Luận vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông nghiệp & SHƯD Trang: 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG
DỤNG Bộ MÔN CÔNG NGHỆ THỨC PHẨM
Luận văn tốt nghiệp kỹ sư NGÀNH CÔNG NGHỆ THựC PHẨM
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU MÍT CHƯNG CẨT
Cán bộ hướng dẫn Sinh viên thực hiên
Th.s : Bùi Thỉ Quỳnh Hoa Mai Nguyễn Thiên Lâm
MSSV : 2071753
Cần Thơ, 2010
Luận văn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân TỈIƠ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang: 2
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học cần Thơ, được sự chỉ dạy tận tình của các
thầy cô, nay em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông nghiệp
& Sinh học ứng dụng - Trường Đại học cần Thơ đã tận tình truyền dạy kiến thức và những
kinh nghiệm quý báo giúp em có hành trang vững chắc tiến bước vào
Và hơn ai hết, em rất chân thành biết ơn cô Bùi Thị Quỳnh Hoa Bộ môn Công Nghệ Thực
Phấm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng - Trường Đại học cần Thơ đã trực tiếp
hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp
này.
Xin cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 33 đã cùng em chia sẽ những bài học
quý báo, động viên, giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Và cũng xin cảm ơn
chị Trần Thị Thu Sương đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian làm luận văn tại phòng thí
nghiệm DI06 - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng
- Trường Đại học cần Thơ.
Cần thơ, ngày 4 tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực hiên
Mai Nguyễn Thiện Lâm
Luận văn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân TỈIƠ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang :x i
4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỉ lệ nấm men sử dụng và độ Brix của dịch đưò’ng
Luán vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang:Vú
Luận vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang: vin
DANH SÁCH HÌNH
Luận vãn tôt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Tỉuĩ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang: XX
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 13C. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến chỉ tiêuđánh
Luận vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nông nghiệp &
Chương 1
ĐẶT VẤN ĐÈ
1.1 Giới thiệu
Hiện nay, xã hội ngày càng phát triển, cuộc sống được nâng lên, vì vậy, nhu cầu sử dụng thực
phâm của con người ngày càng tăng và đòi hỏi chất lượng cũng khắt khe hơn. Tuy nhiên, những
sản phâm lên men vẫn là mặt hàng được nhiều người yêu thích bởi tính đa dạng và hương vị rất
đặc trưng của chúng.
Thực phẩm lên men rất đa dạng trong cuộc sống hiện đại. Phương pháp lên men được áp dụng
phổ biến từ thời cổ xưa. Theo phương pháp này rượu được lên men từ các dịch đường nhờ các nòi
nấm men trong điều kiện kị khí, sau đó có thể đem đi chưng cất hoặc không chung cất tùy vào
nguyên liệu và phương pháp. Nguyên liệu dùng trong sản xuất rượu là các loại ngũ cốc, sắn, khoai
tây, rỉ đường và đặc biệt các loại nước quả.
Nước ta với nguồn nguyên liệu trái cây phong phú là điều kiện thuận lợi để sản xuất loại sản
phẩm rượu trái cây. Nhưng do sản phẩm này rất đa dạng nên để cạnh tranh được thị trường cần
phải lựa chọn nguyên liệu mói, nghiên cún sản phẩm mới. Và giải pháp đưa ra là nghiên cứu về
rượu mít chưng cất.
