TIỂU LUẬN môn học CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN đồ UỐNG đề tài CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN rượu WHISKY

CNCB Đồ uống GVHD Nguyễn Ngọc Thuần BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RƯỢU WHISKY[.]

GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU WHISKY, LỊCH SỬ HÌNH THÀNH

Lịch sử hình thành

Rượu Whisky có lịch sử hơn 500 năm bắt nguồn từ thế kỷ 15 tại Scotland, được sáng tạo bởi các vị tu sĩ từ nguyên liệu chính là lúa mạch lên men Ban đầu, Whisky chủ yếu được dùng như một loại thuốc sát trùng trong y tế hơn là để uống Đến đầu thế kỷ 16, sự phổ biến của Whisky tăng lên khi vua Henry VIII giải tán nhiều tu viện và buộc các tu sĩ trở về cuộc sống đời thường, nhưng họ vẫn tiếp tục sản xuất và truyền bá công thức làm rượu khắp Scotland.

Whisky trở thành một loại rượu truyền thống và được yêu thích rộng khắp đất nước này Vào thế kỷ 18, người Anh đã sáp nhập Scotland vào lãnh thổ của mình và áp dụng mức thuế nặng đối với các loại rượu ngoại và nguyên liệu sản xuất rượu, trong đó có Whisky Để tránh bị thuế, người Scotland đã lén lút đóng Whisky vào thùng gỗ sồi và giấu kín tại những địa điểm bí mật, khiến rượu có hương vị đậm đà của gỗ, màu vàng nâu như hổ phách, cùng với vị cay nồng nhưng ngọt dịu.

Hình 1 Lịch sử rượu Whisky bắt đầu từ khoảng 500 năm trước (Ảnh: Internet)

Theo truyền thuyết, người ta đã phải làm việc trong đêm để tránh bị phát hiện và đấu tranh với binh lính cùng trộm cướp nhằm bảo vệ rượu suốt hơn 150 năm Đến năm 1823, Vương quốc Anh hợp thức hóa việc chưng cất rượu có thu phí, chấm dứt các cuộc đấu tranh và cho phép sản xuất whisky quy mô lớn hơn Phần lớn ngành công nghiệp rượu vang tại Pháp gặp khó khăn vào năm 1880 do sâu bệnh làm giảm sản lượng nho, trong khi whisky dần trở thành dòng rượu thay thế ở nhiều thị trường.

Khi đặt chân đến Mỹ, rượu whisky phát triển thành loại rượu Bourbon, còn gọi là Whisky của nước Mỹ Trong tiếng Latin, các loại rượu được làm từ quá trình chưng cất gọi là "Aqua Vitae", mang ý nghĩa là "Nước của sự sống" Khi dịch sang tiếng Scotland, thuật ngữ này là "Uisge Beatha", có nghĩa là "Sinh mệnh của nước", chính vì vậy người ta gọi Whisky (Uisge = Whisky) là tinh hoa của nước.

Đặc tính của rượu whisky

Rượu whisky là một loại rượu mạnh được sản xuất qua quá trình chưng cất và lên men các loại ngũ cốc như lúa mạch, lúa mì, lúa mạch đen, bắp Nồng độ cồn của các sản phẩm whisky hiện nay thường dao động từ mức độ cao, mang lại hương vị đặc trưng và phong phú cho người thưởng thức.

Rượu whisky có màu vàng nâu hấp dẫn, thường được ủ trong thùng gỗ sồi cháy hoặc gỗ sồi trắng để phát triển hương vị tốt nhất Thời gian tàng trữ của whisky thường từ 3 năm trở lên, giúp tạo ra độ phức hợp và mùi vị đặc trưng Với từ 40-45% ALC, whisky mang lại trải nghiệm thưởng thức đậm đà, tinh tế phù hợp với những người yêu thích đồ uống có hàm lượng cồn cao.

Phân loại

3.1 Phân loại theo loại ngũ cốc

 Malt Whisky: được làm chủ yếu từ mạch nha.

 Grain Whisky: được sản xuất từ lúa mạch.

 Rye Whisky: được sản xuất từ ít nhất 51% lúa mạch đen.

 Bourbon: được sản xuất từ ít nhất 51% bắp (ngô)

3.2 Phân loại theo quy trình sản xuất

Tên gọi các dòng rượu whisky phản ánh khá nhiều về quy trình sản xuất rượu whisky Hiện nay có 5 cách sản xuất whisky khác nhau là:

 Single: rượu whisky chỉ loại rượu từ một lò nấu riêng lẻ duy nhất (thường dành cho rượu whisky Scotland).

 Straight: giống với Single nhưng dành cho whiskey Mỹ.

 Blend: là một whisky được pha trộn từ nhiều loại rượu whisky khác nhau Số loại whisky được pha trộn trong 1 sản phẩm có thể lên đến 70 loại.

 Pot Still: loại whisky được nấu bởi bình nấu cổ điển (thường dành cho những loại whiskey của Ireland).

 Pure Pot Still: whisky chỉ dùng mạch nha và được nấu trong những bình cổ (thường dùng cho một số loại whiskey Ireland).

