Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu cồn từ củ khoai mỡ (ruột trắng)

LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu khoa học (NCKH) là một hoạt động vô cùng quan trọng
đối với mỗi sinh viên trong quá trình học tại trường. Là một kỹ sư nông
nghiệp được đào tạo từ trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên trước khi
ra trường không chỉ hiểu biết đơn thuần về mặt lý thuyết mà quan trọng
hơn là phải biết áp dụng những kỹ thuật đã tiếp thu được trong nhà trường
vào thực tiễn sản xuất, giúp nâng cao chuyên môn đồng thời mang lại hiệu
quả cao trong quá trình sản xuất.
Chính vì vậy, kết quả từ NCKH là những phát hiện mới về kiến thức, về
bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới, sáng tạo phương
pháp và phương tiện kỹ thuật mới có giá trị cao.
Để quá trình nghiên cứu đạt được kết quả như ngày hôm nay, tôi xin
chân thành cảm ơn Th.S Vũ Thị Hạnh là giảng viên khoa Công nghệ Sinh
học - Công nghệ Thực phẩm Trường Đại Học Nông lâm - Đại học Thái
Nguyên đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để
giúp em có thể hoàn thành tốt nghiên cứu này này.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo Trường Đại Học Nông lâmĐại học Thái Nguyên trong những năm qua đã truyền đạt những kiến thức rất
quý báu giúp em có thể làm việc và phấn đấu được tốt sau này.
Chân thành cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm trường Đại Học Nông
lâm - Đại học Thái Nguyên, cảm ơn các bạn sinh viên lớp K41-Công nghệ
Sau thu hoạch và K41-Công nghệ Thực phẩm đã giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
TP.Thái Nguyên, ngày tháng 03 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hà


MỤC LỤC
Trang
Phần 1 MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1

1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1
1.2. Mục đích và yêu cầu nghiên cứu ............................................................. 2
1.2.1. Mục đích của đề tài............................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu của đề tài ................................................................................ 2
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 3
2.1. Giới thiệu chung về củ khoai mỡ ............................................................. 3
2.1.1. Đặc điểm hình thái................................................................................ 3
2.1.2. Phân bố................................................................................................. 3
2.1.3. Thời điểm thu hoạch ............................................................................. 4
2.1.4. Giá trị của củ khoai mỡ........................................................................ 4
2.1.4.1. Thành phần dinh dưỡng ..................................................................... 4
2.1.4.2. Sử dụng khoai mỡ làm lương thực, thực phẩm và thức ăn chăn nuôi . 5
2.1.4.3. Sử dụng nguồn gen khoai mỡ làm dược liệu ...................................... 5
2.1.5. Tình hình sản xuất trên Thế Giới và Việt Nam ..................................... 5
2.1.5.1. Tình hình sản xuất trên Thế Giới ....................................................... 5
2.1.5.2. Tình hình sản xuất tại Việt Nam ........................................................ 7
2.2. Giới thiệu về bánh men thuốc bắc............................................................ 7
2.2.1. Thành phần bánh men........................................................................... 8
2.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu truyền thống tại Việt Nam ............. 8
2.3.1. Cơ chế của quá trình chuyển hóa các chất trong lên men rượu.............. 8
2.4. Quy trình sản xuất rượu [5],[9] .............................................................. 10
2.4.1. Thu nhận, sơ chế khoai mỡ ................................................................. 11
2.4.2. Lên men.............................................................................................. 11


2.4.3. Chưng cất ........................................................................................... 11
Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
............................................................................................................ 12
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 12
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 12

3.3. Hoá chất và dụng cụ .............................................................................. 12
3.3.1. Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................ 12
3.3.2 Hóa chất thí nghiệm............................................................................. 13
3.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 13
3.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 13
3.5.1. Phương pháp thu nhận và vận chuyển................................................. 13
3.5.2. Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm và xử lý mẫu trước khi chế biến
rượu .................................................................................................... 13
3.5.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm............................................................ 13
3.5.3.1 Định lượng tinh bột (phương pháp everse) [6] .................................. 13
3.5.3.2 Xác định hàm lượng nước trong khoai mỡ [6] .................................. 14
3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ .............................. 15
3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12]. ............................................................................................ 15
3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm............................................... 16
3.5.4. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm ........... 17
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 20
4.1. Kết quả xác định hàm lượng tinh bột, nước trong khoai ........................ 20
4.2. Kết quả xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi
............................................................................................................ 20
4.3. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu
hồi....................................................................................................... 21


4.4. Kết quả đánh giá cảm quan về chất lượng rượu thành phẩm .................. 24
4.5. Tính giá thành rượu sản phẩm ............................................................... 27
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 28
5.1. Kết luận ................................................................................................. 28
5.2. Đề nghị .................................................................................................. 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 30

