LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Transcript of LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
PHẠM QUANG TỨ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG NGHIỆP
TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ĐỂ
TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
HÀ NỘI – 2021
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
PHẠM QUANG TỨ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG NGHIỆP
TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ĐỂ
TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 8540101
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Hồ Tuấn Anh
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Vũ Văn Hạnh
HÀ NỘI – 2021
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là sản phẩm
thu được từ quá trình lao động của chính bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.
Hồ Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh.
Những thông tin trong khóa luận tốt nghiệp này có nguồn gốc từ các công trình
khoa học khác đã được trích dẫn đầy đủ trong luận văn và thể hiện trong phần Tài
liệu tham khảo.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định về đạo đức trong nghiên cứu
khoa học cũng như kết quả luận văn của mình.
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Học viên
Phạm Quang Tứ
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Hồ Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh đã tận
tình hướng dẫn cho tôi về phương pháp nghiên cứu khoa học, tạo mọi điều kiện để tôi thực
hiện các nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của các chuyên gia đến từ Viện Công nghệ sinh
học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã dành cho tôi trong quá trình thực
hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn!
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Học viên
Phạm Quang Tứ
iii
MỤC LỤC
STT Nội dung Trang
1 MỞ ĐẦU 1
2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
3 1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định 4
4 1.2. Công nghệ sản xuất whisky 6
8 1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky trên thế giới 11
10 1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước 13
11 1.5. Cơ sở thực tiễn 14
12 CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 16
13 CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
14 3.1. Đối tượng nghiên cứu 17
15 3.1.1. Nguyên liệu 17
16 3.1.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích 19
17 3.2. Nội dung nghiên cứu 20
18 3.3. Phương pháp nghiên cứu 20
19 3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 20
20 3.3.2. Phương pháp phân tích 32
21 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 36
22 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
23 4.1. Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp 37
24 4.1.1. Phân tích thành phần nguyên liệu gạo nếp 37
25 4.1.2. Phân tích thành phần nước 37
26 4.1.3. Phân tích thành phần vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu 40
27 4.2. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme
SEBflo-TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế
bào nội nhũ trong gạo nếp 49
iv
28 4.3. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme
SEBrew-GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột
trong gạo nếp 51
29 4.4. Đánh giá, khảo sát các phương pháp chưng cất thu dịch cất - rượu
giữa 52
30 4.5. Đánh giá, khảo sát sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm rượu
nếp trong quá trình ngâm ủ, tàng trữ với vật liệu gỗ sồi. 54
31 4.5.1. Sự biến đổi thành phần hoá học của rượu trong quá trình tàng trữ 54
32 4.5.1.1. Mẫu rượu đối chứng trong chum sành 55
33 4.5.1.2 Mẫu rượu đối chứng trong thùng gỗ sồi 56
34 4.5.1.3. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2
g/l phoi gỗ sồi 58
35 4.5.1.4. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4
g/l phoi gỗ sồi 59
36 4.5.1.5. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2
g/l phoi gỗ sồi 61
37 4.5.1.6. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4
g/l phoi gỗ sồi 62
39 4.5.2. Sự biến đổi cường độ màu của các mẫu rượu thí nghiệm khi tàng
trữ trong chum sành và thùng gỗ sồi. 63
40 4.5.3. Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm 67
41 4.6. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có
bổ sung chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm 67
42 4.6.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung
chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm 68
43 4.6.2. Thuyết minh quy trình 69
45 4.6.3. Tính kinh tế 71
v
46 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74
47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
48 PHỤ LỤC 79
vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
DNS : Dinitrosalicylic Acid
PTN : Phòng thí nghiệm
YPD : Yeast Peptone Dextrose
CMC : Carboxyl Methyl Cellulose
DNA : Deoxyribonucleic Acid
VNĐ : Việt Nam Đồng
vii
DANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang
1 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của gạo nếp nguyên liệu 37
2 Bảng 4.2. Chỉ tiêu các thành phần của nước sinh hoạt thành phố NĐ 38
3 Bảng 4.3. Các chỉ tiêu chất lượng của nước tinh khiết 40
4 Bảng 4.4: Mật độ (cfu/g) của nấm men, nấm sợi phân lập từ bánh men 41
5 Bảng 4.5: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi 42
6 Bảng 4.6: Kết quả đo vòng phân giải theo thời gian lên men (D-d, mm) 43
7 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn 49
8 Bảng 4.8: Sự biến thiên của nồng độ cồn khi ứng dụng SEBrew-GL 51
9 Bảng 4.9. Thành phần của rượu chưng cất lần 1, rượu đầu và rượu giữa
quy về cồn khan tuyệt đối
53
10 Bảng 4.10. Thành phần hóa học của rượu tàng trữ trong chum sành (quy
về cồn khan tuyệt đối).
55
11 Bảng 4.11. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu ngâm ủ, tàng
trữ trong thùng gỗ sồi không bổ sung phoi gỗ sồi
57
12 Bảng 4.12. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu ngâm ủ, tàng
trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.
58
13 Bảng 4.13. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu
tàng trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi
60
14 Bảng 4.14. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu,
tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi
61
15 Bảng 4.15. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu,
tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi
62
16 Bảng 4.16. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ 64
17 Bảng 4.17. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu thí nghiệm 67
18 Bảng 4.18. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống 71
viii
19 Bảng 4.19. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có
sử dụng enzyme
72
ix
DANH MỤC HÌNH
STT Tên hình Trang
1 Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Whisky 7
2 Hình 3.1. Gạo nếp DT21 17
3 Hình 3.2. Bánh men rượu Hải Hậu 18
4 Hình 3.3. Các chế phẩm enzyme 19
5 Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu truyền thống 22
6 Hình 3.5. Ngâm gạo 23
7 Hình 3.6. Nấu và ủ cơm rượu 24
8 Hình 3.7. Bột bánh men 24
9 Hình 3.8. Trộn men vào cơm 24
10 Hình 3.9. Lên men ẩm 25
11 Hình 3.10. Lên men lỏng 26
12 Hình 3.11. Chưng cất rượu và đo nồng độ cồn 27
13 Hình 3.12. Làm nguội cơm và bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL 28
14 Hình 3.13. Thùng gỗ sồi và chum sành tàng trữ rượu 32
15 Hình 4.1. Kết quả mẫu phân lập trên các môi trường khác nhau: A: Môi
trường YPD có kháng sinh; B1 và B2: Môi trường YPD không kháng
sinh 40
16 Hình 4.2. Hình ảnh đo vòng phân giải cơ chất theo thời gian lên men
1, 2, 3, 4, 5 là kí hiệu của các chủng phân lập từ bánh men 45
17 Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn 50
18 Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBrew-GL đến sản lượng cồn 52
19 Hình 4.5. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ 64
20 Hình 4.6. Màu của rượu trước khi tàng trữ 65
21 Hình 4.7. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 30 ngày tàng trữ 65
22 Hình 4.8. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 60 ngày ngâm ủ. 66
x
23 Hình 4.9. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 90 ngày ngâm ủ. 66
24 Hình 4.10. Sơ đồ quy trình công nghệ
68
i
1
MỞ ĐẦU
Sản phẩm rượu nếp tại Việt Nam có truyền thống từ lâu đời. Một số sản phẩm nổi
tiếng bao gồm rượu nếp Hải Hậu, Nam Định; Rượu nếp cái hoa vàng, làng Vân, Bắc
Giang, …
Trong hai thành phần amylose và amylopectin của tinh bột, amylopectin hiện diện
là thách thức lớn cho các nhóm enzyme thủy phân. Liên kết 1,4-glucoside dễ dàng được
thủy phân bởi nhóm enzyme amylase nhưng các liên kết 1,6-glucoside cũng phải được
phân giải để nâng cao mức độ thủy phân amylopectin thành các loại đường có khả năng
lên men (Nguyễn Đức Lượng và cs., 2004).
Gạo nếp có hàm lượng amylopectin cao, điều kiện sản xuất trên thực tế chưa hoàn
toàn phù hợp cho quá trình thủy phân tinh bột dẫn đến tỷ lệ thu hồi rượu thấp hơn so
với sản xuất rượu từ gạo tẻ;
Thành phần hemicelulose trong gạo nếp, bao gồm các glucan trong thành tế bào
nội nhũ cũng có thể là nguồn thu các loại đường có khả năng lên men tạo thành cồn.
Enzyme công nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm đã được ứng
dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới. Sau quá trình hồ hóa gạo, các nhà máy sản
xuất cồn ứng dụng glucoamylase để thủy phân tinh bột. Hầu hết các nhà máy sản xuất
bia ứng dụng beta glucanase để thủy phân các glucan làm giảm độ nhớt của dịch đường,
hỗ trợ công đoạn lọc và nâng cao hiệu suất thu hồi chất chiết.
Những công nghệ sản xuất whisky đã được ứng dụng trên thế giới theo một cách
tương đối có thể chia thành 2 nhóm: Cổ điển, trong đó chỉ sử dụng malt đại mạch và
Hiện đại, sử dụng malt và các nguyên liệu ngũ cốc thay thế chưa qua nảy mầm.
Công nghệ sản xuất whisky sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản
xuất malt-whisky. Sơ đồ của quy trình công nghệ này bao gồm số lượng lớn các công
đoạn trong các giai đoạn chính: 1/ Sản xuất malt, 2/ Chế biến dịch lên men, 3/ Lên men
dịch đường, 4/ Chưng cất 5/ Tàng trữ và 6/ Xử lý tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Đồng thời với quá trình tạo thành cồn hình thành một khối lượng nhất định các
rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ... hình thành nên nền mùi của dịch lên men,
2
dịch cất và whisky. Tỷ lệ của các chất này có thể điều chỉnh trong một giới hạn nhất
định thông qua việc điều khiển các thông số kỹ thuật của quá trình lên men.
Chưng cất nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ mong
muốn trong dịch cất. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men vào dịch cất
phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay hơi và tinh chế
của các cấu tử bay hơi. Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử dụng hệ
thống thiết bị hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao thường áp dụng
phương pháp chưng cất 2 lần. Thành phần và đặc trưng của dịch cất phụ thuộc vào nhiều
yếu tố: chất lượng nguyên liệu, phương pháp đường hóa, công nghệ lên men và chế độ
chưng cất.
Dịch cất được ủ chín trong những điều kiện tương tự như cô-nhắc với sự khác biệt,
đó là các thùng gỗ sồi trước khi đổ đầy được xông khói. Quá trình này tạo điều kiện để
đẩy nhanh quá trình tách chiết và làm giàu dịch cất bởi những thành phần bị phân hủy
từ các cấu tử của gỗ sồi. Trong quá trình ủ, trong dịch cất tạo thành các hợp chất mới có
ảnh hưởng quyết định đến mùi, vị của dịch cất và whisky thành phẩm. Từ vật liệu gỗ
sồi tách chuyển vào dịch cất một khối lượng xác định các chất chát, sau các quá trình
oxy hóa các chất này hình thành mùi, vị, màu sắc của whisky thành phẩm. Khi thủy
phân hemicelulose tạo thành hàng loạt các đường khử: glucoza, fructoza, xiloza,
arabinoza làm mềm vị của dịch cất.
Các công đoạn chưng cất và tàng trữ với vật liệu gỗ sồi trong công nghệ sản xuất
whisky có khả năng đem lại sản phẩm mới có hương thơm, mùi vị đặc trưng cho sản
phẩm rượu nếp truyền thống của Việt Nam.
Xuất phát từ nhu cầu nâng cao hiệu suất thu hồi cồn trong quy trình sản xuất rượu
nếp và phát triển sản phẩm mới, đề tài của luận văn thạc sĩ này được xác định là:
“Nghiên cứu ứng dụng enzyme công nghiệp trong sản xuất rượu nếp truyền thống
để tăng hiệu suất thu hồi ethylic và nâng cao chất lượng sản phẩm”.
Tính mới của đề tài là ứng dụng enzyme công nghiệp để hỗ trợ quá trình thủy
phân tinh bột và các thành phần khác trong gạo nếp, nâng cao hiệu suất thu hồi ethylic,
3
đồng thời phát triển sản phẩm mới từ gạo nếp.
Nhóm nghiên cứu chưa phát hiện các công bố trong và ngoài nước về việc phát
triển sản phẩm rượu nếp có màu hổ phách, sản xuất theo cách chưng cất phân đoạn và
tàng trữ với vật liệu gỗ sồi. Sản phẩm rượu của đề tài cần đáp ứng các điều kiện của Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống có cồn và TCVN 7043-2013, an toàn cho sức
khỏe người tiêu dùng.
4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định
Nam Định là một tỉnh đồng bằng nam sông Hồng có địa hình bằng phẳng, đất đai
phì nhiêu màu mỡ, khí hậu tương đối ôn hòa. Nhiều con sông lớn chảy qua từ ngàn xưa
đã hình thành nên nền văn minh lúa nước với những đặc sản gạo nổi tiếng như Tám Hải
Hậu, nếp Cát Thành, gạo dự Nam Trực…
Gạo nếp Nam Định được sử dụng làm lương thực, xuất khẩu và sản xuất các loại
rượu nếp nổi tiếng như rượu nếp Hải Hậu, rượu nếp Kiên Lao. Để sản xuất rượu nếp
trắng truyền thống, ngoài nguyên liệu chính là gạo nếp còn có men rượu, nước. Ảnh
hưởng đến chất lượng rượu còn có chất lượng nguồn nước, khí hậu và kinh nghiệm của
người làm rượu. Ở Nam Định người dân chủ yếu sản xuất rượu nếp bằng các loại bánh
men thuốc bắc có nguồn gốc từ các làng nghề nổi tiếng như làng La – Mỹ Phúc, Hải
Phú – Hải Hậu, Kiên Lao – Trực Ninh…
Ngoài phục vụ cho người dân địa phương, hiện nay rượu nếp truyền thống Nam
Định đang được cung cấp cho người tiêu dùng tại nhiều tỉnh, thành trong cả nước. Phần
lớn rượu nếp Nam Định được sản xuất tại các hộ dân theo phương pháp thủ công nhỏ lẻ
và manh mún, chất lượng không đồng nhất và hầu hết các cơ sở sản xuất chưa được các
cơ quan chức năng giám sát, kiểm định chất lượng.
Gạo nếp: Nguyên liệu chính trong sản xuất rượu nếp truyền thống tại Nam Định là gạo
nếp lai hoặc nếp cái hoa vàng.
Bánh men: Men làm rượu thông thường gồm có: men lá, men thuốc bắc, men thuốc
nam…. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại men khác nhau và cần lựa chọn những
cơ sở làm men chất lượng tốt. Nấm mốc trong bánh men sinh enzyme thủy phân tinh
bột thành đường. Nấm men lên men các loại đường có khả năng lên men.
Quy trình sản xuất rượu quê truyền thống gồm các bước như sau:
Bước 1: Lựa chọn nguyên liệu chính là gạo nếp và bánh men
Gạo nếp: Lựa chọn loại gạo nếp xát không quá kỹ để vẫn giữ lại được lớp vỏ cám
bên ngoài chứa nhiều chất dinh dưỡng, làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men, nấm mốc
5
và tăng hương vị cho rượu. Trong quá trình nghiên cứu, gạo được bảo quản ở nơi khô
ráo, thoáng mát. Nấu rượu từ gạo nếp thu được rượu thơm ngon, đậm, ngọt miệng, cảm
giác êm nồng.
Bước 2: Nấu cơm rượu:
Trước hết phải ngâm gạo để rửa hết cặn bẩn từ gạo ra đồng thời làm hạt gạo tơi
xốp và trương phồng. Sau đó vớt ra để ráo nước rồi cho vào một chiếc nồi to để nấu
cơm rượu. Lưu ý: gạo nấu rượu phải là gạo xát lứt và vẫn còn dính cám trên hạt gạo
nghĩa là khi xát gạo chỉ tẩy lớp vỏ trấu bên ngoài ra.
Lượng nấu: Để nấu cơm rượu không bị nát và nhão thông thường tỉ lệ gạo nước sẽ
là: 1:1. Mục đích nấu cơm rượu là để làm chín hạt gạo, hồ hóa tinh bột gạo giúp các
enzyme dễ dàng thủy phân tinh bột.
Bước 3: Làm nguội cơm rượu:
Sau khi cơm rượu chín, đổ cơm rượu ra thúng, nong và trải đều ra cho nguội cơm.
Chú ý, không nên để cơm rượu nguội quá lâu vì như vậy sẽ ảnh hưởng đến độ ngon của
rượu, nên để ở mức nhiệt độ 300C là tốt nhất.
Bước 4: Trộn men với cơm rượu nấu:
Khi cơm đã nguội thì trộn bánh men đều với cơm bằng cách nghiền mịn bánh men
và rắc lên bề mặt của cơm rượu. Về tỉ lệ trộn men và cơm rượu thì người xưa thường
dựa vào kinh nghiệm làm nhiều quen tay để trộn. Ngày nay, thông thường cứ 25g đến
30g men trên 1 kg gạo. Tỷ lệ này chỉ là tương đối, tùy theo những loại men khác nhau
mà trộn với cơm rượu là khác nhau.
