NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN RƯỢU NẾP THAN

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRANG THU THỦY

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN RƯỢU NẾP THAN

Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2012
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
1


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN RƯỢU NẾP THAN

Giáo viên hướng dẫn
TS. Bùi Hữu Thuận

Sinh viên thực hiện
Trang Thu Thủy
MSSV: LT10047
Lớp: CNTP K36 LT

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm
– Khoa
Cần
Thơ,Nông
2012nghiệp và Sinh học Ứng dụng
2


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thức uống lên men có từ lâu đời gắn liền với đời sống hàng ngày của người
dân. Rượu thường xuất hiện trong dịp tết, liên hoan, đám tiệc hay các cuộc gặp mặt
của những người thân.
Rượu nếp than khá quen thuộc đối với người dân Việt Nam, được làm thủ

công không qua chưng cất. Rượu nếp than có giá trị dinh dưỡng chứa nhiều vitamin
đặc biệt là vitamin nhóm B (B1, B2, …), các acid amin. Sử dụng vừa phải là một
thức uống bổ dưỡng và có tác dụng kích thích tiêu hóa, tạo cảm giác ngon miệng
khi ăn. Ngoài ra rượu nếp than còn có màu sắc và mùi vị đặc trưng của nguyên liệu
tạo giá trị cảm quan cao cho người sử dụng.
Chất lượng rượu nếp than phụ thuộc nhiều yếu tố. Đề tài “nghiên cứu chế
biến rượu nếp than” được tiến hành để tìm hiểu và tìm qui trình sản xuất thích hợp.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài này là tìm pH ban đầu để lên men, tỷ lệ nước
chan hợp lý và lượng đường thích hợp dùng điều vị sản phẩm.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
3


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1. GẠO NẾP THAN

(a)

(b)
Hình 1: Gạo nếp than
(a) Gạo nếp than
(b) Gạo nếp than sau khi nấu

Gạo nếp than là một loại gạo đặc biệt được trồng nhiều ở vùng Nam Bộ, là
đặc sản của vùng Nam Bộ. Gạo nếp than gồm bốn loại:
+ Nếp cẩm Đức Hòa
+ Nếp đen Khánh Vinh
+ Nếp than Long Đất
+ Lúa lức nếp cẩm
Các loại lúa này có năng suất không cao, thường chỉ đạt 2,8 – 3,3 tấn/ha.
Hiện nay dân vùng đồng bằng Nam Bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gao.
Theo cách này nếp than được chia làm hai loại:
+ Nếp than đen huyền
+ Nếp than hồng đỏ
Các sắc tố của nếp than rất dễ tan trong nước vì thế sản phẩm cũng mang
màu sắc riêng của nguyên liệu.
Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài nhưng các loại nếp than có thành phần
hóa học không khác nhau nhiều.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
4


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Bảng 1: Thành phần hóa học của nếp than

Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

14

Protein

8,2

Lipid

1,5

Glucid

74,9

Acid hữu cơ

0,6

Tro

0,8

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền – Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền)

2.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG 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: nấm men, nấm mốc và vi

khuẩn.
2.2.1. Nấm men
2.2.1.1. Hình dáng và cấu tạo của tế bào nấm men
Tế bào nấm men có hình dáng rất đa dạng: hình cầu, hình elip, hình bầu dục,
hình quả chanh, .... Bình thường nấm men có kích thước 8 – 15 µm.
Tế bào nấm men được cấu tạo bởi thành, màng, tế bào chất, nhân, một hoặc
hai không bào và những giọt mỡ, hạt glycogen và volutin. Trong tế bào chất chứa
riboxom nơi tổng hợp protein và ti thể, nơi xảy ra quá trình oxy hóa khử, nơi cung
cấp nguồn năng lượng cho tế bào.
Ở một số nấm men vỏ tế bào có khả năng kết dính, vì vậy chúng có khả năng
liên kết với nhau. Quá trình này gọi là sự kết lắng và có một ý nghĩa lớn trong nghề
nấu bia và làm rượu vang, vì các tế bào dính lại với nhau lắng xuống dưới làm cho
dịch lên men trong, men này gọi là men chìm. Những nấm men không có khả năng
kết lắng được gọi là men nổi.
2.2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men
Nhiệt độ: nấm men có thể chịu đựng được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 0 –
45 C. Nếu nhiệt độ lớn hơn 50 oC, nấm men sẽ chết.
o

