LUẬN VĂN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ĐEN

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

LỜI MỞ ĐẦU
Qua gần một vạn năm phát triển, ngày nay công nghệ sản xuất bia đã đạt đến mức gần như
hoàn chỉnh. Công nghệ lên men bia là công nghệ enzym và công nghệ vi sinh. Bia là một đồ uống
có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn
chứa một lượng enzym khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzym kích thích tiêu hoá amylaza.
Được sản xuất từ các nguyên liệu chính biệt là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước
với một quy trình khá đặc biệt, cho nên bia có những cảm quan rất hấp dẫn đối với con người:
hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn với lượng CO
2
khá cao (4-5g/l) giúp con
người giải khác triệt để khi uống.
Ngày nay, ngành công nghệ lên men chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống con người,
đồng thời nó cũng góp phần thúc đẩy nền kinh tế đi lên, trong đó ngành công nghệ sản xuất bia
đã cho ra nhiều loại bia có chất lượng cao với chất lượng và số lượng ngày càng tăng.
Bia đã có lịch sử hình thành và phát triển lâu đời với những phương pháp truyền thống.
Ngày nay bia được đưa vào sản xuất với dây chuyền sản xuất trên quy mô hiện đại nên bia có
hương vị thơm hơn, ngon hơn và nguồn thu lợi từ đó cũng tăng hơn.
Ở Việt Nam, hiện nay thị trường tiêu thụ bia đã phát triển rộng rãi từ Bắc vào Nam, từ
thành thị tới nông thôn và tới cả những vùng miền núi xa xôi,…Bên cạnh những công ty bia lớn,
những tập đoàn sản xuất nước giải khát trong đó có bia như: Bia Sài Gòn, Bia Hà Nội, Bia
Halida, Bia Huda Huế, Bia Tiger, Heniken…các dòng bia tươi Đức còn những cơ sở sản xuất bia
nhỏ với các loại bia hơi, bia tươi đủ đáp ứng mọi nhu cầu của thị trường.
Nhằm góp phần cho việc nâng cao chất lượng bia và đưa sản phẩm bia đạt chất lượng cao
đến người tiêu dùng em đã tiến hành đề tài “Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất bia đen” để
hiểu thêm về sản phẩm bia đạt chất lượng.

SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA
1.1 Lịch sử sản xuất bia.
Bia được con người chế biến và sử dụng từ 7000 năm trước Công Nguyên. Quê hương đầu
tiên của thứ đồ uống này là các bộ lạc Babilon định cư ở vùng Lưỡng Hà.
Qua quá trình lịch sử, có thể chia bia thành hai giai đoạn: Giai đoạn tiền Pasteur và giai
đoạn hậu Pasteur. Thời điểm để phân chia hai giai đoạn là lúc ra đời của thuyết lên men về rượu
vang của Louis Pasteur. Đặc điểm của thời kỳ thứ nhất là sự phát triển của công nghệ theo kinh
nghiệm còn giai đoạn thứ hai là sự phát triển của công nghệ dưới ánh sáng khoa học mà trước hết
là công nghệ sinh học, những thành tựu lớn nhất trong quá trình sản xuất bia là sự nghiên cứu để
đạt được sự tối ưu về nguyên liệu, sử dụng các chế phẩm enzyme trong quá trình sản xuất và tìm
ra các chủng nấm men có khả năng sản xuất tốt.
1.2 Giới thiệu chung về bia
Bia là sản phẩm thuộc loại đồ uống có hàm lượng cồn thấp, thu nhận được bằng cách lên
men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường, chế biến từ malt đại mạch và các loại hạt giàu tinh bột,
protein khác như gạo, ngô, tiểu mạch, đại mạch…, cùng với nước và hoa houblon hoặc các sản
phẩm chế biến từ nó, tất cả các loại bia đều chứa một lượng cồn từ 1,8 – 7% so với thể tích và
khoảng 0.3 – 0.45% khí cacbonic tính theo trọng lượng. Đây là hai sản phẩm thường trực của quá
trình lên men rượu từ các loại dịch đường đã được houblon hóa, được tiến hành do một chủng
nấm men Saccharomyces, ngoài ra còn có một số sản phẩm phụ như glyxerin, các rượu bậc cao,
axit hữu cơ, este, andehyt, ceton, diaxetyl,… Ngoài ra, còn có một lượng đường sót… Tất cả
những cấu tử này, tuy mức độ, vai trò có khác nhau, nhưng chúng đều ảnh hưởng trực tiếp vào
việc định hình hương, vị và nhiều chỉ tiêu chất lượng khác của bia thành phẩm. Với hương thơm
đặc trưng và vị đắng dịu của hoa houblon cùng với một lượng đường sót (chủ yếu là dextrin thấp
phân tử), protein, axit amin, axit hữu cơ và các chất khoáng, các chất tạo hương,… Ở tỷ lệ cân
đối, đã tạo cho bia có hương vị đậm đà mà không hề thấy ở bất kì sản phẩm thực phẩm nào khác.
Nhân tố tạo ra tính chất đặc trưng của bia trước hết là do nguồn nguyên liệu, sau đó là tính chất
của các quá trình công nghệ.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 2
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Bia là nước giải khát đã có từ lâu đời, ngày nay bia là nước giải khát được tiêu thụ mạnh
nhất trên thị trường Việt Nam cũng như trên thị trường thế giới.
1.3 Các thành phần có trong bia.
Bia là loại thức uống bổ dưỡng giúp tăng cường thể lực và giải khát. Thành phần trong bia
gồm có: nước từ 80% - 89%, chất hòa tan 5.5 -10.7% trong đó đường và dextrin chiếm 2.7 -5%.
Hàm lượng entanol trong các loại bia thường khác nhau 1.5-2% đối với các loại bia yếu 4.8-
5% đối với loại bia mạnh. Bên cạnh đó còn có sự xuất hiện của một số loại rượu bậc cao nhưng
với số lượng nhỏ.
Các thành phần phi cồn của bia dao động từ 2- 3% đối với các loại bia thường và 8-10% đối
với các loại bia mạnh, các thành phần này tạo nên phần rắn của bia và chứa tới 80%
hydratcacbon chủ yếu là dextrin.
CO
2
chiếm khoảng từ 0.3-0.45% là thành phần chịu trách nhiệm chủ yếu đối với giá trị giải
khát và tính ổn định của bia .
Một số lượng nhỏ các acid lactic, axetic, formic, sucxinic có mặt trong tất cả các loại bia,
chiếm khoảng từ 0.15-0.4%.
Các acid amin trong bia từ 0.15- 0.75% có nguồn gốc từ protein trong các nguyên liệu khô
và quá trình sinh trưởng, phát triển của nấm men.
Bên cạnh đó còn sự có mặt của glyxerin và các loại vitamin.
Mùi thơm của bia được qui định bởi sự có mặt của các rượu bậc cao, các acid hữu cơ dễ bay
hơi, các este và hợp chất cacbonyl. Mùi thơm còn phản ánh sự có mặt của các hợp chất chứa lưu
huỳnh như

