Ệ Ả
NG 2: CÔNG NGH S N
ể ạ i VN
ƯƠ CH 2.1 KHÁI NI MỆ Ấ Ồ XU T C N ử ị 2.1.1 L ch s phát tri n t ụ Ứ 2.1.2 ng d ng
Ữ Ầ Ệ
2.2 NGUYÊN LI U –NH NG YÊU C U K Ỹ
THU TẬ
ứ ộ ệ 2.2.1 Nguyên li u ch a tinh b t
2.2.2 M t rậ ỉ
2.3 QUY TRÌNH TI N X LÝ VÀ Đ
Ử Ề ƯỜ NG HÓA
ề ệ 2.3.1 Nghi n nguyên li u
ệ ấ 2.3.2 N u nguyên li u
ườ ị 2.3.3 Đ ng hóa d ch cháo
ề ử ỉ ườ 2.3.4 Ti n x lý r đ ng
ƯƠ
Ệ NG 2: CÔNG NGH
CH Ấ Ồ Ả S N XU T C N (tt) 2.4 LÊN MEN D CH Đ ƯỜ Ị NG
ơ ế 2.4.1 C ch lên men
ườ
ưỡ
2.4.2 Môi tr
ng dinh d
ng
ấ ạ ủ ấ 2.4.3 C u t o c a n m men
ơ ế
ả
ộ
ọ 2.4.4 C ch sinh h c (chu trình phân gi
i tinh b t)
ạ
ấ
ẩ
2.4.5 Các vi khu n có h i cho n m men
ố
ấ ấ 2.4.6 Nuôi c y n m men gi ng
ế
2.4.7 Ti n hành lên men
ệ 2.4.8 V sinh
Ử
Ị 2.5 X LÝ D CH LÊN MEN
ư
ệ
ạ
2.5.1 Ch ng luy n gián đo n
ụ
ư
ư
ệ
ệ
ạ
2.5.2 Ch ng luy n bán liên t c (ch ng gián đo n, luy n
liên t c)ụ
ụ
ư
ệ
2.5.3 Ch ng luy n liên t c
2.1 KHÁI NI MỆ
ể ạ ị ử 2.1.1 L ch s phát tri n t i VN.
ả ả ồ
ạ ạ ể
ấ ờ ấ ượ ấ ươ ư
ứ ề ề ấ
ẩ S n xu t các s n ph m t o thành c n đã có ừ ấ r t lâu đ i. T i VN tiêu bi u nh t là quy trình t ủ ứ ấ ả s n xu t r ng th c th u ch ng c t theo ph công. Có r t nhi u cách th c gia truy n khác nhau.
ả
ạ
ệ
ấ ồ ườ
T i VN, s n xu t c n trong công nghi p b t đ u t ả i Pháp thi ể
ế ế ữ
ứ
ắ ầ ừ ự t k và xây d ng. S n ng đ t m c cao đi m vào nh ng năm 19801985
ệ
năm 1898 do ng ạ ượ l (30 tri u lít/năm)
ờ ỳ
ỗ ả
ấ ầ
Đ n 19861987 là th i k thua l
s n xu t c m
ế ừ ch ng.
ơ ở ả
ấ ồ ạ
ộ ố
ạ
M t s các c s s n xu t c n t
i VN(lo i 1):
ượ
ồ
Cty r
ọ u Đ ng Xuân Phú Th .
ượ
Cty r
ộ u bia Hà N i
ượ
Cty R u Bia Bình Tây
Theo các chuyên gia vào năm 2005 n
ả
ệ
ượ
ướ ạ ươ u các lo i, t
ầ c ta c n ng đ
ươ ng ệ ừ
ệ ộ
ỉ ườ
kho ng 180200 tri u lít r ế ồ 50 tri u lít c n tinh khi tinh b t là 3040%, còn l
t. trong đó nguyên li u t ạ ng.
i là r đ
Ứ
ụ
2.1.2 ng d ng
ụ ề ồ ấ ớ C n có ng d ng r t l n trong nhi u ngành
ệ ứ công nghi p khác nhau
ả ỗ
ế
ẩ
làm vang qu h n h p, vang c m, vang n p. ợ
ấ ượ
ả
ạ
s n xu t r
ế ớ u m nh: lúa m i, Hoàng Đ .
ấ ượ
ả
ổ
s n xu t r
u ph thông.
ẩ ự trong th c ph m:
S d ng trong y h c, d
ử ụ ọ ượ ẩ c ph m.
S d ng làm dung môi h u c . ơ
ử ụ ữ
S d ng trong công ngh s n xu t n
ử ụ ệ ả ấ ướ c hoa.
S d ng làm nguyên li u s n xu t acid
ử ụ ả ấ
ệ acetic, andehid acetic, ethylacetat, etylchlorua
ấ ữ ơ ợ và các h p ch t h u c khác.
S d ng trong s n xu t cao su t ng h p.
ử ụ ả ấ ổ ợ
ắ
Ữ
ệ ể ử ụ Ậ
ắ ứ ề Ỹ ủ ả ầ
ệ ấ
Nguyên t c: B t c nguyên li u nào ch a ứ Ệ 2.2 NGUYÊN LI U –NH NG polysaccharide đ u có th s d ng trong ấ ồ ệ ả công ngh s n xu t c n. Ầ YÊU C U K THU T Yêu c u chung c a nguyên li u trong s n ệ xu t theo qui mô công nghi p:
ườ
ệ
ng đ
ả ộ ng trong tinh b t cao, hi u qu
Hàm l ượ ế cao. kinh t
ệ ậ
ủ
ầ
Vùng nguyên li u t p trung và đ cho nhu c u
ấ
ả s n xu t.
