Nghiên cứu chế biến rượu nếp than

Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học cần Thơ


Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học cần Thơ


Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học cần Thơ

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU

.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 (B|, 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. Đe tài “nghiên cứu chế biến rượu nếp than” được tiến hành đế tìm
hiếu và tìm qui trình sản xuất thích hợp.

.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 phấm.
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1. GẠO NẾP THAN

(a)

(b)
Hình 1: Gạo nếp than

Gạo nếp than
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
+ Nep đen Khánh Vinh
+ Nếp than Long Đất
+ Lúa lức nếp cẩm

Chuyên ngành Công nghệ Thực phâm - Khoa Nông nghiệp và Sinh


Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ
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:

+ Nep than đen huyền + Nep than hồng đở
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.
Bảng 1: Thành phần hóa học của nếp than
Thành phần

Hàm IưọTig (%)

Nước

14

Protein

8,2

Lipid

1,5

Glucid

74,9

Acid hữu cơ

0,6

Tro
0,8

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền - Công nglĩệ sản xuất mì chính và các sản phàm
lên men cố truyền)
HỆ VI SINH VẬT TRONG BÁNH MEN THUÓC 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
khuân.
Nấm men
Hình dáng và cấu tạo của tế hào nấm men
Te 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 pm.

1.
1.1.

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 tống hợp protein và ti thế, nơi xảy ra quá trình oxy hóa khử, nơi cung
cấp nguồn năng lượng cho tế bào.
Ỏ 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 nối.

1.2.

Các yêu tố ảnh hưởng đền sự sinh trưởng và phát triển của nấm men

Chuyên ngành Công nghệ Thực phâm - Khoa Nông nghiệp và Sinh


Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ

Nhiệt độ: nấm men có thế chịu đựng được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 0 - 45 °c. Neu nhiệt độ lớn hơn 50 °c, nấm men
sê chết.
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 khói 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.

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. Te bào mẹ nảy sinh ra một chồi nhỏ rồi
lớn dần lên và sè 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 cerevỉsiae) 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 °C) và có khả năng chịu được độ acid.
Chúng có khả năng chịu được Na2 SiF6 có tính sát khuẩn đến nồng độ 0,02 - 0,025%. Đặc điếm này rất thuận lợi cho lên
men khi cần phải sử dụng tác dụng ức chế vi khuân. Đặc điếm 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 °c.
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 chuyến đường thành rượu, tuy sự chuyến hóa này còn thấp. Điều đặc biệt là các
loài nấm men dại này chịu nhiệt rất cao, có khi lên tới 60 - 65 °c và chịu được chất sát trùng ở nồng độ 0,05 - 1%.

Hình 2: Saccharomyces cerevisae

2.

2.1.

Nấm mốc
cấu tạo nam 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 C02, chúng sử dụng các chất hữu cơ có sẵn trong môi trường đế sinh sống và phát triển nhờ
hệ sợi bám vào các chất hữu cơ.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phâm - Khoa Nông nghiệp và Sinh


Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ
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 khuấn 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 thế mọc ở cơ chất có độ ấm thấp (khoảng 15%).

Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài nấm mốc phát triển thuộc dạng: aspergillus, pénicillium, mucor, rhizopus phát
trien 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 khuấn ty đơn bào
phân nhánh mạnh, sinh bào tử nang. Mucor mọc ở các hạt, thực phẩm bị ẩm,... thành một lóp lông tơ màu xanh. Có khả năng
sinh tổng hợp enzyme đường hóa tinh bột và lên men rượu từ đường.

Pénicillium 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 phâm - Khoa Nông nghiệp và Sinh


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, ...).
Luận văn tôt nghiệp khóa 36 năm 2012

Trường Đại Học cần Thơ

Hình 3: Một số loài nấm mốc trong men thuốc bắc
(a) Aspergillus
(c) Pénicillium
(b) Mucor
(d) Rhizopus
2.2.22. Các yêu to ảnh hưởng đền 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. Neu môi trường thừa nước sẽ làm giảm trạng
thái xốp của môi trường, giảm lượng oxy khuếch tán vi khuẩn dễ dàng phát triển.
Neu 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 °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.
2.22.3.

