nghiên cứu sản xuất bia từ thế liệu gạo nếp than

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BIA TỪ THẾ LIỆU GẠO NẾP
THAN




Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Giảng viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Thị Thu Huyền
Sinh viên thực hiện : Võ Mạnh Tùng
MSSV: 0951100117 Lớp: 09DTP1
TP. Hồ Chí Minh, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG
NGHỆ TP. HCM
i

Khoa: ………………………
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sỉ số trong nhóm……):
(1) MSSV: ………………… Lớp:
(2) MSSV: ………………… Lớp:
(3) MSSV: ………………… Lớp:
Ngành :

Chuyên ngành :
2. Tên đề tài :


3. Các dữ liệu ban đầu :



4. Các yêu cầu chủ yếu :




5. Kết quả tối thiểu phải có:
1)
2)
3)
4)
Ngày giao đề tài: ……./…… /……… Ngày nộp báo cáo: ……./…… /………



Chủ nhiệm ngành
(Ký và ghi rõ họ tên)
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….
Giảng viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn phụ
(Ký và ghi rõ họ tên)




LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả này, em xin chân thành gửi lời cám ơn đến :
- Gia đình đã tạo điều kiện và là nền tảng vững chắc cho em có thể yên tâm thực hiện đề tài
này.
- Cô ThS. Nguyễn Thị Thu Huyền, đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu,
giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài.
- Quý thầy cô trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ, các anh chị công tác tại Phòng Thí
Nghiệm – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã hỗ trợ cho em trong thời gian qua.
- Những người bạn đã giúp đỡ, bổ sung thêm kiến thức, tài liệu và các phương tiện để em
có thể hoàn thành thật suôn sẻ.
Em xin cám ơn mọi người rất nhiều.





TÓM TẮT
Nếp than chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như nhiều loại amino acid, khoáng và đặc biệt
là chất chống oxy hóa anthocyanin. Gu Defa (2006) cho thấy có mặt các chất dinh dưỡng đặc biệt
trong gạo nếp than như chất xơ, protein, các acid amin thiết yếu, vitamin B, khoáng chất…, nổi
bật so với các loại gạo khác và hoàn toàn có lợi cho sức khỏe con người. Đặc biệt là hàm lượng

anthocyanin rất cao cùng với khả năng chống oxy hóa vượt trội của anthocyanin trong nguyên
liệu nếp than giúp ngăn chặn tác động nguy hại của các gốc tự do (Kanitha Tananuwong, 2010).
Ngoài ra nếp than còn chứa nhiều cấu tử tạo hương thơm đặc trưng, hấp dẫn so với các loại gạo
khác (C.Bounphanousay, 2008). Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng nếp than làm
đối tượng nghiên cứu thay thế một phần cho malt đại mạch trong công nghệ sản xuất bia nhằm
tạo ra một loại thức uống có các thành phần có hoạt tính sinh học, có thể giúp cải thiện sức khoẻ
và nâng cao chất lượng sống của con người.
Trong quá trình nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bia từ thế liệu gạo nếp than,
chúng tôi khảo sát các thông số công nghệ gồm tỷ lệ gạo nếp than:nước, tỷ lệ malt lót bổ sung ở
nồi thế liệu gạo nếp than, các thông số trên giản đồ nấu malt và thế liệu, tỷ lệ sử dụng thế liệu
gạo nếp than:malt đại mạch nhằm tạo ra sản phẩm bia có chất lượng tốt và giữ lại lượng
anthocyanin cao nhất có thể. Kết quả cho thấy tỷ lệ gạo nếp than:nước là 1:5 cho hiệu suất trích
ly cao nhất là 80,07% với hàm lượng anthocyanin cao nhất là 23,82 mg/100ml. Thời gian giữ
nhiệt ở 72
0
C ở nồi thế liệu gạo nếp than là là 25 phút cho hàm lượng đường tổng là 11,41% và
hàm lượng anthocyanin cao nhất là 24,51 mg/100ml. Tỷ lệ malt lót bổ sung là 7% cho hàm
lượng đường tổng cao nhất là 11,68% với hiệu suất trích ly 80,14%. Thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C
sau khi hội cháo là 25 phút cho hàm lượng đường khử cao nhất là 8,61% với hàm lượng
anthocyanin cao nhất là 4,51 mg/100ml. Thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo là 25 phút
cho hàm lượng đường tổng là 11,55% và hàm lượng anthocyanin là 3,71 mg/100ml. Tỷ lệ sử
dụng thế liệu gạo nếp than:malt đại mạch là 1:4 cho bia thành phẩm có kết quả cảm quan tốt
nhất với hàm lượng anthocyanin là 4,52 mg/100ml. Bia thành phẩm có màu vàng nâu, mùi đặc
trưng của bia, thoảng mùi nếp, bọt trắng dày với độ cồn 5,2%, pH = 4,4; độ Brix 4,1.
iii

