Mụụ̣c đích thí nghiệm
Khảo sát mức độ ảnh hưởng của các loại nguyên liệu khác nhau đến nồng độ dịch đường trong quá trình xử lý nguyên liệu và độ cồn của dịch giấm chín là rất quan trọng Qua đó, chúng ta có thể so sánh sự khác biệt giữa các loại nguyên liệu và rút ra kết luận về ảnh hưởng của chúng đến nồng độ dịch đường.
Cơ sở lý thuyêt
Giới thiệu về nguyên liệu
Gạo trắng là hạt gạo đã được xay để tách bỏ trấu và xác, loại bỏ lớp cám và mầm Sau khi xay xát, gạo trắng có thể được đánh bóng để trở nên sáng hơn Quá trình xát và đánh bóng làm mất đi nhiều chất dinh dưỡng trong hạt gạo, bao gồm chất béo trong cám và các vi chất như vitamin, khoáng chất Tuy nhiên, gạo trắng hạn chế được sự xâm nhập của vi sinh vật và côn trùng gây hại, do đó có thời gian bảo quản dài hơn so với gạo lứt và gạo thô.
Nguồà̀n gốc: mua ởả̉ chợạ̣ Gòà̀ Vấấ́p thàà̀nh phốấ́ Hồà̀ Chíấ́ Minh
Gạo là nguyên liệu lý tưởng để sản xuất cồn do hàm lượng tinh bột cao, mang lại năng suất sản xuất tốt.
Giáấ́ trịạ̣ dinh dưỡng trong 100g ăn được [1]
Calo (kcal) Nước Protein Lipid Carbohydrat Celluloza Tro
Ngô (bắp) là loại hạt ngũ cốc giàu chất xơ, chứa nhiều vitamin, khoáng chất và chất chống oxy hóa Bắp thường có màu vàng, nhưng một số loại còn có màu sắc khác như đỏ, cam, tím, xanh, trắng và màu đen.
Khi được nghiền thành bột, ngô tạo ra nhiều bột và ít cám hơn so với lúa mì Tuy nhiên, nó không có gluten như ở lúa mì, điều này khiến cho các thức ăn dạng nước có độ trương nở nhỏ hơn.
Sảả̉n xuấấ́t ethanol từà̀ hạạ̣t ngô yêu cầà̀u lượạ̣ng nhiên liệạ̣u hóấ́a thạạ̣ch nhiềà̀u hơn 29% so vớấ́i cáấ́c nguyên liệạ̣u kháấ́c.
Nguồà̀n gốc: mua ởả̉ chợạ̣ Gòà̀ Vấấ́p thàà̀nh phốấ́ Hồà̀ Chíấ́ Minh
Giốấ́ng như tấấ́t cảả̉ cáấ́c loạạ̣i hạạ̣t ngũũ̃ cốấ́c, ngô chủ yếấ́u bao gồà̀m cáấ́c tinh bộạ̣t vàà̀ đườà̀ng.
Tinh bộạ̣t: Làà̀ thàà̀nh phầà̀n chíấ́nh tìà̀m thấấ́y trong bắấ́p, chiếấ́m 28-80% trọng lượạ̣ng khô.
Giáấ́ trịạ̣ dinh dưỡng trong 100g ăn được [1]
Calo Nướấ́c Protein Carbohydrat Celluloza Lipid Tro
Nấm men đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất cồn Đây là một vi sinh vật đơn bào, kích thước khoảng 5-10 micromet, có hình bầu dục và sinh sản bằng hình thức nảy chồi Nấm men hấp thu dinh dưỡng thông qua con đường hấp thu chọn lọc trên bề mặt tế bào, sau đó chuyển hóa vào bên trong Nấm men sinh sôi nhanh chóng và tế bào của chúng chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, với hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào.
Nấm men có khả năng sử dụng các loại đường để lên men và hô hấp Trong quá trình lên men hiếu khí, nấm men sử dụng oxy cùng với nguồn chất là các loại đường, chất hữu cơ, aldehyde, và cồn để tạo thành nước và CO2 Ngược lại, trong quá trình lên men yếm khí, quá trình oxy hóa xảy ra không hoàn toàn, dẫn đến sự sinh ra cồn và CO2.
Mộạ̣t sốấ́ dạạ̣ng chếấ́ phẩm của men đượạ̣c sửả̉ dụạ̣ng hiệạ̣n nay:
Trong sảả̉n xuấấ́t rượạ̣u etylic, ngườà̀i ta thườà̀ng dùng chủng nấấ́m men Saccharomyces cerevisiae
Tốấ́c độạ̣ lên men nhanh chóấ́ng
Tạạ̣o độạ̣ cồà̀n cao do sửả̉ dụạ̣ng đườà̀ng hiệạ̣u quảả̉
Khảả̉ năng sốấ́ng sóấ́t cao → cóấ́ thể táấ́i sửả̉ dụạ̣ng
Cóấ́ khảả̉ năng chịạ̣u cồà̀n, áấ́p suấấ́t thẩm thấấ́u, oxi, nhiệạ̣t độạ̣ vàà̀ nồà̀ng độạ̣ CO 2 phù hợạ̣p
Chỉả̉ tiêu cảả̉m quan: nướấ́c trong suốấ́t, không màà̀u, không cóấ́ vịạ̣ lạạ̣.
+ Chấấ́t khô hòà̀a tan: < 850mg/l
Chỉả̉ tiêu vi sinh: tổả̉ng vi khuẩn hiếấ́u khíấ́: < 75 CFU/ml Đáấ́nh giáấ́ mứấ́c độạ̣ nhiễm bẩn của nướấ́c: dựa trên hai kháấ́i niệạ̣m.
+ Chuẩn sốấ́ E.coli: làà̀ thể tíấ́ch nướấ́c íấ́t nhấấ́t cho phép pháấ́t hiệạ̣n mộạ̣t vi trùng đườà̀ng ruộạ̣t.
