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