Xác định độ cồn trong hỗn hợp dung dịch với hỗn hợp nhiều thành phần, điển hình là hỗn hợp lên men chưa chưng cất, ngoài rượu ethanol còn có chưa furfurol, andehit, tinh bột, .... Với hỗn hợp nhiều thành phần như trên, phương pháp xác định độ cồn trong hỗn hợp là khó, vì vậy đề tài áp dụng cảm biến được lập trình arduino vào xác định độ cồn trong hỗn hợp lên men để xác định độ cồn trực tiếp và dễ dàng
CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Rượu đặc sản loại đồ uống mang hương vị truyền thống, đậm đà sắc dân tộc, sản phẩm tiêu biểu văn hóa ẩm thực Việt Nam Từ lâu đời, rượu gắn liền với sinh hoạt văn hóa của nhân dân ta biểu tượng văn minh lúa nước, dịp lễ hội hay ngày tết cổ truyền thiếu chén rượu dâng lên tổ tiên thể lòng thành kính Ở nước ta nghề nấu rượu thủ cơng có từ ngàn xưa đến Theo dân gian rượu nấu từ loại nông sản gạo, ngô, sắn… với loại men men thuốc bắc hay men lá… Theo kinh nghiệm cổ truyền việc nấu rượu thủ công tiến hành qua nhiều bước: nguyên liệu đồ chín, làm nguội tiến hành trộn men, qua giai đoạn lên men ẩm, lên men lỏng chưng cất thành rượu Rượu sản xuất có mùi thơm, vị đặc trưng, uống ngon, đậm êm dịu Chất lượng rượu thu phụ thuộc nhiều yếu tố nguyên liệu gì, men tốt hay xấu, nhiệt độ ủ lên men, tiến hành chưng cất lấy sản phẩm Ảnh hưởng đến chất lượng rượu tạo điểm đặc trưng cho sản phẩm nguyên liệu đặc biệt loại men giống sử dụng để lên men với công thức khác theo vùng theo bí riêng gia đình Trong xã hội ngày nay, đời sống người dân ngày cải thiện, chất lượng sống nâng cao, với đô thị nhu cầu sản phẩm đồ uống truyền thống có chất lượng cao đặt ra, cần có đầu tư nghiên cứu nghiêm túc rượu cổ truyền Nghề nấu rượu thủ công tồn nhiều làng quê Việt Nam, nhiều sản phẩm rượu trở nên quen thuộc với người dân như: rượu làng Vân, rượu nếp cẩm, rượu San Lùng, rượu Bản Phố… Tuy nhiên vấn đề sản xuất rượu theo phương pháp thủ cơng nhiều vấn đề cần quan tâm suất ổn định chất lượng sản phẩm Từ vấn đề cấp thiết trên, đặc biệt vấn đề nâng cao chất lượng rượu công đoạn chưng cất, mạnh dạn chọn đề tài: “Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men rượu gạo truyền thống ứng dụng phương pháp đo độ cồn cảm biến MQ - 3” 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Thực trạng sản xuất sử dụng rượu truyền thống địa bàn thành phố Long Xuyên nói riêng khu vực tỉnh thành khác nước nói chung chủ yếu hình thành phạm vi nhỏ thói quen đại phận người dân chất lượng rượu khơng phải vấn đề người dân quan tâm cao, thêm vào việc sản xuất rượu sở qui mô nhỏ dẫn đến thiếu kiến thức chuyên môn, không đầu tư nhiều vào qui trình sản xuất, pha trộn bánh men nước chưa hợp lí ảnh hưởng lớn đến chất lượng hiệu suất thu hồi rượu Đề tài thực nhằm tìm yếu tố ảnh hưởng đến suất chất lượng rượu gạo truyền thống góp phần hồn thiện quy trình, ứng dụng thành tựu khoa học vào sản xuất rượu gạo truyền thống 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt mục tiêu nghiên cứu nội dung nghiên cứu gồm: - Khảo sát hàm lượng men phối trộn tối ưu số loại men thường người dân hộ sản xuất rượu truyền thống thường sử dụng nhằm nâng cao sản lượng chất lượng rượu thành phẩm - Khảo sát số lần bổ sung hàm lượng nước bổ sung vào hỗn hợp lên men tối ưu nhằm nâng cao sản lượng chất lượng rượu thành phẩm - Chế tạo thiết bị cảm biến có khả xác định độ cồn hỗn hợp dung dịch chứa nhiều thành phần mà điển hình hỗn hợp dung dịch trình lên men từ cảm biến nồng độ cồn MQ – vi điều khiển Arduino Nano CH340 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Sự thành công đề tài góp phần hồn thiện khả sản xuất rượu gạo truyền thống quy mơ hộ gia đình sở sản xuất rượu, góp phần nâng cao suất, sản lượng chất lượng sản phẩm rượu gạo truyền thống đến tay người tiêu dùng Mặt khác, đề