1
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------
NGUYỄN XUÂN BÁCH
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
RƯỢU WHISKY TỪ MALT ĐẠI MẠCH VÀ
NGUYÊN LIỆU THAY THẾ Ở VIỆT NAM
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
Giáo viên hướng dẫn 1: TS.Đặng Hồng Ánh
Giáo viên hướng dẫn 2: GVCC.TS Nguyễn Minh Hệ
Hà Nội - Năm 2016
2
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ATVSTP : An toàn vệ sinh thực phẩm
CNTP : Công nghiệp thực phẩm
CFU : Số lượng tế bào (colony-forming unit)
FAN : Axit amin tự do (free amino nitrogen)
FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực (Food and Agriculture Organization)
GC : Sắc ký khí (Gas Chromatography)
GC-MS : Sắc ký khí khối phổ (Gas Chromatography Mass Spectrometry)
HP : Mức độ nướng nhiều (heavy toased)
LP : Mức độ nướng nhẹ (light toasted)
MP : Mức độ nướng vừa (medium toasted)
OD : Mật độ quang (optical density)
UP : Không nướng (untoasted)
KPH : Không phát hiện
TCCL : Tiêu chuẩn chất lượng
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
3
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
DANH MỤC BẢNG
Tên bảng Trang
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa Việt Nam qua các năm 10
Bảng 1.2. Hàm lượng chất dinh dưỡng có trong hạt gạo 10
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam qua các năm 11
Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của hạt ngô 12
Bảng 1.5. Độ ẩm một số loại gỗ sồi thương mại 17
Bảng 2.1. Điểm tiêu chuẩn cho từng chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm 38
Bảng 2.2. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu 39
Bảng 2.3. Hạng chất lượng của sản phẩm 39
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ malt 45
Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ gạo 45
Bảng 3. 3. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ ngô 46
Bảng 3.4. Kết quả chưng cất rượu lần thứ nhất 47
Bảng 3.5. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Malt lần thứ hai 49
Bảng 3.6. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Gạo lần thứ hai 51
Bảng 3.7. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Ngô lần thứ hai 53
Bảng 3.8. Biến đổi màu rượu (OD 420nm) theo thời gian khi ngâm với các loại gỗ sồi có
mức độ nướng khác nhau
56
Bảng 3.9. Biến đổi màu của rượu (OD420nnm) theo thời gian khi ngâm ủ gỗ sồi nướng ít
với các tỉ lệ khác nhau
60
Bảng 3.10. Biến đổi của màu rượu (OD420nnm) theo thời gian khi ngâm ủ gỗ sồi nướng
nhiều với các tỉ lệ khác nhau
61
Bảng 3.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ 65
Bảng 3.12. Chất lượng rượu Whisky sau khi được phối chế 67
4
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Tên hình Trang
Hình 1.1.Thị phần của rượu mạnh trên toàn thế giới năm 2009 7
Hình 1.2. Một số chất thơm được tạo thành trong quá trình ủ rượu bằng thùng gỗ sồi 21
Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn glucose theo phương pháp Nelson - Somogi 30
Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn Albumin theo phương pháp Lowry 31
Hình 2.3. Đường chuẩn axit gallic theo phương pháp Singleton 36
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới chất lượng dịch thủy phân
nguyên liệu malt đại mạch
41
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân đến độ nhớt (cPs)
của dịch đường hóa từ nguyên liệu gạo và ngô
42
Hình 3.3. Ảnh hưởng nồng độ Neutrase và thời gian đạm hóa đến lượng FAN thu
được trong dịch thủy phân
43
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân
đến hàm lượng đường thu được
44
Hình 3.5. Động học của quá trình lên men ở nhiệt độ 25°C khi sử dụng chủng EC1118 46
Hình 3.6. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi
ngâm gỗ sồi với các mức độ nướng khác nhau
57
Hình 3.7. Kết quả cảm quan các mẫu rượu được ngâm chiết với phoi gỗ sồi có mức độ
nướng khác nhau
58
Hình 3.8. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi
ngâm gỗ sồi mức độ nướng ít với các tỉ lệ khác nhau
62
Hình 3.9. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi
ngâm gỗ sồi mức độ nướng nhiều với các tỉ lệ khác nhau
63
Hình 3.10. Kết quả cảm quan rượu Whisky khi ngâm ủ gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau 64
Hình 3.11. Đánh giá thị hiếu các chỉ tiêu chất lượng với các mẫu Whisky 66
Hình 3.12. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Whisky từ malt đại mạch và nguyên
liệu thay thế của Việt Nam
68
5
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước có truyền thống sản xuất đồ uống từ cồn lâu đời đặc biệt là
các loại rượu cao độ đã được sử dung rộng rãi. Hiện nay các loại rượu cao độ được
nhập khẩu vào nước ta với số lượng lớn đặc biệt là các loại rượu màu mà tiêu biểu là
rượu Whisky. Rượu Whisky được sản xuất từ nguồn nguyên liệu là malt đại mạch và
các loại ngũ cốc khác. Việt Nam hiện nay là nước sản xuất nông nghiệp với các sản
phẩm ngũ cốc dồi dào phong phú với tổng sản lượng gạo cả nước sản xuất được đạt
43,7 triệu tấn, tiếp đến là ngô với tổng sản lượng đạt 4,97 triệu tấn ( theo tổng cục
thống kê-2013) là nguồn nguyên liệu thích hợp, rẻ tiền cho sản xuất rượu Whisky. Vì
vậy để sản xuất được loại rượu Whisky nội địa có chất lượng tốt, giá thành phù hợp
thì đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và
nguyên liệu thay thế của Việt Nam” được thực hiện.
Whisky là một dòng rượu nổi tiếng trên thế giới có lịch sử phát triển từ thế kỷ
15 và đã được sản xuất với số lượng lớn ở nhiều nước trên thế giới. Mặc dù đã du
nhập và được ưa chuộng ở thị trường Việt Nam từ 20 năm nay tuy nhiên vẫn chưa có
một nghiên cứu bài bản nào về sản xuất rượu Whisky tại Việt Nam.
Các thí nghiệm trong luận văn này tập trung vào xử lý, đánh giá các nguyên liệu
để sản xuất rượu Whisky bao gồm malt đại mạch, gạo, ngô, gỗ sồi trong các khâu
đoạn đường hóa, lên men, chưng cất, tàng trữ và sản phẩm cuối. Từ đó đưa ra được
quy trình sản xuất rượu Whisky cho từng loại nguyên liệu đầu vào và các mẫu sản
phẩm đạt chất lượng ở đầu ra.
Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn về sản xuất rượu
Whisky tại Việt Nam và các kết quả nghiên cứu này là khời đầu cho việc sản xuất
rượu Whisky mang thương hiệu Việt.
6
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
I.1. Giới thiệu về rượu Whisky [1,5, 7, 22]
Rượu Whisky là một loại rượu cao độ rất phổ biến trên thế giới với sức tiêu thụ
hàng năm lên đến hơn 3 tỷ lít/năm và được tiêu thụ ở hàng trăm nước trên thế giới
trong đó có Việt Nam. Trong các loại rượu mạnh trên thế giới thì Whisky là loại rượu
phổ biến thứ hai (chiếm 12%) chỉ sau rượu trắng (chiếm 23%).
Hình 1.1.Thị phần của rượu mạnh trên toàn thế giới năm 2009
Nguồn gốc của rượu Whisky bắt nguồn tại Scotland từ cuối thế kỷ 15 nhưng tồn
tại ở dạng thô không qua tàng trữ và có mùi vị rất đậm và nặng. Đến thế kỷ 17 Whisky
được hoàn thiện dần về hương vị tương tự như hiện nay. Sau cuộc di dân vào Mỹ do
khan hiếm nguồn nguyên liệu nên sản suất rượu Whisky từ 100% malt đại mạch đã
được thay thế bằng các loại ngũ cốc khác. Hiện nay rượu Whisky được sản xuất thành
rất nhiều dòng sản phẩm khác nhau từ các nguồn nguyên liệubiệt được phân loại như
sau:
White spirits
23%
whisky
12%
Rhum
7%
brandy and
cognac
6%
liqueurs
5%
tequila
1%
other spirits
46%
7
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
 Phân loại theo loại ngũ cốc:
- Malt: là loại Whisky được làm từ mạch nha.
- Grain: là loại Whisky được sản xuất từ lúa mạch.
- Rye: là loại Whisky chủ yếu được sản xuất từ lúa mạch đen, ít nhất là 51%.
- Bourbon: là loại Whisky chủ yếu được sản xuất từ ngô, ít nhất 51% và được chưng
cất tối đa là 81%V và được tàng trữ tối đa là 61%V.
 Phân loại theo quy trình sản xuất:
Tên gọi một phần cũng thể hiện rõ quy trình sản xuất của từng loại Whisky:
- Single: là loại Whisky có nguồn gốc chỉ từ một lò nấu rượu riêng lẻ thường dùng cho
Whisky của Scotland: Single-Malt-Whisky.
- Straight: là loại Whisky có nguồn gốc chỉ từ một lò nấu rượu riêng lẻ thường dùng
cho Whiskey của Mỹ.
- Blend: là loại Whisky đã được pha trộn. Trong lúc sản xuất nhiều loại Whisky khác
nhau từ nhiều lò nấu rượu khác nhau được pha vào với nhau. Trong một số sản phẩm
có đến 70 loại Whisky khác nhau.
- Pot Still: là loại Whisky được sản xuất chỉ dùng loại bình nấu cổ điển, thường dùng
cho một số loại Whisky của Ireland.
- Pure Pot Still: là loại Whisky được sản xuất chỉ dùng mạch nha trong các bình nấu
rượu cổ điển, thường dùng cho một số loại Whisky riêng lẻ của Ireland.
 Các cách phân loại khác:
- Cask strength (độmạnh thùng):Sau khi được trữ trong thùng người ta không cho thêm
nước vào whisky nữa để đạt đến một nồng độ rượu nhất định. Nồng độ rượu của
những loại whisky này khác nhau vì thay đổi tùy theo thời gian trữ, điều kiện môi
trường, chất lượng của thùng chứa và nồng độ rượu của phần cất nguyên thủy.
- Vintage (năm sản xuất): Loại whisky được sử dụng có nguồn gốc từ năm được ghi
chú.
8
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
- Single cask (thùng riêng lẻ): Loại whisky này có nguồn gốc từ một thùng rượu riêng
lẻ (thường dùng cho Whisky của Scotland). Single barel (thùng riêng lẻ): Loại whisky
này có nguồn gốc từ một thùng rượu riêng lẻ (thường dùng cho Whisky của Mỹ).
Các nước sản xuất rượu Whisky hàng đầu trên thế giới đều đưa ra các định nghĩa
riêng về Whisky tùy thuộc với dòng sản phẩm của riêng họ với tên gọi như: Scotch,
Irish hay American Whisky, Canadian Whisky, Indian Whisky.... Tóm chung lại rượu
Whisky là sản phẩm rượu cao độ có nồng độ cồn từ 40% (thường từ 40-60%); được
lên men từ nguyên liệu là malt đại mạch và (hoặc) ngũ cốc; được đem trưng cất từ
40-95% cồn; hương, vị được tách triết từ gỗ sồi; thời gian tàng trữ từ 3 năm trở lên.
I.2. Giới thiệu về sản xuất rượu tại Việt Nam[3, 24].
Việt Nam là nước có truyền thống nông nghiệp và văn hóa uống rượu lâu đời.
Rượu truyền thống ở Việt Nam là rượu trắng (thường là rượu cao độ) với rất nhiều
các tên tuổi nổi tiếng gắn liền với từng vùng miền như: rượu Làng Vân (Bắc Giang),
rượu ngô Thanh Vân (Hà Giang), rượu Mai Hạ (Hòa Bình), rượu Mẫu Sơn (Lạng
Sơn), rượu Sán Lùng (Lào Cai), rượu Bàu Đá (Bình Định), rượu Đế Bến Lức, Gò
Đen (Long An)…Tuy nhiên do quy mô sản suất mới dừng ở mức độ làng nghề, thiết
bị máy móc thô sơ, thiếu đầu tư khoa học kỹ thuật nên đến nay Việt Nam vẫn chưa
có sản phẩm rượu truyền thống nào thành thương hiệu quốc gia. Rượu cao độ ở Việt
Nam phần lớn là do dân sản xuất thủ công. Theo số liệu báo cáo của sở công thương
các tỉnh, tổng sản lượng rượu dân tự nấu đạt 242,412triệulít/năm. Trong đóloại rượu
nấu ở các địa phương có truyền thống khoảng 82,412 triệu lít/năm. Sản lượng rượu
dân tự nấu rải rác ở các địa phương còn lại không thống kê được, ước còn khoảng
160 triệu lít. Các nhà sản xuất rượu cao độ quy mô công nghiệp tại Việt Nam chủ yếu
sản xuất rượu Vodka như: Công ty Cổ phần Cồn Rượu Hà Nội, Công ty Cổ phần Cồn
Rượu Bình Tây (Tp Hồ Chí Minh), Công ty Cổ phần Bia Rượu Đồng Xuân (Phú
Thọ)… và một số thương hiệu rượu Vodka đang bắt đầu đi vào được thị trường như
rượu Vodka Men, Vodka Avinaa, Vodka Cá sấu… với tổng sản lượng khoảng 70
triệu lít/ năm.
9
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Các loại rượu màu cao độ tại Việt Nam đều được nhập khẩu như Jonnie Walker,
Chivas, Jack Daniels Crown Royal, XO… với mức thuế cao (thuế nhập khẩu 60%,
thuế tiêu thụ đặc biệt 75% và thuế VAT 10%) đẩy giá thành lên rất cao. Ngoài ra việc
sản xuất rượu giả tại Việt Nam vẫn chưa kiểm soát được (theo phòng thị trường Hà
Nội thống kê năm 2013, có tới 95% rượu ngoại trên thị trường là hàng giả hoặc có
xuất xứ không rõ ràng). Điều đó làm cho khả năng tiếp cận của người tiêu dùng với
các sản phẩm rượu màu chất lượng trở nên thấp đi. Hiện nay Việt Nam cũng chưa có
một công trình nghiên cứu nào về rượu Whisky được công bố cũng như chưa có một
tiêu chuẩn cụ thể cho rượu Whisky và cũng chưa có sản phẩm rượu Whisky mang
thương hiệu Việt Nam.
I.3. Giới thiệu một số nguyên liệu thay thế để sản xuất Whisky ở Việt Nam
I.3.1. Gạo
Gạo là sản phẩm từ cây lúa.Cây lúa đã gắn bó và đi sâu vào còn người làng quê
Việt Nam. Ở nước ta hai vùng trồng lúa nhiều nhất là đồng bằng sông Cửu Long và
đồng bằng sông Hồng. Mặc dù diện tích ngày càng bị thu hẹp nhưng sản lượng lúa
nước ta vẫn liêntục tăng nhờ vào việc áp dụng các cải tiến khoa học kỹ thuật, sử dụng
các giống cây trồng mới cho năng suất cao. Không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước
mà còn xuất khẩu ra thị trường bên ngoài.Theo thống kế của FAO năm 2008, Việt
Nam có sản lượng lúa đứng thứ 5 trên thế giới. Trong nhiều năm gần đây, Việt Nam
đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới.
10
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa Việt Nam qua các năm.
(Nguồn: Niêm giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê, Nhà xuất bản thống kê)
Năm
Diện tích
(nghìn ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(nghìn tấn)
2005 7329,2 48,9 35832,9
2006 7324,8 48,9 35849,5
2007 7207,4 49,9 35842,7
2008 7422,2 52,3 38729,8
2009 7437,2 52,4 38950,2
2010 7489,4 53,4 40005,6
2011 7655,4 55,4 42398,5
2012 7761,2 56,4 43737,8
2013 7899,4 55,8 44076,1
Gạo không chỉ là lương thực chiếm 80% năng lương bữa ăn cho người Việt
mà còn là nguyên liệu sản xuất nhiều đồ uống có cồn như rượu nếp... nó có nhiều giá
trị dinh dưỡng.
Bảng 1.2. Hàm lượng chất dinh dưỡng có trong hạt gạo.
Thành phần Tỉ lệ
Gluxit 72-73%
Protein thô 7-9%
Lipid thô 1,3-2%
Chất tro 1,0-1,5%
Nước 12-15%
11
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
I.3.2. Ngô
Ở Việt Nam, ngô là loại cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa. Có nhiều
loại ngô, thường được xếp vào các loại khác nhau về cả tính chất và công dụng như
ngô nếp (hạt màu trắng, dẻo hạt), chủ yếu để ăn; ngô tẻ (hạt màu trắng hoặc vàng),
cứng nhưng sản lượng cao nên dùng làm thức ăn cho gia súc; ngô đường (hạt màu
vàng không đều), vị ngọt và ngô rau (bắp nhỏ, ít tinh bột) dùng để ăn.
Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam qua các năm.
(Nguồn: Niên giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê)
Năm
Diện tích
(1000 ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Sản lượng
(1000 tấn)
2006 1033,1 37,3 3854,6
2007 1096,1 39,3 4303,2
2008 1140,2 40,1 4573,1
2009 1089,2 40,1 4371,7
2010 1125,7 41,1 4625,7
2011 1121,3 43,1 4835,6
2012 1156,6 43,0 4973,6
2013 1172,5 44,3 5193,5
Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến
nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay. Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản
lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao
hơn hẳn các loại cây trồng khác. Năm 2008, diện tích trồng ngô của cả nước (trong
đó 90% diện tích là ngô lai) đạt 1140,2 nghìn ha, tổng sản lượng trên 4573 nghìn tấn.
Đến năm 2013, diện tích đạt 1172,5 nghìn ha, tổng sản lượng lên tới trên 5193 nghìn
tấn, cao nhất từ trước tới nay. Các giống ngô lai của Việt Nam bước đầu cũng đã xuất
bán sang các nước Bangladesh, Cam-pu-chia, Lào, Quảng Tây - Trung Quốc,
Pakistan, Indonesia, Ấn Độ…(Theo Viện nghiên cứu ngô).
12
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của hạt ngô.
Đơn vị: % so với trọng lượng hạt
Thành phần
Giống ngô
Ngô đá Ngô răng
ngựa
Ngô bột
Tinh bột 63,5 70,55 69,0
Gluxit hòa tan 4,5 3,5 3,25
Chất béo 5,8 5,4 4,25
Protid 12,8 11,5 12,53
Xenluloza 1,78 1,81 1,71
Pentozan 4,34 4,25 4,05
Tro 1,61 1,45 1,35
Một số chất khác 0,67 1,54 1,86
Có thể thấy, hạt ngô có giá trị dinh dưỡng tương đối cao, chứa đầy đủ các chất
dinh dưỡng cần thiết cho người, trong đó hàm lượng lipid và protid trong ngô nhiều
hơn trong gạo. Với giá trị dinh dưỡng cao, ngô rất thích hợp để nấu rượu.
I.4. Ứng dụng enzym trong sản xuất rượu Whisky
I.4.1. Amylase [8]
Amylase là enzym thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội
phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước.
R-R’ + H-OH  RH + R’OH
Amylase thủy phân tinh bột, glucogen và dextrin thành glucose, maltose và
dextrin hạn chế. Các enzyme amylase có trong nước bọt (còn được gọi là ptyalin),
trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn,
nấm men, vi khuẩn.
13
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
 α-amylase: Thuộc nhóm enzyme nội bào tử thủy phân các liên kết bên trong chuỗi
polysaccharide, chuyển hóa tinh bột thành maltose, maltotrose, glucose và dextrin
phân tử thấp. Tuy nhiên thông thường α-amylase phân tinh bột thành dextrin và một
ít maltose. Một số đặc điểm là α-amylase chiết suất từ nâm mốc thì chỉ tấn công những
hạt tinh bột bị hư tổn cho sản phẩm cuối cùng là glucose và maltose. α-amylase nấm
sợi tấn công liên kết 1,6-glucoside của amylopectin nên khi thủy phân sẽ cho các
dextrin, pH thích hợp từ 4,0- 4,8, nhiệt đô tối thích 50°C, và bị vô hoạt ở 70°C. Chế
phẩm thương mại như Termamyl, Spezyme…
 β-amylase, γ-amylase:Thuộc nhóm enzyme ngoại bào. Thủy phân các liên kết bên
trong chuỗi polysaccharide.
- β-amylase: không thủy phân hạt tinh bột nguyên vẹn mà thủy phân mạnh mẽ hồ
tinh bột. Nó phân giải 100% amylose thành maltose và 54-58% amylopectin thành
maltose. pH tối thích là 4,6, nhiệt độ 40- 50°C, bị vô hoạt ở 70°C, phổ biến trong giới
thực vật đặc biệt trong hạt nảy nầm. Trong vi khuẩn không có β-amylase.
- γ-amylase: có khả năng xúc tác thủy phân liên kết 1,4 và 1,6-glucan. Nó thủy phân
polysaccharide từ đầu không khử để tạo glucose. Có khả năng thủy phân hoàn toàn
tinh bột, glucogen, amylopectin, maltose tới glucose. Được tìm thấy trên Rhizopus
delemer, Asp. niger, Asp. oryzae, ở các nhóm vi sinh vật khác và ở mô động vật. pH
tối thích 3,5- 5,5. Một số enzyme thương mại như: Dextrozyme, AMG, Stargen…
I.4.2. Protease [7,9,10]
Là enzym thủy phân protein được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Giúp
tăng nhanh quá trình sản xuất, tăng hiệu suất trích ly, thủy phân hoàn toàn các chất
protein làm giảm độ nhớt… nhờ khả năng xúc tác thủy phân liên kết peptit (CO-NH)
trong phân tử protein và các cơ chất tương tự. Nhiều protease có khả năng liên kết
este và vận chuyển axitamin. Được thu nhận từ nhiều nguồn như động vật, thực vật
và vi sinh vật, nhưng phong phú nhất là là vi khuẩn, nấm mốc Asp. oryzae, xạ khuẩn.
Phân loại theo quốc tế chia làm 4 nhóm:
14
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
- Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu N của mạch polypeptit.
- Cacboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu C của mạch
polypeptit.
- Pipeptidhydrolase: xúc tác thủy phân các liên kết peptit.
- Proteinase: xúc tác thủy phân các liên kết peptit nội mạch.
Một số chế phẩm enzym thương mại như : Neutrase 0.8L, Fermgen…
I.5. Nấm men trong sản xuất rượu Whisky [3]
Nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu Whisky chủ yếu là các chủng thuần
khiết thuộc loài Saccharomyces cerevisiae được phân lập và tuyển chọn tại các viện
nghiên cứu, phát triển tố ở nhiệt độ 25- 30°C. loài này có những đặc điểm cơ bản về
hình thái và sinh lý như sau:
- Tế bào có dạng hình cầu hoặc hình bầu dục, kích thước từ 3-5×10µm. Cấu tạo
đơn bào bao gồm các thành phần: thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, nhân, ty thể,
ribosome, không bào… và các hạt dự trữ.
- Là loài dị dưỡng cacbon, hiếu khí thùy tiện, trong môi trường hiếu khí thì tổng
hợp tạo sinh khối, trong điều kiện yếm khí thì thực hiện quá trình lên men. Sinh sản
vô tính bằng cách nảy chồi.
Chủng nấm men tốt cho sản xuất rượu cần phải đáp ứng được những yêu cầu
sau:
- Hoạt lực lên men cao, chịu được độ rượu cao, có khả năng phát triển và hoạt
động trong môi trường axit, ổn định và chịu được những biến đổi của môi trường.
- Khả năng lên men nhanh và nhiều loại đường khác nhau, càng triệt để càng
tốt, tạo ra ít sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ.
- Tạo cho rượu những hương vị thơm ngon đặc trưng, không bị nhiễm mùi lạ và
tạo váng trên bề mặt rượu.
15
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
I.6. Gỗ sồi trong sản xuất rượu Whisky
I.6.1. Cấu trúc của gỗ sồi [7,22,9,10]
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.
Cellulose là thành phần phổ biến nhất của gỗ, chiếm khoảng ½ khối lượng.
Cellulose được mô tả như là một polyme tuyến tính với một cấu trúc chuỗi thống nhất
bao gồm các anhydroglucopyranose đơn vị. Các đơn vị liên kết này bị ràng buộc bởi
gốc β-(1-4)-glycosidic được hình thành bởi việc loại bỏ một phân tử nước của các
nhóm hydroxyl ở vị trí C1 và C4 của glucose. Hydro liên kết giữa các nhóm hydroxyl
trên cellulose liền kề các phân tử là kết quả của việc hình thành sợi, do đó tạo ra một
cấu trúc thượng tầng cho phần còn lại của thành phần gỗ.
Ngoài cellulose, thành tế bào còn chứa các polysaccharide khác như
hemicellulose. Các hợp chất này được phân nhánh heteropolyme ngắn hơn nhiều so
với các phân tử cellulose.Nó bao gồm chủ yếu các thành phần là đường, có thể được
chia thành các nhóm như pentose, hexose, axit hexuronic và deoxyhexose.Chuỗi
chính của một phân tử hemicellulose bao gồm một hoặc nhiều đơn vị đường, và gắn
liền với chuỗi này là các thành phần khác như acid 4-0-methylglucuronic và galactose
. Thành phần chính thứ ba của gỗ là lignin, là một cao phân tử có phân nhánh.Lignin
nằm ở cả thành tế bào và các khu vực gian bào, có vai trò liên kết các tế bào gỗ .
Các tannin trong gỗ sồi là các ester axit gallic của glucose và axit ellagic. Tannin
là chất kết tủa với protein.Tannin gỗ sồi cũng được gọi là ellagitannin hay
gallotannin.Ellagitannin là những hợp chất phenol chính của gỗ sồi.
16
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
I.6.2. Một số loại gỗ sồi trên thế giới
 Gỗ sồi Mỹ: [9, 11, 12]
Cây sồi ở Mỹ được trồng chủ yếu ở vùng phía bắc như Missouri, Minnesota và
Wisconsin. Màu của loại này có màu nâu xám, loại cây này có đường kính nhỏ nhưng
chiều cao rất dài nên chống chịu được các điều kiện thiên nhiên rất tốt, dễ trồng diện
rộng và cứng, chắc rất phù hợp để sản xuất thùng gỗ sồi.
Sồi Mỹ có thớ gỗ lỏng và vị tannin nhạt.Khi xử lý sồi Mỹ, người ta thường cưa
thành từng thanh nhỏ, cách này làm cho rượu được tiếp xúc nhiều hơn với acid lactic
trong gỗ và nhờ đó mà có nhiều mùi sữa dừa.
Gỗ sồi Mỹ có vị ngọt hơn, hương cũng đượm hơn so với gỗ sồi Pháp. Vì vậy,
gỗ sồi Mỹ thường được sử dụng để ủ những loại rượu có mùi mạnh mẽ. Thùng gỗ sồi
Mỹ rất thích hợp để làm ra những loại rượu có hương vị ủ với thời gian ngắn.
 Gỗ sồi Pháp:[9, 12, 13, 25]
Cây sồi của Pháp chủ yếu trồng ở rừng miền Trung và Tây nam như Allier,
Limousin, Nevers, Troncais và Vosges. Gỗ từ mỗi vùng này lại có những đặc tính
riêng khác nhau, vì thế tùy theo loại rượu định làm mà người ta sẽ quyết định dùng
thùng đóng từ gỗ ở vùng nào, độ hun gỗ ra sao…
Gỗ sồi ở Pháp có rất nhiều điểm khác so với gỗ sồi ở Mỹ về màu, hương và hàm
lượng các chất hoà tan như tannin và một số chất khác. Gỗ sồi Pháp có vị ngọt và
mạnh hương vanilla rõ rệt, trong khi đó gỗ sồi Mỹ có vị gắt hơn do lượng axit lactic
trong thân cây cao gấp 3- 4 lần. Sồi Pháp có thớ gỗ chắc và rất dễ chẻ dọc theo thớ
mà không cần phải cưa. Cách này làm cho rượu tiếp xúc dọc theo thớ gỗ và nhờ đó
mà có mùi vanilla mạnh hơn.
17
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Bảng 1.5. Độ ẩm một số loại gỗ sồi thương mại.
STT Các loại gỗ sồi Độ ẩm (%)
1 Gỗ sồi trắng Mỹ (loại tốt) 22,0
2 Gỗ sồi trắng Mỹ (loại bình thường) 22,6
3 Gỗ sồi trắng của Mỹ (tuổi của cây 30 năm) 20,4
4 Gỗ sồi trắng của Mỹ (tuổi của cây 56-60 năm) 18,6
5 Limousan của Pháp 9,3
Hiện có khoảng 300 loại gỗ sồi phân bố khắp nơi trên thế giới. Một số nước
như: Tây Ban Nha, Ý, Rumani, Nam Phi, Úc, Indonesia cũng có nhiều loại gỗ sồi
nhưng chất lượng không tốt bằng. Gỗ sồi đến từ Canada được coi là trung hoà các
đặc tính của hai kiểu gỗ Mỹ và Pháp. Bản thân người Pháp bây giờ cũng dùng gỗ sồi
của vùng rừng Adygey gần biển Đen của Nga vì giá rẻ hơn. Còn người Ý lại chuộng
những thùng đựng gỗ sồi đến từ Slovenia bởi chúng có thớ gỗ chắc, vị nồng thấp và
độ tannin vừa phải.
Hiện nay rất nhiều công ty bán các sản phẩm gỗ sồi có các kích thước (dạng
phoi, dạng bột, dạng mảnh vụn nhỏ...) và mức độ nướng khác nhau.Các loại gỗ này
có kích thước nhỏ dùng để đưa trực tiếp vào trong rượu nhằm rút ngắn thời gian tàng
trữ và giá thành thấp hơn.
I.6.3. Một số hợp chất bay hơi có trong gỗ sồi
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
nhómnguyên tử đặc biệt là nhóm mang mùi quyết định. Tuy nhiên nếu tăng số
nhómmang mùi trong phân tử lên thì không làm tăng mùi mà lại làm yếu mùi và đôi
khi làm mất mùi hoàn toàn. Nhóm mang mùi cơ bản thường là nguyên tử O, S, N, P,
Se. Trong đó các nhóm mang mùi hữu cơ thường là este, rượu, v.v.
18
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Những hợp chất chính trong gỗ sồi ảnh hưởng lên hương vị rượu:
 Lactone:[9,16,18]
Các hợp chất lactone đặc trưng cho mùi gỗ sồi, được cấu tạo từ lipid trong gỗ
sồi. Ở nồng độ cao hơn (thường thấy ở gỗ sồi Mỹ), các hợp chất này sẽ có mùi giống
như sữa dừa. Mùi hương này sẽ tăng lên khi gỗ sồi bị gia nhiệt (trong quá trình làm
thùng rượu). Tuy nhiên, nếu phơi các tấm ván gỗ ngoài trời trước khi làm thùng thì
các hợp chất lactone sẽ giảm đi đáng kể. Loại đặc trưng nhất trong các hợp chất
lactone chính là 2 đồng phân cis và trans của hợp chất β-methyl-γ-octalactone. Đồng
phân dạng cis tạo mùi hương nồng hơn, góp phần tạo nên mùi đất, thảo mộc; trong
khi đồng phân dạng trans tạo vị cay cay cho rượu .
