BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM QUANG TỨ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG NGHIỆP

TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ĐỂ

TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HÀ NỘI – 2021

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM QUANG TỨ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG NGHIỆP

TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ĐỂ

TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG CAO

CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 8540101

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Hồ Tuấn Anh

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Vũ Văn Hạnh

HÀ NỘI – 2021

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là sản phẩm

thu được từ quá trình lao động của chính bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.

Hồ Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh.

Những thông tin trong khóa luận tốt nghiệp này có nguồn gốc từ các công trình

khoa học khác đã được trích dẫn đầy đủ trong luận văn và thể hiện trong phần Tài

liệu tham khảo.

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định về đạo đức trong nghiên cứu

khoa học cũng như kết quả luận văn của mình.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Học viên

Phạm Quang Tứ

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất

nhiều sự giúp đỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể.

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Hồ Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh đã tận

tình hướng dẫn cho tôi về phương pháp nghiên cứu khoa học, tạo mọi điều kiện để tôi thực

hiện các nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của các chuyên gia đến từ Viện Công nghệ sinh

học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã dành cho tôi trong quá trình thực

hiện đề tài.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động

viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn!

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Học viên

Phạm Quang Tứ

iii

MỤC LỤC

STT Nội dung Trang

1 MỞ ĐẦU 1

2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

3 1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định 4

4 1.2. Công nghệ sản xuất whisky 6

8 1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky trên thế giới 11

10 1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước 13

11 1.5. Cơ sở thực tiễn 14

12 CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 16

13 CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

14 3.1. Đối tượng nghiên cứu 17

15 3.1.1. Nguyên liệu 17

16 3.1.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích 19

17 3.2. Nội dung nghiên cứu 20

18 3.3. Phương pháp nghiên cứu 20

19 3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 20

20 3.3.2. Phương pháp phân tích 32

21 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 36

22 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

23 4.1. Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp 37

24 4.1.1. Phân tích thành phần nguyên liệu gạo nếp 37

25 4.1.2. Phân tích thành phần nước 37

26 4.1.3. Phân tích thành phần vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu 40

27 4.2. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme

SEBflo-TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế

bào nội nhũ trong gạo nếp 49

iv

28 4.3. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme

SEBrew-GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột

trong gạo nếp 51

29 4.4. Đánh giá, khảo sát các phương pháp chưng cất thu dịch cất - rượu

giữa 52

30 4.5. Đánh giá, khảo sát sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm rượu

nếp trong quá trình ngâm ủ, tàng trữ với vật liệu gỗ sồi. 54

31 4.5.1. Sự biến đổi thành phần hoá học của rượu trong quá trình tàng trữ 54

32 4.5.1.1. Mẫu rượu đối chứng trong chum sành 55

33 4.5.1.2 Mẫu rượu đối chứng trong thùng gỗ sồi 56

34 4.5.1.3. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2

g/l phoi gỗ sồi 58

35 4.5.1.4. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4

g/l phoi gỗ sồi 59

36 4.5.1.5. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2

g/l phoi gỗ sồi 61

37 4.5.1.6. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4

g/l phoi gỗ sồi 62

39 4.5.2. Sự biến đổi cường độ màu của các mẫu rượu thí nghiệm khi tàng

trữ trong chum sành và thùng gỗ sồi. 63

40 4.5.3. Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm 67

41 4.6. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có

bổ sung chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm 67

42 4.6.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung

chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm 68

43 4.6.2. Thuyết minh quy trình 69

45 4.6.3. Tính kinh tế 71

v

46 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74

47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

48 PHỤ LỤC 79

vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

DNS : Dinitrosalicylic Acid

PTN : Phòng thí nghiệm

YPD : Yeast Peptone Dextrose

CMC : Carboxyl Methyl Cellulose

DNA : Deoxyribonucleic Acid

VNĐ : Việt Nam Đồng

vii

DANH MỤC BẢNG

STT Tên bảng Trang

1 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của gạo nếp nguyên liệu 37

2 Bảng 4.2. Chỉ tiêu các thành phần của nước sinh hoạt thành phố NĐ 38

3 Bảng 4.3. Các chỉ tiêu chất lượng của nước tinh khiết 40

4 Bảng 4.4: Mật độ (cfu/g) của nấm men, nấm sợi phân lập từ bánh men 41

5 Bảng 4.5: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi 42

6 Bảng 4.6: Kết quả đo vòng phân giải theo thời gian lên men (D-d, mm) 43

7 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn 49

8 Bảng 4.8: Sự biến thiên của nồng độ cồn khi ứng dụng SEBrew-GL 51

9 Bảng 4.9. Thành phần của rượu chưng cất lần 1, rượu đầu và rượu giữa

quy về cồn khan tuyệt đối

53

10 Bảng 4.10. Thành phần hóa học của rượu tàng trữ trong chum sành (quy

về cồn khan tuyệt đối).

55

11 Bảng 4.11. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu ngâm ủ, tàng

trữ trong thùng gỗ sồi không bổ sung phoi gỗ sồi

57

12 Bảng 4.12. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu ngâm ủ, tàng

trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.

58

13 Bảng 4.13. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp đầu

tàng trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi

60

14 Bảng 4.14. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu,

tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi

61

15 Bảng 4.15. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu,

tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi

62

16 Bảng 4.16. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ 64

17 Bảng 4.17. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu thí nghiệm 67

18 Bảng 4.18. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống 71

viii

19 Bảng 4.19. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có

sử dụng enzyme

72

ix

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

1 Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Whisky 7

2 Hình 3.1. Gạo nếp DT21 17

3 Hình 3.2. Bánh men rượu Hải Hậu 18

4 Hình 3.3. Các chế phẩm enzyme 19

5 Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu truyền thống 22

6 Hình 3.5. Ngâm gạo 23

7 Hình 3.6. Nấu và ủ cơm rượu 24

8 Hình 3.7. Bột bánh men 24

9 Hình 3.8. Trộn men vào cơm 24

10 Hình 3.9. Lên men ẩm 25

11 Hình 3.10. Lên men lỏng 26

12 Hình 3.11. Chưng cất rượu và đo nồng độ cồn 27

13 Hình 3.12. Làm nguội cơm và bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL 28

14 Hình 3.13. Thùng gỗ sồi và chum sành tàng trữ rượu 32

15 Hình 4.1. Kết quả mẫu phân lập trên các môi trường khác nhau: A: Môi

trường YPD có kháng sinh; B1 và B2: Môi trường YPD không kháng

sinh 40

16 Hình 4.2. Hình ảnh đo vòng phân giải cơ chất theo thời gian lên men

1, 2, 3, 4, 5 là kí hiệu của các chủng phân lập từ bánh men 45

17 Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn 50

18 Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBrew-GL đến sản lượng cồn 52

19 Hình 4.5. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ 64

20 Hình 4.6. Màu của rượu trước khi tàng trữ 65

21 Hình 4.7. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 30 ngày tàng trữ 65

22 Hình 4.8. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 60 ngày ngâm ủ. 66

x

23 Hình 4.9. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 90 ngày ngâm ủ. 66

24 Hình 4.10. Sơ đồ quy trình công nghệ

68

i

1

MỞ ĐẦU

Sản phẩm rượu nếp tại Việt Nam có truyền thống từ lâu đời. Một số sản phẩm nổi

tiếng bao gồm rượu nếp Hải Hậu, Nam Định; Rượu nếp cái hoa vàng, làng Vân, Bắc

Giang, …

Trong hai thành phần amylose và amylopectin của tinh bột, amylopectin hiện diện

là thách thức lớn cho các nhóm enzyme thủy phân. Liên kết 1,4-glucoside dễ dàng được

thủy phân bởi nhóm enzyme amylase nhưng các liên kết 1,6-glucoside cũng phải được

phân giải để nâng cao mức độ thủy phân amylopectin thành các loại đường có khả năng

lên men (Nguyễn Đức Lượng và cs., 2004).

Gạo nếp có hàm lượng amylopectin cao, điều kiện sản xuất trên thực tế chưa hoàn

toàn phù hợp cho quá trình thủy phân tinh bột dẫn đến tỷ lệ thu hồi rượu thấp hơn so

với sản xuất rượu từ gạo tẻ;

Thành phần hemicelulose trong gạo nếp, bao gồm các glucan trong thành tế bào

nội nhũ cũng có thể là nguồn thu các loại đường có khả năng lên men tạo thành cồn.

Enzyme công nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm đã được ứng

dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới. Sau quá trình hồ hóa gạo, các nhà máy sản

xuất cồn ứng dụng glucoamylase để thủy phân tinh bột. Hầu hết các nhà máy sản xuất

bia ứng dụng beta glucanase để thủy phân các glucan làm giảm độ nhớt của dịch đường,

hỗ trợ công đoạn lọc và nâng cao hiệu suất thu hồi chất chiết.

Những công nghệ sản xuất whisky đã được ứng dụng trên thế giới theo một cách

tương đối có thể chia thành 2 nhóm: Cổ điển, trong đó chỉ sử dụng malt đại mạch và

Hiện đại, sử dụng malt và các nguyên liệu ngũ cốc thay thế chưa qua nảy mầm.

Công nghệ sản xuất whisky sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản

xuất malt-whisky. Sơ đồ của quy trình công nghệ này bao gồm số lượng lớn các công

đoạn trong các giai đoạn chính: 1/ Sản xuất malt, 2/ Chế biến dịch lên men, 3/ Lên men

dịch đường, 4/ Chưng cất 5/ Tàng trữ và 6/ Xử lý tạo thành sản phẩm cuối cùng.

Đồng thời với quá trình tạo thành cồn hình thành một khối lượng nhất định các

rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ... hình thành nên nền mùi của dịch lên men,

2

dịch cất và whisky. Tỷ lệ của các chất này có thể điều chỉnh trong một giới hạn nhất

định thông qua việc điều khiển các thông số kỹ thuật của quá trình lên men.

Chưng cất nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ mong

muốn trong dịch cất. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men vào dịch cất

phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay hơi và tinh chế

của các cấu tử bay hơi. Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử dụng hệ

thống thiết bị hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao thường áp dụng

phương pháp chưng cất 2 lần. Thành phần và đặc trưng của dịch cất phụ thuộc vào nhiều

yếu tố: chất lượng nguyên liệu, phương pháp đường hóa, công nghệ lên men và chế độ

chưng cất.

Dịch cất được ủ chín trong những điều kiện tương tự như cô-nhắc với sự khác biệt,

đó là các thùng gỗ sồi trước khi đổ đầy được xông khói. Quá trình này tạo điều kiện để

đẩy nhanh quá trình tách chiết và làm giàu dịch cất bởi những thành phần bị phân hủy

từ các cấu tử của gỗ sồi. Trong quá trình ủ, trong dịch cất tạo thành các hợp chất mới có

ảnh hưởng quyết định đến mùi, vị của dịch cất và whisky thành phẩm. Từ vật liệu gỗ

sồi tách chuyển vào dịch cất một khối lượng xác định các chất chát, sau các quá trình

oxy hóa các chất này hình thành mùi, vị, màu sắc của whisky thành phẩm. Khi thủy

phân hemicelulose tạo thành hàng loạt các đường khử: glucoza, fructoza, xiloza,

arabinoza làm mềm vị của dịch cất.

Các công đoạn chưng cất và tàng trữ với vật liệu gỗ sồi trong công nghệ sản xuất

whisky có khả năng đem lại sản phẩm mới có hương thơm, mùi vị đặc trưng cho sản

phẩm rượu nếp truyền thống của Việt Nam.

Xuất phát từ nhu cầu nâng cao hiệu suất thu hồi cồn trong quy trình sản xuất rượu

nếp và phát triển sản phẩm mới, đề tài của luận văn thạc sĩ này được xác định là:

“Nghiên cứu ứng dụng enzyme công nghiệp trong sản xuất rượu nếp truyền thống

để tăng hiệu suất thu hồi ethylic và nâng cao chất lượng sản phẩm”.

Tính mới của đề tài là ứng dụng enzyme công nghiệp để hỗ trợ quá trình thủy

phân tinh bột và các thành phần khác trong gạo nếp, nâng cao hiệu suất thu hồi ethylic,

3

đồng thời phát triển sản phẩm mới từ gạo nếp.

Nhóm nghiên cứu chưa phát hiện các công bố trong và ngoài nước về việc phát

triển sản phẩm rượu nếp có màu hổ phách, sản xuất theo cách chưng cất phân đoạn và

tàng trữ với vật liệu gỗ sồi. Sản phẩm rượu của đề tài cần đáp ứng các điều kiện của Quy

chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống có cồn và TCVN 7043-2013, an toàn cho sức

khỏe người tiêu dùng.

4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định

Nam Định là một tỉnh đồng bằng nam sông Hồng có địa hình bằng phẳng, đất đai

phì nhiêu màu mỡ, khí hậu tương đối ôn hòa. Nhiều con sông lớn chảy qua từ ngàn xưa

đã hình thành nên nền văn minh lúa nước với những đặc sản gạo nổi tiếng như Tám Hải

Hậu, nếp Cát Thành, gạo dự Nam Trực…

Gạo nếp Nam Định được sử dụng làm lương thực, xuất khẩu và sản xuất các loại

rượu nếp nổi tiếng như rượu nếp Hải Hậu, rượu nếp Kiên Lao. Để sản xuất rượu nếp

trắng truyền thống, ngoài nguyên liệu chính là gạo nếp còn có men rượu, nước. Ảnh

hưởng đến chất lượng rượu còn có chất lượng nguồn nước, khí hậu và kinh nghiệm của

người làm rượu. Ở Nam Định người dân chủ yếu sản xuất rượu nếp bằng các loại bánh

men thuốc bắc có nguồn gốc từ các làng nghề nổi tiếng như làng La – Mỹ Phúc, Hải

Phú – Hải Hậu, Kiên Lao – Trực Ninh…

Ngoài phục vụ cho người dân địa phương, hiện nay rượu nếp truyền thống Nam

Định đang được cung cấp cho người tiêu dùng tại nhiều tỉnh, thành trong cả nước. Phần

lớn rượu nếp Nam Định được sản xuất tại các hộ dân theo phương pháp thủ công nhỏ lẻ

và manh mún, chất lượng không đồng nhất và hầu hết các cơ sở sản xuất chưa được các

cơ quan chức năng giám sát, kiểm định chất lượng.

Gạo nếp: Nguyên liệu chính trong sản xuất rượu nếp truyền thống tại Nam Định là gạo

nếp lai hoặc nếp cái hoa vàng.

Bánh men: Men làm rượu thông thường gồm có: men lá, men thuốc bắc, men thuốc

nam…. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại men khác nhau và cần lựa chọn những

cơ sở làm men chất lượng tốt. Nấm mốc trong bánh men sinh enzyme thủy phân tinh

bột thành đường. Nấm men lên men các loại đường có khả năng lên men.

Quy trình sản xuất rượu quê truyền thống gồm các bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn nguyên liệu chính là gạo nếp và bánh men

Gạo nếp: Lựa chọn loại gạo nếp xát không quá kỹ để vẫn giữ lại được lớp vỏ cám

bên ngoài chứa nhiều chất dinh dưỡng, làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men, nấm mốc

5

và tăng hương vị cho rượu. Trong quá trình nghiên cứu, gạo được bảo quản ở nơi khô

ráo, thoáng mát. Nấu rượu từ gạo nếp thu được rượu thơm ngon, đậm, ngọt miệng, cảm

giác êm nồng.

Bước 2: Nấu cơm rượu:

Trước hết phải ngâm gạo để rửa hết cặn bẩn từ gạo ra đồng thời làm hạt gạo tơi

xốp và trương phồng. Sau đó vớt ra để ráo nước rồi cho vào một chiếc nồi to để nấu

cơm rượu. Lưu ý: gạo nấu rượu phải là gạo xát lứt và vẫn còn dính cám trên hạt gạo

nghĩa là khi xát gạo chỉ tẩy lớp vỏ trấu bên ngoài ra.

Lượng nấu: Để nấu cơm rượu không bị nát và nhão thông thường tỉ lệ gạo nước sẽ

là: 1:1. Mục đích nấu cơm rượu là để làm chín hạt gạo, hồ hóa tinh bột gạo giúp các

enzyme dễ dàng thủy phân tinh bột.

Bước 3: Làm nguội cơm rượu:

Sau khi cơm rượu chín, đổ cơm rượu ra thúng, nong và trải đều ra cho nguội cơm.

Chú ý, không nên để cơm rượu nguội quá lâu vì như vậy sẽ ảnh hưởng đến độ ngon của

rượu, nên để ở mức nhiệt độ 300C là tốt nhất.

Bước 4: Trộn men với cơm rượu nấu:

Khi cơm đã nguội thì trộn bánh men đều với cơm bằng cách nghiền mịn bánh men

và rắc lên bề mặt của cơm rượu. Về tỉ lệ trộn men và cơm rượu thì người xưa thường

dựa vào kinh nghiệm làm nhiều quen tay để trộn. Ngày nay, thông thường cứ 25g đến

30g men trên 1 kg gạo. Tỷ lệ này chỉ là tương đối, tùy theo những loại men khác nhau

mà trộn với cơm rượu là khác nhau.

Bước 5: Quá trình lên men bao gồm 2 giai đoạn: lên men ẩm và lên men lỏng:

+ Lên men ẩm: Giai đoạn lên men ẩm tạo điều kiện để cho enzym amylase của nấm

mốc xúc tác thủy phân tinh bột. Cơm rượu đã trộn men được đem đi ủ trong vòng 5-10

giờ để mốc mọc cả khối cơm. Sau đó vun thành đống, phủ kín bằng vải và giữ ở nơi

thoáng mát nhiệt độ 28-320C trong 3-4 ngày (có thể sớm hoặc muộn hơn 1-2 ngày tùy

vào thời tiết).