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của củ khoai mỡ ............................................. 4
Bảng 2.2. Các nước có diện tích, năng suất cao nhất và thấp nhất .................. 6
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian hồ hóa khoai ..................... 15
Bảng 3.2. Các biến nghiên cứu và giá trị của biến theo thiết kế Box-Behnken
............................................................................................................ 15
Bảng 3.3. Mô hình thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly, thời
gian trích ly và tỷ lệ dung môi theo Box-Behnken .............................. 16
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu cảm quan rượu thành phẩm theo tiêu chuấn TCVN
3217-79............................................................................................... 17
Bảng 3.5. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu ............................................... 19
Bảng 3.6. Quy định đánh giá mức chất lượng rượu theo TCVN 3217 – 79 ... 19
Bảng 4.1. Kết quả hàm lượng nước, tinh bột trong khoai mỡ ...................... 20
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi ................. 21
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới
lượng rượu tạo thành theo thiết kế Box- Behnken ............................... 22
Bảng 4.4. Tổng hợp kết quả đánh giá cảm quan ........................................... 24


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 4.1 Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm Design- Expert .................. 23


TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ
Tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất rượu cồn từ củ khoai mỡ

(ruột trắng)”.
Mã số: SV 2012- 05
Chủ trì đề tài: Nguyễn Thị Hà

Tel.: (84)1649731417

E-mail:
Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Nông lâm Thái Nguyên
Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:
1. Tạ Anh Quyết - K41 -CNTP
Thời gian thực hiện: Từ tháng 3 năm 2012 đến tháng 3 năm 2013
1. Mục tiêu:
- Nghiên cứu đặc điểm nguyên liệu, các yếu tố nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ
men tham gia vào quá trình sản xuất rượu khoai mỡ. Xây dựng quy trình sản
xuất rượu từ củ khoai mỡ dễ trồng, dễ tìm kiếm và giá rẻ.
2. Nội dung chính:
- Xác định hàm lượng nước và tinh bột trong khoai mỡ.
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín khoai.
- Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lượng rượu thu hồi: nhiệt độ lên
men, thời gian lên men và lượng men.
- Đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm cũng như độ cồn.
- Tính chi phí, giá thành sản phẩm.
3. Kết quả chính đạt được:
- Xác định được hàm lượng nước và tinh bột trong khoai mỡ.
- Xác định được ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín khoai.
- Xác định các yếu tố: nhiệt độ, thời gian và lượng men ảnh hưởng đến
lượng rượu thu hồi.
- Đánh giá chất lượng rượu cảm quan và xác định độ cồn của rượu.
- Tính giá thành sản phẩm.

0

SUMMARY OF RESULTS
FOR BASIC SCIENCE AND TECHNOLOGY
Title: “Wine production process from researching yam tubers .
Code: SV2012-05
Title chief: Nguyễn Thị Hà

Tel: (84)1649731417

E-mail:
Implementation institution: Thai Nguyen university Agriculture and
Forestry
Co-oporation and individual:
1.Tạ Anh Quyết - K41 - CNTP
Duration: from March 2012 to March 2013
1. Objevtive
- Study the characteristics of raw materials, the temperature factor,
time, percentage of yeast involved in the process of wine production yams.
Construction wine production process from yam tubers easy to grow, easy to
find and cheap to create new income for farmers at the household scale.
2. Content
- Determination of water content and starch in yams.
- Determine the effect of temperature to steamed yams time.
- Identify the factors that affect the amount of alcohol withdrawal:
fermentation temperature, fermentation time and percentage of yeast.
- Assessment of sensory quality wine products as well as alcohol.
- The costs and product prices.
3. Main results achieved

- Determination of water content and starch in yams.
- Determine the effect of temperature on time steamed yams.
- Identify factors: fermentation temperature, fermentation time and the
amount of yeast affect the amount of alcohol withdrawal.
- Assessment of sensory quality of wine and determine the alcohol
content of the wine.
- The cost of the product.


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngành công nghiệp rượu bia trên Thế giới đang rất sôi động, phát triển với
nhiều thương hiệu nổi tiếng, kèm theo đó là sự khuyến khích ra đời của nhiều sản
phẩm mới có chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ rượu bia ngày càng lớn hiện
nay. Trong khi đó, ngành Công nghiệp sản xuất rượu bia Việt Nam đang bước đầu
hình thành những thương hiệu nổi bật với khá nhiều chủng loại sản phẩm khác
nhau. Trong thực tế quan sát của những chuyên gia có thể kết luận rằng Việt Nam
đang giữ kỷ lục về số lượng và tính đa dạng về sản phẩm rượu. Nguyên liệu sản
xuất rượu hiện nay rất đa dạng, rượu Việt Nam chủ yếu được sản xuất từ các cây
chứa hàm lượng tinh bột và đường cao như gạo, khoai, sắn, mía,…Các nguyên
liệu dễ tìm kiếm mỗi loại nguyên liệu khác nhau cho ra sản phẩm riêng biệt với
hương vị đặc trưng. Đối với các dòng rượu truyền thống đặc trưng Việt Nam, việc
nghiên cứu nâng cao chất lượng, chủng loại sản phẩm cũng như sáng tạo tên gọi
sản phẩm mang tính truyền thống vừa có cá tính để hấp dẫn khách hàng, đưa sản
phẩm rượu truyền thống chinh phục những thị trường rượu quốc tế cao cấp và khó
tính. Dựa vào nguồn nguyên liệu đa dạng, sẵn có tưởng chừng vô dụng, có thể
nghiên cứu tạo ra những sản phẩm rượu chất lượng tốt dựa trên các kiến thức lý