3.3 Các cách phân loại khác

Cask strength (độ mạnh thùng) đề cập đến loại whisky giữ nguyên nồng độ rượu ban đầu sau khi được trữ trong thùng, không thêm nước để điều chỉnh độ cồn Nồng độ rượu của whisky cask strength phụ thuộc vào thời gian lưu trữ, điều kiện môi trường, chất lượng của thùng chứa và nồng độ rượu nguyên thủy, giúp tạo ra những trải nghiệm vang đậm đà và phức hợp cho người thưởng thức.

 Vintage (năm sản xuất): Loại whisky được sử dụng có nguồn gốc từ năm ghi chú.

 Single cask (thùng riêng lẻ): Loại whisky này có nguồn gốc từ một thùng riêng lẻ (thường là whisky của Scotland)

 Single barel (thùng riêng lẻ): Loại whisky có nguồn gốc từ một thùng riêng lẻ ( whisky của Mỹ)

Các quốc gia sản xuất rượu whisky hàng đầu thế giới như Scotland, Ireland, Mỹ, Canada, Ấn Độ đều có những định nghĩa riêng về whisky phù hợp với dòng sản phẩm của họ Các tên gọi phổ biến như Scotch, Irish, American Whisky, Canadian Whisky và Indian Whisky phản ánh đặc trưng và quy trình sản xuất riêng biệt của từng vùng Việc hiểu rõ các định nghĩa này giúp người tiêu dùng nhận biết rõ hơn về nguồn gốc, phong cách và chất lượng của loại rượu này trên thị trường quốc tế.

Một số thương hiệu Whisky nổi tiếng

 Glenfiddich: thuộc dòng Single Malt Whisky đến từ vùng Dufftown, Scotland

Glenmorangie, whose name means “valley of the large grasses,” is a renowned Scottish whisky brand originating from Tain, Ross-shire Famous for its premium single malt whisky, Glenmorangie has established a strong reputation worldwide for its exceptional quality and craftsmanship.

Johnnie Walker là thương hiệu rượu whisky nổi bật với logo ông già chống gậy, biểu tượng đặc trưng dễ nhận biết Thương hiệu này nổi tiếng với các dòng whisky có giá thành hợp lý như Red Label, Black Label và Double Black, phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng yêu thích rượu cao cấp nhưng vẫn phải chăng.

Chivas Regal là thương hiệu rượu Scotch Whisky nổi bật đến từ Scotland với lịch sử phát triển hơn 200 năm và danh tiếng toàn cầu Các sản phẩm của Chivas thuộc dòng Whisky pha trộn (Blended Whisky), được yêu thích nhờ hương vị đặc trưng và chất lượng cao Chivas Regal là thương hiệu rượu whisky pha bán chạy nhất thế giới, góp phần khẳng định vị thế dẫn đầu trong ngành công nghiệp rượu mạnh.

Macallan là thương hiệu whisky mạch nha đơn cất đến từ Scotland, nổi tiếng với các sản phẩm được sản xuất theo công thức cổ xưa nhằm giữ trọn hương vị truyền thống Các dòng whisky của Macallan được chế tác tỉ mỉ để mang đến trải nghiệm thưởng thức tuyệt vời nhất, phù hợp với những người yêu thích loại rượu cao cấp này.

 Ballantine’s: các loại rượu của hãng này được phối trộn từ nhiều loại rượu whisky khác nhau và cũng là thương hiệu đến từ đất nước Scotland.

ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY

Amylase la enzim thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác giải liên kết nội phân tử trong polysaccharide nhóm với sự tham gia của nước.

Amylase là enzyme thủy phân tinh bột, glucogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn chế, có mặt trong bọt nước (ptyalin), dịch tiêu hóa của người và động vật, hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men, vi khuẩn A-amylase thuộc nhóm enzyme nội bào tử, chuyển hóa tinh bột thành maltose, maltotrose, glucose và dextrin phân tử thấp, chỉ tạo ra dextrin và một ít maltose khi phân chia tinh bột bị hư hỏng, và chỉ tấn công liên kết 1,6-glucoside của amylopectin, tạo ra các dextrin Thời điểm hoạt động tối ưu của a-amylase nằm trong pH từ 4,0 đến 4,8, nhiệt độ thích hợp tối đa là 50°C, vô hoạt ở 70°C, với các chế phẩm thương mại như Termamyl, Spezyme.

B-amylase, y-amylase: Thuộc nhóm enzyme ngoại bào Thủy phân tích các liên kết bên trong polysaccharide

