HOÀN CHỈNH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM RƯỢU TỪ CỦ SEN VÀ HOA SEN

MỞ ĐẦU Ông bà ta có câu “Thiên thời, địa lợi, nhân hòa” làm gì thì làm nhưng phải không quên ba yếu tố trên, sinh ra và lớn lên trên mảnh đất cong cong hình chữ S, đã từng thấy hàng trăm câu chuyện kinh tế chuyển mình như con cá tra xuất khẩu toàn thế giới tới hạt lúa Việt đi cả năm châu… Phải nói là quá tuyệt vời khi thiên nhiên bang tăng cho con nguời Việt Nam chúng ta, và cũng trên mảnh đất cong cong hình chữ S ấy có một loại cây sống ở đầm lầy tuy vậy mà rất gần gủi với người dân chúng ta đó là cây sen, sen có rất nhiều công dụng từ ẩm thực tạo nên các món về sen, đến y dược liệt vào hạng các vị thuốc quí, hay tới văn uống trà ướp sen..quá ư là công dụng đúng không nào. Với khí hậu thuận lợi cây sen rất phát triển ở nước ta hiện hay với nguồn cung rất trù phú, thấy được điều lợi đó nhóm chúng em muốn tạo ra một sản phẩm mới. Trước tình hình đó nhóm chúng em muốn thực hiện đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen” nhằm tạo ra một loại sản phẩm mới góp phần làm phong phú thêm thị trường rượu – bia, cũng như đưa cây sen lên một tầm cao mới. Mục đích nghiên cứu: Tìm được điều kiện công nghệ để sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen. Nội dung nghiên cứu: Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen. Đánh giá chất lượng sản phẩm rượu. Khảo sát dạng bao bì chứa đựng. Khảo sát điều kiện bảo quản sản phẩm. Xây dựng TCCS cho sản phẩm. Thiết kế nội dung ghi nhãn sản phẩm theo Nghị định 432017. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn đề tài: Tạo ra sản phẩm mới từ nguyên liệu củ sen và hoa sen, làm phong phú đa dạng các sản phẩm rượu có nguồn gốc thiên nhiên trên thị trường; đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của người tiêu dùng. Tạo ra hướng nghiên cứu mới về củ sen. Bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu nhằm vận dụng kiến thức đã học vào thực hành. 1.1TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU 1.1.1.Tổng quan về cây sen 1.1.1.1.Nguồn gốc (9) Cây sen hay cây hoa sen; cây bông sen có tên khoa học Nelumbo nucifera Gaertn hay Nelumbium speciosum Willd; là một trong những loại thực vật hạt trần phát triển rất sớm trên trái đất. Nguồn gốc của cây hoa sen ở Châu Á; xuất phát từ Ấn Độ, sau đó lan qua Trung Quốc và vùng đông bắc Úc Châu. Cây sen được trồng nhiều nơi trên thế giới; đặc biệt là Ấn Độ; Trung Quốc; Nhật Bản; Hàn Quốc; các nước Đông Nam Á; Nga và một số nước Châu Phi. Ở Việt Nam; cây sen được trồng phổ biến ở các tỉnh: Đồng Tháp; Vĩnh Long; Trà Vinh… Trong đó; Đồng Tháp là tỉnh có diện tích trồng sen để lấy hạt đứng đầu cả nước. Hoa sen có thể là một trong những cây xuất hiện sớm nhất. Năm 1972; các nhà khảo cổ của Trung Quốc đã tìm thấy hóa thạch của hạt sen 5000 năm tuổi ở tỉnh Vân Nam (Trung Quốc). Năm 1973; hạt sen 7000 năm tuổi khác được tìm thấy ở tỉnh Chekiang. Các nhà khảo cổ của Nhật Bản cũng tìm thấy các hạt sen bị thiêu đốt ở trong hồ cổ sâu 6m tại tỉnh Chiba 1200 năm tuổi. Họ tin rằng có một số giống sen xuất phát từ Nhật Bản, nhưng sen lấy củ thì từ Trung Quốc. Một số giống sen từ Trung Quốc khi du nhập sang Nhật Bản một thời gian thì mang tên Nhật như Taihakubasu; Benitenjo; Kunshikobasu; Sakurabasu và Tenjikubasu.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

HOÀN CHỈNH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM RƯỢU TỪ

CỦ SEN VÀ HOA SEN

GVHD: HOÀNG THỊ NGỌC NHƠN SVTH:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU 1

1.1.1 Tổng quan về cây sen 1

1.1.2 Nấm men Saccharomyces 7

1.2 Tổng quan về sản phẩm 13

1.2.1 Rượu ethylic 13

1.2.2 Rượu sen 14

1.3 Quá trình lên men rượu 15

1.3.1 Bản chất của quá trình lên men 16

1.3.2 Cơ chế quá trình lên men rượu 17

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 21

1.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ rượu trên thế giới và ở Việt Nam 24

1.4.1 Trên thế giới 24

1.4.2 Ở Việt Nam 25

1.5 Một số loại rượu hoa quả hiện nay trên thị trường Việt Nam 26

1.5.1 Rượu thanh long 27

1.5.2 Rượu trái mận 27

1.5.3 Rượu nho Ninh Thuận 27

1.5.4 Rượu dâu tầm 28

1.5.5 Rượu sim Phú Quốc 28

1.5.6 Rượu củ sen 28

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 30

2.1.1 Thời gian nghiên cứu 30

2.1.2 Địa điểm 30

2.2 Vật liệu 30

2.2.1 Nguyên liệu 30

2.2.2 Dụng cụ, thiết bị 30

2.2.3 Hóa chất 30

2.3 Xây dựng quy trình dự kiến 30

2.3.1 Sơ đồ quy trình dự kiến 31

2.3.2 Thuyêt minh quy trình 32

2.4 Phương pháp nghiên cứu 33

2.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 33

2.4.2 Các phương pháp phân tích hóa lý 39

2.4.3 Phương pháp phân tích vi sinh 41

2.4.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

Danh mục hì

Hình 1 1: Củ Sen 3

Hình 1 2: Các bộ phận cây sen 4

Hình 1 3: Mô phỏng các thành phần của tế bào 8

Hình 1 4: Vỏ tế bào nấm men 9

Hình 1 5: Cấu trúc màng sinh chất 9

Hình 1 6: Chức năng của chất dinh dưỡng 11

Hình 1 7: Chu kỳ sinh sản của nấm men Saccharomyces 12

Hình 1 8: Đồ thị sinh trưởng và thành phần dinh dưỡng trong lên men vi sinh 13

Hình 1 9: Sơ đồ quá trình lên men rượu 19

Hình 1 10: Rượu thanh long 27

Hình 1 11: Rượu trái mận 28

Hình 1 12: Rượu nho Ninh Thuận 29

Hình 1 13: Rượu dâu tầm 29

Hình 1 14: Rượu sim 30

YHình 2 1: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu củ sen và hoa sen……….31