Whisky lacton (đồng phân cis và trans β-methyl-γ-coctalactone) có nguồn gốc
từ gỗ sồi và ảnh hưởng trực tiếp các đặc tính của rượu. Đó là lý do tại sao nồng độ
của hợp chất này trong rượu quyết định đáng kể chất lượng cũng như sự chấp nhận
của người tiêu dùng. Các đồng phân dạng cis có ngưỡng mùi thấp hơn 4-5 lần so với
đồng phân trans. Whisky lacton có mặt trong tất cả các loại gỗ sồi được sử dụng để
làm thùng tàng trữ nhưng so với các loài khác thì trong gỗ sồi trắng của Mỹ đồng
phân cis hiện diện ở mức độ cao hơn. Cả hai đồng phân sẽ tăng lên trong quá trình
nướng gỗ sồi .
 Phenolic aldehyde:[16]
Còn gọi là vanillin, là sản phẩm của sự phân hủy chất gỗ (lignin) trong gỗ sồi.
Các hợp chất này đóng vai trò chính tạo thêm hương vanilla cho rượu. Nồng độ của
chúng sẽ tăng lên trong quá trình gia nhiệt (làm thùng rượu) cũng như trong quá trình
phơi khô (ván gỗ) ngoài trời trước khi làm thùng. Tuy nhiên, nếu lên men rượu trong
gỗ sồi sẽ khiến lượng vanillin giảm xuống do nấm men tác dụng với gỗ sồi, khi quá
trình trao đổi chất của nấm men giảm, lượng vanillin cũng giảm theo. Vanillin được
coi là chất chuẩn (marker) để đánh giá tuổi của gỗ sồi.
19
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
 Volatile phenol:[21]
Cũng là một trong những sản phẩm của sự phân hủy chất gỗ trong gỗ sồi và
chúng sẽ không tồn tại khi gỗ không được gia nhiệt. Chúng góp phần tạo mùi đinh
hương (clove) cho đến mùi khói. Loại hợp chất volatile phenol chiếm chủ yếu trong
gỗ là eugenol (tạo mùi đinh hương), sau đó là 4-methylgluaiacol (tạo mùi khói) và 4-
vinylguaiacol (tạo mùi hoa cẩm chướng) .
 Các hợp chất gây phân hủy carbohydrate:[7,20]
Đây là một nhóm các hợp chất lớn và phức tạp bao gồm furfural, được hình
thành trong quá trình gia nhiệt đóng thùng và có vị hạnh đắng (bitter almond).Fufural
là chất lỏng không màu, có mùi hạnh nhân.2-furancarboxaldehyde là sản phẩm của
sự suy thoái monosacarit được tạo ra bằng cách thủy phân một phần của
hemicellulose .
Maltol và cyclotene cũng được hình thành trong quá trình gia nhiệt đóng thùng
và chúng không chỉ có vị caramel mà còn đóng vai trò là những chất tiềm năng. Giống
như bột ngọt trong thực phẩm vậy, những chất tiềm năng này giúp cho hương vị rượu
trở nên đậm đà hơn .
 Tannin và một số hợp chất polyphenol khác:[21,22,17,25]
Tannin và một số hợp chất 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.
Ngoài ra một số phenol dễ bay hơi khác hình thành trong quá trình tàng trữ rượu
như là: Ethylphenol, 4-ethylphenol và 4-ethylguaiacol tạo ra do sự ô nhiễm và nấm
men Brettanomyces,làm cho rượu có mùi khó chịu. Các hợp chất này hình thành nhiều
hơn khi rượu được tàng trữ trong các thùng đã qua sử dụng và nồng độ của chúng có
xu hướng gia tăng trong quá trình tàng trữ. Ethylphenol hình thành trong các loại
rượu có nồng độ cồn thấp nhiều hơn là trong các loại rượu có nồng độ cồn cao.
20
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Như vậy, polyphenol là nhóm hợp chất quyết định nhiều đến màu sắc cũng như
hương vị của gỗ sồi.
Hình 1.2. Một số chất thơm được tạo thành trong quá trình ủ rượu bằng
thùng gỗ sồi
I.6.4. Mức độ nướng của gỗ sồi
Gỗ sồi tự nhiên được sấy và nướng qua 2 giai đoạn :
- Gia nhiệt (sấy): có tác động tới cấu trúc của ligin, các polimer glucid như
cellulose và hemicellulose. Gỗ sồi được sấy trong 20- 30 phút. Kết thúc quá trình này
thì nhiệt độ bên trong của gỗ sồi là 200°C, trong khi đó nhiệt độ bên ngoài đạt 50°C.
- Nướng: tạo cho gỗ sồi có hình dạng cuối cùng và làm biến đổi cấu trúc và
thành phần của gỗ sồi. Một số cấu tử có trong gỗ sồi nướng như: furfural, methyl-
furfural, vanillin, syringaldehyde ...
Chất lượng gỗ sồi nướng phụ thuộc vào quá trình nướng. Thông thường có 03
mức độ nướng như sau :
- Mức độ nướng nhẹ (LP): thời gian nướng khoảng 5 phút, nhiệt độ bề mặt
khoảng 120-180°C.
- Mức độ nướng vừa phải (MP): thời gian nướng khoảng 10 phút, nhiệt độ bề
mặt là 200°C.
- Mức độ nướng mạnh (HP): thời gian nướng khoảng 15 phút, nhiệt độ bề mặt
là 230°C.
21
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1. Vật liệu
II.1.1. Nguyên liệu chính
- Gạo: các loại gạo tẻ phổ biến trên thị trường: Khang Dân, Tạp Giao, IR504, Q5.
- Ngô: Ngô hạt có nguồn gốc Hà Giang, Sơn La và giống ngô LVN-154 do Viện
Nghiên cứu ngô (Viện Khoa học Nông nghiệp VN) lai tạo.
- Malt: Xuất xứ Úc
II.1.2. Enzyme thương mại
Enzyme Neutrase® 0,8L:
Nhà cung cấp: Novozymes
Tính chất vật lý: có màu nâu, ở dạng lỏng.
Nguồn: Neutrase là một protease vi khuẩn được sản xuất bởi một chủng lựa chọn
của Bacillus amyloliquefaciens.
Hoạt động và bảo quản: là một protease trung tính với một hoạt động tối ưu
khoảng pH 5,5- 7,5 và 45- 55°C. Neutrase có thể được bất hoạt bằng cách xử lý nhiệt
(ví dụ, 2 phút ở 85°C).Enzyme này cần được bảo quản ở nhiệt độ 3- 5°C và có thể sử
dụng nó trong vòng 1 năm.
Enzyme Termamyl® SC:
Nhà cung cấp: Novozymes
Tính chất vật lý: có màu nâu đen, ở dạng lỏng.
Nguồn: Termamyl là một loại α-amylase được sản xuất bằng cách lên men thu
chìm một dòng được lựa chọn của Bacillus licheniformis. Sau khi lên men, enzyme
được tách ra từ sinh vật sản xuất và tinh chế.
Hoạt động và bảo quản: Termamyl làm giảm hàm lượng tinh bột, keo hóa
dextrin và oligosaccharides. Enzyme chịu nhiệt và hoạt động tốt ở nhiệt độ từ 30-
100°C và pH 7- 11 và cần được bảo quản ở 3- 5°C.
22
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Enzyme Dextrozyme ® GA:
Nhà cung cấp: Novozymes
Tính chất vật lý: có màu nâu sáng hay nâu đen, ở dạng lỏng, độ nhớt (cPs) 10- 40.
Nguồn: Thu được từ lựa một chủng nấm Aspergillus niger nhờ quá trình lên men
sau đó chúng được tách và tinh chế.
Hoạt động và bảo quản: có chức năng đường hóa cắt các liên kết 1,4 và 1,6-
glucoside trong tinh bột để từng bước tạo ra các phân tử đường glucose. Enzyme
hoạt động tốt ở nhiệt độ 55- 70°C, pH 4,0- 5,0 và bảo quản ở bao bì khô thoáng, nhiệt
độ bảo quản thích hợp là 0- 25°C.
II.1.3. Nấm men
Chủng nấm men nghiên cứu là chủng Saccharomyces cerevisiae EC1118 được
lấy từ bộ sưu tập giống vi sinh vật công nghiệp của Viện Công nghiệp Thực phẩm.
II.1.4. Gỗ sồi
Gỗ sồi xuất xứ Pháp mang nhãn hiệu Arobois với mức độ nướng khác nhau:
không nướng (UP), nướng ít (LP), nướng vừa (MP), nướng nhiều (HP) [100].
II.2. Phương pháp nghiên cứu
II.2.1. Phương pháp vi sinh
II.2.1.1. Phương pháp hoạt hóa giống nấm men
Các chủng nấm men sử dụng bảo quản lạnh sâu được làm tan băng tự nhiên
(trong điều kiện phòng thí nghiệm). Dùng que cấy vô trùng quấy đều dịch huyền phù
tế bào trong ống bảo quản. Lấy 1 vòng que cấy ria đều lên bề mặt đĩa petri chứa môi
trường malt 11°Bx. Nuôi ở nhiệt độ 28°C trong 3 ngày.
Sau khi nấm men phát triểntốt, những khuẩn lạc riêng rẽ được cấy sang các ống
thạch nghiêng chứa môi trường malt 11°Bx để làm giống nhân cấy.
23
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
II.2.1.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào nấm men
Lượng tế bào nấm men có trong dịch nuôi cấy được xác định bằng cách đếm tế
bào trong buồng đếm hồng cầu. Lượng tế bào nấm men được tính theo công thức:
N (CFU/ml) = 0,25 a × f × 106
Trong đó: a là số tế bào nấm men trung bình đếm được trong 1 ô (1 ô có 16 ô
nhỏ).
f là hệ số pha loãng
II.2.1.3. Phương pháp lên men
Các thí nghiệm lên men được tiến hành trong các bình schott 500 ml. Dịch lên
men là môi trường đã thủy phân (malt, gạo, ngô) được bổ sung dinh dưỡng theo mục
đích thí nghiệm. Chủng nấm men sau khi được hoạt hóa (trong môi trường nước chiết
malt 11°Bx, KH2PO4 0,5%, MgSO4 0,03%), được bổ sung vào môi trường lên men.
Theo dõi các thông số của quá trình lên men theo thời gian.
II.2.2. Phương pháp hóa lý
II.2.2.1. Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột
Nguyên tắc:
Thủy phân tinh bột thành đường trong dung dịch HCl 2% ở điều kiện đun sôi
trong bình cách thủy trong thời gian 2 giờ. Dịch đã thủy phân được làm nguội và
trung hòa bằng NaOH với chị thị methyl da cam. Hàm lượng đường trong dịch được
xác định theo phương pháp Graxianop.
Hóa chất: HCl 2%, NaOH 10%, Methyl da cam 1%.
Tiến hành:
Cân khoảng 2g bột rồi chuyển toàn bộ vào bình tam giác hoặc bình cầu có dung
tích 250 ml. Tiếp theo cho thêm 100 ml HCl 2% (100 ml nước cất 6 ml HCl 35%),
đậy nút cao su và nối với ống sinh hàn khí. Lắc nhẹ rồi đặt nồi vào đun cách thủy,
đun tới sôi khoảng 2 giờ. Mức nước ở nồi cách thủy luon cao hơn mức nước trong
24
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
bình thủy phân, phải chuẩn bị nước sôi để bổ sung vào. Sau 2 giờ thủy phân, toàn bộ
lượng tinh bột đã chuyển hoá thành glucose, làm nguội đến nhiệt độ phòng rồi thêm
4- 5 giọt methyl da cam, dung NaOH 10% để trung hòa axit tới đổi màu. Chú ý chỉ
trung hòa khi đã làm nguội đến 30°C, vì ở nhiệt độ cao và kiềm cục bộ thì glucose sẽ
bị phân hủy làm kết quả kém chính xác. Trung hòa xong ta chuyển toàn bộ dung dịch
vào bình định mức 250 ml, tráng bình rồi thêm nước cất tới ngấn bình và đem lọc.
Dịch đường thu được có thể xác định theo phương pháp xác định đường.
Kết quả:
Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệutinh bột(%) được tính theo công thức sau:
TB(%) =
𝑎× 250 × 100 × 0,9
𝑏×𝑚
Trong đó:
a : số gam glucose tương ứng với 20ml ferixyanua (0,025)
b : số ml dịch đường loãng tiêu hao khi định phân
m : số gam bột ở mẫu thí nghiệm (2,0 g)
0,9 : hệ số chuyển glucose thành tinh bột
II.2.2.2. Phương pháp xác định năng lực đường hóa
 Mục đích: Xác định hoạt độ kết hợp α,β-amylase của malt trong các điều kiện
tiêu chuẩn. Áp dụng cho tất cả các loại malt.
 Nguyên tắc: Các enzyme trong malt được chiết với nước 40°C và dùng để
thủy phân dung dịch tinh bột chuẩn. Lượng đường khử tạo thành nhờ hoạt động của
enzyme amylase được tính theo phương pháp Iốt. Kết quả được tính bằng số gam
maltoza tạo thành từ 100g malt ở điều kiện tiêu chuẩn.
 Tiến hành:
- Chuẩn bị mẫu: Nghiền mịn malt vàng nhạt và cân chính xác 20g cho vào cốc
nấu.
25
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
- Thu dịch chiết malt: Đun bếp cách thủy tới nhiệt độ 40°C. Rót 480ml nước
lạnh vào mẫu malt. Khuấy đều tránh vón cục. Đặt cốc vào bếp cách thủy 40°C khuấy
liên tục trong vòng 1giờ. Làm nguội dịch chiết tới nhiệt độ phòng. Rửa đũa khuấy
bằng một ít nước. Lau khô phía ngoài cốc, điều chỉnh khối lượng cốc tới 520; 540;
hoặc 510 ± 0,2g tương ứng với lượng malt nêu trên.
- Lọc: Khuấy thật đều dịch chiết, đổ ngay toàn bộ hỗn hợp vào phễu lọc, loại bỏ
200ml dịch lọc đầu, lấy 50ml dịch lọc sau để phân tích
- Thủy phân dịch lọc tinh bột:
+ Mẫu thí nghiệm: Dùng pitpet lấy 10ml dung dịch tinh bột vào bình định mức
250ml, thêm vào 6,5ml dung dịch đệm acetate, đặt vào bình cách thủy 20°C, để yên
20 phút. Cho tiếp 6,5ml dịch chiết malt đã lọc vào hỗn hợp trên, lắc đều rồi để 20°C
đúng 30 phút tính từ lúc bắt đầu thêm dịch chiết malt. Sau đó cho thêm 5ml NaOH
để ngừng hoạt động của enzyme.Thêm nước tới ngấn định mức và lắc đều. Kiểm tra
độ kiềm bằng cách nhỏ một giọt thymolphtalein, màu của dung dịch phải là màu xanh
+ Mẫu kiểm chứng: Lấy 100ml dung dịch tinh bột vào bình 250ml, thêm 3ml
dung dịch NaOH, lắc kĩ. Thêm 6,5ml dịch chiết malt rồi thêm nước tới ngấn bình và
lắc đều.
- Xác định đường khử theo phương pháp Iốt: hút 50ml dung dịch trên vào bình
tam giác 250ml, thêm 25ml dung dịch Iốt và 3ml dung dịch NaOH và lắc đều. Đậy
nút bình để tránh tổn thất Iốt và để yên trong 15 phút. Thêm 4,5ml H2SO4 và chuẩn
phần Iốt dư không phản ứng bằng dung dịch Na2S2O3 tới khi mất màu xanh.
26
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Kết quả:Tính lượng mantoza tạo thành theo công thức
DP1 = F(VB-VT)
DP2 =
𝐷𝑃1×100
100−𝑊
Trong đó:
DP1 : hoạt lực enzyme distaza của mẫu, tính theo đơn vị WK(Windish-Kolbach)
DP2 : hoạt lực enzyme distaza của malt khô, WK.
VB : thể tích Na2S2O3 dùng chuẩn độ lượng Iốt dư trong mẫu trắng, ml.
VT : thể tích Na2S2O3 dùng chuẩn độ lượng Iốt dư trong mẫu thực, ml.
F : hệ số chuyển đổi để tính kết quả theo 100g malt dùng trong chiết enzyme
(F20g=34,2).
W : độ ẩm của malt (%).
k = 0,1075 (tùy thuộc vào tùng dụng cụ otvan mà có hệ số k khác nhau).
II.2.2.3. Phương pháp xác định độ nhớt của dịch hồ hóa
Độ nhớt của dung dịch được xác định bằng nhớt kế (Đức).
Phương pháp đo: Dung dịch cần đo độ nhớt được làm nguội về
30°C. Hút 2 ml dịch cho vào nhánh phải (nhánh không có mao quản)
của nhớt kế. Dùng quả bóp đẩy dịch lên trên vạch đo thứ nhất (vạch A).
Đợi dịch chảy đến vạch đo, ta bắt đầu tính thời gian (bằng đồng hồ bấm
giây) cho đến khi dịch chảy đến vạch đo thứ hai (vạch B). Ghi lại thời gian này, lặp
lại 3 lần rồi lấy kết quả trung bình.
Tính toán kết quả:
- Đo tỷ trọng của dịch: lấy 5 ml dịch đem cân khối lượng bằng cân phân tích,
sau đó tính ra tỷ trọng của dịch thủy phân theo công thức: d=
m
V
- Đo tỷ trọng của nước: tương tự như đo với dịch thủy phân.
- Độ nhớt của dịch thủy phân được tính theo công thức: µ = µo ×
𝑑1×𝑡1
𝑑 𝑜×𝑡 𝑜
(cp)
27
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Trong đó:
µo : độ của nhớt của nước
d1 : tỷ trọng của dịch thủy phân
do : tỷ trọng của nước (do = 0,997)
t1 : thời gian chảy của 2 ml dịch (giây)
to : thời gian chảy của 2 ml nước (giây)
II.2.2.4. Phương pháp xác định hàm ẩm
Hàm ẩm của nguyên liệu được xác định bằng máy đo hàm ẩm Sartorius (Đức).
II.2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng chất khô tổng số
Hàm lượng chất khô tổng số được xác định bằng bằng chiết quang kế (Đức).
II.2.2.6. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử
(a). Với nguyên liệu chứa hàm lượng đường khử ≥ 50 g/l, sử dụng phương pháp
Granxianop
Nguyên tắc: Đường khử khi đun nóng với dung dịch kiềm ferixyanua sẽ khử
ferixyanua thành feroxyanua và đường khử chuyển thành axit đường. Dùng metyl
xanh làm chất chỉ thị sẽ mất màu xanh khi phản ứng kết thúc. Phản ứng chính như
sau:
2K3Fe(CN)6 + 2KOH +CH2OH(CHOH)4CHO → 2K4Fe(CN)6 + 2 H2O +
COOH(CHOH)4COOH
Dụng cụ: Bình tam giác, pipet, bếp điện
Hóa chất:
- Dung dịch ferixyanua kali 1%: 11g K3Fe(CN)6 hòa tan trong nước cất và
định mức tới 1 lít.
- Dung dịch KOH 2,5N: cân 140 KOH hòa tan trong 1 lít nước cất
- Dung dịch xanh metylen 0,5%
Tiến hành: Hút 20ml dung dịch ferixyanua kali cho vào bình tam giác 250ml,
thêm vào đó 5ml dung dịch KOH 2,5N và 3- 4 giọt xanh metylen (nếu nồng độ dung
28
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
dịch đường thấp hơn 0,25% thì lấy 10ml ferixyanua kali và 2,5 ml dung dịch KOH).
Lắc nhẹ và đặt trên bếp điện hoặc bếp ga đun sôi. Chuẩn độ từ từ bằng mẫu cần xác
định đường (dịch thủy phân), vừa chuẩn vừ lắc, đếnkhi dịch không đổi màu thì ngừng
lại, xác định số ml mẫu đã dùng để chuẩn độ.
Cách tính lượng đường khử trong mẫu phân tích:
Đường khử =
0,025 × 1000 × Hệ số pha loãng
Vmẫu
Trong đó:
0,025 : số g K3Fe(CN)6 ứng với 20ml K3Fe(CN)6
Vmẫu : thể tích mẫu dùng để chuản độ (ml)
(b). Với nguyên liệu chứa hàm lượng đường khử < 50 g/l, sử dụng phương pháp
Nelson - Somogi
Nguyên tắc: Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là đường khử bị oxy hóa
bởi Cu2+ trong môi trường kiềm, sau đó Cu2O tạo ra sẽ khử phức chất
arsenomolybdate để tạo thành sản phẩm có màu xanh. Lượng đường khử có trong
dung dịch sẽ được xác định gián tiếp qua lượng phức tạo thành.
Phương trình phản ứng như sau:
CO3
2- + H2O HCO3 + OH-
HCO3
- + H2O H2CO3 + OH-
RCHO + Cu2+ + OH- RCOOH + Cu2O + H2O
Cu2O + H2SO4 Cu2SO4 + H2O
2Cu+ + MoO4
2- Cu2+ + Molybdenum blue
Dung dịch chuẩn bị:
Dung dịch thuốc thử đồng (Somogy I):
(a) Hòa tan 24g Na2CO3 và12g Potassium tartrate vào trong 250 ml nước cất. Thêm
40 ml CuSO4.5H2O 10% và 16g NaHCO3.
(b) Hòa tan 180g Na2SO4 vào trong 500 ml nước cất.
29
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Trộn lẫn dung dịch (a) & (b) và nâng đến thể tích 1 lít bằng bình định mức. Để ổn
định mầu dung dịch này trong 1 tuần rồi lọc qua giấy lọc.
Dung dịch thuốc thử muối asenic molybden (Somogy II):
(a) Hòa tan 25g (NH4)6Mo7O24.4H2O vào trong 450 ml nước cất. Thêm 21 ml H2SO4.
(b) Hòa tan 3g Na2HAsO4.7H2O vào trong 25ml nước cất.
Trộn lẫn dung dịch (a) & (b) và nâng đến thể tích 1 lít bằng bình định mức. Để ổn
định màu dung dịch này trong bình tối màu trong 2 ngày rồi lọc qua giấy lọc.
 Tiến hành:
- Lấy 1ml dịch pha loãng ở nồng độ thích hợp cho vào ống nghiệm. Bổ sung thêm
1ml Somogy I vào. Đậy kín sau đó đem đun sôi cách thuỷ trong vòng 10 phút. Lấy
ra, làm nguội về nhiệt độ phòng. Bổ sung thêm 2ml Somogy II và để trong vòng 10
phút cho phản ứng tạo phức màu xảy ra hoàn toàn sau đó lắc đều.
- Cho hỗn hợp dung dịch màu vào cuvet rồi đo mật độ quang của dung dịch tại bước
sóng 500 nm.
Có thể sử dụng dung dịch đệm acetat 0,1M , pH 5,0 hoặc nước cất làm mẫu
trắng.
Xây dựng đường chuẩn Glucose:
- Chuẩn bị dung dịch chuẩn glucose 1 g/l
- Chuẩn bị dãy pha loãng: 0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45 g/l
Nồng độ
glucose (g/l)
0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
OD(500nm) 0 0,197 0,364 0,484 0,594 0,695 0,872 0,949 1,147 1,218
30
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn glucose theo phương pháp Nelson - Somogi
Đường chuẩn thu được có phương trình:
y = OD = 2,6427x + 0,0574 (R2 = 0,993)
Từ giá trị OD thu được, dựa vào đường chuẩn và nồng độ pha loãng có thể xác
định được hàm lượng đường có trong mẫu phân tích:
x = [Glucose] (g/l) =
𝑦−0,0574
2,627
× D
Trong đó: D là hệ số pha loãng
II.2.2.7. Phương pháp xác định hàm lượng protein hòa tan
Hàm lượng protein được xác định theo phương pháp Lowry.
 Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng màu của protein và thuốc thử Folin, cường độ
màu của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ protein, và dựa vào đường chuẩn của
protein, có thể tính được hàm lượng protein của mẫu nghiên cứu.
 Hóa chất:
Thuốc thử A: 20g Na2CO3 được hòa tan trong 1 lít 0,1M NaOH.
Thuốc thử B : 0,5g CuSO4 và 1g potassium tartrate (2C4H4K2O6.H2O) được hòa tan
trong 100ml nước cất.
Thuốc thử C: 50ml thuốc thử A và 1ml thuốc thử B trộn đều và dùng ngay.
Thuốc thử D: 1 thể tích thuốc thử phenol gốc và 1 thể tích nước cất 2 lần được hòa
đều và cũng dung ngay.
y = 2.6427x + 0.0574
R² = 0.993
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
OD(500nm)
Nồng độ glucose (g/l)
31
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
 Cách tiến hành:
Cho vào ống phân tích 0,5ml dung dịch protein (0,005- 0,1%) và 5ml thuốc thử
C được trộn đều và giữ yên ở 30°C trong 10 phút. Sau đó 0,5ml thuốc thử D được
thêm vào hỗn hợp trên, trộn đều và giữ yên ở 30°C trong 20 phút. Đo OD của mẫu
kiểm tra ở bước sóng 750nm. Nước cất sử dụng như mẫu trắng.
Xây dựng đường cong protein chuẩn:
Thuốc thử Albumin chuẩn được sử dụng như dung dịch protein. Ống albumin chuẩn
1g/l, được pha loãng ở các nồng độ từ 0,1- 0,9 g/l
Giá trị OD của dung dịch albumin với các nồng độ khác nhau ở 750 nm:
Albumin (mg/ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
OD (750 nm) 0 0,167 0,295 0,378 0,500 0,573 0,686 0,785 0,875 0,987
Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn Albumin theo phương pháp Lowry
Phương trình đường chuẩn thu được:
y = OD = 1,047x + 0,053 (R2 = 0,994)
Hàm lượng protein (mg/ml) = x =
𝑦−0,053
1,047
× Hệ số pha loãng
y = 1.0476x + 0.0532
R² = 0.9943
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
OD(750nm)
Nồng độ Albumin (mg/ml)
32
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
II.2.2.8. Phương pháp xác định hàm lượng axit amin tự do (FAN)
Hàm lượng axit amin tự do được xác định bằng phương pháp Ninhydrin:
 Nguyên tắc: Phản ứng ninhydrin là phản ứng màu, dùng để định tính và định
lượng axit amin, imino axit và amin. Khi đun nóng ninhydrin trong môi trường
kiềm với chất có nhóm chức amin bậc 1 sẽ thu được sản phẩm có màu tím xanh
có maximum hấp thụ ở 570nm. Mật độ quang của sản phẩm thu được tuyến tính
phụ thuộc vào số lượng nhóm amin tự do. Dựa vào tính chất này người ta có thể
định tính được axit amin.
 Hóa chất:
Dung dịch màu (1):
Hòa tan trong nước cất, định mức đến 1000 ml. Dung dịch màu này được bảo quản
lạnh trong chai sẫm màu và có thời sử dụng trong 2 tuần.
Dung dịch pha loãng (2): Hòa tan 2g KIO3 vào 600 ml nước cất và thêm cồn 96%V
cho vừa đủ 1000ml.
 Cách tiến hành:
- Pha loãng mẫu tới nồng 1- 8mg α-amino nitrogen/lít (đối với dịch hèm thì
pha loãng 100 lần, đối với dịch bia thì pha loãng 50 lần).
- Lấy 2ml mẫu đã pha loãng cho vào ống nghiệm và được đậy kín để tránh
sự mất mát do bay hơi.
- Thêm vào 1 ml dung dịch màu (1), đun cách thủy trong nồi nước sôi 15
phút, sau đó làm nguội trong nước lạnh về 25°C .
- Cho vào ống nghiệm 5ml dung dịch pha loãng (2).
- Lắc đều và đo ở bước sóng hấp thụ tại 570nm (đo trong vòng 30 phút sau
khi đã thêm dung dịch (2) vào).
- Mẫu trắng được chuẩn bị cùng với mẫu thí nghiệm ở trên, chỉ khác là thay
2ml dung dịch mẫu bằng 2ml nước cất.
Na2HPO4.12H2O : 100g
KH2PO4 : 60g
Ninhydrin : 5g
Fructoza : 3g
33
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Mẫu chuẩn: Hòa tan 107,2 mg glyxin trong 100ml nước cất. Dung dịch này
được bảo quản ở 0°C, mỗi lần thí nghiệm thì pha loãng 100 lần. Dung dịch glyxin
đã pha loãng chứa 2 mg α-amino nitrogen/lít. Tiến hành các bước tương tự như đối
với mẫu dịch hèm.
 Tính toán:
Hàm lượng α- amino nitrogen (mg/l) được tính như sau:
FAN =
𝐴1× 2 ×𝐹
𝐴₂
Trong đó:
A1 : Độ hấp thụ của dung dịch thí nghiệm (dung dịch mẫu)
A2 : Độ hấp thụ của dung dịch chuẩn
F : Hệ số pha loãng
II.2.2.9. Phương pháp xác định hàm lượng cồn
Cồn được xác định bằng bộ cất cồn phòng thí nghiệm Salleron Dujardin
(Pháp).Thiết bị này cho phép ta biết được độ cồn thu được trong dịch sau quá trình
lên men qua nhiệt độ sôi của dịch được quy đổi tương ứng trên bảng tra.
Các bước tiến hành:
Làm sạch bộ cất cồn bằng nước cất.
- Đo nhiệt độ sôi của nước cất để hiệu chỉnh trên bảng: nhiệt độ sôi của nước
tương ứng với 0 độ cồn.
- Rửa lại bình cất bằng dung dịch mẫu sau đó cho 30ml mẫu vào bình chứa mẫu.
Đun bằng đèn cồn và quan sát nhiệt độ sôi của dịch mẫu trên nhiệt kế.
- Tra trên bảng quy đổi từ nhiệt độ sôi của dịch mẫu ra độ cồn tương ứng.
II.2.2.10. Phương pháp xác định hàm lượng axit
(a).Phương pháp xác định hàm lượng axit tổng số:
Axit tổng số của một dung dịch là một tiêu chuẩn để đánh giá tất cả những ion
hydro (H+) của cả những axit dễ bay hơi và những axit không bay hơi có mặt trong
dung dịch.
34
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng trung hòa các axit có trong mẫu bằng dung
dịch kiềm NaOH 0,1N với chỉ thị là phenolphthalein 0,1%. Từ lượng dịch kiềm tiêu
hao, ta tính được lượng axit tổng số có trong mẫu.
Cách tiến hành:
- Hút 20 ml dịch sau lên men vào bình tam giác 100 ml.
- Nhỏ 1- 2 giọt phenolphthalein 0,1 % vào, lắc đều.
- Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N. Vừa chuẩn vừa lắc, đến khi dung dịch
chuẩn sang màu hồng nhạt thì dừng lại.
Cách tính hàm lượng axit tổng trong dung dịch:
Những loại axit trong dung dịch được quy về một axit chung là axit lactic
(C3H6O3)
C3H6O3 + NaOH → C3H5O3Na + H2O
Lượng axit trong dịch sau lên men được tính theo công thức:
m (g/l) =
K ×VNaOH
Vmẫu
Trong đó:
m : khối lượng của axit lactic (g/l).
K : hệ số quy đổira axit (với axit lactic K = 0,009;axit
acetic K = 0,006 ; axit xitric K = 0,0064) .
VNaOH : thể tích NaOH 0,1N đã dùng (ml).
Vmẫu : thể tích mẫu đã sử dụng (ml).
(b). Phương pháp xác định hàm lượng axit bay hơi:
Trong dịch sau lên men, ngoài những axit cố định, còn có những axit dễ bay
hơi. Những axit này cũng góp phần, quyết định đến chất lượng của rượu thành phẩm.
