Nghiên cứu ứng dụng enzyme công nghiệp trong sản xuất rượu nếp truyền thống để tăng hiệu suất thu hồi ethylic và nâng cao chất lượng sản phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM QUANG TỨ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG NGHIỆP
TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP TRUYỀN THỐNG ĐỂ
TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG
CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HÀ NỘI – 2021


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

PHẠM QUANG TỨ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME CÔNG
NGHIỆP TRONG SẢN XUẤT RƯỢU NẾP
TRUYỀN THỐNG ĐỂ TĂNG HIỆU SUẤT THU
HỒI ETHYLIC VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
SẢN PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Mã số: 8540101

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Hồ Tuấn Anh

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Vũ Văn Hạnh

HÀ NỘI – 2021


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là sản phẩm thu
được từ q trình lao động của chính bản thân tơi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Hồ
Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh.
Những thơng tin trong khóa luận tốt nghiệp này có nguồn gốc từ các cơng trình
khoa học khác đã được trích dẫn đầy đủ trong luận văn và thể hiện trong phần Tài liệu
tham khảo.
Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm theo quy định về đạo đức trong nghiên cứu
khoa học cũng như kết quả luận văn của mình.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2021

Học viên

Phạm Quang Tứ

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể.

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Hồ Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Văn Hạnh đã tận
tình hướng dẫn cho tôi về phương pháp nghiên cứu khoa học, tạo mọi điều kiện để tôi
thực hiện các nghiên cứu và hồn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tơi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ của các chuyên gia đến từ Viện Công nghệ
sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã dành cho tôi trong q trình
thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong q trình hồn thành luận văn!

Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng năm 2021

Học viên

Phạm Quang Tứ

ii

MỤC LỤC


STT

Nội dung
1

MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định

4

1.2. Công nghệ sản xuất whisky

8

1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky

10

1.4. Tổng quan các cơng trình nghiên cứu trong và ng

11

1.5. Cơ sở thực tiễn

12

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

13

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

14

3.1. Đối tượng nghiên cứu

15

3.1.1. Nguyên liệu

16

3.1.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích

17

3.2. Nội dung nghiên cứu

18

3.3. Phương pháp nghiên cứu

19

3.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm

20

3.3.2. Phương pháp phân tích

21

3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu

22

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

23

4.1. Xác định thành phần nguyên liệu sản xuất rượu nế

24

4.1.1. Phân tích thành phần nguyên liệu gạo nếp

25

4.1.2. Phân tích thành phần nước

26

4.1.3. Phân tích thành phần vi sinh vật trong bánh men

27

4.2. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế p

SEBflo-TL có hoạt tính beta glucanase hỗ trợ th

bào nội nhũ trong gạo nếp


iii

28 4.3. Nghiên cứu xác định Phương pháp bổ sung chế p

SEBrew

trong gạ
29

4.4. Đánh giá, khảo sát các phương pháp chưng cất th
giữa

30 4.5. Đánh giá, khảo sát sự biến đổi thành phần hóa họ

nếp tron
31 4.5.1. Sự biến đổi thành phần hoá học của rượu trong
32 4.5.1.1. Mẫu rượu đối chứng trong chum sành
33 4.5.1.2 Mẫu rượu đối chứng trong thùng gỗ sồi

34 4.5.1.3. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ
g/l phoi gỗ sồi

35 4.5.1.4. Mẫu rượu tách 3% rượu đầu ủ trong thùng gỗ

g

36 4.5.1.5. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ

g

37 4.5.1.6. Mẫu rượu tách 5% rượu đầu ủ trong thùng gỗ

g
39 4.5.2.

Sự
trữ

40 4.5.3.

Đán

41 4.6.

Xây

bổ s
42 4.6.1.