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
5


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Ảnh hưởng của pH: nấm men có thể phát triển được trong môi trường pH = 2
– 8 nhưng thích hợp nhất là pH = 4 – 4,5.
Ảnh hưởng của oxy: trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men cần

oxy để tăng sinh khối nhưng các giai đoạn sau thì không cần thiết.
Ảnh hưởng của độ rượu: hàm lượng ethanol sinh ra nếu vượt quá giới hạn
chịu đựng sẽ ức chế nấm men.
2.2.1.3. Sinh sản của nấm men
Nấm men có thể sinh sản bằng bào tử (từ 1 – 12, thường 4 – 8 bào tử). Bào
tử khi ra ngoài gặp điều kiện thuận lợi phát triển thành một tế bào nấm men mới.
Nấm men sinh sản chủ yếu bằng cách nảy chồi. Tế bào mẹ nảy sinh ra một chồi nhỏ
rồi lớn dần lên và sẽ tách ra, quá trình xảy ra khoảng 2 giờ. Đặc tính này có ở các
loài nấm men tạo màng.
Trong mỗi gram bánh men có từ vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm
men. Chúng gồm hai chi khác nhau: saccharomyces (chủ yếu là saccharomyces
cerevisiae) và endomycopsis (chủ yếu là endomycopsis fibuligenes).
Endomycopsis fibuligenes là loài nấm men rất giàu enzyme amylase và
glucoamylase. Do đó chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa.
Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men rất nhiều loại đường khác
nhau như: glucose, saccharose, maltose, fructose, galactose. Chúng có khả năng lên
men được ở nhiệt độ cao (36 – 40 oC) và có khả năng chịu được độ acid.
Chúng có khả năng chịu được Na2SiF6 có tính sát khuẩn đến nồng độ 0,02 –
0,025%. Đặc điểm này rất thuận lợi cho lên men khi cần phải sử dụng tác dụng ức
chế vi khuẩn. Đặc điểm quan trọng hơn hết là loài nấm men này có khả năng lên
men các loại nguyên liệu rất khác nhau như: gạo, ngô, khoai, sắn, với lượng đường
trong dung dịch từ 12 – 14% có khi 16 – 18%. Nồng độ rượu trong dung dịch lên
men là 10 – 12%. Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 – 32 oC.
Ngoài hai loài nấm men cơ bản trên, trong bánh men thuốc bắc còn thấy
nhiều loài nấm men dại khác. Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột vừa có khả
năng chuyển đường thành rượu, tuy sự chuyển hóa này còn thấp. Điều đặc biệt là
các loài nấm men dại này chịu nhiệt rất cao, có khi lên tới 60 – 65 oC và chịu được
chất sát trùng ở nồng độ 0,05 – 1%.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng

6


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Hình 2: Saccharomyces cerevisae

2.2.2. Nấm mốc
2.2.2.1. Cấu tạo nấm mốc
Nấm mốc có cấu tạo hình sợi, là một nhóm thực vật bậc thấp rất đa dạng.
Chúng không có chất diệp lục, không tự tổng hợp được các chất hữu cơ từ khí CO2,
chúng sử dụng các chất hữu cơ có sẵn trong môi trường để sinh sống và phát triển
nhờ hệ sợi bám vào các chất hữu cơ.
Phần lớn các loài nấm mốc hệ sợi có vách ngăn. Vì vậy, chúng là loài sinh
vật có cấu tạo đa bào, ở một số loài nấm bậc thấp hệ sợi không có vách ngăn. Về
nguyên tắc cấu tạo tế bào của nấm mốc không khác với tế bào của vi khuẩn và nấm
men, nhưng có một hoặc đôi khi có vài nhân định hình.
Nấm mốc phổ biến rộng rãi trong tự nhiên. Chúng mọc trên cơ chất dinh
dưỡng và tạo thành lớp lông mượt có màu sắc khác nhau. Đặc tính của nấm mốc có
thể mọc ở cơ chất có độ ẩm thấp (khoảng 15%).
Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài nấm mốc phát triển thuộc dạng:
aspergillus, penicillium, mucor, rhizopus phát triển nhiều hơn cả. Nấm mốc sinh
enzyme amylase đường hóa tinh bột.
Mucor và Rhizopus có hình dạng rất giống nhau, chỉ khác nhau phần hệ sợi
cơ chất. Loài mucor có khuẩn ty đơn bào phân nhánh mạnh, sinh bào tử nang.
Mucor mọc ở các hạt, thực phẩm bị ẩm, ... thành một lớp lông tơ màu xanh. Có khả
năng sinh tổng hợp enzyme đường hóa tinh bột và lên men rượu từ đường.
Penicillium là mốc sinh bào tử có màu xanh thường gọi là mốc xanh. Tuy có

khả năng sinh hệ enzyme đường hóa mạnh nhưng nó thường có mùi vị mốc rất khó
chịu như nhiều mốc khác.
Aspergillus chiếm phần lớn lượng nấm mốc trong bánh men thuốc bắc.
Khuẩn ty có vách ngăn. Trên đầu tế bào hình chai mọc các cuốn sinh bào tử đính.
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
7


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Các bào tử đính xòe ra như những bông hoa cúc và mang màu sắc đặc trưng cho
từng loài (màu hoa cau, màu xanh lục, màu đen, ...).

