Đề tài Lên men cơm rượu

ng tan trong nước nóng nhưng do nó có khả năng trương phồng khi bị hồ hoá nên tạo điều kiện cho enzyme glucoamylase tác dụng dễ dàng hơn, do đó khả năng thuỷ phân tinh bột cao hơn. Ngoài ra, do sự vắng mặt của amylose trong gạo nếp nên là cho các hạt tinh bột có khe hở rộng, ít xơ nên tinh bột không có khả năng giữ nước. Do đó, tinh bột của gạo nếp dễ thuỷ phân hơn , thu được nhiều đường hơn . Hình: amylopectin. Bánh men: Ở Việt Nam, căn bản chỉ sử dụng hai loại men dạng viên. Muốn làm cơm rượu người ta dùng loại men gọi là men ngọt. Còn muốn nấu rượu đế (rượu trắng) thì dùng loại men đắng. Định nghĩa: - Bánh men là môi trường để giữ giống vi sinh vật, bao gồm một hỗn hợp vi sinh vật gồm nấm men, vi khuẩn và nấm mốc. - Để sản xuất rượu truyền thống, bánh men rượu phải đảm bảo các yêu cầu sau: Phải có các vi sinh vật tổng hợp enzym amylase để chuyển hóa tinh bột thành đường. Phải có các loại nấm men (có khi cả vi khuẩn và nấm mốc) có khả năng chuyển hóa đường thành rượu. Có các loài vi sinh vật có khả năng tạo được hương thơm cho quá trình lên men. Phân loại: Hiện nay có nhiều loại bánh men được sản xuất hoàn toàn thủ công ở nước ta Mỗi địa phương, mỗi dân tộc có phương pháp sản xuất riêng. Để sản xuất bánh men người ta dùng các vị thuốc từ các lọai thảo mộc khác nhau, trộn chung với bột gạo và bánh men giống để làm Tùy thuộc vào từng địa phương, việc sử dụng các vị thuốc là rất khác nhau. Tạm có thể chia thành 3 loại: Bánh men rượu không có thuốc Bắc Bánh men rượu có thuốc Bắc Bánh men rượu có lá rừng chứa tinh dầu (bánh men lá) Trong bài này chúng tôi chỉ giới thiệu về bánh men làm cơm rượu. Bánh men không có thuốc Bắc (còn gọi là bánh men thường) Thành phần chính của bánh men thường là bột gạo và giống vi sinh vật (men giống) Ở bánh men không thuốc Bắc người ta cho thêm một ít kháng sinh để ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật (gọi là bánh men rượu thuốc Tây để phân biệt với bánh men rượu thuốc Bắc Cách làm: Nước Ngâm, 3h Gạo Men giống Bánh men rượu Để ráo Xay thành bột Nhào trộn Tạo hình Ủ men, 300C,48h Sấy khô, 400C Nước Bánh men thuốc Bắc Thành phần chính: Bột gạo, giống vi sinh vật, vị thuốc Bắc Việc cho thuốc Bắc vào được cho rằng có tác dụng kích thích sinh trưởng của vi sinh vật trong bánh men, có khả năng sát trùng, ngoài ra còn có tác dụng tạo hương vị đặc trưng cho món cơm rượu. Quy trình sản xuất bánh men được thể hiện bằng sơ đồ khối Thuốc Bắc Nước Làm sạch Gạo Men giống Bánh men rượu Ngâm vo Xay thành bột Để ráo Phối trộn Tạo hình Ủ bánh men Sấy c) Ưu điểm của việc sử dụng bánh men khô: - Dễ bảo quản.- Đảm bảo đặc tính sinh sản và lên men của nấm men- Chất lượng men ổn định- Đáp ứng đủ số lượng men khi cần thiết trong nhân giống cũng như trong lên men- Tăng tính chủ động và linh hoạt trong sản xuất- Bỏ bớt một số gia đoạn trong lên men, giảm được nhân công và tiền của- Tăng khả năng quản lý việc nhân giống từ nhiều nguồn khác nhau- Dễ vẩn chuyển và có nguyên liệu dự trữ thường xuyên. d) Cách bảo quản men giống: Phương pháp sấy đông khô: Quá trình đông khô cấp 1: áp suất đuợc giữ nguyên, nhiệt