Bài giảng Công nghệ thực phẩm đại cương: Chương 2.3 - TS. Nguyễn Văn Hưng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Người thực hiện: TS. NGUYỄN VĂN HƯNG

Email: hung.nguyenvan@hust.edu.vn

1

MỤC TIÊU MÔN HỌC

Cung cấp cho người học kiến thức về tính chất của nguyên liệu thực phẩm, các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm và kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm. Trên cơ sở đó nắm được yêu cầu của quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm thực phẩm thông dụng từ đó có thể điều hành sản xuất đáp ứng yêu cầu công nghệ.

Ngoài ra môn học cũng cung cấp cho người học các kỹ năng làm việc nhóm,

thuyết trình và thái độ cần thiết để làm việc trong các lĩnh vực thuộc chuyên ngành thực phẩm.

2

YÊU CẦU KHI KẾT THÚC HỌC PHẦN 1. Nắm được tính chất nguyên liệu thực phẩm và đánh giá được chất lượng nguyên liệu thực phẩm: Hiểu rõ các thành phần hóa học và tính chất vật lý của nguyên liệu thực phẩm; Hiểu và nắm được những biến đổi của nguyên liệu sau khi thu hái đối với nguyên liệu thực vật hoặc giết mổ đối với động vật cũng như trong thời gian bảo quản; Có khả năng và đưa ra được các chỉ tiêu đánh giá được chất lượng nguyên liệu thực phẩm.

3

2. Hiểu cơ sở lý thuyết và vận dụng được các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm để ứng dụng sản xuất các sản phẩm thực phẩm: Hiểu cơ sở lý thuyết và vận dụng được các quá trình cơ học trong sản xuất thực phẩm; Hiểu cơ sở lý thuyết và vận dụng được các quá trình nhiệt trong sản xuất thực phẩm; Hiểu cơ sở lý thuyết và vận dụng được các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm.

3. Nắm được kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm và làm chủ được quy trình công nghệ từ đó có thể điều hành được sản xuất : Làm chủ được các kỹ thuật trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm ; Chủ động phát triển sản phẩm và đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm.

NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA HỌC PHẦN

Chương 1. Tính chất của nguyên liệu thực phẩm

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ bản trong sản suất thực phẩm 2.1 Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ học trong sản xuất thực

phẩm

2.2 Cơ sở lý thuyết và các quá trình nhiệt học trong sản xuất thực

phẩm

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản

xuất thực phẩm

Chương 3: Kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm

4

TÀI LIỆU HỌC TẬP Nguyễn Xuân Phương (2010). Cơ sở lý thuyết và kỹ thuật sản xuất thực phẩm. Nhà xuất bản Giáo dục.

[1] Bùi Đức Hợi ( chủ biên) (2006 ) Kỹ thuật chế biến lương thực tập 1,2 . Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật

[2] Nguyễn Thị Hiền ( chủ biên) (2007) . Khoa học -công nghệ malt và bia. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

[3] Nguyễn Thị Hiền ( Chủ biên) (2004 ). Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền. Nhà xuất bản

khoa học và kỹ thuật

[4] Lâm Xuân Thanh (2004) Công nghệ các sản phẩm sữa. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [5] Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2000). Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic. Nhà xuất bản khoa

học và kỹ thuật.

[6] Hà Văn Thuyết (chủ biên) (2015). Công nghệ Rau quả. Nhà xuất bản Bách Khoa Hà nội [7] Nguyễn Ngộ ( Chủ biên)(2015). Công nghệ Đường mía. Nhà xuất bản Bách Khoa Hà nội

5

TÀI LIỆU THAM KHẢO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chương 2. Cơ sở lý thuyết và các quá trình cơ bản trong sản suất thực phẩm

Người thực hiện: TS. NGUYỄN VĂN HƯNG

Email: hung.nguyenvan@hust.edu.vn

6

2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm 2.3.3. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ vi sinh vật 2.3.4. Quá trình lên men

7

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.1 Khái quát về enzyme

- Enzym là chất xúc tác sinh học, có bản chất protein, thường có cấu trúc b

- Tất cả các yếu tố như axit đặc, kiềm đặc, muối kim loại nặng, nhiệt độ cao… đều có thể làm enzyme bị biến tính và mất hoạt tính xúc tác;