Chỉ số E.coli là số vi trùng E.coli tối đa cho phép trong 1 lít nước, phụ thuộc vào quy định của từng nước và trình độ kỹ thuật cũng như yêu cầu của đời sống xã hội Đối với nước dùng để pha chế nước giải khát, yêu cầu tổng số vi sinh vật không quá 20 tế bào/1ml và đảm bảo đạt tiêu chuẩn (TCVN 6096:2004).
Sửả̉ dụạ̣ng nướấ́c đóấ́ng chai tinh khiếấ́t Aquafina
Nước là hợp chất hóa học của oxy và hidro, với công thức hóa học H2O Cấu trúc phân tử nước tạo nên các liên kết hidro, là cơ sở cho nhiều tính chất của nước Nước tinh khiết không dẫn điện, nhưng do tính hòa tan tốt, nước thường chứa các chất hòa tan, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch nước, cho phép dòng điện chạy qua.
Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể hiểu đơn giản là khi một oxit axit hoặc một oxit bazơ tác dụng với nước sẽ tạo ra dung dịch axit hay bazơ tương ứng.
pH 7 là điểm trung tính, khi mà nồng độ ion hydroxyd (OH-) cân bằng với nồng độ ion hydronium (H3O+) Khi phản ứng với một axit mạnh như HCl, nước sẽ phản ứng như một chất kiềm.
Vớấ́i amoniac nướấ́c lạạ̣i phảả̉n ứấ́ng như mộạ̣t axit:
Nướấ́c dùng để xửả̉ lýấ́ nguyên liệạ̣u, nấấ́u nguyên liệạ̣u, pha loãng dung dịạ̣ch vàà̀ vệạ̣ sinh thiếấ́t bịạ̣…
Enzyme α-amylase (Termamyl) được xem là enzyme quan trọng trong việc chế biến nguyên liệu nông sản Các sản phẩm nông sản có chất lượng dinh dưỡng và thành phần hóa học cao phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, loại nông sản, điều kiện canh tác, thu hoạch và vận chuyển Do đó, chất lượng sản phẩm tạo ra từ nguyên liệu sẽ bị ảnh hưởng lớn nếu nguyên liệu có chất lượng kém Trong trường hợp này, việc điều chỉnh các phản ứng enzym sẽ cần thiết để tạo ra các thành phần thiết yếu trong nguyên liệu, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm đầu ra.
Alpha-amylase được sử dụng trong sản xuất ethanol để phá vỡ tinh bột thành dextrin, maltose và một ít glucose Một loại alpha-amylase nổi bật là "Termamyl", có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus licheniformis.
Termamyl có khả năng chịu nhiệt độ cao, hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ 105°C Tại mức nhiệt này, enzyme Termamyl duy trì tính ổn định trong thời gian phản ứng đủ lâu để vượt qua giai đoạn dịch hóa của tinh bột mà không bị mất hoạt tính đáng kể.
Nhiệạ̣t độạ̣ tốấ́i ưu cua enzyme α- amylase (Termamyl) khoảả̉ng 95- 100 0 C pH cua môi trường và nhiệt độ tối ưu phụ thuộc vào nhau (nhiệt độ tăng pH tăng) [2].
Glucoamylase được các nhà khoa học Nhật Bản tách ra lần đầu tiên từ Aspergillus awamori vào năm 1996 Sau đó, enzyme này cũng được tìm thấy ở Rhizopus delemar, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae và nhiều loài vi sinh vật khác, cũng như trong mô động vật Glucoamylase từ nấm mốc là một trong những enzyme quan trọng trong quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường.
Các enzyme glucoamylase có trọng lượng phân tử dao động từ 27.000 đến 112.000 Da, tùy thuộc vào nguồn gốc của enzyme Chúng chủ yếu được tạo thành từ hai isoenzyme I và II, có sự khác biệt về khả năng thủy phân tinh bột ở trạng thái rắn và bờ độ bền của chúng.
Tiến hàà̀nh thí nghiệm
Máy móc thiết bị
3.3.1 Thiết bị nghiền búa Đặc điểm cấu tạo máy nghiền búa
Cấu tạo máy nghiền búa bao gồm một roto, trên roto có các cánh búa Các cánh búa có thể có nhiều dạng khác nhau tùy theo yêu cầu nghiền và cơ lý tính của nguyên vật liệu.
Roto quay trên một vỏ máy được làm bằng gang, có chỗ lắp lưới hoặc toàn bộ xung quanh là lưới Loại đúc bằng gang bên trong thường lắp gờ Loại bao xung quanh là lưới bên trong có gờ hoặc không.
Nguyên lý hoạt động máy nghiền búa
Nguyên liệạ̣u cầà̀n nghiềà̀n cho vàà̀o bên trong máấ́y qua của nạạ̣p liệạ̣u.
Do sự va đập của vật liệu với các cánh búa đang quay và với thành trong của máy, vật liệu sẽ biến dạng rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ hơn.
Nguyên liệu ban đầu có kích thước lớn sẽ bị ảnh hưởng bởi sự chà sát với thành trong của máy Do bị va đập nhiều lần giữa các búa và vỏ máy, nguyên liệu sẽ giảm kích thước khi nhỏ hơn lỗ lưới, và hạt sẽ theo lỗ lưới ra ngoài.
Các hạt vật liệu nhỏ sẽ lọt qua lưới tự thoát ra ngoài hoặc được quạt hút ra khỏi máy, trong khi các hạt vật liệu lớn không thể qua lưới và sẽ được giữ lại ở các buồng tiếp tụ Để nghiền được, động năng của buồng khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng để phá vỡ vật liệu Do đó, khi nghiền vật liệu lớn cần có trọng lượng buồng lớn, trong khi vật liệu nhỏ cần buồng nhẹ hơn.
Trong trường hợp vật liệu nghiêng kích thước không đều hoặc quá cứng, người ta sử dụng loại cánh búa xếp Ưu điểm của cánh búa loại này là có thể xếp được khi qua tải hoặc vật cứng; khi vật qua tải hay vật cứng này, cánh búa sẽ mở ra nhờ lực ly tâm.
