Luận văn So sánh khả năng của các loại bánh men thuốc bắc trên thị trường Thành phố Cần Thơ

hối của nấm men và nấm mốc trong giai đoạn đầu của quá trình lên men. Hiện nay, có khoảng 20 vị thuốc bắc được sử dụng phổ biến trong sản xuất rượu nếp than như: bạc hà, thảo quả, đinh hương, cam thảo bắc, 2.2.3. Hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc
Vi khuẩn Trong bánh men có rất nhiều vi khuẩn, nhưng chủ yếu là vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. Trong thời gian đầu của quá trình lên men, các vi khuẩn này phát triển tạo ra pH môi trường thích hợp cho sự phát triển của nấm men. Tuy nhiên, nếu pH quá thấp sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình lên men. Mặc khác, nếu trong dịch lên men có mặt oxy thì vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa rượu thành acid acetic làm giảm lượng rượu hình thành.
Nấm mốc * Các loại nấm mốc thường gặp trong viên men Trong bánh men thuốc bắc, chủ yếu là các loại: Mucor, Aspergillus, penicillium, Rhizopus. Trong đó, đặc biệt là loài Mucor rouxii có nhiều đặc tính quý như: có khả năng chịu nhiệt độ cao 32-350C, vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa. Hình 3. Một số nấm mốc thường gặp trong lên men rượu * Vai trò của nấm mốc trong lên men rượu Nấm mốc có khả năng sinh ra các enzyme amylase, đặc biệt là α-amylase & amyloglucosidase để thủy phân tinh bột thành đường, chủ yếu là glucose. Nguồn tinh bột ban đầu được nấu hay hấp sau đó hóa lỏng bằng α-amylase, đường hóa bằng amyloglucosidase. a) Rhizopus b) Penicillum c) Mucor d) Aspergillus niger a) b) c) d) Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 12 - α-amylase cắt ngẫu nhiên các liên kết 1-4 glicozid trong mạch amylose và amylopectin thành hỗn hợp các oligomer bao gồm các đoạn phân nhánh và không phân nhánh. - Amyloglucosidase cắt các nối α – 1,4 từ đầu không khử của amylose phóng thích các monomer đơn D-glucose, đồng thời các nối α – 1,6 cũng được thủy giải nhưng chậm hơn. Enzyme này có khả năng thủy phân hầu như hoàn toàn tinh bột thành glucose (đến 98%). * Các yếu tố ảnh hưởng đến việc sản sinh enzyme đường hóa của nấm mốc - Các chất dinh dưỡng: Glucose là nguồn carbon tối hảo cho tất cả các sợi nấm. Tuy nhiên, muốn cho sợi nấm sinh ra enzyme đường hóa thì tinh bột là nguồn carbon thích hợp. Khi nuôi sợi nấm sinh enzyme thì nguồn nitrogen được sử dụng dưới dạng sulfat amon. Tỷ lệ carbon và nitơ trong môi trường có ảnh hưởng lớn đến tổng hợp sinh nấm và khả năng tạo ra enzyme. Khi nguồn carbon và nitơ đầy đủ thì sợi nấm mới tích lũy enzyme tối đa. - Hàm lượng nước trong môi trường: Hàm lượng nước thích hợp sẽ tạo điều kiện tốt cho sự phát triển của nấm. Nếu môi trường thừa nước thì sẽ làm giảm trạng thái xốp của môi trường, giảm lượng oxy khuếch tán, vi khuẩn dễ dàng phát triển. Nếu thiếu nước thì bề mặt môi trường bị khô là nguyên nhân kìm hãm sự phát triển của sợi nấm và gây hiện tượng sinh bào tử sớm. - Nhiệt độ: Trong quá trình phát triển của nấm sợi, sinh ra lượng nhiệt khá lớn làm tăng nhiệt độ của môi trường. Nhiệt độ thích hợp nhất cho nấm phát triển là 32- 330C, thông thường chỉ cần điều chỉnh nhiệt độ vào giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy nhằm kích thích bào tử nấm mọc ra sợi nấm tốt. - Thời gian: phụ thuộc vào từng loại nấm, thông thường sau thời gian nuối cấy từ 30-32 giờ thì nấm sợi sẽ phát triển mạnh nhất và sự tạo thành enzyme đường hóa nhiều nhất kết thúc, khi sợi nấm bắt đầu sinh bào tử (Nguyễn Đức Lượng).