- Enzym có nhiều tính chất ưu việt hơn hẳn các chất xúc tác hóa học; - Enzym có cường lực xúc tác rất lớn; - Enzym có tính đặc hiệu cao; - Enzym tác dụng trong điều kiện êm dịu;

- Dễ dàng kiểm soát thông qua các thông số công nghệ;

- Tất cả các enzyme đều có nguồn gốc tự nhiên; - Hầu hết các chế phẩm enzyme được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dễ kiếm, rẻ

tiền

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.1 Khái quát về enzyme

Một số nhược điểm khi sử dụng enzym

o Giá thành một số enzym cao; o Một số trường hợp cần vô hoạt hoặc loại bỏ enzym sau khi sử dụng; o Enzyme có thể là nguyên nhân gây dị ứng.

• Danh pháp của enzym thường được cấu tạo bởi: + Tên cơ chất xúc tác + ase, ví dụ: maltase, amylase, protease… + Tên của dạng phản ứng + ase, ví dụ: polymerase + Các tên gọi khác: Pepsin, papain…

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác 2.3.1.1 Khái quát về enzyme

Phân loại enzym trong thực phẩm và vai trò

Lớp

Tên

Vai trò xúc tác và ứng dụng

Ví dụ

EC 1

Oxyoreducta se

Xúc tác các phản ứng oxy hóa - khử. Sử dụng trong sản xuất bánh mì: tăng độ dai, độ trắng…, tăng chất lượng sản phẩm lên men và nước quả

Peroxidase, Polyphenoloxidase, Alcohol oxidoreductase, glucooxidase, lypoxygenase

EC 2 Transferase

Vận chuyển các nhóm chức từ cơ chất này sang cơ chất khác. Sử dụng trong sản xuất cyclodextrin, tổng hợp các oligomer, trong sản xuất thịt…

Cyclodextrin, glycosyltransferase, transglutaminase

EC 3 Hydrolase

Amylase, protease, pectinase…

Xúc tác sự đứt gãy các liên kết hóa học từ phản ứng thủy phân. Ứng dụng quan trọng nhất trong các nhóm enzym trong sản xuất các sản phẩm lên men: bia, rượu, rượu vang, bánh mì…..Trong sản xuất nước quả, pho mai, sữa…

EC 4 Lyase

Acetolactate decarboxylase

Xúc tác sự nối thêm một chất mới vào cơ chất bằng cách làm gãy nối đôi. Ngược lại, chúng có thể xúc tác tạo nối đôi. Lyase không xúc tác phản ứng thủy phân hay oxy hóa. Có vai trò quan trọng trong quá trình làm chín bia

EC 5 Isomerase

Isomerase; Xylose (Glucose) isomerase

Xúc tác sự tái phân bố các nguyên tử trong cơ chất, tức biến đổi đồng phân này thành đồng phân khác (isomerization). Chuyển glucose thành fructose

EC 6 Ligase

Xúc tác hình thành liên kết hóa học mới có sử dụng năng lượng từ adenosine triphosphate (ATP)

Argininosuccinate synthase, 11 Chelatase, DNA ligase

Phân loại enzym thường sử dụng trong sản xuất thực phẩm

Ảnh hưởng đến sự biến màu trong rau quả, sự oxi hóa chất béo, thời hạn bảo quản sp

Tạo ra các sản phẩm chức năng isomaltose…

Có vai trò quan trọng trong sản xuất các sản phẩm lên men như bánh mì, bia, rượu, rượu vang, phomai…làm trong nước quả, tăng hiệu suất thu hồi dịch quả…

12

Cơ chế xúc tác của enzym

13

Nguồn Wikipedia

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác 2.3.1.1 Khái quát về enzyme Cơ chế xúc tác của emzym qua 3 bước: 1. Cơ chất (Substrate) liên kết với enzyme (Enzyme) để hình thành phức hệ enzyme - cơ chất (E - S complex). 2. Enzyme xúc tác phản ứng biến đổi cơ chất thành sản phẩm (Product), tạo thành phức hệ E-P. 3. Sản phẩm P được giải phóng enzyme E.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trinh chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.2 Nguồn nguyên liệu thu enzyme

Enzym là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa học, mà

người ta thường thu nhận chúng từ các nguồn

• Enzym từ động vật; • Enzym từ thực vật; • Enzym từ vi sinh vật.

