Bài phúc trình thực tập công nghệ lên men thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NC & PT CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÀI PHÚC TRÌNH THỰC TẬP CÔNG NGHỆ LÊN MEN THỰC PHẨM Mã số môn học : CS319 Số tín chỉ : 01 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TRẦN VŨ PHƯƠNG ĐẶNG TRÀ MY 3072525 NGUYỄN NGỌC THẠNH LỚP CNSH K33 Cần Thơ, tháng 11 năm 2010 BÀI 1. LÊN MEN RƯỢU NẾP THAN 1. Giới thiệu Rượu là một loại thức uống mang hương vị truyền thống của nền văn hóa ẩm thực Việt Nam và là biểu tượng của niềm tự hào về nền văn minh lúa nước, vì lẽ đó mà trong các dịp cúng Thần Hoàng, cúng đình, trong các dịp tiệc tùng giỗ chạp, trong ngày Tết Đoan Ngọ,.…của người Việt xưa không thể thiếu chén rượu dâng lên tổ tiên thay cho tiếng nói của lòng thơm thảo. Ở vùng Đồng bằng sông Cửu long, Rượu Nếp Than (RNT) là một thức uống có cồn rất phổ biến và đặc biệt ưa thích do hương vị thơm ngon và màu đỏ đẹp hấp dẫn. RNT được sản xuất hoàn toàn thủ công sử dụng nguồn giống chủng là dạng bánh men làm rượu, và quá trình chuẩn bị thực hiện ở điều kiện môi trường xung quanh, không được vô trùng và không kiểm tra được. Loại rượu này không qua chưng cất. Trong thực tế sản xuất sau khi lên men xong, một số lượng cồn tinh khiết sẽ được bổ sung vào (tùy theo yêu cầu của người sản xuất và người tiêu dùng), mục đích làm tăng hàm lượng cồn trong sản phẩm và tăng khả năng bảo quản sản phẩm. Nguyên liệu nếp than có nhiều loại như: nếp cẩm Đức Hòa, nếp đen Khánh Vĩnh, nếp than Long Đất, … tùy nguyên liệu sử dụng mà rượu làm ra có màu sắc khác nhau. Các sắc tố tạo màu đặc trưng cho rượu nếp than nằm ở lớp vỏ, do đó hạt nếp chọn làm rượu phải còn giữ được lớp vỏ cám mỏng. Khác với các loại rượu khác, sản phẩm rượu nếp than cuối cùng bao gồm cả dịch lên men và phần bã được xay nhuyễn. Chính vì vậy mà màu của rượu nếp than để càng lâu càng thắm, vị càng ngọt càng nồng - đây cũng là nét đặc trưng của rượu nếp than mà không loại rượu nào có được. Quá trình sản xuất rượu lên men truyền thống nói chung có thể được hiểu một cách khoa học là: một quá trình sinh học trong đó các nông sản có chứa tinh bột, như gạo, nếp hay nếp than, được biến đổi cho ra rượu trải qua các phản ứng biến đổi vi sinh và sinh hóa. Các bước chủ yếu trong quá trình biến đổi này gồm có: hấp/nấu, chủng giống, lên men và nghiền để lắng thành phẩm. Trong đó nguồn giống chủng có vai trò rất quan trọng vì nó ảnh hưởng chủ yếu đến năng suất và chất lượng rượu thành phẩm. Nguồn giống chủng làm rượu nguyên tắc có chứa hệ vinh vật, gồm nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. Nấm mốc và nấm men đặc biệt quan trọng, vì nấm mốc sẽ phân giải tinh bột cho ra đường và đường sẽ lên men biến đổi thành cồn dưới tác dụng của nấm men. 2. Phương tiện nghiên cứu 2.1 Nguyên vật liệu - Nếp than - Men rượu : sử dụng 3 loại khác nhau. loại 1: men Long Xuyên loại 2: men Sóc Trăng loại 3: men thuần của Viện CNSH 2.2 Dụng cụ, thiết bị - Bình tam giác - Waterlock - Thau, chậu - Khúc xạ kế cầm tay, cồn kế - Ống đong - Đèn cồn, hột quẹt - Bếp điện, cân điện tử - Tủ ủ - Nồi hấp - Máy đo pH, máy