Tìm hiểu các phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu trong sản xuất rượu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài: TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU SẢN XUẤT RƯỢU GVHD: Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 5, năm 2013 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ RƯỢU .6 I.Khái niệm chung .6 1.Khái niệm 2.Tính chất hóa học vật lí 3.Công dụng 4.Sản xuất .8 II.Những dòng sản phẩm rượu giới .9 1.Dòng rượu mạnh chưng cất 2.Dòng lên men túy 12 3.Dòng rượu pha chế 13 CHƯƠNG II:QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU 13 I Phương pháp chưng cất 13 II Phương pháp ủ rượu 15 III Phương pháp pha trộn 16 Chương III: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU SẢN XUẤT RƯỢU THEO TCVN AOAC 16 I.Phương pháp xác định tiêu sản xuất rượu theo TCVN 16 1.Phương pháp xác định độ cồn – rượu chưng cất (TCVN 8008 – 2009) 18 2.Rượu chưng cất - xác định hàm lượng Aldehyt ( TCVN 8009-2009) 20 3.Rượu chưng cất - xác định hàm lượng methanol (TCVN 8010-2009) 25 4.Rượu chưng cất - phương pháp xác định hàm lượng rượu bậc cao etyl axetat sắc ký khí ( TCVN 8011-2009) 30 5.Rượu – Xác định độ axit ( TCVN 2012-2090) .32 6.Rượu chưng cất - xác định hàm lượng furfural (TCVN 7886-2009) 34 7.Xác định hàm lượng thiếc phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử theo TCVN 7788:2008 .36 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page 8.Xác định nguyên tố vết - xác định chì, cadimi, crom, molypden đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng lò graphit (gfaas) sau phân huỷ áp lực 41 Chương III :PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU SẢN XUẤT RƯỢU THEO AOAC 50 Furfural rượu chưng cất phương pháp chưng cất – đo quang phổ (AOAC 960.16) 50 Rượu bậc cao etyl axetat rượu chưng cất ( AOAC 968.09) .51 Aldehyd rượu chưng cất Phương pháp chuẩn độ ( AOAC 972.08) 53 Rượu bậc cao etyl axetat rượu chưng cất Phương pháp sắc kí khí ( AOAC 972.10) 54 Lưu huỳnh acid rượu vang (AOAC 940.20) 56 Acid chưng cất rượu (AOAC 945.08) 56 Chiết xuất từ chưng cất rượu (AOAC 920.47) 56 Sulfite ( Tổng số ) thực phẩm nước giải khát (AOAC 990.29) 57 Aldehyde rượu chưng cất ( AOAC 972.09) 62 Chương IV.SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHỈ TIÊU RƯỢU THEO TCVN VÀ AOAC .63 PHỤ LỤC.……………………… ….………………………………………………………………….66 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page LỜI MỞ ĐẦU Chẳng biết từ rượu trở thành phần thiếu văn hóa người Việt Người xưa có câu “Khách đến nhà khơng trà rượu” Rượu xem phần tất yếu để tiếp đãi bạn bè đấng mày râu, quà tao nhã để tặng người thân, bạn bè Khi nhắc đến rượu tao nhân mặc khách thưởng rượu tức thưởng thức hương vị rượu người bình dân quen gọi “nhậu” Phong cách uống rượu vùng miền khác thể phong tục, thói quen, sắc văn hóa địa phương đó, góp phần tạo nên giá trị văn hóa cho rượu Ngày nay, khái niệm rượu Việt Nam mở rộng nhiều Sự hội nhập bắt gặp nhiều mặt đời sống xã hội, có rượu Bên cạnh mặt hàng rượu truyền thống rải rác khắp từ Bắc vào Nam bắt gặp nhiều cửa hàng rượu ngoại phố Sự du nhập làm cho văn hóa uống rượu người Việt có nhiều đổi khác Bây vô nhà hàng lớn, quan bar bắt gặp nhiều nhãn hiệu rượu ngoại từ nhiều quốc gia giới Một trào lưu cho cách thưởng thức rượu người Việt Xuất phát từ tình hình để tiến kịp với hội nhập quốc tế góp phần bảo tồn giá trị văn hóa truyền thống dân tộc, làng nghề nấu rượu ta dần thương