Nấm men Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo đơn bào, thường sinh sản bằng nẩy chồi hoặc phân cắt. Nhóm này, có nhiều trong tự nhiên và có thể sử dụng trong sản xuất, rượu, bia, bánh mì,.Tế bào nấm men giàu protein, vitamin (đặc biệt là vitamin nhóm B và tiền vitamin D2). * Các loại nấm men thường gặp trong men rượu Mỗi gam bánh men chứa vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men. Chúng gồm 2 giống: Endomycopsis (chủ yếu là endo.fibuligenes) và Saccharomyces (chủ yếu là S.cereviriae). - Endo.fibuligenes là loài nấm men rất giàu enzyme amylase, glucoamylase nên chúng vừa có khả năng đường hóa, vừa có khả năng rượu hóa. - Saccharomyces cerviriae có khả năng lên men nhiều loại đường như: glucose, saccharose, maltose, fructose, rafinose, galactose. Đồng thời, chúng có thể lên men ở nhiệt độ cao (36 - 400C) và có khả năng chịu được độ acid. Ngoài ra, chúng còn có khả năng chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng độ 0,02-0,025%. Đặc điểm này rất thuận lợi trong trường hợp lên men có sử dụng thuốc sát trùng. Điều quan trọng hơn là có khả năng lên men nhiều loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn với lượng đường Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 13 trong dung dịch 12-14%, có khi 16-18%. Nồng độ rượu cao nhất trong dịch lên men mà nấm men có thể chịu được là 10-12%. Nhiệt độ lên men thích hợp nhất là 28-320C. Ngoài 2 chi nấm men cơ bản trên, trong men thuốc bắc còn nhiều loài men dại khác. Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển đường thành rượu tuy sự chuyển hóa này thấp. Đặc biệt, các loài nấm men dại này chịu được nhiệt độ rất cao (60-650C) và chịu được chất sát trùng ở nồng độ 0,05-1% (Nguyễn Đức Lượng). Hình 4. Nấm men Saccharomyces cerevisiae * Vai trò của nấm men trong quá trình chuyển hóa đường thành rượu Nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men rượu cổ truyền. Trong suốt thời gian lên men ngoài ethanol, CO2 còn tạo ra nhiều sản phẩm phụ như: Glycorol, dầu fusel, ester, acid hữu cơ, diacetyl và aldehyde. Sự hiện diện của các hợp chất này tùy thuộc vào dòng nấm men và điều kiện lên men, chúng góp phần quan trọng tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Để thu được năng suất rượu cao, nấm men thường được lựa chọn dựa vào 2 đặc tính: Lên men với tốc độ mạnh và khả năng chịu được nồng độ rượu cao trong môi trường lên men. Ethanol là sản phẩm chính của quá trình rượu hóa nhưng ở một nồng độ nào đó ethanol có thể: làm thay đổi cấu trúc và tính thấm của màng tế bào nấm men, ảnh hưởng đến sự phát triển và các hoạt động biến dưỡng của nấm men, ức chế quá trình lên men. So sánh khả năng chịu cồn cao của các dòng nấm men bằng cách cho lên men trong dung dịch đường có nồng độ cao (15-30%v/v) hoặc có thể dùng phương pháp lên men liên tục rồi bổ sung glucose vào từ từ đến khi đến thúc quá trình lên men. Đo độ rượu của các dòng nấm men khác nhau, mẫu nào có nồng độ cao chứng tỏ dòng nấm men đó có khả năng chịu đựng độ cồn cao nhất. * Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của nấm men - Nhiệt độ: Nấm men có thể chịu đựng được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 0-500C. Nếu lên men ở nhiệt độ lớn hơn 500C, nấm men sẽ chết. - Ảnh hưởng của pH: Nấm men có thể phát triển được trong môi trường pH = 2-8 nhưng thích hợp nhất là pH = 4,5-5 - Ảnh hưởng của oxy: Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, nấm men cần oxy để tăng sinh khối nhưng ở các giai đoạn sau thì không cần. - Ảnh hưởng của độ rượu: Hàm lượng ethanol sinh ra, nếu vượt quá giới hạn chịu đựng sẽ ức chế sự phát triển của nấm men. 2.3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU NẾP THAN CỔ TRUYỀN 2.3.1. Khái quát quá trình lên men rượu Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 14 Lên men rượu là 1 quá trình trao đổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học (được sinh ra từ sự trao đổi chất để duy trì sự sống của nấm men). Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men, người ta chia thành nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên, có 2 hình thức lên men chính: lên men yếm khí và lên men hiếu khí. + Lên men yếm khí: là sự thủy phân đường không có sự hiện diện của O2, như quá trình lên men lactic, lên men rượu, lên men butylic, + Lên men hiếu khí: là sự thủy phân đường với sự hiện diện của O2 như quá trình lên men acetic, lên men citric. Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự hiện diện của nấm men (yeast). Nấm men chuyển hóa đường lên men thành rượu etylic và CO2. Đôi khi, người ta còn gọi là quá trình rượu hóa, cồn hóa. Quá trình lên men rượu được chia thành 2 giai đoạn chính: + Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự hiện của O2, tế bào nấm men sẽ phát triển sinh khối để gia tăng về kích thước và số lượng. + Thời kỳ lên men chuyển hóa đường thành rượu và CO2: Nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng enzyme sẵn có để xúc tác các phản ứng sinh hóa trong quá trình trao đổi chất. 2.3.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men
Cơ chế của quá trình lên men Để lên men, người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định, tùy thuộc vào phương pháp lên men. Thông thường, khi lên men, lượng tế bào nấm men phải >10 triệu/ml dung dịch lên men. Do điện tích của tế bào nấm men lớn nên khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng rất mạnh. Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác được hấp thụ trên bề mặt nấm men sau đó khuếch tán qua màng vào bên trong, tạo ra rượu và CO2. Rượu etylic tạo thành sẽ khuếch tán ra môi trường bên ngoài qua màng tế bào nấm men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên tốc độ khuếch tán rất nhanh. CO2 cũng hòa tan trong môi trường nhưng sự hòa ta không lớn, ở áp suất 800mmHg, nhiệt độ 25- 300C thì lượng CO2 hòa tan là 0,837-0,856 lít CO2/lít nước. Vì thế, CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chống đạt trạng thái bão hòa. Khi đó, CO2 bám xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khi. Tế bào nấm men thường dính liền nhau, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên thành túi lớn, đến lúc nào đó sẽ có sự chênh lệch khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên. Khi nổi lên, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ ra làm cho CO2 phóng thích ra bên ngoài. Lúc này, khối lượng riêng của nấm men đủ lớn trở lại nên chúng chìm xuống. Quá trình tế bào nấm men nổi lên rồi chìm xuống diễn ra liên tục làm cho nấm men từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái động, gia tăng khả năng tiếp xúc của tế bào với môi trường, điều này làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh hơn, mạnh mẽ hơn, khi đó, sẽ gia tăng tốc độ lên men. Khí CO2 ức chế quá trình lên men nhưng trong quá trình thoát CO2 làm tăng khả năng lên men của tế bào nấm men. Kích thước, vật liệu chế tạo thiết bị lên men, các chất hòa tan mang điện tích, các vật lơ lững khác trong dịch lên men cũng ảnh hưởng đến sự thoát CO2 nên cũng tác động đến quá trình lên men. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 15
