ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH
ĐIỀU TRA HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT RƯỢU
TRUYỀN THỐNG Ở BẾN LỨC – LONG AN VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG SẢN PHẨM
SVTH : TRẦN TRUNG KIÊN
CBHD: PGS. TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
TpHCM, tháng 5 năm 2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌCĐỒ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN NGÀNH
ĐIỀU TRA HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT RƯỢU
TRUYỀN THỐNG Ở BẾN LỨC – LONG AN VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG SẢN PHẨM
SVTH : TRẦN TRUNG KIÊN
MSSV : 60604196
CBHD : PGS. TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
TpHCM, tháng 5 năm 2010
LỜI CẢM ƠN
Với tất cả sự thành kính, tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến:
PGS. TS. Nguyễn Đức Lượng – Bộ môn Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học
Bách Khoa TpHCM – đã gợi ý đề tài, hướng dẫn tận tình, động viên và giúp đỡ
2.4 Các sản phẩm phụ của quá trình lên men...............................................................12
2.4.1 Sự tạo thành acid..................................................................................................................13
2.4.2 Sự tạo thành rượu cao phân tử.............................................................................................13
2.4.3 Sự tạo thành ester.................................................................................................................13
2.4.4 Sự tạo thành aldehyde..........................................................................................................14
2.5 Vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình lên men rượu..............................................14
2.6 Nguyên liệu trong sản xuất rượu truyền thống.......................................................14
2.6.1 Gạo, gạo nếp........................................................................................................................15
iii
2.6.2 Bánh men thuốc bắc.............................................................................................................23
2.7 Một số quy trình sản xuất rượu truyền thống ở Việt Nam.....................................29
2.7.1 Rượu làng Vân.....................................................................................................................31
2.7.2 Rượu cần..............................................................................................................................33
2.7.3 Rượu Bầu Đá.......................................................................................................................35
2.7.4 Rượu Gò Đen.......................................................................................................................37
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN............................................39
3.1 Nghiên cứu về vi sinh vật trong bánh men.............................................................39
3.2 Nghiên cứu về nấm mốc, nấm men trong quá trình lên men rượu nếp than..........39
3.2.1 Giới thiệu.............................................................................................................................39
3.2.2 Kết quả và thảo luận............................................................................................................42
.....................................................................................................................................44
3.3 Nghiên cứu tình hình tiêu thụ rượu ở một số nước trên thế giới và Việt Nam......46
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐIỀU TRA VÀ BÀN LUẬN...........................................50
4.1 Sơ lược về huyện Bến Lức – tỉnh Long An...........................................................50
4.2 Điều tra hiện trạng sản xuất rượu truyền thống ở Bến Lức – Long An.................51
4.2.1 Chủng loại............................................................................................................................52
4.2.2 Số lượng...............................................................................................................................52
4.2.3 Tình hình sản xuất................................................................................................................53
4.2.4 Tình hình tiêu thụ.................................................................................................................62
4.3 Đề xuất phương pháp nâng cao và ổn định chất lượng sản phẩm..........................64
Hình 2.7 Hình ảnh rượu cần của người Tây Nguyên [24].......................................33
Hình 2.8 Uống rượu cần [24].....................................................................................34
Hình 2.9 Sơ đồ khối quy trình sản xuất rượu cần [1, 9]..........................................34
Hình 2.10 Sản phẩm rượu Bầu Đá [19]....................................................................36
Hình 2.11: Sơ đồ khối quy trình sản xuất rượu Bầu Đá [17]..................................36