B-amylase không thủy phân hạt tinh bột nguyên vẹn nhưng phân giải mạnh mẽ hồ tinh bột, chuyển đổi 100% amylose thành maltose và 54-58% amylopectin thành maltose, hoạt động tối đa ở pH 4,6 và nhiệt độ 40-50°C, đồng thời vô hoạt ở 70°C; trong vi khuân không có B-amylase Y-amylase có khả năng xúc tác thủy phân liên kết 1,4 và 1,6-glucan trong polysaccharide, thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen, amylopectin và maltose thành glucose, được tìm thấy trên các loại nấm như Rhizopus delemer, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, cùng một số sinh vật khác và mô động vật, hoạt động tối ưu ở pH 3,5-5,5 Một số enzyme thương mại chứa y-amylase như Dextrozyme, AMG và Stargen được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Enzyme thủy phân là công cụ quan trọng trong công nghệ thực phẩm, giúp tăng tốc quá trình sản xuất, nâng cao hiệu suất trích ly và thủy phân hoàn toàn các chất đạm để giảm độ nhớt Nhờ khả năng tác động vào liên kết peptide (CO-NH) trong phân tử protein, enzyme này giúp phân giải các cơ chất tương tự, bao gồm các protease có liên kết este và axitamin Các enzyme thủy phân được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như động vật, thực vật và vi sinh vật, trong đó vi khuẩn và nấm mốc là nguồn phong phú nhất Đặc biệt, Aspergillus oryzae là một trong những chủng vi sinh vật quan trọng trong sản xuất enzyme thủy phân, góp phần nâng cao hiệu quả trong công nghiệp thực phẩm Theo phân loại quốc tế, các loại hạt được chia thành 4 nhóm chính, phục vụ các mục đích khác nhau trong chế biến thực phẩm.

- Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu N của mạch polypeptit

- Cacboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu C của mạch polypeptit.

- Pipeptidhydrolase: xúc tác thủy phân các peptit liên kết nội mạch.

- Proteinase: xúc tác thủy phân các kiên kết peptit nội mạch Một số chế phẩm enzyme thường mại như: Neutrase 0.8L, Fermgen

ỨNG DỤNG NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY

Nấm men Saccharomyces cerevisiae là chủ yếu được sử dụng trong sản xuất rượu whisky, với các dòng thuần chủng được phân lập và tuyển chọn từ nghiên cứu sinh, phát triển tiên tố ở nhiệt độ 25-30°C Loài nấm men này có đặc điểm nổi bật về hình thái và sinh lý, góp phần quan trọng trong quá trình lên men và tạo ra hương vị đặc trưng của rượu whisky Việc lựa chọn các dòng nấm men thuần chủng phù hợp giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất rượu whisky.

Tế bào cú cầu dạng hoặc bầu chọn có kích thước từ 3-5 μm, là loại tế bào đơn bào gồm các thành phần chính như thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, nhân, ty thể, ribosome, không bào và các dự trữ Các thành phần này đảm nhiệm chức năng quan trọng trong quá trình sinh trưởng và hoạt động của tế bào Tế bào này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sinh học, góp phần duy trì sự sống và phản ứng với môi trường xung quanh.

Là loài sinh dưỡng cacbon, chúng sử dụng khí thùy tiện để phát triển trong môi trường hiếu khí, tổng hợp tạo khối đa dạng Khi điều kiện thiếu khí, chúng chuyển sang quá trình lên men để sinh tồn hiệu quả Sinh sản vô tính của chúng diễn ra qua phương thức nảy chồi, giúp tăng số lượng nhanh chóng và duy trì quần thể.

Chủng nấm men tốt cho sản xuất rượu cần phải trả lời những yêu cầu sau:

- Hoạt động lên men cao, chịu được rượu cao, có khả năng phát triển và hoạt động trong môi trường axit, n và chịu được những biến đổi môi trường.

- Khả năng lên men nhanh và nhiều loại đường khác nhau, càng ít càng tốt, tạo ra sản phẩm trung gian và sản phẩm phụ.

- Tạo cho rượu những hương vị thơm ngon đặc trưng, không nhiễm mùi lạ và tạo váng trên về mặt rượu.

GỖ SỒI TRONG SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY

Gỗ sồi có các đặc điểm cấu trúc của khiến nó trở thành lý tưởng nhất cho bảo quản rượu.

Gỗ sồi bao gồm các thành phần chính như: cellulose (38 – 52%), hemicellulose (25 – 30%), lignin (22 – 25%) và tannin (5 – 10%) Cellulose là thành phấn phổ biến nhất của gỗ, chiếm khoảng ẵ khối lượng

Gỗ sồi chứa nhiều thành phần dễ bay hơi, trong đó các hợp chất như axit hữu cơ, lactone, norisoprenoid và phenol dễ bay hơi đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo hương cho Whisky Các hợp chất chính ảnh hưởng đến hương vị của rượu gồm lactone, phenolic aldehyde, volatile phenol, các hợp chất phân hủy carbohydrate, tannin và các polyphenol, giúp tạo nên đặc trưng độc đáo của mỗi phần rượu Phương pháp sắc ký khí đã giúp phát hiện hơn 100 cấu tử hương trong gỗ sồi, chứng minh tầm ảnh hưởng lớn của các thành phần này đối với hương thơm và chất lượng của Whisky.

Các hợp chất lactone đặc trưng cho mùi gỗ sồi được tạo thành từ lipid trong gỗ sồi, góp phần mang lại hương thơm đặc trưng cho rượu Ở nồng độ cao, các hợp chất này có mùi giống như sữa dừa, và mùi hương này càng trở nên rõ ràng hơn khi gỗ sồi được gia nhiệt trong quá trình ủ rượu Đặc trưng nhất trong các hợp chất lactone là hai đồng phân cis và trans của β-methyl-γ-octalactone; đồng phân cis tạo mùi nồng hơn, góp phần mang lại cảm giác đất, thảo mộc, trong khi đồng phân trans mang lại vị cay cay cho rượu Những đồng phân này có nguồn gốc từ gỗ sồi và ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính của rượu, chính vì vậy nồng độ của chúng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định chất lượng và sự chấp nhận của người tiêu dùng.