độ bắt đầu được hạ nhanh xuống nhiệt độ đông đặc, có thể xuống thấp đến -800C, quá trình này sẽ làm các tinh thể nước đóng băng. Sau đó áp suất sẽ được hạ xuống dưới 1 atm, quá trình bay hơi bắt đầu, trong quá trình này các tinh thể nước đá sẽ bay hơi nước chuyển từ trạng thái rắn qua thẳng trạng thái hơi. Quá trình đông khô thứ cấp: nhiệt độ đuợc cho tăng dần, ở cuối giai đoạn này nhiệt độ có thể đạt từ 20 đến 30 0C, trong giai đoạn cuối của đông khô thứ cấp nhiệt độ tăng nhanh đồng thời áp suất giảm mạnh do đó đảm bảo làm bay hơi hết các phần tử nước có trong mẫu. -Lượng nước còn lại trong mẫu sau đông khô là khoảng 3%. sau đông khô mẫu có thể bảo quản ở nhiệt độ 4 0C. -Đông khô có một ưu điểm lớn đó là giữ vững được hoạt tính chủng một điều rất quan trọng trong công nghệ vi sinh vật. Sản phẩm sau đông khô không đòi hỏi phải bảo quản ở nhiệt độ quá thấp. -Đây là 1 phương pháp sấy đặc biệt tách ẩm ra khỏi vật liệu để bảo quản vi khuẩn được lâu hơn. Phương pháp này chuyển ẩm từ trạng thái ắn sang trạng thái hơi không qua trạng thái lỏng. Vật liệu sấy được sấy trong môi trường chân không cao với áp suất nhỏ hơn 256 mmHg, nhiệt độ sấy có thể đạt -80 0C. Do đó có thể ngăn chặn được nguy cơ phá hủy bởi nhiệt độ, các phân tử không kết hợp lại với nhau khi cô đặc tránh được các quá trình vi sinh xảy ra làm giảm chất lượng sản phẩm sấy. -Nấm men khô được bảo quản ở 40C, tỷ lệ sống sau 10 tháng có thể đạt 78 - 90 %. Hệ vi sinh vật trong bánh men: Bảng 11: Lượng vi sinh vật trong hệ vi sinh vật của bánh men  ở các vùng khác nhau ( tính cho 1 g men) Tên địa phương Vi khuẩn x 106 Nấm men x 106 Nấm mốc x 103 Hà Bắc 1210.4 550.8 597.3 Hà Sơn Bình 1012.9 397.1 705.8 Hải Phòng 692.1 397.1 176.2 Hà Nội 795.6 381.5 185.1 Hà Nam Ninh 977.5 362.6 159.2 Hải Hưng 352.7 349.2 254.7 Nghệ Tĩnh 659.4 169.4 258.7 Vĩnh Phú 347.5 158.3 397.6 Thanh Hoá 565.9 152.8 835.8 Cao Bằng 572.3 112.4 97.3 Thái Bình 257.6 110.5 97.8 Bắc Thái 549.7 70.8 86.1 a) Nấm men Saccharomyces cerevisiae Hình thái và tính chất sinh lí: Saccharomyces Giới (regnum):  Ngành (phylum): Fungi Ascomycota Phân ngành (subphylum): Saccharomycotina Lớp (class): Saccharomycetes Bộ (ordo): Saccharomycetales Họ (familia): Saccharomycetaceae Chi (genus): Saccharomyces Đây là loài nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn ethylic. Hình dạng: tế bào hình bầu dục nếu ở môi trường giàu chất dinh dưỡng. Trong điều kiện yếm khí, tế bào có hình tròn; ngược lại, trong điều kiện hiếu khí tế bào kéo dài hơn. Kích thước : thay đổi trong khoảng 2,5 - 10 µm × 4,5 -21µm. Chu kì sống: Các tế bào dinh dưỡng đơn bội (n) có thể tiếp hợp với nhau để tạo thành tế bào dinh dưỡng lưỡng bội (2n). Sau quá trình giảm phân sẽ sinh ra các bào tử túi (thường là 4 bào tử túi). Bình thường khi không có sinh sản hữu tính, chúng vẫn liên tục nảy chồi để sinh sôi nảy nở. Saccharomyces cerevisiae thuộc loại nấm men lên men nổi. Trong quá trình lên men, tế bào của chúng nổi lơ lửng trong dung dịch lên men và tập trung trên bề mặt. Nhờ đó tăng diện tích tiếp xúc với cơ chất, quá trình lên men xảy ra nhanh chóng và mạnh mẽ. Lên men được