xay sinh tố 3. Phương pháp nghiên cứu 3.1 Sơ đồ tổng quát 50g nếp than (ngâm 4h) + 60 mL H2O Đo pH Hấp ở 100 0C trong 1h chủng 2g men rượu trộn đều ủ 30 0C ( 2-3 ngày) thêm 70 mL nước khử trùng ủ kỵ khí ( gắn waterlock, khoãng 2-3 ngày ) nghiền lắng lọc Thành phẩm 3.2 Các bước thực hiện - Cân 50g nếp than và 60 ml H2O ngâm ở nhiệt độ phòng trong khoãng 4h. - Tiến hành đo pH trước khi hấp - hấp nếp ở 100 0C trong 1h - Cân và nghiền men - Chủng giống (thực hiện vô trùng, làm dưới đèn cồn), trộn thật đều với nếp hấp - Đem nếp đã chũng giống ủ ở 30oC trong 2 ngày - Quan sát bọt khí sau 24h cho mỗi lần đếm ( số bọt / 2 phút) - Quan sát khuẩn ty phát triển và dịch rĩ sau 3 ngày chủng men. Đồng thời, độ pH và độ Brix - Đem khối nếp đã lên men chưng cất, và thu hoạch 100ml dung dịch sau khi chưng cất, đo độ cồn bằng cồn kế, và quy về độ chuẩn ở 20oC bằng cách tra bảng biến đổi. - Đánh giá cảm quan 4. Kết quả và thảo luận 4.1 Kết quả Nhóm Tên men rượu Khuẩn ty Dịch rỉ Bọt khí Độ Cồn Độ Brix pH Đánh giá cảm quan 24h 48h 72h Sau khilên mốc Sau khithêm nước Sau khi lên men Nước ngâm nếp Sau khilên mốc Sau khi lên men I Long Xuyên ++ +++ 0 0 0 12.78 23.5 6.5 7.5 5.33 4.12 5.03 thích ++ +++ 6 8 3 ++ +++ 7 10 3 ++ +++ II Sóc Trăng ++ ++ 5 5 4 7.7 29.4 9 14.2 4.02 4.07 dở nhất ++ ++ 2 0 0 ++ ++ 1 0 0 ++ ++ III Men thuầncủa viện ++ ++ 4 1 0 12.78 28.8 9 7.2 4.32 5.37 Thích nhất ++ ++ 20 0 0 ++ ++ 21 7 2 ++ ++ Bảng kết quả theo dõi các chỉ tiêu trong lên men rượu 4.2 Thảo luận 4.2.1 Sự phát triển của khuẩn ty và dịch rỉ Sau 3 ngày chũng men sự phát triển của khuẩn ty ở 3 nhóm là tương đương nhau. Dịch rĩ ở nhóm 1 nhiều hơn hai nhóm 2 và 3 . Kết quả là do trong quá trình cấy men vào, việc trộn men và tạo độ thoáng khí để cung cấp oxi cho nấm men , nấm mốc phát triển có sự khác biệt giữa các nhóm. Sự xuất hiện của dịch rĩ chứng tỏ nấm mốc phát triển, chúng chuyển hóa tinh bột thành đường. 4.2.2 Số bọt khí Bọt khí ở ngày đầu tiên của nhóm 1 và nhóm 2 bắt đầu xuất hiện, tuy nhiên số lượng quan sát được ít hơn so với nhóm 3. Kết quả này cho thấy men của Viện mạnh và tốt hơn. Ở các ngày sau số lượng bọt khí có xu hướng giảm dần chứng tỏ quá trình hoạt động của nấm men đã ổn định, lượng đường hầu như được nấm men chuyển hóa thành rượu. 4.2.3 Độ brix Trong quá trình lên men, lúc đầu khi cho men vào trong điều kiện hiếu khí, nấm mốc chuyển hóa tinh bột thành đường tạo ra một lượng đường. Do đó trước khi chan nước độ brix cao hơn khi chan nước. Và sau đó, trong điều kiện yếm khí nấm men phát triển chuyển đường thành rượu, sản phẩm tiếp tục tạo ra một lượng chất tan quá trình này làm độ brix lại được tăng lên. 4.2.4 Độ cồn Từ các nguyên nhân vừa kể trên, độ cồn sau lên men ở nhóm 1, nhóm 3 có giá trị bằng nhau và tạm chấp nhận được. kết quả cho thấy sau lên men độ pH cao thì độ cồn sẽ cao. 4.2.5 Đánh giá cảm quan Độ pH ảnh hưởng đến màu sắc của rượu, độ cồn quyết định mùi vị rượu. Do đó, rượu của nhóm 3 được đánh giá cao nhất bởi màu sắc đẹp và có vị đặc trưng. Chất lượng rượu của nhóm 2 kém nhất vì độ cồn quá thấp, giá trị pH cũng thấp dẫn đến hậu rượu có vị chua. 5. Kết luận Rượu