Danh mục bả

Bảng 1 1: Thành phần hóa học trong 100g củ sen 5

Bảng 1 2: Giá trị dinh dưỡng của 100g hạt sen 5

YBảng 2.1: Khảo sát các dạng nguyên liệu củ sen ……… 33

Bảng 2 2: Khảo sát tỷ lệ phối trộn gạo với nguyên liệu 34

Bảng 2 3: Khảo sát tỷ lệ nước dùng để nấu nguyên liệu 34

Bảng 2 4: Khảo sát thời gian nấu rượu 35

Bảng 2 5: Khảo sát tỷ lệ men giống 36

Bảng 2 6: Khảo sát tỷ lệ nước và dịch cháo trong lên men lỏng 37

Bảng 2 7: Khảo sát thời gian lên men 37

Bảng 2 8: Khảo sát tỷ lệ hoa sen dùng ngâm rượu 38

Bảng 2 9: Khảo sát thời gian ngâm rượu củ sen và hoa sen 39

Bảng 2 10: Khảo sát bao bì chứa đựng thực phẩm 39

MỞ ĐẦU

Ông bà ta có câu “Thiên thời, địa lợi, nhân hòa” làm gì thì làm nhưng phảikhông quên ba yếu tố trên, sinh ra và lớn lên trên mảnh đất cong cong hình chữ S, đãtừng thấy hàng trăm câu chuyện kinh tế chuyển mình như con cá tra xuất khẩu toàn thếgiới tới hạt lúa Việt đi cả năm châu… Phải nói là quá tuyệt vời khi thiên nhiên bangtăng cho con nguời Việt Nam chúng ta, và cũng trên mảnh đất cong cong hình chữ S

ấy có một loại cây sống ở đầm lầy tuy vậy mà rất gần gủi với người dân chúng ta đó làcây sen, sen có rất nhiều công dụng từ ẩm thực tạo nên các món về sen, đến y dược liệtvào hạng các vị thuốc quí, hay tới văn uống trà ướp sen quá ư là công dụng đúngkhông nào

Với khí hậu thuận lợi cây sen rất phát triển ở nước ta hiện hay với nguồn cung rất trù phú, thấy được điều lợi đó nhóm chúng em muốn tạo ra một sản phẩm mới Trước tình hình đó nhóm chúng em muốn thực hiện đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen” nhằm tạo ra một loại sản phẩm mới góp phần làm phong phú thêm thị trường rượu – bia, cũng như đưa cây sen lên một tầm cao mới

 Mục đích nghiên cứu:

Tìm được điều kiện công nghệ để sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen

 Nội dung nghiên cứu:

Hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất rượu từ củ sen và hoa sen

Đánh giá chất lượng sản phẩm rượu

Khảo sát dạng bao bì chứa đựng

Khảo sát điều kiện bảo quản sản phẩm

Xây dựng TCCS cho sản phẩm

Thiết kế nội dung ghi nhãn sản phẩm theo Nghị định 43/2017

 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn đề tài:

Tạo ra sản phẩm mới từ nguyên liệu củ sen và hoa sen, làm phong phú đa dạngcác sản phẩm rượu có nguồn gốc thiên nhiên trên thị trường; đáp ứng nhu cầu ngàycàng đa dạng của người tiêu dùng

Tạo ra hướng nghiên cứu mới về củ sen

Bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu nhằm vận dụng kiến thức đã họcvào thực hành

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU

1.1.1 Tổng quan về cây sen

1.1.1.1 Nguồn gốc (9)

Cây sen hay cây hoa sen; cây bông sen có tên khoa học Nelumbo nuciferaGaertn hay Nelumbium speciosum Willd; là một trong những loại thực vật hạt trầnphát triển rất sớm trên trái đất Nguồn gốc của cây hoa sen ở Châu Á; xuất phát từ Ấn

Độ, sau đó lan qua Trung Quốc và vùng đông bắc Úc Châu Cây sen được trồngnhiều nơi trên thế giới; đặc biệt là Ấn Độ; Trung Quốc; Nhật Bản; Hàn Quốc; cácnước Đông Nam Á; Nga và một số nước Châu Phi Ở Việt Nam; cây sen được trồngphổ biến ở các tỉnh: Đồng Tháp; Vĩnh Long; Trà Vinh… Trong đó; Đồng Tháp làtỉnh có diện tích trồng sen để lấy hạt đứng đầu cả nước

Hoa sen có thể là một trong những cây xuất hiện sớm nhất Năm 1972; cácnhà khảo cổ của Trung Quốc đã tìm thấy hóa thạch của hạt sen 5000 năm tuổi ở tỉnhVân Nam (Trung Quốc) Năm 1973; hạt sen 7000 năm tuổi khác được tìm thấy ở tỉnhChekiang Các nhà khảo cổ của Nhật Bản cũng tìm thấy các hạt sen bị thiêu đốt ởtrong hồ cổ sâu 6m tại tỉnh Chiba 1200 năm tuổi Họ tin rằng có một số giống senxuất phát từ Nhật Bản, nhưng sen lấy củ thì từ Trung Quốc Một số giống sen từTrung Quốc khi du nhập sang Nhật Bản một thời gian thì mang tên Nhật nhưTaihakubasu; Benitenjo; Kunshikobasu; Sakurabasu và Tenjikubasu

1.1.1.2 Diện tích và thị trường sen ở Việt Nam

Ở Việt Nam hiện chưa có số liệu thống kê chính xác về diện tích trồng sen.Đồng Tháp được xem là tỉnh có diện tích trồng sen lấy hạt lớn nhất nước; với diệntích 750 ha; tập trung ở 2 huyện Cao Lãnh và Tháp Mười Sen ở những khu vực nàyđược trồng trên đất ruộng với mật độ 2000 cây/ ha (hàng cách hàng 2,5- 3 m; câycách cây 2- 2;5 m) Sau khi trồng 3 tháng; bắt đầu thu hoạch gương sen kéo dài trongkhoảng 2 tháng Năng suất bình quân 30 000- 45 000 gương sen/ ha với giá 250- 450đồng/ gương Tiền lãi chỉ ở mức 6- 7 triệu đồng/ ha do chi phí đầu tư rất thấp

Năm 1996; Việt Nam bắt đầu xuất khẩu 3 tấn củ sen muối sang Nhật với giáCIF 343Yen/ kg; trong khi của Trung Quốc chỉ có 84 Yen/ kg Năm 1997; xuất được

50 tấn với giá CIF 93 Yen/ kg

1.1.1.3 Phân bố, sinh thái

Ở Việt Nam; người ta cho rằng cây sen mọc hoang dại chủ yếu ở vùng ĐồngTháp Mười thuộc tỉnh Đồng Tháp và An Giang hiện nay Theo nhân dân địa phương;cây mọc trong trạng thái tự nhiên đã có từ lâu đời Hàng trăm hecta sen mọc tậptrung ở đây đã góp phần tạo nên cảnh quan sinh thái đặc biệt của vùng ngập nướcĐồng Tháp Mười Bên cạnh quần thể hoang dại, sen cũng là cây trồng quen thuộc ởcác tỉnh đồng bằng và trung du suốt từ Nam đến Bắc Cây được trồng ở các vùng aohồ; nước nông và trung bình Do ưa khí hậu nóng và ẩm của vùng nhiệt đới nên sencũng được trồng nhiều ở hầu hết các nước khu vực Đông Nam Á và Nam Á nhưCampuchia; Thái Lan; Malaysia; Ấn Độ và một số tỉnh phía Nam Trung Quốc

