Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Các thành viên trong nhóm:
1. Nguyễn Thị Quang
2. Phan Thị Thỏa
3. Trần Phương Thảo
4. Võ Thu Hà
5. Nguyễn Thị Vân(89)
6. Nguyễn Thị Tâm
7. Nguyễn Ngọc Trung
8. Nguyễn Văn Sính
9. Trần Anh Đào
10.Phạm Xuân Tùng
11.Phạm Đình Bắc
Công nghệ sản xuất cồn
1
Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Mục lục
Lời mở đầu.
Phần 1: Tổng quan 3
Phần 2: Nguyên liệu trong sản xuất cồn 6
1. Nguyên liệu chứa đường, polysaccarit 6
1.1. Nguyên liệu tinh bột 6
1.2. Nguyên liệu đường-mật rỉ 8
2. Vi sinh vật trong sản xuất cồn 9
2.1. Nấm mốc 9
2.2. Nấm men 12
2.3. Nấm men dùng trong sản xuất cồn 14
2.4. Cơ chế hóa sinh học của lên men rượu 15
Công nghệ sản xuất cồn
2
Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm

các chất dễ bay hơi khỏi giấm chín , sau đó đem tinh luyện để nhận được cồn
sản phẩm,thoã mãn tiêu chuẩn và yêu cầu tiêu dùng . Sản phẩm thu nhận sau
xử lý bao gồm cồn thực phẩm ,cồn đầu, dầu fusel hoặc alcol cao phân tử.
Cơng nghệ sản xuất cồn
4
Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Tuy nhiên để thu được cồn tinh chế có tiêu chuẩn đáp ứng được yêu cầu không
phải là việc dễ làm. Đặc biệt là việc tách bỏ các loại tạp chất ( nhất là các chất độc)
ra khỏi cồn. Để thu được cồn đạt tiêu chuẩn thi phải trải qua công đoạn chưng cất
tinh chế bắt đầu từ sau lên men thu được giấm chín.
Phần 1: Tổng Quan
1. SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG CỒN RƯỢU
TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.
Hầu hết các nước trên thế giới đều dùng cồn để pha chế rượu và cho các nhu
cầu khác như: y tế, nhiên liệu và nguyên liệu cho các ngành công nhiệp khác.
Tùy theo tình hình phát triển của mỗi nước, tỷ lệ cồn dùng trong các ngành rất
đa dạng và khác nhau. Ở các nước có nền công nghiệp rượu vang phát triển như
Italia, Pháp, Tây Ban Nha Cồn được dùng để tăng thêm nồng độ rượu. Một
lượng khá lớn cồn được dùng để pha chế các loại rượu mạnh, cao độ như Whisky,
martin, Brandy, Napoleon, Rhum
Công nghệ sản xuất cồn
5
Công nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Rượu và các đồ uống có rượu chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thực
phẩm. Chúng rất đa dạng tùy theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng mà
các nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu mang tên khác nhau. Tuy nhiên có thể chia
thành 3 loại chính: rượu mạnh có nồng độ trên 30% thể tích, rượu thông thường có
nồng độ từ 15 đến 30% thể tích, và rượu nhẹ có nồng độ dưới 15% thể tích.
Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công đã có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu nào
cho biết chính xác có từ khi nào. Ở miền núi, đồng bào các dân tọc dùng gạo, ngô,

