CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG CÓ CỒN

Phân tích rỉ đường Thí nghiệm 1: Xác định nồng độ chất khô Xác định nồng độ chất khô trong rỉ đường có thể bằng các dụng cụ đo như Bx kế, Bome kế hoặc chiết quang kế. Bx kế và Bome kế Bx kế: Nếu dung dịch đường tinh khiết Bx kế chỉ trực tiếp % trọng lượng đường trong dung dịch. Nếu dung dịch đường không tinh khiết nó chỉ hàm lượng chất khô biểu kiến theo trọng lượng. l°Bx = 1% trọng lượng Bome kế: Bome kế là dụng cụ đo nồng dộ chất khô. Độ Bome dược quy đổi sang độ Bx như sau: 1 Be = l,84°Bx

BÀI THỰC HÀNH MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG CÓ CỒN

Bài 1 Phân tích nguyên liệu sản xuất rượu (5 tiết)

1.Phân tích rỉ đường

Thí nghiệm 1: Xác định nồng độ chất khô

Xác định nồng độ chất khô trong rỉ đường có thể bằng các dụng cụ đo như Bx kế, Bome kế hoặc chiết quang kế

- Bx kế và Bome kế

Bx kế:

Nếu dung dịch đường tinh khiết Bx kế chỉ trực tiếp % trọng lượng đường trong dung dịch Nếu dung dịch đường không tinh khiết nó chỉ hàm lượng chất khô biểu kiến theo trọng lượng

l°Bx = 1% trọng lượng

Bome kế:

Bome kế là dụng cụ đo nồng dộ chất khô Độ Bome dược quy đổi sang độ Bx như sau:

1 Be = l,84°Bx

Tiến hành

Rỉ đường là sản phẩm đặc có độ nhớt lớn do đó không đo trực tiếp được mà phải pha loãng Có thể đùng phương pháp pha loãng gấp đôi Ví dụ: cân 150g rỉ đường trong cốc khô biết trước trọng lượng, tiếp đó cho nước nóng để hoà tan, rồi làm nguội, sau đó rót thêm nước đến trọng lượng 300 g rồi đem đo nồng độ chất khô

Dùng ống đong thuỷ tinh (cao 35cm, rộng 3 cm) tráng 2 – 3 lần bằng dung dịch cần do Đổ đầy dung dịch vào ống, thổi bọt rồi thả nhẹ Bx kế hoặc Bome kế, sau khi Bx kế và Bome kế giữ ở trạng thái cân bằng, đọc trên vạch chia độ của Bx hoặc Be, ghi nhiệt độ ở thời điểm đo

Chú ý: Để đọc chính xác cần đổ thật đầy, làm nhẹ tay và đặt thật thẳng góc.

Kết quả

Đọc °Bx quan sát được Nếu ở nhiệt độ khác 20°C thì cần hiệu chỉnh theo phụ lục 2 (Bảng hiệu chỉnh

°Bx về nhiệt độ 20°C)

Độ °Bx của dịch ở nhiệt độ 20°C được tính như sau:

Khi nhiệt độ đo < 20°C thì lấy giá trị đo được trừ đi hệ số hiệu chinh

Khi nhiệt độ đo > 20°C thì lấy giá trị đo được cộng với hệ số hiệu chỉnh

- Chiết quang kế

Nguyên tắc

Dựa vào chiết suất để suy ra nồng độ dung địch, khi nồng độ dung dịch tăng chiết suất tăng

Tiến hành

Hiệu chính chiết quang kế: về nguyên tắc, nước cất không chứa chất hòa tan, do vậy người ta sử dụng nước cất để hiệu chỉnh chiết quang kế về 0 Nhỏ một giọt nước cất (nhiệt độ 20°C) lên mặt kính đo Chú ý không tạo bọt và đóng mặt kính lại Điều chỉnh bằng vít vặn sao cho giải phân cách giữa 2 vùng sáng tối rõ nét và ở đúng điểm 0

