LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu khoa học (NCKH) là một hoạt động vô cùng quan trọng
đối với mỗi sinh viên trong quá trình học tại trường. Là một kỹ sư nông
nghiệp được đào tạo từ trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên trước khi
ra trường không chỉ hiểu biết đơn thuần về mặt lý thuyết mà quan trọng
hơn là phải biết áp dụng những kỹ thuật đã tiếp thu được trong nhà trường
vào thực tiễn sản xuất, giúp nâng cao chuyên môn đồng thời mang lại hiệu
quả cao trong quá trình sản xuất.
Chính vì vậy, kết quả từ NCKH là những phát hiện mới về kiến thức, về
bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới, sáng tạo phương
pháp và phương tiện kỹ thuật mới có giá trị cao.
Để quá trình nghiên cứu đạt được kết quả như ngày hôm nay, tôi xin
chân thành cảm ơn Th.S Vũ Thị Hạnh là giảng viên khoa Công nghệ Sinh
học - Công nghệ Thực phẩm Trường Đại Học Nông lâm - Đại học Thái
Nguyên đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để
giúp em có thể hoàn thành tốt nghiên cứu này này.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo Trường Đại Học Nông lâmĐại học Thái Nguyên trong những năm qua đã truyền đạt những kiến thức rất
quý báu giúp em có thể làm việc và phấn đấu được tốt sau này.
Chân thành cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm trường Đại Học Nông
lâm - Đại học Thái Nguyên, cảm ơn các bạn sinh viên lớp K41-Công nghệ
Sau thu hoạch và K41-Công nghệ Thực phẩm đã giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
TP.Thái Nguyên, ngày tháng 03 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hà


MỤC LỤC
Trang
Phần 1 MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1

3.3. Hoá chất và dụng cụ .............................................................................. 12
3.3.1. Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................ 12
3.3.2 Hóa chất thí nghiệm............................................................................. 13
3.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 13
3.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 13
3.5.1. Phương pháp thu nhận và vận chuyển................................................. 13
3.5.2. Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm và xử lý mẫu trước khi chế biến
rượu .................................................................................................... 13
3.5.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm............................................................ 13
3.5.3.1 Định lượng tinh bột (phương pháp everse) [6] .................................. 13
3.5.3.2 Xác định hàm lượng nước trong khoai mỡ [6] .................................. 14
3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ .............................. 15
3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12]. ............................................................................................ 15
3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm............................................... 16
3.5.4. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm ........... 17
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 20
4.1. Kết quả xác định hàm lượng tinh bột, nước trong khoai ........................ 20
4.2. Kết quả xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi
............................................................................................................ 20
4.3. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu
hồi....................................................................................................... 21


4.4. Kết quả đánh giá cảm quan về chất lượng rượu thành phẩm .................. 24
4.5. Tính giá thành rượu sản phẩm ............................................................... 27
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 28
5.1. Kết luận ................................................................................................. 28
5.2. Đề nghị .................................................................................................. 28
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 30

(ruột trắng)”.
Mã số: SV 2012- 05
Chủ trì đề tài: Nguyễn Thị Hà

Tel.: (84)1649731417

E-mail:
Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Nông lâm Thái Nguyên
Cơ quan và cá nhân phối hợp thực hiện:
1. Tạ Anh Quyết - K41 -CNTP
Thời gian thực hiện: Từ tháng 3 năm 2012 đến tháng 3 năm 2013
1. Mục tiêu:
- Nghiên cứu đặc điểm nguyên liệu, các yếu tố nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ
men tham gia vào quá trình sản xuất rượu khoai mỡ. Xây dựng quy trình sản
xuất rượu từ củ khoai mỡ dễ trồng, dễ tìm kiếm và giá rẻ.
2. Nội dung chính:
- Xác định hàm lượng nước và tinh bột trong khoai mỡ.
- Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín khoai.
- Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến lượng rượu thu hồi: nhiệt độ lên
men, thời gian lên men và lượng men.
- Đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm cũng như độ cồn.
- Tính chi phí, giá thành sản phẩm.
3. Kết quả chính đạt được:
- Xác định được hàm lượng nước và tinh bột trong khoai mỡ.
- Xác định được ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín khoai.
- Xác định các yếu tố: nhiệt độ, thời gian và lượng men ảnh hưởng đến
lượng rượu thu hồi.
- Đánh giá chất lượng rượu cảm quan và xác định độ cồn của rượu.
- Tính giá thành sản phẩm.