Hình 2.12 Sản phẩm rượu Gò Đen [20]....................................................................38
Hình 3.1 Đồ thị sự chuyển hóa glucose, ethanol và khí sinh ra bởi S. cerevisiae No
2.1 ở 30oC [15]............................................................................................................43
Hình 3.2 Đồ thị tỉ lệ sinh khí của 5 giống nấm men S.cerevisiae (No 2.1, 15.7, 20.4,
29.2) trong lên men fed-batch [15]............................................................................44
Hình 3.3 Đồ thị hiệu suất tạo ethanol của 5 giống nấm men S.cerevisiae (No 2.1,
15.7, 20.4, 29.2) trong lên men fed-batch [15]..........................................................45
Hình 3.4 Đồ thị phát triển và suy vong của 5 giống nấm men S.cerevisiae (No 2.1,
15.7, 20.4, 29.2) theo nồng độ rượu khác nhau [15].................................................45
Hình 4.1 Sơ đồ khối quy trình sản xuất rượu đế Gò Đen tại Bến Lức – Long An 53
Hình 4.2 Cơm gạo nếp sau khi nấu chín [25]...........................................................54
Hình 4.3 Bánh men được trộn với cơm gạo nếp để nguội [25]...............................55
Hình 4.4 Cơm gạo sau khi đã bổ sung thêm nước [25]............................................56
vi
Hình 4.5 Ảnh chụp hệ thống chưng cất rượu tại Gò Đen.......................................56
Hình 4.6 Gạo nếp than [22].......................................................................................57
Hình 4.7 Sơ đồ khối quy trình sản xuất rượu nếp than..........................................57
Hình 4.8 Gạo nếp than sau khi nấu chín [22]...........................................................59
Hình 4.9 Bánh men được trộn đều với cơm gạo nếp than [22]...............................60
Hình 4.10 Bổ sung rượu cao độ để hãm cồn [22].....................................................61
Hình 4.11 Sản phẩm rượu nếp than tại Gò Đen......................................................61
Hình 4.12 Logo hội sản xuất rượu đế Gò Đen [19]..................................................62
Hình 4.13 Ảnh chụp hội sản xuất rượu đế Gò Đen..................................................63
Hình 4.14 Ảnh chụp một số lò rượu tại khu vực Gò Đen........................................63
vii
Việc nấu rượu truyền thống nếu thực hiện đúng thì rượu làm ra phải nói là uống rất
ngon, vị đậm và êm dịu, say mà không cảm thấy sốc hoặc đau đầu. Tuy nhiên, rượu
truyền thống chưa được hưởng lợi nhiều từ các nghiên cứu khoa học, thực trạng sản
xuất rượu truyền thống ở một số địa phương của nước ta hiện vẫn đang còn là một điều
bất cập, chất lượng sản phẩm chưa ổn định, chưa đạt tiêu chuẩn để xuất khẩu, thương
hiệu chưa được nhiều người biết đến,... Mặt khác, xu hướng trên thế giới là tiến hành
công nghiệp hóa các sản phẩm truyền thống và quảng cáo hình ảnh thương hiệu của
1
Chương 1: Mở đầu
mình đến khắp nơi, sản phẩm rượu Vodka của người Nga là một ví dụ điển hình. Để
thực hiện được điều này cần làm tốt về nhiều mặt – cả kinh tế lẫn kỹ thuật, trong đó việc
nâng cao và cải thiện chất lượng sản phẩm là điều không thể thiếu xót. Vì vậy, với sự
gợi ý đề tài của PGS. TS Nguyễn Đức Lượng, tôi đã thực hiện đồ án “Điều tra hiện
trạng sản xuất rượu truyền thống ở Bến Lức – Long An và đề xuất giải pháp nâng cao
chất lượng sản phẩm” nhằm góp phần giải quyết một số vướng mắc nêu trên đối với sản
phẩm rượu truyền thống này.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Đồ án này được thực hiện nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể sau:
- Xác định thực trạng sản xuất rượu truyền thống ở Bến Lức – Long An hiện nay.
- Đưa ra một số giải pháp để nâng cao và ổn định chất lượng rượu.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Việc nghiên cứu được thực hiện ở mức độ tổng quan về lý thuyết và qua quá trình
khảo sát thực tế, với ba nội dung chính như sau:
- Tổng quan tài liệu về các vấn đề liên quan đến sản xuất rượu truyền thống.
- Điều tra, khảo sát, tìm kiếm thông tin liên quan đến hiện trạng sản xuất rượu truyền
thống ở Bến Lức – Long An.
- Đưa ra một số giải pháp khả thi để nâng cao và ổn định chất lượng rượu.
2
Chương 2: Tổng quan tài liệu
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
tinh bột được mang tên các phương pháp đường hóa [1, 2].
2.1.1 Phương pháp sử dụng bánh men thuốc bắc
Men thuốc bắc có từ lâu đời ở nước ta cũng như ở Trung Quốc. Ở miền núi
nhân dân còn dùng men lá để nấu rượu. Đặc điểm của phương pháp này là trong
3
Chương 2: Tổng quan tài liệu
men thuốc bắc có các loại nấm mốc và nấm men, nấm mốc phân giải tinh bột thành
đường và nấm men chuyển đường thành rượu. Hai quá trình xảy ra liên tục và
người ta tưởng rằng chúng xảy ra đồng thời. Thuốc bắc gồm 20 vị, trong đó có 6 vị
chính, được nghiền nhỏ rồi trộn lẫn với bột và cho nhiễm nấm mốc, nấm men từ
không khí rơi vào, sau đó tạo hình thành từng bánh giữ ở chỗ khô ráo hoặc gói kín
để gác bếp dùng dần. Phương pháp nấu rượu thủ công hoặc rượu nếp vẫn dùng men
thuốc bắc đã tán nhỏ. Để một vài giờ nấm mốc phát triển và sinh ra hệ enzyme thủy
phân tinh bột, sau đó ủ và cho lên men. Rượu nấu bằng men thuốc bắc từ gạo nếp
cho chất lượng cao, hương vị đậm đà [1].
