›
›

Bài giảng môn học Công nghệ lên men

pdf 122 trang huongle 7950
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn học Công nghệ lên men", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mon_hoc_cong_nghe_len_men.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn học Công nghệ lên men

  1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHAO KHOA HOÁ KỸ THUẬT * BÀI GIẢNG MÔN HỌC CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVPT: GVC – Th.s Trần Xuân Nghạch GVC – Th.s Phan Bích Ngọc Đà Nẵng, - 2005 -
  2. MỤC LỤC Chương I: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ÊTYLIC trang 3 1.1 Lĩnh vực sử dụng rượu êtylic 3 1.2. Một số tính chất của rượu êtylic 3 1.3. Nguyên liệu sản xuất rượu êtylic 3 1.4. Nấu nguyên liệu tinh bột. 3 1.5. Sản xuất chế phẩm enzim đường hoá 6 1.6. Đường hoá: 14 1.7. Lên men dịch đường 19 1.8. Chưng cất và tinh chế 26 1.9. Tính toán cơ bản 30 Chương II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT VANG 32 2.1. Giới thiệu: 32 2.2. Nguyên liệu 32 2.3. Công Nghệ Sản Xuất Vang 33 2.4. Champagne 36 2.5. Cognac: (armagnac) 38 2.6. Tình hình sản xuất vang ở Việt Nam 39 Chương III: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU PHA CHẾ & NƯỚC GIẢI KHÁT KHÔNG RƯỢU 40 3.1. Khái niệm: 40 3.2. Công nghệ sản xuất rượu mùi pha chế 40 3.3. Kỹ Thuật sản xuất nước giải khát 44 Chương IV: KỸ THUẬT SẢN XUẤT BIA 46 I.Nguyên liệu dùng để sản xuất bia 46 4.1. Malt 46 4.2. Hoa houblon 67 4.3. Nước 70 4.4. Nguyên liệu thay thế 72 4.5. Lọc dịch đường 77 4.6. Houblon hoá 77 4.7. Lắng trong và làm lạnh dịch lên men 80 4.8. Lên men dịch đường 82 4.9. Làm trong bia 91 4.10. Ổn định bia 92 4.11. Chiết bia 92 4.12. Các phương pháp nâng cao độ bền cho bia 92 Trang 1
  3. 4.13. Các chỉ tiêu chất lượng của bia 94 Chương V: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM 97 I. SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ GIẢI 97 5.1. Nguyên liệu 97 5.2. Xư lý nguyên liệu 97 5.3. Thuỷ phân 98 5.4. Trung hoà và lọc 99 5.5. Phối chê, thanh trùng và cô đặc sản phẩm 100 II. SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEM 101 5.1. Qui trình công nghệ 101 5.2. Nguyên liệu 101 5.3. Xử lý 102 5.4. Làm ẩm 102 5.5. Hấp 102 5.6. Đánh tơi và làm nguội 103 5.7. Nuôi cấy mốc giống 103 5.8. Nuôi mốc 105 5.9. Lên men 106 5.10. Dội rút 108 5.11. Bảo quản và hoàn thiện sản phẩm 109 5.12. Ưu nhược điểm của phương pháp sản xuất nước chấm lên men 109 Chương IV: KỸ THUẬT SẢN XUẤT MÌ CHÍNH 110 I. CÁC TÍNH CHẤT CỦA MÌ CHÍNH 110 II. SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ GIẢI 111 6.1. Nguyên liệu 111 6.2. Qui trình sản xuất 112 6.3. Thuỷ phân 112 6.4. Tách axít Glutamic 113 6.4. Tinh chế axít Glutamic và tạo ra natriglutamat 115 III. SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN 116 6.1. Nguyên liệu, phối chế và thuỷ phân 118 6.2. Chuẩn bị môi trường lên men 118 6.3. Lên men dịch đường 118 6.4. Tách và tinh chế axít Glutamic 121 6.5. Kết tinh 121 6.6. Tinh chế axít Glutamic và tạo Natriglutamat 121 Trang 2
  4. Chương I: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ÊTYLIC 1.1. Lĩnh vực sử dụng rượu êtylic + Thực phẩm: đồ uống có rượu: rượu mùi pha chế dùng cồn thực phẩm. + Công nghệ khác: tổng hợp hoá học, thuốc. + Năng lượng: khí đốt, chất đốt. 1.2. Một số tính chất của rượu êtylic Công thức cấu tạo: R_OH R: CH3 - rượu mêtylic R: CnH2n+1 hoặc gốc phức tạp khác (n ≥ 3) + Dầu fusel (trong thực phẩm) (Dầu khét, dầu váng) - Hoà tan vô hạn trong nước. - Hoà tan tỏa nhiệt. - Tạo liên kết Hyđro với nước → co thể tích khi hoà tan (nồng độ cồn càng cao: độ co càng lớn). - Điểm đẳng phí P = 760 mmHg nếu nồng độ cồn = 95,57% ⇔ 97,2% V o o ⇔ 89,41% mol với t sôi = 78,15 C. Cồn lớn hơn 97,2% V (cồn tuyệt đối) cần dùng phương phát đặc biệt để sản xuất, không dùng phương pháp châng cất thông thường. 1.3. Nguyên liệu sản xuất rượu êtylic. * Nhóm nguyên liệu gluxit thực phẩm: - Tinh bột → tên của phương pháp đường hóa ≡ tên của phương pháp sản xuất. - Đường: (n2 đường ) → lên men trực tiếp. 1.4. Nấu nguyên liệu tinh bột. a. Các tính chất hoà lý của tinh bột. * Tính chất hoá học: polyme tự nhiên (C6H10O5)n tuỳ theo vị trí cacbon có các liên kết α , α , α (α : amyloza, α , α : amylopectin). 1 − 4 1 − 6 1 − 3 1 − 4 1 − 6 1 − 3 - Tạo phức màu với dung dịch lugol (I2 / KI). Màu phụ thuộc vào độ dài và cấu tạo của mạch. • Mạch dài: xanh, xanh thẫm. • Oligo (m): nâu. • 1, 2 : không màu. Phân cắt (thủy phân) tinh bột trong quá trình đường hoá. Sự tạo màu với Iôt mang tính chất định tính. * Tính hút nước, trương nở, tạo tính chất chức năng gel. - Tinh bột không tan trong nước, nhưng hút nước và trương nở. Trang 3
  5. Tính hút nước nhiều trương nở phụ thuộc vào lượng nước, thời gian, nhiệt độ. Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ pH, enzim amylaza. Khi hút nước và trương nở thi hạt tinh bột tăng thể tích, hạt tinh bột nằm trong tế bào dự trữ đến một lúc nào đó hạt tinh bột không hút thêm nước được nữa nhưng chưa bị vỡ ⇒ trương nở cực đại. Khả năng hút nước của hạt tinh bột nói chung gấp 60 đến 100 lần so với thể tích hạt ban đầu. Trong thực tế sự trương nở cực đại chỉ xẩy ra trong điều kiện lý tưởng ⇔ điều kiện tĩnh. Vào thời điểm trương nở cực đại: → tác động vào hạt tinh bột chư khuấy trộn, đun nóng → giải phóng ra tinh bột ở dạng tự do. Trong thực tế quá trình phá vỡ màng tế bào tiến hành song song với quá trìng trương nở (do là trong điều kiện động tinh bột chịu tác động của các yếu tố: thủy - cơ - nhiệt) thì quá trình phá vỡ màng tế bào giải phóng tế bào tự do đạt max. Đây là cơ sở (lý thuyết) của quá trình nấu (điều này giả thích tại sao không nghiền nguyên liệu tốn nhiều năng lượng). Mức độ phá vỡ màng tế bào phụ thuộc vào các yếu tố: - Lượng nước. - Thời gian om. - Nhiệt độ và cơ chế nâng nhiệt. - Tốc độ khuấy trộn. - Các yếu tố bổ sung: độ pH, lượng axit, nồng độ enzin. Độ nhớt và hiện tượng dịch hoá, hồ hoá. Độ nhớt xẩy ra khi hạt tinh bột có dạng tự do, hút nước và hạt tinh bột có kích thước hạt keo. Có 2 hiện tượng: - Hút nước và trương nở tự do: sự dịch hoá. - Trương nở cực đại đến hạt tinh bột tự do: hồ hoá. Trong thực tế sự dịch hoá ≡ ngậm nguyên liệu tính tạo gel. Tính chất chức năng: là tính chất nào đó thoả mãn chức năng thành phần (tạo kết cấu, hồ hoá, gel). Gel là một khối thực phẩm được tạo thành có quy luật gồm có nút và mạng. Gel: protein. tinh bột Polysacarit aga aga thạch, rau câu (gel: keo dán, bột nhào, giò, chả). Trang 4
  6. Tạo gel tinh bột trong điều kiện tĩnh dễ xẩy ra hiện tượng bay hơi nước từ từ với lớp keo trên bề mặt bị mất nước nhiều nhất toạ thành lớp tinh bột biến chứng chức năng (váng tinh bột). Dùng cơ hoặc nhiệt phá vỡ, sau đó dùng enzim, axit thì có hoặc không tạo lớp tinh bột biến tính chức năng trở lại. Lớp tinh bột biến tính chức năng trở lại: khi không làm biến đổi sâu sắc tính chất của tinh bột chức năng. Hiện tượng tinh bột biến tính chức năng gọi là hiện tượng lão hoá. Một khi tinh bột đã bị biến tính chức năng hầu như không tác dụng được → hiệu quả đường hoá giảm. Trong điều kiện động hiện tượng lão hoá tinh bột vẫn xẩy ra, khi đó tạo ra hạt tinh bột lão hoá gây ra hiện tượng co cuôn hạt tinh bột. Trong thực tế hạn chế hiện tượng lão hoá bằng các biện pháp: - Nấu ở điều kiện động: tại nhiệt độ cao, đủ nước. - Tăng tốc độ dịch hoá bằng các biện pháp bổ sung enzim, axit H2SO4 lactic (nếu dùng axit để toạ pH thấp < 5 cần lưu ý hiện tượng tăng tạo đường, tạo caramen, melanoidin, tạo hiệu suất đường → giảm hiệu suất tạo cồn). + Lượng nước để nấu: Mục đích của quá trìng nấu: giải phóng tinh bột ra ở dạng tự do để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá. Nấu: dùng hơi trực tiếp. Nồng độ chất khô của khối nấu đạt: 18 ÷ 25%. Cần phải tính toán lượng rượu như thế nào để đảm bảo: - Hạt: 3,5 ÷ 4,5 l / kg. - Củ tươi: 2,0 ÷ 2,5 l / kg. + Phương thức nấu: - Nâng nhiệt dần dần và om: nấu gián đoạn, nấu thủ công. - Nhiệt độ và áp cao: nầu bán liên tục, liên tục. b. Các phương pháp nấu. Phương pháp nấu gián đoạn thủ công: to = 120 ÷ 135oC. Dùng men thuốc bắc. Yêu cầu: chín tới, không nát, không sống, không khê. Phương pháp nấu bán liên tục kiểu nấu đứng: thực chất là nấu gián đoạn chỉ cải tiến thiết bị nhằm để sử dụng hơi thứ và không khuấy trộn bằng cơ khí. Lưu ý: trong gian đoạn nấu sơ bộ, do quá trình nấu chủ động thêm axit trong nguyên liệu luôn chứa enzim amylaza (củ tươi, hạt mới). o o Tap amylaza = 55 ÷ 62 C. Trang 5
  7. o Khi ngâm hoặc nấu sơ bộ hoặc duy trì nhiệt độ nấu sơ bộ < T ap amylaza o o (~ 45 C) hoặc nấu vượt quá T ap (70oC) Lấy mẫu nấu cần được lưu ý: - Mức độ phá vỡ cấu trúc của màng tinh bột giải phóng tinh bột ở dạng tự do → hiệu suất nấu, hiệu suất thu hồì không cao và lại, thời gian nấu dài vì thế sản xuất hiện đại dùng nấu liên tục. Nấu liên tục: hơi thứ, hiệu quả nấu cao. Đặc điểm chính: có bộ tiếp xúc nhiệt và khối nầu đi liên tục, nhằm tạo sự tiếp xúc giữa khối nấu và hơi nhiệt ở áp suất, nhiệt độ cao. Do đó khối nấu nhận được một động năng lớn để tiếp tục vân chuyển liên tục vào các thiết bị tiếp theo, loại bỏ quá trình phân huỷ tinh bột, lão hoá. Tuỳ theo sơ đồ: Misuvin: 135 ÷ 155oC Mirost: 160 ÷ 175oC. 1.5. Sản xuất chế phẩm enzim đường hoá. Hiệu suất thu hồi cần phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng enzim. a. Nguồn enzim emylaza - Bản thân nguyên liệu tinh bột. - Malt, malt thoc, malt tiểu mạch, malt lúa mì: phương pháp amylaza (phương pháp amylo) - Nguồn enzin trong malt chủ yếu là, α,β amylaza. - Men thuốc bắc: là cộng sinh của các loại vi sinh vật. + Nầu mốc rất phong phú, có tính đặc hiệu cao. • AspOrizac (nấm mốc vàng). → Mốc tương • Aspniger (nấm mốc nâu). • Aspawamori (nấm móc đen). Phương pháp nuôi cấy bề mặt • Aspusami (nấm móc đen). + Vi khuẩn: đặc hiệu, phong phú → sử dụng trong phương pháp nuôi cấy bề sâu + Nấm men và các vi sinh vật tạp. Dùng men thuóc bắc để nấu rượu → hiệu suất đường hoá thầp → hiệu suất thu hồi thấp. Từ men thuốc bắcvà các môi trường tự nhiên tiến hành phân lập, tuyển chọn, nhờ kỹ thuật công nghệ sinh học tạo ra những nòi vi sinh vật mới. b. Hệ enzim amylaza. Trong thực tế, khi đường hoà dùng enzim ở dạng chế phẩm, hoặc chế phẩm thô (nấm mốc, vi khuẩn → bằng phương pháp bề sâu → lọc → chế phẩm thô. Chế phẩm chứa hệ enzim amylaza hay lớp enzim amylaza). Trang 6
  8. + Hệ enzim thuỷ phân (Hydoolaza): 20 loại. (∗)α - amylaza (3 2 1 1 EC) thuỷ phân liên kêt α glucozit (trong 1 − 4 lớp loài glucogen – tinh bột động vật, gan). (∗) β - amylaza: (3 2 1 2 EC) thuỷ phân liên kêt α glucozit, tuỳ theo số gốc 1 − 4 và vị trí của gốc, nhất là số gốc gần nhóm (α , α ). 1 − 6 1 − 3 (∗) Glucoamylaza (3 2 1 3 EC) phân cắt hầu hết các liên kết glucôzit. Ứng dung trong enzim không tan, enzim cố định. Sản phẩn cuối cùng là glucoza, nên dùng sản xuất đường sinh học. (∗) Oligo 1.6 glucozidaza, α - 1.6 glucozidaza: (3 2 1 10, 3 2 1 1) goi chung là dextrinaza → tạo ra những đoạn oligosacarit với số phân tử cacbon ≥ 20 (20 phân tử C6). (∗) Maltaza: glucozidaza, chủ yếu trong các malt để nấu bia. c. Các xác định hoạt tính enzim. Đánh giá hoạt độ enzimamylaza bằng phương pháp so màu bằng mắt thường. Dựa vào khả năng tạo phức màu với I2 / KI. Đơn vị hoạt độ amylaza là lượng enzim có khả năng phân giải 1gram tinh bột hoàn toàn thành sản phẩm không còn cho màu với I2 thời gian 1 giờ, pH = 4,7 ÷ 4,8, to = 30oC. ⇒ Phương pháp này đơn giản, nhưng ít chính xác → chỉ dùng trong thực tế sản xuất. - Phương pháp so màu bằng sắc kế. Trong điều kiện nếu phản ứng thuỷ phân tinh bột là bậc nhất (là tỉ lệ giữa enzim/cơ chất sau 10 phút thì lượng tinh bột thuỷ phân đạt 20 ÷ 70%). Dùng dung dịch iốt chuẩn để so màu phản ứng sau: Tinh bột + enzim = màu I2 / KI. - Hệ số liner: Để xác định gluxit nói chung, xác định đường nói riêng (phương pháp: Betrand, graxanop, luffcho) Đây là kết quả của quá trình thành phần tinh bột bởi enzim amylaza trong chế phẩm matl đó tính rahệ số liner đặc trưng cho hoạt độ chế phẩm dùng phương pháp ferrocyanuakali. OH- K3Fe(CN)6 + C6H10O5 Fe(CN)6 + C6H2O????????? Ferrocyanuakali. Trang 7