nhiều đường bột, tính cả múi và cả hạt là một trong những loại quả có giá trị calo cao. Hương vị
của mít rất đậm đà và quen thuộc với người Việt Nam. Hạt mít to, chứa nhiều tinh bột, luộc hoặc
nướng là một thực phâm có giá trị. Neu phơi khô hạt mít, trộn với gạo đế nấu cơm, hạt mít có giá
trị chất độn ngang với ngô, khoai, sắn. Ngoài ra, xơ mít có thể dùng đế muối dưa chất lượng
không kém các loại dưa chế biến từ các loại rau cải. Quả mít khi non có thể dùng như một thứ
rau, lá mít là thức ăn quí để nuôi hươu. Gỗ mít là một loại gỗ tốt, dùng làm nhà, đóng bàn ghế
2.1.1 Đặc điêm
Cây mít trồng từ hạt, ra hoa khi 4 - 5 tuổi. Hoa xuất hiện trên những cuốn ngắn, thô, phân nhánh,
mọc trên thân chính hoặc trên các cành lớn. Càng già, hoa càng mọc cao, trên các cành. Hoa đơn
tính, có hoa đực, hoa cái riêng mọc chung cùng một cây (đơn tính đồng chu). Hoa đực nhiều,
không có cánh hoa, mọc chen nhau trên cùng một trục gọi là cụm hoa đực hình đuôi sóc, nhỏ và
dài, bao phấn nổi lên trên bề mặt cụm hoa. Hoa cái cũng sinh ra từng cụm, không có cánh, mọc
sát nhau trên cùng một trục, to hơn, mỗi cụm có tới vài trăm hoa, nhụy chẻ đôi, nối lên trên mặt
cụm hoa. Chưa biết rõ thụ phấn nhờ gió, hay nhờ côn trùng nhưng ở Ản Độ, thụ phấn nhân tạo có
tác dụng tăng năng suất, trái lại tròn đẹp, ít múi lép.
Nói chung mít thích hợp với khí hậu nóng và mưa nhiều. Vì vậy ở Việt Nam từ Bắc chí Nam , đâu
cũng trồng mít, trừ những vùng cao miền Bắc. Mít có bộ rễ gắn sâu, chống hạn tốt, nhưng muốn
có sản lượng cao, chỉ nên trồng ở những vùng có lượng mưa từ 1000 mm trở lên, nếu không tưới.
Ngược lại mít chống úng kém, những năm bị lụt, trên những đất bị úng, mít là cây chết trước tiên.
Mít dễ tính về mặt đất đai, đất dù xấu, nhiều sỏi đá, miễn là thoát nước đều có thế trồng mít,
nhưng muốn cây to, sản lượng nhiều phải trồng ở đất phù sa thoát nước. Cây mít thuộc loại thân
gỗ cao từ 8 đến 15 m. Cây mít ra quả sau ba năm tuối và quả của
Luận vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang :12
nó là loại quả phức, ăn được lớn nhất có giá trị thương mại, hình bầu dục kích thước (30-60) cm
X (20-30) cm. Mít ra quả vào khoảng giữa mùa xuân và chín vào giữa và cuối mùa hè (tháng 7-
8). Nó là một loại quả ngọt, có thể mua được ở Mỹ và Châu Âu trong các cửa hàng bán các sản
phẩm ngoại quốc. Sản phẩm được bán trong dạng đóng hộp với xi rô đường hay có thế mua ở
dạng quả tươi ở các chợ châu Á. Các lát mỏng và ngọt cũng được sản xuất từ nó. Mít cũng được
sử dụng trong ẩm thực của khu vực Đông Nam Á, trong các món ăn của người Việt Nam và
Chat xơ 1,60 g Calci 34 mg
Vitamin B9 14 meg Sắt 0,60 mg
Vitamin B3 0,40 mg Ma giê 37 mg
Vitamin B6 0,108 mg Mangan 0,197 mg
Vitamin B2 0,110 mg Phosphore 36 mg
Vitamin Bl 0,030 mg Selen 0,6 mg
Vitamin A 297 IƯ Kẽm 0,42 mg
Nguôn: http://www.nutrition-and-\ou.com/iack fruit.html
Luận vãn tốt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nâng nghiệp & SHƯD Trang:13
2.2 Enzyme amylase và đặc tính kỹ thuật
Enzyme amylase là enzyme tinh bột, đóng vai trò rất quan trọng trong thực phấm. Hiện nay,
người ta biết có sáu loại amylase, trong dó a-amylase, P-amylase, y- amylase, (hay
glucoamylase) thủy phân các liên kết a-1,4-glucoside của tinh bột, glycogen và các
polysaccharide đồng loại. Các amylase còn lại : dextrin-6- glucanhydrolase, amylopectin-6-
glucanhydrolase và oligodextrin-óglucanhydrolase (hay dextrinase) thủy phân các liên kết ct-
1,6- glucoside.
