BÀI BÁO CÁOTHỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN

Bia sau lên men được bơm qua thiết  Xác định độ ẩm của malt: cân cốc và nắp sau đó cho 3g malt ta được khối lượng trước sấy nắp lúc cân thì đậy nắp và sấy đến khi nào khối lượng không đ

TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

5 Lê Hoàng Thúy Oanh 0851110168 08DSH4

6 Bùi Thị Anh Thư 0851110213 08DSH4

7 Lữ Minh Vũ 0851110304 08DSH4

TP.HCM, 12/2011

MỤC LỤC

Bài 1: Lên men bia 3

Bài 2: Sản xuất nước tương lên men 18

Bài 3: Lên men yoghurt 28

PHẦN 1: LÝ THUYẾT.

1.1 Giới thiệu.

Bia là loại đồ uống có cồn và có gas đã có từ cổ xưa, thơm ngon và bổ dưỡng Công nghệ sản xuất bia Đã xuất hiện trên thế giới hang ngàn năm và du nhập vào Việt Nam hơn một trăm năm nay

Được bắt nguồn từ Ai Cập

Giá trị dinh dưỡng khá cao, chứa nhiều vitamin nhóm B và các nguyên tố vi lượng Vì vậy công nghệ sản xuât bia không ngừng phát triển và hoàn thiện trên thế giới

1.2 Nguyên liệu.

1.2.1 Malt (đại mạch nảy mầm).

Có thể sản xuất bia thuần túy từ malt, hoặc để giảm giá thành

có thể bổ sung thế liệu như gạo, đại mạch… Khi nấu malt ở nhiệt độ thích hợp, tinh bột malt sẽ được hệ enzyme amylase (alpha và beta amylase) gọi chung diastase thủy phân thành đường maltose

1.2.2 Hoa bia (houblon)

Nguyên liêu cơ bản đứng thứ 2 sau malt Hoa bia giúp cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng và tăng khả năng tạo và giữ bọt

Thành phần chính của hoa bia: acid đắng, nhựa đắng, tannin và tinh dầu Trong công nghệ sản xuất bia người ta có thể sử dụng trực tiếp hoabia hoặc chế phẩm từ hoa bia: bột hoa hay cao hoa

1.2.3 Nấm men.

Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbegensis là 2 loại nấm men thường sử

dụng trong lên men bia Các loài nấm men lên men bia thuộc loại yếm khí tùy tiện có oxy tăng

Đường + Nito amine tự do + Nấm men + Oxy Ethanol + CO 2 + Nấm men.

150g/l + 150mg/l 1g/l 25mg/l 45g/l 42g/l 5g/l

Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces carlsbegensis

Đặc tính lên men của 2 loài nấm men này có nhiều điểm khác nhau dùng để lên men các loại bia khác nhau

Trong bài thực hành này chúng ta sử dụng chủng nấm men S carlsbergensis và lên men chìm

1.2.4 Phụ gia.

- Chất chống oxy hóa: acid ascorbic

- Chất tạo màu: caramen

Lắng trong

Malt

Nấu malt Lọc và rữa bả

1.3.1 Bảng yêu cầu cảm quan của bia hơi.

1.3.2 Bảng yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý.

4 Hàm lượng chất hòa tan ban đầu

1.3.3 Chỉ tiêu về kim loại nặng và vi sinh vật (TCVN7042:2002)

1.4 Sơ đồ công nghệ lên men bia malt thuần túy.

1.4.1 Sơ đồ công nghệ

5 NHÓM 2 _ 08DSH4

1.4.2 Thuyết minh quy trình.

1.4.2.1 Nấu bia.

Tinh bột dưới tác dụng của enzyme trong malt (hoạt lực diastase) Khi nấu bia có thể bổ sung enzyme để tăng vận tốc đường hóa Enzyme thường sử dụng là Termamyl có nguông gốc từ

vi khuẩn chịu nhiệt

Giản đồ nấu là đồ thị hướng dần quá trinh nấu sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian

Các giai đoạn trong quá trình nấu bia.

glucanase, protease thủy phân glucan hoặc protein phức tạp bao quanh hạt tinh bột , tạo điều kiện cho enzyme amylase thủy phân tih bột

dưỡng cho nấm men Tạo hương vị đậm đà và giữ bọt cho bia Chiếm 5-7%

Điều kiện hoạt động của enzyme trong malt

Đường hóa kết thúc khi phản ứng giữa iod và tinh bột cho thấy mầu iod không bị thay đổi

