BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất dinh dưỡng đến quá trinh lên men trong sản xuất cồn Etylic.. Sau đó nâng nhiệt độ hôn hợp lên 100oC và giữ trong 5 -10 phu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 5 NĂM 2022

MỤC LỤC

BÀI 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CỒN ETYLIC 1

CHƯƠNG II NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 2

1 Nguyên liệu 2

2 Dụng cụ thí nghiệm 3

CHƯƠNG III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG IV QUY TRÌNH SẢN XUẤT 4

CHƯƠNG V KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 6

1 Kết Quả 6

2 Bàn luận 8

BÀI 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 9

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIA 9

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 9

1 Nguyên liệu 9

2 Dụng cụ thí nghiệm 9

CHƯƠNG III: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 11

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 16

1 Kết quả 16

2 Bàn luận 19

BÀI 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG 22

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VANG 22

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 23

1 Nguyên liệu 23

2 Dụng Cụ Thí Nghiệm 24

CHƯƠNG III: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 25

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 27

1 Kết quả 27

3 Bàn luận 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

BÀI 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CỒN ETYLIC

Cồn Etylic là một chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của, dễ cháy, không màu, làmột trong các rượu thông thường có trong thành phần của đồ uống chứa cồn Khi đó, cồn

sẽ được chuyển hóa như một năng lượng cung cấp chất dinh dưỡng Đặc biệt tốt cho hệtiêu hóa nếu uống với lượng vừa phải Trong cách nói dân dã, thông thường có được nhắcđến một cách đơn giản là rượu

- Công nghệ cồn Etylic là khoa hoc về phương pháp và quá trinh chế biến các nguyên liệuchứa tinh bột, đường, xenluloza, Etylen thành sản phâm Etanol

- Công nghệ sản xuất cồn thưc phâm sư dung các kiến thức về ly hóa hoc, hoá keo, hoácông và hoá sinh

 Phân loại cồn theo TCVN – 71

Chỉ tiêu chất lượng Cồn loại I Cồn loại II

Nồng độ rượu Etylic, %V ≥ 96 95

Hàm lượng aldehyt tinh theo Aldehytaxetic, mg/l 8 20

Hàm lượng este tinh theo Axetat etyl, mg/l ≤ 30 50

Hàm lượng dầu fusel tinh theo alcol izoamylic và

izobutylic với hôn hợp 3:1, mg/l 30 60

Hàm lượng Metanol, %V 0, 006 0,1Hàm lượng axit tinh theo axit axetic, mg/l 9 18

Hàm lượng furfurol Không được có Không được cóThời gian oxy hoá, phut 25 20

Màu sắc Trong suốt, không màu

CHƯƠNG II.NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Trong sản xuất cồn người ta sư dung loại nấm men Saccharomyces cerevisiae

Nấm men đóng vai trò quan trong trong sản xuất cồn Là loại nấm đơn bào Nấm men cókich thước khoảng từ 5 – 10 ��, hinh bầu duc

 Tính chất:

Tốc độ lên men nhanh chóng

Tạo cồn cao do sư dung đường hiệu quả (vi nấm men có khả năng sư dung các loại đường

để lên men và hô hấp)

Có khả năng chịu cồn, áp suất thâm thấu, oxi, nhiệt độ và nồng độ CO2phù hợp

Nhiệt độ tối ưu: 90-950C.

Enzym glucose amylase:

CHƯƠNG III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất dinh dưỡng đến quá trinh lên men

trong sản xuất cồn Etylic

 Mục đích thí nghiệm:Tim hiểu việc cho các chất dinh dưỡng với liều lượng khác

nhau có ảnh hưởng đến quá trinh, thời gian lên men trong sản xuất cồn Etylic

 Cách tiến hành: Sư dung 2 loại chất dinh dưỡng khác nhau là Urê và (NH4)2SO4

với cùng nồng độ, và một mẫu không cho chất dinh dưỡng cùng quy trinh thưchiện Sau đó so sánh kết quả thu được của 3 thi nghiệm về các chỉ thông số như: độcồn, thể tich cồn thu được

 Yếu tố khảo sát:

 Độ pH của dịch lên men

 Độ Brix dịch lên men

 Tốc độ lên men

 Hàm lượng Ethanol

 Yếu tố cố định: Nồng độ chất dinh dưỡng.

CHƯƠNG IV QUY TRÌNH SẢN XUẤT.

