BÁO cáo THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ lên MEN THỰC PHẨM

THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU NẾP THAN Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm rượu nếp than Nguyên liệu gạo nếp than và men thuốc bắc, rượu trắng.. Vỏ cám lớp ngoài cùng của gạo nế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP, HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ VIỆT NHẬT

BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN THỰC PHẨM

Lê Quang Hiệp

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2021

Mục lục

BÀI 1 THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU NẾP THAN 9

I Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm rượu nếp than 9

1 Nguyên liệu gạo nếp than và men thuốc bắc, rượu trắng 9

❖ Nếp than (0.5kg/nhóm) 9

❖ Men thuốc bắc 9

❖ Rượu trắng 10

2 Sản phẩm rượu nếp than 10

II Nguyên liệu, quy trình sản xuất, phương pháp nghiên cứu rượu nếp than 11

1 Nguyên liệu và dụng cụ thiết bị 11

2 Sơ đồ quy trình sản xuất 12

III Thuyết minh quy trình 12

1 Nấu nếp than 12

❖ Mục đích: 12

❖ Cách tiến hành: 12

2 Làm nguội 13

❖ Mục đích 13

❖ Cách tiến hành 13

3 Trộn men 13

❖ Mục đích 13

❖ Cách tiến hành 13

4 Lên men 13

❖ Mục đích 13

❖ Cách tiến hành 14

5 Lọc 14

❖ Mục đích 14

❖ Cách tiến hành 14

6 Hãm rượu 14

❖ Mục đích 14

❖ Cách tiến hành 14

7 Các phương pháp nghiên cứu 14

 Quy trình nấu cơm 14

 Xác định hiệu suất lên men 15

 Xác định độ chua sản phẩm 15

 Xác định khối lượng rượu hãm cho sản phẩm 15

8 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nếp than (số 05/1999/QĐ-UB) 16

 Nếp than 16

IV Kết quả và nhận xét kết quả 18

9 1 Phân tích 19

❖ 2 Xác định nồng độ cồn 21

❖ 3 Xác định hiệu suất lên men 22

❖ 4 Xác định độ chua sản phẩm 23

❖ 5 Xác định khối lượng rượu hãm cho sản phẩm 23

10 6 So sánh kết quả giữa các nhóm thực hành và nhận xét 24

V Kết luận 26

1 Quy trình kèm thông số kỹ thuật 26

 Men thuốc bắc 30

 Rượu trắng 30

BÀI 2 THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ LÊN MEN 31

I Giới thiệu về nguyên liệu dứa và sản phẩm nước quả lên men 31

1 Giới thiệu nguyên liệu 31

 Dứa (1 quả/nhóm) 31

 Nấm Men 31

 Đường, bicarbonate 32

2 Sản phẩm nước quả lên men 32

II Nguyên liệu, quy trình sản xuất, phương pháp nghiên cứu rượu nếp than tại phòng thí nghiệm 32