Sinh sản của nám móc
Nấm mốc có khả năng sinh sản vô tính và hữu tính bằng nhiều cách khác

nhau.
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 phố 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

Luậnbắc
văncó
tôtnhiều
nghiệp
khóa
36 nămphát
2012
Trường

Trong bánh men thuốc
loài
vi khuẩn
triển, trong đó
chủ Đại Học cần Thơ
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 triền. 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 tốn hao lượng ethanol tạo thành.
2.3. KỸ THUẬT LÊN MEN RƯỢU NẾP THAN

Quá trình lên men rượu
Lên men rượu là quá trình trao đối 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 đế
chuyển hóa thành rượu ethylic, khí CƠ2 , đồng thời giải phóng năng lượng.

2.3.1.

C6 Hl2 06 2 C2 H5 OH + 2 CO2 + Q
Ngoài sản phẩm chính là rượu ethylic, trong quá trình lên men còn tạo ra
nhiều sản phấm 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).
+ Thời kỳ lên men chuyển hóa đường thành rượu và C02: giai đoạn này
nấm men hấp thu các chất dinh dưỡng sẵn có của mình đế thực hiện xúc tác sinh
hóa trong quá trình trao đổi chất đế duy trì sự sống tạo thành rượu và C02.
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 đối của hàm lượng đường trong dịch lên men, quan sát bằng sự thay đổi
lượng rượu và C02 tạo thành cũng như sự thay đổi trị số của nồng độ dịch lên
men.
văn ba
tôtthời
nghiệp
khóa 36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ
Quá trình lên men Luận
chia làm
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 mồi giờ tăng
nhanh đáng kế 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 on 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 đối 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. Rat nhiều thí
nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia tăng
hiệu suất của quá trình lên men.


Tuy vậy, tùy theo sản phâm của sự lên men, nồng độ đường của sự đường
hóa, phương pháp lên men, nhà sản xuất sê tạo ra một qui trình sản xuất riêng
biệt với chất lượng và thành phần mong muốn của họ.
Luận đến
văn quá
tôt nghiệp

36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ
2.3.3.
Các yếu tố ảnh hưỏng
trình khóa
lên men
Mồi 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 thiếu đế 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 đưòng
Nấm men có khả năng lên men đường thành rượu trong khoảng nồng độ
thích hợp từ 1 0 - 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
Đế 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 °c, nhiệt độ
tối ưu là 38 °c, tối thiểu là 5 °c. Nấm men được nuôi cấy ở nhiệt độ thấp hcm
nhiệt độ tối thích ở 17 - 22 °c có khả năng lên men rất lớn. Nấm men chịu được
giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 1 - 45 °c trong quá trình lên men. Neu nhiệt độ quá
50 °c, nấm men sẽ chết.

pH
Nấm men có thế 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 hon, 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 chế vi khuẩn. Khi pH = 8 , nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi
khuẩn phát triển rất mạnh, ơ pH = 3,8 nấm men phát triến mạnh thì hầu như vi
khuấn không phát triển.
Đế tạo pH thích hợp
môi
trường
nuôi
cấy men
men) Đại Học cần Thơ
Luậntrong
văn tôt
nghiệp
khóa
36 năm
2012 (kể cả lênTrường
người ta có thể bố 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 triến riêng của nấm men còn
phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và nguyên liệu chuân 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
CƠ2 , 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 thế 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 phâm, 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 triến).
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 phâm 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.
2.4. Cơ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT TRONG RƯỢU
NÉP 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.
triểnkhóa
mạnh
vi khuân giaiTrường
đoạn Đại Học cần Thơ
Luận
vănSựtôtphát
nghiệp
36của
nămcác
2012
này kéo theo sự tạo thành một so acid hữu cơ. Ket 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 triến 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 triến đó không cùng mức độ. Sự phát
triển của một số vi khuân, nấm mốc đòi hởi 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 đế 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 đế nấm mốc
chuyển hóa đường tù’ 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 chuyến 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 chuyến 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 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
sacchciromyces 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.

tôt nghiệp
khóa 36 năm 2012
Trường Đại Học cần Thơ
2.4.3.
Quá trình chuyếnLuận
hóa văn
đường
thành rượu
Quá trình này được thực hiện bởi sciccharomyces, mucor, rhiiopus,
endomycopsis. Trong đó các loài nấm men saccharomyces đóng vai trò cơ bản.
Song song với quá trình này là các quá trình chuyến hóa đường, các acid
hữu cơ thành các sản phẩm phụ khác.
Điều đặc biệt lưu ý là tất cả các quá trình chuyến hóa được xảy ra xen kê
nhau, hồ 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.
rất

Chính vì thế rượu nếp than có hương vị đặc trưng và có giá trị cảm quan

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.