  9. d. Các loại nấm mốc sử dụng để sản xuất chế phẩm E. Nấm mốc sinh sản bằng bào tử, khuẩn ty cơ chất Nhận dạng và màu bào tử cho phép phân loại bào tử. - Khizopus: ở trên hạt, củ, bánh mì, cơm để trong không khí tạo mạng, màu bào tử. Hệ enzim amylaza tương đối ổn định. Đây là nấm mốc sử dụng chủ yếu trong phương pháp amylo – phương pháp bề sâu – phương pháp mốc lỏng. - Mucor: khá giống phizopus có thể phân biệt dựa vào một số điểm: bào tử mucor sinh ra ở bất kỳ chỗ nào, màu trắng là màu của khuẩn ty mucor. Đặc biệt ở hệ enzim amylaza còn có hệ enzim lên men rượu: mucor rouxii. - Aspergillus: mốc chấm (tương, sihusi). Aap. Oryzac,avxmori, usami, niger. e. Các phương pháp sản xuất chế phẩm nấm mốc: - Hiếu khí bắt buộc. - Enzim chứa trong khuẩn ty hoặc cơ chất (môi trường nuôi cấy). • Phương pháp nuôi cấy bề mặt (1). • Phương pháp nuôi cấy bề sâu (2). (1). khuẩn ty mọc trên môi trường rắn dạng sợi tạo mạng cho thành một khối chế phẩm. Enzim hình thành chứa trong khuẩn ty và một phần khuếch tán vào trong cơ chất. (2). Toàn bộ khuẩn ty nằm chìm trong khối chất lỏng. Đa phần phương pháp bề mặt dùng môi trường rắn, chỉ khi nuôi cấy niger → môi trường lỏng. Phương pháp bề sâu dùng môi trường lỏng. f. Phương pháp nuôi cấy bề mặt. - Môi trường nuôi cấy: cám mỳ, cám gạo, bột ngô, trấu và một số loại muối dinh dưỡng. + Cám, ngồ mảnh, bo bo, trấu có tạo bề mặt tiếp xúc lớn (dung trọng bé, độ rỗng lớn) tạo độ xốp. Khi sử dụng phải dặt các chỉ tiêu: • Hàm lượng tinh bột ≥ 20%, ẩm ≤ 60%. • Điều kiện tiệt trùng bằng nhiệt (hơi): đủ ẩm. • Có đủ các chất dinh dưỡng bổ sung: axit amin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng khác. Trang 8
  10. - Quy trìng công nghệ. Nguyên liệu (trấu, cám, bột ngô) Mốc giống cố thể Bào tử bắt đầu mọc (48h) Trộn Mốc giống bình Bào tử bắt đầu già (48 ÷ 56h) Làm ẩm (55 ÷ 60%) Mốc giống khay nhỏ Bào tử băt đầu chín tủ ấm (48 ÷ 56h ) Hấp tiệt trùng Mốc giống mành lớn Dỡ, làm nguội Cấy mốc giống (đãi mành) Nuôi mốc Lật mốc Kiểm tra hoạt tính + Giống cố thể (gốc hộp petri: (czacpek). + Mốc giống bình ∆ , khay nhỏ: cảm mỳ, ngô mảnh (đã tách phôi). (NH4)2SO4, (NH)2CO, NH4NO3, dịch đạm thuỷ phân: → hoà loãng thành dung dịch 1 / 5 trộn với nguyên liệu. Chất xát trùng: - Môi trường nuôi cấy HCHO, Na2SiF6, NaF. - Dụng cụ, không khí, HCHO, clorua vôi, KMnO4 Giống cho vào bình tam giác, sau đó hấp tiệt trùng (100 ÷115oC, thời gian 45 ÷ 60 phút). Khi nhiệt độ giảm từ 28 ÷ 32oC, chuyển mốc từ bình tam giác → khay nhỏ nuôi trong tủ ấm vô trùng thời gian 48 ÷ 56h, sau đó chuyển sang môi trường mốc mành lớn, giống môi trường mốc sản xuất. Trang 9
  11. - Độ ẩm và sự làm ẩm môi trường nuôi cấy (55 ÷ 60%). Nếu hấp khô quá thì trong giai đoạn làm nguội cần làm ẩm bổ sung. Trường hợp nguyên liệu hấp bị khô → nguyên liệu bị sống ⇔ nguyên liệu không được tiệt trùng đầy đủ. - Làm nguội môi trường và cấy giống: Quá trình dỡ, làm nguội đồng thời làm tơi, xốp môi trường trành hiện tượng nguyên liệu bi dính kết → trộn khó đều, khi nuôi cấy bị lỏi. Thời gian làm tơi, làm nguội càng nhanh càng tốt. Thời gian làm nguội lâu phương pháp làm nguội không tốt → dễ tiếp xúc với môi trường dụng cụ, người thao tác, không khí gây nhiềm khuẩn. Kiểu băng tải quạt. - Tải mành (khay) và nuôi mốc. Sau khi môi trường dỡ, làm nguội xuống 30 ÷ 40oC → bổ sung chất dinh dưỡng, độ ẩm, chất xát trùng. Khi cấy mốc giống vào mành lớn, trộn đều ủ với thời gian 1h rồi tải ra khay nuôi. Khay mốc Giá nuôi mốc (có bánh xe) qu ạ t và phun ẩm thông gió điều hoà nhiệt độ Lớp mốc dày 5 ÷ 7cm. Phòng kín không có ánh sáng mặt trời chiếu vào cửa sổ sơn đen. Khống chế to và ϕ trong suốt quá trình nuôi mốc: to = 35 ÷ 40oC, ϕ = 85 ÷ 90%, theo giõ và lật mốc tào bộ thời gian nuôi một mẻ mốc 72h có các hoat động: toả nhiệt và kết khối. Có thể có những đám bào tử nấm mốc lạ, có thể phát hiện do sự phát triển màu sắc trong phạm vi nhỏ: loại bỏ trường hợp lây lan thành bệnh phải có biện pháp xử lý. - Đảo vị trí: các khay mốc phát triển không đều, buộc phải đảo vị trí các khay từ trên xuồng dưới và ngược lại. - Lật mốc:khi mốc kết khối sẽ có hiện tượng tiếp xúc những chỗ dưới cùng không có lỗ bị yếm khí đọng nứơc, trong khi đó phần trên khô quá. Do đó, tiến hành Trang 10
  12. lật mốc để mốc phát triển tốt bằng kết bánh, khắc phục những hạn chế đọng nước, yếm khí. - Trong mọi trường hợp không để cho mốc già bằng (bắt đầu xuất hiện bào tử). Sau khi mốc đã được lật, lấy mẫu (theo từng mẻ) để xác định enzim theo hệ số liner. → Báo cho bộ phận đường hoá biết để xác định được chế độ đường hoá. (Trong trường hợp cơ sở sản xuất lớn sử dụng phương pháp bề mặt liên tục). Phương pháp này cho phép chơ giới hoá hoàn toàn, nồng độ enzim hoàn toàn trong ché phẩm không cao so với phương pháp nuôi cấy tĩnh. sấy (dự trữ) Mốc thành phẩm nghiền (để nguyên làm chế phẩm đường hoá do là: phương thức đường hoá trung gian lâu). * Chế phẩm men thuốc bắc (MTB). - Cơ chất: tinh bột sống, gạo cũ. - Vị thuốc: • Vị thuốc nam. ⇒ Bài thuốc cái (tỷ lệ cái vị thuốc dùng trong trong mẻ) • Vị thuốc bắc ⇒ tác dụng và tỷ lệ của từng vị trong bài thuốc cái và tổ hợp của các vị thuốc nói lên cái gì? - Kích thích quá trình cộng sinh giữa các loài vi sinh vật có lợi cho nấu rươu: nấm men (quá trình rượu hoá), nấm mốc, vi khuẩn (đường hoá) vi sinh vật gây hương. - Hương liệu trong bài thuốc cái cùng với hương thứ cấp (do vi sinh vật gây ra) tạo nên sản phẩm rượu đặc trưng của nó. - Chuẩn bị nguyên liệu: • Gạo: xay mịn (ướt, khô) • Các vị thuốc: ¾ Sắc lấy nước (thuốc nam). ¾ Băm nhỏ, vắt lấy nước. ¾ Sao khô và nghiền mịn. • Men gốc (giống, cái): là những bánh men tốt nhất trong một lần ủ. • Trấu: - Tạo nên để ủ men. ¾ Cách nhiệt. ¾ Thông thoáng thích hợp. - Cách ủ men: Trang 11
  13. Cần có một nền phẳng, không có ánh nắng mặt trời chiếu vào. Rải trấu dày 3 ÷ 5cm. Gạo xay ướt + bột thuốc + 3 / 4 bột men gốc (1/4 dùng để rắc mặt men và chân men) trộn đều, nếu là bột khô thì trộn đều rồi thấm nước nhào kỹ, khi đạt yêu câu bốc một nhúm bột trên thả xuống mặt trấu, dùng đồ úp đã đánh dấu trước úp lên sau đó rải trấu lên. Kể từ khi vào men đến khi mở men 48 ÷56h. Khi mở men, coi bánh men như là một thực thể đang sống → gạt bột trấu, hé mở từ từ, sau một phút mới mở. Để men trên nong thưa → tự khô, khi gặp mưa nhiều ẩm ướt → mới sấy. Bề mặt bánh men nhăn nheo, không bị nổ, rỗ → là men tốt. - Tỷ lệ và cách tính bài thuốc cái. 3 Bột gạo 100 phần. 3 Bột thuốc bắc 2,5 ÷ 3 phần. 3 Bột men gốc 2,5 ÷ 3 phần. Theo đơn thuốc bắc: + 1 chỉ = 4g ⇒ bài cụ thể + 1phân = 1 / 10 = 0,4g Nếu là bài chung chung quy ra gam, phần: • Đại hàn 3. • Thảo quả 4. • Quế chi 3. 10kg men = 300g bột thuốc bắc. 300× 3 Cách tính = 3 + 4 + 3 - Nấu: kỵ sống, khê, nhão. Men vân: nguyên liệu tinh bột không cần nấu. Sắn khô → rửa sạch, ngâm vừa đủ nước, để ráo nước, xếp vào hũ → rồi rắc men, bịt kín lại. Sau 3 ngày, đổ nước vào, dùng cây chọc lỗ, ủ thêm 3 ngày nữa, đem nấu, chắt toàn bộ nước đem nấu rượu, bã trên sống cho gi súc ăn. Hiệu suất thu hồi 45 ÷ 50%. ⇒ Phương pháp này cho hiệu suất cao, kinh tế hơn đun rượu. Làm nguội → rắc men → ủ khô (cơm rượu) → vào nước → ủ nước → nấu rượu. g. Sản xuất chế phẩp amylaza bằng phương pháp bề sâu. - Cơ chất: chủ yếu là cac bon (gluxit). • Môi trường tổng hợp (nhân tạo). • Môi trường tự nhiên: là những phế liệu của quá trình nấu rượu (bã rượu) Trang 12
  14. 3 Bã rượu trong: 100 phần. 3 Bột ngô mịn: 2 phần. 3 (NH4)2SO4: 0,5 phần. 3 P2O5 (H3PO4): 0,5 phần 3 Nước ngô đường hoà: 10oS : 10 phần (S: sac). 3 MgO (kích thích sinh trưởng): dùng rất ít (chỉ cần vết). - Vô trùng: bắt buộc nghiêm ngặt ⇒ bảo đảm quá trình nuôi cấy thuần khiết. • Môi trường nuôi cấy. • Không khí sục. • Quy trình công nghệ. - Sục khí trong quá trình nuôi cấy: cung cấp O2 có ý nghĩa rất lớn, vì gắn liền với hoạt động sống của nấm mốc và mức độ tích luỹ enzim của nó lưu lượng sục khí m3/m3h. • Vai trò: ¾ Sinh trưởng và phát triển của nấm mốc. ¾ Tích luỹ enzim. ¾ Khuấy trộn môi trường nuôi cấy. 3 Làm gradien nồng độ cơ chất đồng đều. 3 Giải toả các chất ức chế (thậm chí các chất độc) của quá trình sinh tổng hợp. 3 Làm nguội môi trường nuôi cấy. Trong thực tế lưu lương không khí phụ thuộc: - Thể tích thiết bị. - Hiệu quả sử dụng O2. - Thời kỳ sinh trương phát triển nấm mốc, thời kỳ tích luỹ enzim. - Cấu tạo của thiết bị và mức độ hoàn thiện của nó. ⇒ Nếu lưu lượng sục khí tăng → tăng sự tích luỹ enzim. Theo DC: 1800 UI / ml thì lượng tiêu hao là 14 ÷ 15m3 / m3h. * Sơ đồ công nghệ: có 4 khâu - Giống PTN (đưa đi nơi khác được, ngược lại là giống sản xuất). - Chuẩn bị môi trường nuôi cấy. - Nhân giống sản xuất. - Nuôi cấy để thu enzim. • Giống PTN: Nuôi trong bình cầu, môi trường tổng hợp, thay cho sục khí dùng máy lắc 40÷50h hoặc có thể nuôi mốc PTN trên môi trường rắn (mành hoặc khay nhỏ) → thu bào tử màu đen để lấy nó làm giống. Trang 13
  15. Sơ đồ công nghệ theo phương pháp bề sâu. • Chuẩn bị môi trường nuôi cấy: Bã rượu (tháp thô) lọc → phân phối vào thiết bị nhân giống sản xuất; Vnhân giống sản xuất = 10% Vnuôi cấy. Trong thiết bị nuôi cấy, ngoài điều kiên sục khí theo lưu lượng (15÷20m3/m3h) tuỳ theo sự sinh trưởng → cần phải khuấy trộn bằng cách khuấy cơ khí 180 V/phút. Ở thời kỳ nấm mốc phất triển tối đa lưu lượng toả ra nhiều cần được làm nguội gián tiếp qua hệ thống ống xoắn ruột gà hoặc nồi 2 vỏ. - Môi trường tổng hợp dùng nuôi cấy nấm mốc thêo phương pháp bề sâu: • Bột ngô 6%. • NaNO2 0,09%. • MgSO4 0,005%. • Nước Vcòn lại. •Quá trình tiệt trùng trùng với hầm chín ngô. Thời gian nuôi cấy 24÷40h, to = 30÷32oC. 1.6. Đường hoá: Phương pháp đường hoá theo amylomya tiến hành đường hoá với lên men trong 1 thiết bị → hiện đại, tách riêng 2 quá trình. Quá trình đường hoá bắt đầu khi nhiệt độ khối nấu ở 105÷109oC rồi làm nguội 55÷62oC đây là nhiệt độ đường hoá chính thức, sau đó khối nấu được làm nguội đến nhiệt độ lên men 28÷32oC bằng lên men dịch đường ⇒ đường hoá lên men song song tồn tại đến khi dấm được đem đi chưng cất. 1.6.1. Tác dụng của enzim amylaza lên mạch tinh bột. - Định tính: + Amyloza làm tinh bột chuyển xanh + Amylopectin làm tinh bột chuyển tím. α_ mạch oligo phân tử trung bình. β_ mạch oligo - một ít đường mantoza. D_oligo mạch nhánh. Ghicoamylaza đường hoá đường glucoza. Mức độ phân cách phụ thuộc đặc điểm enzim chế phẩm sử dụng. 1.6.2. Động học của quá trình đường hoá: Đây là phản ứng sinh hoá nên có vpư, bực phản ứng. Trang 14
  16. dT dD v = - b = dτ dτ Thông thường vpư của enzim được biêu diễn bằng tổng các gluxit tạo thành sau phản ứng ( ≡ D) ⇒ mức độ đường hoá là lượng tinh bột (đường) ban đầu×1,10 (hệ số tinh bột) chia cho lượng tinh bột không chuyển hoá ( ≡ còn thừa) D×1,1 1,1 hệ số chuyển đổi từ tinh bột sang đường. T b Đồ thị chuyển hoá tinh bột của amylaza. Mức độ đường hoá % 100 60 50 10 20 60 70 τ phút 1,1 do phân tử 180 / 162 theo phản ứng (C6H10O5)n + nH2O = nC6H10O5 ` 162 180 Mức độ đường hoá % 30 1 3 4 20 10 2 10 20 30 2 4 6 8 10 τ phút Đường 1: đường maltoza. 2: dextrin. 3: trisacarit ≡ rafinoza. 4: glucoza. Trang 15
  17. Đường maltoza, glucoza nấm men sử dụng trực tiếp. Riêng rafinoza, nếu nấm men nào có hệ enzim thuỷ phân được 1 monosacarit ( ≡ glucoza) còn lại melibioza (không lên men) ⇒ gọi là lên men 1/3. Nếu nấm men nào thuỷ phân 1 monosacarit và glucoza, còn lại galactoza (không lên men): lên men 2/3. (melibioza = galactoza + glucoza). Bởi vì, khối lượng rafinoza tạo thành rất nhiều, cần phải có enzim tuỷ phân. Thực tế đường hoá bởi chế phẩm nấm mốc ở 55÷60 oC/30÷60 phút, tối đa 12h. Sau 1h đường hoá hàm lượng gluxit tính theo glucoza đạt 50 ÷ 55%, sau 2h: 75 ÷ 80%, 12h: 90 ÷ 92%. - Mức độ đường hoá 0 ÷ 0,5%: có thể xem là tuyến tính (trên đồ thị). dM = k(a – M). dτ M : khối lượng đường maltoza. a : khối lượng gluxit ban đầu tính theo maltoza. 2(C6H10O5)n + 2 nH2O = nC12H22O11 2 ×162 342 342 Hệ số tinh bột . 324 - Mức độ đường hoá > 50%: không còn tuyến tính do các gluxit không tan của quá trình đường hoá, mức độ bền vững, vị trí của các liên kết α, d, glucozit. 1.6.3. Các yếu tồ ảnh hưởng đến quá trình đường hoá. 1). Các enzim và nồng độ của nó: Mức độ đường hoá phụ thuộc vào phức hệ enzim, hoạt tính (hệ số liner), năng lượng chuyển hoá của mal. Nghiên cứu để sử dụng nấm mốc khoảng khoảng 2, 4, 6, 8% so với lượng tinh bột ban đầu. Tiến hành đường hoá và xác định đường khử sinh ra. Tỷ lệ chế phẩm nấm mốc lượng đường khử % (%) sau 12h 24h 36 ÷ 48h 2 6,42 8,45 9,2 4 6,42 8,95 10,16 6 8,7 8,95 10,5 8 9,5 10,53 Hàm lượng tinh bột ban đầu (trong khối nấu) là 12%. Nếu tăng nồng độ enzim hầu như không thay đổi trật tự phản ứng. Trong thực tế, sử dụng nấm mốc căn cứ vào hệ số liner và tính thêm một lượng dư an toàn. Do đó, lượng nấm mốc được sử dụng 8÷10%. Trang 16
