vào buồng rửa nhờ băng tải. Dùng thiết bị rửa xối dạng băng tải để rửa, táo sẽ được trải qua 2 giai đoạn ngâm và rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm và bong ra. Thời gian ngâm tùy thuộc và mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, cĩ thể từ vài phút đến vài chục phút. Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dịng nước để kéo chất bẩn cịn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Nước rửa phải sạch, để nước rửa ít nhiễm bẩn người ta dùng nước chảy liên tục trên các bể.
42 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
-Yêu cầu: lượng nước sử dụng phải vừa đủ tránh bị làm dập táo, thời gian ngâm rửa khơng
được kéo dài. Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, khơng bị dập, lượng nước tốn ít nhất.
Thiết bị
• Thiết bị rửa dạng băng chuyền
• Thơng số cơng nghệ:
-Áp suất 2-3at
-Thời gian cĩ thể điều chỉnh. -Nhiệt độ nước xối 20-25oC.
2.3. Nghiền
Mục đích cơng nghệ
-Chuẩn bị cho quá trình ép vì là giảm kích thước của táo, phá vỡ tế bào làm cho dịch chiết tiết ra nhiều hơn, tăng hiệu suất ép. Càng nhiều tế bào bị tác động thì hiệu quả quá trình nghiền càng cao.
Biến đổi của nguyên liệu
-Vật lý: kích thước của nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng tăng. Tăng diện tích bề
mặt riêng làm tăng hiệu quả truyền nhiệt và truyền khối. Ngồi ra, diện tích bề mặt riêng tăng cịn làm tăng tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi, đặc biệt là các cấu tử hương. Trong quá trình nghiền, dưới tác dụng của các lực đặc biệt là lực ma sát sẽ làm nhiệt độ của nguyên liệu tăng lên.
-Hĩa học: khi nghiền nguyên liệu cấu trúc nguyên liệu bị phá vỡ các thành phần dễ bị oxy
hĩa bên trong nguyên liệu như vitamin,… sẽ cĩ điều kiện tiếp xúc với oxy, do đĩ các phản ứng oxy hĩa sẽ diễn ra. Các phản ứng này diễn ra thường làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Do đĩ, các sản phẩm sau khi nghiền thường được bảo quản trong các điều kiện nghiêm ngặt hơn so với trước khi nghiền.
- Hĩa sinh: các phản ứng oxy hĩa được xúc tác bởi enzyme diễn ra nhanh hơn do cơ chất
tiếp xúc với oxy nhiều hơn.
- Sinh học: khi nghiền dưới tác dụng của lực cơ học, vi sinh vật cĩ thể bị tiêu diệt nhưng khơng
đáng kể. Tuy nhiêu sau khi nghiền thì diện tích bề mặt riêng tăng lên, chất dinh dưỡng
được chiết ra nhiều, nên đây là điều kiện để vi sinh vật phát triển.
Thiết bị
• Thiết bị nghiền trục vis
• Thơng số cơng nghệ
-Năng suất: 1500 kg/h
43 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
2.4. Xử lý enzyme
Mục đích cơng nghệ
- Chuẩn bi: Bổ sung chế phẩm enzyme pectinase sẽ cĩ tác dụng phá vỡ các mơ quả bằng
thủy phân protopectin thành pectin hịa tan. Quá trình này làm giảm độ bền cơ học của màng tế bào, dịch quả sẽ được giải phĩng ra khỏi tế bào dễ dàng hơn và hiệu suất nước ép thu được tăng lên trung bình khoảng 15-40% (tùy từng loại quả). Ngồi protopectin, thành phần pectin trong nguyên sinh chất của tế bào cũng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dịch quả. Vì pectin như là một chất ciment gắn kết các tế bào thực vật với nhau. Đồng thời, pectin làm cho dịch quả keo hĩa, khi ép khĩ thốt dịch ra ngồi, làm giảm hiệu suất ép. Ngồi ra, việc bổ sung cellulase gĩp phần phá vỡ lớp cellulose ở thành tế bào làm cho hiệu suất quá trình ép tăng lên đáng kể.
-Khai thác: nhờ phản ứng thủy phân của enzyme pectinase, cellulase làm tăng hàm lượng
chất chiết trong dịch quả.
Biến đổi của nguyên liệu
- Hĩa sinh: các phản ứng xúc tác bởi enzyme diễn ra như phản ứng thủy phân pectin và
cellulose thu được dịch ép nhiều hơn.
- Hĩa học: nhiệt độ tăng cĩ thể làm mất mát một phần các chất dinh dưỡng nhưng khơng
đáng kể. Phản ứng thủy phân bởi enzyme dịch ép thu được nhiều chất cĩ trong dịch bào như vitamin, pectin, đường, protein,… và cĩ khả năng những sản phẩm thủy phân này cĩ thể phản ứng với nhau.
Phương pháp thực hiện
- Cho nguyên liệu sau khi nghiền vào bồn ủ enzyme. Bồn ủ là một bình hình trụ đứng, cĩ vỏ áo, bên trong cĩ cánh khuấy, do sản phẩm sau khi nghiền rất nhớt, do đĩ muốn gia nhiệt ta cần sử dụng hơi nước sục khí vào bình kết hợp với lượng nước đi bên ngồi vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ từ 40-50oC.
- Yêu cầu: nhiệt độ phải vừa phải, đủ để hoạt hĩa cho enzyme hoạt động, nhưng khơng làm
thay đổi thành phần cũng như tính chất của các chất trong áo chẳng hạn như khơng làm mất vitamin, bay hơi nước.
Thiết bị • Thiết bị ủ enzyme • Thơng số cơng nghệ - Nhiệt độ: 40-50oC. - Thời gian: 60 phút - pH = 4,5. - Nồng độ enzyme pectinase: 0,1% w/w. - Nồng độ enzyme cellulase: 0,05% w/w.
- Nhiệt độ bất hoạt enzyme 90oC, thời gian 5 phút.
2.5. Ép
Mục đích cơng nghệ
- Khai thác: thu dịch ép từ quả táo
Biến đổi của nguyên liệu
44 | P a g e TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
- Vật lý: kích thước hạt ngun liệu sẽ giảm vì dưới tác dụng của lực ép thì hạt nguyên liệu
sẽ bị vỡ ra và ép sẽ làm các chất trong tế bào thốt ra nên làm thay đổi tỷ trọng của dịch ép. Nhiệt độ nguyên liệu cĩ thể tăng lên.
- Hĩa học: các thành phần dễ bị phân hủy như vitamin, polyphenol,… thốt ra khỏi tế bào,