1.4.2.2 Lọc rữa bã.

Đảm bảo lượng nước trong dịch đường

Rửa đến nồng độ chất hòa tan trong nước rửa bã còn 0,3-0,5% thì ngưng

1.4.2.3 Nấu hoa.

Đun sôi dịch đường 10 phút thì cho ½ hoa bia vào tạo vị đắng

Trước khi kết thúc 10 phút cho ½ hoa bia vào tạo hương

Đưa nhanh chóng dịch đường sau khi nấu hoa về nhiệt độ lên men

1.4.2.5 Nhân giống nấm men.

Cần bổ sung Zn và N Môi trường giống khởi động càng giống môi trường lên men chính càng tốt

Sục khí và lắc đóng vai trò quan trọng

Môi trường nhân giống là YEPG: yeast extract 5g/l, peptone 10g/l, glucose 20g/l

 Sơ đồ nhân giống nấm men.

1.4.2.6 Cấy giống.

Dịch đường càng đậm đặc tỷ lệ cấy giống càng cao

1.4.2.7 Lên men chính.

Phương pháp thịnh hành hiện nay là lên men theo mẻ

Các thông số cần theo dõi trong quá trình lên men chính

- Hàm lượng đường độ Brix, pH

- pH đầu là 5,2-5,6

- Nồng độ ethanol

+ Nồng độ ethanol 2% nấm men phát triển bình thường

+ Nồng độ ethanol 2-5% nấm men giảm tăng trưởng

+ Nồng độ ethanol >5% nấm men chấm dứt tăng trưởng nhưng vẫn lên men

+ Nồng độ ethanol = 12% nấm men chấm dứt lên men

- Thời gian lên men 7-10 ngày phụ thuộc vào độ cồn và pH

 Kết thúc quá trình thu được bia non, mùi vị nồng, cảm quan chưa đạt

1.4.2.8 Lên men phụ.

Đây là quá trình

- Các phản ứng enzyme và phi enzyme diễn ra dẫn đến ổn định chất lượng bia

- Các hợp chất tạo hương quan trọng hình thành

- Diacetyl bị phân hủy xuống đưới mức quy định 0,2 mg/l, chỉ tiêu quyết định thời gian lênmen phụ

có hại

 Tiến hành.

còn lại khoãng 1,9 độ Brix, tách nốt phần nấm men còn lại Bia sau lên men được bơm qua thiết

 Xác định độ ẩm của malt: cân cốc và nắp sau đó cho 3g malt ta được khối lượng trước sấy

nắp lúc cân thì đậy nắp và sấy đến khi nào khối lượng không đổi thì ngừng sấy Độ ẩm được xác định theo công thức:

 Xác định mật độ tế bào nấm men và xây dựng đường chuẩn tế bào: Giống từ môi trường giữ giống Hansen được cấy sang erlen chứa 50ml môi trường nhân giống YEPG

- Tiến hành xác đinh mật độ tế bào: hút 1ml dịch huyền phù từ môi trường nhân giống

hành cấy trang, mỗi độ pha loãng lặp lại 3 lần, quá trình này tiến hành trong điều kiện vô trùng

- Xây dựng đường chuẩn tế bào: Hút 1ml huyền phù từ bình erlen nhân giống, cho vào eppendorf, đem đi ly tâm 10000v/phút x 10 phút Sau đó bỏ phần dịch lấy phần cặn và hút 1ml nước muối sinh lư cho vào, lắc đều Tiến hành pha loãng đến khi nồng độ OD đạt giá trị là 0,4 ở bước sóng 600nm

 Quá trình nấu và lên men bia:

- Nghiền 200g malt sau đó phối trộn với nước theo tỷ lệ 1:4 điều chỉnh về pH 5,5 - Tiến hành nấu malt theo giản đồ nấu bia thuần malt

Giản đồ nấu bia thuần malt.

- Quá trình nấu malt là quá trình đường hóa, quá trình đường hóa kết thúc khi tinh bột bị thủy hết Để kiểm tra ta dùng dugn dịch lugol, một điểm đối chứng thì chỉ chứa lugol, điểm thí nghiệm là dịch đường hóa + dung dịch lugol, nếu dung dịch lugol ở điểm thí nghiệm không có sự khác biệt so với điểm đối chứng thì ta kết thúc quá trình đường hóa

+ Xác định độ hòa tan của malt: Cân 55g malt và nghiền trộn đều, lấy ra một phần nhỏ

để xác định độ ẩm

 Đặt nhiệt độ bình điều nhiệt

 Cân 50g malt đã nghiền cho vào cốc đã biết trong lượng, sau đó thêm 200ml nước

bằng cách hòa một giọt dung dịch iod 0,02N với mẫu đến khi hỗn hợp có màu vàng rơm (không làm mất màu dung dịch iod) coi như đường hóa kết thúc Thời gian từ khi hỗn hợp trong cốc đạt

