Khóa luận tốt nghiệp: Phân lập và nhân sinh khối một số chủng nấm mốc từ bánh men rượu truyền thống

Chia sẻ: Hứa Tung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm nghiên cứu phân lập, tuyển chọn và nhân sinh khối chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus, Penicillium và Aspergillus có khả năng đường hóa cao từ bánh men rượu truyền thống để sản xuất bánh men rượu. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Phân lập và nhân sinh khối một số chủng nấm mốc từ bánh men rượu truyền thống

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM --------------------------------------------------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN LẬP VÀ NHÂN SINH KHỐI MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC TỪ BÁNH MEN RƯỢU TRUYỀN THỐNG HÀ NỘI - 2019
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP VÀ NHÂN SINH KHỐI MỘT SỐ CHỦNG NẤM MỐC TỪ BÁNH MEN RƯỢU TRUYỀN THỐNG Người thực hiện : Trần Thị Thu Trang Mã SV: 600978 Khóa : 60 Ngành : Công nghệ sau thu hoạch Giáo viên hướng dẫn : TS. Đinh Thị Hiền TS. Đặng Hồng Ánh Địa điểm thực tập : Viện Công Nghiệp Thực phẩm HÀ NỘI - 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong chuyên đề này đã được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Trần Thị Thu Trang 1
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, bên cạnh sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thể. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Đinh Thị Hiền - Bộ môn Công nghệ chế biến, khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Đặng Hồng Ánh - Bộ môn Công nghệ đồ uống, Viện Công nghiệp thực phẩm, người đã dành nhiều thời gian, công sức tận tình giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài. Đồng thời, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể các thầy cô trong Khoa công nghệ thực phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã truyền đạt những kiến thức bổ ích, quý báu giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại trường. Cuối cùng tôi muốn dành lời cảm ơn sâu sắc tới những người thân trong gia đình, các anh chị em, bạn bè đã luôn cảm thông, chia sẻ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian tôi học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Trần Thị Thu Trang 2
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... 1 LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................ 6 DANH MỤC BẢNG .............................................................................................................. 8 DANH MỤC HÌNH/ĐỒ THỊ ................................................................................................. 9 PHẦN I. MỞ ĐẦU.............................................................................................................10 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 12 1.2. Mục đích .......................................................................................................... 14 1.3. Yêu cầu............................................................................................................. 14 PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................... 12 2.1. Tổng quan chung về bánh men rượu............................................................ 12 2.1.1. Sơ lược về bánh men trên thế giới và Việt Nam ......................................... 12 2.1.2. Phân loại bánh men rượu............................................................................ 13 2.2. Giới thiệu về công nghệ sản xuất bánh men rượu truyền thống................ 13 2.2.1. Nguyên liệu sản xuất bánh men rượu ........................................................ 13 2.2.1.1. Gạo ....................................................................................................................... 13 2.2.1.2. Men giống ............................................................................................................ 14 2.2.2. Hệ vi sinh vật trong bánh men .................................................................... 15 2.2.2.1. Nấm men .............................................................................................................. 16 2.2.2.2. Nấm mốc .............................................................................................................. 