NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ GẠO NẾP

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ GẠO NẾP

Tác giả

TRẦN THANH THỦY

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư
ngành công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn:
Th.s. Vương Thị Việt Hoa

Tháng 8 năm 2012
i


LỜI CẢM TẠ
Đầu tiên , con xin bày tỏ lòng biết ơn đến Cha Mẹ và Gia đình đã luôn động viên,
hỗ trợ về mặt tinh thần và vật chất tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho con trên con
đường học vấn.
Cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, Ban Chủ
nhiệm Bộ môn Công Nghệ Hóa Học cùng toàn thể quý Thầy Cô giáo đã tận tình
truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng thành kính và biết ơn sâu sắc đến Cô Vương Thị
Việt Hoa, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.
Và với lời cảm ơn chân thành, tôi cũng gởi đến bạn bè trong và ngoài lớp đã giúp
đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.
Tôi sẽ không được như ngày hôm nay nếu thiếu sự giúp đỡ của mọi người. Xin
nhận lời cảm ơn chân thành nhất từ nơi tôi.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2012

TRẦN THANH THỦY

ii


TÓM TẮT
Đề tài “ Nghiên cứu chế biến nước uống lên men từ gạo nếp” được tiến hành tại phòng
thí nghiệm I4 thuộc khu Hoàng Anh trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, thời
gian từ 01/03/2012 đến 29/07/2012. Đề tài gồm 4 thí nghiệm:
Thí nghiệm 1 : Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men và loại bánh men sử dụng
lên quá trình lên men cơm rượu.
Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm lên men cơm rượu có bổ sung gừng trong quá
trình lên men.
Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình phối chế tạo hương vị cho sản phẩm .
Thí nghiệm 4: Theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm
Kết quả thu được:
Tìm được loại bánh men và thời gian lên men phù hợp cho quá trình lên men cơm
rượu.
Nghiên cứu được quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên
men.
Bước đầu hoàn thiện hương vị cho sản phẩm nước uống giải khát từ dịch lên men cơm
rượu.

iii


SUMMARY
The thesis entitled “ Study on the rice – based fermented beverage “was conducted in
laboratory I 4 of Nong Lam University of Ho Chi Minh City, the period from
01/03/2012 to 29/07/2012. It consists 4 experiments :

Experiment 1: Study on the rice wine fermentation process.
Experiment 2: Testing the suitability of additional ginger in the alcohol fermentation
process.
Experiment 3: Study on the mixing process that bases on additional components to
create the flavor of product.
Experiment 4: Tracking product storage mode.
The results were:
Find out rice-based fermented starters and time which are suitable for rice wine
fermentation process.
Testing the additional ginger in the rice wine fermentation process is complete
The first step creates the flavor of rice – based fermented beverage.

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................ ii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iii
SUMMARY .................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU................................................ ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................x
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... xi
Chương 1 ........................................................................................................................1
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1.1.Đặt vấn đề: ................................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu: .............................................................................................. 1
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 1
Chương 2 ........................................................................................................................3
2.1. Nguyên liệu: ........................................................................................................... 3
2.1.1. Gạo nếp:.................................................................................................................3

2.1.1.1. Giới thiệu về cây lúa:..........................................................................................3
2.1.1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của hạt lúa nếp thông dụng: .............................4
2.1.1.3. Tình hình sản xuất và xuất khẩu gạo: .................................................................7
2.1.2. Gừng: .....................................................................................................................7
2.2. Tổng quan về tinh bột .............................................................................................. 9
2.2.1. Giới thiệu chung : ..................................................................................................9
2.2.2. Thành phần hóa học của tinh bột: .......................................................................10
2.2.3. Tinh bột gạo:........................................................................................................11
2.2.3.1. Giới thiệu chung: ..............................................................................................11
v


2.2.3.2. Sự hồ hóa tinh bột hạt gạo trong quá trình nấu ................................................12
2.2.3.3. Quá trình đường hóa tinh bột: ..........................................................................13
2.3. Tổng quan về lên men: .......................................................................................... 15
2.3.1. Định nghĩa về lên men:........................................................................................15
2.3.2. Phân loại sản phẩm của công nghệ lên men ........................................................15
2.3.3. Bản chất của quá trình lên men: ..........................................................................15
2.3.4. Thực phẩm lên men truyền thống:.......................................................................17
2.3.4.1. Giới thiệu chung: ..............................................................................................17
2.3.4.2. Lịch sử về công nghệ lên men ngũ cốc ở Châu Á: ...........................................17
2.3.4.2. Lợi ích của thực phẩm lên men: .......................................................................18
2.3.4.3. Sự phát triển của thực phẩm lên men từ ngũ cốc : ...........................................18
2.3.5. Lên men cơm rượu: .............................................................................................19
2.3.5.1. Giới thiệu chung: ..............................................................................................19
2.3.5.2. Bánh men thuốc bắc: ........................................................................................20
2.3.5.2.1. Giới thiệu chung: ...........................................................................................20
2.3.5.2.2. Hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc: ....................................................21
2.3.5.3. Bản chất sinh hóa của quá trình lên men cơm rượu: ........................................25
2.4 . Nước giải khát lên men: ....................................................................................... 26

