Tài liệu trình bày công nghệ sản xuất rượu etylic, tập trung vào quá trình làm nguội và đường hóa tinh bột bằng enzyme amylase. Nó thảo luận về sự thay đổi tính chất nguyên liệu, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân tinh bột và cách sản xuất chế phẩm amylase từ các chủng nấm mốc khác nhau. Cuối cùng, tài liệu mô tả các phương pháp đường hóa, nêu bật những ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp.

1. SEMINAR
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG
GVHD: PGS.TS.ĐỖ THỊ BÍCH THỦY
SVTH: NGUYỄN THÀNH ĐẠT
TRƯƠNG VĂN DÀNG
TRẦN QUÝ PHÚC

2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU ETYLIC
Chương 2:
LÀM NGUỘI VÀ ĐƯỜNG HÓA

3. NỘI DUNG
2.1. MỤC ĐÍCH
2.2. Sự thay đổi một số tính chất của nguyên liệu trong
quá trình đường hóa
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân tinh
bột
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase
2.5. Các phương pháp đường hóa

4. 2.1. MỤC ĐÍCH
Chuyển hóa tinh bột thành đường bằng phức hệ
enzyme amylase của nấm mốc hoặc của malt.
Làm nguội khối nấu:
-Từ nhịêt độ 105-110°c xuống nhiệt độ thích hợp để
enzyme amylase hoạt động (60 ± 2°C)
- Làm nguội dịch đường hóa đến nhiệt độ thích hợp để
lên men (33-36°C).

5.  Tinh bột gồm 2 thành phần chính là amylo và amylopectin. Trong những
điều kiện thích hợp, dưới tác dụng của phức hệ enzym amylase, amylo và
amylopectin bị phân cắt, tạo ra nhiều sản phấm trung gian khác nhau
(thường gọi chung là dextrin) và sản phẩm cuối cùng là maltose và glucose.
 Thành phần các sản phẩm tạo thành sau khi đường hóa phụ thuộc vào cấu
trúc của mạch amylo và amylopectin và phức hệ enzyme amylase sử dụng.
 Cấu trúc amylopectin ở trong các loại nguyên liệu khác nhau là khác nhau.
 Phức hệ enzyme amylase từ các nguồn gốc khác nhau sẽ có tác dụng lên
mạch tinh bột ở các vị trí khác nhau. Phức hệ enzym amylase của malt hầu
như không có enzyme glucoamylase nên sản phẩm đường hóa chủ yếu là
maltose, lượng đường glucose do enzyme a amylase tạo ra không đáng kể.
Trong khi đó, nếu thủy phân tinh bột bằng phức hệ enzyme amylase của
nấm mốc thì sản phấm cuối cùng hầu như là đường glucose.
TÁC DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE LÊN MẠCH
TINH BỘT

6. SƠ ĐỒ TÁC DỤNG CỦA ENZYME AMYLASE LÊN
MẠCH TINH BỘT

7.  Độ nhớt của dung dịch giảm
 Khả năng khử tăng
 Phản ứng định tính với iod thay đổi từ màu xanh, tím xanh,
đỏ nâu đến không màu phụ thuộc vào dạng dextrin
• Amylodextrin (>12 gốc đường glucose): màu xanh tím
• Erhytrodextrin (8-12 gốc đường glucose): màu đỏ nâu
• Acrodextrin (4-6 gốc đường glucose): Không màu với iod
• Maltodextrin (2 gốc đường glucose): Không màu với iod
2.2. Sự thay đổi một số tính chất của nguyên liệu trong quá
trình đường hóa

8. 2.3.1. Nồng độ enzyme
• Kết quả thủy phân được đánh giá bởi
 Mức độ đường hóa.
 Tốc độ đường hóa
 Sản phẩm thủy phân
• Vì vậy: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme = hoạt tính + số
lượng + sự cân đối của phức hệ.
2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT

9. 2.3.2. Nhiệt độ
 Ở nhiệt độ nhỏ hơn 75 - 85°C, nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng
tăng
 Phức hệ enzyme có nguồn khác nhau thì khả năng chịu nhiệt khác
nhau, α-amylase có khả năng chịu nhiệt cao hơn β-amylse
 Ở nhiệt độ đường hóa cao, dextrin tạo ra nhiều hơn đường khử nên
hiệu suất len men giảm
 Nhiệt độ đường hóa thấp (40 - 50°C), vi khuẩn dễ phát triển
 Để tránh sự biến tính của enzyme, giới hạn nhiệt độ thủy phân tinh
bột là 50 - 55°C. Tuy nhiên sản phẩm thủy phân và một số hợp chất
khác (protein, lipid) có trong môi trường có tác dụng làm giảm sự
đình chỉ hoạt động của emzyme bởi nhiệt độ.
Vì vậy, thực tế sản xuất xuất thường tiến hành đường hóa ở
60±2°C
2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT

10. 2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT
2.3.3. Độ pH
o pH thích hợp cho các enzyme khác nhau hoặc có nguồn
gốc khác nhau là khác nhau (pH thích hợp của hệ
amylase thường là 4,5-5,7)
o Ảnh hưởng của pH còn phụ thuộc vào nhiệt độ
o Trong quá trình đường hóa, thường sử dụng acid vô cơ
(H2SO4, HCL) hoặc acid hữu cơ (lactic) để điều chỉnh pH
cho phù hợp.

11. 2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT
2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng khác
 Chất sát trùng: Ở nồng độ xác định đủ để ngăn chặn sự nhiễm
khuẩn (fomol, Na2SiF6 0,02-0.025%), không gây ảnh hưởng
xấu đến hoạt tính của enzyme mà còn có tác dụng kích thích
đôi chút.
 Nồng độ rượu:
Thời gian
thủy phân
(h)
Mẫu đối
chứng
Glucose tạo thành (%)
Nồng độ rượu cho vào (%V)
4 5 6
12
24
36
50
4,47
5,12
6,35
6,82
5,15
6,18
6,43
6,82
4,90
5,92
6,35
6,82
4,66
6,18
5,97
7,04

12. 2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH THỦY PHÂN TINH BỘT
2.3.4. Những yếu tố ảnh hưởng khác
Thời gian đường hóa
• Kéo dài thời gian đường hóa
 Nồng độ chất tan tăng nhưng lượng đường lên men không
tăng
 Làm bất hoạt enzyme
 Khả năng nhiễm khuẩn tăng
• Tốt nhất là 5 phút

13.  Các chủng nấm mốc được sử dụng trong công nghiệp sản
xuất rượu từ nguyên liệu có tỉnh bột:
 Rhizopus:
• Bào tử lúc non có màu trắng, lúc già màu đen.
• Nhiệt độ phát triển thích hợp 32-34°C.
• Thường lấy trên củ, hạt ấm, bánh mỳ, cơm, xôi... để trong không
khí vài ngày.
• Rhizopus thường được nuôi cấy trên môi trường dịch thể giàu
dinh dưỡng và có thông khí, hệ enzyme tương đối hoàn chỉnh
nên thường được dùng trong sản xuất rượu theo phương pháp
amylo và nuôi cấy bề sâu.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

14.  Các chủng nấm mốc được sử dụng trong công nghiệp sản
xuất rượu từ nguyên liệu có tỉnh bột:
 Mucor:
Trong sản xuất thường sử dụng phố biến là loài Mucor rouxii:
 Ngoài hệ men amylase còn có enzyme rượu hóa, nên trong điều kiện
yếm khí, enzyme của Mucor rouxii có thể biến đường thành rượu.
 Hiện nay rất hay gặp trong quá trình sản xuất nấm mốc bề mặt trên
môi trường chất rắn có tinh bột, giữ ở nhiệt độ cao (39-40°C).
 Mucor rouxii phát triển mạnh trên môi trường thạch Czapek
 Khuẩn ty lúc non có màu trắng, già có màu xám nhạt.
 Bào tử nang từ màu trắng chuyến dần sang màu hơi vàng, đỏ xám, đen
làm cho khuẩn lạc xám dần.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

