Báo cáo công nghệ chế biến thực phẩm tìm hiểu quy trình ươm mầm

231
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đề tài: TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH ƯƠM MẦM
1
Giáo viên hướng dẫn
Giáo viên hướng dẫn
: Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
: Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
Sinh viên thực hiện
Sinh viên thực hiện


: nhóm 31 -
: nhóm 31 -
Lớp
Lớp
: 02DHLTP3
: 02DHLTP3
1. Lê Nguyễn Hồng Phấn
1. Lê Nguyễn Hồng Phấn
2205115213
2205115213
2. Trương Hoàng Ngân
2. Trương Hoàng Ngân
2205115316
2205115316
3. Nguyễn Thị Tuyết

3. Nguyễn Thị Tuyết
2205115342
2205115342
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
Phần 1. TỔNG QUAN VỀ HẠT 4
1.1 Cấu tạo của hạt 4
1.1.1 Vỏ trấu 4
1.1.2 Lớp alorone 4
1.1.3 Nội nhủ 4
1.1.4 phôi 5
PHẦN 2. QUÁ TRÌNH ƯƠM MẦM 7
2.1 Bản chất khoa học của quá trình ươm mầm 6
2.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện của quá trình 6
2.3 Các biến đổi của nguyên liệu 9
2.3.1 Sinh học 9
2.3.2 Hóa sinh 10
2.3.3 Vật lý 12
2.3.4 Hóa lý 12
2.1 Các yếu tố ảnh hưởng 12
2.4.1 Nguyên Liệu 12
2.4.2 Nhiệt độ 13
2.4.3 Độ ẩm của hạt 13
2.4.4 Sự thoáng khí 15
2.4.5 Thời gian 15
PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ THIẾT BỊ 16
3.1 Thiết bị ươm mầm dạng hình hộp chữ nhật 16
3.2 Thiết bị ươm mầm dạng thùng quay 17
PHẦN 4. VÍ DỤ 18

4.1 Ứng dụng ươm mầm trong sản suất malt bia 18
4.1.1 Ảnh hưởng của quá trình nảy mầm đến hệ enzyme trong malt 18
a. Enzyme Amylase 18
b. Enzyme Protease 20
c. Õydoreuctase 20
d. Polyphenoloxydase 20
e. Lipase 21
f. Glycerophosphatse,Nucleotidase, Phytase và Saccharophosphatase 21
4.1.4 Sự hình thành màu và các hợp chất tạo hương 22
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
2
TP.HCM,
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 5. TÀI LIỆU RHAM KHẢO 23
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
3
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
MỞ ĐẦU
Hạt là trung tâm của cây với nhiệm vụ duy trì sự sống cho loài. Hạt trước
khi nảy mầm ta thường gọi là hạt giống. Nhưng hạt giống không chỉ đơn thuần
là hạt giống khi con người đã khám phá ra giá trị của hạt khi nó nảy mầm. Đó
là nguồn thực phẩm vô cùng dinh dưỡng và là nguồn nguyên liệu đặc biệt cho
một số ngành sản xuất, nhất là công nghệ sản xuất bia và bánh kẹo. Ngũ cốc
nguyên chất, đậu, quả hạch và các loại hạt giống chính là nguồn a-xít béo quan
trọng nhất của thiên nhiên, đó là chất béo rất cần thiết cho sự phát triển não của
trẻ nhỏ, chúng chứa lượng lớn chất đạm, các loại vitamin, chất khoáng,
pacifarin (cho hệ thống miễn dịch) và auxone (giúp thiết lập tế bào cho cơ thể
và ngăn chặn sự lão hóa sớm). Còn malt đại mạch lại là nguồn nguyên liệu đặc
biệt cho ngành công nghệ sản xuất bia.
Sự nảy mầm của hạt có thể xem là bắt đầu của quá trình sinh trưởng và phát

triển. Từ hạt đang ngủ nghỉ chuyển sang trạng thái nảy mầm là cả một quá
trình biến đổi sâu sắc và nahnh chóng về sinh lý và hóa sinh xảy ra trong hạt.
Để biết rõ hơn về sự nảy mầm của hạt và các ứng dụng của hạt khi nảy mầm ta
tìm hiểu về quá trình ươm mầm và các yếu tố liên quan đến quá trình này.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
4
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ HẠT
1.1 Cấu tạo của hạt
Cấu tạo của hạt lúa bao gồm những thành phần chính sau: vỏ trấu, lớp
alorone, nội nhũ và phôi.
Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa
1.1.1 Vỏ trấu
Vỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt chống lại tác dụng xấu của điều kiện ngoại
cảnh (thời tiết, vật hại). Vỏ trấu được cấu tạo từ lớp tế bào mà thành phần
chính là xenllulose và hemixellulose. Trên mặt vỏ trấu có các đường gân và
nhiều lông thô ráp, xù xì. Tùy giống và điều kiện canh tác mà vỏ trấu có nhiều
màu sắc khác nhau.
1.1.2 Lớp alorone
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
5
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
Lớp alorone chiếp 4 – 12% khối lượng hạt. Là lớp tế bào trong cùng của vỏ
hạt tiếp giáp với nội nhũ, chiều dày của lớp alorone phụ thuộc vào giống, điều
kiện trồng trọt. lớp alorone tập trung nhiều chất dinh dưỡng quan trọng:
protein, lipid, muối khoáng, vitamin…
1.1.3 Nội nhũ
Là phần chiếm tỉ lệ khối lượng lớn nhất trong toàn hạt trong nội nhủ tinh
bột, chiếm tới gần 90%, trong khi đó toàn so với toàn hạt gạo tinh bột chỉ hạt
gạo chỉ chiếm khoảng 75%. Hàm lượng protein trong nội nhủ thấp, hàm lượng

