Báo cáo Thực hành cồn, rượu, bia, nước giải khát

Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 1 Viện: Công Nghệ Thực Phẩm & Sinh Học Môn thực hành: CNSX Đồ Uống Báo cáo thực hành: Cồn, Rượu, Bia, Nước Giải Khát GVHD: Th.s Trần Thị Mai Anh SVTH : Tổ 5 Nhóm3 LỚP : DHTP3 NIÊN KHÓA : 2007 – 2011 TP.Hồ Chí Minh,ngày 18 tháng10 năm 2010 Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 2 Danh Sách Sinh Viên HỌ VÀ TÊN MSSV Vũ Thị Sinh 07720861 Nguyễn Thị Thu Thảo 07713321 Tiêu Thị Kim Phúc 07705991 Hồ Thị Thu Nguyệt 07707801 Phùng Thị Huỳnh Như 07702831 Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 3 Nhận Xét Của Giáo Viên .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... .................................................................................................... Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 4 Mục Lục Danh sách tổ .................................................................................................... 2 Nhận Xét xủa giáo viên ................................................................................... 3 Bài 1: Rượu Truyền thống ............................................................. ................. 5 Bài 2: Sản Xuất Rượu chưng cất theo phương pháp EnZyme ...... ................. 18 Bài 3: Xác định độ rượu của dịch giấm ......................................... ................. 26 Bài 4: sản Xuất nước trích ly ......................................................... ................. 28 Bài 5: Nấu môi trường dinh dưỡng nấm men ................................ ................. 37 Bài 6: Sản Xuất Nước giải Khát Lên Men ..................................... ................. 40 Bài 7-8: Công nghệ sản Xuất Bia .................................................. ................. 48 Bài 9: Sản Xuất nước giải khát pha chế ......................................... ................. 75 Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 5 Bài1: SẢN XUẤT RƯỢU THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 1.Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Rượu là một loại đồ uống có lịch sử hàng ngàn năm, nó có mặt trong hầu hết các lễ nghi và phong tục của hầu hết các nước trên thế giới, mỗi nước mỗi vùng lại có một loại rượu đặc trưng và là niềm tự hào của các vùng. Thành phần chính của rượu là: rượu etylic (etanol: C2H5OH), nước, và các cấu tử khác tuỳ thuộc vào cách sản xuất, loại nguyên liệu, cách pha chế, tàng trữ ... chính các cấu tử khác này tạo nên nét đặc trưng của mỗi loại rượu, mỗi địa phương mà nơi khác khó có thể bắt chước được vì phần lớn nó được các gia đình giữ kín, không truyền cho người ngoài. 1.1.Giới thiệu về bánh men sử dụng trong lên men rượu truyền thống ở Việt Nam 1.1.1.Sơ lược về bánh men • Bánh men là hỗn hợp VSV có sự tác động tương hỗ trong quá trình lên men. • Các loại bánh men o bánh men có thuốc bắc o bánh men không có thuốc bắc o bánh men lá Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 6 • Ở nước ta, mỗi vùng đều có các bài thuốc làm men khác nhau tạo nên nhiều loại rượu đặc sản của từng vùng, được nhiều người biết đến như rượu Bầu Đá (Bình Định), rượu Gò Đen (Long An), rượu Làng Vân, rượu cần… 1.1.2.Hệ VSV có trong bánh men Trong bánh men có 100 – 300 triệu tế bào VSV/gr. ƒ Nấm mốc: Mucor sp, Rhizopus sp, Aspergillus ozyzae, Asp. niger, A. awamori, Asp. sp, Penicillium