lượng nghiên cứu sử dụng cồn vào mục đích thay thế chất đốt. Điều này sẽ vô cùng
có lợi vì cồn cháy sẽ ít ảnh hưởng đến môi trườn như dầu hỏa, lại hạn chế được
tình trạng phá rừng lấy củi đốt.
Chúng ta cần đổi mới quan niệm “ cồn chỉ để pha rượu uống”. Trong tương lai
khôn xa nữa, chắc chắn rằng cồn ở nước ta cũng trở thành nguyên liệu cho nhiều
ngành sản xuất khác như nhiều nước đã và đang làm.
Tùy theo nồng độ rượu và mức độ làm sạch tạp chất mà người ta chia cồn thành
2 loại với các chỉ tiêu chất lượng khác nhau. TCVN-71 về phân loại cồn như sau:
Chỉ tiêu chất lượng Cồn loại I Cồn loại II
Nồng độ rượu Etylic, %V ≥96 95
Hàm lượng aldehyt tính theo aldehytaxetic, mg/l 8 20
Hàm lượng este tính theo axetat etyl, mg/l ≤30 50
Hàm lượng dầu fusel tính theo alcol izoamylic và
izobutylic, hỗn hợp 3:1, mg/l
30 60
Hàm lượng alcol metylic, %V 0.006 0.1
Hàm lượng axit tính theo axit axetic, mg/l 9 18
Hàm lượng furfurol không được
có
không được
có
Thời gian oxy hoá, phút 25 20
Màu sắc Trong suốt và
không màu
Trong suốt
và không
Công nghệ sản xuất cồn
7
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
màu

hại cho người, từ 50 đến 100 người sẽ bò ngộ độc và HCN lớn hơn 100 mg/kg
người ăn sẽ bò tử vong (tùy ăn nhiều ít). Để tránh bò ngộ độc sắn trước khi luộc
cần ngâm và bóc bỏ vỏ cùi.
Sắn tươi đã thái lát và phơi khô sẽ giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây
độc kể trên. Trong sản xuất rượu, khi nấu lâu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước
nên với hàm lượng ít chưa ảnh hưởng đến nấm men. Hơn nữa, các muối xyanat
khi chưng cất không bay hơi nên bò loại cùng bã rượu.Linamarin – C
10
H
17
O
6
N có
phân tử lượng m = 247.2 kết tinh trong etyl axetat, nhiệt độ nóng chảy 143 –
Cơng nghệ sản xuất cồn
9
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
144
o
C. Lotaustralin – C
11
H
19
O
6
N có phân tử lượng M = 261.2 nóng chảy ở 123.5
– 124.5
o
C .
Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô hoặc sắn dui. Ngoài

nhánh. Ngoài amyloza và amylopectin trong tinh bột còn chứa một lượng nhỏ
các chất khác như muối khoáng, chất béo, protit v.v… Hàm lượng chung của
chúng khoảng 0.2 – 0.7%.
Tinh bột không hoà tan trong nước lạnh, trong rượu và ete – amyloza dễ
tan trong nước nóng và tạo nên độ nhớt của dung dòch. Amylopectin khi hoà tan
trong nước nóng tạo dung dòch rất nhớt. Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước
trương nở và tạo dạng gel. Mức độ trương của tinh bột phụ thuộc nhiệt độ. Khi
tăng dần nhiệt độ, dòch tinh bột sẽ biến thành dạng keo và gọi là hồ tinh bột.
Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ nhớt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hoá của tinh
bột. Trong thực tế luôn tồn tại một giới hạn nhiệt độ hồ hoá, vì tinh bột của
nguyên liệu bất kì đều gồm nhiều hạt có kích thước khác nhau. Dưới tác dụng
của axit hoặc amylaza, tinh bột sẽ bò thủy phân. Khi đun với axit, tinh bột sẽ
biến thành glucoza, còn dưới tác dụng của amyla thóc mầm thì dòch thủy phân
gồm 70 -80% là maltoza và 30 – 20% là dextrin - nhưng với amylaza của một
số nấm mốc hoặc nấm men Endomycopsip thì dòch thủy phân chứa tới 80 – 90%
là glucoza. Glucogen (tinh bột động vật và vi sinh vật) là chất dự trữ đối với
mọi cơ thể động vật cũng như một số nấm men và vi khuẩn. Glucogen có cấu
tạo nhánh vá công thức chung là (C
6
H
10
O
5
)
n
– các vòng glucoza được nối với
nhau bởi β - d – glucoza. Xenluloza (chất xơ ) là thành phần chủ yếu cảu màng
tế bào thực vật . Trong gỗ chứa tới 40 – 50% chất khô. Là polysaccarit mạch
thẳng, các vòng β- d – glucoza nối với nhau ở vò trí 1- 4 và gồm khảng 1000
gốc. Dưới tác dụng của axit vô cơ loãng ở nhiệt độ và áp suất cao, xen luloza sẽ