Sen có hệ thống thân rễ phát triển; phần nhánh ngang nằm sâu ở lớp bùn đến0,5m Từ các đốt vào phần đầu của thân rễ; hằng năm mọc lên nhiều lá Độ dài cuống

lá tùy thuộc vào mực nước nông hay sâu; để phiến lá vượt khỏi mặt nước và thựchiện chức năng hô hấp; quang hợp Cây ra hoa; quả nhiều hằng năm; hoa nở vào buổisáng; thụ phấn vào buổi trưa hoặc đầu buổi chiều Gió và côn trùng là tác nhântruyền phấn quan trọng của cây Khả năng tái sinh tự nhiên của sen chủ yếu từ hạt,tuy nhiên các đoạn thân rễ cũng được sử dụng để nhân giống Đời sống của sen phụthuộc vào sự sinh trưởng phát triển của lá Sen là cây bán tàn lụi (chỉ phần lá) vàomùa đông; cây sinh trưởng mạnh vào mùa hè; thu

1.1.1.4 Phân loại khoa học

Giới (regnum): Plantae

Ngành (division): Magnoliophyta

Lớp (class): Magnoliopsida

Bộ (ordo): Proteales

Họ (familia): Nelumbonaceae

Chi (genus): Nulumbo

Loài (species): N Nucifera

Cây sen có hai loại phân bố theo địa lí:

Loại hoa màu vàng (N lutea Pers.) mọc ở miền Trung và Bắc Châu Mỹ Loại màu hồng và màu trắng (N alba Hort) mọc ở Châu Á và Châu Úc.

Dựa vào công dụng; cây sen được chia làm ba loại:

Loại sen cho củ: thường cho hoa màu trắng; có một ít hoa màu đỏ Nhómsen này ít bông và gương.

Loại sen cho gương: giống này được trồng phổ biến ở Đông Tháp

Loại sen cho bông để trang trí: loại này bông có nhiều màu nhưng ítđược trồng ở nước ta

1.1.1.5 Đặc điểm cây sen (10)

Cây sen là loài thực vật thủy sinh sống lâu năm; mọc lên từ rễ củ nằm dưới lớpbùn đất ở những vùng nước ao đọng; bẩn đục hay sông Củ sen được hình thành bởithân rễ phình to; có hình dùi trống; màu nâu vàng; củ sen chia thành nhiều lóng; giữahai lóng có một phần thắt lại gọi là mấu Mỗi lóng của củ sen dài ngắn không nhấtđịnh; đường kính từ 3-5 cm; mặt ngoài màu vàng nhạt; trong mỗi lóng có nhiều lỗthủng tròn; nhỏ; chạy dọc theo trục của lóng

Hình 1 1: Củ Sen

Rễ mọc từ các mấu của củ sen; có nhiều nhánh Mỗi lá sen hay mỗi hoa senchỉ phát triển ra từ một thân; nằm trong nước; người ta gọi là ngó sen Chiều cao củathân sen có thể lên đến 1- 1,5m; màu xanh; hình trụ; có nhiều gai; rám Mặt trên lá cómàu xanh đậm; nhẵn và bóng; mặt dưới xanh nhạt hơn và có nhiều gân tỏa tròn vànổi rõ; lá hình tròn; mép viền dập dờn lượn sóng Lá sen không thấm nước; rất tochiều dài khoảng 30-55 cm; chiều rộng từ 20-30 cm Búp sen có nhiều cánh xếpchồng lên nhau giống hình dáng hai bàn tay úp vào cầu nguyện Hoa sen truyềnthống có màu hồng nhạt , hiện nay có nhiều loại sen du nhập có những màu sắc khác:vàng; trắng; đỏ hồng Các cánh hoa thuôn dài, nhọn ở đầu Khi hoa nở rộ để lộ ra đếhoa hình nón ngược màu vàng; về già chuyển xanh; bên trong chứa noãn hình thànhquả Quả có núm nhọn; thường gọi là hạt sen; phần ngoài mỏng và cứng có màu lục

tía; phần giữa mềm chứa tinh bột màu trắng ngà và phần trong là lá mầm dày; màulục sẫm; có tên là tâm sen.

Hình 1 2: Các bộ phận cây sen 1.1.1.6 Trồng trọt và thu hoạch

Cây sen đòi hỏi đất nhiều mùn; phát triển tốt trong nước đến độ sâu 2,5 m.Nhiệt độ tốt nhất cho cây là ở 23- 27ºC trong mùa sinh trưởng và thời gian sinh trưởng

là 5 tháng Cây phát triển từ rễ hoặc hạt giống; chúng là hoa lưỡng tính nên thụ phấnkhá dễ dàng Tuy nhiên; sen thường được trồng bằng mầm ngó sen; ít khi trồng bằnghạt; được trồng vào giữa mùa xuân; khi thời tiết đã ấm; trồng xong cho nước ấm vào

hồ từ từ ngập 2/3 thân cây; giữ mức nước như vậy 3- 4 tháng Thông thường cây rahoa nhiều vào mùa hè Mùa thu hái thường vào tháng 7- 9 trong năm

Sen là một giống cây dễ trồng; ít công chăm sóc mà cho lợi nhuận cao Đểtrồng sen đạt hiệu quả cao; một số hộ dân còn kết hợp nuôi cá trắng; cá mè; cá phi…trong ruộng sen để có thêm thu nhập sau khi kết thúc 1 chu kì của sen

1.1.1.7 Thành phần hóa học (11)

Lá sen: chứa nhiều alkaloid (tỉ lệ toàn phần 0,2- 0,5%), trong đó có Nuciferin(0,15%); Roemerin; CºClaurine; d-l armepavin; O- nornuciferin; Liriodenin;Anonain; Pronuciferin; Anneparin; các acid hữu cơ (như gluconic acid; acid citric;malic acid; succinic acid…); tanin; vitamin C…, các flavonoid (quercetin;isoquercetin…)

Ngó sen: chứa tinh bột (75%); Asparagin (8%); Arginin; Trigonellin…

Củ sen là một loại củ màu trắng; có nhiều lỗ; vị ngọt; giòn kể cả khi nấu chín.