  18. Với dịch đường hoá đem gây men, mên giồng yêu cầu mức độ đường hoá cao hơn nên lượng nấm mốc sử dụng phải cao hơn bình thường 10 ÷ 12%. 2). Nhiệt độ: Đặc trưng của phản ứng đường hoá tinh bột bằng amylaza diễn ra trong phậm vi tương đối hẹp. Giới hạn 35 ÷ 62oC (khoảng nhiệt độ hoạt động tối thích của enzim amylaza). o Nếu đường hoá ở nhiệt độ cao là t ap của dextrinaza → tạo ra nhiều dextrin, ít maltoza → hiệu suất lên men giảm. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tác dụng của enzim không phải là tức thời. Các enzim giữ được hoạt độ cao trong thời gian ngắn. Một đôi khi chủ trương khoảng nhiệt độ làm nguội 105 ÷ 109oC xuồng 55 ÷ 62oC, có bổ sung một ít chế phẩm enzim → nhằm phân cắt sơ bộ, làm loãng khối nấu → bơm khối nấu giễ dàng đến thiết bị làm nguội. Nếu đường hoá ở nhiệt độ thấp: 40 ÷ 50oC không có lợi, giễ bị nhiễm khuẩn tạp, mặc dù lượng đường khử có thể tạo ra nhiều hơn. Nhìn chung khoảng nhiệt đọ tối ưu đường hoá là 35 ÷ 62oC. 3). Độ pH: (pH = lg[H+]). Enzim có bản chất là protein, có các trung tâm hoạt động. Tác dụng của H+ vào trung tâm hoạt động và các nhóm bên một cách trực tiếp hoặc gián tiếp (nhóm bên là nhóm amin, axitcacboxilic R – CH – NH2 ). COOH Qua nghiên cứu hệ enzim amylaza, độ pHap của enzim amylaza 4 ÷ 5, ngưỡng dưới có pH = 2,0, pHt = 10 ⇒ lúc này đình chỉ hoạt động. Ảnh hưởng pH của enzim phụ thuộc vào nhiệt độ và một số yếu tố khác (nếu nhiệt độ tăng ⇒ pHap tăng hướng về phía kiềm). Độ pH khối nấu phụ thuộc vào 2 yếu tố: - Bản thân nguyên liệu nấu (tinh bột + H2O). - Chất phụ trợ quá trình nấu (H2SO4, axitlactic). - Trong đó đáng kể nhất trong nguyên liệu là pectin. to cao Axit polygalactunonic axit polipcotic + metanol ⇒ lượng rượu mêtylic tồn tại trong dấm cho đến khi chưng cất và lượng rươu này không tạo thành trong quá trình lên men ), ngoài ra còn tạo axit khối nấu. Trường hợp dùng axit lactic và điều khiển pH → có thể có lợi vì axit lactic được nấm men sử dụng, bên cạnh đó nó còn là một chất đệm kích thích quá trình lên men. Trang 17
  19. 4). Các yếu tố khác trong quá trình đường hoá: Do quá trình đường hoá thay đổi sâu sắc khối nấu dịch đường, đặc biệt là quá trình lên men song song tồn tại. - Chất sát trùng: * HCLO: focmatin (focmaldehit 40%) hiệu quả sát trùng cao, nhưng khó o khống chế hàm lượng, ngưỡng tiêu diệt vi sinh vật nhạy liều dùng ooo . → gây xốc: dùng sát trùng thiết bị định kỳ. o * NaF: rẻ, dùng dễ, liều lượng oo rất độc hầu như không dùng. o ⇒ * Na2SiF6: oo , dễ sử dụng, không độc với người dùng phổ biến. o → Tỷ lệ 2 ÷ 2,5 ooo (dùng 10000kg cần 2 ÷ 2,5 kg). Không ảnh hưởng đến hoạt tính enzim mà còn làm tăng hoạt tính enzim. - Nồng độ rượu: Enzim bị ức chế bởi nồng độ rượu. Nồng độ rượu thấp 1 ÷ 5% hầu như không ảnh hưởng đến hoạt tính enzim hoặc hoạt tính nấm men. Ở nồng độ > 6% có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt tính enzim và nấm men. Vấn đề phân lập và tuyển chọn nấm men được độ cồn cao vẫn là đề tài còn nghiên cứu. - Thời gian đường hoá: Có ý nghĩa rất lớn về mặt nghiên cứu (thuyết đường hoá triệt để - phương pháp amylomyces rouxi 1895 nói rằng: toàn bộ quy trình đường hoá, lên men trong thiết bị kín, cấy nấm mốc, tiến hành tiệt trùng triệt để rồi lên men). Nhận thấy đường hoá dài: 24h, nhưng hiệu suất tổng thu hồi không tăng so với các phương pháp khác. • Thuyết đường hoá có mức độ (theo thời gian) nhưng nói chung thời gian đường hoá lâu. • Năm 20 ÷ 30 của thế kỷ 20 thuyết đường hoá có thời gian ngắn: 120 ÷130phút. • Làm nguội chân không đường hoá cực nhanh 2 ÷ 5 phút. Thực tế khi đường hoá khối nấu 15 ÷ 120 phút thì lượng đường lên men trong dịch không tăng. Sau 15 phút đường hoá nồng độ chất tan: 13,8%. Sau 2 giờ đường hoá nồng độ chất tan: 14,8%. ⇒ Đây là một trong những cơ sở nhằm để rút ngắn thời gian đường hoá và đặc biệt là phương pháp đường hoá cực ngắn. Qua nghiên cứu mối liên quan giữa hiệu suất tổng thu hồi rượu với thời gian đường hoá có kết luận: Trang 18
  20. Tời gian đường hoá tốt nhất: 5 phút. Các phương pháp sản xuất rượu hiện đại có làm nguội chân không đường hoá cực nhanh, duy trì thời gian đường hoá tối ưu 2 ÷ 5 phút - Làm nguội bằng phương pháp trao đổi nhiệt thông thường (thiết bị ống chùm hoặc ống xoắn ruột gà). Từ những năm 70 có chủ trương đường hoá nhanh 15 ÷ 30 phút, nhưnh thực tế thời gian (làm nguội ) nên vẫn có thời gian đường hoá lâu. - Phương pháp bàn liên tục: nấu bán liên tục, đường hoá liên tục theo từng đợt. Người ta bố trí 2 nồi nấu đứng và một thiết bị đường hoá. Khi nồi 1 phóng cháo thì nồi 2 bắt đầu nấu, trong quá trình phóng cháo nồi 1, nồi 2 được nấu chín khin nồi 2 xong → nồi 1 phóng cháo xong, lúc này 2 thiết bị đổi nhau làm việc. - Phương pháp làm nguội chân không đường hoá liên tục: Hiệu suất thu hồi tăng 3 lít cồn/tấn tinh bột ( ⇔ 721,9 lít cồn ). 1.7. Lên men dịch đường. 1.7.1. Nấm men: Đặc tính chung: đơn bào hô hấp tuỳ tiện, sinh sản chủ yếu bằng cách nảy chồi có khả năng tạo bào tử, có khả năng tự kết lắng do có sự tự kêt đính, xâu chuỗi tế bào, có khả năng nhuôm gram (dung dịch metylen xanh ) → phân biệt được tế bào trẻ, già. Giống nấm men: - Giống nấm men tự nhiên. - Giống nấm men sản xuất: được tuyển chọn (phân lập ): → Lên men nhanh được nhiều loại đường hoá. → Chịu được độ cồn cao,tạo được độ rượu cao trong dấm chín → Chống chịu được môi trường lên men. - Giống II (Saccharomycet Cerevisiac - Rasse II ). Không lên men được lactoza. ??????????? - Giống XII (S. cerevisiac – XII) lên men nổi được nhiều loại đường,1/3 đường rafinoza, lên men đạt 13% độ cồn. - MTB (phân lập từ maen thuốc bắc ) tạo 12 ÷ 14% rượu, lên men nhiều loại đường (đạt đến 14% rượu ). - T: phân lập từ dịch rỉ đường, đạt 8 ÷ 12%. T và MTB chủ yếu sử dụng đẻ lên men hoa quả và rỉ đường. * Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men o o o o - Nhiệt độ tối thiểu 5 C, tối đa 38 C, t ap = 10 ÷ 12 C (nấm men chìm). Nấm o o o men nổi t ap = 28 ÷ 32 C. Với điều kiện nước ta, nấm men có t ap càng cao thì càng có lợi. Trang 19
  21. - pH: pHmin = 2, pHmax =10 (sản xuất glixerin ), pHap = 4 ÷ 5. Thực tế pH 6% ảnh hưởng nhiều → phân lập tuyển chọn nấm men có khả năng chịu được độ cồn cao mang tính thời sự và cấp thiết. + Thông khí, đảo trộn: khi sản xuất nấm men giống tiến hành sục khí có mức độ thì nấm men sinh tổng hợp tế bào, được tíng bằng 100 triệu tế bào / cm3. * Các bước tiến hành nuôi cấy mên giồng: Khâu giống: 2 khâu: PTN và giống sản xuất. Từ giống gốc cho đến khi đủ lượng thể tích dịch men giống đẻ lên men dịch đường nhưng vẫn bảo tàon giống gốc. Ống giống gốc Cấy chuyền phân lập (định kỳ ) PTN Giống nguyên chủng (môi trường đặc ) Cấp 1 (10ml ) 24h (môi trường nhân tạo) 18h Cấp 4 (10 l ) 16h (nước malt) thể s ả n Giống 100 l 16h dịch đường hoá trực tiếp xu ấ t của nguyên liệu tốt Giống 1000 l MT như trên. 1.7.2. Lên men dịch đường. Zimaza phức hệ enzyme biến đường thành rượu. * Cơ chế hoá sinh: gắn liền với phức hệ E.zimaza gồm 2 quy trình: 1). Phosphotyl hoá đường và đồng phân hoá đường. C6H12O6 → gluco_1_phosphat → fructoza, 6_phosphat → fructo_1, 6_diphosphat Axetoinphosphat Glyxeraphosphat và cuối cùng là axit pyruvic. Trang 20
  22. 2). Chu trình a. pyruvic → rượu + sản phẩm phụ CH3-CO-CÔH → CH3CHO + CO2 Axetandehyt + Trong môi trường H : CH3CHO + H2 = C2H5OH. Trong môi trường kiềm: NaHSO3. Sản phẩm: C2H5OH, glyxerin, CO2, nếu có NaHSO3 thì nó sẽ cô lập CH3CHO. H → CH3 C HSO3 ⇒ tiền chầt cho etanol không còn ⇒ glyxerin và CO2 O Na Lên men bình thường, axetaldehit và glyxerin vẫn là sản phẩm phụ. Do một số điều kiện nhất định axetaldehit không tiếp nhận được H2 → rượu. Đây là tạp chất đàu điển hình, mặt khác tại một thời điểm nào đó và một vùng nào đó có tính kiềm cục bộ nên xẩy ra chiều hướng (2). Chính vì vậy, axetaldehit và glyxerin là sản phẩm phụ thường trực của quy trình lên men. Các sản phẩm phụ khác được hình thành do một số nguyên nhân. Do nhiễm khuẩn: + Lên men axetic (cơ chất là rượu, lên men hiếu khí ). + Lên men lactic: cơ chất là đường C6H12O6 = 2CH3CHO + 2HCOOH + Lên men propylic, butilic tạo rượu bậc cao, các loại rượu bậc cao còn tạo được bằng cơ chế khác mà cơ chất ban đầu của nó là a.a (có sẵn trong dịch lên men và do nấm men tự phân ). deamin hoá R CH NH2 R CH2 COOH + NH3 COOH decacboxin hoá R CH2 COOH R CH2 OH + CO2 (Rượu bậc cao) Ngoài ra, có sự tác động tương hỗ giữa các a.a với nhau để hình thành nên 1 a.a mới và rượu bậc cao. Các este hình chủ yếu trong quá trình chưng cất và tinh chế. Tong quá trình lên men, lượng này tạo ra ít. Nhóm này cùng với rượu bậc cao hình thành nên nhóm tạp chất cuối, Tạp chất trung gian trong quá tình châng cất. * Cơ chế háo lý: 100 triệu tế bào / ml men giống, 1g nấm men 14 tỉ tế bào ⇔ 7000cm2 bề mặt. Do tỉ trọng > 1 → xu hướng nấm men chìm. Do lượng CO2 sinh ra bám trên bề mặt tế bào làm cho V biểu kiến tăng lên → tỉ trọng giảm làm cho tế bào nổi lên Trang 21
  23. bề mặt thoáng, bọt khí vỡ, giải phóng CO2, Vkk gải xuồng bình thường → tỉ trọng tỉ trọng tăng → tế bào từ từ chìm xuống. Do có sự xâu chuỗi và lên men nhanh → lên men nổi và có nhữnh giống nấm men lên men chậm → không kịp nổi → lên men chìm. Tốc độ lên men: dD dCO v = - ; hoặc v = 2 . dτ dτ Tốc độ thoát CO2 còn phụ thuộc và môi trường, cấu tạo thiết bị lên men và vật liệu chế tạo thiết bị. Trong lên men vang, thường sử dụng các thùng gỗ do tồn tại các kge hở, CO2 thoát ra nhiều hơn. * Động học của quá trình lên men: o Nồng độ thấp, nồng độ nấm men thấp oo . τ1: thời kỳ cảm ứng ln sơ bộ. dịch đường (%) τ2: lên men chính. 2 τ3: lên men cuối. 1,5 Trong thực tế, giai đoạn cảm 1 ứng và lên men sơ bộ ứng với giai đoạn men giống. Lên men nhanh, τ2 ngắn không 70 140 280 τ h bền → τ3 ngắn lên men không dài, 1 ∗ → đường sót nhiều hiệu suất lên men τ3 τ2 giảm → ηΣtt, nhưnh ưu điểm là lên men nhanh. Len men nhanh τ3 dài, len men chậm τ3: không chấp nhận. Lên men chậm τ3 dài: có thể chấp nhận → yếu tố cơ bản đầu tiên là hiệu quả kinh tế. 1.7.3. Các phương pháp lên men: - Phương pháp gián đoạn: thực hiện trong 1 thiết bị cả các giai đoạn lên men. • Ưu điểm: dễ thao tác dễ thực hiện, cấu tạo, dễ vận hành. Nếu có sự cố bị nhiễm lên men chậm thì chỉ làm hỏng ở thết bị đó và xử lý ở thiết bị đó, không ảnh hưởng đến các thiết bị khác. • Nhược điểm: năng suất không cao, tốn nhiều thiết bị, khó cơ giới hoá và tự động hoá. - Phương pháp lên men chu kỳ (bằng bán liên tục ): là một hệ thống gồm các thùng lên men. Trang 22
  24. dịch đường Giống 1 2 3 4 Thiết bị lên men đàu dây thùng 1 đày mơ van cho vào thùng 2 → 3 , khi thùng cuối cùng lên men đạt các chỉ tiêu thì khoá, không chuyển dịch đường và giống nữa, tháo thùng cuối đi chưng cất, rửa vẹ sinh sát trùng và biết thành thùng 1 và tiếp tục chu kỳ mới, lần lượt như thế. Có thể dùng bất kỳ thùng nào lam thùng lên men đầu dây. Nếu bố trí được 2 dãy thùng lên men như trên → lên men liên tục. - Phương pháp lên men liên tục: thiết bị lên men nhiều hơn, quát trình lên men thêo 1 chiều, có 1 ÷ 2 thiết bị lên men đầu dây, 6 ÷ 8 thiết bị lên men tiếp theo. Từ khi khởi động (nạp liêu ) → khi thùng cuối cùng đầy là chu kỳ lên men (72h). Khi đó dấm chín liên tục được lấy ra tinh chế và quá trình nạp liên tục. Như vậy, quá trình sẽ liên tục. • Ưu điểm: năng suất cao, tự động hoá và số hoá. • Nhược điểm: yêu cầu công nghệ cao ổn định các điều kiện sản xuất: dịch đường, men giống, kỹ thuật thao tác cao. Nếu có sự cố sẽ bị ngừng dây chuyền nhất là sự nhiễm tạp. * Sự cố: lên men chậm → xem lại men giống độ hoạt động và số lượng tế bào nấm men. - lên men không đạt các chỉ tiêu: giống, dịch đường. Nhiễm: chua, dấm. ⇒ Nếu sự cố nặng thì buộc phải huỷ bỏ hoăc cất toàn bộ dây chuyền và thiết bị trong dây chuyền. nhiễm vừa phải: phải vào các thùng lên men sắp đạt hay đem châng cất ngay. Nếu nhẹ: xông hơi, sát trùng và làm nguội dịch đường và lên men lại. Trang 23
  25. 1.7.4. Lên men rỉ đường. Rỉ đường Pha loãng sơ bộ Dịch đường cơ bản Muối dung dịch Pha chế thành các loại nồng độ Lên men Men giống sản xuất Men giống PTN Chưng cất tinh chế → Điều chế dịch đường cơ bản → Rỉ đường đặc nồng độ chất khô cao 75 ÷ 80%. Dịch đường cơ bản 50 ÷ 55%, với nồng độ này xử lý rỉ đường theo các hướng: - Đun nóng. ` - Lọc ly tâm. 2+ - Axit hoá: Ca + SO4 = CaSO4 chuyển hoá 1 phần sacaroza → đường khử (phản ứng nghịch đảo). H+ C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6 và tạo pHap ⇒ do 3 tác dụng này, nên sử dụng axit là hiệu quả nhất, với nồng độ 1% ở 80oC. Do ở nhiệt độ cao, có axit → mang tính tiệt trùng. Đường cơ bản được axit hoá → pha chế thànhcác loại nồng độ khác nhau. * Pha chế các loại nồng độ: thực hiện khi vân hành công nghệ của thiết bị lên men. Tuỳ theo kiểu lên men → pha được nồng độ chúng yêu cầu. * muối dinh dưỡng bổ sung: bản thân rỉ đường chỉ giàu gluxit, muối photphat, mager (NH4)2SO4, (NH4)2CO, super photphat ⇒ sử dụng trung tính nồng độ pha loãng 1/ 10 ÷ 1 / 5%. - Kiểu lên men 1 nồng độ: dùng nhiều nhất: lên men giai đoạn liên tục và bán liên tục. - Kiểu lên men nhiều nồng độ: được pha để tiếp vào thiết bị lên men theo các loại nồng độ tăng dần 10 ÷ 12%, 14 ÷ 16%, 18 ÷ 20%, ⇒ Kiểu lên men nhiều nồng độ = phương pháp lên men giai đoạn tiếp dần. Bản chất của giai đoạn lên men tiếp dần. Trang 24