Phenolic aldehyde trong gỗ sồi, còn gọi là vanillin, là sản phẩm của quá trình phân hủy lignin trong gỗ sồi Các hợp chất này giúp tạo ra hương vani đặc trưng cho rượu và nồng độ của chúng tăng lên khi gia nhiệt hoặc phơi khô ngoài trời trước khi đóng thùng Tuy nhiên, quá trình lên men rượu trong gỗ sồi có thể làm giảm lượng vanillin do nấm men tác động lên gỗ, gây giảm quá trình trao đổi chất của nấm Vanillin cũng được xem như là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tuổi của gỗ sồi, phản ánh quá trình oxi hóa và phân hủy của gỗ qua thời gian.

Volatile phenol là sản phẩm của quá trình phân hủy gỗ sồi và chỉ xuất hiện khi gỗ được gia nhiệt Chất này góp phần tạo ra các mùi hương đa dạng như mùi đinh hương và mùi khói, trong đó eugenol chiếm ưu thế giúp tạo mùi đinh hương đặc trưng Ngoài ra, còn có các hợp chất như 4-methylguaiacol, góp phần tạo mùi khói, và 4-vinylguaiacol, mang lại hương thơm của hoa cẩm chướng, giúp các sản phẩm từ gỗ sồi có được hương vị phong phú và độc đáo.

Các hợp chất gây phân hủy carbohydrate là nhóm hợp chất phức tạp, trong đó có furfural, hình thành trong quá trình gia nhiệt đóng thùng Furfural là chất lỏng không màu, có mùi hạnh nhân, là sản phẩm của sự phân hủy monosacarit qua quá trình thủy phân một phần của hemicellulose Ngoài ra, maltol và cyclotene cũng được tạo thành trong quá trình này, mang vị caramel và giúp tăng cường hương vị đậm đà của rượu.

Tannin và các hợp chất polyphenol khác đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu sắc và độ chát cho rượu, giúp cân bằng các phản ứng oxy hóa và khử trong quá trình lên men Ngoài ra, chúng còn có khả năng bảo vệ rượu khỏi các phản ứng oxy hóa có hại, ngăn chặn sự hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của rượu Sử dụng tannin và polyphenol tự nhiên giúp nâng cao chất lượng và an toàn cho sản phẩm rượu, phù hợp với xu hướng tiêu dùng ngày càng chú trọng đến nguyên liệu tự nhiên.

Sử dụng thùng gỗ sồi để đựng và bảo quản rượu giúp giữ rượu không bị hư hại bởi tác động của ánh sáng, đặc biệt là rượu Whisky Ánh sáng mặt trời có thể làm mất ổn định các hợp chất trong rượu và thay đổi hương vị, ảnh hưởng đến chất lượng vào mùa hè khi nhiệt độ cao Lưu trữ rượu trong thùng gỗ sồi đảm bảo rượu Whisky lâu năm của bạn được bảo vệ khỏi tác hại của ánh sáng và nhiệt độ cao, giúp giữ gìn hương vị và chất lượng lâu dài.

TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY

Hạt ngũ cốc

Nguyên liệu chính để sản xuất rượu whisky là các hạt ngũ cốc chứa nhiều tinh bột như lúa đại mạch đen, đại mạch và bắp Những hạt ngũ cốc này có thể được sử dụng nguyên hoặc lên mầm để tạo thành malt, phù hợp với điều kiện sản xuất và yêu cầu kỹ thuật của từng địa phương Quá trình lên mầm hoặc sử dụng nguyên hạt giúp tạo ra những sản phẩm whisky có chất lượng cao và đặc trưng riêng.

Nấm men

Nấm men Saccharomyces cerevisiae, còn gọi là nấm men bánh mì hoặc nấm men bia rượu, là thành phần chính trong quá trình sản xuất rượu Whisky Chúng có khả năng lên men 95% đường glucose theo con đường phân kỵ khí và sử dụng khoảng 70% glucose khi trong điều kiện hiếu khí, đảm bảo quá trình lên men hiệu quả Hoạt tính lên men của Saccharomyces cerevisiae đạt cực đại ở pH từ 4.5 đến 5, giúp tối ưu hóa quá trình lên men Loài nấm men này có khả năng sử dụng nhiều loại đường như glucose, galactozo, mantozo, saccarozo, nhưng không thể đồng hóa trực tiếp lactozo hoặc nitrat, góp phần quan trọng trong quá trình lên men rượu Whisky.

Nước

Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất rượu mùi cũng như các loại đồ uống khác, đòi hỏi phải kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt Độ cứng của nước không vượt quá 1mg đương lượng/lít để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn Khi nước có độ cứng vượt mức quy định, cần thực hiện quá trình khử cứng để đảm bảo chất lượng và an toàn cho sản phẩm cuối cùng.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHUNG CỦA RƯỢU WHISKY

Nguyên liệu

Cần xác định rõ công thức của nguyên liệu ngũ cốc được đưa vào gồm có những gì?

