Ngành công nghiệp rượu của Việt Nam ra đời và hoạt động độc lập từ rất lâu, với vị trí là một nghề thủ công truyền thống. Nhiều làng nghề truyền thống đã nổi tiếng khắp cả nước. Các loại rượu truyền thống như rượu nếp, rượu cẩm, rượu cần được nấu bằng phương pháp thủ công cũng phổ biến không kém các loại rượu sản xuất công nghiệp. Có thể nói rượu được tiêu thụ rộng rãi khắp cả nước với số lượng chủng loại ngày càng phong phú và gia tăng không ngừng. Tuy nhiên bên cạnh sự phát triển đó thì cũng kéo theo nhiều vấn để như các sản phẩm rượu không đạt yêu cầu, hàm lượng độc tố trong rượu quá cao như andehyde, ester, etylaxetat, metanol, izobutanol, furfurol và một số kim loại nặng như chì, đồng, kẽm…gây ngộ độc rượu cho người sử dụng.
Nắm bắt được sự nguy hiểm của các vấn đề này, cũng như nhu cầu cấp thiết của thị trường là mong muốn có đươc các sản phẩm rượu an toàn, các đề tài nghiên cứu về độc tố trong rượu ngày càng được chú trọng, ví dụ như: Luận
văn Thạc sĩ kĩ thuật của Trương Quốc Khanh tại Đại học Đà Nẵng về đề tài
“Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất thu hồi rượu gạo sản xuất ở quy mô hộ gia đình”, trong đề tài này đã đề cập đến ảnh hưởng của các yếu tố hệ nấm men, nấm mốc, sự thay đổi của thời gian lên men rượu đến chất lượng an toàn(độ rượu, methanol, aldehyde) của rượu.
Có nhiều nhà máy đã sản xuất và chuyển giao công nghệ máy lọc khử độc tố trong rượu như: Công ty CPTM chế tạo & chuyển giao công nghệ Tân Phú, Công ty Cổ Phần Máy và Công Nghệ Thành Nam , Công ty cổ phần công nghệ Minh Đức.
Mặc dù vậy, những khó khăn về điều kiện trang thiết bị, cơ sở hạ tầng còn thấp nên các nghiên cứu loại bỏ aldehyde trong rượu mang tính ứng dụng thực tế chưa nhiều, hầu hết các máy khử aldehyde đều được nhập khẩu từ nước ngoài về nên giá thành cao.
2.2.2.Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
Trong rượu và các sản phẩm đồ uống chứa cồn sau quá trình sản xuất thường chứa rất nhiều các chất độc hại có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người sử dụng. Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về khử các chất aldehyde từ khá lâu như “Reduction of Aldehydes, Ketones and Acid Chlorides by Sodium Borohydride” của Saul W. Chaikin , Weldon G. Brown (1949), “Reduction of aldehydes and ketones to alcohols and hydrocarbons through use of the organosilane-boron trifluoride system” của ames L. Fry , Michael Orfanopoulos , Merwyn G. Adlington , William P. Dittman Jr., Steven B. Silverman (J. Org. Chem., 1978, 43 (2), pp 374–375).
Năm 2006 công ty hóa chất Eastman của Mỹ đã đăng kí bằng sáng chế với việc công bố bộ lọc được xây dựng với các yếu tố lọc chứa thành phần polymer acetoacetate có khả năng phản ứng với aldehyde và loại bỏ chúng, đặc biệt là formaldehyde hiện diện trong chất khí như không khí.
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng, nguyên vật liệu và phạm vi nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
Đối tượng: Hàm lượng aldehyde trong rượu trôi nổi trên thị trường trước và sau khi tiến hành nghiên cứu.
Vật liệu nghiên cứu: cây bèo tây, vỏ chuối, vỏ bưởi và thân cây màng tang.
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
3.1.3. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu
- Địa điểm: Phòng thí nghiệm vi sinh khoa CNSH & CNTP - Trường Đại học Nông lâm Thái nguyên
- Thời gian nghiên cứu: 12/2013 đến 5/2014
3.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng
3.2.1. Hoá chất nghiên cứu
Dung dich Iot 0,1N và 0.01N. (Trung Quốc) Dung dịch NaHCO3 4,2%. (Trung Quốc) Dung dịch NaHSO3 1,2%. (Trung Quốc) Dung dịch tinh bột 0,5%. (Trung Quốc) Dung dịch HCl 1N (Trung Quốc)
3.2.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
- Thiết bị tủ sấy: MEMMERT- MODEL: UNB400 Dung tích: 53L Kích thước buồng sấy: 400×400×330mm Đối lưu tự nhiên Điều chỉnh nhiệt độ từ nhiệt độ phòng tới 220°C Độ chính xác nhiệt độ: 0.5°C Điện áp: 220V, 1400W Khối lượng: 35kg
- Cân phân tích: OHAUS- PA214 Thông số kĩ thuật:
Độ chính xác: 0.0001g Độ tuyến tính: ± 0.0002g
Nguồn điện: 100- 120VAC, 220- 240VAC, 50/60Hz Khoảng nhiệt độ môi trường hoạt động: 10- 30°C Màn hình hiển thị: LCD (segment)
Thời gian ổn định cân: 3 giây
Chuẩn cân: chuẩn ngoài bằng quả cân chuẩn cấp chính xác F1 Kích thước đĩa cân: Æ9cm
Kích thước tổng thể: 19.6×28.7×32cm Trọng lượng: 4.5kg
- Bình tam giác dung tích 50ml, 100ml - Bình định mức dung tích 100ml - Cồn kế. - Buret 25 ml và 50ml - Pipet - Dao 3.3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu.
Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của dạng nguyên liệu tới khả năng khử aldehyde trong rượu.
Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu tới khả năng khử aldehyde trong rượu.
Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử trong rượu tới khả năng khử aldehyde.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu .
Hình ảnh 3.1: Sơđồ tóm tắt quy trình xác định loại nguyên liệu có khả
năng khử aldehyde trong rượu
* Chuẩn bị nguyên liệu:
CT1 (Cây bèo tây): Loại bỏ rễ, lá, và tạp chất bẩn, lấy nguyên phần cuống.
CT2 (Vỏ chuối): Quả chuối chín, tách lấy nguyên phần vỏ.
CT3 (Cùi bưởi): bưởi chín thu hoạch, tách lấy riêng phần cùi trắng. CT4 (Thân cây màng tang): lấy phần thân gỗ cả vỏ.
* Tiến hành:
Thí nghiệm tiến hành trên 4 loại nguyên liệu lần lượt là cây bèo tây, vỏ chuối, cùi bưởi và thân cây màng tang.
Nguyên liệu được xử lý theo cùng điều kiện: + Kích thước nguyên liệu: 5 mm
+ Nhiệt độ sấy : 105oC
+ Độ ẩm của nguyên liệu: 3-5%
Cân 0.05g nguyên liệu cho vào bình tam giác 150ml, cho 100ml rượu vào bình tam giác, và lưu nguyên liệu trong rượu 60 giây.
Tiến hành lọc tách nguyên liệu ra khỏi rượu bằng giấy lọc. Thu được dung dịch rượu, lấy một lượng rượu đi phân tích xác định hàm lượng aldehyde còn lại trong rượu sau khi khử. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần.
Cây bèo Vỏ chuối Vỏ bưởi Cây màng tang
Sấy khô (tº= 105°C)
Ngâm trong rượu (T = 60s) Lọc Rượu Xác định hàm lượng aldehyde Nguyên liệu khử
Dựa vào kết quả khử hàm lượng aldehyde và chất lượng cảm quan của sản phẩm rượu, lựa chọn được nguyên liệu khử aldehyde tốt nhất. Kết quả của thí nghiệm này được sử dụng cho thí nghiệm tiếp theo.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu dạng thái lát và dạng bột tới khả năng khử aldehyde trong rượu.
Thí nghiệm tiến hành trên 2 dạng nguyên liệu là + CT1: Dạng thái lát 5 mm
+ CT2: Dạng bột
Nguyên liệu được xử lý trong cùng điều kiện: + Nguyên liệu: Kết quả thí nghiệm 1
+ Nhiệt độ sấy : 105oC
+Độ ẩm của nguyên liệu: 3-5%
Cân 0.05g nguyên liệu cho vào bình tam giác 200ml, cho 100ml rượu vào bình tam giác, và lưu nguyên liệu trong rượu 60 giây.
Tiến hành lọc tách nguyên liệu ra khỏi rượu bằng giấy lọc. Thu được dung dịch rượu, lấy một lượng rượu đi phân tích xác định hàm lượng aldehyde còn lại trong rượu sau khi khử. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần.
Dựa vào kết quả khử hàm lượng aldehyde và chất lượng cảm quan của sản phẩm, lựa chọn được dạng nguyên liệu khử aldehyde tốt nhất. Kết quả của thí nghiệm này được sử dụng cho thí nghiệm tiếp theo.
Hình ảnh 3.2: Sơđồ tóm tắt quy trình xác định ảnh hưởng của nguyên liệu dạng thái lát và dạng bột tới khả năng khử aldehyde trong rượu
Dạng thái lát Dạng bột Sấy khô (tº= 105°C) Ngâm trong rượu Lọc Rượu Xác định hàm lượng aldehyde Nguyên liệu khử Nguyên liệu khử
Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu khử tới khả năng khử aldehyde trong rượu.