nhiều loại đường (glucose, fructose, saccharose, maltose, 1/3 rafinose, các dextrin …) và nhiều loại nguyên liệu khác nhau ( như gạo, ngô, khoai, sắn… với lượng đường trong dung dịch là 12 – 14%, có khi là 16 – 18%). Có khả năng lên men ở nhiệt độ cao ( 36 – 400C), chịu được độ acid. Chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 nồng độ 0,02 – 0,025% nên có thể lên men trong điều kiện bắt buộc phải dùng thuốc sát trùng. Sinh sản theo kiểu nảy chồi, có khả năng sinh bào tử, sống kị khí không bắt buộc. Chức năng Ethanol được sinh ra từ đường dưới tác dụng của một số loài nấm men (men rượu) thuộc chi Saccharomyces. Nấm men này có sẵn trên hoa quả, vì vậy nhiều khi không cần cấy giống vẫn có thể lên men đường trong dịch hoa quả để chuyển hóa thành rượu. Trong bánh men thuốc bắc (phối trộn bột với một số thuốc bắc) hay men lá (phối trộn với một số loại lá cây được lựa chọn theo kinh nghiệm) luôn luôn thuộc chi Saccharomycopsis có khả năng chuyển bột thành đường và một loại nấm men thuộc chi Saccharomyces có khả năng chuyển đường thành rượu. b)Giả nấm men Endomycopsis (chủ yếu là Endo.Fibuligenes) Hình thái và tính chất sinh lý: Số lượng: vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men/g bánh men Khi trưởng thành có hệ sợi giả cùng với bào tử đính nhiều chồi, tế bào phân đôi bằng vách ngăn hoặc nảy chồi ở nhiều phía Chức năng: Endomycopsis có khả năng sinh nhiều glucoamylase và đặc biệt trong hệ enzyme do giống này sinh ra ưu việt hơn nấm mốc, enzyme lấy từ chế phẩm nuôi Endomycopsis không có mùi mốc làm cho hương vị của rượu thành phẩm thơm ngon. Endomycopsis fibulligenes là loài nấm men rất giàu enzym amilase, glucoamilase. Do đó chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa . Ngoài hai chi nấm men cơ bản trên, trong men thuốc bắc còn thấy nhiều loài nấm  men dại khác nhau. Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển hoá đường thành cồn, tuy rằng sự chuyển hoá này còn thấp. Điều đặc biệt là các loài nấm men  dại này chịu nhiệt rất cao, có khi lên tới 60-65oC và chịu được chất sát trùng ở nồng độ 0,005-1%. Nấm mốc: Trong bánh men thuốc bắc thấy rất nhiều loài nấm mốc khác nhau thuộc Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus. Trong đó, Mucor và Rhizopus thấy phát triển nhiều hơn cả. Giống Rhizopus Phân bố: Giống này có ít nhất 120 loài, Rhizopus stolonifer (R. nigricans) là loài phổ biến trong thiên nhiên và được mô tả tương đối kĩ; Rhizopus stolonifer thường hiện diện ở bánh mì củ nên thường được gọi là mốc bánh mì, nó còn hiện diện trong đất, trong trái cây hư, củ.... nó còn ký sinh trong rễ khoai tây, táo, dâu, cà chua nhiều khi chúng còn gây ra bệnh trên động vật nuôi. Đặc điểm: Hầu hết những loài Rhizopus là những loài thực vật hoại sinh (saprophytes), chúng phát triển khuẩn ty bao phủ phần bên ngoài của cơ chất (ví dụ như bánh mì), khuẩn ty của Rhizopus stolonifer có màu trắng, phân nhánh, đa nhân và không có vách ngăn ngang. Hầu hết các sợi khuẩn ty có dạng như sợi bông vải khi còn non, sau đó phát triển sâu vào cơ chất thì phân chia thành 3 dạng khuẩn ty. Giống Mucor: Phân bố: Mucor là nhóm nấm