Chưng cất

Tinh chế

Cồn tinhluyện

(85-87oC, 15-17ph)  Đo độ Brix

Nếm thư(100oC, 5-10ph)

4.1 Nghiền nguyên liệu

 Nghiền nguyên liệu với muc đich nhằm phá vỡ cấu truc của màng tế bào thưc vật

để giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô Hiện nay nước ta thường dùng các loạimáy nghiền bua

 Nguyên liệu được nghiền nhỏ với kich thước 1 – 1,5mm

4.2 Nấu

 Muc đich chủ yếu của nấu nguyên liệu là phá vỡ màng tế bào của tinh bột để biếnchung thành dạng hòa tan trong dung dịch Quá trinh nấu rất quan trong trong côngnghệ sản xuất cồn

 Phối trộn nước với nguyên liệu theo tỉ lệ 4:1

 Bổ sung toàn bộ enzyme dịch hóa: α – amylase

 Nấu để nâng nhiệt độ hôn hợp lên 85 - 87oC giữ trong 15 – 17 phut Trong quátrinh nâng cần khuấy trộn để tránh hiện tượng nguyên liệu đóng dưới đáy nồi gâycháy khét Sau đó nâng nhiệt độ hôn hợp lên 100oC và giữ trong 5 -10 phut,

 Tiếp tuc làm nguội đến 28 – 30oC

 Sau đó cho chất dinh dưỡng Ure với hàm lượng 0.5g/l và nấm men (nấm men đãđược hoạt hóa từ men bột) vào hôn hợp và chuân bị dung cu để lên men

4.5 Lênmen

 Muc đich: Chuyển hóa đường thành cồn etylic nhờ sư hấp thu đường và các chấtdinh dưỡng thông qua bề mặt rồi thâm thấu vào bên trong Ở đó các enzyme sẽ tácdung qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối cùng tạo thành sản phâm chinh làrượu và khi CO2

 Tiến hành: Cho hôn hợp vào binh chứa và tiến hành lên men ở nhiệt độ thường từ

4 – 5 ngày

 Trong thời gian lên men cần phải theo dõi các thông số pH, độ brix để xác địnhđược thời điểm kết thuc quá trinh lên men

 Tiến hành chưng cất: Lấy 100ml dịch loc và 100ml nước cất đi chưng cất Sau khichưng được 75ml sẽ đem đi định mức 100ml (với nước) sau đó dùng cồn kế để xácđịnh độ cồn

CHƯƠNG V KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

 Bảng so sánh kết quả

Yếu tố khảo sát Không bố sung

chất dinh dưỡng

Bổ sung Ure (0.5g/l)

Bổ sung (NH 4 ) 2 SO 4 (0.5g/l)

2 Bàn luận.

 Mặc dù tiến hành thi nghiệm cùng một tỉ lệ nguyên liệu và nước, nhưng trong quátrinh nấu thi khảo sát ảnh hưởng của chất dinh dưỡng có bổ sung thêm nước, trongquá trinh nấu thi có thể nhiệt độ nấu khác nhau có sư chênh lệch hoặc quá trinh loc

và rưa bả cung khác nhau vi vậy dẫn đến thể tich thu được sau loc có kết quảchênh nhau, thậm chi là chênh lệch khá lớn

 Quá trinh nấu bị bốc hơi nước nên dẫn đến giảm bớt đi lượng nước ban đầu

 Độ Brix sau khi lên men một tuần đã giảm so với mẫu dịch ban đầu chứng tỏ nấmmen đã chuyển hóa đường thành ethanol Và kết quả so sánh Brix sau một tuần tathấy sư chênh lệch ở nhóm bổ sung chất dinh dưỡng 0,5g(ure) khá lớn từ 17,2giảm xuống còn 6 là khá lớn trong khi đó với nhóm không bổ sung chất dinhdưỡng thi mức giảm chỉ 3,5 độ Brix, có thể dễ dàng thấy việc thay đổi hàm lượngchất dinh dưỡng ảnh hưởng rõ ràng đến độ Brix Ngoài ra có thể là do chênh lệchlượng nước rưa bã cung như lượng dịch thu được của các khảo sát

 Từ kết quả so sánh giữa các nhóm khảo sát chất dinh dưỡng ta thấy nhóm dùng0,5g chất dinh dưỡng Amoni Sunfat cho độ cồn cao nhất là 10 độ trong khi đónhóm không cho chất dinh dưỡng(2 độ) và 0,5 chất dinh dưỡng là Ure (7 độ) thithấp hơn

 So sánh kết quả thu được của 3 thi nghiệm ta thấy sư dung 0,5g chất dinh dưỡngAmoni Sunfat có khả năng chuyển hóa thành cồn cao hơn so với 2 nhóm khôngcho chất dinh dưỡng và 0,5g Ure

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị

Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, nhà xuất bản đại hoc Quốc gia TP HCM.