đường hóa không kết thúc sau 1h thí nghiệm thì ngừng lại hoặc làm lại hoặc thay đổi lượng malt thí nghiệm

ngoài cốc và đem cân lại sau cho trọng lượng trong cốc đạt 450g bằng cách bổ sung thêm nước cất (chú ý không kể trọng lượng cốc)

 Khuấy đều rồi đổ toàn bộ lượng dịch lọc vào phễu lọc, lọc lại 100ml dịch lọc ban đầu rồi mới bắt đầu tính thời gian lọc Lấy một phần dịch lọc để xác định độ màu  Quá trình lọccoi như kết thúc khi bề mặt bã khô hoặc quá trình lọc chậm lại (kéo dài quá 2h)

 Xác định tỷ trọng dịch đường:

Phương pháp cân bình tỷ trọng:

Chuẩn bị: Bình tỷ trọng sạch khô, cân trọng lượng bình kể cả nút (mo); nước

Sau 30 phút sẽ lấy bình ra và lau khô bên ngoài và để yên trong 5 phút, sau đó ta cân bình và ghi kết quả (m1)

Mẫu thực: đổ hết nước ra khỏi bình tỷ trọng tráng bình vài lần bằng dung dịch

Tỷ trọng của dịch lọc được tính theo công thức sau: (g/g)

Hoặc tỷ trọng được đo bằng cách sử dụng phù kế (tỷ trọng kế).

 Tính kết quả: hàm lượng chất hòa tan của dịch đường được xác định từ tỷ trọng bằng

phụ lục 1 Bảng tra hàm lượng chất khô hòa tan theo tỷ trọng của dịch - Goldiner và Klemann.

 Hàm lượng chất hòa tan của malt tính bằng công thức sau:

 Độ hòa tan của malt tính theo chất khô tuyệt đối:

 Trong đó:

 E1: hàm lượng chất hòa tan của malt (%) theo khối lượng

 E2: hàm lượng chất hòa tan của malt khô tuyệt đối (%) theo khối lượng

 e: hàm lượng chất tan ở trong dịch đường

+ Năng lực đường hóa

 Chuẩn bị mẫu: Cân mẫu: nếu malt vàng nhạt 21g, malt màu sẫm 41g, malt enzyme11g, đem nghiền mịn Cân chính xác 20g malt vàng nhạt, 40g malt màu sẫm, cho 10g malt

enzyme cho vào cốc nấu

có thể chênh lệch 2 phút Làm nguội dịch chiết tới nhiệt độ phòng

 Rửa đũa khuấy bằng một ít nước Lau khô phía ngoài cốc, điều chỉnh khối lượng cốc tới 520, 540, hoặc 510g có thể chênh lệch 0,2g tương ứng với lượng malt nêu trên

 Lọc: khuấy thật đều dịch chiết, đỗ ngay toàn bộ hỗn hợp vào phiễu lọ, lọc bỏ 200ml dịch lọc đầu, lấy 50 ml dịch lọc sau để phân tích

 Thủy phân dung dịch tinh bột

Mẫu thí nghiệm: dùng pipet lấy 100 ml dung dịch tinh bột vào bình định mức

E1(%) = e.(W + 800)/(100 – e)

E1(%) = e.(W + 800)/(100 – e)

lúc bắt đầu them dịch chiết malt Sau đó cho 5ml NaOH để ngừng hoạt động của enzyme Thêm nước tới ngấn định mức và lắc đều kiểm tra độ kiềm bằng cách nhỏ một giọt phenolphthalein, màu của dung dịch phải là mầu hồng.

Mẫu kiểm chứng: lấy 100ml dung dịch tinh bột vào bình 250 ml thêm 5 ml dungdịch NaOH lắc kỹ Thêm 6,5 ml dịch chiết malt rồi thêm nước tới ngấm bình và lắc đều

Xác định đường khử theo phương pháp iod: hút 50 ml dung dịch trên vào bình tam giác 250 ml, them 25 ml dung dịch iod và 3 ml dung dich NaOH và lắc đều đậy nút bình để

Lượng iod đã phản ứng nên trong khoảng 6-12 ml, nếu ngoài khoảng giới hạn này thì phải làm lại thí nghiệm với lượng malt nhiều hơn hoặc ít hơn

- Nấu hoa: ta bỏ cao hoa dưới dạng dịch vào dịch nha, nấu trong 10 phút Tiến hành đo độ

