Môn học công nghệ chế biến đồ uống tiểu luận công nghệ sản xuất rượu whisky

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM О MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY Lớp DHTP15A – 4203002[.]

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM О MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN ĐỒ UỐNG TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY Lớp: DHTP15A – 420300218901 GVHD: Trần Thị Mai Anh Nhóm: 03 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 02 năm 2022 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM STT Họ tên MSSV Nguyễn Thị Thảo Nhi 19506081 Phạm Hồng Thế Hịa 19503121 Phạm Tuyết Nhi 19474671 Bùi Tuấn Tùng 19476461 Nguyễn Hữu Quan 19471841 Nguyễn Quốc Huy 19485291 MỤC LỤC Mở đầu Nội dung Chương : GIới thiệu sản phẩm rượu whisky 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Phân loại theo ngũ cốc 1.1.2 Phân loại theo quy trình sản xuất 1.1.3 Các cách phân loại khác 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu ngũ cốc 1.2.2 Nấm men sản xuất rượu whisky 1.2.3 Nước Chương : Q trình sản xuất rượu whisky 2.1 2.1.1 Lên men Nguyên lý 2.1.2 Yếu tố ảnh hưởng 2.2 2.2.1 5 Ủ rượu Nguyên lý 2.2.2 Yếu tố ảnh hưởng Chương : Quy trình sản xuất rượu whisky 3.1 Nguyên liệu 3.1.1 Biến đổi nguyên liệu 3.2 Xử lý 3.2.1 Thiết bị: Thiết bị nghiền malt đôi trục 3.2.2 Nguyên lý hoạt động 3.3 3.3.1 Hồ hóa Thủy phân tinh bột 3.4 Nấu chín 3.4.1 Biến đổi nguyên liệu 3.4.2 3.5 Phân giải protein 10 Đường hóa 10 3.5.1 Biến đổi nguyên liệu 10 3.6 Lên men 300C (72h): 10 3.6.1 Biến đổi nguyên liệu 10 3.6.2 Cấu trúc men 11 3.6.3 Sản xuất axit béo este 11 3.7 Chưng cất phân đoạn 12 3.7.1 Biến đổi nguyên liệu 12 3.7.2 Thiết bị (Coffey Stills) 13 3.7.3 Nguyên lý hoạt động 13 3.8 Ủ thùng gỗ sồi 14 3.8.1 Biến đổi nguyên liệu 14 3.9 Phối chế 43-45% Vol (Giữ yên 1-3 ngày) 15 3.9.1 Biến đổi nguyên liệu 15 3.10 Lọc rượu 16 3.10.1 Biến đổi nguyên liệu 16 3.10.2 Thiết bị: lọc khung 16 3.10.3 Nguyên lí hoạt động 16 3.11 Chiết chai 17 3.11.1 Biến đổi nguyên liệu 17 3.11.2 Thiết bị: chiết chai 18 3.11.3 Nguyên lí hoạt động 18 3.12 Thu sản phẩm rượu whisky 18 3.12.1 Biến đổi nguyên liệu 18 Chương : Đánh giá chất lượng sản phẩm rượu whisky 20 4.1 Nồng độ thành phần rượu 20 4.2 Thành phần hóa học chất thơm rượu 20 4.3 Tiêu chuẩn quy định sản xuất rượu whisky 20 4.4 Màu sắc rượu whisky 20 Kết luận 21 Tài liệu tham khảo 22 Kế hoạch thực 23 Phụ lục 23 Bảng phân chia công việc 25 MỞ ĐẦU Truyền thống sản xuất đồ uống có cồn Việt Nam có từ lâu đời, đặc biệt loại rượu cao độ sử dụng rộng rãi Hiện nước ta, việc nhập loại rượu cao độ phổ biến với số lượng lớn, tiêu biểu kể đến rượu whisky, Sake, Vodka,… Riêng dòng rượu màu whisky dòng rượu tiếng giới với chiều dài lịch sử phát triển đầu kỷ XV Scotland, dòng sản phẩm rượu làm từ ngũ cốc lên men có chưng cất, dịng sản phẩm rượu màu ưa chuộng Trong tiếng La tinh, loại rượu làm từ trình chưng cất gọi “Aqua Vitae”, nghĩa “Nước sống” Nếu ta dịch từ tiếng Scotland trở thành “Uisge Beatha” với ý