Chúng ta xem xét 2 lo i nguyên li u ph ổ
ệ ạ
Tinh b t.ộ
ỉ ườ
R đ
ng.
bi n.ế
ứ
ử ụ ườ ạ ấ
ộ ệ 2.2.1 Nguyên li u ch a tinh b t ắ ạ T i VN th
S n:ắ
ầ ắ ươ
Thành ph n s n t
i:
ộ
Tinh b t: 2034%
Protein: 0,81,2%
ấ
Ch t béo: 0,30,41%
ướ
N c: 6074,2%
Cellulose: 13,1%
Tro: 0,54%
Polyphenol: 0,10,3%
Vitamine: B1 0,03mg%; B2 0,03mg%; B6 0,06mg%
ộ ố
Đ c t
: phazeolunatin
ng s d ng: s n, ngô, g o (t m)
ườ ị ấ ả Vitamin th ng b m t trong quá trình s n
xu t.ấ
ị ủ Phazeolunatin b th y phân thành HCN. Đây
ộ ộ ấ
ơ ễ ơ ể ướ
ỏ ắ ơ
ồ
ả ạ
i không làm nh ấ ả ng đ n quá trình lên men trong s n xu t
ễ là m t ch t gây đ c cho c th , tuy nhiên d ễ ạ c nên d lo i bay h i và d hòa tan trong n ả ậ b . Chính vì v y mà s n thái lát, ph i khô gi m ờ ể ố ượ ng HCN có trong đó. Đ ng th i đáng k s l ỏ ộ ượ ng nh HCN còn l m t l ế ưở h c n.ồ
Các lo i tinh b t khác
ộ ạ
ớ
ả
ạ
ượ
V i các lo i hexose có kh năng lên men đ
c.
ủ
ả
ớ ườ
ướ
V i các polysaccharide c n ph i th y phân thành các đ
ầ c khi lên men.
ng tr
ộ
ườ
ươ
ng đ
c th y phân. Tùy vào ph ả ượ
ủ ủ
ẽ
ẩ ệ ộ t đ ta s thu đ
ế
ầ
ạ
ạ
ườ ượ
ượ
ủ
ẽ
ấ
c 8090%
ủ ượ ng pháp Tinh b t th ế c các s n ph m khác nhau. N u th y phân mà ta thu đ ượ ộ ằ th y phân tinh b t b ng acid và nhi c ễ ấ ệ glucose, tuy nhiên hi u xu t không cao và gây ô nhi m ẽ ủ ng. N u dùng amylase c a m m đ i m ch ta s môi tr c 7080% là maltose và 3020% là dextran. Còn thu đ ố ế n u dùng amylase c a n m m c ta s thu đ là glycose.
ủ
ơ
ệ ộ t đ
ướ ấ
ụ Cellulose d i tác d ng c a acid vô c loãng, nhi ẽ ị ủ cao và áp su t cao s b th y phân thành glucose.
ễ ị ủ
ơ
ơ
Hemicellulose (bán x ): d b th y phân h n cellulose
ể ạ
đ t o thành glucose.
2.2.1 M t rậ ỉ
ụ ấ
ệ ả ọ ẩ ế ườ ả ng chi m kho ng 35% tr ng
ủ ậ ỉ M t r là ph ph m c a công ngh s n xu t ng. Th ng mía. ườ đ ượ l
ấ ồ
ả
S n xu t c n.
ả
ấ
S n xu t acid acetic, acid citric.
ấ ấ
ấ
S n xu t n m men bánh mì, n m men cho chăn
ả nuôi.
ấ ộ
ả
ọ
S n xu t b t ng t(mì chính).
ả
S n xu t glycerin. ấ
ứ ụ ậ ỉ ủ ng d ng c a m t r :
ủ
Thành ph n c a m t r . ậ ỉ ầ
ộ
ụ
ệ
ề
ố
ấ ấ ườ
ệ ả
Ph thu c vào gi ng mía, đ t đai tr ng, đi u ki n canh tác, công ngh s n xu t đ
ồ ng.
ườ
ượ
ấ
ng: hàm l
ng ch t khô 8085%. Trong
Thông th đó:
ớ
60% đ ườ
ườ ng v i: 3540% saccharose, 2025% ử ng kh .
đ
ấ
ườ
ơ
ấ ữ ng: 2032% ch t h u c , 810%
ấ
40% ch t phi đ ơ ch t vô c .
ậ ỉ
ừ
ớ ả
ấ
M t r có pH t
6,87,2. lúc m i s n xu t pH là 7,28,9.
Ề Ử
ƯỜ ề
ệ
2.3 QUY TRÌNH TI N X LÝ NG HÓA VÀ Đ 2.3.1 Nghi n nguyên li u.
Hình thi t bế ị
Nguyên li u d ng h t ho c d ng lát đ ề
ệ ạ ạ ạ ượ c
ề
ề
Nghi n thô: búa có chi u dày: 610mm
ề
ề
ỏ
Nghi n nh : búa có chi u dày: 23mm
ư ặ đ a vào máy nghi n búa.
T c đ quay c a máy nghi n: 2750
ủ ề ố ộ
vòng/phút.
ề ầ
Trong quá trình nghi n: ph n nh l ẩ ạ ượ đ ề ị ế ụ ti p t c b nghi n.
ỏ ọ ầ ớ ở ạ c qu t hút đ y ra ngoài và ph n l n t qua rây i l
Tùy theo ch đ n u mà rây có kích th
ế ộ ấ ướ c
khác nhau.
Hi n t
ệ ạ ề ấ i máy nghi n búa có năng su t 1000
20003000kg/h
ệ ấ 2.3.2 N u nguyên li u
ệ ỡ ớ
ộ ớ ế ề c v i tinh b t, t o đi u
ệ ỏ ấ N u nguyên li u là quy trình phá v các l p v ạ ủ ế t bào c a các h t tinh b t ra, giúp cho ộ ạ ượ amylase ti p xúc đ ộ ề ạ ki n cho tinh b t v tr ng thái hòa tan.