MỤC LỤC
Đề mục Trang

Trang bìa i
Phiếu giao khóa luận/ đồ án tốt nghiệp
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii


DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về nguyên liệu 2
1.1.1. Tổng quan về gạo nếp than 2
1.1.2. Tổng quan về malt đại mạch 10
1.1.3. Hoa Houblon 13
1.1.4. Nấm men 15
1.1.5. Nước 18
1.2. Tổng quan về bia 20
1.2.1. Giới thiệu 20
1.2.2. Đặc điểm dinh dưỡng 20
1.2.3. Các công đoạn quan trọng trong sản xuất bia 21
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. Đối tượng 31
2.2. Dụng cụ và thiết bị 32
2.2.1. Dụng cụ 32
2.2.2. Thiết bị 32

2.3. Phương pháp nghiên cứu 32
2.3.1. Quy trình công nghệ sản xuất bia nếp than dự kiến 32
2.3.2. sơ đồ nghiên cứu 38
2.3.3. Đánh giá chỉ tiêu sản phẩm 53
2.3.4. Một số phương pháp phân tích trong nghiên cứu 53
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56
3.1. Kết quả khảo sát nguyên liệu 56
3.1.1. Kết quả khảo sát malt đại mạch 56
3.1.2. Kết quả khảo sát gạo nếp than 57
3.2. Kết quả khảo sát tỷ lệ nếp than/ nước 58
3.3. Kết quả khảo sát chế độ nấu ở nồi thế liệu 61
3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ malt lót 64
3.5. Kết quả khảo sát thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C sau khi hội cháo 66
3.6. Kết quả khảo sát thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo 69
3.7. Kết quả khảo sát tỷ lệ nếp than:malt đại mạch 72
3.8. Kết quả theo dõi thời gian lên men 76
3.9. Kết quả đánh giá chỉ tiêu sản phẩm 80
3.9.1. Kết quả đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 80
3.9.2. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu hoá lý 81
3.10. Tính toán giá thành sản phẩm 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
PHỤ LỤC A – kẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU ANOVA BẰNG STATGRAPHICS 85

P.l.A1 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 1 85
P.l. A2 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 2 87
P.l.A3 - Kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 3 89
P.l. A4 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 4 91
P.l.A5 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 5 93
P.l.A6 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 6 95
PHỤ LỤC B 98
P.l.B1 - xác định ẩm bằng phương pháp sấy khô (TCVN 5613-91) 98
P.l.B2 - Xác định hàm lượng N tổng số bằng phương pháp Kjeldahl 99
P.l.B3 - Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet 102



c : trọng lượng mẫu lấy để phân tích lipid (g). 102
P.l.B4 - Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp quang phổ so màu với thuốc
thử DNS 103
f : hệ số pha loãng mẫu từ bình định mức 105
P.l.B5 - xác định hàm lượng đường tổng bằng phương pháp phenol 106
Trị số mật độ quang (OD) của những ống đối chứng sau khi trừ đi trị số của ống thử sẽ
xác định được một đường cong mẫu.Với dung dịch cần xác định nồng độ, ta cũng trừ đi
ống thử rồi chiếu lên đường cong mẫu để suy ra nồng độ đường trong ống, từ đó tính %
lượng đường trong mẫu. 107
P.L.B6 - định lượng protein hoà tan theo phương pháp Lowry 108
P.L.B7 - Xác định hàm lượng glucid 111
P.L.B8 - Xác định hàm lượng maltose bằng thuốc thử DNS 113
P.L.B9 - xác định hoạt lực amylase (năng lực đường hoá) 115
P.L.B10 - xác định độ hoà tan – thời gian đường hoá theo Lê Thanh Mai và cộng sự [3]
118
P.L.B11 - Đánh giá cảm quan: cho điểm thị hiếu 121
P.L. B12 - Phép thử cảm quan theo TCVN 3215 123