6

+ Lên men lỏng: Giai đoạn lên men lỏng là quá trình nấm men sử dụng các loại đường

có khả năng lên men để lên men rượu. Khi cơm rượu có mùi thơm nhẹ của rượu, ăn thử

thấy ngọt và có hơi cay vị của rượu thì lúc đó chuyển sang ủ trong chum, vại kín với

nước sạch theo tỷ lệ: 1 phần gạo / 3 phần nước.

Bước 6: Chưng cất rượu:

Trên thực tế, một số nhà sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định đưa dịch lên men đi

chưng cất một lần để thu hồi rượu và đem bán.

Để nâng cao chất lượng sản phẩm, một số nhà sản xuất thường thực hiện quá trình chưng

cất theo 3 giai đoạn được mô tả như sau:

+ Giai đoạn 1: tách loại rượu đầu Giấm chín sau quá trình lên men được đưa đi chưng

cất giai đoạn 1 nhằm tách loại phần rượu đầu có chứa nhiều methanol và aldehyt là

những thành phần gây hại trực tiếp cho sức khỏe hoặc gây ngộ độc rượu. Lượng rượu

được tách bỏ trong rượu đầu chiếm khoảng 3-5% của tổng lượng rượu thu được. Nồng

độ cồn trong phần rượu này dao động trong khoảng 55-65% v/v. Phần rượu đầu này

không dùng để uống mà thường được phối trộn với rượu cuối để chưng cất lại.

+ Giai đoạn 2: Sản phẩm chính của quá trình chưng cất này được gọi là rượu giữa.

Thông thường loại rượu này có nồng độ cồn từ 35-45% v/v. Phần rượu này được dùng

để uống hoặc được dự trữ để đem bán ra thị trường.

+ Giai đoạn 3: Thu hồi rượu cuối. Quá trình chưng cất được tiếp tục nhằm thu hồi rượu

cuối, tận thu cồn và hạn chế sự có mặt của dầu fusel. Rượu cuối thường có vị hơi chua

và không còn hương vị đặc trưng. Rượu cuối này thường chỉ được dùng để pha chung

với rượu đầu, sau đó đem chưng cất với mẻ sau để thu hồi cồn.

1.2. Công nghệ sản xuất whisky.

Công nghệ cổ điển sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản xuất malt

whisky. Sơ đồ của quy trình này công nghệ được thể hiện ở hình 1.1:

7

Xử lý, làm bền, đóng chai

Làm sạch, phân loại

Bảo quản

Làm ẩm

Nảy mầm

Sấy

Xông khói

Tách rễ

Bảo quản

Xay nghiền

Đường hóa

Lọc bã

Làm trong

Tiêp men

Lên men

Tách men

Chưng cất

Dịch cất

Xông khói

Loại bỏ kim loại

Tàng trữ

Pha trộn

Đốt cháy

Bã trấu

Men

Phần đầu Phần cuối Phần không

còn cồn

Đại mạch

Whisky

Sản

phẩm

Nước

Than

bùn Men

giống

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Whisky

8

1.2.1. Sản xuất malt đại mạch.

Quá trình sản xuất malt bao gồm các bước: làm sạch, phân loại, ngâm ẩm, nảy

mầm, sấy, xông khói và tách rễ. Nhìn chung, các giai đoạn của quy trình công nghệ sản

xuất malt đại mạch, kỹ thuật thực hiện cũng như các biến đổi sinh lý, sinh hóa trong hạt

đại mạch đã được mô tả chi tiết trong nhiều tài liệu chuyên ngành trong và ngoài nước,

trong các giáo trình, tài liệu học tập dùng để giảng dạy trong các trường đại học (Kabzev,

1993; Hoàng Đình Hòa, 2002, Kunze, 2004).

Quá trình sấy làm giảm độ ẩm xuống đến mức 3-4% nhằm mục đích chuyển biến

malt trở thành sản phẩm bền vững khi bảo quản với khả năng hoạt hóa của các hệ

enzyme. Trong quá trình sấy tích lũy các chất thơm có ảnh hưởng đặc biệt đến chất

lượng của dịch cất và whisky thành phẩm. Sấy malt được thực hiện ở các điều kiện nhiệt

độ xác định. Các điều kiện sấy (tốc độ tăng nhiệt độ, thời gian của quá trình và nhiệt độ

sấy tối đa) có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học và các đặc trưng của malt. Malt có

thể được sấy trong các thiết bị hoạt động liên tục hoặc gián đoạn. Phổ biến rộng rãi nhất

là các máy sấy 2 tầng. Trong đó quá trình sấy được thực hiện bởi không khí nóng, trộn

với khói của than bùn. Sự sử dụng của khói than bùn xuất phát từ ảnh hưởng đặc biệt

của các thành phần trong khói đến mùi, vị, chất lượng của dịch đường, dịch cất và

whisky thành phẩm.

Than bùn được hình thành do sự tích tụ và phân huỷ không hoàn toàn tàn dư thực

vật trong điều kiện yếm khí xảy ra liên tục. Quá trình này diễn ra tại các vùng trũng

ngập nước. Các vùng đất ngập nước là những vùng có năng suất sinh học cao, điều kiện

phát triển của thực vật rất thuận lợi. Tuy nhiên, lớp thổ nhưỡng tại các vùng này luôn

trong điều kiện yếm khí; do đó, mặc dù sinh khối các loài cỏ sống trên mặt nước tăng

nhanh, nhưng quá trình phân giải xác thực vật lại xảy ra chậm và không đạt tới giai đoạn

vô cơ hoá dẫn đến tích luỹ hữu cơ. Tiếp theo cỏ là lau, lách, cây bụi, cây thân gỗ thay

thế, kết hợp với quá trình kiến tạo địa chất, quá trình bồi tụ, lắng đọng phù sa đã chôn

vùi kể cả cây thân gỗ, làm cho hữu cơ tích tụ thành các lớp và tạo thành than bùn,

(Marinov, 2005).

9

1.2.2. Chế biến dịch đường và lên men.

Công đoạn sản xuất dịch đường và lên men bao gồm các bước nghiền malt, đường

hóa, lọc bã, làm lạnh, làm trong, xông khói và lên men.

Sản xuất dịch đường cho whisky dựa vào cơ sở là quá trình thủy phân các hợp chất

cao phân tử nhờ vào sự xúc tác của các enzyme có sẵn trong malt. Để sản xuất dịch

đường có chất lượng cao cần phải thủy phân triệt để các thành phần của tinh bột, trong

khi đó cần phải giới hạn sự hòa tan của protein và lipid nhằm giảm những ảnh hưởng

không có lợi đến thành phần của dịch cất và whisky thành phẩm. Dịch đường cần phải

chứa tối đa hàm lượng đường có khả năng lên men, có tối thiểu nồng độ các chất chứa

nitơ với phân tử lượng vừa và cao.

Sau khi được làm lạnh xuống 16-20oC, dịch đường được lọc trong bằng máy lọc

kieselgurg hoặc ly tâm. Quá trình công nghệ sản xuất whisky bao gồm công đoạn xông

khói dịch đường nhằm mục đích giảm chi phí cho việc xông khói malt.

Dịch đường trong sau khi xông khói được phối trộn với nấm men đã được tuyển

chọn và nhân giống đến số lượng cần thiết. Với hàm lượng đường có khả năng lên men

12-14% và nhiệt độ 24-280C quá trình lên men diễn ra trong 3-4 ngày.

Đồng thời với quá trình tạo thành cồn trong dịch lên men tập trung một khối lượng

nhất định các rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ bay hơi. Các thành phần này có

mùi đặc trưng và hình thành nên nền mùi của dịch lên men, dịch cất và whisky.

1.2.3. Chưng cất

Chưng cất nhằm nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ

mong muốn trong dịch cất. Dịch lên men là một hệ phức tạp đa thành phần, trong đó có

cồn và trên 250 cấu tử khác. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men vào

dịch cất phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay hơi và

tinh chế của các cấu tử bay hơi. Dưới tác dụng của nhiệt độ trong quá trình chưng cất

diễn ra sự tương tác giữa các cấu tử làm tạo thành những thành phần bay hơi mới có ảnh

hưởng tích cực đến đặc trưng của sản phẩm.

10

Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử dụng hệ thống thiết bị

hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao cần áp dụng chưng cất 2

lần. Qua lần đầu cồn được tách khỏi dịch để tạo thành dịch cất thô với hàm lượng cồn

20-22%V. Trong lần chưng cất sau, dịch cất thô được tách thành 4 phần: Phần đầu tiên

chứa 1-1,5% cồn so với tổng số cồn trong dịch cất thô. Hàm lượng cồn trong phần này

thường là 80-82%, trong đó tập trung những tạp chất không mong muốn, chủ yếu là các

ester và aldehyd với vị sốc và mùi không đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần thứ

2 (phần giữa / phần chính / dịch cất) được tách ra cho đến khi hàm lượng cồn trong dòng

chảy ra khỏi cột cất giảm đến mức 50-55%. Hàm lượng cồn trong phần 2 này ở mức 70-

72%, trong đó tập trung ở một mức độ thích hợp những thành phần bay hơi khác đặc

trưng cho whisky. Phần thứ 3 được tạo thành đến khi tách toàn bộ cồn ra khỏi dịch cất,

hàm lượng cồn trong phần này ở mức 28-32% và chiếm khoảng 12-15% trong tổng số

cồn của dịch cất thô. Trong phần cuối có chứa một số ester khó bay hơi (ở nhiệt độ cao),

có ích cho mùi đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần này được bổ sung theo một tỷ

lệ nhất định vào dịch đã lên men và đưa đi chưng cất. Thông qua đó tiết kiệm cồn và

nâng cao chất lượng của dịch cất ban đầu. Sự tái sử dụng của phần này tối đa là 4 lần.

Thành phần và đặc trưng của dịch cất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng

nguyên liệu, phương pháp đường hóa, công nghệ lên men và chế độ chưng cất.

1.2.4. Ủ, hoàn thiện sản phẩm.

Dịch cất dùng để đưa vào công đoạn ủ trong sản xuất whisky là chất lỏng không

màu với những đặc trưng phân tích gần giống với dịch cất của cô-nhắc và chứa nhiều

loại vật chất khác như rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit béo và phenol bay hơi. Thành

phần hóa học và hàm lượng của các vật chất này có ý nghĩa quan trọng đến sự hình

thành mùi, vị của sản phẩm whisky thành phẩm cuối cùng.

Để tạo thành whisky, dịch cất phải trải qua quá trình ủ với vật liệu gỗ sồi. Trước

khi đưa đi ủ dịch cất phải được phân tích và đánh giá cảm quan, trong trường hợp hàm

lượng đồng và sắt vượt quá giới hạn cho phép cần phải loại bỏ các kim loại với kali

hecxaxianoferat.

11

1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky trên thế giới

1.3.1. Scotland.

Tại Scotland người ta thường sản xuất malt-whisky và whisky từ một số ngũ cốc

khác. Hai loại whisky này khác nhau từ nguyên liệu đầu vào, phương pháp sản xuất và

chất lượng sản phẩm. Malt-whisky chỉ được sản xuất từ malt đại mạch-xông với khói

than bùn. Dịch lên men được chưng cất thô trong thiết bị hoạt động gián đoạn. Từ dịch

lên men thu được dịch cất thô có hàm lượng cồn 20-22%, sau đó đưa đi tinh chế lần 2

để tạo thành dịch cất có chứa 70-75%V cồn. Whisky từ ngũ cốc được sản xuất từ 15-

25% malt đại mạch đã được xông khói và 75-85% ngũ cốc khác như đại mạch, yến

mạch, lúa mạch đen). Quá trình chưng cất dịch lên men được thực hiện trong những hệ

thống chưng cất-tinh luyện hoạt động liên tục.

Dịch cất cho cả 2 loại whisky trên đều được pha loãng với nước mềm đến hàm

lượng cồn 55-66%V và ủ chín trong các thùng gỗ sồi với thể tích 225-500 dm3. Thời

gian ủ tối thiểu là 3 năm. Dịch cất của whisky từ ngũ cốc không đòi hỏi thời hạn ủ dài

ngày, trong khi dịch cất của malt-whisky có chứa nồng độ cao của các chất thơm thông

thường được ủ 10-15 năm.

Tại Scotland ngoài whisky nguyên bản còn có whisky phối trộn (Blended). Sau

khi phối trộn, hỗn hợp được ủ tiếp trong các thùng gỗ sồi thêm một thời gian nhằm ổn

định và năng cao mùi đặc trưng, vị hài hòa.

1.3.2. Ireland.

Irich whisky được sản xuất theo công nghệ cổ điển, sự khác biệt so với scotch

whisky là ở chỗ được làm không hoàn toàn từ malt đại mạch. Nguyên liệu của Irich

whisky bao gồm malt đại mạch, đại mạch, tiểu mạch, lúa mỳ đen, yến mạch và ngô.

Malt đại mạch chiếm khoảng 40%, các ngũ cốc khác – 60%. Malt đại mạch xông khói

nhẹ hoặc không xông khói. Dịch lên men được đưa đi chưng cất sau khi tách riêng phần

bã (phần cứng, thể rắn). Quá trình chưng cất được thực hiện trong hệ thống thiết bị hoạt

động gián đoạn trong điều kiện khuấy trộn liên tục. Chưng cất 3 lần, lần thứ nhất tạo

thành dịch cất với nồng độ cồn 25% V, ký hiệu là dịch cất-I. tiếp theo dịch cất-I được

12

tinh chế để thu về dịch cất-II có chứa 75%V cồn. Dịch cất-II lại được tinh chế để đem

lại dịch cất-III (dịch cất cuối cùng) có chứa 86%V cồn. Các thành phần phụ khác thu

được trong lần chưng cất thứ 3 được chưng cất lại cùng với dịch cất-I trong lần chưng

cất thứ 2, còn các sản phẩm phụ khác trong lần chưng cất thứ 2 được chưng cất lại cùng

với dịch đã lên men.

Quá trình ủ dịch cất cuối được thực hiện trong các thùng gỗ sồi sau khi pha loãng

với nước mềm đến 70% V cồn. Một phần dịch cất được ủ trong các thùng đã được xông

khói nhẹ, một phần trong số các thùng không cần xông khói. Thời hạn tối thiểu để ủ là

3 năm. Ngoài phương pháp cổ điển, tại Ireland dịch cất của whisky còn được sản xuất

theo phương pháp liên tục trong các tháp chưng cất.

1.3.3. Mỹ.

Tại Mỹ sản xuất các loại whisky từ malt đại mạch, tiểu mạch, lúa mạch đen và

đặc biệt thành công là bourbon whisky được sản xuất từ 72,6% ngô, 15% lúa mạch đen

và 12,4% malt đại mạch. Whisky loại mạch đen-malt được sản xuất từ 65,4% lúa mạch

đen, 21,1% ngô và 13,5% malt. Whisky ngũ cốc được làm từ 81,2% ngô, 3,5% lúa mạch

đen và 10,4% malt.

Khác biệt với công nghệ sản xuất whisky của Scotland và Ireland, trong đó dịch

lên men đã được tách ra khỏi khối bã trấu, một phần lớn công nghệ sản xuất whisky của

Mỹ áp dụng phương pháp lên men toàn khối (bao gồm cả dịch đường và bã trấu).

Một đặc điểm nữa trong một số công nghệ sản xuất whisky tại Mỹ là bổ sung thêm

vào dịch đang lên men (hoặc dịch đường) một thể tích dịch tối thiểu đã được lên men

chua bởi vi khuẩn sữa chua. Phương pháp này nổi tiếng với tên gọi “Suor mach”, khác

biệt với phương pháp lên men cồn thuần chủng sử dụng loại nấm men “Sweet mach”.

Tại Mỹ cho phép phối trộn cùng một loại (hạng) whisky từ các nguồn gốc khác nhau,

cũng như phối trộn whisky với cồn tinh khiết. Yêu cầu cơ bản là trong sản phẩm phải

chứa không ít hơn 40% V cồn.

1.3.4. Canada.

13

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất whisky tại Canada là lúa mỳ đen, ngô và đại

mạch. Đặc trưng nổi bật của các dòng whisky Canada là tỷ lệ tương đối cao của cồn tinh

chế, được sản xuất từ ngũ cốc. Khác biệt với các loại whisky của Mỹ, khi sản xuất loại

blended whisky của Canada, cồn được thêm vào trước khi đưa dịch cất vào ủ trong các

thùng gỗ sồi.

1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước

Khoa học và công nghệ về rượu đã được mô tả trong các giáo trình giảng dạy bậc

đại học tại Việt Nam và trên thế giới (Nguyễn Đình Thưởng và cs, 2007; Marinov,

2005). Các tài liệu về enzyme và ứng dụng đã được phổ biến rộng rãi (Nguyễn Đức

Lượng, 2004; Brewing with Novozyme, 1999).

Hoàn thiện công nghệ, thiết bị và xây dựng dây chuyền sản xuất rượu đặc sản

truyền thống quy mô công nghiệp là dự án sản xuất thử nghiệm thuộc Chương trình

KHCN cấp nhà nước KC06 (Phạm Văn Thiêm, 2010).