sp... ƒ Nấm men: Saccharomyces sp và Candida sp. ƒ Vi khuẩn lactic và VK acetic. ƒ Ngoài ra còn có giả nấm men Endomycopsis. Aspergillus oryzae Thường có màu vàng khi già nên còn được gọi là nấm màu vàng hoa cau. Khi mới phát triển, hệ sợi có màu trắng, sau đó chuyển dần sang màu lục và khi già chuyển hẳn sang màu vàng. Phát triển trong khoảng nhiệt độ rất rộng (15-40oC), nhiệt độ tối ưu là 30-32oC. Khả năng sinh enzyme rất mạnh, trong đó chủ yếu là các loại enzyme amylase, protease, maltase. Aspergillus niger Khi mới phát triển, sợi nấm màu trắng, sau đó sẫm lại nhưng không hoàn toàn đen. Bào tử của chúng Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 7 là có màu đen tuyền. Từ một sợi đầu tiên, chúng phân nhánh tạo ra 2-4 nhánh sợi nhỏ. Từ các nhánh này sẽ phát triển thành những đỉnh bào tử và từ đó sẽ phát triển thành những bào tử màu đen. Nấm sợi này có khả năng tạo ra rất nhiều enzyme khác nhau như: amylase, invertase, maltase, protease, pectinase và cellulase... Penicillium sp (Nấm chổi) Bộ phận mang bào tử có dạng phân nhánh hình chổi. Cuống có thể phân nhánh 1,2, 3 tầng, trên đó là các thể bình rồi đến bào tử đính. Các bộ phận của thể chổi có thể phát triển đều, đối xứng với trục cuống hoặc không. Có khả năng sinh cellulase. Mucor: Màu trắng, bọc bào tử hình cầu màu trắng hoặc nhạt màu. Mucor có hệ sợi hình ống, dạng nhung hoặc len, không có thân bò (Stolon) cuống bọc bào tử dựng đứng, luôn luôn tận cùng bằng bọc bào tử, đơn độc hoặc phân nhánh. Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 8 Mucor mọc ở các hạt, thức ăn gia súc, thực phẩm… bị ẩm tạo thành một lớp lông tơ màu xám. Một số loài Mucor có khả năng lên men và oxy hoá. Khả năng sinh enzyme protease, amilase.... Chúng được dùng trong sản xuất axit hữu cơ, rượu và các chế phẩm enzyme Rhizopus sp Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu, bào tử kín, phân nhánh. Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau quả…. Khả năng sinh enzyme protease, amilase…. Endomycopsis Là loại nấm men rất giàu amylase và glucoamylase. Có tính chất tương tự như Sac. cerevisiae. Tế bào Encomycopsic có hình dài nối tiếp nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty (mycelium). Sinh sản dinh dưỡng bằng nảy chồi. Vừa có khả năng đường hoá vừa có khả năng rượu hoá (lên men Glucose, maltose). Enzyme glucoamylase từ nấm men Endomycopsis filligenes có pH hoạt động là 4,8; enzyme này bền ở vùng pH 4- 5, nhiệt độ thích hợp cho enzyme này hoạt động là 50oC. Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 9 Saccharomyces cerevisae Là loài nấm men lên men nổi, kỵ khí không bắt buộc. Sinh sản theo kiểu nảy chồi, phân đôi, bào tử. Trong điều kiện có oxy, phát triển sinh khối. Trong điều kiện không có oxy,chuyển đường thành rượu. Có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau (glucose, saccharose, fructose, mantose…) Nhiệt độ tối ưu:25-30oC, nhiệt độ tối thiểu 2-3oC, Ở 40oC ngừng sinh trưởng và men bị chết. Vi khuẩn Chủ yếu là VK lactic và VK acetic thường làm chua môi trường trong dịch lên men có oxy, 1.1.3.Vai trò của bánh men rượu • Hệ VSV trong bánh men tham gia các quá trình chuyển hóa cơ chất. • Giai đoạn đầu VK phát triển hình thành các acid hữu cơ. • pH môi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các loài nấm mốc phát triển. Nấm men cũng bắt đầu phát triển (tốc độ yếu hơn nấm