CaO 3.5 B
3
0.13
MgO 0.4 B
6
0.54
SO
3
2.8 PP 5.10
Cl
-
5.0
Các Oxit khác 0.8
Mật rỉ nhận được từ sản xuất luôn chứa một lượng vi sinh vật. Trong đó
nguy hiểm nhất là vi khuẩn lac tic và axetic. Mức độ nhiễm khuẩn được xác
Cơng nghệ sản xuất cồn
12
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
đònh bằng sự tăng độ chua khi để mật rỉ “tự lên men” . Mức tăng độ chua (khi
tự lêm men sau 24 giờ) trong phạm vi 0.2 đến 0.3
o
C được xem là bình thường.
Thực tế trong một gam mật rỉ chứa tới100000 vi sinh vật không nha bào
và 15000 có khả năng tạo bào tử. Ở mật rỉ bò nhiễm nặng con số vi sinh vật có
thể đạt 500000 và 50000. tuy nhiên, đối với rỉ đường có nồng độ trên 70%, hầu
hết vi sinh vật trong mật rỉ đều chòu nằm yên, nhưng khi pha loãng chúng sẽ bắt
đầu hoạt động và làm giảm hàm lượng đường , dẫn đến tăng tổn thất. Trong
quá trình sản xuất cần có biện pháp xử lý phù hợp nhằm diệt bớt và hạn chế
hoạt động của tạp khuẩn.
2. Giống vi sinh vật trong sản xuất cồn:

chất khoáng, các nguyên tố vi lượng, vitamin v.v…trong sản xuất chế phẩm
amylaza theo phương pháp nuôi cấy bề mặt trên canh trường rắn người ta hay
dùng nhất là cám lúa mì. Đây làmôi trường tự nhiên tốt nhất để sinh tổng hợp
amylaza và nhiều enzym khác.
Ở nước ta không có cám lúa mì nên trong sản xuất người ta hay dùng nhất
là bột ngô vàng, cám gạo và trấu đem trộn lẫn với những tỷ lệ khác nhau. Cám
gạo cho phép nhận chế phẩm amylaza có hoạt độ không thua kém so với bột
ngô mà giá thành lại rẻ hơn, nhưng cám gạo trên thò trường không ổn đònh về
Cơng nghệ sản xuất cồn
14
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
chất lượng nên phải căn cứ vào hàm lượng tinh bột mà đònh ra tỷ lệ cho phù hợp
Điều kiện tối ưu khi nuôi cấy là: nhiệt độ 32
o
C, độ ẩm 57% và nuôi trong 42
giờ. Ngoài tinh bột môi trường cần chứa maltoza và dextrin. Sự có mặt của
glucoza, fuctoza và saccaroza có tác dụng giúp cho phát triển của nấm mốc
nhưng lại hạn chế sự tích tụ amylaza. Ngược lại khi thêm lactoza và MgO vào
môi trường lỏng thì nấm mốc phát triển kém nhưng lại tạo nhiều amylaza.
Ngoài gluxit để tổng hợp enzym, vi sinh vật đều cần đến chất chứa nitơ. Nguồn
nitơ có thể có sẵn trong cám , bột ngô, khi cần thiết có thể bổ sung thêm từ khô
lạc khô đậu tương hoặc từ các muối amoni hoặc ure. Theo kết quả nghiêm cứu
của Phenicxôva, nấm mốc Asp.awamori có thể phát triển tốt trong môi trường
có chứa 0.05% đạm vô cơ nhưng để tạo α- amylaza thì cần tăng nồng độ tới
0.15%; để tạo glucoamylaza cần tăng đến 0.4%. Nhiều nguồn đạm hữu cơ cũng
có tác dụng tốt đến sinh trưởng của nấm mốc nhưng về phương diện tích tụ
enzym.
c. Điều kiện nuôi cấy :
 Nhiệt độ:
Hầu hết các nhà nghiêm cứu cho biết,nấm men và nấm mốc có nhiệt độ tối