khoáng và chất béo không đáng kể nhưng nhờ tinh bột cao nên có giá trị dinh
dưỡng lớn. hai thành phần chính cấu tạo nên tinh bột gạo là amylose và
amylosepectine, trong đó amylose đóng vai trò quyết định trong phẩm chất ăn
uongs và nấu nướng của gạo. Độ trong của nội nhũ đóng vai trò quan trọng
trong tính chất cơ lý, trong chất lượng xay xát của thóc. Thóc có nội nhũ trắng
đục, bạc bụng thì khi xay xát có tỉ lệ gạo nguyên thấp, nấu lâu chín và cơm
không ngon bằng nội nhũ trong.
1.1.4 Phôi
Thường nằm ở góc nội nhũ, được bảo vệ bởi diệp tử (lá mầm), lúa là loại
đơn diệp tử. Phôi chưa hầu hết các chất quan trọng như các enzyme thủy phân,
protein, lipide, các vitamine cần thiết cho sự phát triển mầm cây khi có điều
kiện thuận lợi là độ ẩm và nhiệt độ. Phôi chứa tới 665% vitamine B1 của hạt.
Phôi có cấu tạo xốp chứa nhiều dinh dưỡng, các hoạt động sinh lý mạnh làm
phôi dễ bị côn trùng tấn công trong quá trình bảo quản. Khi xay xát phôi
thường bị tách, nát ra thành cám.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
6
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 2. QUÁ TRÌNH ƯƠM MẦM
1 Bản chất khoa học của quá trình ươm mầm
Từ xưa đến nay, ngũ cốc luôn là nguồn lương thực quan trọng của con
người. Nhóm ngũ cốc đa dạng, bao gồm đại mạch, lúa mì, lúa mạch, lúa miến,
lúa gạo, bắp… khi ngũ cốc nảy mầm ta sẽ thu được sản phẩm malt. Hiện nay
trên thế giới malt đại mạch là sản phẩm phổ biến nhất và được sản xuất nhiều
nhất khi so sánh với các loại malt ngũ cốc khác.
Quy trình sản xuất malt gồm nhiều công đoạn: làm ướt hạt ngũ cốc, ươm
mầm, sấy khô hạt và tách mầm. Sau công đoạn ươm mầm, chúng ta sẽ thu
được bán thành phẩm là malt xanh (green malt). Trong một số trường hợp
người ta dùng malt xanh làm nguyên liệu để sản xuất ra một số sản phẩm công
nghiệp khác. Tuy nhiên, do độ ẩm cao nên thời gian bảo quản malt xanh là rất

ngắn. Malt xaanh thường được sử dụng ngay sau khi ươm mầm. nếu malt xanh
được đem sấy đến độ ẩm 3 – 4% và tách bỏ mầm thì sẽ được gọi là malt thành
phẩm. Thời gian bảo quản malt thành phẩm có thể kéo dài đến hai năm.
Hiện nay, người ta sản xuất ra rất nhiều loại malt từ đại mạch như malt đen,
malt vàng, malt acid, malt protease, malt caramen… Thành phần hóa học và
mục đích sử dụng của các loại malt này rất khác nhau.
Ươm mầm là một công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất malt.
Đây là một quá trình sinh học. Cơ sở khoa học của quá trình ươm mầm dựa
trên sự trao đổi chất và sinh trưởng của các hạt hòa thảo. Kết quả là làm xuất
hiện lá mầm, rễ mầm và gây ra một số biến đổi về thành phần hóa học và cấu
trúc bên trong hạt. Tùy theo mục đích sử dụng malt mà các nhà sản xuất sẽ
thay đổi các thông số công nghệ trong quá trình ươm mầm để có được những
biến đổi cần thiết diễn ra bên trong hạt hòa thảo.
2.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện quá trình
Trong malt chứa nhiều loại enzyme khác nhau như amylase, protease,
hemicellulase và một số loại enzyme khác, trong đó nhóm amylase có hoạt tính
cao vượt trội hơn hẳn so với những enzyme còn lại. Trước đây người ta sử
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
7
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
dụng malt như là một chế phẩm enzyme trong ngành công nghiệp sản xuât
ethanol và mạch nha từ các nguồn nguyên liệu tinh bột. Cần lưu ý là ngoài
enzyme , trong malt còn có chứa một lượng lớn cơ chất tinh bột và protein.
Những thành phần này cũng góp phần làm tăng hàm lượng chất chiết trong
dịch thủy phân, từ đó làm tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm. Một số cơ sở sản
xuất chỉ sử dụng malt như là nguồn nguyên liệu duy nhất để sản xuất ethanol
và mạch nha.
Hiện nay các chế phẩm enzyme từ vi sinh vật xuất hiện ngày nhiều. Hoạt
tính enzyme trong các chế phẩm vi sinh vật thường cao hơn hẳn so với hoạt
tính enzyme trong malt. Do đó, các nhà sản xuất ít khi sử dụng malt như là một

