Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 11 - Bùi Hồng Quân

Bài giảng Vi sinh thực phẩm: Chương 11 Sản phẩm lên men chứa ethanol, gồm các nội dung chính như sau: Rượu chưng cất; Các nguyên liệu truyền thống trong sản xuất rượu chưng cất; Các phương pháp sản xuất rượu chưng cất; Tận dụng các nguồn phế liệu để sản xuất ethanol ở Việt Nam; Sử dụng hiệu quả ethanol từ phế liệu nông nghiệp.

11.1 Rượu chưng cất

11.2 Các nguyên liệu truyền thống trong sx rượu chưng cất

11.3 Các pp sx rượu chưng cất

11.4 Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN

11.5 Sử dụng hiệu quả ethanol từ phế liệu nông nghiệp

Chương 11: Sản phẩm lên men chứa ethanol

Vai trò của rượuđế đối với người dân VN

Vai trò của rượu trong đời sống

Rượu là một loại thực phẩm lên men truyền thống

không thể thiếu được trong đời sống người Việt Nam.

Việc thưởng thức rượu đã trở thành văn hoá trong

đời sống của người dân ta.

Nếu sử dụng hợp lý, rượu rất an toàn và có ích trong

giao tiếp xã hội Nhưng ai cũng biết, nếu lạm dụng nó

sẽ có hại cho người uống và cả cho xã hội

Rượu đế - Giới thiệu chung

Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe

Ethanol

Uống ít không ảnh hưởng đến tim Uống nhiều có thể tê

liệt hệ thống thần kinh và ảnh hưởng xấu đến hệ thống tuần

hoàn máu

Lượng rượu trong máu: 0.5‰ - 2‰ có thể gây say

4‰ có thể dẫn đến chết người.

Hấp thụ nhanh vào thành dạ dày (29%) (xảy ra nhanh

nhất khi dạ dày rỗng) phần còn lại được hấp thu ở ruột non

Ethanol được hấp thu sẽ được oxy hoá 90-98 % Người

trưởng thành có thể oxy hoá khoảng 10 ml/h, phụ thuộc vào

nồng độ cồn trong máu Uống nhiều sẽ gây sự hấp thu

nhanh hơn tốc độ oxy hoá, dẫn đến gây độc

Ethanol không được oxy hoá có thể rời cơ thể theo phổi và

thận, nó cũng có thể được tìm thấy trong mồ hôi, nước mắt,

mật, nước miếng ở lượng nhỏ.

Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe

Methanol

Methanol (rượu gỗ) là một chất độc chết người, gây cho

những người nghiện rượu tình trạng mù hay chết.

 Methanol dần dần thấm vào ruột non khi nhóm methyl

của aspartame gặp enzyme chymotripsin.

Một đánh giá của EPA về trạng thái của methanol cho

rằng “methanol được xem như một độc chất được tích luỹ vì

tỉ lệ bài tiết rất thấp”.

 Trong cơ thể, methanol được oxy hoá thành formaldehyt

và acid formic; cả hai chất chuyển hóa này đều là chất độc

thần kinh chết người.

 Liều lượng tiêu thụ cho phép khoảng 7,8mg / ngày

Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe

Furfurol

 Là chất độc với hệ thần kinh, gây nhức đầu, buồn nôn.

Uống rượu có hàm lượng furfurol cao quá mức cho phép

gây tích tụ trong dịch của phổi (phù phổi).

Fufurol có thể gây dị ứng da, nếu sự dị ứng phát triển

cao, có thể gây ngứa và nổi mụn ở da Tình trạng trên nếu

tiếp tục có thể gây mất vị giác, tê lưỡi, đau đầu, mệt và

rùng mình Tình trạng kéo dài có thể ảnh hưởng tới gan

Tiếp xúc lâu dài với fufurol có nguy cơ gây ung thư và

nguy cơ đối với sinh sản.

11,5 11

13,12 12,5

72 -80 Nước

2,0 1,2

0,41 5,1

0,1 – 0,3 Lipid

22,5 0,5

1,11 4,1

0,5 – 1,5

Xơ thô

5,3 7,3

0,205 8,3

1,2 – 3,2 Protein

42,0 69,2

74,74 68,4

12 - 21 Carbohydrate

Tấm Gạo tẻ

Sắn Ngô

Khoai tây

Thành phần hoá học của một số nguyên liệu chứa tinh bột trong sx rượu (%) Chỉ tiêu

Nguyên liệu truyền thống trong sx rượu chưng cất

Quy mô

sx CN

Yêu cầu thiết bị hiện đại, hiệu suất cao

Amylase + men

LM CN

Quy mô

sx vừa &

CN

Tốn diện tích, công sức

Chế phẩm mốc + men Mycomalt

Quy mô

sx CN

Đòi hỏi kỹ thuật cao khi cấy VSV vào bình lên men

VK lactic + mốc+

men

Amylose

Hộ gia đình

Đơn giản, hiệu suất thấp

Bánh men

Nguyên

liệu

chứa

tinh bột

LMTT

Phạm vi

áp dụng

Đặc điểm của pp VSV

Nguyên

liệu

PP sx

PP sx rượu chưng cất

1,5 – 2,5%

Quy trình sx rượu theo pp lên men

truyền thống

Hình ảnh sx rượu thủ công tại VN

Quy trình sx rượu theo pp

mycomalt

Chế phẩm VSV (mốc)