Nguyên tắc: Axit bay hơi được tách ra bằng phương pháp chưng cất cuốn theo
hơi nước. Phần axit không bay hơi được xác định dựa trên phản ứng trung hòa bằng
35
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
dung dịch kiềm NaOH 0,1N với chỉ thị là phenolphthalein 0,1%. Lượng axít bay hơi
được xác định bằng hiệu số giữa axit tổng và axit không bay hơi.
Cách tiến hành:
- Hút 20 ml dịch sau lên men vào bình tam giác 100ml.
- Đun cách thủy trong 10 phút để đuổi hết axit bay hơi.Làm nguội nhanh về
nhiệt độ phòng.Định mức lại lượng axit thoát ra.
- Nhỏ 1- 2 giọt phenolphthalein 0,1%, lắc đều.
- Chuẩn bằng dung dịch NaOH 0,1N.
Cách tính hàm lượng axit bay hơi trong dung dịch:
Lượng axit bay hơi (g) = Lượng axit tổng (g) - Lượng axit còn lại sau khi đuổi
hết axit bay hơi (g).
II.2.2.11. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số
Hàm lượng polyphenol tổng số được xác định theo phương pháp Folin-
Ciolcateau của Singleton:
Nguyên tắc: Oxy hóa toàn bộ lượng polyphenol trong rượu vang bằng dung
dịch Folin-Ciolcateau (hỗn hợp axit phosphotungstic và axit phosphomolybdic). Các
axit này sẽ bị khử thành các oxit vonfram (W8O23) và oxit molipden (M8O23) có màu
xanh. Màu xanh này bị hấp thụ nhiều nhất ở bước sóng 770 nm và cường độ màu tỷ
lệ với hàm lượng polyphenol có trong mẫu.
Hóa chất:
- Dung dịch chuẩn axit gallic 0,5 g/l: Cân 0,1 g axit gallic, thêm 2 ml ethanol.
Để nguội và định mức đến 20 ml để có dung dịch axit gallic 5 g/l. Hút 10 ml dung
dịch axit gallic 5 g/l pha loãng trong 90 ml nước để có dung dịch chuẩn axit gallic 0,5
g/l (Bảo quản dung dịch này ở 4°C trong vòng 2 tuần). Từ dung dịch chuẩn này, pha
loãng với nước cất thành các dung dịch axit gallic có dải nồng độ từ 0- 120 mg/l.
- Dung dịch Folin Ciocalteu
- Dung dịch Na2CO3 20%.
36
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Tiến hành:
- Hút 0,5ml mẫu và 3,95 ml nước cất vào ống nghiệm, thêm 0,25 ml dung
dịch Folin Ciocalteu, lắc đều. Sau 5 phút (không được để quá 8 phút), thêm 0,75 ml
dung dịch Na2CO3 20%, lắc đều. Để yên trong bóng tối, sau 30 phút tiến hành so màu
ở bước sóng 770 nm.
- Dựng đường chuẩn polyphenol tổng số theo axit gallic:
Chuẩn bị dãy nồng độ axit gallic (mg/l): 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120.
Axit gallic
(mg/l)
0 20 40 60 80 100 120
Số µl nước cất 500 480 460 440 420 400 380
Số µl dung dịch
axit gallic 0,5 g/l
0 20 40 60 80 100 120
OD (770 nm) 0 0,236 0,483 0,668 0,865 1,015 1,208
Hình 2.3.Đường chuẩn axit gallic theo phương pháp Singleton
 Cách tính kết quả: OD = y = 0,009x + 0,043 (R2 = 0,994)
 x = Hàm lượng polyphenol (mg/ml) =
OD−0,043
0,009
× Hệ số pha loãng
II.2.2.12. Phương pháp xác định màu rượu
Độ hấp thụ màu của rượu Whisky được đo ở bước sóng 420 nm (ứng với độ hấp
thụ màu nâu hoặc vàng, theo phương pháp của Mazza). Trước khi đo OD, mẫu rượu
được lọc qua màng lọc 0,45 µm. Nếu màu đậm có thể pha loãng trước khi so màu.
Mẫu trắng là dung dịch ethanol 10%.
y = 0.0099x + 0.0431
R² = 0.9942
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0 20 40 60 80 100 120
OD(770nm)
Axit gallic (mg/l)
37
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
II.2.3. Phương pháp tính hiệu suất
 Hiệu suất chuyển hóa tinh bột thành đường (hiệu suất thủy phân) được tính
dựa trên lượng đường tạo thành sau quá trình thủy phân so với lượng đường có trong
nguyên liệu.
 Hiệu suất lên men được tính dựa trên lượng cồn thực tế thu được so với lượng
cồn tạo thành theo lý thuyết.
 Hiệu suất chưng cất được tính theo công thức:
H (%) =
V2 × N2
V1 × N1
× 100
Trong đó:
V1 : Thể tích rượu đưa vào chưng cất
N1 : Nồng độ rượu đưa vào chưng cất
V2 : Thể tích rượu thu được sau chưng cất
N2 : nồng độ rượu thu được sau chưng cất
II.2.4. Phương pháp cảm quan [2,4]
II.2.4.1. Phương pháp cho điểm theo TCVN
Đánh giá chất lượng cảm quan rượu 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. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng rượu theo phương pháp cảm quan và
hệ số quan trọng cho từng chỉ tiêu như sau:
38
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Bảng 2.1. Điểm tiêu chuẩn cho từng chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm.
Tên chỉ
tiêu
Điểm Yêu cầu sản phẩm
Độ trong và
màu sắc
5 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục và vật thể nhỏ, mẫu hoàn
toàn đặc trưng cho sản phẩm.
4 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục, có ít vật thể lạ nhỏ, màu
đặc trưng cho sản phẩm.
3 Chất lỏng trong, có tương đối nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm
trọng, màu khác nhiều so với màu đặc trưng của sản phẩm
2 Chất lỏng hơi đục, có khá nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm trọng,
màu khác nhiều so với màu đặc trưng của sản phẩm.
1 Chất lỏng đục nhiều lắng cặn, có nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm
trọng, màu không đặc trưng cho sản phẩm.
0 Vẩn đục, màu bẩn, sản phẩm bị hỏng.
Mùi
5 Hòa hợp, thơm dịu. Hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm.
4 Chưa hoàn toàn hòa hợp, thơm đặc trưng cho sản phẩm nhưng
hơi khó nhận mùi.
3 Hơi nồng, thoảng mùi phụ, ít đặc trưng cho sản phẩm.
2 Nồng, thoảng mùi lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm.
1 Nồng, hăng, mùi lạ rõ, không đặc trưng cho sản phẩm.
0 Có mùi lạ, khó chịu của sản phẩm hỏng.
Vị
5 Hòa hợp, êm dịu, hậu tốt, hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm.
4 Chưa hoàn toàn phù hợp, hậu vừa phải, đặc trưng cho sản
phẩm bình thường.
3 Chưa hòa hợp, hơi gắt và xốc, hậu yếu, ít đặc trưng cho sản
phẩm.
2 Đắng, sốc, thoảng vị lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm.
1 Có vị lạ rõ rệt, không đặc trưng cho sản phẩm.
0 Có mùi vị khó chịu của sản phẩm hỏng.
39
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Bảng 2.2. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu.
STT Chỉ tiêu Hệ số quan trọng
1 Độ trong và màu sắc 0,8
2 Mùi 1,2
3 Vị 2,0
Tổng cộng 4,0
Bảng 2.3. Hạng chất lượng của sản phẩm.
TT
Mức
chất lượng
Số điểm chung (đã
nhân với hệ số quan
trọng)
Yêu cầu tối thiểu về điểm
trung bình của Hội đồng cảm
quan
1 Loại tốt 18,6 ÷ 20,0 Mùi ≥ 4,8
Vị ≥ 4,8
2 Loại khá 15,2 ÷ 18,5 Mùi ≥ 3,8
Vị ≥ 3,8
3 Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mùi ≥ 2,8
Vị ≥ 2,8
4 Loại kém 7,2 ÷ 11,1 Mùi ≥ 1,8
Vị ≥ 1,8
5 Loại rất kém 4,0 ÷ 7,1 Mùi ≥ 1,0
Vị ≥ 1,0
6 Loại hỏng 0 ÷ 3,9 Mùi < 1,0
Vị< 1,0
40
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
II.2.4.2. Phương pháp đánh giá thị hiếu
Mục đích: Tìm hiểu thị hiếu của người tiêu dùng đối với một số sản phẩm rượu
Whisky về các chỉ tiêu: màu, mùi, vị, hậu vị và các mức độ ưa thích chung.
Nguyên tắc: Người thử được yêu cầu cho biết mức độ ưu thích của mình theo
các chỉ tiêu trên với từng mẫu rượu Whisky trên thang thị hiếu Hedinic.
1: Cực kỳ không thích 4: Tương đối không thích 7: Thích
2: Rất không thích 5: Không ý kiến 8: Rất thích
3: Không thích 6: Tương đối thích 9: Cực kỳ thích
Trước khi tham gia vào thí nghiệm, người thử được yêu cầu điền vào một phiếu
thông tin cá nhân. Phiếu này bao gồm các thông tinvề giới tính, lứa tuổi, nghề nghiệp.
41
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
III.1. Nghiên cứu quy trình đường hóa nguyên liệu
III.1.1. Lựa chọn quy trình đường hóa malt đại mạch phù hợp
Đối với Whisky sản xuất từ 100% nguyên liệu malt đại mạch, sẽ không cần sử
dụng các loại enzyme thương mại mà chỉ cần hệ enzyme trong malt là đủ thực hiện
quá trình đường hóa. Đối với sản xuất whisky do tỷ lệ nguyên liệu malt/ nước và độ
đường cuối cần cao hơn so với sản xuất bia do đó cũng cần khảo sát lại thời gian thực
hiện tại từng khoảng nhiệt độ trong quá trình đường hóa.
Quá trình đường hóa malt trải qua các mốc nhiệt độ 45°C cho quá trình thủy
phân β-glucan, 52°C cho quá trình thủy phân protein, 62°C cho quá trình đường hóa
và 75°C cho quá trình thủy phân dextrin còn lại sau quá trình đường hóa. Trong các
mốc nhiệt độ đó thì 52°C và 62°C là quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu
suất thủy phân và chất lượng dịch đường. Do đó chúng tôi đi sâu vào khảo sát thời
gian thực hiện hai mốc nhiệt độ này để đưa ra quy trình đường hóa hợp lý nhất.
Malt xử lý theo quy trình đạm hóa và đường hóa cơ bản, tỷ lệ malt: nước là 1:3 thực
hiện 4 mẫu thí nghiệm với các thời gian đạm hóa được thay đổi từ 15, 30, 45, 60 phút.
Kết thúc quá trình đường hóa xác định hàm lượng đường khử, FAN trong dịch.
Kết quả cho thấy, thời gian đạm hóa 30 phút là phù hợp cho quá trình đường
hóa, hàm lượng FAN gần như không thay đổi khi tiếp tục kéo dài thêm giai đoạn đạm
hóa trên 30 phút. Với quá trình đường hóa, khi kéo dài thời gian đường hóa trên 60
phút thì cũng không có sự tăng lên đáng kể nào về hàm lượng đường khử.
(a) Quá trình đạm hóa (b) Quá trình đường hóa
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới chất lượng dịch thủy phân
nguyên liệu malt đại mạch
300
320
340
360
380
400
15 30 45 60
FAN(mg/l)
Thời gian đạm hóa (phút)
140
150
160
170
180
190
30 60 90 120
Đườngkhử(g/l)
Thời gian đường hóa (phút)
42
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân
Termamyl là một enzyme nội phân tử (endoamylase), có tác dụng thủy phân
mối nối 1,4 α-glucoside. Cơ chất tinh bột dưới tác dụng của Termamyl sẽ nhanh
chóng tạo thành dextrin và oligosaccharide. Enzyme Termamyl tan trong nước ở mọi
nồng độ điều kiện thường dùng. Đối với quá trình dịch hóa, Termamyl được sử dụng
để dịch hóa tinh bột thành dextrin.
Sử dụng Termamyl SC của hãng Novozyme để thủy phân đối với nguyên liệu
gạo và ngô. Dựa trên thông tin từ nhà sản xuất, chúng tôi khảo sát các mức nồng độ
Termamyl 0,1- 0,4%, nhiệt độ 950C, thời gian thực hiện phản ứng thay đổi từ 30- 120
phút. Cố định lượng nguyên liệu và nước cho vào thủy phân với nguyên liệu gạo là
1:3,0 và với nguyên liệu ngô là 1: 3,5. Đo độ nhớt của dịch thủy phân của dịch.
Hình 3.2 cho thấy, độ nhớt khối dịch thu được giảm dần, tỉ lệ nghịch với nồng
độ enzyme bổ sung và thời gian hồ hóa. Khi tăng nồng độ Termamyl và thời gian
thủy phân thì cơ hội tiếp xúc của enzyme và cơ chất tăng, nên tốc độ thủy phân tăng.
Tuy nhiên, khi lượng cơ chất về sau càng ít thì tốc độ thủy phân chậm lại. Do α-
amylase chỉ thủy phân liên kết 1,4-glucoside nên nếu có kéo dài thời gian thủy phân
thì hiệu quả thu được cũng không tăng. Do vậy, nồng độ Termamyl thích hợp được
lựa chọn với nguyên liệu gạo là 0,2%, thời gian thủy phân 60 phút; với nguyên liệu
ngô là 0,35%, thời gian thủy phân 60 phút.
(a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân đến độ nhớt (cPs)
của dịch đường hóa từ nguyên liệu gạo và ngô
43
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ Neutrase và thời gian thủy phân
Sau khi thủy phân bằng Termamyl với nồng độ và thời gian đã chọn, hạ nhiệt
độ về 52°C và sau đó bổ sung Neutrase với các nồng độ thay đổi từ 0- 0,5%. Thời
gian thủy phân thay đổi từ 15- 60 phút. Kết thúc thời gian đạm hóa, tiến hành xác
định hàm lượng axit amin tự do thu được.
Kết quả ở hình 3.3 cho thấy, khi bổ sung Neutrase với cùng một nồng độ, thời
gian thủy phân càng dài lượng axit amin tự do thu được càng lớn. Trong cùng một
thời gian thủy phân, nồng độ Neutrase sử dụng càng lớn lượng axit amin tự do càng
nhiều. Tuy nhiên với nguyên liệu gạo, từ mẫu bổ sung Neutrase 0,2% thủy phân trong
45 phút và với nguyên liệu ngô, từ mẫu được bổ sung 0,3% Neutrase thủy phân trong
30 phút trở đi, lượng axit amin tự do không thay đổi (đạt giá trị lớn nhất 161,72 mg/l
với nguyên liệu gạo và 189,25 mg/l với nguyên liệu ngô). Vì vậy, chọn nồng độ
Neutrase là 0,2% thủy phân trong 45 phút cho nguyên liệu gạo và 0,3% thủy phân
trong 30 phút cho nguyên liệu ngô.
(a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô
Hình 3.3. Ảnh hưởng nồng độ Neutrase và thời gian đạm hóa đến lượng FAN thu được
trong dịch thủy phân
50
70
90
110
130
150
170
15 30 45 60
FAN(mg/l)
Thời gian thủy phân (phút)
Neu 0%
Neu 0.1%
Neu 0.2%
Neu 0.3%
Neu 0.4%
Neu 0.5%
50
70
90
110
130
150
170
190
15 30 45 60
FAN(mg/l)
Thời gian thủy phân (phút)
Neu 0%
Neu 0.1%
Neu 0.2%
Neu 0.3%
Neu 0.4%
Neu 0.5%
44
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân
Tiến hành khảo sát lại nồng độ enzyme Dextrozyme bổ sung vào hỗ trợ quá
trình nấu để đánh giá lại hiệu quả thủy phân.
Sau khi dịch hóa, hạ nhiệt độ về 62°C, Dextrozyme được bổ sung với các nồng
độ thay đổi từ 0- 2,0% với thời gian thủy phân kéo dài 15- 90 phút. Kết thúc thời gian
đường hóa, thu dịch và phân tích hàm lượng đường khử. Kết quả được trình bày ở
Hình 3.4.
Hình 3.4 cho thấy, hàm lượng đường khử thu được tăng theo nồng độ enzyme
Dextrozyme và thời gian thủy phân. Khi không bổ sung enzyme thì lượng enzyme
trong malt chưa đủ để thủy phân hết lượng cơ chất.
Với nguyên liệu gạo, bổ sung enzyme từ nồng độ 0,5% đã có thể thủy phân gần
hết cơ chất nhưng với thời gian thủy phân dài (120 phút). Khi tăng nồng độ enzyme
lên 1% thì thời gian thủy phân rút ngắn còn 60 phút. Việc tăng nồng độ Dextrozyme
lên trên 1% không làm rút ngắn thời gian thủy phân thêm. Do đó lựa chọn nồng độ
enzyme Dextrozyme là 1% với thời gian thủy phân 60 phút cho quá trình đường hóa
whisky gạo. Nhận thấy với nguyên liệu ngô, để đạt hiệu suất thủy phân và hiệu quả
kinh tế cao nhất, chọn nồng độ Dextrozyme là 1,5%, thời gian thủy phân 60 phút.
(a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân
đến hàm lượng đường thu được
80
100
120
140
160
180
200
15 30 45 60 75 90 105 120
Đườngkhử(g/l)
Thời gian thủy phân (phút)
Dex 0%
Dex 0.5%
Dex 1%
Dex 1.5%
Dex 2%
80
100
120
140
160
180
200
15 30 45 60 75 90 105 120
Đườngkhử(g/l)
Thời gian thủy phân (phút)
Dex 0%
Dex 0.5 %
Dex 1%
Dex 1.5%
Dex 2%
45
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.2. Nghiên cứu tỷ lệ thích hợp của chủng nấm men được lựa chọn
III.2.1. Lựa chọn tỷ lệ giống nấm men thích hợp
Tỷ lệ giống nấm men có ảnh hưởng tới tốc độ lên men và chất lượng rượu thành
phẩm. Nếu tỷ lệ nấm men thấp, quá trình lên men khởi động chậm sẽ làm cho nguy
cơ nhiễm tạp cao. Tỷ lệ giống nấm men cao lại làm tốc độ lên men nhanh tạo sản
phẩm phụ nhiều. Do vậy ở thí nghiệm này, chúng tôi tiến hành 03 mẫu thí nghiệm
được tiếp giống nấm men với tỷ lệ khác nhau là: 5%, 10% và 15% so với tổng thể
tích dịch. Chủng nấm men nấm men Sacchromyces cerevisiae EC1118 được hoạt hóa
trong 18-24 giờ, khi mật độ tế bào dịch hoạt hóa đạt 3×108CFU/ml thì tiếp giống nấm
men. Tiến hành lên men ở 25 0C trong 7 ngày ,theo dõi động học tạo rượu và phân
tích các chỉ tiêu chất lượng khi kết thúc quá trình lên men, kết quả thể hiện ở Bảng
3.1, 3.2 và 3.3.
Bảng 3.1.Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ malt.
Tỉ lệ
giống
Thời gian lên men
(ngày)
Cồn
(%V)
Đường dư
(g/l)
Axit tổng
(g/l)
Axit bay hơi
(g/l)
5% 6,5 10,0a 10,34a 3,93a 0,118a
10% 5 10,6b 10,29b 3,75b 0,120a
15% 3 10,2c 12,55c 3,51c 0,134b
Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ gạo.
Tỉ lệ
giống
Thời gian lên men
(ngày)
Cồn
(%V)
Đường dư
(g/l)
Axit tổng
(g/l)
Axit bay hơi
(g/l)
5% 7 11,0a 10,31a 3,80a 0,126a
10% 4,5 11,0a 10,14b 3,71b 0,124a
15% 3,5 10,6b 8,52c 3,65c 0,152b
Bảng 3.1 và 3. 2 cho thấy, với lên men Whisky malt và gạo, tỷ lệ giống nấm
men 5% làm tốc độ lên men diễn ra chậm (khoảng 7 ngày lên men), độ cồn trong dịch
giấm chín malt đạt 10%V, trong dịch giấm chín gạo đạt 11%V. Với tỷ lệ giống nấm
men 15%, quá trình lên men kết thúc nhanh hơn: dịch malt sau 3 ngày lên men đạt
10,2%V), dịch gạo sau 3,5 ngày lên men đạt 10,6%V tuy nhiên khi kết thúc lên men
46
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
nhận thấy sinh khối men tạo ra nhiều hơn.. Như vậy, tỷ lệ giống nấm men 10% được
lựa chọn cho lên men Whisky malt và Whisky gạo trong 5 ngày. Nếu thời gian kéo
dài lên đến 7 ngày thì có thể sử dụng tỉ lệ giống nấm men là 5% cho lên men Whisky
malt và Whisky gạo.
Bảng 3. 3.Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ ngô.
Tỉ lệ
giống
Thời gian lên men
(ngày)
Cồn
(%V)
Đường dư
(g/l)
Axit tổng
(g/l)
Axit bay hơi
(g/l)
5% 5 10,6a 12,94a 3,96a 1,71a
10% 5 10,4b 13,59b 3,82b 1,98b
15% 3 10,7c 12,09c 3,60c 1,71a
Với lên men Whisky ngô, Bảng 3. 3 cho thấy chất lượng dịch sau lên men của
cả 3 mẫu thí nghiệm không có sự khác biệt nhiều. Ở mẫu bổ sung nấm men 5%, sau
5 ngày lên men độ cồn đạt được cao hơn mẫu bổ sung 10% và xấp xỉ bằng mẫu bổ
sung 15%. Lượng đường dư ở các mẫu dao động từ 12,09- 12,94 g/l và lượng axit
tổng tạo thành dao động từ 3,96- 4,41 g/l. Do vậy, để sản xuất đạt hiệu quả kinh tế, tỉ
lệ tiếp giống nấm men 5% là thích hợp.
III.2.2. Động học của quá trình lên men rượu Whisky trên quy mô 5 lít
Theo dõi quá trình lên men rượu với các điều kiện lên men đã chọn ở các thí
nghiệm trước, thực hiện trên quy mô 5 lít để đánh giá sự ổn định của các thông số
công nghệ. Kết quả theo dõi động học lên men được thể hiện ở Hình 3.5.
Hình 3.5. Động học của quá trình lên men ở nhiệt độ 25°C khi sử dụng chủng EC1118
0
2
4
6
8
10
12
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7
pH,Cồn,Axittổng
Đườngdư
Thời gian lên men (ngày)
Đường dư (g/l) pH Độ cồn (%V) Axit tổng (g/l)
47
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Kết quả lên men cho thấy, lượng đường dư giảm mạnh theo tốc độ phát triển của
tế bào nấm men, tỉ lệ nghịch với độ cồn thu được. Trong suốt quá trình lên men, pH
dịch lên men giảm từ 5,5 xuống 3,7. Sau khoảng thời gian 4,5- 5 ngày kể từ khi bắt
đầu bổ sung nấm men, các thông số của quá trình lên men gần như không thay đổi.
Độ rượu tạo ra ổn định gần như tương tự với mẫu thí nghiệm trong bình Schott
500ml (rượu malt đạt 10,6%V, rượu gạo đạt 11%V, rượu ngô đạt 10,6%V). Điều
này cho thấy ở quy mô 5 lít các điều kiện lên men là khá ổn định.
III.3. Nghiên cứu điều kiện và kỹ thuật chưng cất
Toàn bộ dịch giấm chín (không tách bã) được chưng cất trong hệ thống chưng
cất chân không dung tích 1200 lít, dung tích làm việc 800 lít, áp suất chân không 540
mmHg . Mục đích của giai đoạn chưng cất này để tách rượu ra khỏi dịch giấm chín.
Kết quả nồng độ rượu đạt được trong lần chưng cất thứ nhất thể hiện ở Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả chưng cất rượu lần thứ nhất.
Loại rượu
Độ rượu trong
giấm chín (%V)
Thể tích rượu
thu được (lít)
Nồng độ rượu
(%V)
Hiệu suất
chưng cất (%)
Malt 10,8 215 37,6 93,6
Gạo 11,2 220 38,1 93,5
Ngô 10,6 230 35,2 95,5
Kết quả cho thấy, nồng độ cồn trong mẫu rượu gạo cao nhất (đạt 38,1%V), tiếp
đến là rượu malt (đạt 37,6%V), thấp nhất là rượu ngô (đạt 35,2%V). Hiệu suất chưng
cất lần 1 của ba mẫu rượu tương đương nhau (đạt 93,5- 95,5%). Toàn bộ lượng rượu
thu được trong lần chưng cất thứ nhất (từ nhiều mẻ với thể tích là 800 lít dịch rượu)
tiếptục được chưng cất chân không lần hai để loại bỏ các hợp chất không mong muốn.
Để xác định thời điểm thu hồi rượu trong quá trình chưng cất thứ hai, tiến hành
lấy mẫu rượu theo thời gian. Trong quá trình lấy mẫu, giai đoạn đầu của quá trình
chưng cất (để thu rượu đầu), hàm lượng các hợp chất bay hơi thay đổi nhanh nên các
mẫu được lấy liên tục. Giai đoạn sau (để thu rượu giữa và rượu cuối), hàm lượng các
hợp chất bay hơi ít biến đổi nên các mẫu được lấy thưa dần.
Kết quả Bảng 3.5 cho thấy hàm lượng các chất không mong muốn 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
48
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
acetaldehyde là 20,8°C; ethyl acetate là 77°C; methanol là 65°C và ethanol là
78,37°C). Bắt đầu từ mẫu WM3, hàm lượng methanol hết hoàn toàn, hàm lượng
aldehyde giảm từ 20,24 mg/l xuống 9,03 mg/l. Từ mẫu WM1 đến WM6, hàm lượng
ethyl acetate giảm dần từ 734,44mg/l xuống 21,17 mg/l và đến mẫu WM7 hàm lượng
này đã hết.
Đối với một số loại rượu bậc cao như iso butanol và pentanol có điểm sôi cao hơn
so với ethanol (điểm sôi của iso butanol là 108°C, pentanol là 137°C) thì tăng dần
từ giai đoạn đầu đến giữa gai đoạn giữa (W1-W6) sau đó giảm dần ở giai đoạn
sau(W7-W9).
49
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
50
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Theo kết quả tính toán lượng mẫu lấy phân tích, nếu loại bỏ các mẫu rượu từ
WM1-WM3 (để đảm bảo không còn độc tố methanol và aldehyde) thì lượng rượu
phải bỏ đi trong giai đoạn đầu của quá trình chưng cất là 3,77% (so với rượu thu được
sau chưng cất lần 2). Thu hồi rượu thành phẩm từ mẫu WM4-WM8, lượng rượu thu
được là 93,34% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Đến mẫu WM9 hàm
lượng hợp chất thơm ethyl axetate đã hết đồng thời nồng độ rượu còn rất thấp
(5,8%V), và cảm quan bắt đầu thấy có vị chua nhẹ. Vì vậy, từ mẫu WM9 rượu chưng
cất được thu hồi được dùng cho mục đích khác chiếm 2,89% (so với rượu thu được
sau chưng cất lần 2).
Với các kết quả phân tích ở trên, quá trình chưng cất loại tạp chất ở rượu malt
như sau:
Giai đoạn 1 (rượu đầu): Tách 3,77% rượu đầu;
Giai đoạn 2 (rượu sản phẩm): Thu hồi là 93,34% rượu sản phẩm, đạt 70%V;
Giai đoạn 3 (rượu cuối): Loại bỏ 2,89% rượu để sử dụng cho mục đích khác.
51
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
52
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Tương tự như quá trình chưng cất rượu malt, hàm lượng các chất bay hơi trong
quá trình chưng cất rượu gạo cũng có xu hướng giảm dần. Bắt đầu từ mẫu WG4 thì
hàm lượng aldehyde và methanol đã hết. Hàm lượng ethyl acetal giảm dần từ 513,47
mg/l đến mẫu WM8 hàm lượng này không còn. Hàm lượng iso butanol cao nhất ở
mẫu WG5 là 257,36 mg/l và giảm tới mẫu số WG10 còn 5,51 mg/l. Đối với pentanol
cao nhất ở mẫu WG5 (3511,09 mg/l) và đến mẫu WG10 hàm lượng này đã hết.
Từ kết quả tính toánlượng mẫu lấy phân tích trên Bảng 3.6, nếu loại bỏ phần
rượu từ mẫu WG1-WG3 (đảm bảo độc tố methanol đã hết) thì lượng rượu đầu cần bỏ
ở giai đoạn đầu chưng cất là 2,84%. Thu hồi rượu thành phầm từ mẫu WG4-WG8,
lượng rượu thu được là 95,02% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Ở mẫu
WG9 nồng độ rượu thấp (10,5%V), cảm quan cũng thấy có vị chua nhẹ. Do đó từ
mẫu WG9 rượu chưng cất được thu hồi chiếm 1,19%.
Quá trình chưng cất rượu gạo loại tạp chất như sau:
Giai đoạn 1: Tách 3,79% rượu đầu;
Giai đoạn 2: Thu hồi 95,02% rượu sản phẩm, đạt 72%V;
Giai đoạn 3: Loại bỏ 1,19% rượu cuối để sử dụng cho mục đích khác.
53
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
54
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Tương tự như quá trình chưng cất rượu malt và gạo, đối với rượu ngô hàm lượng
aldehyde cũng giảm dần từ mẫu WN1-WN3 còn 14,01mg/l, hàm lượng methanol từ
mẫu WN4 đã hết, hàm lượng ethyl acetat giảm mạnh từ mẫu WN1-WN3, giảm dần
từ mẫu WN4-WN7 và ở những mẫu sau không còn. Ở mẫu WN5 hàm lượng iso
butanol (335,91mg/l) và pentanol (4248,16mg/l) là cao nhất và cùng giảm tới mẫu
WN9.
Theo kết quả tính toán lượng mẫu lấy phân tích trên Bảng 3.7, nếu loại bỏ phần
rượu đầu ở mẫu WN1-WN3 khi hàm lượng methanol và aldehyde đã hết thì lượng
rượu đầu cần bỏ so với thể tích chưng cất lần 2 là 3,88%. Rượu thành phầm thu hồi
từ mẫu WN4-WN8 là 93,19%. Ở mẫu WN9 mặc dù hàm lượng aldehyde và methanol
đã hết nhưng nồng độ cồn rất thấp 5,3%V, chúng tôi ngừng lấy mẫu và lượng rượu
chưng cất được thu hồi sử dụng cho mục đích khác là 2,93%.
Với kết quả phân tích trên, thông số chưng cất loại bỏ tạp chất đối với rượu ngô
như sau:
Giai đoạn 1: Tách 3,88% rượu đầu;
Giai đoạn 2: Thu hồi 93,19% rượu sản phẩm, đạt 70%V;
Giai đoạn 3: Loại 2,93% rượu cuối để sử dụng cho mục đích khác.
Rượu sản phẩm thu được sau quá trình chưng cất lần 2 được tiếp tục sử dụng để
ngâm ủ với gỗ sồi.
III.4. Nghiên cứu sử dụng phoi gỗ sồi trong quá trình tàng trữ rượu Whisky
III.4.1. Ảnh hưởng mức độ nướng của gỗ sồi
Kích thước của các loại phoi gỗ sồi có ảnh hưởng lớn tới thời gian tàng trữ, kích
thước phoi càng nhỏ thì thời gian chiết xuất càng nhanh. Thời gian chiết xuất của loại
phoi dạng khối là 1- 2 tháng. Các loại phoi dạng mảnh có thời gian chiết xuất ngắn
hơn. Còn loại phoi gỗ sồi dạng bột thì có thời gian chiết xuất là nhanh nhất.