DANH MỤC HÌNH


Hình 1.1: Cánh đồng lúa nếp than Error! Bookmark not defined.
Hình 1.2: Công thức cấu tạo của anthocyanin Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3. các loại malt đại mạch Error! Bookmark not defined.
Hình 1.4: Hoa houblon Error! Bookmark not defined.
Hình 1.5. Tế bào nấm men Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1: Gạo nếp than Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2: Malt đại mạch Error! Bookmark not defined.
Hình 2.3: Cao hoa và viên hoa Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4. Quy trình công nghệ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.5. Sơ đồ đường hoá nguyên liệu Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6. Sơ đồ nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.8. Sơ đồ nấu ở nồi thế liệu Error! Bookmark not defined.
Hình 2.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 Error! Bookmark not defined.
Hình 2.14: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7 Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của hiệu suất trích ly theo tỷ lệ nếp than:nước

Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo tỷ lệ nếp than:nước Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3. sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.4. sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.5. sự thay đổi hiệu suất trích ly theo tỷ lệ malt lótError! Bookmark not defined.
Hình 3.6. sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo tỷ lệ malt lót Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.7. sự thay đổi hàm lượng đường khử theo thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.8. Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C Error!
Bookmark not defined.



Hình 3.9. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.10. sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 75

0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.11. sự thay đổi hàm lượng cồn theo tỷ lệ nếp than:malt đại mạch Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.12. sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo tỷ lệ nếp than/malt đại mạchError!
Bookmark not defined.
Hình 3.13. Sự thay đổi điểm cảm quan bia thành phẩm theo tỷ lệ nếp than:malt đại
mạch Error! Bookmark not defined.
Hình 3.14. Biến đổi hàm lượng cồn theo thời gian lên men Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.15. sự thay đổi độ Brix theo thời gian lên men . Error! Bookmark not defined.
Hình 3.17. Sản phẩm bia từ thế liệu nếp than Error! Bookmark not defined.






DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng chứa trong 100gram gạo nếp trắng, nếp than và gạo
huyết rồng 3
Bảng 1.2: Thành phần các acid amin trong 100gram gạo nếp than 4
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt đại mạch 11
Bảng 1.4. Thành phần của hoa houblon 14
Bảng 2.1. Phân tích chỉ tiêu nguyên liệu malt đại mạch. 40
Bảng 2.2. Phân tích chỉ tiêu nguyên liệu gạo nếp than. 41
Bảng 3.1: kết quả khảo sát nguyên liệu malt đại mạch 56

Bảng 3.2: kết quả khảo sát nguyên liệu gạo nếp than 57
Bảng 3.3: kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than/nước đến hiệu suất trích ly. 59
Bảng 3.4: kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than/nước đến hàm lượng anthocyanin. 60
Bảng 3.5: kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C đến hàm lượng đường tổng61
Bảng 3.6: kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C đến hàm lượng anthocyanin
63
Bảng 3.7. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ malt lót đến hiệu suất trích ly 64
Bảng 3.8. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ malt lót đến hàm lượng đường tổng 65
Bảng 3.9. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng đường khử 67
Bảng 3.10. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng anthocyanin. 68
Bảng 3.11. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng đường tổng 70
Bảng 3.12. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng anthocyanin 71
Bảng 3.13. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than:malt đại mạch đến hàm lượng cồn trong
bia 73

Bảng 3.14. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than:malt đại mạch đến hàm lượng
anthocyanin 74
Bảng 3.15. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than:malt đại mạch đến điểm cảm quan trong
phép thử cho điểm thị hiếu 75
Bảng 3.16. Sự thay đổi hàm lượng cồn theo thời gian lên men 76
Bảng 3.17. Sự thay đổi độ Brix theo thời gian lên men 77
Bảng 3.18. sự thay đổi pH theo thời gian lên men 78
Bảng 3.19. đánh giá cảm quan sản phẩm 80



Bảng 3.20. kết quả đánh giá chỉ tiêu sản phẩm 81
Bảng 3.21. tính toán giá thành của 1 lít bia thành phẩm 81


Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 1
SVTH: Võ Mạnh Tùng
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ công nghiệp hoá và hiện đại hoá của đất nước, ngành công nghệ
thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế. đóng vai trò chủ lực trong đó có
lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ cồn
thấp, mùi vị thơm, ngon, bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho
sức khoẻ, ăn ngon, dễ tiêu hoá mà còn giảm được sự mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc. Khi
đời sống kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm chí
trở thành loại nước giải khát không thể thiếu hằng ngày đối vời mỗi người dân.
Theo tổ chức nghiên cứu thị trường Eurowatch, người Việt Nam đã tiêu thụ 3 tỷ lít bia
trong năm 2012. Lượng bia 1 người Việt trung bình uống 1 năm là 32 lít, xếp thứ nhất khu vực
ASEAN và thứ ba châu Á, chỉ sau Trung Quốc và Nhật.