Đề tài “ Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và mô hình sản xuất rượu đặc

sản Mai Hạ (Hòa Bình)’’ thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong

lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020 đã phân tích chất lượng bánh men, nghiên

cứu và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng sinh enzyme cao, xây dựng mô

hình thiết bị công suất 400 lít/ngày, (Nguyễn Thúy Hường, 2011).

Trong nước, Viện nghiên cứu Bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố đã hoàn

thành đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Brandy từ nho Việt Nam” (Trần

Thanh Hùng, 2011). Công ty cổ phần Cồn rượu Hà Nội đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu

công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải và quả mận Việt Nam”, (Vũ Thị Kim Phong,

2011). Dự án: “Hoàn thiện công nghệ sản xuất rượu Brandy trái cây (vải, dứa) ở quy

mô công nghiệp” cũng đã được Công ty TNHH Một thành viên Bia Rượu ERESSON

báo cáo năm 2016.

Báo cáo tổng kết của các đề tài đều công bố các quy trình chưng cất phân đoạn

và tàng trữ dịch cất với vật liệu gỗ sồi.

14

Không có công nghệ thống nhất để sản xuất whisky. Các nước khác nhau áp dụng

các sơ đồ và chế độ công nghệ khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm của nguyên liệu đầu

vào và hệ thống thiết bị sẵn có (Marinov, 2005). Với công nghệ chuyển giao từ nước

ngoài, Công ty TNHH MTV Eresson đã sản xuất và kinh doanh whisky “Eresson” và

có chất lượng tốt. Công ty Eresson cũng là địa chỉ để nhóm nghiên cứu của Viện Công

nghiệp thực phẩm triển khai các nghiên cứu sản xuất whisky trong phạm vi đề tài cấp

nhà nước. Các nhà khoa học của Viện Công nghiệp thực phẩm đã thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế

của Việt Nam” trong khuôn khổ Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong

lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020. Nhóm nghiên cứu đã sản xuất được 5000

lít rượu whisky từ malt đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam là ngô đạt tiêu

chuẩn chất lượng, góp phần tạo sản phẩm whisky mới trên thị trường ngành rượu Việt

Nam (Nguyễn Minh Thu, 2016), .

1.5. Cơ sở thực tiễn

Công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống đã được lưu truyền rộng rãi trong nhân

dân, học viên là người đã có nhiều kinh nghiệm thực tiễn.

Enzyme công nghiệp hỗ trợ thủy phân tinh bột đã được ứng dụng rộng rãi tại các

nhà máy sản xuất bia và sản xuất cồn tại Việt Nam.

SEBrew-GL được sản xuất bằng cách điều khiển quá trình lên men của chủng

Rhizopus không biến đổi gen. SEBrew-GL là exo-alpha-amylase, thủy phân liên kết 1,4-

alpha-glucosidic của dịch tinh bột. Hoạt động kéo dài của SEBrew-GL sinh ra một lượng

lớn glucose.

SEBrew-GL thường được sử dụng cho quá trình đường hóa trong công nghiệp

cồn nhiên liệu và rượu cồn. SEBrew-GL đạt tiêu chuẩn ISO 9002. Các đặc điểm kỹ

thuật tuân theo các tiêu chuẩn dành cho enzyme thực phẩm của FAO/WHO JECFA,

FCC và IFOAM.

15

Các chế phẩm enzyme hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ có hoạt tính beta-

glucanase nâng cao hiệu suất thu hồi của chất chiết đang được sử dụng phổ biến tại các

nhà máy bia và nhà máy sản xuất cồn.

Enzym SEBflo-TL là enzyme ở dạng lỏng, được sản xuất bằng cách điều khiển

quá trình lên men của chủng Tricoderma không biến đổi gen. SEBflo-TL là enzyme

endo-glucanase xúc tác cho quá trình thủy phân beta-glucan (1,4-beta-, 1,3-beta-

glucans) của lúa mạch và malt tới oligosaccharide. Enzyme xúc tiến quá trình dịch hóa,

giảm độ nhớt, xúc tiến sự phân chia lỏng / rắn, rút ngắn thời gian lọc. Về cơ bản

thì SEBflo-TL không ảnh hưởng tới hoạt tính của protease. SEBflo-TL đạt tiêu chuẩn

ISO 9002. Các đặc điểm kỹ thuật tuân theo các tiêu kỹ thuật chuẩn dành cho enzyme

thực phẩm của FAO/WHO JECFA, FCC và IFOAM.

Việc ứng dụng chế phẩm enzyme SEBflo-TL hỗ trợ quá trình thủy phân thành tế

bào nội nhũ có thể coi là một trong những tính mới của đề tài.

Công nghệ sản xuất whisky đã được phổ biến rộng rãi trên thế giới, whisky đã

được nghiên cứu và sản xuất tại Việt Nam. Công nghệ sản xuất rượu brandy cũng có

một số công đoạn tương đồng như trong sản xuất whisky và một số thông tin về các

công trình đã được công bố có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu

sản xuất rượu nếp theo cách ủ với vật liệu gỗ sồi.

16

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:

1. Xác định được Phương pháp ứng dụng enzyme công nghiệp để nâng cao hiệu

suất thu hồi ethylic so với quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống;

2. Xác định được Quy trình sản xuất sản phẩm rượu mới từ gạo nếp theo cách

chưng cất phân đoạn và ủ với vật liệu gỗ sồi.

17

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Đối tượng nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme hỗ trợ thủy phân tinh bột và beta

glucan trong thành tế bào nội nhũ của nguyên liệu gạo nếp, đồng thời phát triển sản

phẩm mới dạng whisky từ gạo nếp Nam Định.

3.1.1. Nguyên liệu

- Gạo nếp: Trên cơ sở đối sánh với các nguyên liệu gạo nếp khác nhau về giá thành gạo

nếp và chất lượng sản phẩm trong thực tiễn sản xuất rượu nếp truyền thống của Nam

Định, đề tài thực hiện các thí nghiệm trên nguyên liệu gạo nếp: Giống DT21, gạo có

màu vàng rơm, cơm dẻo, có mùi thơm đặc trưng như nếp cái hoa vàng, giá thành rẻ.

Giống này do Công ty giống cây trồng Nam Định lai tạo và sản xuất.

Hình 3.1. Gạo nếp DT21

- Bánh men rượu: Căn cứ trên thực tiễn sản xuất và kinh doanh rượu nếp cổ truyền

Nam Định, đề tài lựa chọn và sử dụng bánh men thuốc bắc cổ truyền: Bánh men của xã

Hải Phú, huyện Hải Hậu, tỉnh Nam Định.

18

Hình 3.2. Bánh men rượu Hải Hậu

- Nước : Trong điều kiện thực tiễn sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định của đề

tài, ba nguồn nước được sử dụng bao gồm:

+ Nước sinh hoạt : dùng để trao đổi nhiệt (làm mát trong quá trình ngưng tụ rượu),

vệ sinh thiết bị, dụng cụ…

+ Nước mềm : nước đã qua xử lý, có độ pH = 6 - 6,5 dùng để nấu cơm.

+ Nước tinh khiết : dùng để lên men lỏng và pha chế.

- Enzyme:

Tỷ lệ enzyme bổ sung trong các mẫu thí nghiệm được xác định trên cơ sở các thí

nghiệm khảo sát và loại enzyme thương mại có trên thị trường cùng với hướng dẫn của

Nhà sản xuất trên các loại gạo cụ thể.

Đề tài thực hiện các thí nghiệm trên hai loại enzyme có nguồn gốc từ Ấn Độ,

được ứng dụng rộng rãi trên thị trường với chất lượng và giá cả phù hợp so với các chế

phẩm enzyme của các nhà sản xuất enzyme khác để lựa chọn tỷ lệ enzyme phù hợp:

+ Enzyme 1: SEBflo-TL (beta glucanase)

+ Enzyme 2: SEBrew-GL (glucoamylase)

19

Hình 3.3. Các chế phẩm enzyme

- Phoi gỗ sồi: Đề tài sử dụng loại phoi gỗ sồi chuyên dụng cho sản xuất whisky được

nhập khẩu từ nước ngoài.

3.1.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích

1. Nồi nấu xôi

2. Khay làm nguội cơm nếp, bổ sung và trộn men

3. Thùng lên men

4. Nồi cất rượu

5. Thùng chứa rượu

6. Cân cơ học, cân phân tích, tỷ trọng kế, tủ sấy, bình hút ẩm

7. Ống đong, cốc đong, pipet các loại, kính hiển vi,

8. Môi trường YPD (yeast peptone dextrose) g/L: cao nấm men 10; peptone 10;

glucose 20; agar 20; pH = 7

9. Thùng gỗ sồi 30 lít

10. NaOH, HCl, ferycyanua kali, metyl da cam, xanh metylen, …

11. Nhiệt kế, pH kế, cồn kế

20

3.2. Nội dung nghiên cứu

- Nội dung 1: Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp và các nguyên liệu

bổ sung.

- Nội dung 2: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-

TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp.

- Nội dung 3: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-

GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp

- Nội dung 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất (rượu giữa) cho

công đoạn ủ với vật liệu gỗ sồi tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky.

- Nội dung 5: Nghiên cứu xác định Phương pháp tàng trữ tạo sản phẩm rượu nếp dạng

whisky.

3.3. Phương pháp nghiên cứu

3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Nội dung 1: Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp trắng và các nguyên

liệu bổ sung.

Thí nghiệm 1: Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu.

- Gạo nếp (giống DT21) được phân tích trong các phòng thí nghiệm (PTN) của

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp và Học viện Nông nghiệp Việt

Nam theo các quy trình đã được tiêu chuẩn hoá.

- Bánh men rượu Hải Phú - Hải Hậu - Nam Định được phân tích tại các PTN của

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam để xác định các loài vi sinh vật

có lợi ứng dụng trong sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định.

- Chất lượng nước sử dụng trong các thí nghiệm được phân tích tại PTN của

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp và Trung tâm Kiểm soát Bệnh

tật – Sở y tế tỉnh Nam Định.

- Nội dung 2: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-

TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp.

21

Nguyên tắc: Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp sản xuất rượu nếp truyền

thống, bổ sung chế phẩm SEBflo-TL với những tỷ lệ khác nhau (so với chất khô tuyệt

đối của gạo nếp). Sau quá trình lên men và chưng cất, các mẫu thí nghiệm được xác

định lượng cồn tạo thành trong dịch lên men và so sánh với mẫu đối chứng không sử

dụng enzyme để xác định tỷ lệ SEBflo-TL bổ sung phù hợp.

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định tỷ lệ enzyme beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành

tế bào nội nhũ trong tinh bột.

Tiến hành với 5 mẫu thí nghiệm có sử dụng chế phẩm SEBflo-TL:

Mẫu đối chứng: 0% SEBflo-TL

Mẫu 1: 0,03 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 2: 0,04 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 3: 0,05 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 4: 0,06 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp

Hàm lượng cồn thu được trong các mẫu thí nghiệm có bổ sung SEBflo-TL được

sử dụng để so sánh với mẫu đối chứng và làm căn cứ để lựa chọn tỷ lệ chế phẩm enzyme

phù hợp.

Các thí nghiệm được thực hiện theo Quy trình sản xuất rượu truyền thống, mô tả

trong hình 3.4.

22

Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống

Nấu, ủ cơm

Lên men ẩm

Làm nguội 30 - 350C

Lên men lỏng

Trộn men

Nước sạch

Bánh men

Ngâm

Gạo nếp

Nước sạch

Nước

gạo Rửa gạo

Chưng cất lần1 thu rượu thô

Chưng cất lần 2

Nước mềm

Rượu

đầu

Rượu trắng

(Rượu

giữa)

Nước tinh khiết

Rượu

cuối

Bã

rượu

23

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: Các thí nghiệm được thực hiện trên quy mô 10 kg gạo nếp DT21

trong một mẻ, sử dụng men rượu Hải Hậu truyền thống để đảm bảo hương vị đặc trưng

của Nam Định. Các thiết bị sản xuất rượu truyền thống thường xuyên được sử dụng để

sản xuất rượu từ nhiều năm tại Nam Định.

Nguyên liệu được xử lý theo các bước như sau:

1. Ngâm gạo: Gạo nếp được ngâm trong nước ấm, sạch có nhiệt độ 40-450C, trong

thời gian 8-10h để cho gạo trương nở tạo điều kiện cho quá trình nấu cơm được tốt hơn.

Hình 3.5. Ngâm gạo

2. Rửa gạo: (đãi gạo, vo gạo) là quá trình loại bỏ tạp chất, bột, cám gạo bằng nước

sạch, để ráo nước trước khi nấu cơm rượu.

3. Nấu, ủ cơm rượu: Mục đích của quá trình nấu nguyên liệu là nhằm phá cấu trúc

tinh thể, chuyển tinh bột thành trạng thái hồ hoá. Khi đun nguyên liệu gạo nếp với nước

sẽ xảy ra hiện tượng hút nước, trương nở. Dùng 10 lít nước mềm đưa vào nồi gang có

thể tích vừa đủ (30 lít), đun sôi sau đó cho gạo đã làm sạch vào nấu, khuấy đảo đến cạn

nước thì ủ trên bếp nhỏ lửa. Để sau 2-3h cho cơm chín nhừ thì đem đi làm nguội cơm.

24

Hình 3.6. Nấu và ủ cơm rượu

4. Làm nguội cơm: Cơm sau khi nấu xong đem trải đều ra khay Inox, chiều dày lớp

cơm khoảng 3 – 4 cm, để nguội vào mùa hè hoặc sờ thấy ấm tay vào mùa đông

(khoảng 30-35oC) thì tiến hành trộn men.

5. Trộn men: Bánh men thuốc bắc của xã Hải Phú – huyện Hải Hậu – tỉnh Nam Định

được nghiền mịn và cân theo tỉ lệ 3% (so với số kg nguyên liệu gạo nếp) đem rắc đều

lên bề mặt cơm đã được làm nguội. Sau đó đảo trộn để bột men phân tán đều trong khối

cơm. Đưa hỗn hợp cơm đã trộn men vào thùng lên men, đậy lên bề mặt cơm một lớp

nilong hoặc lá chuối để giữ ẩm, tạo điều kiện phù hợp cho quá trình lên men ẩm.

Hình 3.7. Bột bánh men Hình 3.8. Trộn men vào cơm

25

6. Lên men ẩm: Lên men ẩm là giai đoạn nấm mốc sinh trưởng và phát triển trên các

cơ chất và tổng hợp nên các enzyme thủy phân tinh bột cũng như một số enzyme khác

để tạo thành đường và các thành phần dinh dưỡng cho nấm men. Sau khi đã đưa hỗn

hợp cơm và men rượu vào thùng, đậy nắp thùng nhưng không quá kín để cung cấp một

lượng oxy phù hợp cho nấm mốc và nấm men phát triển. Quá trình lên men ẩm thường

diễn ra trong thời gian từ 5-7 ngày tùy theo mùa và thời tiết, thùng lên men thường được

đặt ở nơi thoáng mát vào mùa hè và ủ ấm vào mùa đông. Quá trình lên men ẩm kết thúc

có thể cảm nhận được theo kinh nghiệm sờ tay lên bề mặt khối cơm thấy nhiệt độ, thể

tích giảm. Trong quá trình lên men, dưới tác động của các vi sinh vật, một lượng nước

mọng được sinh ra và kèm theo hiện tượng sủi bọt do CO2 giải phóng. Ngoài ra, còn có

những kinh nghiệm để nhận biết sự kết thúc của công đoạn lên men ẩm là thử nếm: khối

cơm có vị ngọt do đường được sinh ra từ tinh bột và có vị cay nồng của cồn do quá trình

lên men nhờ nấm men.

Hình 3.9. Lên men ẩm

7. Lên men lỏng: Trong giai đoạn lên men lỏng diễn ra mạnh mẽ quá trình lên men

cồn từ các loại đường có khả năng lên men nhờ một lượng sinh khối nấm men đủ lớn

26

đã tạo thành trong quá trình lên men ẩm. Kết thúc quá trình lên men ẩm, tiến hành bổ

sung 15 lít nước tinh khiết vào thùng lên men để thực hiện công đoạn lên men lỏng,

quan sát thấy bã hèm nhanh chóng nổi lên trên bề mặt là minh chứng cho quá trình lên

men ẩm đã được thực hiện với hiệu quả tốt. Lượng nước bổ sung này tạo môi trường

lỏng cho nấm men thực hiện quá trình lên men cồn. Thời gian lên men lỏng diễn ra từ

7-10 ngày tùy theo mùa và thời tiết của môi trường. Khi quan sát thấy toàn bộ lượng bã

hèm lắng hết xuống đáy thùng thì kết thúc quá trình lên men lỏng và hỗn hợp dịch hèm

được đem đi chưng cất.

Hình 3.10. Lên men lỏng

8. Chưng cất lần 1: Quá trình chưng cất dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các

cấu tử trong hỗn hợp ở một áp suất nhất định. Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để

chuyển hỗn hợp lỏng sang pha hơi và thu chất lỏng ở khoảng nhiệt độ thích hợp bằng

cách cho hơi ngưng tụ. Quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách đun sôi hỗn hợp

lên men (dịch giấm chín), hỗn hợp các chất bay hơi được dẫn qua hệ thống làm lạnh và

27

ngưng tụ thành rượu. Chưng cất rượu nhằm loại bỏ một số vật chất độc hại dễ hoặc khó

bay hơi sinh ra trong quá trình lên men và nâng cao nồng độ cồn cho rượu sản phẩm.