thuyết và kiến thức bản địa. Trong các loại rượu truyền thống hiện nay, rượu từ củ
khoai mỡ (ruột trắng) là một sản phẩm còn khá mới – do việc ứng dụng nguồn
nguyên liệu chưa được phổ biến. Khoai mỡ được trồng nhiều nơi ở Việt Nam
như Hữu Lụng (Lạng Sơn), Thanh Hóa, Đồng Tháp, Long An… với giá thành
tương đối rẻ. Mặc dù khoai này có mặt từ lâu đời nhưng đầu ra của sản phẩm
vẫn chưa ổn định, chủ yếu phục vụ tiêu dùng nội địa, đáp ứng nhu cầu về chế
biến các món ăn thông dụng như nấu canh, nấu xôi...
Từ việc khảo sát thành phần dinh dưỡng trong củ khoai mỡ cho thấy hàm
lượng tinh bột khá cao. Do bước đầu nghiên cứu chế biến rượu từ củ khoai mỡ
nên hiệu xuất thu hồi rượu thấp dẫn tới hiệu quả kinh tế mang lại không cao.
Vì vậy, đề tài nghiên cứu quy trình sản xuất rượu cồn từ khoai mỡ sẽ góp
phần tận dụng nguyên liệu, đa dạng hóa sản phẩm, nhất là sản phẩm rượu truyền


2.4.3. Chưng cất ........................................................................................... 11
Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
............................................................................................................ 12
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 12
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 12
3.3. Hoá chất và dụng cụ .............................................................................. 12
3.3.1. Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................ 12
3.3.2 Hóa chất thí nghiệm............................................................................. 13
3.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 13
3.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 13
3.5.1. Phương pháp thu nhận và vận chuyển................................................. 13
3.5.2. Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm và xử lý mẫu trước khi chế biến
rượu .................................................................................................... 13
3.5.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm............................................................ 13
3.5.3.1 Định lượng tinh bột (phương pháp everse) [6] .................................. 13
3.5.3.2 Xác định hàm lượng nước trong khoai mỡ [6] .................................. 14

3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ .............................. 15
3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12]. ............................................................................................ 15
3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm............................................... 16
3.5.4. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm ........... 17
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 20
4.1. Kết quả xác định hàm lượng tinh bột, nước trong khoai ........................ 20
4.2. Kết quả xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi
............................................................................................................ 20
4.3. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu
hồi....................................................................................................... 21


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về củ khoai mỡ
Củ khoai mỡ có tên khoa học: Dioscorea alata L
Tên khác : Củ ngà, củ cái, củ lăn, củ khoai vạc….
Thuộc chi: Dioscorea
Họ: Củ nâu Dioscoreaceae
Tên thương phẩm : Củ khoai vạc, khoai mỡ
2.1.1. Đặc điểm hình thái
Khoai mỡ -Dioscorea alata L ( còn gọi là khoai vạc, củ cái, củ ngà, củ
gốc, Củ lăn). Cây có thân leo, quấn xang phải, màu xanh, không có gai, thỉnh
thoảng có nốt sần son, tiết diện vuông và có bốn cánh mỏng ở bốn góc. Củ có
nhiều hình dạng thay đổi: hình trụ, hình chùy, hình trứng hay hình tù và, phân
nhánh ít hay nhiều; vỏ củ mỏng, dễ cạo, màu nâu xám, có nhiều mắt; thịt củ
có màu trắng, vàng ngà hay tím… tùy giống. Lá đơn, phần lớn mọc đối, hình

tim hay hình mác, đầu nhọn dài từ 10-20cm, có từ 5-7 gân hình cung. Cụm
hoa đực dạng bông, khúc khuỷu. Hoa cái thõng xuống. Quả nang có ba cánh;
hạt có cánh màu nâu đỏ [1], [2].
Ở Việt Nam, các giống loài D. alata L chủ yếu khác nhau về hình dạng
lá, củ và màu sắc của thịt củ. Trong quá trình trồng trọt con người đã chọn tạo
ra nhiều giống khai vạc khác nhau. Có thể dựa vào kích thước lá để phân biệt
và đặt tên: khoai vạc lá to, khoai vạc lá nhỏ; có thể dựa vào sự mô phỏng hình
dạng củ như củ cọc dậu, củ từ rắn, củ đầu trâu; hoặc dựa vào màu sắc thịt củ
như củ gan trâu, củ ngà, củ tím…, cũng có nơi dựa vào tập tính sinh trưởng
của cây để gọi tên như củ nổi, củ cọc rào (Trần Đức Hoàng và cộng sự, 1994).
Ở miền Nam nông dân thường gọi là khoai mỡ theo màu sắc củ như khoai mỡ
tím than, mỡ trắng, mỡ tím bông lau, tím da me, mỡ ngọc, mỡ mộng tinh [2].
2.1.2. Phân bố
Khoai từ, khoai vạc có nguồn gốc châu Á đặc biệt là D.alatta phân bố
rộng rãi ở châu Phi và D.alatta trở thành cây lương thực cho tinh bột chính ở
Cote d Ivoire, với 65% diện tích trồng trong nước ( Dumont 1994). Ở Nigieria


