Trên cơ sở quy trình công nghệ sản xuất rượu đặc sản ở nước ta nhằm phát huy những ưu thế sẵn có của rượu đặc sản kết hợp với phương pháp sản xuất tiên tiến trên thế giới để nâng cao năng suất, hiệu suất của quy trình, chúng tôi tiến hành cải tiến quy trình sản xuất rượu đặc sản từ nguyên liệu gạo nếp cái hoa vàng.
3.2.1. Xác định thành phần của nguyên liệu ban đầu 3.2.1.1. Nguyên liệu gạo nếp cái hoa vàng.
Nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất cần được đánh giá về chất lượng để đảm bảo yêu cầu sản xuất. Đối với nguyên liệu gạo nếp cái hoa vàng thì ta cần đánh giá về tính chất cảm quan cũng như xác định thành phần của nó để đánh giá chất lượng nguyên liệu. Gạo tiến hành nghiên cứu không bị mối mọt, mốc, không có màu sắc hay mùi vị lạ.
Tiến hành xác định độ ẩm và hàm lượng tinh bột của gạo nếp cái hoa vàng – nguyên liệu sử dụng để lên men rượu. Kết quả xác định thành phần của gạo được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.3. Thành phần của gạo nguyên liệu (% khối lượng)
Chỉ tiêu Hàm lượng (%)
Độ ẩm 12±0,5 Hàm lượng tinh bột 75±0,5
Nhìn vào kết quả ở bảng 3.3 ta thấy độ ẩm và hàm lượng tinh bột của nguyên liệu gạo nếp cái hoa vàng phù hợp với tính chất của nguyên liệu và nằm trong giới hạn cho phép trong quá trình bảo quản và yêu cầu nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
3.2.1.2. Đánh giá chất lượng của nấm men Saccharomyces cerevisiae.
Nấm men Saccharomyces cerevisiae được hoạt hóa trong môi trường dịch chiết malt. Nấm men khô được đánh giá chất lượng thông qua số lượng tế bào và tỷ lệ sống trung bình của nấm men trong 1g men khô. Sử dụng buồng đếm hồng cầu bằng phương pháp đếm tế bào nấm men ta có số lượng tế bào nấm men là: 46x109±10% (tế bào/g). Tỷ lệ sống của tế bào nấm men là 98%. Kết quả cho thấy nấm men có chất lượng tốt, đáp ứng được yêu cầu để sử dụng trong nghiên cứu.
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của enzym Stargen tinh khiết bổ sung.
Enzym được bổ sung nhằm tăng quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường và tăng nhanh quá trình lên men. Đề tài được tiến hành nghiên cứu để bổ sung lượng enzym đường hóa vào quá trình lên men ẩm để phù hợp cho quá trình sản xuất nhằm tăng hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Dựa trên tài liệu khuyến cáo của nhà sản xuất, enzym Stargen 001 được sử dụng trong khoảng nồng độ từ 0,2-0,25% so với tinh bột. Do đó, với nguyên liệu gạo, tiến hành khảo sát trên các nồng độ là: 0,20; 0,25; 0,30% so với tinh bột. Tiến hành thử nghiệm nhằm tìm ra nồng độ enzym thích hợp nhất cho quá trình lên men.
Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ Stargen tinh khiết bổ sung Tỷ lệ Stargen
(%v/m) Các chỉ
tiêu sau lên men
0 0,20 0,25 0,30
Đường sót (g/100ml) 1,05±0,04 0,36±0,07 0,40±0,05 0,35±0,05 Tinh bột sót
(g/100ml) 1,59±0,06 0,80±0,05 0,73±0,04 0,62±0,05 Độ chua (g/l) 5,60±0,02 3,52±0,04 3,42±0,02 3,20±0,06 Độ rượu (%v/v) 8,20±0,05 9,90±0,05 10,35±0,05 10,40±0,05
Hiệu suất (%) 71,86±0,80 79,20±0,80 80,66±0,80 80,79±0,80
Kết quả bảng 3.4 cho thấy:
Khi tăng dần nồng độ enzym thì độ rượu và hiệu suất thu hồi cũng tăng theo. Tỷ lệ enzym là 0,2% thì độ rượu thu được là 9,90%v/v, tương ứng với hiệu suất thu hồi là 79,20%. Với tỷ lệ enzym là 0,25% thì độ rượu thu được là 10,35%v/v, tương ứng với hiệu suất thu hồi là 80,66%. Ở nồng độ 0,30%
nồng độ rượu đạt 10,40%v/v, tương ứng với hiệu suất là 80,79%. Ở nồng độ enzym là 0,3%, hiệu suất có tăng nhưng không đáng kể, do đó để tiết kiệm chi phí chúng tôi chọn tỷ lệ enzym bổ sung là 0,25%.