Nguyên liệu có thể được đưa vào máy theo hướng tâm trục hoặc nhập liệu theo phương tiếp tuyến với roto Tuy nhiên, phương pháp này không được thuận lợi lắm do nguyên liệu có thể bị văng lên theo đường nhập liệu Trong quá trình nghiền, nếu lỗ lưới bị bịt, vật liệu không thoát ra được, năng suất sẽ giảm rất nhiều hoặc bằng 0 Vì vậy, để máy hoạt động tốt, vật liệu nghiền không được làm bịt lỗ lưới.
Máấ́y nghiềà̀n búấ́a thườà̀ng không làà̀m việạ̣c đượạ̣c cáấ́c loạạ̣i vậạ̣t liệạ̣u ẩm, dẻo, hoặạ̣c báấ́m díấ́nh.
3.3.2 Khúc xạ kế – đô độ brix
Nguyên lý hoạt động của máy đo Brix dựa trên việc đo độ khuếch tán của ánh sáng khi qua mẫu, dựa vào nguyên lý tuyết tính giữa nồng độ và chất xuất (khuếch tán) Góc khuếch tán luôn nhỏ hơn góc tới và tia khuếch tán hướng xuống so với tia tới Từ đó, máy sẽ tính toán và hiển thị chính xác nồng độ Brix (nồng độ đường hay nồng độ chất tan trong 100g nước) Ưu điểm của máy đo Brix là cho kết quả nhanh chóng và khá chính xác.
Kết quả đo độ Brix phụ thuộc vào nhiệt độ; khi nhiệt độ tăng, chỉ số Brix giảm Đây là lý do tại sao cần phải tham chiếu nhiệt độ khi thực hiện các phép đo Brix Hầu hết các máy đo Brix sử dụng nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn là 68 °F (20 °C) Nhiệt độ của thiết bị là yếu tố quan trọng trong việc đo chỉ số Brix, vì chỉ cần một giọt mẫu để thực hiện phép đo Khối lượng của mẫu thường quá nhỏ, gần như ngay lập tức ảnh hưởng đến nhiệt độ của thiết bị.
Nhiệt độ của thiết bị này phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ của môi trường mà nó được sử dụng Đối với môi trường phòng thí nghiệm, việc sinh viên hiểu được nguyên lý của bài thực hành là rất quan trọng Sự sai số trong quá trình đo đạc là điều có thể chấp nhận được.
3.3.3 Cồn kế – đo độ cồn
Nguyên lý hoạt động của phương pháp này dựa trên tỷ trọng của nước càn thấp khi độ cô đặc trong nước càn cao Độ chìm của cô đặc trong dung dịch sẽ cho biết độ cô đặc của dung dịch Ưu điểm của phương pháp này là cho kết quả nhanh và khá chính xác.
Độ cồn là chỉ số thể hiện nồng độ cồn trong dung dịch, thường được đo ở nhiệt độ thích hợp từ 18-20 °C Đối với những nhiệt độ cao hoặc thấp hơn, độ cồn sẽ không chính xác và được gọi là độ cồn biểu kiến Để có được chỉ số độ cồn chính xác, cần phải đảm bảo dung dịch chỉ chứa ethanol và nước, do đó cần thực hiện các bước lọc, chưng cất và xác định độ cồn.
Có nhiều phương pháp khác nhau cho phép quy đổi độ cồn biểu kiến thành độ cồn thực tế Thông thường, người ta sử dụng thêm một nhiệt kế cắm vào rượu, cần đo để lấy nhiệt độ của rượu, và kết hợp với độ cồn biểu kiến trên nhãn để tính toán bằng công thức cho ra độ cồn thực tế.
Hệ thống tháp chưng cất cồn Ethanol bao gồm các thiết bị chính sau: thùng cao vị, tháp chưng luyện, thiết bị gia nhiệt, thiết bị ngưng tụ và thiết bị làm mát.
Nguyên lý hoạt động của tháp chưng cất cồn Ethanol
Hỗn hợp cần chưng cất là dung dịch sau lên men hoặc dung dịch có nồng độ thấp được đưa vào phần giữ thấp Những chất nặng như nước sẽ thu được ở đáy thấp, trong khi đáy thấp luôn được đun sôi để các chất nhẹ như ethanol bay hơi dần lên đỉnh thấp Sau khi được ngưng tụ, một phần cồn sẽ được hồi lưu trở lại đáy Phần cồn lại là sản phẩm cồn ethanol được lấy ra, với nồng độ ethanol có thể đạt từ 95 đến 99.5% tùy thuộc vào phương pháp chưng cất Các phần làm việc của thiết bị đều được làm bằng thép không rỉ SUS304 hoặc SUS316, giúp thiết bị có khả năng chịu ăn mòn tốt Hệ thống có thể có một tháp hoặc nhiều tháp chưng luyện tùy theo số lượng các chất có.
Thuyết minh quy trình
Nghiền nguyên liệu nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô Trước đây, nguyên liệu thường được đưa vào nấu rượu để nguyên dạng hạt hoặc lá, nhưng ngày nay, nguyên liệu được nghiền nhỏ với mức độ khác nhau và sau đó đưa vào nấu ở áp suất và nhiệt độ phù hợp nhằm biến tinh bột thành dạng hòa tan.
Nấu nguyên liệu nào quy trình phá vỡ các lớp vỏ tế bào của hạt tinh bột giúp cho α-amylase tiếp xúc với tinh bột, tạo điều kiện cho tinh bột dễ dàng hòa tan.
Trong quá trình nấu thực tế, màng tế bào chưa bị nghiền vẫn giữ nguyên cấu trúc, chỉ bị phá vỡ khi khuấy trộn hoặc phóng cháy của van hẹp hoặc sang thiết bị lớn hơn.
Cac biến đổi hóa ly:
Sự trương nở và hòa tan của tinh bột trong quá trình dịch hóa xảy ra do tác động đồng thời của nước và nhiệt độ, khiến tinh bột hút nước nhanh chóng Sau khi hút nước, tinh bột sẽ trương nở, tăng thể tích và khối lượng Tinh bột được giải phóng ra môi trường thành tinh bột tự do và thu được hồ tinh bột Nhiệt độ ứng với độ nhớt cực đại được gọi là nhiệt độ hồ hóa.