Sau quá trình lên men lỏng dịch giấm chín được đưa vào nồi chưng có dung tích

50 lít, bổ sung thêm 10 lít nước tinh khiết để tráng rửa thùng lên men và pha loãng dịch

giấm tạo điều kiện cho việc tách riêng các cấu tử trong hỗn hợp. Quá trình gia nhiệt

được thực hiện trên bếp than và trao đổi nhiệt bằng nước lạnh. Để ngưng tụ rượu trong

quá trình chưng phải điều chỉnh cường độ lửa và nhiệt độ của nước trao đổi nhiệt. Quá

trình chưng cất kết thúc khi thu hồi hết cồn trong dịch giấm trong nồi cất.

Hình 3.11. Chưng cất rượu và đo nồng độ cồn

9. Chưng cất lần 2:

Nhằm nâng cao nồng độ cồn và loại bỏ những thành phần không muốn cho sức

khoẻ người tiêu dùng như methanol, aldehyde, … tổng lượng rượu sau khi cất lần 1

được đo thể tích, xác định nồng độ cồn thì đem chưng cất lần 2. Khi chưng cất lần 2 cần

bổ sung thêm 50% lượng nước tinh khiết để pha loãng và có tác dụng lôi kéo các cấu tử

khó bay hơi ở lại nồi chưng.

Chưng cất lần 2 được chia làm 3 giai đoạn với mục đích:

28

+ Giai đoạn 1: Loại bỏ 3-5% rượu đầu

+ Giai đoạn 2: Thu hồi rượu giữa

+ Giai đoạn 3: Loại bỏ furfurol và các axit hữu cơ khó bay hơi.

Sản phẩm giai đoạn 1 và giai đoạn 3 được đem đi cất lại. Sản phẩm rượu giữa thu được

từ giai đoạn 2 được đem xác định hàm lượng cồn, pha chế và ngâm ủ.

Phương pháp bổ sung chế phẩm SEBflo-TL:

Các thí nghiệm bổ sung chế phẩm enzyme được thực hiện theo cách dùng pipet

hút chính xác lượng chế phẩm SEBflo-TL cần dùng trong từng phương án thí nghiệm,

cho vào bình phun sương có định mức, bổ sung thêm một lượng nước tinh khiết, lắc

đều, phun lên toàn bộ bề mặt của lớp cơm khi nhiệt độ ở khoảng 450C, để sau 5 - 10

phút thì tiến hành trộn men, lúc này nhiệt độ của cơm còn khoảng 32 oC là phù hợp.

Hình 3.12. Làm nguội cơm và bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL

Các mẻ nấu khác nhau được bổ sung chế phẩm enzyme theo tỷ lệ 0,03 %; 0,04%;

0,05 % và 0,06 % SEBflo-TL so với chất khô của gạo nếp theo kế hoạch đã xác định.

Các thí nghiệm được tiến hành theo Quy trình sản xuất rượu nếp truyền thống với sự

khác biệt có bổ sung enzyme trong các phương án thí nghiệm. Hiệu quả của các thí

nghiệm với enzyme được đánh giá theo cách so sánh hàm lượng cồn thu được sau quá

29

trình chưng cất một lần đến hết cồn và so sánh với phương án đối chứng không sử dụng

enzyme.

- Nội dung 3: Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-

GL có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp.

Nguyên tắc: Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp sản xuất rượu nếp truyền

thống, bổ sung SEBrew-GL với những tỷ lệ khác nhau (so với chất khô tuyệt đối của

gạo nếp). Sau quá trình lên men và chưng cất, các mẫu thí nghiệm được xác định lượng

cồn tạo thành trong dịch lên men và so sánh với mẫu đối chứng không sử dụng enzyme

SEBrew-GL để xác định tỷ lệ SEBrew-GL bổ sung phù hợp.

Thí nghiệm 3: Nghiên cứu xác định tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBrew-GL hỗ trợ thủy

phân tinh bột trong gạo nếp.

Tiến hành với 5 mẫu thí nghiệm có sử dụng SEBrew-GL (glucoamylase)

Mẫu đối chứng: 0% SEBrew-GL

Mẫu 1: 0,06 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 2: 0,08 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 3: 0,10 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp

Mẫu 4: 0,12 % SEBrew-GL so với chất khô của gạo nếp

Hàm lượng cồn thu được trong các mẫu thí nghiệm có bổ sung SEBrew-GL được

sử dụng để so sánh với mẫu đối chứng và làm căn cứ để lựa chọn tỷ lệ chế phẩm enzyme

phù hợp.

Các thí nghiệm với SEBrew-GL được thực hiện theo sơ đồ 3.1 và phương pháp

bổ sung enzyme tương tự như các thí nghiệm với SEBflo-TL đã tiến hành. Tỷ lệ bổ sung

chế phẩm enzyme SEBflo-TL trong tất cả các thí nghiệm kể trên được xác định từ các

nghiên cứu trong Nội dung 2.

- Nội dung 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất (rượu giữa) cho

công đoạn ủ với vật liệu gỗ sồi tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky.

Phương pháp thí nghiệm: Dịch giấm chín thu được sau quá trình lên men được đưa đi

chưng cất trong thiết bị cất rượu theo phương pháp truyền thống như sau:

30

- Cất lần 1 đến hết cồn trong dịch lên men;

- Cất lại lần 2 theo cách loại bỏ một phần cồn đầu, thu dịch cất (rượu giữa) đến khi

bắt đầu xuất hiện furfurol. Rượu cuối thu được vào cuối của công đoạn chưng cất

có thể được sử dụng để phối trộn với rượu đầu và đem chưng cất lại.

Thí nghiệm 4: Nghiên cứu xác định Phương pháp chưng cất thu dịch cất cho sản phẩm

rượu nếp dạng whisky.

Các thí nghiệm được tiến hành với các bước của quy trình sản xuất rượu nếp trắng

truyền thống theo cách bổ sung 02 chế phẩm enzyme với tỷ lệ được xác định từ những

nội dung 2 và 3 đã thực hiện. Dịch giấm chín được chưng cất lần một để thu hồi hết cồn.

Tiếp theo đó, dịch cất lần một được chưng cất lại lần hai như mô tả trong mục Thuyết

minh quy trình sản xuất rượu truyền thống theo hai phương án như sau:

1/ Loại bỏ 3% rượu đầu. Thể tích rượu đầu được xác định là 3% của tổng lượng rượu

sau khi chưng cất lần 1.

2/ Loại bỏ 5% rượu đầu. Thể tích rượu đầu được xác định là 5% của tổng lượng rượu

sau khi chưng cất lần 1.

Dịch cất (rượu giữa) được sử dụng để ủ với phoi gỗ sồi trong các thùng gỗ sồi để

tạo thành sản phẩm rượu nếp dạng whisky. Để thuận tiện cho việc thực hiện và theo dõi

kết quả được đồng nhất, thể tích của rượu giữa trong các thí nghiệm được đưa về 10 lít

cùng với nước tinh khiết.

Thành phần hóa học trong rượu đầu, rượu giữa và rượu cuối được đưa đi phân

tích bằng phương pháp sắc ký khí để làm cơ sở lựa chọn phương pháp tàng trữ.

- Nội dung 5: Nghiên cứu xác định Phương pháp tàng trữ tạo sản phẩm rượu nếp dạng

whisky.

Phương pháp thí nghiệm: Rượu giữa thu được từ công đoạn chưng cất lần hai được đưa

đi tàng trữ với vật liệu gỗ sồi theo các cách như sau:

1/ Bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi

2/ Bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi

31

Thí nghiệm 5: Tiến hành ủ 05 mẫu tàng trữ rượu giữa trong thùng gỗ sồi và 01 mẫu đối

chứng tàng trữ trong chum sành (theo công nghệ truyền thống):

1/ Mẫu 1: Loại bỏ 3% rượu đầu + 2 g/l phoi gỗ sồi

2/ Mẫu 2: Loại bỏ 3% rượu đầu + 4 g/l phoi gỗ sồi

3/ Mẫu 3: Loại bỏ 5% rượu đầu + 2 g/l phoi gỗ sồi

4/ Mẫu 4: Loại bỏ 5% rượu đầu + 4 g/l phoi gỗ sồi

5/ Mẫu đối chứng 1: Loại bỏ 3% rượu đầu + 0 g/l phoi gỗ sồi, tàng trữ trong thùng gỗ

sồi

6/ Mẫu đối chứng 2: Loại bỏ 3% rượu đầu + 0 g/l phoi gỗ sồi, tàng trữ trong chum sành.

32

Hình 3.13. Thùng gỗ sồi và chum sành tàng trữ rượu

Các thùng gỗ sồi được đặt tại nơi thoáng mát, trong quá trình thí nghiệm không

gian và nền nhà luôn được duy trì tốt các điều kiện vệ sinh.

Các mẫu thí nghiệm tàng trữ rượu với vật liệu gỗ sồi cũng như mẫu đối chứng

trong chum sành được định kỳ đánh giá chất lượng sản phẩm theo cách lấy mẫu và đưa

đi phân tích tại phòng thí nghiệm của Viện Kỹ thuật – Tổng Công ty Cổ phần Bia –

Rượu – Nước giải khát Hà Nội.

Sản phẩm của các mẫu thí nghiệm được đánh giá chất lượng bằng các phương

pháp phân tích trong phòng thí nghiệm và đánh giá cảm quan. Kết quả thu được là cơ

sở để lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp dạng whisky.

3.3.2. Phương pháp phân tích

1. Hàm lượng chất khô tuyệt đối của gạo nếp được xác định bằng phương pháp sấy

đến khối lượng không đổi.

2. Protein thô trong gạo nếp nguyên liệu được xác định theo Phương pháp Kjeldahl

(TCVN 4328-1:2007)

33

3. Thành phần xơ thô trong gạo nếp được xác định theo Phương pháp túi lọc

ANKOM (ANKOM Technology method).

4. Thành phần tinh bột trong gạo nếp được xác định theo phương pháp sử dụng

enzyme amyloglucosedase – α-amylase và hàm lượng đường khử sau phản ứng

được xác định bằng phương pháp DNS (Miller, 1959).

5. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp Wartha-Preifer (Lê Thanh Mai và

cộng sự, 2007).

6. pH của nước được đo bằng máy đo pH – HACH

7. Độ đục của nước được đo bằng máy đo độ đục HANNA

8. Hàm lượng kim loại nặng trong nước được đo theo phương pháp 3111B-

SMEWW-2012

9. Số lượng tế bào vi sinh vật trong bánh men rượu được xác định bằng phương

pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa petri;

10. Khả năng sinh amylase của chủng được đánh giá dựa trên hiệu số đường kính

vòng phân giải (D-d) trên môi trường thạch 1% tinh bột tan – chỉ thị Lugol. Khả

năng sinh cellulase – trên môi trường thạch 1% Carboxyl Methyl Cellulose

(CMC). Khả năng sinh enzyme thuỷ phân casein - trên môi trường cơ chất 1%

casein.

11. Nồng độ cồn được xác định bằng phương pháp tỷ trọng kế và cồn kế.

12. Phương pháp sinh học phân tử để định danh vi sinh vật đến loài:

Phương pháp tách DNA:

DNA tổng số được tách chiết theo phương pháp của Kurtzman & Fell (1998) với

một số cải tiến phù hợp với phòng thí nghiệm. Hút 1-2ml dịch lên men lỏng lên men 24 h

đối với nấm men (72 h đối với nấm sợi) vào ống eppendrorf ly tâm 10000 vòng/5 phút; bỏ

dịch nổi thu cặn. Sinh khối thu được nghiền nhuyễn để phá cấu trúc tế bào. Tiếp tục thêm

100µl đệm TE, 5µl RNAase ủ 37℃/30 phút; bổ sung 500µl dung dịch 1 (bộ kít tách DNA)

ủ 70℃/10 phút, để nguội, bổ sung 700µl chloroform lạnh ly tâm 10000 vòng/5 phút thu pha

34

trên lấy 400µl vào ống eppendrof, thêm vào 800µl bao gồm 80µl dung dịch 2 (bộ kít DNA)

và 720µl H2O đeion voltex đều ly tâm 10000 vòng/ 5 phút.

Đổ bỏ dịch nổi, tủa được hòa với 150µl dung dịch 3 (bộ kít DNA), thêm vào 450µl

cồn tuyệt đối rồi ly tâm 10000 vòng/10 phút. Tủa được rửa bằng cồn 70%, ly tâm 10000

vòng/10 phút. Tủa để khô được hòa lại với 20µl Elution Buffer voltex đều.

Phương pháp khuếch đại PCR:

Dòng nấm men, nấm sợi thuần khiết được chọn để giải trình tự đoạn gen bằng phản

ứng PCR với cặp mồi ITS1 (5’-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3’) và ITS4 (5’-TCC

TCC GCT TAT TGA TAT GC-3’) (Gardes & T.D. Bruns, 1993).

Thành phần bao gồm (25µl/phản ứng): 4 µl DNA mẫu, 2µl ITS1, 2µl ITS4, master mix

12,5 µl, 4,5µl H2O. Các chu kỳ nhiệt: 94℃/4 phút; 40 chu kỳ (94 ℃/30 giây; 55℃/ 30 giây;

72℃/ 35 giây); 72℃/ 7 phút; kết thúc giữ 4℃. Kiểm tra sản phẩm PCR trên gel agarose

1,5% điện di trong 30 phút.

Đọc trình tự DNA

Trình tự rDNA vùng ITS của chủng nấm được đọc trực tiếp trên thiết bị đọc

trình tự tự động ABI 3100 Avant (Applied Biosystems, Mỹ). Trình tự nucleotid của

các chủng nấm men nghiên cứu được so sánh với các trình tự đã có trong GenBank

sử dụng giao diện tìm kiếm “nucleotide-nucleotide BLAST” của Trung tâm Tin-

Công nghệ sinh học Quốc gia (National Center for Biotechnology Information),

Bethesda (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). So sánh và xử lý số liệu dùng chương trình

máy tính CLUSTAL X ver. 1.83.

Xây dựng cây phát sinh chủng loại

Cây phát sinh được xây dựng theo Kimura (1980) sử dụng phương pháp của

Saitou và Nei (1987). Phân tích bootstrap được thực hiện từ 1000 lần lặp lại ngẫu

nhiên, chỉ có những giá trị trên 50% được thể hiện. Mã số của ngân hàng gen được

ghi sau tên loài.

13. Độ màu của rượu được đo theo phương pháp EBC 9.6 của EBC tại bước sóng

430 nm trên thiết bị Máy quang phổ UV -VIS DR6000 - HACH

35

14. Phân tích các hợp chất bay hơi bằng sắc ký khí GC/FID và sắc ký khí khối phổ

GC/MS

*Sắc ký khí GC/FID

Thiết bị phân tích Clarus 500 Perkin Elmer với thiết bị lấy mẫu pha hơi HS Turbo

Matrix 40 - Perkil Elmer, Thiết bị sinh khí Hydro, Cột phân tích chuyên dụng DB -ALC

2, 30m Length x 0,32 mm ID x 1,8µm df.

Chương trình lấy mẫu pha hơi:

- Oven 80oC/15min

- Pressurizer : 15 psi -1 min

- Needle 0,06 min - Temp 120oC

- Transfer: 150oC

Chương trình sắc ký:

- Injector: 200oC, Spilit/Spilitless: 5,3

- Oven 45oC/5min

- Ramp 1: 5oC/min - 105oC/2min

- Ramp 2: 10oC/min - 185oC/9min

- Detector FID : 220oC, Air = 350 mL/min, H2= 40 mL/min

*Sắc ký khí khối phổ GC/MS

Thiết bị phân tích GC Clarus 680/ MS SQ8T Perkin Elmer với thiết bị lấy mẫu

pha hơi HS Turbo Matrix 40 - Perkil Elmer, Cột phân tích Elite 5 MS, 60m Length x

0,25 mm ID x 0,25µm df.

Chương trình lấy mẫu pha hơi:

- Oven 80oC/15min

- Pressurizer : 15 psi -1 min

- Needle 0,06 min - Temp 120oC

- Transfer: 150oC

Chương trình sắc ký:

- Injector: 180oC, Spilit/Spilitless: 5,3

36

- Oven 45oC/5min

- Ramp 1: 5oC/min - 140oC/3min

- Ramp 2: 10oC/min - 200oC/2min

Chương trình MS:

- Transferline: 200oC

- Detecter: 200oC

- EI: 70eV

- Multiplier:1640

- TIC 5,5-35 min, mass 30-300 Da

Một số chỉ tiêu khác được phân tích theo các phương pháp quy định tại quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia hiện hành, các TCVN và một số phương pháp đã được chuẩn hoá

trong các tài liệu hiện hành.

15. Đánh giá chất lượng cảm quan rượu theo TCVN 8007:2009

3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu

- Sử dụng phần mềm Excel 2013 trong tính toán, xử lý số liệu.

37

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nếp

4.1.1. Phân tích thành phần nguyên liệu gạo nếp

Kết quả phân tích các thành phần của gạo nếp DT21 theo các phương pháp mô tả

trong mục 3.3.2 được trình bày trong bảng 4.1 và phụ lục đính kèm (phiếu Kết quả thử

nghiệm của Phòng thí nghiệm trung tâm – Khoa Chăn nuôi – Học viện Nông nghiệp

Việt Nam):

Bảng 4.1: Thành phần hóa học của gạo nếp nguyên liệu

STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị

1 Hàm ẩm % 13,6

2 Protein thô % 7,85

3 Xơ thô % 0,27

4 Tinh bột % 70,52

Theo Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, hàm lượng protein có trong gạo nếp

cái là 8,6%; trong gạo nếp máy là 8,4%; trong gạo tẻ giã là 8,1%; trong gạo tẻ máy là

7,9%; trong gạo lứt là 7,5%. Các loại gạo nếp có chứa các tỷ lệ khác nhau của các

nguyên tố vi lượng như kali, photpho, đồng, sắt, magie, canxi, mangan, kẽm, natri, …

Gạo nếp giàu vitamin PP, B2, B1. Trong gạo nếp có chứa hầu hết các axit amin, bao

gồm các axit amin không thay thế (Nguyễn Công Khẩn, 2007).