mốc). • Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường: nhờ nấm mốc Aspergillus sp, Rhizopus sp, Mucor sp, Endomycopsis …. tạo ra amylase (alpha amylase, glucoamylase). • Quá trình chuyển hóa đường thành rượu: nhờ các loài nấm men Saccharomyces, các loài nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus delamar và Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 10 các loài thuộc Endomycopsis vừa có khả năng chuyển hóa tinh bột thành đường, vừa có khả năng chuyển hóa đường để tạo thành cồn. 1.2.Thành phầng gạo Thành phần (%) Tinh bột Nước Protein thô Chất béo thô Xơ thô Tro Lúa gạo 69.2 11 7.3 1.2 0.5 0.9 2. Quy trình công nghệ sản xuất 2.1.Sơ đồ quy trình Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 11 Gạo Xử lí Nấu chín Lên men Để nguội, rải men Men ướt: 10g/ kg – 2l nước Men khô: 10g/ kg Ủ 2 ngày, bổ sung 2l nước Chưng cất Sản phẩm Lọc Bã 2.2.Thuyết minh quy trình Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 12 Xử lí: loải bỏ tạp chất (đất, cát...), sau đó đem cân Nấu chín: phá vở các tế bào của hạt tinh bột, giúp cho en zym amylase tiếp xúc được với tinh bột, tạo điều kiện đưa tinh bột về trạng thái hòa tan trong dung dịch. Chú ý: tránh nấu quá nhão hay quá khô và cháy khét giúp tạo môi trường lên men tốt sau này. Để nguội: Đánh tơi cơm sau đó để nguội nhằm giảm nhiệt độ của khối hạt xuống tạo điều kiện thích hợp để rắc men nếu nhiệt độ cao các vi sinh vật trong bánh men sẽ chết. Khi nhiệt độ hạ xuống 30-32 o C ta tiến hành rắc men, lượng men giống, tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh vật hoạt động: độ ẩm 80-85%, nhiệt độ : 30-32 o C, thoáng gió. • Đối với men ướt : bổ sung 10g/kg tương ứng với 2l nước, sau đó lên men. • Đối với men khô: bổ sung 10g/kg, trộn đều men rồi tiến hành ủ 2 ngày. Mục đích ủ: tạo điều kiện cho vi sinh vật có trong nấm men phát triển, tăng sinh khối, chuyển hóa đường thành rươu. Biến đổi sau khi ủ: dưới tác dụng của enzym amylase có sẵn trong bánh men hay do nấm mốc tiết ra chuyển hóa tinh bột thành đường làm cơ chất cho nấm men sử dụng lên men chuyển hóa đường thành rượu. Sau khi ủ: Ta bổ sung nước và để yên trong 2,5 đến 3 ngày ở nhiệt độ 25-30 o C . Đây là quá trình ngâm, trong quá trình này các loại vi sinh vật hoạt động tạo ra các sản phẩm trao đổi chất: axit hữu cơ, este, rượu, các cấu tử thơm... Tới đây sản phẩm gồm 2 pha rắn và lỏng: • Rắn: Vỏ, tinh bột chưa thuỷ phân - > cần loại bỏ Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 13 • Lỏng: Rượu etylic, nước, các cấu tử khác: rượu bậc cao, andehyt, este... Lên men: tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Thời gian này sẽ có ba quá trình song song xảy ra, tất nhiên lả mức độ của các quá trình này có khác nhau. Ba quá trình đó là quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật, quá trình đường hóa và quá trình rượu hóa. Sự kết hợp của ba quá trình này tạo cho rượp màu sắc, mùi, vị rất đặc trưng. Quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật: ™ Quá trình này xảy ra rất nhanh ở giai đoạn đầu lên man, khi ta cho bánh men vào nguyên liệu. Sư phát triển mạnh của vi khuẩn ở giai đoạn này kéo theo sự tạo thành một số acid hữu cơ. Kế quả là Ph môi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các loải nấm, mốc phát triển. Song song đó các loài nấm men bắt đầu phát triển, tuy sự phát triển của chúng có yếu hơn sự phát triển của nấm mốc. ™ Các loại nấm mốc chỉ phát triển trong giai đoạn đường được tạo thành hay là cuối giai đoạn nấm mốc phát triển. Quá trình sinh hóa: ™ 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. Đó là quá trình tạo acid acetic và quá trình tạo acid lactic. Qúa trình tạo acid lactic mạnh hơn quá trình tạo acid acetic. Cả hai quá trình này xảy ra với cường độ không mạnh vì giai đoạn đầu lượng đường trong khối lên men chưa cao nên vệc chuyển hóa đó xảy ra không mạnh. Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường: Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 14 Do sự phát triển của nấm mốc và nấm men Endomycopsis, tinh bộ được chuyển hóa thành đường. Các loài nấm mốc và nấm men này trong quá trình phát triển tạo ra rất nhiều enzym amylase và glucoamylase. Các enzym này hoạt động rất thuận lợi trong giai đoạn đầu và được kéo dài suốt thời gian này. Bản chất của các enzym này là các enzym cảm ứng, do đó nguyên liệu là loại có chứa nhiều tinh bột, kích thích quá trình sinh tổng hợp rất mạnh mẽ. Điểm quan trọng thứ hai cần đề cập đến là các enzym này chịu sự điều khi63n bởi sản phẩm cuối cùng là glucose. Bình thường thì glucose sẽ ức chế quá trình thủy phân tinh bột. Nhưng các loài nấm mốc Mucor rouxei, Rhizopus delemar, các loại nấm men thuộc Endomycopsis vừa có khả năng sinh tổng hợp enzym amylase, glucomylase vừa có khả năng chuyển hóa đường thành cồn. Mặt khá các loài nấm men Saccharomyces cũng rất tích cực chuyển hóa đường glucse thành cồn. Kế quả là lượng đường glucose chyển hóa thành bao nhiêu, ngay lập tức được chuyển hóa thành cồn, một phần phục vụ cho sinh sản và phát triển của chính các loài vi sinh vật đó. Do đó trong khối lên men này thường không xảy ra cơ chế kìm hãm ngược bởi glucose. Quá trình chuyển hóa đường thành cồn: • Quá trình này được thực hiện bởi: • Saccharomyces sp. • Mucor và Rhizoup sp. • Endomycopsis sp. • Trong đó các loài nấm men Saccharomyces đóng vai trò cơ bản, chuyển hóa đường để tạo thành rượu etylic và CO2. CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ tạo thành bọt khí bám vào bề mặt nấm men và làm các tế bào nấm men nổi lên trên, khi lên đến bề mặt, bọt khí vỡ ra và tế bào nấm men lại chìm xuống tạo ra sự đảo trộn giúp quá trình lên men được tốt hơn. Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 15 • 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, hỗ trợ nhau và tạo nên một quá trình chung hài hòa., để cuối cùng ta tạo ra sản phẩm không chỉ có nước và cồn mà là hỗn hợp sản phẩm bao gồm nhiều thành phần khác nhau. • Sản phẩm sau quá trình lên men: cồn là chủ yếu ngoài ra còn có aldehyd, acid lactic, acid acetic, các rượu cao phân tử( propanol, isopropanol...) Lọc: Hỗn hợp sau khi lên men tồn tại theo 3 pha: Rắn, lỏng, khí (pha khí chiếm rất ít, không đáng kể). Mục đích của giai đoạn này là tách pha lỏng (rượu là chủ yếu, các cấu tử thơm, este, axit hữu cơ, ...) ra khỏi pha rắn (bã, vỏ quả, vỏ hạt...) Chưng cất: mục đích thu được rượu có độ cồn cao hơn, loại bỏ tạp chất. Chưng cất dựa trên nguyên tắc độ bay hơi của các chất khác nhau thì khác nhau. Đầu tiên là sự bay hơi của aldehyt, este sau đó đến cồn rồi acid hữu cơ và cuối cùng là các rượu cao phân tử. 3.Kết quả • Sử dụng men ướt Ngày pH Độ brix 09/09 5.8 5 10/09 6.05 16,05 11/09 3.3 15.2 12/09 4 15.4 Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 16 15/09 3.31 7 