ự ế ế
ị ẫ ấ bào ch a màng t ị ấ ạ ữ nguyên c u t o. Chúng ch b
ộ
ặ ế ị ớ ỡ ẹ ơ ư Trong quá trình n u, th c t ỉ ề b nghi n v n gi ấ phá v khi khu y tr n ho c phóng cháo qua ặ van h p ho c sang thi t b l n h n.
Các bi n đ i hóa lý:
ộ ề
ế
ü Đ b n c a thành t ủ
bào.
ệ ộ
ụ
ướ
c hình
i tác d ng c a nhi ộ ề ả
ở
ệ Nguyên li u d ự ươ thành s tr
ủ ướ t đ và n ơ ọ ng n và gi m đ b n c h c.
ở
ươ ế ượ
ộ
t0 1201350C pectin tr hòa tan. Sau đó đ n l
ng n , sau 2025 phút thì t tinh b t và pentose.
ế
ộ
ị
t0 1451550C thành t
ở bào b phá v thì tinh b t
ị
tách ra, hòa tan vào dung d ch.
ế ộ ấ
ệ
ẽ
Các nguyên li u khác nhau s có ch đ n u khác nhau.
ệ
ầ
ơ
ị
ệ ộ ấ
ắ
ờ
ơ
ấ ở ầ ệ ố t đ th p và th i gian ng n h n nguyên li u t
t
Khi nguyên li u b chua, h m h i, cũ. C n n u nhi cùng lo i.ạ
ổ ế
ự ươ
ở
ộ
ü S tr
ng n và hòa tan tinh b t.
ử
ng n là quá trình mà các phân t
hút dung môi
ể
ở ươ Tr ể đ làm tăng th tích.
ộ
ứ
ượ
¼. Tuy ứ
ạ
ỷ ệ l c lai t o có ch a
ế
Tinh b t ch a amylose amylopectin theo t ố ữ nhiên đã có nh ng gi ng ngô đ đ n 100% amylose.
ị
ươ
ồ
ạ
ở ộ Trong d ch h tinh b t amylopectin tr ng n , đan ẫ chéo nhau, trong đó l n vào các h t amylose.
ệ ộ
t đ 851000C thì amylopectin hòa tan vào dung
Nhi ị d ch.
ệ
Nhi
ộ t đ h hóa ph thu c vào nguyên li u và
ệ ộ ồ ướ
ủ
ệ
ụ c c a các nguyên li u.
kích th
Đ i v i tinh b t s n ta có s đ sau đánh giá s ự
ố ớ ụ
ủ
ộ
ớ
ộ ắ ơ ồ ộ ph thu c c a đ nh t vào nhi
ệ ộ t đ :
ấ ư ố ớ
ườ ế ng acid y u, h u
ị ủ ư
ị ủ ề ơ
ạ Đ i v i các ch t khác nhau nh cellulose, ầ hemicellulose trong môi tr nh không b th y phân. Riêng pectin ester acid polygalacturovic thì b th y phân nhi u h n và t o thành metanol và acid pectic.
ü S bi n đ i c a tinh b t và đ
ự ế ổ ủ ộ ườ ng.
Đ ngườ
ộ ấ ế ầ ộ ỏ
ườ ườ
ấ
ườ
ả
Caramen là ch t ki m hãm quá trình lên men ng kho ng 5% thì
ả
ấ
ề ị ượ r u. Khi có trong d ch đ ẽ ả ệ hi u su t lên men s gi m kho ng 6%.
ạ
ị
Furfunol t o màu và mùi khó ch u.
ẫ
Melanoidin là ch t keo m u s m, mang tính acid, ầ ạ ộ
ưở
ấ
ủ i ho t đ ng c a n m men và
ấ ớ ng t
ả gây nh h
ủ
ạ
ấ
ầ
enzyme. Thành ph n c a melanoidin r t đa d ng,
ư
ượ
ứ ỉ
ỉ
ch a đ
c nghiên c u t m .
Trong khi n u, m t ph n nh tinh b t bi n ẽ ng. Đ ng này s tham gia vào các thành đ ạ ả ứ ph n ng t o melannoidin, furfunol, caramen. Trong đó:
ượ ấ Tuy nhiên hàm l ng các ch t hình thành
ấ ấ ả ưở ể r t th p gây nên nh h ng không đáng k
ế ồ đ n quá trình lên men c n.
Tinh b tộ
ấ ệ
ầ
ầ
ấ ạ ộ ặ ủ ự ổ ế t do gây t n ớ i t đ cao. Do đó c n ph i gi ườ i
ấ ằ ậ Trong quá trình n u nguyên li u, s có m t c a ấ ườ ng là không c n thi các ch t đ ả ệ ộ ở nhi th t khi đun ủ ạ ộ h n ho t đ ng c a amylase lên tinh b t. Ng ta nh n th y r ng:
T i t0 550C :amylase tác đ ng y u đ n tinh
ế ế ộ
ạ b t.ộ
ấ ế
ủ
Khi quá trình n u s b tăng nhanh đ n 50 ơ ộ ạ ộ 600C s h n ch ho t đ ng c a amylase. ệ ả ề Đi u này d n đ n vi c gi m thi u quá trình ạ c th i gian n u. t o đ
ể ấ ướ ườ ờ ế ẽ ạ ẫ ế ng vào tr
N u nguyên li u
ệ ấ
ượ ử ụ ạ c s d ng:gián đo n,
ụ ươ ng pháp đ Có ba ph ụ bán liên t c, liên t c.
ü Ph
ươ ạ
ươ ề ấ ượ ng pháp mà ự c th c
ệ ng pháp gián đo n: Là ph ộ trong đó toàn b quá trình n u đ u đ ộ ồ hi n trong m t n i.
ấ ạ ẽ ồ ấ C u t o n i n u :hình v
ự
ề
ệ
ấ
Toàn b quá trình n u đi u th c hi n trong cùng
ộ ộ ồ m t n i.