trưởng và phát triển nấm mốc cần đến năng lượng, nguồn năng lượng này được
cung cấp từ các quá trình oxy hoágluxit hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Đây
cũng là những biến đổi chủ yếu khi nuôi cấy nấm mốc để thu nhân enzym. Khi
nuôi cấy theo phương pháp bề mặt , nấm mốc dễ dàng tiếp xúc với oxy không
Cơng nghệ sản xuất cồn
16
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
khí qua sợi nấm và mixen. Vì thế canh trường phải xốp, giúp cho nấm mốc tạo
nhiều sợi và tích tụ enzym.
d. Ảnh hưởng của các yếu tố tới thuỷ phân tinh bột :
 Ảnh hưởng của nhiệt độ :
Tốc độ phản ứng enzyme cũng như các phản ứng hoá học khác đều tăng
giảm theo nhiệt độ. Nhưng với phản ứng enzyme, sự gia tăng nhiệt độ chỉ trong
giới hạn nhất đònh, thường trong khoảng 55-60
o
C. Nhiệt độ mà ở đó tốc độ phản
ứng đạt cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu hay tối thích. Nhiệt độ tối ưu phụ
thuộc vào :
- Phụ thuộc nguồn gốc amylase.
Ví dụ như: amylase của vi khuẩn chòu nhiệt có nhiệt độ tối ưu đạt 95-
100
o
C. amylase của thóc mầm nhiệt độ tối ưu chỉ là 73-76
o
C, còn – amylase
của Asp. Oryzae có lại có nhiệt độ tối ưu là 50-55
o
C.
- Phụ thuộc vào nồng độ cơ chất trong dung dòch.
Hoạt độ enzyme sẽ được bảo vệ khi tăng nồng độ cơ chất trong dung dòch

kính 30-100 nm, qua đó sự liên hệ giữa nucleoplasma và cytoplasma được thực
hiện, người ta cho rằng sự liên hệ này có tính chọn lọc rất cao.
Cơng nghệ sản xuất cồn
18
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
+ Không bào: là một túi chứa đầy dòch tế bào. Tuỳ theo giai đoạn sinh trưởng,
trong đó có thể có một hoặc hai túi bé hơn. Ở các tế bào trẻ không bào ít xuất
hiện, ở các tế bào già không bào tở nên lớn, có khi chiếm gần hết tế bào.
Không bào là nơi xãy ra các quá trình enzyme sôi động nhất để tạo các sản
phẩm trung gian.
b. Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men:
Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men phụ thuộc chủng giống,
môi trường, trạng thái sinh lý cũnh như điều kiện nuôi cáy. Men ép chứa trung
bình 75% nước và 25% chất khô. Các chất khô của nấm men bao gồm:
Protit trung bình 40%
Gluxit trung bình 30%
Chất béo trung bình 4%
Chất khoáng trung bình 9%
Gluxit của nấm men chủ yếu là glucogen ( C
6
H
10
O
5
)
n
,đây là chất dự trữ
của tế bào. Theo thành phần cấu tạo thì glucogen giống như amylopectin nhưng
khác là khối lượng phân tử lớn hơn. Hàm lượng của nó trong tế bào nấm men có
thể tư- 40% và tùy thuộc vào môi trường dinh dưỡng. Trong môi trường của α-