H
2
S.
Nồng độ diacetyl vượt quá 0.35 miligam/lít làm cho bia có mùi khó chịu, mặt khác diacetyl
còn là chất độc gây kìm hãm sự trao đổi chất có ảnh hưởng xấu đến sự sinh sản, độ lắng, độ đục,
độ trong, làm chết men, tạo ra mùi vị khó chịu, gây đau đầu cho người tiêu dùng. Chất tạo bọt

của bia là do các protein, các polysaccharide và các thành phần đắng tạo ra.
Ngoài ra trong bia còn có nhiều loại enzym khác nhau như amylaza, proteaza có tác dụng
tốt cho tiêu hóa.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Một lít bia cung cấp khoảng từ 400-500 kcal, năng lượng này 50% được cung cấp từ protein
.Theo nghiên cứu của hiệp hội bia cho biết: trong 1 lít bia thành phẩm có chứa 35-40 gam gluxit,
2-3 gam protein ngoài ra còn cung cấp một số loại chất khoáng như magie và vitamin tổng hợp.
Tuy vậy, nếu uống với hàm lượng nhiều sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và hệ thần kinh của
người sử dụng và đặc biệt là những người mắc bệnh béo phì, tiểu đường, rối loạn tiêu hóa và
bệnh tim mạch.
1.4 Giá trị dinh dưỡng của bia.
Người ta uống bia không vì giá trị dinh dưỡng mà vì tính chất giải khát và cảm quan của nó.
Nhưng thực tế, giá trị dinh dưỡng của bia không hề kém, bia mang lại một nguồn năng lượng
đáng kể.
Bia là loại nước giải khát có từ lâu, có giá trị dinh dưỡng cao, có độ cồn thấp, có mùi vị
thơm, ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khỏe, ăn
cơm ngon, dễ tiêu hóa mà còn giảm được sự mệt mỏi. Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu
cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng. So với các loại nước giải khát khác, bia có chứa
một lượng cồn thấp (3 -8%) và nhờ có CO
2
giữ được trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót tạo đặc
trưng cho bia.
Về mặt dinh dưỡng 1 lít bia tương đương với 25g thịt bò hoặc 500 kcal. Giá trị dinh dưỡng
của bia phụ thuộc vào các chất tan và thành phần hóa học của chúng, các chất hòa tan trong bia
được cơ thể tiêu hóa nhanh và giữ vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể. Rượu trong bia là
thành phần cung cấp năng lượng chủ yếu, các chất đạm trong bia là các chất hòa tan dễ tiêu hóa.
Ngoài ra nó còn có tác dụng tạo chất đắng và một số vitamin nhóm B, khoáng, vitamin PP,
hầu hết chúng đều có lợi cho cơ thể và được cơ thể hấp thụ hoàn toàn (95%). Đồng thời cung cấp

một lượng lớn calory được sản xuất từ malt, hoa houblon, nấm men, nước theo một quy trình
công nghệ làm cho bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với người uống như hương thơm
đặc trưng, vị đắng dịu.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

1.5 Tác dụng của bia đối với cuộc sống con người.
Bia là một loại nước giải khát khá phổ biến. Nếu được sử dụng đúng mức, bia sẽ giúp con
người cảm thấy thoải mái dễ chịu và tăng sức đề kháng cho cơ thể. So với trà và cà phê, bia
không chứa các kim loại có hại, so với các loại rượu uống thì hàm lượng etanol trong bia rất thấp
(2-6%V).
Ta biết rằng 1gam etanol sẽ cho ta 7.08kcal; đốt 1gam chất hoà tan cho ta 3.8kcal, trên cơ
sở này ta tính được rằng 1lít bia trung bình có 35 gam etanol (3.5%V) và khoảng 50gam chất hoà
tan (5%), như vậy 1lít bia sẽ cung cấp cho cơ thể 428 kcal.
Thông thường mỗi người cần từ 2-2.5l nước trong một ngày và lượng nước này được tiêu
thụ theo nhiều cách khác nhau. Lượng nước trong bia cùng với các chất khoáng hoà tan khác,
uống ở nhiệt độ lạnh có tác dụng làm giảm cơn khát cực kỳ tốt.
Lượng cồn trong bia chỉ chiếm khoảng 5% tính theo thể tích, cũng là một phần quan trọng
nhất tạo nên bia. Cơ thể con người sẽ tiêu thụ trực tiếp lượng cồn này và chuyển hoá chúng thành
năng lượng.
Nếu uống nhiều bia liên miên sẽ gây rối loạn chức năng của gan, viêm gan hoặc sơ gan.
Nếu như chúng ta biết sử dụng lượng bia một cách hợp lý cho cơ thể thì nó trở nên có ý nghĩa
tích cực, chẳng hạn: tác dụng giải khát, kích thích ăn ngon miệng, điều này được giải thích tại
sao, sau khi uống hết chai này là muốn uống tiếp chai nữa. Bia kích thích tiêu hoá do có một
lượng cồn nhỏ và do dioxide cacbon tiết ra nên các enzym tiêu hoá được kích thích. Tác dụng
kích thích tiêu hoá của bia rất lớn.
Bia có tác dụng lợi tiểu, nguyên nhân ở đây là do thành phần của hoa houblon và các muối.
Ở hoa houblon và lúa mạch có một lượng đáng kể silic - một khoáng chất không chỉ hạn chế sự
mất xương mà còn kích thích sự hình thành xương.
Bia có tác dụng kích thích giấc ngủ, một lượng cồn nhỏ sẽ có tác dụng ru ngủ nhanh nên

uống một ít bia người ta sẽ thấy khỏe khoắn hơn, sảng khoái hơn và đỡ căng thẳng thần kinh hơn.
Men bia sống thường được sử dụng làm thuốc trong trường hợp cơ thể mệt mỏi, kiệt sức,
thiếu máu, kém ăn, chậm tăng trưởng, stress, rối loạn thần kinh. Men bia sống còn có tác dụng
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

chống nhiễm trùng bằng cách tăng cường hệ miễn nhiễm, dùng làm thức ăn bổ sung cho phụ nữ
mang thai và cho con bú.
1.6 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới.
Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng
như một thứ nước giải khát thông dụng.
Hiện nay, sản lượng bia trên thế gới khoảng120tỷ lít/năm. Châu Á là một trong những khu
vực có lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận
định rằng Châu Á đang giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới.
Do thị trường trên thế giới đang phát triển một cách năng động, các hãng bia sử dụng các
chiến lược kinh doanh khác nhau.
Tại Mỹ và Châu Âu, do thị trường bia đã ổn định, chiến lược kinh doanh bia là thị phần,
giảm chi phí sản xuất. Ngược lại, tại Trung Quốc là nơi thị trường đang tăng trưởng (nhất là đối
với các loại bia chất lượng cao) chiến lược là phát triển sản xuất, tăng sản lượng và nâng cao chất
lượng.
Ngoài việc kiểm soát và mở rộng hệ thống phân phối, một hướng đi khác là xây dựng nhà
máy bia phân tán ở nhiều vùng nhằm thu hút người tiêu dùng.
1.7 Tình hình bia ở Việt Nam.
Thị trường Bia của Việt Nam hiện nay đang trên đà phát triển theo xu hướng phát triển
chung của khu vực. Qua một thế kỷ hình thành và phát triển, thị trường bia Việt Nam đã mở rộng
và đã đáp ứng được nhu cầu trong nước hạn chế được lượng bia nhập khẩu. Các đại gia trong
ngành bia ra sức cạnh tranh, khuyến mãi, quảng cáo, đầu tư máy móc, đổi mới công nghệ nhằm
nâng cao chất lượng, gia tăng về sản lượng với mục tiêu là chiếm lĩnh thị trường. Mặc khác bia
Việt Nam cần phải nâng cao chất lượng để có thể xuất khẩu nhiều hơn nữa trên thị trường quốc
tế.