tài củng góp phần thúc đẩy tự học hỏi, tự khám phá, giúp sinh viên Trường Đại học An Giang nói riêng tồn thể sinh viên theo học Trường Đại học, Cao đẳng nói chung đặc biệt lĩnh vực ứng dụng khoa học công nghệ học tập, nghiên cứu sản xuất CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 TỔNG QUAN VỀ RƯỢU VÀ RƯỢU GẠO CỔ TRUYỀN VIỆT NAM 2.1.2 Rượu ethanol ứng dụng Rượu ethanol (etylic) chất lỏng khơng màu, suốt, có vị nóng gắt mùi đặc trưng Cơng thức phân tử C2H5OH, tỉ trọng d20 = 0.7894, nhiệt độ sơi 760mmHg 78℃, bốc cháy 12℃, hòa tan nước theo tỉ lệ Từ xa xưa, loài người biết sản xuất rượu ethanol làm đồ uống ngày nay, nghề làm rượu - cồn phát triển mạnh (Lương Đức Phẩm, 2005) Rượu ethanol ngồi cơng dụng làm đồ uống, sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: để pha chế thức uống, làm dung môi cho cơng nghiệp sản xuất nước hoa; dược để trích ly hoạt chất sinh học; nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác công nghiệp sản xuất acid acetic, andehyde acetic, etyl acetate este có mùi thơm khác; sản xuất giấm ăn; công nghiệp sản xuất cao su tổng hợp; làm nhiên liệu (chất đốt) Tùy tình hình phát triển nước, tỷ lệ cồn dùng ngành khác Tuy nhiên, cồn đưa vào sản xuất đồ uống chiếm tỷ lệ lớn 40 - 60% lượng cồn sản xuất được, cồn dùng để tăng thêm nồng độ cồn rượu vang, dùng pha chế loại rượu mạnh, rượu uống cao độ Whisky, Martin, Brandy, Napoln, Rhum; cồn ngun liệu sản xuất thức uống pha chế có cồn rượu Vodka, rượu mùi … Ở số nước châu Á Việt Nam Trung Quốc, có dòng rượu ngâm thuốc xem có tác dụng tốt đơi với thể: tăng sảng khoái, ăn ngủ tốt hơn, tăng sức khỏe (Nguyễn Đình Thưởng, 2002) 2.1.2 Phân loại rượu Trước đây, rượu tên gọi chung hợp chất hữu có nhóm chức hydroxide (-OH) đính trực tiếp vào gốc ankyl Tuy nhiên, ngày rượu thường dùng để thức uống có chứa cồn ethanol Rượu ethanol dùng sản xuất loại thức uống phải cồn sản xuất phương pháp lên men Hay nói cách khác, tất ngành cơng nghiệp sản xuất thức uống có cồn dựa trình sản xuất ethanol đường lên men - sử dụng giông nấm men để lên men dịch chiết trái cây, rau củ lên men ngũ cốc để chuyển hóa đường thành rượu Có nhiều khóa phân loại rượu khác nhau; thường phân loại theo nồng độ ethanol thành loại chính: rượu uống cao độ (rượu mạnh) có nồng độ cồn 30% V, rượu thường có nồng độ cồn từ 15-30% V rượu uống thấp độ (rượu nhẹ) có nồng độ 15% V (Nguyễn Đình Thưởng, 2002) Ngồi phân loại theo khác qui trình sản xuất - rượu uống qua chưng cất khơng qua chưng cất … rượu có qua lên men rượu không qua lên men (rượu pha chế rượu Vodka, rượu mùi); theo nguồn nguyên liệu - từ trái cây, ngũ cốc, rỉ đường (Lương Đức Phẩm, 2005) 2.1.3 Rượu gạo truyền thống Việt Nam Phương pháp chung để sản xuất rượu gạo là: sử dụng canh trường vi sinh vật dạng bột trộn với gạo đồ chín, để lên men tạo đường (saccharifying proccess) vại miệng rộng sau chuyển sang vại miệng hẹp để lên men tạo ethanol (alcohol fermentation) Những canh trường vi sinh vật dạng bột khác tùy vùng (Việt Nam: bánh men, Thái Lan: loogpang, Indonesia Malaysia: ragi, Lào: bubod, Myanma: mochikouji, Trung Quốc: laochao v.v.), nhìn chung phương pháp sản xuất giông nhau: bột gạo trộn với loại lá, rau mùi, thảo dược, gừng bánh men giống, định hình dạng viên, ủ, hong khơ để dành dùng dần (Nguyễn Đức Lượng, 2002) Rượu cổ truyền Việt Nam đa dạng Mỗi vùng, miền có sản phẩm đặc trưng riêng tiếng: rượu đế Làng Vân - Hà Bắc, rượu Bầu Đá - Bình Định, rượu Gò Đen - Long An (các sản phẩm qua chưng cất); rượu cần Tây Bắc, Tây Nguyên, rượu nếp than miền Nam (các sản phẩm không qua chưng cất) … (Nguyễn Đức Lượng, 2002) Chế phẩm bánh men dùng sản xuất rượu đa dạng độc đáo, phân thành hai loại men men thuốc bắc Tùy địa phương dùng lá, thuốc bắc khác Mùi vị rượu thành phẩm