Các dạng amylase không chỉ khác nhau ớ đăc tính mà còn khác nhau ở pH hoạt động và tính ốn
định với nhiệt. Tốc độ phản ứng của amylase phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, mức độ polymer hóa
của cơ chất. Các enzyme amylase từ các nguồn khác nhau sẽ có tính chất, cơ chế tác dung và
sản phấm cuối cùng của quá trình thủy phân khác nhau.
2.2.1 Cơ chất của amylase
2.2.1.ỉ Tinh bột
Tinh bột là nhóm carbohydrate ở thực vật có chủ yếu trong các loại củ như khoai lang , khoai
tây, khoai mì trong các loại ngủ cốc, các loại hạt và có công thức tổng quát là (CfiH^O^n. Tinh
bột từ mọi nguồn khác nhau đều cấu tạo từ amylose và amylopectin. Trong thực vật, tinh bột
được xem như là chất dự trừ năng lượng quan trọng.
Amylose có trọng lượng phân tử 50.000- 160.000, được cấu tạo từ 200-1.000 phân tử D-glucose
nối với nhau bởi liên kết a-l-4-glucosiđe tạo thành một mạch xoắn dài không phân nhánh.
Amylopectin có trọng lượng phân tử 400.000 đến hàng chục triệu, được cấu tạo từ 600-6.000
không thế cắt được liên kết 1,6-glucoside ở mạch nhánh của phân tử amylopectin
Đặc tính:
- a-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau, mỗi loại a-amylase có
một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng
- Amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu loãng.
- Protein của các amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline.
- Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH 4,2 - 5,7
- Chúng được hoạt hóa bởi ion hóa trị I như Cl- > Br- >1- và bị kìm hãm bởi ion kim loại nặng
như Cu2+, Hg2+
Điều kiện hoạt động của a-amylase từ các nguồn khác nhau
thường không giống nhau. Độ bền của a-amylase bị ảnh
hưởng bởi nhiệt độ và pH. Tuy nhiên so với các loại
amylase khác nhau thì độ bền với nhiệt của a-amylase cao
hơn cả.
Luận vãn tốt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phâm - Khoa Nâng nghiệp & SHƯD Trang:15
Bảng 2 thể hiện các đặc tính kĩ thuật của enzyme a-amylase được trích li từ các nguồn khác
nhau:
2.22.2 Glucoamylase (EC.3.2.1.3)
Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kế a-1,4 lẫn a-1,6 glucoside. Khi thủy phân liên kết
oc-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, Glucoamylase tách lần lượt từng phân tử glucose ra
khỏi đầu không khử của mạch đế tạo glucose.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin,
panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các loại amylase
khác. Glucoamylase thủy phân các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn so với các chất
phân tử nhỏ. Các polysaccharide có nhánh như amylopectin, glucogen, ß- dextrin bị
glucoamylase thủy phân khá nhanh.
So với oc-amylase, glucoamylase bền đối với acid hơn, nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone
và không được bảo vệ bởi Ca
2+
oryzae
4,0- 7,0 55- 60
Aspergillus nỉger
5,0- 6,0 80
4
Gt-amylase malt
Dịch malt 3,5- 7,5 60- 70
Bột malt 4,5- 7,0 85
(Nguyễn Đức lượng, 2004)
Luận vãn tỏt nghiệp khỏa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc Cân Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Klioa Nông nghiệp & SHƯD Trang:l
2.3Enzyme Pectỉnase và đặc tính kỹ thuật
Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự thủy phân các polymer pectin. Sự phân hủy pectin
trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Những enzyme này vì vậy có vai
trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản trái cây
và rau quả. Enzyme pectinase cũng được ứng dụng nhiều
trong chế biến thực phấm, đặc biệt là khả năng làm trong
nuớc quả. Việc kiếm soát hoạt động của enzyme pectinase
cũng có thế điều chỉnh được độ nhớt của sản phấm.