Phoi gỗ sồi dạng bột với 4 mức độ nướng khác nhau được sử dụng cho nghiên
cứu này. Tỷ lệ gỗ 3 g/l được ngâm chiết trong Whisky có nồng độ rượu 70%V. Đo
OD các mẫu rượu ở bước sóng 420nm và 760nm theo thời gian để xác định khả năng
chiết màu từ gỗ sồi cũng như hàm lượng polyphenol thay đổi trong quá trình tàng trữ.
Kết quả được chỉ ra ở Bảng 3.8 và Hình 3.6.
55
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Ký hiệu tên các mẫu bột gỗ sồi:
Không nướng (Untoasted) : UP
Nướng nhẹ (Light toasted) : LP
Nướng vừa (Medium toasted) : MP
Nướng nhiều (Heavy toasted) : HP
Bảng 3.8 cho thấy, dù gỗ sồi có mức nướng khác nhau nhưng giá trị OD đều
tăng dần từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 12. Đến thời điểm này, khả năng chiết của gỗ
sồi với các mức độ nướng khác nhau cũng không có sự khác biệt quá nhiều giữa các
loại rượu khác nhau. Khả năng chiết xuất gỗ sồi giảm dần theo mức độ nướng. Gỗ
sồi có mức nướng nhiều chiết xuất được nhiều màu hơn cả, sau đó lần lượt đến loại
gỗ có mức nướng vừa, nướng nhẹ và không nướng. Từ ngày đo thứ nhất đến ngày
thứ 12, màu của các mẫu rượu ngâm với bột gỗ sồi nướng nhiều cao hơn nhiều so với
các loại còn lại. Ngay từ ngày thứ nhất, màu của các mẫu rượu ngâm chiết với loại
gỗ sồi nướng nhiều đã rất đậm, (giá trị OD của Whisky Malt là 0,435; Whisky Gạo
là 0,434 và Whisky Ngô là 0,445). Đến ngày thứ 12, màu của các mẫu rượu ngâm
chiết với loại gỗ có mức nướng nhiều vẫn cao hơn so với các loại còn lại (OD của
Whisky Malt là 0,787; Whisky Gạo là 0,793 và Whisky Ngô là 0,824).
Như vậy có thể thấy, quá trình chiết màu sắc thường xảy mạnh nhất trong giai đoạn
12 ngày đầu của quá trình tàng trữ do rượu là dung môi trích ly màu từ gỗ sồi. Có
sự tăng nhẹ của màu rượu ở quá trình tiếp theo chủ yếu là do sự oxy hóa polyphenol
dẫn đến phản ứng nâu hóa xảy ra, mùi của rượu cũng thơm hương của gỗ sồi hơn.
56
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
57
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
(a)
(b)
(c)
Hình 3.6. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian
khi ngâm gỗ sồi với các mức độ nướng khác nhau
(a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô
Hình 3.6 cho thấy, hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian tàng trữ từ
ngày đầu ngâm chiết đến ngày thứ 10, sau đó tăng chậm lại và dừng vào khoảng thời
gian từ ngày thứ 13. Điều đó chứng tỏ sự chiết xuất polyphenol từ gỗ sồi đã dừng lại
và ổn định trong khoảng thời gian từ ngày thứ 13.Sau một khoảng thời gian ngâm
chiết, hàm lượng của polyphenol có dấu hiệu giảm dần tương ứng với sự tăng lên về
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1 4 7 10 13 16 19 22
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
UP
LP
MP
HP
0
50
100
150
200
250
300
350
1 4 7 10 13 16 19 22
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
UP
LP
MP
HP
0
50
100
150
200
250
300
350
1 4 7 10 13 16 19 22
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
UP
LP
MP
HP
58
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
màu sắc của rượu. Đó có thể là do quá trình oxy hóa đã xảy ra làm giảm hàm lượng
polyphenol.
Để lựa chọn mức độ nướng của gỗ sồi phù hợp, tiến hành đánh giá cảm quan
các mẫu rượu đã được ngâm chiết với gỗ sồi. Do rượu được sử dụng trong thí nghiệm
nồng độ cồn rất cao (70%V) nên khi đánh giá cảm quan, rượu được đưa về có nồng
độ 40%V để phù hợp với ngưỡng cảm giác của con người. Kết quả được thể hiện
trong Hình 3.7.
Hình 3.7. Kết quả cảm quan các mẫu rượu được ngâm chiết với phoi gỗ sồi có mức độ
nướng khác nhau.
Kết quả đánh giá cảm quan ở Hình 3.10 cho thấy, các loại rượu Whisky được
sản xuất từ cả 3 nguyên liệu malt, gạo, ngô đều có điểm đánh giá cảm quan cao nhất
khi được tàng trữ với hai loại gỗ sồi nướng nhẹ (LP) và nướng nhiều (HP).
Một điểm chung với tất cả các loại rượu là điểm đánh giá cảm quan của các
thành viên trong hội đồng đều đánh giá rất cao mẫu rượu tàng trữ với gỗ sồi có mức
nướng ít về vị của sản phẩm. Với nhận xét, rượu tàng trữ trong gỗ sồi nướng ít sẽ có
vị hòa hợp, êm dịu, dễ chấp nhận. Gỗ sồi có mức nướng nhiều được đánh giá cao về
hương, do nó tạo cho rượu có hương thơm gỗ sồi mạnh, đặc trưng của dòng rượu
0
5
10
15
20
25
UP LP MP HP
Điểm
Mức độ nướng của gỗ sồi
Malt
Gạo
Ngô
59
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Whisky. Thêm vào đó, rượu Whisky tàng trữ trong cả hai loại gỗ sồi này đều cho
mức độ đánh giá tốt về màu sắc và độ trong. Kết quả này cũng phù hợp với thông tin
cung cấp của nhà sản xuất gỗ sồi thương mại dùng cho tàng trữ rượu, gỗ sồi không
nướng và nướng nhẹ chủ yếu tạo vị cho rượu, gỗ sồi với mức độ nướng nhiều giúp
cho độ phức hợp của hương sản phẩm được tăng lên.
Ở đây chúng tôi không lựa chọn loại phoi gỗ sồi có mức nướng vừa phải mặc
dù điểm cảm quan của sản phẩm đều thuộc loại khá. Đó là do mẫu gỗ này tạo cho
rượu hương thơm của gỗ sồi không mạnh và đặc trưng như mẫu gỗ sồi có mức nướng
nhiều. Đồng thời khi phối chế cùng mẫu gỗ sồi có mức nướng nhẹ trong thí nghiệm
sau này sẽ không tạo sự đặc trưng về hương so với mẫu gỗ sồi ở mức nướng nhiều.Vì
thế, gỗ sồi có mức nướng vừa phải không phải là lựa chọn tối ưu trong thí nghiệm
này.
Kết hợp các số liệu phân tích biến đổi màu sắc và thành phần polyphenol cũng
như cảm quan chất lượng rượu tàng trữ trong các loại phoi gỗ sồi được xử lý mức độ
khác nhau, hai loại bột gỗ sồi có mức nướng nhẹ và nướng nhiều được lựa chọn để
tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
III.4.2. Lựa chọn tỉ lệ gỗ sồi ngâm ủ
Các tỷ lệ được lựa chọn gồm: 2g/l, 3g/l, 4g/l, 5g/l và 6g/l. Kết quả về sự biến
đổi màu sắc của các mẫu chỉ ra ở Bảng 3.9 và 3.10.
Kết quả cho thấy, ở cả hai mức độ nướng (nướng ít và nường nhiều), giá trị OD
420nm tăng dần đến ngày 12 và dừng ở ngày tiếp theo đối. Điều đó chứng tỏ gỗ sồi
đã được ngâm chiết ra màu hoàn toàn. Đến ngày 25, tiến hành đo màu đối với các
mẫu, giá trị OD lại có sự tăng nhẹ. Đó có thể là do sự nâu hóa xảy ra do quá trình oxy
hóa polyphenol. Tất cả các mẫu rượu ở các tỷ lệ gỗ sồi khác nhau đều có sự tăng nhẹ
về màu sắc của rượu từ ngày 13 đến ngày 25.
60
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
61
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Hình 3.8 và Hình 3.9 thể hiện sự thay đổi hàm lượng polyphenol trong khoảng
thời gian ngâm ủ 25 ngày.
62
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
(a).
Whisky
malt
(b).
Whisky
gạo
(c)
Whisky
ngô
Hình 3.8. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian
khi ngâm gỗ sồi mức độ nướng ít với các tỉ lệ khác nhau
50
100
150
200
250
300
350
400
1 4 7 10 13 16 19 22 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 4 7 10 13 16 19 22 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
50
100
150
200
250
300
350
400
1 4 7 10 13 16 19 22 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
63
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
(a).
Whisky
malt
(b).
Whisky
gạo
(c)
Whisky
ngô
Hình 3.9. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm
gỗ sồi mức độ nướng nhiều với các tỉ lệ khác nhau
Hình 3.8 cho thấy, với gỗ sồi nướng ít, hàm lượng polyphenol tăng dần theo
thời gian tàng trữ và dừng lại ở ngày thứ 13, sau đó đến ngày thứ 19 thì lại có dấu
-
100
200
300
400
500
600
700
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
0
100
200
300
400
500
600
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
0
100
200
300
400
500
600
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Polyphenol(mg/l)
Thời gian (ngày)
6g/l
5g/l
4g/l
3g/l
2g/l
64
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
hiệu giảm xuống. Điều đó chứng tỏ chiết xuất polyphenol từ gỗ sồi đã dừng lại và ổn
định từ ngày thứ 13. Sau ngày thứ 16, hàm lượng polyphenol giảm dần là do quá trình
oxy hóa xảy ra.
Hình 3.9 cho thấy, với gỗ sồi nướng nhiều, hàm lượng polyphenol tăng dần và
dừng lại ở ngày thứ 15 đối với whisky malt và ở ngày 12 đối với whisky gạo và ngô.
Tiến hành đánh giá cảm quan đối với các mẫu rượu để xác định tỷ lệ gỗ sồi có
thể ngâm chiết tối ưu. Kết quả đánh giá cảm quan được thể hiện ở Hình 3.10
(a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô
Hình 3.10. Kết quả cảm quan rượu Whisky khi ngâm ủ gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau.
Dựa theo kết quả đánh giá cảm quan Hình 3.10, chúng tôi thấy rằng: Rượu
Whisky Ngô có điểm cảm quan cao nhất (19,2 điểm) ứng với tỷ lệ gỗ sồi mức nướng
nhiều 4g/l, với gỗ sồi mức nướng ít số điểm cao nhất là 18 điểm ở tỉ lệ 5g/l. Rượu
Whisky Malt có tỷ lệ gỗ sồi 5g/l ứng với cả 2 mức độ nướng đều đạt điểm cảm quan
18 điểm. Rượu Whisky Gạo với tỷ lệ gỗ sồi mức độ nướng ít 4 g/l có cùng điểm cảm
quan với gỗ sồi mức nướng nhiều 3g/l là 18,8 điểm. Số điểm cảm quan các mẫu đạt
được tương đương với sản phẩm rượu đạt chất lượng tốt, rượu có màu vàng tươi sáng,
vị khói nhẹ, hòa hợp, êm dịu, nhẹ nhàng, hậu vị tốt, không bị khé cổ khi uống.
Thông qua đánh giá cảm quan chất lượng rượu, chúng tôi xác định được tỷ lệ
gỗ sồi sử dụng với các mức độ nướng khác nhau để sử dụng trong các thí nghiệm tiếp
theo như sau:
+ Với rượu từ malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l;
+ Với rượu từ gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l;
+ Với rượu từ ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l.
0
5
10
15
20
2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l
Điểmcảmquan
Tỉ lệ gỗ sồi/ rượu
Gỗ sồi nướng ít
Gỗ sồi nướng nhiều
0
5
10
15
20
2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l
Điểmcảmquan
Tỉ lệ gỗ sồi/rượu
Gỗ sồi nướng ít Gỗ sồi nướng nhiều
0
5
10
15
20
2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l
Điểmcảmquan
Tỉ lệ gỗ sồi/rượu
Gỗ sồi nướng ít Gỗ sồi nướng nhiều
65
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.5. Đánh giá chất lượng rượu sau thời gian tàng trữ
III.5.1. Đánh giá một số chỉ tiêu hóa lí của sản phẩm
Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ được
thể hiện ở Bảng 3.11.
Bảng 3.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ.
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị
Whisky
Malt
Whisky
Gạo
Whisky
Ngô
Whisky hỗn hợp
(Malt, Gạo, Ngô)
1 Etanol %V 40,0 40,0 40,0 40,0
2 Methanol mg/l KPH KPH KPH KPH
3 Aldehyde mg/l 18,4 16,3 20,1 18,5
4 Furfurol mg/l KPH KPH KPH KPH
5 Rượu bậc cao mg/l 1734,1 1887,3 2067,7 1940,8
6 Esters mg/l 201,5 240,8 283,2 255,3
7 Cảm quan
Trong suốt,
màu vàng
hổ phách
Trong suốt,
màu vàng
hổ phách
Trong suốt,
màu vàng
hổ phách
Trong suốt,
màu vàng
hổ phách
Theo Bảng 3.6 và so sánh với kết quả phân tích chất lượng rượu trước khi tàng
trữ (rượu chưng cất lần 2) cho thấy: Sau khi ngâm ủ 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. Các kết quả phân tích cũng cho thấy, tất
cả các chỉ tiêu của rượu Whisky được tàng trữ 1 năm đều đạt tiêu chuẩn cho phép
(QCVN 6-3-10 BYT).
Theo thống kê của tác giả Pekka J. Lehtonen [23], 27 loại Whisky 40%V (của
các nước Canada, Ireland và Scotland) có hàm lượng methanol dưới 141 mg/l, hàm
lượng ethyl acetate trong khoảng 95-429 mg/l. So sánh với kết quả này thì rượu
Whisky của đề tài tàng trữ sau 1 năm là đạt chất lượng.
66
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
III.5.2. Đánh giá mức độ ưa thích sản phẩm
100 người được thử trong đội ngũ cán bộ, công nhân viên Viện Công nghiệp
thực phẩm và Công ty Bia Rượu Eresson có độ tuổi trên 24 tuổi. Dựa trên phương
pháp cho điểm với mức độ ưa thích từ 1- 9 các tiêu chí đánh giá màu sắc, mùi, vị và
mức độ ưa thích chung. Kết quả đánh giá cảm quan 7 mẫu rượu gồm 5 mẫu rượu của
đề tài và 2 mẫu rượu ngoại nhập được tổng hợp trong Hình 3.11.
Hình 3.11. Đánh giá thị hiếu các chỉ tiêu chất lượng với các mẫu Whisky
Kết quả đánh giá cho thấy, xét về mức độ ưa thích chung, không có mẫu Whisky
nào bị đánh giá là không ưa thích. Một điều thú vị là, các mẫu rượu Whisky chứa
nguyên liệu ngô được ưa thích hơn mẫu rượu Red Label.
Xét về chỉ tiêu màu sắc, các mẫu rượu của đề tài được đánh giá ưa thích hơn
các mẫu rượu ngoại. Trong đó, sản phẩm có màu sắc được đánh giá cao nhất là
Whisky hỗn hợp 1 (tỉ lệ 2:4:4). Xét về chỉ tiêu mùi hương, hầu hết các thành viên đều
nhận xét không có sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu rượu được thử, sản phẩm Whisky
ngô và Whisky hỗn hợp có điểm số tương đương mẫu Chivas 12.Đối với tiêu chí là
vị, nhận thấy sản phẩm làm từ nguyên liệu gạo và malt có điểm thị hiếu kém hơn các
67
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
mẫu rượu còn lại, mẫu Chivas 12 có điểm số cao nhất.Tuy nhiên, các mẫu sản phẩm
của đề tài đều được đánh giá không kém hơn mẫu Red Label về vị.
Có thể nhận thấy, thị hiếu của người Việt Nam rất thích sản phẩm Whisky từ
ngô, tiếp đến là malt và sau cùng là gạo. Các mẫu Whisky phối trộn từ 3 nguyên liệu
malt: gạo: ngô theo tỉ lệ 2: 4: 4 và 2: 1: 7 được ưa thích hơn mẫu Whisky malt và
Whisky gạo chứng tỏ mẫu Whisky chứa nhiều ngô càng được ưa thích hơn.
Như vậy, việc lựa chọn nguyên liệu sản xuất Whisky từ nguyên liệu thay thế là
ngô và gạo, áp dụng quy trình công nghệ đã được nghiên cứu, đã cho sản phẩm
Whisky có chất lượng được đánh giá về thị hiếu là ngang với sản phẩm cùng loại
nhập khẩu. Điều này khẳng định chất lượng của sản phẩm và mở ra triển vọng tạo
nên một sản phẩm Whisky Việt Nam chất lượng cao, thúc đẩy tiềm năng sản xuất
Whisky của Việt Nam.
Kết quả rượu sau phối chế được kiểm tra các chỉ tiêu thể hiện tại Trung tâm Y
tế dự phòng. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.12.
Bảng 3.12. Chất lượng rượu Whisky sau khi được phối chế
Chỉ tiêu Phương pháp thử Whisky hỗn hợp (malt, gạo, ngô)
Ethanol (%V) TCVN 8008:2009 40,0
Methanol (mg/l) TCVN 8010:2009 KPH
Cảm quan TCVN 8010:2009
Sản phẩm dạng lỏng trong, màu
vàng nâu, mùi vị đặc trưng.
Bảng 3.12 cho thấy, rượu Whisky hoàn toàn đạt tiêu chuẩn: QCVN 6-3-10BYT.
III.6. Quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và
nguyên liệu thay thế của Việt Nam
Quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu
thay thế của Việt Nam thể hiện qua Hình 3.12, được thực hiện qua các bước: nghiền
và nấu (thủy phân) nguyên liệu, lên men, chưng cất, ngâm ủ với gỗ sồi, phối chế, lọc
trong và đóng chai. Điểm khác biệt giữa quy trình sản xuất rượu Whisky và các loại
rượu khác chủ yếu ở giai đoạn chưng cất và ngâm ủ với gỗ sồi.
68
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
69
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
Thuyết minh quy trình:
Nghiền và nấu nguyên liệu:
Ngô hạt LVN-154, gạo tẻ Q5 và malt Úc được nghiền mịn và được nấu (thủy
phân) trong từng nồi nấu chuyên dụng, có khuấy đảo trộn theo quy trình:
Với nguyên liệu malt: Malt nghiền nhỏ được hòa với nước sạch (xử lý bằng
công nghệ RO) theo tỉ lệ 1:3, giữ tại nhiệt độ 35°C trong 30 phút để đảm bảo cho khối
nguyên liệu được hút nước, các hạt tinh bột được trương nở hoàn toàn. Sau đó, nâng
nhiệt độ lên 45°C, giữ trong 15 phút để thực hiện phân cắt β-glucan. Nâng tiếp nhiệt
độ khối dịch lên 52°C, giữ trong 30 phút để thực hiện quá trình đạm hóa. Tiếp theo,
nâng nhiệt độ toàn khối lên 62°C, giữ trong 60 phút. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C,
giữ trong 30 phút để thủy phân nốt các dextrin còn lại.
Với nguyên liệu gạo: Hòa nguyên liệu gạo với nước sạch (xử lý bằng công nghệ
RO) theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,2% và nâng nhiệt độ lên
95°C, giữ trong 60 phút để quá trình hồ hóa diễn ra hoàn toàn. Sau đó, tiến hành hạ
nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót (đã nghiền nhỏ) rồi bổ sung Neutrase
0,2% giữ trong 45 phút. Tiếp theo, nâng nhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA
1% giữ trong 60 phút để thủy phân tinh bột thành đường. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên
75°C, giữ trong 30 phút để thủy phân nốt các dextrin còn lại.
Với nguyên liệu ngô: Hòa nguyên liệu ngô với nước sạch (xử lý bằng công nghệ
RO) theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,35% và nâng nhiệt độ lên
95°C, giữ trong 60 phút để quá trình hồ hóa diễn ra hoàn toàn. Sau đó, tiến hành hạ
nhiệt độ khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót (đã nghiền nhỏ) rồi bổ sung Neutrase
0,3% giữ trong 30 phút. Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzyme protease có trong malt
và Neutrase hoạt động, giúp quá trình đạm hóa được diễn ra thuận lợi. Tiếp theo, nâng
nhiệt độ lên62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1,5% giữ trong 60 phút để thủy phân tinh
bột thành đường. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C, giữ trong 30 phút để thủy phân nốt
các dextrin.
Lên men:
Nhân giống nấm men: Nấm men Saccharomyces cerevisiae EC1118 (trong sưu
tập giống vi sinh của Viện CNTP) được nuôi riêng rẽtrong môi trường hoạt hóa (nước
chiết malt 11°Bx, KH2PO4 5g/l, MgSO4 0,3 g/l) ở nhiệt độ 28°C, tốc độ lắc 200- 250
70
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
vòng/ phút trong 18- 20 giờ. Mỗi chủng nuôi cấy sẽ được sử dụng làm men giống ứng
với từng nguyên liệu. Kết thúc quá trình nuôi cấy, mật độ tế bào nấm men đạt 108 tế
bào/ml dịch.
Lên men: Dịch thủy phân của mỗi nguyên liệu được sử dụng trực tiếp (không
tách bã) làm dịch lên men. Bổ sung nấm men vào dịch lên men với các tỉ lệ: 10% nấm
men S. cerevisiae EC1118 vào dịch thủy phân. Lên men ở nhiệt độ 25°C trong thời
gian 5- 7 ngày. Kết thúc quá trình lên men, độ cồn trong dịch dấm chín đạt 10,6-
11,0%V.
Chưng cất:
Toàn bộ khối dịch sau khi lên men (cả bã) được chuyển vào thiết bị chưng cất
chân không, áp suất 540 mmHg. Sau chưng cất thứ nhất, toàn bộ rượu được thu hồi
để tiếp tục chưng cất thứ hai. Lần chưng cất thứ hai, rượu được tách bỏ rượu đầu và
rượu cuối.
Với rượu malt: tách 3,77% rượu đầu, 2,89% rượu cuối; thu hồi 93,34% rượu
giữa đạt 70%V;
Với rượu gạo: tách 3,79% rượu đầu, 1,19% rượu cuối; thu hồi 95,02% rượu giữa
đạt 72%V;
Với rượu ngô: tách 3,88% rượu đầu, 2,93% rượu cuối; thu hồi 93,19% rượu
giữa đạt 70%V.
Ngâm ủ với gỗ sồi:
Rượu sau chưng cất được đưa về độ rượu 70%V và được ngâm với bột gỗ sồi ở
20°C trong thời gian ít nhất 1 năm với nồng độ như sau:
Với rượu malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l;
Với rượu gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l;
Với rượu ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l.
Phối chế: Rượu sau thời gian ngâm ủ được đưa về độ rượu 40%V bằng nước cất công
nghệ và được phối chế theo tỉ lệ rượu whisky malt: whisky gạo: whisky ngô là 2:1:7.
Lọc trong: Rượu sau khi phối chế được lọc trong bằng hệ thống màng lọc (0,9µm)
hút chân không và được đóng chai tạo rượu Whisky thành phẩm.
Đóng chai: Rượu sau lọc được đóng chai, xoáy nút, dán nhãn và vào thùng.
71
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky:
- Quy trình đường hóa 3 loại nguyên liệu để sản xuất Whisky như sau:
+ Quy trình đường hóa malt: Malt nghiền nhỏ được hòa với nước theo tỉ lệ 1:3 và
được giữ tại nhiệt độ 35°C trong 30 phút. Sau đó, nâng nhiệt độ lên 45°C trong 15
phút. Nâng tiếp nhiệt độ lên 52°C trong 30 phút, rồi nâng nhiệt độ toàn khốii lên
62°C trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút.
+ Quy trình đường hóa gạo: Hòa nguyên liệu gạo xay nhỏ với nước theo tỉ lệ 1:3,5.
Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,2% và nâng nhiệt lên 95°C trong 60 phút.
Sau đó hạ nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót và bổ sung Neutrase 0,2%
giữ trong 45 phút. Nâng tiếp nhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1% giữ
trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút.
+ Quy trình đường hóa ngô: Hòa nguyên liệu ngô xay nhỏ với nước theo tỉ lệ 1:3,5.
Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,35% và nâng nhiệt lên 95°C trong 60 phút.
Sau đó hạ nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót và bổ sung Neutrase 0,3%
giữ trong 45 phút. Nâng tiếpnhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1,5% giữ
trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút.
- Đã xác định được thông số của quá trình lên men rượu Whisky như sau:
Dịch lên men là dịch đường hóa ở trên được tiếp tỉ lệ giống nấm men 10%, nhiệt
độ lên men 25°C, thời gian lên men 5 ngày.
- Đã xác định được thông số của quá trình chưng cất rượu Whisky như sau:
+ Chưng cất lần 1: Toàn bộ dịch lên men (cả bã) được đưa vào hệ chưng cất chân
không (áp suất 540 mmHg) để thu dịch rượu.
+ Chưng cất lần 2: Toàn bộ rượu chưng cất lần 1 được tiếp tục chưng cất chân
không lần 2. Trong lần chưng cất này, cần tách rượu đầu và rượu cuối như sau:
* Với rượu malt: tách 3,77% rượu đầu, 2,89% rượu cuối; thu hồi 93,34% rượu
giữa đạt 70%V.
* Với rượu gạo: tách 3,79% rượu đầu, 1,19% rượu cuối; thu hồi 95,02% rượu
giữa đạt 72%V.
* Với rượu ngô: tách 3,88% rượu đầu, 2,93% rượu cuối; thu hồi 93,19% rượu
giữa đạt 70%V.
72
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
- Đã lựa chọn được loại gỗ sồi và nồng độ ngâm ủ thích hợp để được rượu
Whisky có chất lượng tốt như sau:
+ Với rượu từ malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l;
+ Với rượu từ gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l;
+ Với rượu từ ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l.
Kiến nghị
- Để có đánh giá rõ hơn về chất lượng rượu Whisky lâu năm, phân tích thành
phần các hợp chất thơm trong rượu Whisky với thời gian tàng trữ lâu hơn (18 tháng,
24 tháng, 30 tháng…).
- Xác định hàm lượng các hợp chất tạo hương vị đặc trưng cho rượu Whisky
trong sản phẩm (Lactone, Vanillin…) và so sánh với các sản phẩm Whisky khác để
có thể xây dựng tiêu chuẩn cho sản phẩm Whisky của Việt Nam.
- Nghiên cứu thêm các nguồn nguyên liệu gỗ sồi khác để tạo thêm nhiều hương
vị đặc trưng cho whisky trong quá trình tàng trữ.
- Nghiên cứu thêm về các thông số kĩ thuật trong quá trình thực nghiệm sản xuất
ở quy mô lớn hơn.
- Có thêm các nghiên cứu về thiết bị chuyên biệt cho quá trình sản xuất rượu
Whisky tại Việt Nam.
73
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giang Thế Bính và cộng sự. “Hoàn thiện công nghệ một số đồ uống chất lượng
cao từ ngũ cốc’’. Viện Công Nghiệp Thực Phẩm (2002).
2. Nguyễn Thị Hiền, Từ Việt Tú. “Kỹ thuật đánh giá cảm quan rượu vang”. Tạp chí
Đồ uống Việt Nam, 12 (2006) tr.24- 25.
3. Nguyễn Thúy Hường và cộng sự. “Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ và
mô hình sản xuất rượu đặc sản Mai Hạ (Hòa Bình)”. Đề án ứng dụng công nghệ sinh
học trong công nghiệp chế biến. Viện Công nghiệp thực phẩm (2010).
4. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 6-3:2010/BYT đối với các sản phẩm đồ uống
có cồn.
5. Phạm Văn Thành, Lê Văn Trọng và cộng sự. “Nghiên cứu xây dựng phương pháp
kiểm định các loại rượu cao cấp (Whisky, Cognac) để phát hiện hàng giả, hàng kém
chất lượng trên thị trường Việt Nam”. Viện Công nghiệp thực phẩm (2010).
6. Niên giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê.
7. IngeRussell, Graham Stewart, Charlie Bamforth, Inge Russell. “Whisky
Technology, Production and Marketing”. Elsevier (2003), pp.87-98.
8. G. B. Sim, D. R. Berry. “Malted barley enzyme activity under optimum and process
conditions from the scotchmalt whisky industry”. Journal of Enzyme and Microbial
Technology,19(1996), pp. 26-31.
9. Cadahía, E., Fernández de Simón, B., Jalocha, J. “Volatile compounds in Spanish,
French, and American oak woods after natural seasoning and toasting”. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, 51 (2003), pp. 5923-5932.
10. Carla Da Porto, Sabrina Moret. “Comparision of polycyclic aromatic
hydrocarbons (PAHs) between smoked marc spirit and whiskies”. Food and
Chemical Toxicology, 45 (2007), pp. 2069-2071.
74
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
11. Escalona, E., Birkmyre, L., Piggot, J. R., Paterson, A. “Effect of maturation in
small oak cask on the volatilitu of red wine aroma compounds”. Analytica Chimica
Acta, 458 (2002), pp. 45-54.
12. T. Garde-Cerdán, C. Ancín Azpilicueta. “Effect of oak barrel type on the volatile
composition of wine. Storage time optimization”. LWT-Food Science and
Technology, 39 (2006), pp. 199-205.
13. T. Garde-Cerdán, D. Torea-Goni, C. Ancín Azpilicueta. “Changes in the
concentration of volatile oak compounds and esters in red wine for 18 months in
reused French oak barrel.” Autralian Journal of Grape and Wine Research, 8 (2002),
pp. 140-145.
14. T. Garde-Cerdán, C. Lorenzo, J.M. Carot, M.D. Climent, M.R. Salinas. “Effects
on composition, storage tim, geographic origin and oak type on the accumulation of
some volatile oak compounds and ethyphenols in wines”. Food Chemistry, 122
(2010),
pp. 1076-1082.
15. M.L. Morales, B. Benitez, A.M Troncoso. “Accelerated aging of wine vinegar
with oak chip: evaluation of wood flavour compounds.” Journal of Food Chemistry,
88 (2004), pp. 305-315.
16. Otsuka, K. I., Sato, L., Yamashita, T. “Structure of precursor of β-methyl-γ-
octalactone, an aging favour compound of distlled liquors”. Journal of Fermentaion
Technology, 58 (1980) , pp. 395-398.
17. Bosso, A., Petrozziello, M., Santini, D., Motta, S., Guaita, M., Marulli, C. “Effect
of grain type and toasting conditions barrels on the concentration of the volatile
subtances released by the wood and on the sensory characteristics of Montepulciano
d’Abruzzo”. Journal of Food Science, 73 (2008), pp. 373-382.
18. K.J.G Reid, J.S Swan and C.S Gutteridge. “Asenssment of Scotch whisky quality
by pyrolusis-mass spectrometry and the subsequent correlation of quality with the
oak wood cask”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 25 (1993), pp. 49-62.
75
Nguyễn Xuân Bách Cao học - CNTP2014A
19. Brígida Fernández de Simón, EstrellaCadahía, Teresa Hernández, Isabel Estrella.
“Evolution of oak-related volatile compounds in Spanish red wine during 2 years
bottled, after aging in barerls made of Spanish, French and American oak wood”.