  26. Theo các nghiên cứu: khi lên men rỉ đường V ở giai đoạn mạnh nhất ứng với nồng độ chất khô trong dung dịch 8 ÷ 9% (khi nạp thêm nồng độ giống vào để nồng độ rỉ đường xuống 8 ÷ 9% ). 0,15 V Vgiống = 1 / 10 Về bản chất vẫn là lên men 1 nồng độ. Phương pháp này cho hiệu quả kinh tế cao hơn phương pháp lên men 1 nồng độ, tuy nhiên yêu cầu mên giống phải bền lên men tốt, dai, lâu bị thoái hoá, lâu bị mất hoạt tính. 1.7.5. Các chỉ tiêu công nghệ lên men: - Theo dõi. - Điều hành. - Hiệu quả. * Các chỉ tiêu: - Nồng độ lên men ≡ vớ nồng độ chất khô chủ yếu là dùng các gluxit không lên men được (tinh bột trong chế phẩm nấm mốc, đường, tinh bột trong khối nấu do đường hoá lên men không hết ) ≡ gluxits sót. • Các chất chuyển hoá muối khoáng (bản thân nguyên liệu dư koáng chất giưa nấm men - rỉ đường ). • Tế bào nấm men. Chỉ chất nào hoà tan, tuỳ theo mức độ lên men (biểu diên bằng 2 tỉ số CO2, R và các sản phẩm phụ ), trừ lượng CO2 thoát ra, một lượng nhỏ CO2 hoà tan tạo bọt khí trong dịch lên men. Tất cả những thành phần vừa kể tạo cho dịch lên men có tỉ trọng tương đối nhất định. • Nồng độ lên men biểu kiến (1). • Nồng độ lên men thực tế (2). (1) xác định tỉ trọng của dịch lên men. (2) tỉ trọng của dịch lên men sau khi đã loại bỏ hết các chất bay hơi (dựa vào rượu, CO2, tạp chất sau đó thêm nước vào cho đủ thể tích ban đầu. Nếu tốc độ lên men nhanh, tạo được nhiều cồn ⇒ CO2 hoà tan nhiều → nồng độ lên men có xu hướng giảm. Nếu lên men không tốt thì trọng đường sót nhiều khi đó nồng độ lên men cao. Trong thực tế có những trường hợp gần như lý tưởng nồng độ lên men có thể âm. Trang 25
  27. - Độ axit: xem mức độ lên men có bình thường hay không, bình thường 0,2%, không bình thường > 0,2% lên men có sự cố ≡ bị nhiễm gồm: ¾ Men dấm. ¾ Men chua. - Nồng độ rượu: • Biểu kiến (1). • Thực (2). (1) Là nồng độ rượu đo bằng %V, xác định bằng phương pháp đơn giản dịch lên men hay dấm chua (vì hầu như tàon bộ những chất bay hơi kể cả rượu, tạp chất. (2) Lượng rượu êtylic nguyên chất khi được phân tích bằng các phương pháp thích hợp. Trong thực tế (1) dùng để theo dõi, điều hành sản xuất. Phương pháp xác định (1) ≡ cất hiệu suất (2) chỉ sử dụng khi kiểm tra chất lượng trong công tác đánh giá chất lượng. 1.8. Chưng cất và tinh chế. - Mục đích: dịch lên men xong → dấm chín. • Thu hồi hầu hết lượng cồn có trong dấm ≡ cồn thô. • Loại bỏ tạp chất, nâng cao độ cồn trong cồn thô → thu được sản phẩm cồn tinh chế. - Cơ sở: độ bay hơi tương đối khác nhau (to khác nhau ) để tách cồn → thu hồi cồn thô và tinh chế cồn thô. Chưng cất hệ 2 cấu tử nước - cồn. y A O a 100 x p = 760mmHg phí điểm 89,41% mol = 95,57% khối lượng = 97,2%V. Từ 0 ÷ phí điểm trên đồ thị nồng độ pha hơi giàu hơn nước, cồn bay hơi trước nước ≡ độ bay hơi tương đối của rượu > nước. Bằng phương pháp chưng cất thông thường không thể chưng cất cồn có nồng độ > 97,2%. Sản xuất cồn có nồng độ cồn > nồng độ cồn phí điểm ⇒ (97,2% ) → phải dùng các phương pháp khác: Trang 26
  28. - Chưng luyện p thấp 1. Khi độ cồn tăng thì hệ số bay hơi của tạp chất giảm. Khi nồng độ rượu 1. • Các nhóm tạp chất đầu: ktc > 1. Các nhám tạp chất trung gian: khó tách nhất khi nồng độ cồn cao thì ktc = 1. Do đó, nò phân bố đều giữa L – H, nên nó có thể bốc ra cùng cồn tinh chế hoặc chuyển xuống tạp chất cuối. Nhóm tạp chất cuối: ktc hệ số tinh chế. - Hệ số tinh chế k’: K α / β α.a K'= tc = = K r A / a β.A Căn cứ nhóm tạp chất, hệ số tinh chế K’ còn đặc trưng cho tính chất nhóm tạp chất. y K’ > 1: nhóm tạp chất đầu. y K’ = 1: tạp chất pha hơi = pha lỏng ⇔ tạp chất trung gian. y K’ < 1: tạp chất cuối. Tính chất đầu: Etylaxetat, Metylaxetat, etylpocmiat, axetaladehit. Tính chất cuối. Izoamylic, Izoamyl, Izoavalerianat, Izoaminaxetat. Tính chất trung gian: Izoetylvalerianat. - Các sơ đồ chưng cất và tinh chề. Trang 27
  29. + Sơ đồ tháp dấm (Tháp khô): có 2 kiểu. Dấm Dấm cho vào đỉnh tháp Cồn thô Thường không hồi lưu Dấm Đoạn rượu ≡ đoạn cô đặc tháp giống đoạn rượu đoạn dấm Cồn thô ⇒ có hồi lưu Bã Trang 28
  30. Tách khí cho dấm (làm cho lưu lượng dấm vào tháp nhiều) → chống tắc chống trào. y Nhiêt độ vào tháp: ≥ 70oC. y Độ cồn trong giấm: ≥ 5%V. + Tháp trung gian (Tháp cồn dầu, tháp tính chất dầu, tháp aldehyt). Tách tạp chất đầu ra khỏi cồn thô, là cầu nối tháp thô – tháp tĩnh. Cồn thô Cồn đầu (2) (1) Thông thường các loại cồn tinh chế chưa đủ tiêu chuẩn được dẫn về tháp trung gian. Xu hướng hiện nay với tháp trung gian dùng hơi gián tiếp vì tách được nheieuf tạp chất hơn và nhanh hơn. + Tháp tinh chế: Cồn đã được tách tạp chất đầu → tháp tinh (có 1 ÷ 3 tháp tinh). (2)’ (3) (2) 20% thành phẩm (1) CCồồnn tinh tinh ch chếế RRượượuu fusel fusel DDầầuu fusel fusel Hơi H2O nóng Trang 29
  31. (3)’ (3) (2)’ Cồn tinh chế 10% thành phần Rượu fusel Dầu fusel Tháp dầu fusel - Độ cồn nằm ở tháp 30 ÷ 35%V, to ≥ 70oC ⇒ hâm nóng cồn đã tách cồn đầu. - Chế độ tách sản phẩm: lấy cồn ở pha loãng là an toàn và chất lượng cồn tốt nhất (trừ ngăn đầu tiên) không bằng ngăn trên, cụ thể là ngăn 2, 3, 4 (do cồn có hồi liệu để vào dạng hơi). Điều quan trọng để lấy thành phẩm là nnhiệt độ đỉnh tháp và nhiệt độ của các bộ ngưng tụ: o o tđỉnh: 78 ÷ 79 C o o tngưng tụ: 45 C. - Chế độ lấy dầu fusel, phần trên đĩa tiếp liệu lấy ở pha lỏng: rượu fusel phần dưới đĩa tiếp lỏng lấy ở pha hơi → dầu fusel. Tính toán lấy sao chonồng độ rượu ở những chỗ đó ~ 55%. Có thể lập thêm 3 tháp rượu êtylic đặt sau tháp trung gian (nằm ở vị trí số 3) Hoặc tháp cuối cùng. 1.9. Tính toán cơ bản: - Phương trình đường hoá: (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 162 180 C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 - Phương trình đường hoá: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 162 22 ℵ Từ monosacarit: o o Cứ 100 (phần) kg được 64,72 lít cồn 1005 (ρ = 0,78927) t s = 78,15 C. Trang 30
  32. ℑ Disacarit: Cứ 100kg 68,18 ℜ Polisacarit: Cứ 100 kg 71,28 64,72; 68,18; 71,28 là hiệu suất lên men lý thuyết 1,0526 × 64,79 = 1,104 × 64,79 = Hiệu suất lên men: ηlm = ηdh × ηlm ηcctc = ηcc × ηtc ηtth = ηlm × ηcctc : là toàn bộ sản phẩm cồn tính quy ra rượu êtylic Trang 31
  33. Chương : KỸ THUẬT SẢN XUẤT VANG 2.1. Giới thiệu: - Sản phẩm vang (nine) nguyên liệu quả nho, quả mận xôi, anh đào, lê, táo, dưa, chuối. Vang làm từ hoa quả hoang dại → giá trị càng tốt. ?????????????????????????????? + Nước quả (ép dập, xé nhỏ). - Lên men tự nhiên: vẫn là một giả pháp công nghệ dùng sản xuất rượu → thô sản phẩm mặt hàng vang rất nổi tiếng. - Lên men nhân tạo phân lập, tuyển chọn căn cứ vào điều kiện vùng, quy mô sản xuất và ????? với điều kiện lm tạo độ cồn cao. + Vang: 15 century: chỗ vang trong thùng gỗ => xuất hiện ngành chưng cất vang lấy rượu (bunnine) + tàng trữ (ageing) ≡ cognac → (armagnac). Vang thô được tàng trữ trong thùng gỗ dầu. + Champegne: sản xuất từ nho đặc biệt: nhưng lượng đường rất cao → ageing trong thùng rượu có một loại thùng rượu có một loại nấm men lên men được, lượng đườg có trong đó ≡ với lần 2 (second fermemtation): tạo được hỗn hợp rượu rất nhiều gas → sản phẩm. 2.2. Nguyên liệu 2.2.1. Quả nho - Nho sử dụng chế biến (nho tươi, nho khô, nước nho). - Nho để sản xuất vang mỗi quốc gia có những quy chế sử dụng áp dụng đối với các cộng đồng kinh tế. Nó quy định về tiêu chuẩn, vùng nhà sản xuất. * Các tiêu chuẩn về chất lượng nho. - Hàm lượng đường (1). Hài hoà chua ngọt - Hàm lượng axít (2). - Hàm lượng chất khô (3). - Màu sắc quả (4). => Nghiên cứu sự hài hoà chua - ngọt. Đặc trưng cho từng loại quả và độ chín. (3): tanin, chất đạm, muối khoáng, vitamin. (1)≥ 10%, (2) ≤ 1% (10 g/l), (3)≥ 12%. Ở Việt Nam: Nho ăn tươi, hàm lượng nho: chủ yếu là nho chua, không phù hợp lượng để sản xuất vang do độ đường thấp, độ axít cao 2.2.2. Các Loại Quả Khác - Mận, Táo, Mâm Xôi, Lê - Dứa: Ở Việt Nam Trang 32
  34. * Xuất khẩu và ăn tươi * Lạnh đông * Rượu vang - Chuối: Vang ⇒ Không tàng trữ được Kho tàng trữ tạo ra những sản phẩm có mùi không chấp nhận trùng vang cường hoá. - Sontra (Táo Mèo): Có vị đắng, chát và có mùi vang thành thức - Điều 2.3. Công Nghệ Sản Xuất Vang Thu nhận nguyên liệu Gia Công sơ bộ Tự nhiên Lên men Nhân tạo Men giống Xử lý Tàng trữ Hoàn thiện c. Thu nhận - Thu hái đúng độ chín - Sản xuất các loại vang đặc biệt: Lựa chon loại bỏ quả dập nát, thối, xanh quá, rải nho lên tấm hút nước. d. Gia công sơ bộ - Ép nước: ép thuỷ lực (1) - Xé, ép, dập, chà (1) Cách ép này cho phép lấy các phần ép khác nhau theo qui định nghiêm ngặt theo quy trình công nghệ. - Lên men sơ bộ: Mục đích để dễ ép hơn Nho ép dập lên men tự nhiên hoặt men giống vừa phải: 1 ngày khi lên như vậy các flutamin, pectin bị biến đổi. Điều đó cho phép quá trình ép thu được nhiều nước hơn => Phát triển hiệu quả ép. Trang 33
  35. - Trường hợp ép nhiều, nhưng không lên men ngay được => có các biện pháp. * Thanh trùng bằng nhiệt độ: ở 800C (> 800C hoa quả chín do nhiệt). * Hoá chất: Muối Natri bisunfit NaHSO3 Ưu điểm: Phòng ngừa thối, ngăn ngừa được hoạt động oxi hoá. Nhược điểm: quá liều gây độ Liều dùng ≤ 1% (trùng xông SO2) - làm trong dịc nước quả: Bảng hoá chất, khi sử dụng cần phải đun nóng để loại trừ (SO2) Bằng các biện pháp lọc - Thanh trùng bằng nhiệt (đây là công đoạn bắt buộc đối với việc sản xuất nước quả). * Cần chú ý các chỉ tiêu của dịch lên men để có biện pháp điều chỉnh thích hợp Các chỉ tiêu nước quả: Độ đường, độ axít, độ khô. y Bằng kinh nghiệm y Bổ sung: axít, đường Axít (Lactic, axitíc) e Lên men - Lên tự nhiên: Tồn tại ở các vùng sản xuất truyền thống. dựa vào nho chín tồn tại loại nấm men có thể lên rượu ????????????????? vini. - Men giống: Phân loại, tuyển chọn y Lên men đường: chia axít cao, chống nhiễm tạp y Độ rượu cao - Lên men: có 2 qui trình lên men y Lên men chính kéo dài 3 đến 7 ngày. Trong quá trình lên men hạn chế tối đa mọi xâm nhập không khí. Mức vang trong thùng càng đầy, càng tốt (packing up) hoặc dùng trong thiết bị thép Inox (lên men tự động Automatical funmemtation). y Lên men phụ: kéo dài 10 ngày đến 3 tháng. Là quá trình lên men Malalactic (xem giáo trình MS Học Công Nghiệp). Mà quan trọng hơn là qui trình tự làm trong của rượu Lên men Matic là một đặc trưng của qui trình lên men vang. Do các yếu tố → Sự làm trong của rượu → Keo hoá: Pectin, Glucozit, nhựa, lắng căn keo. y Keo hoá học: được hình thành giữa các glucozit với protein, tamin+protein. y Chất trợ lắng: K3Fe(CN)6. Kaliero cianua Keo (da, cá), albnimin, lòng trắng trứng => Kết quả của qui trình lên men chính + lên men phụ → vang non (material nine). Trang 34
  36. f. Xử lý vang non - Pha trộn giữa các loại vang non với nhau thậm chí bổ sung thêm nước nho hoặc cônhắc hay vang cũ. - Cường hoá: áp dụng đối với vang có độ cồn 16%V. - Ảnh hưởng đến mức độ thành thục. - Sản phẩm mất tính tự nhiên, ????? mang tính giả tạo (pse) g Tàng trữ (ageing). (Hevea - caosn) - Thùng gỗ: Sồi, phong, dẻ Các thành phần trong gỗ có tamin, nhựa gỗ ligmin. Mạch gỗ có tính thấm không khí khi hở lọt không khí. Thông thường các thùng gỗ mới để tàng trữ vang non. Thùng cũ thì vang cao trỗi hơn. => Tamin, nhựa gỗ, ligmin hoà tan vào rượu cho vang có nhiều màu khác nhau. => màu sắc rượu do do thùng gỗ tàng trữ, loại gỗ, loại vang, các phản ứng axít hoá không khí lọt qua khe hở của thùng. - Công đoạn quan trọng nhất: Trong qui trình tàng trữ là xếp thùng vào hầm và đặt vị trí thùng. Xuất kho theo thứ tự các thùng, thời gian tàng trữ ít nhất là một năm. (nằm phía dưới, ở những vị trí riêng biệt cho những thùng rượu ngon nhất) Các thùng cần chứa đầy rượu. h. Hoàn thiện: - Pha đấu: - Hỗn hợp các loại vang Để yên - Cường hoá bổ sung Sau đó pha thêm đường. - Lọc là khâu hết sức quan trọng Bảo đảm y Rượu trong suốt y Độ ánh Trang 35
