BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BÀI BÁO CÁO
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ
LÊN MEN
NGUYỄN HOÀI HƯƠNG
Nguyễn Thị Như Yến 0851110308 08DSH4
Nguyễn Thị ThanhTrang 0851110262 08DSH4
Nguyễn Thị Thanh Trang 0851110263 08DSH4
Cao Tuấn Vũ 0851110303 08DSH4
5. Lê Hoàng Thúy Oanh 0851110168 08DSH4
6. Bùi Thị Anh Thư 0851110213 08DSH4
7. Lữ Minh Vũ 0851110304 08DSH4
TP.HCM, 12/2011
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
MỤC LỤC
Bài 1: Lên men bia 3
Bài 2: Sản xuất nước tương lên men 18
Bài 3: Lên men yoghurt 28
Bài 1: LÊN MEN BIA.
2NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
PHẦN 1: LÝ THUYẾT.
1.1. Giới thiệu.
Bia là loại đồ uống có cồn và có gas đã có từ cổ xưa, thơm ngon và bổ dưỡng. Công nghệ
sản xuất bia. Đã xuất hiện trên thế giới hang ngàn năm và du nhập vào Việt Nam hơn một trăm
năm nay.
150g/l + 150mg/l 1g/l 25mg/l 45g/l 42g/l 5g/l
Đặc tính lên men của 2 loài nấm men này có nhiều điểm khác nhau dùng để lên men các
loại bia khác nhau.
Trong bài thực hành này chúng ta sử dụng chủng nấm men S. carlsbergensis và lên men chìm.
1.2.4. Phụ gia.
- Làm giảm độ cứng của nước: Al
2
(SO
4
)
3
, CaSO
4
.
- Điều chỉnh pH= H2SO4, acid lactic, CaCl
2
.
- Chất chống oxy hóa: acid ascorbic.
- Chất tạo màu: caramen.
1.3. Yêu cầu chất lượng (TCVN7042:2002).
4NHÓM 2 _ 08DSH4
1.3.3. Chỉ tiêu về kim loại nặng và vi sinh vật (TCVN7042:2002).
1.4. Sơ đồ công nghệ lên men bia malt thuần túy.
1.4.1. Sơ đồ công nghệ
5NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
1.4.2. Thuyết minh quy trình.
1.4.2.1. Nấu bia.
Tinh bột dưới tác dụng của enzyme trong malt (hoạt lực diastase). Khi nấu bia có thể bổ
sung enzyme để tăng vận tốc đường hóa. Enzyme thường sử dụng là Termamyl có nguông gốc từ
vi khuẩn chịu nhiệt.
Giản đồ nấu là đồ thị hướng dần quá trinh nấu sự thay đổi của nhiệt độ theo thời gian.
6NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
Các giai đoạn trong quá trình nấu bia.
- Malt: nước = 1:4 , đưa nhiệt độ lên 38-40
o
C trong 30 phút để enzyme hemicellulase,
glucanase, protease thủy phân glucan hoặc protein phức tạp bao quanh hạt tinh bột , tạo điều kiện
cho enzyme amylase thủy phân tih bột.
- 52
o
C 30 phút: enzyme protease thủy phân protein thành amino acid và peptide tạo dinh
dưỡng cho nấm men. Tạo hương vị đậm đà và giữ bọt cho bia. Chiếm 5-7%.
- 65
o
C 30 phút: để enzyme beta amylase hoạt động thành các đường có khả năng lên men.
- 72
o
C 20 phút: để enzyme alpha amylase hoạt động.
- 78
Cần bổ sung Zn và N. Môi trường giống khởi động càng giống môi trường lên men chính
càng tốt.
Sục khí và lắc đóng vai trò quan trọng.
Môi trường nhân giống là YEPG: yeast extract 5g/l, peptone 10g/l, glucose 20g/l.
Sơ đồ nhân giống nấm men.
8NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
1.4.2.6. Cấy giống.
Tỷ lệ cấy giống tối ưu là 6-10.10
6
tế bào/ml men nổi. 10-14.10
6
tế bào/ml men chìm.
Dịch đường càng đậm đặc tỷ lệ cấy giống càng cao.
1.4.2.7. Lên men chính.
Phương pháp thịnh hành hiện nay là lên men theo mẻ.
Các thông số cần theo dõi trong quá trình lên men chính.
- Hàm lượng đường độ Brix, pH.
- pH đầu là 5,2-5,6.