Động học của quá trình lên men Tốc độ của quá trình lên men có thể quan sát được bằng cách theo dõi sự thay đổi hàm lượng đường trong dịch lên men, hàm lượng rượu và CO2 tạo thành. Quá trình lên men chia làm 3 thời kỳ chính: + Thời kỳ đầu: Khoảng 60 giờ kể từ khi cho nấm men tiếp xúc với dịch lên men. Tốc độ lên men rất chậm, đường lên men không đáng kể. + Thời kỳ 2: Đây là thời kỳ lên men chính. Chiếm 60-120 giờ sau thời kỳ đầu. Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng nhanh đáng kể và đạt đến trị số cực đại. + Thời kỳ cuối: Đây là thời kỳ lên men phụ, tốc độ lên men rất chậm, đồng thời là giai đoạn ổn định, tạo mùi cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm mà thời gian lên men phụ kéo dài khác nhau, không quan sát được. Thời kỳ lên men chính là biến đổi sâu sắc các thành phần trong dịch lên men. Trong giai đoạn này, ở điều kiện lên men bình thường sau mỗi giờ nồng độ đường trong dịch lên men giảm đi khoảng 10 Brix, tùy thuộc vào sản phẩm, dây chuyền sản xuất. Trong dịch lên men, nếu hàm lượng đường là 100% thì có 4-6% là dạng chất không hòa tan, 75-77% được chuyển hóa thành maltose và 19% là dextrin. Trong giai đoạn lên men phụ, sự đường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không hoàn toàn, đặc biệt khó khăn đối với tinh bột không hòa tan. Do đó, tốc độ lên men trong thời kỳ này không phụ thuộc vào số lượng tế bào nấm men mà chủ yếu phụ thuộc vào sự thủy phân hàm lượng dextrin (không lên men) còn lại. Tuy vậy, chính những đường không lên men này sẽ tạo vị ngọt cho sản phẩm. Như vậy, chu kỳ lên men dịch đường phụ thuộc vào thời gian lên men cuối hay phụ thuộc vào khả năng đường hóa của phức hệ enzyme amylase. Rất nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì hiệu suất của quá trình lên men càng tăng. Tuy vậy, tùy theo yêu cầu của sản phẩm, nồng độ glucid trong dịch đường, phương pháp lên men mà nhà sản xuất sẽ tạo ra một qui trình sản xuất riêng biệt với chất lượng và thành phần mong muốn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Hoạt động của vi sinh vật nói chung và nấm men nói riêng có liên hệ mật thiết với điều kiện ngoại cảnh. Có 3 mức độ khác nhau ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men. + Điểm cực tiểu: là điều kiện tối thiếu để nấm men tồn tại, ở điều kiện này bắt đầu xuất hiện các hoạt động sống. + Điểm cực thích: Là điều kiện tốt nhất cho hoạt động sống. Nấm men có cường độ hoạt động mạnh nhất. + Điểm cực đại: Là điều kiện tối đa và là giới hạn trên tồn tại của hoạt động sống. Quá giới hạn này, nấm men sẽ chết. Do đó, vấn đề quan trọng là điều chỉnh điều kiện ngoại cảnh sao cho nấm men hoạt động tốt nhất. * Nồng độ đường Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 16 Nấm men chỉ có khả năng lên men đường thành rượu, trong khoảng nồng độ, đường từ 10-18%, nồng độ cao sẽ ức chế hoạt động của nấm men. Tương tự, nồng độ đường thấp cũng giảm năng lực lên men. * Nồng độ rượu Quá trình nuôi cấy nấm men chủ yếu là tạo điều kiện cho nấm men phát triển sinh khối, đạt số lượng theo yêu cầu. Song, nấm men cũng thực hiện quá trình lên men rượu đáng kể (còn phụ thuộc vào mức độ thông khí). Thường trong dịch nấm men có khoảng 4 - 6% rượu. Nồng độ sinh ra có ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của nấm men. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng này còn phụ thuộc vào thời gian, số lượng tế bào và môi trường nuôi cấy. Với các điều kiện ban đầu giống nhau thì nồng độ rượu 1% chưa ảnh hưởng đến nấm men nhưng 4-6% thì bắt đầu có ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men. * Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ có tác động mạnh mẽ đến hoạt động của nấm men. Chẳng hạn như Saccharomyces Cerviriae Rasse VII phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 30-330C, nhiệt độ tối đa 380C, tối thiếu 50C. Thường nấm men được nuôi cấy ở 17-220C, (thấp hơn nhiệt độ tối ưu) có năng lực lên men rất lớn. Trong quá trình lên men, nấm men chịu được giới hạn nhiệt độ khá rộng (1- 450C), nếu quá 500C nấm men sẽ chết. * Ảnh hưởng của pH Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH = 2-8 nhưng thích hợp nhất là pH = 4 - 4,5; vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2 và cao hơn khi pH < 4,2 chỉ có nấm men phát triển. Do đó, trong lên men rượu, để ngăn ngừa khả năng nhiễm khuẩn, người ta thực hiện trong giới hạn pH = 3,8 - 4. Tuy nhiên, có những loài vi khuẩn quen dần với pH thấp nên ngoài việc điều chỉnh pH, người ta còn sử dụng thuốc sát trùng. pH = 8, nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh, còn pH = 3,8 là điều kiện tối ưu cho hoạt động của nấm men thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển. Để tạo pH thích hợp, có thể bổ sung vào môi trường bất cứ loại acid nào, miễn là anion của nó không ảnh hưởng mạnh đến hoạt động của nấm men. * Ảnh hưởng của oxy Nấm men là vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Nếu trong môi trường không có O2, nấm men sẽ lên men đường tạo thành rượu và CO2, ngược lại thì sản phẩm tạo thành là CO2 và H2O đồng thời tăng sinh khối. Oxy là thành phần quan trọng trong giai đoạn phát triển sinh khối của nấm men. Tuy nhiên, nó lại là nguyên nhân gây hư hỏng rượu ở các giai đoạn chế biến còn lại. Vì sự có mặt của oxy nấm men sẽ lên men không hoàn toàn do phát triển sinh khối. Mặc khác, oxy còn làm cho sản phẩm có nhiều aldehyde, dễ bị biến màu do các phản ứng oxy hóa, hóa nâu, đồng thời làm cho sản phẩm bị chua do sự hình thành các acid hữu cơ và gây thối rượu theo thời gian bảo quản. Tuy nhiên, nếu trong giai đoạn phát triển sinh khối không cung cấp đủ oxy thì sẽ không cung cấp đủ tế bào nấm men cho quá trình lên men làm giảm tốc độ lên men, gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Mặc khác, lại có một số chủng nấm men phát triển nhanh và tạo ra hàm lượng rượu nhiều hơn trong môi trường không khí. 2.3.3. Cơ chế quá trình chuyển hóa các chất trong lên men rượu
Các quá trình vi sinh vật Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 17 Thực chất của quá trình này là sự sinh sản và sinh trưởng của vi sinh vật. Quá trình này xảy ra rất nhanh ở giai đoạn đầu lên men. Sự phát triển mạnh của các vi khuẩn ở giai đoạn này kéo theo sự tạo thành một số acid hữu cơ. Kết quả là pH môi trường giảm tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển. Song song đó, các loại nấm men bắt đầu phát triển, tuy với tốc độ chậm hơn nấm mốc. Việc phân chia các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, nấm men một cách rõ ràng là điều rất khó khăn. Vì thực chất, sự phát triển của các loài vi sinh vật trong dịch lên men diễn ra đồng thời. Chỉ có điều, là sự phát triển đó thường không cùng mức độ. Sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc thì đòi hỏi trong môi trường phải có một lượng oxy nhất định. Chính vì vậy, các loài vi sinh vật này phát triển mạnh ở giai đoạn đầu. Nấm men cũng cần oxy để tăng sinh khối. Tuy nhiên, mức độ đó không cao như nấm mốc. Mặt khác, nấm men còn cần đường, nên cần phải có thời gian để nấm mốc tạo ra đường. Do đó, ở các giai đoạn sau nấm men phát triển mạnh hơn nấm mốc và vi khuẩn.