- Determination of water content and starch in yams.
- Determine the effect of temperature on time steamed yams.
- Identify factors: fermentation temperature, fermentation time and the
amount of yeast affect the amount of alcohol withdrawal.
- Assessment of sensory quality of wine and determine the alcohol
content of the wine.
- The cost of the product.


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngành công nghiệp rượu bia trên Thế giới đang rất sôi động, phát triển với
nhiều thương hiệu nổi tiếng, kèm theo đó là sự khuyến khích ra đời của nhiều sản
phẩm mới có chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu tiêu thụ rượu bia ngày càng lớn hiện
nay. Trong khi đó, ngành Công nghiệp sản xuất rượu bia Việt Nam đang bước đầu
hình thành những thương hiệu nổi bật với khá nhiều chủng loại sản phẩm khác
nhau. Trong thực tế quan sát của những chuyên gia có thể kết luận rằng Việt Nam
đang giữ kỷ lục về số lượng và tính đa dạng về sản phẩm rượu. Nguyên liệu sản
xuất rượu hiện nay rất đa dạng, rượu Việt Nam chủ yếu được sản xuất từ các cây
chứa hàm lượng tinh bột và đường cao như gạo, khoai, sắn, mía,…Các nguyên
liệu dễ tìm kiếm mỗi loại nguyên liệu khác nhau cho ra sản phẩm riêng biệt với
hương vị đặc trưng. Đối với các dòng rượu truyền thống đặc trưng Việt Nam, việc
nghiên cứu nâng cao chất lượng, chủng loại sản phẩm cũng như sáng tạo tên gọi
sản phẩm mang tính truyền thống vừa có cá tính để hấp dẫn khách hàng, đưa sản
phẩm rượu truyền thống chinh phục những thị trường rượu quốc tế cao cấp và khó
tính. Dựa vào nguồn nguyên liệu đa dạng, sẵn có tưởng chừng vô dụng, có thể
nghiên cứu tạo ra những sản phẩm rượu chất lượng tốt dựa trên các kiến thức lý

3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ .............................. 15
3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12]. ............................................................................................ 15
3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm............................................... 16
3.5.4. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan rượu thành phẩm ........... 17
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 20
4.1. Kết quả xác định hàm lượng tinh bột, nước trong khoai ........................ 20
4.2. Kết quả xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi
............................................................................................................ 20
4.3. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu
hồi....................................................................................................... 21


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về củ khoai mỡ
Củ khoai mỡ có tên khoa học: Dioscorea alata L
Tên khác : Củ ngà, củ cái, củ lăn, củ khoai vạc….
Thuộc chi: Dioscorea
Họ: Củ nâu Dioscoreaceae
Tên thương phẩm : Củ khoai vạc, khoai mỡ
2.1.1. Đặc điểm hình thái
Khoai mỡ -Dioscorea alata L ( còn gọi là khoai vạc, củ cái, củ ngà, củ
gốc, Củ lăn). Cây có thân leo, quấn xang phải, màu xanh, không có gai, thỉnh
thoảng có nốt sần son, tiết diện vuông và có bốn cánh mỏng ở bốn góc. Củ có
nhiều hình dạng thay đổi: hình trụ, hình chùy, hình trứng hay hình tù và, phân
nhánh ít hay nhiều; vỏ củ mỏng, dễ cạo, màu nâu xám, có nhiều mắt; thịt củ
có màu trắng, vàng ngà hay tím… tùy giống. Lá đơn, phần lớn mọc đối, hình

các điều kiện môi trường trồng trọt (bảng 2.1). Thành phần chính của củ tươi là
nước chiếm 2/3 khối lượng củ tươi (70-80%). Tỷ lệ chất khô chiếm 20-30% tùy
thuộc vào giống và thời gian thu hoạch. Tuy nhiên ở phần đuôi củ bao giờ hàm
lượng nước cũng cao hơn phần thân củ. Hydrat cacbon là thành phần chất khô
chính của củ, chiếm 1/4 khối lượng tươi. Phần lớn hydrat cacbon là tinh bột
Amilopectin mạch nhánh, tồn tại trong tế bào dưới dạng hạt tinh bột. Hạt tinh bột
của khoai có hình elip. Hàm lượng đường chiếm 0,7-1% [1], [2].
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của củ khoai mỡ
Thành phần
Nước (%)
Tinh bột (%)
Đường (%)
Chất béo (%)
Protein thô (%)
Xơ thô (%)
Khoáng (%)
Vitamin C (mg/100g)
Vitamin B1 (mg/100g)
Vitamin B2 (mg/100g)
Nguồn: Onwuene, I.c.1978