Củ sen chứa nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu và được mệnh danh là một trong nhữngloại thực phẩm lành mạnh và an toàn nhất trên thế giới

Bảng 1 1: Thành phần hóa học trong 100g củ sen

(Theo Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam – Bộ Y tế)

B1; B2; niacin Thành phần dinh dưỡng của hạt sen có trong bảng

Bảng 1 2: Giá trị dinh dưỡng của 100g hạt sen

Tâm sen: chứa alkaloid (tỉ lệ toàn phần 0,89- 1,12%); ngoài 5 alkaloid chính

là liensinine; isoliensinine; neferine; lotusine; methylcorypaline còn có nuciferin;bisclaurine…

Gương sen: chứa 4,9% chất đạm; 0,6% chất béo; 9% Carbohydrat và lượngvitamin C

Tua nhị sen: trong nhị sen người ta tìm thấy có 61 cấu tử dễ bay hơi; tạohương thơm; trong đó có hydrºCacbon mạch thẳng; mạch vòng… Ngoài ra; trongnhị sen cũng có chứa alkaloid nuciferin Các cấu tử tạo mùi thơm của hoa 65% làcác hydrºCacbon; 1,4-dimethoxylbenzen; 1,8- cineole; terpinol-4-ol và linalool

1.1.1.8 Giá trị của cây sen (12)

Về mặt mỹ thuật và tâm linh: Cây sen là biểu tượng của sự thịnh vượng; thiêng liêng và bất tử của nhiều nền văn hoá ở các nước châu Á Hoa sen được sử

dụng trong nhiều lễ hội Đạo Phật xem hoa sen là biểu tượng cao nhất của sự thanhkhiết; hoà bình; từ bi và vĩnh hằng

Thực phẩm: Mọi bộ phận của cây sen đều có thể sử dụng làm thức ăn được Các cánh hoa được sử dụng để tô điềm món ăn; các lá to được dùng để gói thức ăn.

Ngó sen được xem là loại rau sạch an toàn và bổ dưỡng; được sử dụng để nấucanh; xào; ngâm giấm, làm gỏi… trong các món ăn gia đình và trong các nhà hàngsang trọng

Củ sen rất được ưa chuộng trong các món ăn ở các nhà hàng châu Á và trongcác bữa tiệc chiêu đãi Củ sen có thể ăn tươi hoặc chế biến chín bằng cách nấu chè;làm mứt; rang lên như bắp nổ để ăn nhẹ; xay thành bột uống giải nhiệt

Nhị hoa có thể phơi khô dùng để ướp chè

Tim sen phơi khô pha ra nước có màu vàng xanh; trà tim sen có tác dụng anthần

Hạt sen thường được sử dụng trong các món ăn có giá trị dinh dưỡng cao; cáchạt nhỏ lấy ra từ bát sen có thể ăn tươi (khi non) hoặc sấy khô và cho vào nổ tương tựnhư bỏng ngô Hạt sen già cũng có thể luộc cho đến khi mềm và được dùng để nấuchè hoặc làm mứt hạt sen; làm bánh nhân hạt sen Ngoài ra; cũng có thể nghiền thànhbột và sử dụng để làm bánh mì Hạt sen rang có thể thay thế cho cà phê

Trong y học:

Lá sen có vị đắng; tính bình; can tỳ vị có công dụng hạ huyết áp; an thần;thanh thử; tán ứ; chỉ huyết Lá sen có mùi hương đặc trưng, được sử dụng để gói xôi;cốm rất thơm.

Gương sen có công dụng điều trị các bệnh chảy máu như chảy máu tử cung; đingoài ra máu; băng huyết; đau bụng do ứ huyết

Hạt sen có vị ngọt; tính bình; có tác dụng bổ tỳ; dưỡng tâm; cố tinh Hạt senđược sử dụng như thuốc bổ điều trị bệnh ỉa chảy; băng lậu; đới hạ; mất ngủ; thầnkinh suy nhược và là thực phẩm dinh dưỡng tốt cho cả trẻ nhỏ và người già

Tâm sen có vị đắng; tính bình hỗ trợ điều trị sốt; tim đập nhanh; huyết áp cao;hồi hộp; hoảng hốt

Ngó sen có vị ngọt chát; tính bình; kinh can tâm vị có tác dụng tốt trong việcđiều trị cầm máu; an thần; tráng dương

Củ sen có công dụng tán ứ; giải nhiệt; điều trị các trường hợp nôn ra máu;chảy máu cam; đại tiện ra máu Sử dụng củ sen còn có tác dụng trong giải rượu; giảiđộc trong cơ thể và còn được sử dụng để điều trị những vết thương hở; vết thương bịbầm dập tím

1.1.2 Nấm men Saccharomyces [ CITATION Kiề10 \l 1033 ], [ CITATION Lươ06 \l 1033 ]

Giống Saccharomyces quan trọng nhất là loài Saccharomyces cerevisiae được

dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm Một số chủng nấm men dùng trong côngnghiệp sản xuất bánh mỳ; một số khác dùng trong công nghiệp sản xuất rượu; bia;sản xuất glycerol hoặc enzyme invertase

1.1.2.2 Đặc điểm hình dạng và cấu tạo của tế bào nấm men

a Hình dạng

Tế bào hình cầu; hình ovan; elip, hình trụ hoặc đôi khi là hình sợi Nấm men

có thể thay đổi hình dạng và kích thước trong các giai đoạn phát triển và điều kiệnmôi trường xung quanh

Tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn; đường kính khoảng 1μm; chiều dài 8μm Trọng lượng riêng của nấm men (1,055-1,060KDa) [ CITATION Lươ06 \l 1033 ]

Glucan là thành phần chính của vỏ; là một polyme của glucoza Nằm phíatrong tiếp giáp màng tế bào chất Nếu lớp glucan bị phá hỏng thì toàn bộ tế bào bị

Hình 1 3: Mô phỏng các thành phần của tế bào

phá hủy Manan có thể kết hợp với protein tạo thành lớp manoprotein rất khó bị phá

hủy [ CITATION Lươ06 \l 1033 ]

Hình 1 4: Vỏ tế bào nấm men

Màng tế bào chất

Là lớp màng mỏng; dày 0,1nm dính chặt với tế bào chất

Chức năng của màng tế bào chất:

+ Bảo vệ; hàng rào thẩm thấu

+ Điều chỉnh chất dinh dưỡng từ ngoài vào trong và ngược lại

+ Thực hiện tổng hợp thành phần của vỏ tế bào

+ Nơi lưu trú của một số enzyme và bào quan (ribosome)

Vận chuyển vật chất qua màng liên quan đến tính thẩm thấu chọn lọc màng tếbào Đặc tính này phụ thuộc enzyme phospholipase và lipase [ CITATION Lươ06 \l 1033 ]

Hình 1 5: Cấu trúc màng sinh chất

Tế bào chất

Ở thể keo; được cấu tạo từ protein; lipid, khoáng; nước (90%) và các hợp chấtkhác Có độ nhớt cao; chứa các bào quan Cấu trúc thay đổi tùy theo tuổi của nấmmen

Ti thể

Dạng hạt nhỏ hoặc hình que; dạng sợi Hình dạng thay đổi trong quá trìnhnuôi cấy Số lượng ti thể dao động mạnh từ 1-50 Trong môi trường có nồng độglucose thấp tế bào nấm men có tới 100-200 ti thể, nhưng ở nồng độ cao chỉ 30-40 tithể

Hầu hết các phản ứng năng lượng đều xảy ra ở đây Cấu trúc của ti thể biếnđổi khi nấm men chuyển từ điều kiện kỵ khí sang hiếu khí Ở môi trường kỵ khí vớikhông có lipid thì ti thể rất đơn giản gồm: hai lớp màng, nhưng không có nếp gấp.Nếu thêm lipid sẽ tạo nếp gấp [ CITATION Lươ06 \l 1033 ]