Theo kết quả thu được, hàm ẩm của gạo nếp là 13,6% dao động trong phạm vi

phổ biến của gạo nếp trong ngành lương thực. Hàm lượng xơ thô 0,27% và protein thô

là 7,85% là tương đối thấp, nguyên nhân có thể được giả định là do gạo nếp DT21 đã

được xát quá kỹ và lớp alơron giàu protein đã được xát bỏ (Phụ lục 1: Kết quả thử

nghiệm: Gạo nếp).

4.1.2. Phân tích thành phần nước

4.1.2.1. Nước sinh hoạt

Công ty Cổ phần cấp nước Nam Định NAWACO là đơn vị cung cấp nước sạch

cho người dân tại thành phố Nam Định. Chất lượng nước sinh hoạt được phân tích tại

38

tại Trung tâm kiểm soát bệnh tật, Khoa xét nghiệm – chẩn đoán hình ảnh – thăm dò

chức năng thuộc Sở Y tế tỉnh Nam Định cho kết quả được trình bày trong bảng 4.2.

Bảng 4.2. Chỉ tiêu các thành phần của nước sinh hoạt thành phố Nam Định

STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị

tính

Kết quả Giới hạn

tối đa cho

phép

1 pH Máy đo pH HACH - 8,26 6,5 - 8,5

2 Độ cứng tính

theo CaCO3

TCVN 6224 : 1996 mg/L 96 300

3 Nitrat KTXNHLN –BYT -

2012

mg/L 1,84 50

4 Clorua TCVN6194 : 1996 mg/L 6,38 250

5 Ferrum (Fe) 3111B - SMEWW -

2012

mg/L < 0,1 0,3

6 Mangan 3111B - SMEWW -

2012

mg/l 0,1 0,3

7 Nitrit TCVN 6178 : 1996 mg/L < 0,02 3

8 Clo dư KTXNHLN - BYT -

2012

mg/L 0,5 0,3 - 0,5

9 Sunphat KTXNHLN – BYT -

2012

mg/L 18,17 250

10 Coliforms TCVN 6187 – 2: 1996 CFU/100

mL

0 0

11 E. coli TCVN 6187 – 2: 1996 CFU/100

mL

0 0

12 Mùi, vị Cảm quan - Không có

mùi,vị lạ

Không có

mùi,vị lạ

39

13 Màu sắc TCVN 6185 : 1996 TCU 0,0 15

14 Chỉ số

Pecmanganat

KTXNHLN – BYT -

2012

mg/L 0,92 2

15 Độ đục Máy đo HANA NTU 0,0 2

Một số chỉ tiêu khác của nước sinh hoạt tại Nam Định được thể hiện trong Phụ

lục 2 (Phiếu kết quả thử nghiệm) “Mẫu nước ăn uống”. Kết quả phân tích các chỉ tiêu

chất lượng tại bảng 4.2. cho thấy, chất lượng nước sinh hoạt của thành phố Nam Định

đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn theo QCVN 01-1:2018/BYT.

Nguồn nước này được dùng vào các công đoạn vệ sinh thiết bị, dụng cụ và trao

đổi nhiệt, tái sử dụng cho sinh hoạt tại cơ sở nghiên cứu của đề tài.

4.1.2.2. Nước mềm

Nước mềm là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất nước tinh khiết, được

xử lý từ nguồn nước sinh hoạt qua các công đoạn lọc đa tầng, hấp phụ bằng than hoạt

tính, trao đổi cation, anion và các phin siêu lọc. Nước mềm có hàm lượng Ca khoảng

40-50 mg/l, độ pH =7,5.

Nước mềm được sử dụng để nấu cơm rượu, đảm bảo sự ổn định về chất lượng

cho sản phẩm rượu nếp truyền thống. Cơ sở sản xuất rượu có thiết bị phù hợp để thực

hiện các giải pháp kỹ thuật tạo ra nước mềm phục vụ các thí nghiệm của đề tài.

4.1.2.3. Nước tinh khiết

Nước tinh khiết được sản xuất theo công nghệ thẩm thấu ngược (RO), trước khi

đi qua màng lọc có kích thước lỗ lọc 0,05 µm, nước được xử lý qua các công đoạn lọc

trong, hấp phụ bằng than hoạt tính và trao đổi ion. Nước thành phẩm đã được khử khuẩn

bằng tia UV, Ozon và loại bỏ xác khuẩn bằng phin lọc Nano.

Cơ sở sản xuất rượu truyền thống có thiết bị phù hợp để thực hiện các giải pháp

kỹ thuật tạo ra nước tinh khiết phục vụ các thí nghiệm của đề tài. Chất lượng nước tinh

khiết dùng trong sản xuất và nghiên cứu rượu nếp của đề tài được trình bày trong bảng

40

4.3. và Phụ lục 3 (Phiếu kết quả kiểm nghiệm mẫu nước tinh khiết của Chi cục an toàn

vệ sinh thực phẩm tỉnh Nam Định ngày 03/8/2020).

Bảng 4.3. Các chỉ tiêu chất lượng của nước tinh khiết

STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả

1 Đồng Phương pháp EPA mg/l 0,107

2 Mangan Phương pháp

Periodat

mg/l 0,1

3 Nitrat, tính theo ion nitrat Phương pháp thử

cadmi

mg/l 7,8

4 Nitrit, tính theo ion nitrit Phương pháp EPA mg/l 0,09

5 Coliforms TCVN 6187-

1:2009

CFU/250ml KPH

6 Escherichia coli TCVN 6187-

1:2009

CFU/250ml KPH

7 Pseudomonas aeruginosa TCVN 8881 : 2011 CFU/250ml KPH

8 Bào tử vi khuẩn kị khí khử

sulfit

TCVN 6919-

2:1996

CFU/50ml KPH

Kết quả phân tích các chỉ tiêu của nước tinh khiết cho thấy, chất lượng nước đạt

yêu cầu để sử dụng cho công đoạn lên men và pha chế sản phẩm của các mẫu thí nghiệm.

4.1.3. Phân tích thành phần vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu

Hệ vi sinh vật trong men rượu giữ vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất

rượu, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Một số loài nấm mốc

phổ biến như Amylomyces rouxii, Rhizopus spp., Mucor spp., Aspergillus spp. thực hiện

quá trình đường hoá, một số loài nấm men thực hiện quá trình lên men rượu gồm

Saccharomyces cerevisiae, Hansenula spp., Endomycopsis spp, (Nguyễn Đức Lượng,

2003).

41

Mẫu bánh men rượu Hải Hậu được đánh giá thành phần vi sinh vật trên hai môi

trường Yeast Peptone Dextrose (YPD) có bổ sung kháng sinh và YPD không bổ sung

kháng sinh, kết quả các thí nghiệm được biểu thị trên hình 4.1 và bảng 4.4.

A

Hình 4.1. Kết quả mẫu phân lập trên các môi trường khác nhau: A: Môi trường YPD

có kháng sinh; B1 và B2: Môi trường YPD không kháng sinh

Bảng 4.4. Mật độ (cfu/g) của nấm men, nấm sợi phân lập từ bánh men

Vi sinh vật

Môi trường

YPD (bổ sung

kháng sinh)

YPD (không có

kháng sinh)

Nấm men 4,5 x 108 4,9 x 108

Nấm sợi 2,0 x 106 2,0 x 106

Sau khi quan sát các khuẩn lạc trên đĩa petri đã chọn được 05 khuẩn lạc đặc

trưng bao gồm 04 khuẩn lạc nấm men, 01 khuẩn lạc nấm sợi. Các mẫu vi sinh vật được

tiếp tục cấy ria trên môi trường YPD để nâng cao độ thuần khiết, mô tả khuẩn lạc và đặc

điểm hình thái tế bào dưới kính hiển vi.

Kết quả xác định hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi được trình bày

trong bảng 4.5.

B1

B2

42

Bảng 4.5. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men, nấm sợi

Kí hiệu

mẫu Hình ảnh Mô tả khuẩn lạc

cn1

Khuẩn lạc hình tròn,

trắng sữa, tế bào hình

cầu, sinh sản hình

thức nảy chồi (chủng

nấm men S. cerevisiae

nm1)

cn2

Khuẩn lạc hình tròn,

có sợi trắng, tế bào

hình cầu có sợi phát

triển (chủng giả nấm

men

Sacchromycopsis sp.)

cn3

Khuẩn lạc hình tròn,

trắng sữa, tế bào hình

trứng (chủng nấm

men S. cerevisiae

nm2)

cn4

Hệ sợi rất phát triển,

ban đầu màu trắng,

sau đó sẫm hơn và ngả

dần sang màu đen.

Tế bào nấm hình tròn,

sợi không có vách

ngăn, phát triển dài

43

(chủng vi nấm

Rhizopus sp.)

cn5

Khuẩn lạc hình tròn,

trắng sữa, tế bào hình

trứng (S. cerevisiae

nm3);

Theo mô tả hình thái, phân loại sơ bộ của Kurtzman and Fell (1998), Nguyễn

Đức Lượng (2006), Lương Đức Phẩm (2009), nấm men Saccharomyces có tế bào sinh

dưỡng nảy chồi nhiều hướng, hình cầu, hình trứng, hình oval hoặc elip kéo dài, khuẩn

lạc hình tròn, có bề mặt trơn láng; giả nấm men Sacchromycopsis có tế bào giống nấm

men, khi trưởng thành có hệ sợi giả cùng với bào tử đính nhiều chồi; giống nấm sợi

Rhizopus có khuẩn ti khí sinh không có vách ngăn và khuẩn ti cơ chất cắm sâu vào môi

trường, khi trưởng thành tạo thành khuẩn lạc màu đen.

Từ những mô tả nêu trên và đối chiếu với các kết quả thu được đối với các vi

sinh vật có trong bánh men rượu Hải Hậu – Nam Định có thể kết luận rằng, các loài nấm

men, giả nấm men, nấm sợi được phân lập bao gồm Saccharomyces cerevisiae,

Sacchromycopsis sp., Rhizopus sp.

Khả năng sinh enzyme ngoại bào protease, amylase, cellulase của nấm men,

nấm sợi được đánh giá bằng vòng phân giải cơ chất tương ứng có chứa casein, tinh bột

và CMC trên các môi trường đặc hiệu. Kết quả các nghiên cứu cụ thể được thể hiện trên

bảng 4.6.

Bảng 4.6. Kết quả đo vòng phân giải theo thời gian lên men (D-d, mm)

Kí hiệu mẫu Cơ chất Thời gian lên men (ngày)

1 2 3 4

cn1 CMC - - - -

44

(Saccharomyces cerevisiae) Casein - - - -

Tinh bột - - - -

cn2 (giả nấm men)

(Saccharomycopsis sp.)

CMC 11 12 14 16

Casein 12 14 16 18

Tinh bột +a + ++ ++

cn3

(Saccharomyces cerevisiae)

CMC -b - - -

Casein - - - -

Tinh bột - - - -

cn4

(nấm sợi Rhizopus sp.)

CMC 28 29 31 33

Casein 29 30 32 39

Tinh bột +a + ++ ++

cn5

(Saccharomyces cerevisiae)

CMC - - - -

Casein - - - -

Tinh bột - - - -

a Hoạt tính > 9 mm (giếng 9 mm)

b Hoạt tính không có

Các kết quả thu được từ bảng 4.6 cho thấy, chủng nấm men có kí hiệu mẫu 1, 3,

5 không có khả năng sinh enzyme ngoại bào; giả nấm men (mẫu 2) sinh amylase và còn

có khả năng sinh enzyme cellulase, protease nhưng hoạt lực không cao, vòng phân giải

cơ chất (D-d) sau một ngày lên men lần lượt là 11 mm, 12 mm; nấm sợi (mẫu 4) ngoài

khả năng sinh amylase còn tổng hợp được các enzyme cellulase, protease rất mạnh, cụ

thể vòng phân giải cơ chất (D-d) sau một ngày lên men lần lượt đạt 28 mm, 29 mm, sau

bốn ngày đạt 33 mm và 39 mm.

45

Thời gian lên

men (ngày) A B C

Ngày 1

Ngày 2

Ngày 3

Ngày 4

A: Cơ chất CMC; B: cơ chất casein; C: cơ chất tinh bột

Hình 4.2. Hình ảnh đo vòng phân giải cơ chất theo thời gian lên men

1, 2, 3, 4, 5 là kí hiệu của các chủng phân lập từ bánh men

Theo kết quả trình bày trên bảng 4.6 và hình 4.2, thời gian lên men có ảnh hưởng

đến khả năng sinh enzyme ngoại bào cellulase, protease của các chủng giả nấm men và

nấm sợi.

46

Thực hiện theo mô tả tại mục 3.3.2, các chủng nấm sợi và giả nấm men được giải

trình tự DNA và xây dựng cây phân loại để xác định loài. Kết quả thu được đối với mẫu

nấm sợi như sau:

Trình tự DNA

GAGGAAGTAAAAGTCGTAACAAGGTTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATC

ATTAACTAATTGTATTGGCACTTTACTGGGATTTACTTCTCAGTATTGTTTGCTTCTATA

CTGTGAACCTCTGGCGATGAAGGTCGTAACTGACCTTCGGGAGAGACTCAGGACATAT

AGGCTATAATGGGTAGGCCTGTTCTGGGGTTTGATCGATGCCAATCAGGATTACCTTT

CTTCCTTTGGGAAGGAAGGTGCCTGGTACCCTTTACCATATACCATGAATTCAGAATT

GAAAGTATAATATAATAACAACTTTTAACAATGGATCTCTTGGTTCTCGCATCGATGA

AGAACGTAGCAAAGTGCGATAACTAGTGTGAATTGCATATTCGTGAATCATCGAGTCT

TTGAACGCAGCTTGCACTCTATGGATCTTCTATAGAGTACGCTTGCTTCAGTATCATAA

CCAACCCACACATAAAATTTATTTTATGTGGTGATGGACAAGCTCGGTTAAATTTAAT

TATTATACCGATTGTCTAAAATACAGCCTCTTTGTAATTTTCATTAAATTACGAACTAC

CTAGCCATCGTGCTTTTTTGGTCCAACCAAAAAACATATAATCTAGGGGTTCTGCTAG

CCAGCAGATATTTTAATGATCTTTAACTATGATCTGAAGTCAAGTGGGACTACCCGCT

GAACTTAAGCATATCAATA

Cây phân loại

Kết luận: Loài nấm sợi là Rhizopus microsporus

47

Kết quả thu được đối với mẫu giả nấm men như sau:

Trình tự DNA

TTTTTTAATTACAACTAGTCGATTTTACAAACTAAAAGTTTAAAACTTTCAGC

AACGGATCTCTTGGTTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAATTGCGATAAGTAATGT

GAATTGCAGATTTTCGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCATATTGCGCTCTATAGTATT

CTATAGAGCATGCCTGTTTGAGCGTCATTTCTCTCTTAAACCTTTGGGTTTAGTATTGA

AGGTTGTGTTAGCTTCTGTTAACTCCTTTGAAATGACTTGGCAATTGATTGAGTTTTCC

ATATATTTGCTTAAGGATTTAATATTAGGTTCTACCAACTTATTAAATACCCTTTTGCG

AAGGACTTACTCCTGTATCAAGGCCTTATAACCTGTCATTA

Cây phân loại

Kết luận: Loài giả nấm men là Saccharomycopsis fibuligera

Như vậy, từ bánh men rượu Hải Hậu – Nam Định các vi sinh vật được phân lập

bao gồm 03 chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae nm1, nm2 và nm3; 01 chủng

thuộc loài giả nấm men Saccharomycopsis fibuligera và 01 chủng thuộc loài nấm sợi

Rhizopus microsporus. Mật độ vi sinh vật tổng số trên môi trường YPD chứa kháng sinh

nấm men và giả nấm men là 4,5x108 cfu/g; mật độ nấm sợi là 2,0x106 cfu/g. Các chủng

nấm men Saccharomyces cerevisiae nm1, nm2 và nm3 không sinh enzyme ngoại bào

thủy phân tinh bột, cellulose và casein. Chủng thuộc loài giả nấm men

48

Saccharomycopsis fibuligera có khả năng sinh enzyme thủy phân tinh bột (vòng phân

giải cơ chất > 9 mm), cellulose (16 mm) và casein (18 mm) sau 4 ngày lên men, trong

đó hoạt tính thủy phân casein và cellulose mạnh hơn. Chủng thuộc loài nấm sợi Rhizopus

microsporus nổi trội với khả năng sinh enzyme thủy phân tinh bột (> 9 mm), cellulose

(33 mm), casein (39 mm).

Kết quả phân lập và xác định vi sinh vật trong bánh men rượu Hải Hậu cho thấy

sự khác biệt về loài so với kết quả nghiên cứu của Viện Kỹ thuật Bia – Rượu – Nước giải

khát Hà Nội trên bánh men lá trong các làng nghề sản xuất rượu tại Hà Giang, trong đó

các loài nấm mốc Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Mucor sp. và nấm men

Saccharomyces cerevisiae đã được xác định (Phạm Anh Tuấn và cs., 2017).