Quy

chế
43 4.6.2. Thuyết minh quy trình
45 4.6.3.
iv

Tín

46 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
47 TÀI LIỆU THAM KHẢO
48 PHỤ LỤC

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TCVN :

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN :

Quy chuẩn Việt Nam

DNS :

Dinitrosalicylic Acid

PTN :

Phịng thí nghiệm

YPD :

Yeast Peptone Dextrose

CMC :

Carboxyl Methyl Cellulose

DNA :

Deoxyribonucleic Acid

VNĐ :

Việt Nam Đồng

vi


DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng
1

Bảng 4.1: Thành phần hóa học của gạo nếp nguyên l

2

Bảng 4.2. Chỉ tiêu các thành phần của nước sinh hoạ

3

Bảng 4.3. Các chỉ tiêu chất lượng của nước tinh khiế

4

Bảng 4.4: Mật độ (cfu/g) của nấm men, nấm sợi phân

5

Bảng 4.5: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm

6

Bảng 4.6: Kết quả đo vòng phân giải theo thời gian l

7

Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-TL đ

8

Bảng 4.8: Sự biến thiên của nồng độ cồn khi ứng dụn

9

Bảng 4.9. Thành phần của rượu chưng cất lần 1, rượu
quy về cồn khan tuyệt đối

10

Bảng 4.10. Thành phần hóa học của rượu tàng trữ tro
về cồn khan tuyệt đối).

11

Bảng 4.11. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạp
trữ trong thùng gỗ sồi không bổ sung phoi gỗ sồi

12

Bảng 4.12. Thành phần hóa học của rượu tách 3% tạ
trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 2 g/l phoi gỗ sồi.

13

Bảng 4.13. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu

tàng trữ trong thùng gỗ sồi có bổ sung 4 g/l phoi gỗ s
14

Bảng 4.14. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu

tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ s
15

Bảng 4.15. Sự biến đổi thành phần hóa học của rượu

tàng trữ trong thùng gỗ có sồi bổ sung 2 g/l phoi gỗ s
16

Bảng 4.16. Sự biến đổi cường độ màu của rượu trong

17

Bảng 4.17. Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu rượu

18

Bảng 4.18. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nế
vii

19 Bảng 4.19. Chi phí sản xuất cho một mẻ nấu rượu nếp truyền thống có


sử dụng enzyme

viii


DANH MỤC HÌNH
STT

Tên hình

1 Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu Whisky
2 Hình 3.1. Gạo nếp DT21
3 Hình 3.2. Bánh men rượu Hải Hậu
4 Hình 3.3. Các chế phẩm enzyme

5 Hình 3.4. Sơ đồ quy trình sản xuất rượu truyền th
6 Hình 3.5. Ngâm gạo
7 Hình 3.6. Nấu và ủ cơm rượu

8 Hình 3.7. Bột bánh men
9 Hình 3.8. Trộn men vào cơm
10 Hình 3.9. Lên men ẩm
11 Hình 3.10. Lên men lỏng
12 Hình 3.11. Chưng cất rượu và đo nồng độ cồn

13 Hình 3.12. Làm nguội cơm và bổ sung chế phẩm

14 Hình 3.13. Thùng gỗ sồi và chum sành tàng trữ rư

15 Hình 4.1. Kết quả mẫu phân lập trên các mơi trườ

trường YPD có kháng sinh; B1 và B2: Mơi trường
sinh

16 Hình 4.2. Hình ảnh đo vòng phân giải cơ chất the

1, 2, 3, 4, 5 là kí hiệu của các chủng phân lập từ b

17 Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBflo-T

18 Hình 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme SEBrew-G

19 Hình 4.5. Sự biến đổi cường độ màu của rượu tro
20 Hình 4.6. Màu của rượu trước khi tàng trữ
21 Hình 4.7. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau
22 Hình 4.8. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau
ix

23Hình 4.9. Sự biến đổi màu của các mẫu rượu sau 90 ngày ngâm ủ.