chế phẩm enzyme. Trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol và mạch nha từ
tinh bột, người ta dùng các chế phẩm amylase từ vi sinh vật để thay thế malt
xúc tác phản ứng thủy phân.
Tuy nhiên, malt đại mạch vẫn được xem là một nguyên liệu quan trọng
trong sản xuất bia trên thế giới. Tại một số địa phương người ta vẫn tiếp tục sử
dụng malt ngũ cốc làm nguyên liệu để sản xuất một số loại mạch nha truyền
thống. Malt vừa là nguồn cung cấp cơ chất vừa là nguồn cung cấp enzyme để
thực hiện quá trình thủy phân cơ chất.
Quá trình ươm mầm ngũ cốc có hai mục đích công nghệ:
- khai thác: trong quá trình ươm mầm, nhiều enzyme trong hạt ngũ cốc
sẽ được hoạt hóa. Ngoài ra, hạt cũng sẽ tổng hợp thêm một số enzyme mới để
phục vụ cho quá trình sinh trưởng. Trong sản xuất bia và mạch nha, chúng ta
sẽ sử dụng nhóm enzyme thủy phân của malt để xúc tác cho những phản ứng
thủy phân cơ chất.
- chuẩn bị: những cơ chất có phân tử lượng lớn như tinh bột, protein…
Trong hạt ngũ cốc sẽ bị thủy phân một phần trong quá trình ươm mầm. Nhờ
đó, trong quá trình nấu dịch nha sản xuất bia hoặc trong sản xuất mạch nha,
việc thủy phân cơ chất tinh bột trong malt sẽ trở nên dễ dàng hơn. Như vậy,
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
8
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
quá trình ươm mầm ngũ cốc được xem như là giai đoạn tiền xử lý cơ chất để
chuẩn bị cho quá trình chế biến malt tiếp theo.
2.3Các biến đổi của nguyên liệu
2.3.1 Sinh học:
Trong quá trình ươm mầm ngũ cốc có hai biến đổi sinh học quan trọng là
sự trao đổi chất và sự sinh trưởng của hạt.
- Sự trao đổi chất: tùy thuộc vào điều kiện ươm mầm mà sự trao đổi
năng lượng của hạt xảy ra theo chiều hướng hô hấp hoặc lên men.
Khi oxi được cung cấp đầy đủ, hạt sẽ hô hấp. Sản phẩm cuối của quá trình

hô hấp từ đường là khí carbonic, nước và năng lượng. Chúng ta cần phân biệt
hai dạng năng lượng: năng lượng sinh học ATP sẽ được hạt sử dụng cho sự
trao đổi chất của nó và năng lượng nhiệt sẽ được thải ra bên ngoài môi trường
trong quá trình ươm mầm.
Nếu oxi không được cung cấp đầy đủ thì hạt sẽ lên men. Theo Kalunhans
và cộng sự (1992) thì sản phẩm cuối của quá trình lên men từ đường trong hạt
đại mạch là ethanol, khí carbonic và năng lượng. Cần lưu ý là năng lượng tạo
ra trong điều kiện lên men thấp hơn nhiều so với điều kiện hô hấp. Ngoài ra,
khi hàm lượng ethanol tích lũy bên trong hạt lên đến 0,1% thì có thể gây ức
chế sự sinh trưởng của hạt và ảnh hưởng xấu đến chất lượng malt thành phẩm.
Trao đổi chất gồm hai quá trình: dị hóa và đồng hóa. Trong quá trình dị
hóa, hạt sẽ sử dụng những chất dự trữ, phân giãi chúng thành những chất trung
gian và năng lượng ATP. Còn trong quá trình đồng hóa, hạt sẽ sử dụng các
chất trung gian và năng lượng ATP do dị hóa để tổng hợp những chất mới và
những cơ quan mới cho hạt.
- Sự sinh trưởng: sự sinh trưởng của hạt được thể hiện qua sự phát triển
của rể mầm và lá mầm. Tùy theo mục đích sử dụng, người ta sẽ kết
thúc quá trình ươm mầm dựa trên chiều dài của rễ mầm và lá mầm.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
9
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
2.3.2 Hóa sinh:
Trong quá trình ươm mầm hạt đại mạch, các chất kích thích sinh trưởng
như acid giberillic và giberillic A được tạo thành bên trong hạt. Từ đó, nhiều
nhóm enzyme trong hạt được hoạt hóa và sinh tổng hợp. Trong giai đoạn tiếp
theo, các enzyme này sẽ tham gia xúc tác phản ứng chuyển hóa các cơ chất
trong hạt và làm thay đổi thành phần hóa học và độ xốp của hạt.
- β – amylase: người ta cũng tìm thấy sự có mặt của β – amylase trong
hạt đại mạch chưa qua ươm mầm. Theo Narsiss (1980) thì enzyme này tồn tại
trong hạt ở dạng tự do và dạng liên kết với các phân tử protein qua cầu