Bước 5: Quá trình lên men bao gồm 2 giai đoạn: lên men ẩm và lên men lỏng:
+ Lên men ẩm: Giai đoạn lên men ẩm tạo điều kiện để cho enzym amylase của nấm
mốc xúc tác thủy phân tinh bột. Cơm rượu đã trộn men được đem đi ủ trong vòng 5-10
giờ để mốc mọc cả khối cơm. Sau đó vun thành đống, phủ kín bằng vải và giữ ở nơi
thoáng mát nhiệt độ 28-320C trong 3-4 ngày (có thể sớm hoặc muộn hơn 1-2 ngày tùy
vào thời tiết).
6
+ Lên men lỏng: Giai đoạn lên men lỏng là quá trình nấm men sử dụng các loại đường
có khả năng lên men để lên men rượu. Khi cơm rượu có mùi thơm nhẹ của rượu, ăn thử
thấy ngọt và có hơi cay vị của rượu thì lúc đó chuyển sang ủ trong chum, vại kín với
nước sạch theo tỷ lệ: 1 phần gạo / 3 phần nước.
Bước 6: Chưng cất rượu:
Trên thực tế, một số nhà sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định đưa dịch lên men đi
chưng cất một lần để thu hồi rượu và đem bán.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, một số nhà sản xuất thường thực hiện quá trình chưng
cất theo 3 giai đoạn được mô tả như sau:
+ Giai đoạn 1: tách loại rượu đầu Giấm chín sau quá trình lên men được đưa đi chưng
cất giai đoạn 1 nhằm tách loại phần rượu đầu có chứa nhiều methanol và aldehyt là
những thành phần gây hại trực tiếp cho sức khỏe hoặc gây ngộ độc rượu. Lượng rượu
được tách bỏ trong rượu đầu chiếm khoảng 3-5% của tổng lượng rượu thu được. Nồng
độ cồn trong phần rượu này dao động trong khoảng 55-65% v/v. Phần rượu đầu này
không dùng để uống mà thường được phối trộn với rượu cuối để chưng cất lại.
+ Giai đoạn 2: Sản phẩm chính của quá trình chưng cất này được gọi là rượu giữa.
Thông thường loại rượu này có nồng độ cồn từ 35-45% v/v. Phần rượu này được dùng
để uống hoặc được dự trữ để đem bán ra thị trường.
+ Giai đoạn 3: Thu hồi rượu cuối. Quá trình chưng cất được tiếp tục nhằm thu hồi rượu
cuối, tận thu cồn và hạn chế sự có mặt của dầu fusel. Rượu cuối thường có vị hơi chua
và không còn hương vị đặc trưng. Rượu cuối này thường chỉ được dùng để pha chung
với rượu đầu, sau đó đem chưng cất với mẻ sau để thu hồi cồn.
1.2. Công nghệ sản xuất whisky.
Công nghệ cổ điển sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản xuất malt
whisky. Sơ đồ của quy trình này công nghệ được thể hiện ở hình 1.1:
7
Xử lý, làm bền, đóng chai
Làm sạch, phân loại
Bảo quản
Làm ẩm
Nảy mầm
Sấy
Xông khói
Tách rễ
Bảo quản
Xay nghiền
Đường hóa
Lọc bã
Làm trong
Tiêp men
Lên men
Tách men
Chưng cất
Dịch cất
Xông khói
Loại bỏ kim loại
Tàng trữ
Pha trộn
Đốt cháy
Bã trấu
Men
Phần đầu Phần cuối Phần không
còn cồn
Đại mạch
Whisky
Sản
phẩm
Nước
Than
bùn Men
giống
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Whisky
8
1.2.1. Sản xuất malt đại mạch.
Quá trình sản xuất malt bao gồm các bước: làm sạch, phân loại, ngâm ẩm, nảy
mầm, sấy, xông khói và tách rễ. Nhìn chung, các giai đoạn của quy trình công nghệ sản
xuất malt đại mạch, kỹ thuật thực hiện cũng như các biến đổi sinh lý, sinh hóa trong hạt
đại mạch đã được mô tả chi tiết trong nhiều tài liệu chuyên ngành trong và ngoài nước,
trong các giáo trình, tài liệu học tập dùng để giảng dạy trong các trường đại học (Kabzev,
1993; Hoàng Đình Hòa, 2002, Kunze, 2004).
Quá trình sấy làm giảm độ ẩm xuống đến mức 3-4% nhằm mục đích chuyển biến
malt trở thành sản phẩm bền vững khi bảo quản với khả năng hoạt hóa của các hệ
enzyme. Trong quá trình sấy tích lũy các chất thơm có ảnh hưởng đặc biệt đến chất
lượng của dịch cất và whisky thành phẩm. Sấy malt được thực hiện ở các điều kiện nhiệt
độ xác định. Các điều kiện sấy (tốc độ tăng nhiệt độ, thời gian của quá trình và nhiệt độ
sấy tối đa) có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học và các đặc trưng của malt. Malt có
thể được sấy trong các thiết bị hoạt động liên tục hoặc gián đoạn. Phổ biến rộng rãi nhất
là các máy sấy 2 tầng. Trong đó quá trình sấy được thực hiện bởi không khí nóng, trộn
với khói của than bùn. Sự sử dụng của khói than bùn xuất phát từ ảnh hưởng đặc biệt
của các thành phần trong khói đến mùi, vị, chất lượng của dịch đường, dịch cất và
whisky thành phẩm.
Than bùn được hình thành do sự tích tụ và phân huỷ không hoàn toàn tàn dư thực
vật trong điều kiện yếm khí xảy ra liên tục. Quá trình này diễn ra tại các vùng trũng
ngập nước. Các vùng đất ngập nước là những vùng có năng suất sinh học cao, điều kiện
phát triển của thực vật rất thuận lợi. Tuy nhiên, lớp thổ nhưỡng tại các vùng này luôn
trong điều kiện yếm khí; do đó, mặc dù sinh khối các loài cỏ sống trên mặt nước tăng
nhanh, nhưng quá trình phân giải xác thực vật lại xảy ra chậm và không đạt tới giai đoạn
vô cơ hoá dẫn đến tích luỹ hữu cơ. Tiếp theo cỏ là lau, lách, cây bụi, cây thân gỗ thay
thế, kết hợp với quá trình kiến tạo địa chất, quá trình bồi tụ, lắng đọng phù sa đã chôn
vùi kể cả cây thân gỗ, làm cho hữu cơ tích tụ thành các lớp và tạo thành than bùn,
(Marinov, 2005).
9
1.2.2. Chế biến dịch đường và lên men.
Công đoạn sản xuất dịch đường và lên men bao gồm các bước nghiền malt, đường
hóa, lọc bã, làm lạnh, làm trong, xông khói và lên men.
Sản xuất dịch đường cho whisky dựa vào cơ sở là quá trình thủy phân các hợp chất
cao phân tử nhờ vào sự xúc tác của các enzyme có sẵn trong malt. Để sản xuất dịch
đường có chất lượng cao cần phải thủy phân triệt để các thành phần của tinh bột, trong
khi đó cần phải giới hạn sự hòa tan của protein và lipid nhằm giảm những ảnh hưởng
không có lợi đến thành phần của dịch cất và whisky thành phẩm. Dịch đường cần phải
chứa tối đa hàm lượng đường có khả năng lên men, có tối thiểu nồng độ các chất chứa
nitơ với phân tử lượng vừa và cao.
Sau khi được làm lạnh xuống 16-20oC, dịch đường được lọc trong bằng máy lọc
kieselgurg hoặc ly tâm. Quá trình công nghệ sản xuất whisky bao gồm công đoạn xông
khói dịch đường nhằm mục đích giảm chi phí cho việc xông khói malt.
Dịch đường trong sau khi xông khói được phối trộn với nấm men đã được tuyển
chọn và nhân giống đến số lượng cần thiết. Với hàm lượng đường có khả năng lên men
12-14% và nhiệt độ 24-280C quá trình lên men diễn ra trong 3-4 ngày.
Đồng thời với quá trình tạo thành cồn trong dịch lên men tập trung một khối lượng
nhất định các rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ bay hơi. Các thành phần này có
mùi đặc trưng và hình thành nên nền mùi của dịch lên men, dịch cất và whisky.
1.2.3. Chưng cất
Chưng cất nhằm nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ
mong muốn trong dịch cất. Dịch lên men là một hệ phức tạp đa thành phần, trong đó có
cồn và trên 250 cấu tử khác. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men vào
dịch cất phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay hơi và
tinh chế của các cấu tử bay hơi. Dưới tác dụng của nhiệt độ trong quá trình chưng cất
diễn ra sự tương tác giữa các cấu tử làm tạo thành những thành phần bay hơi mới có ảnh
hưởng tích cực đến đặc trưng của sản phẩm.
10
Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử dụng hệ thống thiết bị
hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao cần áp dụng chưng cất 2
lần. Qua lần đầu cồn được tách khỏi dịch để tạo thành dịch cất thô với hàm lượng cồn
20-22%V. Trong lần chưng cất sau, dịch cất thô được tách thành 4 phần: Phần đầu tiên
chứa 1-1,5% cồn so với tổng số cồn trong dịch cất thô. Hàm lượng cồn trong phần này
thường là 80-82%, trong đó tập trung những tạp chất không mong muốn, chủ yếu là các
ester và aldehyd với vị sốc và mùi không đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần thứ
2 (phần giữa / phần chính / dịch cất) được tách ra cho đến khi hàm lượng cồn trong dòng
chảy ra khỏi cột cất giảm đến mức 50-55%. Hàm lượng cồn trong phần 2 này ở mức 70-
72%, trong đó tập trung ở một mức độ thích hợp những thành phần bay hơi khác đặc
trưng cho whisky. Phần thứ 3 được tạo thành đến khi tách toàn bộ cồn ra khỏi dịch cất,
hàm lượng cồn trong phần này ở mức 28-32% và chiếm khoảng 12-15% trong tổng số
cồn của dịch cất thô. Trong phần cuối có chứa một số ester khó bay hơi (ở nhiệt độ cao),
có ích cho mùi đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần này được bổ sung theo một tỷ
lệ nhất định vào dịch đã lên men và đưa đi chưng cất. Thông qua đó tiết kiệm cồn và
nâng cao chất lượng của dịch cất ban đầu. Sự tái sử dụng của phần này tối đa là 4 lần.
Thành phần và đặc trưng của dịch cất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng
nguyên liệu, phương pháp đường hóa, công nghệ lên men và chế độ chưng cất.
1.2.4. Ủ, hoàn thiện sản phẩm.
Dịch cất dùng để đưa vào công đoạn ủ trong sản xuất whisky là chất lỏng không
màu với những đặc trưng phân tích gần giống với dịch cất của cô-nhắc và chứa nhiều
loại vật chất khác như rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit béo và phenol bay hơi. Thành
phần hóa học và hàm lượng của các vật chất này có ý nghĩa quan trọng đến sự hình
thành mùi, vị của sản phẩm whisky thành phẩm cuối cùng.
Để tạo thành whisky, dịch cất phải trải qua quá trình ủ với vật liệu gỗ sồi. Trước
khi đưa đi ủ dịch cất phải được phân tích và đánh giá cảm quan, trong trường hợp hàm
lượng đồng và sắt vượt quá giới hạn cho phép cần phải loại bỏ các kim loại với kali
hecxaxianoferat.
11
1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky trên thế giới
1.3.1. Scotland.
Tại Scotland người ta thường sản xuất malt-whisky và whisky từ một số ngũ cốc
khác. Hai loại whisky này khác nhau từ nguyên liệu đầu vào, phương pháp sản xuất và
chất lượng sản phẩm. Malt-whisky chỉ được sản xuất từ malt đại mạch-xông với khói
than bùn. Dịch lên men được chưng cất thô trong thiết bị hoạt động gián đoạn. Từ dịch
lên men thu được dịch cất thô có hàm lượng cồn 20-22%, sau đó đưa đi tinh chế lần 2
để tạo thành dịch cất có chứa 70-75%V cồn. Whisky từ ngũ cốc được sản xuất từ 15-
25% malt đại mạch đã được xông khói và 75-85% ngũ cốc khác như đại mạch, yến
mạch, lúa mạch đen). Quá trình chưng cất dịch lên men được thực hiện trong những hệ
thống chưng cất-tinh luyện hoạt động liên tục.
Dịch cất cho cả 2 loại whisky trên đều được pha loãng với nước mềm đến hàm
lượng cồn 55-66%V và ủ chín trong các thùng gỗ sồi với thể tích 225-500 dm3. Thời
gian ủ tối thiểu là 3 năm. Dịch cất của whisky từ ngũ cốc không đòi hỏi thời hạn ủ dài
ngày, trong khi dịch cất của malt-whisky có chứa nồng độ cao của các chất thơm thông
thường được ủ 10-15 năm.
Tại Scotland ngoài whisky nguyên bản còn có whisky phối trộn (Blended). Sau
khi phối trộn, hỗn hợp được ủ tiếp trong các thùng gỗ sồi thêm một thời gian nhằm ổn
định và năng cao mùi đặc trưng, vị hài hòa.
1.3.2. Ireland.
Irich whisky được sản xuất theo công nghệ cổ điển, sự khác biệt so với scotch
whisky là ở chỗ được làm không hoàn toàn từ malt đại mạch. Nguyên liệu của Irich
whisky bao gồm malt đại mạch, đại mạch, tiểu mạch, lúa mỳ đen, yến mạch và ngô.
Malt đại mạch chiếm khoảng 40%, các ngũ cốc khác – 60%. Malt đại mạch xông khói
nhẹ hoặc không xông khói. Dịch lên men được đưa đi chưng cất sau khi tách riêng phần
bã (phần cứng, thể rắn). Quá trình chưng cất được thực hiện trong hệ thống thiết bị hoạt
động gián đoạn trong điều kiện khuấy trộn liên tục. Chưng cất 3 lần, lần thứ nhất tạo
thành dịch cất với nồng độ cồn 25% V, ký hiệu là dịch cất-I. tiếp theo dịch cất-I được
12
tinh chế để thu về dịch cất-II có chứa 75%V cồn. Dịch cất-II lại được tinh chế để đem
lại dịch cất-III (dịch cất cuối cùng) có chứa 86%V cồn. Các thành phần phụ khác thu
được trong lần chưng cất thứ 3 được chưng cất lại cùng với dịch cất-I trong lần chưng
cất thứ 2, còn các sản phẩm phụ khác trong lần chưng cất thứ 2 được chưng cất lại cùng
với dịch đã lên men.
Quá trình ủ dịch cất cuối được thực hiện trong các thùng gỗ sồi sau khi pha loãng
với nước mềm đến 70% V cồn. Một phần dịch cất được ủ trong các thùng đã được xông
khói nhẹ, một phần trong số các thùng không cần xông khói. Thời hạn tối thiểu để ủ là
3 năm. Ngoài phương pháp cổ điển, tại Ireland dịch cất của whisky còn được sản xuất
theo phương pháp liên tục trong các tháp chưng cất.
1.3.3. Mỹ.
Tại Mỹ sản xuất các loại whisky từ malt đại mạch, tiểu mạch, lúa mạch đen và
đặc biệt thành công là bourbon whisky được sản xuất từ 72,6% ngô, 15% lúa mạch đen
và 12,4% malt đại mạch. Whisky loại mạch đen-malt được sản xuất từ 65,4% lúa mạch
đen, 21,1% ngô và 13,5% malt. Whisky ngũ cốc được làm từ 81,2% ngô, 3,5% lúa mạch
đen và 10,4% malt.
Khác biệt với công nghệ sản xuất whisky của Scotland và Ireland, trong đó dịch
lên men đã được tách ra khỏi khối bã trấu, một phần lớn công nghệ sản xuất whisky của
Mỹ áp dụng phương pháp lên men toàn khối (bao gồm cả dịch đường và bã trấu).
Một đặc điểm nữa trong một số công nghệ sản xuất whisky tại Mỹ là bổ sung thêm
vào dịch đang lên men (hoặc dịch đường) một thể tích dịch tối thiểu đã được lên men
chua bởi vi khuẩn sữa chua. Phương pháp này nổi tiếng với tên gọi “Suor mach”, khác
biệt với phương pháp lên men cồn thuần chủng sử dụng loại nấm men “Sweet mach”.
Tại Mỹ cho phép phối trộn cùng một loại (hạng) whisky từ các nguồn gốc khác nhau,
cũng như phối trộn whisky với cồn tinh khiết. Yêu cầu cơ bản là trong sản phẩm phải
chứa không ít hơn 40% V cồn.
1.3.4. Canada.
13
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất whisky tại Canada là lúa mỳ đen, ngô và đại
mạch. Đặc trưng nổi bật của các dòng whisky Canada là tỷ lệ tương đối cao của cồn tinh
chế, được sản xuất từ ngũ cốc. Khác biệt với các loại whisky của Mỹ, khi sản xuất loại
blended whisky của Canada, cồn được thêm vào trước khi đưa dịch cất vào ủ trong các
thùng gỗ sồi.
1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước
Khoa học và công nghệ về rượu đã được mô tả trong các giáo trình giảng dạy bậc
đại học tại Việt Nam và trên thế giới (Nguyễn Đình Thưởng và cs, 2007; Marinov,
2005). Các tài liệu về enzyme và ứng dụng đã được phổ biến rộng rãi (Nguyễn Đức
Lượng, 2004; Brewing with Novozyme, 1999).