Tỷ lệ % giữa các nguyên liệu trong quá trình làm whisky rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm Hiện trạng chất lượng của nguyên liệu thường được đánh giá từ tốt, trung bình đến kém, ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị cuối cùng Đường tự nhiên từ hạt lúa mạch đóng vai trò thiết yếu trong quá trình lên men và tạo ra độ ngọt tự nhiên cho whisky Để có lượng đường này, lúa mạch cần trải qua quá trình chuyển hóa thành mạch nha, còn gọi là "malting" (xử lý mạch nha), nhằm tối ưu hóa khả năng sinh đường và nâng cao chất lượng nguyên liệu.

Xử lý

Ngũ cốc từ các trang trại được vận chuyển trực tiếp đến nhà sản xuất whisky và bảo quản trong các silo đảm bảo sự tươi ngon và chất lượng Trước khi sử dụng, ngũ cốc được kiểm tra kỹ lưỡng và làm sạch để loại bỏ bụi bẩn cùng các tạp chất khác, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra thuận lợi và hiệu quả.

Dựa vào nguyên liệu để đưa ra những giải pháp xử lý thích hợp như :

- Tách tạp chất xay, nghiền

- Lựa chọn tỷ lệ bột/nước

- Điều chỉnh pH (axit hóa)

Hạt lúa mạch được ngâm trong nước trong vòng 2 ngày rồi để nảy mầm tự nhiên trong 5-7 ngày cho đến khi mầm cây bắt đầu xuất hiện Quá trình này giúp enzym xuất hiện, chuyển hóa tinh bột thành đường tự nhiên Việc ngâm nước trước giúp lúa mạch tiết ra lượng đường đủ lớn để phát triển thành cây trưởng thành, đảm bảo hàm lượng đường tự nhiên cao phù hợp cho các sản phẩm thực phẩm và sức khỏe.

Nấu chín

Tất cả các loại ngũ cốc, ngoại trừ lúa mạch, đều được nghiền nhỏ để tạo thành bột Bột sau đó được trộn với nước và nấu chín để phân hủy các thành phần cellulose chứa tinh bột Quá trình nấu có thể diễn ra trong nồi áp suất kín ở nhiệt độ lên đến 155°C hoặc trong nồi mở ở nhiệt độ 100°C, giúp tối ưu hóa việc phá vỡ cấu trúc cellulose để thu hồi tinh bột hiệu quả.

Khi được nấu chín, lúa mạch chuyển thành mạch nha, bắt đầu quá trình ngâm trong nước để bão hòa rồi nảy mầm trong vòng ba tuần, sản xuất enzyme amylase giúp chuyển đổi tinh bột thành đường Quá trình nảy mầm được dừng lại bằng cách làm khô và làm nóng lúa mạch với không khí nóng từ lò Đối với Scotch whisky, nhiên liệu trong lò gồm than bùn, một chất mềm giàu carbon hình thành từ quá trình phân hủy của thực vật trong nước, mang lại hương vị khói đặc trưng cho rượu.

Dựa vào công đoạn trên để đưa ra giải pháp kỹ thuật thích hợp với điều kiện thiết bị như sau:

- Nấu gián tiếp hay nấu trực tiếp

- Chọn nhiệt độ hồ hóa thích hợp với công thức

- Chế độ nấu cụ thể : nhiệt độ, áp suất, thời gian

- Biện pháp làm nguội cháo chín về nhiệt độ thường hay đúng nhiệt độ đường hóa.

Đường hóa

Đường hóa là quá trình trộn hạt đã nấu với mạch nha và nước ấm, trong đó các enzyme amylase trong lúa mạch chuyển đổi tinh bột thành đường Sau vài giờ, hỗn hợp này biến thành một chất lỏng đục giàu đường gọi là dịch hồ, giúp quá trình lên men diễn ra hiệu quả hơn Trong sản xuất Scotch whisky, hỗn hợp chỉ gồm lúa mạch và nước, sau khi nghiền sẽ được lọc để tạo ra dịch mạch nha, sản phẩm quan trọng trong quá trình lên men và chưng cất.

Tùy thuộc vào tác nhân đường hóa, chẳng hạn như enzyme amylaza trong malt, nấm mốc hoặc chế phẩm enzym amylaza, để xác định chế độ đường hóa phù hợp về nhiệt độ và thời gian Sau quá trình đường hóa, cần giảm nhiệt độ dịch đường bằng phương pháp tự nhiên hoặc cưỡng bức để đảm bảo chất khô hòa tan trong dịch đạt từ 16 đến 17%, tạo điều kiện tối ưu cho quá trình tiếp theo.

Lên men

Dịch hồ hoặc dịch mạch nha được đưa vào thùng lên men, thường làm bằng gỗ hoặc thép không gỉ, để bắt đầu quá trình lên men Men được thêm vào nhằm chuyển hoá đường trong dịch thành rượu nhờ các vi sinh vật lên men đơn bào Có hai phương pháp bổ sung men phổ biến là ngâm chua, sử dụng nấm men ở nhiệt độ phòng với độ pH thấp để kích thích sự phát triển của men và ngăn chặn vi khuẩn, và ngâm ngọt, dạng sử dụng tế bào nấm men mới cần kiểm soát nhiệt độ trên 80 °F (27 °C) để thúc đẩy quá trình lên men nhanh hơn và tránh nhiễm khuẩn.