disulfide. Trong quá trình ươm mầm, các phân tử β – amylase ở dạng liên kết
sẽ được giải phóng và hoạt hóa. β – amylase xúc tác phản ứng thủy phân liên
kết α – 1,4 glycoside của phân tử tinh bột từ đầu không khử, tạo sản phẩm
maltose. Đường maltose sẽ tiếp tục bị phân giải bởi hệ enzyme khác để tạo ra
năng lượng sinh học phục vụ cho quá trình trao đổi chất của hạt.
- α – amylaze: enzyme này chỉ xuất hiện trog quá trình ươm mầm hạt.
trong quá trình hạt nảy mầm, 7% amylaze được tìm thấy trong phôi và 93%
còn lại là nội nhủ. α – amylaze xúc tác phản ứng thủy phân liên kết α,1 – 4
glucoside tại vị trí ở giữa mạch phan tử tinh bột. nhờ đó mà cấu trúc hạt tinh
bột trở nên xốp hơn so với trong hạt chưa qua nảy ươm. Thực tế cho thấy do
tinh bột đã được thủy phân sơ bộ trong quá trình ươm mầm bởi enzyme α –
amylaze nên quá trình hồ hóa, dịch hóa tinh bột trong hạt sẽ xảy ra dễ dàng và
nhanh hơn so với hạt chưa qua ươm mầm.
- protease: Ngouwif ta tìm được nhiều loại protease khác nhau trong hạt
nảy mầm. chúng được chia thành hai nhóm: endoenzyme và exoenzyme.
Các endoprotease trong hạt đậu gồm có sulfhydryl protease (có chứa
nhóm –HS trong tâm hoạt động) và mentallo - protease (có chứa ion kim loại
tại tâm hoạt động). chúng xúc tác thủy phân liên kết peptide tại vị trí giữa mạch
phân tử protein.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
10
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
Các exoprotease trong hạt đậu gồm có carboxipeptidase, aminopeptidase và
dipeptidase. Hai enzyme đầu xúc tác phản ứng thủy phân liên kết tại vị trí đầu
mạch carboxyl và amino của phân tử protein để giải phóng ra acid amin tự do.
Dipeptidase thủy phân dipeptide.
Một số phân tử protein trong scutellum và trong lớp aleurone sẽ
được thủy phân trước. sau đó, một số phân tử protein trong nội nủ mới bị thủy
phân. Sự thủy phân protein bởi hệ protease trong quá trình ươm mầm giữ một vai
trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của hạt. Sản phẩm thủy phân là acid

amin, peptide mạch ngắn, polypeptide. Phần lớn các acid amin sẽ được hạt sử
dụng để tổng hợp các cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm. một số acid amin chưa
được sử dụng, các peptide và polypeptide sẽ ở lại trong giá. Chính vì thế mà hàm
lượng nitơ amin tự do trong giá luôn cao hơn trong hạt đậu.
- β – glucanase: hoạt tính β – glucanase tăng lên trong quá trình ươm
mầm. có hai nhóm enzyme chính là endo-1,3-β–D-glucanase và do-1,4-β–D –
glucanase. Chúng xúc tác thủy phân liên kết β-1,3-glucoside và β-1,4–glucoside
tại vị trí giữa mạch phân tử β-glucan.
Các hạt tinh bột trong ngũ cốc nằm tập trung ở nội nhủ. Mỗi hạt tinh bột
được bao bọc bởi một lớp màng với thành phần chủ yếu là cellulose và
hemicellulose. Các hạt tinh bột được kết dính với nhau nhờ protein. Như vậy hoạt
động của nhóm β – glucanase giữ vai trò quan trọng trong việc phá các phản ứng
hóa sinh bên trong hạt, vừa là một chất tham gia phản ứng thủy phân.
- Phosphatase: Enzyme này xúc tác các phản ứng giải phóng photphate ra
khỏi các hợp chất hữu cơ trong hạt đại mạch.
- Các enzyme khác: trong quá trình ươm mầm, người ta thấy xuất hiện
nhiều loại enzyme khác trong hạt đại mạch như invertase, maltase, lipase,
catalase, peroxydase… chúng cùng tham gia xúc tác các phản ứng trong quá
trình dị hóa và đồng hóa hạt ngũ cốc. Tuy nhiên hàu hết các enzyme này sẽ bị
vô hoạt trong quá trình sây malt.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
11
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
2.3.3 Vật lý:
Nhiều biến đổi vật lý xảy ra trong quá trình ươm mầm ngũ cốc. Điển hình
là sự xuất hiện các cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm đã làm cho hình dạng
của hạt thay đổi. Cấu trúc của hạt trở nên xốp hơn, tỷ trọng hạt thay đổi đôi
chút do có sự phân giãi và chuyển hóa các thành phần cơ chất bên trong hạt.
Ngoài ra, nhiệt độ của khối hạt trong quá trình ươm mầm sẽ gia tăng do hiện
tượng tỏa nhiệt trong quá trình trao đổi chất của hạt.