2.1.2 Phương pháp đường hóa bằng acid
Theo phương pháp này, giai đoạn nấu và giai đoạn đường hóa xảy ra đồng thời.
Các acid dùng trong mục đích này là acid chlohydric với tỷ lệ 8 – 10% hoặc acid
sunfuric với tỷ lệ 2 – 5%. Kết quả thu được là một dạng dịch đường glucose [1].
2.1.3 Phương pháp maltasa
Tác nhân đường hóa trong phương pháp này là thóc malt (thóc đại mạch nảy
mầm) hoặc các loại thóc nảy mầm. Trong các hạt nảy mầm có hệ enzyme amylase
(α – amylase và β – amylase) thủy phân tinh bột thành các dextrin và maltose. Sản
phẩm chủ yếu là dịch đường maltose. Phương pháp này trước đây được dùng chủ
yếu ở các nước giàu đại mạch như Châu Âu và Mỹ, nhưng ngày nay được thay thế
dần bằng phương pháp myco – malt [1].
2.1.4 Phương pháp amylose
Khoảng năm 1895, một số các nhà bác học người Pháp là Calmette, Colette,
Boidin đã nghiên cứu dùng nấm men để lên men rượu tại Lille và Viện Pasteur Sài
Gòn áp dụng cho Việt Nam. Kết quả đã tìm ra được một số loài mốc là Amylomyces
sinh vật có đặc điểm là quá trình sinh sản, sinh trưởng của vi sinh vật, xảy ra nhanh ở
giai đoạn đầu của quá trình lên men, các loài vi sinh vật phát triển đồng thời nhưng với
các mức độ khác nhau.
Các quá trình sinh hóa gồm:
- Chuyển đường và một số thành phần khác thành acid hữu cơ.
- Quá trình tạo acid acetic: CH
3
CH
2
OH + O
2
CH
3
COOH + H
2
O
- Quá trình tạo acid lactic:
Lên men đồng hình:
C
6
H
12
O
6
2CH
3
-CH-COOH + 94Kcal.
Lên men dị hình:
2C
6
-CO-CH
3
+ CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-OH + CH
3
-CH
2
-OH + CH
3
-CH
2
-
CH
2
-COOH + 28CO
2
+ 18H
2
+ H
2
O
5
Chương 2: Tổng quan tài liệu
làm chất xúc tác). Sau đó, acetaldehyde bị khử thành cồn ethylic do enzyme alcol
dehydrogenase xúc tác (enzyme này có phân tử lượng là 151KDa, có chứa 4 trung tâm
hoạt động độc lập nhau và 4 nguyên tử Zn, coenzyme của enzyme này là NAD). Sơ đồ
chuỗi phản ứng như sau:
Glucose
Hexokinaza
6
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Glucose – 6 – phosphat
Photphoglucoza isomeraza
Fructose – 6 – phosphat
Phosphofructokinaza
Fructose – 1,6 – diphosphat
Aldolaza
Triophosphat izomeraza
Glyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydro aceton phosphat
Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza
Acid – 1,3 – diphosphoglyceric
Phosphoglyceratkinaza
Acid – 3 – phosphoglyceric
Phosphoglycerat-mutaza
Acid – 2 – phosphoglyceric
Enoiaza
Acid phosphoenolpyruvic
Pyruvat kinaza
Acid – enol – pyruvic
Acid pyruvic
Pyruvate – decarboxylaza
Acetaldehyde
Alcohol dehydrogenase
CHO + CO
2
Và CH3CHO + NADH
2
CH3CH2OH + NAD
Tuy vậy có thể chia làm hai thời kỳ:
Thời kỳ cảm ứng
Ở thời kỳ này, lượng acetaldehyde tạo thành còn ít nên hydro từ NADH
2
được
chuyển đến glyceraldehyd-3-phosphate để tạo thành glycerin-3-phosphate. Sau đó
glycerin-3-phosphate bị mất gốc phosphate và tạo thành glycerin.