4

D.alatta đứng thứ hai sau D. rotundata về sản lượng và tiêu thụ ở Tây Ấn,
Papua New Guinea và New Caledonia, ở nước ta D.alatta được phân bố ở
Lạng Sơn, Bắc Giang, Phú Thọ, Đồng Tháp, Hà Tây, Ninh Thuận…[2].
2.1.3. Thời điểm thu hoạch
Ở các tỉnh phía Bắc khoai mỡ được trồng từ tháng 2- 4, Vùng Đồng
Tháp Mười khoai mỡ trồng từ tháng 12 thu hoạch vào tháng 5 năm sau, sau 610 tháng thì thu hoạch củ.
2.1.4. Giá trị của củ khoai mỡ
2.1.4.1. Thành phần dinh dưỡng
Củ là phần được sử dụng của khoai mỡ. Thành phần hóa học của củ khác
nhau giữa các loài và giống, thậm chí trong cùng một giống dưới tác động của

các điều kiện môi trường trồng trọt (bảng 2.1). Thành phần chính của củ tươi là
nước chiếm 2/3 khối lượng củ tươi (70-80%). Tỷ lệ chất khô chiếm 20-30% tùy
thuộc vào giống và thời gian thu hoạch. Tuy nhiên ở phần đuôi củ bao giờ hàm
lượng nước cũng cao hơn phần thân củ. Hydrat cacbon là thành phần chất khô
chính của củ, chiếm 1/4 khối lượng tươi. Phần lớn hydrat cacbon là tinh bột
Amilopectin mạch nhánh, tồn tại trong tế bào dưới dạng hạt tinh bột. Hạt tinh bột
của khoai có hình elip. Hàm lượng đường chiếm 0,7-1% [1], [2].
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của củ khoai mỡ
Thành phần
Nước (%)
Tinh bột (%)
Đường (%)
Chất béo (%)
Protein thô (%)
Xơ thô (%)
Khoáng (%)
Vitamin C (mg/100g)
Vitamin B1 (mg/100g)
Vitamin B2 (mg/100g)
Nguồn: Onwuene, I.c.1978

Khoai mỡ
70
28
0,7-1,0
0,1-0,3
1,1-2,9
0,6-1,4
0,7-2,1
5-8

0,09
0,03


5

2.1.4.2. Sử dụng khoai mỡ làm lương thực, thực phẩm và thức ăn chăn nuôi
Khoai mỡ có giá trị dinh dưỡng cao có thể dùng luộc ăn, nấu độn với cơm,
thổi xôi, cari, hầm với thịt, nấu chè. Tên khoai mỡ là do bà con đặt khi thấy củ ăn
bùi, béo ngậy. Ngoài ra trong công nghiệp có thể chế biến củ thành các món ăn
nhanh làm kem, chế biến tinh bột và làm nguyên liệu sản xuất rượu cồn.
Giá trị dinh dưỡng của khoai mỡ liên quan tới hàm lượng tinh bột. Theo
Coursey và Degras (1986), một phần ba năng lượng hàng ngày có thể cung
cấp từ 1kg khoai mỡ.
2.1.4.3. Sử dụng nguồn gen khoai mỡ làm dược liệu
Vấn đề dược liệu của khoai từ, khoai mỡ là vấn đề đã được quan tâm
nghiên cứu từ lâu. Ở Trung Mỹ, những sản phẩm thuốc công nghiệp đều được
chiết xuất từ Diosgenin, là hoạt chất có trong khoai từ, khoai mỡ và một số
loài có quan hệ gần gũi với chúng. Khoai mài (D.persimilis), một loài hoang
dại rất gần gũi với khai từ đã được dùng làm thuốc ở Pakistan, Ấn Độ và
Trung Quốc (Zheng, 1990). Theo Phan Quốc Kinh (2002), thì từ củ mài chiết
xuất dược Diosgenin là chất để sản xuất Pregnizolon một loại tiền hooc-mon
sinh dục, sử dụng dưới dạng thuốc uống và thuốc mỡ sẽ giữ gìn được sự tươi
trẻ cho phụ nữ và cho làn da mịn màng. Hiện nay Diosgenin được yêu cầu
như sản phẩm thương mại trên toàn thế giới. Khoai mài xông lưu huỳnh rồi
phơi khô ta được Hoài Sơn (vị thuốc bắc) [2].
2.1.5. Tình hình sản xuất trên Thế Giới và Việt Nam
2.1.5.1. Tình hình sản xuất trên Thế Giới
Ngày nay những cây thuộc chi Dioscorea ( khoai từ, khoai vạc, khoai
mỡ vàng và khoai mỡ trắng) trồng phổ biến các vùng nhiệt đới trên Thế Giới.