Các quá trình sinh hóa * Quá trình chuyển hóa đường và các thành phần khác thành acid hữu cơ Có 2 quá trình tạo acid cơ bản: quá trình tạo acid acetic và quá trình tạo acid lactic. Quá trình tạo acid lactic chiếm ưu thế hơn. Cả hai quá trình này xảy ra với cường độ không lớn vì giai đoạn đầu lượng đường trong khối lên men chưa cao. * Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường Do sự phát triển nấm mốc và nấm men Endomycopris, tinh bột được chuyển hóa thành đường các loài vi sinh vật này phát triển tạo ra rất nhiều enzyme amylase, glucoamylase. Các enzyme này hoạt động rất thuận lợi trong giai đoạn đầu và được kéo dài trong suốt các giai đoạn sau. Điều quan trọng cần đề cập là, các enzyme này chịu sự điều khiển bởi nồng độ glucose trong dịch lên men. Bình thường thì glucose sẽ ức chế phản ứng thủy phân tinh bột. Nhưng các loài nấm mốc Mucor Rouxei, Rhizopus delemar và nấm men Endomycopsis vừa có khả năng tổng hợp enzyme amylase, glucoamylase vừa có khả năng chuyển hóa đường thành rượu. Kết quả là lượng đường được tạo thành bao nhiêu thì ngay lập tức sẽ được rượu hóa, một phần sử dụng cho việc sinh sản và phát triển của chính các loài vi sinh vật đó. Vì vậy, trong dịch lên men thường không xảy ra cơ chế kiềm hãm ngược bởi glucose. * Quá trình chuyển hóa đường thành rượu Quá trình này được thực hiện bởi các loài nấm men, nhưng chủ yếu là Saccharomyces. Song song với quá trình này là các quá trình chuyển hóa đường, các acid hữu cơ thành các sản phẩm phụ khác cũng diễn ra đồng thời. Tuy nhiên, các quá trình chuyển hóa được xảy ra xen kẽ nhau, hỗ trợ nhau và tạo nên một quá trình hài hòa, để tạo ra sản phẩm không chỉ có nước và cồn mà là một hỗn hợp hài hòa về hương vị bao gồm nhiều thành phần khác nhau. Chính vì vậy, rượu nếp than mang hương vị đặc trưng và giá trị cảm quan khác rất riêng. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 18 CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 3.1.1. Thời gian - địa điểm - Thời gian thực hiện: 12 tuần (từ ngày 26/02/2007 đến 18/05/2007) - Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2. Nguyên liệu - hóa chất - thiết bị
Nguyên liệu - Gạo nếp than - Bánh men thuốc bắc - Nước
Hóa chất - Hóa chất dùng xác định hàm lượng đường khử : + NaOH 30%, 10% + Pb(CH3COO)2 30% + Na2SO4 bão hoà + Metyl xanh 1% trong nước + Fehling A (69.28g CuSO4 trong 1 lít nước cất) + Fehling B ( 346g Kalinatritartraate và 100g NaOH trong 1 lít nước cất) + Phenolphtalein 1% trong cồn - Hóa chất dùng xác định hàm lượng tinh bột: + HCl 5% + NaOH 0,5% + Pb(CH3COO)2 30% + Na2SO4
Dụng cụ, thiết bị - Nồi cơm điện - Bình tam giác - Dụng cụ chuẩn độ - Bình cầu - Ống hút 10 ml - Đũa thuỷ tinh - Ống hút 1 ml - Bếp điện Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 19 - Cốc thủy tinh - Cân điện tử - Tủ sấy - Giấy lọc - Giấy quỳ - Bình định mức 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.2.1. Phương pháp phân tích - Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp BERTRAND (xem chi tiết phần phụ lục). - Xác định thể tích rượu tạo thành bằng phương pháp chưng cất (xem chi tiết phần phụ lục). - Xác định hàm lượng tinh bột còn lại (chi tiết xem phần phụ lục). 3.2.2. Nội dung nghiên cứu * Khảo sát khả năng lên men của các loại bánh men thuốc bắc: - Mục đích: Nhằm tìm ra loại bánh men có hiệu suất lên men cao nhất, cho sản phẩm rượu nếp than có chất lượng tốt nhất. - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 nhân tố với 3 lần lặp lại. Nhân tố M : Loại bánh men sử dụng (6 loại) M1, M2 , M3 , M4, M5, và M6 Tổng số nghiệm thức = 6 x 3 = 18 nghiệm thức. Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 20 Hình 5. Sơ đồ thí nghiệm khảo sát khả năng lên men của các loại bánh men thuốc bắc.