(a)

(b)

(c)

(d)

Hình 3: Một số loài nấm mốc trong men thuốc bắc
(a) Aspergillus

(c) Penicillium

(b) Mucor

(d) Rhizopus

2.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc sản sinh enzyme đường hóa nấm mốc
Các chất dinh dưỡng: glucose là nguồn cacbon tối hảo cho tất cả các sợi
nấm. Tuy nhiên muốn cho sợi nấm sinh ra enzyme đường hóa tinh bột là nguồn
cacbon thích hợp. Khi nuôi sợi nấm sinh enzyme thì nguồn nitrogen được sử dụng
dưới dạng sulfat amon. Tỷ lệ cacbon và nitơ đầy đủ thì sợi nấm tích lũy enzyme tối
đa.
Hàm lượng nước trong môi trường: hàm lượng nước thích hợp sẽ tạo điều
kiện tốt cho sự phát triển của nấm. Nếu môi trường thừa nước sẽ làm giảm trạng
thái xốp của môi trường, giảm lượng oxy khuếch tán vi khuẩn dễ dàng phát triển.
Nếu thiếu nước, bề mặt môi trường bị khô kìm hãm sự phát triển của sợi và sinh bào
tử sớm.
Nhiêt độ: trong quá trình phát triển của nấm sợi, sinh ra lượng nhiệt khá lớn
làm tăng nhiệt độ của môi trường. Nhiệt độ thích hợp cho nấm phát triển là 26 – 32
o
C, thông thường chỉ cần điều chỉnh nhiệt độ vào giai đoạn đầu của quá trình nuôi
cấy nhằm kích thích bào tử nấm mốc mọc ra sợi nấm tốt.
Thời gian: phụ thuộc vào từng loài nấm, thông thường sau thời gian nuôi cấy
từ 30 – 32 giờ, sợi nấm sẽ phát triển mạnh nhất. Sự tạo thành enzyme đường hóa
nhiều nhất kết thúc khi sợi nấm sinh bào tử.
2.2.2.3. Sinh sản của nấm mốc
Nấm mốc có khả năng sinh sản vô tính và hữu tính bằng nhiều cách khác
nhau.
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
8


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Trong sinh sản vô tính đơn giản nhất là bằng mẫu sợi. Ngoài sinh sản bằng
mẫu sợi, nấm mốc còn sinh sản bằng bào tử đốt, bào tử, bào tử đính. Sinh sản bằng
bào tử là một hình thức phổ biến ở nấm mốc.
Sinh sản theo kiểu hữu tính: Hai đầu sợi nấm tiếp hợp với nhau rồi mọc lên
cơ thể mới.
2.2.3. Vi khuẩn
Trong bánh men thuốc bắc có nhiều loài vi khuẩn phát triển, trong đó chủ
yếu là các loài vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. Thời gian đầu của quá trình lên
men, quá trình này xảy ra có lợi tạo ra pH thích hợp cho nấm mốc, nấm men phát
triển. Tuy nhiên nếu pH quá thấp sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình lên men. Mặt khác
trong dịch lên men có oxy thì vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành acid acetic, quá trình
này làm tổn hao lượng ethanol tạo thành.
2.3. KỸ THUẬT LÊN MEN RƯỢU NẾP THAN
2.3.1. Quá trình lên men rượu
Lên men rượu là quá trình trao đổi chất nhờ tác dụng của enzyme tương ứng
gọi là chất xúc tác sinh học. Trong quá trình lên men rượu, nguyên liệu là tinh bột
cần phải qua quá trình đường hóa bằng hệ enzyme amylase để chuyển tinh bột
thành đường glucose, sau đó glucose tiếp tục lên men yếm khí để chuyển hóa thành
rượu ethylic, khí CO2, đồng thời giải phóng năng lượng.
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q
Ngoài sản phẩm chính là rượu ethylic, trong quá trình lên men còn tạo ra
nhiều sản phẩm phụ khác như: khí CO2, glycerin và một vài rượu bậc cao, các acid
hữu cơ, .... Do đó làm giảm chất lượng tinh khiết của rượu ethylic.
Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men, người ta chia làm nhiều
kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính: lên men hiếu
khí và lên men yếm khí.
+ Lên men hiếu khí: là sự thủy phân đường có sự hiện diện của oxy như
quá trình lên men acid acetic, citric, ....

+ Lên men yếm khí: là sự thủy phân đường không có sự hiện diện của oxy
như quá trình lên men lactic, lên men rượu, butyric, ....
Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kỳ chính:
+ Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy, tế bào
nấm men phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng).