Trước khi đo nồng độ chất khô của mật rỉ, lấy khoảng 100g đun cách thuỷ 70 - 80°C, khuấy đều để hoà tan hoàn toàn các tinh thể (đậy kín tránh hiện tượng bay hơi làm tăng nồng độ), sau đó để nguội, pha loãng

và đo

Lấy 1 giọt mật rỉ (đã được xử lý nhiệt) nhỏ lên mặt kính do Chú ý không tạo bọt và đóng mặt kính lại Đọc chỉ số tương ứng trên giải phân cách

Đo nhiệt độ của dịch đường Nếu nhiệt độ khác 20°C thì cần hiệu chỉnh theo phụ lục 3 (Bảng hiệu chỉnh nồng độ chất khô đo được về nhiệt độ 20°C)

Chú ý: Trước và sau khi đo chiết suất phải dùng bông tẩm cồn hoặc ete lau lăng kính đựng đung dịch thật sạch Thường xuyên kiểm tra điểm “0” của chiết quang kế bằng cách lấy 2 - 3 giọt nước cất cho vào máy đo và thước đo sẽ chỉ nồng độ = 0 Nếu thấy sai số phải dùng khoá điều chỉnh Chiết quang kế chỉ cho nồng độ chất khô hoà tan mà thôi

4.1 HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG

4.1.1 Xử lý và pha loãng rỉ đường

a) Nguyên tắc

Dùng dung dịch axetat chì để loại bỏ protein và canxi có trong rỉ đường Phản ứng xảy ra như sau:

Protein + Pb(CH3COO)2 kết tủa do protein bị biến tính

Na2HPO4 + Pb(CH3COO)2 dư PbHPO4 + 2CH3COONa

K2C2O4 + Ca2+ CaC2O4 + 2K+

Rỉ đường đã xử lý được thủy phân bằng axit HCl ở 70°C trong 5 phút Xác định hàm lượng đường trong dịch pha loãng rồi quy ra hàm lượng đường trong rỉ đường

b) Dụng cụ

- Bình định mức 250ml

- Bình tam giác 250ml

- Cốc 50; 100ml

- Ống đong 100ml

- Phễu lọc

c) Hoá chất

- Dung dịch axetat chì bão hoà

- Na2HP04 10%

- Oxalat kali 5%

- HCl đậm đặc.

- Chỉ thị metyl da cam 0,05%

- NaOH 5 - 10N

d) Tiến hành

- Cân 5g mật rỉ trong cốc 100ml sau dó dùng 50ml nước cất nóng 40°C để pha loãng và chuyển toàn bộ vào bình định mức 250ml Tiếp theo cho 5-6 ml axetat chì, lắc đều rồi cho thêm nước cất tới vạch và đem lọc Lấy 100ml dịch trong cho vào bình định mức 250ml, thêm 5ml Na2HP04 10%, 5 ml oxalat kali 5% Lắc đều rồi thêm nước cất tới vạch và đem lọc

- Sau khi kết tủa protein và loại canxi, ta lấy 100ml dịch lọc lần 2 cho vào bình định mức 250

ml rồi dùng pipet lấy 10ml HCl đậm đặc (d = 1,19) cho vào bình, lắc đều rồi đặt vào nổi cách thuỷ 70°C để thuỷ phân saccaroza trong 5 phút Sau đó đem làm nguội tới nhiệt độ phòng rồi cho vào 2-3 giọt chỉ thị phenolphtalein và trung hoà bằng NaOH 1N tới đổi màu Tiếp theo thêm nước cất tới vạch, lắc đều rồi đem xác định hàm lượng đường trong dung dịch pha loãng bằng một trong các phương pháp xác định đường sau

Thí nghiệm 2: Độ thuần khiết của rỉ đường

Để đánh giá chất lượng mật rỉ người ta đưa ra khái niệm độ thuần khiết và biểu diễn theo % như sau: Hàm lượng đường

Hàm lượng chất tan

Độ thuần khiết của mật rỉ thủ công luôn cao hơn so với rỉ đường nhận được theo phương pháp sản xuất đường hiện đại