- pH cuối lên men chính là 4,4- 4,5 do H
2
CO
3
sinh ra.
- Nồng độ ethanol.
+ Nồng độ ethanol 2% nấm men phát triển bình thường.
+ Nồng độ ethanol 2-5% nấm men giảm tăng trưởng.
+ Nồng độ ethanol >5% nấm men chấm dứt tăng trưởng nhưng vẫn lên men.
+ Nồng độ ethanol = 12% nấm men chấm dứt lên men.
- Nấm men: Saccharomyces carlbergensis.
2.2. Tiến hành.
Xác định độ ẩm của malt: cân cốc và nắp sau đó cho 3g malt ta được khối lượng trước sấy
là (m
1
) vào đem sấy ở nhiệt độ 105
0
C, cân lại ta được khối lượng (m
2
). Lưu ý trong lúc sấy thì mở
nắp lúc cân thì đậy nắp và sấy đến khi nào khối lượng không đổi thì ngừng sấy. Độ ẩm được xác
định theo công thức:
Xác định mật độ tế bào nấm men và xây dựng đường chuẩn tế bào: Giống từ môi trường
giữ giống Hansen được cấy sang erlen chứa 50ml môi trường nhân giống YEPG.
10NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
- Tiến hành xác đinh mật độ tế bào: hút 1ml dịch huyền phù từ môi trường nhân giống
YEPG, tiến hành pha loãng trong nước muối sinh lý 0,85% đến độ pha loãng 10
-7
, 10
-8
, 10
-9
. Hút
0,1ml từ các nồng độ pha loãng 10
-7
, 10
-8
, 10
-9
C với tốc độ 1
0
C/ phút. Nhiệt độ của cốc đạt
70
0
C thì rót thêm vào đó 100ml nước cất 70
0
C. 5 phút thì lấy mẫu một lần để thử dịch đường hóa
bằng cách hòa một giọt dung dịch iod 0,02N với mẫu đến khi hỗn hợp có màu vàng rơm (không
làm mất màu dung dịch iod) coi như đường hóa kết thúc. Thời gian từ khi hỗn hợp trong cốc đạt
70
0
C đến khi không làm mất màu dung dịch iod được gọi là thời gian đường hóa. Nếu quá trình
đường hóa không kết thúc sau 1h thí nghiệm thì ngừng lại hoặc làm lại hoặc thay đổi lượng malt
thí nghiệm.
Giữ nhiệt độ 70
0
C trong vòng 1h (tính từ khi đạt 70
0
C), lấy cốc ra làm nguội đến
nhiệt độ phòng khoảng 10-15 phút. Rữa đũa khuấy bằng một chút nước cât. Lau khô bên
ngoài cốc và đem cân lại sau cho trọng lượng trong cốc đạt 450g bằng cách bổ sung thêm nước
cất (chú ý không kể trọng lượng cốc).
Khuấy đều rồi đổ toàn bộ lượng dịch lọc vào phễu lọc, lọc lại 100ml dịch lọc ban
đầu rồi mới bắt đầu tính thời gian lọc. Lấy một phần dịch lọc để xác định độ màu. Quá trình lọc
coi như kết thúc khi bề mặt bã khô hoặc quá trình lọc chậm lại (kéo dài quá 2h).
Xác định tỷ trọng dịch đường:
Phương pháp cân bình tỷ trọng:
Chuẩn bị: Bình tỷ trọng sạch khô, cân trọng lượng bình kể cả nút (mo); nước
cất; dịch cần xác định tỷ trọng được làm lạnh đến 20
E2: hàm lượng chất hòa tan của malt khô tuyệt đối (%) theo khối lượng.
e: hàm lượng chất tan ở trong dịch đường.
+ Năng lực đường hóa.
Chuẩn bị mẫu: Cân mẫu: nếu malt vàng nhạt 21g, malt màu sẫm 41g, malt enzyme
11g, đem nghiền mịn. Cân chính xác 20g malt vàng nhạt, 40g malt màu sẫm, cho 10g malt
enzyme cho vào cốc nấu.
Thu dịch chiết: đun bếp cách thủy tới nhiệt độ 40
o
C. Rót 480 ml nước lạnh vào
mẫu malt. Khuấy đều và tánh vón cục. Đặt cốc vào bếp cách thủy 40
o
C khuấy liên tục trong 1 giờ
có thể chênh lệch 2 phút. Làm nguội dịch chiết tới nhiệt độ phòng.
