Bài giảng Vi sinh thực phẩm - Chương XI: Sản phẩm lên men chứa ethanol

183 11.1. Rượu chưng cất 11.2. Các nguyên liệu truyền thống trong sx rượu chưng cất 11.3. Các pp sx rượu chưng cất 11.4. Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN 11.5. Sử dụng hiệu quả ethanol từ phế liệu nông nghiệp Chương 11: Sản phẩm lên men chứa ethanol 184 Vai trò của rượu đế đối với người dân VN Vai trò của rượu trong đời sống Rượu là một loại thực phẩm lên men truyền thống không thể thiếu được trong đời sống người Việt Nam. Việc thưởng thức rượu đã trở thành văn hoá trong đời sống của người dân ta. Nếu sử dụng hợp lý, rượu rất an toàn và có ích trong giao tiếp xã hội. Nhưng ai cũng biết, nếu lạm dụng nó sẽ có hại cho người uống và cả cho xã hội. Rượu đế - Giới thiệu chung Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe Ethanol Uống ít không ảnh hưởng đến tim. Uống nhiều có thể tê liệt hệ thống thần kinh và ảnh hưởng xấu đến hệ thống tuần hoàn máu. Lượng rượu trong máu: 0.5‰ - 2‰ có thể gây say 4‰ có thể dẫn đến chết người. Hấp thụ nhanh vào thành dạ dày (29%) (xảy ra nhanh nhất khi dạ dày rỗng) phần còn lại được hấp thu ở ruột non. Ethanol được hấp thu sẽ được oxy hoá 90-98 %. Người trưởng thành có thể oxy hoá khoảng 10 ml/h, phụ thuộc vào nồng độ cồn trong máu. Uống nhiều sẽ gây sự hấp thu nhanh hơn tốc độ oxy hoá, dẫn đến gây độc. Ethanol không được oxy hoá có thể rời cơ thể theo phổi và thận, nó cũng có thể được tìm thấy trong mồ hôi, nước mắt, mật, nước miếng ở lượng nhỏ. 185 Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe Methanol Methanol (rượu gỗ) là một chất độc chết người, gây cho những người nghiện rượu tình trạng mù hay chết.  Methanol dần dần thấm vào ruột non khi nhóm methyl của aspartame gặp enzyme chymotripsin. Một đánh giá của EPA về trạng thái của methanol cho rằng “methanol được xem như một độc chất được tích luỹ vì tỉ lệ bài tiết rất thấp”.  Trong cơ thể, methanol được oxy hoá thành formaldehyt và acid formic; cả hai chất chuyển hóa này đều là chất độc thần kinh chết người.  Liều lượng tiêu thụ cho phép khoảng 7,8mg / ngày Ảnh hưởng của rượu với sức khỏe Furfurol  Là chất độc với hệ thần kinh, gây nhức đầu, buồn nôn. Uống rượu có hàm lượng furfurol cao quá mức cho phép gây tích tụ trong dịch của phổi (phù phổi). Fufurol có thể gây dị ứng da, nếu sự dị ứng phát triển cao, có thể gây ngứa và nổi mụn ở da. Tình trạng trên nếu tiếp tục có thể gây mất vị giác, tê lưỡi, đau đầu, mệt và rùng mình. Tình trạng kéo dài có thể ảnh hưởng tới gan. Tiếp xúc lâu dài với fufurol có nguy cơ gây ung thư và nguy cơ đối với sinh sản. 186 11,51113,1212,572 -80Nước 2,01,20,415,10,1 – 0,3Lipid 22,50,51,114,10,5 – 1,5Xơ thô 5,37,30,2058,31,2 – 3,2Protein 42,069,274,7468,412 - 21Carbohydrate TấmGạo tẻSắnNgôKhoai tây Thành phần hoá học của một số nguyên liệu chứa tinh bột trong sx rượu (%) Chỉ tiêu Nguyên liệu truyền thống trong sx rượu chưng cất Quy mô sx CN Yêu cầu thiết bị hiện đại, hiệu suất cao Amylase + men LM CN Quy mô sx vừa & CN Tốn diện tích, công sức Chế phẩm mốc + men Mycomalt Quy mô sx CN Đòi hỏi kỹ thuật cao khi cấy VSV vào bình lên men VK lactic + mốc+ men Amylose Hộ gia đình Đơn giản, hiệu suất thấp Bánh men Nguyên liệu chứa tinh bột LMTT Phạm vi áp dụng Đặc điểm của ppVSVNguyên liệu PP sx PP sx rượu chưng cất 187 1,5 – 2,5% Quy trình sx rượu theo pp lên men truyền thống Hình ảnh sx rượu thủ công tại VN 188 Quy trình sx rượu theo pp