phụ thuộc nhiều vào loại lá, vị thuốc số lượng dùng bánh men Men thuốc bắc dùng vị, vị hay 10 vị Men vùng Tây Nghệ An dùng nhiều loại lá: mít, mía, nhân trần, quế Trong men Tây Nguyên dùng một, hai ba thứ lá: ‘đoòng’, ‘me-khà-zút’ (tên loại người Tây Nguyên) , dùng thân (Lương Đức Phẩm, 2005) 2.2 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU GẠO TRUYỀN THỐNG 2.2.1 Gạo Gạo sản phẩm lương thực Hạt gạo màu trắng, nâu đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng Hạt gạo nhân thóc sau tách bỏ vỏ cám trấu Thóc có nhiều loại giống khác Thóc chia làm hai loại tẻ nếp, loại có nhiều giống khác nhau, giống có đặc tính kích thước khác Nguyên liệu để nấu rượu đơn giản gồm loại ngủ cốc có hàm lượng tinh bột cao thơng dụng gạo tẻ, gạo nếp, gạo lứt, gạo nương lúa mạch, ngô hạt, mầm thóc, sắn, hạt mít, hạt dẻ, hạt bo bo Người dân ta thường sử dụng gạo tẻ gạo nếp để nấu rượu Các loại gạo nếp nếp vàng, nếp chát, nếp ruồi, nếp mỡ, nếp mường loại gạo tẻ gạo cúc, gạo co, gạo trì, gạo ba trăng, gạo trăng biển, gạo nàng hương (Võ Tấn Tài, 2008) Bảng Thành phần gạo 100g Thành phần Nước Protein Lipid tổng số Tro Carbonhydrate Đường Xơ Khoáng Vitamin Khối lượng (g) 3,7 7,1 4,9 3,6 77,6 0,12 0,5 2,11 0,062 “ Nguồn: www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp ” 2.2.2 Bánh men Trong phương pháp sản xuất rượu truyền thống dân ta sử dụng dùng bánh men rượu truyền thống Bánh men môi trường để chứa trì giống vi sinh vật gồm: nấm mốc, nấm men vi khuẩn Có hai loại bánh men: bánh men dùng để làm rượu nếp (thường ăn ngày Diệt Sâu Bọ), bánh men đắng dùng để nấu rượu trắng Bánh men trắng có loại: loại có thuốc Bắc (gọi men Bắc); loại có Lá thuốc (gọi men Lá); loại khơng có thuốc Bắc thuốc (gọi men thường) Thành phần bánh men thường bột gạo men giống (vi sinh vật) Ở men thường, người ta bổ sung kháng sinh để ức chế phát triển số vi sinh vật Men Bắc, người ta không bổ sung kháng sinh mà dùng số loại thuốc Bắc (có khả sát trùng tạo hương vị) Tương tự men bắc, men lá, người ta dùng số loại thuốc thay cho thuốc bắc (có tác dụng tương tự) Tuy nhiên, địa phương, nhà nấu rượu lại có bí tạo bánh men riêng Người ta thay đổi thành phần thuốc bắc hay thuốc men Nên chất lượng rượu nấu không đồng Hệ vi sinh vật bánh men gồm: – Nấm men Saccharomyces Serevisiae – Giả nấm men Endomicopsis (vừa có khả đường hóa, có khả rượu hóa) – Các loại Nấm mốc có khả đường hóa – Các vi khuẩn (chủ yếu Lactic Acetic) (Võ Tấn Tài, 2008) 2.2.2.1 Nấm men Trong gam bánh men có vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men Chúng gồm hai chi khác Endomycopsis (chủ yếu Endo fibuligenes) Saccharomyces (chủ yếu S serevisiae) Endo fibuligenes loại nấm men giàu enzyme amylase, glucoamylase Do chúng vừa có khả đường hóa vừa có khả rượu hóa Saccharomyces serevisiae có khả lên men nhiều loại đường khác glucose, sacarose, maltose, fructose, rafinose, galactose Chúng có khả lên men nhiệt độ cao (36 − 40℃), chúng có khả chịu độ acid Đặc biệt chúng có khả chịu thuốc sát trùng Na2 SiF6 với nồng độ 0,02 − 0,0025% Đặc điểm thuận lợi cho lên men cần sử dụng thuốc sát trùng Đặc điểm quan trọng hết chúng có khả lên men nhiều loại nguyên liệu khác gạo, ngô, khoai, sắn, với lượng đường dung dịch từ 12 − 14% có 16 − 18% Nồng độ cồn dung dịch lên men từ 10 − 12% Nhiệt độ lên men thích hợp khoảng 28 − 32℃ (Võ Tấn Tài, 2008) Ngoài hai chi nấm men trên, bánh men thấy nhiều loại nấm men dại khác, chúng vừa có khả thủy phân tinh bột vừa có khả chuyển đường thành rượu, chuyển hóa thấp Điều đặc biệt loại nấm men dại chịu nhiệt cao, có lên đến 60 − 65℃ chịu chất sát trùng nồng độ 0,05 − 1% Vai trò nấm men chuyển hóa đường thành rượu, suốt q trình lên men ngồi rượu có CO2 sản phẩm phụ sinh fusel, aldehyde, este 2.2.2.2 Nấm mốc