Sx rượu chương 2

SEMINARCÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG

GVHD: PGS.TS.ĐỖ THỊ BÍCH THỦY

SVTH: NGUYỄN THÀNH ĐẠTTRƯƠNG VĂN DÀNG

TRẦN QUÝ PHÚC

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC

Chương 2: LÀM NGUỘI VÀ ĐƯỜNG HÓA

NỘI DUNG

2.1. MỤC ĐÍCH

2.2. Sự thay đổi một số tính chất của nguyên liệu trong quá trình đường hóa

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân tinh bột

2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

2.5. Các phương pháp đường hóa

2.1. MỤC ĐÍCH

Chuyển hóa tinh bột thành đường bằng phức hệ enzyme amylase của nấm mốc hoặc của malt.Làm nguội khối nấu: -Từ nhịêt độ 105-110°c xuống nhiệt độ thích hợp để enzyme amylase hoạt động (60 ± 2°C) - Làm nguội dịch đường hóa đến nhiệt độ thích hợp để lên men (33-36°C).

Tinh bột gồm 2 thành phần chính là amylo và amylopectin. Trong những điều kiện thích hợp, dưới tác dụng của phức hệ enzym amylase, amylo và amylopectin bị phân cắt, tạo ra nhiều sản phấm trung gian khác nhau (thường gọi chung là dextrin) và sản phẩm cuối cùng là maltose và glucose.

Thành phần các sản phẩm tạo thành sau khi đường hóa phụ thuộc vào cấu trúc của mạch amylo và amylopectin và phức hệ enzyme amylase sử dụng.

Cấu trúc amylopectin ở trong các loại nguyên liệu khác nhau là khác nhau. Phức hệ enzyme amylase từ các nguồn gốc khác nhau sẽ có tác dụng lên

mạch tinh bột ở các vị trí khác nhau. Phức hệ enzym amylase của malt hầu như không có enzyme glucoamylase nên sản phẩm đường hóa chủ yếu là maltose, lượng đường glucose do enzyme a amylase tạo ra không đáng kể. Trong khi đó, nếu thủy phân tinh bột bằng phức hệ enzyme amylase của nấm mốc thì sản phấm cuối cùng hầu như là đường glucose.

TÁC DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE LÊN MẠCH TINH BỘT

SƠ ĐỒ TÁC DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE LÊN MẠCH TINH BỘT

Độ nhớt của dung dịch giảm Khả năng khử tăng Phản ứng định tính với iod thay đổi từ màu xanh, tím xanh,

đỏ nâu đến không màu phụ thuộc vào dạng dextrin• Amylodextrin (>12 gốc đường glucose): màu xanh tím• Erhytrodextrin (8-12 gốc đường glucose): màu đỏ nâu• Acrodextrin (4-6 gốc đường glucose): Không màu với iod• Maltodextrin (2 gốc đường glucose): Không màu với iod

2.2. Sự thay đổi một số tính chất của nguyên liệu trong quá trình đường hóa

2.3.1. Nồng độ enzyme• Kết quả thủy phân được đánh giá bởi Mức độ đường hóa. Tốc độ đường hóa Sản phẩm thủy phân• Vì vậy: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme = hoạt tính + số

lượng + sự cân đối của phức hệ.

2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT

2.3.2. Nhiệt độ Ở nhiệt độ nhỏ hơn 75 - 85°C, nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng

tăng Phức hệ enzyme có nguồn khác nhau thì khả năng chịu nhiệt khác

nhau, α-amylase có khả năng chịu nhiệt cao hơn β-amylse Ở nhiệt độ đường hóa cao, dextrin tạo ra nhiều hơn đường khử nên

hiệu suất len men giảm Nhiệt độ đường hóa thấp (40 - 50°C), vi khuẩn dễ phát triển Để tránh sự biến tính của enzyme, giới hạn nhiệt độ thủy phân tinh

bột là 50 - 55°C. Tuy nhiên sản phẩm thủy phân và một số hợp chất khác (protein, lipid) có trong môi trường có tác dụng làm giảm sự đình chỉ hoạt động của emzyme bởi nhiệt độ.Vì vậy, thực tế sản xuất xuất thường tiến hành đường hóa ở

60±2°C



2.3.3. Độ pHo pH thích hợp cho các enzyme khác nhau hoặc có nguồn

gốc khác nhau là khác nhau (pH thích hợp của hệ amylase thường là 4,5-5,7)

oẢnh hưởng của pH còn phụ thuộc vào nhiệt độo Trong quá trình đường hóa, thường sử dụng acid vô cơ

(H2SO4, HCL) hoặc acid hữu cơ (lactic) để điều chỉnh pH cho phù hợp.