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bánh men trong dự án cấp nhà

nước KC.06.DA20/06-10, các vi sinh vật được sử dụng bao gồm Aspergillus niger và

Saccharomyces cerevisiae (Phạm Văn Thiêm, 2010).

Hệ vi sinh vật trong bánh men Mai Hạ được phân lập và định tên dựa trên việc

mô tả các đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình thái khuẩn ty và bào tử. Kết quả cho thấy: Các

vi sinh vật trong bánh men khá đa dạng với ba nhóm chính đó là nấm mốc (Rhizopus, Mucor

và A. oryzae), nấm men (S. cerevisiae) và giả nấm men (Saccharomycopsis). Điều này cũng

phù hợp với công bố của các tác giả Lương Đức Phẩm (2009), Anthony C. Lee và Yusaku

Fujio (1997) hệ vi sinh vật trong bánh men Việt Nam chủ yếu thuộc các chi Rhizopus;

Mucor; Saccharomycopsis, Aspergillus và Saccharomyces cerevisiae, (Nguyễn Thuý

Hường, 2011).

Ở nước ta, rượu là đồ uống có cồn phổ biến, là sản phẩm mang đậm nét văn hóa.

Hiện nay, quá trình đổi mới và phát triển nền kinh tế đã giúp cho đời sống nhân dân ngày

càng được nâng cao. Sử dụng rượu, bia và các loại đồ uống có cồn khác trong sinh hoạt

hàng ngày, trong những dịp lễ, hội, trong quan hệ công việc... có tính truyền thống. Công

nghệ sản xuất rượu ngày càng phát triển và có nhiều phương pháp sản xuất đa dạng các

sản phẩm, trong đó phương pháp lên men rượu truyền thống bằng bánh men vẫn đang

được dân gian sử dụng nhiều.

49

Rượu truyền thống mang đặc trưng riêng về văn hóa của từng vùng miền và có

sức hấp dẫn đối với người tiêu dùng. Tuy nhiên hiệu suất lên men, chất lượng rượu ở

nhiều địa phương còn chưa ổn định đặc biệt là các chỉ tiêu về hóa lý và an toàn thực

phẩm. Một trong những nguyên nhân quan trọng của sự không ổn định đó chính là điều

kiện sản xuất và chủng vi sinh vật sử dụng. Việc sử dụng nguồn vi sinh vật thuần chủng

và có hoạt tính cao trong quá trình lên men sẽ đem lại chất lượng, hương vị của rượu

(Nguyễn Đức Lượng, 2003; Karuwanna P., 2002; Hoàng Vĩ Tài, 2006).

4.2. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL có

hoạt tính beta glucanase hỗ trợ thủy phân thành tế bào nội nhũ trong gạo nếp

Các thí nghiệm được lặp lại 03 lần. Kết quả nghiên cứu các thí nghiệm có bổ sung

chế phẩm enzyme SEBflo-TL, mô tả trong mục 3.3.1 được trình bày trong bảng 4.7.

Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn

STT Mẫu thí

nghiệm

Tỉ lệ chế phẩm

SEBflo-TL

(%)

Chưng cất lần 1 đến hết cồn

Nồng độ cồn

(% thể tích)

Thể tích

rượu (lít)

Cồn khan

(lít)

1 Mẫu đối chứng 0,00 40,00 + 0,15 10 4,00

2 Mẫu 1 0,03 42,00 + 0,10 10 4,20

3 Mẫu 2 0,04 43,30 + 0,12 10 4,33

4 Mẫu 3 0,05 44,00 + 0,08 10 4,40

5 Mẫu 4 0,06 44,20 + 0,12 10 4,42

50

Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đến sản lượng cồn

Enzyme beta glucanase thường được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia để hỗ

trợ thủy phân thành phần beta-glucan có trong thành tế bào nội nhũ, làm giảm độ nhớt

của quá trình lọc và nâng cao hiệu suất thu hồi của chất chiết. Chế phẩm SEBflo-TL

được bổ sung để hỗ trợ quá trình thủy phân beta-glucan thành các loại đường có khả

năng lên men. Có thể giả thuyết rằng việc ứng dụng chế phẩm SEBflo-TL không những

xúc tác sự thủy phân của beta glucan, mà còn giải phóng các thành phần hữu cơ cao

phân tử tồn tại dưới dạng các phức chất để nâng cao hiệu suất thủy phân các thành phần

của gạo nếp.

Thể tích rượu trong các thí nghiệm đã tiến hành được bổ sung với nước tinh khiết

đến thể tích 10 lít và nồng độ cồn được xác định bằng phương pháp đo tỷ trọng của rượu

bằng bình tỷ trọng kế 50 ml.

Tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBflo-TL dao động trong khoảng 0,03 – 0,06% so với

chất khô của gạo trong các thí nghiệm, khi bổ sung 0,03% SEBflo-TL, nồng độ cồn thu

được trong mẫu thí nghiệm tăng lên đáng kể, đạt 42,0% so với 40,0% trong mẫu đối

chứng không sử dụng enzyme.

40

42

43.3

4444.2

Nồ

ng

độ

cồ

n (

%v/

v)

0 0,03 0,04 0,05 0,06 Tỷ lệ enzyme (%)

51

Tỷ lệ chế phẩm enzyme SEBflo-TL bổ sung tăng từ 0,04% đến 0,06% dẫn đến

sự tăng của nồng độ cồn thành phẩm, tuy nhiên khi tăng tỷ lệ enzyme từ 0,05% đến

0,06% hiệu quả về nồng độ cồn tăng không đáng kể.

Căn cứ trên các kết quả đạt được, tỷ lệ enzyme SEBflo-TL được lựa chọn là

0,05% để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.

4.3. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế phẩm enzyme SEBrew-GL

có hoạt tính glucoamylase hỗ trợ thủy phân tinh bột trong gạo nếp

Các thí nghiệm tiếp theo được thực hiện với 0,05% chế phẩm enzyme SEBflo-

TL và bổ sung các tỷ lệ khác nhau của chế phẩm SEBrew-GL. Quy trình các bước thực

hiện được mô tả trong mục 3.3.1 và trên thực tế diễn ra tương tự như các thí nghiệm đã

tiến hành với sự khác biệt của chế phẩm enzyme bổ sung.

Kết quả phân tích hàm lượng cồn thu được từ các mẫu thí nghiệm được trình bày

trong bảng 4.8.

Bảng 4.8. Sự biến thiên của nồng độ cồn khi ứng dụng SEBrew-GL

STT Mẫu

Tỉ lệ chế phẩm

SEBrew-GL

(%)

Chưng cất lần 1 đến hết cồn

Nồng độ cồn

(% thể tích)

Thể tích

rượu (lít)

Cồn khan

(lít)

1 Mẫu đối chứng 0,00 44,00 + 0,10 10 4,40

2 Mẫu 1 0,06 45,30 + 0,12 10 4,53

3 Mẫu 2 0,08 46,00 + 0,08 10 4,60

4 Mẫu 3 0,10 46,10 + 0,15 10 4,61

5 Mẫu 4 0,12 46,20 + 0,10 10 4,62

52

Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBrew-GL đến sản lượng cồn

Enzym glucoamylase xúc tác phản ứng thủy phân tinh bột và tạo thành một lượng

lớn các loại đường có khả năng lên men như glucose, maltose từ đầu không khử của

chuỗi polysaccharide. Chế phẩm SEBrew-GL được bổ sung để hỗ trợ quá trình thủy

phân tinh bột thành các loại đường có khả năng lên men.

Khi bổ sung 0,06% chế phẩm enzyme SEBrew-GL, nồng độ cồn thu được trong

mẫu thí nghiệm tăng lên đáng kể, đạt 45,3% so với 44,0% trong mẫu đối chứng không

sử dụng enzyme SEBrew-GL. Nồng độ chế phẩm enzyme SEBrew-GL bổ sung tăng từ

0,06% đến 0,12% dẫn đến sự tăng của nồng độ cồn thành phẩm, tuy nhiên khi tăng tỷ

lệ enzyme từ 0,08% đến 0,12% hiệu quả về nồng độ cồn tăng không đáng kể.

Căn cứ trên kết quả của các thí nghiệm đã tiến hành, tỷ lệ chế phẩm SEBrew-GL

được lựa chọn là 0,08%, kết hợp sử dụng với 0,05% SEBflo-TL.

4.4. Đánh giá, khảo sát các phương pháp chưng cất thu dịch cất - rượu giữa

Kỹ thuật chưng cất phân đoạn để loại bỏ một số thành phần không mong muốn

cho chất lượng dịch cất đã được phổ biến rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới. Một

trong những tính mới của đề tài này có thể được nhận thấy đó là nghiên cứu trên vật liệu

44

45.3

4646.1

46.2

Nồ

ng

độ

cồ

n (

% v

/v)

0 0,06 0,08 0,10 0,12Tỷ lệ enzyme (%)

53

gạo nếp Nam Định. Thực hiện các thí nghiệm theo mô tả tại mục 3.3.1 nhằm loại bỏ

rượu đầu, rượu cuối, thu rượu giữa và nâng cao nồng độ cồn đến nồng độ phù hợp cho

công đoạn tàng trữ với vật liệu gỗ sồi, dịch giấm chín được chưng cất lần một đến khi

thu hồi hết cồn. Sau đó tiến hành chưng cất lần hai để thu rượu giữa theo các bước đã

được mô tả trong mục 3.3.1.

Phân tích các hợp chất bay hơi bằng sắc ký khí GC/FID và sắc ký khí khối phổ

GC/MS theo mô tả tại mục 3.3.2, kết quả phân tích thành phần của dịch cất được thể

hiện trong bảng 4.9:

Bảng 4.9. Thành phần của rượu chưng cất lần một, rượu đầu và rượu giữa quy về cồn

khan tuyệt đối

STT Chỉ tiêu Đơn vị

Phương

pháp

phân

tích

Rượu

chưng

cất lần

một

Rượu

đầu

3%

Rượu

đầu

5%

Rượu

giữa

3%

Rượu

giữa

5%

1 Acetadehydes mg/L GC 105,593 843,957 712,776 91,800 83,925

2 Methanol mg/L GC 81,683 215,842 194,814 54,360 51,917

3 n-Propanol mg/L GC 462,963 415,123 438,992 484,267 569,798

4 Ethyl acetate mg/L GC 174,734 284,156 277,045 104,955 102,950

5 Iso-butanol mg/L GC 562,441 525,850 532,225 588,916 681,725

6

3-methyl

butanol mg/L GC 806,906 724,747 786,430 866,335 954,309

7

2-methyl

butanol mg/L GC 207,542 203,526 204,969 224,023 245,091

8 Isoamyl acetate mg/L GC 6,967 4,623 4,617 7,123 8,728

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 2,974 1,160 1,737 3,266 5,842

10 Ethyl octanoate mg/L GC 1,933 0,570 1,697 2,206 2,428

11

Phenethyl

alcohol mg/L GC 2,538 1,557 1,815 2,855 5,356

12

Phenethyl

acetate mg/L GC 0,396 0,371 0,381 0,406 0,558

54

STT Chỉ tiêu Đơn vị

Phương

pháp

phân

tích

Rượu

chưng

cất lần

một

Rượu

đầu

3%

Rượu

đầu

5%

Rượu

giữa

3%

Rượu

giữa

5%

13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,328 1,540 3,206 3,456 3,961

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 2,293 0,205 0,285 0,413 0,437

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,518 0,099 0,495 0,750 0,980

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,187 0,090 0,183 0,310 0,509

17

Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,472 0,297 0,305 0,472 0,558

18

Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 0,631 0,261 0,470 1,005 1,314

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 0,745 0,532 0,642 1,573 2,336

Kết quả bảng 4.9 cho thấy hàm lượng các chất như methanol, aldehyde giảm đáng

kể theo thời gian chưng cất. Các chất này do có điểm sôi thấp hơn điểm sôi của ethanol

nên bốc hơi ra ngay ở giai đoạn đầu (điểm sôi của acetaldehyde là 20,20C; ethyl acetate

là 77,10C; methanol là 64,70C và ethanol là 78,370C).

Từ kết quả phân tích thành phần các hợp chất bay hơi trong các mẫu rượu tại bảng

4.9 cho thấy, mẫu rượu thô chưng cất một lần từ dịch hèm sau lên men có hàm lượng

acetaldehyde là 105,593 mg/l, cao hơn so với so với quy định 50,0 mg/l của tiêu chuẩn

rượu trắng (QCVN 7043-2002).

Nhằm nâng cao chất lượng rượu cho các nghiên cứu của đề tài cũng như tạo ra

được sản phẩm an toàn, phù hợp với tiêu chuẩn rượu trắng, đề tài đã tiến hành thử

nghiệm tinh chế lại rượu sản phẩm rượu thô để nâng cao nồng độ cồn, loại bỏ bớt một

số thành phần gây độc như methanol, acetaldehyde, đồng thời giữ được một số hương

thơm đặc trưng của gạo nếp trong sản phẩm.

4.5. Đánh giá, khảo sát sự biến đổi thành phần hóa học của sản phẩm rượu nếp

trong quá trình ngâm ủ, tàng trữ với vật liệu gỗ sồi.

4.5.1. Sự biến đổi thành phần hoá học của rượu trong quá trình tàng trữ

55

4.5.1.1. Mẫu rượu đối chứng trong chum sành

Một số nhà sản xuất rượu nếp truyền thống tại Nam Định đã thực hiện việc chưng

cất phân đoạn và tàng trữ dài ngày trước khi bán cho người tiêu dùng.

Tại mẫu đối chứng, rượu nếp truyền thống Nam Định được chưng cất phân đoạn

(tách 3% rượu đầu và tách rượu cuối, thu rượu giữa), sau đó đem ủ rượu giữa trong

chum sành (không bổ sung phoi gỗ sồi) để nâng cao chất lượng. Mẫu đối chứng được

dùng để so sánh với các mẫu thí nghiệm tàng trữ trong thùng gỗ sồi theo kế hoạch mô

tả tại 3.3.1.

Rượu giữa thu được của công đoạn chưng cất lần 2 được điều chỉnh nồng độ cồn

về 54 + 0,10% v/v với nước tinh khiết (cũng như trong các thí nghiệm tiếp theo với phoi

gỗ sồi trong các thùng gỗ sồi) và đem đi tàng trữ trong chum sành (xem hình .

Kết quả phân tích thành phần các hợp chất bay hơi (quy về 100% cồn) trong các

mẫu thí nghiệm tàng trữ rượu trong chum sành sau 30 ngày, 60 ngày và 90 ngày được

trình bày trang bảng 4.10.

Bảng 4.10. Thành phần hóa học của rượu tàng trữ trong chum sành (quy về cồn

khan tuyệt đối).

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

phân tích

Thời gian tàng trữ

30

ngày 60 ngày 90 ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 105,039 111,241 112,426

2 Methanol mg/L GC 52,619 51,317 43,219

3 n-Propanol mg/L GC 429,335 417,454 418,967

4 Ethyl acetate mg/L GC 170,710 174,220 176,554

5 Iso-butanol mg/L GC 577,500 575,513 545,909

6 3-methyl

butanol mg/L GC 861,743 835,535 830,150

7 2-methyl

butanol mg/L GC 217,261 205,878 193,344

56

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

phân tích

Thời gian tàng trữ

30

ngày 60 ngày 90 ngày

8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,459 11,381 11,204

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,422 4,289 4,776

10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,570 2,806 2,859

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 2,665 2,583 2,500

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 0,574 0,698 0,885

13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,731 4,122 4,819

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,469 0,508 0,572

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,805 0,880 0,965

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,355 0,403 0,480

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,517 0,647 0,781

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 1,471 1,841 2,071

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 1,723 2,153 2,253

Trong quá trình tàng trữ rượu xẩy ra các biến đổi vật lý, hoá – lý, hoá học của vật

chất. Các axit béo bay hơi tác dụng với rượu tạo thành những este dễ bay hơi, trung bình

và khó bay hơi. Không những hàm lượng este tổng số có ảnh hưởng đến chất lượng của

rượu trong quá trình ủ, mà bản chất của các este cũng có vai trò quan trọng hình thành

nên hương vị sản phẩm.

4.5.1.2. Mẫu rượu đối chứng trong thùng gỗ sồi

Ứng dụng công nghệ sản xuất whisky, rượu giữa thu được sau khi loại bỏ 3%

rượu đầu được đưa đi ủ trong thùng gỗ sồi (không bổ sung phoi gỗ sồi). Kết quả phân

tích bằng phương pháp sắc ký các mẫu thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.11.

57

Bảng 4.11. Thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu, tàng trữ trong

thùng gỗ sồi không bổ sung phoi gỗ sồi

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30

ngày

60

ngày

90

ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 93,142 100,537 103,778

2 Methanol mg/L GC 51,511 50,537 48,444

3 n-Propanol mg/L GC 463,33 460,96 454,37

4 Ethyl acetate mg/L GC 127,87 132,19 134,56

5 Iso-butanol mg/L GC 537,65 530,87 527,31

6 3-methyl

butanol mg/L GC 847,94 841,5 839,19

7 2-methyl

butanol mg/L GC 220,8 214,31 213,96

8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,81 12,37 13,33

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,72 4,79 5,181

10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,451 2,663 3,011

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 1,983 1,757 1,496

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 0,585 0,596 0,679

13 Ethyl decanoate mg/L GC 3,966 4,103 4,274

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,505 0,537 0,644

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,929 1,251 1,318

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,683 0,879 0,966

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,663 0,751 0,925

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 1,218 2,263 2,260

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,061 2,357 2,388

Trong quá trình tàng trữ, các quá trình oxy hoá và biến đổi hoá học dẫn đến sự

tăng của Acetaldehydes, Ethyl acetate, Methyl isovalerate và Ethyl butyrate. Sau khi

58

ngâm với gỗ sồi, các hợp chất tạo hương có trong gỗ được trích ly khiến hàm lượng

esters trong rượu tăng lên đáng kể; hàm lượng aldehyte cũng tăng lên một chút

(Маринов, 2005).