Trong loại bánh men có nhiều loại nấm mốc phát triển Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus phát triển nhiều Loài Mucor, đặc biệt Mucor rouxii có nhiều đặc tính q khả chịu nhiệt độ cao 32 − 35, chúng vừa có khả đường hóa vừa có khả rượu hóa Vai trò nấm mốc sinh hệ enzyme thủy phân, chủ yếu enzyme amylase glucoamylase thủy phân tinh bột thành đường lên men (Võ Tấn Tài, 2008) 2.2.2.3 Vi khuẩn Trong bánh men có nhiều loại vi khuẩn phát triển Trong chủ yếu loại vi khuẩn lactic acetic Các loại vi khuẩn thường làm chua môi trường Thời gian đầu q trình lên men, q trình xảy có lợi tạo pH mơi trường thích hợp cho nấm men nấm mốc phát triển Tuy nhiên để pH xuống thấp ảnh hưởng xấu đến trình lên men Mặc khác, dịch lên men có mặt oxy vi khuẩn acetic oxy hóa rượu thành acid acetic, trình làm tổn hao lượng cồn tạo thành (Võ Tấn Tài, 2008) 2.2.3 Nước Trong trình nấu rượu nước sử dụng cơng đoạn xử lí ngun liệu, nấu ngun liệu, pha lỗng dung dịch Do đó, để đảm bảo chất lượng rượu chất lượng nước củng phải đảm bảo Yêu cầu chất lượng nước độ cứng không q 7mg đương lượng/lít, phải suốt, khơng màu, khơng mùi Hàm lượng muối không vượt giới hạn sau: Bảng Giới hạn hàm lượng ion nước Ion Cl− SO2− As Pb NO− F Zn Cu Fe Hàm lượng (mg/l) 0,50 80,00 0,05 0,10 40,00 3,00 3,00 5,00 0,30 “ Nguồn: Bùi Thị Huỳnh Hoa, 2001 ” Nước phải khơng có kim loại nặng Hg 2+ , Ba2+ Khả oxy hóa lít nước khơng q ml KMnO4 (0,01N) Chất cặn không vượt 1000ml/l Hàm lượng chất hữu không vượt 4mg/l Vi sinh vật khơng có E coli < 20 tế bào/ lít (Võ Tấn Tài, 2008) 2.3 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG SẢN SUẤT RƯỢU GẠO 2.3.1 Những biến đổi lý hóa xảy nấu Nấu nguyên liệu nhằm mục đích phá vỡ màng tế bào tinh bột, tạo điều kiện biến chúng thành trạng thái hòa tan dung dịch Nhưng biến đổi trình nấu nguyên liệu chủ yếu bao gồm biến đổi trương nỡ hòa tan tinh bột, biến đổi hemicellulose, cellulose pectin, biến đổi đường (Võ Tấn Tài, 2008) 2.3.1.1 Sự trương nở hòa tan tinh bột Sự trương nở tinh bột tượng tinh bột hút nước trương lên tăng kích thước khối lượng hạt Khi nấu tinh bột với nước nhiệt độ 40°C hạt bắt đầu trương nở Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ hạt tiếp tục trương nở trương nở tạo thành thể đồng gọi trương nở vô hạn Khi nhiệt độ tăng đến giới hạn định, thể tích hạt tinh bột tăng từ 50 đến 100 lần Lực liên kết phân tử yếu dần đến mức tinh bột tan gọi hồ hóa tinh bột Ở trạng thái phần nhỏ tinh bột bị phá vỡ Điều chứng tỏ cấu tạo bền vững tinh bột kết hợp phân tử lớn chuỗi tinh bột mạch nhánh thành mạng Giữa mạng amylose amylopectin Các mạch thẳng hạt tinh bột liên kết với lực Vanderval liên kết hydro Ngoài liên kết tinh bột có liên kết chắn (do xoắn mạch mạch amylose làm cho chúng xiếc chặt lấy nhau) tượng làm cho q trình hồ hóa muốn phá vỡ chúng cần phải tiêu tốn nhiệt lượng cần thiết Để trình nấu tốt, nấu nguyên liệu hạt, người ta thường bổ sung lượng nước cần thiết để đảm bảo cho hòa tan tinh bột đạt nồng độ chất khô theo yêu cầu (Võ Tài, 2008) 2.3.1.2 Những biến đổi hemicellulose, cellulose pectin Trong trình nấu nguyên liệu, điều kiện môi trường acid yếu, cellulose không bị thủy phân Hemicellulose cấu tạo chủ yếu từ pentosan có bị thủy phân nhiều Sự thủy phân chuẩn bị dịch bột tác dụng xitase chứa nguyên liệu tiếp tục trình nấu tác dụng ion H + nhiệt độ cao Kết tạo lượng nhỏ dextrin hợp chất có phân tử thấp, kể đường carbon – arabinose xylose Bị thủy phân nhiều chất pectin este acid polygalacturonic tạo thành sản phẩm acid pectic alcol metylic Nước, nhiệt độ Este acid polygalacturonic → Acid pectic + Alcol Metylic Đây củng nguyên nhân chủ yếu tạo thành alcol metylic sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột (Võ Tài, 2008) 2.3.1.3 Những biến