1.1.2.3 Đặc điểm sinh lý của nấm men

a Thành phần hóa học của tế bào nấm men

Nước chiếm 75% khối lượng Thành phần sinh khối khô:

Chất khô của tế bào nấm men gồm 23-28% là chất hữu cơ và 5-7% là chất tro

b Dinh dưỡng nấm men

Carbon

Nấm men có thể sử dụng đường làm nguồn carbon, không sử dụng trực tiếp

tinh bột; cellulose; hemicellulose Nấm men Saccharomyces sử dụng glucose;

fructose; maltose; saccharose; galactose; không sử dụng được pentose; lactose;melibiose

Ngày nay các nhà khoa học đang nghiên cứu vai trò của CO2 trong trao đổichất của nấm men; vì CO2 là chất hoạt động sinh học Những dạng liên kết với CO2

đều cần thiết cho nấm men như acid pyruvic; acid carbonic và các acid hữu cơ khác

Lưu huỳnh có trong protein và coenzyme A; nếu thiếu lưu huỳnh sẽ phá hỏng

sự trao đổi chất và tổng hợp enzyme; protein Trong điều kiện kỵ khí; S bị khử thành

H2S

Hình 1 6: Chức năng của chất dinh dưỡng

1.1.2.4 Đặc tính sinh sản của nấm men

Nghiên cứu đặc tính di truyền của nấm men tại Đan Mạch (1935), ông

Carlsberg phát hiện: các loài thuộc giống Saccharomyces có thể biến đổi giữa hai

dạng đơn bội và nhị bội Tế bào nấm men có hai giới tính α và a Các tế bào đơn bội

sinh ra α và a được hình thành qua nguyên phân bằng cách nảy chồi Chúng kết hợpvới nhau thành bào tử lưỡng bội αa Khi gặp điều kiện dinh dưỡng kém; chúng giảmphân tạo nang chứa 4 bào tử: 2α và 2a Sau đó; tế bào sính sản theo kiểu vô tính hoặchữu tính.

Hình 1 7: Chu kỳ sinh sản của nấm men Saccharomyces

(1) Quá trình sinh sản vô tính (nảy chồi)

(2) Quá trình sinh sản hữu tính (giao hợp)

(3) Quá trình tạo nang chứa 4 bào tử

Quá trình sinh sản của nấm men liên quan chặt chẽ đến sự nảy chồi Chồi táchkhỏi tế bào mẹ và bắt đầu sinh sản Thời gian thế hệ là chu kỳ sinh sản được tính làkhoảng thời gian giữa hai lần phân chia Thời gian thế hệ của nấm men

Saccharomyces cerevisiae là 2h Quá trình nảy chồi diễn ra đồng thời với bắt đầu

tổng hợp DNA Từ chồi mới hình thành các vật liệu mới của tế bào lớn dần lên, hìnhthành vách ngăn chitin; manan; glucan Chồi tách ra và để lại sẹo [ CITATION Lươ06 \l

1033 ]

1.1.2.5 Sinh trưởng của nấm men

Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong lên men; gồm bốnpha: pha thích nghi; pha tăng trưởng; pha cân bằng; pha suy vong

Pha tiềm phát (phase lag)

Đây là giai đoạn nấm men thích nghi với môi trường; số lượng tế bào nấmmen ở giai đoạn này không tăng hoặc tăng không đáng kể; nhưng sự trao đổi chất củachúng lại xảy ra mạnh mẽ Trong môi trường càng đầy đủ dinh dưỡng giống nấmmen cầy vào càng trẻ khỏe thì phase lag càng ngắn

Pha phát triển (phase log)

Trong phase này tế bào tăng nhanh về số lượng tế bào theo cấp số nhân với tốc

độ sinh trưởng cực đại

Chất dinh dưỡng trong môi trường cạn dần; đồng thời các sản phẩm trao đổichất sinh ra tăng lên; không thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vậtnên chuyển sang pha ổn định

Pha ổn định (phase stationary)

Trong pha này té bào sống ổn định và mật độ quần thể tối đa (có nghĩa là sốlượng tế bào mới sinh ra bằng số lường tề bào cũ chết đi)

Pha suy vong (phase death)

Trong pha này các tế bào sống giảm đáng kể và tế bào chết tăng nhanh; một số

tế bào tự phân chia do các enzyme nội bào Các tế bào sống trở nên giafddi, kíchthước nhỏ lại và biến dạng

1.2

Tổng quan về sản phẩm

1.2.1 Rượu ethylic [ CITATION Ngu \l 1033 ]

Thưởng thức rượu là một nét văn hóa mang đậm bản sắc riêng của từng dântộc và từng vùng Đồng bằng sông Cửu Long là một trong những vùng có nghề sảnxuất rượu lâu đời và gắn liền với từng địa danh là những thương hiệu nổi tiếng từ xưanhư rượu Xuân Thạnh (Trà Vinh); Phú Lễ (Bến Tre); rượu đế Gò Đen (Long An)…Nguyên liệu để nấu rượu thường là gạo; nếp, sắn (khoai mì) Mỗi loại nguyên liệu tạothành một hương vị đặc trưng của rượu Rượu gạo là loại rượu phổ biến nhất ở ViệtNam Mỗi sản phẩm rượu đều có một công thức đặc trưng riêng mang đậm tính thủcông truyền thống

Hình 1 8: Đồ thị sinh trưởng và thành phần dinh dưỡng trong lên men vi sinh

Ở nước ta; nghề nấu rượu thủ công đã có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu nàocho biết chính xác có từ khi nào Ở miền núi; đồng bào các dân tộc dùng gạo; ngô;khoai; sắn; nấu chín rồi cho lên men; men này được lấy từ một số lá cây hoặc đượcnuôi cấy thuần khiết hơn Sản phẩm nổi tiếng là rượu cần Ở đồng bằng, nhân dânbiết nuôi cấy và phát triển nấm mốc, nấm men trong thiên nhiên trên môi trườngthích hợp; gạo và các nguyên liệu khác nhau có chứa tinh bột đã được nấu chín Đógọi là men thuốc bắc

Sau đó một loạt các nhà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột được thànhlập như ở Hà Nội; Nam Định; Hải Dương… Sau này có xây dựng thêm một số nhàmáy sản xuất cồn rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ của các nhà máy đường

Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thựcphẩm Chúng rất đa dạng tuỳ theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng màcác nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau Tuy nhiên có thể chiathành ba loại chính: rượu mạnh có nồng độ trên 30%V; rượu thông thường có nồng

độ từ 15 đến 30%V; và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15%V

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại rượu như vodka – loại rượu trắng làm

từ nguyên liệu tinh bột; rượu uytki làm từ đại mạch nảy mầm (sản phẩm được ủ trongcác thùng gỗ sồi hằng năm); rượu Roon Scotland làm từ rỉ đường; rượu vang làm từquả nho và các loại trái cây (không chưng cất); rượu cognac là rượu vang chưng cất;rượu sake làm từ gạo không chưng cất