4.2 ĐỘ HOÀ TAN

4.1.1 Mục đích

Xác định hàm lượng chất hoà tan trong các nguyên liệu như: gạo, ngô, lúa miến, lúa mì và các sàn phẩm tinh bột

4.1.2 Nguyên tắc

Biến đổi các chất trong nguyên liệu thành dạng hòa tan bằng cách sử dụng malt đại mạch làm nguồn enzym với nhiệt độ và thời gian thích hợp Sau đó xác định tỷ trọng của dịch đường

4.1.3 Phương pháp ASBC

Quy trình thí nghiệm được áp dụng cho tất cả các loại mẫu ngũ cốc kể cả ngô mảnh và gạo

- Enzym: Malt đại mạch có hoạt lực diastaza lớn hơn 300 đơn vị WK Độ ẩm và hàm luợng chất hòa tan của malt phải được xác định cùng thời gian khi được dùng xác định chất hòa tan của nguyên liệu thay thế

- Dung dịch I2 0,02N

- Máy nghiền phù hợp cho mỗi loại nguyên liệu.

- Cân phân tích, độ chính xác 0,05 g

- Nồi đường hoá có bộ phận đo nhiệt độ, thời gian và tốc độ cánh khuấy là 100 – 200 vòng/phút

- Dụng cụ đo tỷ trọng

- Tủ sấy

- Cốc sấy

- Chuẩn bị mẫu: Nghiền khoảng 21g mẫu Nếu xác định cả độ ẩm, dầu, protein và tro thì cẩn ít nhất là 45g Ngô mảnh hoặc gạo tấm không cần nghiền

- Cân 20 g ± 0,05 g nguyên liệu đã nghiền và 5g + 0,05 g malt nghiền cho vào cốc nấu đã biết trước trọng lượng Cho 200 ml nước cất 46°C vào, khuấy đều bằng đũa thủy tinh Đặt cốc lên bếp đun sao cho trong khoảng 10-15 phút dịch bắt đầu sôi, khuấy liên tục, giữ dịch sôi trong

30 phút, và khuấy kỹ trong 10 phút tiếp theo, chú ý không để bị cháy, không để dịch sôi bắn ra ngoài hay nổi bọt nhiều Khuấy đều trong suốt quá trình nấu và giữ thể tích dịch nấu không đổi bằng cách bổ sung nước 15 phút 1 lần Làm nguội dịch nấu tới 46°C và thêm 25g ± 0,05g malt nghiền, trộn đều, tránh vón cục Tráng thành cốc bằng môt ít nước cất Giữ nhiệt độ dịch nấu 45°C đúng 30 phút (tính từ thời gian đạt cốc vào bình ổn nhiệt 46°C), khuấy liên tục

- Tiếp đó nâng nhiệt độ tới 70°c với tốc độ Г’с/l phút, thêm 100 ml nước cất 70 - 7l°C, giữ 70°C trong 60 phút Sau 15 phút tính từ khi dịch dạt 70°c bắt đầu thử với dung dịch I2 cho đến khi đường hóa hoàn toàn Chú ý trong quá trình nấu không để nhiệt độ vượt quá nhiệt dô yêu cầu 0,5°C Thời gian đường hóa được nhận xét: dưới 15 phút, 15-30 phút, 30 - 45 phút, 46 - 60 phút, không hoàn toàn nếu dài hơn 60 phút

- Tiếp đó làm nguội và lọc dịch chiết như đối với dịch chiết malt

- Xác định tỷ trọng của dịch dường, để xác định hàm lượng chất hoà tan dựa vào phụ lục 1

(Bảng tra hàm lượng chất khô hoà tan theo tỷ trọng của dịch- Goldiner vò Klemann).