Ta có thể thấy thị trường tiêu thụ bia ở nước ta là rất lớn, điều đó nảy sinh nhu cầu về 1 sản
phẩm bia có những thành phần giúp tăng cường sức khỏe và chất lượng sống của con người nếu
sử dụng hợp lý, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Trong đó nếp than là một
nguyên liệu rất đáng chú ý có thể được sử dụng làm thế liệu với tỷ lệ thích hợp, ngũ cốc này có
hàm lượng đường thấp nhưng lại rất giàu chất xơ tốt cho sức khỏe và có các hoạt chất mà có thể
giúp chống lại bệnh tim và ung thư.
Các nhà khoa học ở ĐH Bang Louisiana đã phân tích mẫu cám của nếp cẩm trồng tại miền
Nam nước Mỹ. Họ phát hiện thấy sự tăng cường của chất chống ô-xy hóa anthocyanin. Chất
chống ôxy hóa này chính là nguyên nhân tạo ra màu nâu đen của nhiều loại rau quả, chẳng hạn
như trái nam việt quất (cranberry) và hạt tiêu đỏ. Nghiên cứu cho thấy chất chống ô-xy hóa tạo
màu sậm này sẽ “quét” sạch các phân tử gây hại, giúp bảo vệ thành mạch và ngăn ngừa tổn
thương DNA mà có thể dẫn tới ung thư.
Tuy nhiên, hiện nay việc sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ nguyên liệu lúa nếp than
chưa phổ biến. Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu hữu ích này và
góp phần nâng cao giá trị thương phẩm của giống lúa nếp than cổ truyền Việt Nam, tôi thực hiện
đề tài “Nghiên cứu sản xuất bia từ thế liệu gạo nếp than”.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 2
SVTH: Võ Mạnh Tùng
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu
1.1.1. Tổng quan về gạo nếp than
1.1.1.1. Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm cây lúa
Cây lúa (Oryza sativa L.) là loại cây lương thực chính của hơn một nửa dân số trên thế
giới. Khoảng 20 loài của giống Oryza đã được nhận biết, gần như tất cả gạo được trồng đều là
Oryza sativa. (Juliano, 1993).
Lúa nếp than có tên khoa học Oryza sativa L. Glutinosa Tanaka, về mặt phân loại thực
vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Lúa nếp than có thời gian
sinh trưởng khá dài (6 tháng), thích hợp với các vùng đất cao, khô thoáng.

Hình 1.1: Cánh đồng lúa nếp than
Đặc trưng hình thái và sinh lý tổng quát của giống lúa :
- Thân : Thân cao
- Chồi : Nở bụi mạnh
- Lá : Lá rộng, xanh nhạt
- Hạt :
o Hạt thon, dài, dẹp
o Hạt hầu như không có đuôi
o Trấu ít lông và lông ngắn
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 3
SVTH: Võ Mạnh Tùng
o Hạt dễ rụng
- Sinh học : Tính quang cảm rất thay đổi
Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mẩm cho đến khi lúa chín, có thể chia làm 3 giai
đoạn chính : giai đoạn tăng trường, giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín.
Ở nước ta, giống lúa này được trồng chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, một số tỉnh ở Đồng
Bằng Sông Cửu Long như Tiền Giang, Long An, Trà Vinh
Lúa nếp than là một trong các loại lúa gạo có vỏ trấu màu nâu đen, phần hạt gạo sau khi
bóc tách vỏ sẽ thấy màu tím đen, tùy vào độ chín của hạt mà màu tím có thể đến tận tâm của hạt.
Hạt gạo
Hạt gạo gồm 2 phần:
- Phần phôi hay mầm (embryo): nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ đính vào đế hoa, ở về phía
mảnh vỏ trấu lớn.
- Phôi nhũ: chiếm phần lớn hạt gạo chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột. Bên ngoài hạt gạo
được bao bọc bởi một lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin, nhất là vitamin nhóm B. Khi xay xát
lớp nầy tróc ra thành cám mịn.
1.1.1.2. Thành phần hoá học của gạo nếp than
Trong nếp than có thành phần dinh dưỡng khá cao và một số hợp chất sinh học rất quý.
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng chứa trong 100gram gạo nếp trắng, nếp than và gạo