Lưu ý, những thay đổi về đội xốp của hạt sẽ tạo nên những ảnh hưởng có
lợi trong quá trình chế biến malt để tạo ra các sản phẩm khác. Ví dụ như sản
xuất bia và mạch nha từ malt thì quá trình nghiền và thủy phân cơ chất trong
malt diễn ra dễ dàng hơn.
2.3.4 Hóa lý:
Biến đổi hóa lý quan trọng trong quá trình ươm mầm là sự bốc hơi nước do
sự trao đổi năng lượng làm tăng nhiệt độ của khối hạt. Nếu độ ẩm của khối hạt
bị giảm đi quá mức thì sẽ làm chậm tốc độ của các phản ứng thủy phân và sinh
tổng hợp các cơ quan mới như rễ mầm và lá mầm.Cần ổn định độ ẩm của khối
hạt trong quá trình ươm mầm.
2.4Các yếu tố ảnh hưởng
2.4.1 Nguyên liệu:
Các loại ngũ cốc như đại mạch, lúa mạch, lúa gạo… có các thành phần hóa
học khác nhau. Do đó nếu chúng ta thực hiện quá trình ươm mầm các nguyên
liệu nói trên trong cùng điều kiện thì chất lượng malt thành phẩm sẽ rất khác
biệt nhau.
Cần chú ý hoạt tính enzyme, đặc biệt là hoạt tính amylase thu được trong
quá trình ươm mầm đại mạch thường cao hơn hẳn so vói các loại ngũ cóc khác.
Hạt tinh bột trong đại mạch có cấu trúc khá xốp. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột
đại mạch là 57-65
0
C và thấp hơn so với nhiệt độ hồ hóa của các loại ngũ cốc
khác. Do đó, trong quá trình ươm mầm đại mạch, phần tinh bột trong nội nhũ
đễ bị amylase tấn công hơn, cấu trúc nội nhũ bị biến đổi nhiều hơn. Người ta
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
12
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
cho rằng đây là giai đoạn tiền thủy phân cơ chất để giúp cho quá trình tiền thủy
phân tinh bột malt đại mạch trong sản xuất bia và mạch nha diễn ra nhanh và
triệt để hơn.

Lúa gạo là loại ngũ cốc phổ biến ở nước ta. Các nghiên cứu trước đây cho
thấy hoạt tính amylase trong malt lúa gạo thấp hơn nhiều so với malt đại mạch.
Ngoài ra hạt tinh bột gạo có kích thước nhỏ và độ xốp kém nên khó bị amylase
“tấn công” trong quá trình ươm mầm hạt. nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo rất
cao ( 61-78
0
C). Đó là lý do vì sao hiện nay người ta không sử dụng malt lúa
gạo trong sản xuất bia và mạch nha.
2.4.2 Nhiệt độ:
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ và mức độ biến đổi của các quá trình
sinh học và hóa sinh. Nếu thực hiện quá trình ươm mầm ở 10-15
0
C thì chất
lượng malt đại mạch thu được rất tốt nhưng thời gian ươm mầm kéo dài, làm
tăng chi phí năng lượng và giảm năng suất sử dụng các thiết bị ươm mầm.
Ngược lại, nếu ươm mầm ở nhiệt độ phòng (25-30
0
C) thì hệ vi sinh vật trong
hạt phát triển rất mạnh và có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của malt
thành phẩm. Hiện nay, nhiệt độ ươm mầm khuyến cso trong sản xuất malt
vàng thường dao động trong khoảng 14-16
0
C. Tùy theo thành phần hóa học và
tính chất vật lý của nguyên liệu mà mỗi nhà máy sẽ xác định giá trị nhiệt độ
ươm mầm phù hợp.
Theo Narsiss (1980) thì nhiệt độ ươm mầm đâị mạch trong những ngày
đầu tiên có thể lên đến 17-18
0
C. Khi đó mầm sẽ phát triển nhanh và quá trình
sinh tổng hợp enzyme trong hạt cũng được thúc đẩy. Tuy nhiên, trong những

ngày tiếp theo cần giảm nhiệt độ về 10-13
0
C để ức chế sự phát triển của mầm,
hạn chế sự tổn thát chất khô bên trong hạt. Ở nhiệt độ này các enzyme tiếp tục
thủy phân một phần cơ chất của hạt để hoàn tất giai đoạn tiền xử lý cơ chất,
chuẩn bị cho quá trình thủy phân nguyên liệu trong sản xuất bia và mạch nha.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
13
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
2.4.3 Độ ẩm của hạt:
Các biến đổi bên trong của hạt sẽ diễn ra mạn mẽ khi độ ẩm của hạt xấp xỉ
30%. Tuy nhiên để sự nảy mầm xảy ra đồng đều bên trong khối hạt , đồng thời
để quá trình hoạt hó và sinh tổng hợp enzyme trong hạt diễn ra tốt thì độ ẩm
của hạt phải dao động trong khoảng 44-48% (Kanlumhans, 1994). Cần chú ý
trong quá trình ươm mầm , nước vừa là dung môi giúp xảy ra các phản ứng hóa
sinh bên trong hạt, vừa là mộia phảnt chất tham gia phản ứng thủy phân.
2.4.4 Sự thoáng khí:
Trong điều kiện có oxy thì hạt sẽ hô hấp hiếu khí và sinh tổng hợp ra nhiều
năng lượng sinh học. Nhờ đso mà lá mầm và rễ mầm sẽ phát triển nhanh đồng
thời sự hoạt hóa và sinh tổng hợp enzyme cũng được tăng cường. Còn trong
điều kiện không có oxy, hạt sẽ sinh năng lượng theo con đuognừ lên men. Khi
đó các cơ chất mới như lá và rễ mầm sẽ phát triển chầm do bị ức chế bởi
ethanol sinh ra từ quá trình lên men.
Để đánh giá mức độ thông khí trong quá trình ươm mầm, các nhà sản xuất
quan tâm đến giá trị hệ số hô hấp. Đó là tỷ lệ số mol CO
2
do khói hát sinh ra so
với số mol oxy được sử dụng trong quá trình ươm mầm. Nếu hệ số hô hấp
bằng 1 thì khói hạt hô háp hiếu khí. Còn nếu hệ số hô hấp lớn hơn 1 thì khói
hạt sinh tổng hợp nangư lượng theo con đường lên men. Thông thường, trong

