Tài liệu ỨNG DỤNG VI SINH TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
ỨNG DỤNG VI SINH TRONG SẢN XUẤT
RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG
GV:THS.NGUYỄN NGỌC TÂM HUYÊN
DANH SÁCH NHÓM DH10QM
VÕ THỊ NGỌC BÍCH
KIM THỊ PHOL LY
TRẦN THỊ THANH THÚY
DƯƠNG THỊ MỸ TRANG
TRẦN HUỲNH NHẬT HÀ
TRẦN THỊ VA
 MỤC LỤC
I. Giới thiệu
II. Sản xuất
1. Nguyên liệu
2. Những chất bị cấm trong quá trình sản xuất rượu
3. Thiết bị
4. Quy trình sản xuất
5. Các chủng vi sinh vật tham gia quá trình
6. Thông số kĩ thuật về rượu
7. Chưng cất
III. Quan tâm
1. Một số hư hỏng trong nấu rượu
2. Yếu tố ảnh hưởng
IV. Tài liệu tham khảo
I/GIỚI THIỆU
Theo nhân gian:
Rượu là một loại thức uống mang
hương vị truyền thống của nền văn
hóa ẩm thực Việt Nam và là biểu

tượng của niềm tự hào về nền văn
minh lúa nước, vì lẽ đó mà trong các
dịp cúng Thần Hoàng, cúng đình,
trong các dịp tiệc tùng giỗ chạp, trong
ngày Tết Đoan Ngọ,.…của người Việt
xưa không thể thiếu chén rượu dâng
lên tổ tiên thay cho tiếng nói của lòng
thơm thảo.
Theo hóa học:
Rượu etylic có công thức hóa học là C
2
H
5
OH, còn được gọi là etanol, rượu
etylic cao độ gọi là:Cồn etylic.cồn etylic được ứng dụng trong hương liệu, keo
dán, sơn, vecni, thuốc sát trùng, dược phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, dung môi pha
chất.
Để sản xuất được rượu thì ứng dụng quan trọng nhất là khâu sử dụng vi sinh
vật trong sản xuất,vừa đạt hiệu suất cao vừa giảm chi phí lại hạn chế tác động
đến môi trường.
II/SẢN XUẤT
1. Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng để sàn xuất rượu chủ yếu là tấm, gạo, bắp, khoai, sắn và các
loại có tinh bột khác. Ngoài ra còn sản xuất rượu từ mật mía của nhà máy
đường.
Đối với sản xuất rượu truyền thống thì nguyên liệu chỉ là gạo, nếp.
Một số men vi sinh như: nấm men, nấm mốc, vi khuẩn lên men lactic…
Ngoài ra còn một số chất dùng trong quá trình sản xuất rượu:
Nhóm chất điều chỉnh pH:H
2

SO
4
,HCl……….
Nhóm chất sát trùng:formon,Na
2
SiF
6
,NaF,….
Nhóm chất dinh dưỡng cung cấp cho quá trình lên men gồm:(NH
4
)
2
SO
4
,
(NH
4
)
3
PO
4
,……
2. Những hóa chất bị cấm sử dụng trong quá trình sản xuất rượu
Thuốc trừ sâu
Urê
Màu công nghiệp
Cồn công nghiệp
3. Thiết bị
Thiết bị nấu cơm
Thiết bị làm nguội

Thiết bị lên men
Thiết bị chưng cất
Thiết bị lọc tinh
Thiết bị đóng chai
4. Quy trình sản xuất

5. Các chủng vi sinh vật tham gia quá trình
a. Nấm men
Chủ yếu là Saccharomyces
cerevisiae là loại nấm men sinh
sản theo lối nảy chồi có khả năng
hình thành bào tử sống kị khí
không bắt buộc có khả năng lên
men các loại đường khác nhau.
Tính chất:
Phát triển mạnh trong dịch đường
lên men.
Tiết ra hệ enzyme nhiều lên men
nhanh chóng và hoàn toàn.
Lên men được ở nhiệt độ tương
đối cao.
Chịu được nồng độ cồn cao.
Chịu được môi trường có độ acid
cao.
b.Nấm mốc
Tiết hệ enzyme amylase đường hóa các nguồn nguyên liệu tinh bột.
Aspergillus oryzae: amylase, invertase, maltase, protease và catalase.
Aspergillus niger: amylase, invertase, protease, maltase, pectinase,
glucosydase.