2.6. QUI TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU NẾP THAN
2.6.1.

Qui trình sản xuất

Gạo nếp than
V
V

Xử lý
Nấu chín

V
Làm nguội
V
Phối trộn -<----- Bánh men
y
Chan nước
v
Lên men
y
Làm nhuyễn
V
Hãm cồn
y
Thành phâm
Thuyết minh qui trình
2.6.2.1. Xử lý nguyên liệu

Nguyên liệu được ngâm vào nước và làm sạch đê tách các chât bân
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.

2.6.2.


2.62.2.

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.
2.62.3.

Sau khi nấu hàm lượng ẩm xôi nguyên liệu đạt 50 - 60%.
Lcim nguội

Sau khi nấu chín nếp than được xới lên, chờ nhiệt độ hạ xuống 30 - 33
°c nhằm tạo điều kiện nhiệt độ thích hợp cho nấm mốc, nấm men phát triển.
2.62.4.

Phổi 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 cùa vi sinh vật. Sau đó đậy kín hú lại ủ.

2.62.5.

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 nhầm 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 triến. Chan nước xong đậy kín lại tiếp tục lên men ở nhiệt độ
thường.
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.

2.62.6.

2.62.7.

Lèim 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.
2.62.8.
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 đế kéo dài thời gian bảo quản.

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
3.1. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN cứu
3.1.1.

Thòi gian, địa điếm

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
Nep 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(CH3 COO) 2 30%, Na2 S04 bão hòa Fehling A, fehling
B, methyl xanh.
3.1.4.

Thiết

bị, dụng cụ
Máy đo pH
cồn kế
Thiết bị chưng cất Bep điện Cân điện tử

Một số dụng cụ cần thiết khác của phòng thí nghiệm: nhiệt kế, brix kế,
ống đong, bình tam giác, ....


c)

(
(c)
Hình 4: Một số thiết bị sử dụng

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


3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

Phương pháp phân tích số liệu

3.2.1.

Khảo sát quy trình sản xuất rượu nếp than nhằm tìm ra thông số kỳ
thuật tốt nhất cho sản phấm, thí nghiệm tiến hành 2 lần. Ket 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
điếm theo mô tả, thang điếm 1 đến 5. Hội đồng cảm quan gồm 5 thành viên
trên lần đánh giá.

Chỉ tiêu độ ưa thích: theo thang điểm 5.
Ket quả đánh giá cảm quan là trung bình của 2 lần đánh giá.
Phân tích thành phần nguyên liệu

3.2.2.

Độ ấm 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 ánh hưởng cùa 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 A,:4
A2:5 A3: 6
Akc: không điều chỉnh
pH B: thời gian lên men Phương
pháp thực hiện


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

Nep than
I
Xử lý
.1
Nấu chín
1'
Làm nguội
T
Phối trộn
ì
ủ
ĩ
Điều chỉnh pH

Bánh

Ai

A2 ị A3 AKC
Chan nước
ị
Lên men

A
*1 B2 hỉ3 z?4

A2
B2 B, B4 B5 Bb B] B2 B, B4

A
Bị B2 BỊ Bị


Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước chan đến chất
lượng rượu nếp than

3.2.4.

Mục đích
Chọn tỷ lệ nước chan thích họp 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 c,: 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 ớ nhiệt độ phòng. Hàng ngày
lấy 4 mẫu của 1 ngày lên men tiến hành khảo sát.
Chi tiêu theo dõi
Độ rượu sinh ra
Hàm lượng đường còn sót

Độ acid sinh ra


Nếp than

Sơ đồ thí

ị
Xử lý
ị
Nấu chín
ị‘
Làm nguội
ị
Phối trộn
i
ủ
ĩ
Chan nước

3.2.5.