đổi đường Ở nhiệt độ cao, đường bị phân hủy nước tạo thành caramen, furfurol, oxymetyl furfurol melanoidin Mức độ tạo chất xếp theo thứ tự sau: Tạo melanoidin > furfurol > caramen Mức độ phân hủy đường phụ thuộc vào nhiệt độ pH Sự tạo thành furfurol oxymetyl furfurol đường nước Quá trình xảy qua nhiều giai đoạn cuối phân tử đường đơn ba phân tử nước Đối với đường pentose, sản phẩm tạo thành furfurol, đường carbon (hexose) oxymetyl furfurol Sự tạo thành melanoidin kết phản ứng oxy hóa khữ đường acid amin sản phẩm trung gian trình thủy phân protid (Võ Tài, 2008) 2.3.2 Biến đổi q trình đường hóa Các ngun liệu sắn, khoai, ngô, gạo nếp nấm men trực tiếp lên men được, mà cần phải qua giai đoạn đường hóa Trong q trình đường hóa, tượng hồ hóa tinh bột có ảnh hưởng lớn đến tốc độ thủy phân tinh bột Tinh bột qua hồ hóa thủy phân dễ dàng tinh bột chưa qua hồ hóa Biến đổi chủ yếu q trình đường hóa tinh bột chuyển thành đường tác dụng enzyme amylase nấm mốc Ngoài q trình đường hóa xảy biến đổi chất khác pectin bị phân hủy tác dụng enzyme pectinase tạo thành acid pectic alcol metylic, lượng nhỏ hemicellulose bị thủy phân tác dụng enzyme hemicellulase nấm mốc tạo dextrin đường pentose (Võ Tấn Tài, 2008) 2.3.3 Quá trình lên men rượu 2.3.3.1 Khái quát trình lên men Lên men rượu trình trao đổi chất nhờ tác dụng enzyme tương ứng gọi chất xúc tác sinh học (được sinh từ trao đổi chất để trì sống nấm men) Tùy theo sản phẩm tích tụ sau trình lên men người ta chia thành nhiều kiểu lên men khác nhau, nhiên có hai hình thức lên men chính: lên men yếm khí lên men hiếu khí - Lên men hiếu khí: thuỷ phân đường với có mặt O2 trình lên acid acetic, acid citric v.v - Lên men yếm khí: thuỷ phân đường khơng có diện O2 q trình lên men lactic, lên men rượu, - Lên men rượu q trình lên men yếm khí với có mặt nấm men, nấm men chuyển hoá đường lên men thành rượu ethanol CO2 Trong trình lên men rượu chia thành hai thời kì chính: - Thời kì phát triển sinh khối: giai đoạn có mặt O2 tế bào nấm men phát triển sinh khối - Thời kì lên men chuyển hố đường thành rượu CO2: giai đoạn nấm men hấp thụ chất dinh dưỡng sử dụng enzyme sẵn có để thực xúc tác sinh hóa q trình trao đổi chất để trì sống tạo thành rượu CO2 (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2001) 2.3.3.2 Cơ chế trình lên men Để lên men người ta cho vào môi trường lượng tế bào nấm men định thường phải đạt 100 triệu tế bào 1ml dịch lên men Do diện tích bề mặt tế bào nấm men lớn nên khả hấp thụ chất dinh dưỡng mạnh Đường chất dinh dưỡng khác hấp thụ bề mặt nấm men sau khuếch tán qua màng vào bên tế bào nấm men, rượu CO tạo thành Rượu ethanol tạo thành khuếch tán mơi trường bên ngồi qua màng tế bào nấm men hòa tan vơ hạn nước CO2 hòa tan vào mơi trường hòa tan khơng lớn Vì CO2 sinh q trình lên men khuếch tán vào mơi trường nhanh chóng đạt trạng thái bão hòa Khi bão hòa CO2 bám vào xung quanh tế bào nấm men hình thành bọt khí Tế bào nấm men thường dính liền với nhau, bọt khí sinh ngày nhiều lớn dần lên hình thành túi lớn, đến lúc có chênh lệch khối lượng riêng môi trường tế bào nấm men lên bề mặt Khi đến bề mặt, có thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ làm cho khí CO2 bị phóng thích bên ngồi Lúc khối lượng riêng nấm men đủ lớn trở lại nên chúng bị chìm xuống Quá trình diễn liên tục nên tế bào nấm men vốn từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái chuyển động, làm gia tăng khả tiếp xúc tế bào nấm men 10 Hình 19 Đọc giá trị kết cảm biến thơng qua kết nối với máy tính 50 PHỤ LỤC B MÃ CODE ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THIẾT BỊ CẢM BIẾN #include ; LiquidCrystal_I2C lcd(0x3f,16,2); //Khai báo thư việc LCD_I2C const float R0 = 120; float RS; float r; float alcohol; float x; float q; void warm(){ lcd.init(); lcd.backlight(); // Khai báo LCD loại 16x02 Serial.begin(9600); // Khai báo lệnh Serial lcd.setCursor(0,0); lcd.print("KHOI DONG SENSOR"); for(int i = 1; i = 2.25) alcohol = -0.00102302*r + 0.102302; else if(r < 2.25 && r >= 1.7) alcohol = -0.181818*r + 0.509091; else if(r < 1.7 && r >= 1.3) alcohol = -0.25*r + 0.625; else if(r < 1.3 && r >= 1) alcohol = -0.333333*r + 0.733333; else if(r < && r >= 0.9) alcohol = -1*r + 1.4; else if(r < 0.9 && r >= 0.8) alcohol = -1*r + 1.4; else if(r < 0.8 && r >= 0.7) alcohol = -1*r + 1.4; else if(r < 0.7 && r >= 0.65) alcohol = -2*r + 2.1; else if(r < 0.65 && r >= 0.6) alcohol = -2*r + 2.1; else if(r < 0.6 && r >= 0.55 ) alcohol = -2*r + 2.1; else if(r < 0.55 && r >= 0.35) alcohol = -5*r + 3.75; else if(r < 0.35 && r >= 0.25) alcohol = -10*r + 5.5; 52 else if(r < 0.25 && r >= 0.2) alcohol = -20*r + 8; else alcohol = -66.6667*r + 17.3333; if(alcohol < 0) alcohol = 0.00; x = alcohol*100 - 0.45; if (x < 6.5) q = 0; else if (x > 6.5 && x 7.5 && x 8.5 && x 8.75 && x && x 9.12 && x 9.14 && x 9.20 && x 9.23 && x 9.25 && x 9.28 && x 9.3 && x 9.4 && x 9.45) q = 999; lcd.setCursor(9,0); lcd.print(r); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(q); Serial.print("RS/R0 duoc la: "); Serial.print(r); Serial.println(""); lcd.setCursor(10,1); 53 lcd.print(q); Serial.print("Nong duoc la: "); Serial.print(q); Serial.print("%"); Serial.println(""); delay(3000); } Code xây dựng hoạt động phần mềm chuyên dụng Arduino IDE 54 PHỤ LỤC C PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CỒN THÔNG QUA CHƯNG CẤT HỖN HỢP DỊCH LÊN MEN Lấy 100ml dịch lọc giấm chín có nhiệt độ khoảng 200C cho vào bình định mức 100ml, rót dịch giấm vào bình cất có dung tích khoảng 500ml tráng bình định mức 100ml nước cất đổ vào bình Nối bình với hệ thống chưng cất tiến hành chưng cất nước ngưng bình đạt khoảng 97 – 98 ml Cất xong đặt bình định mức 100ml vào bình điều nhiệt giữ nhiệt độ 20℃ (cùng với nhiệt độ lấy dịch dấm chín) Sau 10 – 15 phút, cho hỗn hợp dịch vào ống đong tích 100ml, thêm nước tới ngấn bình tiến hành đo độ cồn cồn kế đặt vào ống định mức TÍNH HIỆU SUẤT TỔNG Q TRÌNH LÊN MEN Dựa theo cơng thức tính hiệu suất trình lên men Đỗ Tiến Thành (2011) Phương trình chuyển tinh bột thành glucose: (C6H10O5)n + n H20 → n C6H12O6 Khối lượng phân tử 162 18 180 Phương trình lên men đường thành rượu: C6H12 O6 → C2H5OH + CO2 180 92 88 Khối lượng phân tử Lượng cồn theo lý thuyết = 𝑎 𝑥 𝑏 100 = 0,568 𝑥 Độ cồn theo lý thuyết = 0,568 𝑥 𝑎𝑥𝑏 𝑉 0,789 180 𝑥 162 𝑎𝑥𝑏 𝑉 𝑥 92 180 𝑥 100 𝑉 (g/100ml) = 0,7199 𝑥 𝑎𝑥𝑏 𝑉 (% v/v) Hiệu suất thu hồi = độ cồn thực tế / độ cồn lý thuyết x 100% = 𝑐 0,7199 𝑥 𝑎𝑥𝑏 x 𝑉 100 a: Khối lượng bột gạo (g) b: Hàm lượng tinh bột gạo (%), cố định b = 83% (thành phần tinh bột gạo IR50404 theo bảng 7) 55 c: Độ cồn thực tế (% v/v), dựa theo kết cảm biến cồn 0,789: Khối lượng riêng cồn 20℃ (g/ml) V: Thể tích dịch lên men (ml), tính theo tổng lượng nước bổ sung cho mẫu 56 PHỤ LỤC D KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KẾ KẾT QUẢ THỐNG KẾ THÍ NGHIỆM Analysis of Variance for Brix - Type III S ums of S quares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:Ty le nam men 320.241 160.12 339.08 0.0000 B:Loai nam men 2.74074 1.37037 2.90 0.0808 AB 3.2037 0.800926 1.70 0.1947 RESIDUAL 8.5 18 0.472222 TOTAL (CORRECTED) 334.685 26 Stnd Lower Upper Error Limit Limit M AIN EFFECTS INTERACTIONS Table of Least S quares Means for Brix with 95.0 Percent Confidence Intervals Level Count Mean 27 21.7593 16.8889 0.229061 16.4076 17.3701 24.2222 0.229061 23.741 24.7035 24.1667 0.229061 23.6854 24.6479 HA 21.3889 0.229061 20.9076 21.8701 NH 22.1667 0.229061 21.6854 22.6479 NT 21.7222 0.229061 21.241 22.2035 1,HA 16.3333 0.396746 15.4998 17.1669 