24

Hình 4.10. Sơ đồ quy trình cơng nghệ
68

x


i


MỞ ĐẦU
Sản phẩm rượu nếp tại Việt Nam có truyền thống từ lâu đời. Một số sản phẩm nổi
tiếng bao gồm rượu nếp Hải Hậu, Nam Định; Rượu nếp cái hoa vàng, làng Vân, Bắc
Giang, …
Trong hai thành phần amylose và amylopectin của tinh bột, amylopectin hiện
diện là thách thức lớn cho các nhóm enzyme thủy phân. Liên kết 1,4-glucoside dễ
dàng được thủy phân bởi nhóm enzyme amylase nhưng các liên kết 1,6-glucoside cũng
phải được phân giải để nâng cao mức độ thủy phân amylopectin thành các loại đường
có khả năng lên men (Nguyễn Đức Lượng và cs., 2004).
Gạo nếp có hàm lượng amylopectin cao, điều kiện sản xuất trên thực tế chưa
hồn tồn phù hợp cho q trình thủy phân tinh bột dẫn đến tỷ lệ thu hồi rượu thấp
hơn so với sản xuất rượu từ gạo tẻ;
Thành phần hemicelulose trong gạo nếp, bao gồm các glucan trong thành tế bào
nội nhũ cũng có thể là nguồn thu các loại đường có khả năng lên men tạo thành cồn.
Enzyme công nghiệp đem lại hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm đã được
ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới. Sau q trình hồ hóa gạo, các nhà máy
sản xuất cồn ứng dụng glucoamylase để thủy phân tinh bột. Hầu hết các nhà máy sản

xuất bia ứng dụng beta glucanase để thủy phân các glucan làm giảm độ nhớt của dịch
đường, hỗ trợ công đoạn lọc và nâng cao hiệu suất thu hồi chất chiết.
Những công nghệ sản xuất whisky đã được ứng dụng trên thế giới theo một cách
tương đối có thể chia thành 2 nhóm: Cổ điển, trong đó chỉ sử dụng malt đại mạch và
Hiện đại, sử dụng malt và các nguyên liệu ngũ cốc thay thế chưa qua nảy mầm.
Công nghệ sản xuất whisky sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản
xuất malt-whisky. Sơ đồ của quy trình công nghệ này bao gồm số lượng lớn các công
đoạn trong các giai đoạn chính: 1/ Sản xuất malt, 2/ Chế biến dịch lên men, 3/ Lên
men dịch đường, 4/ Chưng cất 5/ Tàng trữ và 6/ Xử lý tạo thành sản phẩm cuối cùng.
Đồng thời với quá trình tạo thành cồn hình thành một khối lượng nhất định các
rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ... hình thành nên nền mùi của dịch lên men,
1


dịch cất và whisky. Tỷ lệ của các chất này có thể điều chỉnh trong một giới hạn nhất
định thơng qua việc điều khiển các thông số kỹ thuật của quá trình lên men.
Chưng cất nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ mong
muốn trong dịch cất. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men vào dịch cất
phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay hơi và tinh
chế của các cấu tử bay hơi. Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử
dụng hệ thống thiết bị hoạt động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao
thường áp dụng phương pháp chưng cất 2 lần. Thành phần và đặc trưng của dịch cất
phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng nguyên liệu, phương pháp đường hóa, cơng
nghệ lên men và chế độ chưng cất.
Dịch cất được ủ chín trong những điều kiện tương tự như cơ-nhắc với sự khác
biệt, đó là các thùng gỗ sồi trước khi đổ đầy được xơng khói. Q trình này tạo điều
kiện để đẩy nhanh quá trình tách chiết và làm giàu dịch cất bởi những thành phần bị
phân hủy từ các cấu tử của gỗ sồi. Trong quá trình ủ, trong dịch cất tạo thành các hợp
chất mới có ảnh hưởng quyết định đến mùi, vị của dịch cất và whisky thành phẩm. Từ
vật liệu gỗ sồi tách chuyển vào dịch cất một khối lượng xác định các chất chát, sau các

q trình oxy hóa các chất này hình thành mùi, vị, màu sắc của whisky thành phẩm.
Khi thủy phân hemicelulose tạo thành hàng loạt các đường khử: glucoza, fructoza,
xiloza, arabinoza làm mềm vị của dịch cất.
Các công đoạn chưng cất và tàng trữ với vật liệu gỗ sồi trong cơng nghệ sản
xuất whisky có khả năng đem lại sản phẩm mới có hương thơm, mùi vị đặc trưng cho
sản phẩm rượu nếp truyền thống của Việt Nam.
Xuất phát từ nhu cầu nâng cao hiệu suất thu hồi cồn trong quy trình sản xuất rượu
nếp và phát triển sản phẩm mới, đề tài của luận văn thạc sĩ này được xác định là:
“Nghiên cứu ứng dụng enzyme công nghiệp trong sản xuất rượu nếp truyền
thống để tăng hiệu suất thu hồi ethylic và nâng cao chất lượng sản phẩm”.
Tính mới của đề tài là ứng dụng enzyme công nghiệp để hỗ trợ quá trình thủy
phân tinh bột và các thành phần khác trong gạo nếp, nâng cao hiệu suất thu hồi ethylic,
2