  37. - Màu: nói lên giá trị sản phẩm do y Qui trình lên men do sự biến đổi sắc tố có trong quả nho. y Chiết lấy chất màu tự nhiên trong vỏ quả nho (bã): chlorophyl, anloxian. y Sau khi chiết, tiến hành cô đặc ????????????????? Chế biến đặc biệt: nhiệt: sau khi làm nhỏ quả nho, tiến hành đun nóng cả nước bã quả trong một thùng gỗ ở 700C/2h. Nhược điểm: đun cả khối => tốn ?????? y Màu qua tàng trữ: phụ thuộc vào nhiệt độ, tính chất vang, thành phần gỗ của thùng chứa. y Pha màu nhân tạo, caramem, làm trong vang. Làm trong vang K3Fe(CN)6 → K3Fe(CN)6 → Fe?? Tan màu nâu xanh. 2.4. Champagne * Sản xuất Champagne truyền thống gồm ??? khâu Giống nho: nho đỏ thấm, vàng kim chỉ 15÷20% nho có lớp nấm quá tồi (Royal fungi) (*). Thu hái (picking) bảo đảm đúng độ chín, loại bỏ tất cả những loại quả không đúng phẩm chất (thối, dập, nát). (*). Ép (pessing) dùng thùng ép Thùng gỗ có V = 4000l → chứa 4000kg nho quả ép lấy 2666l để sản xuất rượu chính phẩm, còn lại 666l để sản xuất Champagne thấp hơn hoặc vang. Lên men trong thùng gỗ, bể bê tông, thùng thép Inox (lên men tự nhiên hoặc men giống). (*). Rót đầy, chuyển thùng: Để hạn chế, điều chỉnh qui trình lên men hiếm khí. (*). Khuấy và lọc: (Racking and Fining) Làm đồng đều các thành phần của vang nho, đồng thời loại bỏ phần lớn Tbào, cặn mấm men của qui trình lên men lần 1. Dùng lọc có chất trơ lọc: pentonit, siatotmit. (*). Chuẩn bị nước rượu: Mang tính nghệ thuật cao, cách pha chế nước rượu giữa các năm, các mùa với nhau, các vườn nho, giống nho khác nhau. Trang 36
  38. (*). Cho thêm nước nho và mấm men: → Chiết vào chai. (*). Đóng nắp và gia cố nắp (*). Lên men lần 2: (Seccond fermentation) 0 tlm : 10÷12 C ???? 3÷6 tháng Qui trình lên men Champagne trong chai ⇔ Qui trình Champagne hoá trong chai (Champagnetion in battle). (*). Tàng trữ: Ít nhất là một năm, lâu nhất là 3 năm. (*). Lắc chai: → mđ các chai Champagne đặt trước giá nghiêng, sau 3 ngày/1 lần lắc phần đứng lắc liên tục trong 6 tuần để các tạp chất dễ dàng lắng xuống đáy chai. Sau đó, các chai mới được đặt thẳng đứng. (*). Để yên: Lộn ngược chai, cặn lắng ở chai. (*). Loại trừ cặn: Ngâm phần cổ chai vào chậu nước, nước đã ngâm muối (- 210C). Cặn và một phần rượu Champagne trên cổ đông lại tạo ??? Vừa lộn ngược chai vừa vặn nút chai ra. Khi trong chai tống bồn đóng chai ra ngoài, nhanh chóng đậy nút chai lại. (*). Thêm chất tạo vị: * Thêm vào các chất tạo vị - Vang lâu năm - Brandy tốt Để vừa tạo vị,vừa định chỉ qui trình lên men. (*). Gia cố nắm chai: bằng giây thép (*). Lắc chai: Hoà trộn Champagne với các chất tạo vị. (*). Để yên: 4÷16 tháng (*). Bao góc: Khi sản xuất Champagne theo sự cơ giới hoá => khác một số khâu so với sản xuất cổ truyền. - Ép: ép thuỷ lực, hoặc ép vít - Champagne hoá: y Trong bể y Trong thiết bị bằng Inox, chịu áp lực cao Trang 37
  39. CO2 2 vỏ chia làm 3 vùng khác nhau Chất tải lạnh Champagne chiết chai vang non + mem 0 Khi lên men duy trì t lm bởi các áo lạnh. Phần trên cùng có lớp cặn nổi lên => được hút ra ngoài còn cặn lắng làm lạnh đóng băng và tháo cặn. Bổ sung CO2, chiết chai không sử dụng bơm mà dùng lượng CO2 nạp vào nén khối Champagne trong thiết bị đi xuống. - Nấm men: Sử dụng loại thuần khiết. • Champagne pha chế: - Hoà tan - Một nửa 2.5. Cognac: (armagnac) - Brandy: thuật ngữ chỉ sản phẩm chưng cất từ rượu vang các loại. - Cô nhắc thuật ngữ chỉ sản phẩm, sản xuất Brandy từ rượu vang ngon nhất thế giới. y Để sản xuất 1l cognac cần 9l vang gối (Base nine) là vang lên men tự nhiên 3÷5 tuần, trong qui trình lên men không có men giống và không sục khí CO2. Lên men tự nhiên: Độ rượu thấp và độ chua cao (5÷7% V, độ chua12% trùng 12g axít/l). y Chưng cất, ??? = Đồng, dung tích 3000l Vò sành Lần 1 (first distillation) trùng cất lần 1 Thời gian cất 3h từ rượu thô 26÷32% V Lần 2 (second distillation): Trang 38
  40. Lấy rượu thô đem cất lại, đoạn cồn đầu và cồn cuối đem cất lại, đoạn giữa 70% V lấy: Đoạn đầu > 70% V, đoạn cuối < 70% V. y Tàng trữ: sau khi cất có thể pha loãng đến ≥ 50% V để tàng trữ. Thời gian tàng trữ ít nhất là 18 tháng. Màu sắc của Cognac chủ yếu do gỗ (dụng cụ tàng trữ như tamin, chất màu). y Pha trộn, pha chế, đóng chai. 2.6. Tình hình sản xuất vang ở Việt Nam: → Dứa, Chuối, Điều, nho, Sontra (táo mèo, lòn bon) → Lên men có cường hoá, vì lên men đạt độ cồn không cao lắm (khoảng 7% V) → Mấn men vang tạo độ rượu cao (12% V, 14% V) → Trong qui trình lên men có bổ sung thêm đường → Hoàn thiện sản phẩm gồm các khâu: y Cường hoá bổ sung y Thêm màu, mùi, các chất phụ gia (đường, axít Xitric, màu (tinh dầu tự nhiên), tổng hợp, ngâm chiết) y Màu: caramen → Một sản phẩn cao cấp: Champagne trùng nhân tạo. Trang 39
  41. Chương III: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU PHA CHẾ & NƯỚC GIẢI KHÁT KHÔNG RƯỢU 3.1. Khái niệm: Rượu pha chế chỉ sản phẩm do qui trình pha trộn mà có từ nguyên liện cơ bản là cồn tinh chế và rượu nền (gối) - Rượu mùi: trùng pha chế. - Rượu trắng: - Pha chế, vogka, lúa mới - Rượu mạnh do lên men mà có gas Whisky, Rum Nước giải khát không có rượu, nước giải khát có gas, nước ngọt (không ngọt, giả ngọt). 3.2. Công nghệ sản xuất rượu mùi pha chế: c Nguyên liệu: - Rượu gốc: Cồn tinh chế thực phẩm Whisky, Rum, Brandy, cognac, rượu gạo. Khi pha chế mùi vị rượu gối không hoặc ít ảnh hưởng đến phẩm chất rượu pha chế sau này. - Hương liệu: y Tự nhiên (nước cốt: cam, chanh ) y Tổng hợp (tinh dầu) - Chất ngọt: y Đường sacaraza y Đường frucloza y Mật ong y Tổng hợp: sacarin - Chất phụ gia: y Tạo màu y Làm bền, độ sánh, óng ánh y Bảo quản d Điều chế hương liệu: Đa phần các loại rượu mùi mang tên hương liệu. - Ép, chà, vắt: Sử dụng cho các loại nguyên liệu có nhiều tinh dầu: Cam, chanh, quýt Mần chiết: Là phương pháp phổ biến nhất. Đa phần với cồn tinh dầu chế 70% V, cồn 70% V hiệu quả ngâm chiết không cao do cồn hút nước nhiều, qui trình khuếch tán hoà tan, chất mùi trong nguyên liệu kém => Phổ biến: Dùng mơ, Mận, Đào (quả hạch 1 hạt). y Dùng các quả họ citrus (Cam, Chanh, Quýt) → Gia công tiếp. Trang 40
  42. - Chưng cất, lấy tinh dầu y Chưng cất lôi cuốn theo hơi nước y Ngâm chiết → Cất lấy tinh dầu Cho phép sản xuất những tinh dầu rất tinh tế (Hầm cồn và ??????????????) Dùng đường sacaraza (muối đường) 1÷2 lần Xiro dịch quả đường: y Lên men y Pha chế rượu y Pha chế nước giải khát - Pha chế: y Sản xuất Xiro đường: Dùng đường sacaraza. y Trong rượu mùi: Có nồng độ cao thì => Độ hoà tan của đường sacaraza giảm, trừ một số loại rượu mùi cho phép lắng cặn đường ở đáy chai (nói chung không thể pha trược tiếp đường vào rượu). Do đó, cần điều chế đường sacaraza thành rượu trước khi pha chế vào rượu. y Trong một số trường hợp, do sử dụng đường chất lượng kém → ảnh hưởng đến chất lượng rượu thì phương pháp nấu xiro đường cho phép loại trừ phần lớn hoặc hoàn toàn mùi vị lạ. chua y Trong rượu có axít Tạo nên sự hài hoà chua ngọt t Nấu xiro làm chuyển hoá 1 phần đường thành monosacarit, chống sự kết tinh đường trùng lắng cặn đường. => Có các loại xiro đường: 60, 75, 80%. Thấp quá lên men, cao quá → kết tinh. - Nấu xiro trực tiếp - Nấu xiro gián tiếp: + Dùng hơi (nồi 2 vỏ) + Nước (cách thuỷ) Cho thêm axít vào khi nấu nhưng 1% ???? đường thường là axít xitric. Trong quá trình nấu: Vớt bọt, lược, lọc. y Tính toán Lượng cồn: Chú ý hoạt động toả nhiệt kèm theo sự co thể tích khi hoà vào trong nước. - Pha một số rượu hoàn toàn dùng cồn: Vodka, lúa mới, nàng hương, nếp mới 48%, 45%, 40%, 38%. → Từ 26% V → pha về 50% V Vì: - Ở 50% V thì độ co thể tích của cồn là cao nhất - Một số các tính chất của cồn có tốt hay không về mặt cảm quan thể hiện tốt nhất là 50% → pha từ 50% V về các độ cồn cần thiết thấp hơn (4., 45, 38%). Pha chế điều chỉnh. Trang 41
  43. Sai số 0,5% V dành cho khâu hoàn thiện (lọc, tàng trữ). - Pha một số loại rượu dùng cồn để ngâm chiết, phải tính toán trừ đi lượng cồn có trong dịch ngâm chiết đem đi pha chế rượu. y Thứ tự: Vỏ ổn định t0 Ống nước Ống nước Cách khuấy Van lấy - Biết cách xác lấy ẫ lượng nguyên liệu cho vào phụ chế - Biết được lượng rượu trong thiết bị Cho 1/2÷2/3 lượng xiro hoặc dịch ngâm chiết rồi cho tiếp 1/2÷2/3 lượng cồn tính toán rồi khuấy trộn, ổn định t0 (làm nguội nước). Sau đó cho tiếp lượng xiro và lượng cồn còn lại trừ 10% để điều chỉnh ⇔ pha 20% tính toán, rồi thêm các phụ gia tiếp tục khuấy, ổn định t0 lấy mẫu 10% còn lại để pha chế hiệu chỉnh chhinhs xác. Sau khi đã lấy mẫu. Tuy nhiên, trong đa số trường hợp sản xuất mặt hàng mới khi qui trình công nghệ ổn định cho phép bỏ một số khâu pha chế, nhưng không được phép bỏ khâu pha chế cồn 50% V. Sau khi kết thúc pha chế ổn định và gia công tiếp theo. y Chất phụ gia: Dùng để pha chế rượu. - Axít xitric: cho vào xiro, pha trực tiếp nhưng mọi trường hợp → hoà loãng thành dung dịch. - Axít axetic kết hợp với Na2CO3 (sô đa): giảm nhiệt độ sôi. - Glixerin: Tạo độ sánh, kết hợp với lọc tạo độ óng ánh. - hương liệu bổ sung: Trong đa số trường hợp nó là thành phần chính của rượu: Chanh, cafê, cam, anic (hồi). Có thể bổ sung hoặt hoàn toàn dùng hương liệu (tinh dầu). Thường được pha chế vào giai đoạn cuối khi ????? đa đạt 20% tính toán. - Màu: y Caramen tuỳ theo mức độ caramen hoá đường khác nhau cho ra các gam màu đỏ nâu, đen. Trang 42
  44. y Khi dùng caramen buộc người sản xuất phải pha chế thử, vì không có một tỉ lệ nhất định. y Phẩm màu T.P. - Chiết tách từ T.V - Hoá chất. => Trong các trường hợp => sau khi pha chế xong phải ổn định hoặc tàng trữ 1 thời gian ít nhất 1 tuần. - Lọc bắt buộc đối với tất cả các loại rượu. Do bắt buộc rượu phải đảm bảo có độ trong. Đa số, căn trong rượu sau khi pha chế xong it vun mảnh, cạn nhỏ => dùng các biện pháp lọc thông thường không đảm bảo chất lượng rượu: không loại được cặn => Do đó, có sử dụng thêm chất trợ lọc, lọc tốt hơn nhưng: Hạn chế được: - Tốc độ lọc - Năng lực lọc - Giá thành Chất trợ lọc khi thêm vào dịch tạo trên bề mặt lọc những mao mạch nhỏ, xốp cho phép giữ lại những mảnh nhỏ, cặn nhỏ thậm chí có cả tế bào nấm men. Dưới tác dụng của chất ????/? lọc → tạo thành lớp dày → theo thời gian ??? hiệu quả lọc giảm dần. Lúc đó, thay thế chất trợ lọc mới. Khi vận hành, giai đoạn đầu trên hình thành lớp trợ lọc, giai đoạn 2 khi lấy mẫu nước dịch trong ở ống góp → bắt dầu quá trình lọc. * Các loại chất trợ lọc y Tinh bột (lọc khối men bia, men bánh mì) y Nhược do các hoạt động dính kết vào vải lọc → phức tạp, tốn nhiều TB → ít dùng. y Pentomit: Trùng đất sét. y Diatomit: (đá vân mẫu, sa thạch) trầm tích hoá thạch của một loài ốc cỏ. y Tinh luyện bằng cách lọc qua than hoạt tính. Áp dụng cho rượu Vodka (Balan, mùa lúa mới). Than hoạt tính vừa có tính hấp phụ vừa lọc => cho chất lượng rượu tốt do độ trong cao và loại trừ hết mùi vị lạ, giảm độ xốc. => Cùng với Glixerin tạo độ êm, ngọt hơn. => Tạo màu (hiếm). Điều cơ bản ở đây là lượng than và tốc độ lọc. * Một số loại rượu thông dụng trên thế giới. c Rum: Sản xuất từ mía đường (Tamaica) → lên men → chưng cất. lấy độ cồn 60 ÷ 70% V → tàng trữ → pha chế (theo mỗi mác rượu, phụ gia (màu)). d Whisky: (Scotland) Nguyên liệu: Malt đại mạch trùng malt Whisky là loại có chất lượng cao nhất Trang 43
  45. Malt đại mạch + lúa mỳ Malt đại mạch + ngô (????? Whisky) => nguyên liệu TB, tác ???? đường hoá, malt. Nấu đường hoá → lên men chưng cất → phân đoạn (lấy đoạn giữa 60% V đoạn đầu và đoạn cuối đem cất lại) → tàng trữ. y Thùng oõ đốt cháy bên trong y Thêm than cốc. => Trong quá trình tàng trữ Whisky có những tiến bộ rất sâu sắc về mùi, vị, màu (do than). Sau đó, lọc điều chỉnh ???/ theo mác Whisky (38, 40, 45, 48, 57% V) với Whisky sanh gọi là “gin” trùng Dry whisky. 3.3. Kỹ Thuật sản xuất nước giải khát. y Có gaz y Cơ sở: Dựa vào sự hoà tan vào nước, thuộc áp suất, t0, nồng độ chất tan trong dung dịch (mol) bão hoà CO2 bằng cách hấp thu hay nén để tạo vị cay the. Bảng độ hoà tan của khí CO2 trong 1 V nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất (photocopy). Độ hấp thụ CO2 vào nước căn cứ vào phương trình V α = v(1+ 0,00367t) Trong đó: α : Hệ số hấp thụ V : Thể tích cần hấp thụ t : Nhiệt độ v : Thể tích chất tan Cơ bản của dung dịch khí CO2 trong nước và rượu êtylic ở áp suất khí quyển. (photocopy). + - CO2 + H2O = H2CO3 ' H + HCO3 Trong khoảng 1 ÷ 4 at, p/c = const trong đó p: là áp suất của không khí, c: là nồng độ của nó trong dung dịch. Từ 4 ÷ 5 at tuân theo định luật Henry: áp suất tỉ lệ với nồng độ molan theo một phương trình tuyến tính. []CO 2 Hệ số hấp thụ K = − . []HCO 3 Trang 44