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch nấm men bổ sung.
Lượng nấm men bổ sung vào lên men có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của quá trình lên men và các sản phẩm tạo thành trong quá trình lên men.
Kết quả được thể hiện trong bảng 3.5.
Bảng 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung Tỷ lệ nấm men
(g/l) Các chỉ
tiêu sau lên men
0 0,20 0,25 0,30
Đường sót (g/100ml) 1,05±0,04 0,46±0,05 0,42±0,05 0,40±0,05 Tinh bột sót
(g/100ml) 1,59±0,06 0,85±0,02 0,80±0,04 0,75±0,08 Độ chua (g/l) 5,60±0,02 4,80±0,05 3,23±0,02 2,90±0,05 Độ rượu (%v/v) 8,20±0,05 9,90±0,01 10,35±0,05 10,30±0,05
Hiệu suất (%) 71,86±0,80 78,91±0,01 81,65±0,02 81,28±0,02
Kết quả trong bảng 3.5 cho thấy:
Khi tăng tỷ lệ nấm men từ 0,20g/l đến 0,25g/l thì độ cồn tăng tương ứng với hiệu suất thu hồi cũng tăng theo. Đồng thời hàm lượng đường sót và độ chua cũng giảm. Lượng tế bào nấm men càng nhiều thì quá trình lên men sẽ nhanh và triệt để hơn. Tuy nhiên, khi tăng lên 0,30g/l thì độ cồn giảm và hiệu suất thu hồi cũng giảm, khi lượng nấm men nhiều thì nó sẽ lên men nhanh, ức chế các vi sinh vật tạp phát triển nhưng lại tiêu tốn nhiều đường cho quá trình sinh trưởng của nấm men do đó làm giảm hiệu suất lên men.
Các vi sinh vật tạp này sẽ cạnh tranh chất dinh dưỡng với nấm men hoặc sử dụng chính lượng ethanol tạo thành trong dịch giấm để làm nguồn dinh dưỡng làm giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm. Vì vậy, chọn tỷ lệ nấm men bổ sung là 0,25g/l.
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lên men lỏng.
Thời gian lên men ảnh hưởng tới hiệu suất của quá trình lên men, cũng như chất lượng rượu. Thời gian lên men ngắn thì lên men không triệt để:
lượng cồn tạo ra ít trong khi lượng đường sót còn nhiều, nấm men chưa sử dụng hết, dẫn đến lãng phí nguyên liệu. Thời gian lên men lỏng dài thì nấm men bị thoái hóa, tạo ra nhiều sản phẩm phụ, sản phẩm trung gian tăng lên, tăng khả năng nhiễm tạp, do đó giảm chất lượng rượu, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế. Do đó cần có thời gian lên men hợp lý để nâng cao hiệu suất mà vẫn đảm bảo chất lượng và không tốn thời gian. Kết quả được thể hiện trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Khảo sát thời gian lên men lỏng Thời gian
(h) Các chỉ
tiêu sau lên men
48 72 96
Đường sót (g/100ml) 0,48±0,05 0,42±0,05 0,38±0,05
Tinh bột sót (g/100ml) 1,06±0,05 0,86±0,05 0,55±0,02 Độ chua (g/l) 2,54±0,06 3,63±0,05 4,39±0,05
Độ rượu (%v/v) 9,50±0,05 10,25±0,05 10,20±0,05 Hiệu suất (%) 79,75±0,81 81,64±0,81 81,75±0,81
Kết quả trong bảng 3.6 cho thấy:
Khi thời gian lên men lỏng kéo dài đồng nghĩa với việc hiệu suất lên men cao hơn vì nấm men sử dụng triệt để lượng đường có trong dịch lên men để chuyển hóa thành rượu. Vì thế, hàm lượng glucose trong dịch giấm sau
cùng giảm dần theo thời gian. Tuy nhiên, sau một thời gian khi nồng độ chất khô giảm đến mức giới hạn, quá trình lên men ngừng. Do đó, việc kéo dài thời gian lên men lỏng không đem lại hiệu quả. Sau 48h lên men thì độ cồn thu được là 9,50% tương ứng với hiệu suất thu hồi là 79,75%. Khi tăng thời gian lên men đến 72h thì độ cồn cũng tăng, tương ứng với hiệu suất thu hồi là 81,64%. Khi tăng thời gian lên men đến 96h thì độ cồn cũng tăng, nhưng không đáng kể, đồng thời thì độ chua cũng tăng. Do đó để đảm bảo tính kinh tế, chọn thời gian lên men là 72h.