hoại sinh trên xác bã hữu cơ đặc biệt trong dạ dày của ngựa và trâu bò (Mucor mucedo), nhiều loài phát tán trong đất như Mucor racemosus và Mucor spinosus, nấm này cũng có mặt trên bánh mì củ, thịt, phó mát, nước trái cây... nhiều loài gây ra bệnh mycormycosis trên người và gia súc. Đặc điểm: - Đặc tính phát triển của Mucor giống như Rhizopus, ví dụ như chúng phát triển khuẩn ty trên bánh mì củ trong 24 giờ. - Sinh sản vô tính (Asexual reproduction):Nấm Mucor sinh sản vô tính như nấm Rhizopus bằng cách thành lập cọng mang bọc bào tử và bào tử vách dày (chlamydospore). Không giống như những loài khác trong giống Mucor, Mucor rouxii có bào tử nẩy mầm như nấm men trong điều kiện kỵ khí, đặc biệt khi có sự hiện diện của khí CO2; tuy nhiên , khi có đủ oxi thì bào tử nẩy mầm cho ra một khuẩn ty bình thuờng. - Sinh sản hữu tính (Sexual reproduction): Mucor có những đặc điểm chung với Rhizopus, M. genevensis và nhiều loài khác là những loài đồng tán (tất cả sinh ra từ một khuẩn ty và thành lập bào tử tiếp hợp. Chức năng: Loài Mucor, đặc biệt là Mucor rouxii có khả năng thủy giải tinh bột, rượu hóa, lên men lactic, ngoài ra còn có khả năng tạo hương cho rượu. Ngoài ra còn có sự hiện diện của nấm mốc Aspergillus có vai trò làm mềm cơm rượu, tạo độ ngọt cao cho cơm rượu. Vi khuẩn: Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loài vi khuẩn phát triển. Trong đó thấy chủ yếu là loài vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. Vi khuẩn lactic: Phân bố: Vi khuẩn lactic thường ít gặp trong đất và trong nước, chúng thường phát triển trên những môi trường có chứa nhiều chất hữu cơ phức tạp như trong sữa và các sản phẩm từ sữa, trên bề mặt thực vật và xác thực vật đang bị phân giải, trong ruột và các niêm dịch ở người và động vật . Đặc điểm: - Các vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaceae. Mặc dù nhóm vi khuẩn này không đồng nhất về mặt hình thái, gồm cả vi khuẩn dạng que ngắn, que dài lẫn các vi khuẩn hình cầu, song về mặt sinh lý chúng lại tương đối đồng nhất. - Là vi khuẩn Gram dương. - Không tạo bào tử - Hầu hết không di động - Là vi sinh vật vi hiếu khí Vi khuẩn acetic : Phân bố :Trong tự nhiên dễ gặp vi khuẩn này ở không khí, ở vỏ quả và và rất dễ phát triển ở các loại dịch quả chứa nhiều đường. Đặc điểm : Là vi khuẩn Gram (+) Không sinh bào tử Nhiệt độ phát triển :5-40oC pHopt = 3.2-3.45 Chức năng: Các loài vi khuẩn lactic, vi khuẩn acetic thường làm chua môi trường. Thời gian đầu của quá trình lên men, quá trình này xảy ra là có lợi vì rằng pH của môi trường do chúng tạo ra  sẽ thích hợp cho nấm men  và nấm mốc phát triển. Tuy nhiên pH xuống quá thấp lại ảnh hưởng xấu cho quá trình lên men. Mặt khác nếu trong dịch lên men có mặt của oxy thì vi khuẩn axetic sẽ oxy hoá rượu  thành axit axetic. Quá trình này làm tổn hao lượng cồn tạo thành. Ngoài ra trong bánh men còn có nhiều loại vi khuẩn khác chưa xác định được (tạm xếp vào loại vi khuẩn tạp nhiễm). Trong bánh men có sự tạp nhiễm nhưng không gây hại cho sản phẩm chứng tỏ nhóm vi sinh vật chủ yếu trong bánh men kháng tốt với các vi sinh vật gây hại. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Sơ đồ khối Gạo nếp Xử lý nguyên liệu Vo gạo Ngâm Nấu chín Bánh men Làm nguội Nghiền mịn Trộn đều Lên men Cơm rượu Thuyết minh sơ đồ: Xử lý nguyên liệu: Mục đích: Chuẩn bị: loại bỏ các tạp chất dạng rắn có trong nguyên liệu (hạt hư, thóc…), làm sạch nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình vo nếp Biến đổi : không có biến đổi gì đáng kể Phương pháp thủ công,dùng tay nhặt và loại bỏ các tạp chất. Vo gạo: Mục đích: Chuẩn bị:làm sạch hạt nếp, loại bỏ các bụi bẩn bám trên hạt chuẩn bị cho quá trình ngâm Biến đổi: Vật lý : trong quá trình vo hạt hút nước trương nở làm tăng kích thước Hóa học : -Tăng độ ẩm -Trong khi vo có sự chà xát lên lớp vỏ của hạt nếp có thể làm mất lớp cám mỏng chứa vitamin B1 lớp ngoài cùng hạt Phương pháp -Cho nước vào nguyên liệu, dùng tay chà xát nguyên liệu ngay trong nước để làm sạch lớp bụi bẩn bám trên hạt -Thường vo khoảng 2 lần với lực chà xát vừa phải để hạn chế thất thoát vitamin B1 Thiết bị -Dùng dụng cụ chứa thông thừờng như thau, nồi với kích thước tùy theo lượng nguyên liệu sử dụng Ngâm: Mục đích: Chuẩn bị: Các hạt tinh bột trong hạt nếp trương nở một phần chuẩn bị cho quá trình nấu sau dễ dàng, thời gian nấu ngắn hơn Biến đổi: Vật lý -Hạt hút nước và tăng thể tích. Mức độ trương nở của hạt phụ thuộc vào một số yếu tố. Ví dụ: hạt nhỏ và hạt non hút nước nhiều hơn và trương nhanh hơn; nhiệt độ nước ngâm, ở nhiệt độ cao thì hạt trương nở nhanh -Thay đổi tính chất cơ cấu hạt: do liên kết giữa phôi và nội nhũ bị yếu hay bị phá hủy đi. -Thay đổi cấu trúc nội nhũ hạt: do phá hủy hay làm yếu đi lien kết giữa các tế bào nội nhũ cũng như các hạt tinh bột và các phần tử protid trong tế bào. -Sự thay đổi cấu trúc hạt dẫn đến giảm độ bền cơ học, tăng độ mềm, độ dẻo Hóa lý: -Khi ngâm nếp vào nước, hạt tinh bột tiếp xúc với nước, nước xâm nhập vào các phân tử tinh bột và tương tác tương tác với các nhóm hoạt động của tinh bột và tạo ra lớp vỏ hydrat làm cho lực liên kết giữa các phân tử tinh bột bị yếu đi, do đó các phân tử tinh bột không còn liên kết chặt chẽ với nhau nữa và bị trương lên. -Quá trình này tạo điều kiện để quá trình hồ hoá trong giai đoạn sau xảy ra nhanh hơn -Các chất hòa tan có trong hạt nếp có thể khuếch tán vào nước Hóa học: -Rút ra từ hạt phần lớn các chất hòa tan trong hạt chưa ngâm, hình thành những chất hòa tan trong khi ngâm. -Độ ẩm tăng Hóa sinh-Sinh học : -Trong khi ngâm, xảy ra quá trình lên men, chủ yếu là lên men lactic. Vi khuẩn lactic chuyển một phần glucid hòa tan thành acid lactic tích tụ lại trong nước ngâm, acid lactic góp phần làm mềm hạt -Quá trình ngâm cũng có ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong hạt nếp, tuy nhiên điều này cũng không có ý nghĩa nhiều vì trong quá trình nấu thì hệ vi sinh vật sẽ bị ức chế bởi nhiệt độ cao Phương pháp : Ngâm nếp vào nước sạch với tỉ lệ nếp : nước khoàng 1:2 Thiết bị : Dụng cụ chứa thông thừờng như thau, nồi với kích thước tùy theo lượng nguyên liệu sử dụng Thông số công nghệ : -Thời gian ngâm khoảng 6 giờ, không nên ngâm quá lâu vì hạt nếp sẽ giảm độ dẻo dễ gãy. -Ngâm trong nước ở nhiệt độ khoảng 28oC. Nấu