Trong quá trình nấu ở môi trường axit nhẹ, xenluloza không bị thủy phân, trong khi hemixenluloza được tạo thành từ các gốc đường pentoza (C5) có khả năng bị thủy phân Sự thủy phân này bắt đầu xảy ra khi nấu nguyên liệu và chuẩn bị hỗn hợp dưới tác dụng của men xitaza, tiếp tục diễn ra trong quá trình nấu dưới tác động của ion H+, tạo ra dextrin, các hợp chất cao phân tử (rất ít) và đường pentoza như xyloza và arabinoza.
Sự biến đổi của đường và tinh bột trong quá trình sản xuất rượu có ý nghĩa quan trọng Khi nấu, tinh bột bị thủy phân bởi enzyme amylaza thành dextrin và đường maltoza Các loại đường như glucoza, fructoza và saccaroza có sẵn trong nguyên liệu, trong khi đường maltoza được tạo ra trong quá trình nấu Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đường sẽ bị thủy phân tạo thành melanoidin và các sản phẩm caramel hóa, dẫn đến sự thay đổi màu sắc và giảm chất lượng khối nấu Trong khi đó, protit và chất béo hầu như không bị thay đổi trong quá trình này.
Thuy phân tinh bột thành dextrin maltoza và 1 ít glucoza Độ nhớt cua dịch cháo giảm mạnh.
Hạạ̣ nhiệạ̣t độạ̣ xuốấ́ng, tạạ̣o điềà̀u kiệạ̣n thuậạ̣n lợạ̣i cho quáấ́ trìà̀nh đường hóa
Chuyển tinh bộạ̣t thàà̀nh đườà̀ng dễ lên men quáấ́ trìà̀nh nàà̀y quyếấ́t địạ̣nh phầà̀n lớấ́n hiệạ̣u suấấ́t thu hồà̀i rượạ̣u
Cóấ́ thể tiếấ́n hàà̀nh đườà̀ng hóấ́a theo hai phương pháấ́p giáấ́n đoạạ̣n hoặạ̣c liên tụạ̣c
Hạạ̣ nhiệạ̣t độạ̣ xuốấ́ng, tạạ̣o điềà̀u kiệạ̣n thuậạ̣n lợạ̣i cho quáấ́ trìà̀nh lên men 3.4.7 Lên men
Sau khi đường hóa dịch đường được làm lạnh từ 28 đến 32°C, dịch đường sẽ được bơm vào các tank lên men đường hexoza Dưới tác dụng của nấm men, quá trình chuyển hóa diễn ra, biến đổi đường thành rượu etylic, khí cacbonic và tạo thành một lượng nhỏ glycerin, axit sunfuric cùng một số sản phẩm khác.
Sự lên men rượạ̣u làà̀ mộạ̣t quáấ́ trìà̀nh sinh học cóấ́ liên hệạ̣ mậạ̣t thiếấ́t tớấ́i hoạạ̣t độạ̣ng của tếấ́ bàà̀o men.
Chưng cấấ́t làà̀ quáấ́ trìà̀nh táấ́ch cồà̀n cùng cáấ́c chấấ́t dễ bay hơi ra khỏi giấấ́m chíấ́n để thu đượạ̣c cồà̀n thô vàà̀ bã rượạ̣u.
Tách tạp chất ra khoi cồn thô và nâng cao độ cồn 95- 98%
3.5 Cách tiên hành
Nguyên liệu rửa sơ với nước đê loại bo bụi bân
Cách tiến hành
Cho gạo và nước vào nồi, sau đó bật bếp cho đến khi sôi Trong quá trình nấu, cần khuấy liên tục để tránh hiện tượng cháy khét dưới đáy nồi, điều này ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Tỷ lệ gạo và nước nên là 1:9.
Bổ sung 0.05% enzyme α-amylase vào nấu ở T°0°C trong 30 phút đê thưc hiện quá trình dịch hóa
Bổ sung 0.3% glucoamylase đường hóa ở T°`°C trong 60 phút
Làm nguội nhanh đến nhiệt độ 30°C đo độ Brix
Chuân bị môi trường cho nấm nem dịch đường 6° Bx
Cho dịch vào 2/3 tank lên men đa chuân bị săn + bổ sung nấm men đê lên men
Khi độ Brix cua dịch không đổi
Chưng cất đo độ cồn
Kêt qua
Độạ̣ cồà̀n
Bàà̀n luận
Độạ̣ brix của gạạ̣o vàà̀ bắấ́p giảả̉m liên tụạ̣c trong 10 ngàà̀y kể từà̀ ngàà̀y bắt đầu thực hiệạ̣n quáấ́ trìà̀nh lên men.
+ Gạạ̣o giảả̉m từà̀ 9 ºBx còà̀n 3 ºBx
Độ Brix của bắp giảm từ 8 ºBx xuống còn 2.5 ºBx do nấm men tiêu thụ đường trong quá trình lên men Việc theo dõi độ Brix giúp xác định thời gian kết thúc quá trình lên men khi độ Brix không còn thay đổi Quá trình này chuyển đổi đường thành sản phẩm chính là rượu và CO2 cùng một số sản phẩm phụ khác Độ Brix của gạo ở đầu và cuối quá trình lên men cao hơn bắp, cho thấy nồng độ chất khô hòa tan trong gạo lớn hơn Độ cồn của gạo cũng cao hơn bắp, với độ Brix của gạo giảm 6 ºBx trong khi độ Brix của bắp giảm 5.5 ºBx, cho thấy lượng đường mà nấm men sử dụng để chuyển hóa thành cồn.
Sản phẩm có độ cô đặc thấp có thể do việc thêm enzyme glucoseamylase vào dịch nấu, hoặc do kiểm soát nhiệt độ dịch không triệt để, dẫn đến dịch còn quá nóng.
Nhiệt độ 70 độ C làm mất hoạt tính của enzyme, dẫn đến hiệu suất thủy phân tinh bột thành đường glucose để nấm men chuyển đổi thành rượu thấp Điều này khiến hiệu suất lên men không đạt yêu cầu và độ cồn sản phẩm thấp.