mycomalt Chế phẩm VSV (mốc) Men S. c Phương pháp mycomalt: gđ đường hóa và rượu hóa diễn ra ở 2 thiết bị. Thủy phân tinh bột bằng malt, chế phẩm nấm mốc Quy trình sx rượu từ ngô theo pp mycomalt 189 Quy trình sx rượu theo pp amylose VSV (VK, mốc, men) Đường hóa, rượu hóa Phương pháp amylose: gđ đường hóa và rượu hoá xảy ra gần như đồng thời, trong cùng thiết bị Thủy phân tinh bột bằng enzyme VSV Men Saccharomyces cerevisiae VK Zymononas mobilis VK E.coli (đã chuyển gen) Quy trình sx ethanol theo quy mô CN 190 Nghiền trục Nghiền bột mịn Nghiền cao áp THIẾT BỊ NGHIỀN NGUYÊN LIỆU (tinh bột) Máy nghiền búa kiểu giọt nước 191 Mục đích •Phá vỡ màng tế bào của hạt tinh bột •Chuyển hoá tinh bột sống thành tinh bột chín •Chuyển tinh bột thành dạng hòa tan Thông số kỹ thuật Nhiệt độ nấu = f (nguyên liệu và kích thước của hạt tinh bột) Phương pháp Gián đoạn Bán liên tuc Liên tục Lên men ethanol từ TB theo quy mô CN NẤU NGUYÊN LIỆU – HỒ HÓA - GELATINISATION •Chuyển tbột thành đường, cung cấp cơ chất cho qt lên men •Quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu. DỊCH HÓA ĐƯỜNG HÓA 192 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÔI TRƯỜNG LM 150 – 200 mg/LDịch LM từ rỉ đường 300 mg/LDịch lên men từ sắn > 280 mg/L18oP 200 mg/L16oP 140 -150 mg/L 12oP Yêu cầu Nitơ trong dịch lên men (nitơ hữu cơ, vô cơ) Dịch lên men Nồng độ chất khô: 16 – 18% Hàm lượng đường khử: 90 -100 g/L Khoáng (Nitơ, Mg, P) Chỉnh pH: pHop 4,5 - 5 THÔNG SỐ KỸ THUẬT TẠI CTY RƯỢU BÌNH TÂY Bơm sang thùng lên men, + 50g ure 4056 ÷ 30dịch không làm mất màu iod, hạ nhiệt 6056 ÷ 58Cho 32g San super, đảo trộn, giữ nhiệt 3095 ÷ 58Bơm & hạ nhiệt dịch nấu bằng corbin sang thùng đường hóa (To thùng đường hóa 58oC) 3095Giữ nhiệt, cho vào 120mL H2SO4 1583 ÷ 95Nâng nhiệt 5083Giữ nhiệt 4032 ÷ 83Nâng nhiệt 1032Xuống bột: 1080 L nước + 300kg gạo (xay ≤1mm) + 445g CaCl2 + 283mL Termamyl phútTo (oC)Trình tự công việc 193 THÔNG SỐ KỸ THUẬT TẠI CTY RƯỢU BÌNH TÂY Lọc lạnh rượu thành phẩm ở 5oC 68 - 72Chưng cất (600mm Hg) Lọc bằng máy ly tâm Kết thúc lên men: Bal <0; độ chua < 2,5mg/L; độ rượu > 10%v/v Kiểm tra mẫu sau 4 ngày lên men: độ Bal, độ chua Lên men: tỷ lệ men 8 – 10% phútTo (oC)Trình tự công việc Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN Nguồn phế liệu chứa đường: Trái điều: phế thải của công nghiệp CB hạt điều Xơ mít. 194 Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN (tt) Nguồn phế liệu chứa tinh bột: -Hạt mít (phế liệu của công nghiệp CB mít (mít sấy, mít đóng hộp) -Hạt nhãn (phế liệu của công nghiệp CB nhãn (nhãn sấy, long nhãn.) Tận dụng các nguồn phế liệu để sx ethanol ở VN (tt) Nguồn phế liệu chứa cellulose: Trấu, rơm rạ. 195 Sơ đồ quy trình LM ethanol từ nguyên liệu chứa CELLULOSE 196 197 Sử dụng hiệu quả ethanol từ phế liệu nông nghiệp ETHANOL - GREENFUEL Nhiên liệu truyền thống đang cạn kiệt Nhiên liệu sinh học Ethanol sinh học Die zen sinh học Mật rỉ, bắp, phụ phẩm nông nghiệp, cellulose 198 MíaBrasil Năm 2010: 3 triệu lítMía, sắnThái Lan Mía, Cây lúa miến Philippines Tăng 12 triệu tấn nhiên liệu sinh học/năm Cây lúa miếnTrung Quốc Năm 2012: 5,%Cây Jatropha, Pongamia Ấn Độ Năm 2010: 7%Củ cải đườngPháp Năm 2012: 24 tỉ lítBắpMỹ Năm 2010: 5,7%Bắp, củ cải đường, mía, sắn EU Nhiên liệu sinh học/ tổng lượng xăng dầu Nguyên liệu CHÍNH SÁCH PHÁT TRIỂN GREENFUEL 9 FUEL ICONS Unleaded Petrol Super Unleaded High Octane Diesel Bio-Ethanol Bio-Diesel CNG LPG Leaded Four Star.