[2] Lưu Đinh Toàn (2017), Nghiên cứu quy trình đường hóa và lên men đồng thời ở nồng

độ chất khô cao đẻ sẩn xuất cồn từ gạo, Luận Văn Thạc sĩ Khoa Hoc Công Nghệ Thưc

Phâm

BÀI 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIA.

Sản xuất bia ở nước Anh cổ xưa: Theo nhiều tài liệu lịch sư, vào thế kỷ đầu tiên sauCông nguyên người Briton và người Ailen bắt đầu sản xuất 'coirm' (tên xưa của bia vàng)

từ lua mạch Phương pháp mà những người Briton xưa sản xuất bia cung tương tư nhưngười Ai Cập cổ đại: Thóc lua được ngâm trong nước và cho nảy mầm, rồi làm khô vànghiền thành bột, sau đó pha vào một lượng nước nhất định, lên men, tạo ra một loại đồuống êm dịu, ấm nóng, đậm đà và có cảm giác lâng lâng

Cho đến khoảng thế kỉ IX, hoa bia bắt đầu được trồng tại Pháp, hoa bia giup tạo vị đắngtrong bia và bảo quản hương vị lâu hơn Theo ghi chép của văn bản cổ nhất còn sót lại,việc sư dung hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiêm nhàvăn Hildegard

Bia được du nhập vào Việt Nam dưới thời Pháp thuộc và người Việt đã goi bia là rượubot Thành phần chinh của bia là nước, hoa bia và malt đại mạch Các thành phần khác,chẳng hạn chất tạo mùi vị hay các nguồn tạo đường khác được thêm vào như là các phugia Hiện nay trên thị trường có nhiều loại bia khác nhau, tiêu biểu trong đó là bia trái cây

- loại bia khá gần gui, quen thuộc và phổ biến hầu hết tất cả moi nơi trên thế giới

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

- Một van xe đạp

- Một dây chuyền dịch

- Binh nước tinh khiết 5 lit

CHƯƠNG III: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Thí nghiệm: khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nấm men (nồng độ nấm men) đến quá

trinh nấu – đường hóa trong sản xuất bia

Yếu tố cố định:

- Quy trinh sản xuất

- Các thông số: nhiệt độ, thời gian…

 Chỉ tiêu theo dõi:

- Nồng độ chất khô hòa tan (đo độ Brix)

- Quan sát chỉ tiêu đo đạc thể tich dịch trước khi lên men và thể tich dịch sau khi lên men

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH SẢN XUẤT

4.1 Nguyên liệu

Malt đại mạch là nguyên liệu chinh để sản xuất bia Người ta sư dung chủ yếu là đạimạch 2 hàng để sản xuất bia

4.2 Nghiền

- Mục đích: malt sẽ được nghiền nhỏ để thu nhận chất chiết trong quá trinh nấu dịch đạt

hiệu quả cao

- Các biến đổi của nguyên liệu: Trong quá trinh nghiền xảy ra các biến đổi vật ly như

kich thước hạt nguyên liệu giảm, nhiệt độ của khối hạt tăng do ma sát Cần thưc hiệnngay quá trinh nấu dịch nha sau khi nghiền nguyên liệu để hạn chế sư giảm hoạy tinhenzyme trong malt

4.3 Đường hóa

- Mục đích: chuyển hóa các thành phần chinh của malt thành những chất hòa tan trong

nước (các loại đường, axit amin,…) và loại bỏ các chất không hòa tan ra ngoài

- Công đoạn tiến hành:

- Các biến đổi nguyên liệu:

 Vật ly và hóa ly: dưới tác dung của nhiệt hạt tinh bột sẽ hut nước, trưng nở và làmtăng độ nhớt của khối nguyên liệu

 Hóa sinh: các phân tư tinh bột bị thủy phân sơ bộ nhờ hoạt động của ɑ- amylase,làm giảm khối lượng phân tư