Rượu – cồn ethylic có thể được sản xuất bằng hai phương pháp chính là lênmen (con đường sinh học) và tổng hợp (con đường hóa học)

Rượu sản xuất lên men được dùng làm đồ uống và cồn kỹ thuật được dùngcho một số ngành khác Cồn tổng hợp là nguyên liệu kỹ thuật dùng trong côngnghiệp; không được dùng làm đồ uống

Cồn kỹ thuật có thể được tổng hợp từ ethylen; lên men từ dịch thủy phân gỗbằng acid… Các loại cồn kỹ thuật dùng làm nguyên liệu cho hàng loạt ngành côngnghiệp khác như tổng hợp cao su nhân tạo; tơ, sợi; len tổng hợp; da nhân tạo…

1.2.2 Rượu sen

Nhắc đến sen chắc ít ai nghĩ sen được dùng để ngâm rượu, mà chỉ nghĩ đượcdùng để làm mứt; làm thuốc…

Hiện nay rượu sen được xem như là một loại thần dược trong việc hỗ trợ vàđiều trị các bệnh như: an thần; thích hợp cho người mắc chứng mất ngủ; tim đạpnhanh; giúp ngon miệng; giảm bớt căng thẳng; tăng cường sức khỏe.

Nếu như Đà Lạt có chai vang nho; Bến Tre có rượu dừa; Phú Quốc có rượusim; Quảng Ninh có rượu ba kích; Bắc Giang có rượu làng Vân thì Đồng Tháp Mườinổi tiếng có rượu sen (hồng sen tửu) Nhờ được thiên nhiên ban tặng cho những cánhđồng sen bao la, bạt ngàn, người dân Đồng Tháp đã tận dụng để làm ra một loại rượu

có hương vị đặc trưng, đó là rượu sen (hồng sen tửu) Rượu sen tao nhã, vị êm nồng,mùi thơm lừng của nếp, uống ngon, nhấm nháp một chén đủ để say nồng Rượu sen

là đặc sản, một thứ quà tặng mỗi khi ai đó có dịp về miền Tây Nam Bộ (Đồng Tháp)đều muốn mua về làm quà biếu tặng cho người thân, bạn bè

Rượu sen được nấu một cách truyền thống bởi các loại hạt sen; tim sen; củsen; nếp và một ít men bột sen vừa đủ Rượu được nấu và ủ theo công nghệ giatruyền trong một thời gian; ngắn nhất thường là khoảng 6 tháng Sau đó để vào bêntrong nhụy của sen đã được thu hoạch vào lúc sáng sớm tinh mơ trước khi mặt trời hénhữngchùm tia sáng đầu tiên Do đó mà nhụy của hoa sen sẽ không bị tác động củacác loại tia hồng ngoại Vì vậy càng làm tăng thêm mùi và vị của hương sen tự nhiêntrong suốt quá trình ủ rượu

Quy trình để nấu rượu sen rất công phu với công nghệ sản xuất gia truyền vàhoàn toàn tuân theo một quy trình thủ công nghiêm ngặt Các thành phần của sen nhưhạt; tim; củ… sau khi thu hoạch ở những cánh đồng sen về sẽ được làm sạch sẽ rồi ủvới men Loại men này không giống với các loại men rượu bình thường mà được làm

từ chính bột của hạt sen Người ta thường ủ men kéo dài trong thời gian khoảng 7ngày 7 đêm liên tục Sau quá trình lên men; hỗn hợp này sẽ được cho vào lò trấu đểnấu Sau đó; tiếp tục được cho vào bình; chum đất hoặc sành đóng kín lại rồi chônxuống đất Tùy vào thời gian ủ dưới đất mà cho ra những giọt rượu mang đậm hương

vị đặc biệt của sen

1.3 Quá trình lên men rượu

Vào thế kỉ 18; Blac đã cho rằng sản phẩm của sự lên men rượu chỉ là C2H5OH

và CO2

Năm 1789; Lavoise thực hiện một số thí nghiệm cho thấy rằng bên cạnhnhững sản phẩm chính là C2H5OH và CO2 còn có một số sản phẩm khác mà ông đặt

tên là acid acetic Theo ông 95,5 % đường sẽ cho 57,7% C2H5OH, 33,3%CO2 và2,5% acid acetic.

Năm 1810; Tay Hussac đã nghiên cứu tỉ mỹ hơn về khám phá của Lavoise;ông cho rằng cứ 45 phần đường glucose thì tạo ra 23 phần rượu C2H5OH và 22 phần

CO2 Từ đó ông cho ra phương trình sau:

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2

Năm 1853; Pasteur đã công bố kết quả nghiên cứu của ông về sự lên menrượu; theo ông cứ 100 phần saccharose thì chuyển sang được 105,4 phần đườngnghịch đảo và sau khi lên men sẽ cho 54,1 phần C2H5OH và 49,4 phần CO2, 3,2 phầnglycerin, 0,7 phần acid sucenic và một phần các sản phẩm khác Từ đó, người ta tínhđược cứ 45 phần glucose lên men rượu được 21,8 phần C2H5OH chú không phải là

23 phần như Tay – Hussac đã tính

Sau đó nhiều nhà khoa học đã đi sâu vào nghiên cứu quá trình lên men rượu

và các giống vi sinh vật lên men; các yếu tố kĩ thuật trong quá trình lên men

1.3.1 Bản chất của quá trình lên men [ CITATION PGS10 \l 1033 ], (13)

Lên men là quá trình oxy hóa khử sinh học để thu năng lượng và các hợp chấttrung gian Lên men rượu là một quá trình sinh hóa phức tạp; đòi hỏi phải có sự thamgia của nấm men hoặc một số vi sinh vật khác Trong quá trình lên men rượu; đườngđược biến đổi thành rượu ethylic và CO2 Quá trình lên men rượu kèm theo sự hìnhthành các sản phẩm đồng thời giải phóng ra năng lượng Trong phản ứng lên men;đường được chia cắt thành các mạch cacbon cơ bản để hình thành nên các hợp chấtcarbon mạch ngắn hơn

Để thực hiện được các hoạt động sống như sinh trưởng; sinh sản và phát triểncủa mình; vi sinh vật cũng đòi hỏi phải có năng lượng Lên men là quá trình cung cấpnăng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào vi sinh vật Nhưng tế bào sống chỉ

sử dụng năng lượng dưới dạng năng lượng tàng trữ trong mạch cacbon và được giảiphóng ra trong các phản ứng enzyme do sự chuyển electron từ mức năng lượng nàysang mức năng lượng khác Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong các quá trình lênmen là những phản ứng chuyển hydro Nhưng sự chuyển hydro cũng tương đươngvới sự chuyển electron, vì lẽ nguyên tử hydro có thể tách ra thành proton H+ vàelectron Các enzyme xúc tác quá trình tách nguyên tử hydro khỏi cơ chất gọi làenzyme dehydrogenase Như vậy, lên men là quá trình oxy hóa – khử có enzyme xúctác hay nói cách khác là quá trình oxy hóa – khử sinh học Trong quá trình đó, các

nguyên tử cacbon của cơ chất bị oxy hóa đến CO2, còn các nguyên tử hydro tách rakhỏi cơ chất, đầu tiên được chuyển đến NAD+, sau đó từ NADH2 trong điều kiện yếmkhí hydro có thể được chuyển đến những sản phẩm trung gian khác nhau hoặc đếnchất tiếp nhận được tổng hợp nên chỉ nhằm mục đích đó, nghĩa là để tái sinh lạiNAD+ Tùy thuộc vào chất tiếp nhận hydro cuối cùng mà phân biệt hô hấp lên men