Aspergillus awamori và Asp.usami: dextrinase và glucoamylase.
Trong các loại enzim thì 2 loại enzim là glucoamylase và amylase được sử
dụng nhiều nhất do khả năng đường hóa tinh bột hiệu quả giúp hiệu suất lên
men cao hơn.
c.Vi khuẩn lactic
Trường hợp dùng vi khuẩn lactic không phải là phổ biến,nhưng thực tế sản
xuất đã cho thấy dùng nhóm vi khuẩn này đảm bảo quá trình lên men thuận
lợi hơn , nâng cao được dinh dưỡng cho nấm men (vi khuẩn lactic tích tụ các
hợp chất nitơ dễ được nấm men đồng hóa ) và tăng được hiệu suất tạo thành
rượu.
6. Thông số kĩ thuật về rượu
a.Ngâm gạo:trước khi nấu cơm rượu ta nên tiến hành ngâm gạo khoảng 30-40
phút cho gạo trương nở tránh tình trạng vón cục khi nấu
b.Nấu cơm rượu: Nấu cơm rượu
nên nấu như cơm ăn bình thường
không được nấu sống hoặc có
những hạt gạo chưa chín đều.Nếu
cơm hơi ướt (nhão) cũng dùng
được trực tiếp cho quá trình vào
men sau này.
c.Phối trộn men
Sau khi nấu cơm rượu được làm
nguội xuống nhiệt độ từ 30
0
-32
0
C
thì cho men rượu vào phối
trộn.Men khi đem phối trộn cần
giã nhuyễn hoặc có những loại men đã được làm nhuyễn chúng ta sử dụng sẽ

thuận lợi hơn.
Tùy theo kinh nghiệm cũng như tùy loại men khác nhau mà cho tỉ lệ men khác
nhau.Nhưng thông số trung bình cho những loại men là 25-28g/kg gạo.
d.Lên men
Nhiệt độ lên men thuận lợi là ở khoảng 29
0
-32
0
Quá trình lên men cao độ được lên men hai lần:
 Lên men hở:sau khi trộn men cho vào thiết bị lên men giữ ở nhiệt độ
khoảng <36
o
C trong khoảng thời gian 2-3 ngày,quá trình này để cho enzim
thủy phân gluxit trong tinh bột thành các đường đơn để thuận lợi cho việc lên
men sau này.
 Lên men kín: sau thời gian lên men kín xong cơm rượu được cho thêm
nước vào khoảng từ 2-3 lít nước/1kg gạo đem nấu,thời gian lên men lỏng này
khoảng từ 3-4 ngày.Sau thời gian lên men thu được dịch rượu trước khi đem
chưng cất.pH khoảng 4-5 trong điều kiện thật yếm khí. Quá trình này giúp
nhân giống nấm men trong điều kiện yếm khí giúp chuyển đường thành
ethanol và CO
2
.Tại vì trong điều kiện yếm khí thì nấm men không có khả
năng chuyển hóa tiếp các ethanol đã được tạo thành.
Khi có mặt không khí thì sự lên men yếu đi vì nấm men sẽ thu năng lượng
cần thiết cho sự phát triển bằng hô hấp hiếu khí khi đó chỉ oxi hóa glucoza
đến CO
2
và H
2

O.Đây chính là hiệu ứng Pasteur.

Diễn biến của quá trình lên men như sau:
Tinh bột được cắt nhỏ bởi quá trình thủy phân nhờ enzim như
amilase,glucosidase,dextrinase….trong nấm mốc tạo thành đường cung cấp
cho quá trình lên men.
Đường cùng với các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên
được hấp thụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men,sau đó khuyết tán qua màng
bề mặt bán thấm đó mà vào bên trong tế bào. Sự khuyếch tán này tuân theo
những định luật chung của sự thẩm thấu.
Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh
dưỡng khác chỉ được màng tế bào cho đi vào mà không quay ra.Vì vậy, đường
bị chuyển hóa qua chuỗi phản ứng enzim để tạo thành sản phẩm cuối cùng của
sự lên men là rượu etylic và CO
2
.
Như vậy, là thông qua các hoặt động sống của tế bào nấm nem mà trong
nguyên sinh chất của chúng liên tục xảy ra những phản ứng sinh hóa rất phức
tạp để rồi cuối cùng dẫn đền tổng hợp ra một chất này và phân hủy một chất
kia.
Rượu etylic và khí cacbonic được tạo thành liền thoát ra khỏi tế bào và
khuyếch tán vào môi trường xung quanh. Vì rượu hòa tan được với nước theo
bất cứ tỷ lệ nào nên nó có khả năng khếch tán vào môi trường một cách nhanh
chóng và tạo ra một độ ẩm lớn ở xung quanh tế bào nấm men.
Khí cacbonic cũng hòa tan được trong dung thể, song độ hòa tan của nó trong
nước không lớn lắm(ở nhiệt độ 25 – 30
0
và áp suất 860 mmHg một lít nước
hòa tan được 0,865 – 0,837 lít CO
2