Thời kỳ tĩnh
Khi acetaldehyde đã đạt được một lượng nào đó, chất tiếp nhận hydro lúc này là
acetaldehyde và acetaldehyde bị khử thành rượu etylic. Vậy trong sự lên men rượu bình
thường, glycerin chỉ là sản phẩm phụ mà thôi. Phương trình phản ứng tổng quát của sự
lên men rượu bình thường như sau:
8
(Acetaldehyde) (Ethanol)
pyruvat decarboxylase
dehydrogenase
Chương 2: Tổng quan tài liệu
C
6
H
12
O
6
+ 2H
3
xúc tác và kết quả
là sản phẩm tạo thành là glycerin theo phản ứng:
Vậy sản phẩm thu được trong môi trường kiềm là glycerin, acid acetic, cồn etylic,
với glycerin là thành phần chính. Phản ứng tổng cộng của sự lên men rượu trong môi
trường kiềm như sau:
2C
6
H
12
O
6
+ H
2
O 2CO
2
+ CH
3
COOH + C
2
H
5
OH + C
3
H
8
O
3
Sự lên men trong môi trường có Bisulfit
Khi đưa bisulfate natri (hoặc hydrazine thế) sẽ kết hợp với acetaldehyde tạo thành
hợp chất khó tan. Nói cách khác khi đó enzyme alcoldehydrogenase thiếu mất chất tiếp
thiết cho sự phát triển của chúng bằng con đường hô hấp hiếu khí nghĩa là bằng cách
oxy hóa sinh học glucose tạo thành CO
2
và H
2
O. Hiện tượng kìm hãm sự lên men rượu
dưới ảnh hưởng của oxy gọi là hiệu ứng Pasteur [3].
2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự lên men rượu
2.3.1 Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng
Nấm men sinh trưởng và phát triển tốt thì môi trường dinh dưỡng phải đầy đủ
nguồn cacbon, nitơ và các chất khoáng khác.
Nguồn cacbon
Nguồn dinh dưỡng cung cấp cho nấm men thường là các loại đường như mono,
di hoặc trisaccharide. Các loại đường đơn phân tử như glucose, fructose,… được lên
men trực tiếp, các loại đường disaccharide và trisaccharide chỉ được lên men khi đã
bị thủy phân bởi enzyme của nấm men, trong đó saccharose dễ bị thủy phân nhất
[4].
Môi trường thuận lợi cho lên men chứa khoảng 10 – 18% đường. Tuy nhiên, một
số loài nấm men có khả năng lên men rượu trong môi trường chứa từ 25 – 30%
đường [5].
Nguồn nitơ
Nấm men có thể sử dụng nitơ vô cơ dưới dạng muối amone như NH
4
Cl,
(NH
4
)
2
SO
4
C sẽ hạn chế được phát triển
của tạp khuẩn. Sau 8 – 10 giờ nhiệt độ len men sẽ tăng đến 28 – 30
o
C, tiếp đó cần
làm lạnh để ổn định nhiệt độ trong giới hạn tối ưu. Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của
nấm men sẽ giảm nhanh nhưng chủ yếu bị nhiễm vi khuẩn lactic và nấm men hoang
dại. Ở nhiệt độ 30
o
C, nấm men hoang dại phát triển nhanh hơn Saccharomyces từ 2
đến 3 lần, còn ở nhiệt độ 35 – 38
o
C chúng phát triển nhanh gấp 6 đến 8 lần. Mặt
khác, khi lên men ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhiều ester, aldehyde và tổn thất rượu theo
CO
2
sẽ tăng [13].
Ảnh hưởng của pH
Nồng độ ion H
+
trong môi trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men.
Chúng có thể thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ
thẩm thấu các chất dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men. Mỗi vi
sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong trạng pH nhất định.
Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo alcol ethylic là 4,5 – 5,0. Đối với
dịch đường từ nguyên liệu tinh bột thường khống chế ở pH = 4,8 – 5,2, nhằm kết
hợp giữ cho amylase tiếp tục chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên men
được. Nếu tăng pH thì dễ bị nhiễm khuẩn, glycerin sẽ tạo nhiều hơn và do đó làm
giảm hiệu suất lên men. Chính vì vậy khi gây men giống trong điều kiện sản xuất,
người ta điều chỉnh pH tới 3,8 – 4,0 để hạn chế phát triển của vi khuẩn lactic và
nấm men hoang dại.
men sử dụng và các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm lên men mà ta chọn nồng độ chất
hòa tan ban đầu cho phù hợp [13].
Ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan
Lên men rượu là quá trình yếm khí, nhưng nấm men vẫn cần một lượng oxy vừa
đủ để tăng sinh khối. Do đó, oxy chỉ cần ở giai đoạn đầu của quá trình lên men.
Nếu lượng oxy quá ít thì quá trình lên men bị hạn chế, tốc độ lên men bị chậm
lại, hương vị của sản phẩm không đạt. Ngược lại, hàm lượng oxy quá nhiều thì tế
bào sẽ tăng sinh và nảy chồi nhiều hơn, hàm lượng các sản phẩm phụ cũng gia tăng
nhiều hơn [13].
2.4 Các sản phẩm phụ của quá trình lên men
Ngoài hai sản phẩm chính là ethanol và CO
2
thì quá trình lên men còn sinh ra nhiều
sản phẩm khác. Có thể chia thành 4 nhóm chính như sau: acid, ester, aldehyde và rượu
[6].
12
Copyright: Tài liệu đại học ©