Journal of Analytica Chimica Acta 563 (2006), pp. 198-203.
20. Teresa Garde Cerdán, Carmen Ancín-Azpilicueta. “Effect of oak barrel type on
the volatile composition of wine:Storage time optimization”. Journal of LWT 39
(2006),
pp. 199-205.
21. Tesfaye, W., Morales, M. L., García-Parrilla, M. C. “Evolution of phenolic
compounds during an experimental aging in wood of Sherry vinegar”. Journal of
Agriculture and Food Chemistry, 50 (2002), pp. 7043-7061.
22. Wang Xia. “Study on brandy aging by oak chip”. JournalFoodand Fermentation
industry,32(2006), pp. 54-59.
23. Pekka J. lehtonen, LaDena A. Keller, Eero T. Ali-Mattila. “Multi-method analysis
of matured distilled alcoholic beverages for brand identification”. Springer-Verlag,
208 (1999), pp. 413-417.
24. http://vietbao.vn/Whisky-Nuoc-cua-su-song/55158017/226/
25. Hãng gỗ sồi Aroboís
http://www.arobois.com

Luận văn: Công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch, 9đ

  • 1.
    1 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------------------------ NGUYỄN XUÂN BÁCH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY TỪ MALT ĐẠI MẠCH VÀ NGUYÊN LIỆU THAY THẾ Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Giáo viên hướng dẫn 1: TS.Đặng Hồng Ánh Giáo viên hướng dẫn 2: GVCC.TS Nguyễn Minh Hệ Hà Nội - Năm 2016
  • 2.
    2 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ATVSTP : An toàn vệ sinh thực phẩm CNTP : Công nghiệp thực phẩm CFU : Số lượng tế bào (colony-forming unit) FAN : Axit amin tự do (free amino nitrogen) FAO : Tổ chức nông nghiệp và lương thực (Food and Agriculture Organization) GC : Sắc ký khí (Gas Chromatography) GC-MS : Sắc ký khí khối phổ (Gas Chromatography Mass Spectrometry) HP : Mức độ nướng nhiều (heavy toased) LP : Mức độ nướng nhẹ (light toasted) MP : Mức độ nướng vừa (medium toasted) OD : Mật độ quang (optical density) UP : Không nướng (untoasted) KPH : Không phát hiện TCCL : Tiêu chuẩn chất lượng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
  • 3.
    3 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa Việt Nam qua các năm 10 Bảng 1.2. Hàm lượng chất dinh dưỡng có trong hạt gạo 10 Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam qua các năm 11 Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của hạt ngô 12 Bảng 1.5. Độ ẩm một số loại gỗ sồi thương mại 17 Bảng 2.1. Điểm tiêu chuẩn cho từng chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm 38 Bảng 2.2. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu 39 Bảng 2.3. Hạng chất lượng của sản phẩm 39 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ malt 45 Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ gạo 45 Bảng 3. 3. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ ngô 46 Bảng 3.4. Kết quả chưng cất rượu lần thứ nhất 47 Bảng 3.5. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Malt lần thứ hai 49 Bảng 3.6. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Gạo lần thứ hai 51 Bảng 3.7. Hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu Ngô lần thứ hai 53 Bảng 3.8. Biến đổi màu rượu (OD 420nm) theo thời gian khi ngâm với các loại gỗ sồi có mức độ nướng khác nhau 56 Bảng 3.9. Biến đổi màu của rượu (OD420nnm) theo thời gian khi ngâm ủ gỗ sồi nướng ít với các tỉ lệ khác nhau 60 Bảng 3.10. Biến đổi của màu rượu (OD420nnm) theo thời gian khi ngâm ủ gỗ sồi nướng nhiều với các tỉ lệ khác nhau 61 Bảng 3.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ 65 Bảng 3.12. Chất lượng rượu Whisky sau khi được phối chế 67
  • 4.
    4 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Trang Hình 1.1.Thị phần của rượu mạnh trên toàn thế giới năm 2009 7 Hình 1.2. Một số chất thơm được tạo thành trong quá trình ủ rượu bằng thùng gỗ sồi 21 Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn glucose theo phương pháp Nelson - Somogi 30 Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn Albumin theo phương pháp Lowry 31 Hình 2.3. Đường chuẩn axit gallic theo phương pháp Singleton 36 Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới chất lượng dịch thủy phân nguyên liệu malt đại mạch 41 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân đến độ nhớt (cPs) của dịch đường hóa từ nguyên liệu gạo và ngô 42 Hình 3.3. Ảnh hưởng nồng độ Neutrase và thời gian đạm hóa đến lượng FAN thu được trong dịch thủy phân 43 Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân đến hàm lượng đường thu được 44 Hình 3.5. Động học của quá trình lên men ở nhiệt độ 25°C khi sử dụng chủng EC1118 46 Hình 3.6. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi với các mức độ nướng khác nhau 57 Hình 3.7. Kết quả cảm quan các mẫu rượu được ngâm chiết với phoi gỗ sồi có mức độ nướng khác nhau 58 Hình 3.8. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi mức độ nướng ít với các tỉ lệ khác nhau 62 Hình 3.9. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi mức độ nướng nhiều với các tỉ lệ khác nhau 63 Hình 3.10. Kết quả cảm quan rượu Whisky khi ngâm ủ gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau 64 Hình 3.11. Đánh giá thị hiếu các chỉ tiêu chất lượng với các mẫu Whisky 66 Hình 3.12. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam 68
  • 5.
    5 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A MỞ ĐẦU Việt Nam là một nước có truyền thống sản xuất đồ uống từ cồn lâu đời đặc biệt là các loại rượu cao độ đã được sử dung rộng rãi. Hiện nay các loại rượu cao độ được nhập khẩu vào nước ta với số lượng lớn đặc biệt là các loại rượu màu mà tiêu biểu là rượu Whisky. Rượu Whisky được sản xuất từ nguồn nguyên liệu là malt đại mạch và các loại ngũ cốc khác. Việt Nam hiện nay là nước sản xuất nông nghiệp với các sản phẩm ngũ cốc dồi dào phong phú với tổng sản lượng gạo cả nước sản xuất được đạt 43,7 triệu tấn, tiếp đến là ngô với tổng sản lượng đạt 4,97 triệu tấn ( theo tổng cục thống kê-2013) là nguồn nguyên liệu thích hợp, rẻ tiền cho sản xuất rượu Whisky. Vì vậy để sản xuất được loại rượu Whisky nội địa có chất lượng tốt, giá thành phù hợp thì đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam” được thực hiện. Whisky là một dòng rượu nổi tiếng trên thế giới có lịch sử phát triển từ thế kỷ 15 và đã được sản xuất với số lượng lớn ở nhiều nước trên thế giới. Mặc dù đã du nhập và được ưa chuộng ở thị trường Việt Nam từ 20 năm nay tuy nhiên vẫn chưa có một nghiên cứu bài bản nào về sản xuất rượu Whisky tại Việt Nam. Các thí nghiệm trong luận văn này tập trung vào xử lý, đánh giá các nguyên liệu để sản xuất rượu Whisky bao gồm malt đại mạch, gạo, ngô, gỗ sồi trong các khâu đoạn đường hóa, lên men, chưng cất, tàng trữ và sản phẩm cuối. Từ đó đưa ra được quy trình sản xuất rượu Whisky cho từng loại nguyên liệu đầu vào và các mẫu sản phẩm đạt chất lượng ở đầu ra. Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn về sản xuất rượu Whisky tại Việt Nam và các kết quả nghiên cứu này là khời đầu cho việc sản xuất rượu Whisky mang thương hiệu Việt.
  • 6.
    6 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN I.1. Giới thiệu về rượu Whisky [1,5, 7, 22] Rượu Whisky là một loại rượu cao độ rất phổ biến trên thế giới với sức tiêu thụ hàng năm lên đến hơn 3 tỷ lít/năm và được tiêu thụ ở hàng trăm nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Trong các loại rượu mạnh trên thế giới thì Whisky là loại rượu phổ biến thứ hai (chiếm 12%) chỉ sau rượu trắng (chiếm 23%). Hình 1.1.Thị phần của rượu mạnh trên toàn thế giới năm 2009 Nguồn gốc của rượu Whisky bắt nguồn tại Scotland từ cuối thế kỷ 15 nhưng tồn tại ở dạng thô không qua tàng trữ và có mùi vị rất đậm và nặng. Đến thế kỷ 17 Whisky được hoàn thiện dần về hương vị tương tự như hiện nay. Sau cuộc di dân vào Mỹ do khan hiếm nguồn nguyên liệu nên sản suất rượu Whisky từ 100% malt đại mạch đã được thay thế bằng các loại ngũ cốc khác. Hiện nay rượu Whisky được sản xuất thành rất nhiều dòng sản phẩm khác nhau từ các nguồn nguyên liệubiệt được phân loại như sau: White spirits 23% whisky 12% Rhum 7% brandy and cognac 6% liqueurs 5% tequila 1% other spirits 46%
  • 7.
    7 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A  Phân loại theo loại ngũ cốc: - Malt: là loại Whisky được làm từ mạch nha. - Grain: là loại Whisky được sản xuất từ lúa mạch. - Rye: là loại Whisky chủ yếu được sản xuất từ lúa mạch đen, ít nhất là 51%. - Bourbon: là loại Whisky chủ yếu được sản xuất từ ngô, ít nhất 51% và được chưng cất tối đa là 81%V và được tàng trữ tối đa là 61%V.  Phân loại theo quy trình sản xuất: Tên gọi một phần cũng thể hiện rõ quy trình sản xuất của từng loại Whisky: - Single: là loại Whisky có nguồn gốc chỉ từ một lò nấu rượu riêng lẻ thường dùng cho Whisky của Scotland: Single-Malt-Whisky. - Straight: là loại Whisky có nguồn gốc chỉ từ một lò nấu rượu riêng lẻ thường dùng cho Whiskey của Mỹ. - Blend: là loại Whisky đã được pha trộn. Trong lúc sản xuất nhiều loại Whisky khác nhau từ nhiều lò nấu rượu khác nhau được pha vào với nhau. Trong một số sản phẩm có đến 70 loại Whisky khác nhau. - Pot Still: là loại Whisky được sản xuất chỉ dùng loại bình nấu cổ điển, thường dùng cho một số loại Whisky của Ireland. - Pure Pot Still: là loại Whisky được sản xuất chỉ dùng mạch nha trong các bình nấu rượu cổ điển, thường dùng cho một số loại Whisky riêng lẻ của Ireland.  Các cách phân loại khác: - Cask strength (độmạnh thùng):Sau khi được trữ trong thùng người ta không cho thêm nước vào whisky nữa để đạt đến một nồng độ rượu nhất định. Nồng độ rượu của những loại whisky này khác nhau vì thay đổi tùy theo thời gian trữ, điều kiện môi trường, chất lượng của thùng chứa và nồng độ rượu của phần cất nguyên thủy. - Vintage (năm sản xuất): Loại whisky được sử dụng có nguồn gốc từ năm được ghi chú.
  • 8.
    8 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A - Single cask (thùng riêng lẻ): Loại whisky này có nguồn gốc từ một thùng rượu riêng lẻ (thường dùng cho Whisky của Scotland). Single barel (thùng riêng lẻ): Loại whisky này có nguồn gốc từ một thùng rượu riêng lẻ (thường dùng cho Whisky của Mỹ). Các nước sản xuất rượu Whisky hàng đầu trên thế giới đều đưa ra các định nghĩa riêng về Whisky tùy thuộc với dòng sản phẩm của riêng họ với tên gọi như: Scotch, Irish hay American Whisky, Canadian Whisky, Indian Whisky.... Tóm chung lại rượu Whisky là sản phẩm rượu cao độ có nồng độ cồn từ 40% (thường từ 40-60%); được lên men từ nguyên liệu là malt đại mạch và (hoặc) ngũ cốc; được đem trưng cất từ 40-95% cồn; hương, vị được tách triết từ gỗ sồi; thời gian tàng trữ từ 3 năm trở lên. I.2. Giới thiệu về sản xuất rượu tại Việt Nam[3, 24]. Việt Nam là nước có truyền thống nông nghiệp và văn hóa uống rượu lâu đời. Rượu truyền thống ở Việt Nam là rượu trắng (thường là rượu cao độ) với rất nhiều các tên tuổi nổi tiếng gắn liền với từng vùng miền như: rượu Làng Vân (Bắc Giang), rượu ngô Thanh Vân (Hà Giang), rượu Mai Hạ (Hòa Bình), rượu Mẫu Sơn (Lạng Sơn), rượu Sán Lùng (Lào Cai), rượu Bàu Đá (Bình Định), rượu Đế Bến Lức, Gò Đen (Long An)…Tuy nhiên do quy mô sản suất mới dừng ở mức độ làng nghề, thiết bị máy móc thô sơ, thiếu đầu tư khoa học kỹ thuật nên đến nay Việt Nam vẫn chưa có sản phẩm rượu truyền thống nào thành thương hiệu quốc gia. Rượu cao độ ở Việt Nam phần lớn là do dân sản xuất thủ công. Theo số liệu báo cáo của sở công thương các tỉnh, tổng sản lượng rượu dân tự nấu đạt 242,412triệulít/năm. Trong đóloại rượu nấu ở các địa phương có truyền thống khoảng 82,412 triệu lít/năm. Sản lượng rượu dân tự nấu rải rác ở các địa phương còn lại không thống kê được, ước còn khoảng 160 triệu lít. Các nhà sản xuất rượu cao độ quy mô công nghiệp tại Việt Nam chủ yếu sản xuất rượu Vodka như: Công ty Cổ phần Cồn Rượu Hà Nội, Công ty Cổ phần Cồn Rượu Bình Tây (Tp Hồ Chí Minh), Công ty Cổ phần Bia Rượu Đồng Xuân (Phú Thọ)… và một số thương hiệu rượu Vodka đang bắt đầu đi vào được thị trường như rượu Vodka Men, Vodka Avinaa, Vodka Cá sấu… với tổng sản lượng khoảng 70 triệu lít/ năm.
  • 9.
    9 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Các loại rượu màu cao độ tại Việt Nam đều được nhập khẩu như Jonnie Walker, Chivas, Jack Daniels Crown Royal, XO… với mức thuế cao (thuế nhập khẩu 60%, thuế tiêu thụ đặc biệt 75% và thuế VAT 10%) đẩy giá thành lên rất cao. Ngoài ra việc sản xuất rượu giả tại Việt Nam vẫn chưa kiểm soát được (theo phòng thị trường Hà Nội thống kê năm 2013, có tới 95% rượu ngoại trên thị trường là hàng giả hoặc có xuất xứ không rõ ràng). Điều đó làm cho khả năng tiếp cận của người tiêu dùng với các sản phẩm rượu màu chất lượng trở nên thấp đi. Hiện nay Việt Nam cũng chưa có một công trình nghiên cứu nào về rượu Whisky được công bố cũng như chưa có một tiêu chuẩn cụ thể cho rượu Whisky và cũng chưa có sản phẩm rượu Whisky mang thương hiệu Việt Nam. I.3. Giới thiệu một số nguyên liệu thay thế để sản xuất Whisky ở Việt Nam I.3.1. Gạo Gạo là sản phẩm từ cây lúa.Cây lúa đã gắn bó và đi sâu vào còn người làng quê Việt Nam. Ở nước ta hai vùng trồng lúa nhiều nhất là đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng. Mặc dù diện tích ngày càng bị thu hẹp nhưng sản lượng lúa nước ta vẫn liêntục tăng nhờ vào việc áp dụng các cải tiến khoa học kỹ thuật, sử dụng các giống cây trồng mới cho năng suất cao. Không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu ra thị trường bên ngoài.Theo thống kế của FAO năm 2008, Việt Nam có sản lượng lúa đứng thứ 5 trên thế giới. Trong nhiều năm gần đây, Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới.
  • 10.
    10 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Bảng 1.1. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa Việt Nam qua các năm. (Nguồn: Niêm giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê, Nhà xuất bản thống kê) Năm Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2005 7329,2 48,9 35832,9 2006 7324,8 48,9 35849,5 2007 7207,4 49,9 35842,7 2008 7422,2 52,3 38729,8 2009 7437,2 52,4 38950,2 2010 7489,4 53,4 40005,6 2011 7655,4 55,4 42398,5 2012 7761,2 56,4 43737,8 2013 7899,4 55,8 44076,1 Gạo không chỉ là lương thực chiếm 80% năng lương bữa ăn cho người Việt mà còn là nguyên liệu sản xuất nhiều đồ uống có cồn như rượu nếp... nó có nhiều giá trị dinh dưỡng. Bảng 1.2. Hàm lượng chất dinh dưỡng có trong hạt gạo. Thành phần Tỉ lệ Gluxit 72-73% Protein thô 7-9% Lipid thô 1,3-2% Chất tro 1,0-1,5% Nước 12-15%
  • 11.
    11 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A I.3.2. Ngô Ở Việt Nam, ngô là loại cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa. Có nhiều loại ngô, thường được xếp vào các loại khác nhau về cả tính chất và công dụng như ngô nếp (hạt màu trắng, dẻo hạt), chủ yếu để ăn; ngô tẻ (hạt màu trắng hoặc vàng), cứng nhưng sản lượng cao nên dùng làm thức ăn cho gia súc; ngô đường (hạt màu vàng không đều), vị ngọt và ngô rau (bắp nhỏ, ít tinh bột) dùng để ăn. Bảng 1.3. Diện tích, năng suất, sản lượng ngô Việt Nam qua các năm. (Nguồn: Niên giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê) Năm Diện tích (1000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn) 2006 1033,1 37,3 3854,6 2007 1096,1 39,3 4303,2 2008 1140,2 40,1 4573,1 2009 1089,2 40,1 4371,7 2010 1125,7 41,1 4625,7 2011 1121,3 43,1 4835,6 2012 1156,6 43,0 4973,6 2013 1172,5 44,3 5193,5 Từ năm 2006, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay. Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng ngô của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng ngô lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác. Năm 2008, diện tích trồng ngô của cả nước (trong đó 90% diện tích là ngô lai) đạt 1140,2 nghìn ha, tổng sản lượng trên 4573 nghìn tấn. Đến năm 2013, diện tích đạt 1172,5 nghìn ha, tổng sản lượng lên tới trên 5193 nghìn tấn, cao nhất từ trước tới nay. Các giống ngô lai của Việt Nam bước đầu cũng đã xuất bán sang các nước Bangladesh, Cam-pu-chia, Lào, Quảng Tây - Trung Quốc, Pakistan, Indonesia, Ấn Độ…(Theo Viện nghiên cứu ngô).
  • 12.
    12 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Bảng 1.4. Thành phần dinh dưỡng của hạt ngô. Đơn vị: % so với trọng lượng hạt Thành phần Giống ngô Ngô đá Ngô răng ngựa Ngô bột Tinh bột 63,5 70,55 69,0 Gluxit hòa tan 4,5 3,5 3,25 Chất béo 5,8 5,4 4,25 Protid 12,8 11,5 12,53 Xenluloza 1,78 1,81 1,71 Pentozan 4,34 4,25 4,05 Tro 1,61 1,45 1,35 Một số chất khác 0,67 1,54 1,86 Có thể thấy, hạt ngô có giá trị dinh dưỡng tương đối cao, chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho người, trong đó hàm lượng lipid và protid trong ngô nhiều hơn trong gạo. Với giá trị dinh dưỡng cao, ngô rất thích hợp để nấu rượu. I.4. Ứng dụng enzym trong sản xuất rượu Whisky I.4.1. Amylase [8] Amylase là enzym thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước. R-R’ + H-OH  RH + R’OH Amylase thủy phân tinh bột, glucogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn chế. Các enzyme amylase có trong nước bọt (còn được gọi là ptyalin), trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men, vi khuẩn.
  • 13.
    13 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A  α-amylase: Thuộc nhóm enzyme nội bào tử thủy phân các liên kết bên trong chuỗi polysaccharide, chuyển hóa tinh bột thành maltose, maltotrose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên thông thường α-amylase phân tinh bột thành dextrin và một ít maltose. Một số đặc điểm là α-amylase chiết suất từ nâm mốc thì chỉ tấn công những hạt tinh bột bị hư tổn cho sản phẩm cuối cùng là glucose và maltose. α-amylase nấm sợi tấn công liên kết 1,6-glucoside của amylopectin nên khi thủy phân sẽ cho các dextrin, pH thích hợp từ 4,0- 4,8, nhiệt đô tối thích 50°C, và bị vô hoạt ở 70°C. Chế phẩm thương mại như Termamyl, Spezyme…  β-amylase, γ-amylase:Thuộc nhóm enzyme ngoại bào. Thủy phân các liên kết bên trong chuỗi polysaccharide. - β-amylase: không thủy phân hạt tinh bột nguyên vẹn mà thủy phân mạnh mẽ hồ tinh bột. Nó phân giải 100% amylose thành maltose và 54-58% amylopectin thành maltose. pH tối thích là 4,6, nhiệt độ 40- 50°C, bị vô hoạt ở 70°C, phổ biến trong giới thực vật đặc biệt trong hạt nảy nầm. Trong vi khuẩn không có β-amylase. - γ-amylase: có khả năng xúc tác thủy phân liên kết 1,4 và 1,6-glucan. Nó thủy phân polysaccharide từ đầu không khử để tạo glucose. Có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, maltose tới glucose. Được tìm thấy trên Rhizopus delemer, Asp. niger, Asp. oryzae, ở các nhóm vi sinh vật khác và ở mô động vật. pH tối thích 3,5- 5,5. Một số enzyme thương mại như: Dextrozyme, AMG, Stargen… I.4.2. Protease [7,9,10] Là enzym thủy phân protein được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. Giúp tăng nhanh quá trình sản xuất, tăng hiệu suất trích ly, thủy phân hoàn toàn các chất protein làm giảm độ nhớt… nhờ khả năng xúc tác thủy phân liên kết peptit (CO-NH) trong phân tử protein và các cơ chất tương tự. Nhiều protease có khả năng liên kết este và vận chuyển axitamin. Được thu nhận từ nhiều nguồn như động vật, thực vật và vi sinh vật, nhưng phong phú nhất là là vi khuẩn, nấm mốc Asp. oryzae, xạ khuẩn. Phân loại theo quốc tế chia làm 4 nhóm:
  • 14.
    14 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A - Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu N của mạch polypeptit. - Cacboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu C của mạch polypeptit. - Pipeptidhydrolase: xúc tác thủy phân các liên kết peptit. - Proteinase: xúc tác thủy phân các liên kết peptit nội mạch. Một số chế phẩm enzym thương mại như : Neutrase 0.8L, Fermgen… I.5. Nấm men trong sản xuất rượu Whisky [3] Nấm men được sử dụng trong sản xuất rượu Whisky chủ yếu là các chủng thuần khiết thuộc loài Saccharomyces cerevisiae được phân lập và tuyển chọn tại các viện nghiên cứu, phát triển tố ở nhiệt độ 25- 30°C. loài này có những đặc điểm cơ bản về hình thái và sinh lý như sau: - Tế bào có dạng hình cầu hoặc hình bầu dục, kích thước từ 3-5×10µm. Cấu tạo đơn bào bao gồm các thành phần: thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, nhân, ty thể, ribosome, không bào… và các hạt dự trữ. - Là loài dị dưỡng cacbon, hiếu khí thùy tiện, trong môi trường hiếu khí thì tổng hợp tạo sinh khối, trong điều kiện yếm khí thì thực hiện quá trình lên men. Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi. Chủng nấm men tốt cho sản xuất rượu cần phải đáp ứng được những yêu cầu sau: - Hoạt lực lên men cao, chịu được độ rượu cao, có khả năng phát triển và hoạt động trong môi trường axit, ổn định và chịu được những biến đổi của môi trường. - Khả năng lên men nhanh và nhiều loại đường khác nhau, càng triệt để càng tốt, tạo ra ít sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ. - Tạo cho rượu những hương vị thơm ngon đặc trưng, không bị nhiễm mùi lạ và tạo váng trên bề mặt rượu.
  • 15.
    15 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A I.6. Gỗ sồi trong sản xuất rượu Whisky I.6.1. Cấu trúc của gỗ sồi [7,22,9,10] 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. Cellulose là thành phần phổ biến nhất của gỗ, chiếm khoảng ½ khối lượng. Cellulose được mô tả như là một polyme tuyến tính với một cấu trúc chuỗi thống nhất bao gồm các anhydroglucopyranose đơn vị. Các đơn vị liên kết này bị ràng buộc bởi gốc β-(1-4)-glycosidic được hình thành bởi việc loại bỏ một phân tử nước của các nhóm hydroxyl ở vị trí C1 và C4 của glucose. Hydro liên kết giữa các nhóm hydroxyl trên cellulose liền kề các phân tử là kết quả của việc hình thành sợi, do đó tạo ra một cấu trúc thượng tầng cho phần còn lại của thành phần gỗ. Ngoài cellulose, thành tế bào còn chứa các polysaccharide khác như hemicellulose. Các hợp chất này được phân nhánh heteropolyme ngắn hơn nhiều so với các phân tử cellulose.Nó bao gồm chủ yếu các thành phần là đường, có thể được chia thành các nhóm như pentose, hexose, axit hexuronic và deoxyhexose.Chuỗi chính của một phân tử hemicellulose bao gồm một hoặc nhiều đơn vị đường, và gắn liền với chuỗi này là các thành phần khác như acid 4-0-methylglucuronic và galactose . Thành phần chính thứ ba của gỗ là lignin, là một cao phân tử có phân nhánh.Lignin nằm ở cả thành tế bào và các khu vực gian bào, có vai trò liên kết các tế bào gỗ . Các tannin trong gỗ sồi là các ester axit gallic của glucose và axit ellagic. Tannin là chất kết tủa với protein.Tannin gỗ sồi cũng được gọi là ellagitannin hay gallotannin.Ellagitannin là những hợp chất phenol chính của gỗ sồi.
  • 16.
    16 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A I.6.2. Một số loại gỗ sồi trên thế giới  Gỗ sồi Mỹ: [9, 11, 12] Cây sồi ở Mỹ được trồng chủ yếu ở vùng phía bắc như Missouri, Minnesota và Wisconsin. Màu của loại này có màu nâu xám, loại cây này có đường kính nhỏ nhưng chiều cao rất dài nên chống chịu được các điều kiện thiên nhiên rất tốt, dễ trồng diện rộng và cứng, chắc rất phù hợp để sản xuất thùng gỗ sồi. Sồi Mỹ có thớ gỗ lỏng và vị tannin nhạt.Khi xử lý sồi Mỹ, người ta thường cưa thành từng thanh nhỏ, cách này làm cho rượu được tiếp xúc nhiều hơn với acid lactic trong gỗ và nhờ đó mà có nhiều mùi sữa dừa. Gỗ sồi Mỹ có vị ngọt hơn, hương cũng đượm hơn so với gỗ sồi Pháp. Vì vậy, gỗ sồi Mỹ thường được sử dụng để ủ những loại rượu có mùi mạnh mẽ. Thùng gỗ sồi Mỹ rất thích hợp để làm ra những loại rượu có hương vị ủ với thời gian ngắn.  Gỗ sồi Pháp:[9, 12, 13, 25] Cây sồi của Pháp chủ yếu trồng ở rừng miền Trung và Tây nam như Allier, Limousin, Nevers, Troncais và Vosges. Gỗ từ mỗi vùng này lại có những đặc tính riêng khác nhau, vì thế tùy theo loại rượu định làm mà người ta sẽ quyết định dùng thùng đóng từ gỗ ở vùng nào, độ hun gỗ ra sao… Gỗ sồi ở Pháp có rất nhiều điểm khác so với gỗ sồi ở Mỹ về màu, hương và hàm lượng các chất hoà tan như tannin và một số chất khác. Gỗ sồi Pháp có vị ngọt và mạnh hương vanilla rõ rệt, trong khi đó gỗ sồi Mỹ có vị gắt hơn do lượng axit lactic trong thân cây cao gấp 3- 4 lần. Sồi Pháp có thớ gỗ chắc và rất dễ chẻ dọc theo thớ mà không cần phải cưa. Cách này làm cho rượu tiếp xúc dọc theo thớ gỗ và nhờ đó mà có mùi vanilla mạnh hơn.
  • 17.
    17 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Bảng 1.5. Độ ẩm một số loại gỗ sồi thương mại. STT Các loại gỗ sồi Độ ẩm (%) 1 Gỗ sồi trắng Mỹ (loại tốt) 22,0 2 Gỗ sồi trắng Mỹ (loại bình thường) 22,6 3 Gỗ sồi trắng của Mỹ (tuổi của cây 30 năm) 20,4 4 Gỗ sồi trắng của Mỹ (tuổi của cây 56-60 năm) 18,6 5 Limousan của Pháp 9,3 Hiện có khoảng 300 loại gỗ sồi phân bố khắp nơi trên thế giới. Một số nước như: Tây Ban Nha, Ý, Rumani, Nam Phi, Úc, Indonesia cũng có nhiều loại gỗ sồi nhưng chất lượng không tốt bằng. Gỗ sồi đến từ Canada được coi là trung hoà các đặc tính của hai kiểu gỗ Mỹ và Pháp. Bản thân người Pháp bây giờ cũng dùng gỗ sồi của vùng rừng Adygey gần biển Đen của Nga vì giá rẻ hơn. Còn người Ý lại chuộng những thùng đựng gỗ sồi đến từ Slovenia bởi chúng có thớ gỗ chắc, vị nồng thấp và độ tannin vừa phải. Hiện nay rất nhiều công ty bán các sản phẩm gỗ sồi có các kích thước (dạng phoi, dạng bột, dạng mảnh vụn nhỏ...) và mức độ nướng khác nhau.Các loại gỗ này có kích thước nhỏ dùng để đưa trực tiếp vào trong rượu nhằm rút ngắn thời gian tàng trữ và giá thành thấp hơn. I.6.3. Một số hợp chất bay hơi có trong gỗ sồi 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 nhómnguyên tử đặc biệt là nhóm mang mùi quyết định. Tuy nhiên nếu tăng số nhómmang mùi trong phân tử lên thì không làm tăng mùi mà lại làm yếu mùi và đôi khi làm mất mùi hoàn toàn. Nhóm mang mùi cơ bản thường là nguyên tử O, S, N, P, Se. Trong đó các nhóm mang mùi hữu cơ thường là este, rượu, v.v.
  • 18.