 Hóa hoc: đường và acid amin tư do trong nguyên liệu có thể bị phân hủy

4.4 Lọc và rửa bã

- Mục đích của quá trình lọc: tách phần lỏng ra khỏi cháo malt để thu được dịch loc trong

giup àm cho bia có độ trong, sáng đung yêu cầu chất lượng

- Mục đích của rửa bã: thu kiệt chất hòa tan còn sót trong bã, tăng sư khuếch tán các chất

tan vào trong dịch đường

- Các biến đổi của nghiên liệu: Đây là quá trinh phân riêng pha lỏng (dịch nha) và pha

rắn ( bã malt chứa hợp chất không tan)

4.5 Nấu hoa

- Mục đích: bổ sung hoa houblon nhằm hòa tan các chất đắng, chất thơm, chất chát tạo

mùi vị, màu cho bia Quá trinh này giup ổn định các thành phần của bia, hiệu chỉnh nồng

độ chất khô trong dịch nha, đông tu protein và vô hoạt vi sinh vật trước khi lên men bia

- Các biến đổi của nguyên liệu:

 Vật ly: có sư thay đổi về tỷ trong của dịch nha

 Hóa ly: các chất chiết được trich ly từ hoa houblon vào dịch nha, xảy ra sư đông tuprotein

 Sinh hoc: hệ vi sinh vật trong dịch nha sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt

4.6 Lắng cặn

- Mục đích: giup cho dịch bia được trong hơn và thuận tiện cho việc loại bỏ các tạp chất

được dễ dàng hơn Hinh

Hình 1: Dịch lúc nấu hoa

Hình 2: Dịch trong quá trình làm nguội lắng cặn

4.7 Làm lạnh

- Mục đích: Chuân bị cho quá trinh lên men bia, tránh sư xâm nhập và phát triển của vi

sinh vật bên ngoài,

- Các biến đổi của nguyên liệu:

 Vật ly: dich nha được làm lạnh từ 950C về nhiệt độ lên men (350C)

 Hóa ly: một số phân tư protein sẽ bị đông tu trong quá trinh làm lạnh và hinh thànhnên cặn mịn (tủ lạnh)

Hình 3: Dịch khi làm nguội ở 35oC

4.8 Lên men chính

Hình 4: Dịch sau khi lọc bã

- Dịch sau khi loc bã sẽ được bổ sung men bột đã được hoạt hóa ( dung dịch đường 20%,

370C, 30 phut) vào dịch nha và cho vào chai PET để chuân bị cho quá trinh lên men

- Mục đích: Chuyển các đường và dextrin có phân tư thấp thành rượu ethanol, CO2.

- Các biến đổi của nguyên liệu:

 Sinh hoc: nấm men giống sẽ trao đổi chất và sinh trưởng trong dịch nha

 Hóa hoc và hóa sinh: đường lên men chuyển hóa theo chu trinh đường phân để tạothành acid pyruvic rồi tếp tuc được chuyển hóa thành ethanol và khi carbondioxide (CO2)

 Hóa ly: một số protein bị đông tu do pH thay đổi và nhiệt độ thấp, một phần khicarbon dioxide do nấm men sinh ra sẽ hòa tan vào dịch lên men

 Vật ly: có sư tỏa nhiệt hoạt động trao đổi chất của nấm men

 Giản đồ nấu bia:

CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Ngày 6 (26/4/2022) 4.31 9

 Độ cồn của bia sau chưng cất: 1 độ

Hình 5: Độ cồn của bia sau chưng cất

 Nhận xét:

Trong thời gian lên men độ pH của bia thay đổi không nhiều, từ 4,32 giảm xuống4,31 Trong khoảng pH này có thể ngăn chặn một số vi sinh vật gây hư hỏng trongquá trinh lên men bia

Độ brix ngày 20/4 là 12 đến ngày 21/4 thi độ brix giảm xuống còn 9,5 trongkhoảng thời gian này nấm men hoạt động mạnh nên độ brix giảm nhiều Nhưng từngày 22/4 đến ngày 26/4 độ brix giảm từ 9,2 đến 9 độ brix luc này giảm không đáng

kể có thể là do quá trinh lên men bia đã đến giai đoạn kết thuc

Ngày Nồng độ 0.01% Nồng độ 0.0125% Nồng độ 0.015%

Ngày lên men

(20/4/2022) - 12 - 12 - 12Ngày 1

Ngày 2

(22/4/2022) 4.35 8 4.25 8.5 4.36 9.2Ngày 3

(23/4/2022) 4.34 7.5 4.15 8 4.36 9Ngày 4

2 Bàn luận

 Nhóm khảo sát nồng độ nấm men (0.01%):