những ngày lên men đầu tiên, người ta sục không khí qua khối hạt để đảm bảo
hệ số hô hấp của khối hạt xấp xỉ bằng 1. điều này sẽ gúp cho lá và rễ mầm
phát triển nhanh, hoạt hóa và sinh tổng hợp enzyme trong hạt. Khi lượng
enzyme tích lũy trong hạt đã đạt mức yêu cầu, người ta thường giảm lưu lượng
khí cung cấp để làm tăng hệ số hô hấp của khói hạt. Hiện tượng này gây ức chế
tốc độ phát triển của lá mầm và rễ mầm, do đó hạn chế sự tổn thất chất khô
trong hạt. Trong những ngày ươm mầm tiếp theo, người ta sẽ hạn chế sự thông
khí và tạo điều kiện cho hệ enzyme vừa được sinh tổng hợp thực hiện phản ứng
thủy phân một phần cơ chất trong hạt để hoàn tất giai đoạn tiền xử lý cơ chất
trong hạt
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
14
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
2.4.5 Thời gian:
Quá trình ươm mầm đại mạch để sản xuất malt vàng thường kéo dài 6-7
ngày. Tùy theo chất lượng nguyên liệu đầu vào và mức độ thủy phân cơ chất
của hạt mà người ta sẽ hiệu hỉnh lại thời gian ươm mầm.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
15
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ THIẾT BỊ
Trước đây, quá trình ươm mầm thường được thực hiện trên sàng ươm.
Phương pháp này thường tạo ra malt thành phẩm chất lượng tốt nhưng tốt
nhiều diện tích nhà xưởng và lao động thủ công. Hiện nay, quá trình ươm mầm
đã được cơ giới hóa và tự động hóa. Các nhà máy sản xuất malt trên thế giới
thường sử dụng thiết bị ươm mầm dạng hình hộp chữ nhật.
3.1 Thiết bị ươm mầm dạng hình hợp chữ nhật
Hình 2.1 Thiết bị ươm mầm dạng hình hộp chữ nhật
1. sàng lưới 2. cánh khuấy đảo trộn khối hạt 3. thân thiết bị
Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật. tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều dài của

mựt đáy thường là 1:4 hoặc 1:8. mặt đáy được bố trí hơi nghiêng để dễ tháo
nước trong quá trình về sinh thiết bị. Thành thiết bị có chiều dày từ 0,15 – 2m
có một sàng lưới được làm bằng thép không rỉ. Tổng diện tích phần đục lỗ so
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
16
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
với tổng diện tích sàng lưới không thấp hơn 20%. Người ta sẽ đỗ khối hạt nguc
cốc lên sàng lưới này để thực hienj quá trình ươm mầm. chiều cao của khối hạt
bên trong thiết bị có thể dao động từ 0,2 – 2,5m. Phía bên trên thiết bị là hệ
thống gái đỡ để lắp cánh khuấy. Khi cánh khuấy hoạt động, khối hạt sẽ được
đảo trộn để đuổi nhiệt và CO
2
sinh ra trong quá trình ươm mầm. Để cung cấp
oxy cho khối hạt, người ta sẽ thổi không khí có độ ẩm 99% và nhiệt độ thích
hợp từ phía bên dưới sàng lưới theo hướng đi lên. Phần không khí này sẽ lần
lượt đi qua sàng lưới và khối hạt rồi theo một đường dẫn để thoát ra môi
trường bên ngoài. Hiện nay năng suất hoạt động của thiết bị dạng này thường
dao động trong khoảng 10 – 150 tấn hạt/mẻ.
3.2 Thiết bị ươm mầm dạng thùng quay
Thiết bị được chế tạo bằng thép không rỉ, thân thiết bị có dạng hình trụ (7)
nằm ngang và được đặt trên cặp con lăn (9). Bên trong thiết bị có sàng lưới
(10) và được chia thành hai khoang lớn và nhỏ. Khối hạt được cho vào bên
trong khoang lớn của thiết bị qua cửa (6) và nằm trên sàng lưới (10). Không
khí sẽ được thổi vào thiết bị qua cửa (1) ở đầu hình trụ bên trái, đi qua kênh
dẫn giữa hai tấm chặn (2) và (3) rồi đi vào khoang bên dưới sàng lưới (10) và
khói hạt, rồi theo cửa thoát (8) để đi vào kênh dẫn giữa hai tâm chặn (2) và (3)
và cuối cùng sẽ thoát ra ngoài thiết bị qua ống dẫn (1) nằm ở phần đầu hình trụ
bên phải.
Thể tích khói hạt có thể chiếm đến 50% thể tích của thiết bị. Để đảo trộn
khối hạt trong quá trình ươm mầm, người ta cho thiết bị hình trụ quay xung