    18 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Những hợp chất chính trong gỗ sồi ảnh hưởng lên hương vị rượu:  Lactone:[9,16,18] Các hợp chất lactone đặc trưng cho mùi gỗ sồi, được cấu tạo từ lipid trong gỗ sồi. Ở nồng độ cao hơn (thường thấy ở gỗ sồi Mỹ), các hợp chất này sẽ có mùi giống như sữa dừa. Mùi hương này sẽ tăng lên khi gỗ sồi bị gia nhiệt (trong quá trình làm thùng rượu). Tuy nhiên, nếu phơi các tấm ván gỗ ngoài trời trước khi làm thùng thì các hợp chất lactone sẽ giảm đi đáng kể. Loại đặc trưng nhất trong các hợp chất lactone chính là 2 đồng phân cis và trans của hợp chất β-methyl-γ-octalactone. Đồng phân dạng cis tạo mùi hương nồng hơn, góp phần tạo nên mùi đất, thảo mộc; trong khi đồng phân dạng trans tạo vị cay cay cho rượu . Whisky lacton (đồng phân cis và trans β-methyl-γ-coctalactone) có nguồn gốc từ gỗ sồi và ảnh hưởng trực tiếp các đặc tính của rượu. Đó là lý do tại sao nồng độ của hợp chất này trong rượu quyết định đáng kể chất lượng cũng như sự chấp nhận của người tiêu dùng. Các đồng phân dạng cis có ngưỡng mùi thấp hơn 4-5 lần so với đồng phân trans. Whisky lacton có mặt trong tất cả các loại gỗ sồi được sử dụng để làm thùng tàng trữ nhưng so với các loài khác thì trong gỗ sồi trắng của Mỹ đồng phân cis hiện diện ở mức độ cao hơn. Cả hai đồng phân sẽ tăng lên trong quá trình nướng gỗ sồi .  Phenolic aldehyde:[16] Còn gọi là vanillin, là sản phẩm của sự phân hủy chất gỗ (lignin) trong gỗ sồi. Các hợp chất này đóng vai trò chính tạo thêm hương vanilla cho rượu. Nồng độ của chúng sẽ tăng lên trong quá trình gia nhiệt (làm thùng rượu) cũng như trong quá trình phơi khô (ván gỗ) ngoài trời trước khi làm thùng. Tuy nhiên, nếu lên men rượu trong gỗ sồi sẽ khiến lượng vanillin giảm xuống do nấm men tác dụng với gỗ sồi, khi quá trình trao đổi chất của nấm men giảm, lượng vanillin cũng giảm theo. Vanillin được coi là chất chuẩn (marker) để đánh giá tuổi của gỗ sồi.
  • 19.
    19 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A  Volatile phenol:[21] Cũng là một trong những sản phẩm của sự phân hủy chất gỗ trong gỗ sồi và chúng sẽ không tồn tại khi gỗ không được gia nhiệt. Chúng góp phần tạo mùi đinh hương (clove) cho đến mùi khói. Loại hợp chất volatile phenol chiếm chủ yếu trong gỗ là eugenol (tạo mùi đinh hương), sau đó là 4-methylgluaiacol (tạo mùi khói) và 4- vinylguaiacol (tạo mùi hoa cẩm chướng) .  Các hợp chất gây phân hủy carbohydrate:[7,20] Đây là một nhóm các hợp chất lớn và phức tạp bao gồm furfural, được hình thành trong quá trình gia nhiệt đóng thùng và có vị hạnh đắng (bitter almond).Fufural là chất lỏng không màu, có mùi hạnh nhân.2-furancarboxaldehyde là sản phẩm của sự suy thoái monosacarit được tạo ra bằng cách thủy phân một phần của hemicellulose . Maltol và cyclotene cũng được hình thành trong quá trình gia nhiệt đóng thùng và chúng không chỉ có vị caramel mà còn đóng vai trò là những chất tiềm năng. Giống như bột ngọt trong thực phẩm vậy, những chất tiềm năng này giúp cho hương vị rượu trở nên đậm đà hơn .  Tannin và một số hợp chất polyphenol khác:[21,22,17,25] Tannin và một số hợp chất 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. Ngoài ra một số phenol dễ bay hơi khác hình thành trong quá trình tàng trữ rượu như là: Ethylphenol, 4-ethylphenol và 4-ethylguaiacol tạo ra do sự ô nhiễm và nấm men Brettanomyces,làm cho rượu có mùi khó chịu. Các hợp chất này hình thành nhiều hơn khi rượu được tàng trữ trong các thùng đã qua sử dụng và nồng độ của chúng có xu hướng gia tăng trong quá trình tàng trữ. Ethylphenol hình thành trong các loại rượu có nồng độ cồn thấp nhiều hơn là trong các loại rượu có nồng độ cồn cao.
  • 20.
    20 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Như vậy, polyphenol là nhóm hợp chất quyết định nhiều đến màu sắc cũng như hương vị của gỗ sồi. Hình 1.2. Một số chất thơm được tạo thành trong quá trình ủ rượu bằng thùng gỗ sồi I.6.4. Mức độ nướng của gỗ sồi Gỗ sồi tự nhiên được sấy và nướng qua 2 giai đoạn : - Gia nhiệt (sấy): có tác động tới cấu trúc của ligin, các polimer glucid như cellulose và hemicellulose. Gỗ sồi được sấy trong 20- 30 phút. Kết thúc quá trình này thì nhiệt độ bên trong của gỗ sồi là 200°C, trong khi đó nhiệt độ bên ngoài đạt 50°C. - Nướng: tạo cho gỗ sồi có hình dạng cuối cùng và làm biến đổi cấu trúc và thành phần của gỗ sồi. Một số cấu tử có trong gỗ sồi nướng như: furfural, methyl- furfural, vanillin, syringaldehyde ... Chất lượng gỗ sồi nướng phụ thuộc vào quá trình nướng. Thông thường có 03 mức độ nướng như sau : - Mức độ nướng nhẹ (LP): thời gian nướng khoảng 5 phút, nhiệt độ bề mặt khoảng 120-180°C. - Mức độ nướng vừa phải (MP): thời gian nướng khoảng 10 phút, nhiệt độ bề mặt là 200°C. - Mức độ nướng mạnh (HP): thời gian nướng khoảng 15 phút, nhiệt độ bề mặt là 230°C.
  • 21.
    21 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1. Vật liệu II.1.1. Nguyên liệu chính - Gạo: các loại gạo tẻ phổ biến trên thị trường: Khang Dân, Tạp Giao, IR504, Q5. - Ngô: Ngô hạt có nguồn gốc Hà Giang, Sơn La và giống ngô LVN-154 do Viện Nghiên cứu ngô (Viện Khoa học Nông nghiệp VN) lai tạo. - Malt: Xuất xứ Úc II.1.2. Enzyme thương mại Enzyme Neutrase® 0,8L: Nhà cung cấp: Novozymes Tính chất vật lý: có màu nâu, ở dạng lỏng. Nguồn: Neutrase là một protease vi khuẩn được sản xuất bởi một chủng lựa chọn của Bacillus amyloliquefaciens. Hoạt động và bảo quản: là một protease trung tính với một hoạt động tối ưu khoảng pH 5,5- 7,5 và 45- 55°C. Neutrase có thể được bất hoạt bằng cách xử lý nhiệt (ví dụ, 2 phút ở 85°C).Enzyme này cần được bảo quản ở nhiệt độ 3- 5°C và có thể sử dụng nó trong vòng 1 năm. Enzyme Termamyl® SC: Nhà cung cấp: Novozymes Tính chất vật lý: có màu nâu đen, ở dạng lỏng. Nguồn: Termamyl là một loại α-amylase được sản xuất bằng cách lên men thu chìm một dòng được lựa chọn của Bacillus licheniformis. Sau khi lên men, enzyme được tách ra từ sinh vật sản xuất và tinh chế. Hoạt động và bảo quản: Termamyl làm giảm hàm lượng tinh bột, keo hóa dextrin và oligosaccharides. Enzyme chịu nhiệt và hoạt động tốt ở nhiệt độ từ 30- 100°C và pH 7- 11 và cần được bảo quản ở 3- 5°C.
  • 22.
    22 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Enzyme Dextrozyme ® GA: Nhà cung cấp: Novozymes Tính chất vật lý: có màu nâu sáng hay nâu đen, ở dạng lỏng, độ nhớt (cPs) 10- 40. Nguồn: Thu được từ lựa một chủng nấm Aspergillus niger nhờ quá trình lên men sau đó chúng được tách và tinh chế. Hoạt động và bảo quản: có chức năng đường hóa cắt các liên kết 1,4 và 1,6- glucoside trong tinh bột để từng bước tạo ra các phân tử đường glucose. Enzyme hoạt động tốt ở nhiệt độ 55- 70°C, pH 4,0- 5,0 và bảo quản ở bao bì khô thoáng, nhiệt độ bảo quản thích hợp là 0- 25°C. II.1.3. Nấm men Chủng nấm men nghiên cứu là chủng Saccharomyces cerevisiae EC1118 được lấy từ bộ sưu tập giống vi sinh vật công nghiệp của Viện Công nghiệp Thực phẩm. II.1.4. Gỗ sồi Gỗ sồi xuất xứ Pháp mang nhãn hiệu Arobois với mức độ nướng khác nhau: không nướng (UP), nướng ít (LP), nướng vừa (MP), nướng nhiều (HP) [100]. II.2. Phương pháp nghiên cứu II.2.1. Phương pháp vi sinh II.2.1.1. Phương pháp hoạt hóa giống nấm men Các chủng nấm men sử dụng bảo quản lạnh sâu được làm tan băng tự nhiên (trong điều kiện phòng thí nghiệm). Dùng que cấy vô trùng quấy đều dịch huyền phù tế bào trong ống bảo quản. Lấy 1 vòng que cấy ria đều lên bề mặt đĩa petri chứa môi trường malt 11°Bx. Nuôi ở nhiệt độ 28°C trong 3 ngày. Sau khi nấm men phát triểntốt, những khuẩn lạc riêng rẽ được cấy sang các ống thạch nghiêng chứa môi trường malt 11°Bx để làm giống nhân cấy.
  • 23.
    23 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A II.2.1.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào nấm men Lượng tế bào nấm men có trong dịch nuôi cấy được xác định bằng cách đếm tế bào trong buồng đếm hồng cầu. Lượng tế bào nấm men được tính theo công thức: N (CFU/ml) = 0,25 a × f × 106 Trong đó: a là số tế bào nấm men trung bình đếm được trong 1 ô (1 ô có 16 ô nhỏ). f là hệ số pha loãng II.2.1.3. Phương pháp lên men Các thí nghiệm lên men được tiến hành trong các bình schott 500 ml. Dịch lên men là môi trường đã thủy phân (malt, gạo, ngô) được bổ sung dinh dưỡng theo mục đích thí nghiệm. Chủng nấm men sau khi được hoạt hóa (trong môi trường nước chiết malt 11°Bx, KH2PO4 0,5%, MgSO4 0,03%), được bổ sung vào môi trường lên men. Theo dõi các thông số của quá trình lên men theo thời gian. II.2.2. Phương pháp hóa lý II.2.2.1. Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột Nguyên tắc: Thủy phân tinh bột thành đường trong dung dịch HCl 2% ở điều kiện đun sôi trong bình cách thủy trong thời gian 2 giờ. Dịch đã thủy phân được làm nguội và trung hòa bằng NaOH với chị thị methyl da cam. Hàm lượng đường trong dịch được xác định theo phương pháp Graxianop. Hóa chất: HCl 2%, NaOH 10%, Methyl da cam 1%. Tiến hành: Cân khoảng 2g bột rồi chuyển toàn bộ vào bình tam giác hoặc bình cầu có dung tích 250 ml. Tiếp theo cho thêm 100 ml HCl 2% (100 ml nước cất 6 ml HCl 35%), đậy nút cao su và nối với ống sinh hàn khí. Lắc nhẹ rồi đặt nồi vào đun cách thủy, đun tới sôi khoảng 2 giờ. Mức nước ở nồi cách thủy luon cao hơn mức nước trong
  • 24.
    24 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A bình thủy phân, phải chuẩn bị nước sôi để bổ sung vào. Sau 2 giờ thủy phân, toàn bộ lượng tinh bột đã chuyển hoá thành glucose, làm nguội đến nhiệt độ phòng rồi thêm 4- 5 giọt methyl da cam, dung NaOH 10% để trung hòa axit tới đổi màu. Chú ý chỉ trung hòa khi đã làm nguội đến 30°C, vì ở nhiệt độ cao và kiềm cục bộ thì glucose sẽ bị phân hủy làm kết quả kém chính xác. Trung hòa xong ta chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 250 ml, tráng bình rồi thêm nước cất tới ngấn bình và đem lọc. Dịch đường thu được có thể xác định theo phương pháp xác định đường. Kết quả: Hàm lượng tinh bột trong nguyên liệutinh bột(%) được tính theo công thức sau: TB(%) = 𝑎× 250 × 100 × 0,9 𝑏×𝑚 Trong đó: a : số gam glucose tương ứng với 20ml ferixyanua (0,025) b : số ml dịch đường loãng tiêu hao khi định phân m : số gam bột ở mẫu thí nghiệm (2,0 g) 0,9 : hệ số chuyển glucose thành tinh bột II.2.2.2. Phương pháp xác định năng lực đường hóa  Mục đích: Xác định hoạt độ kết hợp α,β-amylase của malt trong các điều kiện tiêu chuẩn. Áp dụng cho tất cả các loại malt.  Nguyên tắc: Các enzyme trong malt được chiết với nước 40°C và dùng để thủy phân dung dịch tinh bột chuẩn. Lượng đường khử tạo thành nhờ hoạt động của enzyme amylase được tính theo phương pháp Iốt. Kết quả được tính bằng số gam maltoza tạo thành từ 100g malt ở điều kiện tiêu chuẩn.  Tiến hành: - Chuẩn bị mẫu: Nghiền mịn malt vàng nhạt và cân chính xác 20g cho vào cốc nấu.
  • 25.
    25 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A - Thu dịch chiết malt: Đun bếp cách thủy tới nhiệt độ 40°C. Rót 480ml nước lạnh vào mẫu malt. Khuấy đều tránh vón cục. Đặt cốc vào bếp cách thủy 40°C khuấy liên tục trong vòng 1giờ. Làm nguội dịch chiết tới nhiệt độ phòng. Rửa đũa khuấy bằng một ít nước. Lau khô phía ngoài cốc, điều chỉnh khối lượng cốc tới 520; 540; hoặc 510 ± 0,2g tương ứng với lượng malt nêu trên. - Lọc: Khuấy thật đều dịch chiết, đổ ngay toàn bộ hỗn hợp vào phễu lọc, loại bỏ 200ml dịch lọc đầu, lấy 50ml dịch lọc sau để phân tích - Thủy phân dịch lọc tinh bột: + Mẫu thí nghiệm: Dùng pitpet lấy 10ml dung dịch tinh bột vào bình định mức 250ml, thêm vào 6,5ml dung dịch đệm acetate, đặt vào bình cách thủy 20°C, để yên 20 phút. Cho tiếp 6,5ml dịch chiết malt đã lọc vào hỗn hợp trên, lắc đều rồi để 20°C đúng 30 phút tính từ lúc bắt đầu thêm dịch chiết malt. Sau đó cho thêm 5ml NaOH để ngừng hoạt động của enzyme.Thêm nước tới ngấn định mức và lắc đều. Kiểm tra độ kiềm bằng cách nhỏ một giọt thymolphtalein, màu của dung dịch phải là màu xanh + Mẫu kiểm chứng: Lấy 100ml dung dịch tinh bột vào bình 250ml, thêm 3ml dung dịch NaOH, lắc kĩ. Thêm 6,5ml dịch chiết malt rồi thêm nước tới ngấn bình và lắc đều. - Xác định đường khử theo phương pháp Iốt: hút 50ml dung dịch trên vào bình tam giác 250ml, thêm 25ml dung dịch Iốt và 3ml dung dịch NaOH và lắc đều. Đậy nút bình để tránh tổn thất Iốt và để yên trong 15 phút. Thêm 4,5ml H2SO4 và chuẩn phần Iốt dư không phản ứng bằng dung dịch Na2S2O3 tới khi mất màu xanh.
  • 26.
    26 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Kết quả:Tính lượng mantoza tạo thành theo công thức DP1 = F(VB-VT) DP2 = 𝐷𝑃1×100 100−𝑊 Trong đó: DP1 : hoạt lực enzyme distaza của mẫu, tính theo đơn vị WK(Windish-Kolbach) DP2 : hoạt lực enzyme distaza của malt khô, WK. VB : thể tích Na2S2O3 dùng chuẩn độ lượng Iốt dư trong mẫu trắng, ml. VT : thể tích Na2S2O3 dùng chuẩn độ lượng Iốt dư trong mẫu thực, ml. F : hệ số chuyển đổi để tính kết quả theo 100g malt dùng trong chiết enzyme (F20g=34,2). W : độ ẩm của malt (%). k = 0,1075 (tùy thuộc vào tùng dụng cụ otvan mà có hệ số k khác nhau). II.2.2.3. Phương pháp xác định độ nhớt của dịch hồ hóa Độ nhớt của dung dịch được xác định bằng nhớt kế (Đức). Phương pháp đo: Dung dịch cần đo độ nhớt được làm nguội về 30°C. Hút 2 ml dịch cho vào nhánh phải (nhánh không có mao quản) của nhớt kế. Dùng quả bóp đẩy dịch lên trên vạch đo thứ nhất (vạch A). Đợi dịch chảy đến vạch đo, ta bắt đầu tính thời gian (bằng đồng hồ bấm giây) cho đến khi dịch chảy đến vạch đo thứ hai (vạch B). Ghi lại thời gian này, lặp lại 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. Tính toán kết quả: - Đo tỷ trọng của dịch: lấy 5 ml dịch đem cân khối lượng bằng cân phân tích, sau đó tính ra tỷ trọng của dịch thủy phân theo công thức: d= m V - Đo tỷ trọng của nước: tương tự như đo với dịch thủy phân. - Độ nhớt của dịch thủy phân được tính theo công thức: µ = µo × 𝑑1×𝑡1 𝑑 𝑜×𝑡 𝑜 (cp)
  • 27.
    27 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Trong đó: µo : độ của nhớt của nước d1 : tỷ trọng của dịch thủy phân do : tỷ trọng của nước (do = 0,997) t1 : thời gian chảy của 2 ml dịch (giây) to : thời gian chảy của 2 ml nước (giây) II.2.2.4. Phương pháp xác định hàm ẩm Hàm ẩm của nguyên liệu được xác định bằng máy đo hàm ẩm Sartorius (Đức). II.2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng chất khô tổng số Hàm lượng chất khô tổng số được xác định bằng bằng chiết quang kế (Đức). II.2.2.6. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử (a). Với nguyên liệu chứa hàm lượng đường khử ≥ 50 g/l, sử dụng phương pháp Granxianop Nguyên tắc: Đường khử khi đun nóng với dung dịch kiềm ferixyanua sẽ khử ferixyanua thành feroxyanua và đường khử chuyển thành axit đường. Dùng metyl xanh làm chất chỉ thị sẽ mất màu xanh khi phản ứng kết thúc. Phản ứng chính như sau: 2K3Fe(CN)6 + 2KOH +CH2OH(CHOH)4CHO → 2K4Fe(CN)6 + 2 H2O + COOH(CHOH)4COOH Dụng cụ: Bình tam giác, pipet, bếp điện Hóa chất: - Dung dịch ferixyanua kali 1%: 11g K3Fe(CN)6 hòa tan trong nước cất và định mức tới 1 lít. - Dung dịch KOH 2,5N: cân 140 KOH hòa tan trong 1 lít nước cất - Dung dịch xanh metylen 0,5% Tiến hành: Hút 20ml dung dịch ferixyanua kali cho vào bình tam giác 250ml, thêm vào đó 5ml dung dịch KOH 2,5N và 3- 4 giọt xanh metylen (nếu nồng độ dung
  • 28.
    28 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A dịch đường thấp hơn 0,25% thì lấy 10ml ferixyanua kali và 2,5 ml dung dịch KOH). Lắc nhẹ và đặt trên bếp điện hoặc bếp ga đun sôi. Chuẩn độ từ từ bằng mẫu cần xác định đường (dịch thủy phân), vừa chuẩn vừ lắc, đếnkhi dịch không đổi màu thì ngừng lại, xác định số ml mẫu đã dùng để chuẩn độ. Cách tính lượng đường khử trong mẫu phân tích: Đường khử = 0,025 × 1000 × Hệ số pha loãng Vmẫu Trong đó: 0,025 : số g K3Fe(CN)6 ứng với 20ml K3Fe(CN)6 Vmẫu : thể tích mẫu dùng để chuản độ (ml) (b). Với nguyên liệu chứa hàm lượng đường khử < 50 g/l, sử dụng phương pháp Nelson - Somogi Nguyên tắc: Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là đường khử bị oxy hóa bởi Cu2+ trong môi trường kiềm, sau đó Cu2O tạo ra sẽ khử phức chất arsenomolybdate để tạo thành sản phẩm có màu xanh. Lượng đường khử có trong dung dịch sẽ được xác định gián tiếp qua lượng phức tạo thành. Phương trình phản ứng như sau: CO3 2- + H2O HCO3 + OH- HCO3 - + H2O H2CO3 + OH- RCHO + Cu2+ + OH- RCOOH + Cu2O + H2O Cu2O + H2SO4 Cu2SO4 + H2O 2Cu+ + MoO4 2- Cu2+ + Molybdenum blue Dung dịch chuẩn bị: Dung dịch thuốc thử đồng (Somogy I): (a) Hòa tan 24g Na2CO3 và12g Potassium tartrate vào trong 250 ml nước cất. Thêm 40 ml CuSO4.5H2O 10% và 16g NaHCO3. (b) Hòa tan 180g Na2SO4 vào trong 500 ml nước cất.
  • 29.
    29 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Trộn lẫn dung dịch (a) & (b) và nâng đến thể tích 1 lít bằng bình định mức. Để ổn định mầu dung dịch này trong 1 tuần rồi lọc qua giấy lọc. Dung dịch thuốc thử muối asenic molybden (Somogy II): (a) Hòa tan 25g (NH4)6Mo7O24.4H2O vào trong 450 ml nước cất. Thêm 21 ml H2SO4. (b) Hòa tan 3g Na2HAsO4.7H2O vào trong 25ml nước cất. Trộn lẫn dung dịch (a) & (b) và nâng đến thể tích 1 lít bằng bình định mức. Để ổn định màu dung dịch này trong bình tối màu trong 2 ngày rồi lọc qua giấy lọc.  Tiến hành: - Lấy 1ml dịch pha loãng ở nồng độ thích hợp cho vào ống nghiệm. Bổ sung thêm 1ml Somogy I vào. Đậy kín sau đó đem đun sôi cách thuỷ trong vòng 10 phút. Lấy ra, làm nguội về nhiệt độ phòng. Bổ sung thêm 2ml Somogy II và để trong vòng 10 phút cho phản ứng tạo phức màu xảy ra hoàn toàn sau đó lắc đều. - Cho hỗn hợp dung dịch màu vào cuvet rồi đo mật độ quang của dung dịch tại bước sóng 500 nm. Có thể sử dụng dung dịch đệm acetat 0,1M , pH 5,0 hoặc nước cất làm mẫu trắng. Xây dựng đường chuẩn Glucose: - Chuẩn bị dung dịch chuẩn glucose 1 g/l - Chuẩn bị dãy pha loãng: 0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45 g/l Nồng độ glucose (g/l) 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 OD(500nm) 0 0,197 0,364 0,484 0,594 0,695 0,872 0,949 1,147 1,218
  • 30.
    30 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Hình 2.1. Đồ thị đường chuẩn glucose theo phương pháp Nelson - Somogi Đường chuẩn thu được có phương trình: y = OD = 2,6427x + 0,0574 (R2 = 0,993) Từ giá trị OD thu được, dựa vào đường chuẩn và nồng độ pha loãng có thể xác định được hàm lượng đường có trong mẫu phân tích: x = [Glucose] (g/l) = 𝑦−0,0574 2,627 × D Trong đó: D là hệ số pha loãng II.2.2.7. Phương pháp xác định hàm lượng protein hòa tan Hàm lượng protein được xác định theo phương pháp Lowry.  Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng màu của protein và thuốc thử Folin, cường độ màu của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ protein, và dựa vào đường chuẩn của protein, có thể tính được hàm lượng protein của mẫu nghiên cứu.  Hóa chất: Thuốc thử A: 20g Na2CO3 được hòa tan trong 1 lít 0,1M NaOH. Thuốc thử B : 0,5g CuSO4 và 1g potassium tartrate (2C4H4K2O6.H2O) được hòa tan trong 100ml nước cất. Thuốc thử C: 50ml thuốc thử A và 1ml thuốc thử B trộn đều và dùng ngay. Thuốc thử D: 1 thể tích thuốc thử phenol gốc và 1 thể tích nước cất 2 lần được hòa đều và cũng dung ngay. y = 2.6427x + 0.0574 R² = 0.993 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 OD(500nm) Nồng độ glucose (g/l)
  • 31.
    31 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A  Cách tiến hành: Cho vào ống phân tích 0,5ml dung dịch protein (0,005- 0,1%) và 5ml thuốc thử C được trộn đều và giữ yên ở 30°C trong 10 phút. Sau đó 0,5ml thuốc thử D được thêm vào hỗn hợp trên, trộn đều và giữ yên ở 30°C trong 20 phút. Đo OD của mẫu kiểm tra ở bước sóng 750nm. Nước cất sử dụng như mẫu trắng. Xây dựng đường cong protein chuẩn: Thuốc thử Albumin chuẩn được sử dụng như dung dịch protein. Ống albumin chuẩn 1g/l, được pha loãng ở các nồng độ từ 0,1- 0,9 g/l Giá trị OD của dung dịch albumin với các nồng độ khác nhau ở 750 nm: Albumin (mg/ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 OD (750 nm) 0 0,167 0,295 0,378 0,500 0,573 0,686 0,785 0,875 0,987 Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn Albumin theo phương pháp Lowry Phương trình đường chuẩn thu được: y = OD = 1,047x + 0,053 (R2 = 0,994) Hàm lượng protein (mg/ml) = x = 𝑦−0,053 1,047 × Hệ số pha loãng y = 1.0476x + 0.0532 R² = 0.9943 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 OD(750nm) Nồng độ Albumin (mg/ml)
  • 32.
    32 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A II.2.2.8. Phương pháp xác định hàm lượng axit amin tự do (FAN) Hàm lượng axit amin tự do được xác định bằng phương pháp Ninhydrin:  Nguyên tắc: Phản ứng ninhydrin là phản ứng màu, dùng để định tính và định lượng axit amin, imino axit và amin. Khi đun nóng ninhydrin trong môi trường kiềm với chất có nhóm chức amin bậc 1 sẽ thu được sản phẩm có màu tím xanh có maximum hấp thụ ở 570nm. Mật độ quang của sản phẩm thu được tuyến tính phụ thuộc vào số lượng nhóm amin tự do. Dựa vào tính chất này người ta có thể định tính được axit amin.  Hóa chất: Dung dịch màu (1): Hòa tan trong nước cất, định mức đến 1000 ml. Dung dịch màu này được bảo quản lạnh trong chai sẫm màu và có thời sử dụng trong 2 tuần. Dung dịch pha loãng (2): Hòa tan 2g KIO3 vào 600 ml nước cất và thêm cồn 96%V cho vừa đủ 1000ml.  Cách tiến hành: - Pha loãng mẫu tới nồng 1- 8mg α-amino nitrogen/lít (đối với dịch hèm thì pha loãng 100 lần, đối với dịch bia thì pha loãng 50 lần). - Lấy 2ml mẫu đã pha loãng cho vào ống nghiệm và được đậy kín để tránh sự mất mát do bay hơi. - Thêm vào 1 ml dung dịch màu (1), đun cách thủy trong nồi nước sôi 15 phút, sau đó làm nguội trong nước lạnh về 25°C . - Cho vào ống nghiệm 5ml dung dịch pha loãng (2). - Lắc đều và đo ở bước sóng hấp thụ tại 570nm (đo trong vòng 30 phút sau khi đã thêm dung dịch (2) vào). - Mẫu trắng được chuẩn bị cùng với mẫu thí nghiệm ở trên, chỉ khác là thay 2ml dung dịch mẫu bằng 2ml nước cất. Na2HPO4.12H2O : 100g KH2PO4 : 60g Ninhydrin : 5g Fructoza : 3g
  • 33.
    33 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Mẫu chuẩn: Hòa tan 107,2 mg glyxin trong 100ml nước cất. Dung dịch này được bảo quản ở 0°C, mỗi lần thí nghiệm thì pha loãng 100 lần. Dung dịch glyxin đã pha loãng chứa 2 mg α-amino nitrogen/lít. Tiến hành các bước tương tự như đối với mẫu dịch hèm.  Tính toán: Hàm lượng α- amino nitrogen (mg/l) được tính như sau: FAN = 𝐴1× 2 ×𝐹 𝐴₂ Trong đó: A1 : Độ hấp thụ của dung dịch thí nghiệm (dung dịch mẫu) A2 : Độ hấp thụ của dung dịch chuẩn F : Hệ số pha loãng II.2.2.9. Phương pháp xác định hàm lượng cồn Cồn được xác định bằng bộ cất cồn phòng thí nghiệm Salleron Dujardin (Pháp).Thiết bị này cho phép ta biết được độ cồn thu được trong dịch sau quá trình lên men qua nhiệt độ sôi của dịch được quy đổi tương ứng trên bảng tra. Các bước tiến hành: Làm sạch bộ cất cồn bằng nước cất. - Đo nhiệt độ sôi của nước cất để hiệu chỉnh trên bảng: nhiệt độ sôi của nước tương ứng với 0 độ cồn. - Rửa lại bình cất bằng dung dịch mẫu sau đó cho 30ml mẫu vào bình chứa mẫu. Đun bằng đèn cồn và quan sát nhiệt độ sôi của dịch mẫu trên nhiệt kế. - Tra trên bảng quy đổi từ nhiệt độ sôi của dịch mẫu ra độ cồn tương ứng. II.2.2.10. Phương pháp xác định hàm lượng axit (a).Phương pháp xác định hàm lượng axit tổng số: Axit tổng số của một dung dịch là một tiêu chuẩn để đánh giá tất cả những ion hydro (H+) của cả những axit dễ bay hơi và những axit không bay hơi có mặt trong dung dịch.
  • 34.
    34 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng trung hòa các axit có trong mẫu bằng dung dịch kiềm NaOH 0,1N với chỉ thị là phenolphthalein 0,1%. Từ lượng dịch kiềm tiêu hao, ta tính được lượng axit tổng số có trong mẫu. Cách tiến hành: - Hút 20 ml dịch sau lên men vào bình tam giác 100 ml. - Nhỏ 1- 2 giọt phenolphthalein 0,1 % vào, lắc đều. - Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N. Vừa chuẩn vừa lắc, đến khi dung dịch chuẩn sang màu hồng nhạt thì dừng lại. Cách tính hàm lượng axit tổng trong dung dịch: Những loại axit trong dung dịch được quy về một axit chung là axit lactic (C3H6O3) C3H6O3 + NaOH → C3H5O3Na + H2O Lượng axit trong dịch sau lên men được tính theo công thức: m (g/l) = K ×VNaOH Vmẫu Trong đó: m : khối lượng của axit lactic (g/l). K : hệ số quy đổira axit (với axit lactic K = 0,009;axit acetic K = 0,006 ; axit xitric K = 0,0064) . VNaOH : thể tích NaOH 0,1N đã dùng (ml). Vmẫu : thể tích mẫu đã sử dụng (ml). (b). Phương pháp xác định hàm lượng axit bay hơi: Trong dịch sau lên men, ngoài những axit cố định, còn có những axit dễ bay hơi. Những axit này cũng góp phần, quyết định đến chất lượng của rượu thành phẩm. Nguyên tắc: Axit bay hơi được tách ra bằng phương pháp chưng cất cuốn theo hơi nước. Phần axit không bay hơi được xác định dựa trên phản ứng trung hòa bằng
  • 35.