là thức uống dễ làm tuy nhiên để đạt chất lượng tốt cũng cần phải có kỹ thuật , sự hiểu biết về các giai đoạn trong lên men là cần thiết. Bên cạnh đó cần chú ‎‎y đến việc bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm. BÀI 2. LÊN MEN TEMPE 1. Giới thiệu Tempe là một loại thực phẩm cổ truyền của người Indonesia làm từ đậu nành lên men, là loại thực phẩm: Có giá trị dinh dưỡng cao , dễ tiêu hóa, giàu riboflavin và niacin. Tempe là một ví dụ điển hình cho lên men bề mặt. Dạng này đặc điểm là không hiện diện lượng nước tự do; Cơ chất ở dạng rời với hàm lương ẩm thích hợp cho sự lên men, và cơ chất hiện diện như các mãnh với một hàm lượng ẩm thích hợp để cho phép sự lên men. Tempeh truyền thống là sản phẩm của sự lên men của một nhóm đa dạng các vi sinh vật: nấm mốc, Vi khuẩn sinh acid lactic, một số vi khuẩn gram âm khác. Trong đó, Rhizopus oligosporus là loại nấm có ý nghĩa nhất, ngoài ra còn có các loại nấm mốc khác như R.oryzae, R. arrbizus, Mucor spp cũng góp phần làm tăng hương vị và dinh dưỡng cho sản phẩm. Trong suốt các bước tiền xử lý (ngâm và nấu) đậu nành mất nhiều các chất phân tử lượng thấp hoà tan trong nước như là các đường đơn (saccharides) và axít-amin. Trong suốt quá trình lên men các chất đa phân tử (đường đa polysaccharides, chất đạm proteins) bị phân cắt bởi enzymes. Các biến đổi này có thể biết được bởi sử dụng các thử nghiệm hoá (chất khô hoà tan, chuẩn độ formol). Do sự phát triển của tơ mốc, các hạt đậu liên kết với nhau thành bánh. Bánh này có hương vị thơm ngon, được cắt thành những lát mỏng, ngâm trong nước muối và rán trong dầu hoặc dùng để nấu súp. 2. Phương tiện nghiên cứu 2.1 Nguyên vật liệu - Đậu nành - Nấm mốc R. oligosporus 2.2 Dụng cụ, thiết bị - Thau, chậu - Khuôn nhựa - Ống đong - Đèn cồn, hột quẹt - Bếp điện, cân điện tử - Tủ ủ - Nồi hấp - Máy đo pH, máy xay sinh tố 3. Phương pháp 3.1 Sơ đồ tổng quát Đậu Ngâm cách đêm Đãi võ võ Nấu Để nguội ( đến 400C) Chủng mốc koji ủ trong bọc có lổ thông ở 300C(36-48h) tempe 3.2 Các bước thực hiện - Đậu ngâm cách đêm để một số chất hòa tan có thể hòa tan trong nước, làm mềm đậu hơn phá vỡ miên trạng. - Vỏ đậu khô và cứng nên loại bỏ vỏ, không làm cho sản phẩm thu được có nhiều mảnh vỏ gây ảnh hưởng khẩu vị. - Kế đến, tiến hành nấu đậu để dậu được nhiệt phân các protein, acid béo một phần thành những đoạn polypeptide nhỏ hơn, thuận lợi hơn cho sự chuyển hóa của nấm mốc. - Sau đó, để nguội đến nhiệt độ thích hợp ( 400C) chủng nấm mốc vào để không gây bị chết nấm mốc. - Nấm mốc hoạt động trong điều kiện hiếu khí nên bọc cần có nhiều lổ thông khí, trong giai đoạn ủ này, nấm mốc tiết ra một số enzyme như lipaz, protease…phân cắt protein, những đoạn polypeptide thành những đoạn ngắn hơn. Dường như ta có thể gọi đây là giai đoạn làm chín phần nào hạt đậu nành, biến những chất khó tiêu sang dễ tiêu. - Mùi của nấm mốc tiết ra và đậu nành làm thành mùi đặc trưng của sản phẩm tempe. 