2.4.1. Phân loại nước giải khát ......................................................................................26
2.4.2. Sơ lược quy trình sản xuất nước giải khát lên men: ............................................26
Chương 3: .....................................................................................................................28
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................28
3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu: ......................................................................... 28
3.2 Dụng cụ thí nghiệm và nguyên vật liệu:................................................................. 28
3.2.1. Dụng cụ thí nghiệm: ............................................................................................28
vi


3.2.2. Nguyên liệu .........................................................................................................28
3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 29
3.3.1 Quy trình tiến hành nghiên cứu ............................................................................29
3.3.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 30
3.3.2.1. Thí nghiệm 1 : Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-330C ......30
3.3.2.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung
gừng ...............................................................................................................................32
3.3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát nguyên liệu phối chế tạo màu sắc và hương vị cho sản
phẩm lên men.................................................................................................................33
3.3.2.4. Thí nghiệm 4: Theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm ........................................34
3.3.3.. Các phương pháp phân tích chỉ tiêu theo dõi .....................................................35
3.3.3.1. Xác định độ Brix ..............................................................................................35
3.3.3.2. Xác định pH ......................................................................................................35
3.3.3.3. Xác định hoạt độ amylase trong môi trường lên men: .....................................35
3.3.4. Các phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm .................................................36
3.3.4.1. Phân tích cảm quan sản phẩm dựa trên phép thử so hàng ................................36
3.3.4.2. Phân tích cảm quan sản phẩm dựa trên phương pháp phân tích cho điểm chất
lượng sản phẩm..............................................................................................................36
3.3.5. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................................37
Thí nghiệm 1 : Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-330C ...................38

Thí nghiệm 2: Khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng ....38
Thí nghiệm 3: Khảo sát nguyên liệu phối chế tạo màu sắc và hương vị cho sản phẩm
lên men. .........................................................................................................................38
4.1. Khảo sát quá trình lên men cơm rượu ở nhiệt độ 30-33 0C ................................... 38
4.1.1. Chỉ tiêu hoạt độ amylase trong môi trường lên men: ..........................................38
4.1.2. Chỉ tiêu pH của dịch lên men: .............................................................................40
vii


4.1.3 . Chỉ tiêu hàm lượng vật chất khô hoàn tan ( độ Brix ) của dịch lên men: ..........43
4.1.4. Chỉ tiêu hiệu suất thu hồi của quá trình lên men cơm rượu: ..............................45
4.2. Thí nghiệm khảo sát thử nghiệm quy trình lên men cơm rượu có bổ sung gừng . 47
4.2.2. Khảo sát cảm quan mức độ ưa thích mùi vị của dịch lên men cơm rượu ...........48
4.4. Kết quả và thảo luận của thí nghiệm theo dõi chế độ bảo quản sản phẩm:.......... 50
4.5. Quy trình đề nghị ................................................................................................... 53
Chương 5 ......................................................................................................................55
5.1 Kết luận................................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO: .........................................................................................56
PHỤ LỤC .....................................................................................................................58

viii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
1N: Một ngày
2N: Hai ngày
3N: Ba ngày
4N: Bốn ngày
5N: Năm ngày
TGLM : thời gian lên men

VSV : vi sinh vật
A: Bánh men mua tại chợ Thủ Đức.
B: Bánh men mua tại chợ Hoàng Hoa Thám.
C: Bánh men mua tại chợ Linh Trung.

ix


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.4 : Quy trình sản xuất nước giải khát từ ngũ cốc
Hình 3.3 : Quy trình chế biến cơm rượu có bổ sung gừng trong quá trình lên men
Hình 4.1.1 : Đồ thị biểu diễn biến thiên của hoạt độ enzym dưới ảnh hưởng của thời
gian lên men và các loại bánh men sử dụng trong đề tài.
Hình 4.1.2 Đồ thị biến thiên của độ pH dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các
loại bánh men sử dụng trong đề tài.
Hình 4.1.3 : Đồ thị biểu diễn biến thiên của độ Brix dưới ảnh hưởng của thời gian lên
men và loại bánh men sử dụng trong đề tài
Hình 4.1.4: Đồ thị biểu diễn Biến thiên của hiệu suất thu hồi dưới ảnh hưởng của thời
gian lên men và các loại bánh men nghiên cứu lên hiệu suất thu hồi (%)
Hình 4.5 : Quy trình chế biến sản phẩm nước giải khát cơm rượu -gừng .

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.3: Các thành phần dinh dưỡng có trong 100 g cơm rượu
Bảng 2.4: Lượng các vi sinh vật trong hệ vi sinh vật của bánh men
ở các vùng khác nhau ( tính cho 1 g men)
Bảng 2.5: Lượng vi sinh vật trong hệ vi sinh của bánh men:
( số liệu cho 1 g bánh men)