chín: Mục đích: Chuẩn bị: Đây là giai đoạn hồ hóa tinh bột, làm mềm hạt nếp để khi cấy men vào vi sinh vật có thể sử dụng tinh bột tạo thành đường và lên men rượu Chế biến Nấu chín nếp thành xôi nếp Bảo quản Quá trình nấu chín còn đóng vai trò như một quá trình thanh trùng có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật Biến đổi: Vật lý -Nhiệt độ, độ nhớt tăng -Hạt trương nở làm tăng kích thước, thể tích -Thay đổi tỷ trọng Hóa lý-Hóa học -Sự trương nở và hút nước của các hạt tinh bột -Đây là giai đoạn hồ hóa tinh bột, làm mềm hạt nếp để khi cấy men vào vi sinh vật có thể sử dụng tinh bột tạo thành đường và lên men rượu. -Khi tinh bột ở trạng thái tự nhiên thì các phân tử liên kết với nhau bằng liên kết Hydro rất bền nên khi ở nhiệt độ bình thường tinh bột có hấp thụ nước để trương nở nhưng rất nhỏ. Vì thế ta phải tăng nhiệt độ lên để phá vỡ các liên kết Hydro này. Khi đó thì tinh bột hấp thu đựơc một lượng nước lớn hơn nhiều. Do đó cấu trúc tinh bột bị phá vỡ. -Quá trình này tạo điều kiện để enzyme dễ tiếp xúc, thuỷ phân tinh bột trong các quá trình sau. Hóa sinh -Vô hoạt enzym -Ức chế các phản ứng hóa sinh diễn ra trong hạt nếp Sinh học -Ức chế, tiêu diệt hệ vi sinh vật có trong nếp Phương pháp -Khi nấu cho nước vừa sấp mặt nếp, nước sôi hạ lửa nhỏ liền và đảo đều nếp, để sôi nhẹ cho đến khi cạn, đậy nắp kín để xôi chín. Thiết bị -Dùng nồi nấu thông thường Thông số công nghệ -Tỉ lệ nếp và nước khi nấu 1:1. -Nhiệt độ cao nhất quá trình nấu khoảng 100oC -Thời gian nấu khoảng 30-45 phút Làm nguội: Mục đích: Chuẩn bị: Làm nguội nhằm giảm đến nhiệt độ thích hợp chuẩn bị cho quá trình bổ sung bánh men vào Biến đổi: Vật lý: Nhiệt độ của khối nếp giảm Hóa lý: Nước bay hơi làm khô bề mặt hạt Hóa học: Độ ẩm giảm Phương pháp: Trải mỏng nếp đã nấu chín trên một khay sạch để khô tự nhiên Thiết bị: Dùng dụng cụ như khay, mâm có diện tích bề mặt phù hợp với lượng nếp đã nấu chín Thông số công nghệ: -Làm nguội đến khoảng nhịêt độ 30-35oC -Bề dày của lớp nếp là khoảng 1-2cm Rắc men-phối trộn: Mục đích: Chuẩn bị: Bổ sung bánh men vào xôi nếp chuẩn bị cho quá trình lên men Khai thác: Quá trình phối trộn giúp phân phối đều bánh men vào xôi nếp nhằm lên men toàn bộ khối xôi nếp thành cơm ruợu Biến đổi: hầu như không có biến đổi nào đáng kể Sinh học Lượng vi sinh vật trong khối xôi nếp tăng lên bắt đầu quá trình lên men Phương pháp -Bánh men được nghiền nhỏ trước khi rắc -Dùng tay hoặc rây rắc đều bánh men lên bề mặt khối xôi nếp - Dùng tay hoặc đũa trộn đều Thiết bị -Dùng khay,mâm chứa xôi nếp -Có thể dùng rây để rắc men Thông số công nghệ -Lượng men cho vào tùy thuộc vào loại bánh men, khối lượng và loại nguyên liệu -Thông thường khoảng 50g ứng với 1kg nếp. Lên men: Mục đích: Chế biến :Chuyển hóa xôi nếp thành cơm rượu (tinh bột thành rượu) Biến đổi: Vật lý: -Nhiệt độ canh trường tăng -Độ dẻo, độ nhớt hạt nếp giảm Hóa lý: Từ trạng thái pha rắn chuyển thành hai pha: pha lỏng (nước rượu) và pha rắn (cơm rượu) Hóa học Bảng 12: Biến đổi thành phần hóa học của cơm rượu (mg / 100g cơm rượu). Thời gian (h) 0 10 20 30 40 50 60 70 Hàm lượng protein tan 490±47 580±47 