  46. Khi bảo quản lượng CO2 thoát ra căn cứ vào K. trong trường hợp áp suất chung (bên ngoài) thì cân bằng của phản ứng chuyển sang trái: CO2 + H2O ← H2CO3. Đây là hiện tượng trào ≡ hiện tượng thoát CO2 một cách đột ngột. * Qui trình công nghệ: + Chuẩn bị xiro đường đường (1). + Chuẩn bị nước bão hoà CO2 (2). + Pha chế (3). + Ổn định + Đóng chai (1) ≡ nước coler (2) lượng CO2 hoà tan vào trong nước lớn nhất H2O mềm CO2 nén H2O bão hoà CO2 CO2 và nước mầm hoàn Thiết bị chuẩn bị nước bão hoà CO2 (3) Phối trộn nước CO2 hoà tan hoàn toàn vào xiro với nước ngọt đống chai, (3) cũng là quá trình chiết chai. * Phụ gia: tinh dầu, nước cốt cam, chanh, xá xị (tinh dầu do lượng) Trang 45
  47. CHÆÅNG IV : KÉ THUÁÛT SAÍN XUÁÚT BIA I. Nguyãn liãûu duìng âãø saín xuáút bia 4.1. Malt: Malt laì haût hoìa thaío náøy máöm trong âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì âäü áøm nhán taûo xaïc âënh. Noï laì saín pháøm ráút giaìu cháút dinh dæåîng: chæïa 16-18% caïc cháút phán tæí læåüng tháúp dãù hoìa tan, chuí yãúu laì âæåìng âån, dextrin báûc tháúp, caïc axit amin, caïc cháút khoaïng, caïc nhoïm vitamin vaì âàûc biãût coï hãû enzym phong phuï - chuí yãúu laì proteaza vaì amylaza. Malt âæåüc duìng âãø chãú biãún nhiãöu thæûc pháøm coï cháút læåüng cao nhæ bäüt dinh dæåîng cho treí em, caïc loaûi âäö uäúng täøng håüp cho ngæåìi giaì vaì phuû næî coï thai nhæng co ï leî cäng duûng låïn nháút cuía malt laì duìng âãø saín xuáút caïc loaûi âäö uäúng coï âäü cäön tháúp, nháút laì bia. Malt duìng trong saín xuáút bia våïi 2 muûc âêch, væìa laì taïc nhán âæåìng hoïa væìa laì nguyãn liãûu. Trong saín xuáút bia chuí yãúu laì duìng malt âaûi maûch vç: - Âaûi maûch dãù âiãöu khiãøn quaï trçnh æåm máöm. - Âaûi maûch cho tè lãû enzym cán âäúi thêch håüp cho cäng nghãû bia. - Voí âaûi maûch dai nãn nghiãön êt naït vaì taûo låïp tråü loüc ráút xäúp. - Malt âaûi maûch cho bia coï hæång vë âàûc træng hån so våïi caïc loaûi malt khaïc. - Riãng âäúi våïi mäüt säú næåïc thç âaûi maûch dãù träöng hån so våïi caïc loaûi luïa maûch khaïc. Trang 46
  48. *. Så âäö cäng nghãû saín xuáút malt âaûi maûch Âaûi maûch Laìm saûch Taûp cháút Haût saûch Phán loaûi Loaûi III Loaûi I+II H2O Ræîa vaì saït truìng Cháút saït truìng Khê neïn H2O Ngám Khê neïn Khäng khê âiãöu hoìa Náøy máöm Sáúy malt Taïch máöm rãù Máöm, rãù Malt saûch Baío quaín Malt thaình pháøm Trang 47
  49. 4.1.1. Âaûi maûch: Âaûi maûch giäúng gieo träöng (Hordeum sativum - jessen) thuäüc nhoïm thæûc váût coï haût (Spermophita), phán nhoïm bè tæí (Angiospermae), låïp mäüt laï máöm (Monocotyledonae), hoü luïa mç (Gramineae). Âaûi maûch gäöm nhiãöu loaûi. Trong cäng nghãû saín xuáút malt bia hoü duìng chuí yãúu laì âaûi maûch 2 haìng, bäng âæïng vaì ráút quan tám âãún caïc chè säú thaình pháön hoïa hoüc cuía chuïng. Thaình pháön hoïa hoüc cuía âaûi maûch ráút phæïc taûp. Noï phuû thuäüc vaìo giäúng âaûi maûch, âiãöu kiãûn âáút âai, khê háûu, kyî thuáût canh taïc vaì âiãöu kiãûn baío quaín. - Næåïc: laì thaình pháön coï aính hæåíng låïn âãún quaï trçnh váûn chuyãøn vaì baío quaín haût. Âaûi maûch coï thuíy pháön caìng cao thç hiãûu suáút thu häöi cháút chiãút caìng bë giaím vaì khoï baío quaín. Haìm áøm täúi âa cuía âaûi maûch khi baío quaín khäng nãn væåüt quaï 13% laì täút nháút. - Gluxit: laì håüp pháön chiãúm khäúi læåüng nhiãöu nháút trong thaình pháön cháút khä cuía haût âaûi maûch. Noï bao gäöm mono-, di-, tri- vaì polysaccharit. + Monosaccharit laì caïc loaûi âæåìng glucoza, fructoza, xiloza. + Disaccharit thç chuí yãúu laì saccharoza vaì maltoza. + Trisaccharit thç chuí yãúu laì rafinoza. +Polysaccharit bao gäöm tinh bäüt, xelluloza, hemixelluloza, pentozan, amilan vaì caïc håüp cháút daûng keo. Trong âoï, 3 cáúu tæí âáöu tiãn coï yï nghéa quan troüng nháút âäúi våïi cäng nghãû saín xuáút bia. Tinh bäüt laì cáúu tæí chiãúm vë trê säú mäüt vãö khäúi læåüng cuîng nhæ vãö yï nghéa âäúi våïi cäng nghãû saín xuáút bia. Hån mäüt næía khäúi læåüng cháút khä cuía âaûi maûch laì tinh bäüt. Trong mäüt säú træåìng håüp, nãúu âaûi maûch laì chuíng giäúng coï cháút læåüng cao thç con säú âoï coï thãø lãn tåïi 70%. Âäúi våïi cäng nghãû saín xuáút malt vaì bia, tinh bäüt coï hai chæïc nàng: nguäön thæïc àn dæû træí cho phäi vaì cung cáúp cháút hoìa tan cho dëch lãn men. Xelluloza cuía haût âaûi maûch âæåüc phán bäú chuí yãúu åí låïp voí tráúu vaì chiãúm khoaíng 20% cháút khä cuía voí. Xelluloza khäng tan trong næåïc, háöu nhæ khäng thay âäøi vãö thaình pháön vaì cáúu truïc trong suäút tiãún trçnh cäng nghãû saín xuáút bia. Noï âoïng Trang 48
  50. vai troì âàûc biãût quan troüng trong quaï trçnh loüc dëch âæåìng vç låïp voí tráúu laì váût liãûu taûo maìng loüc phuû lê tæåíng. Hemixellulo laì thaình pháön chuí yãúu taûo nãn thaình tãú baìo. Dæåïi taïc duûng xuïc taïc cuía nhoïm enzym xitaza, hemixellulo bë thuíy phán thaình hexoza (galactoza vaì manoza) vaì pentoza (arabinoza vaì xiloza). Táút caí nhæîng âæåìng âån naìy hoìa tan bãön væîng vaìo dëch âæåìng vaì taûo thaình cháút chiãút, laì nguäön cung cáúp dinh dæåîng quan troüng cho náúm men. - Caïc håüp cháút chæïa nitå: haìm læåüng caïc håüp cháút chæïa nitå trong haût âaûi maûch (tênh theo cháút khä) chiãúm khoaíng tæì 8÷13,5% vaì noï âoïng mäüt vai troì quan troüng âäúi våïi cäng nghãû bia vç noï coï anhí hæåíng âãún cháút læåüng vaì âäü bãön cuía saín pháøm. Khi saín xuáút malt bia chè sæí duûng nhæîng loaûi âaûi maûch coï haìm læåüng protein tæì 9 âãún 11,5%. - Cháút beïo vaì lipoit: haìm læåüng cuía chuïng trong haût âaûi maûch dao âäüng trong khoaíng 2,5÷3%. Cháút beïo vaì lipoit täön taûi trong bia seî laìm giaím âäü bãön keo cuía saín pháøm. - Caïc håüp cháút khäng chæïa nitå: trong nhoïm naìy bao gäöm caïc håüp cháút hæîu cå vaì vä cå khäng chæïa nitå, khi âæåüc chiãút li bàòng næåïc chuïng hoìa tan thaình dung dëch. Caïc âaûi diãûn tiãu biãøu cho nhoïm naìy laì: + Polyphenol vaì cháút âàõng: nhæîng håüp cháút thuäüc nhoïm naìy dãù daìng kãút håüp våïi protit cao phán tæí âãø taûo thaình phæïc cháút dãù kãút làõng, laìm tàng âäü bãön keo cuía saín pháøm. Màût khaïc, sæû hoìa tan cuía polyphenol vaìo dëch âæåìng laûi laì nguyãn nhán laìm xáúu âi hæång vaì vë cuía bia. + Fitin: laì muäúi cuía canxi vaì magie våïi axit inozitphosphoric C6H6O6(H2PO3)6, noï táûp trung chuí yãúu åí voí vaì chiãúm khoaíng 0,9% cháút khä cuía voí. Khi bë thuíy phán noï seî taûo thaình inozit C6H6(OH)6 vaì axit phosphoric. + Vitamin: âaûi maûch chæïa nhiãöu loaûi vitamin nhæ B1, B2, B6, C, PP2 + Cháút khoaïng: trong âaûi maûch chæïa nhiãöu loaûi khoaïng khaïc nhau . - Enzym: trong haût âaûi maûch chæïa mäüt læåüng enzym khaï phong phuï nhæ amylaza, fitaza, proteaza, sitaza, caïc enzym oxy hoïa-khæí 4.1.2. Laìm saûch vaì phán loaûi: Trang 49
  51. - Laìm saûch: trong quaï trçnh thu hoaûch, váûn chuyãøn cuîng nhæ baío quaín coï nhiãöu taûp cháút vä cå (âáút, âaï, saûn, soíi ) vaì hæîu cå (haût coí daûi, xaïc cän truìng ) coï thãø råi vaìo khäúi haût. Do âoï, âãø taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho quaï trçnh saín xuáút vaì âãø cho saín pháøm âaût cháút læåüng cao, âaûi maûch cáön phaíi laìm saûch taûp cháút træåïc khi âæa vaìo saín xuáút. - Phán loaûi: haût âaûi maûch âem vaìo saín xuáút cáön baío âaím tênh âäöng âãöu. Âäü âäöng âãöu cuía khäúi haût caìng cao thç quaï trçnh ngám vaì æåm máöm caìng âaût hiãûu quaí. Chênh vç thãú phaíi tiãún haình phán loaûi âaûi maûch træåïc khi ngám. Dæaû vaìo kêch thæåïc hoü chia haût âaûi maûch ra laìm 3 loaûi: + Loaûi I coï bãö daìy haût låïn hån 2,5mm. + Loaûi II coï bãö daìy haût tæì 2,2 âãún 2,5mm. + Loaûi III coï bãö daìy haût nhoí hån 2,2mm. Loaûi I vaì II duìng âãø saín xuáút malt bia, coìn loaûi III laì phãú liãûu (coï thãø sæí duûng laìm TAGS hoàûc vaìo caïc muûc âêch khaïc). 4.1.3. Ræîa vaì saït truìng: 4.1.3.a Muûc âêch: - Loaûi boí nhæîng haût leïp, haût khäng âaût tiãu chuáøn, caïc taûp cháút, caïc máùu haût gaîy, vuûn, maì trong quaï trçnh laìm saûch vaì phán loaûi chæa loaûi boí hãút. - Ræîa saûch buûi vaì mäüt säú vi sinh váût, cän truìng baïm trãn bãö màût haût. - Sæí duûng biãûn phaïp thêch håüp âãø saït truìng khäúi haût, taûo âiãöu âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho caïc quaï trçnh cäng nghãû tiãúp theo. 4.1.3b. Caïch tiãún haình: Âãø ræîa haût ngæåìi ta sæí duûng caïc thiãút bë ræîa chuyãn duìng. Næåïc duìng âãø ræîa haût phaíi baío âaím caïc chè tiãu vãö hoïa hoüc vaì sinh hoüc. Âãø haût saûch hån ngæåìi ta coï thãø cho thãm vaìo næåïc ræîa mäüt säú cháút nhæ: NaOH - 0,35kg/m3 næåïc; Na2CO3 - 0,9kg/m3 næåïc; CaO - 1,3kg/m3 Âãø saït truìng haût ngæåìi ta cuîng coï thãø duìng nhiãöu cháút khaïc nhau nhæ formalin, H2O2, KMnO4, Ca(OH)2 Tuy nhiãn, khi sæí duûng caïc cháút saït truìng cáön choün nhæîng cháút khäng gáy aính hæåíng xáúu âãún quaï trçnh æåm mámö cuîng nhæ cháút læåüng cuía malt thaình pháøm. Trang 50
  52. Næåïc väi giuïp cho quaï trçnh ræîa haût nhanh, saûch hån, laìm tàng pH mäi træåìng nãn hoìa tan nhiãöu hån caïc håüp cháút polyphenol vaì cháút âàõng trong voí haût vaìo næåïc. Nhæng phaíi chuï yï ræîa haût ké nãúu khäng väi seî baïm trãn bãö màût haût gáy caín tråí quaï trçnh hä háúp vaì aính hæåíng xáúu âãún quaï trçnh æåm máöm. Coìn H2O2, KMnO4 ngoaìi viãûc saït truìng coìn coï taïc duûng xuïc taïc caïc quaï trçnh sinh hoïa xaíy ra trong khi æåm máöm. 4.1.4. Ngám haût: 4.1.4a. Muûc âêch: Haût træåïc khi ngám coï âäü áøm nhoí (khoaíng 14% tråí laûi). Læåüng næåïc naìy trong haût phán bäú åí tãú baìo, coï nhiãûm vuû liãn kãút caïc phán tæí daûng keo, chuïng khäng thãø dëch chuyãøn tæì tãú baoì naìy sang tãú baìo khaïc - tæïc laì chuïng khäng tham gia vaìo quaï trçnh chuyãøn âäøi nàng læåüng. Læåüng næåïc naìy goüi laì næåïc liãn kãút hay næåïc cáúu truïc. Våïi haìm áøm tháúp nhæ váûy chuïng khäng âuí khaí nàng hoaût hoïa phäi âãø phaït triãøn thaình cáy non. Muäún thæûc hiãûn quaï trçnh naìy, haût phaíi huït thãm mäüt læåüng næåïc bäø sung nhåì vaìo viãûc ngám haût. Nhæ váûy muûc âêch cuía quaï trçnh ngám haût laì taûo âiãöu kiãûn âãø haût huït thãm mäüt læåüng næåïc tæû do, sao cho täøng haìm áøm cuía haût âaût trãn 40%. Chè våïi haìm áøm cao nhæ váûy quaï trçnh æåm máöm sau naìy måïi baío âaím tiãún trçnh bçnh thæåìng. Haìm áøm cuía haût sau khi âaî hutï næåïc âuí âiãöu kiãûn cho máöm phaït triãøn goüi laì mæïc âäü ngám. Âãø saín xuáút malt vaìng, mæïc âäü ngám cuía cuía âaûi maûch cáön âaût 43- 45%, coìn malt âen laì 45-47%. 4.1.4b. Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún quaï trçnh ngám haût: 1/Nhiãût âäü cuía næåïc ngám: Laì yãúu täú quan troüng nháút aính hæåíng âãún täúc âäü huït næåïc cuía haût (coìn goüi laì täúc âäü ngám). Trong mäüt giåïi haûn nháút âënh, nãúu nhiãût âäü cuía næåïc ngám tàng thç täúc âäü huït næåïc cuía haût tàng. Såí dé nhæ váûy vç khi nhiãût âäü cuía næåïc ngám tàng seî laìm tàng sæû træång nåí cuía caïc hãû keo hæîu cå (protein, tinh bäüt, xenlulo) vaì tàng váûn täúc khuyãchú taïn cuía næåïc do sæû chuyãøn âäüng phán tæí tàng, âäü nhåït cuía næåïc giaím. Thæûc nghiãûm âaî chæïng minh ràòng khi ngám haût âãún âäü áøm 45% nãúu nhiãût âäü cuía næåïc ngám laì 50C thç thåìi gian cáön thiãút laì 120h, nãúu nhiãût âäü 100C thç cáön 96h, coìn 150C thç 72h vaì 200C laì 48h. Trang 51
  53. Qua nghiãn cæïu hoü âaî chè ra ràòng nhiãût âäü cuía næåïc 12-140C laì nhiãût âäü thêch håüp nháút âãø ngám âaûi maûch. Nãúu ngám åí nhiãût âäü nhoí hån 100C thç sæû phaït triãøn cuía máöm bë kçm haîm, coìn nãúu ngám åí nhiãût âäü cao hån seî dáùn tåïi sæû phaït triãøn phong phuï cuía vi sinh váût. Màûc khaïc, åí nhiãût âäü cao täúc âäü huït næåïc cuía haût tàng lãn, dãù xaíy ra hiãûn tæåüng phäi bë "uïng" laìm máút khaí nàng náøy máöm cuía haût. Âäöng thåìi khi tàng nhiãût âäü cuía næåïc ngám cæåìng âäü hä háúp cuía haût seî tàng lãn ráút nhiãöu vaì keïo theo nhæîng quaï trçnh khaïc xaíy ra våïi täúc âäü cao hån. Tuy nhiãn, mäüt säú nghiãn cæïu âaî chè ra ràòng ngám "ám"ú (ngám åí nhiãût âäü 180C vaì cao hån) khäng nhæîng ruït ngàõn âæåüc chu kç ngám maì coìn laìm cho cháút læåüng cuía malt täút hån. Nhæng quaï trçnh ngám chè thæûc hiãûn khi sæí duûng cháút saït truìng maûnh vaì thäng khê têch cæûc cho haût. Aính hæåíng cuía nhiãût âäü næåïc ngám âãún täúc âäü huït næåïc cuía haût âæåüc minh hoüa bàòng säú liãûu trong baíng 1. Baíng 1: Âäüng hoüc quaï trçnh huït næåïc cuía haût åí nhiãût âäü khaïc nhau Thåìi gian ngám, Haìm áøm cuía haût (%) åí caïc nhiãût âäü khaïc nhau h 100C 15,60C 21,30C 0 13,1 13,1 13,1 16 29,5 32,8 31,2 40 36,4 39,3 42,1 68 39,2 42,5 44,9 87 41,4 44,0 46,7 112 43,3 46,2 48,2 2/Âäü låïn cuía haût: Kêch thæåïc cuía haût cuîng aính hæåíng âãún täúc âäü ngám. Haût to cáön phaíi ngám láu hån haût nhoí. Cuìng ngám nhæ nhau, haût âaûi maûch coï bãö daìy 28mm âaût âäü áøm yãu cáöu sau haût coï bãö daìy 22mm laì 25h. Trong haût daìy quaíng âæåìng âi cuía næåïc daìi hån trong haût moíng. Cho nãn haût caìng daìy thåìi gian ngám haût caìng láu. Chè coï nhæîng haût bàòng nhau vãö kêch thæåïc thç khi ngám måïi âaût âäü áøm nhæ nhau vãö täúc âäü vaì sau naìy cuîng moüc máöm âãöu nhau. Do âoï, cáön phaíi phán loaûi haût theo kêch thæåïc træåïc khi ngám. Caïc loaûi haût khaïc nhau coï thåìi gian ngám cuîng khäng giäúng nhau. Nhæ Trang 52