Khoai mỡ
70
28
0,7-1,0
0,1-0,3
1,1-2,9
0,6-1,4
0,7-2,1
5-8

Chúng cũng là cây trồng lương thực bản địa chính ở các nước nhiệt đới và cận
nhiệt đới. Tại Châu Phi khoai từ, khoai vạc đóng vai trò quan trọng trong hệ
thống cây trồng nông nghiệp và an toàn lương thực, đây là nguồn lương thực
cơ bản đảm bảo an toàn lương thực cho 300 triệu người ở các nước có thu
nhập thấp của vùng nhiệt đới. Ngoài ra chúng còn được coi là nguồn thu nhập
chính của nông dân nghèo. Thế giới hàng năm sản xuất tới 38,57 triệu tấn củ
loại này, trong đó nước sản xuất lớn nhất là Nigieria. Nước nhập khẩu lớn
nhất là vương quốc Anh.


6

Mặc dù chỉ có giá trị như một loại lương thực tiêu dùng địa phương nhưng
khoai mỡ cũng đã thực sự đóng góp một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an
toàn lương thực trong thời kỳ khủng hoảng lương thực và protein. Hằng năm
lượng khoai tiêu thụ ở các nước này lên tới 40kg/người, trong khi lượng tiêu thụ
khoai tây là 17kg/người và sắn là 22kg/người. Ở Papua New Guinea, khoai vạc
quyết định sự sống của 30.000 người dân trên đảo. Một số nước sử dụng nhiều
khoai vạc như Togo 914 g/người/ngày, Cote d Ivoice 695 g/người/ngày, Nigeria
652g/người/ngày, Benin 543 g/người/ngày. Ngày càng có sự giao lưu quốc tế về
sản phẩm loại cây này. Một số lượng đáng kể khoai hàng năm đã được nhập vào
các nước phát triển. Riêng nước Anh mỗi năm nhập khoảng 8.000 tấn củ khoai
vạc để phục vụ nhu cầu trong nước (Coursey, 1983).
Bảng 2.2. Các nước có diện tích, năng suất cao nhất và thấp nhất
Châu lục

Số
nước
trồng



Năng suất (tấn/ha)
Cao
Thấp
nhất
nhất

Sao Tome
Ghana:
and Principe:
Sudan: 2,4
12,3
220
Haiti:
Saint kitts
Jamaica:
Belize:1,8
16,4
35.000
and Nevis: 02
Braxin:
Vinezuela:9.1 Colombi
Braxin:
26.000
00
a: 11,7
9,0
Nhật
Nhật Bản:
Philippin:

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 30


8

(5%) và tỷ lệ lượng thuốc bắc bổ xung vào bánh men là l,5 % bột thuốc bắc
(bài thuốc bắc gồm 10 vị : nhục đậu khấu( 4,5g); đại hồi (5g), quế chi (3,5 g) ;
tế tân (1,0g) ; bạch truật (1,0g) ; liên kiều (1,5g) ; thảo quả (3,5g) ; tiểu hồi
(1,5g).; cam thảo (3,5g) ; sa nhân (5,5g). Sau khi đã sấy khô, nghiền nhỏ là có
thể dùng trộn vào bánh men [5].
2.2.1. Thành phần bánh men
Trong mỗi gam men rượu có từ vài chục đến vài trăm triệu tế bào vi
sinh vật với nhiều loại khác nhau như:
- Nấm men: gồm hai chi khác nhau là Endomycopsis (chủ yếu là
Endo.fibuliger) và Saccharomyces (chủ yếu là Sach.cerevisiae) trong đó
Endo.fibuliger sinh tổng hợp được enzym amylaza, glucoamylaza - có khả
năng đường hóa cao và rượu hóa (lên men). Sach.cerevisiae có khả năng lên
men được nhiều loại đường khác nhau (nồng độ dịch đường 12 - 18%) đạt độ
rượu 10 - 12% V/v ở nhiệt độ tối ưu là 28 - 32oC. Ngoài ra trong men còn có
nhiều loại men dại khác có khả năng chịu nhiệt độ cao tới 60 - 65oC [7].
- Nấm mốc: nhiều loại thuộc họ Aspergillus, Penicillium, Mucor,
Rhizopus, trong đó có Mucor rouxii có nhiều đặc tính quí như khả năng chịu
nhiệt độ cao 32 - 35oC, có khả năng đường hóa và lên men [7].
- Vi khuẩn: chủ yếu là hai loại vi khuẩn lactic và vi khuẩn axetic thường
làm chua môi trường. Trong thời kỳ đầu của quá trình lên men, độ chua này
tạo ra độ pH thính hợp cho nấm men và nấm sợi phát triển. Tuy nhiên nếu độ
pH quá thấp sẽ bất lợi cho quá trình lên men. Mặt khác nếu dịch lên men có
oxy (môi trường hiếu khí) thì vi khuẩn axetic sẽ hoạt động chuyển hóa cồn
thành axit axetic, gây chua và tổn hao lượng cồn tạo thành [7].
2.3. Nghiên cứu công nghệ sản xuất rượu truyền thống tại Việt Nam

khi môi trường chứa nhiều tinh bột sẽ kích thích sinh tổng hợp các enzym
này. Điểm quá trình thứ hai cần đề cập đến là các enzym này chịu sự chi phối
của hiệu ứng glucoza, khi hàm lượng glucoza lớn thì sẽ ức chế quá trình thủy
phân tinh bột. Nhưng các loại nấm mốc như Mucor rouxii, Phizopus delemar,
các loài nấm men Endomycopsis vừa có khả năng sinh tổng hợp enzym
amilaza, glucoamilaza, vừa có khả năng chuyển hóa đường thành rượu, mặt
khác các loại nấm men Saccharomyces cũng rất tích cực chuyển hóa đường
thành rượu, một phần năng lượng phục vụ cho sinh trưởng của các loài vi sinh
vật đó. Do đó trong khối lên men không sảy ra hiệu ứng kìm hãm ngược bởi
glucoza.
- Quá trình chuyển hóa đường và các thành phần khác thành axit hữu
cơ. Trong đó có hai quá trình tạo axit hữu cơ cơ bản: Quá trình lên men lactic


10

và lên men axit. Cả 2 quá trình này xảy ra với cường độ không mạnh vì giai
đoạn đầu lượng đường tạo thành trong khối lên men chưa nhiều.
- Quá trình chuyển hóa đường thành rượu: Quá trình này được thực
hiện bởi Saccharomyces sp., Mucor, Phizopus, Endomycopsis sp. Trong đó
các loài nấm men Saccharomyces đóng vai trò cơ bản.
Điều đặc biệt lưu ý là các quá trình này xảy ra xen kẽ nhau, hỗ trợ nhau
và tạo ra quá trình chung hài hòa, để cuối cùng không chỉ tạo ra một sản phẩm
không chỉ là nước, cồn mà là một hỗn hợp sản phẩm gồm nhiều thành phần
khác nhau [9],[10].
2.4. Quy trình sản xuất rượu [5],[9]
Nguyên liệu
Thu nhận
Xử lý
Hấp chín

500g cơm khoai san mỏng cho men đã giã nhỏ vào trộn thật đều, sau 24h ủ
kín từ 4 đến 8 ngày trong chum hoặc hũ.
2.4.3. Chưng cất
Khi quá trình lên men kết thúc, ta tiến hành chưng cất để thu được rượu
thành phẩm, rượu được tách ra khỏi nước nhờ nhiệt độ bốc hơi thấp hơn
nước. Quá trình chưng cất được tiến hành bằng cách đun sôi hỗn hợp lên men,
hơi bay lên được dẫn qua ống dẫn và được làm lạnh bằng cách cho ống dẫn đi
qua bồn nước để ngưng tụ rượu bên trong lòng ống. Dung dịch rượu thu được
trong suốt, có mùi thơm đặc trưng và nồng độ rượu sẽ giảm dần theo thời gian
chưng cất.