Nếu dùng loại ngô và gạo đã giập nát thì không được nghiền và không được đun sôi Cân 20g nguyên liệu không nghiền và 30g malt nghiền với 200ml nước cất 46°C, trộn kỹ để tránh vón cục Rửa thành cốc bằng một chút nước và tiến hành nấu như đã trình bày

Tính hàm lượng chất hòa tan theo các công thức sau:

800+0,6Wm+0,4Wc

100 – e (Et – 0,6Em).100

40

Et =

Ec =

100 x Ec

100 – Ec

Et - hàm lượng tổng chất hòa tan trong hỗn hợp malt và nguyên liệu bột, % (m/m);

Ec - hàm lượng chất hòa tan của nguyên liệu bột theo khối lượng, %

E’c - hàm lượng chất hòa tan của nguyên liệu bột tính theo chất khô,% (theo khối lượng);

Em - hàm lượng chất hoà tan của malt, % (theo khối lượng);

e - hàm lượng chất hòa tan trong dịch đường, %, (theo khói lượng);

Wm - độ ẩm cùa malt, %;

Wt - độ ẩm của nguyên liệu bột, %

Kết quả lấy đến một số thập phân

E’c =

=

Bài 2 Chuẩn bị dịch lên men (5 tiết)

1.Mục đích

Cồn là một nguyên liệu được sử dụng rất nhiều trong các ngành thực phàm, mỹ phâm , dược phẩm, Nguyên liệu phổ biến để sản xuất cồn là rỉ đường và tinh bột

Bài thí nghiệm này nhằm mục đích giúp sinh viên tìm hiểu quá trình xử lý nguyên liệu tinh bột thành dịch đường để tiến hành quá trình lên men rượu (đặc biệt là quá trình hồ hóa, dịch hóa và đường hóa)

2.Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ:

2.1.Nguyên liệu

 Nhóm 1:

Nấu: 0,5kg gạo nếp+ 690ml nước.

+ 0,5kg gạo tẻ+890ml nước +0,5kg gạo nếp cẩm+680ml nước

+0,5kg ngô+ 900ml

Sau khi lên men 2 ngày bổ sung 1l nước

 Nhóm 2+3:

- Gạo, ngô, sắn: 0.5kg

- Nước: 1,25lít

- Enzyme α- amylase: 0.1125 ml

- Enzyme glucose amylase: 0.1875ml

- Lượng men giống cho vào: (12g/kg gạo)

Nhóm 4:

- Chuối bóc vỏ: 1kg

- Nước bổ sung: 1510ml

- Đường: 300g

- 2ml nước cốt chanh

- Nấu 15 phút sau sôi

2.2.Dụng cụ, thiết bị:

- Nồi inox, cốc thủy tinh

- Bếp gas, bếp điện, bể ổn nhiệt

- Nhiệt kế

- Khúc xạ kế cầm tay

2.3.Thực hiện:

Gạo được xay nghiền có đường kính khoảng lmm, quá trình này nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng hạt tinh bột khỏi các mô, để khi đưa vào nấu với nhiệt độ phù hợp biến tinh bột thành dạng hòa tan

Nấu với tỉ lệ nuớc:gạo (4,5:1), mục đích của quá trình nấu là phá vỡ màng tế bào của các hạt tinh bột, giúp cho amylase tiếp xúc được với tinh bột, tạo điều kiện đưa tinh bột về trạng thái hòa tan trong dung dịch

Trước khi nấu ta bổ sung enzyme α - amylase (termamyl) 0.3ml/kg và gia nhiệt đến 830C, giữ

nhiệt trong 40-45 phút với mục đích là hồ hóa tinh bột, sau đó nâng nhiệt lên 950C, giữ nhiệt trong

5 - 1 0 phút để enzyme a - amylase hoạt động (t0opt =95 0C) (quá trinh dịch hóa) Sau đó hạ nhiệt xuống 60-67 0 C, cho enzyme glucose amylase (saezyrne) 0:5ml kg giữ nhiệt trong 60 phút, để cho

enzyme này thực hiện quá trình đường hóa đưa về đường glucose cho nấm men sử dụng (t0 Op=60-67

0C) (quá trình đường hóa)