Hoàn thiện công nghệ, thiết bị và xây dựng dây chuyền sản xuất rượu đặc sản
truyền thống quy mô công nghiệp là dự án sản xuất thử nghiệm thuộc Chương trình
KHCN cấp nhà nước KC06 (Phạm Văn Thiêm, 2010).
Đề tài “ Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và mô hình sản xuất rượu đặc
sản Mai Hạ (Hòa Bình)’’ thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong
lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 đã phân tích chất lượng bánh men, nghiên
cứu và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng sinh enzyme cao, xây dựng mô
hình thiết bị công suất 400 lít/ngày, (Nguyễn Thúy Hường, 2011).
Trong nước, Viện nghiên cứu Bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố đã hoàn
thành đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho Việt Nam” (Trần
Thanh Hùng, 2011). Công ty cổ phần Cồn rượu Hà Nội đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu
công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải và quả mận Việt Nam”, (Vũ Thị Kim Phong,
2011). Dự án: “Hoàn thiện công nghệ sản xuất rượu Brandy trái cây (vải, dứa) ở quy
mô công nghiệp” cũng đã được Công ty TNHH Một thành viên Bia Rượu ERESSON
báo cáo năm 2016.
Báo cáo tổng kết của các đề tài đều công bố các quy trình chưng cất phân đoạn
và tàng trữ dịch cất với vật liệu gỗ sồi.
14
Không có công nghệ thống nhất để sản xuất whisky. Các nước khác nhau áp dụng
các sơ đồ và chế độ công nghệ khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm của nguyên liệu đầu
vào và hệ thống thiết bị sẵn có (Marinov, 2005). Với công nghệ chuyển giao từ nước
ngoài, Công ty TNHH MTV Eresson đã sản xuất và kinh doanh whisky “Eresson” và
có chất lượng tốt. Công ty Eresson cũng là địa chỉ để nhóm nghiên cứu của Viện Công
nghiệp thực phẩm triển khai các nghiên cứu sản xuất whisky trong phạm vi đề tài cấp
nhà nước. Các nhà khoa học của Viện Công nghiệp thực phẩm đã thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế
của Việt Nam” trong khuôn khổ Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong
lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020. Nhóm nghiên cứu đã sản xuất được 5000
lít rượu whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam là ngô đạt tiêu
chuẩn chất lượng, góp phần tạo sản phẩm whisky mới trên thị trường ngành rượu Việt
Nam (Nguyễn Minh Thu, 2016), .
1.5. Cơ sở thực tiễn
Công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống đã được lưu truyền rộng rãi trong nhân
dân, học viên là người đã có nhiều kinh nghiệm thực tiễn.
Enzyme công nghiệp hỗ trợ thủy phân tinh bột đã được ứng dụng rộng rãi tại các
nhà máy sản xuất bia và sản xuất cồn tại Việt Nam.
SEBrew-GL được sản xuất bằng cách điều khiển quá trình lên men của chủng
Rhizopus không biến đổi gen. SEBrew-GL là exo-alpha-amylase, thủy phân liên kết 1,4-
alpha-glucosidic của dịch tinh bột. Hoạt động kéo dài của SEBrew-GL sinh ra một lượng
lớn glucose.
SEBrew-GL thường được sử dụng cho quá trình đường hóa trong công nghiệp
cồn nhiên liệu và rượu cồn. SEBrew-GL đạt tiêu chuẩn ISO 9002. Các đặc điểm kỹ
thuật tuân theo các tiêu chuẩn dành cho enzyme thực phẩm của FAO/WHO JECFA,
FCC và IFOAM.
15
Các chế phẩm enzyme hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ có hoạt tính beta-
glucanase nâng cao hiệu suất thu hồi của chất chiết đang được sử dụng phổ biến tại các
nhà máy bia và nhà máy sản xuất cồn.
Enzym SEBflo-TL là enzyme ở dạng lỏng, được sản xuất bằng cách điều khiển
quá trình lên men của chủng Tricoderma không biến đổi gen. SEBflo-TL là enzyme
endo-glucanase xúc tác cho quá trình thủy phân beta-glucan (1,4-beta-, 1,3-beta-
glucans) của lúa mạch và malt tới oligosaccharide. Enzyme xúc tiến quá trình dịch hóa,
giảm độ nhớt, xúc tiến sự phân chia lỏng / rắn, rút ngắn thời gian lọc. Về cơ bản
thì SEBflo-TL không ảnh hưởng tới hoạt tính của protease. SEBflo-TL đạt tiêu chuẩn
ISO 9002. Các đặc điểm kỹ thuật tuân theo các tiêu kỹ thuật chuẩn dành cho enzyme
thực phẩm của FAO/WHO JECFA, FCC và IFOAM.
Việc ứng dụng chế phẩm enzyme SEBflo-TL hỗ trợ quá trình thủy phân thành tế
bào nội nhũ có thể coi là một trong những tính mới của đề tài.
Công nghệ sản xuất whisky đã được phổ biến rộng rãi trên thế giới, whisky đã
được nghiên cứu và sản xuất tại Việt Nam. Công nghệ sản xuất rượu brandy cũng có
một số công đoạn tương đồng như trong sản xuất whisky và một số thông tin về các
công trình đã được công bố có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu
sản xuất rượu nếp theo cách ủ với vật liệu gỗ sồi.
16
CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:
1. Xác định được Phương pháp ứng dụng enzyme công nghiệp để nâng cao hiệu
suất thu hồi ethylic so với quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống;
2. Xác định được Quy trình sản xuất sản phẩm rượu mới từ gạo nếp theo cách
chưng cất phân đoạn và ủ với vật liệu gỗ sồi.
17
CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme hỗ trợ thủy phân tinh bột và beta
glucan trong thành tế bào nội nhũ của nguyên liệu gạo nếp, đồng thời phát triển sản
phẩm mới dạng whisky từ gạo nếp Nam Định.
3.1.1. Nguyên liệu
- Gạo nếp: Trên cơ sở đối sánh với các nguyên liệu gạo nếp khác nhau về giá thành gạo
nếp và chất lượng sản phẩm trong thực tiễn sản xuất rượu nếp truyền thống của Nam
Định, đề tài thực hiện các thí nghiệm trên nguyên liệu gạo nếp: Giống DT21, gạo có
màu vàng rơm, cơm dẻo, có mùi thơm đặc trưng như nếp cái hoa vàng, giá thành rẻ.
Giống này do Công ty giống cây trồng Nam Định lai tạo và sản xuất.
Hình 3.1. Gạo nếp DT21
- Bánh men rượu: Căn cứ trên thực tiễn sản xuất và kinh doanh rượu nếp cổ truyền
Nam Định, đề tài lựa chọn và sử dụng bánh men thuốc bắc cổ truyền: Bánh men của xã
Hải Phú, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định.
18
Hình 3.2. Bánh men rượu Hải Hậu
- Nước : Trong điều kiện thực tiễn sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định của đề
tài, ba nguồn nước được sử dụng bao gồm:
+ Nước sinh hoạt : dùng để trao đổi nhiệt (làm mát trong quá trình ngưng tụ rượu),
vệ sinh thiết bị, dụng cụ…
+ Nước mềm : nước đã qua xử lý, có độ pH = 6 - 6,5 dùng để nấu cơm.
+ Nước tinh khiết : dùng để lên men lỏng và pha chế.
- Enzyme:
Tỷ lệ enzyme bổ sung trong các mẫu thí nghiệm được xác định trên cơ sở các thí
nghiệm khảo sát và loại enzyme thương mại có trên thị trường cùng với hướng dẫn của
Nhà sản xuất trên các loại gạo cụ thể.
Đề tài thực hiện các thí nghiệm trên hai loại enzyme có nguồn gốc từ Ấn Độ,
được ứng dụng rộng rãi trên thị trường với chất lượng và giá cả phù hợp so với các chế
phẩm enzyme của các nhà sản xuất enzyme khác để lựa chọn tỷ lệ enzyme phù hợp:
+ Enzyme 1: SEBflo-TL (beta glucanase)
+ Enzyme 2: SEBrew-GL (glucoamylase)
19
Hình 3.3. Các chế phẩm enzyme
- Phoi gỗ sồi: Đề tài sử dụng loại phoi gỗ sồi chuyên dụng cho sản xuất whisky được
nhập khẩu từ nước ngoài.
3.1.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích
1. Nồi nấu xôi
2. Khay làm nguội cơm nếp, bổ sung và trộn men
3. Thùng lên men
4. Nồi cất rượu
5. Thùng chứa rượu
6. Cân cơ học, cân phân tích, tỷ trọng kế, tủ sấy, bình hút ẩm
7. Ống đong, cốc đong, pipet các loại, kính hiển vi,
8. Môi trường YPD (yeast peptone dextrose) g/L: cao nấm men 10; peptone 10;
glucose 20; agar 20; pH = 7
9. Thùng gỗ sồi 30 lít
10. NaOH, HCl, ferycyanua kali, metyl da cam, xanh metylen, …
11. Nhiệt kế, pH kế, cồn kế
20
3.2. Nội dung nghiên cứu
- Nội dung 1: Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp và các nguyên liệu
bổ sung.
- Nội dung 2: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-
TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp.
- Nội dung 3: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-
GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp
- Nội dung 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất (rượu giữa) cho
công đoạn ủ với vật liệu gỗ sồi tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky.
- Nội dung 5: Nghiên cứu xác định Phương pháp tàng trữ tạo sản phẩm rượu nếp dạng
whisky.
3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Nội dung 1: Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp trắng và các nguyên
liệu bổ sung.
Thí nghiệm 1: Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu.
- Gạo nếp (giống DT21) được phân tích trong các phòng thí nghiệm (PTN) của
Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp và Học viện Nông nghiệp Việt
Nam theo các quy trình đã được tiêu chuẩn hoá.
- Bánh men rượu Hải Phú - Hải Hậu - Nam Định được phân tích tại các PTN của
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam để xác định các loài vi sinh vật
có lợi ứng dụng trong sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định.
- Chất lượng nước sử dụng trong các thí nghiệm được phân tích tại PTN của
Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp và Trung tâm Kiểm soát Bệnh
tật – Sở y tế tỉnh Nam Định.
- Nội dung 2: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-
TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp.
21
Nguyên tắc: Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp sản xuất rượu nếp truyền
thống, bổ sung chế phẩm SEBflo-TL với những tỷ lệ khác nhau (so với chất khô tuyệt
đối của gạo nếp). Sau quá trình lên men và chưng cất, các mẫu thí nghiệm được xác
định lượng cồn tạo thành trong dịch lên men và so sánh với mẫu đối chứng không sử
dụng enzyme để xác định tỷ lệ SEBflo-TL bổ sung phù hợp.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định tỷ lệ enzyme beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành
tế bào nội nhũ trong tinh bột.
Tiến hành với 5 mẫu thí nghiệm có sử dụng chế phẩm SEBflo-TL:
Mẫu đối chứng: 0% SEBflo-TL
Mẫu 1: 0,03 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 2: 0,04 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 3: 0,05 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 4: 0,06 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp
Hàm lượng cồn thu được trong các mẫu thí nghiệm có bổ sung SEBflo-TL được
sử dụng để so sánh với mẫu đối chứng và làm căn cứ để lựa chọn tỷ lệ chế phẩm enzyme
phù hợp.
Các thí nghiệm được thực hiện theo Quy trình sản xuất rượu truyền thống, mô tả
trong hình 3.4.
22
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống
Nấu, ủ cơm
Lên men ẩm
Làm nguội 30 - 350C
Lên men lỏng
Trộn men
Nước sạch
Bánh men
Ngâm
Gạo nếp
Nước sạch
Nước
gạo Rửa gạo
Chưng cất lần1 thu rượu thô
Chưng cất lần 2
Nước mềm
Rượu
đầu
Rượu trắng
(Rượu
giữa)
Nước tinh khiết
Rượu
cuối
Bã
rượu
23
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu: Các thí nghiệm được thực hiện trên quy mô 10 kg gạo nếp DT21
trong một mẻ, sử dụng men rượu Hải Hậu truyền thống để đảm bảo hương vị đặc trưng
của Nam Định. Các thiết bị sản xuất rượu truyền thống thường xuyên được sử dụng để
sản xuất rượu từ nhiều năm tại Nam Định.
Nguyên liệu được xử lý theo các bước như sau:
1. Ngâm gạo: Gạo nếp được ngâm trong nước ấm, sạch có nhiệt độ 40-450C, trong
thời gian 8-10h để cho gạo trương nở tạo điều kiện cho quá trình nấu cơm được tốt hơn.
Hình 3.5. Ngâm gạo
2. Rửa gạo: (đãi gạo, vo gạo) là quá trình loại bỏ tạp chất, bột, cám gạo bằng nước
sạch, để ráo nước trước khi nấu cơm rượu.
3. Nấu, ủ cơm rượu: Mục đích của quá trình nấu nguyên liệu là nhằm phá cấu trúc
tinh thể, chuyển tinh bột thành trạng thái hồ hoá. Khi đun nguyên liệu gạo nếp với nước
sẽ xảy ra hiện tượng hút nước, trương nở. Dùng 10 lít nước mềm đưa vào nồi gang có
thể tích vừa đủ (30 lít), đun sôi sau đó cho gạo đã làm sạch vào nấu, khuấy đảo đến cạn
nước thì ủ trên bếp nhỏ lửa. Để sau 2-3h cho cơm chín nhừ thì đem đi làm nguội cơm.
24
Hình 3.6. Nấu và ủ cơm rượu
4. Làm nguội cơm: Cơm sau khi nấu xong đem trải đều ra khay Inox, chiều dày lớp
cơm khoảng 3 – 4 cm, để nguội vào mùa hè hoặc sờ thấy ấm tay vào mùa đông
(khoảng 30-35oC) thì tiến hành trộn men.
5. Trộn men: Bánh men thuốc bắc của xã Hải Phú – huyện Hải Hậu – tỉnh Nam Định
được nghiền mịn và cân theo tỉ lệ 3% (so với số kg nguyên liệu gạo nếp) đem rắc đều
lên bề mặt cơm đã được làm nguội. Sau đó đảo trộn để bột men phân tán đều trong khối
cơm. Đưa hỗn hợp cơm đã trộn men vào thùng lên men, đậy lên bề mặt cơm một lớp
nilong hoặc lá chuối để giữ ẩm, tạo điều kiện phù hợp cho quá trình lên men ẩm.
Hình 3.7. Bột bánh men Hình 3.8. Trộn men vào cơm
25
6. Lên men ẩm: Lên men ẩm là giai đoạn nấm mốc sinh trưởng và phát triển trên các
cơ chất và tổng hợp nên các enzyme thủy phân tinh bột cũng như một số enzyme khác
để tạo thành đường và các thành phần dinh dưỡng cho nấm men. Sau khi đã đưa hỗn
hợp cơm và men rượu vào thùng, đậy nắp thùng nhưng không quá kín để cung cấp một
lượng oxy phù hợp cho nấm mốc và nấm men phát triển. Quá trình lên men ẩm thường
diễn ra trong thời gian từ 5-7 ngày tùy theo mùa và thời tiết, thùng lên men thường được
đặt ở nơi thoáng mát vào mùa hè và ủ ấm vào mùa đông. Quá trình lên men ẩm kết thúc
có thể cảm nhận được theo kinh nghiệm sờ tay lên bề mặt khối cơm thấy nhiệt độ, thể
tích giảm. Trong quá trình lên men, dưới tác động của các vi sinh vật, một lượng nước
mọng được sinh ra và kèm theo hiện tượng sủi bọt do CO2 giải phóng. Ngoài ra, còn có
những kinh nghiệm để nhận biết sự kết thúc của công đoạn lên men ẩm là thử nếm: khối
cơm có vị ngọt do đường được sinh ra từ tinh bột và có vị cay nồng của cồn do quá trình
lên men nhờ nấm men.
Hình 3.9. Lên men ẩm
7. Lên men lỏng: Trong giai đoạn lên men lỏng diễn ra mạnh mẽ quá trình lên men
cồn từ các loại đường có khả năng lên men nhờ một lượng sinh khối nấm men đủ lớn
26
đã tạo thành trong quá trình lên men ẩm. Kết thúc quá trình lên men ẩm, tiến hành bổ
sung 15 lít nước tinh khiết vào thùng lên men để thực hiện công đoạn lên men lỏng,
quan sát thấy bã hèm nhanh chóng nổi lên trên bề mặt là minh chứng cho quá trình lên
men ẩm đã được thực hiện với hiệu quả tốt. Lượng nước bổ sung này tạo môi trường
lỏng cho nấm men thực hiện quá trình lên men cồn. Thời gian lên men lỏng diễn ra từ
7-10 ngày tùy theo mùa và thời tiết của môi trường. Khi quan sát thấy toàn bộ lượng bã
hèm lắng hết xuống đáy thùng thì kết thúc quá trình lên men lỏng và hỗn hợp dịch hèm
được đem đi chưng cất.