4. Kết quả và thảo luận 4.1 Độ pH Mẫu Đậu ngâm Đậu nấu tempe N1 tempe N2 tempeN3 pH 4.25 6.22 6.54 7.13 7.45 Độ pH trong sản phẩm tempe của các nhóm chênh lệch không nhiều lắm, có thể tạm chấp nhận ở mức trung tính. Và giá trị này tăng dần từ giai đoạn đậu ngâm cho đến thành phẩm. 4.2 Sự thay đổi trọng lượng Mẫu Đậu Khô Đậu nấu Đậu Nấm Tempe Trọng lượng (g) 50 103.2 88.7 79.5 % chất khô (%) 89.59 38.17 39.31 39.62 P Khô/50g đậu 44.7 39.39 34.9 31.5 Nhận xét: Trọng lượng chất khô giảm dần từ đậu khô, ngâm nước đến đậu được nấu và cuối cùng thành sản phẩm vì các nguyên nhân sau: Đậu khô chứa một hàm lượng chất khô lớn, khi mang ngâm nước, một số chất tan hòa tan trong nước do đó, lượng chất khô trong đậu ngâm giảm. Khi nấu đậu những mạch hydrocarbon lớn có trong chất khô của đậu lại được phân cắt và chuyển hóa thành dạng hòa tan hoặc bị bay hơi à làm hàm lượng chất khô giảm. Sản phẩm tempe trước khi thành phẩm phải qua quá trình lên men bằng nấm mốc. Mặt khác, trong nấm mốc có các enzyme như lipaz, protease… phân cắt protein và mạch phân tử lớn hoàn toàn hơn, lúc này lượng chất khô rất thấp. 4.3 Sự thay đổi nhiệt độ Nhóm 0 giờ 2 giờ 5 giờ 20 giờ 21 giờ 23 giờ I 37 31.2 31.5 44.5 41 36.3 II 35 30.9 31.8 46.3 42.2 41 III 36 31.5 32.6 46.3 40 38.4 Nhận xét: Nhiệt độ ban đầu là do việc nấu đậu để nguội xuống. sau 2h cho đến 5h nhiệt độ tiếp tục xuống thấp vì nấm mốc vẫn chưa phát triển mạnh. Cho đến khoảng sau 20h, lúc này nhiệt độ đã tự tăng lên đến trên 400C vì khi nấm mốc thực hiện quá trình lên men đã sinh ra nhiệt năng. Khi đạt đến một sự phát triển tối ưu thì sản phẩm sinh ra lại ức chế nấm mốc phát triển. Do đó, từ sau 20h trở đi thì nhiệt độ giảm xuống dần. 4.4 Kết quả phân tích hóa học Chuẩn độ formol là cách có thể xác định lượng acid amin có trong sản phẩm tempe do chính nấm mốc phân cắt protein tạo thành Mẫu Trước lên men Tempe N1 Tempe N2 Tempe N3 V NaOH 0.1 N 2.2 11.4 16.2 24.2 N formol (g/kg) 0.396 2.052 2.916 4.356 Nhận xét: Nhóm 1 và nhóm 2 hàm lượng adid amin thấp hơn nhiều so với nhóm 3. Chứng tỏ rằng, điều kiện lên men của nhóm 3 tương đối tốt. Hai nhóm kia điều kiện chưa được thích hợp hoặc bị nhiểm khuẩn gây ức chế sự phát triển của nấm mốc. 4.5 Đánh giá cảm quan Mẫu Diện mạo sự tạo bào tử Độ rắn chắn Sự thâm nhậpcủa khuẩn ty Mùi Màu pH TB chất lượng N1 5 10 5 5 10 5 6.7 6.67 N2 9 10 9 9 10 9 7.1 9.33 N3 7 10 7 7 10 7 7.5 8 Nhận xét: Bào tử phát triển tốt ở cả 3 nhóm và cả 3 mẫu tempe đều đã có mùi thơm đặc trưng. Diện mạo và mùa sắc mẫu tempe nhóm 2 khá đẹp do sự phát triển đồng đều khuẩn ty, không bị nhiểm vi sinh vật lạ. Độ thâm nhập của khuẩn ty kém nhất ở nhóm 1, vì vậy khối tempe rời rạc không rắn chắc. Một số vị trí trên bề mặt mẫu có màu đen chứng tỏ điều kiện lên men chưa đạt yêu cầu, mẫu bị nhiểm khuẩn làm sản phẩm bị nhớt. 5. Kết luận Tempe là sản phẩm ít được tiêu thụ trên thị trường Việt Nam. Nhìn chung phương thức sản xuất không phức tạp, nhưng do kỹ thuật còn mới lạ nên kết quả chưa được như mong muốn. BÀI 3. LÊN MEN RAU CẢI MUỐI CHUA 1. Giới thiệu Rau quả muối chua có nguồn gốc từ 2000 năm trước, bắt nguồn từ Châu Á, ngày nay rau quả muối chua được sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới. Đối với hầu hết các loại rau quả muối chua, mặc dù đa dạng về thành phần và chủng loại, hầu như được sản xuất theo cùng một nguyên lý. Quá trình sản xuất các loại rau quả muối chua đều liên quan đến việc ướp muối và sử dụng hệ vi khuẩn lactic trong quá trình lên men. Rau quả muối chua là sản phẩm truyền thống của người Việt Nam. Rau quả muối chua được xem là thực phẩm chức năng vì có chứa probiotic. 