1 Nguyên liệu và dụng cụ thiết bị 32

2 Sơ đồ quy trình sản xuất 33

III Thuyết minh quy trình 34

1 Cắt bỏ vỏ, cuốn 34

2 Xay nghiền 34

3 Chuẩn hóa 34

4 Gia nhiệt 34

5 Lên men 34

6 Lọc 34

7 Các thí nghiệm nghiên cứu 35

❖ Xác định mật độ nấm men 35

❖ Xác định nồng độ cồn: (Xem lại mục 3.2 bài 1) 35

❖ Xác định hiệu suất lên men 35

 Xác định độ chua sản phẩm (Xem lại mục 3.4 bài 1) 35

8 Tiêu chuẩn nguyên liệu – quy trình và phương pháp nguyên cứu 35

❖ Dứa 35

 Men 37

❖ Đường 37

❖ Dư lượng SO2 38

❖ Các chất nhiễm bẩn 38

❖ Bicarbonate 38

IV Kết quả thí nghiệm – nhận xét 40

1 Kết quả thí nghiệm 40

2 Xác định mật độ nấm men 40

3 Xác định nồng độ cồn 41

4 Xác định hiệu suất lên men 42

5 Xác định độ chua sản phẩm 42

6 So sánh kết quả giữa các nhóm thực hành và nhận xét 43

IV Kết luận 44

1 Quy trình kèm thông số kỹ thuật 44

2 Thông số sản phẩm 45

3 Kết luận và kiến nghị 45

BÀI 3: THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 46

I Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm bia 46

1 Nguyên liệu mait, hoa houblon, nấm men 46

❖ Malt 46

❖ Hoa houblon 46

❖ Nấm men 46

❖ Nước 46

2 Sản phẩm bia 46

II Nguyên liệu, quy trình sản xuất, phương pháp nghiên cứu rượu nếp than 47

1 Nguyên liệu và dụng cụ thiết bị 47

2 Sơ đồ quy trình sản xuất 48

III Thuyết minh quy trình 48

1 Xay 48

❖ Mục đích 48

❖ Cách thực hiện 48

2 Nấu Malt 49

❖ Mục đích 49

❖ Cách thực hiện 49

❖ Lọc 49

❖ Mục đích 50

❖ Cách thực hiện 50

3 Nấu hoa bia 50

4 Chuẩn hóa 50

5 Xử lý nhiệt 50

6 Làm nguội dịch đường 50

❖ Mục đích 51

7 Quá trình lên men bia 51

❖ Mục đích 51

8 Các phương pháp nghiên cứu 51

❖ Xác định hàm lượng bổ sung hoa houblon và nấm men giống 51

❖ Xác định nồng độ cồn (Xem mục III.7 ở bài 1 sản xuất rượu nếp than)

51

❖ Xác định hiệu suất lên men (Xem mục III.7 ở bài 1 sản xuất rượu nếp than) 51

❖ Xác định độ chua sản phẩm (Xem mục III.7 ở bài 2 sản xuất nước trái cây lên men) 51

9 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm bia TCVN 6057:2009 52

❖ Bia hộp (Canned beer) 52

IV Kết quả và nhận xét kết quả 53

1 Xác định lưởng bổ sung hoa houblon và nấm men giống 53

❖ Bổ sung hoa houblon viên 0.05% 53

❖ Bổ sung men giống liều lượng 11.5g pha 25 lít dịch 53

2 Xác định nồng độ cồn 53

3 Xác định hiệu suất lên men 54

❖ 4 Xác định độ chua sản phẩm 55

V Kết luận 57

1 Quy trình kèm thông số kỹ thuật 57

2 Thông số kỹ thuật 58

3 Kết luận và kiến nghị 58

BÀI 1 THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU NẾP

THAN

Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm rượu nếp than

Nguyên liệu gạo nếp than và men thuốc bắc, rượu trắng

❖ Nếp than (0.5kg/nhóm)

Gạo nếp than là các loại gạo thuộc loài Oryza sativa L Vỏ cám (lớp ngoài cùng) của gạo nếp than được tìm thấy chứa lượng anthocyanin ở mức cao nhất trong các loại thực phẩm

Gạo nếp than có màu đen sẫm và thường chuyển sang màu tím sẫm khi nấu Màu tím đậm của nó chủ yếu là do hàm lượng anthocyanin và cao hơn tính theo trọng lượng so với các loại hạt khác So với các loại gạo khác, nếp than có hàm lượng protein cao hơn 6,8% và chất béo cao hơn 20% Không chỉ thế, nó còn chứa tới tám loại axit amin thiết yếu cùng carotene và các nguyên tố vi lượng cần thiết Trong gạo nếp cẩm chứa chất xơ, chất chống oxy hóa tương đương với quả việt quất hay quả mâm xôi, đặc biệt là nguồn vitamin phong phú