Hình 3.10. Lên men lỏng
8. Chưng cất lần 1: Quá trình chưng cất dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các
cấu tử trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định. Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để
chuyển hỗn hợp lỏng sang pha hơi và thu chất lỏng ở khoảng nhiệt độ thích hợp bằng
cách cho hơi ngưng tụ. Quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách đun sôi hỗn hợp
lên men (dịch giấm chín), hỗn hợp các chất bay hơi được dẫn qua hệ thống làm lạnh và
27
ngưng tụ thành rượu. Chưng cất rượu nhằm loại bỏ một số vật chất độc hại dễ hoặc khó
bay hơi sinh ra trong quá trình lên men và nâng cao nồng độ cồn cho rượu sản phẩm.
Sau quá trình lên men lỏng dịch giấm chín được đưa vào nồi chưng có dung tích
50 lít, bổ sung thêm 10 lít nước tinh khiết để tráng rửa thùng lên men và pha loãng dịch
giấm tạo điều kiện cho việc tách riêng các cấu tử trong hỗn hợp. Quá trình gia nhiệt
được thực hiện trên bếp than và trao đổi nhiệt bằng nước lạnh. Để ngưng tụ rượu trong
quá trình chưng phải điều chỉnh cường độ lửa và nhiệt độ của nước trao đổi nhiệt. Quá
trình chưng cất kết thúc khi thu hồi hết cồn trong dịch giấm trong nồi cất.
Hình 3.11. Chưng cất rượu và đo nồng độ cồn
9. Chưng cất lần 2:
Nhằm nâng cao nồng độ cồn và loại bỏ những thành phần không muốn cho sức
khoẻ người tiêu dùng như methanol, aldehyde, … tổng lượng rượu sau khi cất lần 1
được đo thể tích, xác định nồng độ cồn thì đem chưng cất lần 2. Khi chưng cất lần 2 cần
bổ sung thêm 50% lượng nước tinh khiết để pha loãng và có tác dụng lôi kéo các cấu tử
khó bay hơi ở lại nồi chưng.
Chưng cất lần 2 được chia làm 3 giai đoạn với mục đích:
28
+ Giai đoạn 1: Loại bỏ 3-5% rượu đầu
+ Giai đoạn 2: Thu hồi rượu giữa
+ Giai đoạn 3: Loại bỏ furfurol và các axit hữu cơ khó bay hơi.
Sản phẩm giai đoạn 1 và giai đoạn 3 được đem đi cất lại. Sản phẩm rượu giữa thu được
từ giai đoạn 2 được đem xác định hàm lượng cồn, pha chế và ngâm ủ.
Phương pháp bổ sung chế phẩm SEBflo-TL:
Các thí nghiệm bổ sung chế phẩm enzyme được thực hiện theo cách dùng pipet
hút chính xác lượng chế phẩm SEBflo-TL cần dùng trong từng phương án thí nghiệm,
cho vào bình phun sương có định mức, bổ sung thêm một lượng nước tinh khiết, lắc
đều, phun lên toàn bộ bề mặt của lớp cơm khi nhiệt độ ở khoảng 450C, để sau 5 - 10
phút thì tiến hành trộn men, lúc này nhiệt độ của cơm còn khoảng 32 oC là phù hợp.
Hình 3.12. Làm nguội cơm và bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL
Các mẻ nấu khác nhau được bổ sung chế phẩm enzyme theo tỷ lệ 0,03 %; 0,04%;
0,05 % và 0,06 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp theo kế hoạch đã xác định.
Các thí nghiệm được tiến hành theo Quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống với sự
khác biệt có bổ sung enzyme trong các phương án thí nghiệm. Hiệu quả của các thí
nghiệm với enzyme được đánh giá theo cách so sánh hàm lượng cồn thu được sau quá
29
trình chưng cất một lần đến hết cồn và so sánh với phương án đối chứng không sử dụng
enzyme.
- Nội dung 3: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-
GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp.
Nguyên tắc: Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp sản xuất rượu nếp truyền
thống, bổ sung SEBrew-GL với những tỷ lệ khác nhau (so với chất khô tuyệt đối của
gạo nếp). Sau quá trình lên men và chưng cất, các mẫu thí nghiệm được xác định lượng
cồn tạo thành trong dịch lên men và so sánh với mẫu đối chứng không sử dụng enzyme
SEBrew-GL để xác định tỷ lệ SEBrew-GL bổ sung phù hợp.
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu xác định tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBrew-GL hỗ trợ thủy
phân tinh bột trong gạo nếp.
Tiến hành với 5 mẫu thí nghiệm có sử dụng SEBrew-GL (glucoamylase)
Mẫu đối chứng: 0% SEBrew-GL
Mẫu 1: 0,06 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 2: 0,08 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 3: 0,10 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp
Mẫu 4: 0,12 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp
Hàm lượng cồn thu được trong các mẫu thí nghiệm có bổ sung SEBrew-GL được
sử dụng để so sánh với mẫu đối chứng và làm căn cứ để lựa chọn tỷ lệ chế phẩm enzyme
phù hợp.
Các thí nghiệm với SEBrew-GL được thực hiện theo sơ đồ 3.1 và phương pháp
bổ sung enzyme tương tự như các thí nghiệm với SEBflo-TL đã tiến hành. Tỷ lệ bổ sung
chế phẩm enzyme SEBflo-TL trong tất cả các thí nghiệm kể trên được xác định từ các
nghiên cứu trong Nội dung 2.
- Nội dung 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất (rượu giữa) cho
công đoạn ủ với vật liệu gỗ sồi tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky.
Phương pháp thí nghiệm: Dịch giấm chín thu được sau quá trình lên men được đưa đi
chưng cất trong thiết bị cất rượu theo phương pháp truyền thống như sau:
30
- Cất lần 1 đến hết cồn trong dịch lên men;
- Cất lại lần 2 theo cách loại bỏ một phần cồn đầu, thu dịch cất (rượu giữa) đến khi
bắt đầu xuất hiện furfurol. Rượu cuối thu được vào cuối của công đoạn chưng cất
có thể được sử dụng để phối trộn với rượu đầu và đem chưng cất lại.
Thí nghiệm 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất cho sản phẩm
rượu nếp dạng whisky.
Các thí nghiệm được tiến hành với các bước của quy trình sản xuất rượu nếp trắng
truyền thống theo cách bổ sung 02 chế phẩm enzyme với tỷ lệ được xác định từ những
nội dung 2 và 3 đã thực hiện. Dịch giấm chín được chưng cất lần một để thu hồi hết cồn.
Tiếp theo đó, dịch cất lần một được chưng cất lại lần hai như mô tả trong mục Thuyết
minh quy trình sản xuất rượu truyền thống theo hai phương án như sau:
1/ Loại bỏ 3% rượu đầu. Thể tích rượu đầu được xác định là 3% của tổng lượng rượu
sau khi chưng cất lần 1.
2/ Loại bỏ 5% rượu đầu. Thể tích rượu đầu được xác định là 5% của tổng lượng rượu
sau khi chưng cất lần 1.
Dịch cất (rượu giữa) được sử dụng để ủ với phoi gỗ sồi trong các thùng gỗ sồi để
tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky. Để thuận tiện cho việc thực hiện và theo dõi
kết quả được đồng nhất, thể tích của rượu giữa trong các thí nghiệm được đưa về 10 lít
cùng với nước tinh khiết.
Thành phần hóa học trong rượu đầu, rượu giữa và rượu cuối được đưa đi phân
tích bằng phương pháp sắc ký khí để làm cơ sở lựa chọn phương pháp tàng trữ.
- Nội dung 5: Nghiên cứu xác định Phương pháp tàng trữ tạo sản phẩm rượu nếp dạng
whisky.
Phương pháp thí nghiệm: Rượu giữa thu được từ công đoạn chưng cất lần hai được đưa
đi tàng trữ với vật liệu gỗ sồi theo các cách như sau:
1/ Bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi
2/ Bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi
31
Thí nghiệm 5: Tiến hành ủ 05 mẫu tàng trữ rượu giữa trong thùng gỗ sồi và 01 mẫu đối
chứng tàng trữ trong chum sành (theo công nghệ truyền thống):
1/ Mẫu 1: Loại bỏ 3% rượu đầu + 2 g/l phoi gỗ sồi
2/ Mẫu 2: Loại bỏ 3% rượu đầu + 4 g/l phoi gỗ sồi
3/ Mẫu 3: Loại bỏ 5% rượu đầu + 2 g/l phoi gỗ sồi
4/ Mẫu 4: Loại bỏ 5% rượu đầu + 4 g/l phoi gỗ sồi
5/ Mẫu đối chứng 1: Loại bỏ 3% rượu đầu + 0 g/l phoi gỗ sồi, tàng trữ trong thùng gỗ
sồi
6/ Mẫu đối chứng 2: Loại bỏ 3% rượu đầu + 0 g/l phoi gỗ sồi, tàng trữ trong chum sành.
32
Hình 3.13. Thùng gỗ sồi và chum sành tàng trữ rượu
Các thùng gỗ sồi được đặt tại nơi thoáng mát, trong quá trình thí nghiệm không
gian và nền nhà luôn được duy trì tốt các điều kiện vệ sinh.
Các mẫu thí nghiệm tàng trữ rượu với vật liệu gỗ sồi cũng như mẫu đối chứng
trong chum sành được định kỳ đánh giá chất lượng sản phẩm theo cách lấy mẫu và đưa
đi phân tích tại phòng thí nghiệm của Viện Kỹ thuật – Tổng Công ty Cổ phần Bia –
Rượu – Nước giải khát Hà Nội.
Sản phẩm của các mẫu thí nghiệm được đánh giá chất lượng bằng các phương
pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và đánh giá cảm quan. Kết quả thu được là cơ
sở để lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp dạng whisky.
3.3.2. Phương pháp phân tích
1. Hàm lượng chất khô tuyệt đối của gạo nếp được xác định bằng phương pháp sấy
đến khối lượng không đổi.
2. Protein thô trong gạo nếp nguyên liệu được xác định theo Phương pháp Kjeldahl
(TCVN 4328-1:2007)
33
3. Thành phần xơ thô trong gạo nếp được xác định theo Phương pháp túi lọc
ANKOM (ANKOM Technology method).
4. Thành phần tinh bột trong gạo nếp được xác định theo phương pháp sử dụng
enzyme amyloglucosedase – α-amylase và hàm lượng đường khử sau phản ứng
được xác định bằng phương pháp DNS (Miller, 1959).
5. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp Wartha-Preifer (Lê Thanh Mai và
cộng sự, 2007).
6. pH của nước được đo bằng máy đo pH – HACH
7. Độ đục của nước được đo bằng máy đo độ đục HANNA
8. Hàm lượng kim loại nặng trong nước được đo theo phương pháp 3111B-
SMEWW-2012
9. Số lượng tế bào vi sinh vật trong bánh men rượu được xác định bằng phương
pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa petri;
10. Khả năng sinh amylase của chủng được đánh giá dựa trên hiệu số đường kính
vòng phân giải (D-d) trên môi trường thạch 1% tinh bột tan – chỉ thị Lugol. Khả
năng sinh cellulase – trên môi trường thạch 1% Carboxyl Methyl Cellulose
(CMC). Khả năng sinh enzyme thuỷ phân casein - trên môi trường cơ chất 1%
casein.
11. Nồng độ cồn được xác định bằng phương pháp tỷ trọng kế và cồn kế.
12. Phương pháp sinh học phân tử để định danh vi sinh vật đến loài:
Phương pháp tách DNA:
DNA tổng số được tách chiết theo phương pháp của Kurtzman & Fell (1998) với
một số cải tiến phù hợp với phòng thí nghiệm. Hút 1-2ml dịch lên men lỏng lên men 24 h
đối với nấm men (72 h đối với nấm sợi) vào ống eppendrorf ly tâm 10000 vòng/5 phút; bỏ
dịch nổi thu cặn. Sinh khối thu được nghiền nhuyễn để phá cấu trúc tế bào. Tiếp tục thêm
100µl đệm TE, 5µl RNAase ủ 37℃/30 phút; bổ sung 500µl dung dịch 1 (bộ kít tách DNA)
ủ 70℃/10 phút, để nguội, bổ sung 700µl chloroform lạnh ly tâm 10000 vòng/5 phút thu pha
34
trên lấy 400µl vào ống eppendrof, thêm vào 800µl bao gồm 80µl dung dịch 2 (bộ kít DNA)
và 720µl H2O đeion voltex đều ly tâm 10000 vòng/ 5 phút.
Đổ bỏ dịch nổi, tủa được hòa với 150µl dung dịch 3 (bộ kít DNA), thêm vào 450µl
cồn tuyệt đối rồi ly tâm 10000 vòng/10 phút. Tủa được rửa bằng cồn 70%, ly tâm 10000
vòng/10 phút. Tủa để khô được hòa lại với 20µl Elution Buffer voltex đều.
Phương pháp khuếch đại PCR:
Dòng nấm men, nấm sợi thuần khiết được chọn để giải trình tự đoạn gen bằng phản
ứng PCR với cặp mồi ITS1 (5’-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3’) và ITS4 (5’-TCC
TCC GCT TAT TGA TAT GC-3’) (Gardes & T.D. Bruns, 1993).
Thành phần bao gồm (25µl/phản ứng): 4 µl DNA mẫu, 2µl ITS1, 2µl ITS4, master mix
12,5 µl, 4,5µl H2O. Các chu kỳ nhiệt: 94℃/4 phút; 40 chu kỳ (94 ℃/30 giây; 55℃/ 30 giây;
72℃/ 35 giây); 72℃/ 7 phút; kết thúc giữ 4℃. Kiểm tra sản phẩm PCR trên gel agarose
1,5% điện di trong 30 phút.
Đọc trình tự DNA
Trình tự rDNA vùng ITS của chủng nấm được đọc trực tiếp trên thiết bị đọc
trình tự tự động ABI 3100 Avant (Applied Biosystems, Mỹ). Trình tự nucleotid của
các chủng nấm men nghiên cứu được so sánh với các trình tự đã có trong GenBank
sử dụng giao diện tìm kiếm “nucleotide-nucleotide BLAST” của Trung tâm Tin-
Công nghệ sinh học Quốc gia (National Center for Biotechnology Information),
Bethesda (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). So sánh và xử lý số liệu dùng chương trình
máy tính CLUSTAL X ver. 1.83.
Xây dựng cây phát sinh chủng loại
Cây phát sinh được xây dựng theo Kimura (1980) sử dụng phương pháp của
Saitou và Nei (1987). Phân tích bootstrap được thực hiện từ 1000 lần lặp lại ngẫu
nhiên, chỉ có những giá trị trên 50% được thể hiện. Mã số của ngân hàng gen được
ghi sau tên loài.
13. Độ màu của rượu được đo theo phương pháp EBC 9.6 của EBC tại bước sóng
430 nm trên thiết bị Máy quang phổ UV -VIS DR6000 - HACH
35
14. Phân tích các hợp chất bay hơi bằng sắc ký khí GC/FID và sắc ký khí khối phổ
GC/MS
*Sắc ký khí GC/FID
Thiết bị phân tích Clarus 500 Perkin Elmer với thiết bị lấy mẫu pha hơi HS Turbo
Matrix 40 - Perkil Elmer, Thiết bị sinh khí Hydro, Cột phân tích chuyên dụng DB -ALC
2, 30m Length x 0,32 mm ID x 1,8µm df.
Chương trình lấy mẫu pha hơi:
- Oven 80oC/15min
- Pressurizer : 15 psi -1 min
- Needle 0,06 min - Temp 120oC
- Transfer: 150oC
Chương trình sắc ký:
- Injector: 200oC, Spilit/Spilitless: 5,3
- Oven 45oC/5min
- Ramp 1: 5oC/min - 105oC/2min
- Ramp 2: 10oC/min - 185oC/9min
- Detector FID : 220oC, Air = 350 mL/min, H2= 40 mL/min
*Sắc ký khí khối phổ GC/MS
Thiết bị phân tích GC Clarus 680/ MS SQ8T Perkin Elmer với thiết bị lấy mẫu
pha hơi HS Turbo Matrix 40 - Perkil Elmer, Cột phân tích Elite 5 MS, 60m Length x
0,25 mm ID x 0,25µm df.
Chương trình lấy mẫu pha hơi:
- Oven 80oC/15min
- Pressurizer : 15 psi -1 min
- Needle 0,06 min - Temp 120oC
- Transfer: 150oC
Chương trình sắc ký:
- Injector: 180oC, Spilit/Spilitless: 5,3
36
- Oven 45oC/5min
- Ramp 1: 5oC/min - 140oC/3min
- Ramp 2: 10oC/min - 200oC/2min
Chương trình MS:
- Transferline: 200oC
- Detecter: 200oC
- EI: 70eV
- Multiplier:1640
- TIC 5,5-35 min, mass 30-300 Da
Một số chỉ tiêu khác được phân tích theo các phương pháp quy định tại quy chuẩn
kỹ thuật quốc gia hiện hành, các TCVN và một số phương pháp đã được chuẩn hoá
trong các tài liệu hiện hành.
15. Đánh giá chất lượng cảm quan rượu theo TCVN 8007:2009
3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
- Sử dụng phần mềm Excel 2013 trong tính toán, xử lý số liệu.