  54. khi sæí duûng næåïc ngám coï nhiãût âäü 12-130C thç thåìi gian ngám cuía kã laì 3 ngaìy, âaûi maûch 2 ngaìy, yãún maûch 1,5 ngaìy vaì maûch âen laì 1 ngaìy. Quaï trçnh háúp thuû næåïc cuía haût diãùn ra khäng âãöu, luïc âáöu thç nhanh vaì sau âoï cháûm dáön (hçnh 1) Âäü áøm cuía haût, % 50 40 30 20 10 Thåìi gian ngám, h. 10 20 30 40 50 60 70 80 Hçnh 1: Âäö thë biãøu diãùn sæû thay âäøi âäü áøm cuía haût khi ngám Khi âäü áøm cuía haût âaût 40% thç sæû huït næåïc cuía haût bë cháûm laûi träng tháúy. Âäúi våïi âaûi maûch khi ngám 24, 48, 72, 96 giåì thç âäü áøm cuía haût tàng tæång æïng laì 39, 43, 45 vaì 47%. 3/ Haìm læåüng protein: Haìm læåüng protein coï trong haût âaûi maûch cuîng anhí hæåíng âãún täúc âäü huït næåïc cuía haût. Noïi chung, haût caìng chæïa nhiãöu protein thç täúc âäü huït næåïc caìng cháûm. Nguyãn nhán cuía hiãûn tæåüng naìy laì protein khoï træång nåí vaì khaí nàng huït næåïc cuîng keïm. Haûn chãú naìy seî âæåüc khàõc phuûc nãúu nhæ khäúi læåüng voí tráúu cuía haût cao. 4/ Thaình pháön hoïa hoüc cuía næåïc ngám: Laì mäüt yãúu täú aính hæåíng khaï maûnh âãún khaí nàng huït næåïc, sæû hoìa tan caïc cháút polyphenol, cháút chaït, cháút maìu cuía voí vaì cæåìng âäü hä háúp cuía haût. Caïc ion kim loaûi kiãöm vaì kiãöm thäø thæåìng hay coï màût trong næåïc. Nãúu hamì læåüng cuía chuïng cao seî thuïc âáøy quaï trçnh ngám haût nhanh hån. Chuïng hoìa tan mäüt læåüng âaïng kãø caïc håüp cháút polyphenol, cháút âàõng vaì cháút chaït åí voí haût vaìo næåïc. Chênh nhåì sæû hoìa tan âoï maì næåïc seî tháúm vaìo haût nhanh hån. Trang 53
  55. Caïc ion kim loaûi nàûng åí trong næåïc coï khaí nàng caín tråí sæû huït næåïc cuía haût, âàûc biãût laì ion sàõt. Våïi haìm læåüng cao, chuïng seî taûo ra mäüt maìng bao phuí bãö màût haût vaì seî caín tråí sæû xám nháûp cuía næåïc vaìo bãn trong, caín tråí sæû tiãúp xuïc våïi oxy, haûn chãú sæû giaíi thoaït khê cacbonic khi haût hä háúp. Ngoaìi ra, ion sàõt coìn coï thãø tham gia phaín æïng hoïa hoüc våïi caïc cháút maìu âãø taûo thaình caïc phæïc cháút vaì laìm biãún maìu cuía haût. Háöu hãút caïc muäúi hoìa tan trong næåïc ngám haût, duì åí mæïc âäü êt nhiãöu chuïng âãöu aính hæåíng âãún sæû phaït triãøn cuía máöm non sau naìy. Ngoaìi caïc yãúu täú âaî kãø trãn, quaï trçnh ngám haût coìn chëu aính hæåíng cuía âiãöu kiãûn khê háûu cuía vuìng gieo träöng âaûi maûch. Âaûi maûch gieo träöng åí vuìng khê háûu khä, âäü áøm khäng khê tháúp, læåüng mæa êt vaì âáút âai keïm maìu måí coï khaí nàng huït næåïc keïm hån so våïi âaûi maûch âæåüc träöng åí vuìng khê háûu än hoìa. Khaí nàng thêch æïng våïi âiãöu kiãûn säúng cuía thæûc váût coï liãn quan âãún cáúu truïc vi thãø cuía tãú baìo. Thæûc váût säúng åí vuìng khä càòn, kãø caí haût cuía chuïng phaíi coï cáúu taûo tãú baìo phuì håüp sao cho khaí nàng thoatï næåïc laì êt nháút, maì quaï trçnh huït næåïc vaì nhaî håi næåïc laì 2 quaï trçnh thuáûn nghëch cuía tãú baìo thæûc váût. 4.1.4c. Caïc quaï trçnh xaíy ra khi ngám haût: Trong thåìi gian ngám haût nhæîng quaï trçnh sau âáy xaíy ra: - sæû tháøm tháúu vaì khuãúch taïn cuía næåïc vaìo haût. - Sæû hoìa tan caïc cháút polyphenol, cháút chaït, cháút maìu åí voî haût vaìo mäi træåìng. - Sæû tháøm tháúu mäüt säú ion vaì muäúi hoìa tan trong næåïc vaìo haût. - Sæû huït næåïc vaì træång nåí cuía tãú baìo. - Sæû hoìa tan caïc håüp cháút tháúp phán tæí trong näüi nhuí vaìo næåïc. - Sæû váûn chuyãøn caïc cháút hoìa tan vãö phäi. - Sæû hoìa tan táút caí enzym coï trong haût vaìo næåïc hay laì sæû giaíi phoïng enzym khoíi traûng thaïi liãn kãút thaình traûng thaïi tæû do. - Sæû hoaût hoïa hãû enzym oxy hoïa-khæí vaì enzym thuíy phán. - Sæû hä háúp cuía haût. - Sæû thuíy phán caïc cháút hæîu cå cao phán tæí. - Xuáút hiãûn dáúu hiãûu cuía sæû phaït triãøn cáy non åí phäi. Trang 54
  56. Trong caïc quaï trçnh trãn thç hä háúp cuía haût vaì sæû hoaût hoïa hãû enzym thuíy phán laì 2 quaï trçnh quan troüng nháút. 4.1.4d. Caïc phæång phaïp ngám haût: Âãø ngám haût âaûi maûch coï thãø sæí duûng nhiãöu phæång phaïp khaïc nhau nhæng khi choün giaíi phaïp cäng nghãû cho viãûc ngám haût cáön âaïp æïng caïc yãu cáöu sau: Thåìi gian ngám ngàõn nháút. Chãú âäü thäng khê âáöy âuí vaì baío âaím haût nguyãn veûn. Âaím baío cæåìng læûc náøy máöm cuía haût vãö sau. 1/ Ngám lç trong næåïc: Âáy laì phæång phaïp ráút cäø âiãøn vaì hiãûn nay ráút êt âæåüc sæí duûng trong cäng nghiãûp. Våïi phæång phaïp naìy haût âæåüc ngám liãn tuûc trong næåïc vaì khäng coï thäng khê cho haût. Viãûc cung cáúp oxy cho khäúi haût hä hápú âæåüc tiãún haình bàòng caïch thay næåïc âënh kç. Nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp naìy laì haût ræía khäng âæåüc saûch, oxy cung cáúp khäng âãöu, khê cacbonic sinh ra khi haût hä háúp khäng âæåüc giaíi phoïng triãût âãø, khäng baío âaím vãû sinh vaì vi sinh váût dãù daìng xám nháûp gáy hæ hoíng saín pháøm. 2/ Ngám hoaïn vë næåïc - khäng khê: Âàûc træng cuía phæång phaïp naìy laì haût luïc âæåüc ngám trong næåïc luïc âæåüc ngám trong khäng khê. Mäùi chu kç keïo daìi tæì 3 âãún 6 giåì phuû thuäüc vaìo daûng haût vaì nhæîng yãúu täú khaïc coï aính hæåíng âãún täúc âäü ngám. Trong quaï trçnh ngám (kãø caí ngám trong næåïc vaì ngám trong khäng khê) coï thäøi khê neïn vaìo khäúi haût 3/ Ngám trong doìng næåïc-khäng khê liãn tuûc: Phæång phaïp naìy coï thã ø thæûc hiãûn theo 2 phæång aïn: - Hai âæåìng doìng næåïc vaì khäng khê taïch biãût nhau. - Duìng næåïc âaî baîo hoìa khäng khê âãø âæa vaìo khäúi haût. 4/ Ngám bàòng phæång phaïp phun næåïc: Haût sau khi ræía vaì ngám så bäü thç thaïo hãút næåïc báøn vaì âãø van âaïy åí traûng thaïi måí. Tiãúp tuûc phun næåïc saûch vaìo khäúi haût. Khi næåïc phun vaìo khäúi haût noï seî huït theo khäng khê vaì chaíy qua låïp haût. Phêa trãn miãûng thuìng ngám, næåïc cæï phun liãn tuûc vaì åí van âaïy, næåïc cuîng thaïo ra liãn tuûc. Bàòng caïch âoï khäúi haût luän luän tiãúp xuïc våïi næåïc vaì oxy, coìn khê cacbonic cuîng liãn tuûc âáøy ra khoíi khäúi haût. Trang 55
  57. 5/ Ngám bàòng phæång phaïp phun næåïc-huït khê: Âáy laì phæång phaïp kãút håüp giæîa viãûc laìm áøm haût bàòng caïch phun næåïc liãn tuûc vaì giæî haût luän åí trong âiãöu kiãûn hiãúu khê bàòng caïch huït hãút khê trong khäúi haût khi ngám. 4.1.5 Æåm máöm: 4.1.5a. Muûc âêch: - Giaíi phoïng vaì têch luîy caïc hãû enzym thuíy phán. - Taûo âiãöu kiãûn âãø caïc hãû enzym thuíy phán mäüt pháön caïc cháút coï trong haût tæì daûng phæïc taûp sang daûng âån giaín. 4.1.5b. Caïc quaï trçnh xaíy ra khi æåm máöm: Khi æåm máöm, trong haût náøy máöm cuîng xaíy ra caïc biãún âäøi sinh hoïa vaì sinh lê giäúng nhæ khi náøy máöm tæû nhiãn trong âáút. Khi âuí áøm, âuí oxy, coï nhiãût âäü thêch håüp mámö seî chuyãøn tæì traûng thaïi nàòm im sang traûng thaïi hoaût âäüng vaì dáùn tåïi nhæîng biãún âäøi trong haût. 1/ Sæû biãún âäøi hçnh thaïi: - Bãn ngoaìi: máöm vaì rãù bàõt âáöu xuáút hiãûn tæì tæì. - Bãn trong: dæåïi taïc duûng cuía caïc enzym coï sàón trong haût hoàûc måïi âæåüc taûo thaình khi náøy máöm nhæ xitaza, proteinaza, pectinaza thaình tãú baìo bë thuíy phán - tæïc noï bë hoìa tan. Nhåì âoï maì caïc enzym thuíy phán coï thãø tiãún sáu vaìo caïc tãú baìo cuía haût âãø thuíy phán caïc cháút coï trong haût. 2/ Sæû hoaût hoïa caïc enzym: Trong caïc haût chæa náøy máöm caïc hãû enzym thuíy phán khäng coï hoàûc coï ráút êt vaì bë hápú phuû båíi caïc cáúu truïc nguyãn sinh cháút cuía tãú baìo nãn åí traûng thaïi khäng hoaût âäüng. Trong quaï trçnh náøy máöm caïc enzym coï sàón âæåüc giaíi phoïng vaì hoaût hoïa, âäöng thåìi coï mäüt säú enzym måïi âæåüc taûo thaình vaì têch luîy. Chênh vç thãú, sau khi náøy máöm säú læåüng vaì hoaût læûc cuía caïc enzym tàng lãn ráút nhiãöu. - Amylaza: laì mäüt nhoïm bao gäöm ba enzim: + α-amylaza: Trong haût âaûi maûch háöu nhæ khäng xaïc âënh âæåüc hoaût læûc cuía noï, nhæng noï âaî thãø hiãûn âæåüc hoaût læûc vaìo nhæîng thåìi âiãøm âáöu tiãn cuía quaï trçnh æåm máöm, coìn âãún ngaìy thæï 3 hoàûc thæï 4 hoaût læûc cuía chuïng tàng mäüt caïch âangï kãø. Trang 56
  58. + β-amylaza: Loaûi enzim naìy âaî coï trong haût âaûi maûch åí caí 2 daûng liãn kãút vaì tæû do. Trong thåìi gian æåm máöm hoaût læûc cuía 2 daûng âãöu tàng lãn, hoaût læûc tæû do tàng 3÷4 láön coìn hoaût læûc chung tàng 1,5÷2 láön. + Amylophosphotaza: Trong quaï trçnh æåm máöm hoaût læûc cuía caïc enzim thuäüc nhoïm naìy cuîng tàng nhæng khäng nhiãöu so våïi caïc enzim kãø trãn. - Proteaza: Khi náøy máöm hoaût tênh cuía hãû enzim naìy tàng lãn 4 láön. Trong nhoïm naìy bao gäöm caïc enzim nhæ proteinaza, peptidaza vaì amydaza. - Xitaza: Âoïng mäüt vai troì ráút låïn trong viãûc hoìa tan caïc cháút bãn trong haût. Theo mäüt säú taïc giaí thç loaûi enzim naìy trong âaûi maûch khä chè phaït hiãûn vãút cuía chuïng, nhæng trong quaï trçnh æåm máöm hoaût læûc cuía chuïng cuîng tàng lãn ráút nhiãöu. - Esteraza: Mäüt säú caïc enzim trong nhoïm naìy âæåüc tàng cæåìng hoaût âäüng. Trong thåìi kç æåm máöm, hoaût tênh cuía phosphotaza tàng lãn 7÷10 láön. Enzim lipaza âæåüc tàng nhiãöu vaìo cuäúi thåìi kç æåm máöm. - Caïc enzim hä háúp: Hoaût tênh cuía chuïng cuîng âæåüc tàng nhiãöu trong khi náøy máöm nhæng mæïc âäü tàng so våïi hãû enzim amylaza thç êt hån. 3/ Sæû hä háúp: Nàng læåüng cung cáúp cho haût náøy máöm laì do quaï trçnh hä háúp sinh ra. Khi hä háúp haût âaî sæí duûng caïc cháút hæîu cå dæû træî, chuí yãúu laì hidratcacbon, mäüt êt protein vaì cháút beïo âãø sinh nàng læåüng. Chênh vç thãú, sau khi náøy máöm læåüng váût cháút khä coï trong haût hao phê coï thãø trãn 10%. Trong âoï mäüt pháön låïn tiãu täún cho sæû hä háúp va mäüt êt cho sæû täøng håüp tãú bao.ì Hä háúp trong náøy máöm coï thãø xaíy ra yãúm khê hoàûc hiãúu khê phuû thuäüc vaìo caïc âiãöu kiãûn cuía mäi træåìng. Trong quaï trçnh hä háúp cuía tãú baìo thæûc váût seî xaíy ra quaï trçnh oxi hoïa hoaìn toaìn vaì khäng hoaìn toaìn âæåìng. Do coï sæû sinh nhiãût trong khi hä háúp nãn nhiãût âäü cuía låïp haût náøy máöm tàng lãn nhiãöu, do âoï cáön phaíi giaíi phoïng nhiãût trong khi æåm máöm. 4/ Sæû thay âäøi thaình pháön hoïa hoüc: Trong khi æåm máöm, dæåïi taïc duûng cuía caïc enzim näüi taûi, trong haût âaî xaíy ra haìng loaût caïc phaín æïng sinh hoïa dáùn tåïi laìm thay âäøi caïc thaình pháön hoïa hoüc cuía haût: - Sæû hoìa tan thaình tãú baìo dæåïi taïc duûng cuía enzim xitaza. Trang 57
  59. - Sæû thuíy phán tinh bäüt dæåïi taïc duûng cuía hãû enzim amylaza. - Sæû thuíy phán protein nhåì proteaza. - Sæû thuíy phán phitin nhåì enzim phitaza. - Sæû thuíy phán cháút beïo nhåì enzim lipaza. 4.1.5c. Nhæîng yãúu täú aính hæåíng âãún quaï trçnh æåm máöm: Nhæîng yãúu täú cå baín aính hæåíng âãún sæû naíy máöm cuía haût laì nhiãût âäü, âäü áøm, tè lãû oxi vaì CO2, thåìi gian æåm máöm. - Nhiãût âäü: laì yãúu täú aính hæåíng låïn nháút vç cæåìng âäü hä háúp vaì sæû biãún âäøi cuía haût âãöu phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü. Khi æåm máöm åí nhiãût âäü tháúp (12÷16oC), sæû phaït triãøn cuía máöm vaì rãù luïc âáöu xaíy ra yãúu nhæng vãö sau phaït triãøn âãöu hån; sæû taûo thaình vaì taïc duûng cuía caïc enzim tiãún triãøn cháûm. Coìn khi æåm máöm åí nhiãût âäü cao thç máöm rãù phaït triãøn nhanh vaì cháút khä tiãu täún nhiãöu. Do âoï, tuìy tæìng loaüi haût maì choün nhiãût âäü æåm cho thêch håüp. Âäúi våïi âaûi maûch thæåìng æåm åí nhiãût âäü 13÷17oC, nhæng nãúu haìm læåüng protein trong haût cao thç phaíi æåm åí nhiãût âäü låïn hån (20÷23oC). - Âäü áøm: Caïc loaûi haût khaïc nhau, âäü áøm thêch håüp cho æåm máöm khäng giäúng nhau. Âäúi våïi âaûi maûch âäü áøm thêch håüp khoaíng 43÷46%. Âiãöu quan troüng laì phaíi giæî áøm cho haût trong khi æåm luän âaût mæïc thêch håüp. Trong quaï trçnh naíy máöm, nãúu haût bë khä seî laìm giaím hoaût tênh cuía enzim vaì laìm cháûm quaï trçnh thuíy phán caïc cháút. Ngæåüc laûi, nãúu haût quaï áøm máöm seî bë thäúi vaì chãút. -Tè lãû oxi vaì CO2: Cæåìng âäü hä háúp vaì caïc quaï trçnh sinh hoïa xaíy ra trong haût khi æåm phuû thuäüc vaìo tè lãû naìy coï trong khäúi haût. Trong thåìi kç âáöu cuía quaï trçnh æåm máöm, khi xaíy ra sæû têch luîy enzim låïn nháút thç sæû thäng khê ráút cáön thiãút. Khi caïc enzim âaî têch luîy âuí, caïc quaï trçnh sinh hoïa váùn tiãúp tuûc, tháûm chê noï váùn tiãúp diãùn trong âiãöu kiãûn kçm haîm sæû phaït triãøn cuía máöm. Âãø thu âæåüc malt coï cháút læåüng täút cáön phaíi giæî haìm læåüng CO2 trong khäng khê khäng væåüt quaï 20%. Nãúu haìm læåüng CO2 cao hån thç sæû hä háúp bçnh thæåìng cuía haût bë ngæìng, hoaût âäüng säúng cuía máöm bë âçnh chè hoaìn toaìn vaì haût bàõt âáöu tæû phán. - Thåìi gian æåm máöm: Caïc loaûi haût khaïc nhau coï thåìi gian æåm cuîng khaïc nhau vaì noï coìn phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü æåm máöm. Qua nghiãn cæïu hoü âaî chè ra ràòng thåìi gian æåm máöm thêch håüp âäúi våïi malt bia khoaíng tæì 6 âãún 9 ngaìy. Trong khi Trang 58