4.5.1.3. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi

Để nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,

Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 3% rượu đầu, ủ trong

thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được

trình bày trong bảng 4.12.

Bảng 4.12. Thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu, tàng trữ trong

thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30 ngày 60 ngày 90

ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 100,614 113,489 123,854

2 Methanol mg/L GC 48,146 46,581 45,278

3 n-Propanol mg/L GC 465,550 463,98 458,28

4 Ethyl acetate mg/L GC 185,394 190,82 244,05

5 Iso-butanol mg/L GC 543,631 540,64 539,83

6 3-methyl

butanol mg/L GC 835,355 809,32 807,3

7 2-methyl

butanol mg/L GC 216,325 209,21 206,78

8 Isoamyl acetate mg/L GC 9,4259 14,933 15,192

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 3,638 4,431 5,379

10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,451 2,687 2,823

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 2,822 2,820 2,764

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 0,579 0,596 0,679

13 Ethyl decanoate mg/L GC 4,079 4,338 4,833

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,668 0,786 0,958

59

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30 ngày 60 ngày 90

ngày

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,900 0,922 1,154

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,331 0,347 0,622

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,556 0,653 0,930

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 1,334 2,336 2,525

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 1,702 2,758 2,954

Các đặc điểm cấu trúc của cây sồi khiến nó trở thành lý tưởng nhất cho bảo

quản rượu. Gỗ sồi bao gồm cellulose (38-52%), hemicellulose (25-30%), lignin (22-

25%) và tannin (5-10%). Mô gỗ bao gồm các thành tế bào và gian bào. Thành tế bào

gồm có các phân tử cellulose, hemicellulose và lignin, trong khi khu vực gian bào bao

gồm chủ yếu là lignin. Trong gỗ, ngoài các phần chính là polyme thì các thành phần có

khối lượng phân tử thấp chiếm một khối lượng nhỏ. Gỗ sồi chứa nhiều thành phần dễ

bay hơi, đã phát hiện được khoảng 100 cấu tử hương trong gỗ sồi bằng phương pháp

sắc ký khí. Các cấu tử có lợi trong quá trình tạo thành Whisky là các axit hữu cơ, lactone,

norisoprenoid và các hợp chất phenol dễ bay hơi. Đa số các chất thơm có mùi đặc trưng

riêng. Mùi của chúng do những nhóm nguyên tử đặc biệt mang mùi quyết định, Nguyễn

Xuân Bách (2016).

Trong quá trình tàng trữ, các quá trình oxy hoá và biến đổi hoá học dẫn đến sự

giảm của Phenethyl alcohol, 2-methyl butanol và n-Propanol.

4.5.1.4. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi

Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,

Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 3% rượu đầu, ủ trong

thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được

trình bày trong bảng 4.13.

60

Bảng 4.13. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 3% rượu đầu tàng trữ

trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi.

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30

ngày 60 ngày 90 ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 104,311 116,279 127,072

2 Methanol mg/L GC 49,635 49,111 46,031

3 n-Propanol mg/L GC 444,174 415,692 413,540

4 Ethyl acetate mg/L GC 135,727 136,003 139,435

5 Iso-butanol mg/L GC 543,987 519,807 513,462

6 3-methyl

butanol mg/L GC 854,651 843,324 841,468

7 2-methyl

butanol mg/L GC 216,118 215,442 215,414

8 Isoamyl acetate mg/L GC 11,907 14,916 17,603

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 4,503 4,574 5,281

10 Ethyl octanoate mg/L GC 3,272 3,285 4,332

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 2,770 2,109 1,807

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 0,487 0,692 0,998

13 Ethyl decanoate mg/L GC 1,618 3,618 2,561

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,436 0,588 0,608

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 0,962 1,321 1,592

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 0,445 0,528 0,615

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,479 0,759 0,764

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 1,365 1,759 2,553

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,055 2,219 2,457

Vanillin là sản phẩm của sự phân huỷ chất gỗ (lignin) trong gỗ sồi. Các hợp chất

này đóng vai trò chính tạo thêm hương vanilla cho rượu. Tannin và một số hợp chất

61

polyphenol khác giúp mang lại màu sắc và độ chát cho rượu nhưng quan trọng hơn chính

là chúng có khả năng làm cân bằng các phản ứng oxy hóa/khử trong rượu, bảo vệ rượu

khỏi các phản ứng oxy hóa/khử có hại gây hỏng rượu (Nguyễn Xuân Bách, 2016).

4.5.1.5. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi

Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,

Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 5% rượu đầu, ủ trong

thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được

trình bày trong bảng 4.14.

Bảng 4.14. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu, tàng trữ

trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30 ngày 60 ngày 90

ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 113,278 122,456 154,557

2 Methanol mg/L GC 45,704 38,707 37,537

3 n-Propanol mg/L GC 483,057 428,659 419,639

4 Ethyl acetate mg/L GC 129,587 138,715 140,289

5 Iso-butanol mg/L GC 532,785 520,511 510,107

6 3-methyl

butanol mg/L GC 922,391 896,415 818,744

7 2-methyl

butanol mg/L GC 232,367 229,630 224,385

8 Isoamyl acetate mg/L GC 12,365 14,035 23,852

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 6,661 7,391 9,319

10 Ethyl octanoate mg/L GC 3,607 5,030 6,000

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 4,646 4,583 4,044

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 0,683 0,883 0,915

13 Ethyl decanoate mg/L GC 4,785 6,067 8,341

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 1,127 1,155 1,159

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 2,364 2,384 2,392

62

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp

PT

30 ngày 60 ngày 90

ngày

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 1,140 1,116 2,096

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,972 1,265 2,248

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 2,294 3,274 4,238

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 2,553 3,563 3,572

Các biến đổi về thành phần hoá học trong thời gian tàng trữ dao động trong phạm

vi cho phép. Nguyên nhân có thể được giả thuyết là do quy mô đủ lớn của thí nghiệm

trong các thùng gỗ sồi và có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định chất lượng của sản phẩm

trong điều kiện thời gian tàng trữ kéo dài.

4.5.1.6. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi

Nghiên cứu ảnh hưởng của phoi gỗ sồi đến quá trình ủ và chất lượng sản phẩm,

Các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với rượu giữa đã loại bỏ 5% rượu đầu, ủ trong

thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi. Kết quả phân tích các mẫu thí nghiệm được

trình bày trong bảng 4.15.

Bảng 4.15. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu tách 5% rượu đầu, tàng trữ

trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp PT

30

ngày

60

ngày

90

ngày

1 Acetadehydes mg/L GC 118,115 125,522 125,574

2 Methanol mg/L GC 46,315 44,033 40,544

3 n-Propanol mg/L GC 458,765 418,261 413,394

4 Ethyl acetate mg/L GC 124,219 129,415 138,959

5 Iso-butanol mg/L GC 581,194 539,248 521,156

6 3-methyl

butanol mg/L GC 865,563 853,443 800,980

7 2-methyl

butanol mg/L GC 215,219 209,535 200,157

63

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Phương

pháp PT

30

ngày

60

ngày

90

ngày

8 Isoamyl acetate mg/L GC 10,972 11,120 13,559

9 Ethyl hexanoate mg/L GC 8,046 8,533 11,481

10 Ethyl octanoate mg/L GC 2,800 2,902 4,100

11 Phenethyl

alcohol mg/L GC 7,174 7,648 9,559

12 Phenethyl

acetate mg/L GC 1,381 1,391 2,381

13 Ethyl decanoate mg/L GC 5,046 5,265 7,044

14 Isovaleraldehyde mg/L GC/MS 0,607 0,655 1,130

15 Ethyl propionate mg/L GC/MS 1,378 1,385 2,318

16 Propyl acetate mg/L GC/MS 1,000 1,072 1,119

17 Ethyl

isobutyrate mg/L GC/MS 0,660 0,843 1,305

18 Methyl

isovalerate mg/L GC/MS 2,000 2,261 3,273

19 Ethyl butyrate mg/L GC/MS 4,000 4,430 5,520

Bên cạnh các biến đổi về thành phần hoá học quan sát thấy sự thay đổi đáng kể

về cường độ màu và hương vị của sản phẩm trong thời gian tàng trữ, nguyên nhân có

thể được cho là tỷ lệ phoi gỗ sồi tăng đến 4 g/l rượu.

Với kỹ thuật chưng cất phân đoạn, thành phần hoá học của tất cả các mẫu rượu

được tàng trữ trong các thí nghiệm đều đạt yêu cầu so với TCVN 7043:2013 – Rượu

trắng chưng cất.

4.5.2. Sự biến đổi cường độ màu của các mẫu rượu thí nghiệm khi tàng trữ trong

chum sành và thùng gỗ sồi.

Rượu trước khi đem tàng trữ và ngâm ủ với vật liệu gỗ sồi có độ trong và màu khá

lý tưởng, chỉ số màu được đo bằng phương pháp EBC 9.6 tại phòng thí nghiệm của Viện

kỹ thuật, Tổng công ty cổ phần Bia Rượu- Nước giải khát Hà Nội.

64

Qua quá trình ngâm ủ, các thành phần của dịch ủ luôn có sự biến đổi theo thời

gian, đặc biệt về hương vị và màu sắc. Kết quả của sự biến đổi cường độ màu (đo ở

bước sóng 430 nm, EBC) trong các mẫu thí nghiệm được trình bày ở bảng 4.16.

Bảng 4.16. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ

STT

Thời

gian

ngâm ủ

Đơn

vị

tính

Mẫu

đối

chứng

(chum

sành)

Mẫu

không

phoi

(thùng

gỗ sồi)

Mẫu 2

g/l

phoi,

tách

3% cồn

đầu

Mẫu

2g/l

phoi,

tách

5% cồn

đầu

Mẫu

4%

phoi,

tách

3% cồn

đầu

Mẫu

4%

phoi,

tách

5% cồn

đầu

1 0 ngày EBC 0,016 0,016 0,016 0,016 0,032 0,032

2 30 ngày EBC 0,049 1,641 2,180 2,487 3,301 3,307

3 60 ngày EBC 0,130 3,712 4,192 5,109 6,358 7,090

4 90 ngày EBC 0,049 4,396 4,640 5,612 7,033 7,807

Hình 4.5. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong thời gian tàng trữ

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

Mẫu không phoi (thùng gỗ sồi)

Mẫu 2 g/l phoi, tách 3% cồn đầu

Mẫu 2g/l phoi, tách 5% cồn đầu

Mẫu 4g/l phoi, tách 3% cồn đầu

Mẫu 4g/l phoi, tách 5% cồn đầu

Cư

ờn

g đ

ộ m

àu (

EBC

)

30 ngày 60 ngày 90 ngày

65

Hình 4.6. Màu của rượu trước khi tàng trữ.

Cường độ màu của rượu trước khi tàng trữ dao động trong khoảng 0,016 đến

0,032 không có sự sai khác đáng kể và không ảnh hưởng đến sự trích ly các vật chất hoà

tan từ thùng gỗ sồi và phoi gỗ sồi.

Hình 4.7. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 30 ngày tàng trữ.

Sau thời gian 30 ngày tàng trữ và ngâm ủ trong thùng gỗ sồi và có bổ sung phoi

gỗ sồi với các tỷ lệ khác nhau trong ở các mẫu, sự thay đổi cường độ màu diễn ra khá

rõ so với mẫu đối chứng (hình 4.7). Màu của các mẫu được ngâm trong thùng gỗ sồi với

các tỷ lệ phoi khác nhau cũng cho thấy sự khác biệt, mẫu không bổ sung phoi có giá trị

1,641 EBC, còn mẫu tách 5% rượu đầu và bổ sung 4g/lít phoi gỗ sồi là 3,307 EBC.

66

Tiếp tục kéo dài thời gian tàng trữ, ngâm ủ của các mẫu thí nghiệm trên đến 60

ngày, giá trị về cường độ màu cũng thay đổi tương đối tỷ lệ thuận như thời gian ngâm

ủ sau 30 ngày. Ở bảng 4.16 cho thấy giá trị cường độ màu chênh lệch giữa thời gian

ngâm 30 ngày và 60 ngày. Tại các mẫu tách 5% rượu đầu và bổ sung 4g/lít phoi gỗ sồi,

cường độ màu tăng từ 3,307 đến 7,090 EBC.

Hình 4.8. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 60 ngày ngâm ủ.

Sau thời gian ngâm ủ, tàng trữ 90 ngày, có thể thấy sự thay đổi màu sắc diễn ra

rõ rệt ở các mẫu, giá trị cường độ màu có bước nhảy lớn và sự chênh lệch cường độ màu

ở mẫu không bổ sung và có bổ sung phoi gỗ sồi theo các tỷ lệ khác nhau đã có sự khác

biệt đáng kể (hình 4.9 và bảng 4.16).

Hình 4.9. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 90 ngày ngâm ủ.

Như vậy có thể kết luận rằng, ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm ủ rượu nếp

truyền thống được chưng cất phân đoạn như các mẫu thí nghiệm với vật liệu gỗ sồi thì

67

cường độ màu tăng dần theo thời gian. Tuy nhiên, ở mức độ nghiên cứu của đề tài với

điều kiện thời gian có hạn nên chưa nghiên cứu được điểm bão hòa của màu giữa dịch

ủ và vật liệu gỗ sồi củ các mẫu thí nghiệm trên.

4.5.3. Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm

Nồng độ cồn trong rượu thành phẩm được đưa về 45% v/v với nước tinh khiết

trước khi được đánh giá cảm quan.

Rượu được đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp cho điểm theo

TCVN 3217-79. Phương pháp này được sử dụng để đánh giá tổng quát mức chất lượng

của sản phẩm so với tiêu chuẩn hoặc so với một sản phẩm cùng loại trên tất cả các chỉ

tiêu cảm quan. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu thí nghiệm được trình bày trong

bảng 4.17.

Bảng 4.17. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu thí nghiệm

STT Mẫu Độ trong và

màu sắc

Mùi Vị Điểm Xếp loại

1 Chum sành 3,5 3,6 3,5 14,12 Trung bình

2 3% + 0 g/l 3,7 3,6 3,7 14,68 Trung bình

3 3% + 2 g/l 3,8 3,8 3,9 15,40 Khá

4 3% + 4 g/l 4,0 3,9 4,1 16,08 Khá

5 5% + 2 g/l 3,8 4,0 3,8 15,44 Khá

6 5% + 4/ g/l 4,1 4,0 3,9 15,88 Khá

Kết quả phân tích về các giá trị cảm quan của rượu thành phẩm cho thấy, nhờ quá

trình thẩm thấu oxy qua thành thùng gỗ sồi, các mẫu thí nghiệm có chất lượng tốt hơn

so với mầu tàng trữ trong chum sành. Mẫu thí nghiệm bổ sung 4 g/l phoi gỗ sồi vào

rượu giữa đã tách loại 3% rượu đầu cho kết quả tốt nhất, điểm cảm quan đạt 16,08 ở

mức thấp. Sản phẩm này có thể tiếp tục duy trì thời gian tàng trữ để nâng cao chất lượng.

4.6. Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung

chế phẩm enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm

68

4.6.1. Quy trình công nghệ sản xuất rượu nếp truyền thống có bổ sung chế phẩm

enzyme và nâng cao chất lượng sản phẩm (hình 4.10)

Tàng trữ

Xử lý

Nấu, ủ cơm trong 180 phút

Lên men ẩm, thời gian 6 ngày, nhiệt độ 300C

Làm nguội 30 - 350C trên khay inox

Lên men lỏng, thời gian 10 ngày, nhiệt độ 300C

Trộn men, 3% (300/10kg gạo),Enzyme (%)

Nước sạch

Bột men 3%,

Enzyme (%)

Ngâm trong 8-10 giờ

Gạo nếp DT21

10kg

Nước sạch 40-450C

Rửa gạo, loại bỏ bột cám,

tạp chất..

Chưng cất lần1

Chưng cất lần 2

Nước mềm ,

1lit/1kg gạo

Rượu đầu

3%,5%

Sản phẩm

Nước tinh khiết,

1,5 lit/1kg gạo

Rượu

cuối

Bã

rượu

Nước

gạo

Hình 4.10. Sơ đồ quy trình công nghệ

69

4.6.2. Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: Mỗi mẫu sử dụng 10 kg gạo nếp DT21 , sử dụng men rượu Hải Hậu.

Nguyên liệu được xử lý theo các bước như sau:

Bước 1. Ngâm gạo: Gạo nếp được ngâm trong nước ấm, sạch có nhiệt độ 40-450C,

trong thời gian 8-10h để cho gạo trương nở tạo điều kiện cho quá trình nấu cơm được

tốt hơn.

Bước 2. Rửa gạo: (đãi gạo, vo gạo) là quá trình loại bỏ tạp chất, bột, cám gạo bằng

nước sạch, để ráo nước trước khi nấu cơm rượu.