Chúng cũng là cây trồng lương thực bản địa chính ở các nước nhiệt đới và cận
nhiệt đới. Tại Châu Phi khoai từ, khoai vạc đóng vai trò quan trọng trong hệ
thống cây trồng nông nghiệp và an toàn lương thực, đây là nguồn lương thực
cơ bản đảm bảo an toàn lương thực cho 300 triệu người ở các nước có thu
nhập thấp của vùng nhiệt đới. Ngoài ra chúng còn được coi là nguồn thu nhập
chính của nông dân nghèo. Thế giới hàng năm sản xuất tới 38,57 triệu tấn củ
loại này, trong đó nước sản xuất lớn nhất là Nigieria. Nước nhập khẩu lớn
nhất là vương quốc Anh.


6

Mặc dù chỉ có giá trị như một loại lương thực tiêu dùng địa phương nhưng
khoai mỡ cũng đã thực sự đóng góp một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an
toàn lương thực trong thời kỳ khủng hoảng lương thực và protein. Hằng năm
lượng khoai tiêu thụ ở các nước này lên tới 40kg/người, trong khi lượng tiêu thụ
khoai tây là 17kg/người và sắn là 22kg/người. Ở Papua New Guinea, khoai vạc
quyết định sự sống của 30.000 người dân trên đảo. Một số nước sử dụng nhiều
khoai vạc như Togo 914 g/người/ngày, Cote d Ivoice 695 g/người/ngày, Nigeria
652g/người/ngày, Benin 543 g/người/ngày. Ngày càng có sự giao lưu quốc tế về
sản phẩm loại cây này. Một số lượng đáng kể khoai hàng năm đã được nhập vào
các nước phát triển. Riêng nước Anh mỗi năm nhập khoảng 8.000 tấn củ khoai
vạc để phục vụ nhu cầu trong nước (Coursey, 1983).
Bảng 2.2. Các nước có diện tích, năng suất cao nhất và thấp nhất
Châu lục

Số
nước
trồng

Châu Phi

23

Bắc +Trung
Mỹ

18

Nam Mỹ

3

Châu Á

2

Châu Đại
Dương

9

Châu Âu

1

Diện tích (ha)
Cao nhất

Thấp nhất

Năng suất (tấn/ha)
Cao
Thấp
nhất
nhất

Sao Tome
Ghana:
and Principe:
Sudan: 2,4
12,3
220
Haiti:
Saint kitts
Jamaica:
Belize:1,8
16,4
35.000
and Nevis: 02
Braxin:
Vinezuela:9.1 Colombi
Braxin:
26.000
00
a: 11,7
9,0
Nhật
Nhật Bản:
Philippin:

Philippin:
Bản:
9.000
5.000
4,8
22,2
Papua
Solomon
American
newguinea:
lslands: Niue: 0,9
Samoa: 29
13.000
24,6
Bồ Đào
Bồ Đào
Nha:
Nha: 130
16,2
Nigeria:
2.914.000

Nguồn: FAO (2001)


4.4. Kết quả đánh giá cảm quan về chất lượng rượu thành phẩm .................. 24
4.5. Tính giá thành rượu sản phẩm ............................................................... 27
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 28
5.1. Kết luận ................................................................................................. 28
5.2. Đề nghị .................................................................................................. 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 30


8

(5%) và tỷ lệ lượng thuốc bắc bổ xung vào bánh men là l,5 % bột thuốc bắc
(bài thuốc bắc gồm 10 vị : nhục đậu khấu( 4,5g); đại hồi (5g), quế chi (3,5 g) ;
tế tân (1,0g) ; bạch truật (1,0g) ; liên kiều (1,5g) ; thảo quả (3,5g) ; tiểu hồi
(1,5g).; cam thảo (3,5g) ; sa nhân (5,5g). Sau khi đã sấy khô, nghiền nhỏ là có
thể dùng trộn vào bánh men [5].
2.2.1. Thành phần bánh men
Trong mỗi gam men rượu có từ vài chục đến vài trăm triệu tế bào vi
sinh vật với nhiều loại khác nhau như:
- Nấm men: gồm hai chi khác nhau là Endomycopsis (chủ yếu là
Endo.fibuliger) và Saccharomyces (chủ yếu là Sach.cerevisiae) trong đó
Endo.fibuliger sinh tổng hợp được enzym amylaza, glucoamylaza - có khả
năng đường hóa cao và rượu hóa (lên men). Sach.cerevisiae có khả năng lên
men được nhiều loại đường khác nhau (nồng độ dịch đường 12 - 18%) đạt độ
rượu 10 - 12% V/v ở nhiệt độ tối ưu là 28 - 32oC. Ngoài ra trong men còn có
nhiều loại men dại khác có khả năng chịu nhiệt độ cao tới 60 - 65oC [7].
- Nấm mốc: nhiều loại thuộc họ Aspergillus, Penicillium, Mucor,
Rhizopus, trong đó có Mucor rouxii có nhiều đặc tính quí như khả năng chịu
nhiệt độ cao 32 - 35oC, có khả năng đường hóa và lên men [7].
- Vi khuẩn: chủ yếu là hai loại vi khuẩn lactic và vi khuẩn axetic thường
làm chua môi trường. Trong thời kỳ đầu của quá trình lên men, độ chua này
tạo ra độ pH thính hợp cho nấm men và nấm sợi phát triển. Tuy nhiên nếu độ
pH quá thấp sẽ bất lợi cho quá trình lên men. Mặt khác nếu dịch lên men có
oxy (môi trường hiếu khí) thì vi khuẩn axetic sẽ hoạt động chuyển hóa cồn
thành axit axetic, gây chua và tổn hao lượng cồn tạo thành [7].
2.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu truyền thống tại Việt Nam