huyết rồng
Thành phần
Đơn vị
Gạo nếp trắng
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Năng lượng
Kcal
344
343
344
Protein
g
7,3
8,3
7
Chất béo
g
1
1,7
2
Carbohydrate
g
75,3
75,1
76,4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 4
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Thành phần

Đơn vị
Gạo nếp trắng
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Chất xơ
g
0,6
1,4
2
Tro
g
0,5
1,1
1,2
Thiamin
mg
0,1
0,31
0,15
Riboflavin
mg
0,03
0,12
0,03
Canxi
mg
8
13
0
Phốt pho

mg
48
183
0
Iốt
mg
0
3,8
0
Hàm lượng protein của gạo nếp than khá cao, hàm lượng khoáng cũng cao nhất so với hai
loại gạo còn lại cho thấy đây là một loại gạo có giá trị dinh dưỡng cao.
Bảng 1.2: Thành phần các acid amin trong 100gram gạo nếp than
Thành phần
Đơn vị
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Isoleucine
mg
337
240
Leucin
mg
644
540
Lysine
mg
332
230
Amino acid chứa lưu huỳnh (T)
mg

312
160
Phenylalanine
mg
458
330
Threonine
mg
301
280
Valine
mg
472
360
Arginine
mg
706
520
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 5
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Thành phần
Đơn vị
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Histidine
mg
210
180
Alanine

mg
463
410
Aspartate
mg
755
620
Glutamate
mg
1336
1170
Serine
mg
398
360
Theo số liệu ở bảng trên ta có thể thấy gạo nếp than có hàm lượng các acid amin rất cao so
với gạo huyết rồng, cho thấy chất lượng protein trong nếp than rất tốt.
1.1.1.3. Sắc tố anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong nước và chứa
trong các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất glycoside của các dẫn xuất
polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium. Cho đến nay,
người ta đã xác định được 18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là
pelargonidin, cyanidin, delphinidin, peonidin, petunidin và maldivin.
1.1.1.3.1. Cấu tạo
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 6
SVTH: Võ Mạnh Tùng

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của anthocyanin
Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose, kết hợp với gốc aglucon

có màu (anthocyanidin). Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7 thường được gắn vào vị
trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị
trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào
vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH
3
.
1.1.1.3.2. Tính chất của anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan
tốt trong dung môi phân cực.
Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa. Khi kết hợp với đường làm cho
phân tử anthocyanin dễ hoà tan hơn.
Màu sắc anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu và nhiều yếu tố
khác,… Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu càng xanh đậm.
Mức độ methyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu càng đỏ. Nếu nhóm
OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc
đường được đính vào nhiều hay ít.
Các Anthocyanin cũng phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường:
 Khi pH > 7 các anthocyanin có màu xanh và khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ.
 Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ
 Ở pH = 4÷5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 7
SVTH: Võ Mạnh Tùng
 Ở pH = 7÷8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh.
Màu sắc của anthocyanin còn có thể thay đổi do hấp thụ ở trên polysaccharide. Khi đun nóng lâu
dài các anthocyanin có thể bị phá huỷ và mất màu
1.1.1.3.3. Yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin
Nhiệt độ: Trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm, Anthocyanin dễ dàng bị biến
tính dưới tác dụng của nhiệt độ (Markakis 1974).
Khi một cấu trúc của anthocyanin bền với sự gia tăng của pH thì nó cũng bền với sự gia