đồng thời phát triển sản phẩm mới từ gạo nếp.
Nhóm nghiên cứu chưa phát hiện các công bố trong và ngồi nước về việc phát
triển sản phẩm rượu nếp có màu hổ phách, sản xuất theo cách chưng cất phân đoạn và
tàng trữ với vật liệu gỗ sồi. Sản phẩm rượu của đề tài cần đáp ứng các điều kiện của
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống có cồn và TCVN 7043-2013, an tồn cho
sức khỏe người tiêu dùng.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Rượu nếp truyền thống Nam Định
Nam Định là một tỉnh đồng bằng nam sông Hồng có địa hình bằng phẳng, đất
đai phì nhiêu màu mỡ, khí hậu tương đối ơn hịa. Nhiều con sơng lớn chảy qua từ ngàn
xưa đã hình thành nên nền văn minh lúa nước với những đặc sản gạo nổi tiếng như

Tám Hải Hậu, nếp Cát Thành, gạo dự Nam Trực…
Gạo nếp Nam Định được sử dụng làm lương thực, xuất khẩu và sản xuất các
loại rượu nếp nổi tiếng như rượu nếp Hải Hậu, rượu nếp Kiên Lao. Để sản xuất rượu
nếp trắng truyền thống, ngồi ngun liệu chính là gạo nếp cịn có men rượu, nước.
Ảnh hưởng đến chất lượng rượu cịn có chất lượng nguồn nước, khí hậu và kinh
nghiệm của người làm rượu. Ở Nam Định người dân chủ yếu sản xuất rượu nếp bằng
các loại bánh men thuốc bắc có nguồn gốc từ các làng nghề nổi tiếng như làng La –
Mỹ Phúc, Hải Phú – Hải Hậu, Kiên Lao – Trực Ninh…
Ngoài phục vụ cho người dân địa phương, hiện nay rượu nếp truyền thống Nam
Định đang được cung cấp cho người tiêu dùng tại nhiều tỉnh, thành trong cả nước.
Phần lớn rượu nếp Nam Định được sản xuất tại các hộ dân theo phương pháp thủ công
nhỏ lẻ và manh mún, chất lượng không đồng nhất và hầu hết các cơ sở sản xuất chưa
được các cơ quan chức năng giám sát, kiểm định chất lượng.
Gạo nếp: Nguyên liệu chính trong sản xuất rượu nếp truyền thống tại Nam Định là
gạo nếp lai hoặc nếp cái hoa vàng.
Bánh men: Men làm rượu thông thường gồm có: men lá, men thuốc bắc, men thuốc
nam…. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại men khác nhau và cần lựa chọn những
cơ sở làm men chất lượng tốt. Nấm mốc trong bánh men sinh enzyme thủy phân tinh
bột thành đường. Nấm men lên men các loại đường có khả năng lên men.
Quy trình sản xuất rượu quê truyền thống gồm các bước như sau:
Bước 1: Lựa chọn nguyên liệu chính là gạo nếp và bánh men
Gạo nếp: Lựa chọn loại gạo nếp xát không quá kỹ để vẫn giữ lại được lớp vỏ cám
bên ngoài chứa nhiều chất dinh dưỡng, làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men, nấm mốc
4


và tăng hương vị cho rượu. Trong quá trình nghiên cứu, gạo được bảo quản ở nơi khơ
ráo, thống mát. Nấu rượu từ gạo nếp thu được rượu thơm ngon, đậm, ngọt miệng,
cảm giác êm nồng.
Bước 2: Nấu cơm rượu:

Trước hết phải ngâm gạo để rửa hết cặn bẩn từ gạo ra đồng thời làm hạt gạo tơi
xốp và trương phồng. Sau đó vớt ra để ráo nước rồi cho vào một chiếc nồi to để nấu
cơm rượu. Lưu ý: gạo nấu rượu phải là gạo xát lứt và vẫn cịn dính cám trên hạt gạo
nghĩa là khi xát gạo chỉ tẩy lớp vỏ trấu bên ngoài ra.
Lượng nấu: Để nấu cơm rượu không bị nát và nhão thông thường tỉ lệ gạo nước sẽ

là: 1:1. Mục đích nấu cơm rượu là để làm chín hạt gạo, hồ hóa tinh bột gạo giúp các
enzyme dễ dàng thủy phân tinh bột.
Bước 3: Làm nguội cơm rượu:
Sau khi cơm rượu chín, đổ cơm rượu ra thúng, nong và trải đều ra cho nguội
cơm. Chú ý, không nên để cơm rượu nguội quá lâu vì như vậy sẽ ảnh hưởng đến độ
0

ngon của rượu, nên để ở mức nhiệt độ 30 C là tốt nhất.
Bước 4: Trộn men với cơm rượu nấu:
Khi cơm đã nguội thì trộn bánh men đều với cơm bằng cách nghiền mịn bánh
men và rắc lên bề mặt của cơm rượu. Về tỉ lệ trộn men và cơm rượu thì người xưa
thường dựa vào kinh nghiệm làm nhiều quen tay để trộn. Ngày nay, thông thường cứ
25g đến 30g men trên 1 kg gạo. Tỷ lệ này chỉ là tương đối, tùy theo những loại men
khác nhau mà trộn với cơm rượu là khác nhau.
Bước 5: Quá trình lên men bao gồm 2 giai đoạn: lên men ẩm và lên men lỏng:
+

Lên men ẩm: Giai đoạn lên men ẩm tạo điều kiện để cho enzym amylase của nấm

mốc xúc tác thủy phân tinh bột. Cơm rượu đã trộn men được đem đi ủ trong vòng 5-10
giờ để mốc mọc cả khối cơm. Sau đó vun thành đống, phủ kín bằng vải và giữ ở nơi
0

thoáng mát nhiệt độ 28-32 C trong 3-4 ngày (có thể sớm hoặc muộn hơn 1-2 ngày tùy

vào thời tiết).

5


+ Lên men lỏng: Giai đoạn lên men lỏng là q trình nấm men sử dụng các loại đường có

khả năng lên men để lên men rượu. Khi cơm rượu có mùi thơm nhẹ của rượu, ăn thử

thấy ngọt và có hơi cay vị của rượu thì lúc đó chuyển sang ủ trong chum, vại kín với
nước sạch theo tỷ lệ: 1 phần gạo / 3 phần nước.
Bước 6: Chưng cất rượu:
Trên thực tế, một số nhà sản xuất rượu nếp truyền thống Nam Định đưa dịch lên men
đi chưng cất một lần để thu hồi rượu và đem bán.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, một số nhà sản xuất thường thực hiện quá trình
chưng cất theo 3 giai đoạn được mô tả như sau:
+ Giai đoạn 1: tách loại rượu đầu Giấm chín sau q trình lên men được đưa đi chưng

cất giai đoạn 1 nhằm tách loại phần rượu đầu có chứa nhiều methanol và aldehyt là
những thành phần gây hại trực tiếp cho sức khỏe hoặc gây ngộ độc rượu. Lượng rượu
được tách bỏ trong rượu đầu chiếm khoảng 3-5% của tổng lượng rượu thu được. Nồng
độ cồn trong phần rượu này dao động trong khoảng 55-65% v/v. Phần rượu đầu này
không dùng để uống mà thường được phối trộn với rượu cuối để chưng cất lại.
+

Giai đoạn 2: Sản phẩm chính của q trình chưng cất này được gọi là rượu giữa.