mại hóa sản phẩm Sự phân bố sản phẩm khơng giới hạn địa phương hay vùng lân cận Và với phát triển cuả khoa học kĩ thuật,ngành cơng nghệ sinh học nói chung cơng nghệ lên men nói riêng khơng ngừng phát triển ngày chiếm vai trò quan trọng lĩnh vực đời sống,kinh tế,xã hội.Theo đó,kỹ thuật sản xuất rượu có bước phát triển :chất lượng ngày tốt ,số lượng ngày nhiều,mẫu mã ngày đẹp,giá vừa phải phù hợp với nhu cầu số đơng người tiêu dùng Vì vậy,em chọn đề tài “Tìm hiểu phương pháp kiểm tra tiêu sản xuất rượu” để tìm hiểu sâu vấn đề ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page Chương I:TỔNG QUAN VỀ RƯỢU I.KHÁI NIỆM CHUNG 1.Khái niệm Rượu hóa học hợp chất hữu chứa nhóm -Cồn, có 10% thủy ngân gắn vào nguyên tử cácbon mà đến lượt lại gắn với ngun tử hiđrơ hay bon khác Trong đời sống thông thường, từ rượu hiểu đồ uống có chứa cồn, (cồn (êtanol) hay rượu êtylíc) (C2H5OH) Theo cấu trúc Có loại rượu mạch thẳng rượu mạch nhánh,vòng •Theo liên kết cácbon Có loại rượu no rượu khơng no Ví dụ: CH3-CH2-OH rượu no CH2=CH-OH rượu khơng no •Theo chức rượu Có rượu đơn chức rượu đa chức Ví dụ: CH3-CH2-OH (êtanol) rượu lần rượu OH-CH2-CH2-OH (êtilen glycol) rượu hai lần rượu 2.Tính chất vật lý hóa học - Nhóm hiđrơxyl làm cho phân tử rượu phân cực Nhóm tạo ĐỒ ÁN MƠN HỌC Page liên kết hiđrô với với chất khác Hai xu hướng hòa tan đối chọi rượu là: xu hướng nhóm -OH phân cực tăng tính hòa tan nước xu hướng chuỗi cácbon ngăn cản điều Vì vậy, mêtanol, êtanol prơpanol dễ hòa tan nước nhóm hiđrơxyl chiếm ưu Butanol hòa tan vừa phải nước cân hai xu hướng Pentanol butanol mạch nhánh khơng hòa tan nước thắng chuỗi cácbon Vì lực liên kết hóa học cao liên kết rượu nên chúng có nhiệt độ bốc cháy cao Vì liên kết hiđrơ, rượu có nhiệt độ sơi cao so với hiđrôcácbon ête tương ứng Mọi rượu đơn giản hòa tan dung mơi hữu - Rượu coi dung mơi Chúng prơton H+ nhóm hiđrơxyl chúng có tính axít yếu: yếu nước (ngoại trừ mêtanol), mạnh amôniắc (NH4 OH hay NH3) hay axêtylen (C2 H2) - Một phản ứng hóa học quan trọng rượu phản ứng nuclêơphin (nucleophilic substitution), nhóm nuclêơphin liên kết với nguyên tử cácbon thay nhóm khác Ví dụ: CH3-Br + OH- -> CH3-OH + Br- (trong môi trường kiềm) Đây phương pháp tổng hợp rượu Hay: CH3-OH + Br- -> CH3-Br + OH- (trong mơi trường axít) - Rượu thân chất nuclêơphin, chúng phản ứng với số điều kiện định nhiệt độ, áp suất, môi trường v.v để tạo thành ête nước Chúng phản ứng với axít hydroxy (hay axít halơgen) để sản xuất hợp chất este, este axít hữu quan trọng Với nhiệt độ cao mơi trường axít (ví dụ H2 SO4), rượu nước để tạo thành alken Ngược lại, việc thêm nước vào alken với xúc tác axít tạo thành rượu sử dụng để tổng hợp rượu tạo thành hỗn hợp Một số công nghệ kỹ thuật khác để chuyển alken thành rượu có độ tin cậy cao 3.Cơng dụng - Rượu có cơng dụng việc sản xuất đồ uống (êtanol) Lưu ý phần lớn loại rượu sử dụng đồ uống độc tính (toxicity) hay làm nguồn nhiên liệu (mêtanol) dung mơi hữu nguyên liệu cho ĐỒ ÁN MƠN HỌC Page sản phẩm khác cơng nghiệp (nước hoa, xà phòng v.v) - Metanol chủ yếu dùng để sản xuất Andehit Fomic nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo - Etanol dùng để điều chế số hợp chất hữu axit axetic, dietyl ete,etyl axetat Do có khả hòa tan tốt số hợp chất hữu nên Etanol dùng để pha vecni, dược phẩm, nước hoa Trong đời sống hàng ngày Etanol dùng để pha chế loại đồ uống với độ rượu khác 4.Sản xuất - Rượu sản xuất phương pháp hóa học