1,NH 16.8333 0.396746 15.9998 17.6669 1,NT 17.5 0.396746 16.6665 18.3335 2,HA 23.8333 0.396746 22.9998 24.6669 2,NH 25.0 0.396746 24.1665 25.8335 2,NT 23.8333 0.396746 22.9998 24.6669 3,HA 24.0 0.396746 23.1665 24.8335 3,NH 24.6667 0.396746 23.8331 25.5002 3,NT 23.8333 0.396746 22.9998 24.6669 GRAND M EAN Ty le nam men Loai nam men Ty le nam men by Loai nam men 57 Multiple Range Tests for Brix by Ty le nam men M ethod: 95.0 percent LSD Ty le nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 16.8889 0.229061 X 24.1667 0.229061 X 24.2222 0.229061 X Multiple Range Tests for Brix by Loai nam men M ethod: 95.0 percent LSD Loai nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups HA 21.3889 0.229061 X NT 21.7222 0.229061 XX NH 22.1667 0.229061 X Analysis of Variance for Do - Type III S ums of S quares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:Ty le nam men 39.9411 19.9705 251.87 0.0000 B:Loai nam men 0.443822 0.221911 2.80 0.0874 AB 0.0915556 0.0228889 0.29 0.8815 RESIDUAL 1.4272 18 0.0792889 TOTAL (CORRECTED) 41.9037 26 M AIN EFFECTS INTERACTIONS Table of Least S quares Means for Do with 95.0 Percent Confidence Intervals Stnd Lower Upper Error Limit Limit Level Count Mean GRAND M EAN 27 7.11222 5.39222 0.0938609 5.19503 5.58942 7.96 0.0938609 7.76281 8.15719 7.98444 0.0938609 7.78725 8.18164 HA 7.18333 0.0938609 6.98614 7.38053 NH 7.22111 0.0938609 7.02392 7.41831 Ty le nam men Loai nam men 58 NT 6.93222 0.0938609 6.73503 7.12942 1,HA 5.42333 0.162572 5.08178 5.76488 1,NH 5.59667 0.162572 5.25512 5.93822 1,NT 5.15667 0.162572 4.81512 5.49822 2,HA 8.09333 0.162572 7.75178 8.43488 2,NH 8.03333 0.162572 7.69178 8.37488 2,NT 7.75333 0.162572 7.41178 8.09488 3,HA 8.03333 0.162572 7.69178 8.37488 3,NH 8.03333 0.162572 7.69178 8.37488 3,NT 7.88667 0.162572 7.54512 8.22822 Ty le nam men by Loai nam men Multiple Range Tests for Do by Ty le nam men M ethod: 95.0 percent LSD Ty le nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 5.39222 0.0938609 X 7.96 0.0938609 X 7.98444 0.0938609 X Multiple Range Tests for Do by Loai nam men M ethod: 95.0 percent LSD Loai nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups NT 6.93222 0.0938609 X HA 7.18333 0.0938609 XX NH 7.22111 0.0938609 X 59 KẾT QUẢ THỐNG KÊ THÍ NGHIỆM Analysis of Variance for pH - Type III S ums of S quares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:So lan bo sung nuoc 1.00881 0.504404 952.37 0.0000 B:Loai nam men 0.00154074 0.00077037 1.45 0.2597 AB 0.00112593 0.000281481 0.53 0.7142 RESIDUAL 0.00953333 18 0.00052963 TOTAL (CORRECTED) 1.02101 26 M AIN EFFECTS INTERACTIONS Table of Least S quares Means for pH with 95.0 Percent Confidence Intervals Stnd Lower Upper Error Limit Limit Level Count Mean GRAND M EAN 27 4.18185 4.33111 0.00767123 4.31499 4.34723 4.30556 0.00767123 4.28944 4.32167 3.90889 0.00767123 3.89277 3.92501 HA 4.17889 0.00767123 4.16277 4.19501 NH 4.19222 0.00767123 4.17611 4.20834 NT 4.17444 0.00767123 4.15833 4.19056 3,HA 4.32667 0.013287 4.29875 4.35458 3,NH 4.34667 0.013287 4.31875 4.37458 3,NT 4.32 0.013287 4.29209 4.34791 4,HA 4.29667 0.013287 4.26875 4.32458 4,NH 4.31 0.013287 4.28209 4.33791 4,NT 4.31 0.013287 4.28209 4.33791 5,HA 3.91333 0.013287 3.88542 3.94125 5,NH 3.92 0.013287 3.89209 3.94791 5,NT 3.89333 0.013287 3.86542 3.92125 So lan bo sung nuoc b.Loai nam men So lan bo sung nuoc by Loai nam men 60 Multiple Range Tests for pH by S o lan bo sung nuoc M ethod: 95.0 percent LSD So lan bo sung nuoc Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 3.90889 0.00767123 X 4.30556 0.00767123 4.33111 0.00767123 X X Multiple Range Tests for pH by Loai nam men M ethod: 95.0 percent LSD Loai nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups NT 4.17444 