Chuyên đề khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình sản xuất rượu gạo từ bánh men thuốc bắc luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

http://123doc.vn/document/1303561-chuyen-de-khao-sat-cac-yeu-to-anh-huong-den-qui-trinh-san-xuat-ruou-gao-tu-banh-men-thuoc-bac-luan-van-do-an-de-tai-tot-nghiep.htm

MỤC LỤC

CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU +2<2ccSStt+.EEEEEEEEEE.EEE22222222222222 222 0

CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN TĂI LIỆU sessueceasecsnsecsnscsssssesseessscess 2

2.1 TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VĂ RƯỢU GẠO CỔ TRUYỀN 2 2.1.1 RƯỢU ETYLIC VĂ ỨNG DỤNG 5c 5c 2 St Server 2 2.1.2 PHĐN LOẠI RƯỢU -G- SG 2222332 E31 3E 1E EEEEEEEeErsererkerrererrve 2 2.1.3 RƯỢU GAO CO TRUYEN VIET NAM 2-2-5252 +EEEEE+EEcErEerkrrerk 3 2.1.3.1 Giới thiệu bânh men thuốc bắc vă qui trình sản xuất bânh men thuốc bắc theo phương phâp truyền thống . - 2-5-5555 Se+esxcczrsrssee 4 2.1.3.2 Qui trình sản xuất rượu gạo theo phương phâp truyền thống từ bânh men thuốc ĐắC . +5 SkSkEEEEEEEEEET TT T111 110111 ổ 2.2 TỔNG QUAN VỀ CĐY LÍÚA -++++22222££EEEEEEEEtEttt.z222Zcez 13

2.2.1 NGUON GỐC, PHĐN LOẠI . 2-2 2+2 ©E£EE+E£EE£EE£EEEEEEESEEEEEEEerkerkrrkree 13 2.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ VI SINH VẬT TRONG BÂNH MEN THUỐC

ca ~ ÔÔ,ÔỎ 16

b0 on n 16 2.3.1.1 Đặc điểm hình thâi, dinh dưỡng chung của nấm men

2.3.1.2 Đặc điểm của nấm men trong bânh men thuốc bắc

dinh dưỡng chung của nấm mốc

2.3.2.2 Đặc điểm nấm mốc trong bânh men thuốc bắc

PIN (009 Ả ÔĂĂĂẴ 21 2.3.3.1 Đặc điểm hình thâi, dinh dưỡng chung của vi khuẩn 21 2.3.3.2 Đặc điểm vi khuẩn trong bânh men thuốc bắc

CHƯƠNG 3: NGUYÍN LIỆU VĂ PHƯƠNG PHÂP NGHIÍN CỨU 22 3.1 NGUYÍN LIỆU -s-es©c+s©ceeeEreserrsservseersssrrsssrre 22

3.1.1 NGUYÍN LIỆU CHÍNH

3.1.2 NGUYEN LIỆU PHỤ

3.2 PHƯƠNG PHÂP NGHIÍN CỨU sss+sssecvsss+s 22

3.2.1 MỤC ĐÍCH CỦA QUÂ TRÌNH NGHIÍN CỨU +2 2 2 2s+s+s+s£zse<s2 22

3.2.2 SƠ ĐỒ NGHIÍN CỨU 2 5£ S+S£+E£+E£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkerkrrkrrecee 23

3.2.2.1 Tổng quan tăi liệu, lựa chọn loại bânh Imen - - 55+: 23 3.2.2.2 Phđn lập, định lượng vi sinh vật trong bânh meli 23

Luận văn tốt nghiệp

3.2.2.4 Sản xuất bánh men từ những chủng giống được chọn 24 3.2.2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu gạo 24 3.2.3 QUI TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU TỪ BÁNH MEN THUỐC BẮC TRONG NGHIÊN COU 25 3.2.4 CÁC PHUONG PHAP PHAN TÍCH

3.2.4.1 Các phương pháp vi sinh 2Ó

3.2.4.2 Các phương pháp hóa ÏÍ chinh 28

CHƯƠNG 4 - KẾT QUẢ VÀ BẦN LUẬN -ccccc2222++£ccc22222zcee 31

4.1 KHẢO SÁT HỆ VI SINH VẬT TRONG BÁNH MEN - 31

4.1.1 PHÂN LẬP VÀ ĐỊNH LƯỢNG HỆ VI SINH VẬT TRONG BÁNH MEN 31 4.1.2 KHAO SAT KHA NANG PHAN GIẢI TINH BỘT CUA VI SINH VẬT TRONG 79):8) 8N n 33 4.1.3 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN RƯỢU CỦA CÁC CHỦNG NẤM MEN PHÂN 00000008 14ä41.- 35

4.1.4 GIỮ GIỐNG VI SINH VẬTT ¿2 SE +EEEE+E£EEEEEEEEEEEEEEErEEErkrrrrkrrrre 36

4.1.5 SAN XUAT BÁNH MEN THUỐC BẮC TỪ NHỮNG CHỦNG PHÂN LẬP ĐƯỢC VÀ

TỪ CHỦNG NẤM MỐC PHÒNG THÍ NGHIỆM 22 2 S2 EEE2E+E£EzEz£zzEz£z 36

4.2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ MEN GIỐNG 38

443 KHẢO SÁT ANH HUONG CUA HAM AM COM DEN QUA TRINH

I80/1908:100005—— 41

4.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA Ti LỆ NƯỚC BỔ SUNG VÀO DỊCH

LÊN MEN SAU QUÁ TRÌNH LÊN MEN ẨM 2< << csseccssee 43

4.5 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN LÊN MEN ẨM VÀ THỜI

GIAN LÊN MEN LỎNG 2-2 ©S®e£ S6 €EE4€EES8EE25€EE2E22eE22d22252222ee 45

4.6 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA SO, CHO VÀO SAU LÊN MEN ẨM.49

4.7 TIEN HANH SAN XUẤT THỬ RƯỢU TỪ BÁNH MEN VÀ CÁC

CHỦNG VI SINH VẬT PHÂN LẬP ĐƯỢC 2- c2 + 51

CHUONG 5 - KET LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ, ccccccccrrrrrrree 54 5.I KẾT LUẬN ccccccccccccccccEEEEEvrrrrrerrrrrrrrrrrrrrree 54 5.2 KIẾN NGHỊ -ccccccccccEEEEEEEEE2rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO -ccccEEEEEEEEEEEEEEttttttttrrrrrrree 56

Luận văn tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CAC BANG

Bảng2.I: Anh hưởng của các vị thuốc bắc đến sự phát triển của nấm men và nấm

Bảng2 2: Ảnh hưởng của một số acid đến hoạt động của nấm men

Bảng 2.3: Thành phần hóa học lúa ØO ¿- ¿- ¿52 ++5+2++£++£++Evzxerxervzxerxeree Bảng 2.4: Thành phần hóa học một số loại gạo tẻ theo mức độ chế biến 16 Bảng 2.5: Thành phần hóa học một số loại gạo trên thị trường Bảng 4.1: Các chủng vi khuẩn phân lập được từ bánh men rượu Bầu Đá

Bảng 4.2: Các chủng nấm men và nấm mốc phân lập được từ bánh men rượu Bầu

Bảng 4.3: Định lượng vi sinh vật có trong bánh men rượu Bầu Đá

Bảng 4.4: Khả năng phân giải tỉnh bột của các chủng vi sinh vật trong bánh men rượu Bầu Đá 33

Bảng 4.5: Nồng độ rượu trong dịch giấm khi lên men với các chủng nấm men phân I1 35 Bang 4.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ giống cấy đến quá trình lên men rượu 38 Bảng 4.7: Ảnh hưởng của tỉ lệ nước dùng đồ chín gạo đến quá trình lên men rượu