˗ Trong quá trình lên men bia độ pH có sự thay đổi

Ngày thứ hai pH đo được là 4.35 đến ngày thứ 7 thi pH còn 3.62 vi nấm men luc này vẫncòn hoạt động

˗ Trong quá trình lên men bia độ Brix có sự thay đổi

Ngày lên men đạt được độ Brix là 12, đến ngày thứ nhất thi độ Brix giảm xuống ở 8, độchứng tỏ nấm men đang sư dung đường tốt để chuyển hóa thành cồn Những ngày tiếptheo độ Brix giảm ở mức độ nhỏ sau đó 2 ngày liên tiếp có độ Brix không đổi có thể dolượng đường trong dung dịch còn it sau đó nấm mem đã sư dung hết

 Nhóm khảo sát nồng độ nấm men (0.0125%):

˗ Trong quá trình lên men bia độ pH có sự thay đổi

Ngày thứ hai pH đo được là 4.25 đến ngày thứ 7 thi pH còn 4.1 vi nấm men luc này vẫncòn hoạt động

˗ Trong quá trình lên men bia độ Brix có sự thay đổi

Ngày lên men đạt được độ Brix là 12, đến ngày thứ nhất thi độ Brix giảm xuống ở 8,5

độ chứng tỏ nấm men đang sư dung đường tốt để chuyển hóa thành cồn Những ngày tiếptheo độ Brix giảm ở mức độ nhỏ có thể do lượng đường trong dung dịch còn it sau đónấm mem đã sư dung hết

Với độ Brix giảm đáng kể nhưng thu được độ còn chỉ được 3 độ => nhiễm VSV cạnhtranh chất dinh dưỡng với nấm men.

 Nhóm khảo sát nồng độ nấm men (0.015%):

˗ Trong quá trình lên men bia độ pH có sự thay đổi

Ngày thứ nhất pH đo được là 4.32 đến 2 ngày tiếp theo thi pH tăng lên 4.36, qua đếnngày thứ 5 thi pH tiếp tuc tăng lên 4.43 vi nấm men luc đó đã chết, phân hủy protein cóchứa amin làm cho pH tăng lên Đến ngày thứ 6 thi pH giảm 4.31 có thể luc đó quá trinhlên men bia bị nhiễm vi sinh vật

˗ Trong quá trình lên men bia độ Brix có sự thay đổi

Ngày lên men đạt được độ Brix là 12, đến ngày thứ nhất thi độ Brix giảm xuống ở 9,5 độchứng tỏ nấm men đang sư dung đường tốt để chuyển hóa thành cồn Ngày thứ 2 độ Brixtiếp tuc giảm xuống 9.2, đến ngày thứ 3 độ Brix giảm còn 9 và không đổi cho đến ngày lênmen thứ 6 Vi độ Brix không giảm nên tiến hành chưng cất thu được độ cồn là 1 độ

Mặc dù độ Brix còn khá cao (9 độ) nhưng nấm men không sư dung để tiếp tuc chuyểnhóa đường thành cồn Có thể là do nồng độ nấm men quá cao (0,015%) nên lượng oxi cầnthiết cung cấp cho nấm men không đủ để nó hoạt động, làm cho 1 số nấm men không thểtồn tại => mật độ nấm men giảm nên nấm men không thể chuyển hóa tối đa lượng đường

có trong dịch Từ đó, nồng độ chất khô còn cao nên độ cồn thu được thấp

 Cách khắc phục:

- Cần tinh toán lượng nấm men bổ sung cho phù hợp

- Bổ sung thêm oxi để nấm men có thể hoạt động tốt hơn

 Kết luận:

Mặc dù 3 khảo sát thưc hiện cùng một quy trinh thi nghiệm nhưng độ cồn thuđược có sư khác biệt (khảo sát nồng độ 0.01% thu được độ cồn là 4, khảo sát nồng độ0.0125% thu được độ cồn là 3, khảo sát nồng độ 0.015% thu được độ cồn là 1) Từ đó

có thể kết luận rằng hàm lượng nấm men có ảnh hưởng đến độ cồn của bia Bên cạnh

đó cung có nhiều nguyên nhân khác gây ra sư khác biệt về độ cồn như: dịch lên men

đã bị nhiễm vi sinh vật, điều kiện lên men không thuận lợi (lượng oxi không đủ đểnấm men hoạt động)