Trong hàng trăm enzyme được sử dụng trong công nghiệp hơn một nửa được sản xuất từ nấm mốc và nấm men, trên một phần ba từ vi khuẩn, còn lại từ nguồn động vật 8% và thực vật 4%

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trinh chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.2 Mục đích sử dụng enzym  Giảm chi phí sản xuất;  Phục vụ cho các mục đích sơ chế, chế biến;  Tăng hiệu suất tách chiết, chích ly các hợp chất có giá trị từ nguyên liệu;  Cải thiện chất lượng sản phẩm;  Nâng cao giá trị cảm quan;  Kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trinh chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.3 Một số quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác a, Ứng dụng của carbohyrase (α-amylase, glucoamylase, invertase, lactase, glucose isomerase…) trong nhiều lĩnh vực khác nhau: công nghiệp, nông nghiệp, y học, trong NCKH…

- Trong công nghiệp rượu - Trong công nghiệp sản xuất bia - Trong sản xuất bánh mỳ - Trong sản xuất glucoza và mật tinh bột - Trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo - Trong công nghiệp dệt - Trong chăn nuôi - Trong y học

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác

2.3.1.3 Một số quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác b, Ứng dụng của proteinaza trong nhiều lĩnh vực khác nhau: công nghiệp, nông nghiệp, y học,

- Trong quá trình chế biến cá, nước mắm - Trong công nghiệp thịt

trong NCKH…

- Trong quá trình chế biến sữa - Trong công nghiệp nước giải khát - Trong công nghiệp dệt

- Trong kỹ nghệ phim ảnh - Trong công nghiệp da - Trong công nghiệp dược phẩm và y học

- Trong nông nghiệp - Trong nghiên cứu khoa học

Ứng dụng của proteinaza

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.1. Các quá trinh chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác 2.3.1.3 Một số quá trình chuyển hóa nhờ enzyme xúc tác c, Ứng dụng của pectinaza

- Trong sản xuất nước quả:

- Trong sản xuất rượu vang: - Trong chăn nuôi:

- Trong trích ly các dược liệu đông

Ứng dụng pectinase trong sản xuất nước quả

α-Amylase

Baking, brewing, starch liquefaction; Bread quality improvement; Rice cakes; Clarification of fruit juice

Glucoamylase

Ethanol and Beer production; Bread quality improvement;High glucose and high fructose syrups

Protease

Brewing; Meat tenderization; Coagulation of milk; Bread quality improvement

Lactase (β-galactosidase)

Lactose intolerance reduction in people; Prebiotic food ingredients;

Lipase

Cheese flavour development; Cheddar cheese production

Phospholipase

Cheese flavour development;Production of lipolyzed milk fat

Cellulase

Animal feed; Clarification of fruit juice

Pectinase

Production and Clarification of fruit juice

Glucose oxidase

Food shelf life improvement; Food flavour improvement

Shortening maturation of beer

α-Acetolactate dehydrogenase

Removal of bitter taste in fruit juice; Wine aroma enhancement

20

Debittering enzymes - naringinase

Microbial enzyme Application

21

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

Sản xuất chế phẩm enzyme từ hạt nảy mầm bao gồm các giai đoạn sau: Hạt hòa thảo  Làm sạch và phân loai  Ngâm hạt  Ươm mầm  Sấy malt tươi  Đánh

bóng, làm sạch → Malt khô 2.3.2.1 Làm sạch và phân loại

- Mục đích: + Làm sạch: Tách tạp chất ra khỏi khối hạt, để các công đoạn sau được dễ dàng và nâng cao chất lượng hạt + Phân loại: chia khối hạt thành từng loại có kích thước giống nhau để khi ngâm hạt, hạt hút nước đều, quá trình sấy hạt đồng đều; - Cách tiến hành: Quạt sàng  Thiết bị làm sạch bằng từ tính  Máy chọn hạt  Máy phân loại

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.2 Ngâm hạt

- Mục đích:

Tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do, sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt 43-45%

- Động hóa của quá trình hút nước của hạt: + Trong hạt khô, hàm ẩm chỉ khoảng 11-13%, lượng nước này là lượng nước liên kết hay là lượng nước cấu trúc;