720±60 1050±70 1550±140 1790±140 1960±200 2030±180 Hàm lượng acid tổng (quy ra acid lactic) 125±12 132±15 210±21 240±26 390±45 567±42 666±73 774±23 Hàm lượng rượu _ _ 150±12 670±38 1050±87 1120±120 1520±113 2940±180 pH 6.4 6.3 5.9 5.4 4.9 4.6 4.3 4.1 Các hoạt động trao đổi chất diễn ra song song với sự phát triển của vi sinh vật trên cơm nếp và một số sản phẩm tích luỹ trong môi trường : Hàm lượng protein hoà tan : Hàm lượng protein hoà tan tăng liên tục từ 0 – 70h. Giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy hàm lượng này tăng nhanh (0 – 40h), sau đó chậm dần. Chính sự gia tăng số tế bào vi sinh vật thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp enzyme thực hiện các quá trình thuỷ phân cơ chất tạo nguồn dinh dưỡng, năng lượng cho sự phát triển của vi sinh vật . Hàm lượng acid hữu cơ : Hàm lượng acid hữu cơ tăng liên tục trong suốt quá trình lên men cho nên làm thay đổi pH trong quá trình lên men cơm rượu do đó giúp hạn chế sự nhiễm VSV. Sự thay đổi của hàm lượng rượu etylic: Ở thời điểm đầu của quá trình lên men, hàm lượng rượu etylic không đáng kể. Sau 30 giờ lượng rượu này tăng dần cho đến cuối thời điểm khảo sát. Ở 70 giờ, hàm lượng rượu đạt 2,94g/100g cơm rượu. Sự thay đổi hàm lượng tinh bột, đường tổng số và hoạt tính a-amilase: Từ 0-50giờ vi sinh vật đã tổng hợp amylase để thuỷ giải tinh bột thành đường nên hàm lượng tinh bột giảm liên tục, sau 70 giờ còn 5g/100g cơm rượu. Cùng lúc đó hoạt tính amylase tăng dần và đạt cực đại ở 60h là 68.29 UI, sau 70giờ còn 64.96 UI/100g. Trong quá trình ủ kín nhóm vi sinh vật đường hoá đã tổng hợp amylase thuỷ giải bột nếp thành đường, cung cấp cacbon cho sự phát triển sinh khối của sinh vật trong khối lên men. Hàm lượng đường tổng số tăng lên đạt max ở 22.5g/100g cơm rượu. Một phần đường này sẽ được nhóm vi sinh vật có khả năng lên men sử dụng để lên men ethylic và tạo CO2. Ngoài ra nó còn được sử dụng tạo acid và các loại sản phẩm trung gian khác. Phần đường sót tạo vị ngọt đặt trưng cho cơm rượu. Sự thay đổi hàm lượng glucose và hoạt tính của glucoamylase Ơ giai đoạn đầu vi sinh vật đã sử dụng glucoamylase thuỷ giải bột nếp tạo glucose cung cấp cho sự tăng trưởng sinh khối , tạo các sản phẩm trao đổi chất. Hoạt tính của glucoamylase tăng dần và đạt cực đại ở 60h (24.41 UI/100g cơm rượu) sau đó giảm xuống có thể do hàm lượng cơ chất đã cạn kiệt. Song song là sự tích luỹ glucose tăng dần và đạt cực đại ở 60h (16.44g /100g cơm rượu), sau đó giảm xuống do bị thu hút vào quá trình lên men ethylic, lactic và các sản phẩm trung gian khác. Đồ thị 1: Sự thay đổi đường tổng số theo thời gian Đồ thị 2: Thay đổi hàm lượng tinh bột theo thời gian Đồ thị 3: Lượng amylase tạo ra theo thời gian Hóa sinh- Sinh học: Bánh men rượu là một hỗn hợp vi sinh vật gồm nấm men, vi khuẩn và nấm mốc. Giữa chúng có tác động tương hỗ trong quá trình lên men. Khi cho bánh men vào môi trường lên men thì đồng thời xảy ra một loạt quá trình khác nhau Quá trình tăng sinh khối Quá trình đường hóa Quá trình rượu hóa Quá trình tăng sinh khối Là quá trình sinh sản và phát triển của vi sinh vật Sự phát triển của nấm mốc và