Bảng 4.13: So sánh chất lượng bánh men sản xuất, bánh men thị trường và phương pháp sản xuất trực tiếp bằng chủng vi sinh vật thuần khiết .- 51

Luận văn tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Qui trình sản xuất bánh men thuốc bắc theo phương pháp truyền thống 5 Hình 2.2: Qui trình sản xuất rượu gạo theo phương pháp truyền thống từ bánh men thuốc bắc

Hình 2.3: Tế bào nấm men qua kính hiển vi

Hình 3.1: Sơ đổ nghiên cứu -¿- ¿5£ 2 £©++S++E+2E£E£EEEEEZEEEkerxerkrrerrerrrre

Hình 3.2: Qui trình sản xuất rượu từ bánh men thuốc bắc trong nghiên cứu Hình 3.3: Buồng đếm Thoma -2- 2 252 S+25+2S£2E+EE+E+2EE£EeExeExzxezxerxcre Hình 4.1: Vòng phân giải tỉnh bột của chủng VK1

Hình 4.2: Vòng phân giải tinh bột của chủng VK2

Hình 4.3: Vòng phân giải tỉnh bột của chủng MI

Hình 4.4: Vòng phân giải tỉnh bột của chủng M2

Hình 4.5: Vòng phân giải tỉnh bột của chủng NMI

Hình 4.6: Vòng phân giải tỉnh bột của chủng NM3 5 55+ <+ssss+ssss<x> Hình 4.7: Bánh men thành phẩm, sản xuất từ các chủng giống phân lập được và

từ chủng mốc phòng thí nghiệm (BMII) - ¿+ 52 5++S+S£++E+>zxexezxzxerezxex 37 Hinh 4.8: Anh hưởng của tỉ lệ bánh men đến nồng độ rượu trong dịch sau lên

men ẩm và dịch sau lên men lỏng -. ¿- 2525 ++5++s£++£+zzxerxerxzse2 39 Hình 4.9: Ánh hưởng của tỉ lệ bánh men đến hiệu suất lên men 39 Hình 4.10: Ảnh hưởng của sự thay đổi tỉ lệ bánh men đến pH dịch sau lên men

ẩm và dịch sau lên men lỏng -¿- ¿5© +5£++©++£++E+EeExeEzxezxerxerxcsee 40 Hình 4.11: Ảnh hưởng của tỉ lệ nước dùng đồ chín gạo đến hiệu suất lên men 4 Hình 4.12: Ảnh hưởng của tỉ lệ nước pha vào dịch lên men ẩm đến hiệu suất lên men

Hình 4.18: Qui trình sản xuất rượu gạo dùng bánh men thuốc bắc

Luận văn tốt nghiệp

CHƯƠNG 1 - MỞ ĐẦU

Côn rượu là một trong những sản phẩm thực phẩm xuất hiện sớm nhất và được con người sử dụng rộng rãi nhất Công nghệ sản xuất cồn đã xuất hiện từ khoảng 6000 — 8000 năm trước công nguyên Tuy nhiên, mãi đến thế kỷ XII ~ XII người ta mới tiến hành sản xuất theo qui mô công nghiệp

Ban đầu, để sản xuất côn từ tỉnh bột, ở châu Á, người ta thường dùng các loại bánh men truyển thống: còn ở châu Âu và châu Mỹ, người ta dùng chế phẩm enzym thu nhận được từ malt để đường hóa Theo thời gian, công nghệ sản xuất côn rượu ngày càng được hoàn thiện Từ bánh men thuốc bắc, thuốc nam của người châu Á, các nhà khoa học đã phân lập được các giống VSV thuần khiết có khả năng đường hóa cao và ứng dụng thành công trong công nghiệp như: nấm Rhizopus

và Mucor (trong phương pháp amylose) hay loài nấm sợi Aspergillus trong phương pháp mycomalt Ngày nay, thay vì công đoạn nuôi cấy mốc, người ta sử dụng trực tiếp chế phẩm enzym công nghiệp trong công đoạn đường hóa, làm tăng hiệu suất lên đường hóa cũng như hiệu suất lên men rất nhiều

Các phương pháp sản xuất rượu theo qui mô công nghiệp trên có một nhược điểm là yêu cầu điều kiện vô trùng nghiêm ngặt Trong khi đó, việc sản xuất rượu gạo theo phương pháp truyền thống bằng chế phẩm bánh men thuốc bắc không đòi hồi điều kiện nghiêm ngặt về vi sinh, lại thu được rượu có hương vị thơm ngon Do

đó, những nghiên cứu gần đây có xu hướng quay lại công nghệ lên men rượu truyền thống Hầu hết các nghiên cứu đều nhằm nâng cao và ổn định hiệu suất của lên men truyền thống: nghiên cứu phân lập, ứng dụng những chủng giống đặc hiệu vào lên men rượu truyền thống ở Nhật Bản, Philipines, Trung Quốc Trong nước, hiện đã có nhiều nghiên cứu về những đặc tính của những chủng giống nấm men, nấm mốc phân lập từ bánh men thuốc bắc; nghiên cứu ứng dụng loại bánh men có

bổ sung hỗn hợp nấm mốc trong lên men rượu gạo có kiểm soát; nghiên cứu ảnh hưởng của các vị thuốc lên hệ vi sinh vật trong bánh men

Trong nghiên cứu này, chúng tôi muốn khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình sản xuất rượu gạo từ bánh men thuốc bắc (do chúng tôi sản xuất) theo phương

pháp truyền thống; Chọn ra qui trình sản xuất để thu được rượu có nông độ côn cao,

hương vị tốt Kết quả thành công có thể ứng dụng để sản xuất rượu trong thực tiễn

CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VÀ RƯỢU GẠO CỔ TRUYỀN

2.1.1 Rượu etylic và ứng dụng [10, 12, 14]

Rượu etylic (ethanol) 14 mét chat long không màu, trong suốt, có vị nóng gắt

và mùi đặc trưng Công thức phân tử là C;H:OH, tỉ trọng đ”? = 0.7894, nhiệt độ sôi

ở 760mmHg là 78°C, bốc cháy ở 120C, hòa tan trong nước theo bất kỳ tỉ lệ nào

Từ xa xưa, loài người đã biết sản xuất ra rượu etylic (cồn) làm đồ uống và cho đến ngày nay, nghề làm rượu — côn vẫn đang phát triển mạnh.[ 12]

Rượu etylic (cồn etylic) ngoài công dụng làm đồ uống, còn được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: để pha chế thức uống, làm dung môi cho công nghiệp

sản xuất nước hoa; trong dược để trích ly các hoạt chất sinh học; nguyên liệu cho

các ngành công nghiệp khác như trong công nghiệp sản xuất acid acetic, andehyt acetic, etyl acetat và các este có mùi thơm khác; trong sẳẩn xuất giấm ăn; trong công nghiệp sản xuất cao su tổng hợp ; làm nhiên liệu (chất đốt) [12, 14]

Tùy tình hình phát triển ở mỗi nước, tỷ lệ cồn dùng trong các ngành rất khác nhau Tuy nhiên, cồn đưa vào sản xuất đồ uống hầu như luôn chiếm tỷ lệ lớn nhất

— 40-60% lượng côn sản xuất được Côn được dùng để tăng thêm nông độ rượu của rượu vang, dùng pha chế các loại rượu mạnh, rượu uống cao độ như Whisky,

Martin, Brandy, Napoleon, Rhum [14] Cén còn là nguyên liệu trong sản xuất các thức uống pha chế có cồn như rượu Vodka, rượu mùi [10] Ở một số nước châu Á như Việt Nam và Trung Quốc, có dòng rượu ngâm thuốc được xem là có tác dụng tốt đối với cơ thể: tăng sự sảng khoái, ăn và ngủ tốt hơn, tăng sức khỏe [14]

2.1.2 Phân loại rượu [12, 14, 18]

Trước đây, rượu là tên gọi chung chỉ những hợp chất hữu cơ có nhóm chức hydroxyt (—OH) đính trực tiếp vào gốc ankyl Tuy nhiên, ngày nay rượu thường dùng để chỉ những thức uống có chứa cồn etylic (ethanol)

Ethanol dùng trong sản xuất các loại thức uống phải là cồn sẳẩn xuất bằng phương pháp lên men Hay nói cách khác, tất cả những ngành công nghiệp sản xuất thức uống có cồn đều dựa trên quá trình sản xuất ethanol bằng con đường lên men — sử dụng các giống nấm men để lên men dịch chiết trái cây, rau củ hoặc lên men ngũ cốc để chuyển hóa đường thành rượu [I§]

Có nhiều khóa phân loại rượu khác nhau; nhưng thường phân loại theo nồng

độ ethanol thành 3 loại chính: rượu uống cao độ (rượu mạnh) có nông độ rượu trên 30%V, rượu thường có nồng độ rượu từ 15-30%V và rượu uống thấp độ (rượu nhẹ)

có nông độ dưới 15%V [14]

Ngoài ra có thể phân loại theo sự khác nhau trong qui trình sản xuất —- rượu uống qua chưng cất và không qua chưng cất rượu có qua lên men và rượu không qua lên men (rượu pha chế như rượu Vodka, rượu mùi); theo nguồn nguyên liệu —

từ trái cây, ngũ cốc, rỉ đường [12]

2.1.3 Rượu gạo cổ truyền Việt Nam [5, 6, 7, 8, 12, 14, 15, 17, 20]

Việt Nam, giống như hầu hết các nước Đông Nam Á khác, tuy nằm trong vùng nhiệt đới rất đa dạng các loại trái cây, nhưng hầu như không thấy dòng sản phẩm rượu cổ truyễn từ trái cây Ngoại trừ một số rất ít sản phẩm rượu từ trái cây như rượu Tà vạt của người C°Tu, Quảng Nam thì dòng rượu cổ truyền Việt Nam,

và hầu hết các nước Đông Nam Á khác, là rượu gạo, có qua chưng cất hoặc không

Phương pháp chung để sản xuất rượu gạo là: sử dụng những canh trường vi

sinh vật dạng bột trộn với gạo đã đồ chín, để lên men tạo đường (saccharifying proccess) trong vại miệng rộng và sau đó chuyển sang vại miệng hẹp hơn để lên men tao ethanol (alcohol fermentation) Những canh trường vi sinh vật dạng bột sẽ khác nhau tùy vùng (Việt Nam: bánh men, Thái Lan: loogpang, Indonesia và Malaysia: ragi, Lào: bubod, Myanma: mochikouji, Trung Quốc: laochao ), nhưng nhìn chung phương pháp sản xuất cơ bản giống nhau: bột gạo trộn với các loại lá, rau mùi, thảo dược, hoặc gừng và bánh men giống, định hình dạng viên, ủ, hong

và độc đáo, phân thành hai loại chính men lá và men thuốc bắc Tùy mỗi địa phương có thể dùng những bài lá, bài thuốc bắc khác nhau Mùi vị rượu thành phẩm phụ thuộc rất nhiều vào các loại lá, các vị thuốc và số lượng dùng trong bánh men Men thuốc bắc có thể dùng bài 6 vị, 8 vị hay 10 vị Men lá ở vùng Tây Nghệ An dùng nhiều loại lá: lá mít, lá mía, lá nhân trần, lá quế Trong khi men lá

ở Tây Nguyên dùng chỉ một, hai hoặc ba thứ lá: cây “đoòng”, cây “me-khà-zút” (tên các loại cây của người Tây Nguyên) , dùng cả thân cây và lá cây [12]

Trong khuôn khổ luận văn, chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu với dòng rượu qua chưng cất rất phổ biến trong dân gian, còn gọi là rượu đế hay rượu trắng, sử dụng chế phẩm bánh men thuốc bắc để lên men từ gạo

2.1.3.1 Giới thiệu bánh men thuốc bắc và qui trình sản xuất bánh men thuốc

bắc theo phương pháp truyền thống [5, 6, 7, 8, 14, 17]

Bánh men thuốc bắc là một loại men rượu được sản xuất thủ công tại Việt Nam Mỗi địa phương và mỗi dân tộc có phương pháp sản xuất riêng

Trong chế phẩm bánh men thuốc bắc chứa nhiều giống vi sinh vật thuộc vi khuẩn, nấm men và nấm mốc (nấm sợi) Thực chất, men thuốc bắc là canh trường không thuần khiết của hệ vi sinh vật có khả năng sinh trưởng tổng hợp hệ enzym

đường hóa và lên men rượu

Nguyên liệu chính để sản xuất bánh men thuốc bắc là: bột gạo, men giống

và các vị thuốc bắc Qui trình sản xuất theo phương pháp truyền thống như sau:

Hình 2.1: Qui trình sản xuất bánh men thuốc bắc

theo phương pháp truyền thống

*

+ Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu làm bánh men thuốc bắc

Bánh men sử dụng trong sản xuất rượu truyễển thống là bột gạo ẩm trộn với bánh men giống giã nhỏ Để tránh sự nhiễm các VSV lạ không mong muốn, khi làm bánh men, người ta bổ sung các vị thuốc bắc thu được men thuốc bắc Men thuốc bắc: bột thuốc bắc nghiển nhỏ trộn với bột gạo ẩm và bột bánh men giống nghiền nhỏ

Làm bánh men

Gạo sau khi xay thành bột được nhào trộn đều với bột thuốc bắc và men giống đã được nghiền nhuyễn, theo tỉ lệ nhất định Sau đó định hình thành dạng viên, đặt vào các khay có lót trấu và ủ trong thời gian thích hợp để hệ vi sinh vật trong bánh men phát triển và nở xốp Khi bánh men nở xốp, nấm mốc mọc đều và bắt đầu có mùi rượu thì tiến hành hong khô Bánh men thành phẩm được bảo quản

để dùng dần

Lưu ý hỗn hợp bột trước khi tạo hình nên có độ ẩm vừa phải, không khô quá cũng không nhão quá, thích hợp nhất là khoảng 50-55% Nhiệt độ ủ khoảng 30-

35°C là tốt Nhiệt độ hong không quá 35°C

Việc sản xuất bánh men theo phương pháp cổ truyển có những ưu và nhược điểm nhất định Ưu điểm: không cần giống vi sinh vật thuần khiết, không đòi hỏi

kĩ thuật cao, và không cần nhiều vốn đầu tư Tuy nhiên chất lượng bánh men kém

vì có nhiều tạp khuẩn dẫn đến chất lượng bánh men cũng không ổn định và hiệu suất lên men không cao

Ngày nay, cùng với những tiến bộ trong phân lập, nhân giống, kỹ thuật sẳn xuất bánh men có thay đổi: thay vì sử dụng bánh men gốc để sản xuất bánh men, người ta dùng trực tiếp chủng vi sinh vật thuần khiết để sản xuất bánh men; hoặc vẫn dùng bánh men gốc nhưng bổ sung thêm những giống thuần khiết, có hoạt lực cao để tăng chất lượng của bánh men thành phẩm

lên men; và nhóm chất xơ, chất màu, không có tác dụng sát trùng cũng không có giá trị dinh dưỡng [6, 14] Ảnh hưởng cụ thể của các vị thuốc bắc đến sự phát triển của nấm men, nấm mốc cũng đã được một số nhà khoa học nghiên cứu Kết quả như sau:[5]

Bảng2.I: Ảnh hưởng của các vị thuốc bắc đến sự phát triển của nấm men và nấm mốc

® Đại lượng K là tỉ số giữa số lượng tế bào nấm men trong bình thí nghiệm

có dịch chiết vị thuốc với số lượng tế bào nấm men trong bình đối chứng (bình không có dịch chiết của các vị thuốc)

Nếu K > I: vị thuốc có tác dụng kích thích sự sinh trưởng của vi sinh vật

K =1: vị thuốc không có tác dụng kích thích hay ức chế

sự sinh trưởng của vi sinh vật

K < 1: vị thuốc có tác dụng ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật

Do đó các vị thuốc bắc vừa có tính kháng khuẩn, giúp giảm sự tạp nhiễm các loài vi sinh vật không mong muốn trong sản xuất, đồng thời còn có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và phát triển của các hệ vi sinh vật chính trong bánh men Ngoài ra, đa số các vị thuốc bắc đều có mùi thơm Các hợp chất thơm này có thể phản ứng với nhau và với những hợp chất khác, tạo ra những hợp chất mới Kết quả tạo ra mùi vị rất đặc trưng cho rượu cổ truyền [6, 14]

Thực tế, trong sẳn xuất người ta thường dùng kết hợp nhiều vị thuốc khác nhau Người ta có thể dùng các bài thuốc bắc đầy đủ gồm 24 vị, nhưng thường chỉ

sử dụng 8 — 10 vi.[8]

Hầu hết các bài thuốc bắc trong thí nghiệm đều được xây dựng từ kết quả của bài nghiên cứu trên Ví dụ về một số bài thuốc bắc được sử dụng trong sẳn xuất chế phẩm bánh men thuốc bắc như sau:[5, 8]

+ Bài 10 vị Bắc:

1-Nhục đậu khấu 2-Bạch truật 3-Nhục quế 4-Thảo quả 5-Cam thảo + Bai 8 vi Bac:

1-Nhuc đậu khấu 2-Bạch truật 3-Nhục quế 4-Thảo quả + Bài 6 vị Bắc:

1-Nhục đậu khấu 2-Nhục quế 3-Thảo quả

3g 2g 2g 3g

5g 3g 3g

6-Bac ha

7-Té tan 8-Uất kim

9-Tiểu hồi

10-Khung cùng

5-Cam thảo

6-Bạc hà 7-Tế tân

§-Tiểu hồi

4-Cam thảo

5-Tế tân 6-Tiểu hồi

2g 3g 2g 2g 2g

3g 2g 3g 3g

3g 3g 3g Theo chứng minh ở các để tài trước, bài thuốc bắc 8 vị là thích hợp nhất để sàn xuất bánh men thuốc bắc Tỷ lệ thuốc bắc và bột gạo thường là 1:10, có thể

thay đổi

2.1.3.2 Qui trình sản xuất rượu gạo theo phương pháp truyền thống từ bánh men

Nguyên liệu

Trong sản xuất rượu truyền thống ở nước ta, gạo là nguyên liệu thường dùng nhất Rượu nấu từ các loại gạo khác nhau sẽ cho chất lượng khác nhau Theo kinh nghiệm, rượu nấu từ gạo nếp là ngon nhất — khi uống rượu cho cảm giác êm nông, thơm, vị ngọt Gạo xát dối còn nhiều cám hoặc các loại gạo cũ ít nhựa cho hiệu

suất sản xuất cao và dễ làm

Nguyên liệu có thể đem nghiển để tăng hiệu suất thủy phân trong quá trình nấu nguyên liệu

Nấu nguyên liệu

Mục đích của quá trình nấu nguyên liệu là nhằm phá vỡ màng tế bào của tinh bột, chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan trong dung dịch - hô hóa tỉnh bột Khi đun nguyên liệu với nước, sẽ xảy ra các hiện tượng trương nở, hòa tan các chất kết dính giữa tế bào (pectin, tỉnh bột, pentozan ), dẫn đến làm giảm độ bền

cơ học của nguyên liệu Ở nhiệt độ khoảng 140-150°C thành tế bào sẽ bị phá vỡ, các hạt tính bột sẽ tách ra và hòa tan vào dung dịch

Trôn men

Nguyên liệu sau khi nấu được tải ra nong, mành sạch, để nguội đến 30-35°C thì rắc bột men vào, trộn đều Tỉ lệ bột men so với lượng gạo khoảng 2.5—5% khối lượng

và vi khuẩn phát triển, tiết ra enzym đường hóa tinh bột Trong giai đoạn này, nấm

men cũng bắt đầu phát triển và chuyển hóa một ít đường thành rượu

Lên men lồng

Quá trình lên men lỏng: nấm men sử dụng đường tạo ra để lên men rượu

Khi cơm ủ có mùi thơm nhẹ của rượu, ăn thấy ngọt, có hơi cay vị của rượu thì

chuyển sang ủ trong chum vại kín với nước sạch theo tỉ lệ gạo:nước = 1:2-3 Thời

gian ủ lồng (lên men lồng) khoảng 2~3 ngày Cơm rượu ủ trong điều kiện kín, nấm mốc ngừng phát triển nhưng enzym tạo thành vẫn tiếp tục thủy phân tỉnh bột trong giai đoạn này, nấm men phát triển mạnh nhờ lượng oxi hòa tan trong nước và lượng đường tạo thành, sau đó chuyển sang lên men rượu

*

+* Các biến đổi trong quá trình lên men [S]

Sinh học

Trong giai đoạn lên men, có sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, xảy

ra đầu quá trình lên men Trong đó, vi khuẩn phát triển nhanh, tạo thành một số

acid hữu cơ, làm giảm pH môi trường pH môi trường giảm, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển Song song đó, các loài nấm men cũng bắt đâu phát triển nhưng yếu hơn Các loài nấm men chỉ phát triển mạnh trong giai đoạn đường được tạo thành, hay cuối giai đoạn nấm mốc phát triển

Việc phân ra một cách rõ ràng các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc là rất khó vì thực tế các loài này phát triển gần như đồng thời, chỉ khác nhau về mức độ ở cùng một thời điểm

Hóa sinh

Trong quá trình lên men rượu, xảy ra ba quá trình sinh hóa cơ bản:

Quá trình chuyển đường và các thành phân khác thành acid hữu cơ: có hai quá trình tạo acid hữu cơ cơ bản là:

- Qué trinh tao acid acetic

- Qué trinh tao acid lactic

Quá trình tạo acid lactic mạnh hơn Tuy nhiên, cả hai quá trình đều xảy ra yếu vì giai đoạn đầu, lượng đường tạo ra không cao

Quá trình chuyển hóa tỉnh bột thành đường:

Do sự phát triển của nấm mốc và nấm men #zđømycopsis, tỉnh bột được chuyển thành đường Các loài nấm men và nấm mốc này trong quá trình phát triển tạo ra rất nhiều enzym amylase và glucoseamylase Cac enzym này là enzym cảm ứng, nên nguyên liệu là loại chứa nhiều tinh bột sẽ kích thích quá trình sinh tổng hợp rất mạnh mẽ

Glucose tạo ra trong quá trình thủy phân tinh bột, bình thường sẽ ức chế

ngược lại phản ứng thủy phân Nhưng ở đây lượng đường glucose tạo thành hầu

như sẽ được chuyển hóa thành cồn hoặc phục vụ cho sinh sản và phát triển của

VSV, do đó, cơ chế kìm hãm ngược của glucose thường không xảy ra

Quá trình chuyển hóa đường thành côn:

Quá trình này dugc thu hién bdi: Saccharomyces sp., Mucor va Rhizopus sp., Endomycopsis sp Trong đó Saccharomyces d6ng vai tro co ban

Sản xuất rượu trong công nghiệp: hai giai đoạn đường hóa và rượu hóa tách

rời nhau Ngược lại trong sẳn xuất rượu thủ công, hai khâu này xảy ra gần như đồng thời Như đã để cập ở trên, vì men giống là hỗn hợp của cả nấm men, nấm

mốc và vi khuẩn nên khi rắc men vào các nguồn tinh bột để lên men, thì trước tiên

nấm mốc phát triển, sinh ra các enzym đường hóa chuyển tinh bột thành đường (glucose, fructose, maltose ) Lượng đường tạo ra được nấm men sử dụng để phát triển tăng sinh khối và trong điều kiện yếm khí thì sử dụng để lên men rượu Song song với quá trình này là các quá trình chuyển hóa đường và các acid hữu cơ thành các sản phẩm phụ khác

Có một điểm cần lưu ý là, tất cả các quá trình chuyển hóa này xắy ra xen kẽ

nhau, hỗ trợ nhau và cuối cùng sản phẩm tạo ra không chỉ có cồn và nước mà là một hỗn hợp các thành phần khác nhau

s* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Ảnh hưởng của tỷ lệ, chất lượng giống cấy

Ở đây là tỉ lệ và chất lượng bánh men cho vào Nếu lượng bánh men cho vào

ít thì lượng vi sinh vật không đủ để thực hiện các quá trình chuyển hóa, hiệu suất thấp Ngược lại, nếu cho quá nhiều thì nguồn dinh dưỡng không đủ cung cấp cho

hệ vi sinh vật phát triển, dẫn đến sự ức chế lẫn nhau làm giảm hiệu suất lên men Ảnh hưởng của hàm lượng đường

Hàm lượng đường thuận lợi cho nấm men lên men là 10-15%, mặc dù nấm men vẫn có thể lên men được ở nông độ đường 25-30% nhưng cham Nong độ đường cao sẽ tạo áp suất thẩm thấu lớn lên tế bào nấm men, ức chế nấm men, thời gian lên men kéo dài, đường không được sử dụng triệt để Ngược lại, nồng độ đường loãng thì không có lợi về kinh tế và hiệu suất lên men cũng không cao Ảnh hưởng của pH

Trong điểu kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo ethanol là 4.5-5.0 Đối với dịch đường từ nguyên liệu thường khống chế ở pH = 4.8-5.2 nhằm tạo điều kiện cho amylase tiếp tục chuyển hóa tỉnh bột và dextrin thành đường lên men được Tuy nhiên, lưu ý khi nhân giống nấm men, người ta thường khống chế pH = 3.8-4.0

để hạn chế vi sinh vật tạp nhiễm Đến khi nấm men đã phát triển, đủ mạnh để lấn

át vi khuẩn tạp thì nâng pH đến tối ưu để nấm men phát triển nhanh hơn

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho quá trình phát triển của chúng Nhiệt độ tối ưu cho nấm men S%øccharomyces khoảng 28-32°C Ở nhiệt độ thấp hơn, nấm men sẽ lên men tốt hơn và triệt để hơn nhờ thời gian lên men cũng kéo

dài; tuy nhiên thực tế nên xem xét vấn để chi phí để làm lạnh và ổn định nhiệt Ở nhiệt độ cao, 35-38°C nấm men đại và các vi sinh vật tạp nhiễm phát triển mạnh,

dễ nhiễm vi khuẩn lactic hơn, hoạt tính của nấm men cũng giảm nhanh mặc dù thời gian lên men ngắn hơn

Ảnh hưởng của sục khí

Việc sục khí vào dịch đường sẽ giúp cho nấm men phát triển nhanh hơn Tuy nhiên, việc dư oxy sẽ làm tăng sinh khối, giảm hiệu suất lên men Vì vậy, thực tiễn sản xuất, người ta chỉ suc một lượng nhỏ oxy ban đầu, đủ để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển và lên men của nấm men

Anh huéng cua SO,

SO; là hóa chất được cho phép sử dụng trong sẳn xuất rượu và rượu vang ở hầu hết các nước trên thế giới SO; có tác dụng làm giảm hoặc tiêu diệt các loại vi khuẩn tạp nhiễm có hại trong quá trình lên men Liễu lượng thường dùng trong sản xuất là 0.02% vì nấm men có khả năng chịu được nông độ SO; 0.02-0.025% dùng nhiều co thể ức chế cả hoạt động của nấm men Các hóa chất thường dùng là natri sunfit NazSzOs và kali sunfit KS.Os

Ảnh hưởng của các hóa chất và chất sát trùng

Trong điều kiện sản xuất, thường phải dùng các chất sát trùng để hạn chế sự tạp nhiễm Có thể dùng nhiều loại hóa chất khác nhau: clorua vôi, formalin, hay fluosilicat natri với nỗng độ thích hợp sao cho hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn và không ảnh hưởng xấu đến hoạt động của nấm men Khi dùng formalin hay fluosilicat natri, nồng độ không vượt quá 0.02% so với dịch lên men Khi dùng

acid, có thể tham khảo bảng dưới đây:

Bảng 2.2: Ảnh hưởng của một số acid đến hoạt động của nấm men [14]

Acid Làm ngừng sinh trưởng Tiêu diệt tiêu diệt

2.2 TONG QUAN VE CAY LUA

2.2.1 Nguồn gốc, phân loại [17]

Nguôn gốc thực vật [2]

Cây lúa thuộc họ hòa thảo (Gramineae), chỉ Oryza Trong chỉ Oryza có nhiều

loài, sống 1 nam hoặc nhiều năm, trong đó chỉ có 2 loài trồng là Oryza Safiva và Oryza Glaberrima Oryza Sativa phổ biến ở châu A, chiếm đại bộ phận diện tích trồng lúa, có nhiều giống có đặc tính tốt cho năng suất cao Oryza Glaberrima: hat nhỏ, năng suất thấp, chỉ trồng trên diện tích nhỏ ở Tây Phi

Loài lúa trồng ở châu Á (Oryza Sativa) có 3 loài chính: lúa Japonica vùng ôn đới, lúa Japonica vùng nhiệt đới và lúa Indica ving nhiệt đới Cây lúa ở Đông Dương phát triển theo hai hướng: từ Lào theo sông Cửu Long đi xuống phương nam

có đặc tính của lúa Japonica nhiệt đới; dọc bờ biển Đông có đặc tính của lúa Indica Vi vay, Việt Nam với khí hậu nhiệt đới, và với hệ sinh thái của thảo mộc đa dạng, có cả cây lúa Indica và cây lúa Japonica nhiệt đới [2]

Phân loại [18]

Có nhiều khóa phân loại khác nhau: phân theo mùa vụ, theo điểu kiện sinh thái, theo thời gian sinh trưởng và thu hoạch trong năm, theo điều kiện tưới Tuy nhiên, thông thường, lúa được phân thành 2 loại chính theo chất lượng và hình dáng hạt: lúa tể và lúa nếp

Lúa tẻ và lúa nếp khác nhau là do cấu tạo và thành phần tỉnh bột Lúa tẻ có thành phần tinh bột chủ yếu là amyloza, các phân tử có cấu tạo mạch ngang (liên kết 1-4) Lúa nếp có thành phần chủ yếu là amylopeptin, ngoài mạch ngang còn có cấu tạo mạch đọc (liên kết 1-6) Có thể dùng phản ứng đặc trưng của tinh bột với Iodua kali (KI) để phân biệt 2 loại này: amyloza kết hợp với KI có màu xanh tím, còn amylopeptin kết hợp với KI có màu nâu đỏ Người ta cho rằng lúa nếp là do lúa tẻ biến dị mà thành Trong thực tế trồng trọt, nếu không có điều kiện phù hợp hoặc được bồi dục thích đáng thì phẩm chất các loại lúa nếp (như độ dẻo, hương vị)

sẽ bị suy giảm Chúng ta có nhiều giống nếp quý địa phương như quýt, nếp cái hoa vàng, nếp cẩm cần được quan tâm trong kỹ thuật nông học nhằm gìn giữ nguồn tài nguyên quý, độc đáo của Việt Nam.[18]

Cấu tạo hạt [2]

Lúa gạo gồm vỏ trấu 20% và phần gạo thô 80%

Vỏ trấu: thành phần chủ yếu là hemicellulose, lignin không có giá trị dinh dưỡng nên trong quá trình chế biến được tách bỏ (càng triệt để càng tốt)

Nội nhũ: gồm lớp aleuron và phôi nhũ tích tụ tỉnh bột; chiếm 93% Là thành phan chủ yếu của hạt — nơi dự trữ dinh dưỡng của hạt Thành phần chủ yếu là tinh bột và protein; ngoài ra còn có một lượng nhỏ chất béo, vitamin và khoáng

Bảng 2.3: Thành phân hóa học lúa gạo [2,18]

Thành phần | Tinh bột | Chất xơ | Protein | Lipid Tro | Các chất khác

Tinh bột: là nguồn gốc chủ yếu cung cấp calo Giá trị nhiệt lượng của lúa là

3594 calo, so với lúa mì là 3610 calo; độ đồng hóa đạt đến 95.9%

Tinh bột gạo có hình đa giác, kích thước nhỏ, thay đổi trong khoảng 2-10

uụm Kích thước trung bình của tỉnh bột gạo so với kích thước tỉnh bột của các loại hạt khác như sau: tỉnh bột gạo < ngô < đại mạch < lúa mì < yến mạch < sắn < khoai tây Hạt tinh bột gạo có kích thước nhỏ và nằm sát nhau nên quá trình hỗ hóa sẽ khó khăn hơn, nhiệt độ hồ hóa khoảng 70-80°C, cao hơn so với tỉnh bột

khoai tây: 55—65°C; tinh bột sắn: 60-70°C [14]

Tỉnh bột có 2 loại: Amylose có cấu tạo mạch thẳng và amylopectin có cấu

tạo mạch nhánh Tỷ lệ thành phần amylose và amylopectin liên quan đến độ dẻo của hạt [18] Các loại gạo VN có hàm lượng amylose thay đổi từ 15-35% [14] Cá

biệt có giống lên đến 54% (Lê Doãn Diên và CTV, 1995) Nếu hạt có 10-18% amylose thì gạo mềm, dẻo; từ 25-30% thì gạo cứng Gạo nếp có nhiều amylopectin nên thường dẻo hơn gạo tẻ

Protein: Tỷ lệ chiếm khoảng 6-8%, thấp hơn so với lúa mì và các loại khác Các giống lúa VN có lượng protein thấp nhất 5.25%, cao nhất 12.84%, phần lớn trong khoảng 7-8% Lúa nếp có lượng protein cao hơn tẻ, lúa chiêm cũng có lượng

protein cao Protein trong gạo gồm albumin 5%, globulin 10%, prolamin (oryzin) 5%, glutelin (oryzenin) 80%

Lipit: ham lugng nhd; phan bé chi yéu ở lớp vỏ gạo và phôi nên dễ mất trong quá trình chế biến gạo: nếu ở gạo là 2.02% thì ở gạo giã chỉ còn 0.52% Chủ yếu là acid béo không no: oleic 42.3%, linoleic 30.6%, palmitic 15.5% [2]

Vitamin: Trong lúa gạo ngoài các chất dinh dưỡng trên, còn có một lượng lớn các vitamin đặc biệt là các loại vitamin B như Bị, Bạ, Bạ, PP Lượng vitamin B¡ là 0.45 mg/100 hạt (trong đó phân bố ở phôi 47%, vỏ cám 34.5% trong hạt gạo

chỉ có 3.8%) so với lúa mì là 0.52 mg và ngô là 0.49% mg.[18]

Bảng 2.4: Thành phần hóa học một số loại gạo té theo mức độ chế biến [2]

2.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ VI SINH VẬT TRONG BÁNH MEN THUỐC BẮC [1, 8, 14, 17, 24]

Như đã để cập ở 2.1.3.1, thực chất bánh men thuốc bắc là canh trường không thuần khiết của hệ vi sinh vật có khả năng sinh trưởng tổng hợp hệ enzym đường

hóa và lên men rượu, nói cách khác hệ vi sinh vật trong bánh men rất đa dạng Trong đó, có 3 loài phổ biến nhất, có số lượng đông nhất và vai trò quan trọng nhất: nấm men, nấm mốc và vi khuẩn

Các kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy giá trị pH bánh men Việt Nam trong khoảng 5.76, độ ẩm khoảng 13.6%, hàm lượng vi sinh vật trong bánh men tương ứng là: vi khuẩn 2.6x10, nấm mốc 3.4x10, nấm men 5.8x10” cfu/gam bánh men Trong tổng số 119 vi sinh vật phân lập được thì có 53 tế bào nấm mốc, 5l tế bào nấm men và 15 tế bào vi khuẩn Các chủng nấm mốc xác định được: Rhizopus oryzae, Mucor indicus, Mucor circinilloides, Amylomyces rouxii va cic chủng nam men thường gặp: Saccharomyces cerevisiae, Hyphopichia burtonii, Sacchromycopsis fibuligera, Pichia anomala và Candidas sp [17]

2.3.1 Nấm men [1, 8, 24]

Nấm men là nhóm vi sinh vật có cấu tạo đơn bào và nhân chuẩn (eukaryote) thường sinh sản bằng cách nảy chổi Hình dạng nấm rất phong phú phụ thuộc vào giống loài, nó có thế dạng hình cầu, hình trứng hay hình bầu dục, hình tam giác Đối với nấm men trong quá trình hoạt động sống, chúng đồng hóa các monosacarit trong điểu kiện yếm khí, thải ra môi trường xung quanh sản phẩm dị hóa là rượu etylic và khí cacbonic nhờ tác dụng của một phức hệ các enzym Đây

là một trong những đặc trưng quan trọng của nấm men đã được nhân dân ta ứng dụng từ lâu đời để sản xuất rượu bằng bánh men thuốc bắc

2.3.1.1 Đặc điểm hình thái, dinh dưỡng chung của nấm men |]

s* Phân loại

Trong giới nấm, nấm men ở vào 2 nhóm phân loại khác nhau Một số nấm men có khả năng hình thành bào tử túi được xếp vào lớp nấm túi Những nấm men còn lại không có khả năng hình thành bào tử túi, được xếp vào lớp nấm bất toàn

‹* Cấu tạo tế bào nấm men

Tế bào nấm men có cấu tạo phức tạp và được chia thành 2 phần chính: vỏ tế bào và phần trong nội tế bào (vỏ và protoplasma)

Các thành phần cấu tạo tế bào nấm men từ ngoài vào trong như sau:

+ Vỏ tế bào (hay thành tế bào): có cấu tạo gồm 3 lớp: lớp ngoài là màng nhấn gồm chủ yếu Iypoproteid, lớp tiếp theo chứa phức hợp manan protein, lớp trong cùng cấu tạo từ những gốc glucan gồm 94% glucose và khoảng 6% hexoamin

+ Vỏ trong của tế bào là màng tế bào chất rất mỏng dày khoảng 8nm và cũng gồm 3 lớp được cấu tạo từ phospholipid, sterol và protein

+ Tế bào chất cytoplasma (còn gọi là nguyên sinh chất) là hệ thống keo nằm ngoài nhân khác với nucleoplasma là hệ thống keo nằm ngoài nhân Cytoplasma

và nucleoplasma có tên gọi chung là protoplasma Tế bào chất chứa nhân và các

cơ quan con khác

+Nhân tế bào được bao bọc bởi một màng nhân, bên trong chứa nucleoplasma trong suốt và các cromosome cấu tạo từ protid, acid dezoxyribonucleic, acid ribonucleic và các enzym