Trong vòng 10 năm qua ngành bia có tốc độ tăng trưởng nhanh, đáp ứng nhu cầu trong
nước thay thế phần nhập khẩu trước đây. Tập trung đầu tư mạnh, nhằm nâng cao năng suất, tăng
sản lượng và chất lượng sản phẩm. Ngành đã chú trọng đầu tư các dây chuyền thiết bị hiện đại,
tiên tiến, đồng bộ và có công nghệ tiên tiến trên thế giới.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Ngành bia hoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả, đóng góp lớn vào ngân sách nhà
nước góp phần tăng trưởng GDP ngành công nghiệp hàng năm.
Để cạnh tranh với bia ngoại, nước ta ngoài hai nhà máy bia tương đối lớn là Hà Nội và Sài
Gòn ngoài ra còn có bia Bến Thành, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Quảng Ngãi. Bên cạnh đó cũng còn
một số cơ sở sản xuất bia hơi vừa ngon, rẻ, lại hợp túi tiền như Bivina, Bia Tươi Lida, …sản
lượng tăng nhanh cùng với nhu cầu tiêu thụ tăng nhanh làm cho ngành sản xuất bia hiện nay trở
nên rất sôi động, ngày càng phát triển và hứa hẹn nhiều thay đổi lớn.
1.8 Phân loại bia.
Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thể nào đó.
Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men. Phần lớn kiểu bia
thuộc về một trong hai họ lớn: Ale- sử dụng lên men đỉnh, hoặc lager- sử dụng lên men đáy. Bia
có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager được gọi là bia lai. Đồ uống chứa cồn sản xuất từ việc
lên men đường thu được từ các nguồn không phải là ngũ cốc nói chung không được gọi là "bia",
mặc dù chúng cũng được sản xuất bằng cùng một phản ứng sinh học gốc men bia.
Ale là bất kỳ loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó thông thường được lên
men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager 15-23°C. Các men bia Ale ở các nhiệt độ này tạo ra một
lượng đáng kể các este, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác, và kết quả là bia
tạo ra có mùi vị của hoa hay quả tương tự như táo, lê, dứa, cỏ, cỏ khô, chuối, mận hay mận khô.
Các khác biệt về kiểu giữa các loại Ale là nhiều hơn so với các loại lager, và nhiều loại bia Ale
rất khó để phân loại chúng thuộc kiểu gì.
Lager là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Chúng có nguồn gốc từ vùng Trung
Âu, có tên gọi này là từ lagern ("lưu trữ") trong tiếng Đức. Men bia lager là loại lên men chìm,
thông thường được lên men ở nhiệt độ 7-12°C, và sau đó được lên men thứ cấp lâu ở 0-4°C.

Trong giai đoạn lên men thứ cấp, lager được làm trong và chín. Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế
việc sản xuất tự nhiên các este và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị "khô và lạnh hơn" của bia.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 7
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Bia lên men tự nhiên
Các loại bia này dùng men bia hoang dã chứ không phải các loại men bia được nuôi cấy.
Tất cả các loại bia trước khi có việc nuôi cấy men bia trong thế kỷ 19 đã rất gần với kiểu bia này,
được đặc trưng bởi các vị chua.
Loại bia hỗn hợp
Kiểu bia lai hay bia hỗn hợp sử dụng các nguyên liệu và công nghệ hiện đại thay vì (hoặc
bổ sung cho) các khía cạnh truyền thống của sản xuất bia. Mặc dù có một số biến thái giữa các
nguồn khác nhau, nhưng nói chung bia hỗn hợp có thể rơi vào các thể loại sau:
• Bia hoa quả và bia rau cỏ là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa quả hay rau cỏ có thể
lên men trong quá trình lên men, tạo ra chất lượng hài hòa một cách rõ nét.
• Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa hay quả thảo mộc
hoặc các loại cây gia vị thay vì (hoặc bổ sung cho) hoa bia.
• Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ là các loại bia truyền thống hay thực nghiệm được
lưu trữ trong các thùng gỗ hoặc được tiếp xúc với gỗ (trong dạng các mảnh nhỏ, mẩu hay
hạt) trong một khoảng thời gian (gỗ sồi là phổ biến nhất). Thông thường, thùng gỗ hay
các miếng gỗ đầu tiên được xử lý bằng một số loại rượu mạnh hay các đồ uống chứa cồn
khác-việc sử dụng rượu Bourbon, Scotch và Sherry là phổ biến nhất.
• Bia hun khói là bất kỳ loại bia nào mà mạch nha của nó đã được hun khói. Thông thường
các loại bia này có mùi và hương vị của khói. Các ví dụ điển hình của kiểu bia truyền
thống này là bia Rauchbiers ở Bamberg, Đức. Tuy nhiên, nhiều nhà sản xuất bia ngoài
nước Đức-chủ yếu là các nhà sản xuất bia thủ công ở Mỹ-cũng bổ sung mạch nha bia hun
khói vào bia đen, Ale Scotland và một loạt các kiểu bia khác.
• Bia đặc biệt là cách gọi chung để chỉ các loại bia được sản xuất mà sử dụng các nguồn
đường, hạt ngũ cốc và tinh bột có thể lên men không thông dụng.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 8

Hình 2.1: Bia đen
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA ĐEN.
Bia đen nhập vào thị trường Việt Nam vào đầu thập niên
90 với nhãn hiệu lúc đó là Giuinness. Nhưng sản phẩm thăm dò
thị trường này nhanh chóng bị tẩy chay vì mùi vị giống như…
thuốc bắc. Nay bia đen xuất hiện trở lại dưới hình thức bia tươi
và thu hút một bộ phận người tiêu dùng nhờ được các nhà sản
xuất đầu tư khai thác tính sành điệu của nó.
Dù bia vàng vẫn là sản phẩm truyền thống, nhưng bia đen
đang mang lại chút sành điệu cho người tiêu dùng, thậm chí trở
thành ưu thế cho những thương hiệu mới tham gia thị trường.
Gần như các nhà hàng bia tươi hiện nay như Hoa Viên, Lion, Big
Man… đều có bia đen phục vụ theo hai trường phái: Đức và Tiệp
(tức Tiệp Khắc cũ). Khác biệt về tên gọi Tiệp hay Đức chủ yếu là do
dây chuyền sản xuất và nguyên liệu nhập từ nước đó.
2.1 Sự khác nhau giữa bia vàng và bia đen.
Bia vàng có tỷ lệ hoa bia (houblon) nhiều hơn, trong khi bia đen có thành phần lúa mạch
nhiều hơn và lại là loại lúa mạch được sấy khô cho có màu đen (còn gọi là carafamalt). Chính đặc
điểm này tạo sự khác biệt về tính chất sản phẩm: bia đen có chất đạm cao hơn, bia vàng nhiều
vitamin (B2, B6 và B9) hơn. Bia tươi uống ngon nhất ở nhiệt độ 12
0
C. Nếu để bia nguội đi quá
nhiệt độ này, bia đen uống vẫn còn vị ngọt, trong khi bia vàng lại đắng.
2. 2 Nguyên liệu sản xuất bia đen
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: malt đen, malt vàng, H
2
O, nấm men, hoa
houblon. Trong đó malt và hoa houblon là hai nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia, nó có chất

lượng cao của các hãng cung cấp hàng đầu thế giới. Việc sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ
tiên tiến và tuân thủ nghiêm ngặt theo đúng các quy trình công nghệ cũng như các tiêu chuẩn của
Việt Nam -Thế giới.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