Nấm men được sử dụng trong quá trình lên men là giống Saccharomyces cerevisiae, với các chủng đặc trưng theo từng vùng miền như S cerevisiae XII hoặc M ở Nga Nhiệt độ lên men lý tưởng là từ 30 đến 32°C, giúp quá trình lên men diễn ra hiệu quả Thời gian lên men tối ưu kéo dài từ 72 đến 78 giờ để đạt được chất lượng cao Sau khi quá trình lên men hoàn tất, hàm lượng etanol trong dấm chín phải đạt tối thiểu từ 7,5 đến 8% thể tích, đảm bảo độ cồn phù hợp và an toàn cho tiêu thụ.

Chưng cất phân đoạn

Chưng cất phân đoạn bắt đầu từ dấm chín để loại bỏ tạp chất độc hại do nguyên liệu ban đầu phức tạp hơn so với vang nho Phương pháp này giúp loại bỏ tạp chất đầu và tạp chất cuối, tạo ra sản phẩm trung gian “sạch hơn” và chất lượng tốt hơn Sản phẩm trung gian này chính là cồn whisky, có hàm lượng ethanol từ 65 đến 70% V, đảm bảo tiêu chuẩn an toàn và tinh khiết cho quá trình sản xuất.

Phối chế với nước mềm về 50 ÷ 52%V

Cồn whisky sẽ được phối chế với nước mềm để hạ chữ rượu xuống còn 50 ÷ 52%V.

Ủ trong các thùng gỗ sồi ở 18 – 20 o C

Sản phẩm đã được hạ chữ rượu về mức 50 ÷ 52%V để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ủ chín và phát triển hương vị bền vững trong các thùng gỗ sồi Quá trình ủ diễn ra ở nhiệt độ 18÷25% với thời gian tối thiểu là 4 năm, và càng kéo dài thì chất lượng sản phẩm càng cao Trong điều kiện kỹ thuật thích hợp, quá trình chín của rượu diễn ra từ từ, chậm rãi, giúp các biến đổi tích cực trong hương vị và chất lượng rượu được tối ưu hóa.

- Oxy hóa một số andehyt và axit bay hơi trong rượu

- Các phản ứng este hóa xảy ra, tạo nên những cấu tử hương mới, làm cho hương thơm phong phú và hài hòa hơn

- Vị của rượu sẽ dịu dần theo thời gian

Thành phần liznhin trong gỗ sồi từ từ chiết xuất và hòa tan trong rượu, tạo ra quá trình chuyển màu tự nhiên của rượu Quá trình này làm cho màu rượu dần dần chuyển sang màu cánh dán óng ánh, mang lại vẻ đẹp bắt mắt và giá trị thẩm mỹ cao cho mỗi phần thưởng thức.

Hình 10.Ủ rượu whisky trong thùng gỗ sồi

Phối chế về 43 – 45 %V

Bước hoàn thiện kỹ thuật và phối chế cuối cùng giúp điều chỉnh thông số, chỉ tiêu chất lượng cho từng sản phẩm cụ thể Quá trình này rất khác nhau giữa các nhà sản xuất, phản ánh qua việc sử dụng các chất phụ gia như rượu vang, sirô, màu caramel, cồn whisky Tuy nhiên, điểm chung là nồng độ rượu của sản phẩm phải đạt từ 43% đến 45% Vol Sau khi phối chế và thêm phụ gia, cần để sản phẩm yên trong 1-3 ngày ở nhiệt độ dưới 25°C để rượu ổn định và đạt chất lượng tốt nhất.

Lọc rượu

Lọc trong rượu là quá trình tách bỏ các cặn cơ học và hóa học, nhằm giữ gìn giá trị cảm quan của sản phẩm cuối cùng Chất lượng lọc phụ thuộc nhiều vào thiết bị lọc sử dụng, trong đó phổ biến nhất là máy lọc khung bản và máy lọc đĩa Việc chọn thiết bị lọc phù hợp giúp loại bỏ tối ưu các tạp chất, đảm bảo rượu đạt tiêu chuẩn về chất lượng và hương vị.

Chiết chai

Sau khi được lọc và kiểm tra kỹ về độ trong, màu sắc phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, sản phẩm sẽ được chiết rót vào các bao bì thủy tinh đa dạng dung tích từ 0,25L đến 5L Thủy tinh là vật liệu lý tưởng để lưu trữ whisky trưởng thành vì nó không phản ứng, giữ nguyên hương vị của sản phẩm Quá trình sản xuất hiện đại sử dụng máy móc tự động, cho phép chế tạo tới 400 chai whisky mỗi phút, giúp tăng năng suất và độ chính xác Các chai thủy tinh sau đó được chuyển qua các công đoạn làm sạch, niêm phong, dán nhãn và đóng gói trong hộp, chuẩn bị vận chuyển đến các cửa hàng rượu, quán bar và nhà hàng trên toàn quốc.