Lên men khác với hô hấp yếm khí và sự oxy hóa không hoàn toàn Hô hấpyếm khí cũng tiến hành trong điều kiện không có oxy tham gia nhưng hydro lại đượcchuyển qua mạch hô hấp mà đến chất tiếp nhận cuối cùng như nitrat hoặc sulfat

1.3.2 Cơ chế quá trình lên men rượu

Lên men rượu là một quá trình sinh học rất phức tạp xảy ra dưới tác dụng củanhiều enzyme

Theo lý thuyết hiện đại sự tạo thành rượu từ glucose thì trải qua các giai đoạnsau đây:

1/ Đầu tiên dưới tác dụng xúc tác của glucokinase; đường glucose kết hợpvới phosphate của phần tử ATP ( Andenozitri – Phosphate) trong tế bào nấm men tạothành glucose – phosphate và ATP

C6H12O6 + ATP → CH2O(H3PO3)(CHOH)4 CHO + ATP2/ Tiếp sau đó glucose- 6- phosphate do tác dụng của enzyme đồng phânglºCose-phosphate-izomenase sẽ biến thành fructophosphate

CH2O(H3PO3)(CHOH)4CHO ↔ CH2O(H3PO3)(CHOH)3CºCH2OH

3/ Giai đoạn tiếp theo dưới tác dụng của enzyme phosphofuctokinase phân

tử ATP thứ hai sẽ sẽ đính thêm một gốc phosphate nửa vào fuctose-6-phosphate đểtạo thành fuctose-1,6-diphosphate và phân tử ADP thứ hai

CH2O(H3PO3)(CHOH)3CºCH2OH+ATP↔CH2O(H3PO3)(CHOH)3CºCH2(H2PO3) +

ADP

Sự tạo thành fuctose-1,6-phosphate của giai đoạn chuẩn bị lên men Giai đoạnthực hiện chuyển hóa mối liên kết cao năng thành dạng dễ biến đổi dưới tác dụng củaenzyme.

4/ Giai đoạn cuối xảy ra dưới tác dụng của xúc tác là aldolase phân cắt phân

tử fuctodiphotphat thành 2 phân tử trioza gồm aldehyt – phosphoglyxeric vàphosphodioxyaceton

CH2O(H3PO3)(CHOH)3CºCH2(H2PO3)↔CH2O(H3PO3)CºCH2OH+

CH2O(H3PO3)CHOHCHO5/ Vai trò chủ yếu trong các biến đổi tiếp theo của quá trình lên men rượuandehyt- diphosphoglycerin Nhưng trong dịch lên men chúng chứa rất ít; điều nàychứng tỏ có sự đồng phân dưới tác dụng của enzyme triphosphate izomerase

CH2O(H3PO3)CºCH2OH ↔ CH2O(H3PO3)CHOHCHO

6/ Giai đoạn tiếp theo là 2 phân tử aldehyde phosphateglycerin bị oxy hóa.Phản ứng này xảy ra có sự tham gia của acid phosphorit Trong canh trường nhờ xúctác của enzyme triphosphate dehydronase Coenzyme của nó là ADN (nicotiamit-andenit-dinucleotid)

CH2O(H3PO3)CHOHCHO + H3PO4 + NaDH ↔ CH2O(H3PO3)CHOHCHO-H2PO3 +

2NaDH2

7/ Giai đoạn tiếp theo với sự tham gia của phosphateglycerinkinase gốcphosphate cao năng của 1- diphosphoglyceric mới tạo thành sẽ chuyển vào phân tửADP

CH2O(H3PO3)CHOHCHO-H2PO3+ 2ADP ↔CH2O(H3PO3)CHOHCOOH + 2ATP

8/ Dưới tác dụng của phosphoglyceromutase gốc acid sẽ chuyển từ vị trícarbon thứ ba đến vị trí carbon thứ hai

2CH2O(H3PO3)CHOHCOOH ↔ 2CH2ºCHO(H3PO3)COOH9/ Dưới tác dụng của enolase, acid 2-photphoglyceric sẽ mất nước và biếnthành acid photphopyruvic

2CH2ºCHO(H3PO3)COOH ↔ 2CH2CO(H3PO3)COOH + 2H2O

10/ Acid phosphopyruvic rất không bền dễ bị mất gốc acid phosphoric doenzyme pyrovackinase và do đó acid pyruvic được tạo thành

2CH2=CO-(H3PO3)COOH + 2ADP = 2CH3CO-COOH + 2ATP11/ Tới đây acid pyruvic bị decacbonxyl đđể tạo thành aldehyde acetic

2CH3CºCOOH ↔ 2CO2 + 2CH3CHO12/ Giai đoạn cuối cùng lên men rượi là aldehyt acetic bị khử bởi NADH2

2CH3CHO + 2NaDH2↔ 2CH3CH2OH + 2NADPhương trình tổng quát lên men rượu như sau:

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OHTrong quá trình lên men rượu mỗi phần tử gam glucose sẽ giải phóng rakhoảng 50Kcal Năng lượng này nấm men chỉ sử dụng chừng 20Kcal Số còn lại sẽthải ra canh trường làm tăng nhiệt độ dịch lên men

Hình 1 9: Sơ đồ quá trình lên men rượu

Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men:

Trong quá trình lên men ngoài sản phẩm chính là cồn ethylic và CO2 còn tạo

ra nhiều chất khác Bằng phương pháp phân tích sắc kí người ta đã có trên 500 chấtkhác nhau Nhưng về cơ bản có thể xếp vào 4 nhóm chính: acid; este; andehyt; alcol(bao gồm cả rượu bậc thấp lẫn rượu bậc cao là dầu fusel)

Sự tạo thành acid

Trong quá trình lên men rượu thường tạo ra các acid hữu cơ như: acid acetic;acid lactic; acid citric; acid pyruvic… nhưng chiếm chủ yếu là acid acetic và acidlactic

Acid Acetic: có thể tạo thành từ phản ứng oxy hóa giữa 2 aldehyt acetic

CH3CHO + CH3CHO + 2H2O  CH3COOH + 2C2H5OHAcid Lactic: được tạo bởi pyrovicdehydronase theo phản ứng

CH3CO-COOH + 2NaDH2  CH3CHOHCOOH + NAD

Hoặc: CH2O(H2PO3)CHOHCHO + CH3CHOHCOOH + H3PO4

Acid Citric: cũng được tạo thành từ aldehyt acetic theo phản ứng sau:

9CH3CHO + 4H2O  (CH2COOH)2 + COH- COOH + 6C2H5OHAcid Succinic: được tạo thành theo 2 con đường đó là dehydro và trùng hợphai phân tử acid acetic với phân tử aldehytacetic

CH3COOH + CH3CHO  COOHCHCH2COOH + C2H5OH

Glycerin và Aldehyt: là sản phẩm trung gian của lên men rượu trong điềukiện của lên men rượu trong điều kiện lên men chỉ nhằm mục đích thu alcol ethylic.Người ta khống chế pH lên men trong giới hạn 4,5÷5,2 với điều kiện đó lượngglycerin tạo thành chỉ chiếm 0,3÷ 0,45 tương ứng 2÷3 % lượng đường ban đầu Nếu

tăng pH tới kiềm thì lượng glycerin đạt 23,4 % và lượng aldehyt chưa chuyển thànhrượu đạt 11,9% Dựa vào tính chất này để tạo thành ra glycerin Người ta còn dùngnatrisunfit cho vào canh trường lên men nhằm điều chỉnh sản phẩm tạo thành.