  60. æåm máöm khäng âãø laï máöm chui ra khoíi voí. Diãûp luûc täú cuía laï máöm seî laìm cho bia coï vë âàõng ráút khoï chëu. Chênh vç lê do naìy maì åí caïc khu væûc æåm máöm tuyãût âäúi khäng cho aïnh saïng màût tråìi chiãúu vaìo. 4.1.5d. Âàûc âiãøm vãö ké thuáût æåm máöm caïc loaûi malt: Malt duìng laìm nguyãn liãûu trong cäng nghiãûp saín xuáút bia âæåüc chia laìm 2 loaûi: malt vaìng vaì malt âen. Malt vaìng duìng âãø saín xuáút caïc loaûi bia vaìng, malt âen duìng âãø saín xuáút caïc loaûi bia âen. - Malt vaìng: Âàûc âiãøm näùi báût cuía malt vaìng laì coï maìu vaìng saïng, coï vë ngoüt nheû nhaìng vaì hæång thåm dëu, âàûc træng cuía malt. Khi saín xuáút malt vaìng, âiãöu cáön thiãút laì phaií taûo ra âæåüc âiãöu kiãûn âãø têch luîy âæåüc hoaût læûc enzim tháût cao, âàûc biãût laì amylaza, coìn haìm læåüng axit amin thç åí mæïc âäü væìa phaíi vaì haìm læåüng âaûm hoìa tan chè cáön âaût åí mæïc âäü âuí. Âãø âaïp æïng âæåüc yãu cáöu âoï, træåïc tiãn cáön choün loaûi âaûi maûch coï haìm læåüng protein tháúp nhæng coï khaí nàng náøy máöm cao. Thuíy pháön cuía âaûi maûch khi ngám khäng nãn væåüt quaï 42÷43%. Quaï trçnh æåm máöm tiãún haình åí nhiãût âäü 13÷18oC vaì phaíi coï chãú âäü thäng gioï tháût täút. Thåìi gian æåm máöm khoaíng 6÷8 ngaìy. Nãúu sæí duûng âaûi maûch coï haìm læåüng protein cao thç khi ngám nãn âãø cho haût huït næåïc âãún haìm áøm 44÷46%, coìn nhiãût âäü æåm âaût mæïc täúi âa 20÷220C. - Malt âen: Âàûc âiãøm näøi báût cuía malt âen laì coï maìu sáøm, hæång vaì vë ngoüt âáûm. Âãø saín xuáút malt âen, trong thåìi gian æåm máöm phaíi taûo âæåüc âiãöu kiãûn sao cho têch luîy âæåüc nhiãöu âaûm amin vaì âæåìng. Do âoï, haìm áøm cuía haût khi ngám phaíi âaût mæïc cao, khäng tháúp hån 45% vaì phaíi tàng cæåìng âæåüc hoaût âäü cuía nhoïm proteazaü. Nhiãût âäü æåm máöm trong nhæîng ngaìy âáöu khäúng chãú åí khoaíng 15÷180C, coìn åí giai âoaûn sau coï thãø tàng âãún 220C. Sau mäüt thåìi gian æåm, luïc âaî tháúy rãù phaït triãøn täút ta phaíi coï biãûn phaïp têch luîy CO2 trong saìn æåm nhàòm haûn chãú hao täøn cháút khä. Thåìi gian æåm máöm cuía malt âen trong khoaíng 7÷9 ngaìy âãm. 4.1.5e. Phæång phaïp æåm máöm: 1/ Æåm máöm khäng thäng gêoï: Âáy laì phæång phaïp æåm máöm láu âåìi nhæng âãún nay váùn coï nhiãöu næåïc sæí duûng. Phoìng æåm máöm laì 1 saìn âæåüc xáy dæûng ngáöm hoàûc baïn ngáöm hoàûc xáy näøi trãn màût âáút. Coï thãø xáy dæûng theo kiãøu nhaì 1 táöng hoàûc nhiãöu táöng. Chiãöu cao táöng Trang 59
  61. nhaì 3÷3,5m; xung quanh xáy kên, queït väi hoàûc sån, coï cæía säø nhoí sån xanh âãø traïnh màût tråìi chiãúu vaìo. Nãön cuía saìn æåm phaíi nhàôn âãø dãù ræía vaì coï âäü nghiãng 5÷10% âãø dãù thoaït næåïc. Phêa cuäúi cuía saìn æåm coï trang bë bàng taíi hoàûc vêt taíi âãø chuyãøn dëch malt tæåi tæì saìn æåm âãúïn loì sáúy. Hãû thäúng thiãút bë váûn chuyãøn naìy phaíi âàût åí âäü sáu tháúp hån màût bàòng saìn æåm. Nhiãût âäü trong khu væûc æåm máöm phaíi giæî åí khoaíng 10÷120C, coìn âäü áøm khäng khê khäng tháúp hån 90%. Træåïc khi chuyãøn qua saìn, haût phaíi âãø raïo næåïc trong 2÷3h. Âäü cao luäúng haût 30÷50cm phuû thuäüc vaìo mæïc âäü ngám, nhiãût âäü vaì âäü áøm tæång âäúi cuía khäng khê trong phoìng. Mæïc âäü ngám tháúp thç nhiãût âäü giaím hoàûc næåïc ngám coï nhiãût âäü tháúp thç âaïnh luäúng cao vaì ngæåüc laûi. Trong quaï trçnh æåm máöm phaíi giæî nhiãût, giæî áøm åí mæïc thêch håüp cho khäúi haût vaì phaíi âaío haût âãø thäng gioï cho noï. 2/ æåm máöm coï thäng gioï: Nguyãn lê cuía phæång phaïp æåm máöm thäng gioï laì trong quaï trçnh æåm máöm ngæåìi ta tiãún haình thäøi khäng khê âiãöu hoìa vãö nhiãût âäü vaì âäü ámø cho khäúi haût âang æåm nhàòm: - Cung cáúp oxy cho khäúi haût. - Âiãöu chènh nhiãût âäü vaì âäü áøm cho khäúi haût. - Giaíi phoïng CO2 ra khoíi khäúi haût. a. Æåm máöm trong catset (trong ngàn) : Thiãút bë æåm máöm coï daûng hçnh häüp chæî nháût âæåüc chãú taûo tæì theïp thäng thæåìng hoàûc bàòng inox, âäöng laï, theïp tràõng hoàûc coï thãø bàòng bã täng læåïi theïp. Cáúu taûo chi tiãút cuía caïc catset coï thãø khaïc nhau phuû thuäüc vaìo nguyãn tàõc thäøi khê, nàng suáút, chãú âäü æåm máöm Trong quaï trçnh æåm máöm phaíi tiãún haình âaío haût nhåì caïc maïy âaío. Táön säú âaío malt phuû thuäüc vaìo bãö daìy låïp haût vaì traûng thaïi cuía haût. b. Æåm máöm trong thuìng quay: Bäü pháûn chênh cuía thiãút bë æåm máöm naìy laì 1 thuìng quay âæåüc. Chuïng gäöm nhiãöu loaûi, khaïc nhau vãö cáuú taûo, phæång phaïp váûn haình, nhæng coï mäüt âiãøm chung laì âaío malt nhåì sæû quay cuía thuìng. Viãûc âæa khäng khê saûch vaìo vaì dáùn khäng khê báøn ra khoíi khäúi haût âæåüc thæûc hiãûn bàòng quaût huït âàût åí phêa sau thuìng quay. c. Æåm máöm trong ngàn coï luäúng di âäüng: Trang 60
  62. Thiãút bë laì mäüt ngàn æåm daìi vaì âæåüc chia thaình nhiãöu luäúng. Säú luäúng trong ngàn æåm bàòng säú ngaìy æåm máöm. Kêch thæåïc cuía ngàn æåm phuû thuäüc vaìo nàng suáút cuía nhaì maïy vaì kêch thæåïc cuía phoìng æåm. Trong khi æåm máöm, sau mäùi láön âaío, caí luäúng malt bë chuyãøn dëch vãö phêa sau mäüt khoaíng vaì giaíi phoïng màût bàòng åí phêa træåïc. Tiãúp theo, lä haût måïi âæåüc nháûp vaìo chäù màût bàòng væìa giaíi phoïng vaì cæï nhæ thãú cho âãún khi kãút thuïc quaï trçnh æåm máöm. d. Æåm máöm trong caïc thiãút bë hiãûn âaûi: Trong nhæîng tháûp kyí gáön âáy, våïi sæû tiãún bäü væåüt báûc cuía khoa hoüc kyî thuáût, trong kyî thuáût ngaình bia âaî xuáút hiãûn va ì âæa vaìo sæí duûng nhiãöu hãû thäúng thiãút bë hiãûn âaûi. Riãng vãö cäng âoaûn saín xuáút malt coï thãø kãø âãún caïc hãû thäúng thiãút bë sau: hãû Popp, hãû Morel, hãû Kling, hãû Satrrie, hãû Frauenheim. 4.1.6. Sáúy malt: 4.1.6a. Muûc âêch cuía quaï trçnh: - Âæa malt vãö âäü áøm baío quaín âæåüc. - Taûo cho malt coï chæïa caïc cháút sinh maìu, sinh muìi thêch håüp cho cäng nghãû bia. 4.1.6b. Caïc quaï trçnh xaíy ra trong khi sáúy malt: Phuû thuäüc vaìo caïc quaï trçnh xaíy ra trong malt khi sáúy, chia quaï trçnh sáúy malt ra laìm ba pha: sinh lê, enzym vaì hoïa hoüc. 1/ Pha sinh lê: Thåìi kç naìy keïo daìi tæì luïc bàõt âáöu sáúy cho âãún khi nhiãût âäü âaût 45oC vaì haìm áøm giaím âãún 30%. Âàûc âiãím cuía giai âoaûn naìy laì rãù vaì laï máöm váùn phaït triãøn. Vç âäü áøm vaì nhiãût âäü thêch håüp nãn quaï trçnh naìy diãùn ra våïi cæåìng âäü khaï maûnh. 2/ Pha enzim: Giai âoaûn naìy nàòm trong khoaíng tæì 450C âãún 70oC vaì haìm áøm coìn 10% (âäúi våïi malt vaìng), coìn trãn 20% (âäúi våïi malt âen). Âàûc âiãøm cuía giai âoaûn naìy laì hoaût âäüng säúng cuía haût bë æïc chãú ráút maûnh, sæû phaït triãøn cuía rãù vaì laï máöm bë ngæìng laûi, nhæng hoaût âäüng cuía hãû enzim thuíy phán váùn tiãúp tuûc diãùn ra, âàûc biãût maûnh åí thåìi gian âáöu cuía pha naìy. Kãút quaí åí trong haût têch luîy thãm mäüt læåüng cháút chiãút hoìa Trang 61
  63. tan. ÅÍpha naìy, nãúu täúc âäü taïch áøm caìng nhanh thç täúc âäü caïc quaï trçnh sinh hoüc vaì quaï trçnh enzim caìng cháûm, sæû taûo thaình caïc cháút chiãút hoìa tan bäø sung caìng êt. Trong thåìi kç naìy, dæåïi taïc duûng cuía enzim amylaza mäüt êt tinh bäüt âæåüc âæåìng hoïa. Dæåïi taïc duûng cuía enzim proteaza mäüt säú protein bë thuíy phán vaì coìn nhiãöu quaï trçnh enzim khaïc. Caïc quaï trçnh naìy phuû thuäüc ráút låïn vaìo âäü áøm vaì khi âäü áøm cuía haût coìn 15% thç caïc quaï trçnh naìy bë âçnh chè. 3/ Pha hoïa hoüc: Pha naìy nàòm trong khoaíng nhiãût âäü tæì 700C âãún 105oC vaì âäü áøm giaím xuäúng dæåïi 4%. Thåìi gian keïo daìi cuía pha naìy phuû thuäüc vaìo täúc âäü caïc phaín æïng xaíy ra trong näüi nhuí. Âàûc âiãøm cuía nhæîng phaín æïng xaíy ra åí giai âoaûn naìy laì sæû taûo thaình caïc cháút thåm, vë âàûc træng, caïc cháút maìu vaì sæû biãún tênh cuía protein. Khi nhiãût âäü tàng quaï 75oC, caïc quaï trçnh enzim seî âçnh chè hoaût âäüng. Nguyãn nhán laì do mäüt pháön caïc enzim bë phaï våî cáúu truïc phán tæí, mäüt pháön bë háúp phuû vaìo protein âãø täön taûi åí traûng thaïi liãn kãút, mäüt pháön chuïng bë giaím hoaût læûc do quaï trçnh máút næåïc. Enzim xitaza hoaìn toaìn bë phaï våî cáúu truïc khi nhiãût âäü coìn åí 60oC, åí 75oC hoaût âäü amylaza giaím mäüt caïch âaïng kãø, coìn enzim proteaza tàng maûnh åí giai âoaûn âáöu cuía quaï trçnh sáúy nhæng åí vuìng nhiãût âäü naìy hoaût læûc cuía chuïng giaím xuäúng âãún mæïc täúi thiãøu. Sæû taûo thaình caïc håüp cháút cho maìu vaì cho hæång coï thãø xaíy ra åí vuìng nhiãût âäü 60÷70oC hoàûc tháúp hån nhæng våïi täúc âäü khäng âaïng kãø, chuïng âæåüc taûo thaình chuí yãúu åí vuìng nhiãût âäü 100÷105oC. Caïc cháút naìy âæåüc taûo thaình do caïc phaín æïng taûo melanoidin, caramen vaì mäüt säú caïc phaín æïng khaïc. Nhæîng quaï trçnh xaíy ra åí pha hoïa hoüc coï yï nghéa ráút quan troüng trong quaï trçnh saín xuáút malt vaì bia. Hæång, vë vaì maìu sàõc cuäúi cuìng cuía malt âæåüc hçnh thaình chuí yãúu åí giai âoaûn naìy. Âäöng thåìi cháút læåüng caím quan cuía bia, kãø caí khaí nàng taûo boüt vaì âäü bãön keo cuía chuïng cuîng âæåüc quyãút âënh åí giai âoaûn naìy. 4.1.6c. Thiãút bë vaì chãú âäü cäng nghãû sáúy malt: - Thiãút bë sáúy: Caïc loaûi thiãút bë duìng âãø sáúy malt thæåìng âæåüc goüi laì loì sáúy. Loì sáúy coï ráút nhiãuö loaûi. Dæûa vaìo tênh liãn tuûc cuía doìng malt vaìo vaì malt ra âæåüc chia thaình: + Loì sáúy giaïn âoaûn. Trang 62
  64. + Loì sáúy baïn liãn tuûc. + Loì sáúy liãn tuûc. Dæûa vaìo hçnh daïng cuía loì vaì tæ thãú "nàòm" cuía låïp malt luïc sáúy chuïng âæåüc chia thaình: + Loì sáúy âæïng. + Loì sáúy nàòm ngang. Dæûa vaìo säú táöng sáúy, loì sáúy nàòm ngang chia thaình: + Loì sáúy nàòm ngang 1 táöng. + Loì sáúy nàòm ngang 2 táöng. + Loì sáúy nàòm ngang 3 táöng. - Cäng nghãû sáúy: Nãúu kãút håüp âuïng âàõn giæîa nhiãût âäü sáúy vaì âäü áøm cuía malt vaìo tæìng thåìi âiãøm sáúy seî giuïp cho sáúy malt mau khä vaì giaím täúi thiãøu sæû máút maït hoaût tênh cuía caïc enzim. Thåìi gian sáúy malt khäng nhæîng dæûa vaìo täcú âäü thaíi áøm, sæû baío toaìn hoaût tênh enzim maì coìn phaíi dæûa vaìo caïc biãún âäøi sinh hoïa vaì hoïa hoüc theo yãu cáöu. Quaï trçnh sáúy malt chia laìm 2 giai âoaûn: giai âoaûn taïch næåïc vaì giai âoaûn sáúy khä. Trong giai âoaûn âáöu thç haìm áøm trong haût nhanh choïng vaì dãù daìng haû xuäúng coìn khoaíng 8÷10%. Coìn sæû giaím áøm cuía giai âoaûn sau tiãún triãøn ráút cháûm vç luïc naìy áøm liãn kãút bãön væîng våïi caïc cháút keo cuía haût. Tuìy vaìo tæìng loaûi malt maì ta choün chãú âäü cäng nghãû sáúy thêch håüp: + Sáúy malt vaìng: Âàûc âiãøm cuía quaï trçnh sáúy malt vaìng laì loaûi nhanh haìm áøm cuaí malt trong khi nhiãût âäü sáúy coìn åí khaï tháúp. Muäún âaût âæåüc âiãöu naìy phaíi tiãún haình thäng gioï åí mæïc täúi âa. Giai âoaûn giaím áøm tæì 41÷44% xuäúng coìn 8÷10% tiãún triãøn trong khi nhiãût âäü tàng dáön lãn 45÷50oC, coìn giai âoaûn giaím áøm xuäúng coìn 3,3÷3,5% thç nhiãût âäü tàng dáön âãún täúi âa 70÷80oC. Chu kç sáúy malt vaìng keïo daìi 24 giåì. + Sáúy malt âen: Táút caí nhæîng pháøm cháút cuía malt âen âæåüc hçnh thaình ngay tæì giai âoaûn ngám vaì æåm. Âãún giai âoaûn sáúy noï âæåüc tàng cæåìng thãm vaì âënh hçnh cho traûng thaïi cuäúi cuìng. Âãø âaïp æïng âæåüc nhæîng chè tiãu cuía malt âen thç cäng nghãû sáúy âäúi våïi noï cáön âaût nhæîng yãu cáöu sau: * Haû âæåüc haìm áøm cuía malt xuäúng coìn 1,5%. * Taûo âæåüc nhiãöu melanoid. Trang 63