Hình 12 Quy trình chiết chai rượu whisky

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Nhiệt độ

Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản và phát triển của nấm men cũng như chất lượng của sản phẩm Nấm men có khả năng tồn tại và phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 4 đến 45°C, tuy nhiên, mức nhiệt độ tối ưu nhất cho sự sinh trưởng và hoạt động của nấm men là từ 28 đến 30°C.

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sinh sản của nấm men, với nhiệt độ càng thấp thì quá trình lên men diễn ra chậm hơn nhưng hạn chế nhiễm khuẩn, còn nhiệt độ cao (trên 38°C) giúp nấm men sinh sản nhanh hơn và rút ngắn thời gian lên men, tuy nhiên lại tăng nguy cơ nhiễm khuẩn.

Nấm men Saccharomyces phát triển tối ưu ở nhiệt độ từ 28 đến 32°C Khi nhiệt độ vượt quá 35°C, hoạt tính enzyme của Saccharomyces giảm nhanh, làm tăng nguy cơ nhiễm tạp khuẩn và nấm men dại trong môi trường ủ Ngoài ra, ở nhiệt độ trên 40°C, Saccharomyces không còn khả năng tổng hợp năng lượng dự trữ cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của enzyme.

Nhiệt độ ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng của sản phẩm khi lên men Khi quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ thấp, rượu sẽ có hương vị trái cây tươi ngon và đậm đà hơn, loại bỏ mùi vị không mong muốn Đồng thời, nhiệt độ thấp giúp giảm hàm lượng axit bay hơi, góp phần nâng cao chất lượng và độ cân đối của rượu Ngoài ra, nhiệt độ lạnh còn làm tăng hàm lượng glycerin, mang lại cảm giác mượt mà, tròn vị hơn cho sản phẩm cuối cùng.

Khí SO 2

Việc sử dụng SO2 làm chất khử trùng đã được biết từ giữa thế kỷ 20 và vẫn còn phổ biến trong sản xuất các sản phẩm lên men SO2 có thể được bổ sung dưới dạng khí hoặc muối như kalimetabisunfit (K2S2O5), natrimetabisunfit (Na2S2O5), hoặc metabisunfit (SO2 lỏng), trong đó tất cả các dạng đều coi là SO2 tự do Tính khử trùng của SO2 chủ yếu nhờ vào dạng tự do của nó, có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, tuy nhiên nấm men có thể thích nghi và lên men trong môi trường chứa hàm lượng SO2 cao Mặc dù vậy, SO2 còn ảnh hưởng đến quá trình lên men bằng cách làm chậm quá trình này, do giảm khả năng ôxy hóa của dịch lên men.

Sulfur dioxide (SO2) giúp tăng lượng axetaldehyt và glyxerin trong quá trình lên men, góp phần cải thiện chất lượng rượu Đồng thời, SO2 còn hạn chế quá trình lên men malolactic, kiểm soát quá trình chuyển đổi acid, giúp duy trì hương vị và độ cân bằng của rượu Việc sử dụng SO2 cần được tính toán phù hợp với công nghệ sản xuất để đảm bảo hiệu quả bảo vệ và chất lượng sản phẩm cuối cùng Thường thì, hàm lượng SO2 được điều chỉnh phù hợp nhằm tối ưu hóa lợi ích mà không gây ảnh hưởng tiêu cực đến hương vị của rượu.

75 - 100 ppm làm chất diệt khuẩn, đồng thời là chất chống ôxy hóa là phù hợp và có hiệu quả rất tốt.

Khí O 2

Việc sục khí cung cấp oxy và khuấy trộn môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh trưởng và phát triển của nấm men Mặc dù quá trình lên men rượu là quá trình yếm khí, nhưng trong giai đoạn đầu, đặc biệt là giai đoạn nhân giống, cần thiết phải cho dịch quả tiếp xúc với oxy không khí để đảm bảo sự phát triển tối ưu của nấm men.

Nhu cầu thông khí của nấm men phụ thuộc không chỉ vào tốc độ phát triển mà còn vào các yếu tố môi trường như hàm lượng đường, chất dinh dưỡng, khoáng chất, sinh khối và hoạt tính sinh lý của nấm men Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, lượng oxy bổ sung vào dịch thường từ 7 đến 10 ppm để đảm bảo sự phát triển tối ưu của nấm men.

Nồng độ dịch lên men: Nồng độ đường trong dịch lên men Môi trường thuận lợi cho lên men rượu có nồng độ đường trong khoảng 18-25%.

502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared

Nguồn Nitơ: Nấm men Saccharomyces cerevisiae có thể sử dụng nitơ dưới dạng muối amoniac NH4 + hoặc dưới dạng nitơ amin – NH2.

pH

Thời gian lên men từ 2 - 5 ngày.

Tuy nhiên thời gian lên men chính thích hợp không chỉ phụ thuộc và nồng độ dịch ban đầu mà còn phụ thuộc và cả nhiệt độ lên men.