Thông thường loại rượu này có nồng độ cồn từ 35-45% v/v. Phần rượu này được dùng
để uống hoặc được dự trữ để đem bán ra thị trường.
+

Giai đoạn 3: Thu hồi rượu cuối. Quá trình chưng cất được tiếp tục nhằm thu hồi

rượu cuối, tận thu cồn và hạn chế sự có mặt của dầu fusel. Rượu cuối thường có vị hơi
chua và khơng cịn hương vị đặc trưng. Rượu cuối này thường chỉ được dùng để pha
chung với rượu đầu, sau đó đem chưng cất với mẻ sau để thu hồi cồn.
1.2. Công nghệ sản xuất whisky.
Công nghệ cổ điển sử dụng malt đại mạch làm nguyên liệu chính để sản xuất malt
whisky. Sơ đồ của quy trình này cơng nghệ được thể hiện ở hình 1.1:

6


Than

Đại mạch

Đốt cháy

Làm sạch, phân loại
Bảo quản
Làm ẩm
Nảy mầm
Sấy
Xơng khói
Tách rễ
Bảo quản
Xay nghiền
Đường hóa
Lọc bã

Bã trấu

Làm trong
Tiêp men
Lên men

Phần đầu

Loại bỏ kim loại
Tàng trữ
Pha trộn
Xử lý, làm bền, đóng chai

Whisky
Sản phẩm


Hình 1.1.
Sơ đồ quy
trình sản
xuất rượu
Whisky
7


1.2.1. Sản xuất malt đại mạch.
Quá trình sản xuất malt bao gồm các bước: làm sạch, phân loại, ngâm ẩm, nảy
mầm, sấy, xơng khói và tách rễ. Nhìn chung, các giai đoạn của quy trình cơng nghệ
sản xuất malt đại mạch, kỹ thuật thực hiện cũng như các biến đổi sinh lý, sinh hóa

trong hạt đại mạch đã được mơ tả chi tiết trong nhiều tài liệu chuyên ngành trong và
ngồi nước, trong các giáo trình, tài liệu học tập dùng để giảng dạy trong các trường
đại học (Kabzev, 1993; Hồng Đình Hịa, 2002, Kunze, 2004).
Q trình sấy làm giảm độ ẩm xuống đến mức 3-4% nhằm mục đích chuyển biến
malt trở thành sản phẩm bền vững khi bảo quản với khả năng hoạt hóa của các hệ
enzyme. Trong quá trình sấy tích lũy các chất thơm có ảnh hưởng đặc biệt đến chất
lượng của dịch cất và whisky thành phẩm. Sấy malt được thực hiện ở các điều kiện
nhiệt độ xác định. Các điều kiện sấy (tốc độ tăng nhiệt độ, thời gian của quá trình và
nhiệt độ sấy tối đa) có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học và các đặc trưng của
malt. Malt có thể được sấy trong các thiết bị hoạt động liên tục hoặc gián đoạn. Phổ
biến rộng rãi nhất là các máy sấy 2 tầng. Trong đó q trình sấy được thực hiện bởi
khơng khí nóng, trộn với khói của than bùn. Sự sử dụng của khói than bùn xuất phát từ
ảnh hưởng đặc biệt của các thành phần trong khói đến mùi, vị, chất lượng của dịch
đường, dịch cất và whisky thành phẩm.
Than bùn được hình thành do sự tích tụ và phân huỷ khơng hồn tồn tàn dư thực
vật trong điều kiện yếm khí xảy ra liên tục. Q trình này diễn ra tại các vùng trũng
ngập nước. Các vùng đất ngập nước là những vùng có năng suất sinh học cao, điều
kiện phát triển của thực vật rất thuận lợi. Tuy nhiên, lớp thổ nhưỡng tại các vùng này
luôn trong điều kiện yếm khí; do đó, mặc dù sinh khối các loài cỏ sống trên mặt nước
tăng nhanh, nhưng quá trình phân giải xác thực vật lại xảy ra chậm và khơng đạt tới
giai đoạn vơ cơ hố dẫn đến tích luỹ hữu cơ. Tiếp theo cỏ là lau, lách, cây bụi, cây thân
gỗ thay thế, kết hợp với quá trình kiến tạo địa chất, quá trình bồi tụ, lắng đọng phù sa
đã chôn vùi kể cả cây thân gỗ, làm cho hữu cơ tích tụ thành các lớp và tạo thành than
bùn, (Marinov, 2005).
8


1.2.2. Chế biến dịch đường và lên men.
Công đoạn sản xuất dịch đường và lên men bao gồm các bước nghiền malt,
đường hóa, lọc bã, làm lạnh, làm trong, xơng khói và lên men.