Tuy nhiên, ở mỗi địa phương, mỗi nhà nấu rượu lại có bí quyết tạo bánh men riêng Người ta có thể thay đổi thành phần thuốc Bắc hay lá thuốc trong men Nên chất lượng rượu nấu không đồng đều, khó mà công nghiệp hóa

Hệ vi sinh vật trong bánh men gồm:

- Nấm men Saccharomyces Serevisiae

- Giả nấm men Endomicopsis (vừa có khả năng đường hóa, và có khả năng rượu hóa)

- Các loại Nấm mốc có khả năng đường hóa

- Các vi khuẩn (chủ yếu là Lactic và Acetic)

❖ Rượu trắng

Là sản phẩm rượu qua chưng cất được sản xuất theo phương pháp lên men

với nguyên liệu chủ yếu là các loại ngũ cốc Rượu trắng có thể được chưng cất đến 45 độ

Sản phẩm rượu nếp than

Rượu nếp than là sản phẩm lên men từ nguyên liệu chính là nếp than Trong rượu nếp than chứa nhiều acid hữu cơ, các vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B (B1, B2, PP,…), các acid amin Vì vậy rượu nếp than nếu được sử dụng ở mức độ vừa phải, là một loại thức uống bổ dưỡng và có tác dụng kích thích tiêu hóa và tạo cảm giác ngon miệng khi ăn

Ở Việt Nam tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long, Rượu Nếp Than là một thức uống có cồn rất phổ biến và đặc biệt được ưa thích do hương vị thơm ngon và màu đỏ đẹp rất hấp dẫn Rượu Nếp Than được sản xuất hoàn toàn thủ công từ một loại gạo đặc biệt, nguồn giống chủng là dạng bánh men làm rượu Loại rượu này không qua chưng cất Người tiêu dùng sử dụng cả dịch lên men và bã len men đã được làm nhuyễn Trong thực

tế sản xuất sau khi len men xong, một số lượng cồn tinh khiết sẽ được bổ sung vào, mục đích làm tăng hàm lượng cồn trong sản phẩm và tăng khả năng bảo quản sản phẩm.Trong rượu nếp than chứa nhiều acid hữu cơ, các vitamin, các acid amin.Vì vậy rượu nếp than,

nếu dùng ở mức vừa phải, là một loại thức uống bổ dưỡng có tác dụng kích thích tiêu hóa, tạo cảm giác ngon miệng

Nguyên liệu, quy trình sản xuất, phương pháp nghiên cứu rượu nếp than

Nguyên liệu và dụng cụ thiết bị

- Nguyên liệu: Nếp than ( 0,5kg), men thuốc bắc ( 10 viên/nhóm), rượu trắng

- Dụng cụ:

+ Khay nhôm + Vải lọc + Đũa dài (1 đôi) + Thau nhựa + Nồi nấu cơm

- Thiết bị:

+ Bếp điện + Bộ chưng cất cồn

Sơ đồ quy trình sản xuất

Sơ đồ quy trình sản xuất rượu nếp than quy mô phòng thí nghiệm

Thuyết minh quy trình

Gạo được cho vào nồi, bổ sung thêm nước với tỉ lệ 1: 3 (500g gạo với 1500ml nước), cho gia nhiệt lên ấu thường xuyên khuấy đảo tránh làm cháy lớp gạo bên dưới, nấu đến khi cơm chín hoàn toàn

❖ Cách tiến hành

Cân khối lượng cơm để tính khối lượng men cần sử dụng (tỉ lệ 0.5%) Xay mịn men, dùng rây để rắc đều men lên bề mặt cơm đồng thời trộn đều hỗn hợp tối thiểu trong khoảng 45 phút

Lên men

❖ Mục đích

Tạo môi trường yếm khí để nấm men thực hiện quá trình lên men, phân giải đường đơn giản, chuyển hóa thành rượu ethanol và CO2