- Nạp vào bình lên men 450ml, để nguội và tiến hành cấy giống , tỷ lệ cấy giống 10% Sau

chai bằng bong bóng

Sản phẩm bia chưa lọc

 Kiểm tra bia thành phẩm: kiểm tra nồng độ rượu và chất hòa tan ban đầu

- Tiến hành: Lọc bia bằng phểu lọc chân không, sau đó hút 100ml bia đem đi đuổi CO2

Chú ý đầu ra của ống ngưng phải dưới khoảng 5ml nước cất trong bình thu dịch cất Bật bếp để bắt đầu chưng cất cồn sau khi ta thu được khoảng 100ml cồn thì ngừng quá trình chưng cất Trong quá trình chưng cất cần bổ sung nước để làm lạnh.

- Làm nguội phần dịch còn lại sau khi chưng cất Sử dụng Brix kế để đo độ Brix và cồn kế

,

3 − × =

84,20574

- Xác định đường chuẩn tế bào: độ pha loãng là 17 lần (S1)

1,5ml 2,5ml 0,409×1010 9,61 0,26

Biểu đồ: đường chuẩn tế bào nấm men S.carlbergensis.

E1 = e.(W + 800)/(100 – e) = 12,39.(7,75 + 800)/(100 – 12,39) = 114,23%

E2 = (E1.100)/(100 – W) = (114,23.100)/(100 – 7,75) = 123,83%

Nhận xét: Độ hòa tan của malt khô tuyệt đối là 123,83% >100% ( trong quá trình

tiến hành cân và sấy có sai số lớn nên cho kết quả sai )

 Năng lực đường hóa:

+ Do khâu chuẩn bị mẫu thí nghiệm thì cho NaOH vào sớm hơn thời gian quy định nên làm enzyme trong malt chưa kịp thủy phân tinh bột thì nó đã bị bất hoạt.

+ Do quá trình tổn thất iod trong lúc chuẩn độ

+ Do thao tác chuẩn độ sai

 Kiểm tra chất lượng bia thành phẩm:

 Độ lên men thực = độ lên men biểu kiến 0,81= 58,33 x 0,81 = 47,25%

Bài 2 : SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG LÊN MEN

PHẦN 1: LÝ THUYẾT.

1.1 Giới thiệu:

- Nước tương có nguồn gốc thực vật là dịch thủy phân nguồn đạm có trong nguyên liệu.Tác nhân thủy phân có thể là enzyme do vi sinh vật tiết ra, có thể là acid như HCl (nước chấmhóa giải)

- Nước chấm lên men thuần túy là nước tương cổ truyển ở các nước Châu Á Thuy nhiênthủy phân kéo dài hàng tháng, giá thành cao Vì vậy trong một thời gian dài hầu hết nước tươngđược sản xuất ở Việt Nam là nước chấm hóa giải

- Gần đây, người ta phát hiện trong nước tương hóa giải bằng HCl có chứa nhiều 3-MCPD(3-monochloropropane-1,2diol) có khả năng gây ung thư Vì vậy có xu hướng quay trở về côngnghệ lên men truyền thống

1.2 Nguyên liệu:

 Khô bánh dầu đậu nành (đậu phộng) hàm lượng béo càng thấp càng tốt <5%

 Nấm sợi Aspergillus oryzae:

- Asp.oryzae sinh trưởng dạng hệ sợi, bao gồm các sợi rất mảnh chiều ngang 5-7µm,

phân nhánh nhiều, có vách ngăn chia sợi thành nhiều tế bào

- Asp.oryzae có khuẩn lạc, màu sắc bào tử và hình thái rất giống Asp.flavus, một loài

nấm tổng hợp aflatoxin

Asp oryzae

1.3 Yêu cầu chất lượng:

 Chỉ tiêu cảm quan:

Asp.flavus

Lên men cho đến khi mốc chuyển sang màu vàng (t=45h)

có cảm giác khé cổ, khôngđắng chua hay có các vịkhông thích hợp khác

Dịu ngọt, sau khi nếm không

có cảm giác khé cổ, khôngđắng, chua hay có các vịkhông thích hợp khác

 Chỉ tiêu hóa lý:

PHẦN 2: THỰC HÀNH.