Tóm lại: tùy theo điều kiện môi trường lên men có thể xảy ra theo các kiểukhác nhau

Lên men rượu bình thường:

C6H12O6  2CO2 + 2C2H5OHLên men rượu cho thêm Na2S2O3

C6H12O6  CH3CHO + C3H8O3 + CO2

Lên men rượu trong môi trường kiềm:

C6H12O6  2CO2 + CH3COOH + C2H5OH + C3H8O3

Sự tạo thành Alcol cao phân tử

Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lênmen rượu có số nguyên tử carbon lớn hơn hai đó là: aldol propylic; izobutylicizoamylic; imylic Hàm lượng của chúng chỉ vào khoảng 0,4÷0,5% so với cồnethylic; nhưng chúng ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng sản phẩm do đó gây ra chosản phẩm có mùi hơi khó chịu Các aldol này có tên chung là dầu Fusel hay còn gọi

là dầu khét Nguyên nhân hình thành dầu Fusel là do nấm men sử dụng nitơ của cácacid amin trong quá trình sinh trưởng tạo thành

Phương trình tổng quát hình thành alcol cao phân tử được đơn giản theo phảnứng sau:

R1CH2OH + R2COOH  R2COO-CH2R1 + H2O

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Nấm men đòi hỏi phải có những điều kiện nhất định mới có thể lên men.Trong sản xuất ngoài việc lựa chọn chủng nấm men còn phải nghiên cứu tạo điềukiện thích hợp nhất để đạt hiệu suất lên men cao.

1.3.3.1Nhiệt độ lên men

Nhiệt độ lên men ảnh hưởng trực tiếp đến nấm men; quá trình lên men và chấtlượng sản phẩm Nhiệt độ thấp thì khả năng lên men kém; thời gian lên men kéo dàinhưng chất lượng và hương vị rượu tốt hơn Nếu có điều kiện làm lạnh dịch đườngban đầu xuống tới 20-22ºC để hạn chế sự phát triển của tập khuẩn Sau 8-10 giờ nhiệt

độ môi trường sẽ tăng tới mức tối thích là 28-30ºC Tiếp đó làm lạnh để ổn định nhiệt

độ trong giới hạn tối ưu Nhiệt độ lên men càng cao, thời gian lên men càng ngắnnhưng hàm lượng các chất không mong muốn (aldehyde; diacetyl; furfurol…) càngcao; hàm lượng rượu càng thấp và hương vị sản phẩm không tốt Nhiệt độ thích hợpcho quá trình lên men là 28-30ºC; nhiệt độ khoảng hơn 50ºC và nhỏ hơn 0ºC thì quátrình lên mên bị đình chỉ do nấm men chết đi

1.3.3.2 Thời gian lên men

Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ lên men; nồng độđường; chủng nấm men Thời gian lên men được tính từ lúc cấy men giống vào môitrường và trải qua giai đoạn sinh sản; sinh trưởng; lên men… Người ta chưa xác định

rõ khi nào là quá trình lên men kết thúc Thông thường người ta chia làm 2 giai đoạnlên men: lên men chính và lên men phụ

Lên men chính: giai đoạn này kết thúc khi nếm dịch lên men không còn vịngọt của đường hay quan sát thấy khả năng tạo bọt rất yếu

Lên men phụ: là giai đoạn ủ chín và dự trữ được tính từ lúc bắt đầu kết thúcquá trình lên men chính và thường kéo dài vài tháng

1.3.3.3 Nồng độ đường

Nồng độ dịch đường cao sẽ sẽ làm tăng áp suất; mất cân bằng trạng thái sinh

lý nấm men Kết quả là cồn nhiều sẽ ức chế không những tập chất mà còn cả nấmmen dẫn đến tổn thất hoặc kéo dài thời gian lên men Hàm lượng đường thấp làmgiảm hiệu suất lên men Thông thường khống chế nồng độ chất khô của dịch đườngkhoảng 16-18% (tùy theo mức độ thuần khiết); tương đương 13-15% đường để saukhi lên men nhận nồng độ rượu trong dịch giấm chín là 8,5-9,5%V, nồng độ đường30-35% thì quá trình lên men bị đình chỉ

1.3.3.4 pH môi trường

pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men và tạo sản phẩm chính và phụkhác nhau Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo rượu ethylic là 4,5-5 Đốivới dịch đường từ nguyên liệu tinh bột thì thường khống chế pH vào khoảng 4,8-5,2nhầm giữ cho amylase tiếp tục chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên menđược Nếu pH môi trường là kiềm thì sẽ dễ bị nhiểm khuẩn; glycerin tạo ra nhiều hơn

và giảm hiệu suất lên men Để acid hóa môi trường thường dùng acid H2SO4 hoặcacid lactic để tạo pH thích hợp bằng cách cấy vi khuẩn lactic vào sau đó thanh trùngrồi mới cấy nấm men vào

Thời gian lên men

Hàm lượng các sản phẩm phụ tạo thành và tỉ số tương quan giữa chúng

Thời gian để đạt được trạng thái cân bằng động phụ thuộc vào lượng nấm mennuôi cấy ban đầu Nếu mật độ gieo cấy càng nhiều thì thời gian đó càng ngắn vàngược lại Nếu lượng nấm men gieo cấy quá ít thì lượng nảy chồi không đạt lượng tối

đa cần thiết

1.3.3.6 Ảnh hưởng của oxy

Nấm men trong lên men rượu là vi sinh vật kỵ khí tùy tiện Khi trong môitrường giàu O2 chúng phân hủy đường để làm năng lượng và gia tăng sinh khối kiềmhãm sự lên men rượu bằng oxy goi là “hiệu ứng Pasteur” Trong môi trường thiếu O2

chúng sử dụng phần O2 hòa tan trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lênmen tạo rượu và CO2 Trong quá trình lên men, giai đoạn đầu yêu cầu O2 cao nhất đểnấm men sinh sản và gia tăng sinh khối Sau đó đảm bảo điều kiện kỵ khí để quátrình lên men đạt hiệu suất cao nhất

1.3.3.7Ảnh hưởng của SO 2