2.2.1 Malt đen và malt vàng
Malt đen và malt vàng là những hạt đại mạch đã được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ
các điều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ, và mức độ thông gió).
Hình 2.2: Cây đại mạch
2.2.1.1 Đặc tính thực vật của đại mạch.
Đại mạch gieo trồng là loại thực vật một năm. Chúng được chia thành hai nhóm: đại mạch
mùa đông (gieo hạt mùa đông, thu hoạch mùa hè) và đại mạch mùa xuân (gieo mùa xuân, thu
hoạch mùa thu).Chu kì sinh trưởng của đại mạch thường là 100- 120 ngày. Kết thúc quá trình,
cây sẽ trổ hoa và kết hạt. Hoa đại mạch nằm ở phần trên cùng của cây, và kết thành bông. Mỗi
một bông bao gồm hai bộ phận: trục bông và gié. Khác với cây lúa nước ta, bông đại mạch chỉ có
gié cấp một mà không có gié cấp hai.
Gié của bông đại mạch thực chất là cuống hạt, được đính trực tiếp vào trục bông. Tại mỗi
mắt của trục bông có ba gié, trên mỗi gié có một hoa. Số hoa biến thành hạt chắc trên gié quyết
định hình dáng bông đại mạch. Thông thường thì đó là một hoặc ba. Nếu một hoa biến thành hạt
(còn hai hoa kia bị điếc thì bông đại mạch có hai hàng hạt. Nếu ba hoa đại mạch biến thành hạt
thì bông đại mạch có sáu hàng hạt, ta gọi là đại mạch sáu hàng.
 Đại mạch hai hàng (H.distichum):
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Đại mạch hai hàng được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia. Dấu hiệu đặc trưng
của chúng là hình dáng hạt rất cân đối.
Phụ thuộc vào tư thế và đặc điểm của bông, đại mạch hai hàng được chia thành ba nhóm
nhỏ: bông cúi, bông đứng và bông xòe. Đặc điểm nổi bật của bông cúi là trục bông rất dẻo, gié

của hạt dài, sau khi trổ hoa và làm đòng thì bông bắt đầu cúi xuống.
Đaị mạch bông đứng có đặc điểm là cây to và cứng, bông dày hạt. Vì hạt dài nên góc tạo
bởi trục bông và gié lớn hơn so với loại đại mạch bông cúi. Loại đại mạch này được trồng nhiều
ở một số nước Tây Âu.
Đại mạch bông xòe có gié rất ngắn, các hạt gần như được đính vuông góc với trục bông.
Loại đại mạch này được trồng nhiều ở Anh, Ailen và Bắc Mĩ.
 Đại mạch đa hàng (H-polystychum; H.vulggare):
Đại mạch đa hàng được dùng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc và gia cầm, tuy vậy một số
nước vẫn dùng đại mạch loại này làm bia.
Đại mạch đa hàng được chia làm hai nhóm: đại mạch sáu hàng (H.hexastichum) và đại
mạch bốn hàng (H.tetrastichum)
Đại mạch bốn hàng này dùng để sản xuất bia, một số chủng nổi tiếng của đại mạch này như:
N
0
1241, N
0
1337,…
2.2.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch.
Xét theo quan điểm thực vật thì đại mạch là một loại hạt giống bình thường, giống như hạt
của các loại quả. Hạt có hai phía, phía trong và phía ngoài. Phía trong hay còn gọi là phía bụng, là
phía quay về trục bông, còn phía ngoài hay còn gọi là phía lưng là phía bên kia của hạt. Ở chính
giữa phía trong dọc theo hạt có một rãnh nhỏ gọi là đường gờ của hạt, còn phía ngoài của hạt có
dáng cong hơn và không có đường gờ.
Hạt của đại mạch bao gồm ba bộ phận chính là vỏ, nội nhũ và phôi.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 11
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

 Vỏ
Hầu hết hạt của các loại đại mạch đều được bao bọc bên ngoài bằng một lớp vỏ trấu, hạt
của rất ít loại đại mạch không có lớp vỏ này, những loại đại mạch đó không được dùng trong sản

xuất bia.
Vỏ trấu được hình thành từ đài hoa, đài dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài và kết thúc
bằng sợi râu, còn phía đài hoa bên trên hình thành nên vỏ trấu phía trong. Đài hoa là công cụ để
bảo vệ các cơ quan bên trong của hạt trong quá trình hình thành và chuyển hóa của nó.
Ở đại mạch hai hàng, vỏ trấu của hạt khá mỏng và mềm mại và đại mạch đa hàng thì vỏ
trấu dày và thô hơn. Thành phần chủ yếu của vỏ đại mạch là xenluloza kết chặt lại nhờ chất
khoáng và ligin.
Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả, được cấu tạo từ ba lớp tế bào, cứ một lớp xếp ngang thì đến
một lớp xếp dọc, với cấu tạo như vậy nên lớp quả rất dai và bền vững. Trong lớp vỏ quả là lớp vỏ
hạt bao gồm hai lớp tế bào, tế bào của lớp ngoài có thành rất dày, lớp trong thì trong suốt.
Lớp vỏ hạt có vai trò như màng bán thấm chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời
giữ các chất hòa tan trong hạt không cho thấm ra ngoài. Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt chẽ
với nhau, mối liên kết đó chắc hơn rất nhiều so với sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu.
Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất trọng lượng của vỏ. Ở đại mạch hai hàng có chất lượng
cao, lượng vỏ trấu chiếm khoảng 7-8 % trọng lượng chất khô của hạt, còn ở đại mạch đa hàng
đến 11%.
Trọng lượng của vỏ chiếm từ 10.55-13% trọng lượng của hạt. Đối với đại mạch mùa xuân,
con số đó thấp hơn khoảng 0.55- 1%. Kích thước hạt càng bé, tỷ lệ hạt càng cao so với trọng
lượng của khối hạt.
 Nội nhũ
Nội nhũ là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt, ngoài cùng của nội nhũ, tiếp
giáp với lớp vỏ hạt là lớp alơron. Ở đại mạch hai hàng, lớp alơron bao gồm hai lớp tế bào hình
lăng kính, có thành dày, còn ở đại mạch đa hàng thì lớp tế bào nhiều hơn. Lớp alơron rất giàu
protein, chất béo, đường, xenlluloza, pentozan, vitamin và chất tro. Vì lớp alơron của đại mạch đa
hàng dày hơn so với alơron của đại mạch hai hàng nên hàm lượng protein của nó nhiều hơn.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Dưới lớp alơron mới đến phần nội nhũ thật của hạt, cấu tạo của lớp nội nhũ gồm các tế bào
lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, xenlluloza, chất béo, tro và đường.