Bảng 3.3.4.2: Mức chất lượng (Hà Duyên Tư,2006 Kỹ thuật phân tích cảm quan thực
phẩm, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật,trang 43)
Bảng 4.1.1: Biến thiên của hoạt độ enzym dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và
các loại bánh men sử dụng trong đề tài.
Bảng 4.1.2: Biến thiên của độ pH dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và các loại
bánh men sử dụng trong đề tài.
Bảng 4.1.3: Độ biến thiên của độ Brix dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và loại
bánh men sử dụng trong đề tài
Bảng 4.1.4. : Biến thiên của hiệu suất thu hồi dưới ảnh hưởng của thời gian lên men và
các loại bánh men nghiên cứu lên hiệu suất thu hồi (%)
Bảng 4.2.1 : Biến thiên của các chỉ tiêu pH ,độ Brix và hiệu suất thu hồi dưới ảnh
hưởng của hàm lượng gừng bổ sung
Bảng 4.2.2: Bảng khảo sát cảm quan mẫu dịch lên men có bổ sung gừng với hàm
lượng 1%, 2% và mẫu không có bổ sung gừng.
Bảng 4.3.1: Khảo sát cảm quan mẫu nước cơm rượu lên men có bổ sung 1% gừng tươi
phối chế với nước theo tỉ lệ mẫu:nước là 1:1 và 1:2
Bảng 4.3.2 : Khảo sát cảm quan sản phẩm sau khi phối chế với nước cốt chanh ở hàm
lượng 0,1% và 0,5%
Bảng 4.4.1 : Quy đổi pH trung bình của sản phẩm trong 7 ngày bảo quản.
Bảng 4.4.2 : Quy đổi độ Brix trung bình của sản phẩm trong 7 ngày bảo quản.

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.Đặt vấn đề:
Trên thế giới, cây lúa được 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của
1,3 tỉ người nghèo nhất trên thế giới, là sinh kế chủ yếu của nông dân. Là nguồn cung
cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại

các nước Châu Á , khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ.
Ở Việt Nam, dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương
thực chính.
Sản phẩm chính từ cây lúa là gạo. Hạt gạo không chỉ nuôi sống con người bao đời nay
mà còn là sản phẩm dinh dưỡng có giá trị cung cấp thành phần carbohydrate, vitamin
nhóm B, chất xơ, chất dầu, sắt, kali, kẽm, các yếu tố vi lượng và chất khoáng .
Hàm lượng tinh bột trong gạo khá cao chiếm khoảng 75-80% khối lượng vật chất khô
, chính vì thế nó là nguyên liệu chính cho quá trình lên men các loại rượu như rượu
cần, rượu nếp, Sake, Shochu...Nhưng trước khi đạt đến quá trình lên men rượu, hạt
tinh bột phải trải qua quá trình hồ hóa và quá trình đường hóa nhờ hệ enzyme có trong
bánh men rượu , cuối quá trình đường hóa nó tạo ra các loại đường đơn hỗ trợ tốt cho
quá trình tiêu hóa, chính vì thế để đa dạng các sản phẩm từ lúa gạo,được sự chấp nhận
của bộ môn Công Nghệ Hóa Học , tôi thực hiện đề tài : “Nghiên cứu chế biến nước
uống lên men từ gạo nếp” dựa trên quá trình đường hóa tinh bột nhờ hệ enzyme có
trong bánh men thuốc bắc. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ths. Vương
Thị Việt Hoa.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Chế biến nước giải khát từ gạo nếp dựa trên quá trình lên men cơm rươu.
- Bổ sung các thành phần phụ để hoàn thiện mùi vị cho sản phẩm.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng: Gạo nếp và men thuốc bắc.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu: phòng thí nghiệm.
1


Nội dung nghiên cứu
Tổng hợp tài liệu có liên quan đến đề tài
Xây dựng quy trình chế biến và bố trí thí nghiệm.:
-Chế biến thử nghiệm nước uống từ gạo nếp, dưa vào phương pháp lên men rượu
truyền thống, sử dụng bánh men cơm rượu để hạn chế lượng ethanol tạo thành sau

quá trình lên men.
-Phối chế sản phẩm đạt giá trị cảm quan: mùi vị, cấu trúc
-Khảo sát chế độ bảo quản sản phẩm.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Nguyên liệu:
2.1.1. Gạo nếp:
2.1.1.1. Giới thiệu về cây lúa:
a. Tên gọi:
Cây lúa hiện đang được trồng rộng rãi khắp nơi trên toàn cầu thuộc:
- Họ : Gramineae ( hòa thảo)
- Giống : Oryza.L
- Thứ, chủng loại: Indica và Shino Japonica
- Tên khoa học : Oryza Iativa var Indica/ Japonica
- Tên thông dụng : Lúa nước hay lúa cạn
b. Nguồn gốc và phân bố:
Chi Oryza Kuth mà tổ tiên của nó đã tồn tại từ đầu kỷ Phấn Trắng,bao gồm lúa
dại và lúa trồng. Vào giữa kỷ này, xuất hiện một trong những loại nguyên thủy nhất
thuộc chi Oryza đó là loại Stretochasta Shrad. Đến cuối kỷ Phấn Trắng mới xuất hiện
lúa ( Oryza) ( Bùi Huy Giáp, 1999).
Loại Oryza bao gồm nhiều loài, nhưng theo Hội nghị Di truyền học và Tế bào
học họp ở Viện lúa Quốc tế (1963) cho rằng chỉ có 19 loài. Phần lớn loại hình lúa
trồng Oryza Sative đều thuộc nhóm cây ưa ấm.
Oryza Sativa có 160 loài phụ ( Bùi Huy Giáp,1999), chúng sống tốt nhất trong
điều kiện đất bão hòa nước , phân bố chủ yếu ở bán đảo Đông Dương , Đông Bắc Ấn