). Độ hòa tan của khí cacbonat trong rượu
lớn hơn trong nước ba lần. Do vậy mà trong môi trường lên men nhanh chóng
được bảo hòa khí cacbonic. Liền đó khí cacbonic được hấp thụ trên bề mặt
của tế bào nấm men và những vật thể rắn khác của môi trường. Khi thoát khỏi
dung dịch khí cacbonic liền tạo thành các bọt và kết hợp với tế bào nấm men.
Khi các bọt đạt đến độ lớn nào đó thì lực nâng của chung vượt quá trọng
lượng của tế bào và thế là bọt cùng với tế bào nấm men lại bị chìm xuống.
Như vậy là tế bào nấm men vốn dĩ không di động, trở thành chuyển động
được ở trong môi trường lên men, khiến cho sự trao đổi chất ở trong tế bào trở
nên mạnh mẽ hơn và sự lên men cũng được tăng nhanh lên một cách tương
ứng.

Ảnh hưởng của vi sinh vật trong quá trình lên men:
Phương trình tổng quát:
C
6
H
12
O
6
+2ADP+2H
3
PO
4
2C
2
H
5
OH+2CO
2

+2ATP+2
H
2
O
Etanol được tạo thành ở trong giai đoạn lên men. Muốn có được sản phẩm chủ
yếu trong môi trường lên men là rượu thi tác nhân cung cấp là hệ enzim đặc
thù thì nó phải là nấm men Saccharomycess Cerevisiac. Nấm men có đặc
điểm là trong điều kiện sinh hoạt yếm khí, chúng có khả năng chuyển đường
thành etanol và CO
2
một cách hợp thức. Trong điều kiện yếm khí nên men
không có khả năng chuyển hóa tiếp các etanol đã được tạo thành,có nghĩa là
sự lên men sẽ dừng lại ở giai đoạn hình thành và tích lũy rượu etylic. Như vậy
biện pháp kỹ thuật tương ứng là phải cho lên men trong thùng kín.
Tế bào nấm men còn có đặc điểm nữa là khả năng tạo ra các nội
enzim(endofermen) nghĩa là những enzim tiến hành xúc tác ở bên trong tế
bào. Như vậy sự phân ly đường sẽ xảy ra ở bên trong tế bào lên nấm men,còn
rượu etylic và CO
2
được tạo thành thì đi ra khỏi tế bào và tích tụ ở trong môi
trường.
7. Chưng Cất
Mục đích:
 Thu được nhiều rượu hơn
 Loại bỏ các tạp chất trong quá trình lên men
Sơ đồ chưng cất rượu
Sau thời gian lên men dịch rượu được đưa đi chưng cất.Trong khi chưng cất
rượu,người ta thường chia làm ba đợt:
 Đợt đầu thu được rượu có nồng độ cồn từ 55
o