 Phôi
Phôi là phần sống của hạt, trọng lượng của phôi chỉ chiếm từ 2.5- 5% so với trọng lượng
của hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đặc biệt không những đối với sự sống lưu truyền của
cây mà ngay cả trong công nghiệp sản xuất bia.
Quá trình chế biến hạt đại mạch trở thành hạt malt được đặt nền tảng trên sự nảy mầm của
hạt, tức là sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn này, quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự
hoạt hóa và tích lũy hoạt lực của hệ enzyme trong hạt. Nhờ quá trình này, một số chất dinh dưỡng
cao phân tử bị phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử. Một phần các chất thấp phân tử này được
chuyển về phôi để nuôi cây non, phần còn lại tồn tại trong hạt để sau này biến thành chất hòa tan
của dịch đường.
Phôi nằm ở phía dưới, gần đế của hạt, bao gồm lá, phôi, rễ và nằm giữa chúng là phôi thân.
Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù, ngù là một màng bán thấm, nó chỉ cho phép các chất
hòa tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phôi đi vào nội nhũ.
Vỏ hạt chiếm tỷ lệ khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ sản xuất
bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt: mặt bất lợi là trong vỏ có chứa chất màu, các chất đắng và các
chất chát. Nếu những chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm. Mặt lợi
của lớp vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc trong quá trình tách bã khỏi khối cháo. Nội nhũ
chiếm phần lớn trọng lượng của hạt, hầu hết chất dinh dưỡng của hạt đều tập trung tại đây, là
nguồn cung cấp chất hòa tan chủ yếu trong dịch đường.
Phôi chiếm tỷ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt, mặt khác trong quá trình chế
biến, các thành phần trong phôi hòa tan rất ít vào dịch đường. Như vậy đối với công nghệ sản
xuất bia, giá trị dinh dưỡng trong phôi hầu như không đáng kể mà nó có vai trò lớn là trạm hoạt
hóa và là nhà máy sản xuất enzyme, mà nếu thiếu nó thì cơ sở lý thuyết cho quá trình sản xuất
malt coi như sụp đổ.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

2.2.1.3 Thành phần hóa học của đại mạch
Bảng 2.1: Thành phần của đại mạch theo % trọng lượng chất khô
Thành phần Tỷ lệ (%)

Độ ẩm 12 -16
Tinh bột 54 – 65
Protein 9 – 14
Chất béo 2 – 3
Chất xơ thô 4 -5
Hemicellulose 8 -10
Tro 2 – 3
Các hợp chất khác
Đường, gum, pectin, enzyme,
vitamin, các hợp chất phenol

Thành phần hóa học của đại mạch rất phức tạp, nó phụ thuộc vào giống đại mạch, điều kiện
đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản. Các chỉ số và thành phần hóa học là
nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch có đủ chất lượng để sản xuất malt và bia hay không.
Đối với công nghệ sản xuất bia, các hợp phần sau đây có ý nghĩa quan trọng hơn cả.
 Nước
Thủy phần của đại mạch có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt, hàm
ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt, hai quá trình này là nhân tố quan
trọng nhất làm hao tổn chất khô. Thủy phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi
sinh vật phát triển. Đặc biệt nguy hiểm là những vi sinh vật hoại sinh, gây thối rữa cho hạt. Đại
mạch có thủy phần cao sẽ làm tăng chi phí vận tải một cách vô ích, người ta đã xác định được
rằng, hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất chất chiết giảm 0.76%. Hàm ẩm tối đa cho phép
khi đưa đại mạch vào bảo quản là 13%.
 Gluxit
Theo một trong các cách phân loại thì gluxit được chia thành bốn nhóm: monosaccharide,
disaccharide, trisaccharide, và polysaccharide.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Monosaccharide trong đại mạch bao gồm: glucoza, fructoza với công thức tổng quát

C
6
H
12
O
6
và xiloza với công thức C
6
H
10
O
5
. Trong thành phần của disaccharide thì chủ yếu là
saccharoza và maltoza, với công thức tổng quát là C
12
H
22
O
11
; còn thành phần chính của
trisaccharide là đường rafinoza.
Polysaccharide là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của đại mạch, chúng
bao gồm tinh bột, xenlluloza, hemixenlluloza, pentozan, amilaza và các hợp chất dạng keo, ba
cấu tử đầu tiên có ý nghĩa quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia.
o Tinh bột
Tinh bột là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng cũng như ý nghĩa đối với công nghệ
sản xuất bia, hơn một nửa khối lượng của chất khô của đại mạch là tinh bột, trong một số trường
hợp, nếu đại mạch là chủng giống có chất lượng cao thì con số này có thể lên tới 70%. Đối với
công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có hai chức năng: chức năng thứ nhất là nguồn dự trữ
cho phôi và chức năng thứ hai là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước lúc lên men.

Tinh bột được phân bố chủ yếu ở phần nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới
dạng khối lập thể, có kích thước khá bé, ta quen gọi là “hạt tinh bột”. Hạt tinh bột của đại mạch
có hai kích cỡ: hạt to và hạt bé, còn loại hạt trung bình thì rất ít khi gặp trong tự nhiên. Đối với
loại hạt kích thước to, chúng thường có dạng hình cầu hay hình que, kích thước khoảng 2- 10µm.
Tinh bột của đại mạch có chỉ số lý học như sau: tỷ trọng 1.5 – 1.6, nhiệt lượng riêng 0.27
Kcal/kg
0
C, dễ dàng kết lắng trong nước, quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang bên phải
với giới hạn góc quay là 201,5 – 204,3
0
.
Tinh bột không tan được trong nước lạnh và các dung môi hữu cơ trung tính, khi tiếp xúc
với nước thì tinh bột sẽ hút nước và trương nở. Ở nhiệt độ cao, nếu lượng nước tương ứng với
lượng tinh bột thì thể tích của tinh bột có thể tăng lên rất nhiều lần (60-100 lần) so với bình
thường và độ nhớt của nó cũng tăng lên rất mạnh. Nhiệt độ mà tại đó, hệ số trương nở và độ nhớt
của tinh bột đạt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa, với các loại tinh bột khác nhau, nhiệt độ hồ hóa là
khác nhau: ngô và đại mạch là 80
0
C, gạo là 75
0
C, khoai tây 60
0
C,…
Tính chất hồ hóa của tinh bột có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ sản xuất bia, tinh bột đã
được hồ hóa sẽ đường hóa nhanh hơn và triệt để hơn.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Tinh bột bao gồm hai polysaccharide tạo thành, amyloza và amylopectin, khối lượng của
amyloza chiếm khoảng 17 – 24%, còn amylopectin chiếm khoảng 76 – 83%, hai cấu tử này khác