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
9


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

+ Thời kỳ lên men chuyển hóa đường thành rượu và CO2: giai đoạn này
nấm men hấp thu các chất dinh dưỡng 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.
2.3.2. Động học của quá trình lên men
Tốc độ của quá trình lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi sự
thay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men, quan sát bằng sự thay đổi lượng
rượu và CO2 tạo thành cũng như sự thay đổi trị số của nồng độ dịch lên men.
Quá trình lên men chia làm ba thời kỳ chính:
+ Thời kỳ đầu: khoảng 60 giờ kể từ khi cho dịch lên men tiếp xúc với nấm
men. Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể.
+ Thời kỳ hai: đây là thời kỳ lên men chính, chiếm khoảng 60 – 120 giờ
sau thời kỳ đầu. Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng nhanh
đáng kể và đạt đến trị số cực đại.
+ Thời kỳ cuối: đây là giai đoạn lên men phụ xảy ra rất chậm đồng thời là
thời kỳ ổn định tạo mùi cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men mà thời gian
lên men phụ kéo dài khác nhau.

Thời kỳ lên men chính là thời kỳ biến đổi sâu sắc các thành phần trong dịch
lên men, chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men. Trong giai đoạn này,
trong điều kiện lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men
sẽ giảm đi khoảng 1 độ (brix, %) tùy theo sản phẩm, dây chuyền sản xuất.
Sự tồn tại của thời kỳ lên men cuối là đặc trưng đối với quá trình lên men
dịch đường hóa từ nguyên liệu chứa tinh bột.
Trong dịch lên men nếu biểu thị hàm lượng đường tồn tại trong dịch lên men
là 100% thì 4 – 6% là dạng chất khô không tan, 75 – 77% được chuyển thành
maltose và 19% là dextrin.
Trong giai đoạn lên men sự đường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không
hoàn toàn, đặc biệt khó khăn đối với tinh bột không hòa tan. Do đó tốc độ lên men
trong thời kỳ này không phụ thuộc hàm lượng dextrin không lên men còn lại. Tuy
vậy, chính những loại đường không lên men này sẽ tạo thành vị ngọt cho sản phẩm.
Như vậy chu kỳ lên men dịch đường hóa tinh bột phụ thuộc vào thời gian lên men
cuối hay phụ thuộc vào khả năng đường hóa của phức hệ enzyme amylase. Rất
nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia tăng
hiệu suất của quá trình lên men.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
10


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Tuy vậy, tùy theo sản phẩm của sự lên men, nồng độ đường của sự đường
hóa, phương pháp lên men, nhà sản xuất sẽ tạo ra một qui trình sản xuất riêng biệt
với chất lượng và thành phần mong muốn của họ.
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Mỗi hoạt động sống của vi sinh vật nói chung, của nấm men nói riêng liên hệ
mật thiết với ngoại cảnh. Có ba mức độ ảnh hưởng khác nhau đến hoạt động sống
của tế bào nấm men:
+ Điểm cực tiểu: là điều kiện tối thiểu để nấm men tồn tại, ở điều kiện này
bắt đầu xuất hiện các hoạt động sống.
+ Điểm cực thích: là điều kiện tốt nhất cho hoạt động sống, nấm men có
cường độ hoạt động mạnh nhất.
+ Điểm cực đại: là điều kiện tối đa và là giới hạn trên tồn tại của hoạt động
sống, quá giới hạn này nấm men sẽ chết.
Vì vậy vấn đề quan trọng trong quá trình nuôi cấy nấm men là điều chỉnh
điều kiện ngoại cảnh sau cho đạt giới hạn tối ưu.
 Nồng độ đường
Nấm men có khả năng lên men đường thành rượu trong khoảng nồng độ
thích hợp từ 10 – 18%, nồng độ đường quá cao sẽ ức chế nấm men và năng lực lên
men rượu giảm khi nồng độ đường 30 – 35%, nồng độ đường quá thấp cũng làm
giảm năng lực lên men.
 Nhiệt độ
Để thấy rỏ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động sống của tế bào nấm men
cụ thể là nấm men saccharomyces cerevisiae rase XII trong quá trình lên men rượu.
Nấm men chủng XII này phát triển tốt ở nhiệt độ 30 – 33 oC, nhiệt độ tối ưu là 38
o
C, tối thiểu là 5 oC. Nấm men được nuôi cấy ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối thích
ở 17 – 22 oC có khả năng lên men rất lớn. Nấm men chịu được giới hạn nhiệt độ khá
rộng từ 1 – 45 oC trong quá trình lên men. Nếu nhiệt độ quá 50 oC, nấm men sẽ
chết.
 pH
Nấm men có thể phát triển trong môi trường có chỉ số pH = 2 – 8 nhưng
thích hợp nhất là trong khoảng pH = 4 – 4,5. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2
và cao hơn, khi pH < 4,2 chỉ có nấm men phát triển. Vì vậy trong lên men rượu để
ngăn ngừa khả năng nhiễm khuẩn người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 – 4.