Độ và miền Nam Trung Quốc . Hiện nay, Oryza Sativa được trồng rộng rãi ở các miền
nhiệt đới, á nhiệt đới và ôn đới ở tất cả các châu lục.
3


Trên thế giới hiện nay có hai loại lúa trồng : Oryza Sativa được thuần hóa ở
Châu Á nên được gọi là lúa trồng Châu Á. Oryza Glaberrima được thuần hóa ở Châu
Phi nên được gọi là lúa trồng Châu Phi ( Bùi Huy Giáp, 1999).
c. Phân loại:
Có nhiều cách phân loại lúa trồng dựa trên nhiều cơ sở khác nhau:
Phân loại dựa trên thời gian sinh trưởng: gồm có lúa sớm ( ba tháng ) và lúa
muộn ( sáu tháng ) . Lúa muộn do thời gian tồn tại trên cây dài nên khả năng tích trữ
tinh bột và các chất dinh dưỡng sẽ nhiều hơn lúa sớm. Mặt khác , khả năng tương tác
giữa các hạt tinh bột và các polymer khác trong hạt thóc tăng sẽ làm cho cấu trúc hạt
gạo sáu tháng chặt chẽ hơn hạt gạo ba tháng.
Phân loại dựa trên hình dạng: gồm có lúa tẻ và lúa nếp ( hay lúa hạt dài và lúa
hạt tròn ) . Hai loại lúa này ngoài việc khác nhau về tỷ lệ và thành phần các chất dinh
dưỡng chứa trong nó còn có sự khác biệt rất lớn của hai thành phần amylose và
amylopectin cấu trúc nên hạt tinh bột. Trong hạt lúa nếp gần như 100% là amylopectin
, còn hạt gạo tẻ thì các giống loài khác nhau hàm lượng amylose và amylopectin khác
nhau nhưng nhìn chung amylose chiếm khoảng 15- 35% ( Lê Ngọc Tú và ctv,2000).
Trong đề tài này chúng tôi lựa chọn lúa nếp làm nguyên liệu cho quá trình lên
men cơm rượu để chế biến nước giải khát . Sở dĩ lúa nếp được lựa chọn như vậy do
hàm lượng amylopectin cao trong nó có lợi cho quá trình đường hóa tạo ra nhiều
đường đơn.
2.1.1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của hạt lúa nếp thông dụng:
a. Cấu tạo hạt lúa nếp
 Vỏ trấu: chiếm 19-21% khối lượng hạt, gồm các tế bào rỗng có thành hoá gỗ
cấu tạo từ cellulose kết chặt lại nhờ chất khoáng và lignin.
 Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, gồm một vài lớp tế bào: biểu bì ở ngoài

cùng gồm các tế bào nhỏ, ở hạt mới thu hoạch các tế bào này được phủ bằng một lớp
sáp mỏng; kế đến là lớp vỏ quả ngoài, gồm 2/3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt; tiếp
nữa là lớp vỏ quả giữa cũng gồm các tế bào dài nhưng hướng ngang hạt; sau cùng là
lớp vỏ quả trong gồm các tế bào hình trụ hướng dọc theo hạt. Vỏ quả thường liên kết

4


không bền với vỏ hạt. Trong thành phần của vỏ quả có cellulose, pentozan, pectin và
tro.
 Vỏ hạt, chiếm 1-2,5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào: một lớp tế bào hình
chữ nhật nhỏ, sít, có chứa các sắc tố antoxyan, flavon; một lớp vỏ tế bào có hình dạng
không đều, xốp, dễ dàng cho ẩm đi qua. Vỏ hạt liên kết chặt với lớp alơrông. Vỏ hạt
chứa ít cellulose hơn nhưng lại nhiều hợp chất nitơ và đường hơn ở vỏ quả.
 Lớp alơrông: chiếm 6-12% khối lượng hạt, là một lớp tế bào lớn thành dày.
Lớp alơrông rất giàu protein (35-45%), đường (6-8%), chất béo(8-9%), vitamin và tro
(11-14%), cellulase (7-10%), và pentozan(15-17%). Khi chế biến hạt, lớp vỏ này bị
tách đi cùng với vỏ.
 Nội nhũ: là phần được sử dụng lớn nhất của hạt lúa, gồm các tế bào lớn, có
thành mỏng, chứa đầy các hạt tinh bột, chất protein, một ít cellulose, chất béo, tro và
đường. Trong nội nhũ thóc, tinh bột chiếm tới 80%. Tuỳ theo giống, điều kiện canh tác
và phát triển, nội nhũ có thể trắng trong hay trắng đục. Nếu nội nhũ có độ trắng trong
cao thì trong quá trình xay xát gạo ít nát và cho tỉ lệ thành phẩm cao. Ngược lại nếu
nội nhũ có độ trắng đục cao thì hạt qua chế biến bị gãy nát nhiều.
 Phôi hạt: Nằm ở đầu nhọn của hạt lúa, chiếm 2.25% khối lượng gạo. Trong
phôi có liên kết phôi với nội nhũ, và có rễ mầm, thân, lá. Phôi gồm các tế bào sống có
khả năng phân chia, phát triển và tổng hợp chất. Trong thành phần của phôi có một
phức hệ các chất thường có mặt trong tế bào sống. Phôi là bộ phận chứa nhiều chất
dinh dưỡng, là nơi dự trữ thức ăn cho mầm hạt. [4]
b. Thành phần hóa học trong một số gạo nếp thông thường