37
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp
4.1.1. Phân tích thành phần nguyên liệu gạo nếp
Kết quả phân tích các thành phần của gạo nếp DT21 theo các phương pháp mô tả
trong mục 3.3.2 được trình bày trong bảng 4.1 và phụ lục đính kèm (phiếu Kết quả thử
nghiệm của Phòng thí nghiệm trung tâm – Khoa Chăn nuôi – Học viện Nông nghiệp
Việt Nam):
Bảng 4.1: Thành phần hóa học của gạo nếp nguyên liệu
STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị
1 Hàm ẩm % 13,6
2 Protein thô % 7,85
3 Xơ thô % 0,27
4 Tinh bột % 70,52
Theo Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, hàm lượng protein có trong gạo nếp
cái là 8,6%; trong gạo nếp máy là 8,4%; trong gạo tẻ giã là 8,1%; trong gạo tẻ máy là
7,9%; trong gạo lứt là 7,5%. Các loại gạo nếp có chứa các tỷ lệ khác nhau của các
nguyên tố vi lượng như kali, photpho, đồng, sắt, magie, canxi, mangan, kẽm, natri, …
Gạo nếp giàu vitamin PP, B2, B1. Trong gạo nếp có chứa hầu hết các axit amin, bao
gồm các axit amin không thay thế (Nguyễn Công Khẩn, 2007).
Theo kết quả thu được, hàm ẩm của gạo nếp là 13,6% dao động trong phạm vi
phổ biến của gạo nếp trong ngành lương thực. Hàm lượng xơ thô 0,27% và protein thô
là 7,85% là tương đối thấp, nguyên nhân có thể được giả định là do gạo nếp DT21 đã
được xát quá kỹ và lớp alơron giàu protein đã được xát bỏ (Phụ lục 1: Kết quả thử
nghiệm: Gạo nếp).
4.1.2. Phân tích thành phần nước
4.1.2.1. Nước sinh hoạt
Công ty Cổ phần cấp nước Nam Định NAWACO là đơn vị cung cấp nước sạch
cho người dân tại thành phố Nam Định. Chất lượng nước sinh hoạt được phân tích tại
38
tại Trung tâm kiểm soát bệnh tật, Khoa xét nghiệm – chẩn đoán hình ảnh – thăm dò
chức năng thuộc Sở Y tế tỉnh Nam Định cho kết quả được trình bày trong bảng 4.2.
Bảng 4.2. Chỉ tiêu các thành phần của nước sinh hoạt thành phố Nam Định
STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị
tính
Kết quả Giới hạn
tối đa cho
phép
1 pH Máy đo pH HACH - 8,26 6,5 - 8,5
2 Độ cứng tính
theo CaCO3
TCVN 6224 : 1996 mg/L 96 300
3 Nitrat KTXNHLN –BYT -
2012
mg/L 1,84 50
4 Clorua TCVN6194 : 1996 mg/L 6,38 250
5 Ferrum (Fe) 3111B - SMEWW -
2012
mg/L < 0,1 0,3
6 Mangan 3111B - SMEWW -
2012
mg/l 0,1 0,3
7 Nitrit TCVN 6178 : 1996 mg/L < 0,02 3
8 Clo dư KTXNHLN - BYT -
2012
mg/L 0,5 0,3 - 0,5
9 Sunphat KTXNHLN – BYT -
2012
mg/L 18,17 250
10 Coliforms TCVN 6187 – 2: 1996 CFU/100
mL
0 0
11 E. coli TCVN 6187 – 2: 1996 CFU/100
mL
0 0
12 Mùi, vị Cảm quan - Không có
mùi,vị lạ
Không có
mùi,vị lạ
39
13 Màu sắc TCVN 6185 : 1996 TCU 0,0 15
14 Chỉ số
Pecmanganat
KTXNHLN – BYT -
2012
mg/L 0,92 2
15 Độ đục Máy đo HANA NTU 0,0 2
Một số chỉ tiêu khác của nước sinh hoạt tại Nam Định được thể hiện trong Phụ
lục 2 (Phiếu kết quả thử nghiệm) “Mẫu nước ăn uống”. Kết quả phân tích các chỉ tiêu
chất lượng tại bảng 4.2. cho thấy, chất lượng nước sinh hoạt của thành phố Nam Định
đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn theo QCVN 01-1:2018/BYT.
Nguồn nước này được dùng vào các công đoạn vệ sinh thiết bị, dụng cụ và trao
đổi nhiệt, tái sử dụng cho sinh hoạt tại cơ sở nghiên cứu của đề tài.
4.1.2.2. Nước mềm
Nước mềm là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất nước tinh khiết, được
xử lý từ nguồn nước sinh hoạt qua các công đoạn lọc đa tầng, hấp phụ bằng than hoạt
tính, trao đổi cation, anion và các phin siêu lọc. Nước mềm có hàm lượng Ca khoảng
40-50 mg/l, độ pH =7,5.
Nước mềm được sử dụng để nấu cơm rượu, đảm bảo sự ổn định về chất lượng
cho sản phẩm rượu nếp truyền thống. Cơ sở sản xuất rượu có thiết bị phù hợp để thực
hiện các giải pháp kỹ thuật tạo ra nước mềm phục vụ các thí nghiệm của đề tài.
4.1.2.3. Nước tinh khiết
Nước tinh khiết được sản xuất theo công nghệ thẩm thấu ngược (RO), trước khi
đi qua màng lọc có kích thước lỗ lọc 0,05 µm, nước được xử lý qua các công đoạn lọc
trong, hấp phụ bằng than hoạt tính và trao đổi ion. Nước thành phẩm đã được khử khuẩn
bằng tia UV, Ozon và loại bỏ xác khuẩn bằng phin lọc Nano.
Cơ sở sản xuất rượu truyền thống có thiết bị phù hợp để thực hiện các giải pháp
kỹ thuật tạo ra nước tinh khiết phục vụ các thí nghiệm của đề tài. Chất lượng nước tinh
khiết dùng trong sản xuất và nghiên cứu rượu nếp của đề tài được trình bày trong bảng
40
4.3. và Phụ lục 3 (Phiếu kết quả kiểm nghiệm mẫu nước tinh khiết của Chi cục an toàn
vệ sinh thực phẩm tỉnh Nam Định ngày 03/8/2020).
Bảng 4.3. Các chỉ tiêu chất lượng của nước tinh khiết
STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả
1 Đồng Phương pháp EPA mg/l 0,107
2 Mangan Phương pháp
Periodat
mg/l 0,1
3 Nitrat, tính theo ion nitrat Phương pháp thử
cadmi
mg/l 7,8
4 Nitrit, tính theo ion nitrit Phương pháp EPA mg/l 0,09
5 Coliforms TCVN 6187-
1:2009
CFU/250ml KPH
6 Escherichia coli TCVN 6187-
1:2009
CFU/250ml KPH
7 Pseudomonas aeruginosa TCVN 8881 : 2011 CFU/250ml KPH
8 Bào tử vi khuẩn kị khí khử
sulfit
TCVN 6919-
2:1996
CFU/50ml KPH
Kết quả phân tích các chỉ tiêu của nước tinh khiết cho thấy, chất lượng nước đạt
yêu cầu để sử dụng cho công đoạn lên men và pha chế sản phẩm của các mẫu thí nghiệm.
4.1.3. Phân tích thành phần vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu
Hệ vi sinh vật trong men rượu giữ vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất
rượu, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Một số loài nấm mốc
phổ biến như Amylomyces rouxii, Rhizopus spp., Mucor spp., Aspergillus spp. thực hiện
quá trình đường hoá, một số loài nấm men thực hiện quá trình lên men rượu gồm
Saccharomyces cerevisiae, Hansenula spp., Endomycopsis spp, (Nguyễn Đức Lượng,
2003).
41
Mẫu bánh men rượu Hải Hậu được đánh giá thành phần vi sinh vật trên hai môi
trường Yeast Peptone Dextrose (YPD) có bổ sung kháng sinh và YPD không bổ sung
kháng sinh, kết quả các thí nghiệm được biểu thị trên hình 4.1 và bảng 4.4.
A
Hình 4.1. Kết quả mẫu phân lập trên các môi trường khác nhau: A: Môi trường YPD
có kháng sinh; B1 và B2: Môi trường YPD không kháng sinh
Bảng 4.4. Mật độ (cfu/g) của nấm men, nấm sợi phân lập từ bánh men
Vi sinh vật
Môi trường
YPD (bổ sung
kháng sinh)
YPD (không có
kháng sinh)
Nấm men 4,5 x 108 4,9 x 108
Nấm sợi 2,0 x 106 2,0 x 106
Sau khi quan sát các khuẩn lạc trên đĩa petri đã chọn được 05 khuẩn lạc đặc
trưng bao gồm 04 khuẩn lạc nấm men, 01 khuẩn lạc nấm sợi. Các mẫu vi sinh vật được
tiếp tục cấy ria trên môi trường YPD để nâng cao độ thuần khiết, mô tả khuẩn lạc và đặc
điểm hình thái tế bào dưới kính hiển vi.
Kết quả xác định hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi được trình bày
trong bảng 4.5.
B1
B2
42
Bảng 4.5. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi
Kí hiệu
mẫu Hình ảnh Mô tả khuẩn lạc
cn1
Khuẩn lạc hình tròn,
trắng sữa, tế bào hình
cầu, sinh sản hình
thức nảy chồi (chủng
nấm men S. cerevisiae
nm1)
cn2
Khuẩn lạc hình tròn,
có sợi trắng, tế bào
hình cầu có sợi phát
triển (chủng giả nấm
men
Sacchromycopsis sp.)
cn3
Khuẩn lạc hình tròn,
trắng sữa, tế bào hình
trứng (chủng nấm
men S. cerevisiae
nm2)
cn4
Hệ sợi rất phát triển,
ban đầu màu trắng,
sau đó sẫm hơn và ngả
dần sang màu đen.
Tế bào nấm hình tròn,
sợi không có vách
ngăn, phát triển dài
43
(chủng vi nấm
Rhizopus sp.)
cn5
Khuẩn lạc hình tròn,
trắng sữa, tế bào hình
trứng (S. cerevisiae
nm3);
Theo mô tả hình thái, phân loại sơ bộ của Kurtzman and Fell (1998), Nguyễn
Đức Lượng (2006), Lương Đức Phẩm (2009), nấm men Saccharomyces có tế bào sinh
dưỡng nảy chồi nhiều hướng, hình cầu, hình trứng, hình oval hoặc elip kéo dài, khuẩn
lạc hình tròn, có bề mặt trơn láng; giả nấm men Sacchromycopsis có tế bào giống nấm
men, khi trưởng thành có hệ sợi giả cùng với bào tử đính nhiều chồi; giống nấm sợi
Rhizopus có khuẩn ti khí sinh không có vách ngăn và khuẩn ti cơ chất cắm sâu vào môi
trường, khi trưởng thành tạo thành khuẩn lạc màu đen.
Từ những mô tả nêu trên và đối chiếu với các kết quả thu được đối với các vi
sinh vật có trong bánh men rượu Hải Hậu – Nam Định có thể kết luận rằng, các loài nấm
men, giả nấm men, nấm sợi được phân lập bao gồm Saccharomyces cerevisiae,
Sacchromycopsis sp., Rhizopus sp.
Khả năng sinh enzyme ngoại bào protease, amylase, cellulase của nấm men,
nấm sợi được đánh giá bằng vòng phân giải cơ chất tương ứng có chứa casein, tinh bột
và CMC trên các môi trường đặc hiệu. Kết quả các nghiên cứu cụ thể được thể hiện trên
bảng 4.6.
Bảng 4.6. Kết quả đo vòng phân giải theo thời gian lên men (D-d, mm)
Kí hiệu mẫu Cơ chất Thời gian lên men (ngày)
1 2 3 4
cn1 CMC - - - -
44
(Saccharomyces cerevisiae) Casein - - - -
Tinh bột - - - -
cn2 (giả nấm men)
(Saccharomycopsis sp.)
CMC 11 12 14 16
Casein 12 14 16 18
Tinh bột +a + ++ ++
cn3
(Saccharomyces cerevisiae)
CMC -b - - -
Casein - - - -
Tinh bột - - - -
cn4
(nấm sợi Rhizopus sp.)
CMC 28 29 31 33
Casein 29 30 32 39
Tinh bột +a + ++ ++
cn5
(Saccharomyces cerevisiae)
CMC - - - -
Casein - - - -
Tinh bột - - - -
a Hoạt tính > 9 mm (giếng 9 mm)
b Hoạt tính không có
Các kết quả thu được từ bảng 4.6 cho thấy, chủng nấm men có kí hiệu mẫu 1, 3,
5 không có khả năng sinh enzyme ngoại bào; giả nấm men (mẫu 2) sinh amylase và còn
có khả năng sinh enzyme cellulase, protease nhưng hoạt lực không cao, vòng phân giải
cơ chất (D-d) sau một ngày lên men lần lượt là 11 mm, 12 mm; nấm sợi (mẫu 4) ngoài
khả năng sinh amylase còn tổng hợp được các enzyme cellulase, protease rất mạnh, cụ
thể vòng phân giải cơ chất (D-d) sau một ngày lên men lần lượt đạt 28 mm, 29 mm, sau
bốn ngày đạt 33 mm và 39 mm.
45
Thời gian lên
men (ngày) A B C
Ngày 1
Ngày 2
Ngày 3
Ngày 4
A: Cơ chất CMC; B: cơ chất casein; C: cơ chất tinh bột
Hình 4.2. Hình ảnh đo vòng phân giải cơ chất theo thời gian lên men
1, 2, 3, 4, 5 là kí hiệu của các chủng phân lập từ bánh men
Theo kết quả trình bày trên bảng 4.6 và hình 4.2, thời gian lên men có ảnh hưởng
đến khả năng sinh enzyme ngoại bào cellulase, protease của các chủng giả nấm men và
nấm sợi.
46
Thực hiện theo mô tả tại mục 3.3.2, các chủng nấm sợi và giả nấm men được giải
trình tự DNA và xây dựng cây phân loại để xác định loài. Kết quả thu được đối với mẫu
nấm sợi như sau:
Trình tự DNA
GAGGAAGTAAAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATC
ATTAACTAATTGTATTGGCACTTTACTGGGATTTACTTCTCAGTATTGTTTGCTTCTATA
CTGTGAACCTCTGGCGATGAAGGTCGTAACTGACCTTCGGGAGAGACTCAGGACATAT
AGGCTATAATGGGTAGGCCTGTTCTGGGGTTTGATCGATGCCAATCAGGATTACCTTT
CTTCCTTTGGGAAGGAAGGTGCCTGGTACCCTTTACCATATACCATGAATTCAGAATT
GAAAGTATAATATAATAACAACTTTTAACAATGGATCTCTTGGTTCTCGCATCGATGA
AGAACGTAGCAAAGTGCGATAACTAGTGTGAATTGCATATTCGTGAATCATCGAGTCT
TTGAACGCAGCTTGCACTCTATGGATCTTCTATAGAGTACGCTTGCTTCAGTATCATAA
CCAACCCACACATAAAATTTATTTTATGTGGTGATGGACAAGCTCGGTTAAATTTAAT
TATTATACCGATTGTCTAAAATACAGCCTCTTTGTAATTTTCATTAAATTACGAACTAC
CTAGCCATCGTGCTTTTTTGGTCCAACCAAAAAACATATAATCTAGGGGTTCTGCTAG
CCAGCAGATATTTTAATGATCTTTAACTATGATCTGAAGTCAAGTGGGACTACCCGCT
GAACTTAAGCATATCAATA
Cây phân loại
Kết luận: Loài nấm sợi là Rhizopus microsporus
47
Kết quả thu được đối với mẫu giả nấm men như sau:
Trình tự DNA
TTTTTTAATTACAACTAGTCGATTTTACAAACTAAAAGTTTAAAACTTTCAGC
AACGGATCTCTTGGTTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAATTGCGATAAGTAATGT
GAATTGCAGATTTTCGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCATATTGCGCTCTATAGTATT
CTATAGAGCATGCCTGTTTGAGCGTCATTTCTCTCTTAAACCTTTGGGTTTAGTATTGA
AGGTTGTGTTAGCTTCTGTTAACTCCTTTGAAATGACTTGGCAATTGATTGAGTTTTCC
ATATATTTGCTTAAGGATTTAATATTAGGTTCTACCAACTTATTAAATACCCTTTTGCG
AAGGACTTACTCCTGTATCAAGGCCTTATAACCTGTCATTA
Cây phân loại
Kết luận: Loài giả nấm men là Saccharomycopsis fibuligera
Như vậy, từ bánh men rượu Hải Hậu – Nam Định các vi sinh vật được phân lập
bao gồm 03 chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae nm1, nm2 và nm3; 01 chủng
thuộc loài giả nấm men Saccharomycopsis fibuligera và 01 chủng thuộc loài nấm sợi
Rhizopus microsporus. Mật độ vi sinh vật tổng số trên môi trường YPD chứa kháng sinh
nấm men và giả nấm men là 4,5x108 cfu/g; mật độ nấm sợi là 2,0x106 cfu/g. Các chủng
nấm men Saccharomyces cerevisiae nm1, nm2 và nm3 không sinh enzyme ngoại bào
thủy phân tinh bột, cellulose và casein. Chủng thuộc loài giả nấm men
48
Saccharomycopsis fibuligera có khả năng sinh enzyme thủy phân tinh bột (vòng phân
giải cơ chất > 9 mm), cellulose (16 mm) và casein (18 mm) sau 4 ngày lên men, trong
đó hoạt tính thủy phân casein và cellulose mạnh hơn. Chủng thuộc loài nấm sợi Rhizopus
microsporus nổi trội với khả năng sinh enzyme thủy phân tinh bột (> 9 mm), cellulose
(33 mm), casein (39 mm).