2.3.1. Cơ chế của quá trình chuyển hóa các chất trong lên men rượu
Lên men rượu là một quá trình hết sức phức tạp, bao gồm các quá trình
sinh hóa và các quá trình vi sinh vật.
Các quá trình vi sinh vật: Quá trình lên men rượu là quá trình sinh
trưởng và phát triển của vi sinh vật. Quá trình này xảy ra rất nhanh ở giai đoạn
đầu lên men, khi cho bánh bánh men thuốc bắc vào nguyên liệu. Sự phát triển
mạnh của vi khuẩn trong giai đoạn này hình thành một số axit hữu cơ, kết quả


9

là pH của môi trường giảm xuống tạo điều kiện thuận lợi cho các loài nấm mốc
phát triển, song song với quá trình này các loài nấm men cũng bắt đầu phát
triển tuy với tốc độ yếu hơn. Các loài nấm men chỉ phát triển mạnh trong giai
đoạn đường được tạo thành, hay đúng hơn là cuối giai đoạn nấm mốc phát
triển. Việc phân rõ ràng các giai đoạn phát triển của vi khuẩn, nấm men, nấm
mốc là rất khó khăn vì thực tế sự phát triển của vi sinh vật trong khối lên men
diễn ra gần như đồng thời. Chỉ có một điều khẳng định là sự phát triển không
cùng một mức độ. Sự phát triển của một số vi khuẩn, nấm mốc đòi hỏi phải có
một lượng oxy nhất định trong môi trường, chính vì thế các loài này phát triển
mạnh ở giai đoạn đầu. Nấm men cũng cần có oxy để tăng sinh khối, tuy nhu
cầu không cao như nấm mốc. Mặt khác nấm men phát triển cần có đường, do
đó cần có thời gian để nấm mốc chuyển hóa đường từ tinh bột [9],[10].
Các quá trình sinh hóa:
Trong quá trình lên men rượu xảy ra 3 quá trình cơ bản:
- Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường: Do hệ enzym của nấm
mốc và nấm men Endomycopsis, các loài nấm mốc và nấm men này trong quá
trình phát triển tạo thành rất nhiều enzym amilaza và glucoamilaza, các
enzym này hoạt động thuận lợi trong giai đoạn đầu và được kéo dài trong suốt
thời gian tiếp theo. Bản chất của các enzym này là các enzym cảm ứng, do đó

khi môi trường chứa nhiều tinh bột sẽ kích thích sinh tổng hợp các enzym
này. Điểm quá trình thứ hai cần đề cập đến là các enzym này chịu sự chi phối
của hiệu ứng glucoza, khi hàm lượng glucoza lớn thì sẽ ức chế quá trình thủy
phân tinh bột. Nhưng các loại nấm mốc như Mucor rouxii, Phizopus delemar,
các loài nấm men Endomycopsis vừa có khả năng sinh tổng hợp enzym
amilaza, glucoamilaza, vừa có khả năng chuyển hóa đường thành rượu, mặt
khác các loại nấm men Saccharomyces cũng rất tích cực chuyển hóa đường
thành rượu, một phần năng lượng phục vụ cho sinh trưởng của các loài vi sinh
vật đó. Do đó trong khối lên men không sảy ra hiệu ứng kìm hãm ngược bởi
glucoza.
- Quá trình chuyển hóa đường và các thành phần khác thành axit hữu
cơ. Trong đó có hai quá trình tạo axit hữu cơ cơ bản: Quá trình lên men lactic