16 2.2.2.3. Vi khuẩn ............................................................................................................... 17 2.2.3. Quy trình sản xuất bánh men rượu truyền thống ...................................... 17 2.2.3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ................................................................................... 18 2.2.3.2. Thuyết minh quy trình .......................................................................................... 19 2.3. Nấm mốc – Vi sinh vật có khả năng đường hoá. ......................................... 20 2.3.1. Cấu tạo và hình thức sinh sản. ....................................................................... 21 2.3.1.1. Cấu tạo. ............................................................................................................ 21 2.3.1.2. Hình thức sinh sản. ........................................................................................... 21 3
2.3.2. Một số nấm mốc có khả năng đường hóa trong sản xuất rượu.................... 22 2.3.3. Phương pháp nuôi cấy. ................................................................................... 23 2.3.3.1. Phương pháp nuôi cấy bề sâu. ......................................................................... 23 2.3.3.2. Phương pháp nuôi cấy bề mặt. ......................................................................... 23 2.3.4. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy................................................................. 23 2.3.4.1. Độ ẩm môi trường. ........................................................................................... 23 2.3.4.2. Nhiệt độ nuôi cấy. ............................................................................................. 23 2.3.4.3. Thời gian nuôi . ................................................................................................ 24 2.3.4.4. pH môi trường. ................................................................................................. 24 2.4. Tầm quan trọng của việc sử dụng chế phẩm bánh men vi sinh thuần chủng trong sản xuất rượu truyền thống. ........................................................................ 25 PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP................................................................... 26 3.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 26 3.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 26 3.2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .......................................................................... 26 3.2.2. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................... 27 3.2.3. Thời gian nghiên cứu .................................................................................. 27 3.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 27 3.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 27 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................... 27 3.4.1.1. Thí nghiệm 1: Phân lập và tuyển chọn chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus, Penicillium và Aspergillus có khả năng đường hóa cao từ bánh men rượu truyền thống ... 28 3.4.1.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định điều kiện nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn. ............................................................................................................... 28 3.4.1.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến sự biến đổi một số chỉ tiêu trong quá trình lên men rượu ............................................ 30 3.4.1.4. Thí nghiệm 4: Thử hoạt lực bột mốc từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn....... 31 3.4.2. Phương pháp phân tích ............................................................................... 31 3.4.2.1. Các phương pháp vi sinh .............................................................................. 31 3.4.2.2. Các phương pháp hóa sinh. .......................................................................... 32 4