ậ ệ
ế ạ
ể
ế ị
ơ
Ít t n v t li u đ ch t o thi
t b . Thao tác đ n
ố gi n.ả
ượ
ử ụ
ượ
T n năng l
ng do không s d ng đ
ơ ư c h i d
ố th a.ừ
ấ ườ
ổ
ả ấ ở
D gây t n th t đ
ng do ph i n u
nhi
ệ ộ t đ
ễ cao.
ể ặ Đ c đi m chung:
ướ
ồ c vào n i theo t
ỷ ệ l
3,54 lít/kg nguyên
Cho n li u.ệ
ệ
ế
ấ
ộ
Cho cánh khu y làm vi c. Ti p đó cho b t
ệ
nguyên li u vào.
ế
Đun đ n 4560 phút.
ụ ẽ
Không khí và khí không ng ng t
ả s theo van x
ư ỉ
ớ
ơ ướ
i khi ch còn h i n
c bão
thoát ra ngoài, cho t hòa.
ợ ớ
ứ
Đóng van x . Đ i t
ấ ạ ế i khi áp su t đ t đ n m c yêu
ờ
ả ắ ầ
ầ c u, ta b t đ u tính th i gian.
ấ
ệ ộ ấ
ụ
ạ
Áp su t, nhi
ộ t đ n u ph thu c vào lo i nguyên
ệ
ướ
ệ
li u, kích th
c nguyên li u.
Quá trình n u:ấ
ấ
ờ
Nguyên li uệ
Áp su t (kg/cm2 )
Th i gian( phút)
ườ
ộ B t th
ng
33,5
70
ắ
ạ
Ngô h t, s n lát
4,55
8090
ắ
70
33,5
ề Ngô nghi n, s n nghi nề
ớ
ấ
ươ
ươ
ớ
V i áp su t 33,5 kg/cm2 t
ng đ
ng v i 1351400C.
Đ i v i nguyên li u kém ph m ch t, ta ph i ả
ố ớ ệ
ứ ậ ấ ẩ ế ố ỹ tìm ra các y u t k thu t
ệ ự nghiên c u, t ớ ứ ươ t ng ng v i nguyên li u.
Có th thêm H2SO4 300 Bome’ (24 kg/ t n
ể ấ
ệ nguyên li u).
ấ ị ị u đi m: n u chóng chín, d ch cháo ít b lão
Ư ể hóa.
ưở ế t b , nh h ng đ n
ể ượ ạ ộ ủ ế ị ả c đi m: ăn mòn thi Nh ho t đ c a enzyme amylase.
G n cu i giai đo n ph i ki m tra đ n u chín
ả ể ộ ấ ạ ố
ầ ủ ộ c a tinh b t.
ẹ ơ ơ
Cháo chín: mùi th m nh , màu vàng r m hay cánh gián.
ị ố ị ắ Cháo b cháy: mùi khét, màu t i, v đ ng.
ộ ắ ư Ch a chín: màu b t tr ng, mùi ngác.
N u xong, m van t
ấ ở ừ ừ t và phóng cháo sang
ườ ờ thùng đ ng hóa trong th i gian 1015 phút.
ễ ấ ả ộ Toàn b quá trình n u di n ra kho ng 2,53
gi .ờ
ươ
ụ
Ph
ng pháp bán liên t c.
ể ặ Đ c đi m:
N u trong 3 n i thành 3 giai đo n: ồ
ấ
ơ ộ N u s b .
ấ
N u chín.
ấ
N u chín thêm.
ấ ạ
ồ ấ ầ ấ
ạ ỉ ổ ầ i là không gian
N i n u chín thêm có dung tích g p 3 l n ớ ồ ấ so v i n i n u chín. Chú ý ch đ đ y ầ ồ ả kho ng 2/3 n i, ph n còn l ơ ch a h i.
ứ
N u s b và n u chín là gián đo n còn
ơ ộ ấ ạ
ấ ấ ụ n u chín thêm là liên t c.
ấ ở
ả
ờ
ấ
ệ ộ
Gi m th i gian n u
áp su t và nhi
t đ cao.
ệ
ấ
Tăng hi u su t.
ế
ệ
ượ ượ
ơ
Ti
t ki m đ
c l
ng h i.
Ư ể u đi m:
Nh
ượ ể c đi m:
ố ế ị T n thi t b .
ươ
ụ
Ph
ấ ng pháp n u liên t c.
Ư ể u đi m:
T n d ng đ
ụ ậ ượ ơ ề c nhi u h i.
Cho phép n u
ờ ặ t đ th p ho c th i gian
ắ ườ ấ ở ả ng n làm gi m đ ệ ộ ấ nhi ượ ượ c l ng đ ị ng b cháy.
Hi u su t tăng 5 lít so v i n u bán liên t c và ớ ấ
ệ ớ ấ ụ ấ
ấ ạ ộ 12 lít/ t n b t, so v i n u gián đo n.
L
ượ ế ạ ạ ế ị ả ng kim lo i dùng đ ch t o thi t b gi m
ụ ớ ể 50% so v i bán liên t c.
D c khí hóa và t
ễ ơ ự ộ đ ng hóa.
T n ít di n tích đ t thi ệ
ặ ố ế ị t b .
ượ Nh ể c đi m:
Nghiên li u ph i nghi n th t nh .
ề ệ ả ậ ỏ
Đi n, h i, n
ệ ơ ướ ả ổ ị c ph i n đ nh.
Đang c g ng v n d ng vào thi
ố ắ ụ ậ ế ị ạ t b t i VN.
ứ
ượ i
ng khi n u và l ng đ
c trình bày ườ ẫ
ạ ả
ụ ứ ứ i VN đã nghiên c u và ng d ng ph ng
ươ ủ ụ ng pháp ng d ng ch Ph ẫ ồ ạ ở ơ ồ ấ trên v n t n t Các s đ n u đ ế ở VN. y u ấ ượ ượ ể ượ ng c đi m là l nh ỉ ệ ế ư ộ khá cao tinh b t ch a hòa tan v n chi m t l ấ ồ i các nhà máy s n xu t c n (35%). Do đó t ươ ớ ạ l n t pháp này.