Kết quả phân lập và xác định vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu cho thấy
sự khác biệt về loài so với kết quả nghiên cứu của Viện Kỹ thuật Bia – Rượu – Nước giải
khát Hà Nội trên bánh men lá trong các làng nghề sản xuất rượu tại Hà Giang, trong đó
các loài nấm mốc Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Mucor sp. và nấm men
Saccharomyces cerevisiae đã được xác định (Phạm Anh Tuấn và cs., 2017).
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bánh men trong dự án cấp nhà
nước KC.06.DA20/06-10, các vi sinh vật được sử dụng bao gồm Aspergillus niger và
Saccharomyces cerevisiae (Phạm Văn Thiêm, 2010).
Hệ vi sinh vật trong bánh men Mai Hạ được phân lập và định tên dựa trên việc
mô tả các đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình thái khuẩn ty và bào tử. Kết quả cho thấy: Các
vi sinh vật trong bánh men khá đa dạng với ba nhóm chính đó là nấm mốc (Rhizopus, Mucor
và A. oryzae), nấm men (S. cerevisiae) và giả nấm men (Saccharomycopsis). Điều này cũng
phù hợp với công bố của các tác giả Lương Đức Phẩm (2009), Anthony C. Lee và Yusaku
Fujio (1997) hệ vi sinh vật trong bánh men Việt Nam chủ yếu thuộc các chi Rhizopus;
Mucor; Saccharomycopsis, Aspergillus và Saccharomyces cerevisiae, (Nguyễn Thuý
Hường, 2011).
Ở nước ta, rượu là đồ uống có cồn phổ biến, là sản phẩm mang đậm nét văn hóa.
Hiện nay, quá trình đổi mới và phát triển nền kinh tế đã giúp cho đời sống nhân dân ngày
càng được nâng cao. Sử dụng rượu, bia và các loại đồ uống có cồn khác trong sinh hoạt
hàng ngày, trong những dịp lễ, hội, trong quan hệ công việc... có tính truyền thống. Công
nghệ sản xuất rượu ngày càng phát triển và có nhiều phương pháp sản xuất đa dạng các
sản phẩm, trong đó phương pháp lên men rượu truyền thống bằng bánh men vẫn đang
được dân gian sử dụng nhiều.
49
Rượu truyền thống mang đặc trưng riêng về văn hóa của từng vùng miền và có
sức hấp dẫn đối với người tiêu dùng. Tuy nhiên hiệu suất lên men, chất lượng rượu ở
nhiều địa phương còn chưa ổn định đặc biệt là các chỉ tiêu về hóa lý và an toàn thực
phẩm. Một trong những nguyên nhân quan trọng của sự không ổn định đó chính là điều
kiện sản xuất và chủng vi sinh vật sử dụng. Việc sử dụng nguồn vi sinh vật thuần chủng
và có hoạt tính cao trong quá trình lên men sẽ đem lại chất lượng, hương vị của rượu
(Nguyễn Đức Lượng, 2003; Karuwanna P., 2002; Hoàng Vĩ Tài, 2006).
4.2. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL có
hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp
Các thí nghiệm được lặp lại 03 lần. Kết quả nghiên cứu các thí nghiệm có bổ sung
chế phẩm enzyme SEBflo-TL, mô tả trong mục 3.3.1 được trình bày trong bảng 4.7.
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn
STT Mẫu thí
nghiệm
Tỉ lệ chế phẩm
SEBflo-TL
(%)
Chưng cất lần 1 đến hết cồn
Nồng độ cồn
(% thể tích)
Thể tích
rượu (lít)
Cồn khan
(lít)
1 Mẫu đối chứng 0,00 40,00 + 0,15 10 4,00
2 Mẫu 1 0,03 42,00 + 0,10 10 4,20
3 Mẫu 2 0,04 43,30 + 0,12 10 4,33
4 Mẫu 3 0,05 44,00 + 0,08 10 4,40
5 Mẫu 4 0,06 44,20 + 0,12 10 4,42
50
Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn
Enzyme beta glucanase thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia để hỗ
trợ thủy phân thành phần beta-glucan có trong thành tế bào nội nhũ, làm giảm độ nhớt
của quá trình lọc và nâng cao hiệu suất thu hồi của chất chiết. Chế phẩm SEBflo-TL
được bổ sung để hỗ trợ quá trình thủy phân beta-glucan thành các loại đường có khả
năng lên men. Có thể giả thuyết rằng việc ứng dụng chế phẩm SEBflo-TL không những
xúc tác sự thủy phân của beta glucan, mà còn giải phóng các thành phần hữu cơ cao
phân tử tồn tại dưới dạng các phức chất để nâng cao hiệu suất thủy phân các thành phần
của gạo nếp.
Thể tích rượu trong các thí nghiệm đã tiến hành được bổ sung với nước tinh khiết
đến thể tích 10 lít và nồng độ cồn được xác định bằng phương pháp đo tỷ trọng của rượu
bằng bình tỷ trọng kế 50 ml.
Tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBflo-TL dao động trong khoảng 0,03 – 0,06% so với
chất khô của gạo trong các thí nghiệm, khi bổ sung 0,03% SEBflo-TL, nồng độ cồn thu
được trong mẫu thí nghiệm tăng lên đáng kể, đạt 42,0% so với 40,0% trong mẫu đối
chứng không sử dụng enzyme.
40
42
43.3
4444.2
Nồ
ng
độ
cồ
n (
%v/
v)
0 0,03 0,04 0,05 0,06 Tỷ lệ enzyme (%)
51
Tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBflo-TL bổ sung tăng từ 0,04% đến 0,06% dẫn đến
sự tăng của nồng độ cồn thành phẩm, tuy nhiên khi tăng tỷ lệ enzyme từ 0,05% đến
0,06% hiệu quả về nồng độ cồn tăng không đáng kể.
Căn cứ trên các kết quả đạt được, tỷ lệ enzyme SEBflo-TL được lựa chọn là
0,05% để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.
4.3. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-GL
có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp
Các thí nghiệm tiếp theo được thực hiện với 0,05% chế phẩm enzyme SEBflo-
TL và bổ sung các tỷ lệ khác nhau của chế phẩm SEBrew-GL. Quy trình các bước thực
hiện được mô tả trong mục 3.3.1 và trên thực tế diễn ra tương tự như các thí nghiệm đã
tiến hành với sự khác biệt của chế phẩm enzyme bổ sung.
Kết quả phân tích hàm lượng cồn thu được từ các mẫu thí nghiệm được trình bày
trong bảng 4.8.
Bảng 4.8. Sự biến thiên của nồng độ cồn khi ứng dụng SEBrew-GL
STT Mẫu
Tỉ lệ chế phẩm
SEBrew-GL
(%)
Chưng cất lần 1 đến hết cồn
Nồng độ cồn
(% thể tích)
Thể tích
rượu (lít)
Cồn khan
(lít)
1 Mẫu đối chứng 0,00 44,00 + 0,10 10 4,40
2 Mẫu 1 0,06 45,30 + 0,12 10 4,53
3 Mẫu 2 0,08 46,00 + 0,08 10 4,60
4 Mẫu 3 0,10 46,10 + 0,15 10 4,61
5 Mẫu 4 0,12 46,20 + 0,10 10 4,62
52
Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBrew-GL đến sản lượng cồn
Enzym glucoamylase xúc tác phản ứng thủy phân tinh bột và tạo thành một lượng
lớn các loại đường có khả năng lên men như glucose, maltose từ đầu không khử của
chuỗi polysaccharide. Chế phẩm SEBrew-GL được bổ sung để hỗ trợ quá trình thủy
phân tinh bột thành các loại đường có khả năng lên men.
Khi bổ sung 0,06% chế phẩm enzyme SEBrew-GL, nồng độ cồn thu được trong
mẫu thí nghiệm tăng lên đáng kể, đạt 45,3% so với 44,0% trong mẫu đối chứng không
sử dụng enzyme SEBrew-GL. Nồng độ chế phẩm enzyme SEBrew-GL bổ sung tăng từ
0,06% đến 0,12% dẫn đến sự tăng của nồng độ cồn thành phẩm, tuy nhiên khi tăng tỷ
lệ enzyme từ 0,08% đến 0,12% hiệu quả về nồng độ cồn tăng không đáng kể.
Căn cứ trên kết quả của các thí nghiệm đã tiến hành, tỷ lệ chế phẩm SEBrew-GL
được lựa chọn là 0,08%, kết hợp sử dụng với 0,05% SEBflo-TL.
4.4. Đánh giá, khảo sát các phương pháp chưng cất thu dịch cất - rượu giữa
Kỹ thuật chưng cất phân đoạn để loại bỏ một số thành phần không mong muốn
cho chất lượng dịch cất đã được phổ biến rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới. Một
trong những tính mới của đề tài này có thể được nhận thấy đó là nghiên cứu trên vật liệu
44
45.3
4646.1
46.2
Nồ
ng
độ
cồ
n (
% v
/v)
0 0,06 0,08 0,10 0,12Tỷ lệ enzyme (%)
53
gạo nếp Nam Định. Thực hiện các thí nghiệm theo mô tả tại mục 3.3.1 nhằm loại bỏ
rượu đầu, rượu cuối, thu rượu giữa và nâng cao nồng độ cồn đến nồng độ phù hợp cho
công đoạn tàng trữ với vật liệu gỗ sồi, dịch giấm chín được chưng cất lần một đến khi
thu hồi hết cồn. Sau đó tiến hành chưng cất lần hai để thu rượu giữa theo các bước đã
được mô tả trong mục 3.3.1.
Phân tích các hợp chất bay hơi bằng sắc ký khí GC/FID và sắc ký khí khối phổ
GC/MS theo mô tả tại mục 3.3.2, kết quả phân tích thành phần của dịch cất được thể
hiện trong bảng 4.9:
Bảng 4.9. Thành phần của rượu chưng cất lần một, rượu đầu và rượu giữa quy về cồn
khan tuyệt đối
STT Chỉ tiêu Đơn vị
Phương
pháp
phân
tích
Rượu
chưng
cất lần
một
Rượu
đầu
3%
Rượu
đầu
5%
Rượu
giữa
3%
Rượu
giữa
5%
1 Acetadehydes mg/L GC 105,593 843,957 712,776 91,800 83,925
2 Methanol mg/L GC 81,683 215,842 194,814 54,360 51,917
3 n-Propanol mg/L GC 462,963 415,123 438,992 484,267 569,798
4 Ethyl acetate mg/L GC 174,734 284,156 277,045 104,955 102,950
5 Iso-butanol mg/L GC 562,441 525,850 532,225 588,916 681,725
6
3-methyl
butanol mg/L GC 806,906 724,747 786,430 866,335 954,309
7
2-methyl
butanol mg/L GC 207,542 203,526 204,969 224,023 245,091
8 Isoamyl acetate mg/L GC 6,967 4,623 4,617 7,123 8,728
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 2,974 1,160 1,737 3,266 5,842
10 Ethyl octanoate mg/L GC 1,933 0,570 1,697 2,206 2,428
11
Phenethyl
alcohol mg/L GC 2,538 1,557 1,815 2,855 5,356
12
Phenethyl
acetate mg/L GC 0,396 0,371 0,381 0,406 0,558
54
STT Chỉ tiêu Đơn vị
Phương
pháp
phân
tích
Rượu
chưng
cất lần
một
Rượu
đầu
3%
Rượu
đầu
5%
Rượu
giữa
3%
Rượu
giữa
5%
13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,328 1,540 3,206 3,456 3,961
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 2,293 0,205 0,285 0,413 0,437
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,518 0,099 0,495 0,750 0,980
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,187 0,090 0,183 0,310 0,509
17
Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,472 0,297 0,305 0,472 0,558
18
Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 0,631 0,261 0,470 1,005 1,314
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 0,745 0,532 0,642 1,573 2,336
Kết quả bảng 4.9 cho thấy hàm lượng các chất như methanol, aldehyde giảm đáng
kể theo thời gian chưng cất. Các chất này do có điểm sôi thấp hơn điểm sôi của ethanol
nên bốc hơi ra ngay ở giai đoạn đầu (điểm sôi của acetaldehyde là 20,20C; ethyl acetate
là 77,10C; methanol là 64,70C và ethanol là 78,370C).
Từ kết quả phân tích thành phần các hợp chất bay hơi trong các mẫu rượu tại bảng
4.9 cho thấy, mẫu rượu thô chưng cất một lần từ dịch hèm sau lên men có hàm lượng
acetaldehyde là 105,593 mg/l, cao hơn so với so với quy định 50,0 mg/l của tiêu chuẩn
rượu trắng (QCVN 7043-2002).
Nhằm nâng cao chất lượng rượu cho các nghiên cứu của đề tài cũng như tạo ra
được sản phẩm an toàn, phù hợp với tiêu chuẩn rượu trắng, đề tài đã tiến hành thử
nghiệm tinh chế lại rượu sản phẩm rượu thô để nâng cao nồng độ cồn, loại bỏ bớt một
số thành phần gây độc như methanol, acetaldehyde, đồng thời giữ được một số hương
thơm đặc trưng của gạo nếp trong sản phẩm.
4.5. Đánh giá, khảo sát sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm rượu nếp
trong quá trình ngâm ủ, tàng trữ với vật liệu gỗ sồi.
4.5.1. Sự biến đổi thành phần hoá học của rượu trong quá trình tàng trữ
55
4.5.1.1. Mẫu rượu đối chứng trong chum sành
Một số nhà sản xuất rượu nếp truyền thống tại Nam Định đã thực hiện việc chưng
cất phân đoạn và tàng trữ dài ngày trước khi bán cho người tiêu dùng.
Tại mẫu đối chứng, rượu nếp truyền thống Nam Định được chưng cất phân đoạn
(tách 3% rượu đầu và tách rượu cuối, thu rượu giữa), sau đó đem ủ rượu giữa trong
chum sành (không bổ sung phoi gỗ sồi) để nâng cao chất lượng. Mẫu đối chứng được
dùng để so sánh với các mẫu thí nghiệm tàng trữ trong thùng gỗ sồi theo kế hoạch mô
tả tại 3.3.1.
Rượu giữa thu được của công đoạn chưng cất lần 2 được điều chỉnh nồng độ cồn
về 54 + 0,10% v/v với nước tinh khiết (cũng như trong các thí nghiệm tiếp theo với phoi
gỗ sồi trong các thùng gỗ sồi) và đem đi tàng trữ trong chum sành (xem hình .
Kết quả phân tích thành phần các hợp chất bay hơi (quy về 100% cồn) trong các
mẫu thí nghiệm tàng trữ rượu trong chum sành sau 30 ngày, 60 ngày và 90 ngày được
trình bày trang bảng 4.10.
Bảng 4.10. Thành phần hóa học của rượu tàng trữ trong chum sành (quy về cồn
khan tuyệt đối).
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
phân tích
Thời gian tàng trữ
30
ngày 60 ngày 90 ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 105,039 111,241 112,426
2 Methanol mg/L GC 52,619 51,317 43,219
3 n-Propanol mg/L GC 429,335 417,454 418,967
4 Ethyl acetate mg/L GC 170,710 174,220 176,554
5 Iso-butanol mg/L GC 577,500 575,513 545,909
6 3-methyl
butanol mg/L GC 861,743 835,535 830,150
7 2-methyl
butanol mg/L GC 217,261 205,878 193,344
56
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
phân tích
Thời gian tàng trữ
30
ngày 60 ngày 90 ngày
8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,459 11,381 11,204
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,422 4,289 4,776
10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,570 2,806 2,859
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 2,665 2,583 2,500
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 0,574 0,698 0,885
13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,731 4,122 4,819
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,469 0,508 0,572
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,805 0,880 0,965
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,355 0,403 0,480
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,517 0,647 0,781
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 1,471 1,841 2,071
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 1,723 2,153 2,253
Trong quá trình tàng trữ rượu xẩy ra các biến đổi vật lý, hoá – lý, hoá học của vật
chất. Các axit béo bay hơi tác dụng với rượu tạo thành những este dễ bay hơi, trung bình
và khó bay hơi. Không những hàm lượng este tổng số có ảnh hưởng đến chất lượng của
rượu trong quá trình ủ, mà bản chất của các este cũng có vai trò quan trọng hình thành
nên hương vị sản phẩm.
4.5.1.2. Mẫu rượu đối chứng trong thùng gỗ sồi
Ứng dụng công nghệ sản xuất whisky, rượu giữa thu được sau khi loại bỏ 3%
rượu đầu được đưa đi ủ trong thùng gỗ sồi (không bổ sung phoi gỗ sồi). Kết quả phân
tích bằng phương pháp sắc ký các mẫu thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.11.