Thiết bị chưng cất bị hở làm thất thoát lượng cồn làm hiệu suất thu hồi cồn không cao
Kiến nghịụ̣
Nên ưu tiên sử dụng gạo để sản xuất cồn etylic vì gạo có giá thành thấp, giúp thu được độ cồn cao, từ đó tăng hiệu suất và nâng cao giá trị cạnh tranh giữa các doanh nghiệp.
Tùy thuộc vào mục đích và nhu cầu sử dụng, người tiêu dùng có thể lựa chọn bắp để sản xuất các sản phẩm có hương vị đặc trưng Tuy nhiên, giá thành của bắp khá cao, dẫn đến sản phẩm có độ cồn thấp hơn, vì vậy cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định sử dụng.
Trong phòng thí nghiệm, cần trang bị những thiết bị nấu có khả năng kiểm soát chính xác nhiệt độ Việc này không chỉ đơn thuần là điều chỉnh ngọn lửa bằng bếp gas mà còn bao gồm việc sử dụng nhiệt kế để theo dõi và đảm bảo quá trình nấu diễn ra an toàn và hiệu quả.
P a g e | 2 5 soáấ́t nhiệạ̣t độạ̣ Vàà̀ nên cóấ́ công đoạạ̣n tinh sạạ̣ch cồà̀n sau chưng cấấ́t để thu đượạ̣c sảả̉n phẩm cóấ́ chấấ́t lượạ̣ng hơn.
KHẢở̉O SÁá́T Ảở̉NH HƯỞở̉NG CỦở̉A PHƯƠNG PHÁá́P
NGHIỀN ĐÊá́N QUÁá́ TRÌà̀NH NẤá́U MALT
Tiến hành thí nghiệm giúp chứng minh khả năng ảnh hưởng của các phương pháp nghiền đến quá trình nấu malt Từ đó, lựa chọn phương pháp nghiền phù hợp sẽ giúp các công đoạn sau diễn ra thuận lợi và tiết kiệm thời gian, đạt hiệu quả cao hơn.
Cơ sởở̉ lí thuyết
Cởở̉ sởở̉ lí thuyết
Thuyết minh quy trình
Làà̀m dậạ̣p, nghiềà̀n
Sự ảả̉nh hưởả̉ng của phương pháấ́p nghiềà̀n đếấ́n quáấ́ trìà̀nh nấấ́u malt ( nghiềà̀n ẩm,nghiềà̀n khô,nghiềà̀n ướấ́t)
* Nghiềà̀n khô: Nguyên liệạ̣u đượạ̣c bỏ vàà̀o thiếấ́t bịạ̣ nghiềà̀n vàà̀ tiếấ́n hàà̀nh nghiềà̀n malt
Phun nướấ́c nóấ́ng 80 o C trong 40s
Vỏ trấấ́u ẩm 20%,nộạ̣i nhũũ̃ vẫũ̃n khô
Phun nướấ́c ấấ́m hoặạ̣c nóấ́ng trong thờà̀i gian ngắấ́n: 60-80 o C trong 45-
Độạ̣ ẩm malt:18-22% malt trương nởả̉ 30-35%.
5.2 Thông số cố địụ̣nh:
- Tỉả̉ lệạ̣ nguyên liệạ̣u malt vàà̀ nướấ́c (1:4)
- Nhiệạ̣t độạ̣ vàà̀ thờà̀i gian nấấ́u malt
- Phương pháấ́p nấấ́u: Ngâm chiếấ́t.
- Xáấ́c địạ̣nh độạ̣ brix của quáấ́ trìà̀nh đương hóấ́a
- Xáấ́c địạ̣nh màà̀u sắấ́c,,mùi vịạ̣ của dịạ̣ch nha ởả̉ quáấ́ trìà̀nh lọc bã.
5.4 Cáá́ch tiến hàà̀nh thí nghiệm:
- Chuẩn bịạ̣ nguyên liệạ̣u gồà̀m 200 g malt chia thàà̀nh 2 thíấ́ nghiệạ̣m tương ứấ́ng vớấ́i 2 phương pháấ́p nghiềà̀n kháấ́c nhau (nghiềà̀n khô vàà̀ nghiềà̀n ướấ́t cóấ́ ngâm)
- Tiếấ́n hàà̀nh nghiềà̀n malt.
+ Nghiềà̀n malt ướấ́t cóấ́ ngâm : ngâm 30 phúấ́t ởả̉ nhiệạ̣t độạ̣ phòà̀ng, độạ̣ ẩm 30%
Để tiến hành quá trình đường hóa malt, trước tiên đun nước đến nhiệt độ 38°C, sau đó hòa malt vào nước theo tỷ lệ 1:4 và khuấy đều Tiếp theo, nâng nhiệt độ lên 48-52°C để enzyme protease hoạt động trong khoảng 15-20 phút Sau đó, tăng nhiệt độ lên 60-65°C để enzyme gluco-amylase hoạt động trong 30-40 phút, và cuối cùng nâng lên 100°C để enzyme a-amylase hoạt động trong 30-40 phút Để kiểm tra quá trình đường hóa, sử dụng dung dịch iot; nếu không đổi màu thì quá trình đường hóa đã thành công.
-Lọc vàà̀ rửả̉a bã: Lấấ́y dịạ̣ch đườà̀ng hóấ́a đem đi lọc, rửả̉a bã bằà̀ng nướấ́c nóấ́ng 75 ℃
- Để nguộạ̣i rồà̀i tiếấ́n hàà̀nh đo độạ̣ brix, màà̀u sắấ́c, vịạ̣ của dịạ̣ch nha.
Yếấ́u tốấ́ khảả̉o sáấ́t Độạ̣ Brix
7 Bàn luân: Độạ̣ brix của phương pháấ́p nghiềà̀n khô cao hơn nghiềà̀n ướấ́t làà̀ do khi ngâm thì nguyên liệu sẽ tiếp nhận thêm một lượng nước làm nồng độ chất khô có trong nguyên liệu ban đầu được pha loang nên hàà̀m lượạ̣ng chấấ́t khô hòà̀a tan trong nguyên liệạ̣u malt khi còà̀n khô cao hơn so vớấ́i lúấ́c đã ngâm vớấ́i nướấ́c nên độ brix cao hơn Trong quá trình nghiền mẫu nghiền khô nghiền mịn hơn so với mẫu nghiền ướt nên khả năng trích ly các chất hòa tan cao hơn nên mẫu theo phương pháp nghiền khô sẽ có độ brix cao hơn.