❖ Cách tiến hành

Lấy mẫu kiểm tra nồng độ cồn sản phẩm rượu nếp than sau lên men, tính tỉ

lệ khối lượng rượu trắng cần bổ sung

Các phương pháp nghiên cứu

 Quy trình nấu cơm

- Tỉ lệ gạo: nước được áp dụng là 1:3

- Tổng thời gian gia nhiệt là 74 phút

- Tổng thời gian làm nguội là 30 phút

 Xác định nồng độ cồn

- Lấy 30g mẫu sản phẩm sau lọc cho vào bình gia nhiệt của thiết bị chưng cất rượu,

bổ sung thêm 1 lượng nước để tránh làm cháy hỗn hợp trong bình

- Chuẩn bị 1 bình tam giác chứa 10ml nước cất

- Lắp bình gia nhiệt vào vị trí lưới gia nhiệt và lắp bình tam giác vào ống đầu ra của thiết bị sao cho ống đầu ra của thiết bị phải ngập trong nước trong bình đảm bảo hòa tan hết tất cả hơi rượu khi chưng cất

- Nâng mức gia nhiệt lên bậc 5, khi dung dịch trong bình gia nhiệt sôi thì hạ xuống bậc 4

- Tiến hành đo độ cồn ngưng tụ tại đầu ra thiết bị mỗi 2 phút 1 lần và ghi lại kết quả

- Thời gian chưng cất = 5 phút đầu + giọt đầu tiên ngưng tụ cho đến khi đo độ cồn bằng 0 + 5 phút

- Chuẩn dung dịch ở bình tam giác thành 30g, tiến hành đo lại độ cồn, lúc này kết quả chính là nồng độ cồn thực tế có trong sản phẩm

 Xác định hiệu suất lên men

Cơ sở khoa học:

- (C6H10O5)n + nH2O=> nC6H12O6 => 2nC2H5OH + 2nCO2

- Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu chiếm khoảng 75% khối lượng nguyên liệu,

từ đó tính ra khối lượng cồn lý thuyết

- Xác định độ cồn sản phẩm, tìm ra được khối lượng cồn thực tế

- Tính ra hiệu suất lên men

 Xác định độ chua sản phẩm

- Chuẩn bị 3 bình tam giác chứa 10ml mẫu, bổ sung nước để làm loãng màu dung dịch rượu, bổ sung 3 giọt phenolphtalein

- Cho lần lượt 3 mẫu chuẩn độ với dung dịch NaOH 0.5N

- Thể tích dd NaOH 0.5N cần dùng chính là độ chua của sản phẩm

 Xác định khối lượng rượu hãm cho sản phẩm

- Thông qua kết quả độ cồn thực tế của sản phẩm, ta có độ cồn rượu trắng

- Áp dụng quy tắc đường chéo, tìm ra tỉ lệ khối lượng rượu trắng cần bổ sung

Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nếp than (số 05/1999/QĐ-UB)

Yêu cầu kỹ thuật

- Yêu cầu cảm quan của gạo nếp than được quy định trong Bảng 1

Bảng 1.1 Chỉ tiêu cảm quan

1 Trạng thái Dạng lỏng, nhũ tương

2 Màu sắc Màu tím đỏ đặc trưng của nếp than

3 Mùi Đặc trưng mùi thơm của rượu lên men

5 Độ trong Đục

2 Hàm lượng a xít chuyển ra a xít xitric

(tính bằng g trong một lít rượu không

Thời gian nấu

Nhiệt

độ nấu

Tổng khối lượng nguyên liệu trước LM

Khối lượng

SP rượu sau

LM

Khối lượng sau ly tâm

pH sau

LM

Brix sau

LM

Độ cồn

Hiệu suất lên men

KL rượu

bổ sung

SP 11 độ cồn

độ chua 0.5 kg

95-98

451g rượu

22 độ 1,067 0.5 kg

70-91

413,6g rượu 22

Bảng 1.7 Hiệu suất thu hồi

Tổ Hiệu suất thu hồi (%)

giảm hiệu suất thu hồi vì tinh bột bị biến tính, phân hủy nhiều; mặt khác cơm nhão có độ