nghĩa “Sinh mệnh nước” Do đó, lý mà whisky gọi tinh hoa nước Để có nhìn rõ dịng sản phẩm rượu mạnh whisky đề tài mà nhóm chúng em tìm hiểu “Cơng nghệ sản xuất rượu whisky” NỘI DUNG CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM RƯỢU WHISKY 1.1 Giới thiệu Rượu whisky loại rượu cao độ phổ biến giới với sức tiêu thụ hàng năm lên đến tỷ lít/năm tiêu thụ hàng trăm nước giới có Việt Nam Trong loại rượu mạnh giới whisky loại rượu phổ biến thứ hai (chiếm 17%) sau rượu trắng (chiếm 23%) Nguồn gốc rượu whisky bắt nguồn Scotland từ cuối kỉ XV tồn dạng thơ khơng qua tàng trữ có mùi đậm nặng Đến kỉ XVII whisky hoàn thiện dần hương vị tương tự Sau di dân vào Mỹ khan nguồn nguyên liệu nên sản xuất rượu whisky từ 100% malt đại mạch thay loại ngũ cốc khác Hiện rượu whisky sản xuất thành nhiều dòng sản phẩm khác từ nguồn nguyên liệu phân loại sau: 1.1.1 Phân loại theo ngũ cốc ˗ Malt: loại whisky làm từ mạch nha ˗ Grain: loại whisky sản xuất từ lúa mạch ˗ Rye: loại whisky chủ yếu sản xuất từ lúa mạch đen, 51% ˗ Bourbon: loại whisky chủ yếu sản xuất từ ngơ, 51% chưng cất tối 81%V tàng trữ tối đa 61%V 1.1.2 Phân loại theo quy trình sản xuất Tên gọi phần thể rõ quy trình sản xuất loại whisky: ˗ Single: loại whisky có nguồn gốc từ lò nấu rượu riêng lẻ thường dùng cho whisky Scotland: single – malt – whisky ˗ Straight: loại whisky có nguồn gốc từ lị nấu rượu riêng lẻ thường dùng cho whisky Mỹ ˗ Blend: loại whisky pha trộn Trong lúc sản xuất nhiều loại whisky khác từ nhiều lò nấu rượu khác nhua pha vào với Trong số sản phẩm có đến 70 loại whisky khác ˗ Pot Still: loại whisky sản xuất dùng loại bình nấu cổ điển, thường dùng cho số loại whisky Ireland ˗ Pure Pot Still: loại whisky sản xuất dùng mạch nha bình nấu rượu cổ điển, thường dùng cho số loại whisky riêng lẻ Ireland 1.1.3 Các cách phân loại khác Cask strength (độ mạnh thùng): Sau trữ thùng người ta không cho thêm nước vào whisky để đạt đến số nồng độ rượu định Nồng độ rượu loại whisky khác thay đổi tùy theo thời gian trữ, điều kiện môi trường, chất lượng thùng chứa nồng độ rượu phần cất nguyên thủy Vintage (năm sản xuất): Loại whisky sử dụng có nguồn gốc từ năm ghi Single cask (thùng riêng lẻ): Loại whisky có nguồn gốc từ thùng rượu riêng lẻ (thường dùng cho whisky Scotland), Single barel (thùng riêng lẻ): Loại whisky có nguồn gốc từ thùng rượu riêng lẻ (thường dùng cho whisky Mỹ) Các nước sản xuất rượu whisky hàng đầu giới đưa định nghĩa riêng whisky tùy thuộc với dòng sản phẩm riêng họ với tên gọi như: Scotch, Irish hay American whisky Canada whisky, Indian whisky… Tóm chung lại rượu whisky sản phẩm rượu cao độ có nồng độ cồn từ 40% (thường từ 40 – 60%); lên men từ nguyên liệu malt đại mạch (hoặc) ngũ cốc; đem chưng cất từ 40-95% cồn; hương vị tách chiết từ gỗ sồi; thời gian tàng trữ từ năm trở lên Theo luật Scotch whisky 2009 Scotch, Scotch whisky rượu whisky sản xuất Scotland đảm bảo đồng thời tiêu chí sau: Được chưng cất nhà máy chưng cất Scotland từ nước mạch nha lúa mạch (có thể thêm loại ngũ cốc khác) đảm bảo điều kiện: Xử lí nhà máy chưng cất thành dịch ngâm (mash), chuyển đổi nhà máy chưng cất thành chất lên men hệ thống enzyme nội sinh, lên men nhà máy việc bổ sung men Được chưng cất nồng độ cồn 94,8% để sản phẩm chưng cất có mùi thơm hương vị có nguồn gốc từ nguyên liệu sử dụng phương pháp sản xuất Được trưởng thành thùng gỗ sồi có dung tích khơng q 700 lít Và trưởng thành Scotland; thời gian khơng năm kho đặc biệt nơi cấp phép Vẫn giữ màu sắc, mùi thơm hương vị có nguồn gốc từ nguyên liệu sử dụng, phương pháp sản xuất trình trưởng thành Không thêm phụ gia khác ngoại trừ: nước caramel, có nồng độ cồn tối thiểu tính theo thể tích 40% 1.2 Nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu ngũ cốc Ngày hầu hết nhà chưng cất có mạch nha, theo yêu cầu cụ thể, từ nhà sản xuất tập trung cung ứng cho số nhà máy chưng cất, cho phép trình sản xuất mạch nha tiến hành kinh Các nhà sản xuất cố gắng lấy hạt ngũ cốc Scotland họ phần lớn lúa mạch sử dụng làm Scotch whisky Scotland Khơng có u cầu pháp lý hạt ngũ cốc Scotland yếu tố hư thời tiết khơng thể đốn trước có nghĩa nhà sản xuất phải lựa chọn nguồn cung cấp ngũ cốc tối ưu để tạo sản phẩm chất lượng cao Quá trình tạo mạch nha lúa mạch (Malting) – Đây q trình chuyển hóa lúa mạch thành mạch nha Theo phương thức truyền thống, hạt lúa mạch tốt ngâm vào nước khoảng 48 đến 72 sau chúng trải sàn bê tông gọi sàn mạch nha với điều kiện thuận lợi để nảy mầm Q trình nảy mầm từ đến ngày tùy thuộc vào mùa năm, chất lượng lúa mạch yếu tố khác Enzyme hạt giải phóng chuyển hóa tinh bột thành đường mạch nha Nhiệt độ ổn định cho nảy mầm phải kiểm soát mức 600F 160C tránh lúa mạch bị hỏng nhiệt sinh từ trình nảy mầm Mạch nha lúa mạch sau nước trải sàn lớn thường xuyên đảo tay với cào xẻng Cơng nghệ phát triển phục vụ tiến trình mạch nha cào khí (Saladin box) trống quay vòng lớn để đạt hiệu tương tự Ngày nay, q trình mạch nha hóa lúa mạch thực thùng mạch nha (drum malting), nơi mà q trình kiểm sốt máy móc Thay nảy mầm sàn, hạt chứa bình trụ hình trụ lớn Nhiệt độ điều khiển tự động cách thổi luồng nhiệt độ phù hợp qua hạt nảy mầm Sau đó, hạt nảy mầm sấy khơ khói lị mặt đất có tên gọi “kiln” hai ngày Nhiệt độ điều khiển tự động cách thổi luồn nhiệt nhiệt độ phù hợp qua hạt nảy mầm Người ta thêm lửa đốt cháy từ than bùn, góp phần tạo mùi khói rõ nét nhiều loại malt whisky Lò sấy mạch nha truyền thống đưa khơng khí nóng từ lị than bùn thơng qua mạch nha nhờ hiệu ứng ống khói tạo mái nhà dốc đỉnh chùa đặc trưng nhiều nhà máy chưng cất Scotland 1.2.2 Nấm men sản xuất rượu whisky Nấm men sử dụng sản xuất rượu whisky chủ yếu chủng khiết thuộc loài Saccharomyces cerevisiae, loài có đặc điểm hình thái sinh lý sau: ˗ Tế bào có dạng hình cầu hình bầu dục, kích thước từ – ×10mm Cấu tạo đơn bào bao gồm thành phần: thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, nhân, ty thể ribosome, không bào… hạt dự trữ ˗ Là loại dị dưỡng cacbon, hiếu khí tùy tiện, mơi trường hiếu khí tổng hợp tạo sinh khối, điều kiện yếm khí thực q trình lên men Sinh sản vơ tính cách