Gạo nếp thường:

Là loại gạo nếp đã qua xay xát, hàm lượng vitamin B1 giảm đáng kể, có
màu trắng đục, có thành phần hoá học theo bảng sau:

5


Bảng 2.2: Thành phần hóa học của gạo nếp thường



Thành phần hoá học

Hàm lượng (%)

Nước

13,8

Protein

8,0

Acid hữu cơ

1,5

Glucide

73,8

Cellulose

0,6

Tro

0,8

Nếp cẩm (gạo nếp than)

Gạo nếp than gồm có 4 loại :
-

Nếp cẩm Đức Hoà

-

Nếp đen Khánh Vĩnh

-

Nếp than Long Đất

-

Lúa lức nếp cẩm: Các loại lúa này có năng suất không cao

(thừơng chỉ đạt 2,8 -3,3 tấn /ha)
Hiện nay, dân vùng đồng bằng Nam Bộ phân loại nếp than theo màu sắc
của hạt gạo. Theo cách phân loại này, nếp than được chia ra 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 rượu sẽ
mang đặc trưng màu của loại gạo làm ra nó.
Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài, nhưng các loại gạo nếp than có
thành phần hoá học không sai biệt nhau nhiều. Ta có thể tham khảo các số liệu
sau:[3,6]

6


Bảng 2.3: Thành phần hoá học của gạo nếp than
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

14

Protein

8,2

Lipit

1,5

Gluxit

74,9

Axit hữu cơ

0,6

tro

0,8

2.1.1.3. Tình hình sản xuất và xuất khẩu gạo:
Thóc gạo là nguồn thu nhập và là cuộc sống của hàng triệu nông dân trên toàn thế
giới. Hàng năm, diện tích lúa trồng khoảng 150 triệu ha với sản lượng khoảng 600
triệu tấn và có khoảng 20 triệu tấn gạo được dùng làm hàng hóa buôn bán trên toàn thế
giới. Tổ chức Nông lương ( FAO) của liên hiệp quốc cho biết: năm 2005 có 29 triệu
tấn gạo và 2006 có 27,8 triệu tấn gạo ( sản xuất ra 635 triệu tấn) được buôn bán trên
thế giới.
Châu Á vừa là nơi sản xuất, vừa là nơi tiêu thụ gạo lớn nhất chiếm 90 % sản lượng
gạo của toàn thế giới .Có khoảng 2 tỷ người Châu Á sử dụng gạo và các chế phẩm từ
gạo để bổ sung 60-70% nguồn năng lượng hàng ngày cho cơ thể.

Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng Sông Hồng ở miền Bắc và
đồng bằng sông Cửu Long ở miền Nam. Hàng năm, sản lượng cả nước đạt khoảng 3334 triệu tấn thóc. Trong đó, chỉ khoảng 8 triệu tấn thóc ( tương đương với 4 triệu tấn
gạo sau khi xay xát) là phục vụ cho xuất khẩu , phần còn lại là tiêu dùng trong nước và
bổ sung cho quỹ dự trữ Quốc gia.
Như vậy, nguồn nguyên liệu thóc gạo của nước ta rất dồi dào không những đáp
ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu mà còn có thể cung cấp nguyên liệu cho nhiều
ngành công nghiệp khác của đất nước.
2.1.2. Gừng:
a. Định danh
7


Tên khác : Sinh khương, can khương , bào khương, Zingiber (Anh), Gingembre,
Amome des Indes ( Pháp).
Gừng có danh pháp khoa học : Zingiber officinale là một loại thực vật hay được
dùng làm gia vị , thuốc,
b. Nguồn gốc, phân bố:
Gừng có nguồn gốc từ Nam Á. Ở Việt Nam củ gừng được trồng ở khắp nơi từ
Bắc vào Nam như một loại gia vị và làm thuốc
c. Một số loại gừng phổ biến ở Việt Nam
Trong sản xuất và trong tự nhiên ở nước ta phổ biến có 3 loài:
Gừng dại ( Zingiber cassumuar) củ khá to, nhiều xơ, vị cay, nhiều mùi hăng, thịt
củ màu vàng xanh được dùng làm thuốc, gia vị , thường mọc hoang dại trong tự nhiên.
Gừng gió (Zingiber zerumber) ít được gây trồng, củ chỉ dùng làm dược liệu.
Loài gừng trồng phổ biến ( Zingiber officinale) trong sản xuất có hai giống khác
nhau:
- Gừng trâu, củ to, ít xơ,ít cay, thích hợp cho xuất khẩu và sản xuất quy mô lớn.
- Gừng dé được gây trồng phổ biến, cho củ nhỏ hơn , vị cay và nhiều xơ hơn,
hiện nay đang được bán nhiều ở thị trường trong nước.
d. Đặc điểm