2.1 Xử lý nguyên liệu:

- Mục đích : tạo cấu trúc hạt nhằm tạo môi trường thoáng khí khi lên men (nuôi mốc)

- Nghiền bánh dầu (BD): 1500g = 1.5 kg

2.2 Đo độ ẩm BD:

Cần 3 cốc sứ có nắp, ta cân cốc + nắp để biết trọng lượng của cốc + nắp Sau đó ta cân 3g

BD cho vào mỗi cốc, lúc này ta được khối lượng mẫu trước khi sấy Mở nắp, đặt cốc và cốc vào

độ phòng trong 20 phút rồi cân Sấy lại trong vòng 2h nữa và cân lại, thực hiện giống thao tác trêncho đến khi khối lượng sau khi sấy không thay đổi

 Kết quả đo được:

- Độ ẩm (W %) của BD được tính theo công thức sau:

Trong đó:

2.3 Chuẩn bị BD và nhân giống:

 Nhân giống Aspergillus Oryzae:

- Cân BD (W=10.11%) vào 4 bình tam giác mỗi bình 20g có bổ nước để đạt độ ẩm45% để nuôi mốc tương

- Thể tích nước cần bổ sung vào 20g BD để đạt 45% độ ẩm:

= 0.45

)1011,020()2045,0( × − ×

= 12,67 (ml)

- Bánh dầu bổ sung thêm 12,6ml nước để đạt độ ẩm 45%, đem hấp tiệt trùng, sau đócấy giống từ ống thạch nghiêng sang, đem ủ ở nhiệt độ phòng đến khi ra bào tử.

 Hấp thanh trùng BD :

- Cân 200g BD (W=10.3%) phối trộn với nước để tạo độ ẩm cho BD để nuôi mốctương Ta tiến hành thực hiện 3 độ ẩm (45%, 55%, 65%) nhằm xác định ra độ ẩm thích hợp nhấtcho nấm mọc tốt nhất

- Thể tích nước cần bổ sung vào 200g BD để đạt 45% độ ẩm:

)1011,0200()20045,0( × − ×

=313,657 (ml)

Sử dụng các khay nhựa có lỗ có lót báo phía dưới khay, ta cho 200g BD có độ ẩm khác nhau(45, 55 ,65%) vào trong khay Tỷ lệ cấy giống là 0,1% (200g BD thì có tỷ lệ cấy là 0,2 g bào tửnấm mốc) Sau đó lấy báo phủ nhẹ trên khay.

sinh khối nấm

- Độ ẩm không khí 95%

- Thời gian lên men: cho đến khi thấy bào tử có màu vàng hoa cau trong thời gian 42h

 Kết luận: độ ẩm tốt nhất của nấm mốc khi ở độ ẩm 65% Vì mùa này là mùa khô nên

ẩm độ sẽ cao hơn Còn các độ ẩm khác thu được sinh khối mốc ít hơn

Mốc tương có màu vàng hoa cao 2.5 Thủy phân:

- Mục đích: thủy phân đạm trong nguyên liệu bằng enzyme do nấm tổng hợp

- Lượng nước, nồng độ nước muối bổ sung (ức chế tăng trưởng sinh khối để enzyme bắtđầu thủy phân)

- Thời gian: 64 -72h (do hàm lượng đạm formon quyết định)

- Lượng nước bổ sung được tính như sau: 100g mốc có độ ẩm 65% cần bổ sung khốilượng nước W sao cho lượng nước trong mốc gấp 1,2 lần khối lượng chất khô trong mốc

- Nồng độ muối hòa tan trong nước bổ sung

cất + 3 giọt Tasiro Sau đó cho 50 ml mẫu vào + 25 ml NaOH 45%.

100 1000 00142 , 0 ) ( 1 2

(g/l)

0.00142 số g nitơ tương ứng với 1 ml NaOH 0.1N

1000: hệ số đổi ra g/l

100: dung tích bình định mức ml

10: số ml mẫu đã pha loãng cho vào máy cất

Chênh lệch kết quả giữa 2 lần xác định song song không được quá 0,25 g/l

 Nhận xét: Ở nồng độ muối 15% cho hàm lượng nito tổng số là cao nhất (4,97g/l)

Ở nồng độ này cho màu tương đẹp và đậm hơn các nồng độ khác Tuy nhiên, trong sảnxuất, sau khi thủy phân người ta phải bổ sung thêm muối để đạt độ mặn cần thiết

 Hàm lượng Nito amin (xác định bằng phương pháp chuẩn độ Formol)

vạch, lắc đều Giữ dung dịch này để xác định hàm lượng muối Dùng pipet hút 10 ml dungdịch trên + 15 giọt chỉ thị hỗn hợp sau đó cho vào từng NaOH 0.1N đến khi dung dịch cómàu phớt xanh Cho tiếp 5 ml formol trung tính, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0.05Ncho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu tím

tính hàm lượng nito amin theo công thức

0,00142×1000×1×(V2-V1) ×0,1 (g/l)