nảy chổi Chủng nấm men tốt cho sản xuất rượu cần phải đáp ứng yêu cầu sau: ˗ Hoạt lực lên men cao, chịu độ rượu cao, có khả phát triển hoạt động môi trường axit, ổn định chịu biến đổi môi trường ˗ Khả lên men nhanh nhiều loại đường khác nhau, triệt để tốt, tạo sản phẩm trung gian sản phẩm phụ ˗ Tạo cho rượu hương vị thơm ngon đặc trưng, không bị nhiễm mùi lạ tạo váng bề mặt rượu 1.2.3 Nước Nước xem nguyên liệu sản xuất rượu mùi nói riêng loại thức uống nói chung Chất lượng nước sản xuất rượu phải kiểm tra nghiêm ngặt Độ cứng nước không vượt mg đương lượng/lít, nước có độ cứng vượt q mức quy định phải khử cứng CHƯƠNG : QUÁ TRÌNH CHÍNH TRONG SẢN XUẤT RƯỢU WHISKY 2.1 Lên men 2.1.1 Nguyên lý Dịch hồ dịch mạch nha đưa vào thùng lên men Các thùng làm gỗ thép không gỉ Men thêm vào để bắt đầu trình lên men, vi sinh vật lên men đơn bào chuyển hoá đường dịch hồ dịch mạch nha thành rượu 2.1.2 Yếu tố ảnh hưởng Nấm men thêm vào hình thức sử dụng tế bào nấm men (quá trình ngâm ngọt) hình thức phần lơ trước q trình lên men (quá trình ngâm chua.) Phương pháp ngâm chua thường sử dụng hiệu nhiệt độ phòng độ pH thấp (nồng độ axit cao) thúc đẩy tăng trưởng nấm men ức chế tăng trưởng vi khuẩn Phương pháp ngâm khó khăn để kiểm sốt, phải sử dụng nhiệt độ 800F (270C) để tăng tốc độ trình lên men để tránh nhiễm khuẩn Nấm men đuợc sử dụng giống S.cerevisiae, thường dùng chủng đặc trưng cho vùng, địa phương khác, ví dụ Nga thường dung chủng S.cerevisiae XII hay M Nhiệt độ lên men cần kiểm sốt từ 30 ÷ 32 0C thời gian lên men từ 72 ÷ 78h, sau lên men kết thúc, hàm lượng ethanol dấm chín phải đạt tối thiểu từ 7,5 ÷ 8%Vol 2.2 Ủ rượu Trong tồn quy trình sản xuất rượu whisky giai đoạn quan trọng định chất lượng giá rượu whisky 2.2.1 Nguyên lý Sản phẩm hạ chữ rượu 50 ÷ 52%Vol ủ chín tạo hương bền vững thùng gỗ sồi điều kiện 18÷ 25% với thời gian năm 2.2.2 Yếu tố ảnh hưởng Thời gian ủ lâu chất lượng sản phẩm cao Ở điều kiện kỹ thuật vậy, q trình chín rượu diễn cách từ từ, chậm rãi theo biến đổi tích cực như: 10 Tuy nhiên, acetyl acyl CoA cao khơng u cầu, phải tái chế để phục hồi lượng thường biểu thị liên kết, trì nguồn cung cấp CoA nội bào hạn chế Về việc loại bỏ CoA nhóm axit ổn định cách ester hóa, với tham gia enzyme esterase (các esterase xúc tác phản ứng theo hai hướng) Vì axetat ethanol axit rượu tạo thành nhiều lượng trình lên men, etyl axetat tự nhiên este số lượng, este khác có ngưỡng mùi thơm thấp có tác dụng nhiều nước rửa, rượu mạnh rượu whisky cuối Ý nghĩa rộng việc tái chế CoA, nguồn ethanol, rượu cao nhóm axit khác liên quan đến sản xuất este 3.7 Chưng cất phân đoạn Chưng cất phân đoạn trực tiếp từ dấm chín giải pháp kỹ thuật để loại bỏ bớt tạp chất đầu tạp chất cuối, khiến cho sản phẩm trung gian “sạch hơn”, chất lượng tốt 3.7.1 Biến đổi nguyên liệu Chưng cất phân đoạn trực tiếp từ dấm chín giải pháp kỹ thuật để loại bỏ bớt tạp chất đầu tạp chất cuối, khiến cho sản phẩm trung gian “sạch hơn”, chất lượng tốt Sản phẩm trung gian gọi cồn whisky, thường có hàm lượng ethanol từ 65 ÷ 