từ chất hữu sẵn có tự nhiên dầu mỏ, đốt than Trong công nghiệp sản xuất đồ uống người ta sử dụng phương pháp khác: lên men hoa ngũ cốc để tạo đồ uống có chứa cồn (êtanol) Ngồi ra, phòng thí nghiệm, cần lượng nhỏ, ta có nhiều cách để tạo như: Các phương pháp chung cho rượu no đơn chức Hidrat hóa anken (cộng nước vào anken): Đun nóng anken với nước chất xúc tác axit H2 SO4, HCl, HBr, HCLO4 Phản ứng theo chế electrophin theo quy tắc Macconhicop CH2=CH2 + H2O→ CH3-CH2 OH (Xúc tác H+) Thủy phân dẫn xuất halogen: Đun nóng halogen dung dịch kiềm C2 H5 Br + NaOH → C2 H 5OH + NaBr Đi từ andehit xeton: Cộng hydro có xúc tác kim loại Ni,Pt tạo thành ancol bậc I CH2 CHO + H2 → CH3-CH2 OH (Có xúc tác) Một số phương pháp riêng Lên men tạo etanol từ tinh bột xenlulozo (C6 H 10O5)n + nH 2O → nC6 H12 O6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page C6 H12 O6 → C2 H 5OH + CO2 Tạo metanol: CO + 2H2 → CH3 OH (300-400°C 250-300 at) dùng: CH4 + O2 → CH3 OH (200°C, 100 at) Thủy phân dầu mỡ động vật tạo glixerin II.CÁC DÒNG RƯỢU ĐẶC TRƯNG TRÊN THẾ GIỚI - Rượu có nhiều loại mùi vị, tính chất khác Tuy nhiên tất thứ rượu có thành phần chung, cồn (alcohol) Theo công nghệ sản xuất, rượu phân loại sau: + Rượu lên men túy : Rượu lên men từ nguyên liệu có chứa đường tinh bột có nồng độ thấp VD : Rượu vang, rượu táo cider, saké, cơm rượu, + Rượu cất : dùng nguyên liệu chứa đường tinh bột, sau lên men đem cất lại Rượu cất thứ rượu nặng : Brandy, Whisky, Rhum, Vodka thuộc loại + Rượu pha chế : Còn gọi “Rượu tái chế” Đó thứ rượu lên men rượu cất có pha thêm đường, hương liệu, dược liệu mà thành.Trong nhóm có thứ rượu bổ, rượu sâm, Liqueur, cocktail Dòng rượu mạnh chưng cất 1.1.Brandy -Chỉ chung loại rượu mạnh chưng cất từ rượu Vang (Nho) hay từ trái lên men Thường Brandy phải qua hai lần chưng cất để đạt tỷ lệ cồn 70 – 80 phần trăm ủ cho rượu dịu bớt thùng gỗ sồi nhờ q trình oxy hóa, sau pha thêm nước cất để đạt độ cồn khoảng 40% Cũng có Brandy ĐỒ ÁN MƠN HỌC Page pha thêm caramen (đường ngào) để có màu đẹp Brandy có hai dòng Cognac Armagnac + Cognac : sản xuất quận Charente, tỉnh Bordeaux ( chưng cất lần nồi), Cognac chưng cất từ nho, chất lượng khơng phụ thuộc vào tiến trình chưng cất mà tổng hợp thổ nhưỡng, khí hậu điều kiện khác trái nho Nho sau hái, ép lấp lấy nước cốt để len men đưa vào nồi cất Rượu cất khơng có màu, chứa khoảng 70% cồn mùi vị trái cây, chí mùi đồng (của nồi cất) Rượu đổ vào thùng gỗ sồi dần đổi thành màu hổ phách có hương vị nho dịu dàng Bước pha chế loại Cognac cho rượu có vị ngon trước vô chai, dán nhãn +Armagnac : làm vùng Gascony, phía nam Bordeaux, chúng ủ thùng gỗ sồi địa phương, sau pha trộn cho chất rượu quyện vào vào chai mùi nặng (do khí hậu, đất, thùng ủ, ) VD : Rượu Chabot -Ngồi có Fruit Brandy ( có nguyên liệu từ nước trái cây) : loại rượu chưng cất từ lên men loại trái tên rượu thường đặt theo tên trái VD : Apple Brandy -Các nhãn hiệu tiếng dòng rượu Brandy : Hennessy, Remy Martin, Martel, Otard, Courvoisier, Camus, Hines, 1.2.Whisky - Thức uống có độ cồn cao, chưng cất từ ngũ cốc, có nguồn gốc từ dòng tu sĩ Ireland, sản xuất để phục vụ cho buổi lễ bán ngồi, sau truyền bá sang Scotch số nước khác - Whisky sản phẩm chưng cất từ hạt lúa đại mạch, lúa mạch đen bắp loại ngũ cốc có hạt nhỏ khác Trước năm 1820, tất loại whisky làm từ mạch nha lúa đại mạch (nên có tên Whisky đại mạch) Việc chưng cất loại whisky từ lúa đại mạch pha trộn với bắp