3.4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................... 34 PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................... 35 4.1. Phân lập và tuyển chọn chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus, Penicillium và Aspergillus có khả năng đường hóa cao từ bánh men rượu truyền thống.................... 35 4.1.1. Phân lập nấm mốc trong bánh men ............................................................ 35 4.1.2. Đánh giá sơ bộ khả năng đường hóa của các chủng nấm mốc phân lập được ………………………………………………………………………………….41 4.2. Kết quả nghiên cứu xác định điều kiện nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn ...................................................................................................................... 43 4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn ............................................................................................................... 43 4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn ............................................................................................................... 44 4.2.3. Ảnh hưởng của số vòng lắc lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn ....................................................................................................... 45 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến sự biến đổi một số chỉ tiêu trong quá trình lên men rượu .............................................................................. 47 4.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến TSS trong quá trình lên men rượu ................................................................................................................ 48 4.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến độ chua trong quá trình lên men rượu....................................................................................................... 49 4.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến độ cồn trong quá trình lên men rượu....................................................................................................... 50 4.4. Kết quả đánh giá hoạt lực bột mốc thu được............................................... 52 PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 54 5.1. Kết luận ........................................................................................................... 54 5.2. Kiến nghị ......................................................................................................... 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 55 5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CT Công thức NXB Nhà xuất bản PGS Phó giáo sư TS Tiến sĩ TSS Hàm lượng chất khô tổng số MTB Men thuốc bắc LMA Lên men ẩm LMD Lên men dịch HSLM Hiệu suất lên men 6
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bánh men được sử dụng ở các nước trên thế giới................................................12 Bảng 3.1: Bảng bố trí các công thức cho thí nghiệm xác định thời gian nuôi lắc nhân sinh khối.......................................................................................................................................29 Bảng 3.2: Bảng bố trí các công thức cho thí nghiệm xác định nhiệt độ nuôi lắc nhân sinh khối.......................................................................................................................................30 Bảng 3.3: Bảng bố trí các công thức cho thí nghiệm xác định số vòng lắc nuôi lắc nhân sinh khối.......................................................................................................................................30 Bảng 3.4: Bảng bố trí các công thức cho thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu............................................................................................................................31 Bảng 4.1: Các chủng vi sinh vật phân lập được từ bánh men Đức Ngọ..............................35 Bảng 4.2: Các chủng vi sinh vật phân lập được từ bánh men Thái Nguyên........................37 Bảng 4.3: Khả năng phân giải tinh bột của các chủng nấm mốc.........................................41 Bảng 4.4: Kết quả ảnh hưởng của thời gian lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn............................................................................................................................................43 Bảng 4.5: Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn............................................................................................................................................44 