Gừng là cây thân thảo cao tới 1m. Thân rễ nạc và phân nhánh xòe ra như hình
bàn tay gần như trên cùng một mặt phẳng, màu vàng, có mùi thơm. Lá mọc so
le,không cuống hình mác, có gân giữa hơi trắng nhạt khi vò có mùi thơm.Cán hoa dài
cỡ 20 cm, mang cụm hoa hình bông, gồm nhiểu hoa mọc sát nhau. Hoa có tràng hoa
màu vàng xanh, có thùy gần bằng nhau nhọn. Cánh môi ngắn hơn các thùy của tràng,
màu tía với những chấm vàng. Nhị hoa màu tím. Quả mọng.
e. Dược liệu:
Thân rễ (quen gọi là củ ) không có hình dạng nhất định, thường phân nhánh, dài
3- 7cm , dày 0,5 -1,5 cm. Mặt ngoài màu trắng tro hay màu nâu nhạt, có đốt tròn rõ rệt
và vết nhăn dọc. Đỉnh các nhánh có vết thâm khí sinh. Vết bẻ màu trắng tro hoặc ngà
vàng, có bột, vân tròn rõ. Mặt cắt ngang có nhiều chấm sáng ( tế bào chứa dầu nhựa)
và có sợi thưa. Mùi thơm, vị cay nóng.
f. Thành phần hóa học:
8


Các thành phần trong 100 gram gừng tươi
Gừng chứa 2-3% tinh dầu với thành phần chủ yếu là các hợp chất hydrocarbon
sesquiterpenic,β- zingiberen (35%), ar- curcumenen (17%),β-farnesen (10%) và một
lượng nhỏ các hợp chất alcol monoterpenic như geraniol, linalol,borneol.
Nhựa dầu chứa 20-25% tinh dầu và 20-30% các chất cay. Thành phần chủ yếu
của nhóm chất cay là zingeron, shogaol và zingerol,trong đó gingerol chiếm tỳ lệ cao
nhất.
Ngoài ra, trong tinh dầu gừng còn chứa α-camphen, β-phelandren, eucalyptol và
các gingerol.
g. Một số công dụng của gừng
Dùng làm gia vị trong một số món ăn hoặc chế biến thành mứt gừng, trà gừng.
Theo y học cổ truyền gừng có vị cay tính ấm, có tác dụng hạn chế bớt tính lạnh
của các vị thuốc hàn. Gừng có tác dụng kháng viêm giảm đau làm tăng cường hoạt
động tuyến giáp trạng và tuyến sinh dục; chống nôn ói, cảm mạo.

Gừng tươi có tác dụng tiêu đờm, giúp tiêu hóa . Gừng khô có tác dụng ôn trung
tán hàn . Vỏ gừng tiêu phù thũng.
Gừng tươi giải cảm hàn, làm gia vị , làm mứt, cất tinh dầu làm thuốc. Gừng khô
chữa đau bụng lạnh, kém tiêu, tiêu chảy.
2.2. Tổng quan về tinh bột
2.2.1. Giới thiệu chung :
Tinh bột là nguồn dinh dưỡng dự trữ của thực vật do cây xanh quang hợp tạo nên.
Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực như : củ, quả , hạt,...Hình dạng , kích
thước, mức độ tinh thể hóa cũng như thành phần hóa học và tính chất của tinh bột phụ
thuộc nhiều vào giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng và phát triển của
cây...( Hoàng Kim Anh, 2006).
Trong điều kiện tự nhiên ,tinh bột tồn tại dưới dạng hạt có kích thước từ 0,02-0,12
mm với nhiều hình dạng khác nhau như : hình tròn, hình bầu dục , hình đa giác,...
Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chính cho con người. Không những thế, tinh
bột và các sản phẩm của chúng còn có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công
nghiệp như: thực phẩm (làm bánh, kẹo, chất phụ gia,...),dệt, giấy,...
9


Trong sản xuất rượu, bia, cồn etylic thì các loại hạt ngũ cốc ( gạo, ngô, đại mạch, cao
lương,...) và các loại củ ( sắn, khoai lang, khoai tây,...) làm nguyên liệu chủ yếu.
2.2.2. Thành phần hóa học của tinh bột:
Bảng 2.1: Thành phần một số loại nguyên liệu

Thành phần

Amylose

Amylopectin

Xơ thô

Gạo nếp

Rất ít

≈ 100

1

Sắn

17

83

Gạo tẻ

17

83

0,4-0,7

Bắp thường

21-23

77-79

7.1

Bắp trắng

Rất ít

≈ 100

5,3

nguyên liệu

Tinh bột không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau
đó là: amylose/ amylopectin trong đa số hạt tinh bột xấp xỉ ¼
-

Amylose:

Amylose là polymer mạch thẳng cấu tạo từ các D- glucopyranose nhờ các liên kết α1,4 glucoside. Do có cấu tạo bởi các liên kết α-1,4 glucoside nên để thủy phân amylose
hoàn toàn có thể sử dụng các enzyme:α- amylaza , β-amylaza và glucoamylaza. Tuy
nhiên, amylose cũng chứa khoảng 0.1% liên kết phân nhánh α-1,6 glucoside ( Hoàng
Kim Anh,2006) nên β-amylaza không thể thủy phân amylose hoàn toàn.
Trọng lượng phân tử của amylose trong khoảng 105-106 với hai mức độ polymer hóa
DP từ 1000-2000 (thấp) và 4500-6000 (cao).
Khi ở trạng thái tinh thể amylose có cấu hình xoắn ốc , mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn
vị glucose , đường kính của xoắn ốc là 12.97A0 và chiều cao vòng xoắn ốc là 7.91 A0 .
Các nhóm hydroxyl của các gốc glucose được bố trí phía ngoài vòng xoắn, bên trong
là các nhóm C-H. Chính cấu trúc này cho phép amylose có khả năng hydrat lớn, dễ
ngấm nước và dễ trương nở trong nước.
-