Bánh
D, D D3 D D D6 D X D D3 D D D D, D D D D D D, D D3 D D D
2

4

5

2

4

5

6

Thí nghiệm 3: Điều vị sản phẩm vói sự bố sung đường Mục đích
c
c2 ị C3
c
Chọn ra sản phẩm được nhiều người ưa thích Bố trí thí nghiệm:
Lên men
Thí nghiệm được tiến hành hai lần với một nhân tố.
Nhân tố E: bố sung đường với các tỷ lệ khác nhau E(): không bổ sung đường E,:3%
c
c
c
E2:c 5%

2

3

4

5

6

2

4

5

6


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
i
Xử lý
ị
Nấu chín

Bánh men

—►

i
Làm nguội
'i

Phối trộn

ì
ủ
ị
Chan nước
ị
Lên men
1_
Làm nhuyễn
i
Lọc
ị
Điều vị

Eo

E|

Eo

E3

E4
ị
Sản phâm


CHƯƠNG IV KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 5: Sản phẩm rưọư nếp than
KÉT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐÉN 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 hởng trong quá trình
lên men và trong thời gian bảo quản. VI vậy phải tạo môi trường dinh dường thích hợp và điều kiện tối ưu đế nấm men phát
triến 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 cua pH ban đầu và thòi gian lên men trên độ
rưọu
Tổng của
Bậc Trung bình tự Tỷ số Giá trị
Nguồn biến
động
F
p
bình phương do bình phuơng
Nhân tố chính
A: pH
B: Thời gian

2,94659
540,35

3
6

0,982198
90,0583

5,68
520,6
8

0,0036
0,0000

Tương tác
AB
Sai số
Tống

9,75278
4,843
557,892

18
28
55

0,541821
0,172964

3,13

0,0033

Ket 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.

4

6

7

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

H

H

H

pH ở mức 5, 6 và mức không điều chỉnh không có sự khác biệt. pH ở mức 4 rất khác biệt ở mức ỷ 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 I
I
7.7
9
> £
I
Z5
o “
3.7
o
□_ ■
1.7

—

0

1

-0.3
I
2
3
4
5
Thoi gian (ngay)

6

Hình 7: Đồ thị biểu diễn độ rưọn theo thòi 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.


pH p
—*—4
-*-5
Hình 9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa pH ban đầu và đuửng sót
theo thòi gian lên men
—6
khong
dieu
Độ rượu tăng khá nhanh, đường sót giảm mạnh trong 4 ngày đầu

của quá trình lên men do bố sung nấm men vào trong
chinh
dịch lên men. Trong dịch, nấm men nhanh chóng sử dụng lượng đường có sẵn đế thực hiện quá trình lên men rượu. Độ rượu
tăng chậm, đường sót giảm chậm dần trong những ngày còn lại. Lên men ở nhũng ngày 4, 5, 6 , độ rượu tăng, đường sót giảm
không đáng kế và tương đối ốn định do lượng đường còn lại ít không đủ đê nấm men lên men đồng thời lượng rượu sinh ra đủ
mạnh đế ức chế quá trình lên men.

Thoi gian (ngay)

Hình 10: Dồ thị biểu diễn sự thay đổi pH theo thòi gian lên men
pH giảm khá nhanh trong hai ngày đầu của quá trình lên men và tiếp tục giảm chậm trong ngày thứ 3 và thứ 4.
Ket quả này là do hai ngày đầu của quá trình lên men lượng C02 sinh ra nhiều dẫn đến hình thành H2CO3 làm giảm
nhanh pH của dịch lên men. Những ngày lên men thứ 5 và thứ 6 lượng CO2 sinh ra ít dẫn đến H2CO3 hình thành ít
làm pH giảm chậm so với nhũng ngày đầu. Đồng thời những ngày cuối của quá trình lên men pH giảm không đáng
kể do lượng CO2 không sinh ra.
KÉT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NƯỚC CHAN ĐÉN CHẤT LƯỢNG RƯỢU NẾP THAN
Trong quá trình lên men, nấm men sử dụng chất dinh dưỡng trong dịch lên men đế 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 dường thích hợp và điều kiện tối un đế nấm men phát
triến tốt. Trong thí nghiệm này ảnh hưỏng của tỷ lệ nước chan đến chất lượng rượu được khảo sát. Thí nghiệm được tiến hành
như đã nêu và kết quả thu được như sau: