Môn học công nghệ chế biến đồ uống báo cáo thực hành bài th2 sản xuất bia

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM О MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI TH2 SẢN XUẤT BIA Lớp DHTP15A – 4203002[.]

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

О

MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG

BÁO CÁO THỰC HÀNH

BÀI TH2 SẢN XUẤT BIA

Lớp: DHTP15A – 420300218901 GVHD: Trần Thị Mai Anh Nhóm: 04

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 4

Mục lục

1 Mục đích thí nghiệm 1

2 Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ 1

2.1 Dứa 1

2.2 Enzyme Pectinase 1

2.3 Nấm men (Saccharomyces cerevisiae) 2

2.4 NaHSO3 3

2.5 Dụng cụ 3

3 Quy trình công nghệ 4

3.1 Sơ đồ quy trình 4

3.2 Thuyết minh quy trình 5

4 Các nội dung thực hiện 7

4.1 Chỉ tiêu theo dõi: 7

4.2 Phương pháp kiểm tra: 7

4.3 Lên men: 9

4.4 Thể tích sau lọc – độ cồn sản phẩm rượu 9

5 Kết quả và bàn luận 9

6 Kiến nghị 11

7 Tài liệu tham khảo 11

8 Phân công nhiệm vụ công việc 11

BÀI 3: SẢN XUẤT RƯỢU VANG

1 Mục đích thí nghiệm

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường của dịch trái cây trước khi lên men

̶ Hàm lượng đường 18%

̶ Hàm lượng đường 21%

̶ Hàm lượng đường 24%

2 Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ

2.1 Dứa

Dứa là loại cây ăn quả không kén đất thường được trồng ở vùng gò đồi, đất dốc (những vùng đất cùng kiệt dinh dưỡng) Dứa được xem là giàu chất dinh dưỡng , có mùi thơm hấp dẫn Dứa là thành phần chính của rượu vang, sau khi được xử lý sơ bộ sẽ đem đi

ép để lấy dịch quả Từ dịch quả dứa, ta đem lên men để thu được rượu vang

Lượng đường có trong dứa dùng để cung cấp cho nấm men trong quá trình lên men rượu phần đường còn lại sau khi lên men sẽ tạo ra vị ngọt đặc trưng của rượu vang dứa Đường tổng số chiếm 13 - 19,5% trong đó đường saccaroza chiếm 1/3 Acid chiếm 0,6% trọng lượng trong đó acid citric chiếm 87% còn lại là acid malic và các acid khác Acid có tham gia một số các phản ứng trao đổi chất trong quá trình lên men, còn lại tạo ra vị chua đặc trưng của rượu vang Amino acid - 0,3g/100g là nguồn cung cấp Nito cho nấm men trong quá trình tăng sinh khối của nấm men khi lên men Vitamin: vitamin A-130 UI, vitamin B1 -0,8 mg, vitamin B2- 0,02 mg, vitamin C-4,2 mg/100g Cung cấp cho rượu vang hàm lượng vitamin, tăng giá trị dinh dưỡng và chất lượng của rượu vang Chất khoáng:

Ca – 16 mg, P – 11 mg, Fe – 0,3 mg, Cu –0,07 mg/100g, P – 7 mg/100g Cung cấp hàm lượng chất khoáng cho rượu vang cũng như tham gia xúc tác cho các hoạt động của enzyme, góp phần cấu tạo các thành phần của nấm men

Pectin trong dứa chiếm một hàm lượng rất cao, pectin ảnh hưởng tới độ nhớt và cơ chất trong dịch quả, điều này dẫn đến ảnh hưởng tới khả năng xúc tác của enzyme và chất lượng của rượu vang

Ngoài ra, trong dứa còn có men Bromelin có tác dụng đẩy nhanh quá trình thủy phân các chất giúp cho việc tiêu hóa tốt và thường được dùng trong công nghiệp thực phẩm

2.2 Enzyme Pectinase

Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân các chất pectin, sản phẩm tạo thành là acid galacturonic, galactose, methanol Enzyme pectinase bao gồm nhiều loại

enzyme khác nhau như pectinesterase, polygalacturonase,… xúc tác thủy phân các phân tử pectin thành các sản phẩm khác nhau

PE (pectinesterase) xúc tác thủy phân liên kết ester của acid pectic với nhóm metyl giải phóng ra pectate và metanol Các pectate dễ kết lắng trong điều kiện có in Ca2+, làm cho sản phẩm kém ổn định, đồng thời rượu metanol là thành phần không mong muốn trong sản phẩm PG (polygalaturonase) xúc tác thủy phân liên kết alpha-1,4-D-galacturonic trong phân tử pectin tạo thành acid galacturonic có phân tử nhỏ và khó kết lắng, giúp sản phẩm

ổn định hơn Pectinesterase thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau Nếu thu nhận từ nguồn vi sinh vật thì pH từ 4.5 – 5.5, còn nếu từ nguồn thực vật thì

có pH tối ưu từ 5.0 – 8.5 Nhiệt độ tối ưu là 50 – 550C

Polygalacturonase còn được gọi là pectin depolymerase, PG, pectolase, pectin hydrolase và poly – alpha – 1,4-galacturonide glycanohydrolase, là một enzym thủy phân các liên kết alpha – 1,4 glycosidic giữa các gốc axit galacturonic Polygalacturonan, có thành phần chính là axit galacturonic, là một thành phần carbohydrate quan trọng của mạng pectin bao gồm thành tế bào thực vật Do đó, hoạt động của PG nội sinh thực vật có tác dụng làm mềm và ngọt trái trong quá trình chín

Enzyme pectinase có khả năng xúc tác và có tính đặc hiệu cao, vì vậy chúng có thể làm biến đổi nhanh chóng về mặt hóa học của một nguyên tử nào đó trong nguyên liệu mà không gây ảnh hưởng gì tới cấu trúc khác cũng như có mặt trong nguyên liệu đó Hơn nữa, các chất có trong rau quả (ở dạng không hòa tan) lai là cơ chất mà các enzyme này rất dễ dàng tác dụng để chuyển thành các chất hòa tan Khi nghiền quả, trong thành phần của quả

có pectin thì khối nghiền có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được Nhờ pectinase phân giải các chất pectin mà dịch quả trong suốt, không bị vẩn đục và lọc dễ dàng

2.3 Nấm men (Saccharomyces cerevisiae)

Nấm men Saccharomyces là một loại vi sinh vật thuộc chi Saccharomyces lớp Ascomycetes ngành nấm Nó được dùng rộng rãi trong quá trình lên men làm bánh mì, rượu, và bia

Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5 –6 đến 10 – 14 𝜇𝑚, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng đường glucose, galactose, saccharose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng amino acid và muối amon như nguồn nitơ Nấm men Saccharomyces cerevisiae dùng trong công nghiệp sản xuất rượu thường có tế bào lớn, có dạng hình cầu hay hình trứng, đường kính ít nhất 7 – mm Hoạt tính chủ yếu là maltase, có

hoạt lực làm dậy bột Thường 100% bền vững với rỉ đường Khả năng tích lũy sinh khối nấm men là 0,2/ giờ

Điều kiện môi trường ảnh hưởng khá lớn tới tốc độ tăng sinh khối của nấm men Chúng phát triển tốt ở nhiệt độ 28 – 30°C Độ pH tối ưu của môi trường là 4,5 – 5,5 Ngoài

ra ảnh hưởng của các hợp chất hóa học như rỉ đường, amonium sunphat, DAP, MgS04, axit sunfuric là rất lớn Nồng độ mật rỉ đường tác động đến sự hấp thụ các chất dinh dưỡng Ảnh hưởng của cường độ không khí và khuấy trộn cũng tác động lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men

2.4 NaHSO 3

̶ Sodium bisulfite là một chất phụ gia thực phẩm có mã số E222

̶ Sodium bisulfite trong quá trình đóng hộp được dùng để ngăn ngừa oxi hóa kiến trái cây, đồ hộp bị hóa nâu và để tiêu diệt vi khuẩn

NaHSO3 là công thức hóa học của một hợp chất với tên gọi là Natri bisulfit hoặc Sodium bisulfite Đây là hợp chất tồn tại ở dạng tinh thể rắn, mang màu trắng, tan được trong nước và không cháy được

NaHSO3 có rất nhiều tên gọi khác nhau như Natri bisuflit hay Sodium hydrogen sulfite hoặc sodium bisulfite

❖ Tính chất vật lí:

̶ NaHSO3 mang tinh thể trắng, không cháy và có vị khó chịu

̶ Khối lượng mol của NaHSO3 là 104.061 g/mol

̶ Bề ngoài của NaHSO3 là dạng rắn màu trắng

̶ Khối lượng riêng của NaHSO3 là 1.48 g/cm3

̶ Điểm nóng chảy của NaHSO3 là 150 °C (423 K; 302 °F)

̶ Độ hòa tan trong nước của NaHSO3 là 42 g/100 mL

2.5 Dụng cụ

˗ Thau, tô, muỗn, đũa, nồi, vá ˗ Nhiệt kế

˗ máy đo pH ˗ 1 chai PET 1,5 lit

˗ 1 van xe đạp ˗ 1 bộ dây chuyền nước biển

3 Quy trình công nghệ

3.1 Sơ đồ quy trình

3.2 Thuyết minh quy trình

[1] Nguyên liệu dứa: dứa chín được mua tại chợ Gò Vấp – Tp Hồ Chí Minh [2] Xử lý: Lựa chọn và loại bỏ, cắt gọt bỏ vỏ, mắc gai, những phần không sử dụng [3] Nghiền:

❖ Mục đích: phá vỡ cấu trúc tế bào thịt quả, dễ dàng cho việc thu nhận dịch quả

❖ Yêu cầu: xay nghiền mịn, thao tác đúng và nhanh chóng, trong quá trình xay nghiền bổ sung thêm ít nước lọc để thực hiện quả trình xay nghiền tốt hơn

❖ Các biến đổi:

+ Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất, nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt dứa bị phá vỡ và tạo điều kiện cho dịch bào thoát

ra ngoài Nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhẹ do ma sát + Hóa lý: có sự hòa tan của oxy từ môi trường không khí vào trong dịch dứa + Hóa học và hóa sinh: một số hợp chất polyphenol sẽ bị oxy hóa

+ Sinh học: khi dịch bào được giải phóng, hệ vi sinh vật trên nguyên liệu sẽ

dễ hấp thu cơ chất và phát triển Tuy nhiên, nếu thời gian nghiền xảy ra nhanh thì những biến đổi sinh học là không đáng kể

[4] Sunfit hóa:

Sau khi nghiền nát nguyên liệu, không tiến hành đun sôi dung dịch lên men Để tiêu diệt VSV, thường dùng SO2 Lượng SO2 trong dịch lên men không được quá nhiều vì sẽ gây ức chế sự phát triển và hoạt động chuyển hóa đường thành rượu Ngoài ra, còn hạn chế được sự biến màu của dịch quả

Hàm lượng sử dụng: 50ppm (50mg/kg)

[5] Xử lý pectinase:

Khi nghiền sẽ thu được dịch quả và bã nghiền, việc bổ sung enzyme pectinase làm trong dịch quả, hạn chế sự oxi hóa, sẫm màu của dịch quả

Hàm lượng sử dụng: 0,1%, nhiệt độ 50 – 550C, thời gian 60 phút

[6] Lọc bã:

❖ Mục đích: loại phần thịt quả để lấy phần dịch quả

❖ Cách tiến hành: Dùng vải lọc và rây để dung dịch có thể chui qua các lỗ nhỏ,

đã được giữ lại trên lớp vải lọc và rây

+ Vật lý: dịch lọc thay đổi so với huyền phù ban đầu như tỉ trọng, độ trong + Hóa lý: cấu tử dễ bay hơi hợp chất mùi trong dịch lọc có thể bị tổn thất + Sinh học: nếu quá trình lọc kéo dài thì hệ vi sinh vật có sẵn trong huyền

phù hoặc các vi sinh vật từ môi trường sản xuất bị nhiễm vào huyền phù sẽ phát triển

[7] Điều chỉnh dịch lên men

❖ Mục đích: bổ sung cung cấp lượng đường cho nấm men sử dụng cho quá

trình lên men

❖ Các tiến hành: thực hiện việc tính toán bổ sung lượng syrup tùy theo mục

đích yêu cầu

❖ Sơ đồ tiến hành:

❖ CT phối trộn: m1 .C1 + m2 .C2 = m C

Trong đó:

• m1 .C1: dịch quả

• m2 .C2: Syrup

• m C: Khối lượng tổng

[8] Thanh trùng:

❖ Mục đích: tiêu diệt loại bỏ VSV

❖ Yêu cầu: nhiệt độ: 700C , tiến thành trong thời gian 15 phút

[9] Làm nguội:

❖ Mục đích: làm nguội dịch quả vừa đun đến nhiệt độ phòng để chuẩn bị cho

công đoạn lên men

❖ Yêu cầu: nhiệt độ: 28 – 330C rồi tiến hành bổ sung men

[10] Lên men

Sau khi kết thúc quá trình đường hóa, dịch đường được làm lạnh về 28 – 320C, và được cho vào thùng lên men Dưới tác dụng của nấm men, đường sẽ biến thành rượu và khí cacbonic cùng với nhiều sản phẩm trung gian khác Kết thúc quá trình lên men thu được hỗn hợp gồm rượu – nước – bã gọi là giấm chín hay cơm hèm

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q Quá trình lên men được bổ sung men Sacchromyces cerevisiae (lên men nổi) Men được sử dụng ở dạng bột vì thế cần phải hoạt hóa, chuẩn bị dung dịch đường 20%, thời gian hoạt hóa trong vòng 30 phút

[11] Vang dứa: Sản phẩm vang dứa

4 Các nội dung thực hiện

4.1 Chỉ tiêu theo dõi:

• Nồng độ đường – Brix

• pH

• Độ cồn

4.2 Phương pháp kiểm tra:

❖ Phương pháp đo độ Brix:

• Nguyên lý hoạt động: Brix kế đo độ khúc xạ của ánh sáng khi qua mẫu,

dựa trên nguyên lý tuyến tính giữa nồng độ và chiết xuất (khúc xạ) tức có nghĩa góc khúc xạ luôn nhỏ hơn góc tới và tia khúc xạ hướng xuống so với tia tới Từ đó máy sẽ tính toán và hiển thị chính xác nồng độ Brix (nồng

độ đường hay nồng độ chất tan trong 100g nước)

• Ưu điểm: Brix kế cho kết quả nhanh và khá chính xác

• Nhược điểm: Kết quả đo độ Brix phụ thuộc vào nhiệt độ Khi nhiệt độ

tăng chỉ số khúc xạ giảm Đó là lý do tại sao bạn cũng phải tham chiếu nhiệt

độ mà tại đó các phép đo chỉ số khúc xạ được thực hiện hoặc được chuyển đổi sang Hầu hết các máy đo khúc xạ sử dụng nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn của 68°F (20°C) Đối với các máy đo khúc xạ, nhiệt độ của thiết bị

số khúc xạ, chỉ có một giọt mẫu được yêu cầu Khối lượng của số lượng mẫu là quá nhỏ để nó sẽ gần như ngay lập tức thừa nhận nhiệt độ của thiết

bị Nhiệt độ của thiết bị này là phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ của môi trường mà nó được sử dụng

Đối với môi trường phòng thí nghiệm để cho sinh viên hiểu được nguyên lý của bài thực hành thì sự sai số này là chấp nhận được

❖ Phương pháp đo độ cồn:

• Nguyên lý hoạt động:Dựa trên nguyên lý tỷ trọng của nước càng thấp khi

độ cồn trong nước càng cao, độ chìm của cồn kế trong dung dịch sẽ cho

biết độ cồn của dung dịch

• Ưu điểm: Cho kết quả nhanh và khá chính xác

• Nhược điểm: chỉ số độ cồn chỉ chính xác ở một nhiệt độ thích hợp (18 -

20°C), còn trên hoặc dưới nhiệt độ đó, độ cồn trên cồn kế không chính xác

tuyệt đối và được gọi là độ cồn biểu kiến

Cũng có những phương pháp khác nhau cho phép quy đổi độ cồn biểu kiến thành

độ cồn thực tế Khi đó, thông thường người ta sử dụng thêm một nhiệt kế cắm ngập vào rượu, cồn cần đo để lấy nhiệt độ của rượu, cồn và kết hợp với độ cồn biểu kiến trên cồn kế

để tính toán bằng công thức cho ra độ cồn thực tế

4.3 Lên men:

Nguyên liệu

Nguyên liệu

Ngày 1(28/4) 2(29/5) 3(4/5) 4(5/5) 5(6/5) 6(7/5)

Nguyên liệu

4.4 Thể tích sau lọc – độ cồn sản phẩm rượu

5 Kết quả và bàn luận

Nấm men Saccharomyces cerevisiae 0,12g (lên men 1,2 lít)

Khối lượng thể tích dịch lọc m1 964,285g

Ta có:

m1 + m2 = 1200

m1*13 + m2*69 = 1200*24

→ m1 = 964,285g;

→ m2 = 237,715g;

Nhận xét:

Khác nhau về hàm lượng đường trước khi men, sản phẩm thu được độ cồn cũng sẽ khác nhau, thời gian lên men, và việc men sử dụng hàm lượng đường nhiều sẽ cho ta quá trình lên men nhanh hơn, cồn thu được nhiều hơn

6 Kiến nghị

Cần phải đảm bảo hàm lượng đường khảo sát đúng với yêu cầu đã đặt ra

7 Tài liệu tham khảo

[1] Bùi Ái (2009) Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm NXB

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH(Tái bản lần thứ ba)

[2] Nguyễn Đình Thưởng và Nguyễn Thanh Hằng (2007) Công nghệ sản xuất & kiểm tra cồn etylic NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI(Tái bản lần 3)

8 Phân công nhiệm vụ công việc

1 Chuẩn bị nguyên liệu Nguyễn Hữu Quan

2 Xay nguyên liệu Bùi Tuấn Tùng, Nguyễn Quốc Huy, Phạm

Tuyết Nhi

3

Quá trình nấu Nguyễn Thị Thảo Nhi, Nguyễn Hữu Quan Quá trình đun sôi Bùi Tuấn Tùng, Phạm Tuyết Nhi

Quá trình đường hóa Phạm Tuyết Nhi, Nguyễn Hữu Quan

4 Bổ sung enzym + men Nguyễn Quốc Huy, Bùi Tuấn Tùng

5 Đo thể tích + cho dung dịch vào