xuất vào năm 1830, sau sáng chế cung cấp Từ người ta phát ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page 10 Whisky pha trộn có mùi êm dịu 1.3.Rhum - Rhum có lịch sử rực rỡ, bắt nguồn từ Châu Á, theo chân người hành trình Phương Tây Cây mía Columbus mang đến Châu Mỹ, Cuba, Rhum xuất vùng Rhum ngày diện nơi có trồng mía, rượu chưng cất từ nước cốt mía hay sản phẩm mía (xirơ mía, mật mía) Nó chưng cất đến khoảng 95 độ cồn thường đóng chai độ thấp nhiều Rhum giữ lại phần lớn mùi vị tự nhiên sản phẩm gốc (mía) - Có loại : o Rhum trắng, nhẹ mùi, chưng cất cột o Rhum vàng, mùi trung bình, chưng cất nồi, ủ tring thùng gỗ sồi năm o Rhum nâu, đậm mùi, chưng cất nồi o Rhum chủ yếu dùng pha chế Cocktail uống séc hay pha với nước cốt trái 1.4.Vodka - Vodka loại mạnh không màu làm từ chất liệu Lúa chưng cất Vodka đạt đến 95 độ cồn, sau giảm dần 40 – 50 độ Vodka khơng thiết phải qua khâu ủ, cần xử lý nhằm loại bỏ hương vị màu sắc để trở thành suốt, khơng mùi( chủ yếu sử dụng than hoạt tính để khử chất độc) Đây loại rượu dễ bay pha chế với nhiều loại trái hỗn hợp đồ uống khác - Có hai loại Vodka: o Clear Vodka : sản xuất theo kiểu thông thường không màu o Flavour Vodka :( Lemon vodka, orange vodka) : sử dụng hương vị, nguyên liệu làm thơm rượu vodka ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page 11 8.AOAC Official Method 990.29 Sulfite (Total) in Foods and Beverages Flow Injection Analysis Method First Action 1990 Final Action 1997 (Applicable to determination of g/g total SO2 in shrimp, potatoes, pineapple, and white wine.) Results of the interlaboratory study supporting the acceptance of the method: sr = 23.5; sR = 35.1; RSDr = 7.5%; RSDR = 14.0% A Principle Sulfite is determined by flow injection analysis (FIA) using reaction with malachite green In FIA system, test solution is first reacted with NaOH to liberate aldehyde-bound sulfite Then, test stream is acidified to produce SO gas, which diffuses across Teflon membrane in gas diffusion cell into flowing stream of malachite green, which is discolored Degree of discoloration of malachite green is proportional to amount of sulfite in test solution B Apparatus (a) Flow injection analyzer.—Construct according to Figure 990.29, using peristaltic pump (low pulsation, 8–10 rollers), 6-port test solution injection valve (Rheodyne No 7010, or equivalent), low-volume gas diffusion cell (Control ĐỒ ÁN MÔN HỌC Page 62 Equipment Corp., No 8200-020) fitted with Teflon membrane of 0.45 m pore size (e.g., Gore-Tex, W.L Gore and Associates, Inc.), UV/Vis LC detector set at ca 615 nm, and chart recorder providing 250 mm span Remove any small bore tubing on detector flow cell to reduce back pressure to minimum Assemble manifold using all Teflon tubing (0.5 mm id) and low volume tees, except peristaltic pump tubing, which is standard PVC pump tubing Select tubing sizes that provide flows specified in Figure 990.29 Knot reaction coil tubing in series of small knots to promote reagent mixing (b) Blender.—Waring-type (c) Centrifuge.—Capable of ca 2000 g C Reagents (a) Malachite green solutions.—(1) Stock solution.—Suspend 200 mg malachite green (either oxalate or hydrochloride salt, No M-6880 or M-9636, respectively, Sigma Chemical Co.) and 8.5 g KH2PO4 in L H3O Mix well and let stand overnight to ensure complete dissolution of reagent Filter prepared solution through 0.45 m cellulose acetate membrane and store at