57
Bảng 4.11. Thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu, tàng trữ trong
thùng gỗ sồi không bổ sung phoi gỗ sồi
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30
ngày
60
ngày
90
ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 93,142 100,537 103,778
2 Methanol mg/L GC 51,511 50,537 48,444
3 n-Propanol mg/L GC 463,33 460,96 454,37
4 Ethyl acetate mg/L GC 127,87 132,19 134,56
5 Iso-butanol mg/L GC 537,65 530,87 527,31
6 3-methyl
butanol mg/L GC 847,94 841,5 839,19
7 2-methyl
butanol mg/L GC 220,8 214,31 213,96
8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,81 12,37 13,33
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,72 4,79 5,181
10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,451 2,663 3,011
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 1,983 1,757 1,496
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 0,585 0,596 0,679
13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,966 4,103 4,274
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,505 0,537 0,644
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,929 1,251 1,318
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,683 0,879 0,966
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,663 0,751 0,925
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 1,218 2,263 2,260
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,061 2,357 2,388
Trong quá trình tàng trữ, các quá trình oxy hoá và biến đổi hoá học dẫn đến sự
tăng của Acetaldehydes, Ethyl acetate, Methyl isovalerate và Ethyl butyrate. Sau khi
58
ngâm với gỗ sồi, các hợp chất tạo hương có trong gỗ được trích ly khiến hàm lượng
esters trong rượu tăng lên đáng kể; hàm lượng aldehyte cũng tăng lên một chút
(Маринов, 2005).
4.5.1.3. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi
Để nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,
Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 3% rượu đầu, ủ trong
thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được
trình bày trong bảng 4.12.
Bảng 4.12. Thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu, tàng trữ trong
thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30 ngày 60 ngày 90
ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 100,614 113,489 123,854
2 Methanol mg/L GC 48,146 46,581 45,278
3 n-Propanol mg/L GC 465,550 463,98 458,28
4 Ethyl acetate mg/L GC 185,394 190,82 244,05
5 Iso-butanol mg/L GC 543,631 540,64 539,83
6 3-methyl
butanol mg/L GC 835,355 809,32 807,3
7 2-methyl
butanol mg/L GC 216,325 209,21 206,78
8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,4259 14,933 15,192
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,638 4,431 5,379
10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,451 2,687 2,823
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 2,822 2,820 2,764
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 0,579 0,596 0,679
13 Ethyl decanoate mg/L GC 4,079 4,338 4,833
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,668 0,786 0,958
59
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30 ngày 60 ngày 90
ngày
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,900 0,922 1,154
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,331 0,347 0,622
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,556 0,653 0,930
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 1,334 2,336 2,525
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 1,702 2,758 2,954
Các đặc điểm cấu trúc của cây sồi khiến nó trở thành lý tưởng nhất cho bảo
quản rượu. Gỗ sồi bao gồm cellulose (38-52%), hemicellulose (25-30%), lignin (22-
25%) và tannin (5-10%). Mô gỗ bao gồm các thành tế bào và gian bào. Thành tế bào
gồm có các phân tử cellulose, hemicellulose và lignin, trong khi khu vực gian bào bao
gồm chủ yếu là lignin. Trong gỗ, ngoài các phần chính là polyme thì các thành phần có
khối lượng phân tử thấp chiếm một khối lượng nhỏ. Gỗ sồi chứa nhiều thành phần dễ
bay hơi, đã phát hiện được khoảng 100 cấu tử hương trong gỗ sồi bằng phương pháp
sắc ký khí. Các cấu tử có lợi trong quá trình tạo thành Whisky là các axit hữu cơ, lactone,
norisoprenoid và các hợp chất phenol dễ bay hơi. Đa số các chất thơm có mùi đặc trưng
riêng. Mùi của chúng do những nhóm nguyên tử đặc biệt mang mùi quyết định, Nguyễn
Xuân Bách (2016).
Trong quá trình tàng trữ, các quá trình oxy hoá và biến đổi hoá học dẫn đến sự
giảm của Phenethyl alcohol, 2-methyl butanol và n-Propanol.
4.5.1.4. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi
Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,
Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 3% rượu đầu, ủ trong
thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được
trình bày trong bảng 4.13.
60
Bảng 4.13. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu tàng trữ
trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi.
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30
ngày 60 ngày 90 ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 104,311 116,279 127,072
2 Methanol mg/L GC 49,635 49,111 46,031
3 n-Propanol mg/L GC 444,174 415,692 413,540
4 Ethyl acetate mg/L GC 135,727 136,003 139,435
5 Iso-butanol mg/L GC 543,987 519,807 513,462
6 3-methyl
butanol mg/L GC 854,651 843,324 841,468
7 2-methyl
butanol mg/L GC 216,118 215,442 215,414
8 Isoamyl acetate mg/L GC 11,907 14,916 17,603
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 4,503 4,574 5,281
10 Ethyl octanoate mg/L GC 3,272 3,285 4,332
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 2,770 2,109 1,807
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 0,487 0,692 0,998
13 Ethyl decanoate mg/L GC 1,618 3,618 2,561
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,436 0,588 0,608
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,962 1,321 1,592
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,445 0,528 0,615
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,479 0,759 0,764
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 1,365 1,759 2,553
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,055 2,219 2,457
Vanillin là sản phẩm của sự phân huỷ chất gỗ (lignin) trong gỗ sồi. Các hợp chất
này đóng vai trò chính tạo thêm hương vanilla cho rượu. Tannin và một số hợp chất
61
polyphenol khác giúp mang lại màu sắc và độ chát cho rượu nhưng quan trọng hơn chính
là chúng có khả năng làm cân bằng các phản ứng oxy hóa/khử trong rượu, bảo vệ rượu
khỏi các phản ứng oxy hóa/khử có hại gây hỏng rượu (Nguyễn Xuân Bách, 2016).
4.5.1.5. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi
Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,
Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 5% rượu đầu, ủ trong
thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được
trình bày trong bảng 4.14.
Bảng 4.14. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu, tàng trữ
trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30 ngày 60 ngày 90
ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 113,278 122,456 154,557
2 Methanol mg/L GC 45,704 38,707 37,537
3 n-Propanol mg/L GC 483,057 428,659 419,639
4 Ethyl acetate mg/L GC 129,587 138,715 140,289
5 Iso-butanol mg/L GC 532,785 520,511 510,107
6 3-methyl
butanol mg/L GC 922,391 896,415 818,744
7 2-methyl
butanol mg/L GC 232,367 229,630 224,385
8 Isoamyl acetate mg/L GC 12,365 14,035 23,852
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 6,661 7,391 9,319
10 Ethyl octanoate mg/L GC 3,607 5,030 6,000
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 4,646 4,583 4,044
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 0,683 0,883 0,915
13 Ethyl decanoate mg/L GC 4,785 6,067 8,341
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 1,127 1,155 1,159
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 2,364 2,384 2,392
62
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp
PT
30 ngày 60 ngày 90
ngày
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 1,140 1,116 2,096
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,972 1,265 2,248
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 2,294 3,274 4,238
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,553 3,563 3,572
Các biến đổi về thành phần hoá học trong thời gian tàng trữ dao động trong phạm
vi cho phép. Nguyên nhân có thể được giả thuyết là do quy mô đủ lớn của thí nghiệm
trong các thùng gỗ sồi và có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định chất lượng của sản phẩm
trong điều kiện thời gian tàng trữ kéo dài.
4.5.1.6. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi
Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,
Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 5% rượu đầu, ủ trong
thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được
trình bày trong bảng 4.15.
Bảng 4.15. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu, tàng trữ
trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp PT
30
ngày
60
ngày
90
ngày
1 Acetadehydes mg/L GC 118,115 125,522 125,574
2 Methanol mg/L GC 46,315 44,033 40,544
3 n-Propanol mg/L GC 458,765 418,261 413,394
4 Ethyl acetate mg/L GC 124,219 129,415 138,959
5 Iso-butanol mg/L GC 581,194 539,248 521,156
6 3-methyl
butanol mg/L GC 865,563 853,443 800,980
7 2-methyl
butanol mg/L GC 215,219 209,535 200,157
63
STT Chỉ tiêu Đơn
vị
Phương
pháp PT
30
ngày
60
ngày
90
ngày
8 Isoamyl acetate mg/L GC 10,972 11,120 13,559
9 Ethyl hexanoate mg/L GC 8,046 8,533 11,481
10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,800 2,902 4,100
11 Phenethyl
alcohol mg/L GC 7,174 7,648 9,559
12 Phenethyl
acetate mg/L GC 1,381 1,391 2,381
13 Ethyl decanoate mg/L GC 5,046 5,265 7,044
14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,607 0,655 1,130
15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 1,378 1,385 2,318
16 Propyl acetate mg/L GC/MS 1,000 1,072 1,119
17 Ethyl
isobutyrate mg/L GC/MS 0,660 0,843 1,305
18 Methyl
isovalerate mg/L GC/MS 2,000 2,261 3,273
19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 4,000 4,430 5,520
Bên cạnh các biến đổi về thành phần hoá học quan sát thấy sự thay đổi đáng kể
về cường độ màu và hương vị của sản phẩm trong thời gian tàng trữ, nguyên nhân có
thể được cho là tỷ lệ phoi gỗ sồi tăng đến 4 g/l rượu.
Với kỹ thuật chưng cất phân đoạn, thành phần hoá học của tất cả các mẫu rượu
được tàng trữ trong các thí nghiệm đều đạt yêu cầu so với TCVN 7043:2013 – Rượu
trắng chưng cất.
4.5.2. Sự biến đổi cường độ màu của các mẫu rượu thí nghiệm khi tàng trữ trong
chum sành và thùng gỗ sồi.
Rượu trước khi đem tàng trữ và ngâm ủ với vật liệu gỗ sồi có độ trong và màu khá
lý tưởng, chỉ số màu được đo bằng phương pháp EBC 9.6 tại phòng thí nghiệm của Viện
kỹ thuật, Tổng công ty cổ phần Bia Rượu- Nước giải khát Hà Nội.
64
Qua quá trình ngâm ủ, các thành phần của dịch ủ luôn có sự biến đổi theo thời
gian, đặc biệt về hương vị và màu sắc. Kết quả của sự biến đổi cường độ màu (đo ở
bước sóng 430 nm, EBC) trong các mẫu thí nghiệm được trình bày ở bảng 4.16.
Bảng 4.16. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ
STT
Thời
gian
ngâm ủ
Đơn
vị
tính
Mẫu
đối
chứng
(chum
sành)
Mẫu
không
phoi
(thùng
gỗ sồi)
Mẫu 2
g/l
phoi,
tách
3% cồn
đầu
Mẫu
2g/l
phoi,
tách
5% cồn
đầu
Mẫu
4%
phoi,
tách
3% cồn
đầu
Mẫu
4%
phoi,
tách
5% cồn
đầu
1 0 ngày EBC 0,016 0,016 0,016 0,016 0,032 0,032
2 30 ngày EBC 0,049 1,641 2,180 2,487 3,301 3,307
3 60 ngày EBC 0,130 3,712 4,192 5,109 6,358 7,090
4 90 ngày EBC 0,049 4,396 4,640 5,612 7,033 7,807
Hình 4.5. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
Mẫu không phoi (thùng gỗ sồi)
Mẫu 2 g/l phoi, tách 3% cồn đầu
Mẫu 2g/l phoi, tách 5% cồn đầu
Mẫu 4g/l phoi, tách 3% cồn đầu
Mẫu 4g/l phoi, tách 5% cồn đầu
Cư
ờn
g đ
ộ m
àu (
EBC
)
30 ngày 60 ngày 90 ngày
65
Hình 4.6. Màu của rượu trước khi tàng trữ.
Cường độ màu của rượu trước khi tàng trữ dao động trong khoảng 0,016 đến
0,032 không có sự sai khác đáng kể và không ảnh hưởng đến sự trích ly các vật chất hoà
tan từ thùng gỗ sồi và phoi gỗ sồi.
Hình 4.7. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 30 ngày tàng trữ.
Sau thời gian 30 ngày tàng trữ và ngâm ủ trong thùng gỗ sồi và có bổ sung phoi
gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau trong ở các mẫu, sự thay đổi cường độ màu diễn ra khá
rõ so với mẫu đối chứng (hình 4.7). Màu của các mẫu được ngâm trong thùng gỗ sồi với
các tỷ lệ phoi khác nhau cũng cho thấy sự khác biệt, mẫu không bổ sung phoi có giá trị
1,641 EBC, còn mẫu tách 5% rượu đầu và bổ sung 4g/lít phoi gỗ sồi là 3,307 EBC.
66
Tiếp tục kéo dài thời gian tàng trữ, ngâm ủ của các mẫu thí nghiệm trên đến 60
ngày, giá trị về cường độ màu cũng thay đổi tương đối tỷ lệ thuận như thời gian ngâm
ủ sau 30 ngày. Ở bảng 4.16 cho thấy giá trị cường độ màu chênh lệch giữa thời gian
ngâm 30 ngày và 60 ngày. Tại các mẫu tách 5% rượu đầu và bổ sung 4g/lít phoi gỗ sồi,
cường độ màu tăng từ 3,307 đến 7,090 EBC.
Hình 4.8. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 60 ngày ngâm ủ.
Sau thời gian ngâm ủ, tàng trữ 90 ngày, có thể thấy sự thay đổi màu sắc diễn ra
rõ rệt ở các mẫu, giá trị cường độ màu có bước nhảy lớn và sự chênh lệch cường độ màu
ở mẫu không bổ sung và có bổ sung phoi gỗ sồi theo các tỷ lệ khác nhau đã có sự khác
biệt đáng kể (hình 4.9 và bảng 4.16).
Hình 4.9. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 90 ngày ngâm ủ.
Như vậy có thể kết luận rằng, ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm ủ rượu nếp
truyền thống được chưng cất phân đoạn như các mẫu thí nghiệm với vật liệu gỗ sồi thì
67
cường độ màu tăng dần theo thời gian. Tuy nhiên, ở mức độ nghiên cứu của đề tài với
điều kiện thời gian có hạn nên chưa nghiên cứu được điểm bão hòa của màu giữa dịch
ủ và vật liệu gỗ sồi củ các mẫu thí nghiệm trên.
4.5.3. Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm
Nồng độ cồn trong rượu thành phẩm được đưa về 45% v/v với nước tinh khiết
trước khi được đánh giá cảm quan.
Rượu được đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp cho điểm theo
TCVN 3217-79. Phương pháp này được sử dụng để đánh giá tổng quát mức chất lượng
của sản phẩm so với tiêu chuẩn hoặc so với một sản phẩm cùng loại trên tất cả các chỉ
tiêu cảm quan. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu thí nghiệm được trình bày trong
bảng 4.17.
Bảng 4.17. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu thí nghiệm
STT Mẫu Độ trong và
màu sắc
Mùi Vị Điểm Xếp loại
1 Chum sành 3,5 3,6 3,5 14,12 Trung bình
2 3% + 0 g/l 3,7 3,6 3,7 14,68 Trung bình
3 3% + 2 g/l 3,8 3,8 3,9 15,40 Khá
4 3% + 4 g/l 4,0 3,9 4,1 16,08 Khá
5 5% + 2 g/l 3,8 4,0 3,8 15,44 Khá
6 5% + 4/ g/l 4,1 4,0 3,9 15,88 Khá
Kết quả phân tích về các giá trị cảm quan của rượu thành phẩm cho thấy, nhờ quá
trình thẩm thấu oxy qua thành thùng gỗ sồi, các mẫu thí nghiệm có chất lượng tốt hơn
so với mầu tàng trữ trong chum sành. Mẫu thí nghiệm bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi vào
rượu giữa đã tách loại 3% rượu đầu cho kết quả tốt nhất, điểm cảm quan đạt 16,08 ở
mức thấp. Sản phẩm này có thể tiếp tục duy trì thời gian tàng trữ để nâng cao chất lượng.
4.6. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung
chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm
68
4.6.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung chế phẩm
enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm (hình 4.10)
Tàng trữ
Xử lý
Nấu, ủ cơm trong 180 phút
Lên men ẩm, thời gian 6 ngày, nhiệt độ 300C
Làm nguội 30 - 350C trên khay inox
Lên men lỏng, thời gian 10 ngày, nhiệt độ 300C
Trộn men, 3% (300/10kg gạo),Enzyme (%)
Nước sạch
Bột men 3%,
Enzyme (%)
Ngâm trong 8-10 giờ
Gạo nếp DT21
10kg
Nước sạch 40-450C
Rửa gạo, loại bỏ bột cám,
tạp chất..
Chưng cất lần1
Chưng cất lần 2
Nước mềm ,
1lit/1kg gạo
Rượu đầu
3%,5%
Sản phẩm
Nước tinh khiết,
1,5 lit/1kg gạo
Rượu
cuối
Bã
rượu
Nước
gạo
Hình 4.10. Sơ đồ quy trình công nghệ
69
4.6.2. Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu: Mỗi mẫu sử dụng 10 kg gạo nếp DT21 , sử dụng men rượu Hải Hậu.
Nguyên liệu được xử lý theo các bước như sau:
Bước 1. Ngâm gạo: Gạo nếp được ngâm trong nước ấm, sạch có nhiệt độ 40-450C,
trong thời gian 8-10h để cho gạo trương nở tạo điều kiện cho quá trình nấu cơm được
tốt hơn.
Bước 2. Rửa gạo: (đãi gạo, vo gạo) là quá trình loại bỏ tạp chất, bột, cám gạo bằng
nước sạch, để ráo nước trước khi nấu cơm rượu.