Thông thường ta hồ hóa xong mới cho enzyme α - amylase vào để dịch hóa, nhưng nếu làm như

vậy, dịch cháo sẽ rất đặc, khó khuấy trộn, dễ bị hồ hóa cục bộ, quá trình đường hóa sẽ không đều Nhưng cho vào trước khi gia nhiệt sẽ dẫn đến một phần enzyme sẽ mất hoạt tính

Làm nguội nhanh về nhiệt độ thường (300C) để tạo điều kiện sốc nhiệt, có thế tiêu diệt thêm một phần vi sinh vật còn sống sót sau quá trình nấu

Sau khi làm nguội cho men giống vào để thực hiện quá trình lên men

Hàm lượng men giống cho vào phải đủ mật độ là 10 - 12*106tb/ml

3 Kết quả

Sinh viên tính hiệu suất thu hồi

Bài 3 Lên men rượu (5 tiết) 1.Nhận dịch

Hàm lượng nấm men 12 g/0.5 kg nguyên liệu

Nhiệt độ dịch trước khi lên men: 300C

Độ ẩm: 54%

2.Lên men chính

Trong phòng thí nghiệm lên men bằng bình tam giác 1l miệng bao bằng quả bóng cao su

Nhiệt độ lên men chính 32°c, áp suất thường

Hàng ngày kiểm tra độ đường và mật độ lên men

Thời gian lên men: 7 ngày

+ Ngày 1,2 theo giõi quá trình thủy phân tinh bột thành đường Chỉ tiêu kiểm tra: hàm lường tinh bột sót

+ Ngày 3: Bổ sung nước 1200ml/0.5kg nguyên liệu Chỉ tiêu kiểm tra: hàm lượng đường, mật độ tế bào, hàng lượng axit

+ Ngày 4-7: theo dõi và kiển tra hàm lượng đường, mật độ tế bào, hàng lượng axit

3.Những thí nghiệm cần làm

3.1 Xác định độ chua của dịch giấm chín trong quá trình lên men

Nguyên tắc: Độ chua của dịch giấm chín cho biết mức độ nhiễm tạp khuẩn trong quá trình lên men và biểu

diễn theo hai cách:

Biểu diễn theo số gam axit H2SO4 chứa trong 1 lít giấm chín

Biểu diễn theo độ: Một độ chua là số ml NaOH có nồng độ 1N cần thiết để trung hòa axit tự do chưa trong 20ml giấm Nếu số ml NaOH quy về 1N bằng 1, ta nói giấm chín có độ chua bằng 1 Một độ chua tương đương với 2,45g H2SO4/lit

Tiến hành: Lấy 20ml dung dịch lọc của giấm chín hoặc dịch lên men cho vào bình tam giác chứa sẵn 50ml

nước cất Tiếp theo dùng NaOH 0,1N để chuẩn độ đến khi xuất hiện màu hồng nhạt với chất chỉ thị là phenolphthalein

Kết quả:

Độ chua của dịch giấm chín được tính theo công thức:

Độ chua (độ) = (độ)

Trong đó:

n – số ml NAOH 0,1N tiêu hao khi định phân 20ml dịch lọc

Trong điều kiện lên men bình thường, độ chua của giấm chín tăng khoảng 0,5 đến 0,7 g/l so với độ chua của dịch đường hóa (Lê Thanh Mai, 2005)

3.2 Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột, đường sót

Nguyên tắc: Sử dụng axit thủy phân tinh bột và các đường phức thành các đường đơn giản, sau đó xác định

đường bằng phương pháp hóa học dựa vào tinh thể oxy hóa của đường đơn giản trong kiềm

Tiến hành: Lấy 50 ml dịch lên men cho vào bình tam giác 250 ml, sau đó thêm vào 50 ml nước cất và 6 ml