70%Vol Ở Scotland, dịch rượu (wash) thu phụ thuộc vào công đoạn chưng cất Giai đoạn đầu tiến hành máy wash still, hèm rượu đưa đến nồi đun sơi vịng – giờ, sản phẩm thu gọi rượu đầu (low wines) có nồng độ gấp lần dịch rượu phần bã để lại wash still gọi bã pot (pot- ale) xử lý thành chất thải chế biến thành thức ăn gia súc Việc chưng cất rượu nồng độ thấp máy chưng cất rượu chọn lọc Các sản phẩm ban đầu chứa hợp chất có điểm sôi thấp bị loại bỏ fore – shots Giai đoạn kiểm soát liên tục hydrometric diễn trọng lượng riêng sản phẩm chưng cất tương ứng độ cồn vượt 25 – 300 thì dừng để tạo bã fore-shots Việc dừng cách truyền thống tiến hành nhờ cẩn trọng nhà máy chưng cất giúp cho sản phẩm chưng cất khơng có màu xanh nhạt thêm nước vào 18 Sơ đồ biểu diễn giai đoạn chưng cất rượu whisky Ai len 3.7.2 Thiết bị (Coffey Stills) 3.7.3 Nguyên lý hoạt động Bao gồm hai cột đồng thép không gỉ cao, liên kết với nhau, phân tích chỉnh lưu, nằm cạnh Hơi nước cung cấp áp suất vào máy phân tích đế bốc lên qua loạt ngăn, ngăn cách sàng đục lỗ Khi làm vậy, nước rửa nóng đưa vào máy phân tích xuống ngăn Hơi nước bốc lên tách cồn khỏi nước rửa đưa vào đế chỉnh lưu, nơi lại bốc lên thông qua loạt ngăn khác Khi làm vậy, tiếp xúc với đường ống cung cấp rửa lạnh, chuyển qua chỉnh lưu theo loạt vòng cuộn dây Điều hoạt động bề mặt mà rượu ngưng tụ cường độ chất ngưng tụ tăng lên bốc lên chỉnh lưu tập trung đầu đĩa Bất kỳ không bù đắp lọc lại thông qua sạc rửa, chất lỏng gọi feints 19 nóng, dẫn khỏi đáy chỉnh lưu bơm trở lại phần máy phân tích chưng cất lại Sản phẩm trung gian: sản phẩm trung gian gọi cồn whisky, thường có hàm lượng ethanol từ 65 ÷ 70%Vol Phối chế với nước mềm (lần 1): cồn whisky phối chế với nước mềm để hạ chữ rượu xuống cịn 50 ÷ 52%Vol tái chế A Máy phân tích * B Máy chỉnh lưu * Rửa Hơi nước Chất lỏng Hơi rượu Các thành phần bay Các thành phần dễ bay Bình ngưng 3.8 Ủ thùng gỗ sồi Sản phẩm hạ chữ rượu 50 ÷ 52%Vol ủ chín tạo hương bền vững thùng gỗ sồi điều kiện 18÷ 25% với thời gian năm Thời gian ủ lâu chất lượng cao Quá trình chin rượu diễn cách từ từ, chậm rãi theo biến đổi tích cực như: ˗ Oxi hóa số andehyt acid bay rượu ˗ Các phản ứng este hóa xảy ra, tạo nên cấu tử hương mới, làm cho hương thơm phong phú hài hòa ˗ Vị rượu dịu dần theo thời gian 3.8.1 Biến đổi nguyên liệu Gỗ sồi chứa nhiều thành phần dễ bay hơi, với khoảng 100 đỉnh phát sắc ký khí – khối phổ Quan tâm đến trưởng thành rượu whisky axit hữu cơ, lacton, norisoprenoids phenol dễ bay Các axit hữu axetic axit linolenic Axit linolenic thành phần cấu tạo khói mù người trưởng thành rượu whisky, phân hủy tạo aldehyde rượu có mùi Oak lactone hợp chất dễ bay gỗ sồi đóng vai trò quan trọng hương thơm rượu whisky trưởng thành, đặc biệt đồng phân cis, có ngưỡng nhận thức thấp nhiều so với đồng phân trans Các hợp chất norisoprenoid – oxo – ionol phát Mặc dù – oxo – ionol có mùi, tiền chất đồng phân megastigmatrienone có mùi thơm cao Các phenol dễ bay eugenol vanilin diện với số lượng nhỏ, chúng tăng lên nhiệt suy thoái gỗ sồi 20