quanh trục của nó. Thời gian quay một vòng mất từ 25 – 45 phút. Ưu ddiierm
lớn nhất của thiết bị ươm mầm dạng thùng quay là có thể đảo trộn khối hạt
trong điều kiện nhẹ nhàng và không làm tổn thương phần rễ mầm của các hạt.
Năng suất hoạt động của thiết bị ươm mầm dạng thùng quay thường từ 15 –
25 tấn/mẻ.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
17
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 4. VÍ DỤ
4.1 Ứng dụng ươm mầm trong sản suất malt bia
Quá trình nảy mầm của hạt đại mạch đóng một vai trò quan trọng đến sự
hình thành của hệ Enzyme trong malt và điều đó có một ảnh hưởng lớn đến
chất lượng hương vị của bia thành phẩm.
4.1.1 Ảnh hưởng của quá trình nảy mầm đến hệ enzyme trong malt
a. Enzyme Amylase
Bảng 1. Ảnh hưởng quá trình sấy đến hoạt tính Amylase


Những nghiên cứu của tác giả Weith kết luận, hoạt tính của α – Amylase
của đại mạch với thời gian nảy mầm tương đối ngắn sẽ không thay đổi trong
quá trình sấy. Với thời gian nảy mầm kéo dài, α – Amylase sẽ giảm hoạt tính
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
Nảy mầm giai đoạn I
24h 45
0
C khí không hồi lưu
1h 60
0
C khí hồi lưu
1h 80

0
C khí hồi lưu
1h 90
0
C khí hồi lưu
Nảy mầm giai đoạn II
12h 40
0
C khí không hồi lưu
3h 60
0
C khí không hồi lưu
5h 84
0
C khí không hồi lưu
% GIẢM HOẠT TÍNH
α – amylase
β - Amylase
3.3
40.0
2.6
49.6
18
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
khoảng 14%. Tác động của quá trình sấy đối với β – Amylaza cũng tương tự
như trên.
Số liệu cho thấy thời gian tách nước kéo dài ở nhiệt độ thấp sẽ hạn chế tổn
thất đối với các Enzyme Amylase so với sấy ở nhiệt độ cao tron thời gian ngắn.
Hơn nữa, kết quả cũng chỉ ra α – Amylaza bị bất hoạt nhiều hơn so với α –
Amylase…

Tác giả Narziss và các cộng sự khẳng định, hoạt tính của α – Amylase tăng
lên trong giai đoạn sấy 12h ở 45
0
C. Sau khi sấy trong 8-10 giờ, hoạt tính
Enzyme tăng xấm xỉ 30%. Sau khi sấy khô o83 80
0
C trong 4 giờ, hoạt tính
giảm 15% so với malt tươi cô đặc. Bên cạnh đó, hoạt tính của β – Amylase
giảm rõ rệt khi sấy ở 50
0
C. Trong giai đoạn sấy khô, hoạt tính của β – Amylase
giảm xuống 50%. Như vậy, hoạt tính của hia loại Enzyme đều giảm khi sấy 4-
8h ở 65
0
C.
b. Enzyme Protease
Công trình nghiên cứu của Luers và Nishimura cũng như DeClerck và các
cộng sự đều kết luận, rằng các Enzyme phân giải protein chỉ bị phá hủy đáng
kể ở nhiệt độ trên 100
0
C.
Tác giả Weith cũng xác định rằng hoạt tín của Endopeptidase trong 4 giống
malt có thời gian nảy mầm ngắn trung bình 14-21% sau khi sấy. Ngược lại đối
với các giống malt có thời gian nảy mầm dài, hoạt tính của Enzyme không hề
bị ảnh hưởng bới quá trình sấy.
Sau quá trình nảy mầm giai đoạn II, với thời gian sấy khô bình thường cho
malt sáng màu, hoạt tính Peptidase giảm 44%. Do đó, Peptidase ít bị bất hoạt
hơn so với Amylase trong quá trình sấy.
Narziss và các cộng sự đưa ra rằng hoạt tính của Endopetidase tăng khoảng
30% trong 4h sấy đầu tiên ở 50

0
C và tiếp tục duy trì hoạt tính cho đến khi kết
thúc sấy khô sau 12h. Trong quá trình sấy khô 4h ở 80
0
C, hoạt tính giảm
xuống 20% so mới malt tươi. Ngoài ra, hoạt tính cũng thấp hơn nếu sấy ở
63
0
C.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
19
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
c. Oxydoreductase
Sự biến đổi của Catalase và Peroxydase trong quá trình sản xuất malt được
nghiên cứu bởi Narziss và Sekin. Họ kết luận Catalase bị bất hoạt mạnh trong
quá trình sấy và bị bất hoạt hoàn toàn khi sấy khô ở 90-1000C.
d. Polyphenoloxydase
Theo nghiên cứu của Narziss và Sekin, hoạt tính của Polyphenoloxydase
không hề biến đổi trong quá trình sấy.
Điều kiện sấy % giảm hoạt tính
12h ở 50C
12h ở 65C
Sấy khô ở 70C
Sấy khô ở 80C
Sấy khô ở 90C
Sấy khô ở 100C
50
65
75
80