Tuy nhiên, trong thực tế có những loài vi khuẩn do quen dần với độ pH thấp nên
ngoài việc ứng dụng điều chỉnh pH thích hợp còn phải kết hợp sử dụng các chất ức
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
11


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

chế vi khuẩn. Khi pH = 8, nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển
rất mạnh. Ở pH = 3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn không phát
triển.
Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy men (kể cả lên men) người ta
có thể bổ sung vào môi trường bất cứ một loại acid nào, miễn anion của acid này
không ảnh hưởng đến trung tâm hoạt động của nấm men.
 Nồng độ rượu
Nồng độ rượu sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng phát triển của
nấm men. Nồng độ rượu ảnh hưởng đến tốc độ phát triển riêng của nấm men còn
phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường
nuôi cấy. Cùng một môi trường nuôi cấy, số lượng nấm men cho vào bằng nhau,
điều kiện nuôi cấy giống nhau thì nồng độ rượu ban đầu 1% chưa có ảnh hưởng đến
tốc độ và khả năng phát triển của nấm men, từ 4 – 6% đã có ảnh hưởng xấu.
 Oxy
Trong điều kiện không có oxy nấm men sẽ lên men đường thành rượu và
CO2, còn trong điều kiện đầy đủ oxy nấm men có khả năng oxy hóa đường thành
rượu, CO2 và tăng sinh khối.
Oxy là thành phần không thể thiếu được ở giai đoạn phát triển sinh khối. Tuy
nhiên nó là nguyên nhân gây hư hỏng cho rượu trong giai đoạn chế biến còn lại.
Với sự có mặt của oxy, nấm men lên men không hoàn toàn vì chúng làm cho sản

phẩm có nhiều aldehyd, sản phẩm rất dễ bị biến màu do các phản ứng oxy hóa, phản
ứng hóa nâu gây tối màu cho sản phẩm, làm chua sản phẩm do sự hình thành acid
hữu cơ (vi khuẩn lactic, acetic....) gây thối cho sản phẩm rượu, bia theo thời gian
bảo quản (do rượu, bia là môi trường rất giàu dinh dưỡng thích hợp cho vi sinh vật
gây thối phát triển).
Một số quá trình lên men trong giai đoạn đầu diễn ra quá chậm do không đủ
lượng oxy cho sự phát triển sinh khối, do vậy không đủ lượng tế bào lên men ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm và dây chuyền sản xuất. Tuy nhiên có một số nấm
men phát triển nhanh và tạo ra hàm lượng rượu nhiều hơn trong môi trường không
khí, chủng này thường nuôi cấy và phát triển trong môi trường ban đầu có đầy đủ
oxy.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
12


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

2.4. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT TRONG
RƯỢU NẾP THAN
Lên men rượu nếp than là một quá trình hết sức phức tạp, xảy ra các quá
trình hóa học, sinh học và quá trình vi sinh vật.
2.4.1. Các 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 của 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 acid hữu cơ. Kết quả là pH môi trường giảm xuống tạo
điều kiện thuận lợi cho các loài nấm mốc phát triển. Song song là các loài nấm men

bắt đầu phát triển tuy nhiên tốc độ hơi yếu hơn.
Việc phân rõ ràng các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm men, nấm mốc
rất khó vì thực tế việc phát triển của các loài vi sinh vật trong dịch lên men diễn ra
đồng thời. Chỉ có điều là sự phát triển đó không cùng mức độ. Sự phát triển của một
số vi khuẩn, nấm mốc đòi hỏi một lượng oxy 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 oxy
để tăng sinh khối tuy nhiên mức độ đó không cao như của nấm mốc. Mặt khác, nấm
men cần đường do đó cần có thời gian để nấm mốc chuyển hóa đường từ tinh bột.
2.4.2. Các quá trình sinh hóa
Trong quá trình lên men gạo nếp than xảy ra ba quá trình sinh hóa cơ bản:
* Quá trình chuyển hóa đường và các thành phần khác thành các acid hữu
cơ: trong đó có hai quá trình tạo acid hữu cơ cơ bản:
+ Quá trình tạo acid acetic
+ Quá trình tạo acid lactic.
Quá trình tạo acid lactic mạnh hơn, cả hai quá trình này xảy ra với cường độ
không mạnh vì giai đoạn đầu lượng đường tạo thành trong dịch lên men chưa cao.
* Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường
Do sự phát triển của nấm men endomycopsis, tinh bột được chuyển thành
đường. Các loài nấm men, nấm mốc này trong quá trình phát triển tạo ra rất nhiều
enzyme amylase và glucoamylase. Các enzyme này hoạt động rất thuận lợi trong
giai đoạn đầu được kéo dài suốt thời gian tiếp theo.
Điểm quan trọng cần đề cập đến là các enzyme này chịu sự điều khiển của
sản phẩm cuối cùng là glucose. Bình thường thì glucose sẽ ức chế phản ứng thủy
phân tinh bột, nhưng các loài nấm mốc mucor rouxi, rhizopus delma, các loài nấm
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
13