2. Phương tiện 2.1 Nguyên vật liệu - Đường, muối, rau bồn bồn 2.2 Dụng cụ, thiết bị - Nồi , bếp gaz - Xịa, rỗ dể phơi cho ráo nước - Keo nhựa nửa lít - Cân - Đũa tre 3. Phương pháp 3.1 Quy trình rửa, cắt khúc Bồn bồn Chần Để ráo Cho vào keo ủ sản phẩm 3.2 Các bước thực hiện Bồn bồn rửa sạch,cắt bỏ rễ, phần đen. Mang đi chần trong 10 phút (xử lý nhiệt) với nhiều mục đích: Làm giòn sản phẩm. Xử lý nhiệt để tế bào ngừng hoạt động cũng như ngưng các phản ứng sinh hóa. Thanh trùng một số vi sinh vật tạp. Trong tế bào thực vật có enzyme hóa nâu tồn tại làm chuyển đổi màu của thực phẩm. do đó, xử lý nhiệt gây ức chế enzyme này, giữ màu cho thực phẩm à tạo màu cảm quan Sau khi chần, ta để ráo nước trước khi đem ủ với lượng đường và muối thích hợp. Trước khi ủ cho bồn bồn vào keo . Ủ sản phẩm, trong giai đoạn này, những vi khuẩn acid lactide có sẳn trong nguyên liệu vẫn tồn tại sau khi chần tiếp tục phát triển và lên men chuyển hóa đường có trong dịch ngâm muối đường thành acid lactide, và làm chua bồn bồn à ta thu được sản phẩm. 4. Kết quả và thảo luận 4.1 Sự thay đổi pH theo thời gian Nhó Muối (%) Đường (%) pH ngày 0 pH ngày 1 pH ngày 2 pH ngày 3 pH ngày 4 pH ngày 5 I 2 3 7.33 4.34 4.02 3.99 3.36 3.32 2 5 7.32 4.43 4.09 3.94 3.39 3.32 2 8 7.28 4.52 4.2 3.46 3.43 3.35 II 4 3 6.87 4.91 4.3 3.7 3.58 3.38 4 5 6.93 5.03 4.34 3.72 3.54 3.39 4 8 6.67 5.1 4.42 3.88 3.57 3.35 III 6 3 7.13 4.39 4.1 4 3.61 3.51 6 5 7.34 4.33 4.34 4.07 3.59 3.43 6 8 7.5 4.49 4.38 3.95 3.53 3.41 Nhận xét: Ban đầu, dịch ngâm gồm muối và đường pH đang ở mức trung tính. Thời gian càng kéo dài thì độ pH càng thấp. Bởi vì lúc này lượng acid lactid được sinh ra ngày càng nhiều do vi khuẩn acid lactid có sẳn tự nhiên trong bồn bồn. Với 9 nghiệm thức so sánh nồng độ giữa muối và đường ta thấy độ pH đo được trong suốt thời gian theo dõi không chênh lệch nhau nhiều. 4.2 Kết quả phân tích acid tổng  Nhóm / nghiệm thức acid tổng I-2% muối- 3% đường 7.65 I-2% muối- 5% đường 9 I-2% muối- 8% đường 9 II-4% muối- 3% đường 4.68 II-4% muối- 5% đường 5.04 II-4% muối- 8% đường 5.22 IIII-6% muối- 3% đường 6.12 IIII-6% muối- 5% đường 6.66 IIII-6% muối- 8% đường 5.94 Nhận xét: Hàm lượng acid lactid sẽ được tạo ra tùy thuộc vào nồng độ giữa muối và đường thích hợp. Thông thường, nồng độ giữa đường và muối không chênh lệch nhau quá thì lượng acid sinh ra sẽ nhiều nhất. 4.3 Đánh giá cảm quan Nồng độ muối thấp, lượng đường cao lại được ưa thích nhiều hơn. Độ giòn được tạo do chủ yếu qua thao tác chần nên hầu như các nhóm như nhau. Trường hợp nhóm 3 hàm lượng muối quá cao , có thể ngăn không cho vsv lạ phát triển nhưng lại làm dưa mặn nên vị không được ngon bằng nhóm 1 và 2. Màu sắc bị ảnh hưởng bởi việc ngâm bồn bồn trong dịch ngâm có đồng loạt và có bị nhiễm khuẩn lạ không. Sản phẩm của các nhóm đều có màu trắng ngà giống nhau.