ạ ượ ộ ắ
ề
ộ
ị
ề ườ ng s d ng Termamyl 120L c a ấ ệ t (th
ớ ỷ ệ ủ 0,02
ớ ấ ệ T i thùng n u nguyên li u: b t s n đ c ị ớ ớ ướ ướ nghi n m n t c là 1mm, hòa v i n i kích th c ỉ ệ ướ ở c : b t là 4 : 1 . Sau đó n 30400C theo t l ượ khu y đ u, cho 80% l ng alpha amylase ch u ử ụ nhi ạ ả h ng NovoĐan m ch) vào v i t ộ ố ượ 0,03% so v i kh i l l ng tinh b t. Đun trong 40
ạ ớ ữ ở ệ ộ 45 phút, đ t t i 85870C. Gi nhi t đ này
1520 phút. Đun sôi trong vòng 5060 phút
ạ ộ ướ ớ ằ nh m hòa tan các h t tinh b t có kích th c l n
ế ể ồ ị ư ch a k p h hóa h t. Sau đó chuy n sang
ườ thùng đ ng hóa.
ườ c làm ngu i
ộ ượ ượ ộ ng enzyme
ạ ộ ế ể
ử ng đ
ị
ườ ng sau khi lên men đ t ớ ế ệ ấ ạ ị T i thùng đ ng hóa: d ch b t đ ế ồ ế đ n 90930C r i cho h t 20% l i. Làm ngu i đ n 55560C, đ yên trong còn l ị ủ 30 phút. Lúc này pH c a d ch cháo 5,25,4; ườ ượ ng kh tính theo glucose tăng 3 l ạ 3,5g/100ml. D ch đ hi u su t 93,4% so v i lý thuy t.
Ư ể u đi m:
ế ệ ạ ấ ả Hi u su t tăng đ t kho ng 93% so lý thuy t.
ượ ườ ệ t ki m đ c enzyme trong quá trình đ ng
ế Ti hóa.
ơ ử ụ ầ ng h i s d ng do không c n
ượ ượ c l ệ ộ ả Gi m đ ư đ a nhi t đ lên quá cao.
ộ ư ố ượ ượ c l ng b t ch a hòa tan xu ng còn
ả Gi m đ ả kho ng 0,20,25g/100ml.
ườ
ị
2.3.3 Đ ng hóa d ch cháo.
ộ ấ ượ c n u đã chuy n t
ể ừ ạ tr ng ẫ ư
ượ ư ể c, mà ta ph i dùng
ng. Quá
ể ọ ườ Tinh b t sau khi đ thái không hòa tan sang hòa tan, nh ng v n ch a th lên men đ ể amylase đ chuy n hóa thành đ trình này g i là quá trình đ ả ườ ng hóa.
ấ ồ ả ọ ộ ườ Quá trình đ ng hóa đóng m t vai trò quan ệ tr ng trong vi c s n xu t c n.
ü Ch c năng c a enzyme trong quá trình th y
ứ ủ
ủ phân tinh b t.ộ
ế
ở ị ậ ư v trí b t k , nh ng t p trung vào
ữ ạ ộ Alpha amylase: tác đ ng liên k t alpha 14 ấ ỳ glucoside gi a m ch amylose và amylopectin.
ủ
ẩ
Alpha amylase c a vi khu n t0opt 951000C.
ủ
Alpha amylase c a m m thóc t0opt 73760C. ầ
Alpha amylase c a ủ Asp. ozyzae t0opt 50550C.
ệ ộ ạ ộ ủ Nhi t đ ho t đ ng c a enzyme
ủ ườ t đ t ụ i u cũng ph
ng và nhi ệ ộ ộ pH c a môi tr thu c vào nhau: nhi ệ ộ ố ư t đ tăng thì pH tăng
ệ ộ
Nhi
t đ (0 C)
pH t
i uố ư
3040
4,55
50
4,65
60
5,25,5
70
5,35,8
ố vòng không có
ắ
ộ ả
ế
ỉ ắ ượ ụ Bêta amylase: tác d ng lên n i alpha1,4 ắ ầ ừ ư glucoside, nh ng b t đ u t ố ử nhóm kh và c t theo 2 g c glucose m t trong ử ủ c a amylose và amylopectin. S n phân t ạ ẩ ph m t o thành là maltose. Bêta amylase có ổ ả kh năng bi n đ i amylose hoàn thành maltose, còn amylopectin ch c t đ c 5055%.
ủ ứ ụ ị ượ c d ch ch a 7880% maltose và
ướ D i tác d ng c a alpha và bêta amylase ta thu đ glucose, 2220% dextrin.
Các enzyme khác:
ấ ủ ứ ố ộ ượ ng
α
ắ ạ
ả
Glucoamylase có kh năng c t t
i 1,4 và 1,6
ế
ộ
α glucose và bi n 100% tinh b t thành glucose.
α
ỉ ắ ố
ử
Isomaltase ch c t n i 1,6 trong phân t
isomaltose.
ấ
ố
Oligo 1,6glucosidase (có trong n m m c) c t n i ắ ố
α
ử
1,6 trong phân t
dextrin.
Amylase c a n m m c còn ch a m t l glucoamylase, isomaltase và oligo1,6 glucosidase. Trong đó:
ế ẩ
ể ấ Ngoài ra còn có th th y maltase, pectinase, hemicellulase, protease trong ch ph m enzyme.
ộ ố ấ
ườ ự ế S bi n đ i c a m t s ch t khác trong quá trình đ ổ ủ ng hóa.