Amylopectin
10


Amylopectin cũng là chuỗi polymer của các gốc glucose, ngoài liên kết α- 1,4
glucoside ở mạch thằng còn có liên kết α- 1,6 glucoside ( chiếm khoảng 4%) ở mạch
phân nhánh.
Trung bình mỗi nhánh của amylopectin gồm 15 -30 gốc glucose và kết thúc bằng một
đầu không khử ( trong phân tử amylopectin chỉ có một đầu khử và nhiều đầu không
khử còn phân tử amylose chỉ có một đầu khử và một đầu không khử), khoảng cách
giữa các điểm phân nhánh là 8 – 10 gốc glucose. Bằng phương pháp tán xạ ánh sáng
người ta đã xác định phân tử lượng của amylopectin vào khoảng 5.108 ( Lê Ngọc Tú
và ctv, 2000).
Phân tử amylopectin có cấu tạo như những chùm nho trong đó xen kẽ hai loại vùng:
vùng I có cấu tạo chặt, sắp xếp có trật tự và có độ tinh thể lớn do đó bị thủy phân khó
khăn,vùng II sắp xếp kém trật tự có nhiều điểm phân nhánh và không có độ tinh thể
nên dễ dàng bị thủy phân ( Mercier, td: Lê Ngọc Tú và ctv,2000)
Do đó, để thủy phân amylopectin ta có thể sử dụng các enzym amylaza,
glucoamylaza,isoamylaza để tạo ra sản phẩm cuối cùng là các đơn vị glucose.
So với amylose, phân tử amylopectin to lớn và dị thể hơn nhiều. Nhưng chính sự
cồng kềnh và dị thể đó đã làm cho phân tử amylopectin không có xu hướng kết tinh do
đó chúng có khả năng giữ nước hơn amylose
Amylopectin hấp thụ nhiều nước khi bị nấu chín và là thành phần chủ yếu tạo nên sự
trương phồng của hạt tinh bột . Như vậy loại gạo nào có chứa nhiều amylopectin hơn
thì có khả năng hấp thụ nhiều nước hơn gạo chứa ít amylopectin
2.2.3. Tinh bột gạo:
2.2.3.1. Giới thiệu chung:
Trong nội nhũ của hạt thóc, hàm lượng tinh bột chiếm khoảng 80% vật chất khô.
Hạt tinh bột gạo có hình đa giác , có kích thước từ 3-8µm, bên ngoài được bao bọc bởi

màng lipoprotein khiến cho hạt tinh bột không tan được trong nước .( Lê Ngọc Tú và
ctv,2000)
Tuy nhiên trên vỏ hạt tinh bột có các lỗ nhỏ và hạt tinh bột cũng có các lỗ xốp nên
khi tương tác với các chất hòa tan thì mặt bên ngoài và bên trong đều tham dự. Điều
này ảnh hưởng đến khả năng ngậm nước và trương nở của hạt tinh bột trong quá trình
chế biến Nhiệt độ hồ hóa của hạt tinh bột gạo là 70-800C
11


Về thành phần cấu tạo , hạt tinh bột gạo cũng tương tự như các hạt tinh bột khác là
gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin. Tuy nhiên, tùy vào giống loài
,mùa vụ canh tác , điều kiện sinh trưởng và phát triển mà tỷ lệ amylose và amylopectin
có khác nhau, thông thường hàm lượng amylose trong hạt tinh bột gạo là 15-35%.
Tinh bột gạo nếp chứa hầu như là amylopectin (≈ 100%). (Bảng 2.1)
2.2.3.2. Sự hồ hóa tinh bột hạt gạo trong quá trình nấu
Ở trạng thái tự nhiên , các phân tử tinh bột liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất
bền. Phân tử tinh bột liên kết với phân tử nước theo hai kiểu:
Kiểu 1:
R

H
O

O
H

Kiểu 2: Hydrat hóa các nhóm hydroxyl tự do

H
R

O

H
O

H

O

R

H

Trong quá trình nấu dưới tác dụng đồng thời của nước và nhiệt, hạt tinh bột hút
nước rất mạnh. Do cấu trúc của hạt tinh bột nên các chất hòa tan có thể xâm nhập vào
bằng con đường khuếch tán qua vỏ. Tuy nhiên , vận tốc hút nước của từng cấu tử trong
hạt gạo khác nhau là khác nhau, kết quả là hạt gạo trương nở và có cấu trúc mềm dần.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và lượng nước vừa đủ các phân tử tinh bột sẽ bị hồ
hóa. Liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột sẽ mềm, bị nhão đi và các phân tử tinh
bột trương nở.
Do đó, theo thời gian chịu tác động của nhiệt độ cao các phân tử tinh bột trương
nở và tách xa nhau dần.
Ngoài ra, trong quá trình này các chất hòa tan trong nước có trong hạt gạo sẽ
khuếch tán vào môi trường nấu. Thời gian nấu càng dài thì lượng chất hòa tan trong
môi trường nấu càng tăng.