2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng khác Chất sát trùng: Ở nồng độ xác định đủ để ngăn chặn sự nhiễm

khuẩn (fomol, Na2SiF6 0,02-0.025%), không gây ảnh hưởng xấu đến hoạt tính của enzyme mà còn có tác dụng kích thích đôi chút.

Nồng độ rượu:Thời gian thủy phân

(h)

Mẫu đối chứng

Glucose tạo thành (%)

Nồng độ rượu cho vào (%V)

4 5 6

12243650

4,475,126,356,82

5,156,186,436,82

4,905,926,356,82

4,666,185,977,04


2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng khácThời gian đường hóa• Kéo dài thời gian đường hóa

Nồng độ chất tan tăng nhưng lượng đường lên men không tăng

Làm bất hoạt enzyme Khả năng nhiễm khuẩn tăng

• Tốt nhất là 5 phút

Các chủng nấm mốc được sử dụng trong công nghiệp sản xuất rượu từ nguyên liệu có tỉnh bột:

Rhizopus:• Bào tử lúc non có màu trắng, lúc già màu đen.• Nhiệt độ phát triển thích hợp 32-34°C.• Thường lấy trên củ, hạt ấm, bánh mỳ, cơm, xôi... để trong không

khí vài ngày.• Rhizopus thường được nuôi cấy trên môi trường dịch thể giàu

dinh dưỡng và có thông khí, hệ enzyme tương đối hoàn chỉnh nên thường được dùng trong sản xuất rượu theo phương pháp amylo và nuôi cấy bề sâu.



Mucor:Trong sản xuất thường sử dụng phố biến là loài Mucor rouxii: Ngoài hệ men amylase còn có enzyme rượu hóa, nên trong điều kiện

yếm khí, enzyme của Mucor rouxii có thể biến đường thành rượu. Hiện nay rất hay gặp trong quá trình sản xuất nấm mốc bề mặt trên

môi trường chất rắn có tinh bột, giữ ở nhiệt độ cao (39-40°C). Mucor rouxii phát triển mạnh trên môi trường thạch Czapek Khuẩn ty lúc non có màu trắng, già có màu xám nhạt. Bào tử nang từ màu trắng chuyến dần sang màu hơi vàng, đỏ xám, đen

làm cho khuẩn lạc xám dần.



Asperrgillus: Có thể tìm thấy dễ dàng ở khắp mọi nơi trên mọi cơ chất; gồm

nhiều loài nhưng trong công nghiệp sản xuất rượu thường dùng các loài: Asp. Flavus, Asp. Oryzae, Asp. Batatae, Asp. Awamorii, Asp. Niger, Asp. Usami....

Khuẩn ty của Aspergillus không màu hay vàng nhạt. Màu khuẩn lạc rất khác nhau: đen, nâu, vàng, vàng lục, trắng.... Asp. Oryzae có hoạt tính enzyme amylase, protease rất cao nên

được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất rượu, tương, chao, nước chấm lên men, chượp cá...


Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:


Nước

Giống gốc

Nguyên liệu làm môi trường

Nghiền nhỏ, sấy khô, bảo quản

Chế phẩm enzyme thô

Thiết bị nuôi

Phối trộn làm ẩm(W= 50-60%)

Sát trùng bằng hơi nước(t0 =140-1450 C)

Cấy giống

Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: NGUYÊN LIỆU: Cám mỳ, cám gạo, bột ngô, trấu và các loại phụ phẩm khác. Các nguyên liệu trên đây phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Có bề mặt tiếp xúc lớn, mỏng, tạo được độ xốp nhiều, không có

những chất gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của nấm mốc. Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu không nhỏ hơn 20% và phải

sát trùng nguyên liệu trước khi gieo giống. Bổ sung đầy đủ một số chất dinh dưỡng khác như: acid amin, muối

khoáng và các nguyên tố vi lượng.


Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:

1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Phối trộn và làm ẩm: Cần phải phối trộn các thành phần cho cân đối, đồng thời làm ẩm

môi trường cho đạt được độ ẩm 55-60%. Nếu khô quá, nấm mốc phát triển kém và ít tích lũy enzyme.

Nếu quá ẩm, môi trường dễ bị dính bết gây môi trường bị yếm khí, khi nhiệt độ tăng trong thời gian nấm mốc phát triển mạnh dễ gây hiện tượng lên men rượu và acid, giảm chất lượng nấm mốc.


Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Sát trùng môi trưòng: Mục đích Làm chín nguyên liệu tạo điều kiện cho nấm mốc đồng hóa nguyên liệu

tốt hơn. Sát trùng: tiêu diệt vi sinh vật có hại. Nhiệt độ sát trùng: 140-145°C• Nếu cao hơn sẽ có hiện tượng thăng hoa của những chất dễ bay hơi và

xảy ra các phản ứng oxy hóa không có lợi trong sản xuất. Thời gian sát trùng phụ thuộc vào chiều cao của môi trường• chiều dày 15 mm mất 100 phút, 50 mm mất 300 phút.



1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Làm nguội và làm tơi môi trường để gieo giống: Có thể làm nguội bằng không khí sạch bằng phương pháp trao đổi

nhiệt bề mặt với nước lạnh, hoặc bằng phương pháp cho nước sạch trực tiếp vào môi trường để hạ nhiệt độ và tăng ẩm.

Giai đoạn làm nguội từ nhiệt độ 140-145°c xuống nhiệt độ thích hợp để gieo giống (39-40°C) là rất quan trọng. Phương pháp làm nguội không tốt, thời gian làm nguội kéo dài, tiếp xúc nhiều với môi trường, dụng cụ dễ gây nhiễm khuẩn môi trường.



1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Nuôi cấy mốc giống:

Điều kiện: Nguyên liệu tốt, giàu chất dinh dưỡng hơn, tiệt trùng kỹ càng hơn. Điều kiện nuôi cấy khống chế cẩn thận theo từng giai đoạn phát triển

của nấm mốc. Thời gian nuôi dài hơn nhằm để cho mốc tạo nhiều bào tử. Sau khi nuôi cấy mốc giống phải thuần chủng, không nhiễm tạp.


Ống giống gốc

Bình tam giác nhỏ

Bình tam giác lớn(đạt được 1-2% tỷ lệ so

với nguyên liệu sản xuất)


1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Gieo mốc giống:


Mốc giống

Phòng nuôi

Phân phối vào các mành

Canh trường

Phối trộn

Nguyên liệu đã sát trùng

Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:1.Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt: Nuôi mốc:• Phòng nuôi có thê điều chỉnh được nhiệt độ và độ âm của không khí.• Chế độ nuôi:+ Nhiệt độ: nhiệt độ thích hợp là 32-33°C. + Độ ẩm của môi trường: 55 – 60%+ Thông khí: Nhằm cung cấp O2 vừa giảm được CO2 vừa giảm nhiệt.


• Dễ tổ chức sản xuất do dây chuyền công nghệ đơn giản.• Khi bị nhiễm, chỉ hạn chế ở một phạm vi hẹp.• Sản phẩm sản xuất ra sử dụng được ngay.Ưu điểm

• Khó cơ khí hóa và tự động hóa.• Năng suất thấp.• Tốn mặt bằng sản xuất.• Sử dụng nguyên liệu giàu tinh bột nhưng do quá trình sản

xuất hồ hóa chưa kỹ, do đó quá trình đường hóa không triệt đế nên tồn tại tinh bột sót.

• Khi sử dụng, phải qua các khâu nghiền, khuyếch tán, trích ly. Nếu sử dụng ở dạng khô sẽ gây trở ngại cho sản xuất (tắc đường ống).

Nhược điểm


Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:2.Nuôi nấm mốc theo phương pháp bề sâu:


Môi trường dinh dưỡng

Vô trùng môi trường(1300 C, 15-30 ph )

Nuôi cấy sản xuất(50-520 C, 48-52h)

Nuôi cấy trung gian(10% so với môi trường)

Bình tam giác nhỏ

Chủng nấm mốc gốc

Bình tam giác lớn (1 lít)

2.5.1.Phương pháp làm nguội và đường hóa gián đoạn:


Khối nấu

Làm nguội(60 ±2˚C )

Đường hóa

Làm nguội(33-360 C)

Chế phẩm enzyme

Đi lên men

2.5.1.Phương pháp làm nguội và đường hóa gián đoạn:


-Dễ thực hiện các thông số kỹ thuật.-Chế tạo đơn giản, dễ vận hành.-Khi bị nhiễm men dại thì có thế độc lập xử lý.

Ưu điểm -Tốn nước làm

nguội, tốn điện, hơi.-Năng suất thấp.

Nhược điểm


2.5.2. Phương pháp làm nguội và đường hóa liên tục chân không:

2.5.2. Phương pháp làm nguội và đường hóa liên tục chân không: Phương pháp này có các ưu điếm sau: Triệt tiêu được hiện tượng lão hóa tinh bột. Giảm lượng rượu mêtylic. Tạo điều kiện cho cơ giới hoá, tự động hóa và nâng cao hiệu suất tống

thu hồi.


Food

Sx rượu chương 2