Bảng3. Đặc tính kĩ thuật của glucoamylase
Nguồn enzyme Khoảng pH tối ưu Nhiệt độ tối ưu (°C)
Aspergillus
3,0 - 6,0 (4,5 -
5,0)
55 - 60 90
A.awamo ỉ 1
2,0 - 7,0 55-65
(3,0 - 5,0) 85
Rhizopus
3,0 - 6,0 (3,0 -
1,4-a-D- galacturonide glycanohydrolase tấn công ngẫu nhiên vào giữa mạch cơ chat.
Polygalacturonase ít gặp trong thực vật nhưng có chủ yếu ở một số nấm mốc và vi khuẩn.
Polygalacturonase là một phức hệ enzyme gồm nhiều cấu tử và thường có tính đặc hiệu cao đối
với cơ chất. Cơ chất thích hợp cho hoạt động của enzyme Polygalacturonase là các phân tử
Luân vãn tốt ỉìíĩhiêp khóa 33 năm 2010 Trường Đai Hoc cần Thơ
Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông nghiệp & SHUÌ) Trang:18
pectin có độ methoxyl thấp. Enzyme này cần các nhóm methylester đế hoạt động, trái lại bị bất
hoạt khi có mặt các nhóm glycol ester và các pectase bị amidate hóa.
_ Pectolytici-enzymes___
Hình 3. Co' chế phân cắt của Polygalacturonase
2.3.3 Lyase
Gồm : pectate lyase và pectin lyase.
Pectate ❖ lyase : xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate không bị ester hóa. Cả hai
enzyme exo-poly 1,4-a-D- galacturonide lyase (EC 4.2.2.9) và endo-poly 1,4- Ct-D-
galacturonide lyase (EC 4.2.2.2) đều tồn tại. Pectate và pectin có lượng methyoxyl thấp là cơ
chất thích hợp hơn cả cho các enzyme này. Nói chung , cá hai enzyme này đều có khoảng pH
tối đa nằm trong khoảng tù’ 8 - 11, đều cần ion Ca
2+
để hoạt động. Pectate lyase không được
tìm thấy trong cây xanh, nhưng có ở vi khuẩn và nấm.
COOH COOH COOH COOH
OH OH
Pectate lyase
OH OH
Cơ chất thích họp là pectin có độ methoxyl thấp
Can ca2
I
đê hoạt động pH thích họp 8 -
9,5 Có nguồn gốc từ vi khuân, nấm móc
Hình 4. Cơ chế phân cắt của pectate lyase
gian và sản phẩm phụ. Nấm men trong sản xuất bia và rượu vang phải cho sản phẩm mùi đặc
trưng thơm ngon. Nấm men trong sản xuất bánh mì phải có khả năng sinh khối lớn, khi lên men
làm nở, xốp bánh và tạo hương vị thơm ngon.
Cơ chế lên men rượu
Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua bề mặt tế bào rồi thẩm thấu vào bên trong. Ớ
đó các enzyme sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối cùng tạo ra sản phấm chính là
rượu và cacbonic. Hai chất này đều khuếch tán và tan vào môi trường xung quanh. Rượu do rất
linh động nên hòa tan nhanh trong dịch lên men, còn khí cacbonic hòa tan kém và khuếch tán
chậm. Lúc đầu hòa tan hoàn toàn, dần dần tạo thành bọt khí bao quanh tế bào nấm men và lớn
dần tới mức đẩy tế bào cùng bọt khí nổi dần lên. Khi tới bề mặt, các bọt khí sẽ tan vỡ, tế bào
nấm men chìm dần, tiếp xúc với dịch đường đế hấp thụ và lên men rồi lại sinh ra rượu và
cacbonic.
Nấm men có thể lên men trong dịch có nồng độ 25 đến 30 %, nhưng chậm. Nồng độ thích hợp
cho đa số nấm men dùng trong sản xuất rượu là 15 đến 18%. Nồng độ cao thì áp suất thẩm thấu
lớn, do đó sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu quả lên men. Đối với các nòi nấm men khác nhau, nồng
độ đường thích hợp cũng không giống nhau.