Bảng 4.6: Kết quả ảnh hưởng của số vòng lắc lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc đã tuyển chọn...................................................................................................................................46 Bảng 4.7: Bảng kết quả ảnh hưởng tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến TSS trong quá trình lên men.........................................................................................................................48 Bảng 4.8: Bảng kết quả ảnh hưởng tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến độ chua của quá trình lên men.........................................................................................................................49 Bảng 4.9: Bảng kết quả ảnh hưởng tỷ lệ giữa bột mốc và nguyên liệu đến độ cồn của quá trình lên men.........................................................................................................................51 Bảng 4.10: Kết quả đánh giá hoạt lực của bột mốc so với bánh men Đức Ngọ gốc về một số chỉ tiêu sau 6 ngày LMD. ....................................................................................................53 7
DANH MỤC HÌNH/ĐỒ THỊ Hình 2.1:Quy trình sản xuất bánh men thuốc bắc (Nguyễn Đức Lượng, 2002).................18 Hình 4.1: Cấu trúc hình thái chủng nấm mốc Aspergillus oryzae.......................................38 Hình 4.2: Hình thái khuẩn lạc chủng mốc Aspergillus oryzae............................................38 Hình 4.3: Cấu trúc hình thái chủng nấm mốc Penicilium....................................................39 Hình 4.4: Hình thái khuẩn lạc chủng mốc Penicilium..........................................................39 Hình 4.5: Cấu trúc hình thái chủng nấm mốc Mucor...........................................................39 Hình 4.6: Hình thái khuẩn lạc chủng mốc Mucor.................................................................39 Hình 4.7: Cấu trúc hình thái chủng nấm mốc Rhizopus.......................................................40 Hình 4.8: Hình thái khuẩn lạc chủng mốc Rhizopus.............................................................40 Hình 4.9: Cấu trúc hình thái chủng nấm mốc Aspergillus niger..........................................40 Hình 4.10: Hình thái khuẩn lạc chủng mốc Aspergillus niger..............................................40 Hình 4.11: Vòng phân giải tinh bột của chủng nấm Aspergillus oryzae..............................41 Hình 4.12: Vòng phân giải tinh bột của chủng nấm Aspergillus niger................................41 Hình 4.23: Vòng phân giải tinh bột của chủng nấm Penicilium...........................................42 Hình 4.34: Vòng phân giải tinh bột của chủng nấm Mucor.................................................42 Hình 4.45: Vòng phân giải tinh bột của chủng nấm Rhizopus.............................................42 Hình 4.16: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc ĐN01.....................................................................................................................43 Hình 4.17: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc ĐN01.....................................................................................................................45 Hình 4.18: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của số vòng lắc lên quá trình nhân sinh khối từ chủng nấm mốc ĐN01.....................................................................................................................46 Hình 4.19: Bốn mẫu cơm rượu khi kết bắt đầu quá trình lên men ẩm................................47 Hình 4.20: Bình lên men rượu khi bắt đầu lên men dịch. ...................................................48 Hình 4.21: Đồ thị kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ bột mốc tới độ chua của dịch lên men.......50 Hình 4.22: Đồ thị kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ bột mốc tới độ cồn của dịch lên men.........51 Hình 4.24: Mẫu cơm rượu khi bắt đầu lên men ẩm..............................................................52 Hình 4.25: Bình lên men rượu khi bắt đầu lên men dịch. ...................................................52 8