ộ ử ụ ồ
ẽ ị ườ ng hóa khác
ụ Ph thu c vào ngu n amylase s d ng mà các ị ấ ch t có trong d ch cháo s b đ nhau.
ướ
ụ
ủ
ể
ẽ
Pectin d
i tác d ng c a pectinase s chuy n
thành acid pectic và metanol.
ướ
ủ
ụ
Hemicellulose d
ể
ế ụ
ị
i tác d ng c a hemicellulase ườ ng ả i
ẽ s chuy n hóa thành dextrin, glucose và đ pentose, trong đó dextrin ti p t c b phân gi thành maltose.
ướ
ủ
ụ
ể
Protein d
i tác d ng c a protease thì chuy n
ồ
ưỡ
ấ
thành các aa là ngu n dinh d
ng cho n m men
ử ụ
s d ng.
ủ ế ấ ố N u dùng amylase c a n m m c thì:
ü S đ thi ơ ồ ườ
ế ị t b và thao tác trong quá trình
ng hóa: đ
ươ ụ ạ Có 2 ph ng pháp: gián đo n và liên t c.
ơ ồ S đ chung:
ẽ ơ ồ V s đ trang 30
ườ ụ Đ ng hóa liên t c:
ụ
ườ ầ ớ ầ Đ ng hóa liên t c 2 l n trong quá trình này c n chú ý t i:
ấ
ấ
D ch cháo đ
c n u trong môi tr
ng áp su t
ườ ệ ộ ấ
ỉ t đ n u ch còn là 58
ị ượ ấ th p (0,2kg/cm2 ) nên nhi 590C.
u đi m: Ư ể
ế ượ
ạ
ự
ộ
H n ch đ
c s lão hóa tinh b t.
ấ
ơ ướ
ẽ
ạ
ấ ượ
do đó nâng ch t l
c s kéo theo: ng
Dùng áp su t chân không nên h i n metanol, furfurol và các mùi l nguyên li u.ệ
ườ
ự ấ
ờ ả
ệ
ạ
Th i gian đ gi m di n tích cho thi
ả ng hóa ng n ch kho ng 1015 phút nên ế ượ c s m t ho t
ắ ỉ ế ị ạ t b , h n ch đ
ủ
tính c a amylase.
ấ
ộ
Tăng năng su t lao đ ng.
ấ ượ
ệ
ế
ệ
ệ
Tăng hi u su t r
u, ti
t ki m đi n.
ươ ằ ạ Ph ng pháp làm l nh b ng chân không.
ườ ạ Đ ng hóa gián đo n:
ự
ế ố ỹ ườ ng hóa. Thùng ậ ư k thu t chung nh
ự
ủ
ể
ẻ ấ
ị
Dung tích thùng đ m n u và theo t
ượ ỷ ệ l
c tính d a vào th tích c a : 1,3m3 thùng/m3 d ch cháo.
ớ ườ
ề
ằ
Chi u cao b ng 0,50,6 so v i đ
ng kính.
ớ ố
ấ
ộ
Bên trong có cánh khu y v i t c đ 5060
ụ
ạ
ượ
vòng/phút có tác d ng giúp cho quá trình làm l nh đ
c nhanh.
ệ ằ
ố
ồ
Truy n nhi ề
ỏ t b ng ng đ ng đ .
ườ
ượ
ơ
ỏ
D ch đ ị
ng đ
c b m ra kh i thùng trong 1015’
ả ượ
ơ
ặ
ấ
ơ
và b m ph i đ
c đ t th p h n đáy thùng 0,6
0,8m.
ấ ạ
ủ
ườ
C u t o c a thùng đ
ng hóa:
ệ ượ Đ c th c hi n trong thùng đ ườ đ ng hóa có các y u t sau:
ị
ườ
2.4 Lên men d ch đ
ng
ị ượ ườ ườ ạ c làm l nh ng hóa, d ch đ
ơ ượ i 28320C và đ
ủ ướ ủ ng đ c b m vào thùng lên men ụ i tác d ng c a
ượ ể ấ
u etylic, khí CO2 ộ ố ả
ẩ Sau khi đ ớ t ườ (thùng ). Đ ng hexose d ẽ n m men s chuy n thành r ộ và m t ít glycerin, acid succinic và m t s s n ph m khác.
ự ọ ượ
ộ ạ ộ ủ ế S lên men r ệ ậ liên h m t thi u là m t quá trình sinh h c có ế ớ t t i ho t đ ng c a t bào men.
ơ
ế 2.41 C ch lên men
ấ ấ ườ ưỡ ượ ụ c h p th
ề ặ ế ng đ ấ bào r i th m th u vào bên trong.
ạ ề
ụ ượ ồ ẽ ể ạ u và CO2 . Hai
ạ ấ ườ ơ
ượ ng xung quanh. R u tan nhanh h n ạ
ọ
ế ớ
ọ ế ế bào l n d n đ n m t lúc nào đó t ọ bào. Khi b t khí ế ộ ề ặ ầ ổ ầ Đ ng và các ch t dinh d ẩ qua b m t t T i đó các enzyme s tác d ng qua nhi u giai đo n trung gian đ t o ra r ế ch t này khu ch tán và tan nhanh vào môi tr ầ CO2 . Lúc đ u hòa tan hoàn toàn, sau t o thành b t khí bám quanh t quanh t bào và b t khí n i d n lên b m t.
ườ
ưỡ
242 Môi tr
ng dinh d
ng:
ườ ộ ườ ng ng dinh d
ơ ưỡ ế ồ ng có n ng đ đ ẽ ả
ế ị ề u. Trong ấ ấ ượ ế ơ ợ ẽ ẫ ng h p nhi u h n s d n đ n áp su t th m
ạ ả
u và CO2 ; 5%
ườ ẩ Môi tr ả kho ng 1518%. N u ít h n thì s gi m năng ổ ấ ủ t b , làm t n th t r su t c a thi ẩ ườ tr ấ th u tăng làm quá trình lên men kéo dài, còn i. Sau khi lên men kho ng 95% sót đ ườ đ còn l ườ ượ ể ng s chuy n hóa thành r ả ạ ng sót và các s n ph m khác. ng l ẽ i là đ
ả t đ lên men trong kho ng 28320C;pH
N u nhi ế
ơ t đ lên men cao h n s d n đ n t p ạ
ẽ ẫ ề
ể
ệ ộ ế ạ ễ ẩ khu n d phát tri n do đó t o nhi u ester và andehide.