10

và lên men axit. Cả 2 quá trình này xảy ra với cường độ không mạnh vì giai
đoạn đầu lượng đường tạo thành trong khối lên men chưa nhiều.
- Quá trình chuyển hóa đường thành rượu: Quá trình này được thực
hiện bởi Saccharomyces sp., Mucor, Phizopus, Endomycopsis sp. Trong đó
các loài nấm men Saccharomyces đóng vai trò cơ bản.
Điều đặc biệt lưu ý là các quá trình này xảy ra xen kẽ nhau, hỗ trợ nhau
và tạo ra quá trình chung hài hòa, để cuối cùng không chỉ tạo ra một sản phẩm
không chỉ là nước, cồn mà là một hỗn hợp sản phẩm gồm nhiều thành phần
khác nhau [9],[10].
2.4. Quy trình sản xuất rượu [5],[9]
Nguyên liệu
Thu nhận
Xử lý
Hấp chín

Làm nguội

Lên men
Ủ
Chưng cất
Rượu thành
phẩm

Bảo quản

Men


11

2.4.1. Thu nhận, sơ chế khoai mỡ
Chất lượng rượu phụ thuộc phần lớn vào nguyên liệu, vì vậy quá trình
thu nhận, phân loại phải được tiến hành kỹ lưỡng trước khi đem nguyên liệu
đi chế biến.
Thu nhận
Chỉ sử dụng khoai đủ thời gian thu hoạch 8-10 tháng sau thời gian lá đã
vàng và rụng. Trong quá trình đào củ cần tránh bị mẻ, sứt ảnh hưởng tới chất
lượng, sau đó xếp củ vào nơi tối, mát mẻ cao hơn nền nhà 20-30 cm để tạo sự
thông thoáng.
Sơ chế
Khoai mỡ gọt vỏ, rửa sạch, băm miếng nhỏ 3-5 cm, sau đó nấu chín, ta
được phần khoai đã được nấu chín, chuẩn bị cho công đoạn chế biến sau. Men
bánh dùng cối giã nhỏ xàng bỏ trấu mục đích khi cân số lượng men sẽ chính xác.
2.4.2. Lên men
Sau khi khoai được nấu chín, được rỡ ra khay để nguội bóp nhỏ, cân

500g cơm khoai san mỏng cho men đã giã nhỏ vào trộn thật đều, sau 24h ủ
kín từ 4 đến 8 ngày trong chum hoặc hũ.
2.4.3. Chưng cất
Khi quá trình lên men kết thúc, ta tiến hành chưng cất để thu được rượu
thành phẩm, rượu được tách ra khỏi nước nhờ nhiệt độ bốc hơi thấp hơn
nước. Quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách đun sôi hỗn hợp lên men,
hơi bay lên được dẫn qua ống dẫn và được làm lạnh bằng cách cho ống dẫn đi
qua bồn nước để ngưng tụ rượu bên trong lòng ống. Dung dịch rượu thu được
trong suốt, có mùi thơm đặc trưng và nồng độ rượu sẽ giảm dần theo thời gian
chưng cất.


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của củ khoai mỡ ............................................. 4
Bảng 2.2. Các nước có diện tích, năng suất cao nhất và thấp nhất .................. 6
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian hồ hóa khoai ..................... 15
Bảng 3.2. Các biến nghiên cứu và giá trị của biến theo thiết kế Box-Behnken
............................................................................................................ 15
Bảng 3.3. Mô hình thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly, thời
gian trích ly và tỷ lệ dung môi theo Box-Behnken .............................. 16
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu cảm quan rượu thành phẩm theo tiêu chuấn TCVN
3217-79............................................................................................... 17
Bảng 3.5. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu ............................................... 19
Bảng 3.6. Quy định đánh giá mức chất lượng rượu theo TCVN 3217 – 79 ... 19
Bảng 4.1. Kết quả hàm lượng nước, tinh bột trong khoai mỡ ...................... 20
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi ................. 21
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới
lượng rượu tạo thành theo thiết kế Box- Behnken ............................... 22
Bảng 4.4. Tổng hợp kết quả đánh giá cảm quan ........................................... 24

13

3.3.2 Hóa chất thí nghiệm
- HCl đậm đặc 38% (Trung Quốc)

- Molipdat amonium (Trung Quốc)

- ZnSO4 30% (Trung Quốc)

- Iot (Trung Quốc)

- K4Fe(CN)6 15% (Trung Quốc)
3.4. Nội dung nghiên cứu
- Xác định thành phần của khoai (hàm lượng nước, hàm lượng tinh bột)
tham gia vào quá trình sản xuất rượu.
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín khoai.
- Xác định điều kiện tối ưu ảnh hưởng tới quá trình sản xuất rượu (Nhiệt
độ, tỷ lệ men, thời gian lên men).
- Đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm, xác định độ cồn.
- Tính chi phí giá thành sản phẩm.
3.5. Phương pháp nghiên cứu
3.5.1. Phương pháp thu nhận và vận chuyển
Củ khoai mỡ được thu nhận ở độ tuổi thích hợp 8-10 tháng. Trong khi
thu nhận tránh làm trầy xước, vỡ, sứt mẻ ảnh hưởng không tốt tới chất lượng
nguyên liệu. Sau khi thu hoạch nếu sứt mẻ phải được sơ chế ngay, tránh hiện
tượng hư, hỏng nguyên liệu gây khó khăn cho quá trình chế biến, còn lại có
thể bảo quản nơi thoáng mát, ít ánh sáng cách nền 20-30cm.