HCl đậm đặc (hoặc 10 ml HCl 25%), nối bình với ống sinh hàn khí dài ít nhất 50cm Mặt khác lấy 50 ml dịch lọc dịch lên men rồi cho vào bình khác, cũng thêm nước và axit như mẫu chưa lọc Sau khi nối ống sinh hàn khí, đặt cả hai bình tam giác vào nối cách thủy và đun sôi 2 giờ Tiếp đó làm nguội tới nhiệt độ phòng rồi trung hòa bằng NaOH 10% tới khi màu của giấy quỳ chuyển sang xanh lơ Chuyển toàn bộ dịch vào hai bình định mức 250 ml rồi thêm nước tới ngấn bình, đem lọc qua giấy vào hai bình khô khác nhau Lấy 20ml Ferixianua Kali 1% + 5ml KOH 2,5N+ 2-3 giọt xanh metylen 1%, cho vào bình tam giác Lắc đều, đặt lên bếp đun 1-2 phút đến khi sôi nhẹ Dùng pipet hút dịch đường cần phân tích nhỏ từ từ vào bình sao cho dịch luôn sôi cho tới khi dịch chuyển từ màu xanh sang màu hồng tím rồi vàng rơm thì dừng

Kết quả:Xác định theo phương pháp feryxyanua ta có:

X = x 100 (g/100 ml) Trong đó:

a – số gam glucoza tương ứng với 20m feryxyanua kali

m – số ml dịch lên men ở mẫu thí nghiệm

Số ml dịch lên men chưa lọc ở mẫu thí nghiệm m = x b;

Số ml dịch lên men lọc ở mẫu thí nghiệm m = x b0;

b và b0 – số ml dịch đường loãng tiêu hao khi định phân ở mẫu dịch lên men chưa lọc và đã lọc ( Lê Thanh Mai, 2005)

3.3.Xác định đường khử bằng phương pháp Ferixianua kali

Muốn xác định đường tổng số, ta phải chuyển đường kép trong dịch lên men thành đường đơn

Lấy 10ml dịch lên men + 1ml HCl thủy phân ở nhiệt độ 70-800C trong 20 phút, để nguội Sau đó, trung hòa bằng NaOH 10% với chỉ thị là phenolphthalein Pha loãng theo tỷ lệ thích hợp

Lấy 20ml Ferixianua Kali + 5ml KOH 2,5N + 2-3 giọt xanh metylen, cho vào tam giác Lắc đều, đặt lên bếp đun (1-2 phút) đến khi sôi nhẹ Dùng pipet hút dịch đường cần phân tích nhỏ từ từ vào bình sao cho dịch luôn sôi cho tới khi dịch chuyển từ màu xanh sang màu hồng tím rồi vàng rơm thì dừng

Hàm lượng đường khử tính theo công thức:

Đ= (g/100ml)

Trong đó :

a: lượng đường glucoza tương ứng với 20ml Ferixianua Kali và 5ml KOH 2,5N

m: số dịch đường tiêu tốn khi chuẩn độ

f: hệ số pha loãng

Xác định a: Cân 0,5g glucoza ( đã sấy ở 1000C trong 15 phút), pha với nước cất thành 100ml để dịch có nồng

độ 0,5% Dùng dịch này để chuẩn 20ml Ferixianua Kali 1% Giả sử số ml đã dùng để chuẩn là ao thì a = a0 x 100(Lê Thanh Mai, 2005)

3.4.Xác định mật độ tế bào nấm men

Xác định bằng buồng đếm hồng cầu Thomas - Goriaev, buồng đếm có chiều sâu 0,1 mm, diện tích 1 ô là 1/25mm2

+ Tiến hành: Đặt lá kính lên phiến kính cho giọt dịch nấm men vào khe tiếp xúc của lá kính và phiến kính sao cho không tạo ra những bọt khí, đếm 5 ô lớn chéo nhau kết quả lặp đi lặp lại 3 - 4 lần Số lượng tế bào trong

1 ml dịch men tính theo công thức:

X= A × 400 × 10.000 × B A: Số lượng tế bào trung bình ở mỗi ô nhỏ

B: Độ pha loãng mẫu (Lê Thanh Mai, 2007)

4 Kết quả

Sinh viên viết báo cáo công việc trong 7 ngày theo dõi