tăng của nhiệt độ. Sự hydroxyl hóa các aglycone làm giảm tính bền của anthocyanin, trong khi sự
methxyl hóa, glycosyl hóa, acyl hóa sẽ cho kết quả ngược lại.
Adams cho rằng, các anthocyanidin 3-glycoside khi được nung nóng ở pH = 2.0 – 4.0 đầu
tiên sẽ bị thủy phân liên kết glycoside (ở 100
0
C) sau đó là sự biến đổi aglycone thành chalcone.
Sự biến tính hơn nữa dẫn đến h.nh thành dạng sản phẩm màu nâu đặc biệt là với sự có mặt của
oxy.
pH: Năm 1956 Lukton nghiên cứu thấy rằng: ở ph = 2 – 4.5 thì vận tốc phân hủy
pelargonidin 3-glucoside trong dịch ép của quả dâu không xác định được khi không có O2. Khi
có mặt O2 pH tăng nhanh, sự biến tính tăng lên mãnh liệt.
Đến năm 1972, Adams nghiên cứu thấy rằng ở pH = 2 – 4 ít ảnh hưởng đến sự phân hủy
của Anthocyanin trong suốt quá tr.nh gia nhiệt khi không có O2. Khi có mặt O2 thì Anthocyanin
bị biến tính mạnh ở pH trên, cấu trúc của chúng cùng với độ bền màu thay đổi vớisự thay đổi pH.
Oxy: Oxy và nhiệt độ được xem là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủy của
anthocyanin, do đó mà sinh ra những dạng sản phẩm không màu hoặc màu nâu.
Lượng anthocyanin còn lại của dâu sẽ lớn hơn khi đóng chai dưới điều kiện chân không
hoặc nitrogen (Baravingas và Cain, 1965). Độ bền của các pigment của nho còn được sử dụng
như là chất màu ở nước giải khát được tăng lên khi đóng hộp với nitrogen.
Ánh sáng: Các anthocyanin thường không bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại, ánh sáng thấy
được, và các nguồn phát xạ khác. Ánh sáng có 2 ảnh hưởng đến anthocyanin:
Tăng cường cho quá trình sinh tổng hợp.
Xúc tiến sự biến tính của chúng.
Năm 1964, Siegenman cho rằng những quả táo giống đỏ sẽ chuyển sang màu xanh khi để
trong bóng tối.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 8
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Năm 1968, Vanburen và các cộng sự tường trình rằng các diglucoside được acyl hóa và
methyl hóa thì các Anthocyanin trong rượu bền nhất khi để ngoài ánh sáng, các diglucoside

không bị acyl hóa là ít bền hơn và monoglucoside là kém bền nhất.
Năm 1975, Palamidis và Markakis đã tìm thấy rằng ánh sáng thúc đẩy quá trình phân hủy
anthocyanin trong nước giải khát có CO2 được phối màu với anthocyanin từ xác nho
1.1.1.3.4. Tính chất và ứng dụng
Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, anthocyanin là họ màu phổ biến
nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả,
hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả
cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ
Anthocyanin là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá phổ biến và an toàn trong thực
phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm.
Anthocyanin là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như:
 Khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy
hóa các sản phẩm thực phẩm, chống viêm, chống các tia phóng xạ…
 Hạn chế sự suy giảm sức đề kháng, sự phát triển của các tế bào ung thư.
 Ngoài ra, Athocyanin còn có vai trò thu hút côn trùng giúp cho sự thụ phấn của cây
 diễn ra tốt hơn.
1.1.1.3.5. Một số nghiên cứu về anthocyanin cũng như gạo nếp than
 Trong nước:
Năm 1994, “Nhận dạng các anthocyanin chính từ Oryza sativa L. Glutinosa Tanaka” của
Phạm Thành Quân. Kết quả cho thấy có 2 anthocyanin chính, chúng chứa nhóm OH ở vị trí C3
của vòng C của ion flavylium, chúng chỉ khác nhau bởi 1 nhóm methoxy ở vị trí C4 của vòng B
của ion flavylium.
Năm 2005, “ Tối ưu hoá quá trình chiết tách chất màu anthocyanin từ bắp cải tím trong
môi trường trung tính” của Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự. Kết quả cho thấy bằng phương
pháp tối ưu hóa hàm đa mục tiêu đã tìm được các điều kiện công nghệ chiết tách để thu được
chất màu anthocyanin có hàm lượng và độ màu cao, bao gồm: Nhiệt độ chiết 29
0
C; Thời gian
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 9

SVTH: Võ Mạnh Tùng
chiết 54 phút; Hệ dung môi nước/ethanol có tỷ lệ nước 72%. Với điều kiện này thu được: hàm
lượng anthocyanin 1,110%; độ màu 4,967.
Năm 2005, “Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến màu anthocyanin từ bắp cải tím ứng dụng
làm chất chỉ thị an toàn trong phân tích thực phẩm và hoá học” của Nguyễn Thị Phương Anh và
Nguyễn Thị Lan. Kết quả cho thấy rằng khi pH thay đổi từ môi trường acid sang môi trường
base, màu của antho thay đổi từ đỏ sang xanh và hấp thụ cực đại tại bước sóng λ
max
= 520