Màu sắc của dịch malt sau khi được hoá là đậm hơn so với phương pháp ngâm ướt do lớp vỏ trấu của malt bị nát trong quá trình xay, giúp chất màu trong vỏ malt dễ dàng được chiết ly hơn Ngược lại, màu của dịch ở phương pháp ngâm ướt sẽ nhạt hơn vì vỏ malt khi ngâm trở nên dai hơn, không bị nát hoàn toàn Điều này dẫn đến việc nguyên liệu có độ ẩm cao làm cho màu dịch chiết ly bị loang lổ và nhạt màu hơn.
Sự khác biệt về độ ngọt giữa nghiền khô và nghiền ướt chủ yếu xuất phát từ hàm lượng nước hòa tan trong nghiền ướt, khiến cho vị của nó nhạt hơn so với nghiền khô Tuy nhiên, sự thay đổi này không đáng kể.
Khi nguyên liệu được nghiền nát, phần vỏ trấu và phần phôi sẽ bị nghiền mịn, dẫn đến việc dịch hóa dịch malt trở nên đặc hơn Điều này có thể gây khó khăn trong quá trình lọc, ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Dựa trên lý thuyết và khả năng thực tiễn của hai phương pháp nghiền, việc nghiền khô sẽ hỗ trợ quá trình lọc diễn ra dễ dàng hơn Thực tế cho thấy, phương pháp nghiền khô được ưa chuộng hơn vì thiết bị đơn giản, dễ vệ sinh và có chi phí thấp hơn so với thiết bị nghiền ướt Hơn nữa, việc sử dụng thiết bị nghiền khô giúp kiểm soát độ đồng đều của thành phần nguyên liệu, bởi vì khi ngâm malt có thể xảy ra sự hút ẩm không đều giữa các hạt đại mạch Điều này cũng giúp tiết kiệm thời gian cho quá trình sản xuất diễn ra nhanh hơn.
Kết luận cho thấy phương pháp nghiền ướt có ảnh hưởng tích cực đến khả năng lọc của dịch nha So với phương pháp nghiền khô, phương pháp nghiền ướt cho phép quá trình lọc diễn ra dễ dàng hơn, mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tách lọc.
KHẢở̉O SÁá́T MỨá́C ĐỘ Ảở̉NH HƯỞở̉NG CỦở̉A ENZYME PECTINASE ĐÊá́N HIỆU SUẤá́T THU HỒI DỊụ̣CH QUẢở̉
VÀà̀ ĐỘ CỒN CỦở̉A SẢở̉N PHẨM
Rượu vang là một loại thức uống được làm từ nho lên men Sự cân bằng hóa học tự nhiên trong nho cho phép quá trình lên men diễn ra mà không cần thêm đường, axit hay chất dinh dưỡng khác Men tiêu thụ đường trong nho và chuyển đổi chúng thành rượu và carbon dioxide Các giống nho và chủng nấm men khác nhau tạo ra nhiều loại rượu vang đa dạng Các dạng rượu vang nổi tiếng là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa sự phát triển sinh hóa của nho và các phản ứng trong quá trình lên men.
Rượu vang có lịch sử phong phú hàng nghìn năm, bắt đầu từ khoảng 6000 TCN ở Georgia Kỹ năng sản xuất rượu vang xuất hiện tại khu vực Balkan vào khoảng 4500 TCN Rượu vang đã được ưa chuộng trong các bữa tiệc ở Hy Lạp cổ đại và La Mã cổ đại.
Rượu vang đã đóng vai trò quan trọng trong tôn giáo từ khi xuất hiện lần đầu trong lịch sử Người Ai Cập cổ đại coi rượu vang đỏ là biểu tượng thiêng liêng Theo Plutarch, họ đã tránh uống rượu vang một cách thoải mái cho đến cuối thế kỷ thứ 7 TCN, trong triều đại Saite, với suy nghĩ rằng nó là biểu tượng của những người đã từng chiến đấu chống lại các vị thần Văn hóa Hy Lạp và các bí ẩn của thần Dionysus được người La Mã tiếp nối trong lễ hội Bacchanalia, tạo thành nguồn gốc của sân khấu phương Tây.
Tiến hành thí nghiệm nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch quả và độ cô đặc của sản phẩm giữa hai mẫu Trong đó, mẫu 1 có bổ sung enzyme pectinase, còn mẫu 2 không có enzyme này.
Rượạ̣u vang theo địạ̣nh nghĩa cơ bảả̉n nhấấ́t làà̀ thứấ́c uốấ́ng cóấ́ cồà̀n đượạ̣c lên men từà̀ nho.
Rượu vang đỏ được làm từ các loại nho có vỏ màu sẫm, trong đó các chất như tannin và pigment (anthocyanin) trong vỏ trái nho tạo ra màu sắc đỏ tự nhiên cho loại vang này.
Rượu vang trắng được sản xuất từ nhiều loại nho khác nhau, thường là những loại có vỏ màu vàng và màu xanh Thời gian lên men của vang trắng ngắn hơn so với vang đỏ, do đó nồng độ của nó thường nhẹ hơn.
Rượu vang hồng được sản xuất từ những loại nho có vỏ màu sẫm, nhưng vỏ nho đã được loại bỏ để tạo ra màu sắc nhẹ nhàng hơn cho rượu Sự pha trộn giữa vang đỏ và trắng cũng góp phần tạo nên vang hồng, tuy nhiên phương pháp này ít khi được áp dụng.
Rượu vang có gas, như Champagne, khác biệt với các loại rượu vang thông thường do quá trình lên men thứ hai, tạo ra bọt tăm Các loại rượu này mang đến trải nghiệm thưởng thức độc đáo và phong phú, làm nổi bật sự tinh tế trong từng ngụm rượu.