16/09 3.34 6 • Sử dụng men khô Ngày pH Độ brix 11/09 3.25 13.2 12/09 3.58 10.5 15/09 3.67 6 16/09 3.69 6.5 • Men khô : thể tích V=1510ml • Men ướt: thể tích V=1750ml ™ Độ cồn: • men khô: 10% • men ướt: 9,7% 4. Nhận xét Từ kết quả theo dõi qua các ngày ta thấy • Dùng men ướt: • Độ Brix của dung dịch lúc đầu thấp sau đó tăng lên từ từ rồi giảm xuống. Điều này có thể giải thích do tác dụng của enzym amylase phân cắt tinh bột thành đường làm cho nồng độ chất khô trong dung dịch tăng lên, sau là quá trình lên men chuyển hóa đường thành rượu dưới tác dụng của nấm men nên nồng độ chất khô lại giảm xuống. • Về pH: lúc đầu pH có xu hướng giảm xuống do sự phát triển mạnh của vi khuận ở giai đoạn này tạo thành một số acid hữu cơ như acid acetic, Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 17 acid lactic dẫn đến kết quả pH giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các nấm men, nấm mốc phát triển. Sau giai đoạn này pH có xu hướng tăng lên do sự tạo thành rượu. • Dùng men khô: • Độ Brix của dung dịch lúc đầu cao do chỉ bổ sung men khô không có nước nên nồng độ chất khô cao, rồi sau đó có sự tạo thành của rượu nên nồng độ chất khô giảm xuống và sau khi châm nước nồng độ chất khô ngày càng giảm do sự tạo thành rượu ngày càng nhiều. • Về pH: trong suốt quá trình đều giảm xuống. Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 18 Bài 2: SẢN XUẤT RƯỢU CHƯNG CẤT- SỬ DỤNG ENZYME THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA 1.Tổng quan 1.1. Tổng quan về nguyên liệu 1.1.1. Gạo Gạo là một sản phẩm lương thực thu từ cây lúa. Hạt gạo thường có màu trắng, nâu hoặc đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng. Hạt gạo chính là nhân của thóc sau khi xay để tách bỏ vỏ trấu. Hạt gạo sau khi xay được gọi là gạo lứt hay gạo lật, nếu tiếp tục xát để tách cám thì gọi là gạo xát hay gạo trắng. Gạo là lương thực phổ biển của gần một nửa dân số thế giới. Gạo trắng hạt dài, đều, thô, không làm giàu Giá trị dinh dưỡng trên 100 g (3,527 oz) Năng lượng 370 kcal 1530 kJ Cacbohydrat 79 g - Đường 0.12 g - Xơ tiêu hóa 1.3 g Chất béo 0.66 g Protein 7.13 g Nước 11.62 g Thiamin (Vit. B1) 0.070 mg 5% Riboflavin (Vit. B2) 0.049 mg 3% Niacin (Vit. B3) 1.6 mg 11% Axít pantothenic (B5) 1.014 mg 20% Vitamin B6 0.164 mg 13% Folat (Vit. B9) 8 μg 2% Canxi 28 mg 3% Báo Cáo: Thực Hành CNSX Đồ Uống GVHD: Th.S Trần Thị Mai Anh SVTH: Nhóm 3- Tổ 5 Trang 19 1.1.2. Enzyme Các enzyme sử dụng trong quá trình đường hóa - Enzyme α - amylase (enzyme dịch hóa): Enzyme α-Amylase là protein có phân tử lượng thấp, thường nằm trong khoảng 50.000 đến 60.000 Dal. Có tác dụng lên nối α - 1,4 glucozit ở vị trí bất kì, nhưng tập trung vào giữa mạch amyloza và amylopctin. Dưới tác dụng của enzyme, tinh bột chuyển hóa thành dextrin + maltoza + 1 ít glucoza. Lúc này độ nhớt của tinh bột giảm nhanh. Nhiệt độ hoạt động của enzyme: 9 α - amylase của vi khuẩn hoạt động tốt ở nhiệt độ tối ưu = 95-100 0C. 9 α - amylase của mầm thóc hoạt động tốt ở nhiệt độ tối ưu = 73-760C. 9 α - amylase của Asp.ozyzae hoạt động tốt ở nhiệt độ tối ưu =50-55 0C. => pH của môi trường và nhiệt độ tối ưu cũng phụ thuộc vào nhau: nhiệt độ tăng thì pH tăng. t0C pH tối ưu 30-40 4.5-5 50 4.6-5 60 5.2-5.5 70 5.3-5.8 Sắt 0.80 mg 6% Magiê 25 mg 7% Phốtpho 115 mg 16% Kali 115 mg 2% Kẽm 1.09 mg 11% Các phần trăm là theo khuyến cáo của Mỹ cho người lớn. Báo Cáo: Thực Hà