3.2.5. Đề xuất quy trình sản xuất cải tiến rượu đặc sản.
Sau quá trình nghiên cứu, quy trình sản xuất cải tiến rượu truyền thống được tiến hành như sơ đồ sau:
Gạo
Rửa sạch
Hấp chín
Hình 8. Quy trình sản xuất cải tiến rượu đặc sản
3.2.6. So sánh quy trình sản xuất rượu truyền thống và quy trình nghiên cứu.
Trong thực tế sản xuất rượu đặc sản truyền thống, nếu nguyên liệu đưa vào sản xuất đạt yêu cầu, sản xuất đúng theo quy trình công nghệ thì rượu thu được có hương vị rất đặc trưng. Với mục đích cải tiến nhằm nâng cao năng
suất và hiệu suất rượu, thí nghiệm nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất rượu được tiến hành để so sánh với quy trình sản xuất truyền thống. Từ đó đề xuất ra quy trình sản xuất cải tiến rượu đặc sản tốt nhất.
Tiến hành khảo sát dựa trên 2 sơ đồ:
Sơ đồ 1 (Hình 4): Quy trình sản xuất rượu theo phương pháp truyền thống;
Sơ đồ 2 (Hình 8): Sản xuất rượu theo quy trình cải tiến.
Kết quả được thể hiện trong bảng 3.7.
Bảng 3.7. So sánh quy trình truyền thống với quy trình cải tiến Quy trình
Các chỉ
tiêu sau lên men
Quy trình truyền
thống Quy trình cải tiến
Đường sót (g/100ml) 1,25±0,04 0,5±0,06 Tinh bột sót (g/100ml) 1,79±0,06 0,72±0,04
Độ chua (g/l) 5,80±0,02 3,38±0,02 Độ rượu (% v/v) 7,92±0,05 10,60±0,05
Hiệu suất (%) 69,86±0,60 81,32±0,06
Từ bảng kết quả trên ta thấy: nếu tiến hành theo sơ đồ truyền thống thì độ rượu thu được là 7,92% tương ứng với hiệu suất là 69,86%. Còn tiến hành theo quy trình cải tiến thì độ rượu thu được là 10,60% tương ứng với hiệu suất là 81,32%. Bên cạnh đó, nồng độ đường sót, tinh bột sót và độ chua cũng giảm đáng kể so với quy trình truyền thống.
3.2.7. Tiến hành thử nghiệm trên quy mô 4 lít.
Dựa trên quy trình cải tiến, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thử nghiệm trên quy mô 4 lít với các thông số như sau:
- Bánh men thuốc bắc: 2,5% (so với lượng gạo);
- Thời gian lên men ẩm: 48h;
- Enzym Stargen: 0,25%;
- Tỷ lệ nấm men: 0,25;
- Tỷ lệ ure: 0,5g/l;
- Thời gian lên men lỏng: 72h.
Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.8. Kết quả thử nghiệm mẫu 4 lít.
Các chỉ tiêu Cỡ mẫu
4000 ml Thí nghiệm Đường sót (g/100ml) 0,42 0,40±0,05
Tinh bột sót (g/100ml) 0,77 0,75±0,04
Độ chua (g/l) 4,38 3,42±0,02
Độ rượu (%v/v) 10,20 10,60±0,05
Hiệu suất (%) 81,12 81,32±0,80
So sánh kết quả của hai mẫu ta thấy kết quả mẫu lớn là tương đương so với mẫu nhỏ. Hiệu suất ở mẫu lớn có giảm đi nhưng ở mức độ chấp nhận được.