Rửa đũa khuấy bằng một ít nước. Lau khô phía ngoài cốc, điều chỉnh khối lượng
cốc tới 520, 540, hoặc 510g có thể chênh lệch 0,2g tương ứng với lượng malt nêu trên.
Lọc: khuấy thật đều dịch chiết, đỗ ngay toàn bộ hỗn hợp vào phiễu lọ, lọc bỏ
200ml dịch lọc đầu, lấy 50 ml dịch lọc sau để phân tích.
Thủy phân dung dịch tinh bột.
Mẫu thí nghiệm: dùng pipet lấy 100 ml dung dịch tinh bột vào bình định mức
250 ml, them vào 6,5 ml dung dịch đệm acetate, đặt vào bình cách thủy 20
o
C,để yên 20 phút. Cho
tiếp 6,5 ml dịch chiết malt đã lọc vào hỗn hợp trên, lắc đều rồi để tiếp 20
o
C đúng 30 phút tính từ
13NHÓM 2 _ 08DSH4
E1(%) = e.(W + 800)/(100 – e)
E1(%) = e.(W + 800)/(100 – e)
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
lúc bắt đầu them dịch chiết malt. Sau đó cho 5ml NaOH để ngừng hoạt động của enzyme. Thêm
đó cho lên men trong tủ lạnh 7-8
0
C. Qua trình lên men sẽ tạo ra CO
2
vì vậy ta cần phải bịch miệng
chai bằng bong bóng.
Sản phẩm bia chưa lọc
Kiểm tra bia thành phẩm: kiểm tra nồng độ rượu và chất hòa tan ban đầu.
- Tiến hành: Lọc bia bằng phểu lọc chân không, sau đó hút 100ml bia đem đi đuổi CO2
bằng cách lọc. Sau đó chưng cất, cho 100ml bia đã đuỗi CO2 vào bình cất. Lắp vào bộ cất cồn.
14NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
Chú ý đầu ra của ống ngưng phải dưới khoảng 5ml nước cất trong bình thu dịch cất. Bật bếp để
bắt đầu chưng cất cồn. sau khi ta thu được khoảng 100ml cồn thì ngừng quá trình chưng cất.
Trong quá trình chưng cất cần bổ sung nước để làm lạnh.
- Làm nguội phần dịch còn lại sau khi chưng cất. Sử dụng Brix kế để đo độ Brix và cồn kế
để đo độ cồn.
PHẦN 3: KẾT QUẢ.
- Độ ẩm của malt:
M
đầu
(cốc +nắp) M
sấy
(cốc + nắp + nguyên liệu)
36,687 39,454
36,74 39,580
37,158 39,458
∑ = 110,3 ∑ = 118,88
W
1
(cfu/ml) OD
600nm
4ml 0ml
0,529×10
10
9,72 0,4
3,5ml 0,5ml
0,5×10
10
9,7 0,37
3ml 1ml
0,474×10
10
9,68 0,34
2,5ml 1,5ml
0,45×10
10
9,65 0,32
2ml 2ml
0,429×10
10
9,63 0,28
15NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
1,5ml 2,5ml
0,409×10
10
9,61 0,26
1ml 3ml
0,391×10
định nên làm enzyme trong malt chưa kịp thủy phân tinh bột thì nó đã bị bất hoạt.
+ Do quá trình tổn thất iod trong lúc chuẩn độ.
+ Do thao tác chuẩn độ sai.
Kiểm tra chất lượng bia thành phẩm:
+ Độ Brix: 5
0
Brix
+ Độ cồn: 9
0
.
Độ lên biểu kiến = [(Brix
0
-Brix)/Brix
0
]
.100= [(12 - 5)/12].100 = 58,33%.
Độ lên men thực = độ lên men biểu kiến .0,81= 58,33 x 0,81 = 47,25% .
Bài 2 : SẢN XU|T NƯ}C TƯƠNG LÊN MEN
PHẦN 1: LÝ THUYẾT.
1.1. Giới thiệu:
17NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
- Nước tương có nguồn gốc thực vật là dịch thủy phân nguồn đạm có trong nguyên liệu.
Tác nhân thủy phân có thể là enzyme do vi sinh vật tiết ra, có thể là acid như HCl (nước chấm
hóa giải).
- Nước chấm lên men thuần túy là nước tương cổ truyển ở các nước Châu “. Thuy nhiên
thủy phân kéo dài hàng tháng, giá thành cao. Vì vậy trong một thời gian dài hầu hết nước tương
được sản xuất ở Việt Nam là nước chấm hóa giải.