Thí nghiệm tiến hành trên 3 hàm lượng nguyên liệu khử lần lượt là: + CT1: 0,025g nguyên liệu/100ml rượu
+ CT2: 0,050g nguyên liệu/100ml rượu + CT3: 0,075g nguyên liệu/100ml rượu
Nguyên liệu được xử lý trong cùng điều kiện: + Nguyên liệu khử: Kết quả của thí nghiệm 1 + Dạng nguyên liệu khử: Kết quả của thí nghiệm 2 + Nhiệt độ sấy : 105oC
+ Độ ẩm của nguyên liệu: 3-5%
Cân nguyên liệu khử theo công thức cho vào bình tam giác 200ml, cho 100ml rượu vào bình tam giác, và lưu nguyên liệu trong rượu 60 giây.
Tiến hành lọc tách nguyên liệu ra khỏi rượu bằng giấy lọc. Thu được dung dịch rượu, lấy một lượng rượu đi phân tích xác định hàm lượng aldehyde còn lại trong rượu sau khi khử. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần.
Dựa vào kết quả khử hàm lượng aldehyde, lựa chọn được lượng nguyên liệu khử aldehyde thích hợp. Kết quả của thí nghiệm này được sử dụng cho thí nghiệm tiếp theo.
Hình ảnh 3.3: Sơ đồ tóm tắt quy trình xác định ảnh hưởng của tỉ lệ
nguyên liệu tới khả năng khử aldehyde trong rượu.
CT1 CT2 Sấy khô (tº= 105°C) Ngâm trong rượu Lọc Rượu Xác định hàm lượng aldehyde Nguyên liệu khử CT3 Nguyên liệu khử
Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử trong rượu tới khả năng khử aldehyde.
Để đánh giá ảnh hưởng của thời gian lưu chất khứ aldehyde trong rượu, ta tiến hành thí nghiệm lần lượt theo khoảng thời gian sau là:
+ CT1: 60 giây + CT2: 120 giây + CT3: 180 giây
Nguyên liệu được xử lý trong cùng điều kiện: + Nguyên liệu khử: Kết quả của thí nghiệm 1 + Dạng nguyên liệu khử: Kết quả của thí nghiệm 2
+ Lượng nguyên liệu khử trong 100ml rượu: Kết quả của thí nghiệm 3 + Nhiệt độ sấy : 105oC
+ Độ ẩm của nguyên liệu: 3-5%
Cân nguyên liệu khử theo kết quả ở thí nghiệm 3 cho vào bình tam giác 200ml, cho 100ml rượu vào bình tam giác, và lưu nguyên liệu trong rượu lần lượt theo khoảng thời gian 60 giây, 120 giây, 180 giây.
Tiến hành lọc tách nguyên liệu khử ra khỏi rượu bằng giấy lọc. Thu được dung dịch rượu, lấy một lượng rượu đi phân tích xác định hàm lượng aldehyde còn lại trong rượu sau khi khử. Thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần.
Dựa vào kết quả khử hàm lượng aldehyde, lựa chọn được thời gian lưu nguyên liệu khử aldehyde thích hợp.
Hình ảnh 3.4: Sơ đồ tóm tắt quy trình xác định ảnh hưởng của thời gian lưu chất khử trong rượu tới khả năng khử aldehyde
Sấy khô, (tº= 105°C) Nguyên liệu khử CT1 CT2 Lọc Rượu Xác định hàm lượng aldehyde Nguyên liệu khử CT3 Ngâm trong rượu
3.4.2. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan.
Đánh giá chất lượng cảm quan theo TCVN 7043 – 2002 [14]
Tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm rượu bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn TCVN 3217-79, (Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại rượu thu được từ quá trình chưng cất trực tiếp dịch lên men có nguồn gốc tinh bột, đường, hoặc thu được bằng cách pha chế từ cồn thực phẩm và nước). Cho rượu mẫu vào đầy chai thủy tinh, sau đó tiến hành kiểm tra độ trong và màu sắc dưới ánh sáng, đánh giá theo bảng sau.
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cảm quan rượu thành phẩm theo TCVN 3217-79 Tên chỉ tiêu Điểm chưa có trọng lượng Yêu cầu Độ trong và màu sắc 5 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục và vật thể lạ nhỏ, mẫu hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm.
4 Chất lỏng trong suốt, không vẩn đục, có ít vật thể lạ nhỏ, mẫu đặc trưng cho sản phẩm.
3 Chất lỏng trong, có tương đối nhiều vật thể lạ nhỏ, màu hơi khác một ít so với màu đặc trưng của sản phẩm. 2 Chất lỏng hơi đục, có khá nhiều vật thể lạ nhỏ thô trầm
trọng, màu khác nhiều so với màu đặc trưng của sản phẩm. 1 Chất lỏng đục, nhiều lắng cặn, có nhiều vật thể lạ nhỏ
trầm trọng, thô, màu không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Vẩn đục, màu bẩn, sản phẩm bị hỏng.