+ Quá trình thấm nước vào hạt tuân theo định luật khuyếch tán và thẩm thấu

+ Khi hạt ngâm, nước sẽ xâm nhập vào hạt theo ba hướng chính

Quá trình ngâm hạt

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.2 Ngâm hạt

- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt

+ Nhiệt độ của nước ngâm

+ Độ lớn của hạt: hạt to hút chậm hơn hạt bé + Hàm lượng protein của hạt + Điều kiện khí hậu của vùng gieo trồng hạt + Thành phần hóa học của nước; + Mức độ thông khí trong quá trình ngâm;

Diễn biến quá trình ngâm hạt

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.2 Ngâm hạt - Các quá trình hóa lý, hóa sinh, sinh lý của hạt ngâm:

+ Sự thẩm thấu và khuyếch tán của nước vào hạt: có sự thẩm thấu các chất trong nước vào hạt +Hòa tan các chất có trong hạt vào nước + Sự hút nước và trương nở của tế bào +Sự hoạt hóa enzyme: có nhiều enzyme được hoạt hóa: Sitaza, amylaza, proteaza, ... + Sự hô hấp của hạt: quá trình ngâm hạt là quá trình hô hấp hiếu khí + Sự thủy phân các chất cao phân tử + Dấu hiệu của sự phát triển cây non của phôi

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.2 Ngâm hạt - Các phương pháp ngâm hạt:

+ Ngâm lỳ trong nước + Ngâm hoán vị nước và không khí + Ngâm trong dòng liên tục nước và không khí + Ngâm bằng phương pháp phun nước + Ngâm bằng phương pháp phun nước và hút khí

Thổi khí trong quá trình ngâm hạt

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

- Mục đích:

2.3.2.3 Ươm mầm

• Tích lũy một lượng tối ưu các enzym thủy phân→ nguồn enzym chính sử dụng sau này khi

nấu dịch đường;

• Thủy phân màng tế bào làm cho hạt xốp → dễ xay nghiền;

hương vị đặc trưng cho malt khi sấy, rang…

• Chuyển hóa một phần các chất dự trữ phức tạp trong hạt thành các chất đơn giản → tạo màu,

• Lưu ý: không để mầm phát triển thành cây non

• Hạn chế tổn thất chất khô của hạt do hô hấp, sự phát triển của mầm

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.3 Ươm mầm

+ Biến đổi về hình thái và sinh lý của hạt + Biến đổi hóa sinh, tích tụ enzyme và biến đổi các chất xẩy ra trong hạt ươm mầm:

- Những biến đổi xảy ra khi ươm mầm:

a, Sự hoạt hóa sitaza và những biến đổi cơ lý của hạt b, Sự hoạt hóa amylaza và sự thay đổi thành phần tinh

bột

c, Sự hoạt hóa proteaza và sự thay đổi thành phần

protein

d, Một số enzyme khác: lipaza, maltaza, enzyme hô

hấp

Sự biến đổi của hạt trong quá trình ươm mầm

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.3 Ươm mầm - Phương pháp thực hiện ươm mầm

+ Ươm mầm không thông gió

a, Đặc điểm b, Ưu nhược điểm + Ươm mầm có thông gió

a, Đặc điểm

b, Ưu nhược điểm

Tạo ra môi trường ươm mầm khắc nghiệt để hạn chế các chất dinh dưỡng trong hạt chuyển sang phát triển dễ, mầm, lá…→ Hạt chỉ tích lũy enzym và các hợp chất dễ hòa tan.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.3 Ươm mầm – Sự tích lũy enzym trong quá trình ươm mầm

• Tạo ra và tích lũy các enzym thủy phân tinh

bột: α và β – amylase;

• Các enzym thủy phân thành tế bào như: β-

glucanase, sitase;

• Các enzym thủy phân protein: proteinase

• Các enzym khác như: lipase, phosphatase…

1- Phôi 2- Vỏ trấu 3- Màng phôi 4- Mầm 5- Lớp epithelium 6- Vỏ cám

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.3 Ươm mầm – Sự tích lũy enzym trong quá trình ươm mầm

Quá trình tích lũy amylase khi ươm mầm

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.4 Sấy malt tươi

- Mục đích:

ươm mầm;

o Chấm dứt quá trình chuyển hóa và phát triển của hạt; o Giảm độ ẩm của hạt đến độ ẩm bảo quản (1,5-3,5%); o Bảo toàn lượng enzym đã được tích lũy trong quá trình

o Thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp

chất đơn giản, hòa tan;

o Tạo màu và hương vị cho malt

Quá trình sấy malt vàng

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.4 Sấy malt tươi - Đặc điểm của quá trình sấy malt tươi:

+ Giai đoạn 1: Đặc trưng của quá trình sinh lý→ Tách nước tự do + Giai đoạn 2: Đặc trưng của quá trình hóa sinh → Tách nước liên kết + Giai đoạn 3: Đặc trưng cho các phản ứng hóa học→ Tạo màu, hương vị đặc trưng;

- Thiết bị sấy:

+ Lò sấy gián đoạn, lò sấy bán liên tục, lò sấy liên tục + Lò sấy đứng, lò sấy nằm ngang + Lò sấy nằm ngang một tầng, hai tầng, nhiều tầng

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.4 Sấy malt tươi - Công nghệ sấy: + Công nghệ sấy malt vàng: Đặc điểm của công nghệ sấy malt vàng là loại nhanh

+ Công nghệ sấy malt đen (malt sẫm màu – dark malt): Chu kỳ sấy kéo dài, sấy

hàm ẩm của malt trong khi nhiệt độ sấy còn ở khá thấp, muốn đạt điều này phải thông gió tới mức tối đa

nhiệt độ cao, đặc biệt là sấy kiệt, nhiệt độ sấy và hàm ẩm phải tuân theo quy luật hết sức nghiêm ngặt, tăng cường hoạt động của các enzyme thủy phân ở pha enzyme

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.4 Sấy malt tươi - Đánh giá chất lượng của malt: * Cảm quan:

+ Màu tươi, vỏ óng ánh. + Vị và mùi: ngọt nhẹ, mùi không ủng, vị lạ, chua, mốc. + Độ sạch: tạp chất < 0,5 %, hạt gãy vỡ <1% + Hình dạng hạt phải đồng đều

: 500  580 g/l : 29-38 g/1000 hạt

* Các chỉ số cơ học + Dung trọng + Khối lượng tuyệt đối + Khối lượng hectolit : 45-60kg + Kích thước hạt: Chiều rộng: > 2,5 mm,

Chiều dài mầm: 2/3  3/4 chiều dài hạt. + Độ xốp: malt càng xốp thì càng nhuyễn. Malt phải xốp, khi cắn phải mềm.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.2. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ hạt nảy mầm

2.3.2.4 Sấy malt tươi * Các chỉ số hoá học

: < 5%

+ Độ ẩm + Hàm lượng chất chiết: đối với malt vàng chất lượng cao phải đạt ít nhất 78%,malt đen 75% + Cường độ màu: malt vàng 0,16-0,3ml, malt đen 0,3-1,7ml dung dịch iot 0,1N + Hàm lượng đường maltoza: đối với malt vàng khoảng 65-72%, malt đen 59-65% + Độ chua: độ chua tác dụng: pH 5,5-6,5, trong phạm vi 4,5-6,0, nếu pH của malt càng thấp càng có lợi cho quá trình đường hóa. Độ chua định phân dao động đối với malt vảng 15-17 ml NaOH 1N/100g chất khô, malt đen 10-21ml NaOH 1N/100g chất khô + Đạm hòa tan: chỉ số kolbach cao hơn 41 malt chất lượng cao, còn nếu thấp hơn 35 thì malt rất kém chất lượng + Đạm formol: 10-12% so với đạm tổng hoặc 20-25% so với đạm hòa tan + Hoạt lực diataza: của malt vàng dao động trong khoảng 160-3400WK, malt đen 70-1200WK

Một số chỉ tiêu chất lượng cơ bản của malt

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.3. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ nuôi cấy vi sinh vật

2.3.3.1 Bản chất của quá trình:

Là tổng hợp của nhiều quá trình hóa sinh xảy ra trong thời gian

nuôi cấy vi sinh vật. Các vi sinh vật sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng trong môi trường thông qua những biến đổi hóa sinh trong nội tế bào, cuối cùng tạo ra những chất mới phức tạp trong đó có enzyme

Khác với nguồn enzyme từ động vật và thực vật, nguồn en zyme

từ nuôi cấy vi sinh vật có nhiều ưu thế:

+ VSV có tốc độ sinh trưởng cực kỳ nhanh chóng + Tạo ra những hệ enzyme vô cùng phong phú có hoạt lực xúc tác mạnh mẽ + Hàm lượng enzyme khá cao + Nguyên liệu cung cấp cho sự phát triển và tổng hợp enzyme của VSV dễ kiếm và rẻ tiền

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.3. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ nuôi cấy vi sinh vật

2.3.3.2 Mục đích và phạm vi ứng dụng • Mục đích là khai thác để thu được một lượng lớn enzyme nào đó từ nuôi cấy VSV khác nhau trên môi trường phù hợp. Sau đó đem xử lý, làm sạch và ứng dụng vào các ngành kinh tế nhất là trong sản xuất thực phẩm

khác nhau: công nghiệp, nông nghiệp, y học, trong nghiên cứu khoa học...

• Phạm vi ứng dụng của các enzyme rất rộng lớn, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.3. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ nuôi cấy vi sinh vật

2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển vsv và tích lũy enzyme

- Chủng giống vi sinh vật

- Môi trường dinh dưỡng: phải bảo đảm những nhu cầu tối thiểu cho sự sinh trưởng của VSV và sinh tổng hợp enzyme. Trong môi trường cần có các chất chứa C, N, H, O và các chất vô cơ khác như Mn, Ca, P, S, Fe, K,..

- Điều kiện nuôi cấy:

+ Nhiệt độ

+ pH

+ Độ ẩm môi trường

+ Cung cấp oxygen

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.3. Các quá trình sinh tổng hợp enzyme từ nuôi cấy vi sinh vật

2.3.3.4 Sơ đồ và phương pháp thực hiện - Nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp bề mặt:

Trộn môi trường  Vò tơi  Hấp môi trường  Vò tơi và làm nguội  Trộn mốc giống  Vào mành  Phòng nuôi cấy  Chế phẩm enzyme thô

Chuẩn bị môi trường  Tiệt trùng  Nuôi cấy  Chế phẩm enzyme thô

- Nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp nuôi trong môi trường lỏng:

- Ưu nhược điểm của hai phương pháp

Ưu điểm của lên men so với các quá trình chế biến khác: • Lên men trong điều kiện êm dịu (pH, nhiệt độ…) cho phép bảo toàn

được giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm;

• Hương vị và cấu trúc của sản phẩm tạo ra bởi quá trình lên men rất

đặc trưng, khác biệt hẳn so với các biện pháp chế biến khác;

• Tiêu tốn ít năng lượng do điều kiện lên men êm dịu; • Chi phí đầu tư và vận hành thấp; • Công nghệ tương đối đơn giản

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.1 Bản chất của quá trình

- Quá trình lên men là một quá trình biến đổi chất dưới tác dụng của các enzyme của vi sinh vật

- Quá trình lên men luôn kèm theo sinh trưởng và phát triển của VSV

- Đối tượng của quá trình lên men chủ yếu là hợp chất có nguồn gốc từ carbonhydrate

2.3.4.2 Mục đích và phạm vi ứng dụng

- Mục đích: Quá trình lên men nhằm mục đích khai thác, chế biến ra các chất cần thiết cho con người thông qua hoạt động của VSV. Mặt khác tìm cách hạn chế những tác hại do chúng gây ra trong chế biến và bảo quản lương thực, thực phẩm

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.2 Mục đích và phạm vi ứng dụng - Phạm vi ứng dụng: Quá trình lên men được sử dụng rất rộng rãi và đa dạng

+ Dựa vào cơ chế của quá trình: lên men yếm khí và lên men hiếu khí + Dựa vào tác nhân cung cấp hệ enzyme, người ta chia 3 nhóm:Lên men ứng dụng nấm men, nấm mốc, vi khuẩn + Dựa vào tính chất của sản phẩm:Công nghiệp lên men cổ điển, Công nghiệp lên men hiện đại;

+ Dựa vào sản phẩm ứng dụng: bánh mì, đồ uống lên men chứa cồn, yoghurt,

phomat, mì chính và sản phẩm nước chấm;

+ Dựa vào phương thức thực hiện: lên men gián đoạn, lên men liên tục +Dựa vào sản phẩm thu được: Lên men đồng hình, lên men dị hình.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.3 Những biến đổi xẩy ra khi lên men