Tên chỉ tiêu Loại đặc biệt Loại 1 Loại 2
Đạm tổng số (g/l) 20 16 12
Đạm formon/Đạm
tồng số
55 55 55
Đạm NH
3
(g/l) 3 3 3
Độ acid tương
đương acid acetic
(g/l)
5-7 5-7 5-7
pH 5.5 – 6.7
NaCl (g/l) 230-250
Quan trọng : không chứa aflatoxin (âm tính test aflatoxin)
1.4. Quy trình công nghệ:
19NHÓM 2 _ 08DSH4
Hấp chín (thanh trùng)
(1atm, 30 phút)
Cấy bào tử
Asp.oryzae
Làm nguội
về t=40
0
C
Phối liệu
và trộn
nghiền
Khô dầu
EF
W = = (%)
Trong đó:
m
1
: Khối lượng BD trước khi sấy
m
2
: khối lượng BD sau khi sấy
- Độ ẩm cốc I :
W=
3
7,23 −
100% = 10%
- Độ ẩm cốc II:
W =
3
72.23−
100% = 9,33%
- Độ ẩm cốc III:
W=
%11
3
67,23
=
−
W
BD
= 10.11%
2.3. Chuẩn bị BD và nhân giống:
Nhân giống Aspergillus Oryzae:
Nước thêm =
35,0
)1011,0200()20065,0( ×−×
=313,657 (ml)
- Đem hấp ở 121
0
C, 30 phút, 1atm.
2.4. Cấy giống và lên men:
22NHÓM 2 _ 08DSH4
THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN
Sử dụng các khay nhựa có lỗ có lót báo phía dưới khay, ta cho 200g BD có độ ẩm khác nhau
(45, 55 ,65%) vào trong khay. Tỷ lệ cấy giống là 0,1% .(200g BD thì có tỷ lệ cấy là 0,2 g bào tử
nấm mốc). Sau đó lấy báo phủ nh— trên khay.
- Nhiệt độ phòng (30 – 32
0
C): trong sản xuất thủ công cần lật mốc duy trì nhiệt độ bên
trong khối nguyên liệu lên men 30 – 32
0
C. Tránh nhiệt độ quá cao và hơi nước ngưng tụ làm hỏng
sinh khối nấm .
- Độ ẩm không khí 95%.
- Thời gian lên men: cho đến khi thấy bào tử có màu vàng hoa cau trong thời gian 42h.
!"# $ độ ẩm tốt nhất của nấm mốc khi ở độ ẩm 65%. Vì mùa này là mùa khô nên
ẩm độ sẽ cao hơn. Còn các độ ẩm khác thu được sinh khối mốc ít hơn.
Mốc tương có màu vàng hoa cao
2.5. Thủy phân:
- Mục đích: thủy phân đạm trong nguyên liệu bằng enzyme do nấm tổng hợp.
Các thông số kỹ thuật:
- Lượng nước, nồng độ nước muối bổ sung (ức chế tăng trưởng sinh khối để enzyme bắt
5ml H
2
SO
4
đậm đặc.
- Tiến hành đốt cho đến khi thấy dung dịch có màu trắng trong thì ngưng. Sau đó tiến hành
chưng cất đạm
- Mẫu định mức đến 100ml chia làm 2 phần mỗi phần 50 ml dùng bình Kjeldal 50 ml nước
cất + 3 giọt Tasiro. Sau đó cho 50 ml mẫu vào + 25 ml NaOH 45%.
- Chuẩn bị bình hứng dùng erlen: cho 20ml H
2
SO
4
0.1N + 3 giọt Tasiro sau cho đầu ống
ngập trong acid H
2
SO
4
. Trong bình KJeldal, NH
3
bay ra gặp hơi nước tạo thành NH
4
OH,
NH
4
OH tác dụng H
2
SO
4
dư tạo thành (NH
mau
V
VV
(g/l)
V
1
: số ml dung dịch H
2
SO
4
0.1N cho vào bình chứa
V
2
: số ml dung dịch NaOH 0.1N dùng để chuẩn độ số acid dư
0.00142 số g nitơ tương ứng với 1 ml NaOH 0.1N
1000: hệ số đổi ra g/l
100: dung tích bình định mức ml
V
mẫu
: số ml mẫu đã lấy để vô cơ hóa
10: số ml mẫu đã pha loãng cho vào máy cất
25NHÓM 2 _ 08DSH4