một số vi khuẩn và đòi hỏi phải có oxy, do đó các loài vi sinh vật này thường phát triển mạnh ở giai đọan đầu. Nấm men là vi sinh vật hiếu khí tùy tiện nên cũng cần oxy để tăng sinh khối, nhưng mức độ là yếu hơn so với nấm mốc. (nấm men thật sự phát triển mạnh trong môi trường có chứa đường, tức cuối giai đoạn nấm mốc phát triển) Sự phát triển mạnh mẽ của nấm mốc trong giai đoạn đầu kéo theo sự tạo thành một số acid hữu cơ, kết quả là pH của môi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các loài mốc khác phát triển mạnh hơn Việc phân ra các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, nấm men rất khó khăn vì thực tế sự phát triển của các loài vi sinh vật trong khối lên men này diễn ra đồng thời nhưng sự phát triển không cùng một mức độ.ta có thể chia ra như sau. Giai đoạn 1: Hô hấp hiếu khí Đây là giai đoạn để hệ vi sinh vật có trong bánh men thích nghi và làm quen với môi trường. Nấm mốc gia tăng sinh khối và có sự sinh tổng hợp amylase thuỷ phân tinh bột thành đường. Giai đoạn này thực hiện trong điều kiện hiếu khí, thời gian 24- 36h. Giai đoạn 2: Hoạt động của vi khuẩn Có sự hoạt động của vi khẩn acetic và vi khuẩn lactic. Nhưng trong giai đoạn vi khuẩn lên men acetic hoạt động kém (do trong môi trường cơ chất của vi khuẩn lên men acetic là rượu rất ít).Vi khuẩn lactic hoạt động chuyển hoá đường thành acid lactic làm pH môi trường giảm xuống (từ 6.3 xuống 4.6 ). Môi trường này không còn thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn (pH thích hợp cho vi khuẩn Lactobacillus phát triển 5.5-6.5) cộng với sự tích luỹ các sản phẩm trao đổi chất cũng không thuận lợi cho sự phát triển nên số lượng vi khuẩn lactic giảm. Nhưng môi trường acid lại thuận lợi cho sự phát triển của nấm men, nấm mốc. Giai đoạn 3: Hoạt động của nấm men trong điều kiện kị khí Tế bào nấm mốc tiếp tục thuỷ phân tinh bột thành đường. Tế bào nấm men sử dụng nguồn cơ chất là đường để tăng sinh khối. Số lượng cao chứng tỏ vai trò quan trọng của nấm men trong giai đoạn sau (giai đoạn lên men mạnh) và điều kiện của môi trường thuận tiện cho lên men rượu. Ở thời điểm này sự thuỷ phân tinh bột đã tạo một lượng nước giúp việc lên men dễ dàng hơn . Cùng lúc đó lượng nấm mốc thuỷ giải tinh bột giảm ở cuối giai đoạn. Quá trình đường hóa Là sự chuyển hóa tinh bột thành đường do sự phát triển chủ yếu của nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus delemar và nấm men Endomycopros có trong bánh men rượu Các loại nấm mốc và nấm mốc này trong quá trình phát triển tạo ra rất nhiều enzym Amylase và Glucoamylase. Các enzym hoạt động rất thuận lợi trong thời gian này và trong suốt cả thời gian sau đó Tuy nhiên hoạt động của các enzym này chịu sự điều khiển của nồng độ glucose trong dịch lên men. Bình thường glucose sẽ ức chế quá trình thủy phân tinh bột, nhưng các loại mốc Mucor,Rhizopus…vừa có khả năng sinh tổng hợp enzym amylase, vừa có khả năng chuyển hóa đường thành rượu, mặt khác các loài Saccharomycess cũng tích cực chuyển hóa glucose thành etanol, do đó tinh bột được thủy phân hoàn toàn vì không còn glucose ức chế quá trình thủy phân Quá trình rượu hóa Là