Sản xuất dịch đường cho whisky dựa vào cơ sở là quá trình thủy phân các hợp
chất cao phân tử nhờ vào sự xúc tác của các enzyme có sẵn trong malt. Để sản xuất
dịch đường có chất lượng cao cần phải thủy phân triệt để các thành phần của tinh bột,
trong khi đó cần phải giới hạn sự hòa tan của protein và lipid nhằm giảm những ảnh
hưởng khơng có lợi đến thành phần của dịch cất và whisky thành phẩm. Dịch đường
cần phải chứa tối đa hàm lượng đường có khả năng lên men, có tối thiểu nồng độ các
chất chứa nitơ với phân tử lượng vừa và cao.
o

Sau khi được làm lạnh xuống 16-20 C, dịch đường được lọc trong bằng máy lọc
kieselgurg hoặc ly tâm. Q trình cơng nghệ sản xuất whisky bao gồm cơng đoạn xơng
khói dịch đường nhằm mục đích giảm chi phí cho việc xơng khói malt.
Dịch đường trong sau khi xơng khói được phối trộn với nấm men đã được tuyển
chọn và nhân giống đến số lượng cần thiết. Với hàm lượng đường có khả năng lên men
0

12-14% và nhiệt độ 24-28 C quá trình lên men diễn ra trong 3-4 ngày.
Đồng thời với quá trình tạo thành cồn trong dịch lên men tập trung một khối
lượng nhất định các rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit hữu cơ bay hơi. Các thành phần
này có mùi đặc trưng và hình thành nên nền mùi của dịch lên men, dịch cất và whisky.
1.2.3. Chưng cất
Chưng cất nhằm nâng cao nồng độ cồn và các chất bay hơi quý báu đến nồng độ
mong muốn trong dịch cất. Dịch lên men là một hệ phức tạp đa thành phần, trong đó
có cồn và trên 250 cấu tử khác. Sự chuyển dịch của các chất bay hơi từ dịch lên men
vào dịch cất phụ thuộc vào phương pháp thực hiện và hệ thống thiết bị, vào hệ số bay
hơi và tinh chế của các cấu tử bay hơi. Dưới tác dụng của nhiệt độ trong quá trình
chưng cất diễn ra sự tương tác giữa các cấu tử làm tạo thành những thành phần bay hơi
mới có ảnh hưởng tích cực đến đặc trưng của sản phẩm.

9

Phổ biến nhất cho chế biến dịch cất của whisky là sự sử dụng hệ thống thiết bị hoạt
động gián đoạn, để tạo thành dịch cất chất lượng cao cần áp dụng chưng cất 2 lần. Qua
lần đầu cồn được tách khỏi dịch để tạo thành dịch cất thô với hàm lượng cồn 20-22%V.
Trong lần chưng cất sau, dịch cất thô được tách thành 4 phần: Phần đầu tiên chứa 1-1,5%
cồn so với tổng số cồn trong dịch cất thô. Hàm lượng cồn trong phần này thường là 8082%, trong đó tập trung những tạp chất khơng mong muốn, chủ yếu là các ester và
aldehyd với vị sốc và mùi không đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần thứ 2 (phần
giữa / phần chính / dịch cất) được tách ra cho đến khi hàm lượng cồn trong dòng chảy ra
khỏi cột cất giảm đến mức 50-55%. Hàm lượng cồn trong phần 2 này ở mức 70-72%,
trong đó tập trung ở một mức độ thích hợp những thành phần bay hơi khác đặc trưng cho
whisky. Phần thứ 3 được tạo thành đến khi tách toàn bộ cồn ra khỏi dịch cất, hàm lượng
cồn trong phần này ở mức 28-32% và chiếm khoảng 12-15% trong tổng số cồn của dịch
cất thô. Trong phần cuối có chứa một số ester khó bay hơi (ở nhiệt độ cao), có ích cho mùi
đặc trưng cho dịch cất của whisky. Phần này được bổ sung theo một tỷ lệ nhất định vào
dịch đã lên men và đưa đi chưng cất. Thơng qua đó tiết kiệm cồn và nâng cao chất lượng
của dịch cất ban đầu. Sự tái sử dụng của phần này tối đa là 4 lần.