nhau về cấu tạo phân tử, tính chất lý học và tính chất hóa học. Chuỗi phân tử của amyloza bao
gồm 60 – 600 gốc đường glucoza, liên kết với nhau qua cầu oxy α-1,4 và tạo thành mạch thẳng,
phía đầu mạch gọi là cực kín, còn cực kia là cực andehyt. Mạch amyloza được cuốn theo vòng và
có cấu trúc không gian như một chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch iot thì chúng bị hấp phụ
vào khoảng không của chiếc “lò xo” này và tạo thành phức chất màu xanh. Khi cấu trúc lò xo bị
phá vỡ thì tính chất này cũng không còn.
Amyloza có dạng tinh thể. Phân tử lượng của chúng khoảng 10.000 – 100.000 đơn vị, dễ
hòa tan trong nước nóng để tạo thành dung dịch không bền vững với độ nhớt khá thấp.
Dưới sự xúc tác của enzyme amylase, mạch amyloza sẽ bị phân cách thành các đường đơn
giản là maltoza và glucoza.
Phân tử của amylopectin được tạo thành từ 2000 gốc đường glucoza, xếp thành một trục
chính, trên đó có nhiều mạch nhánh. Tại những điểm phân nhánh, các gốc glucoza liên kết với
nhau qua cầu nối oxy α– 1.6; còn lại tất cả các điểm khác, mối liên kết là α – 1.4 glucozid.
Amylopectin là chất vô định hình, với khối lượng phân tử dao động từ 400.000 – 1.000.000
đơn vị nó không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành hồ, với dung dịch iot amylopectin chuyển
thành màu tím.
Trong môi trường giàu nước, tinh bột bị thủy phân bởi hệ enzyme amylaza để tạo thành
dextrin, đường kép maltoza, một lượng ít glucoza và một số olygosacchaide như maltotrioza,
maltotetraoza, maltopentaoza,maltohecxaoza và maltoheptaoza. Các oligosaccharide này cùng
với một số dextrin thấp phân tử (dextrin bậc thấp) hòa tan bền vững vào nước để tạo thành chất
hòa tan của dịch đường trước lúc lên men.
Tỷ lệ về khối lượng giữa các loại hydratcacbon trong thành phần chất hòa tan của dịch
đường có ảnh hưởng rất lớn đến tiến trình lên men và chất lượng của bia.
Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò hết sức to lớn trong quá trình sản
xuất malt và bia, vì đây là phản ứng có tính chất nền tảng đế xây dựng lên cơ sở lý thuyết của quá
trình ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hóa nguyên liệu.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

o Xelluloza

Xelluloza của hạt đại mạch được phân bố chủ yếu ở lớp vỏ trấu và chiếm khoảng 20% chất
khô của vỏ.
Phân tử của xenlluloza chiếm khoảng 2000 – 10.000 gốc đường glucoza, xắp xếp thành
mạch dài, xoắn lại thành từng chùm, do cấu trúc đặc biệt như vậy nên xelluloza rất dai nên rất
khó bị phân hủy trong môi trường bình thường.
Xenlluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và cấu trúc trong
suốt tiến trình công nghệ sản xuất bia.
Xenlluloza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là
vật liệu tạo màng lọc lý tưởng.
o Hemixelluloza
Là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào, hemixelluloza là một phức hệ bao gồm
pentozan (polyme của n gốc đường 5 cacbon sau khi mất n/2 gốc phân tử nước, liên kết với
nhau), hexozan và axit uronic.
Dưới tác dụng của enzyme sitaza, hemixelluloza bị thủy phân thành hexoza (galactoza và
mantoza) và pentoza (arabinoza và xiloza). Tất cả những đường đơn này đều hòa tan bền vững
vào trong dịch đường và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho
nấm men.
Quá trình phá vỡ thành tế bào bởi enzyme sitaza gọi là quá trình sitolaza, quá trình này
đóng vai trò quan trọng trong quá trình ươm mầm vì đây là bước đột phá để các enzyme khác
xâm nhập vào bên trong tế bào.
o Các hợp chất pectin và các chất dạng keo
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Nói là dạng keo vì chúng hòa vào nước nóng thì tạo thành dung dịch có độ nhớt cao vì
chúng có bản chất là hydrocacbon cho nên khi bị thủy phân sẽ cho ta sản phẩm là các đường đơn
glactoza và xiloza.
Các hợp chất pectin phân bố ở thành tế bào để tạo ra màng trung gian, trong các hợp chất
pectin, chiếm nhiều nhất về khối lượng phải kể đến là protopectin.
Sự tồn tại của các hợp chất pectin và các chất dạng keo trong dịch đường mang tính chất hai

mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch có độ nhớt cao, khó lọc và mặt tích cực là làm cho bia có vị
đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt của sản phẩm.
o Saccharide thấp phân tử
Saccharide thấp phân tử hay saccharide đơn giản trong đại mạch chủ yếu là một số đường
đơn và đường kép, cấu tử chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccharoza, đạt tới 1.8% chất khô
của hạt. Loại đường này được phân bố rất nhiều ở phôi, chiếm đến 5.5% trọng lượng của bộ phận
này.
Trọng lượng của glucoza và fructoza trong hạt đại mạch là không đáng kể, tổng lượng
đường ngược khoảng 0.3 – 0.4 %, trong đó thì lượng glucoza có cao hơn một chút so với
fructoza.
Các loại đường đơn giản trong hạt đại mạch tuy lượng không nhiều nhưng chúng đóng vai
trò rất quan trọng với sự phát triển của phôi, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của quá trình ươm
mầm.
 Các hợp chất chứa nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch khoảng 9 – 11% so với trọng lượng chất
khô của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ thấp nhưng vai trò của chúng với công nghệ sản xuất bia thì lại rất
quan trọng vì ở chừng mực nào đó, chúng quyết định chất lượng ở sản phẩm cuối cùng. Phần lớn
các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử, chúng được gọi là protit, còn một phần rất nhỏ
tồn tại ở dạng thấp phân tử, dễ hòa tan, có các tính chất khác với nhóm cao phân tử. Tuy có cùng
vật liệu kiến tạo nhưng các hợp chất thấp phân tử không mang đặc thù của protit cho nên chúng
được gộp vào cùng một nhóm, gọi là “các hợp chất chứa nitơ phi protit”.
o Protit
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Là chỉ số quan trọng thứ hai (sau tinh bột) để đánh giá lô hạt đó có đủ tiêu chuẩn để sản
xuất bia hay không, nếu hàm lượng cao quá, bia dễ bị đục rất khó bảo quản. Ngược lại, nếu quá
thấp, quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo nhiều chỉ số
non kém khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho mục đích sản xuất bia là 8-10%.
Khu vực phân bố protit trong hạt là lớp alơron và phôi, một phần rất nhỏ lớp tế bào ở quanh