3.5.2. Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm và xử lý mẫu trước khi chế
biến rượu
Chọn những củ lành, không dập nát, thối, được cắt rễ, gọt sạch vỏ, rửa dưới
vòi nước đang chảy để làm sạch đất, tạp chất. Sau đó, cắt nhỏ 3-5cm, để ráo.
3.5.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.5.3.1 Định lượng tinh bột (phương pháp everse) [6]
a. Nguyên tắc
Tiến hành phân giải tinh bột bằng acid HCl loãng 1,125%, sau đó đo
góc quay cực của dung dịch thủy phân, tính ra nồng độ dung dịch khi đã biết
góc quay cực riêng phần của loại tinh bột đó.


14

b. Tiến hành
Lấy 2g mẫu tinh bột mang thủy phân hoàn toàn trong acid HCL 1,125%
trong 15 phút bằng bình cách thủy, làm nguội tới 200C sau đó kết tủa protit
bằng 4ml dung dịch molipdat amonium trung hòa bằng NaOH với chỉ thị
Methy da cam. Sau đó xác định đường trong dung dịch bằng đường kế…[6]
c. Tính kết quả
Hàm lượng tinh bột g/100g trong 2g mẫu tính theo công thức
C =

(α

∗ 100 ∗ 0 , 3462
α D20 ∗ Ι

)

Trong đó: α góc quay cực đo được
I chiều dài ống phân cực
α D20 góc quay cực riêng =194,5

0,3624 hệ số chuyển đổi từ phân cực kế sang đường kế
K= 1,755
Ta đo bằng đường kế ta đo được P. Hàm lượng tính=P.K
3.5.3.2 Xác định hàm lượng nước trong khoai mỡ [6]
a. Nguyên tắc
Cân 10g mẫu sau đó sấy ở nhiệt độ 1030C trong thời gian 3,5-4 giờ tới
khối lượng không đổi [5]. Để đảm bảo độ chính xác ta nên lấy mẫu tại 3 điểm
khác nhau trong đó phần non (phần đỉnh sinh trưởng của củ nằm hướng về
phía ngoài của củ), phần già là phần trên cùng tiếp giáp với gốc cây và các rễ
chính bị sừng hóa nên hàm lượng xơ cao, phần giữa là phần lõi củ. Thực tế thì
ta có thể dùng kinh nghiệm của bà con nông dân như bấm móng tay, cắt lát để
xác định phần non, già...
b. Tính kết quả
 m1
 m2

Độ ẩm = 
Trong đó:

m1 khối lượng ban đầu
m2 khối lượng sau khi sấy


 ∗ 100%


15

3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ
Nhiệt độ, thời gian nấu: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn
thất dinh dưỡng càng nhiều.
Thí nghiệm được bố trí gồm 5 công thức, lặp lại 5 lần tương ứng như sau:
Ta cân mỗi mẫu 50gram đã gọt sạch và cắt nhỏ với kích thước 1×1×1cm.
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian hồ hóa khoai
Nhiệt độ
750C
800C
850C
900C
950C

Thời gian

3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12].
Để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến lượng rượu thu được ta sử
dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-Behnken
với ba biến, ba cấp độ. Giá trị các biến và thiết kế thí nghiệm được thể hiện
trên bảng 3.2 và 3.3. Mỗi mẫu ta lấy đồng nhất 500g, sau khi chưng cất ta lấy
đồng nhất 30 độ rượu.
Bảng 3.2. Các biến nghiên cứu và giá trị của biến
theo thiết kế Box-Behnken
Biến độc lập

Ký tự mã

hoá

Các cấp độ của biến
-1

0

1

Nhiệt độ lên men oC

X1

20

30

40

Thời gian ủ (ngày)

X2

4

6

8

Tỷ lệ men (%)

X3

1

2

3


16

Bảng 3.3. Mô hình thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly,
thời gian trích ly và tỷ lệ dung môi theo Box-Behnken
Thí
nghiệm

Nhiệt độ lên
men (oC)
Mã
hoá X1

Thời gian ủ
men (ngày)

Thực
tế

Mã
hoá

Thực
tế

X1

X2

X2

Tỷ lệ men (%)

Lượng
rượu
thu
Mã hoá Thực tế
được (g)
X3
X3

1

0

30

1

8

-1

1

2

-1

20

-1

4

0

2

3

-1

20

1

8

0

2

4

1

40

-1

4

0

2

5

1

40

0

6

1

3

6

0

30

-1

4

-1

1

7

0

30

0

6

0

2

8

0

30

1

8

1

3

9

0

30

0

6

0

2

10

1

40

1

8

0

2

11

0

30

0

6

0

2

12

0

30

-1

4

1

3

13

-1

20

0

6

-1

1

14

-1

20

0

6

1

3

15

1

40

0

6

-1

1

3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 4.1 Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm Design- Expert .................. 23