PHẦN I. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Rượu là đồ uống có từ lâu đời. Trong cuộc sống, nếu biết sử dụng hợp lý rượu sẽ rất tốt cho sức khỏe, và cần thiết trong giao tiếp. Rượu và các đồ uống có cồn chiếm một vị trí đáng kể trong công nghiệp thực phẩm. Chúng đa dạng tùy theo truyền thống và thị hiếu của người tiêu dùng mà các nhà sản xuất làm ra nhiều loại rượu khác nhau. Trong sản xuất rượu, hệ vi sinh vật trong bánh men đóng vai trò rất quan trọng. Chúng góp phần chuyển hóa các chất từ nguyên liệu thành đường và từ đường thành rượu nhờ quá trình đường hóa và lên men. Chúng cùng với nguyên liệu tạo nên chất lượng rượu. Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công có từ ngàn xưa và chưa có tài liệu nào cho biết chính xác có từ khi nào. Ở miền núi, đồng bào các dân tộc dùng gạo, ngô, khoai, sắn nấu chín rồi cho lên men, men giống được nuôi với một số lá rừng được gọi là men lá. Nếu tiến hành cất rượu thì thu được sản phẩm là rượu trắng và nếu không qua chưng cất thì sản phẩm gọi là rượu cần – Một sản phẩm nổi tiếng ở vùng núi. Ở đồng bằng, nhân dân biết làm men từ bột gạo với các vị thuốc bắc – thường gọi là men thuốc bắc (MTB) để lên men rượu từ các nguyên liệu khác nhau có chứa tinh bột như gạo nếp, gạo tẻ, ngô, sắn, ... và thu được loại rượu trắng với chất lượng khác nhau, trong đó có loại rất ngon và nổi tiếng. Như vậy, nghề làm rượu cổ truyền ở nước ta từ trước đến nay vẫn dùng men giống ở dạng men bánh hoặc men lá. Các men này có khả năng đường hóa tinh bột và lên men thành rượu. Trong các men này là một tập hợp các vi sinh vật có hoạt tính trên. Mãi đến cuối thế kỷ XIX (khoảng năm 1895), các nhà sinh vật học Pháp: Calmette, Boidin đã phân lập được một loài nấm mốc trong bánh men thuốc bắc, đặt tên là Mucor rouxii (hay Amylomyces). Loài nấm mốc này phát triển tốt trên môi trường có gluxit, nhất là gạo, nhiệt độ tối thích 33÷35°C, tích lũy phức hệ enzyme tương đối hoàn chỉnh, nên không những có khả năng phân giải tinh bột đật hiệu suất cao mà còn có khả năng lên men một phần đường thành rượu. Tuy nhiên, nhiều loại men rượu trên thị trường hiện nay không rõ nguồn gốc xuất xứ, không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, không kiểm soát được hệ vi sinh vật cả về chủng loại, số lượng và tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe người tiêu dùng. 9
Bởi vậy, việc nghiên cứu tìm ra một số chủng nấm mốc thuần chủng từ bánh men rượu truyền thống và từ đó ứng dụng sản xuất các chế phẩm bánh men vi sinh thuần chủng là một nhu cầu thiết yếu và có ý nghĩa quan trọng vào ngành công nghiệp sản xuất rượu. Từ những lý do trên, được sự đồng ý của Khoa Công nghệ thực phẩm – Học viện Nông nghiệp Việt Nam cùng với sự giúp đỡ và hướng dẫn của TS Đinh Thị Hiền và TS Đặng Hồng Ánh – Bộ môn Công nghệ đồ uống, Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, chúng tôi tiến hành đề tài : “Phân lập và nhân sinh khối một số chủng nấm mốc từ bánh men rượu truyền thống”. 1.2. Mục đích Nghiên cứu phân lập, tuyển chọn và nhân sinh khối chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus, Penicillium và Aspergillus có khả năng đường hóa cao từ bánh men rượu truyền thống để sản xuất bánh men rượu. 1.3. Yêu cầu Phân lập và tuyển chọn chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus, Penicillium và Aspergillus có khả năng đường hóa cao từ bánh men rượu truyền thống. Nghiên cứu xác định điều kiện nhân sinh khối chủng nấm mốc Mucor, Rhizopus Penicillium và Aspergillus tuyển chọn được. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ giữa bột mốc/ nguyên liệu đến sự biến đổi một số chỉ tiêu trong quá trình lên men rượu. Thử hoạt lực bột mốc thu được từ chủng nấm mốc tuyển chọn được. 10
PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan chung về bánh men rượu 2.1.1. Sơ lược về bánh men trên thế giới và Việt Nam Trên thế giới, bánh men rượu truyền thống rất đa dạng và phong phú về chủng loại. Thái Lan có men Loopang dạng bột, Nhật Bản có men Koji dạng hạt, Hàn Quốc có men Nuruk và Meju dạng bánh lớn, v.v...( Haard, 1999). Men rượu là hỗn hợp các vi sinh vật có sự tác động tương hỗ trong quá trình lên men được nuôi trên cơ chất là các nguyên liệu giàu tinh bột như bột gạo, ngô, sắn, khoai, v.v.... Bảng 2.1: Bánh men được sử dụng ở các nước trên thế giới Tên nước Tên gọi Thành phần Dạng men Hệ vi sinh vật Nhật Bản Koji Lúa mỳ, gạo Dạng hạt Aspergillus Thái Lan Loopang Cám Dạng bột Amylomyces Aspergillus Malaysia Amylomyces Ragi Gạo Dạng bánh nhỏ Indonesia Endomycopsis Lúa mỳ, kê, gạo, Dạng bánh, dạng Rhizopus Trung Quốc Chu bo bo hạt Amylomyces Hansenula anomala Ấn Độ Marchaa Gạo Dạng bánh Mucor fragilis Rhizopus arrhizus Mucor, Rhizopus Phillipines Bubod Gạo Dạng bánh Saccharomyces (Haard, N. F. Fermented cereals: a global perspective, 1999) Nước ta có hai loại bánh men chính là: Bánh men thuốc bắc được sản xuất từ một số vị thuốc bắc với bột gạo và bánh men lá được sản xuất từ bột gạo và các loại lá, củ, quả 11