617
nm ứng với mỗi pH. Từ đó chúng tôi nghiên cứu khả năng ứng dụng chất màu antho làm chất
chỉ thị acid-base (có khoảng pH đổi màu từ 5,5

7,5) trong phân tích hóa học và thực phẩm.
 Ngoài nước:
Năm 2006, tại Thái Lan có nghiên cứu trích ly anthocyanin từ gạo nếp than, “Extraction of
Anthocyanin from Black Glutinous Rice (Oryza sativa L.)”, của Duangkamol Luemchan và
cộng sự. Kết quả nghiên cứu điều kiện tối ưu trích ly anthocyanin từ gạo nếp than là ở nhiệt độ
62 – 65
O
C trong 67 - 75 phút, với tỷ lệ gạo: nước là 1: 3.
Năm 2006, tại Trung Quốc có nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng đặc biệt của gạo nếp
than, “A study on special nutrient of purple glutinous rice”, của Gu Defa và cộng sự. Nghiên
cứu kết luận sự có mặt các chất dinh dưỡng đặc biệt trong gạo nếp than như chất xơ, protein,
vitamin B, khoáng chất (Ca, P, Fe )…, cao hơn nhiều hơn so với gạo bình thường và hoàn toàn
có lợi cho sức khỏe con người.
Năm 2008, tại Lào có nghiên cứu về đặc điểm của phân tử tạo hương thơm trong nếp than,
“Chemical and Molecular Characterization of Fragrance in Black Glutinous Rice from Lao
PDR”, của C. Bounphanousay. Đây là nghiên cứu đầu tiên về cấu tạo và các đặc tính phân tử

thơm của giống nếp than Lào.
Năm 2010, tại Thái Lan có nghiên cứu khai thác và ứng dụng của chất chống oxy hóa từ
gạo nếp đen, “Extraction and application of antioxidants from black glutinous rice”, của Kanitha
Tananuwong và cộng sự. Nghiên cứu xác định điều kiện khai thác tối ưu anthocyanin và ứng
dụng của nó chống oxy hóa dầu cá. Bột gạo nếp đen được trích ly trong hỗn hợp 70% nước 30%
axeton, ở pH 6,8 trong 4 giờ mang lại chiết xuất thô với chất chống oxy hóa cao nhất. Và hàm
lượng bổ sung chất chiếc khô vào dầu cá là 1000mg/kg cho kết quả chống oxy hóa tốt.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 10
SVTH: Võ Mạnh Tùng
1.1.2. Tổng quan về malt đại mạch
1.1.2.1. Giới thiệu về malt đại mạch

Hình 1.3. các loại malt đại mạch
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc,
ngô… sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt
buộc.
Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18% chất thấp phân tử dễ
hòa tan và hệ enzyme đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylase và protease.
Trong số các loại malt thì malt từ lúa đại mạch (Hordeum vulgare-Barley) được sử dụng
rộng rãi nhất do nó chứa nhiều amylase, là một loại enzym tiêu hóa giúp cho việc phá vỡ tinh bột
để chuyển nó thành đường. Tuy nhiên, phụ thuộc vào loại cây trồng trong từng khu vực mà các
loại ngũ cốc được/không được malt hóa khác cũng có thể sử dụng, bao gồm lúa mì, lúa gạo, yến
mạch (Avena sativa-Oat) và lúa mạch đen (Secale cereale-Rye), cũng như ít phổ biến hơn là ngô
và lúa miến (cao lương, Sorghum chinensis).
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 11
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Malt được tạo ra từ hạt ngũ cốc bằng cách ngâm chúng vào trong nước, cho phép chúng

nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy. Hạt ngũ cốc đã malt hóa tạo ra các
enzym để chúng chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường có thể lên men.
Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ
cùng một loại ngũ cốc. Các loại malt sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn. Ngày nay,
trong phần lớn các trường hợp, hai hoặc nhiều loại malt được phối hợp để sản xuất bia.
Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóa thành
đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác. Để giảm giá thành, người ta có thể
sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và lượng tối đa là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt. Malt
chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng thế liệu nhiều thì lượng enzym
này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ
vi sinh vật. Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để thủy phân
chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóa mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai
đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia
đặc trưng.
1.1.2.2. Thành phần của malt đại mạch
Hàm lượng ẩm của malt thành phẩm là <5% để đảm bảo quá trình bảo quản được lâu và
tránh tổn thất các thành phần có ích trong malt.
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt đại mạch
Thành phần
% theo chất khô
Tinh bột
Cellulose
Saccharose
Đường khử
Protein
Lipid
60 – 65 %
4 – 6 %
3 – 5 %
2 – 4 %