Cơng nghệ sản xuất cồn
20
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Đặc điểm nổi bật của nấm men chìm là một số chủng có chứa enzym α-
galactozidaza nên lên men hoàn toàn đường rafinoza, còn đối với nấm men nổi
thì chỉ một số ít chủng có khả năng chuyển hóa đườngrafinoza thành rượu và
cacbonic (khoảng 1/3).
Đa số nấm men bia, rượu vang đều thuộc nấm men chìm. Còn men rượu,
men bánh mì thuộc nấm men nổi.
Những đòi hỏi đặc thù:
- Nấm men dùng trong sản xuất cồn phải có khả năng lên men các đường nhanh
và càng triệt để càng tốt; đồng thời tạo ít các sản phẩm trung gian. Nấm men
dùng trong sản xuất bia và rượu vangphải cho sản phẩm mùi đặc trưng thơm
ngon; đồng thời phải lắng tốtvà gíup cho dòch lên men nhanh chóng.
- Yêu cầu chung của nấm men dùng trong sản xuất cồn etylic là phải có năng
lực lên men mạnh, biến đường thành rượu nhanh và hoàn toàn. Đồng thời phải
ổn đònh và chòu được những biến đổi của canh trường.
- Ở nước ta các nhà máy rượu ở phía Bắc hay dùng chủng MBT để lên men dòch
đường từ tinh bột và chủng Ri để lên men từ rỉ đường. Các cơ sở sản xuất cồn ở
phía nam hay dùng nấm men khô bánh mì để lên men dòch rỉ đường.
2.4 Cơ chế hóa sinh học của lên men rượu:
Lên men rượu là một quá trình sinh học rất phức tạp, xảy ra dưới tác dụng
của nhiều enzyme. Quá trình tạo thành rượu từ glucose trải qua các giai đoạn
sau đây:
Cơng nghệ sản xuất cồn
21
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
 Đầu tiên do xúc tác của glucokinase làm cho glucose kết hợp với gốc
phosphat của phân tử ATP trong tế bào nấm men để tạo thành gluco-6 phosphat
và ADP:

CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
4
CHO CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
OH
CH
2
O(H
2
PO
3
)(CHOH)
3
COCH
2
OH + ATP 13CH

CH
2
O(H
2
PO
3
)COCH
2
OH + CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
Vai trò chủ yếu trong các biến đổi tiếp theo của quá trình lên men rượu là
aldehyt, phospho glyceric nhưng trong dòch đang lên men chúng chứa rất ít, điều
này được giải thích bằng hiện tượng đồng phân dưới tác dụng của enzyme
triphophat – isomerase:
Như vậy trong quá trình lên men aldehyttriphosphoglyceric luôn được tạo thành
từ phoaphoxyaceton.
 Hai phân tử aldehyt phosphoglyceric bò oxy hoá. Phản ứng này có sự
tham gia của acide phosphoric trong canh trường nhờ xúc tác của enzyme
triphosphatdehydronase-coenzyme của nó là NAD.
 Với sự tham gia của phosphoglyceratkinase, gốc phosphat chứa cao năng
của acide 1,3 diphosphoglyceric sẽ chuyển vào phân tử ADP. Kết quả 3-
phosphoglyceric được tạo thành, còn ADP nhận thêm năng lượng và biến thành
ATP :
Cơng nghệ sản xuất cồn

2
PO
3
)CHOHCOO + 2NADH
2
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOO + 2ADP
2CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCOOH + 2ATP
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
 Dưới tác dụng của enzyme phosphoglyceromutase, gốc acide phosphoric
sẽ chuyển từ vò trí carbon thứ ba sang carbon thứ hai. Kết quả là 3-
phosphoglyceric biến thành acide 2-phosphoglyceric:
 Dưới tác dụng của anolase, acide 2 –phosphoglyceric sẽ mất nước và
biến thành acide phosphopyrovic:
 Acide phosphoric rất không bền nên dễ mất gốc acide phosphoric do
enzyme pyruvatkinase và do đó acide pyruvic được tạo thành:
 Acide Pyruvic bò decarboxyl hoá để tạo thành aldehyt acetic:
 Aldehyt Acetic bò khử bởi NADH2 :
* Trong quá trình lên men ngoài sản phẩm chính còn có các sản phẩm phụ

)COOH + 2H
2
O
2CH
2
= CO ~ (H
2
PO
3
)COOH + 2ADP 2CH
3
CO – COOH + 2ATP
2CH
3
CO – COOH 2CO
2
+ 2CH
3
CHO
2CH
3
CHO + 2NADH
2
2CH
3
CH
2
OH + 2NAD
Cơng nghệ các sản phẩm lên men 48k-hóa thực phẩm
+ Alcol cao phân tử: Alcol propylic, isobutylic, isoamylic, amylic …

Trích đoạn Chưng cất và tinh chế cồn

---