Thành phần và đặc trưng của dịch cất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng
nguyên liệu, phương pháp đường hóa, cơng nghệ lên men và chế độ chưng cất.
1.2.4. Ủ, hoàn thiện sản phẩm.
Dịch cất dùng để đưa vào công đoạn ủ trong sản xuất whisky là chất lỏng khơng
màu với những đặc trưng phân tích gần giống với dịch cất của cô-nhắc và chứa nhiều
loại vật chất khác như rượu bậc cao, ester, aldehyd, axit béo và phenol bay hơi. Thành
phần hóa học và hàm lượng của các vật chất này có ý nghĩa quan trọng đến sự hình
thành mùi, vị của sản phẩm whisky thành phẩm cuối cùng.
Để tạo thành whisky, dịch cất phải trải qua quá trình ủ với vật liệu gỗ sồi. Trước
khi đưa đi ủ dịch cất phải được phân tích và đánh giá cảm quan, trong trường hợp hàm
lượng đồng và sắt vượt quá giới hạn cho phép cần phải loại bỏ các kim loại với kali
hecxaxianoferat.

10


1.3. Một số đặc điểm đặc trưng trong sản xuất whisky trên thế giới
1.3.1. Scotland.
Tại Scotland người ta thường sản xuất malt-whisky và whisky từ một số ngũ cốc
khác. Hai loại whisky này khác nhau từ nguyên liệu đầu vào, phương pháp sản xuất và
chất lượng sản phẩm. Malt-whisky chỉ được sản xuất từ malt đại mạch-xơng với khói
than bùn. Dịch lên men được chưng cất thô trong thiết bị hoạt động gián đoạn. Từ dịch
lên men thu được dịch cất thơ có hàm lượng cồn 20-22%, sau đó đưa đi tinh chế lần 2
để tạo thành dịch cất có chứa 70-75%V cồn. Whisky từ ngũ cốc được sản xuất từ 1525% malt đại mạch đã được xơng khói và 75-85% ngũ cốc khác như đại mạch, yến
mạch, lúa mạch đen). Quá trình chưng cất dịch lên men được thực hiện trong những hệ
thống chưng cất-tinh luyện hoạt động liên tục.
Dịch cất cho cả 2 loại whisky trên đều được pha loãng với nước mềm đến hàm
3

lượng cồn 55-66%V và ủ chín trong các thùng gỗ sồi với thể tích 225-500 dm . Thời
gian ủ tối thiểu là 3 năm. Dịch cất của whisky từ ngũ cốc khơng địi hỏi thời hạn ủ dài
ngày, trong khi dịch cất của malt-whisky có chứa nồng độ cao của các chất thơm thơng
thường được ủ 10-15 năm.
Tại Scotland ngồi whisky ngun bản cịn có whisky phối trộn (Blended). Sau
khi phối trộn, hỗn hợp được ủ tiếp trong các thùng gỗ sồi thêm một thời gian nhằm ổn
định và năng cao mùi đặc trưng, vị hài hịa.
1.3.2. Ireland.
Irich whisky được sản xuất theo cơng nghệ cổ điển, sự khác biệt so với scotch
whisky là ở chỗ được làm khơng hồn tồn từ malt đại mạch. Nguyên liệu của Irich
whisky bao gồm malt đại mạch, đại mạch, tiểu mạch, lúa mỳ đen, yến mạch và ngô. Malt
đại mạch chiếm khoảng 40%, các ngũ cốc khác – 60%. Malt đại mạch xơng khói nhẹ hoặc
khơng xơng khói. Dịch lên men được đưa đi chưng cất sau khi tách riêng phần bã (phần
cứng, thể rắn). Quá trình chưng cất được thực hiện trong hệ thống thiết bị hoạt động gián

đoạn trong điều kiện khuấy trộn liên tục. Chưng cất 3 lần, lần thứ nhất tạo thành dịch cất
với nồng độ cồn 25% V, ký hiệu là dịch cất-I. tiếp theo dịch cất-I được
11