9,5 – 11%
2 – 3 %
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 12
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Tinh bột: trong quá trình ươm mầm, lượng tinh bột của hạt bị tiêu hao cho hô hấp và tổng
hợp tế bào mầm nên thành phần tinh bột trong malt thấp hơn các loại ngũ cốc chưa nảy mầm.
Đường hoà tan: hàm lượng đường trong malt tăng lên nhiều là do sự thuỷ phân tinh bột,
tuy nhiên một phần trong đó cũng bị tiêu hao cho hô hấp và tổng hợp tế bào cây non.
Chất béo: Chất béo trong malt chủ yếu là triglyceride không tan trong nước, ảnh hưởng
xấu đến bọt của bia.
Protein: Hàm lượng protein trong malt giảm đi so với hạt đại mạch do sự tác động của
protease. Sự thay đổi này kéo theo sự thay đổi về tương quan khối lượng giữa các hợp phần của
protein, hàm lượng protein hoà tan trong nước và trong dung dịch 10% NaCl tăng khoảng hai lần.
1.1.2.3. Hệ enzyme trong malt đại mạch
Các loại enzym trong malt gồm có: alpha-amylase, beta-amylase và amilophosphatase,
phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong
màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ.
 Hệ thống enzym thủy phân tinh bột
Với enzyme alpha-amylase cơ chất của nó là tinh bột và dextrin, từ đó tạo ra sản phẩm là
maltose và các dextrin mạch ngắn. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH
opt
= 5.8, t
0

opt
= 72 – 76
0
C.
Với enzyme beta-amylase phân cắt tinh bột thành đường maltose. Enzyme này hoạt động

tối ưu ở pH
opt
= 5.5 – 5.8, t
0

opt
= 62 – 65
0
C
 Hệ thống enzyme protease:
Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein để tạo ra các sản phẩm trung gian như:
pepton, peptit, polypeptit, với pH
opt
= 5.1, t
opt
= 50 – 55
0
C.
Peptidase: phân cắt các peptit có sẵn trong hạt đại mạch và những peptit trong malt do
proteinase phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pH
opt
= 7.3 – 7.9, t
0

opt
= 40 –
45
0
C.
Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình thành NH

3
và acid amin, góp phần làm
thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong malt, các enzyme amidase có pH
opt
= 7.3 – 8.0,
t
opt
= 45 – 50
0
C.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 13
SVTH: Võ Mạnh Tùng
 Hệ thống enzyme esterase (phosphatase):
Hệ thống enzyme esterase (phosphatase) gồm có: saccharophosphatase, phytase,
glyxerophosphatase, nucleotidase… tham gia thúc đẩy và xúc tác cho các quá trình ester hoá
trong quá trình nảy mầm.
Phytase: phá mối liên kết este của phytin và giải phóng ra rượu inozit và axit phosphoric tự
do. Phytase có pH
opt
=5.0 – 5.5, t
opt
=40 – 50
0
C.
Các enzyme khác như: saccharophosphatase, glyxerophosphatase, nucleotidase sẽ phá các
mối liên kết ester tương ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa phosphate và giải phóng ra acid
phosphoric tự do.
1.1.3. Hoa Houblon

Hình 1.4: Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai (sau đại mạch) của công nghệ sản
xuất bia.
Cây houblon có tên khoa học là Humulus lupulus. Đây là một loại thực vật khác gốc tức là
các hoa cái và hoa đực trổ ra từ các gốc khác nhau.
Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì chúng chiết ra nhựa đắng và các
loại tinh dầu chủ yếu tạo các chất thơm cho bia.
Houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Do những tính năng
cực kỳ đặc biệt này houblon đã trở thành nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản
xuất bia.
1.1.3.1. Thành phần hoá học của hoa houblon