Ghi nhận kết quả: + Hàm lượng đường khử + Hàm lượng tinh bột còn lại + Hàm lượng rượu tạo thành CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nếp than Làm sạch Nấu chín Để nguội (30-350C) Trộn Ủ mốc Chan nước Lên men M1 M3 M4 M6 M5 M2 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 21 Bảng 2. Kết quả so sánh tốc độ lên men của các loại bánh men thuốc bắc Hình 6. Mẫu rượu sau khi chan nước (1 ngày) Bánh men thuốc bắc Hàm lượng đường khử (%) Hàm lượng tinh bột còn lại (% CBK) Độ rượu (%v/v) An Trường (M1) Hải Anh Quang (M2) Nàng Hương (M3) Làng Vân - Hà Bắc (M4) Hà Nội (M5) Gò Đen (M6) 21,68c 25,02b 19,25d 13,92f 15,63e 26,71a 2,44d 1,84e 3,33c 5,54a 4,5b 0,99f 10,67a 11,33a 9,33b 7,33c 8,33bc 11,67a Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 22 Hình 7. Đồ thị biểu hiện hàm lượng đường khử tạo thành của các loại bánh men Thảo luận: - Từ hình 7 và bảng 2, ta thấy: hàm lượng đường khử của 6 loại bánh men tạo ra sau 3 ngày ủ mốc khác biệt ý nghĩa và tăng dần theo thứ tự: M4<M5<M3<M1<M2<M6 và đường trong cơm rượu cao nhất khi sử dụng bánh men Gò Đen và thấp nhất đối với bánh men Làng Vân - Hà Bắc. - Điều này có thể giải thích: quá trình thuỷ phân tinh bột thành đường do nấm mốc thực hiện nên, nếu loại nào tạo ra nhiều đường hơn là do trong bánh men đó chứa đầy đủ 3 loài mốc: Rizopus, Mucor, Aspergillus với mật độ thích hợp. Đồng thời, chúng phải sản sinh ra nhiều enzyme thủy phân (hệ enzyme amylase), đảm bảo cho quá trình đường hoá đạt hiệu quả cao nhất. Bánh men Gò Đen hội đủ những điều kiện này còn bánh men Làng Vân - Hà Bắc thì ngược lại. Đồ thị so sánh hàm lượng đường khử tạo thành của các loại bánh men 0 5 10 15 20 25 30 M1 M2 M3 M4 M5 M6 bánh men hà m lư ợn g đư ờn g kh ử (% ) Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 23 Hình 8. Đồ thị biểu hiện hàm lượng tinh bột còn lại của các loại bánh men - Từ hình 8 và bảng 2, ta thấy: hàm lượng tinh bột còn lại trong cơm rượu (sau 3 ngày ủ mốc) được lên men từ các loại bánh men khác nhau thì khác biệt ý nghĩa và giảm dần theo thứ tự: M4>M5>M3>M1>M2>M6. Trong đó, cao nhất đối với bánh men Làng Vân - Hà Bắc và thấp nhất đối với bánh men Gò Đen. - Giải thích kết quả: tinh bột còn lại nhiều là do trong bánh men (Làng Vân - Hà Bắc) không có đủ 3 loài mốc cần thiết cho quá trình đường hóa (Hà Thị Cẩm Tú) hoặc có với mật độ thấp hoặc do trong quá trình vận chuyển và bảo quản nấm mốc đã bị suy giảm hoạt tính. Đồ thị so sánh hàm lượng tinh bột còn lại của các loại bánh men 0 2 4 6 M1 M2 M3 M4 M5 M6 bánh men ti n h b ột ( % ) Ngành Công Nghệ Thực Phẩm-Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 24 So sánh thể tích rượu tạo thành của các loại bánh men 0 5 10 15 M1 M2 M3 M4 M5 M6 Bánh men Đ ộ r ư ợ u - Từ hình 9 và bảng 2, ta thấy: Độ rượu của rượu nếp than sau khi được lên men từ các loại men khác biệt không nhiều. Bánh men: Gò Đen, Hải Anh Quang, An Trường cho rượu có nồng độ cao nhất và khác biệt không ý nghĩa còn men Làng Vân - Hà Bắc thì cho độ rượu thấp nhất. - Giải thích kết quả: men Làng Vân - Hà Bắc do sau quá trình ủ mốc thu được lượng đường khử thấp và hàm lượng tinh bột còn lại cao nên hiệu suất lên men thấp nhất. Đây là một kết quả khá hợp lí. Nhưng lại có đến 3 loại men cho