Sunfit hóấ́a
Làà̀m chậạ̣m quáấ́ trìà̀nh oxy hóấ́a Điềà̀u chỉả̉nh pH vềà̀ pH tốấ́i ưu trong quáấ́ trìà̀nh lên men
Hóấ́a chấấ́t sửả̉ dụạ̣ng: K 2 S 2 O 5 dạạ̣ng rắấ́n đượạ̣c pha thàà̀nh dung dịạ̣ch muốấ́i 10%
Ép, lọc, loạạ̣i bỏ bã
Sự ảả̉nh hưởả̉ng của phương pháấ́p nghiềà̀n đếấ́n quáấ́ trìà̀nh nấấ́u malt ( nghiềà̀n ẩm,nghiềà̀n khô,nghiềà̀n ướấ́t)
* Nghiềà̀n khô: Nguyên liệạ̣u đượạ̣c bỏ vàà̀o thiếấ́t bịạ̣ nghiềà̀n vàà̀ tiếấ́n hàà̀nh nghiềà̀n malt
Phun nướấ́c nóấ́ng 80 o C trong 40s
Vỏ trấấ́u ẩm 20%,nộạ̣i nhũũ̃ vẫũ̃n khô
Phun nướấ́c ấấ́m hoặạ̣c nóấ́ng trong thờà̀i gian ngắấ́n: 60-80 o C trong 45-
Độạ̣ ẩm malt:18-22% malt trương nởả̉ 30-35%.
5.2 Thông số cố địụ̣nh:
- Tỉả̉ lệạ̣ nguyên liệạ̣u malt vàà̀ nướấ́c (1:4)
- Nhiệạ̣t độạ̣ vàà̀ thờà̀i gian nấấ́u malt
- Phương pháấ́p nấấ́u: Ngâm chiếấ́t.
- Xáấ́c địạ̣nh độạ̣ brix của quáấ́ trìà̀nh đương hóấ́a
- Xáấ́c địạ̣nh màà̀u sắấ́c,,mùi vịạ̣ của dịạ̣ch nha ởả̉ quáấ́ trìà̀nh lọc bã.
5.4 Cáá́ch tiến hàà̀nh thí nghiệm:
- Chuẩn bịạ̣ nguyên liệạ̣u gồà̀m 200 g malt chia thàà̀nh 2 thíấ́ nghiệạ̣m tương ứấ́ng vớấ́i 2 phương pháấ́p nghiềà̀n kháấ́c nhau (nghiềà̀n khô vàà̀ nghiềà̀n ướấ́t cóấ́ ngâm)
- Tiếấ́n hàà̀nh nghiềà̀n malt.
+ Nghiềà̀n malt ướấ́t cóấ́ ngâm : ngâm 30 phúấ́t ởả̉ nhiệạ̣t độạ̣ phòà̀ng, độạ̣ ẩm 30%
Để tiến hành quá trình đường hóa malt, đầu tiên đun nước đến nhiệt độ 38°C, sau đó hòa malt vào nước theo tỷ lệ 1:4 và khuấy đều Tiếp theo, nâng nhiệt độ lên 48-52°C để enzyme protease hoạt động trong khoảng 15-20 phút Sau đó, tăng nhiệt độ lên 60-65°C để enzyme gluco-amylase hoạt động trong 30-40 phút, rồi nâng lên 100°C để enzyme a-amylase hoạt động trong 30-40 phút Cuối cùng, kiểm tra dịch đường bằng dung dịch iot; nếu không đổi màu thì quá trình đường hóa đã thành công.
-Lọc vàà̀ rửả̉a bã: Lấấ́y dịạ̣ch đườà̀ng hóấ́a đem đi lọc, rửả̉a bã bằà̀ng nướấ́c nóấ́ng 75 ℃
- Để nguộạ̣i rồà̀i tiếấ́n hàà̀nh đo độạ̣ brix, màà̀u sắấ́c, vịạ̣ của dịạ̣ch nha.
Yếấ́u tốấ́ khảả̉o sáấ́t Độạ̣ Brix
7 Bàn luân: Độạ̣ brix của phương pháấ́p nghiềà̀n khô cao hơn nghiềà̀n ướấ́t làà̀ do khi ngâm thì nguyên liệu sẽ tiếp nhận thêm một lượng nước làm nồng độ chất khô có trong nguyên liệu ban đầu được pha loang nên hàà̀m lượạ̣ng chấấ́t khô hòà̀a tan trong nguyên liệạ̣u malt khi còà̀n khô cao hơn so vớấ́i lúấ́c đã ngâm vớấ́i nướấ́c nên độ brix cao hơn Trong quá trình nghiền mẫu nghiền khô nghiền mịn hơn so với mẫu nghiền ướt nên khả năng trích ly các chất hòa tan cao hơn nên mẫu theo phương pháp nghiền khô sẽ có độ brix cao hơn.
Màu sắc của dịch malt sau quá trình nghiền khô sẽ đậm hơn so với nghiền ướt, vì lớp vỏ trấu của malt sẽ nát trong quá trình xay Điều này giúp cho chất màu trong vỏ malt dễ dàng được chiết ly hơn Ngược lại, màu của dịch ở phương pháp nghiền ướt sẽ nhạt hơn do vỏ malt khi ngâm trở nên dai hơn và không bị nát hoàn toàn Ngoài ra, nguyên liệu có độ ẩm cao cũng làm cho màu dịch chiết ly bị loang hơn và nhạt màu hơn.
Sự khác biệt về độ ngọt giữa nguyên liệu khô và nguyên liệu ướt chủ yếu do nguyên liệu ướt có hàm lượng nước hòa tan nhiều hơn, dẫn đến vị ngọt nhạt hơn khi malt được đem đi nguyên liệu khô Tuy nhiên, sự thay đổi này không đáng kể.
Thời gian lọc là yếu tố quan trọng khi nghiền khô nguyên liệu, vì trong quá trình này, phần vỏ trấu và phần phôi sẽ được nghiền nát Điều này dẫn đến việc dịch hóa dịch malt trở nên đặc hơn, gây khó khăn trong quá trình lọc.