Men S c

Phương pháp mycomalt: gđ đường

hóa và rượu hóa diễn ra ở 2 thiết bị

Thủy phân tinh bột bằng malt, chế phẩm nấm mốc

Quy trình sx rượu từ ngô theo pp mycomalt

Quy trình sx rượu theo pp

amylose

VSV (VK, mốc, men) Đường hóa, rượu hóa

Phương pháp amylose: gđ đường hóa và rượu hoá xảy ra gần như đồng thời, trong cùng thiết bị

Thủy phân tinh

bột bằng enzyme

VSV

Men Saccharomyces cerevisiae

VK Zymononas mobilis

VK E.coli (đã chuyển gen)

Quy trình sx ethanol

theo quy mô CN

Nghiền trục

Nghiền bột mịn Nghiền cao áp

THIẾT BỊ NGHIỀN NGUYÊN LIỆU (tinh bột)

Máy nghiền búa kiểu giọt nước

Mục đích

•Phá vỡ màng tế bào của hạt tinh bột

•Chuyển hoá tinh bột sống thành tinh bột chín

•Chuyển tinh bột thành dạng hòa tan

Thông số kỹ thuật

Nhiệt độ nấu = f (nguyên liệu và

kích thước của hạt tinh bột)

Phương pháp

Gián đoạn

Bán liên tuc

Liên tục

NẤU NGUYÊN LIỆU – HỒ HÓA - GELATINISATION

•Chuyển tbột thành đường, cung cấp cơ chất cho qt lên men

•Quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu

DỊCH HÓA

ĐƯỜNG HÓA

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÔI TRƯỜNG LM

150 – 200 mg/L Dịch LM từ rỉ đường

300 mg/L Dịch lên men từ sắn

> 280 mg/L

18oP

200 mg/L

16oP

140 -150 mg/L

12oP

Yêu cầu Nitơ trong dịch lên men (nitơ hữu cơ, vô cơ) Dịch lên men

Nồng độ chất khô: 16 – 18%

Hàm lượng đường khử: 90 -100 g/L

Khoáng (Nitơ, Mg, P…)

Chỉnh pH: pHop 4,5 - 5

THÔNG SỐ KỸ THUẬT TẠI CTY RƯỢU BÌNH TÂY

Bơm sang thùng lên men, + 50g ure

40

56 ÷ 30 dịch không làm mất màu iod, hạ nhiệt

60

56 ÷ 58 Cho 32g San super, đảo trộn, giữ nhiệt

30

95 ÷ 58

Bơm & hạ nhiệt dịch nấu bằng corbin sang

thùng đường hóa (To

thùng đường hóa 58oC)

30 95

Giữ nhiệt, cho vào 120mL H2SO4

15

83 ÷ 95 Nâng nhiệt

50 83

Giữ nhiệt

40

32 ÷ 83 Nâng nhiệt

10 32

Xuống bột: 1080 L nước + 300kg gạo (xay

≤1mm) + 445g CaCl2+ 283mL Termamyl

phút

To (oC) Trình tự công việc

THÔNG SỐ KỸ THUẬT TẠI CTY RƯỢU BÌNH TÂY

Lọc lạnh rượu thành phẩm ở 5oC

68 - 72 Chưng cất (600mm Hg)

Lọc bằng máy ly tâm

Kết thúc lên men: Bal <0; độ chua <

2,5mg/L; độ rượu > 10%v/v

Kiểm tra mẫu sau 4 ngày lên men: độ

Bal, độ chua

Lên men: tỷ lệ men 8 – 10%

phút

To(oC) Trình tự công việc

Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN

Nguồn phế liệu chứa đường:

Trái điều: phế thải của công nghiệp CB hạt điều

Xơ mít…

Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN (tt)

Nguồn phế liệu chứa tinh bột:

-Hạt mít (phế liệu của công nghiệp CB mít (mít sấy, mít

đóng hộp…)

-Hạt nhãn (phế liệu của công nghiệp CB nhãn (nhãn

sấy, long nhãn….)

Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN (tt)

Trấu, rơm rạ…

Sơ đồ quy trình LM ethanol từ nguyên liệu

chứa CELLULOSE

Sử dụng hiệu quả ethanol từ phế liệu nông nghiệp

ETHANOL - GREENFUEL

Nhiên liệu truyền thống đang cạn kiệt

Nhiên liệu sinh học

Ethanol

sinh học

Diezen

sinh h

ọc

Mật rỉ, bắp, phụ phẩm nông nghiệp,

cellulose…

Mía Brasil

Năm 2010: 3 triệu lít Mía, sắn

Thái Lan

Mía, Cây lúa miến

Philippines

Tăng 12 triệu tấn nhiên liệu sinh học/năm

Cây lúa miến Trung

Quốc

Năm 2012: 5,%

Cây Jatropha, Pongamia

Ấn Độ

Năm 2010: 7%

Củ cải đường Pháp

Năm 2012: 24 tỉ lít Bắp

Mỹ

Năm 2010: 5,7%

Bắp, củ cải đường, mía, sắn EU

Nhiên liệu sinh học/

tổng lượng xăng dầu Nguyên liệu

CHÍNH SÁCH PHÁT TRIỂN GREENFUEL

9 FUEL ICONS Unleaded Petrol Super Unleaded High Octane Diesel

Bio-Ethanol Bio-Diesel CNG LPG Leaded Four Star