    35 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A dung dịch kiềm NaOH 0,1N với chỉ thị là phenolphthalein 0,1%. Lượng axít bay hơi được xác định bằng hiệu số giữa axit tổng và axit không bay hơi. Cách tiến hành: - Hút 20 ml dịch sau lên men vào bình tam giác 100ml. - Đun cách thủy trong 10 phút để đuổi hết axit bay hơi.Làm nguội nhanh về nhiệt độ phòng.Định mức lại lượng axit thoát ra. - Nhỏ 1- 2 giọt phenolphthalein 0,1%, lắc đều. - Chuẩn bằng dung dịch NaOH 0,1N. Cách tính hàm lượng axit bay hơi trong dung dịch: Lượng axit bay hơi (g) = Lượng axit tổng (g) - Lượng axit còn lại sau khi đuổi hết axit bay hơi (g). II.2.2.11. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số Hàm lượng polyphenol tổng số được xác định theo phương pháp Folin- Ciolcateau của Singleton: Nguyên tắc: Oxy hóa toàn bộ lượng polyphenol trong rượu vang bằng dung dịch Folin-Ciolcateau (hỗn hợp axit phosphotungstic và axit phosphomolybdic). Các axit này sẽ bị khử thành các oxit vonfram (W8O23) và oxit molipden (M8O23) có màu xanh. Màu xanh này bị hấp thụ nhiều nhất ở bước sóng 770 nm và cường độ màu tỷ lệ với hàm lượng polyphenol có trong mẫu. Hóa chất: - Dung dịch chuẩn axit gallic 0,5 g/l: Cân 0,1 g axit gallic, thêm 2 ml ethanol. Để nguội và định mức đến 20 ml để có dung dịch axit gallic 5 g/l. Hút 10 ml dung dịch axit gallic 5 g/l pha loãng trong 90 ml nước để có dung dịch chuẩn axit gallic 0,5 g/l (Bảo quản dung dịch này ở 4°C trong vòng 2 tuần). Từ dung dịch chuẩn này, pha loãng với nước cất thành các dung dịch axit gallic có dải nồng độ từ 0- 120 mg/l. - Dung dịch Folin Ciocalteu - Dung dịch Na2CO3 20%.
  • 36.
    36 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Tiến hành: - Hút 0,5ml mẫu và 3,95 ml nước cất vào ống nghiệm, thêm 0,25 ml dung dịch Folin Ciocalteu, lắc đều. Sau 5 phút (không được để quá 8 phút), thêm 0,75 ml dung dịch Na2CO3 20%, lắc đều. Để yên trong bóng tối, sau 30 phút tiến hành so màu ở bước sóng 770 nm. - Dựng đường chuẩn polyphenol tổng số theo axit gallic: Chuẩn bị dãy nồng độ axit gallic (mg/l): 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120. Axit gallic (mg/l) 0 20 40 60 80 100 120 Số µl nước cất 500 480 460 440 420 400 380 Số µl dung dịch axit gallic 0,5 g/l 0 20 40 60 80 100 120 OD (770 nm) 0 0,236 0,483 0,668 0,865 1,015 1,208 Hình 2.3.Đường chuẩn axit gallic theo phương pháp Singleton  Cách tính kết quả: OD = y = 0,009x + 0,043 (R2 = 0,994)  x = Hàm lượng polyphenol (mg/ml) = OD−0,043 0,009 × Hệ số pha loãng II.2.2.12. Phương pháp xác định màu rượu Độ hấp thụ màu của rượu Whisky được đo ở bước sóng 420 nm (ứng với độ hấp thụ màu nâu hoặc vàng, theo phương pháp của Mazza). Trước khi đo OD, mẫu rượu được lọc qua màng lọc 0,45 µm. Nếu màu đậm có thể pha loãng trước khi so màu. Mẫu trắng là dung dịch ethanol 10%. y = 0.0099x + 0.0431 R² = 0.9942 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 20 40 60 80 100 120 OD(770nm) Axit gallic (mg/l)
  • 37.
    37 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A II.2.3. Phương pháp tính hiệu suất  Hiệu suất chuyển hóa tinh bột thành đường (hiệu suất thủy phân) được tính dựa trên lượng đường tạo thành sau quá trình thủy phân so với lượng đường có trong nguyên liệu.  Hiệu suất lên men được tính dựa trên lượng cồn thực tế thu được so với lượng cồn tạo thành theo lý thuyết.  Hiệu suất chưng cất được tính theo công thức: H (%) = V2 × N2 V1 × N1 × 100 Trong đó: V1 : Thể tích rượu đưa vào chưng cất N1 : Nồng độ rượu đưa vào chưng cất V2 : Thể tích rượu thu được sau chưng cất N2 : nồng độ rượu thu được sau chưng cất II.2.4. Phương pháp cảm quan [2,4] II.2.4.1. Phương pháp cho điểm theo TCVN Đánh giá chất lượng cảm quan rượu 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. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng rượu theo phương pháp cảm quan và hệ số quan trọng cho từng chỉ tiêu như sau:
  • 38.
    38 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Bảng 2.1. Điểm tiêu chuẩn cho từng chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Tên chỉ tiêu Điểm Yêu cầu sản phẩm Độ trong và màu sắc 5 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục và vật thể nhỏ, mẫu hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm. 4 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục, có ít vật thể lạ nhỏ, màu đặc trưng cho sản phẩm. 3 Chất lỏng trong, có tương đối nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm trọng, màu khác nhiều so với màu đặc trưng của sản phẩm 2 Chất lỏng hơi đục, có khá nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm trọng, màu khác nhiều so với màu đặc trưng của sản phẩm. 1 Chất lỏng đục nhiều lắng cặn, có nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm trọng, màu không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Vẩn đục, màu bẩn, sản phẩm bị hỏng. Mùi 5 Hòa hợp, thơm dịu. Hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm. 4 Chưa hoàn toàn hòa hợp, thơm đặc trưng cho sản phẩm nhưng hơi khó nhận mùi. 3 Hơi nồng, thoảng mùi phụ, ít đặc trưng cho sản phẩm. 2 Nồng, thoảng mùi lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm. 1 Nồng, hăng, mùi lạ rõ, không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Có mùi lạ, khó chịu của sản phẩm hỏng. Vị 5 Hòa hợp, êm dịu, hậu tốt, hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm. 4 Chưa hoàn toàn phù hợp, hậu vừa phải, đặc trưng cho sản phẩm bình thường. 3 Chưa hòa hợp, hơi gắt và xốc, hậu yếu, ít đặc trưng cho sản phẩm. 2 Đắng, sốc, thoảng vị lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm. 1 Có vị lạ rõ rệt, không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Có mùi vị khó chịu của sản phẩm hỏng.
  • 39.
    39 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Bảng 2.2. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu. STT Chỉ tiêu Hệ số quan trọng 1 Độ trong và màu sắc 0,8 2 Mùi 1,2 3 Vị 2,0 Tổng cộng 4,0 Bảng 2.3. Hạng chất lượng của sản phẩm. TT Mức chất lượng Số điểm chung (đã nhân với hệ số quan trọng) Yêu cầu tối thiểu về điểm trung bình của Hội đồng cảm quan 1 Loại tốt 18,6 ÷ 20,0 Mùi ≥ 4,8 Vị ≥ 4,8 2 Loại khá 15,2 ÷ 18,5 Mùi ≥ 3,8 Vị ≥ 3,8 3 Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mùi ≥ 2,8 Vị ≥ 2,8 4 Loại kém 7,2 ÷ 11,1 Mùi ≥ 1,8 Vị ≥ 1,8 5 Loại rất kém 4,0 ÷ 7,1 Mùi ≥ 1,0 Vị ≥ 1,0 6 Loại hỏng 0 ÷ 3,9 Mùi < 1,0 Vị< 1,0
  • 40.
    40 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A II.2.4.2. Phương pháp đánh giá thị hiếu Mục đích: Tìm hiểu thị hiếu của người tiêu dùng đối với một số sản phẩm rượu Whisky về các chỉ tiêu: màu, mùi, vị, hậu vị và các mức độ ưa thích chung. Nguyên tắc: Người thử được yêu cầu cho biết mức độ ưu thích của mình theo các chỉ tiêu trên với từng mẫu rượu Whisky trên thang thị hiếu Hedinic. 1: Cực kỳ không thích 4: Tương đối không thích 7: Thích 2: Rất không thích 5: Không ý kiến 8: Rất thích 3: Không thích 6: Tương đối thích 9: Cực kỳ thích Trước khi tham gia vào thí nghiệm, người thử được yêu cầu điền vào một phiếu thông tin cá nhân. Phiếu này bao gồm các thông tinvề giới tính, lứa tuổi, nghề nghiệp.
  • 41.
    41 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN III.1. Nghiên cứu quy trình đường hóa nguyên liệu III.1.1. Lựa chọn quy trình đường hóa malt đại mạch phù hợp Đối với Whisky sản xuất từ 100% nguyên liệu malt đại mạch, sẽ không cần sử dụng các loại enzyme thương mại mà chỉ cần hệ enzyme trong malt là đủ thực hiện quá trình đường hóa. Đối với sản xuất whisky do tỷ lệ nguyên liệu malt/ nước và độ đường cuối cần cao hơn so với sản xuất bia do đó cũng cần khảo sát lại thời gian thực hiện tại từng khoảng nhiệt độ trong quá trình đường hóa. Quá trình đường hóa malt trải qua các mốc nhiệt độ 45°C cho quá trình thủy phân β-glucan, 52°C cho quá trình thủy phân protein, 62°C cho quá trình đường hóa và 75°C cho quá trình thủy phân dextrin còn lại sau quá trình đường hóa. Trong các mốc nhiệt độ đó thì 52°C và 62°C là quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thủy phân và chất lượng dịch đường. Do đó chúng tôi đi sâu vào khảo sát thời gian thực hiện hai mốc nhiệt độ này để đưa ra quy trình đường hóa hợp lý nhất. Malt xử lý theo quy trình đạm hóa và đường hóa cơ bản, tỷ lệ malt: nước là 1:3 thực hiện 4 mẫu thí nghiệm với các thời gian đạm hóa được thay đổi từ 15, 30, 45, 60 phút. Kết thúc quá trình đường hóa xác định hàm lượng đường khử, FAN trong dịch. Kết quả cho thấy, thời gian đạm hóa 30 phút là phù hợp cho quá trình đường hóa, hàm lượng FAN gần như không thay đổi khi tiếp tục kéo dài thêm giai đoạn đạm hóa trên 30 phút. Với quá trình đường hóa, khi kéo dài thời gian đường hóa trên 60 phút thì cũng không có sự tăng lên đáng kể nào về hàm lượng đường khử. (a) Quá trình đạm hóa (b) Quá trình đường hóa Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới chất lượng dịch thủy phân nguyên liệu malt đại mạch 300 320 340 360 380 400 15 30 45 60 FAN(mg/l) Thời gian đạm hóa (phút) 140 150 160 170 180 190 30 60 90 120 Đườngkhử(g/l) Thời gian đường hóa (phút)
  • 42.
    42 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân Termamyl là một enzyme nội phân tử (endoamylase), có tác dụng thủy phân mối nối 1,4 α-glucoside. Cơ chất tinh bột dưới tác dụng của Termamyl sẽ nhanh chóng tạo thành dextrin và oligosaccharide. Enzyme Termamyl tan trong nước ở mọi nồng độ điều kiện thường dùng. Đối với quá trình dịch hóa, Termamyl được sử dụng để dịch hóa tinh bột thành dextrin. Sử dụng Termamyl SC của hãng Novozyme để thủy phân đối với nguyên liệu gạo và ngô. Dựa trên thông tin từ nhà sản xuất, chúng tôi khảo sát các mức nồng độ Termamyl 0,1- 0,4%, nhiệt độ 950C, thời gian thực hiện phản ứng thay đổi từ 30- 120 phút. Cố định lượng nguyên liệu và nước cho vào thủy phân với nguyên liệu gạo là 1:3,0 và với nguyên liệu ngô là 1: 3,5. Đo độ nhớt của dịch thủy phân của dịch. Hình 3.2 cho thấy, độ nhớt khối dịch thu được giảm dần, tỉ lệ nghịch với nồng độ enzyme bổ sung và thời gian hồ hóa. Khi tăng nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân thì cơ hội tiếp xúc của enzyme và cơ chất tăng, nên tốc độ thủy phân tăng. Tuy nhiên, khi lượng cơ chất về sau càng ít thì tốc độ thủy phân chậm lại. Do α- amylase chỉ thủy phân liên kết 1,4-glucoside nên nếu có kéo dài thời gian thủy phân thì hiệu quả thu được cũng không tăng. Do vậy, nồng độ Termamyl thích hợp được lựa chọn với nguyên liệu gạo là 0,2%, thời gian thủy phân 60 phút; với nguyên liệu ngô là 0,35%, thời gian thủy phân 60 phút. (a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ Termamyl và thời gian thủy phân đến độ nhớt (cPs) của dịch đường hóa từ nguyên liệu gạo và ngô
  • 43.
    43 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ Neutrase và thời gian thủy phân Sau khi thủy phân bằng Termamyl với nồng độ và thời gian đã chọn, hạ nhiệt độ về 52°C và sau đó bổ sung Neutrase với các nồng độ thay đổi từ 0- 0,5%. Thời gian thủy phân thay đổi từ 15- 60 phút. Kết thúc thời gian đạm hóa, tiến hành xác định hàm lượng axit amin tự do thu được. Kết quả ở hình 3.3 cho thấy, khi bổ sung Neutrase với cùng một nồng độ, thời gian thủy phân càng dài lượng axit amin tự do thu được càng lớn. Trong cùng một thời gian thủy phân, nồng độ Neutrase sử dụng càng lớn lượng axit amin tự do càng nhiều. Tuy nhiên với nguyên liệu gạo, từ mẫu bổ sung Neutrase 0,2% thủy phân trong 45 phút và với nguyên liệu ngô, từ mẫu được bổ sung 0,3% Neutrase thủy phân trong 30 phút trở đi, lượng axit amin tự do không thay đổi (đạt giá trị lớn nhất 161,72 mg/l với nguyên liệu gạo và 189,25 mg/l với nguyên liệu ngô). Vì vậy, chọn nồng độ Neutrase là 0,2% thủy phân trong 45 phút cho nguyên liệu gạo và 0,3% thủy phân trong 30 phút cho nguyên liệu ngô. (a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô Hình 3.3. Ảnh hưởng nồng độ Neutrase và thời gian đạm hóa đến lượng FAN thu được trong dịch thủy phân 50 70 90 110 130 150 170 15 30 45 60 FAN(mg/l) Thời gian thủy phân (phút) Neu 0% Neu 0.1% Neu 0.2% Neu 0.3% Neu 0.4% Neu 0.5% 50 70 90 110 130 150 170 190 15 30 45 60 FAN(mg/l) Thời gian thủy phân (phút) Neu 0% Neu 0.1% Neu 0.2% Neu 0.3% Neu 0.4% Neu 0.5%
  • 44.
    44 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân Tiến hành khảo sát lại nồng độ enzyme Dextrozyme bổ sung vào hỗ trợ quá trình nấu để đánh giá lại hiệu quả thủy phân. Sau khi dịch hóa, hạ nhiệt độ về 62°C, Dextrozyme được bổ sung với các nồng độ thay đổi từ 0- 2,0% với thời gian thủy phân kéo dài 15- 90 phút. Kết thúc thời gian đường hóa, thu dịch và phân tích hàm lượng đường khử. Kết quả được trình bày ở Hình 3.4. Hình 3.4 cho thấy, hàm lượng đường khử thu được tăng theo nồng độ enzyme Dextrozyme và thời gian thủy phân. Khi không bổ sung enzyme thì lượng enzyme trong malt chưa đủ để thủy phân hết lượng cơ chất. Với nguyên liệu gạo, bổ sung enzyme từ nồng độ 0,5% đã có thể thủy phân gần hết cơ chất nhưng với thời gian thủy phân dài (120 phút). Khi tăng nồng độ enzyme lên 1% thì thời gian thủy phân rút ngắn còn 60 phút. Việc tăng nồng độ Dextrozyme lên trên 1% không làm rút ngắn thời gian thủy phân thêm. Do đó lựa chọn nồng độ enzyme Dextrozyme là 1% với thời gian thủy phân 60 phút cho quá trình đường hóa whisky gạo. Nhận thấy với nguyên liệu ngô, để đạt hiệu suất thủy phân và hiệu quả kinh tế cao nhất, chọn nồng độ Dextrozyme là 1,5%, thời gian thủy phân 60 phút. (a) Quá trình thủy phân nguyên liệu gạo (b) Quá trình thủy phân nguyên liệu ngô Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Dextrozyme và thời gian thủy phân đến hàm lượng đường thu được 80 100 120 140 160 180 200 15 30 45 60 75 90 105 120 Đườngkhử(g/l) Thời gian thủy phân (phút) Dex 0% Dex 0.5% Dex 1% Dex 1.5% Dex 2% 80 100 120 140 160 180 200 15 30 45 60 75 90 105 120 Đườngkhử(g/l) Thời gian thủy phân (phút) Dex 0% Dex 0.5 % Dex 1% Dex 1.5% Dex 2%
  • 45.
    45 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.2. Nghiên cứu tỷ lệ thích hợp của chủng nấm men được lựa chọn III.2.1. Lựa chọn tỷ lệ giống nấm men thích hợp Tỷ lệ giống nấm men có ảnh hưởng tới tốc độ lên men và chất lượng rượu thành phẩm. Nếu tỷ lệ nấm men thấp, quá trình lên men khởi động chậm sẽ làm cho nguy cơ nhiễm tạp cao. Tỷ lệ giống nấm men cao lại làm tốc độ lên men nhanh tạo sản phẩm phụ nhiều. Do vậy ở thí nghiệm này, chúng tôi tiến hành 03 mẫu thí nghiệm được tiếp giống nấm men với tỷ lệ khác nhau là: 5%, 10% và 15% so với tổng thể tích dịch. Chủng nấm men nấm men Sacchromyces cerevisiae EC1118 được hoạt hóa trong 18-24 giờ, khi mật độ tế bào dịch hoạt hóa đạt 3×108CFU/ml thì tiếp giống nấm men. Tiến hành lên men ở 25 0C trong 7 ngày ,theo dõi động học tạo rượu và phân tích các chỉ tiêu chất lượng khi kết thúc quá trình lên men, kết quả thể hiện ở Bảng 3.1, 3.2 và 3.3. Bảng 3.1.Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ malt. Tỉ lệ giống Thời gian lên men (ngày) Cồn (%V) Đường dư (g/l) Axit tổng (g/l) Axit bay hơi (g/l) 5% 6,5 10,0a 10,34a 3,93a 0,118a 10% 5 10,6b 10,29b 3,75b 0,120a 15% 3 10,2c 12,55c 3,51c 0,134b Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ gạo. Tỉ lệ giống Thời gian lên men (ngày) Cồn (%V) Đường dư (g/l) Axit tổng (g/l) Axit bay hơi (g/l) 5% 7 11,0a 10,31a 3,80a 0,126a 10% 4,5 11,0a 10,14b 3,71b 0,124a 15% 3,5 10,6b 8,52c 3,65c 0,152b Bảng 3.1 và 3. 2 cho thấy, với lên men Whisky malt và gạo, tỷ lệ giống nấm men 5% làm tốc độ lên men diễn ra chậm (khoảng 7 ngày lên men), độ cồn trong dịch giấm chín malt đạt 10%V, trong dịch giấm chín gạo đạt 11%V. Với tỷ lệ giống nấm men 15%, quá trình lên men kết thúc nhanh hơn: dịch malt sau 3 ngày lên men đạt 10,2%V), dịch gạo sau 3,5 ngày lên men đạt 10,6%V tuy nhiên khi kết thúc lên men
  • 46.
    46 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A nhận thấy sinh khối men tạo ra nhiều hơn.. Như vậy, tỷ lệ giống nấm men 10% được lựa chọn cho lên men Whisky malt và Whisky gạo trong 5 ngày. Nếu thời gian kéo dài lên đến 7 ngày thì có thể sử dụng tỉ lệ giống nấm men là 5% cho lên men Whisky malt và Whisky gạo. Bảng 3. 3.Ảnh hưởng của tỉ lệ giống nấm men tới chất lượng dịch lên men từ ngô. Tỉ lệ giống Thời gian lên men (ngày) Cồn (%V) Đường dư (g/l) Axit tổng (g/l) Axit bay hơi (g/l) 5% 5 10,6a 12,94a 3,96a 1,71a 10% 5 10,4b 13,59b 3,82b 1,98b 15% 3 10,7c 12,09c 3,60c 1,71a Với lên men Whisky ngô, Bảng 3. 3 cho thấy chất lượng dịch sau lên men của cả 3 mẫu thí nghiệm không có sự khác biệt nhiều. Ở mẫu bổ sung nấm men 5%, sau 5 ngày lên men độ cồn đạt được cao hơn mẫu bổ sung 10% và xấp xỉ bằng mẫu bổ sung 15%. Lượng đường dư ở các mẫu dao động từ 12,09- 12,94 g/l và lượng axit tổng tạo thành dao động từ 3,96- 4,41 g/l. Do vậy, để sản xuất đạt hiệu quả kinh tế, tỉ lệ tiếp giống nấm men 5% là thích hợp. III.2.2. Động học của quá trình lên men rượu Whisky trên quy mô 5 lít Theo dõi quá trình lên men rượu với các điều kiện lên men đã chọn ở các thí nghiệm trước, thực hiện trên quy mô 5 lít để đánh giá sự ổn định của các thông số công nghệ. Kết quả theo dõi động học lên men được thể hiện ở Hình 3.5. Hình 3.5. Động học của quá trình lên men ở nhiệt độ 25°C khi sử dụng chủng EC1118 0 2 4 6 8 10 12 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 pH,Cồn,Axittổng Đườngdư Thời gian lên men (ngày) Đường dư (g/l) pH Độ cồn (%V) Axit tổng (g/l)
  • 47.
    47 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Kết quả lên men cho thấy, lượng đường dư giảm mạnh theo tốc độ phát triển của tế bào nấm men, tỉ lệ nghịch với độ cồn thu được. Trong suốt quá trình lên men, pH dịch lên men giảm từ 5,5 xuống 3,7. Sau khoảng thời gian 4,5- 5 ngày kể từ khi bắt đầu bổ sung nấm men, các thông số của quá trình lên men gần như không thay đổi. Độ rượu tạo ra ổn định gần như tương tự với mẫu thí nghiệm trong bình Schott 500ml (rượu malt đạt 10,6%V, rượu gạo đạt 11%V, rượu ngô đạt 10,6%V). Điều này cho thấy ở quy mô 5 lít các điều kiện lên men là khá ổn định. III.3. Nghiên cứu điều kiện và kỹ thuật chưng cất Toàn bộ dịch giấm chín (không tách bã) được chưng cất trong hệ thống chưng cất chân không dung tích 1200 lít, dung tích làm việc 800 lít, áp suất chân không 540 mmHg . Mục đích của giai đoạn chưng cất này để tách rượu ra khỏi dịch giấm chín. Kết quả nồng độ rượu đạt được trong lần chưng cất thứ nhất thể hiện ở Bảng 3.4. Bảng 3.4. Kết quả chưng cất rượu lần thứ nhất. Loại rượu Độ rượu trong giấm chín (%V) Thể tích rượu thu được (lít) Nồng độ rượu (%V) Hiệu suất chưng cất (%) Malt 10,8 215 37,6 93,6 Gạo 11,2 220 38,1 93,5 Ngô 10,6 230 35,2 95,5 Kết quả cho thấy, nồng độ cồn trong mẫu rượu gạo cao nhất (đạt 38,1%V), tiếp đến là rượu malt (đạt 37,6%V), thấp nhất là rượu ngô (đạt 35,2%V). Hiệu suất chưng cất lần 1 của ba mẫu rượu tương đương nhau (đạt 93,5- 95,5%). Toàn bộ lượng rượu thu được trong lần chưng cất thứ nhất (từ nhiều mẻ với thể tích là 800 lít dịch rượu) tiếptục được chưng cất chân không lần hai để loại bỏ các hợp chất không mong muốn. Để xác định thời điểm thu hồi rượu trong quá trình chưng cất thứ hai, tiến hành lấy mẫu rượu theo thời gian. Trong quá trình lấy mẫu, giai đoạn đầu của quá trình chưng cất (để thu rượu đầu), hàm lượng các hợp chất bay hơi thay đổi nhanh nên các mẫu được lấy liên tục. Giai đoạn sau (để thu rượu giữa và rượu cuối), hàm lượng các hợp chất bay hơi ít biến đổi nên các mẫu được lấy thưa dần. Kết quả Bảng 3.5 cho thấy hàm lượng các chất không mong muốn 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
  • 48.
    48 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A acetaldehyde là 20,8°C; ethyl acetate là 77°C; methanol là 65°C và ethanol là 78,37°C). Bắt đầu từ mẫu WM3, hàm lượng methanol hết hoàn toàn, hàm lượng aldehyde giảm từ 20,24 mg/l xuống 9,03 mg/l. Từ mẫu WM1 đến WM6, hàm lượng ethyl acetate giảm dần từ 734,44mg/l xuống 21,17 mg/l và đến mẫu WM7 hàm lượng này đã hết. Đối với một số loại rượu bậc cao như iso butanol và pentanol có điểm sôi cao hơn so với ethanol (điểm sôi của iso butanol là 108°C, pentanol là 137°C) thì tăng dần từ giai đoạn đầu đến giữa gai đoạn giữa (W1-W6) sau đó giảm dần ở giai đoạn sau(W7-W9).
  • 49.
    49 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 50.
    50 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Theo kết quả tính toán lượng mẫu lấy phân tích, nếu loại bỏ các mẫu rượu từ WM1-WM3 (để đảm bảo không còn độc tố methanol và aldehyde) thì lượng rượu phải bỏ đi trong giai đoạn đầu của quá trình chưng cất là 3,77% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Thu hồi rượu thành phẩm từ mẫu WM4-WM8, lượng rượu thu được là 93,34% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Đến mẫu WM9 hàm lượng hợp chất thơm ethyl axetate đã hết đồng thời nồng độ rượu còn rất thấp (5,8%V), và cảm quan bắt đầu thấy có vị chua nhẹ. Vì vậy, từ mẫu WM9 rượu chưng cất được thu hồi được dùng cho mục đích khác chiếm 2,89% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Với các kết quả phân tích ở trên, quá trình chưng cất loại tạp chất ở rượu malt như sau: Giai đoạn 1 (rượu đầu): Tách 3,77% rượu đầu; Giai đoạn 2 (rượu sản phẩm): Thu hồi là 93,34% rượu sản phẩm, đạt 70%V; Giai đoạn 3 (rượu cuối): Loại bỏ 2,89% rượu để sử dụng cho mục đích khác.
  • 51.
    51 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 52.
    52 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Tương tự như quá trình chưng cất rượu malt, hàm lượng các chất bay hơi trong quá trình chưng cất rượu gạo cũng có xu hướng giảm dần. Bắt đầu từ mẫu WG4 thì hàm lượng aldehyde và methanol đã hết. Hàm lượng ethyl acetal giảm dần từ 513,47 mg/l đến mẫu WM8 hàm lượng này không còn. Hàm lượng iso butanol cao nhất ở mẫu WG5 là 257,36 mg/l và giảm tới mẫu số WG10 còn 5,51 mg/l. Đối với pentanol cao nhất ở mẫu WG5 (3511,09 mg/l) và đến mẫu WG10 hàm lượng này đã hết. Từ kết quả tính toánlượng mẫu lấy phân tích trên Bảng 3.6, nếu loại bỏ phần rượu từ mẫu WG1-WG3 (đảm bảo độc tố methanol đã hết) thì lượng rượu đầu cần bỏ ở giai đoạn đầu chưng cất là 2,84%. Thu hồi rượu thành phầm từ mẫu WG4-WG8, lượng rượu thu được là 95,02% (so với rượu thu được sau chưng cất lần 2). Ở mẫu WG9 nồng độ rượu thấp (10,5%V), cảm quan cũng thấy có vị chua nhẹ. Do đó từ mẫu WG9 rượu chưng cất được thu hồi chiếm 1,19%. Quá trình chưng cất rượu gạo loại tạp chất như sau: Giai đoạn 1: Tách 3,79% rượu đầu; Giai đoạn 2: Thu hồi 95,02% rượu sản phẩm, đạt 72%V; Giai đoạn 3: Loại bỏ 1,19% rượu cuối để sử dụng cho mục đích khác.
  • 53.
    53 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 54.
    54 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Tương tự như quá trình chưng cất rượu malt và gạo, đối với rượu ngô hàm lượng aldehyde cũng giảm dần từ mẫu WN1-WN3 còn 14,01mg/l, hàm lượng methanol từ mẫu WN4 đã hết, hàm lượng ethyl acetat giảm mạnh từ mẫu WN1-WN3, giảm dần từ mẫu WN4-WN7 và ở những mẫu sau không còn. Ở mẫu WN5 hàm lượng iso butanol (335,91mg/l) và pentanol (4248,16mg/l) là cao nhất và cùng giảm tới mẫu WN9. Theo kết quả tính toán lượng mẫu lấy phân tích trên Bảng 3.7, nếu loại bỏ phần rượu đầu ở mẫu WN1-WN3 khi hàm lượng methanol và aldehyde đã hết thì lượng rượu đầu cần bỏ so với thể tích chưng cất lần 2 là 3,88%. Rượu thành phầm thu hồi từ mẫu WN4-WN8 là 93,19%. Ở mẫu WN9 mặc dù hàm lượng aldehyde và methanol đã hết nhưng nồng độ cồn rất thấp 5,3%V, chúng tôi ngừng lấy mẫu và lượng rượu chưng cất được thu hồi sử dụng cho mục đích khác là 2,93%. Với kết quả phân tích trên, thông số chưng cất loại bỏ tạp chất đối với rượu ngô như sau: Giai đoạn 1: Tách 3,88% rượu đầu; Giai đoạn 2: Thu hồi 93,19% rượu sản phẩm, đạt 70%V; Giai đoạn 3: Loại 2,93% rượu cuối để sử dụng cho mục đích khác. Rượu sản phẩm thu được sau quá trình chưng cất lần 2 được tiếp tục sử dụng để ngâm ủ với gỗ sồi. III.4. Nghiên cứu sử dụng phoi gỗ sồi trong quá trình tàng trữ rượu Whisky III.4.1. Ảnh hưởng mức độ nướng của gỗ sồi Kích thước của các loại phoi gỗ sồi có ảnh hưởng lớn tới thời gian tàng trữ, kích thước phoi càng nhỏ thì thời gian chiết xuất càng nhanh. Thời gian chiết xuất của loại phoi dạng khối là 1- 2 tháng. Các loại phoi dạng mảnh có thời gian chiết xuất ngắn hơn. Còn loại phoi gỗ sồi dạng bột thì có thời gian chiết xuất là nhanh nhất. Phoi gỗ sồi dạng bột với 4 mức độ nướng khác nhau được sử dụng cho nghiên cứu này. Tỷ lệ gỗ 3 g/l được ngâm chiết trong Whisky có nồng độ rượu 70%V. Đo OD các mẫu rượu ở bước sóng 420nm và 760nm theo thời gian để xác định khả năng chiết màu từ gỗ sồi cũng như hàm lượng polyphenol thay đổi trong quá trình tàng trữ. Kết quả được chỉ ra ở Bảng 3.8 và Hình 3.6.
  • 55.