-65
o
được goị là rượu
gốc.Rượu này thường có hàm lượng andehyt cao, khi sử dụng loại rượu
này người tiêu dùng dễ bị ngộ độc có tác hại đến sức khỏe vì vậy rượu
này ít được bán cho người tiêu dùng.
 Đợt sau thu được rượu có nồng độ cồn khoảng 35
o
-45
o
được gọi là rượu
giữa và người nấu rượu thường lấy rượu này làm sản phẩm cung ứng cho
người tiêu dùng.
 Phần rượu chưng cất còn lại được gọi là rượu ngọn, rượu này thấp độ có
vị chua mùi không còn thơm nữa.Tùy theo yêu cầu mà người sản xuất lấy
nhiều hay ít lượng rượu này sau đó pha chung với rượu gốc để chưng cất
lại một lần nữa lấy được rượu thành phẩm bán cho người tiêu dùng.
Nếu không qua giai đoạn chưng cất ta có thể dùng phương pháp nấu
Nấu: rượu nếp thuộc loại rượu không qua chưng cất nên nồng độ cồn cuối
cùng rất thấp, không đủ khả năng ức chế các vi sinh vật gây hại như các loại
rượu cao độ khác, vì vậy khả năng hư hỏng của sản phẩm rất cao. Do đó,
trong quy trình chế biến rượu nếp cần phải qua công đoạn nấu để tiêu diệt vi
sinh vật và nấm men còn sót lại nhằm kéo dài bảo quản sản phẩm.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong quá trình nấu, phần lớn vi sinh vật tạp
nhiễm trong sản phẩm từ quá trình lên men sẽ bị tiêu diệt, đồng thời hạn chế
quá trình chuyển hoá rượu
thành giấm làm chua sản
phẩm do các vi sinh vật còn
lại trong sản phẩm.
Bã hèm còn lại chúng ta có

thể dùng làm thức ăn cho các
vật nuôi trong gia đình
như:trâu, bò, gà, vịt, lợn……
Nếu như làm rượu với quy
mô lớn thì lượng bã hèm sẽ
lớn, lượng khí của chúng rất
lớn chúng ta có thể tận dụng lượng khí đó để làm khí gas cho sinh hoạt hằng
ngày.
III/QUAN TÂM
1. Cách bảo quản nguyên liệu
• Để đảm bảo sản xuất được ổn định và liên tục, mỗi hộ gia đình phải dự
trữ một lượng nhiên liệu đủ trong 30 ngày.Tùy theo từng loại nguyên liệu mà
có cách bảo quản khác nhau
• Bảo quản nếp trong các bao, hoặc các thùng chứa bằng gỗ hoặc kim loại.
• Trong quá trình bảo quản vi sinh vật có thể phân hủy chất béo và tinh bột
trong nếp, hạt nếp sẽ bị vàng mốc, có vị chua và mùi lạ vì vậy phải lưu ý.
• Nấm men:trong quá trình bảo quản nấm men nếu độ ẩm quá cao sẽ nảy
sinh những hiện tượng những bánh nấm men có mọt và những nấm mốc
vàng, xanh nổi lên trên bề mặt.
• Các chất sát trùng sẽ mất hoạt lực khi khui ra để lâu không dùng hết hay
để ngoài ánh sáng.
2. Một số hư hỏng trong nấu rượu
a) Mùa hè hay mất rượu
b) Rượu cất ra không được nhiều
c) Rượu khê
d) Rượu cất mau lạt
e) Men mất tác dụng
3. Các yếu tố ảnh hưởng
a) Nhiệt độ: ảnh hưởng đến vi sinh vật và quá trình trao đổi chất của vi sinh
vật.

b) pH môi trường: vi sinh vật có vận tốc sinh trưởng cực đại trong một
khoảng pH hạn chế và cũng bị bất hoạt hoàn toàn hoặc chết ở pH giới hạn(4-
8).
c) Nồng độ đường của dịch lên men: khoảng 10-18%. Nếu nồng độ quá
cao áp suất thẩm thấu lớnphá hủy tình trạng sinh lí bình thường nấm
menthời gian lên men kéo dài hoặc không sử dụng hết đường. Nếu quá thấp
sẽ không thuận lợi về kinnh tế(chi phí hơi, dung tích thiết bị…)
d) Nồng độ O
2
môi trường
e) Số lượng men giống
f) Nồng độ CO
2
của môi trường: ức chế lên men nhưng việc thoát CO
2
lên
men tốt do môi trường luôn đượ khuấy động.
g) Nồng độ etanol: sự sinh sản bị chậm lại khi nồng độ rượu là 2% và bị
dừng lại khi 5%.
h) Thời gian lên men.
IV/TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hóa sinh công nghiệp, Lê Ngọc Tú và các cộng sự
2. Hóa sinh học, GS.TSKH.Phạm Thị Trân Châu (Chủ biên) -Trần Thị Áng,
NXB giáo dục
3. Tailieu.vn
4. Google.com