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

men endomycopsis vừa có khả năng tổng hợp amylase và glucoamylase, vừa có khả
năng chuyển đường thành rượu, mặt khác các loài nấm men saccharomyces cũng rất
tích cực chuyển hóa đường glucose thành rượu. Kết quả thì lượng đường glucose
tạo thành bao nhiêu ngay lập tức sẽ chuyển hóa thành rượu, một phần phục vụ cho
sinh trưởng của chính các loài vi sinh vật đó. Do đó, trong khối dịch lên men này
thường không xảy ra cơ chế kìm hãm ngược lại bởi glucose.
2.4.3. Quá trình chuyển hóa đường thành rượu
Quá trình này được thực hiện bởi saccharomyces, mucor, rhizopus,
endomycopsis. Trong đó các loài nấm men saccharomyces đóng vai trò cơ bản.
Song song với quá trình này là các quá trình chuyển hóa đường, các acid hữu
cơ thành các sản phẩm phụ khác.
Điều đặc biệt lưu ý là tất cả các quá trình chuyển hóa được xảy ra xen kẽ
nhau, hỗ trợ nhau và tạo nên một quá trình chung hài hòa, để cuối cùng tạo ra sản
phẩm không chỉ có nước, rượu mà còn là một hỗn hợp sản phẩm bao gồm nhiều
thành phần khác nhau.
Chính vì thế rượu nếp than có hương vị đặc trưng và có giá trị cảm quan rất
riêng.
2.5. CHẤT LƯỢNG RƯỢU NẾP THAN
Rượu nếp than có hai loại:
Rượu nếp than dạng đục: sau khi lên men đem cả khối lên men xay
nhuyễn, hãm cồn và tàng trữ tạo hương. Có màu tương ứng với màu của nguyên
liệu đưa vào sản xuất.
Rượu nếp than dạng trong: sau khi lên men, đem xay, lọc lấy phần dịch và
hãm cồn rồi đem tàng trữ tạo hương. Có màu tương ứng với màu của nguyên liệu
sản xuất.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
14

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

2.6. QUI TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP THAN
2.6.1. Qui trình sản xuất
Gạo nếp than

Xử lý

Nấu chín

Làm nguội

Phối trộn

Bánh men

Chan nước

Lên men

Làm nhuyễn

Hãm cồn

Thành phẩm
2.6.2. Thuyết minh qui trình

2.6.2.1. Xử lý nguyên liệu
Nguyên liệu được ngâm vào nước và làm sạch để tách các chất bẩn bám vào
nguyên liệu. Đồng thời quá trình ngâm còn có mục đích làm mềm gạo, làm gạo
trương nở giúp quá trình nấu được dễ dàng.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
15


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

2.6.2.2. Nấu
Nấu nếp than với nước theo tỷ lệ 1 : 1,4
Nguyên liệu được nấu chín nhằm phá vỡ màng tế bào tinh bột, tạo điều kiện
cho nấm mốc, nấm men phát triển. Quá trình nấu còn đóng vai trò như quá trình
thanh trùng tiêu diệt một số vi sinh vật lạ trên nguyên liệu.
Sau khi nấu hàm lượng ẩm xôi nguyên liệu đạt 50 – 60%.
2.6.2.3. Làm nguội
Sau khi nấu chín nếp than được xới lên, chờ nhiệt độ hạ xuống 30 – 33 oC
nhằm tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho nấm mốc, nấm men phát triển.
2.6.2.4. Phối trộn
Nguyên liệu sau khi nấu chín và làm nguội được phối trộn với bánh men
thuốc bắc đã được nghiền mịn với tỷ lệ 1 : 0,013, trộn đều, cho vào hủ, không đậy
nắp trong thời gian 4 giờ, nhằm cung cấp oxy cho quá trình tăng sinh khối của vi
sinh vật. Sau đó đậy kín hủ lại ủ.
2.6.2.5. Chan nước
Nguyên liệu sau khi được phối trộn đậy kín nắp hủ lại ủ kín trong 3 ngày, sau
đó tiến hành chan nước nhằm thúc đẩy quá trình chuyển tinh bột thành đường