rừng theo kinh nghiệm cổ truyền. Men thuốc bắc (MTB) được trộn từ các vị thuốc bắc với bột gạo. Bột gạo nghiền nhỏ, bột thuốc bắc nghiền nhỏ cùng bột bánh men cái, trộn đều (Lương Đức Phẩm, 2012). Trong bánh men thuốc bắc nhờ có các vị thuốc bắc với thành phần hợp lý mà hạn chế được sự phát triển của các tạp khuẩn từ không khí vào bánh men. Mặt khác một số vị thuốc còn có tác dụng kích thích sự phát triển của nấm men và nấm mốc, nhờ vậy mà quá trình đường hoá và rượu hoá sau này diễn ra tốt hơn (Lương Đức Phẩm, 2012). Ở các vùng núi cao men lá thường được sử dụng. Lá sử dụng thường là các loại có nhiều tinh dầu và có mùi thơm. Tùy thuộc vào từng địa phương mà trong men có các loại lá khác nhau. Để làm men lá, người K’Ho Tây Nguyên sử dụng bột thân cây “đòng” và nước chiết cây “me-kà-zut” trộn với bột gạo (Lương Đức Phẩm, 2012). Vùng tây Nghệ An dùng các loại lá: lá mít, lá mía, lá nhân và lá quế,… (Lương Đức Phẩm, 2009). 2.1.2. Phân loại bánh men rượu Từ xa xưa, người ta đã biết sử dụng một thành phần của mẻ lên men trước để cho vào mẻ lên men sau, cách làm này nhằm rút ngắn thời gian lên men đồng thời làm giảm những hư hỏng xảy ra trong quá trình lên men. Ngày nay người ta đã chủ động nuôi cấy các vi sinh vật đã chọn lọc để sản xuất những chế phẩm vi sinh đáp ứng tốt yêu cầu của quá trình lên men rượu. Các chế phẩm này gọi là bánh men rượu. Bánh men rượu được sản xuất chủ yếu từ gạo (nguyên liệu chính cung cấp tinh bột trong sản xuất bánh men) và men giống là các vi sinh vật để tiến hành đường hóa và rượu hóa, người ta cũng có thể trộn chung với các loại vị thuốc thảo mộc khác. Tùy từng địa phương, việc sử dụng các vị thuốc là rất khác nhau. Tạm thời có thể chia làm 3 loại:  Bánh men rượu không có thuốc bắc (Bánh men thường).  Bánh men rượu có thuốc bắc.  Bánh men rượu có lá rừng (Bánh men lá). 2.2. Giới thiệu về công nghệ sản xuất bánh men rượu truyền thống 2.2.1. Nguyên liệu sản xuất bánh men rượu 2.2.1.1. Gạo Gạo được chọn làm nguyên liệu chính để cung cấp tinh bột cho sản xuất bánh men. 12
Thành phần hóa học của gạo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu, phân bón, giống lúa cũng như kỹ thuật chế biến và bảo quản. Theo Lê Vĩnh Thảo và cs. (2004), tinh bột gạo thuộc loại tinh bột phức tạp có kích thước rất nhỏ, thành phần tinh bột gạo tẻ gồm khoảng 17% amylose và 83% amylopectin. Tinh bột gạo có hình đa giác, kích thước nhỏ, trong khoảng 2-10 m. Hạt tinh bột gạo có kích thước nhỏ và nằm sát nhau nên quá trình hồ hóa khó khăn hơn, nhiệt độ hồ hóa khoảng 70 - 80oC. Tinh bột có 2 loại: Amylose có cấu tạo mạch thẳng và amylopectin có cấu tạo mạch nhánh, tỷ lệ thành phần này liên quan đến độ dẻo của hạt. Các loại gạo Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 15 - 35%. Ngoài ra trong gạo còn có các thành phần hóa học như protein chiếm 6 – 8%, lipit khoảng 2,02% phân bố ở lớp vỏ gạo và phôi, và có một lượng các vitamin đặc biệt là vitamin B như vitamin B1 là 0,45 mg/100 hạt. Thành phần chính của gạo: - Tinh bột (70% – 75% chất khô). - Các loại đường ( 2% – 5% chất khô). - Protit (6% - 8% chất khô). - Chất béo (1% - 1,5% chất khô). Tinh bột gạo chiếm 90% - 95% tổng khối lượng các nguyên liệu dùng làm bánh men. 2.2.1.2. Men giống Men giống được sử dụng là các loại bánh men cũ phát triển trên cơ chất là tinh bột, tiến hành đường hóa và rượu hóa. Cũng có thể không dùng bánh men cũ mà chỉ dùng bột gạo, thuốc bắc để làm men thuốc bắc, lúc đó, các vi sinh vật trong không khí sẽ vào bánh men, những chủng nấm mốc, nấm men nào không bị chất kháng khuẩn của thuốc bắc tiêu diệt thì sẽ phát triển nhờ quá trình phân giải tinh bột thành đường glucose và lên men rượu từ các đường cơ bản. Tuy nhiên trong sản xuất bánh men cổ truyền, nếu làm như vậy thì thời gian ủ bánh sẽ kéo dài vì các chủng nấm men, nấm mốc cần thời gian xâm nhập, thích nghi và phát triển, đồng thời chủng giống cũng sẽ yếu hơn so với việc dùng bánh men cũ làm giống. Trên môi trường nuôi cấy cơ chất là tinh bột gạo và ở điều kiện thích hợp, các chủng nấm men, nấm mốc có khả năng sản sinh ra enzyme amylase để thủy phân tinh bột thành 13