ẩm cao không thích hợp cho quá trình lên men

Sơ đồ nhiệt độ quá trình nấu cơm và làm nguội

+ Trong công đoạn trộn men phải tiến hành trộn kĩ và trộn đều trong thời gian dài để Oxi có thể lẫn vào trong hỗn hợp, tạo môi trường hiếu khí cho nấm mốc sinh trưởng-phát triển tổng hợp enzyme amylase

+ Trong quá trình ủ lên men, thường xuyên mở nắp bình để giải phóng CO2 đồng thời, nạp thêm Oxi có trong không khí cho nấm mốc

- Hàm lượng cồn trong sản phẩm thấp có thể do các yếu tố sau:

+ Quá trình nấu, một phần nguyên liệu ở đáy nồi bị cháy, gây thất thoát lượng tinh bột nguyên liệu

+ Quá trình đường hóa xảy ra không hoàn toàn, một số lượng lớn tinh bột không được thủy phân triệt để

+ Thất thoát đường do các phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa phân

tử đường khử và acid amin

+ Nấm men và các vi sinh vật khác sử dụng đường để tăng sinh khối trong giai đoạn đầu quá trình lên men

+ Khả năng lên men sinh rượu ethanol của giống nấm men, nhiệt độ trong suốt quá trình lên men không tối ưu cho giống,

+ Nấm men sử dụng đường chuyển quá không hoàn toàn trong quá trình lên men sinh các chất acid, acetyldehyde, rượu cao phân tử,

+ Một số lượng rượu ethanol sinh ra phản ứng với acid hữu cơ tạo các ester thơm

+ Hàm lượng rượu thất thoát một lượng lớn trong quy trình sản xuất

- Với nồng độ cồn thấp (20C) thì cần phải nâng độ cồn (tối thiểu 110C) để ức chế vi sinh vật, đảm bảo an toàn khi sử dụng sản phẩm

❖ 3 Xác định hiệu suất lên men

- Hiệu suất lên men chỉ đạt 5.184%

- Để có thể nâng hiệu suất lên men lên, cần phải thực quy trình sản xuất có các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt

+ Có thể tiến hành malt hóa nguyên liệu trước để sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột mà không cần sự có mặt của nấm mốc

+ Có thể bổ sung enzyme thương mại để thủy phân hoàn toàn lượng tinh bột + Lựa chọn, phân lập, bảo quản và nhân giống tốt được chủng nấm men cho hiệu suất lên men cao

+ Loại bỏ được các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình sản xuất

- Độ chua của rượu sản phẩm 1.067, đạt yêu cầu về mặt hóa lý của sản phẩm

- pH sau lên men là 3.802 (nằm ngoài khoảng pH4-4.5 tối ưu cho quá trình lên men của nấm men) Ta có thể thấy pH thấp có thể ức chế các vi sinh vật có hại, tuy nhiên pH thấp cũng ảnh hưởng rất nhiều đối với khả năng lên men của nấm men

❖ 5 Xác định khối lượng rượu hãm cho sản phẩm

- Dựa theo quy tắc đường chéo ta có:

- Tỉ lệ khối lượng rượu nếp than 2 độ: rượu trắng 22 độ = 11:9

- Khối lượng rượu trắng cần bổ sung=552 x 9 /11= 451g

6 So sánh kết quả giữa các nhóm thực hành và nhận xét

Sơ đồ 1.3 So sánh khối lượng nguyên liệu trong các quá trình giữa 2 nhóm

Bảng 1.5 Kết quả thu được từ quy trình phòng thí nghiệm của 2 nhóm

pH sau LM Brix sau LM Độ cồn

Hiệu suất lên men

- Ở nhóm 1, mặc dù bù lượng nước nhiều hơn nhóm 2 tuy nhiên, trong quá trình lên men, bình bị nổ, gây thất thoát sản phẩm, dẫn đến khối lượng thu hồi sau lên men giảm