• Chất lên men chủ yếu là đường có thể từ 2-3% đến 20% khối lượng dịch và phụ

thuộc kiểu lên men

• Lên men kiểu nào thì giai đoạn đầu 1 phân tử glucoza cũng qua nhiều biến đổi

và bằng con đường khác nhau để tạo thành axit piruvic

• Phản ứng xẩy ra theo chu trình Emdem- Mayehof- Panat (EMP) được xem là

phương trình tổng quát của phân hủy gluxit

• Các enzyme tham gia vào phân hủy gluxit theo EMP chứa trong hầu hết các vi

sinh vật

• Sau khi tạo thành axit piruvic, quá trình sẽ tiếp diễn theo chiều hướng nào là tùy

thuộc vào vi sinh vật và điều kiện của môi trường.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới lên men - Thành phần dinh dưỡng của môi trường lên men: nguồn gluxit, nguồn nito, nguồn

khoáng, vitamin...

sát trùng...

- Tác nhân gây lên men : Chủng giống vi sinh vật, pha phát triển của vi sinh vật; - Các tác nhân bên ngoài: nhiệt độ, pH, độ ẩm, nồng độ dịch lên men, nồng độ chất

• Sự có mặt của các chủng vi sinh vật cạnh tranh khác.

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.5 Sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình lên men

Sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình lên men 1- pha tiềm phát; 2- pha lũy thừa (pha log); 3 – Pha cân bằng; 4- pha suy vong

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

2.3.4.6 Nguyên tắc và phương pháp thực hiện các quá trình lên men Muốn thực hiện quá trình lên men phải qua các giai đoạn sau: • Chuẩn bị lên men: • Lên men • Xử lý dịch lên men thu sản phẩm 2.3.4.7 Các ví dụ về công nghệ lên men • Công nghệ lên men axit lactic • Công nghệ lên men axit acetic • Công nghệ lên men rượu cồn • Công nghệ lên men bia • Công nghệ lên men rượu vang • Công nghệ lên men kết hợp lactic+lên men cồn (dạng Kvas, Compucha…)

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

Lên men lactic • Sử dụng các chủng vi khuẩn lactic → sản phẩm chính là axit lactic • Sử dụng nguồn cơ chất có nguồn gốc cacbonhydrate ( đường glucose, sucrose,

lactose…)trong nguyên liệu hoặc được thêm vào để lên men

• Lên men các sản phẩm từ sữa: sữa chua, pho mat…sử dụng các chủng: Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei , Streptococcus spp. and Pediococcus ( chủng lên men đồng hình); Leuconostoc spp (lên men dị hình)

• Lên men rau quả trong các sản phẩm muối chua: kimchi, rau quả muối chua… • Lên men thịt, cá để sản xuất các sản phẩm như: xúc xích lên men (salami,

pepperoni…), mắm tôm, nước mắm…

Các sản phẩm ứng dụng lên men lactic

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

Lên men Lactic – Khả năng bảo quản là do: • Lượng axit lactic tạo thành trong quá trình lên men (0,8-2%) • Các chất bảo quản hoặc muối được thêm vào; • Quá trình thanh trùng hay hun khói sản phẩm; • Giảm hoạt độ nước do quá trình sấy hay hàm lượng muối cao; • Bảo quản ở nhiệt độ thấp

2.3 Cơ sở lý thuyết và các quá trình sinh học trong sản xuất thực phẩm 2.3.4 Quá trình lên men

Lên men Cồn (rượu) và sự kết hợp lên men cồn – axit o Lên men cồn chủ yếu do nấm men S. cerevisiae, S. carlsbergensis….. o Lên men axit do các chủng vi khuẩn lactic hoặc vi khuẩn lên men dấm (A. aceti); o Lên men cồn trong sản xuất bánh mì → biến đổi cấu trúc, tính chất và hương vị của bột mì →

o Sản xuất các loại đồ uống chứa cồn: Rượu, bia, rượu vang, nước quả lên men, kvas,

dễ tiêu hóa hơn và hấp dẫn hơn;

comphucha….

o Lên men dấm (lên men axetic): vi khuẩn Acetobacter aceti oxy hóa cồn → dấm và các hợp chất

o Lên men Cacao, cà phê, nước chấm từ đậu nành…

Nấm men

Acetobacter aceti

tạo hương khác;

Ứng dụng lên men cồn và phối hợp giữa lên men cồn và lên men axit

53

54