nội nhũ.
Sự thủy phân protit là một trong những quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất
malt và bia. Các pha sản phẩm của quá trình này đều đóng vai trò nhất định trong tiến trình công
nghệ. Đặc biệt quan trọng là sản phẩm tạo thành do quá trình tương tác giữa các sản phẩm thủy
phân của các hợp phần trong nội nhũ. Sản phẩm quan trọng nhất đó là melanoid – một hỗn hợp
màu vàng óng, có vị ngọt và thơm dịu, là nhân tố quyết định hương vị của bia đen.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộc trước hết
vào mức độ thủy phân của protit. Không những thế, các thông số này còn phụ thuộc vào tỷ lệ
giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá tình thủy phân.
Theo cách phân bố cổ điển, protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm, prototit đơn
giản hay còn gọi là protein và protit phức tạp gọi là proteid.
Trong nhóm protein, các đại diện tiêu biểu là levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong
suốt quá trình sản xuất malt và bia thì levkozin, edestin và một phần nhỏ hodein hòa tan vào dịch
đường và tồn tại trong bia, còn những cấu tử khác thì bị kết lắng và bị thải ra ngoài theo bã malt
và cặn lắng.
Protit là hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử khác có
bản chất phi protein. Đại diện tiêu biểu của nhóm này là nucleoproteid, lipoproteid, glucoproteid
và phosphoproteid.
Đặc điểm chung của protit là kém hòa tan hoặc hòa tan không bền vững. Trong công nghệ
sản xuất bia, protit gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm. Loại bỏ tối đa
cấu tử này ra khỏi dịch đường là công việc cần thiết nhưng cũng rất khó khăn của các nhà công
nghệ.
o Các hợp chất chứa nitơ phi protit.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Các đại diện tiêu biểu của hợp chất này là : albumoza, pepton, peptit, polypeptit, và axit
amin.
Albumoza và pepton có vai trò rất lớn trong việc tạo và giữ bọt, đồng thời làm tăng thêm vị
đậm đà của bia. Mặt trái của hai hợp chất này là ở hàm lượng cao, chúng sẽ làm giảm độ bền keo

của bia vì chính chúng là tác nhân gây đục.
Peptid là hỗn hợp nhiều chất mà phân tử của chúng cũng được tạo thành từ các gốc axit
amin nhưng số lượng ít hơn rất nhiều so với albumoza và pepton, căn cứ vào số gốc axit amin
hợp thành, chúng được chia ra : dipeptid, tripeptid, polypeptid, chúng dễ dàng hòa tan vào dịch
đường để tạo thành dung dịch bền vững và tồn tại trong bia như là một trong những thành phần
dinh dưỡng.
Axit amin tự do tồn tại trong đại mạch với một lượng không nhiều: chỉ chiếm khoảng 0.1%
so với lượng chất khô của hạt. Tuy chiếm một tỷ lệ rất nhỏ nhưng vai trò của axit amin trong
công nghệ sản xuất bia là vô cùng to lớn, là nguồn cung cấp nitơ cho nấm men, là tác nhân chính
tạo melanoid, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan trọng.
 Các hợp chất không chứa nitơ.
Trong nhóm này bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ không chứa nitơ và khi được chiết
ly bằng nước thì chúng hòa tan thành dung dịch, các đại diện tiêu biểu trong nhóm này là :
polyphenol, chất đắng, fitin, axit hữu cơ, vitamin và các chất khoáng.
o Polypenol và các chất đắng.
Polyphenol trong hạt đại mạch tập trung chủ yếu ở lớp vỏ. Phần lớn những hợp chất hòa tan
được tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất của catechin, tức là chúng thuộc nhóm flavonoid.
Những hợp chất thuộc nhóm này có một tính chất rất có lợi trong công nghệ sản xuất bia là dễ
dàng kết hợp với protit cao phân tử để tạo thành phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo của
sản phẩm. Mặt khác sự hòa tan của polyphenol vào dịch đường lại là nhân tố làm xấu hương vị
của bia.
Chất chát và chất đắng trong đại mạch thuộc nhóm lipoid, là nguyên nhân gây ra vị đắng
khó chịu cho bia.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Hầu hết chất đắng, chất chát, polyphenol và các chất màu của hạt được phân bố chủ yếu ở
lớp vỏ. Để loại trừ chúng, biện pháp dễ dàng nhất là ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ.
o Fitin
Fitin là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozitphosphoric C

6
H
6
O
6
(H
2
PO
3
)
6
.
chúng tập trung chủ yếu ở vỏ và chiếm đến 0.9% chất khô (của vỏ), khi bị thủy phân sẽ tạo thành
inozit C
6
H
6
(OH)
6
và axit phosphoric. Hợp chất cuối cùng này là nguồn cung cấp phospho cho
nấm men, đồng thời làm tăng độ chua tác dụng của dịch cháo ở giai đoạn đường hóa, một biện
pháp rất hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thủy phân.
o Vitamin
Đại mạch chứa các loại vitamin như B1, B2, B6, C, PP; tiền vitamin A, E, axit pantotenic,
biotin, axit pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác, tuy hàm lượng rất ít nhưng quan trọng
trong công nghệ sản xuất malt vì chúng là nhân tố điều hòa sinh trưởng của mầm.
o Chất khoáng
Đem phân tích thành phần tro của đại mạch, thu nhận được kết quả như sau : (tính theo %
trọng lượng tro) : P
2

O
5
: 35 ; SiO
2
: 26 ; K
2
O :21 ; MgO :9; CaO :2.8 ; NaO :2.4 ; SO
3
2-
: 1.9 ;
FeO
3
: 1.5 ; Cl
-
: 1.
Các chất khoáng của đại mạch đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt và bia,
đặc biệt có ý nghĩa là nguyên tố phospho, vì nó đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành hệ
thống đệm của dịch đường.
 Chất béo và lipoid.
Hàm lượng chất béo và lipoid trong hạt đại mạch dao động trong khoảng 2.5 – 3% trọng
lượng khô của hạt. Chúng là những dầu béo màu vàng – cà phê nhạt, có mùi thơm rất nhẹ, dễ
chịu. Chỉ số axit khoảng 16, chỉ số xà phòng là 181 còn chỉ số iod là 125.
Thành phần chủ yếu của các loại dầu béo trong hạt đại mạch là este của glyxerin với các
axit béo bậc cao.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 21
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

Ở giai đoạn ươm mầm, một phần chất béo và lipoid bị thủy phân bởi enzym lipaza. Một số
sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số còn lại hoặc tồn tại trong dịch
đường, hoặc bị thải ra ngoài theo bã malt.