ấ
ấ
ẽ ơ t đ lên men th p h n thì n m men s
N u nhi ệ ộ ế ậ ể phát tri n ch m.
ơ
ệ
ả
ớ
kho ng 0,350,4 g/l v i nguyên li u
ẽ
ả
ượ ng nit Hàm l ớ ỉ ườ ắ s n và v i r đ
ng s kho ng 0,150,2 g/l.
ệ ộ Nhi 4,55,2.
ấ ạ
ủ
ấ
2.4.3 C u t o c a n m men.
ầ ấ ủ Thành ph n c a n m men.
H2O :75%
Protid :3050%
Lipid : 25%
Vit : B1 , B2 , Bionin
ấ Ch t khô: 25%
Glucid : 2440%
Khoáng: 511%
ườ
ng dùng: ườ ạ ấ ạ ổ Lo i n m men th ấ có 2 lo i: n m men n i th Saccharomyces ng dùng:
ấ Saccharomyces cerevisiae. N m men chìm:
ườ Saccharomyces carlsbergensis th ng dùng
ọ
ơ
ế 2.4.4 C ch sinh h c
enzyme
C6H12O6 2 CO2 + 2 C2H5OH + Q
ẩ ả ụ
ử (0,40,5%) bao g m:
S n ph m ph : acid acetic, acid lactic, acid ồ succinic, alcol cao phân t propanol, isobulatanol, isoamylic, có mùi hôi, ị khó ch u (fusel).
ẩ
ạ
ấ
ườ ng thành
2.4.5 Các vi khu n có h i cho n m men ụ ẩ Vi khu n lactic tác d ng lên men đ acid lactic, ancal, CO2 , diacetyl, aceton.
ẩ ượ u thành acid acetic.
ế Vi khu n acetic lên men r ẩ Đây là vi khu n hi u khí.
ẩ ộ ố ạ
ề ớ ự ợ ắ ồ
ủ ể ệ Vi khu n butyric và m t s lo i khác: đi u ki n lên men c n không thích h p l m v i s phát tri n c a chúng.
ü Nhân gi ng trong s n xu t:
ả ấ ố
ườ ể ng hóa chuy n qua có
ườ ượ thùng đ ườ ị ườ ng /l/ d ch đ
ườ
ả ẽ ng này s ố ng nhân gi ng VSV ệ ị ừ D ch đ ng t hàm l ng 60g đ ượ đ c dùng làm môi tr ấ trong s n xu t công nghi p.
ố ể ấ ươ ng
ụ ụ ạ ả Nhân gi ng trong s n xu t có th theo ph pháp gián đo n, bán liên t c, liên t c.
ệ ố ụ ượ ử ụ ề c s d ng nhi u
H th ng bán liên t c đ nh t.ấ
ệ
ố
S tb trong 1ml: 100120 tri u.
ả
ố
ồ
S tb n y ch i: 1015%.
ế
ố
S tb ch t <5%.
ộ
Đ chua: pH =4.
ứ
ẩ
ộ
M c đ nhi m khu n ≤1. ể
ấ ượ ạ ầ ố Ch t l ng men gi ng đ t yêu c u:
ấ ướ Quy trình nuôi c y theo các b c sau:
ơ ồ Nhìn vào s đ trang 38 nói.
ế
2.4.7 Ti n hành lên men.
ü Lên men gián đo n:ạ
ể
Th tích: 10200m3 .
ộ
Đ dày: 310 ly.
ệ ố
ạ
ộ
Có h th ng ru t gà làm l nh.
ệ ế ố
Có nhi
t k , ng thoát CO2 .
ễ ộ Quá trình lên men này di n ra trong m t thùng.
ệ
ẫ
ố
V sinh thùng, ng d n, van.
ơ ướ ở
ằ
ệ ộ
Thanh trùng b ng h i n
c
nhi
t đ 95100oC
trong 5060 phút.
ế
ạ
Sau đó làm l nh đ n 300C .
ố
ị
ườ
ượ
ổ
Lúc này men gi ng và d ch đ
ng đ
c đ song
song vào.
ầ
ả
ờ
Th i gian cho vào kho ng 68 h thì đ y thùng.
ệ ộ
ỏ ơ
Nhi
t đ lên men nh h n 330C.
ề
ố
ệ ộ
ả
Quá trình lên men v cu i có nhi
t đ ph i là
280C.
Quy trình lên men.
ễ ử ư
ể ấ ễ ấ Quy trình lên men này có u đi m là d x lý khi ô nhi m, tuy nhiên năng su t th p.
ờ Th i gian lên men:
Tinh b t là 3 ngày.
ộ
R đ
ỉ ườ ng là 2 ngày.
ấ ượ ể ộ ầ ứ ẫ Ki m tra ch t l ấ ng: c 8h thì l y m u m t l n.
Đo đ Brix đ đ m b o l
ể ả ả ượ ườ ng đ ng sót ít
ộ nh t.ấ
Đ chua ph i <0,8g H2SO4 /l so v i d ch lên
ớ ị ả
ộ men.
Đ c n: 69,5%V.
ộ ồ
ü Lên men liên t cụ
ấ
lên men c p 1 lên men c p 2 lên men chính
ấ 810 thùng.
ằ
ấ
Thùng lên men c p 1 có dung tích b ng 2530% ấ
ớ
so v i thùng lên men c p 2.