87
92

e. Lipase
Tác giả Narziss và Sekin xác định rằng hoạt tính của Lipase khôị giảm
trong giai đoạn tách nước, còn trong giai đoạn sấy khô, mức giảm hoạt tính
phụ thuộc vào nhiệt độ sấy.
f. Glycerophosphatse,Nucleotidase, Phytase và Saccharophosphatase
Luers và Malsch đã nghiên cứu và đưa ra kết quả về sự biến đổi các
Enzyme trên trong quá trình nảy mầm. Số liệu được thể hiện ở bảng 3.
g. Glucanase
Narziss và các cộng sự tìm ra rằng hoạt tính của endo - β - Glucanase
không thay đổi rõ rệt khi sấy ở 50oC và chỉ giảm một chút khi sấy khô ở 80
o
C.
Trong khi đó hoạt tính của exo – β – Glucanase giảm từ 40 đến 19 đơn vị khi
sấy 12h ở 50
o
C và giảm xuống 18 đơn vị hoạt tính khi sấy khô trong 4h ở 80
o
C.
4.1.2 Sự hình thành màu và các hợp chất tạo hương
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
20
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
Độ ẩm 42%, thời gian sấy 8h
Nhiệt độ 20
0
C 30
0

C 40
0
C
% hiệu suất trích ly
của malt khô
12.1 13.0 14.1 17.4
Tổng hợp chất
Nitơ hòa tan
(mg/100g malt
khô)
366 473 532 626
Độ ẩm 23%,thời gian sấy 8h
Nhiệt độ 40
0
C 50
0
C 60
0
C 70
0
C
% hiệu suất trích ly
của malt khô
11.1 11.4 12.4 13.5
Tổng hợp chất
Nitơ hòa tan
(mg/100g malt
khô)
378 428 510 496
4.1.3 Ảnh hưởng của quá trình này mầm đối với chất lượng malt và bia

Phản ứng tạo ra melanoidin trong quá trình sấy ảnh hường lớn tới màu, mùi
của bia. Nhiệt độ sấy khô càng cao,màu của bia càng sẫm. Tuy nhiên, khi sp sánh
với malt tươi, màu sác cửa bia làm từ malt sấy sẽ sáng hơn. Lý do là malt tươi có
chứa lượng lớn các enzyme phân giải trong malt tăng lên đáng kể đồng thời tăng
phản ứng tạo màu Maillard. Nitơ hòa tan và pH trong bã malt tươi cao hơn nhiều
so với bã từ malt sấy. thêm vào đó, theo nghiên cứu ủa mac. William và các cộng
sự, bã malt tươi chưa nhiều anthocyanogen so với malt sấy, nên có thể phỏng đoán
rằng phản ứng oxi hóa các poluphenol đã xảy ra và làm bia thẫm màu thêm.

Quá trình sấy cũng ảnh hưởng tới các chỉ tiêu khác của bia. Kolbach tiến hành
sấy malt ở nhiệt độ 70,80,90
0
C. Kết quả cho thấy tuy chất lượng tạo bọt không
khác biệt quá nhiều nhưng mùi vị lại rất khác nhau. Nhiệt độ càng cao thì hương vị
bia càng mạnh. Khi nhiệt độ là 90
0
C, vị đắng thể hiện rõ,hương vị đặc trưng.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
21
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
Ngoài ra, nhiệt độ càng cao thì tổng hàm lượng đạm nitơ giảm. Ngược lại đạm
tổng sẽ tăng lên cùng với sự bất hoạt enzyme phân giải Protein.
Theo nghiên cứu của Isebaert và các cộng sự, quá trình nảy mầm tạo malt từ
những giống đạ mạch khác nhau ở những điều kiện 65-95
0
C khi nhiệt độ tăng thì
màu bia cũng tăng lên trong khi đó độ pH của dịch nước nha, chỉ số Hartong 80
0
,
hàm lượng Enzyme α – Amylase, hoạt tính diastase, khả năng nảy mầm, hiệu suất

lên men biểu kiến và sự hình thành độ đục thì giảm. Khi sấy malt ở nhiệt độ 75-
80
0
C, sản phẩm bia có hương vị đặc trưng tương tự bia Pilsener. Tuy nhiên khi
nhiệt độ sấy malt lên quá 85
0
C thì bia sẽ mang vị đắng của carmen. Một số công
trình nghiên cứu khác cho thấy Smethylmethinine bị phá hủy bởi nhiệt độ trong
quá trình sấy. vì vậy lượng dimethylsufide hình thành từ phản ứng của
methylmethionine cũng giảm. Nhiệt độ sấy khô càng cao, lượng dimethylsulfide
càng thấp.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
22
Quá trình ươm mầm Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền
PHẦN 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Việt Mẫn, công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học
Quố gia Tp.HCM 2011
2.
Sinh viên thực hiện: nhóm 31
23