nhiều, làm giảm điều kiện hiếu khí tạo môi trường yếm khí cho nấm men phát triển.
Chan nước xong đậy kín lại tiếp tục lên men ở nhiệt độ thường.
2.6.2.6. Lên men
Trong thời gian lên men có ba quá trình xảy ra song song, đó là quá trình
tăng sinh khối của vi sinh vật, quá trình đường hóa và quá trình rượu hóa.
2.6.2.7. Làm nhuyễn
Mục đích chính của công đoạn này là nhằm làm tăng màu sắc của rượu và
thủy phân một lượng tinh bột còn lại.
2.6.2.8. Hãm cồn
Sau khi lên men nồng độ rượu đạt khoảng 7 – 10% v/v, với nồng độ này rất
khó bảo quản và chất lượng rượu không cao. Thông thường nồng độ rượu đạt
khoảng 12 – 18 % v/v mới bảo quản được. Chính vì thế cần phải điều chỉnh nồng độ
rượu đạt khoảng giá trị trên để kéo dài thời gian bảo quản.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
16


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
3.1.1. Thời gian, địa điểm
Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 30/01/2012 đến ngày 28/04/2012
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực
Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ.
3.1.2. Nguyên liệu

Nếp than, bánh men thuốc bắc được mua ở chợ Xuân Khánh, Cần Thơ.
3.1.3. Hóa chất
Acid citric dùng để chỉnh pH
Dung dịch NaOH 0,1 N, NaOH 30%
Phenolphthalein 1%
HCl đậm đặc, Pb(CH3COO)2 30%, Na2SO4 bão hòa
Fehling A, fehling B, methyl xanh.
3.1.4. Thiết bị, dụng cụ
Máy đo pH
Cồn kế
Thiết bị chưng cất
Bếp điện
Cân điện tử
Một số dụng cụ cần thiết khác của phòng thí nghiệm: nhiệt kế, brix kế, ống
đong, bình tam giác, ….

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
17


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

(a)

(b)

(c)
Hình 4: Một số thiết bị sử dụng

(a) pH kế
(b) Cân điện tử
(c) Thiết bị chưng cất rượu

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
18


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1. Phương pháp phân tích số liệu
Khảo sát quy trình sản xuất rượu nếp than nhằm tìm ra thông số kỹ thuật tốt
nhất cho sản phẩm, thí nghiệm tiến hành 2 lần. Kết quả đánh giá cảm quan được
tính toán thống kê bằng chương trình Statgraphics 15.2.11.0. Kết quả được trình bày
ở bảng số liệu là trung bình của 2 lần lặp lại.
Phương pháp đánh giá cảm quan:
Các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị, trạng thái: Sử dụng phương pháp cho điểm
theo mô tả, thang điểm 1 đến 5. Hội đồng cảm quan gồm 5 thành viên trên lần đánh
giá.
Chỉ tiêu độ ưa thích: theo thang điểm 5.
Kết quả đánh giá cảm quan là trung bình của 2 lần đánh giá.
3.2.2. Phân tích thành phần nguyên liệu
Độ ẩm của nguyên liệu sau khi nấu với tỷ lệ 1 : 1,4 của nếp than với nước là
60%
pH của nước nấu là 7,1
3.2.3. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hàm lượng rượu sinh ra
 Mục đích thí nghiệm:

Chọn pH thích hợp cho độ rượu cao, thời gian kết thúc quá trình lên men
chính của rượu nếp than.
 Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được tiến hành hai lần với một nhân tố.
Nhân tố A: giá trị pH
A1: 4
A2: 5
A3: 6
AKC: không điều chỉnh pH
B: thời gian lên men
 Phương pháp thực hiện

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
19


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

Tiến hành như sơ đồ thí nghiệm, sau khi ủ 3 ngày tiến hành điều chỉnh pH
của nước chan và tiến hành chan nước. Đậy kín nắp lại tiến hành lên men. Quan sát
đến kết thúc quá trình lên men ở nhiệt độ phòng. Hàng ngày lấy 4 mẫu của 1 ngày
lên men tiến hành khảo sát.
 Chỉ tiêu theo dõi
pH
Độ rượu sinh ra
Hàm lượng đường còn sót
 Sơ đồ thí nghiệm
Nếp than