Bước 3. Nấu, ủ cơm rượu:. Dùng 10 lít nước mềm đưa vào nồi gang có thể tích vừa

đủ (30 lít), đun sôi sau đó cho gạo đã làm sạch vào nấu, khuấy đảo đến cạn nước thì ủ

trên bếp nhỏ lửa. Để sau 2-3h cho cơm chín nhừ thì đem đi làm nguội cơm.

Bước 4. Làm nguội cơm: Cơm sau khi nấu xong đem trải đều ra khay Inox, chiều

dày lớp cơm khoảng 3 – 4 cm, để nguội vào mùa hè hoặc sờ thấy ấm tay vào mùa đông

(khoảng 30-35oC) thì tiến hành bổ sung enzyme và trộn men.

Bước 6. Bổ sung chế phẩm enzyme: Các loại chế phẩm enzyme đã được lựa chọn

và xác định tỷ lệ được pha loãng và phun đều lên bề mặt lớp cơm.

Bước 7. Trộn men: Bánh men thuốc bắc của xã Hải Phú – huyện Hải Hậu – tỉnh

Nam Định được nghiền mịn và cân theo tỉ lệ 3% (so với số kg nguyên liệu gạo nếp) đem

rắc đều lên bề mặt cơm đã được làm nguội. Sau đó đảo trộn để bột men phân tán đều

trong khối cơm. Đưa hỗn hợp cơm đã trộn men vào thùng lên men, đậy lên bề mặt cơm

một lớp nilong hoặc lá chuối để giữ ẩm, tạo điều kiện phù hợp cho quá trình lên men

ẩm.

Bước 8. Lên men ẩm:Lên men ẩm là giai đoạn nấm mốc sinh trưởng và phát triển

trên các cơ chất và tổng hợp nên các enzyme thủy phân tinh bột cũng như một số enzyme

khác để tạo thành đường và các thành phần dinh dưỡng cho nấm men. Sau khi đã đưa

hỗn hợp cơm có enzyme và men rượu vào thùng, đậy nắp thùng nhưng không quá kín

để cung cấp một lượng oxy phù hợp cho nấm mốc và nấm men phát triển. Thời gian lên

men ẩm được xác định là 6 ngày là tốt nhất.

70

Bước 9. Lên men lỏng:Trong giai đoạn lên men lỏng diễn ra mạnh mẽ quá trình lên

men cồn từ các loại đường có khả năng lên men nhờ một lượng sinh khối nấm men đủ

lớn đã tạo thành trong quá trình lên men ẩm. Kết thúc quá trình lên men ẩm, tiến hành

bổ sung 15 lít nước tinh khiết vào thùng lên men để thực hiện công đoạn lên men lỏng,

quan sát thấy bã hèm nhanh chóng nổi lên trên bề mặt là minh chứng cho quá trình lên

men ẩm đã được thực hiện với hiệu quả tốt. Lượng nước bổ sung này tạo môi trường

lỏng cho nấm men thực hiện quá trình lên men cồn. Thời gian lên men lỏng diễn ra từ

7-10 ngày tùy theo mùa và thời tiết của môi trường. Khi quan sát thấy toàn bộ lượng bã

hèm lắng hết xuống đáy thùng thì kết thúc quá trình lên men lỏng và hỗn hợp dịch hèm

được đem đi chưng cất.

Bước 10. Chưng cất lần 1: Sau quá trình lên men lỏng dịch giấm chín được đưa vào

nồi chưng có dung tích 50 lít, bổ sung thêm 10 lít nước tinh khiết để tráng rửa thùng

lên men và pha loãng dịch giấm tạo điều kiện cho việc tách riêng các cấu tử trong hỗn

hợp. Quá trình gia nhiệt được thực hiện trên bếp than và trao đổi nhiệt bằng nước lạnh.

Để ngưng tụ rượu trong quá trình chưng phải điều chỉnh cường độ lửa và nhiệt độ của

nước trao đổi nhiệt. Quá trình chưng cất kết thúc khi thu hồi hết cồn trong dịch giấm

trong nồi cất.

Bước 11. Chưng cất lần 2: Nhằm nâng cao nồng độ cồn và loại bỏ những thành phần

không muốn cho sức khoẻ người tiêu dùng như methanol, aldehyde, … tổng lượng

rượu sau khi cất lần 1 được đo thể tích, xác định nồng độ cồn thì đem chưng cất lần 2.

Khi chưng cất lần 2 cần bổ sung thêm 50% lượng nước tinh khiết để pha loãng và có

tác dụng lôi kéo các cấu tử khó bay hơi ở lại nồi chưng.

Chưng cất lần 2 được chia làm 3 giai đoạn với mục đích:

+ Giai đoạn 1: Loại bỏ 3-5% rượu đầu

+ Giai đoạn 2: Thu hồi rượu giữa

+ Giai đoạn 3: Loại bỏ furfurol và các axit hữu cơ khó bay hơi.

Sản phẩm giai đoạn 1 và giai đoạn 3 được đem đi cất lại. Sản phẩm rượu giữa thu được

từ giai đoạn 2 được đem xác định hàm lượng cồn, pha chế và ngâm ủ.

71

Bước 12: Quy trình tàng trữ rượu nếp trắng với vật liệu gỗ sồi để nâng cao chất

lượng sản phẩm

+ Dịch cất (rượu giữa) được thu nhận theo phương pháp chưng cất phân đoạn (loại bỏ

3% rượu đầu) và đưa đi tàng trữ với nồng độ cồn là 54% v/v

+ Tỷ lệ bổ sung phoi gỗ sồi được xác định là 4 gram/lít, tỷ lệ này cho các giá trị về thành

phần hóa học cũng như các giá trị cảm quan tốt nhất khi phân tích các chỉ tiêu sau 90

ngày ngâm ủ.

+ Thùng gỗ sồi được lựa chọn là loại có thể tích 30 lít phù hợp với quy mô sản xuất

rượu truyền thống.

Bước 13: Xử lý sản phẩm

Rượu thành phẩm được xử lý theo cách đưa nồng độ cồn đến 45% v/v bằng nước

tinh khiết

4.6.3. Tính kinh tế

a. Chi phí nguyên vật liệu cho một mẻ sản xuất rượu nếp truyền thống không sử

dụng enzyme.

Các loại nguyên vật liệu và nhiên liệu sử dụng cho một mẻ nấu được mua theo

giá hiện hành trên thị trường, tổng chi phí được thể hiện trên bảng 4.18.

Bảng 4.18. Chi phí cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống

STT Tên vật liệu Số lượng (kg) Đơn giá (VNĐ) Thành tiền

1 Gạo nếp 10 14.500 145.000

2 Men 0,3 30.000 10.000

3 Nước 300 12 3.600

4 Than 5 3.000 15.000

5 Điện 3(kw) 1.600 4.800

6 Cộng 178.400

7 Chi phí khác: 20% 35.680

8 Tổng chi phí 214.080

72

Theo kết quả thu được từ bảng 4.7, mẫu đối chứng ( không sử dụng chế phẩm enzyme)

thì nấu một mẻ rượu nếp truyền thống với 10 kg gạo DT21 cho ra 10 lít rượu có nồng

độ là 40% v/v. Với giá bán trên thị trường là 40.000 đồng/lít thì lợi nhuận là:

(10* 40.000) – 214.080 = 185.920 (VNĐ).

b. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có sử dụng enzyme.

Các loại nguyên vật liệu và nhiên liệu sử dụng cho một mẻ nấu được mua theo

giá hiện hành trên thị trường, tổng chi phí được thể hiện trên bảng 4.19.

Bảng 4.19. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có sử dụng enzyme.

STT Tên vật liệu Số lượng (kg) Đơn giá (VNĐ) Thành tiền

1 Gạo nếp 10 14.500 145.000

2 Men 0,3 30.000 10.000

3 Nước 300 12 3.600

4 Enzyme SEBflo-TL 0,05 500.000 2.500

5 Enzyme SEBrew- GL 0,08 250.000 2.000

6 Than 5 3.000 15.000

7 Điện 3(kw) 1.600 4.800

8 Cộng 183.650

9 Chi phí khác: 20% 36.730

10 Tổng chi phí 220.380

Căn cứ kết quả trong bảng 4.8, khi sử dụng kết hợp hai chế phẩm enzyme là

SEBflo-TL và SEBrew-GL theo tỷ lệ (0,05% : 0,08%) vào quy trình sản xuất rượu nếp

truyền thống đã cho thấy hàm lượng cồn của rượu tăng từ 40% lên 46% ở cùng thể tích

(10 lít). Vậy, hiệu suất thu hồi đã tăng được là 11,5% so với mẫu đối chứng. Việc ứng

dụng chế phẩm enzyme vào trong sản xuất rượu nếp truyền thống đã đem lại hiệu quả

cao, lợi nhuận đạt được là:

(11,5 * 40.000) – 220.380 = 239.620 (VNĐ).

73

* Chênh lệch lợi nhuận khi sử dụng chế phẩm enzyme với mẫu đối chứng là:

239.620 – 185.920 = 53.700 (VNĐ)

* Hiệu quả kinh tế của mẫu có sử dụng chế phẩm enzyme là:

(53.700/220.380) *100 = 24,37 (%).

Theo tính toán, khi sử dụng các chế phẩm enzyme, lợi nhuận tăng ở mức 24,76%

so với mẫu đối chứng, con số này chỉ mang tính chất tương đối do các chi phí khác trong

công thức tính bao gồm nhân công, ăn ca, …. chỉ được tính ở mức 20% so với chi phí

nguyên, nhiên liệu.

Ngoài doanh thu từ sản phẩm chính là rượu còn có từ nguồn bã hèm được bán

với giá 20.000 đồng/mẻ.

74

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

Kết luận:

1. Đã xác định được thành phần hóa học của các nguyên liệu gạo nếp DT21; nước

sinh hoạt, nước mềm, nước tinh khiết ứng dụng trong sản xuất rượu nếp truyền

thống của Nam Định.

2. Đã xác định được thành phần một số vi sinh vật có trong bánh men Hải Hậu sử

dụng trong sản xuất rượu nếp truyền thống. Các chủng nấm men được xác định

là Saccharomyces cerevisiae, chủng nấm mốc có trong bánh men thuộc loài

Rhizopus microsporus; chủng giả nấm men – thuộc loài Saccharomycopsis

fibuligera.

3. Đã khảo sát và xác định được tỷ lệ bổ sung chế phẩm enzyme SEBflo-TL là

0,05% và SEBrew-GL là 0,08% so với chất khô của gạo nếp. Đây là tỷ lệ các chế

phẩm bổ sung rất phù hợp, phát huy được tính đặc hiệu, thủy phân triệt để trên

cơ chất. Hiệu suất thu hồi cồn tăng khoảng 15% (hàm lượng cồn tăng từ 40% lên

46% v/v) so với phương án đối chứng không sử dụng enzyme.

4. Đã xác định được phương pháp chưng cất tách loại một phần các hợp chất bay

hơi không mong muốn cho chất lượng sản phẩm, loại bỏ 3% rượu đầu là giải

pháp phù hợp để thu rượu giữa phục vụ cho công đoạn tàng trữ. Sản phẩm rượu

trắng (rượu giữa) sau khi được chưng cất hai lần được tàng trữ để nâng cao chất

lượng sản phẩm.

5. Đã xác định được phương pháp tàng trữ rượu giữa (loại bỏ 3% rượu đầu) với 4%

phoi gỗ sồi trong thùng gỗ sồi, thời gian tàng trữ 90 ngày đem lại sản phẩm rượu

nếp có màu hổ phách, hương thơm đặc trưng của rượu nếp Nam Định. Chất lượng

sản phẩm đáp ứng TCVN 7043:2013. Điểm cảm quan của sản phẩm là 16,08 đạt

loại khá.

75

Đề nghị:

1. Làm tốt công tác tuyên truyền về ứng dụng các chế phẩm enzyme trong đời sống

nói chung và nghề sản xuất rượu truyền thống nói riêng. Việc ứng dụng enzyme

công nghiệp trong sản xuất rượu truyền thống vẫn còn là một điều mới mẻ, chưa

phổ biến. Các nhà khoa học cần có giải pháp tiếp cận để ứng dụng công nghệ

enzyme vào thực tiễn sản xuất đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân.

2. Tiếp tục kéo dài thời gian tàng trữ rượu nếp với vật liệu gỗ sồi để thu nhận sản

phẩm có chất lượng cao hơn.

3. Tìm kiếm cơ hội phát triển mở rộng quy mô để phát triển sản phẩm mới là rượu

whisky nếp cho ngành đồ uống có cồn.

76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Xuân Bách (2016), Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu whisky từ malt

đại mạch và nguyên liệu thay thế ở Việt Nam, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường

Đại học Bách Khoa Hà Nội.

2. Ngô Thị Thu Hiền (2012), Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên

liệu nếp cái hoa vàng ở Việt Nam, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa

Hà Nội.

3. Hoàng Đình Hòa (2002), Công nghệ sản xuất Malt và Bia, Nhà xuất bản Khoa

học và Kỹ thuật, Hà Nội.

4. Nguyễn Thuý Hường (2011), Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và mô

hình sản xuất rượu đặc sản Mai Hạ, Hoà Bình, Đề tài thuộc Đề án phát triển và

ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020,

Viện Công nghiệp Thực phẩm.

5. Trần Thanh Hùng, Lê Văn Chánh, Mai Văn Hào, Lê Đình Điểu, Phạm Duy Hải,

Nguyễn Thị Hồng, Lê Trọng Tình, Nguyễn Quang Hào, Phạm Văn Phước,

Dương Xuân Diêu, Phan Công Kiên (2011), Nghiên cứu công nghệ sản xuất

Rượu Brandy từ quả nho Việt Nam, Đề tài thuộc Đề án phát triển và ứng dụng

công nghệ sinh học trong lĩnh vực CNCB đến năm 2020, Viện nghiên cứu Bông

và Phát triển nông nghiệp Nha Hố - Bộ Công thương.

6. Nguyễn Công Khẩn, Hà Thị Anh Đào (2007), Bảng thành phần thực phẩm Việt

Nam, Viện Dinh Dưỡng, Nhà xuất bản Y học.

7. Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Nguyệt, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ

Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thủy Hương, Phan Thụy Huyền (2004),

Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

8. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thuỷ, Nguyễn Thanh Hằng, Lê Thị

Lan Chi (2007), Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

77

9. Lương Đức Phẩm (2009), Nấm men công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật, Hà Nội.

10. Vũ Thị Kim Phong, Nguyễn Thị Hồng Chi, Trần Thị Lan, Nguyễn Đắc Kiên,

Hoàng Liên Hương, Nguyễn Văn Cường, Lê Hoài Thanh, Hồ Việt Hưng,

Nguyễn Thị Hợi (2011), Nghiên cứu công nghệ sản xuất Rượu Brandy từ quả vải

và quả mận của Việt Nam, Đề tài thuộc Đề án phát triển và ứng dụng công nghệ

sinh học trong lĩnh vực CNCB đến năm 2020, Công ty Cổ phần Cồn rượu Hà Nội

- Bộ Công thương.

11. Phạm Văn Thiêm (2010), Hoàn thiện công nghệ, thiết bị và xây dựng dây chuyền

sản xuất rượu đặc sản truyền thống quy mô công nghiệp năng suất 3 triệu lít/năm,

dự án sản xuất thử nghiệm thuộc Chương trình KHCN cấp nhà nước KC-06.

12. Nguyễn Minh Thu (2016), Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu Whisky từ malt

đại mạch và nguyên liệu thay thế của Việt Nam, đề tài thuộc Đề án “phát triển và

ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020”.

13. Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2007), Công nghệ sản xuất và kiểm

tra cồn etylic, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

14. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7043:2013 về rượu – Rượu trắng.

15. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8007:2009 về Rượu-Chuẩn bị mẫu thử và kiểm tra

cảm quan

16. Analitica – EBC (2005), Hans Carl Getranke – Fachverlag Hans Carl, Nurnberg.

17. Anthony, C. Lee., Yusaku Fujio (1997). “Amylolytic activities of fungal isolates

from Banh Men, a fermentation starter from Vietnam”. Annual reports of IC

Biotech, Vol.20, Osaka University, Osaka, Japan, p. 155 – 163.

18. Gardes, M., & T.D. Bruns (1993). “ITS primers with enhanced specificity for

basidiomycetes - application to the identification of mycorrhizae and rusts”

Molecular Ecology, 2, 113-118.

78

19. Kimura, M. (1980), “A simple method for estimating evolutionary rate of base

substitutions through comparative studies of nucleotide sequence”. Journal

of Molecular Evolution 16: 111-120.

20. Kunze, W. (2004), Technology Brewing and Malting, 3-th editon, International

edition, VLB Berlin.

21. Kurtzman, C.P., Fell. J. (1998). Definition, classification and nomenclature of

the yeasts, The Yeasts, A Taxonomic Study.

22. Miller, G., L. (1959), “Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of

reducing sugar”, Anal. Chem, 31 (3), 426-428, DOI: 10,1021/ac60147a030.

23. Saitou N. and Nei M. (1987), “The neighbor-joining method: a new method for

reconstructing phylogenetic trees”. Molecular Biology and Evolution 4, 406-425.

24. Кабзев, Й; Ст, Манчев; Г, Владимиров (1993), Технология на пивото и

безалкохолни напитки, изд. „Земиздат”, София.

25. Маринов, М., М. (2005), Технология на високоалкохолните напитки и

спирта, Академично издателство на УХТ – Пловдив.

79

PHỤ LỤC

Phụ lục 1:

80

Phụ lục 2

81

82

Phụ lục 3