15.  Các chủng nấm mốc được sử dụng trong công nghiệp sản
xuất rượu từ nguyên liệu có tỉnh bột:
 Asperrgillus:
 Có thể tìm thấy dễ dàng ở khắp mọi nơi trên mọi cơ chất; gồm
nhiều loài nhưng trong công nghiệp sản xuất rượu thường dùng
các loài: Asp. Flavus, Asp. Oryzae, Asp. Batatae, Asp.
Awamorii, Asp. Niger, Asp. Usami....
 Khuẩn ty của Aspergillus không màu hay vàng nhạt.
 Màu khuẩn lạc rất khác nhau: đen, nâu, vàng, vàng lục, trắng....
 Asp. Oryzae có hoạt tính enzyme amylase, protease rất cao nên
được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất rượu, tương,
chao, nước chấm lên men, chượp cá...
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

16.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase
Nước
Giống gốc
Nguyên liệu làm môi
trường
Nghiền nhỏ, sấy
khô, bảo quản
Chế phẩm enzyme
thô
Thiết bị nuôi
Phối trộn làm ẩm
(W= 50-60%)
Sát trùng bằng hơi nước
(t0 =140-1450 C)
Cấy giống

17.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 NGUYÊN LIỆU:
 Cám mỳ, cám gạo, bột ngô, trấu và các loại phụ phẩm khác.
 Các nguyên liệu trên đây phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
 Có bề mặt tiếp xúc lớn, mỏng, tạo được độ xốp nhiều, không có
những chất gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của nấm mốc.
 Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệu không nhỏ hơn 20% và phải
sát trùng nguyên liệu trước khi gieo giống.
 Bổ sung đầy đủ một số chất dinh dưỡng khác như: acid amin, muối
khoáng và các nguyên tố vi lượng.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

18.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm
mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Phối trộn và làm ẩm:
 Cần phải phối trộn các thành phần cho cân đối, đồng thời làm ẩm
môi trường cho đạt được độ ẩm 55-60%.
 Nếu khô quá, nấm mốc phát triển kém và ít tích lũy enzyme.
 Nếu quá ẩm, môi trường dễ bị dính bết gây môi trường bị yếm khí,
khi nhiệt độ tăng trong thời gian nấm mốc phát triển mạnh dễ gây
hiện tượng lên men rượu và acid, giảm chất lượng nấm mốc.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

19.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Sát trùng môi trưòng:
 Mục đích
 Làm chín nguyên liệu tạo điều kiện cho nấm mốc đồng hóa nguyên liệu
tốt hơn.
 Sát trùng: tiêu diệt vi sinh vật có hại.
 Nhiệt độ sát trùng: 140-145°C
• Nếu cao hơn sẽ có hiện tượng thăng hoa của những chất dễ bay hơi và
xảy ra các phản ứng oxy hóa không có lợi trong sản xuất.
 Thời gian sát trùng phụ thuộc vào chiều cao của môi trường
• chiều dày 15 mm mất 100 phút, 50 mm mất 300 phút.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

20.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm
mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Làm nguội và làm tơi môi trường để gieo giống:
 Có thể làm nguội bằng không khí sạch bằng phương pháp trao đổi
nhiệt bề mặt với nước lạnh, hoặc bằng phương pháp cho nước sạch
trực tiếp vào môi trường để hạ nhiệt độ và tăng ẩm.
 Giai đoạn làm nguội từ nhiệt độ 140-145°c xuống nhiệt độ thích hợp
để gieo giống (39-40°C) là rất quan trọng. Phương pháp làm nguội
không tốt, thời gian làm nguội kéo dài, tiếp xúc nhiều với môi
trường, dụng cụ dễ gây nhiễm khuẩn môi trường.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