+ Các cơ quan khác như ty thể, ribosome, không bao, hat volutum

s* Sự sinh sản của nấm men

Nấm men có nhiều hình thức sinh sôi nảy nở khác nhau, phân thành :

+ Sinh sản vô tính: nảy chổi, phân cắt, sinh sản bằng bào tử

+ Sinh sản hữu tính

Trong đó, nảy chổi là hình thức sinh sản phổ biến nhất ở nấm men Khi một chổi xuất hiện các enzym thủy phân sẽ phân giải phần polisaccharic của thành tế bào, làm chổi chui ra khỏi tế bào mẹ Vật chất mới được tổng hợp sẽ huy động đến chổi và làm chổi phình to dẫn lên, khi đó sẽ xuất hiện vách ngăn giữa chỗi và tế bào mẹ Khi tế bào chổi tách khỏi tế bào mẹ ở chỗ tách ra còn giữ lại một vết sẹo của chổi, trên tế bào con cũng mang một vết seo

Hình 2.3: Tế bào nấm men qua kính hiển vi

2.3.1.2 Đặc điểm của nấm men trong bánh men thuốc bắc [S, 24]

Trong mỗi gam bánh men có từ vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men Gồm 2 chi khác nhau:

- Endomycopsis (chi yéu 1a Endo Fibuligenes)

- Saccharomyces (chi yéu la S cerevisiae)

Endo Fibuligenes là loài nấm men rat giau enzym amylase, glucoamylase

Do đó vừa có khả năng rượu hóa vừa có khả năng đường hóa

Saccharomyces cerevisiae có kha nang lên men rất nhiều loại đường khác nhau như glucose, saccharose, maltose, fructose, raffinose, galactose Chúng có

khả năng lên men được ở nhiệt độ cao (khoảng từ 36-40°C) Chịu được acid

Theo những nghiên cứu gần đây [24], nấm men trong bánh men rượu gạo của

Việt Nam có thể phát triển trên môi trường có hàm lượng glucose tương đối cao

(20% w/v), tạo thành 8.8% w/v ethanol Điều kiện lên men tối ưu là ở 28°C trong 4 ngày Tỷ lệ giống cấy là 5.5 log cfu/ml (Điễu kiện đường hóa tốt nhất: ủ ở 34°C trong 2 ngày Tỉ lệ giống cấy: 5 log cfu/g gao chin)

Đặc biệt các chủng nấm men trong bánh men thuốc bắc có khả năng chịu được thuốc sát trùng NazSiF¿ với nồng độ 0.02-0.025% Đặc điểm này rất thuận lợi cho lên men khi cần sử dụng thuốc sát trùng

Đặc điểm quan trọng hơn hết là loài nấm men này có khả năng lên men các loại nguyên liệu rất khác nhau như gạo, ngô, khoai, sắn với lượng đường trong dung dịch từ 12-14%; có khi 16-18% Nông độ rượu trong dịch lên men là 10-12%

Nhiệt độ lên men thích hợp là 28-32°C

Hình 2.4: Nấm men Saccharomyces Ngoài hai chỉ nấm men trên, trong bánh men thuốc bắc còn thấy nhiều loại nấm men đại khác nhau Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả

năng chuyển đường thành côn, tuy nhiên sự chuyển hóa này còn rất thấp Điều đặc biệt là các loài nấm men dại này chịu nhiệt độ rất cao, có khi lên tới 60-65°C và chịu được chất sát trùng ở nỗng độ 0.05-1%

2.3.2 Nấm mốc [I, 8]

2.3.2.1 Đặc điểm hình thái, dinh dưỡng chung của nấm mốc | I]

Nấm mốc là tên chung để chỉ một số đại diện nấm sợi, không phải là nấm men cũng không phải là nấm lớn có mũ như nấm rơm hay các loài nấm ăn khác Nấm mốc rất phổ biến trong thiên nhiên, chủ yếu là trong đất và vỏ cây Có

nhiều giống và loài nấm mốc khác nhau nhưng phần lớn đều có cấu tạo sợi và

mang đính bào tử

Cho đến bây giờ người ta nhận thấy rằng nấm là một giới riêng không phải thuộc động vật cũng không thuộc thực vật vì khi quan sát, ta thấy nấm có một số đặc điểm sau: nấm không có diệp lục tố, không có khả năng tự tổng hợp các chất

dinh dưỡng cho bản thân Chúng chỉ phát triển được trên những thức ăn hữu cơ đã

có sẵn Là loại vi sinh vật phát triển thành thể sợi phân nhánh Những sợi phân nhánh này phát triển thành từng đám ching chịt, người ta gọi là khuẩn ty hay hệ sợi nấm khi phát triển trên môi trường đặc

Khuẩn ty được phân ra thành 2 loại: khuẩn ty cơ chất hay khuẩn ty dinh

dưỡng ăn sâu vào cơ chất hút chất dinh dưỡng từ môi trường nuôi cơ thể; và khuẩn

ty khí sinh mọc ra ngoài bể mặt cơ chất, từ những sợi nấm sẽ mọc ra các bào tử và trở thành cơ quan sinh sản sau này

Nấm mốc phân loại theo hai cách Nếu xét về cấu tạo thì gồm 2 loại: hệ sợi nấm có vách ngăn hoặc không có vách ngăn Nếu xét về cấu tạo cơ quan sinh sản

có thể phân ra làm 2 loại: bào tử kín và bào tử hở

Phần lớn các loài nấm mốc hệ sợi có vách ngăn, vì vậy chúng là loại vi sinh vật có cấu tạo đa bào, ở một số loài nấm bậc thấp hệ sợi không có vách ngăn, toàn

bộ khuẩn ty coi như một tế bào phân nhánh (ở các giống Mucor, Rhizopus,

Absidia, )

Cấu tạo tế bào nấm mốc không khác với tế bào vi khuẩn và nấm men, nhưng

có một hoặc đôi khi vài nhân định hình

Phương pháp sinh trưởng rất khác nhau đối với các giống, loài Bào tử của loài Aspergillus khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển tạo nhiều sợi và phân

nhánh đan chéo nhau thành mixen Từ đây mọc lên những sợi hình kim mang trên

đầu những bào tử Các bào tử có thể mang nhiều màu sắc khác nhau: vàng, xanh,

lục, đỏ, đen hoặc nâu v.v Ví dụ bao tử của Asp.awamori, usamii, niger có mầu đen hoặc nâu, còn bào tử Asp.oryzae có màu vàng hoặc màu vàng lục v.v

Hình 2.5: Chủng nấm mốc Aspergilus 2.3.2.2 Đặc điểm nấm mốc trong bánh men thuốc bắc [S]

Trong bánh men thuốc bắc có nhiều loài nấm mốc phát triển thuộc Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus S6 loai naém mốc phụ thuộc vào các yếu

tố như: nhiệt độ, địa phương noi san xuat banh men; nhung trong d6, Mucor va Rhizopus thay phat trién nhiéu hon ca

Loai Mucor, dic biét 14 Mucor rouxxi có nhiều đặc tính quý như khả năng

chịu nhiệt độ cao (32-35°C) Chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng

2.3.3 Vi khuẩn[I, 8, 14]

2.3.3.1 Đặc điểm hình thái, dinh dưỡng chung của vi khuẩn | I]

Vi khuẩn có nhiễu hình thái, kích thước và cách sắp xếp khác nhau Đường

kính của phân lớn vi khuẩn khoảng 0,2 - 2,0um, chiều dài cơ thể khoảng 2,0 —

§,0um Những hình dạng chủ yếu của vi khuẩn là hình cầu, hình que, hình dấu phẩy, hình xoắn, hình có cuống, hình có sợi

Cấu tạo tế bào vi khuẩn:

- Thành tế bào: là cấu trúc lớp ngoài cùng, có độ rắc chắc nhất định có khả năng bảo vệ tế bào trong điều kiện bất lợi

- Màng tế bào: cấu tạo bởi 2 lớp photpholipid và các protein nằm phía trong,

phía ngoài hay xuyên qua màng

- Tế bào chất: là vùng dịch thể ở dạng keo chứa các chất hòa tan trong suốt

và các hạt như riboxom, gồm khoảng 80% nước

- Thể nhân: nhân nguyên thủy chưa có màng nhân, chỉ một nhiễm sắc thể

- Tiên mao: là những sợi lông dài, uốn khúc mọc ở mặt ngoài một số vi khuẩn giúp chúng có thể chuyển động trong môi trường lỏng

2.3.3.2 Đặc điểm vi khuẩn trong bánh men thuốc bắc [8,14]

Trong bánh men thuốc bắc, thấy có nhiều loài vi khuẩn phát triển Trước đây chủ yếu là vi khuẩn lactic và acetic Các loài vi khuẩn này thường làm chua môi trường Thời gian đầu quá trình lên men, quá trình này xẩy ra là có lợi vì pH môi trường do chúng tạo ra sẽ thích hợp cho nấm men và nấm sợi phát triển Tuy nhiên

pH xuống quá thấp lại ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men Mặt khác trong giai đoạn sau, nếu dịch lên men có oxy thì vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa rượu thành acid

acetic, làm giảm lượng côn tạo thành; không có lợi Ngày nay, bằng phân lập,

người ta thu được và bổ sung vào chế phẩm bánh men nhiều chủng giống vi khuẩn

có khả năng chuyển hóa tỉnh bột thành đường: Ö subtilis, B diastaticus [14]

Hinh 2.7: Vi khudin Bacillus Subtilis

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

- Bánh men giống: sử dụng bánh men rượu Bầu Đá, thu thập ở Bình Định

- Chủng giống nấm mốc Mucor của phòng thí nghiệm

- Các vị thuốc bắc: sử dụng bài thuốc 8 vị bắc:

1-Nhuc đậu khấu 3g 5-Cam thảo 3g

- Nước: sử dụng nước sạch của phòng thí nghiệm

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Mục đích của quá trình nghiên cứu

Các phương pháp sản xuất rượu theo qui mô công nghiệp: phương pháp amylose, mycomalt, hay dùng chế phẩm enzym yêu cầu điều kiện vô trùng nghiêm ngặt, chỉ thích hợp cho qui mô lớn, hiện đại Trong khi đó, việc sẳn xuất rượu gạo theo phương pháp truyển thống bằng chế phẩm bánh men thuốc bắc không đòi hỏi điều kiện nghiêm ngặt về vi sinh, thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, lại thu được rượu có hương vị thơm ngon

Do đó với để tài này chúng tôi tiến hành sản xuất bánh men thuốc bắc, sau

đó tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình sẳn xuất rượu gạo từ bánh men đã sản xuất Từ đó tiến tới hoàn thiện qui trình để thu được rượu có nồng độ cồn cao, có thể ứng dụng sản xuất rượu qui mô vừa và nhỏ

3.2.2 Sơ đô nghiên cứu

Tổng quan tài liệu, lựa chọn bánh men

Phân lập, định lượng, vi sinh vật trong bánh men

Lựa chọn chủng giống và giữ giống

Sản xuất bánh men từ chủng giống đã chọn

và chủng Mucor của phòng thí nghiệm

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu gạo bằng chế phẩm bánh men đã làm

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu

3.2.2.1 Tổng quan tài liệu, lựa chọn loại bánh men

Trong giai đoạn này, chúng tôi tìm hiểu về nguyên liệu, phương pháp và các hóa chất cần thiết để tiến hành thí nghiệm Đồng thời chúng tôi thu thập, tổng hợp, so sánh các kết quả nghiên cứu có liên quan đến quá trình sản xuất rượu gạo theo phương pháp truyền thống

3.2.2.2 Phân lập, định lượng vì sinh vật trong bánh men

Chúng tôi tiến hành phân lập, định tính sơ bộ hệ vi sinh vật có trong mẫu bánh men Đồng thời tiến hành định lượng để xác định tỉ lệ vi khuẩn, nấm mốc và nấm men có trong bánh men

3.2.2.3 Lựa chọn chủng giống và giữ giống

Xác định khả năng phân giải tinh bột của những chủng giống phân lập được, xem xet chọn ra chủng giống tốt nhất Sau đó, tiến hành làm môi trường thích hợp để giữ những giống đã chọn, dùng cho các thí nghiệm tiếp theo

3.2.2.4 Sản xuất bánh men từ những chủng giống được chon

Tiến hành sản xuất bánh men từ những chủng giống được lựa chọn, đồng thời bổ sung chủng giống mốc Mucor của phòng thí nghiệm

3.2.2.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất rượu gạo

Sử dụng bánh men vừa sản xuất, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình sản xuất rượu gạo với hàm mục tiêu là nồng độ ethanol trong rugu thanh phẩm:

_ Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men giống:

Giữ cố định các thông số nêu trên, thay đổi tỉ lệ men giống dùng lên men

để xác định tỉ lệ thích hợp Hàm mục tiêu: nồng độ ethanol tạo thành

v Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước cho vào trước lên men ẩm và sau lên

men ẩm:

Thời gian lên men ẩm, thời gian lên men lỏng, tỉ lệ men giống vừa chọn sẽ

sử dụng trong thí nghiệm này để khảo sát hàm ẩm trước lên men ẩm và lượng nước cho vào để lên men lỏng Hàm mục tiêu: nông độ ethanol tạo thành

v_ Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men ẩm và thời gian lên men lỏng: Với tỉ lệ giống thích hợp vừa chọn được ở thí nghiệm trên, tiến hành lên men rượu với thời gian lên men ẩm và thời gian lên men lỏng lần lượt thay đổi Giữ cố định các thông số còn lại Hàm mục tiêu: nông độ ethanol tạo thành

*_ Khảo sát ảnh hưởng của SO; cho vào sau lên men ẩm:

Sau quá trình lên men ẩm, tiến hành sunfit hóa dịch thu được, khảo sát sự

ảnh hưởng đến nồng độ ethanol và độ chua của sản phẩm

3.2.3 Qui trình sản xuất rượu từ bánh men thuốc bắc trong nghiên cứu

Ủ

Hong khô

Làm sạch

Bánh

men

Nấu

TLàm nguội

Nghiên mịn Trộn men

Lên men ẩm

Lên men lỏng

Chưng cất

Hoàn thiện

3.2.4 Các phương pháp phân tích

3.2.4.1 Các phương pháp vi sinh [11]

s* Phân lập vi sinh vật: sử dụng phương pháp dàn đều vi sinh vật

Nguyên lí: một lượng nhỏ vi sinh vật đã được pha loãng trước được dàn đều lên trên bể mặt hộp peptri có chứa môi trường dinh dưỡng thích hợp

Tiến hành: môi trường agar nóng chảy được đổ vào hộp peptri vô khuẩn, để cho đặc lại Dùng pipet hút 0.Iml dung dịch hỗn hợp vi sinh vật cần phân lập ở các nông độ khác nhau cho vào các hộp peptri chứa môi trường agar ở trên; sau đó dùng que trang vô khuẩn dàn đều ra khắp bể mặt Lật ngược hộp peptri để nuôi trong tủ ấm ở 35C Sau khoảng 48 giờ, tách rời các khuẩn lạc trên môi trường

Tiến hành: dùng 3 môi trường sau để định lượng nấm men, nấm mốc và vi khuẩn tương ứng

Môi trường cho nấm men: môi trường thạch malt

Dich chiét malt 8°Bx: I1 lít