đường glucose, còn các chủng nấm men rượu sẽ sử dụng đường khử để duy trì quá trình sống và phát triển. Và sau khi đã đạt đến thời điểm nuôi cấy, đem sấy tới độ ẩm bảo quản thì các chủng vi sinh vật này sẽ cùng tồn tại trên một môi trường bánh men. Thời gian để một bánh men giống có khả năng lên men rượu cao phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau, tùy thuộc vào các giống vi sinh vật (nấm mốc, nấm men), điều kiện ủ và chế độ sấy. 2.2.2. Hệ vi sinh vật trong bánh men Thực chất bánh men là canh trường không thuần khiết của hệ vi sinh vật có khả năng sinh trưởng tổng hợp enzyme đường hóa và lên men rượu, nói cách khác hệ vi sinh vật trong bánh men rất đa dạng. Trong đó, có 3 loại phổ biến nhất: Nấm men, nấm mốc, vi khuẩn (Nguyễn Đức Lượng, 2002). Các kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy giá trị pH bánh men Việt Nam trong khoảng 5,76, độ ẩm khoảng 13,5%, nấm mốc 3,4×106, nấm men 5,8×107 cfu/gam bánh men. Trong tổng số 119 vi sinh vật phân lập được thì có 53 tế bào mốc, 51 tế bào nấm men và 15 tế bào vi khuẩn. Các chủng nấm mốc xác định được: Rhizopus oryzae, Mucor indicus, Mucor circinilloides, Amylomyces rouxii... và các chủng nấm men thường gặp: Saccharomyces cerevisiae, Hyphopichia burtonii, Sacchromycopsis fibuligera, Pichia anomala và Candidas sp (A.H.Rose, 1977). Việc nghiên cứu tuyển chọn các chủng nấm mốc, nấm men để bổ sung vào sản xuất bánh men nhằm làm giàu các chủng vi sinh vật này để nâng cao chất lượng và ổn định bánh men là cần thiết. Tiêu chí để tuyển chọn các chủng nấm mốc, nấm men như sau: - Đối với các chủng nấm men:  Có hoạt lực lên men mạnh, hiệu suất lên men rượu cao, chịu được nồng độ đường cao.  Chịu được môi trường có nồng độ axit cao.  Tạo hương thơm và sinh ít tạp chất. - Đối với nấm mốc:  Sinh trưởng tốt trên môi trường nuôi cấy bề mặt và nuôi cấy chìm.  Có khả năng sinh tổng hợp hệ emzyme amylase cao, trong một thời gian ngắn.  Tạo hương thơm. 14
2.2.2.1. Nấm men Nấm men là nhóm vi sinh vật có cấu tạo đơn bào và nhân chuẩn thường sinh sản bằng cách nảy chồi. Hình dạng nấm rất phong phú phụ thuộc vào giống loài, nó có thể dạng hình cầu, hình trứng hay hình bầu dục, hình tam giác... Đối với nấm men trong qua trình hoạt động sống, chúng đồng hóa các monosacarit trong điều kiện yếm khí, thải ra môi trường xung quanh sản phẩm dị hóa là rượu etylic và khí cacbonic nhờ tác dụng của phức hệ các enzyme ( Nguyễn Lân Dũng, 2002). Đây là một trong những đặc trưng quan trọng của nấm men đã được nhân dân ta ứng dụng từ lâu đời để sản xuất rượu bằng bánh men. Theo Nguyễn Đức Lượng (2002), trong mỗi gam bánh men có từ vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men. Gồm 2 chi chủ yếu là: - Endomycopsis (chủ yếu là Endo. Fibuligenes): là nấm men rất giàu enzyme amylase, glucoamylase. Do đó vừa có khả năng rượu hóa vừa có khả năng đường hóa. - Sacharomyces (Chủ yếu là S.Cerevisiae): Đây là loại nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình rượu hóa. Chúng có khả năng lên men rất nhiều loại đường khác nhau như glucose, saccharose, maltose, fructose, rafinose, galactose và lên men được ở nhiệt độ cao (khoảng từ 36 - 40°C), chịu được axit. Đặc điểm quan trọng hơn hết là loài nấm men này có khả năng lên men các loại nguyên liệu rất khác nhau như gạo, ngô, khoai, sắn với lượng đường trong dung dịch từ 12 – 14%, có khi 16 – 18%. Nồng độ rượu trong dịch lên men là 10 – 12%. Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 – 32°C. Ngoài hai chủng nấm men trên, trong bánh men còn thấy nhiều loại nấm dại khác nhau. Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển đường thành cồn, tuy sự chuyển hóa này còn rất thấp. Điều đặc biệt là các loài nấm men dại này chịu nhiệt độ rất cao, có khi lên tới 60 -65°c và chịu được chất sát trùng ở nồng độ 0,05 – 1%. 2.2.2.2. Nấm mốc Trong bánh men thuốc bắc có nhiều loại nấm mốc phát triển thuộc Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus. Các loại nấm mốc này có thành phần và tỷ lệ rất khác nhau tùy thuộc vào từng loại bánh men, từng vùng sản xuất và từng hộ gia đình. Vai trò của nấm mốc trong bánh men rượu chính là nguồn cung cấp enzym amylase. Khi các loại nấm mốc này phát triển trên môi trường với cơ chất là tinh bột thì chúng có khả năng sinh tổng hợp 15