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của củ khoai mỡ ............................................. 4
Bảng 2.2. Các nước có diện tích, năng suất cao nhất và thấp nhất .................. 6
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian hồ hóa khoai ..................... 15
Bảng 3.2. Các biến nghiên cứu và giá trị của biến theo thiết kế Box-Behnken
............................................................................................................ 15
Bảng 3.3. Mô hình thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly, thời
gian trích ly và tỷ lệ dung môi theo Box-Behnken .............................. 16
Bảng 3.4. Các chỉ tiêu cảm quan rượu thành phẩm theo tiêu chuấn TCVN
3217-79............................................................................................... 17
Bảng 3.5. Hệ số quan trọng của từng chỉ tiêu ............................................... 19
Bảng 3.6. Quy định đánh giá mức chất lượng rượu theo TCVN 3217 – 79 ... 19
Bảng 4.1. Kết quả hàm lượng nước, tinh bột trong khoai mỡ ...................... 20
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian hấp chín bột lõi ................. 21
Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới
lượng rượu tạo thành theo thiết kế Box- Behnken ............................... 22
Bảng 4.4. Tổng hợp kết quả đánh giá cảm quan ........................................... 24

3.5.2. Phương pháp chọn mẫu thí nghiệm và xử lý mẫu trước khi chế
biến rượu
Chọn những củ lành, không dập nát, thối, được cắt rễ, gọt sạch vỏ, rửa dưới
vòi nước đang chảy để làm sạch đất, tạp chất. Sau đó, cắt nhỏ 3-5cm, để ráo.
3.5.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.5.3.1 Định lượng tinh bột (phương pháp everse) [6]
a. Nguyên tắc
Tiến hành phân giải tinh bột bằng acid HCl loãng 1,125%, sau đó đo
góc quay cực của dung dịch thủy phân, tính ra nồng độ dung dịch khi đã biết
góc quay cực riêng phần của loại tinh bột đó.


14

b. Tiến hành
Lấy 2g mẫu tinh bột mang thủy phân hoàn toàn trong acid HCL 1,125%
trong 15 phút bằng bình cách thủy, làm nguội tới 200C sau đó kết tủa protit
bằng 4ml dung dịch molipdat amonium trung hòa bằng NaOH với chỉ thị
Methy da cam. Sau đó xác định đường trong dung dịch bằng đường kế…[6]
c. Tính kết quả
Hàm lượng tinh bột g/100g trong 2g mẫu tính theo công thức
C =

(α

∗ 100 ∗ 0 , 3462
α D20 ∗ Ι

)



15

3.5.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hóa khoai mỡ
Nhiệt độ, thời gian nấu: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn
thất dinh dưỡng càng nhiều.
Thí nghiệm được bố trí gồm 5 công thức, lặp lại 5 lần tương ứng như sau:
Ta cân mỗi mẫu 50gram đã gọt sạch và cắt nhỏ với kích thước 1×1×1cm.
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian hồ hóa khoai
Nhiệt độ
750C
800C
850C
900C
950C

Thời gian

3.5.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ men tới lượng rượu thu hồi
[11], [12].
Để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến lượng rượu thu được ta sử
dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box-Behnken
với ba biến, ba cấp độ. Giá trị các biến và thiết kế thí nghiệm được thể hiện
trên bảng 3.2 và 3.3. Mỗi mẫu ta lấy đồng nhất 500g, sau khi chưng cất ta lấy
đồng nhất 30 độ rượu.
Bảng 3.2. Các biến nghiên cứu và giá trị của biến
theo thiết kế Box-Behnken
Biến độc lập

Ký tự mã


X3

1

2

3


16

Bảng 3.3. Mô hình thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly,
thời gian trích ly và tỷ lệ dung môi theo Box-Behnken
Thí
nghiệm

Nhiệt độ lên
men (oC)
Mã
hoá X1

Thời gian ủ
men (ngày)

Thực
tế

Mã
hoá

-1

1

2

-1

20

-1

4

0

2

3

-1

20

1

8

0


6

0

30

-1

4

-1

1

7

0

30

0

6

0

2

8


40

1

8

0

2

11

0

30

0

6

0

2

12

0

30


6

1

3

15

1

40

0

6

-1

1

3.5.3.5. Đánh giá cảm quan rượu thành phẩm


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 4.1 Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm Design- Expert .................. 23