21.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm
mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Nuôi cấy mốc giống:
 Điều kiện:
 Nguyên liệu tốt, giàu chất dinh dưỡng hơn, tiệt trùng kỹ càng hơn.
 Điều kiện nuôi cấy khống chế cẩn thận theo từng giai đoạn phát triển
của nấm mốc.
 Thời gian nuôi dài hơn nhằm để cho mốc tạo nhiều bào tử.
 Sau khi nuôi cấy mốc giống phải thuần chủng, không nhiễm tạp.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase
Ống giống
gốc
Bình tam giác nhỏ
Bình tam giác lớn
(đạt được 1-2% tỷ lệ so
với nguyên liệu sản
xuất)

22.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm
mốc:
1. Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Gieo mốc giống:
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase
Mốc giống
Phòng nuôi
Phân phối vào các mành
Canh trường
Phối trộn
Nguyên liệu đã sát
trùng

23.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:
1.Nuôi cấy nấm mốc theo phương pháp bề mặt:
 Nuôi mốc:
• Phòng nuôi có thê điều chỉnh được nhiệt độ và độ âm của không khí.
• Chế độ nuôi:
+ Nhiệt độ: nhiệt độ thích hợp là 32-33°C.
+ Độ ẩm của môi trường: 55 – 60%
+ Thông khí: Nhằm cung cấp O2 vừa giảm được CO2 vừa giảm nhiệt.
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

24. • Dễ tổ chức sản xuất do dây chuyền công nghệ đơn giản.
• Khi bị nhiễm, chỉ hạn chế ở một phạm vi hẹp.
• Sản phẩm sản xuất ra sử dụng được ngay.Ưu điểm
• Khó cơ khí hóa và tự động hóa.
• Năng suất thấp.
• Tốn mặt bằng sản xuất.
• Sử dụng nguyên liệu giàu tinh bột nhưng do quá trình sản
xuất hồ hóa chưa kỹ, do đó quá trình đường hóa không triệt
đế nên tồn tại tinh bột sót.
• Khi sử dụng, phải qua các khâu nghiền, khuyếch tán, trích
ly. Nếu sử dụng ở dạng khô sẽ gây trở ngại cho sản xuất (tắc
đường ống).
Nhược
điểm
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase

25.  Các phương pháp sản xuất chế phẩm enzyme amylase từ nấm mốc:
2.Nuôi nấm mốc theo phương pháp bề sâu:
2.4. Sản xuất chế phẩm amylase
Môi trường dinh dưỡng
Vô trùng môi trường
(1300 C, 15-30 ph )
Nuôi cấy sản xuất
(50-520 C, 48-52h)
Nuôi cấy trung gian
(10% so với môi trường)
Bình tam giác nhỏ
Chủng nấm mốc gốc
Bình tam giác lớn (1 lít)

26. 2.5.1.Phương pháp làm nguội và đường hóa gián đoạn:
2.5. Các phương pháp đường hóa
Khối nấu
Làm nguội
(60 ±2˚C )
Đường hóa
Làm nguội
(33-360 C)
Chế phẩm
enzyme
Đi lên men

27.  2.5.1.Phương pháp làm nguội và đường hóa gián đoạn:
2.5. Các phương pháp đường hóa
-Dễ thực hiện các thông số
kỹ thuật.
-Chế tạo đơn giản, dễ vận
hành.
-Khi bị nhiễm men dại thì có
thế độc lập xử lý.
Ưu
điểm
-Tốn nước làm
nguội, tốn điện, hơi.
-Năng suất thấp.
Nhược
điểm

28. 2.5. Các phương pháp đường hóa
2.5.2. Phương pháp làm nguội và đường hóa liên tục chân không:

29. 2.5.2. Phương pháp làm nguội và đường hóa liên tục chân không:
 Phương pháp này có các ưu điếm sau:
 Triệt tiêu được hiện tượng lão hóa tinh bột.
 Giảm lượng rượu mêtylic.
 Tạo điều kiện cho cơ giới hoá, tự động hóa và nâng cao hiệu suất tống
thu hồi.
2.5. Các phương pháp đường hóa