12

Trong quá trình nấu hạt gạo, các quá trình lý hóa diễn ra khá phức tạp, có nhiều
biến đổi xen kẽ và đan chéo nhau , phụ thuộc vào thời gian gia nhiệt , nhiệt độ và áp
suất môi trường nấu. Chính vì vậy, khi thiết lập quy trình kĩ thuật gia nhiệt ẩm tinh
bột, các yếu tố này luôn tham gia với tư cách là thông số kỹ thuật buộc phải xét đến.
2.2.3.3. Quá trình đường hóa tinh bột:
Các nấm men lên men rượu , chúng có khả năng chuyển hóa đường thành rượu
nhưng lại không có khả năng chuyển hóa tinh bột thành rượu. Do đó, trong sản xuất
các sản phẩm lên men như rượu, bia, ...thì nguyên liệu chứa tinh bột cần phải trải qua
quá trình đường hóa.
a.

Giới thiệu chung:

Đường hóa là quá trình thủy phân tinh bột bằng cách phân cắt các mối liên kết α1,4 glucoside ở mạch thẳng của amylose và amylopectin cùng với mối liên kết α-1,6
glucoside ở mạch phân nhánh của amylopectin thành các loại đường đơn giản như:
glucose, maltose, hay các oligosaccharide ( dextrin) nhờ tác dụng của các enzym thủy
phân.
Tuy nhiên, trước quá trình đường hóa thì nguyên liệu chứa tinh bột phải được
nấu chín để các màng tinh bột bị phá vỡ , tinh bột chuyển thành dạng dễ tan có như
vậy hệ enzym amylaza mới tác dụng thủy phân tinh bột thành đường dễ dàng.
b.

Các phương pháp đường hóa tinh bột:

Hiện nay, trên thế giới sử dụng rất nhiều phương pháp rất khác nhau để chuyển
hóa tinh bột thành đường như:


Phương pháp đường hóa bằng acid: theo phương pháp này giai đoạn nấu

và giai đoạn đường hóa xảy ra đồng thời. Các acid sử dụng trong quá trình đường hóa
là: HCl với tỷ lệ 8-10% và H2SO4 với tỷ lệ 2 -5 %. Sau quá trình đường hóa thu được
dung dịch đường glucose.
Tuy nhiên trong phương pháp này, sự thủy phân tinh bột thường đi kèm
với sự thủy phân xa hơn thành 5- hydroxymetyl furfural, acid levulinic và acid fomic.
Mặc dù, sự thủy phân tinh bột bằng acid tạo nên trên 98.8% đường khử
song lượng cồn thu hồi lại thấp khoảng 75% so với lý thuyết do sự có mặt của các sản
phẩm phụ không lên men hoặc các chất kiềm hãm ( Kiều Hữu Ảnh,1999).
13




Phương pháp maltase: tác nhân đường hóa tinh bột trong phương pháp

này là thóc malt hoặc các loại thóc nẩy mầm. Vì trong các hạt nẩy mầm có hệ enzym
amylaza thủy phân tinh bột thành các dextrin và maltose. Sản phẩm thu được chủ yếu
là dịch đường maltose.
Phương pháp này chủ yếu sử dụng ở các nước giàu đại mạch như Châu
Âu, Châu Mỹ dùng trong sản xuất bia. Nhưng ngày nay phương pháp này được thay
thế dần bằng phương pháp myco-malt.


Phương pháp amylose: đây là phương pháp sử dụng nấm mốc ( loài mốc

Amylomyces rouxii) làm tác nhân đường hóa tinh bột. Amylomyces rouxii được cấy
vào dịch cháo sẽ phát triển và tiết ra hệ enzym amylaza để thủy phân tinh bột.Sau đó,
nấm men sẽ được cấy vào và cho lên men.
Phương pháp này dễ dàng cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất
nhưng yêu cầu là phải vô trùng tuyệt đối và thời gian lên men kéo dài khoảng 6-8 ngày

có khi đến 10 ngày.


Phương pháp myco-malt : nấm mốc được nuôi cấy theo phương pháp bề

mặt hoặc phương pháp chìm sẽ sinh ra nhiều enzym amylaza đường hóa tinh bột .
Phương pháp này cho phép rút ngắn thời gian sản xuất chỉ bằng 1/2- 1/3 phương pháp
amylose, thời gian đường hóa 1-3 giờ.
Ưu điểm của phương pháp này là : có thể sử dụng nhiều nguồn tinh bột
khác nhau và trong quá trình lên men không đòi hỏi phải vô trùng tuyệt đối mà vẫn có
thể đạt năng suất cao. Tuy nhiên, trong giai đoạn nuôi cấy nấm mốc đường hóa dùng
phương pháp bề mặt nên khó cơ giới hóa , cần diện tích bề mặt rộng và đòi hỏi nhiều
nhân công.


Phương pháp dùng bánh men thuốc bắc: đây là phương pháp có từ lâu

đời và được dân gian sử dụng trong phương pháp nấu rượu thủ công hoặc rượu nếp.
Trong men thuốc bắc có các loại nấm mốc chuyển hóa tinh bột thành
đường và nấm men lên men đường thành rượu.
Tuy rằng, phương pháp này có hiệu suất thấp ( nhiều khi chỉ đạt 50% so
với lý thuyết), nhưng rượu nấu bằng men thuốc bắc cho chất lượng cao , hương vị đậm
đà đặc trưng cho vùng miền. Chính điều này đã gợi lên ý tưởng sử dụng bánh men
14