Mùi
5 Hòa hợp, thơm dịu, hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm. 4 Chưa hoàn toàn hòa hợp, thơm đặc trưng cho sản phẩm
nhưng hơi khó nhận thấy.
3 Hơi nồng, thoảng mùi phụ, ít đặc trưng cho sản phẩm. 2 Nồng, thoảng mùi lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm. 1 Nồng, hăng, mùi lạ rõ. Không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng.
Vị
5 Hòa hợp, êm dịu, hậu tốt, hoàn toàn đặc trưng cho sản phẩm. 4 Chưa hoàn toàn hòa hợp. hậu vừa phải, đặc trưng cho
sản phẩm bình thường. 3 Chưa hòa hợp, hơi ngắt và xốc, hậu yếu, ít đặc trưng cho sản phẩm. 2 Đắng, xốc, thoảng vị lạ, rất ít đặc trưng cho sản phẩm. 1 Đắng, vị lạ rõ, không đặc trưng cho sản phẩm. 0 Có vị lạ khó chịu của sản phẩm hỏng.
Đánh giá kết quả theo hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu và nhận xét kết quả theo điều 4 của TCVN 3215 – 79.
Bảng 3.2: Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu STT Chỉ tiêu Hệ số quan trọng 1 Độ trong và màu sắc 0.8 2 Mùi 1.2 3 Vị 2.0 Tổng cộng: 4.0
Bảng 3.3: Quy định đánh giá mức chất lượng rượu theo TCVN 3217 – 79
STT Mức chất lượng Sốđiểm chung 1 Loại tốt 18.3 – 20.0 2 Loại khá 15.2 – 18.2 3 Loại trung bình 11.2 – 15.1 4 Loại kém 7.2 – 11.1 5 Loại rất kém 4.0 – 7.1 6 Loại hỏng 0 – 3.9
3.4.3 Phương pháp phân tích hàm lượng aldehyde
Các bước tiến hành:
1. Lấy 5ml rượu đã pha loãng ~38° vào bình tam giác 50ml. Sau đó thêm vào 2.5ml NaHSO3 1.2% lắc đều và để 1 giờ.
2. Tiếp đó cho vào 1-2ml dung dịch HCl 1N và dùng dung dịch I2 0.1N để oxi hóa lượng NaHSO3 dư với chỉ thị là dung dịch tinh bột 0.5%. Cuối giai đoạn nên dùng I2 0.01N để lượng I2 không dư nhiều. Lượng dung dịch I2 1N và 0.01N tiêu hao trong giai đoạn này không tính đến.
3. Tiếp theo ta thêm vào bình phản ứng 2.5ml NaHCO3 để giải phóng lượng NaHSO3 và aldehyde.
4. Sau 1 phút ta dùng dung dịch I2 0.01N để chuẩn lượng NaHSO3 đã được giải phóng do kết hợp với aldehyde lúc ban đầu.
5. Phản ứng được xem là kết thúc khi xuất hiện màu tím nhạt.
Song song với thì nghiệm thực, ta làm một thí nghiệm kiểm chứng, thay 5ml rượu bằng 5ml nước cất.
Cách tính kết quả:
Hàm lượng aldehyde tính theo đơn vị mg/l (miligam aldehyde axetic trong 1lít rượu 1000) được xác định theo công thức:
M= Trong đó:
V1: thể tích dung dịch iot 0.01N tiêu tốn khi chuẩn mẫu thực(ml) V0: thể tích dung dịch iot 0.01N tiêu tốn khi chuẩn mẫu kiểm chứng (ml) 5- số ml rượu chuẩn mẫu thực
0.22: số mg aldehyde acetic tương ứng với 1 ml dung dịch I2 0.01N 1000 là hệ số chuyển ra lít
100/C là hệ số chuyển độ rượu từ C° về 100°
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu.
Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel, SPSS (viết tắt của Statistical Package for the Social Sciences). Số liệu thí nghiệm là trung bình của 3 lần nhắc lại. So sánh giá trị trung bình sử dùng ANOVA trên phần mềm SPSS.
xC x x x V V 5 100 1000 22 , 0 ) 0 1 ( −
PHẦN 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Kết quả nghiên cứu lựa chọn loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu. lượng aldehyde trong rượu.
Thí nghiệm tiến hành trên 4 loại nguyên liệu có khả năng khử hàm lượng aldehyde trong rượu. Các nguyên liệu được xử lý tạo kích thước 5 mm x 5 mm. Hình ảnh nguyên liệu sau khi xử lý thể hiện tại hình 4.1.
Hình 4.1: Loại nguyên liệu có khả năng khử aldehyde trong rượu
A. Cùi bưởi B. Bèo tây