ằ
ấ
Thùng lên men c p 2 có dung tích b ng 3060%
ớ
so v i thùng lên men chính.
ượ
ặ
Các thùng lên men c p 1 đ
c đ t phía trên
ể ự
ấ thùng c p 2 đ t
ấ ả ch y.
ặ
Thùng lên men c p 2 đ
ơ c đ t cao h n thùng lên
ấ ấ ạ
ượ
ễ
ề
ọ
ượ men chính (ít nh t là 1m), do quá trình lên men chính di n ra m nh, l
ng b t nhi u.
Quy trình lên men.
ẩ
ố
ạ
ấ
i 2 thùng lên men c p 1
Chu n b men gi ng t ị (A,B) trong 34h.
ố
ở
ố
Khi đ t yêu c u tháo gi ng ầ
thùng A xu ng
ấ
ạ thùng c p 2.
ẩ
Lúc này v sinh thùng A (thanh trùng, t y acid ướ
ạ
ệ (1,82,4g H2SO4 /l n
c), làm l nh).
ế ụ
ấ ớ ị
ằ ộ
ế
ố
ườ
Ti p t c lên men ở thùng A b ng cách l y 25 ạ 30% men gi ng t i thùng B tr n ti p v i d ch đ
ng.
ượ
ừ
ố
L
thùng B còn l
ạ ượ i đ
c cho xu ng
ng men t ấ thùng c p 2.
ạ Giai đo n 1:
ẩ
Lúc này v sinh thùng B (thanh trùng, t y acid ướ
ạ
ệ (1,82,4g H2SO4 /l n
c), làm l nh).
ế ụ
ấ
ằ ộ
ế
ớ
ố
ị
Ti p t c lên men ở thùng B b ng cách l y 25 ạ 30% men gi ng t i thùng A tr n ti p v i dung ườ d ch đ
ng.
ừ
ố
ượ
thùng A còn l
ạ ượ i đ
c cho xu ng
L
ng men t ấ thùng c p 2.
ặ ạ
L p l
i quy trình.
ạ
ấ
T i thùng lên men c p 2: cho đ y d ch đ
ể
ị ườ ng, ộ ượ c 56% (đ
ầ acid hóa (11,25g/l) đ lên men đ lên men).
ượ
ố
Sau đó đ
c tháo xu ng thùng lên men chính.
ạ Giai đo n 2:
ứ
ấ
ầ
ạ
T i thùng lên men chính th nh t, khi trào đ y s ẽ
ứ ế ế ụ
ứ tràn sang thùng th 2, c th ti p t c.
ử ụ
Các thùng lên men chính đ ể
ể
ượ ệ
c s d ng luân ầ
phiên nhau đ có th làm v sinh (2430h/l n).
ở
ượ
ố
bào
ế c kh ng ch
S t ố ế ằ
ệ
ả
thùng lên men chính đ n m trong kho ng 100120 tri u/ml.
ứ
ấ
ệ ộ
Thùng lên men chính th nh t gi
ữ ở
nhi
t đ 25
270C.
ứ
ữ ở
ệ ộ
Thùng lên men chính th 2 và 3 gi
nhi
t đ
27300C.
ạ
ữ ở
ệ ộ
Các thùng lên men chính còn l
i gi
nhi
t đ
27280C.
ạ Giai đo n 3:
ế Quy trình này k t thúc sau 6062h.
ệ 2.4.8 V sinh
ị ườ ử ụ ệ
ế ị
ể ng s d ng đ làm v sinh t b : formalin; Clorua vôi; Fluosilicat natri 1 c
Các dung d ch th thi ơ ướ ằ ầ 2%o ; ngoài ra c n thanh trùng b ng h i n ả ơ ử ụ ượ (1000C, 30 phút), l ng h i s d ng kho ng 1012kg/cm3 /thùng.
ệ
ế ỳ ể ố ư ố ơ ng 10g/m3 /thùng. Khi đ t
ầ N u không có đi u ki n dùng h i có th đ t l u ớ hu nh v i hàm l ậ c n đ y kín thi ề ượ ế ị t b .
ử
ị 2.5 X lý d ch lên men
ấ
ộ ố
ơ ượ u, ester, aldehyd và Trong gi m chín có: r ộ ử ầ m t s alcol cao phân t (d u fusel), tinh b t, ữ dextrin, acid h u c , khoáng.
ạ ạ ấ
ả ư ồ
ứ ữ ử ồ Trong c n thô còn có kho ng 50 lo i t p ch t ề g m nhi u nhóm ch a nh : aldehyd,ester, alcol ơ , acid h u c . cao phân t
ư
ệ
ạ
2.5.1 Ch ng luy n gián đo n
ấ
ờ
Th i gian c t: 68h
ấ
ấ
Năng su t th p
ố
ượ
T n năng l
ng
ổ
ồ
ộ
ị
N ng đ không n đ nh.
ư ấ Ch ng c t:
ử
NaOH đ kh acid ể
ử
ụ
KMnO4 và NaOH có tác d ng kh andehyd
ấ ư
ừ
ủ ng hóa ch t đ a vào v a đ
C n tính toán l ư
ầ ế
ượ ị
ồ n u d thì c n b oxy hóa.
ử ạ ấ ằ Giai đo n 1: x lý b ng hóa ch t.
ệ ộ
ơ ướ
ằ
Nhi
t đ 80900C b ng h i n
c.
ượ
ả ủ
ế
ế
Thu đ
c k t qu c a tinh ch :
ề ạ
ấ
ầ
ồ
35% c n đ u: nhi u t p ch t.
ề ạ
ế
ấ
612% ti p theo: nhi u t p ch t.
ế
ẩ
ả
6080% ti p theo: s n ph m chính.
ế
ẩ
ạ
ả
612% ti p theo: s n ph m lo i 2.
ố
ượ
35% cu i : r
u fusel (1030)
ạ ế Giai đo n 2: tinh ch