Nhiệt độ tối thích họp đối với sinh trưởng của nấm men trong khoảng 25 - 30°c, còn nhiệt độ
tối thiểu khoảng 2 -3°c. Ở 40°c, sinh trưởng ngừng lại và men bị chết. Nhiệt độ cao thì tổn thất
sẽ lớn do tạp khuẩn dễ phát triển tạo nhiều ester aldehyt. pH thích hợp cho quá trình lên men là
4,5- 5,2, tốn thất sẽ ít nhất khi lên men ở pH = 4,4, nếu tăng pH thì tổn thất sẽ tăng nhanh và
nhiều hơn so với giảm pH.
Trong sản xuất rượu etylic, người ta thường dùng những nòi nấm men thuộc giống
saccharomyces cerevisiae. Giữa các nòi này có đặc điểm khác nhau. Đối với lên men dịch đường
từ tinh bột thường dùng những nòi khác với khi lên men từ rỉ đường. Các nòi lên menm rượu
cần phải có những tính chất sau:
> Có sức phát triển mạnh trong dịch đường lên men
> Có khả năng tiết ra hệ enzyme zyma để lên men nhanh chóng và hoàn toàn
Luận vãn tỏt nghiệp khóa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc cần Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông nghiệp & SHUÌ) Trang: 21
> Có thế lên men được ở nhiệt độ tương đối cao của mùa hè
H OH
Glucose
V
C
Luận vãn tỏt nghiệp khóa 33 năm 2010 Trường Đại Hoc cần Tỉur
Ngành Công Nghệ Thực Phàm - Khoa Nông nghiệp & SHUÌ) Trang: 22
Phospho hexose
isomerase
OH
CH
2
OP =0 '
CH
2
O
O
OH
F ructose-6-phosphate
O
H
2
OP =O
ĩ
O
2
M
°. H
H
các enzyme.
4. Giai đoạn tiếp theo quan trọng là phân cắt mạch cacbon của fructose-
1,6 diphosphat dưới tác
dụng của enzyme aldolase thành hai phân tử phosphotrimose là: phospho glyceralđehyd (PGA) và
phosphodihydroxyaceton (PDA)
CH
2
OP
OH
Fructose-1,6-phosphate
O
H
o
H
/
CH
2
OP
OH
o
o
+ CHOH
c=o
O
H
o
CH
2
O
CH
bị oxyhoa và phosphorin hóa đê tạo thành acid-l,3-diphosphglyceric.
o
< Ị
x
o~0
2CH0H
X
H 2
CHO
2NAD
2
2NAD
CH
2
O~®
Acid-l,3-diphosphogIyceric
nu n Gfyceraldehyde-3-phosphat CH
2
0~(P;
dehydrogenase
(PGA
Năng lượng được giải phóng do oxy hóa glyceraldehyd-3-phosphat sẽ tích tụ trong liên kết cao
năng của acid-l,3-diphosphglyceric mới tạo thành.
7. Tiếp theo là giai đoạn tạo thành ATP và acid
3-phosphoglyceric, giai đoạn này được xúc tác của
enzyme phosphoglyceratekinase.
o
/°
<0-
< ro-®
acid
phosphoenolpyruvic:
<o-
x
cr
H
2
2 C 0~'P
CH
2
Phospho enol pyruvic
2 H —CHO-
1
P
1
Enolase
CH
2
OH
Acid 2-phosphoglyeerie
10. Dưới tác dụng của phosphtransferase gốc acid phosphoric
có liên kết cao năng được chuyến từ
acid phosphoenolpyruvic đến ADP và tạo thành ATP và acid enolpyruvic:
°✓
f°'
2 C
-0~(p
CHo
<0-
2AT
M
o
Pyruvate decarboxylase
C
Acid pyruvic Acetaldehyde
Trang:
Copyright: Tài liệu đại học ©