Xử lý
Nấu chín
Làm nguội
Bánh men

Phối trộn
Ủ
Điều chỉnh pH

A1

A2

A3

AKC

Chan nước

Lên men

A1

A2

A3

AKC

B1 B 2 B3 B4 B5 B6

B1 B2 B3 B4 B5 B6

B1 B2 B3 B4 B5 B6

B1 B2 B3 B4 B5 B6

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
20


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

3.2.4. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước chan đến chất lượng
rượu nếp than
 Mục đích
Chọn tỷ lệ nước chan thích hợp cho rượu nếp than có được chất lượng cao.
 Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được tiến hành hai lần với một nhân tố.
Nhân tố C: tỷ lệ nước chan
C1: 1 : 1,25
C2: 1 : 1,5
C3: 1 : 1,75
C4 : 1 : 2
D: thời gian lên men
 Phương pháp thực hiện
Tiến hành như sơ đồ thí nghiệm, sau khi ủ 3 ngày cố định nước chan với pH
= 7, 1 tiến hành chan nước theo các tỷ lệ. Đậy kín nắp lại tiến hành lên men. Quan

sát đến kết thúc quá trình lên men ở nhiệt độ phòng. Hàng ngày lấy 4 mẫu của 1
ngày lên men tiến hành khảo sát.
 Chỉ tiêu theo dõi
Độ rượu sinh ra
Hàm lượng đường còn sót
Độ acid sinh ra

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
21


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

 Sơ đồ thí nghiệm
Nếp than
Xử lý
Nấu chín
Làm nguội
Bánh men

Phối trộn
Ủ
Chan nước

C1

C2

C3

C4

Lên men

C1

C2

C3

C4

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D1 D2 D3 D4 D5 D6

3.2.5. Thí nghiệm 3: Điều vị sản phẩm với sự bổ sung đường
 Mục đích
Chọn ra sản phẩm được nhiều người ưa thích
 Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm được tiến hành hai lần với một nhân tố.
Nhân tố E: bổ sung đường với các tỷ lệ khác nhau
E0: không bổ sung đường
E1: 3%
E2: 5%
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
22


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

E3: 7%
E4: 9%
 Phương pháp thực hiện
Tiến hành như sơ đồ thí nghiệm, sau khi tìm ra kết quả tối ưu của thí nghiệm
2 tiến hành điều vị sản phẩm với sự bổ sung đường 3, 5, 7, 9%.
 Chỉ tiêu theo dõi
Đánh giá cảm quan theo thang điểm mô tả
 Sơ đồ thí nghiệm
Nếp than
Xử lý
Nấu chín
Làm nguội
Bánh men

Phối trộn
Ủ
Chan nước
Lên men
Làm nhuyễn
Lọc
Điều vị

E0

E1

E2

E3

E4

Sản phẩm
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
23


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 5: Sản phẩm rượu nếp than

4.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN HÀM LƯỢNG
RƯỢU SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Trong quá trình lên men, nấm men sử dụng chất dinh dưỡng trong dịch lên
men để tăng sinh khối và tạo ra rượu. Hàm lượng rượu sinh ra trong quá trình lên
men rất quan trọng, nếu hàm lượng rượu sinh ra thấp, rượu dễ bị hỏng trong quá
trình lên men và trong thời gian bảo quản. Vì vậy phải tạo môi trường dinh dưỡng
thích hợp và điều kiện tối ưu để nấm men phát triển tốt. Trong thí nghiệm này ảnh
hưởng của pH đến hàm lượng rượu sinh ra được khảo sát. Thí nghiệm được tiến
hành như đã nêu và kết quả có được như sau:
Bảng 2: Phân tích Anova của pH ban đầu và thời gian lên men trên độ rượu

Tổng của bình

phương

Bậc Trung bình
Tỷ số F
tự do bình phương

Giá trị P

A: pH

2,94659

3

0,982198

5,68

0,0036

B: Thời gian

540,35

6

90,0583

520,68

0,0000

AB

9,75278

18

0,541821

3,13

0,0033

Sai số

4,843

28

0,172964

Tổng

557,892

55

Nguồn biến động
Nhân tố chính

Tương tác

Kết quả phân tích Anova ở bảng 2 cho thấy pH ban đầu và thời gian lên men
ảnh hưởng đến độ rượu của sản phẩm.
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
24


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học Cần Thơ

7.4

Do ruou (% v/v)

7.2
7
6.8
6.6
6.4
6.2
4

5

pH

6

7.1

Hình 6: Đồ thị biểu diễn độ rượu theo pH ban đầu

pH ở mức 5, 6 và mức không điều chỉnh không có sự khác biệt. pH ở mức 4
rất khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với pH ở mức 5, 6 và mức không điều chỉnh. pH
ở mức 4 cho độ rượu thấp nhất nên ta chọn pH ở mức không điều chỉnh để tiếp tục
thí nghiệm tiếp theo.
9.7

Do ruou (% v/v)

7.7
5.7
3.7
1.7
-0.3
0

1

2
3
4
Thoi gian (ngay)

5

6

Hình 7: Đồ thị biểu diễn độ rượu theo thời gian lên men

Theo kết quả thống kê giữa các ngày lên men 4, 5, 6 độ rượu sinh ra không
có sự khác biệt ý nghĩa nên ta chọn ngày thứ 5 kết thúc quá trình lên men chính.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
25