    55 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Ký hiệu tên các mẫu bột gỗ sồi: Không nướng (Untoasted) : UP Nướng nhẹ (Light toasted) : LP Nướng vừa (Medium toasted) : MP Nướng nhiều (Heavy toasted) : HP Bảng 3.8 cho thấy, dù gỗ sồi có mức nướng khác nhau nhưng giá trị OD đều tăng dần từ ngày thứ nhất đến ngày thứ 12. Đến thời điểm này, khả năng chiết của gỗ sồi với các mức độ nướng khác nhau cũng không có sự khác biệt quá nhiều giữa các loại rượu khác nhau. Khả năng chiết xuất gỗ sồi giảm dần theo mức độ nướng. Gỗ sồi có mức nướng nhiều chiết xuất được nhiều màu hơn cả, sau đó lần lượt đến loại gỗ có mức nướng vừa, nướng nhẹ và không nướng. Từ ngày đo thứ nhất đến ngày thứ 12, màu của các mẫu rượu ngâm với bột gỗ sồi nướng nhiều cao hơn nhiều so với các loại còn lại. Ngay từ ngày thứ nhất, màu của các mẫu rượu ngâm chiết với loại gỗ sồi nướng nhiều đã rất đậm, (giá trị OD của Whisky Malt là 0,435; Whisky Gạo là 0,434 và Whisky Ngô là 0,445). Đến ngày thứ 12, màu của các mẫu rượu ngâm chiết với loại gỗ có mức nướng nhiều vẫn cao hơn so với các loại còn lại (OD của Whisky Malt là 0,787; Whisky Gạo là 0,793 và Whisky Ngô là 0,824). Như vậy có thể thấy, quá trình chiết màu sắc thường xảy mạnh nhất trong giai đoạn 12 ngày đầu của quá trình tàng trữ do rượu là dung môi trích ly màu từ gỗ sồi. Có sự tăng nhẹ của màu rượu ở quá trình tiếp theo chủ yếu là do sự oxy hóa polyphenol dẫn đến phản ứng nâu hóa xảy ra, mùi của rượu cũng thơm hương của gỗ sồi hơn.
  • 56.
    56 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 57.
    57 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A (a) (b) (c) Hình 3.6. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi với các mức độ nướng khác nhau (a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô Hình 3.6 cho thấy, hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian tàng trữ từ ngày đầu ngâm chiết đến ngày thứ 10, sau đó tăng chậm lại và dừng vào khoảng thời gian từ ngày thứ 13. Điều đó chứng tỏ sự chiết xuất polyphenol từ gỗ sồi đã dừng lại và ổn định trong khoảng thời gian từ ngày thứ 13.Sau một khoảng thời gian ngâm chiết, hàm lượng của polyphenol có dấu hiệu giảm dần tương ứng với sự tăng lên về 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 4 7 10 13 16 19 22 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) UP LP MP HP 0 50 100 150 200 250 300 350 1 4 7 10 13 16 19 22 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) UP LP MP HP 0 50 100 150 200 250 300 350 1 4 7 10 13 16 19 22 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) UP LP MP HP
  • 58.
    58 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A màu sắc của rượu. Đó có thể là do quá trình oxy hóa đã xảy ra làm giảm hàm lượng polyphenol. Để lựa chọn mức độ nướng của gỗ sồi phù hợp, tiến hành đánh giá cảm quan các mẫu rượu đã được ngâm chiết với gỗ sồi. Do rượu được sử dụng trong thí nghiệm nồng độ cồn rất cao (70%V) nên khi đánh giá cảm quan, rượu được đưa về có nồng độ 40%V để phù hợp với ngưỡng cảm giác của con người. Kết quả được thể hiện trong Hình 3.7. Hình 3.7. Kết quả cảm quan các mẫu rượu được ngâm chiết với phoi gỗ sồi có mức độ nướng khác nhau. Kết quả đánh giá cảm quan ở Hình 3.10 cho thấy, các loại rượu Whisky được sản xuất từ cả 3 nguyên liệu malt, gạo, ngô đều có điểm đánh giá cảm quan cao nhất khi được tàng trữ với hai loại gỗ sồi nướng nhẹ (LP) và nướng nhiều (HP). Một điểm chung với tất cả các loại rượu là điểm đánh giá cảm quan của các thành viên trong hội đồng đều đánh giá rất cao mẫu rượu tàng trữ với gỗ sồi có mức nướng ít về vị của sản phẩm. Với nhận xét, rượu tàng trữ trong gỗ sồi nướng ít sẽ có vị hòa hợp, êm dịu, dễ chấp nhận. Gỗ sồi có mức nướng nhiều được đánh giá cao về hương, do nó tạo cho rượu có hương thơm gỗ sồi mạnh, đặc trưng của dòng rượu 0 5 10 15 20 25 UP LP MP HP Điểm Mức độ nướng của gỗ sồi Malt Gạo Ngô
  • 59.
    59 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Whisky. Thêm vào đó, rượu Whisky tàng trữ trong cả hai loại gỗ sồi này đều cho mức độ đánh giá tốt về màu sắc và độ trong. Kết quả này cũng phù hợp với thông tin cung cấp của nhà sản xuất gỗ sồi thương mại dùng cho tàng trữ rượu, gỗ sồi không nướng và nướng nhẹ chủ yếu tạo vị cho rượu, gỗ sồi với mức độ nướng nhiều giúp cho độ phức hợp của hương sản phẩm được tăng lên. Ở đây chúng tôi không lựa chọn loại phoi gỗ sồi có mức nướng vừa phải mặc dù điểm cảm quan của sản phẩm đều thuộc loại khá. Đó là do mẫu gỗ này tạo cho rượu hương thơm của gỗ sồi không mạnh và đặc trưng như mẫu gỗ sồi có mức nướng nhiều. Đồng thời khi phối chế cùng mẫu gỗ sồi có mức nướng nhẹ trong thí nghiệm sau này sẽ không tạo sự đặc trưng về hương so với mẫu gỗ sồi ở mức nướng nhiều.Vì thế, gỗ sồi có mức nướng vừa phải không phải là lựa chọn tối ưu trong thí nghiệm này. Kết hợp các số liệu phân tích biến đổi màu sắc và thành phần polyphenol cũng như cảm quan chất lượng rượu tàng trữ trong các loại phoi gỗ sồi được xử lý mức độ khác nhau, hai loại bột gỗ sồi có mức nướng nhẹ và nướng nhiều được lựa chọn để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo. III.4.2. Lựa chọn tỉ lệ gỗ sồi ngâm ủ Các tỷ lệ được lựa chọn gồm: 2g/l, 3g/l, 4g/l, 5g/l và 6g/l. Kết quả về sự biến đổi màu sắc của các mẫu chỉ ra ở Bảng 3.9 và 3.10. Kết quả cho thấy, ở cả hai mức độ nướng (nướng ít và nường nhiều), giá trị OD 420nm tăng dần đến ngày 12 và dừng ở ngày tiếp theo đối. Điều đó chứng tỏ gỗ sồi đã được ngâm chiết ra màu hoàn toàn. Đến ngày 25, tiến hành đo màu đối với các mẫu, giá trị OD lại có sự tăng nhẹ. Đó có thể là do sự nâu hóa xảy ra do quá trình oxy hóa polyphenol. Tất cả các mẫu rượu ở các tỷ lệ gỗ sồi khác nhau đều có sự tăng nhẹ về màu sắc của rượu từ ngày 13 đến ngày 25.
  • 60.
    60 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 61.
    61 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Hình 3.8 và Hình 3.9 thể hiện sự thay đổi hàm lượng polyphenol trong khoảng thời gian ngâm ủ 25 ngày.
  • 62.
    62 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A (a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô Hình 3.8. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi mức độ nướng ít với các tỉ lệ khác nhau 50 100 150 200 250 300 350 400 1 4 7 10 13 16 19 22 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1 4 7 10 13 16 19 22 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l 50 100 150 200 250 300 350 400 1 4 7 10 13 16 19 22 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l
  • 63.
    63 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A (a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô Hình 3.9. Biến đổi hàm lượng polyphenol trong các mẫu Whisky theo thời gian khi ngâm gỗ sồi mức độ nướng nhiều với các tỉ lệ khác nhau Hình 3.8 cho thấy, với gỗ sồi nướng ít, hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian tàng trữ và dừng lại ở ngày thứ 13, sau đó đến ngày thứ 19 thì lại có dấu - 100 200 300 400 500 600 700 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l 0 100 200 300 400 500 600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l 0 100 200 300 400 500 600 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Polyphenol(mg/l) Thời gian (ngày) 6g/l 5g/l 4g/l 3g/l 2g/l
  • 64.
    64 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A hiệu giảm xuống. Điều đó chứng tỏ chiết xuất polyphenol từ gỗ sồi đã dừng lại và ổn định từ ngày thứ 13. Sau ngày thứ 16, hàm lượng polyphenol giảm dần là do quá trình oxy hóa xảy ra. Hình 3.9 cho thấy, với gỗ sồi nướng nhiều, hàm lượng polyphenol tăng dần và dừng lại ở ngày thứ 15 đối với whisky malt và ở ngày 12 đối với whisky gạo và ngô. Tiến hành đánh giá cảm quan đối với các mẫu rượu để xác định tỷ lệ gỗ sồi có thể ngâm chiết tối ưu. Kết quả đánh giá cảm quan được thể hiện ở Hình 3.10 (a). Whisky malt (b). Whisky gạo (c) Whisky ngô Hình 3.10. Kết quả cảm quan rượu Whisky khi ngâm ủ gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau. Dựa theo kết quả đánh giá cảm quan Hình 3.10, chúng tôi thấy rằng: Rượu Whisky Ngô có điểm cảm quan cao nhất (19,2 điểm) ứng với tỷ lệ gỗ sồi mức nướng nhiều 4g/l, với gỗ sồi mức nướng ít số điểm cao nhất là 18 điểm ở tỉ lệ 5g/l. Rượu Whisky Malt có tỷ lệ gỗ sồi 5g/l ứng với cả 2 mức độ nướng đều đạt điểm cảm quan 18 điểm. Rượu Whisky Gạo với tỷ lệ gỗ sồi mức độ nướng ít 4 g/l có cùng điểm cảm quan với gỗ sồi mức nướng nhiều 3g/l là 18,8 điểm. Số điểm cảm quan các mẫu đạt được tương đương với sản phẩm rượu đạt chất lượng tốt, rượu có màu vàng tươi sáng, vị khói nhẹ, hòa hợp, êm dịu, nhẹ nhàng, hậu vị tốt, không bị khé cổ khi uống. Thông qua đánh giá cảm quan chất lượng rượu, chúng tôi xác định được tỷ lệ gỗ sồi sử dụng với các mức độ nướng khác nhau để sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo như sau: + Với rượu từ malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l; + Với rượu từ gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l; + Với rượu từ ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l. 0 5 10 15 20 2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l Điểmcảmquan Tỉ lệ gỗ sồi/ rượu Gỗ sồi nướng ít Gỗ sồi nướng nhiều 0 5 10 15 20 2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l Điểmcảmquan Tỉ lệ gỗ sồi/rượu Gỗ sồi nướng ít Gỗ sồi nướng nhiều 0 5 10 15 20 2g/l 3g/l 4g/l 5g/l 6g/l Điểmcảmquan Tỉ lệ gỗ sồi/rượu Gỗ sồi nướng ít Gỗ sồi nướng nhiều
  • 65.
    65 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.5. Đánh giá chất lượng rượu sau thời gian tàng trữ III.5.1. Đánh giá một số chỉ tiêu hóa lí của sản phẩm Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ được thể hiện ở Bảng 3.11. Bảng 3.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của rượu Whisky sau 1 năm tàng trữ. TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Whisky Malt Whisky Gạo Whisky Ngô Whisky hỗn hợp (Malt, Gạo, Ngô) 1 Etanol %V 40,0 40,0 40,0 40,0 2 Methanol mg/l KPH KPH KPH KPH 3 Aldehyde mg/l 18,4 16,3 20,1 18,5 4 Furfurol mg/l KPH KPH KPH KPH 5 Rượu bậc cao mg/l 1734,1 1887,3 2067,7 1940,8 6 Esters mg/l 201,5 240,8 283,2 255,3 7 Cảm quan Trong suốt, màu vàng hổ phách Trong suốt, màu vàng hổ phách Trong suốt, màu vàng hổ phách Trong suốt, màu vàng hổ phách Theo Bảng 3.6 và so sánh với kết quả phân tích chất lượng rượu trước khi tàng trữ (rượu chưng cất lần 2) cho thấy: Sau khi ngâm ủ 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. Các kết quả phân tích cũng cho thấy, tất cả các chỉ tiêu của rượu Whisky được tàng trữ 1 năm đều đạt tiêu chuẩn cho phép (QCVN 6-3-10 BYT). Theo thống kê của tác giả Pekka J. Lehtonen [23], 27 loại Whisky 40%V (của các nước Canada, Ireland và Scotland) có hàm lượng methanol dưới 141 mg/l, hàm lượng ethyl acetate trong khoảng 95-429 mg/l. So sánh với kết quả này thì rượu Whisky của đề tài tàng trữ sau 1 năm là đạt chất lượng.
  • 66.
    66 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A III.5.2. Đánh giá mức độ ưa thích sản phẩm 100 người được thử trong đội ngũ cán bộ, công nhân viên Viện Công nghiệp thực phẩm và Công ty Bia Rượu Eresson có độ tuổi trên 24 tuổi. Dựa trên phương pháp cho điểm với mức độ ưa thích từ 1- 9 các tiêu chí đánh giá màu sắc, mùi, vị và mức độ ưa thích chung. Kết quả đánh giá cảm quan 7 mẫu rượu gồm 5 mẫu rượu của đề tài và 2 mẫu rượu ngoại nhập được tổng hợp trong Hình 3.11. Hình 3.11. Đánh giá thị hiếu các chỉ tiêu chất lượng với các mẫu Whisky Kết quả đánh giá cho thấy, xét về mức độ ưa thích chung, không có mẫu Whisky nào bị đánh giá là không ưa thích. Một điều thú vị là, các mẫu rượu Whisky chứa nguyên liệu ngô được ưa thích hơn mẫu rượu Red Label. Xét về chỉ tiêu màu sắc, các mẫu rượu của đề tài được đánh giá ưa thích hơn các mẫu rượu ngoại. Trong đó, sản phẩm có màu sắc được đánh giá cao nhất là Whisky hỗn hợp 1 (tỉ lệ 2:4:4). Xét về chỉ tiêu mùi hương, hầu hết các thành viên đều nhận xét không có sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu rượu được thử, sản phẩm Whisky ngô và Whisky hỗn hợp có điểm số tương đương mẫu Chivas 12.Đối với tiêu chí là vị, nhận thấy sản phẩm làm từ nguyên liệu gạo và malt có điểm thị hiếu kém hơn các
  • 67.
    67 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A mẫu rượu còn lại, mẫu Chivas 12 có điểm số cao nhất.Tuy nhiên, các mẫu sản phẩm của đề tài đều được đánh giá không kém hơn mẫu Red Label về vị. Có thể nhận thấy, thị hiếu của người Việt Nam rất thích sản phẩm Whisky từ ngô, tiếp đến là malt và sau cùng là gạo. Các mẫu Whisky phối trộn từ 3 nguyên liệu malt: gạo: ngô theo tỉ lệ 2: 4: 4 và 2: 1: 7 được ưa thích hơn mẫu Whisky malt và Whisky gạo chứng tỏ mẫu Whisky chứa nhiều ngô càng được ưa thích hơn. Như vậy, việc lựa chọn nguyên liệu sản xuất Whisky từ nguyên liệu thay thế là ngô và gạo, áp dụng quy trình công nghệ đã được nghiên cứu, đã cho sản phẩm Whisky có chất lượng được đánh giá về thị hiếu là ngang với sản phẩm cùng loại nhập khẩu. Điều này khẳng định chất lượng của sản phẩm và mở ra triển vọng tạo nên một sản phẩm Whisky Việt Nam chất lượng cao, thúc đẩy tiềm năng sản xuất Whisky của Việt Nam. Kết quả rượu sau phối chế được kiểm tra các chỉ tiêu thể hiện tại Trung tâm Y tế dự phòng. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.12. Bảng 3.12. Chất lượng rượu Whisky sau khi được phối chế Chỉ tiêu Phương pháp thử Whisky hỗn hợp (malt, gạo, ngô) Ethanol (%V) TCVN 8008:2009 40,0 Methanol (mg/l) TCVN 8010:2009 KPH Cảm quan TCVN 8010:2009 Sản phẩm dạng lỏng trong, màu vàng nâu, mùi vị đặc trưng. Bảng 3.12 cho thấy, rượu Whisky hoàn toàn đạt tiêu chuẩn: QCVN 6-3-10BYT. III.6. Quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam Quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam thể hiện qua Hình 3.12, được thực hiện qua các bước: nghiền và nấu (thủy phân) nguyên liệu, lên men, chưng cất, ngâm ủ với gỗ sồi, phối chế, lọc trong và đóng chai. Điểm khác biệt giữa quy trình sản xuất rượu Whisky và các loại rượu khác chủ yếu ở giai đoạn chưng cất và ngâm ủ với gỗ sồi.
  • 68.
    68 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A
  • 69.
    69 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A Thuyết minh quy trình: Nghiền và nấu nguyên liệu: Ngô hạt LVN-154, gạo tẻ Q5 và malt Úc được nghiền mịn và được nấu (thủy phân) trong từng nồi nấu chuyên dụng, có khuấy đảo trộn theo quy trình: Với nguyên liệu malt: Malt nghiền nhỏ được hòa với nước sạch (xử lý bằng công nghệ RO) theo tỉ lệ 1:3, giữ tại nhiệt độ 35°C trong 30 phút để đảm bảo cho khối nguyên liệu được hút nước, các hạt tinh bột được trương nở hoàn toàn. Sau đó, nâng nhiệt độ lên 45°C, giữ trong 15 phút để thực hiện phân cắt β-glucan. Nâng tiếp nhiệt độ khối dịch lên 52°C, giữ trong 30 phút để thực hiện quá trình đạm hóa. Tiếp theo, nâng nhiệt độ toàn khối lên 62°C, giữ trong 60 phút. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C, giữ trong 30 phút để thủy phân nốt các dextrin còn lại. Với nguyên liệu gạo: Hòa nguyên liệu gạo với nước sạch (xử lý bằng công nghệ RO) theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,2% và nâng nhiệt độ lên 95°C, giữ trong 60 phút để quá trình hồ hóa diễn ra hoàn toàn. Sau đó, tiến hành hạ nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót (đã nghiền nhỏ) rồi bổ sung Neutrase 0,2% giữ trong 45 phút. Tiếp theo, nâng nhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1% giữ trong 60 phút để thủy phân tinh bột thành đường. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C, giữ trong 30 phút để thủy phân nốt các dextrin còn lại. Với nguyên liệu ngô: Hòa nguyên liệu ngô với nước sạch (xử lý bằng công nghệ RO) theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,35% và nâng nhiệt độ lên 95°C, giữ trong 60 phút để quá trình hồ hóa diễn ra hoàn toàn. Sau đó, tiến hành hạ nhiệt độ khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót (đã nghiền nhỏ) rồi bổ sung Neutrase 0,3% giữ trong 30 phút. Đây là nhiệt độ thích hợp cho enzyme protease có trong malt và Neutrase hoạt động, giúp quá trình đạm hóa được diễn ra thuận lợi. Tiếp theo, nâng nhiệt độ lên62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1,5% giữ trong 60 phút để thủy phân tinh bột thành đường. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 75°C, giữ trong 30 phút để thủy phân nốt các dextrin. Lên men: Nhân giống nấm men: Nấm men Saccharomyces cerevisiae EC1118 (trong sưu tập giống vi sinh của Viện CNTP) được nuôi riêng rẽtrong môi trường hoạt hóa (nước chiết malt 11°Bx, KH2PO4 5g/l, MgSO4 0,3 g/l) ở nhiệt độ 28°C, tốc độ lắc 200- 250
  • 70.
    70 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A vòng/ phút trong 18- 20 giờ. Mỗi chủng nuôi cấy sẽ được sử dụng làm men giống ứng với từng nguyên liệu. Kết thúc quá trình nuôi cấy, mật độ tế bào nấm men đạt 108 tế bào/ml dịch. Lên men: Dịch thủy phân của mỗi nguyên liệu được sử dụng trực tiếp (không tách bã) làm dịch lên men. Bổ sung nấm men vào dịch lên men với các tỉ lệ: 10% nấm men S. cerevisiae EC1118 vào dịch thủy phân. Lên men ở nhiệt độ 25°C trong thời gian 5- 7 ngày. Kết thúc quá trình lên men, độ cồn trong dịch dấm chín đạt 10,6- 11,0%V. Chưng cất: Toàn bộ khối dịch sau khi lên men (cả bã) được chuyển vào thiết bị chưng cất chân không, áp suất 540 mmHg. Sau chưng cất thứ nhất, toàn bộ rượu được thu hồi để tiếp tục chưng cất thứ hai. Lần chưng cất thứ hai, rượu được tách bỏ rượu đầu và rượu cuối. Với rượu malt: tách 3,77% rượu đầu, 2,89% rượu cuối; thu hồi 93,34% rượu giữa đạt 70%V; Với rượu gạo: tách 3,79% rượu đầu, 1,19% rượu cuối; thu hồi 95,02% rượu giữa đạt 72%V; Với rượu ngô: tách 3,88% rượu đầu, 2,93% rượu cuối; thu hồi 93,19% rượu giữa đạt 70%V. Ngâm ủ với gỗ sồi: Rượu sau chưng cất được đưa về độ rượu 70%V và được ngâm với bột gỗ sồi ở 20°C trong thời gian ít nhất 1 năm với nồng độ như sau: Với rượu malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l; Với rượu gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l; Với rượu ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l. Phối chế: Rượu sau thời gian ngâm ủ được đưa về độ rượu 40%V bằng nước cất công nghệ và được phối chế theo tỉ lệ rượu whisky malt: whisky gạo: whisky ngô là 2:1:7. Lọc trong: Rượu sau khi phối chế được lọc trong bằng hệ thống màng lọc (0,9µm) hút chân không và được đóng chai tạo rượu Whisky thành phẩm. Đóng chai: Rượu sau lọc được đóng chai, xoáy nút, dán nhãn và vào thùng.
  • 71.
    71 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất rượu Whisky: - Quy trình đường hóa 3 loại nguyên liệu để sản xuất Whisky như sau: + Quy trình đường hóa malt: Malt nghiền nhỏ được hòa với nước theo tỉ lệ 1:3 và được giữ tại nhiệt độ 35°C trong 30 phút. Sau đó, nâng nhiệt độ lên 45°C trong 15 phút. Nâng tiếp nhiệt độ lên 52°C trong 30 phút, rồi nâng nhiệt độ toàn khốii lên 62°C trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút. + Quy trình đường hóa gạo: Hòa nguyên liệu gạo xay nhỏ với nước theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,2% và nâng nhiệt lên 95°C trong 60 phút. Sau đó hạ nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót và bổ sung Neutrase 0,2% giữ trong 45 phút. Nâng tiếp nhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1% giữ trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút. + Quy trình đường hóa ngô: Hòa nguyên liệu ngô xay nhỏ với nước theo tỉ lệ 1:3,5. Bổ sung Termamyl SC với nồng độ 0,35% và nâng nhiệt lên 95°C trong 60 phút. Sau đó hạ nhiệt khối dịch về 52°C, thêm 30% malt lót và bổ sung Neutrase 0,3% giữ trong 45 phút. Nâng tiếpnhiệt độ lên 62°C, bổ sung Dextrozyme GA 1,5% giữ trong 60 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 75°C trong 30 phút. - Đã xác định được thông số của quá trình lên men rượu Whisky như sau: Dịch lên men là dịch đường hóa ở trên được tiếp tỉ lệ giống nấm men 10%, nhiệt độ lên men 25°C, thời gian lên men 5 ngày. - Đã xác định được thông số của quá trình chưng cất rượu Whisky như sau: + Chưng cất lần 1: Toàn bộ dịch lên men (cả bã) được đưa vào hệ chưng cất chân không (áp suất 540 mmHg) để thu dịch rượu. + Chưng cất lần 2: Toàn bộ rượu chưng cất lần 1 được tiếp tục chưng cất chân không lần 2. Trong lần chưng cất này, cần tách rượu đầu và rượu cuối như sau: * Với rượu malt: tách 3,77% rượu đầu, 2,89% rượu cuối; thu hồi 93,34% rượu giữa đạt 70%V. * Với rượu gạo: tách 3,79% rượu đầu, 1,19% rượu cuối; thu hồi 95,02% rượu giữa đạt 72%V. * Với rượu ngô: tách 3,88% rượu đầu, 2,93% rượu cuối; thu hồi 93,19% rượu giữa đạt 70%V.
  • 72.
    72 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A - Đã lựa chọn được loại gỗ sồi và nồng độ ngâm ủ thích hợp để được rượu Whisky có chất lượng tốt như sau: + Với rượu từ malt: gỗ sồi nướng mạnh 5g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l; + Với rượu từ gạo: gỗ sồi nướng mạnh 3g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 4g/l; + Với rượu từ ngô: gỗ sồi mạnh 4g/l, kết hợp gỗ sồi nướng nhẹ 5g/l. Kiến nghị - Để có đánh giá rõ hơn về chất lượng rượu Whisky lâu năm, phân tích thành phần các hợp chất thơm trong rượu Whisky với thời gian tàng trữ lâu hơn (18 tháng, 24 tháng, 30 tháng…). - Xác định hàm lượng các hợp chất tạo hương vị đặc trưng cho rượu Whisky trong sản phẩm (Lactone, Vanillin…) và so sánh với các sản phẩm Whisky khác để có thể xây dựng tiêu chuẩn cho sản phẩm Whisky của Việt Nam. - Nghiên cứu thêm các nguồn nguyên liệu gỗ sồi khác để tạo thêm nhiều hương vị đặc trưng cho whisky trong quá trình tàng trữ. - Nghiên cứu thêm về các thông số kĩ thuật trong quá trình thực nghiệm sản xuất ở quy mô lớn hơn. - Có thêm các nghiên cứu về thiết bị chuyên biệt cho quá trình sản xuất rượu Whisky tại Việt Nam.
  • 73.
    73 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giang Thế Bính và cộng sự. “Hoàn thiện công nghệ một số đồ uống chất lượng cao từ ngũ cốc’’. Viện Công Nghiệp Thực Phẩm (2002). 2. Nguyễn Thị Hiền, Từ Việt Tú. “Kỹ thuật đánh giá cảm quan rượu vang”. Tạp chí Đồ uống Việt Nam, 12 (2006) tr.24- 25. 3. Nguyễn Thúy Hường và cộng sự. “Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ và mô hình sản xuất rượu đặc sản Mai Hạ (Hòa Bình)”. Đề án ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghiệp chế biến. Viện Công nghiệp thực phẩm (2010). 4. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 6-3:2010/BYT đối với các sản phẩm đồ uống có cồn. 5. Phạm Văn Thành, Lê Văn Trọng và cộng sự. “Nghiên cứu xây dựng phương pháp kiểm định các loại rượu cao cấp (Whisky, Cognac) để phát hiện hàng giả, hàng kém chất lượng trên thị trường Việt Nam”. Viện Công nghiệp thực phẩm (2010). 6. Niên giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê. 7. IngeRussell, Graham Stewart, Charlie Bamforth, Inge Russell. “Whisky Technology, Production and Marketing”. Elsevier (2003), pp.87-98. 8. G. B. Sim, D. R. Berry. “Malted barley enzyme activity under optimum and process conditions from the scotchmalt whisky industry”. Journal of Enzyme and Microbial Technology,19(1996), pp. 26-31. 9. Cadahía, E., Fernández de Simón, B., Jalocha, J. “Volatile compounds in Spanish, French, and American oak woods after natural seasoning and toasting”. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51 (2003), pp. 5923-5932. 10. Carla Da Porto, Sabrina Moret. “Comparision of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) between smoked marc spirit and whiskies”. Food and Chemical Toxicology, 45 (2007), pp. 2069-2071.
  • 74.
    74 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A 11. Escalona, E., Birkmyre, L., Piggot, J. R., Paterson, A. “Effect of maturation in small oak cask on the volatilitu of red wine aroma compounds”. Analytica Chimica Acta, 458 (2002), pp. 45-54. 12. T. Garde-Cerdán, C. Ancín Azpilicueta. “Effect of oak barrel type on the volatile composition of wine. Storage time optimization”. LWT-Food Science and Technology, 39 (2006), pp. 199-205. 13. T. Garde-Cerdán, D. Torea-Goni, C. Ancín Azpilicueta. “Changes in the concentration of volatile oak compounds and esters in red wine for 18 months in reused French oak barrel.” Autralian Journal of Grape and Wine Research, 8 (2002), pp. 140-145. 14. T. Garde-Cerdán, C. Lorenzo, J.M. Carot, M.D. Climent, M.R. Salinas. “Effects on composition, storage tim, geographic origin and oak type on the accumulation of some volatile oak compounds and ethyphenols in wines”. Food Chemistry, 122 (2010), pp. 1076-1082. 15. M.L. Morales, B. Benitez, A.M Troncoso. “Accelerated aging of wine vinegar with oak chip: evaluation of wood flavour compounds.” Journal of Food Chemistry, 88 (2004), pp. 305-315. 16. Otsuka, K. I., Sato, L., Yamashita, T. “Structure of precursor of β-methyl-γ- octalactone, an aging favour compound of distlled liquors”. Journal of Fermentaion Technology, 58 (1980) , pp. 395-398. 17. Bosso, A., Petrozziello, M., Santini, D., Motta, S., Guaita, M., Marulli, C. “Effect of grain type and toasting conditions barrels on the concentration of the volatile subtances released by the wood and on the sensory characteristics of Montepulciano d’Abruzzo”. Journal of Food Science, 73 (2008), pp. 373-382. 18. K.J.G Reid, J.S Swan and C.S Gutteridge. “Asenssment of Scotch whisky quality by pyrolusis-mass spectrometry and the subsequent correlation of quality with the oak wood cask”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 25 (1993), pp. 49-62.
  • 75.
    75 Nguyễn Xuân BáchCao học - CNTP2014A 19. Brígida Fernández de Simón, EstrellaCadahía, Teresa Hernández, Isabel Estrella. “Evolution of oak-related volatile compounds in Spanish red wine during 2 years bottled, after aging in barerls made of Spanish, French and American oak wood”. Journal of Analytica Chimica Acta 563 (2006), pp. 198-203. 20. Teresa Garde Cerdán, Carmen Ancín-Azpilicueta. “Effect of oak barrel type on the volatile composition of wine:Storage time optimization”. Journal of LWT 39 (2006), pp. 199-205. 21. Tesfaye, W., Morales, M. L., García-Parrilla, M. C. “Evolution of phenolic compounds during an experimental aging in wood of Sherry vinegar”. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 50 (2002), pp. 7043-7061. 22. Wang Xia. “Study on brandy aging by oak chip”. JournalFoodand Fermentation industry,32(2006), pp. 54-59. 23. Pekka J. lehtonen, LaDena A. Keller, Eero T. Ali-Mattila. “Multi-method analysis of matured distilled alcoholic beverages for brand identification”. Springer-Verlag, 208 (1999), pp. 413-417. 24. http://vietbao.vn/Whisky-Nuoc-cua-su-song/55158017/226/ 25. Hãng gỗ sồi Aroboís http://www.arobois.com