Dựa trên lý thuyết và khả năng thực tiễn của hai phương pháp nghiền, việc nghiền khô sẽ giúp quá trình lọc diễn ra dễ dàng hơn Tuy nhiên, chúng ta nên chọn phương pháp nghiền khô vì thiết bị nghiền khô khá đơn giản, dễ vệ sinh và có giá thành thấp hơn so với thiết bị nghiền ướt Bên cạnh đó, việc sử dụng thiết bị nghiền khô sẽ giúp kiểm soát độ đồng đều về thành phần nguyên liệu, vì khi ngâm malt có thể xảy ra sự hút ẩm không đều giữa các hạt đại mạch Điều này cũng có thể giúp tiết kiệm thời gian cho quá trình sản xuất diễn ra nhanh hơn.
Kết luận, phương pháp nghiền ướt có ảnh hưởng tích cực đến khả năng lọc của dịch nhầy, cho thấy rằng phương pháp này dễ lọc hơn so với phương pháp nghiền khô.
KHẢở̉O SÁá́T MỨá́C ĐỘ Ảở̉NH HƯỞở̉NG CỦở̉A ENZYME PECTINASE ĐÊá́N HIỆU SUẤá́T THU HỒI DỊụ̣CH QUẢở̉
VÀà̀ ĐỘ CỒN CỦở̉A SẢở̉N PHẨM
Rượu vang là một loại thức uống được lên men từ nho, với sự cân bằng hóa học tự nhiên của nho cho phép quá trình lên men diễn ra mà không cần thêm đường, axit, enzym hay nước Men tiêu thụ đường trong nho và chuyển đổi chúng thành rượu và carbon dioxide Sự kết hợp giữa các giống nho khác nhau và chủng nấm men khác nhau tạo ra các dạng rượu vang đa dạng Các dạng rượu vang nổi tiếng là kết quả của sự tương tác phức tạp giữa quá trình phát triển sinh hóa của nho và các phản ứng liên quan đến quá trình lên men.
Rượu vang có một lịch sử phong phú hàng nghìn năm, bắt đầu từ khoảng 6000 TCN ở Georgia Kỹ năng sản xuất rượu vang đã xuất hiện ở khu vực Balkan vào khoảng 4500 TCN Rượu vang đã được thưởng thức trong các bữa tiệc ở Hy Lạp cổ đại và La Mã cổ đại.
Rượu vang đã đóng một vai trò quan trọng trong tôn giáo từ khi xuất hiện lần đầu tiên trong lịch sử Người Ai Cập cổ đại coi rượu vang đỏ là máu, và theo Plutarch, họ đã tránh uống rượu vang một cách cẩn thận cho đến cuối thế kỷ thứ 7 TCN, trong triều đại Saite, với suy nghĩ rằng nó là máu của những người đã từng chiến đấu chống lại các vị thần Văn hóa Hy Lạp và các bí ẩn của thần Dionysus đã được người La Mã tiếp nối trong các lễ hội Bacchanalia, tạo nên nguồn gốc của sân khấu phương Tây.
Tiến hành thí nghiệm nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch quả và độ cô đặc của sản phẩm giữa hai mẫu Mẫu 1 được bổ sung enzyme pectinase, trong khi mẫu 2 không có enzyme này.
Rượạ̣u vang theo địạ̣nh nghĩa cơ bảả̉n nhấấ́t làà̀ thứấ́c uốấ́ng cóấ́ cồà̀n đượạ̣c lên men từà̀ nho.
Rượu vang đỏ được sản xuất từ các loại nho có vỏ màu sẫm, với các chất như tannin và pigment (anthocyanin) trong vỏ trái nho, tạo ra màu sắc đỏ tự nhiên cho loại vang này.
Rượu vang trắng được sản xuất từ nhiều loại nho khác nhau, thường là những loại có vỏ màu vàng và màu xanh So với vang đỏ, vang trắng có thời gian lên men ngắn hơn, dẫn đến nồng độ nhẹ nhàng hơn.
Rượu vang vàng được sản xuất từ nho có vỏ màu sẫm, nhưng vỏ nho đã được loại bỏ để tạo ra màu nhẹ hơn cho rượu Sự kết hợp giữa vang đỏ và trắng cũng có thể tạo ra vang vàng, tuy nhiên phương pháp này ít khi được áp dụng.
Rượu vang có gas, như Champagne, khác với các loại rượu vang thông thường ở chỗ nó trải qua giai đoạn lên men thứ hai để tạo ra bọt tăm.
Dáấ́n nhãn, đóấ́ng thùng
Sự ảả̉nh hưởả̉ng của phương pháấ́p nghiềà̀n đếấ́n quáấ́ trìà̀nh nấấ́u malt ( nghiềà̀n ẩm,nghiềà̀n khô,nghiềà̀n ướấ́t)
* Nghiềà̀n khô: Nguyên liệạ̣u đượạ̣c bỏ vàà̀o thiếấ́t bịạ̣ nghiềà̀n vàà̀ tiếấ́n hàà̀nh nghiềà̀n malt
Phun nướấ́c nóấ́ng 80 o C trong 40s
Vỏ trấấ́u ẩm 20%,nộạ̣i nhũũ̃ vẫũ̃n khô
Phun nướấ́c ấấ́m hoặạ̣c nóấ́ng trong thờà̀i gian ngắấ́n: 60-80 o C trong 45-
Độạ̣ ẩm malt:18-22% malt trương nởả̉ 30-35%.
5.2 Thông số cố địụ̣nh:
- Tỉả̉ lệạ̣ nguyên liệạ̣u malt vàà̀ nướấ́c (1:4)
- Nhiệạ̣t độạ̣ vàà̀ thờà̀i gian nấấ́u malt
- Phương pháấ́p nấấ́u: Ngâm chiếấ́t.
- Xáấ́c địạ̣nh độạ̣ brix của quáấ́ trìà̀nh đương hóấ́a
- Xáấ́c địạ̣nh màà̀u sắấ́c,,mùi vịạ̣ của dịạ̣ch nha ởả̉ quáấ́ trìà̀nh lọc bã.