- Điều kiện lên men mẫu của 2 nhóm thực hiện khác nhau nên hàm lượng cồn sản phẩm cũng khác nhau

580

825

552 580

- Độ pH sau quá trình lên men của 2 nhóm không có sự khác biệt đáng kể, điều đó cũng xãy ra tương tự với độ chua của cả 2 nhóm

- Độ Bx sản phẩm của 2 nhóm có sự khác nhau đáng kể là do khối lượng nước nhóm 1 cho vào công đoạn nấu nhiều hơn nhóm 2, Bx giảm

Kết luận

1 Quy trình kèm thông số kỹ thuật

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu nếp than

2 Thuyết minh quy trình

2.1 Nấu: Gạo nếp than sau khi ngâm 12 tiếng sẽ tiến hành xả nước và vo gạo

cho gạo vào nồi và chế nước tỉ lệ 1:1 so với gạo Nấu 60 phút

2.2 Làm nguội: Sau khi nấu xong nếp than sẽ được dàn trải và được làm nguội

trên mâm trong vòng khoảng 20 phút

2.3 Trộn men: Cân 0.5% men và giã nhuyễn men sau đó trộn đều vào nếp than đã

được làm nguội trên mâm

2.4 Lên men: Cho toàn bộ nếp than đã được trộn men vào hủ và bảo quản ở nhiệt

ẩm cao không thích hợp cho quá trình lên men

- Nếu nếp than còn nóng thì nhiệt độ cao sẽ ức chế hoạt động enzyme và vi sinh vật, quá trình lên men không thể xảy ra Làm nguội xuống nhiệt độ này để trộn men

-Vi khuẩn: thời gian đầu vi khuẩn có lợi vì nó sinh ra acid hạ thấp pH môi trường tạo thuận lợi cho nấm men và nấm mốc phát triển Tuy nhiên giai đoạn cuối nó làm chua sản phẩm, không tốt cho rượu Mặt khác trong dịch lên men có oxy thì tạo thành acid acetic làm tổn hao lượng cồn tạo thành

-Nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men rượu Trong suốt thời gian lên men ngoài ethanol, CO2 còn tạo ra nhiều sản phẩm phụ như: glycorol, aldehyde, ester, acid hữu cơ, diacetyl Sự hiện diện của các hợp chất này tùy thuộc vào dòng nấm

men và điều kiện lên men, chúng góp phần quan trong tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm

- Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men

Nhiệt độ thích hợp nhất để nấm men phát triển tốt là 28 - 30ºC Trên 43ºC và dưới

28ºC sự sinh sản của nấm men bị chậm hay ngừng lại

- pH: Nấm men có thể phát triển được trong môi trường pH = 2 - 8 nhưng thích hợp nhất là 4,5 - 5,0

- Oxy: Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men cần oxy để tăng

sinh khối nhưng ở các giai đoạn sau thì không cần

- Độ rượu: Hàm lượng ethanol sinh ra, nếu vượt quá giới hạn chịu đựng sẽ ức chế sự phát triển của nấm men

Các chỉ tiêu chất lượng của gạo nếp than được quy định trong Bảng 1.9

Bảng 1.9 Các chỉ tiêu chất lượng của gạo nếp than

hạt

Các loại hạt khác, % khối lượng, không lớn hơn

Tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn

Thóc lẫn, số hạt/kg, không lớn hơn

Độ ẩm, % khối lượng, không lớn hơn

Mức xát

Hạt nguyên, %

khối lượng, không nhỏ hơn

Tấm, %

khối lượng, không lớn hơn

Hạt xát dối Hạt

hư hỏng

Hạt khác loại

Hạt xanh non