Các yếu tố khác

Nấm men lên men nhanh nhất khi hàm lượng đường trong dịch lên men là từ 1-2%, tuy nhiên để đạt sản lượng cồn tối đa trên mỗi gam đường tiêu thụ, nồng độ đường cần cao hơn nhiều Nhiều nghiên cứu cho thấy, hàm lượng đường phù hợp cho quá trình lên men là từ 12-20%, trong khi ở mức 25% sẽ gây ức chế quá trình lên men.

Tỷ lệ các loại đường trong dịch lên men ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ và hiệu suất của quá trình lên men Các nghiên cứu chỉ ra rằng glucose là loại đường tối ưu nhất để thúc đẩy sự sinh trưởng của nấm men và quá trình lên men tạo rượu, tiếp theo là fructoza và sacaroza Do đó, quả chứa hàm lượng đường khử cao sẽ hỗ trợ quá trình lên men hiệu quả hơn và nâng cao chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

Axit hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men, chủ yếu do khả năng giảm độ pH và ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn Tuy nhiên, tác động của axit hữu cơ không bay hơi thường bị ảnh hưởng bởi độ pH và không dựa vào tổng hàm lượng các axit này Nhiều nghiên cứu cho thấy, hoạt động của axit hữu cơ trong quá trình lên men phụ thuộc vào thành phần của chúng chứ không chỉ số lượng, giúp kiểm soát hiệu quả quá trình lên men.

CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU 25 IX CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ

Chỉ tiêu cảm quan

- Độ trong và màu sắc: Trong suốt, không có vấn đục và màu sắc lạ Từ vàng nâu đến nâu đỏ.

- Mùi: Đặc trưng cho mùi của rượu Whisky, không có mùi lạ.

- Vị: Vị đặc trưng không đắng và không có vị lạ.

Chỉ tiêu hoá lý

1 Hàm lượng etanola (độ rượu ở 20 o C) , tính bằng % thể tích 35 ± 1

2 Hàm lượng axit, chuyển ra axit axetic trong 1 lít rượu 100 o C Tính bằng mg không lớn hơn.

3 Hàm lượng andehit, chuyển ra andehit axetic trong 1lit rượu 100˚C, tính bằng mg, không lớn hơn.

4 Hàm lượng este, chuyển ra este estylaxetat trong 1lit rượu 100˚C, tính bằng mg, không lớn hơn.

5 Hàm lượng rượu tạp, theo tỷ lệ hỗn hợp isopentanola và isobetanola

(3:1), tính bằng mg trong 1lit rượu 100˚C, không lớn hơn.

6 Hàm lượng metanola, tính bằng % thể tích, không lớn hơn 0,1

7 Hàm lượng Fufurol, tính bằng mg trong 1lit rượu 100˚C, không lớn hơn.

8 Hàm lượng chất chiết chung, tính bằng g/lít, không lớn hơn 3

Chỉ tiêu vi sinh vật

Chỉ tiêu Giới hạn tối đa

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí,

6 Tổng số nấm men và nấm mốc,

Để sản xuất rượu whisky chất lượng, cần hiểu rõ quy trình đường hóa nguyên liệu, các thông số của quá trình lên men và chưng cất Việc lựa chọn loại gỗ sồi phù hợp và nồng độ ngâm ủ đúng cách là yếu tố quyết định hương vị và chất lượng của whisky Thế giới whisky mang màu sắc phức tạp với sự đa dạng của các loại ngũ cốc, hương vị phong phú và kỹ thuật chưng cất tinh tế, đặc biệt đối với người mới bắt đầu tìm hiểu.

1 https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Thuong-mai/Quyet-dinh-90-QD-UB-tieu-chuan- ruou-100132.aspx

2 Phạm Văn Thành, Lê Văn Trọng và cộng sự, “ Nghiên cứu xây dựng phương pháp kiểm định các loại rượu cao cấp ( Whisky, Cognac) để phát hiện hàng giả, hàng kém chất lượng trên thị trường Việt Nam” , Viện Công nghệ thực phẩm (2010)

3 Niên giám thống kê 2013, Tổng cục thống kê

4 IngeRussell, Graham Stewart, Charlie Bamforth, Inge Russell, “Whisky Technology,

Production and Marketing” , Elsevier (2003), pp.87-98.

5 Carla Da Porto, Sabrina Moret, “Comparision of polycyclic aromatic hydrocarbons

(PAHs) between smoked mare spirit and whiskies” Food and Chemical Toxicology, 45

6 https://vi.wikipedia.org/wiki/Whisky

7.https://ruousg.hatenablog.com/entry/2020/10/20/114045? fbclid=IwAR2YTfF5U1jDX2S-HWnHTykk-AGO_JI91yn7ozX34-

8 https://www.slideshare.net/trongthuy1/de-tai-nghien-cuu-cong-nghe-san-xuat-ruou- whisky-tu-malt-dai-mach? fbclid=IwAR2v9YzhekYyrqiwqjzy5j87cJ9WmAHajaSCOiILbHr7aU-IR8giPs4ak-s

9 https://dayphache.edu.vn/ruou-whisky

10 Giang Thế Bính và cộng sự, “Hoàn thiện công nghệ một số đồ uống chất lượng cao từ ngũ cốc”, Viện Công Nghiệp Thực Phẩm ( 2002)

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	2,03 MB