Chất béo và lipoid tồn tại trong bia sẽ làm giảm độ bền keo của sản phẩm.
 Pherment (enzym)
Enzyme là những hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân tử rất
phức tạp và giữ một vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia.
Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực của nhóm enzym rất cao. Đến giai đoạn hạt chín, hoạt
lực của chúng giảm một cách đáng kể, và lúc đến sấy tới 13% thì hầu hết enzym trong hạt ở trạng
thái liên kết. Đến giai đoạn ngâm, hạt hút nước bổ sung đến 43 – 44% thì hệ enzym được giải
phóng ra khỏi hệ thống liên kết, chuyển thành dạng tự do. Đến giai đoạn ươm mầm thì hoạt lực
của enzym đạt đến mức tối đa, nhờ đó mà đến lúc đường hóa chúng có khả năng thủy phân gần
như hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ của hạt, các sản phẩm thủy phân được hòa
tan và trở thành chất chiết trong dịch đường.
Trong hạt đại mạch chứa một lượng enzym rất phong phú, chúng được sắp xếp vào các
nhóm khác nhau. Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được phân loại theo hai nhóm
chính : hydrolaza và decmolaza.
o Hydrolaza (nhóm enzym thủy phân)
Phụ thuộc vào cơ chất bị thủy phân, các enzyme xúc tác được chia thành các phân nhóm:
cacbohydraza, proteaza và esteraza.
- Cabohydraza
Nhóm enzyme này thủy phân gluxit cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử hơn.
Trong nhóm này có hai nhóm nhỏ: polyaza và hexozidaza. Hexozidaza là những enzyme tham
gia xúc tác thủy phân disaccharide, trisacharide, và một số glucozit khác, còn polyaza là những
enzyme thủy phân gluxit cao phân tử, chúng bao gồm: diastaza (amylaza) và sittaza.

SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

+ Diastaza
Diastaza phân cắt tinh bột thành các dạng đường và dextrin. Đây là nhóm enzyme quan
trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. Diastaza bao gồm 2 enzym α-amylaza và β-amylaza.
Enzyme α-amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin, nhờ quá trình phân cắt này

mà độ nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống. Trong kỹ thuật sản xuất bia, quá trình này
được gọi là quá trình dịch hóa. Trong đại mạch khô, không chứa α-amylaza hoạt tính. Chúng chỉ
hoạt hóa ở giai đoạn ươm mầm. Là enzyme chịu nhiệt nhưng enzym α-amylaza lại kém chịu
chua. Nhiệt độ tối ưu của nó là 70
0
C còn pH là 5,7.
Enzyme β–amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và hai đầu mạch
chính của amylopectin. Sản phẩm của quá trình phân cắt này là đường maltose và dextrin.
Nhiệt độ thích hợp cho enzyme này là 63
0
C còn pH là 4,7.
+ Sitaza
Sitaza bao gồm hai enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzym đầu thủy phân hemixellulose
thành các sản phẩm trung gian, còn enzym sau thủy phân các sản phẩm trung gian thành sản
phẩm cuối cùng là pentoza và hextoza. Nhờ quá trình phân cách này, thành tế bào mới bị phá
hủy, tạo điều kiện cho các enzym khác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực. Cũng do thành tế bào
bị phá vỡ mà đến lúc sấy thì hạt trở nên xốp. Trong kỹ thuật sản xuất malt, hiện tượng này ảnh
hưởng trực tiếp đến mức độ nhuyễn của sản phẩm.
+ Hexozidaza
Hexozidaza là nhóm enzyme tham gia cắt các loại đường kép và các đường bộ ba thành các
đường đơn. Có ý nghĩa hơn cả trong quá trình sản xuất bia là các enzym maltaza (α-glucozidaza)
và sacharaza (β- fructozidaza).
- Proteaza
Các enzyme ở nhóm này thủy phân protein thành các sản phẩm trung gian và sau đó một
trong số các hợp chất này liên kết bị phân cắt tới sản phẩm cuối cùng là axit amin và amoniac
(NH
3
).
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

+ Proteinaza
Nhóm enzym này thủy phân protein thành albumoza và pepton. Sau đó chúng tiếp tục phân
cắt thành peptid và polypeptid.
Proteinaza được phân bố chủ yếu ở lớp alơron và phôi. Trong đại mạch chín chúng nằm ở
trạng thái liên kết. Ở giai đoạn ngâm hạt và ươm mầm, hoạt lực của chúng tăng 3-5 lần.
Độ chua thích hợp cho nhóm enzym này hoạt động này là ở pH = 4,6 – 5,0, ở nhiệt độ là
50
0
C. Trong điều kiện sản xuất, trọng lượng albumoza và pepton được tạo ra nhiều nhất ở
58
0
C.
+ Peptidaza
Peptidaza bao gồm hai enzym: dipeptidaza và polypeptidaza. Chúng tác động lên phân tử của
các dipeptid và polypeptid để phân cách chúng thành các axit amin.
Hoạt lực của nhóm enzym này trong đại mạch khô là không đáng kể. Đến giai đoạn ngâm và
ươm mầm, chúng tăng lên 2-3 lần.
Peptidaza hoạt động mạnh nhất ở pH là 7, và nhiệt độ 50-52
0
C. Nếu hạ pH xuống dưới 5,
nhóm enzym này trở nên vô hoạt.
+ Amidaza
Chức năng chính của amidaza là cắt nhóm amin khỏi axit amin để tạo thành axit hữu cơ và
giải phóng NH
3
. Chúng có thể phá vỡ mối liên kết peptid (-CO - NH-) của các amid để phá
hủy chúng.
- Esteraza
Nhóm enzyme này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau hoặc giữa

các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Nhóm này được chia thành hai nhóm nhỏ: lipaza và
phosphataza.
+ Lipaza
Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các axit béo bậc cao. Enzym này
được phân bố chủ yếu ở lớp alơron và phôi. Trong quá trình ươm mầm, hoạt lực của chúng
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. NGUYỄN KÍNH

tăng rất nhanh nhưng đến giai đoạn sấy malt thì chúng bị phá hủy. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt
động của lipaza là 35
0
C, còn pH là 5.
+ Amilophosphataza
Enzym này tham gia hỗ trợ quá trình thủy phân tinh bột. Chúng cắt mối liên kết este của axit
phosphoric trong phân tử amilopectin. Nhờ có quá trình này mà tinh bột được hồ hóa một
cách dễ dàng hơn. Nhiệt độ tối ưu cho enzym này là 70
0
C, còn pH là 5,6.
+ Fitaza
Enzym này phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức là chúng tham gia
thủy phân fitin. Quá trình này đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, vì
H
3
PO
4
được giải phóng sẽ làm tăng pH của dung dịch và tăng cường lực đệm của dịch đường.
o Decmolaza (Enzym oxy hóa khử).
Nhóm enzym decmolaza xúc tác phản ứng oxy hóa – khử của quá trình hô hấp và phân giải
yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào
quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzym này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt

hóa và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm.
Một số enzym trong nhóm decmolaza còn tham gia phản ứng oxy hóa – khử các hợp chất
polyphenol, protein và các hợp chất khác. Và bằng cách đó chúng đã gây ảnh hưởng gián tiếp
đến các chỉ số chất lượng của dịch đường và bia thành phẩm. Đại diện tiêu biểu cho nhóm
enzym này là dehydraza, oxydaza.
2.2.1.4 Phương pháp sản xuất malt:
Trong quá trình sản xuất bia, ta sử dụng malt. Malt là đại mạch đã ươm mầm. Việc sản xuất
malt giúp nguyên liệu có nhiều enzym hơn, một phần cơ chất đã được thủy phân và xuất hiện
thêm một số cơ chất mới.
SVTH: BÙI CÔNG HOAN Trang 25