Bước 3. Nấu, ủ cơm rượu:. Dùng 10 lít nước mềm đưa vào nồi gang có thể tích vừa
đủ (30 lít), đun sôi sau đó cho gạo đã làm sạch vào nấu, khuấy đảo đến cạn nước thì ủ
trên bếp nhỏ lửa. Để sau 2-3h cho cơm chín nhừ thì đem đi làm nguội cơm.
Bước 4. Làm nguội cơm: Cơm sau khi nấu xong đem trải đều ra khay Inox, chiều
dày lớp cơm khoảng 3 – 4 cm, để nguội vào mùa hè hoặc sờ thấy ấm tay vào mùa đông
(khoảng 30-35oC) thì tiến hành bổ sung enzyme và trộn men.
Bước 6. Bổ sung chế phẩm enzyme: Các loại chế phẩm enzyme đã được lựa chọn
và xác định tỷ lệ được pha loãng và phun đều lên bề mặt lớp cơm.
Bước 7. Trộn men: Bánh men thuốc bắc của xã Hải Phú – huyện Hải Hậu – tỉnh
Nam Định được nghiền mịn và cân theo tỉ lệ 3% (so với số kg nguyên liệu gạo nếp) đem
rắc đều lên bề mặt cơm đã được làm nguội. Sau đó đảo trộn để bột men phân tán đều
trong khối cơm. Đưa hỗn hợp cơm đã trộn men vào thùng lên men, đậy lên bề mặt cơm
một lớp nilong hoặc lá chuối để giữ ẩm, tạo điều kiện phù hợp cho quá trình lên men
ẩm.
Bước 8. Lên men ẩm:Lên men ẩm là giai đoạn nấm mốc sinh trưởng và phát triển
trên các cơ chất và tổng hợp nên các enzyme thủy phân tinh bột cũng như một số enzyme
khác để tạo thành đường và các thành phần dinh dưỡng cho nấm men. Sau khi đã đưa
hỗn hợp cơm có enzyme và men rượu vào thùng, đậy nắp thùng nhưng không quá kín
để cung cấp một lượng oxy phù hợp cho nấm mốc và nấm men phát triển. Thời gian lên
men ẩm được xác định là 6 ngày là tốt nhất.
70
Bước 9. Lên men lỏng:Trong giai đoạn lên men lỏng diễn ra mạnh mẽ quá trình lên
men cồn từ các loại đường có khả năng lên men nhờ một lượng sinh khối nấm men đủ
lớn đã tạo thành trong quá trình lên men ẩm. Kết thúc quá trình lên men ẩm, tiến hành
bổ sung 15 lít nước tinh khiết vào thùng lên men để thực hiện công đoạn lên men lỏng,
quan sát thấy bã hèm nhanh chóng nổi lên trên bề mặt là minh chứng cho quá trình lên
men ẩm đã được thực hiện với hiệu quả tốt. Lượng nước bổ sung này tạo môi trường
lỏng cho nấm men thực hiện quá trình lên men cồn. Thời gian lên men lỏng diễn ra từ
7-10 ngày tùy theo mùa và thời tiết của môi trường. Khi quan sát thấy toàn bộ lượng bã
hèm lắng hết xuống đáy thùng thì kết thúc quá trình lên men lỏng và hỗn hợp dịch hèm
được đem đi chưng cất.
Bước 10. Chưng cất lần 1: Sau quá trình lên men lỏng dịch giấm chín được đưa vào
nồi chưng có dung tích 50 lít, bổ sung thêm 10 lít nước tinh khiết để tráng rửa thùng
lên men và pha loãng dịch giấm tạo điều kiện cho việc tách riêng các cấu tử trong hỗn
hợp. Quá trình gia nhiệt được thực hiện trên bếp than và trao đổi nhiệt bằng nước lạnh.
Để ngưng tụ rượu trong quá trình chưng phải điều chỉnh cường độ lửa và nhiệt độ của
nước trao đổi nhiệt. Quá trình chưng cất kết thúc khi thu hồi hết cồn trong dịch giấm
trong nồi cất.
Bước 11. Chưng cất lần 2: Nhằm nâng cao nồng độ cồn và loại bỏ những thành phần
không muốn cho sức khoẻ người tiêu dùng như methanol, aldehyde, … tổng lượng
rượu sau khi cất lần 1 được đo thể tích, xác định nồng độ cồn thì đem chưng cất lần 2.
Khi chưng cất lần 2 cần bổ sung thêm 50% lượng nước tinh khiết để pha loãng và có
tác dụng lôi kéo các cấu tử khó bay hơi ở lại nồi chưng.
Chưng cất lần 2 được chia làm 3 giai đoạn với mục đích:
+ Giai đoạn 1: Loại bỏ 3-5% rượu đầu
+ Giai đoạn 2: Thu hồi rượu giữa
+ Giai đoạn 3: Loại bỏ furfurol và các axit hữu cơ khó bay hơi.
Sản phẩm giai đoạn 1 và giai đoạn 3 được đem đi cất lại. Sản phẩm rượu giữa thu được
từ giai đoạn 2 được đem xác định hàm lượng cồn, pha chế và ngâm ủ.
71
Bước 12: Quy trình tàng trữ rượu nếp trắng với vật liệu gỗ sồi để nâng cao chất
lượng sản phẩm
+ Dịch cất (rượu giữa) được thu nhận theo phương pháp chưng cất phân đoạn (loại bỏ
3% rượu đầu) và đưa đi tàng trữ với nồng độ cồn là 54% v/v
+ Tỷ lệ bổ sung phoi gỗ sồi được xác định là 4 gram/lít, tỷ lệ này cho các giá trị về thành
phần hóa học cũng như các giá trị cảm quan tốt nhất khi phân tích các chỉ tiêu sau 90
ngày ngâm ủ.
+ Thùng gỗ sồi được lựa chọn là loại có thể tích 30 lít phù hợp với quy mô sản xuất
rượu truyền thống.
Bước 13: Xử lý sản phẩm
Rượu thành phẩm được xử lý theo cách đưa nồng độ cồn đến 45% v/v bằng nước
tinh khiết
4.6.3. Tính kinh tế
a. Chi phí nguyên vật liệu cho một mẻ sản xuất rượu nếp truyền thống không sử
dụng enzyme.
Các loại nguyên vật liệu và nhiên liệu sử dụng cho một mẻ nấu được mua theo
giá hiện hành trên thị trường, tổng chi phí được thể hiện trên bảng 4.18.
Bảng 4.18. Chi phí cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống
STT Tên vật liệu Số lượng (kg) Đơn giá (VNĐ) Thành tiền
1 Gạo nếp 10 14.500 145.000
2 Men 0,3 30.000 10.000
3 Nước 300 12 3.600
4 Than 5 3.000 15.000
5 Điện 3(kw) 1.600 4.800
6 Cộng 178.400
7 Chi phí khác: 20% 35.680
8 Tổng chi phí 214.080
72
Theo kết quả thu được từ bảng 4.7, mẫu đối chứng ( không sử dụng chế phẩm enzyme)
thì nấu một mẻ rượu nếp truyền thống với 10 kg gạo DT21 cho ra 10 lít rượu có nồng
độ là 40% v/v. Với giá bán trên thị trường là 40.000 đồng/lít thì lợi nhuận là:
(10* 40.000) – 214.080 = 185.920 (VNĐ).
b. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có sử dụng enzyme.
Các loại nguyên vật liệu và nhiên liệu sử dụng cho một mẻ nấu được mua theo
giá hiện hành trên thị trường, tổng chi phí được thể hiện trên bảng 4.19.
Bảng 4.19. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có sử dụng enzyme.
STT Tên vật liệu Số lượng (kg) Đơn giá (VNĐ) Thành tiền
1 Gạo nếp 10 14.500 145.000
2 Men 0,3 30.000 10.000
3 Nước 300 12 3.600
4 Enzyme SEBflo-TL 0,05 500.000 2.500
5 Enzyme SEBrew- GL 0,08 250.000 2.000
6 Than 5 3.000 15.000
7 Điện 3(kw) 1.600 4.800
8 Cộng 183.650
9 Chi phí khác: 20% 36.730
10 Tổng chi phí 220.380
Căn cứ kết quả trong bảng 4.8, khi sử dụng kết hợp hai chế phẩm enzyme là
SEBflo-TL và SEBrew-GL theo tỷ lệ (0,05% : 0,08%) vào quy trình sản xuất rượu nếp
truyền thống đã cho thấy hàm lượng cồn của rượu tăng từ 40% lên 46% ở cùng thể tích
(10 lít). Vậy, hiệu suất thu hồi đã tăng được là 11,5% so với mẫu đối chứng. Việc ứng
dụng chế phẩm enzyme vào trong sản xuất rượu nếp truyền thống đã đem lại hiệu quả
cao, lợi nhuận đạt được là:
(11,5 * 40.000) – 220.380 = 239.620 (VNĐ).
73
* Chênh lệch lợi nhuận khi sử dụng chế phẩm enzyme với mẫu đối chứng là:
239.620 – 185.920 = 53.700 (VNĐ)
* Hiệu quả kinh tế của mẫu có sử dụng chế phẩm enzyme là:
(53.700/220.380) *100 = 24,37 (%).
Theo tính toán, khi sử dụng các chế phẩm enzyme, lợi nhuận tăng ở mức 24,76%
so với mẫu đối chứng, con số này chỉ mang tính chất tương đối do các chi phí khác trong
công thức tính bao gồm nhân công, ăn ca, …. chỉ được tính ở mức 20% so với chi phí
nguyên, nhiên liệu.
Ngoài doanh thu từ sản phẩm chính là rượu còn có từ nguồn bã hèm được bán
với giá 20.000 đồng/mẻ.
74
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận:
1. Đã xác định được thành phần hóa học của các nguyên liệu gạo nếp DT21; nước
sinh hoạt, nước mềm, nước tinh khiết ứng dụng trong sản xuất rượu nếp truyền
thống của Nam Định.
2. Đã xác định được thành phần một số vi sinh vật có trong bánh men Hải Hậu sử
dụng trong sản xuất rượu nếp truyền thống. Các chủng nấm men được xác định
là Saccharomyces cerevisiae, chủng nấm mốc có trong bánh men thuộc loài
Rhizopus microsporus; chủng giả nấm men – thuộc loài Saccharomycopsis
fibuligera.
3. Đã khảo sát và xác định được tỷ lệ bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL là
0,05% và SEBrew-GL là 0,08% so với chất khô của gạo nếp. Đây là tỷ lệ các chế
phẩm bổ sung rất phù hợp, phát huy được tính đặc hiệu, thủy phân triệt để trên
cơ chất. Hiệu suất thu hồi cồn tăng khoảng 15% (hàm lượng cồn tăng từ 40% lên
46% v/v) so với phương án đối chứng không sử dụng enzyme.
4. Đã xác định được phương pháp chưng cất tách loại một phần các hợp chất bay
hơi không mong muốn cho chất lượng sản phẩm, loại bỏ 3% rượu đầu là giải
pháp phù hợp để thu rượu giữa phục vụ cho công đoạn tàng trữ. Sản phẩm rượu
trắng (rượu giữa) sau khi được chưng cất hai lần được tàng trữ để nâng cao chất
lượng sản phẩm.
5. Đã xác định được phương pháp tàng trữ rượu giữa (loại bỏ 3% rượu đầu) với 4%
phoi gỗ sồi trong thùng gỗ sồi, thời gian tàng trữ 90 ngày đem lại sản phẩm rượu
nếp có màu hổ phách, hương thơm đặc trưng của rượu nếp Nam Định. Chất lượng
sản phẩm đáp ứng TCVN 7043:2013. Điểm cảm quan của sản phẩm là 16,08 đạt
loại khá.
75
Đề nghị:
1. Làm tốt công tác tuyên truyền về ứng dụng các chế phẩm enzyme trong đời sống
nói chung và nghề sản xuất rượu truyền thống nói riêng. Việc ứng dụng enzyme
công nghiệp trong sản xuất rượu truyền thống vẫn còn là một điều mới mẻ, chưa
phổ biến. Các nhà khoa học cần có giải pháp tiếp cận để ứng dụng công nghệ
enzyme vào thực tiễn sản xuất đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân.
2. Tiếp tục kéo dài thời gian tàng trữ rượu nếp với vật liệu gỗ sồi để thu nhận sản
phẩm có chất lượng cao hơn.
3. Tìm kiếm cơ hội phát triển mở rộng quy mô để phát triển sản phẩm mới là rượu
whisky nếp cho ngành đồ uống có cồn.
76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Xuân Bách (2016), Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu whisky từ malt
đại mạch và nguyên liệu thay thế ở Việt Nam, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội.
2. Ngô Thị Thu Hiền (2012), Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên
liệu nếp cái hoa vàng ở Việt Nam, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội.
3. Hoàng Đình Hòa (2002), Công nghệ sản xuất Malt và Bia, Nhà xuất bản Khoa
học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Thuý Hường (2011), Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và mô
hình sản xuất rượu đặc sản Mai Hạ, Hoà Bình, Đề tài thuộc Đề án phát triển và
ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020,
Viện Công nghiệp Thực phẩm.
5. Trần Thanh Hùng, Lê Văn Chánh, Mai Văn Hào, Lê Đình Điểu, Phạm Duy Hải,
Nguyễn Thị Hồng, Lê Trọng Tình, Nguyễn Quang Hào, Phạm Văn Phước,
Dương Xuân Diêu, Phan Công Kiên (2011), Nghiên cứu công nghệ sản xuất
Rượu Brandy từ quả nho Việt Nam, Đề tài thuộc Đề án phát triển và ứng dụng
công nghệ sinh học trong lĩnh vực CNCB đến năm 2020, Viện nghiên cứu Bông
và Phát triển nông nghiệp Nha Hố - Bộ Công thương.
6. Nguyễn Công Khẩn, Hà Thị Anh Đào (2007), Bảng thành phần thực phẩm Việt
Nam, Viện Dinh Dưỡng, Nhà xuất bản Y học.
7. Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Nguyệt, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ
Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thủy Hương, Phan Thụy Huyền (2004),
Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
8. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thuỷ, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị
Lan Chi (2007), Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, Nhà xuất
bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
77
9. Lương Đức Phẩm (2009), Nấm men công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội.
10. Vũ Thị Kim Phong, Nguyễn Thị Hồng Chi, Trần Thị Lan, Nguyễn Đắc Kiên,
Hoàng Liên Hương, Nguyễn Văn Cường, Lê Hoài Thanh, Hồ Việt Hưng,
Nguyễn Thị Hợi (2011), Nghiên cứu công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải
và quả mận của Việt Nam, Đề tài thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ
sinh học trong lĩnh vực CNCB đến năm 2020, Công ty Cổ phần Cồn rượu Hà Nội
- Bộ Công thương.
11. Phạm Văn Thiêm (2010), Hoàn thiện công nghệ, thiết bị và xây dựng dây chuyền
sản xuất rượu đặc sản truyền thống quy mô công nghiệp năng suất 3 triệu lít/năm,
dự án sản xuất thử nghiệm thuộc Chương trình KHCN cấp nhà nước KC-06.
12. Nguyễn Minh Thu (2016), Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt
đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam, đề tài thuộc Đề án “phát triển và
ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020”.
13. Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2007), Công nghệ sản xuất và kiểm
tra cồn etylic, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
14. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7043:2013 về rượu – Rượu trắng.
15. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8007:2009 về Rượu-Chuẩn bị mẫu thử và kiểm tra
cảm quan
16. Analitica – EBC (2005), Hans Carl Getranke – Fachverlag Hans Carl, Nurnberg.
17. Anthony, C. Lee., Yusaku Fujio (1997). “Amylolytic activities of fungal isolates
from Banh Men, a fermentation starter from Vietnam”. Annual reports of IC
Biotech, Vol.20, Osaka University, Osaka, Japan, p. 155 – 163.
18. Gardes, M., & T.D. Bruns (1993). “ITS primers with enhanced specificity for
basidiomycetes - application to the identification of mycorrhizae and rusts”
Molecular Ecology, 2, 113-118.
78
19. Kimura, M. (1980), “A simple method for estimating evolutionary rate of base
substitutions through comparative studies of nucleotide sequence”. Journal
of Molecular Evolution 16: 111-120.
20. Kunze, W. (2004), Technology Brewing and Malting, 3-th editon, International
edition, VLB Berlin.
21. Kurtzman, C.P., Fell. J. (1998). Definition, classification and nomenclature of
the yeasts, The Yeasts, A Taxonomic Study.
22. Miller, G., L. (1959), “Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of
reducing sugar”, Anal. Chem, 31 (3), 426-428, DOI: 10,1021/ac60147a030.
23. Saitou N. and Nei M. (1987), “The neighbor-joining method: a new method for
reconstructing phylogenetic trees”. Molecular Biology and Evolution 4, 406-425.
24. Кабзев, Й; Ст, Манчев; Г, Владимиров (1993), Технология на пивото и
безалкохолни напитки, изд. „Земиздат”, София.
25. Маринов, М., М. (2005), Технология на високоалкохолните напитки и
спирта, Академично издателство на УХТ – Пловдив.
79
PHỤ LỤC
Phụ lục 1:
80
Phụ lục 2
81
82
Phụ lục 3