0.00767123 X HA 4.17889 0.00767123 X NH 4.19222 0.00767123 X Analysis of Variance for Do - Type III S ums of S quares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:Loai nam men 0.0390741 0.019537 0.40 0.6753 B:So lan bo sung nuoc 0.010163 0.00508148 0.10 0.9014 AB 0.066637 0.0166593 0.34 0.8459 RESIDUAL 0.8762 18 0.0486778 TOTAL (CORRECTED) 0.992074 26 M AIN EFFECTS INTERACTIONS Table of Least S quares Means for Do with 95.0 Percent Confidence Intervals Stnd Lower Upper Error Limit Limit Level Count Mean GRAND M EAN 27 10.0548 HA 10.0789 0.0735435 9.92438 10.2334 NH 10.0844 0.0735435 9.92994 10.239 NT 10.0011 0.0735435 9.8466 10.1556 10.04 0.0735435 9.88549 10.1945 10.0422 0.0735435 9.88771 10.1967 Loai nam men So lan bo sung nuoc 61 10.0822 0.0735435 9.92771 10.2367 HA,3 9.98333 0.127381 9.71572 10.251 HA,4 10.1367 0.127381 9.86905 10.4043 HA,5 10.1167 0.127381 9.84905 10.3843 NH,3 10.1267 0.127381 9.85905 10.3943 NH,4 9.99667 0.127381 9.72905 10.2643 NH,5 10.13 0.127381 9.86238 10.3976 NT,3 10.01 0.127381 9.74238 10.2776 NT,4 9.99333 0.127381 9.72572 10.261 NT,5 10.0 0.127381 9.73238 10.2676 Loai nam men by So lan bo sung nuoc Multiple Range Tests for Do by Loai nam men M ethod: 95.0 percent LSD Loai nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups NT 10.0011 0.0735435 X HA 10.0789 0.0735435 X NH 10.0844 0.0735435 X Multiple Range Tests for Do by S o lan bo sung nuoc M ethod: 95.0 percent LSD So lan bo sung nuoc Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 10.04 0.0735435 X 10.0422 0.0735435 X 10.0822 0.0735435 X Analysis of Variance for Hieu suat len men - Type III S ums of S quares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value A:Loai nam men 3.09434 1.54717 0.45 0.6469 B:So lan bo sung nuoc 5211.32 2605.66 751.52 0.0000 AB 4.37444 1.09361 0.32 0.8639 RESIDUAL 62.4097 18 3.46721 TOTAL (CORRECTED) 5281.2 26 M AIN EFFECTS INTERACTIONS 62 Table of Least S quares Means for Hieu suat len men with 95.0 Percent Confidence Intervals Stnd Lower Upper Error Limit Limit Level Count Mean GRAND M EAN 27 84.1619 HA 84.4141 0.620681 83.1101 85.7182 NH 84.3881 0.620681 83.0841 85.6921 NT 83.6833 0.620681 82.3793 84.9874 67.2115 0.620681 65.9075 68.5155 84.0329 0.620681 82.7289 85.3369 101.241 0.620681 99.9372 102.545 HA,3 66.8321 1.07505 64.5735 69.0907 HA,4 84.8232 1.07505 82.5646 87.0819 HA,5 101.587 1.07505 99.3285 103.846 NH,3 67.7917 1.07505 65.5331 70.0503 NH,4 83.6517 1.07505 81.3931 85.9103 NH,5 101.721 1.07505 99.4624 103.98 NT,3 67.0106 1.07505 64.752 69.2693 NT,4 83.6238 1.07505 81.3652 85.8824 NT,5 100.416 1.07505 98.1569 102.674 Loai nam men So lan bo sung nuoc Loai nam men by So lan bo sung nuoc Multiple Range Tests for Hieu suat len men by S o lan bo sung nuoc M ethod: 95.0 percent LSD So lan bo sung nuoc Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 67.2115 0.620681 X 84.0329 0.620681 101.241 0.620681 63 X X Multiple Range Tests for Hieu suat len men by Loai nam men M ethod: 95.0 percent LSD Loai nam men Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups NT 83.6833 0.620681 X NH 84.3881 0.620681 X HA 84.4141 0.620681 X 64 ... có diện O2 trình lên men lactic, lên men rượu, - Lên men rượu trình lên men yếm khí với có mặt nấm men, nấm men chuyển hoá đường lên men thành rượu ethanol CO2 Trong trình lên men rượu chia thành... nấm men thực trình lên men rượu đáng kể (còn phụ thuộc vào thơng khơng khí) Thường dịch nấm men có khoảng - 6% rượu Nồng độ cồn sinh có ảnh hưởng đến tốc độ khả phát hiển nấm men Nồng độ cồn ảnh. .. trường 19 cảm biến cảm biến xuất tín hiệu analog với độ nhạy cao thời gian đáp ứng nhanh Hình Cảm biến nồng độ cồn MQ - Hình Sơ đồ cấu tạo cảm biến nồng độ cồn MQ – Trong mạch điện cảm biến MQ3, có