enzym amylase để thủy phân tinh bột thành đường, nhưng trong đó, Mucor và Rhizopus thấy phát triển nhiều hơn cả (Nguyễn Đức Lượng, 2002). 2.2.2.3. Vi khuẩn Vi khuẩn là những vi sinh vật đơn bào, có cấu tạo đơn giản và có kích thước rất nhỏ. Mỗi tế bào vi khuẩn có thể hoạt động sống độc lập (Nguyễn Lân Dũng, 2002). Vi khuẩn trong men rượu thường là vi khuẩn lactic và axetic (Lương Đức Phẩm, 2012). Sự đa dạng vi khuẩn trong bánh men rượu của Việt Nam đã được nghiên cứu. Chúng chủ yếu thuộc các chi Bacillus, Lactobacillus, Acetobacter,... (Thanh et al., 2008). Chúng có vai trò đảm bảo quá trình lên men thuận lợi hơn, nâng cao được dinh dưỡng cho nấm men do vi khuẩn lactic tích tụ các hợp chất nitơ dễ được nấm men đồng hóa và tăng được hiệu suất tạo thành rượu (Lương Đức Phẩm, 2004). Ngoài ra, các vi khuẩn này nhờ khả năng lên men đường tạo thành các axit hữu cơ như axit lactic, axit axetic, axit pyruvic đóng vai trò tạo nên hương vị cho rượu. Khi hàm lượng axit hữu cơ trong rượu ở một hàm lượng nhất địnhh sẽ tạo hương vị và mùi thơm cho rượu, tuy nhiên nếu nồng độ cao sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng rượu và làm rượu bị chua. 2.2.3. Quy trình sản xuất bánh men rượu truyền thống Bánh men là một loại men rượu được sản xuất thủ công tại Việt Nam. Mỗi địa phương và mỗi dân tộc có phương pháp sản xuất riêng. Việc sản xuất bánh men chính là sản xuất hỗn hợp các hệ vi sinh vật cần thiết cho quá trình sản xuất rượu. Phương pháp bánh men có các đặc điểm cơ bản khác với các bánh men khác ở chỗ nấm mốc và nấm men được nuôi cấy cùng một lúc trên môi trường tinh bột sống. Thực chất bánh men chỉ là nuôi cấy và bảo quản vi sinh vật trên môi trường tinh bột sống ở trạng thái khô, sau quá trình tạo bánh, ủ và sấy tới độ ẩm bảo quản, các vi sinh vật được chuyển từ trạng thái hoạt động sang trạng thái ngủ nghỉ. Chúng sẽ hoạt động trở lại trong điều kiện môi trường thích hợp, sản sinh và phát triển đồng thời sinh tổng hợp phức hệ enzyme đường hóa và rượu hóa. 16
2.2.3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ Gạo vo sạch, để ráo Làm sạch Ngâm nước Nghiền mịn Nước Bánh men gốc Trộn Thuốc bắc Tạo hình Ủ Hong khô Bánh men thuốc bắc Hình 2.1: Quy trình sản xuất bánh men thuốc bắc (Nguyễn Đức Lượng, 2002) 17
2.2.3.1. Thuyết minh quy trình  Làm sạch Mục đích: Việc làm sạch nhằm loại bỏ bớt tạp chất và tránh tạp nhiễm khỏi bánh men.  Ngâm nước Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình nghiền và ở quá trình này đã làm mềm hạt gạo để quá trình nghiền bột được dễ dàng hơn, bột sẽ dẻo và mịn hơn. Gạo được ngâm vào trong nước, với lượng nước vừa đủ để ngập hết khối hạt trong thời gian thích hợp để nước thấm đều trong hạt gạo, cần tránh sự sinh trưởng của vi khuẩn trong nguyên liệu. Cách thực hiện: Gạo sau khi được làm sạch đem ngâm với tỉ lệ nước gạo tương ứng là 1:2. Thời gian ngâm 1,5 – 2h ở nhiệt độ 28°C.  Nghiền Mục đích: Giảm kích thước hạt tạo thuận lợi trong quá trình phối trộn cùng men giống, thuốc bắc và để dễ dàng cho nấm men, nấm mốc tiếp cận với tinh bột. Ở đây không sử dụng nghiền khô nhằm không làm cho nhiệt độ khối bột tăng do ma sát giữa hạt và thiết bị gây biến tính tinh bột ảnh hưởng đến chất lượng bánh men. Cách thực hiện: Sử dụng máy nghiền cối đá để tiến hành xay. Kết thúc quá trình nghiền ướt tiến hành lọc bột nhằm mục đích làm giảm độ ẩm của khối bột bởi độ ẩm tối thịnh của nấm mốc là 50 – 55%.  Phối trộn Mục đích: Gạo sau khi xay thành bột được nhào trộn đều với bột thuốc bắc và men giống đã được nghiền nhuyễn, theo tỉ lệ nhất định nhằm làm cho nguyên liệu được trộn đều với nhau và men giống được tiếp xúc đều với thuốc bắc, tinh bột đảm bảo sự phát triển đều của nấm men và nấm mốc trong bánh men. Các biến đổi: Vật lý: Khối bột, thuốc bắc, men giống được trộn đều vào với nhau. Sinh học: Nấm men, nấm mốc được tiếp xúc đều với thuốc bắc, tinh bột chúng sử dụng dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển. Khối lượng vi sinh vật tăng lên. Cách thực hiện: Sau khi đã lọc bớt nước từ khối bột rắc đều hỗn hợp men giống và 18