nghiên cứu sản xuất bia có nồng độ cồn thấp

Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
LỜI CAM KẾT
Tôi tên: Hồ Hữu Minh - MSSV: 3005090317 - đại diện nhóm sinh viên thực hiện
đề tài: "Nghiên cứu sản xuất bia có nồng độ cồn thấp".
Tôi cam kết các thông số khảo sát trong bài báo cáo là do chúng tôi tự nghiên cứu
không sao chép từ bất kì công trình nghiên cứu nào khác.
Nếu có sự sao chép, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước pháp luật.
i
Trường Đại Học Công Nghiệp
Thực Phẩm TP.HCM
Khoa Công Nghệ Thực Phẩm
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tp. HCM, ngày tháng năm
Người đại diện
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

ii
Tp. HCM, ngày tháng năm
Giáo viên hướng dẫn
Ký tên
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
iii
Tp. HCM, ngày tháng năm

Giáo viên phản biện
Ký tên
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

iv
Tp. HCM, ngày tháng năm
Hội đồng
Ký tên
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
LỜI CẢM ƠN
Sau 2 tháng thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, mặc dù có nhiều khó khăn
nhưng với sự tham gia tích cực và hỗ trợ lẫn nhau giữa 4 thành viên trong nhóm cùng

với sự giúp đỡ tận tình của quý thầy (cô) và các bạn, cuối cùng nhóm chúng em cũng
đã hoàn thành quá trình nghiên cứu đề tài của mình. Nhân đây chúng em xin chân
thành gửi lời biết ơn sâu sắc đến:
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Phan Vĩnh Hưng đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt
những kiến thức, kinh nghiệm quý báu từ thực tế giúp chúng em hoàn thành tốt luận
văn tốt nghiệp này.
Các thầy cô tại Trung Tâm Thí Nghiệm - Thực Hành Trường Đại Học Công
Nghiệp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất cho
chúng em tiến hành làm thí nghiệm.
Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học
Công Nghiệp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh đã tạo cơ hội và điều kiện để chúng em
được thực hiện đề tài.
Các quý Thầy Cô phụ trách giảng dạy đã dạy dỗ, chỉ bảo những kiến thức bổ ích
cho chúng em.
Các bạn sinh viên khóa 09CDTP đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho chúng em trong
quá trình thực hiện đề tài.
Chúng em cũng xin gửi lời tri ân, lòng biết ơn vô hạn đến Cha, Mẹ của mình đã
suốt đời tận tụy, chăm lo để chúng em được trưởng thành và được học hành như ngày
hôm nay.
Cuối cùng chúng em xin kính chúc quý Thầy (Cô) và các bạn được dồi dào sức khỏe,
luôn gặt hái được nhiều thành công và may mắn trong cuộc sống.
v
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
MỤC LỤC
vi
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Houblon cao 12
Hình 2.2. Houblon viên 12
Hình 2.3. Nấm men 13

Hình 2.4. Một số loại bia không cồn 30
Hình 2.5. Một số loại bia có nồng độ cồn thấp 30
Hình 4.1. Biểu đồ tạo thành ethanol trong quá trình lên men tương ứng với các mẻ có
nồng độ chất khô ban đầu 9%, 10%, 11% 40
Hình 4.2. Biểu đồ sinh khối nấm men theo thời gian trên các mẫu có nồng độ chất khô
ban đầu 9%, 10%, 11% 41
Hình 4.3. Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ chất khô lên sự thay đổi pH trong quá trình
lên men 42
Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện nồng độ cồn và hàm lượng đường khi thay đổi lượng nấm
men sau 3 ngày lên men 44
Hình 4.5. Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ giống cấy lên sự thay đổi hàm lượng chất khô
của dịch lên men trong quá trình lên men 45
Hình 4.6. Đồ thị ảnh hưởng của lượng Oxy cung cấp trong quá trình lên men đến nồng
độ cồn 47
Hình 4.7. Đồ thị ảnh hưởng của lượng khí oxy cung cấp trong quá trình lên men đến
pH trong quá trình lên men 48
Hình 4.8. Biểu đồ ảnh hưởng của lượng khí oxy lên sự thay đổi hàm lượng chất khô
của dịch đường trong quá trình lên men 49
Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện sự tăng sinh khối nấm men theo thời gian 50
Hình 4.10. Giản đồ nấu dịch nha 53
Hình 4.11. Đồ thị thể hiện tổng điểm của 6 mẫu cảm quan 64
vii
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu của nước sản xuất bia 6
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của đại mạch 8
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của hoa houblon 11
Bảng 2.4. Bảng tốc độ lọc trong quá trình nấu 24
Bảng 2.5. Bảng các số liệu từ quá trình nấu của mẫu 24
Bảng 2.6. Các chỉ tiêu thu được (% khối lượng) của bia ban đầu và bia thành phẩm 26

Bảng 2.7. Bảng các chỉ tiêu của bia ( theo % khối lượng) sau khi kết thúc quá trình lên
men 29
Bảng 3.1. Thang điểm đánh giá cảm quan 34
Bảng 3.2. Phiếu đánh giá cảm quan 35
Bảng 3.3. Bảng phân tích phương sai 36
Bảng 4.1. Bảng kết quả độ cồn và hàm lượng đường sót của các mẫu 38
Bảng 4.2. Sự tăng sinh khối nấm men trong quá trình lên men 38
Bảng 4.3. Bảng kết quả độ cồn và hàm lượng đường sót 43
Bảng 4.4. Bảng theo dõi sự thay đổi Bx theo thời gian 44
Bảng 4.5. Các thông số thu được trong quá trình lên men 45
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men 46
Bảng 4.7. Khối lượng nguyên liệu sử dụng cho một mẻ nấu dịch nha trong nghiên cứu
52

Bảng 4.8. Các chỉ tiêu của bia non và dịch nha trước khi phối trộn 55
Bảng 4.9. Bảng tỉ lệ phối trộn bia và dịch nha 59
Bảng 4.10. Điểm đánh giá cảm quan đối với các mẫu phối trộn bia 60
Bảng 4.11. Bảng phân tích phương sai ANOVA trong excel 63
Bảng 4.12. Chỉ tiêu của sản phẩm bia nồng độ cồn thấp 64
viii
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài.
Bia có thể nói là một phần văn minh loài người, nó được ưa chuộng khắp thế giới.
Từ 7000 năm trước công nguyên những người Babylon cổ đại đã biết cảm giác say sưa
phấn chấn do bia đem lại nhưng muốn uống bia trước hết phải làm ra bia, thế là công
nghệ sản xuất bia ra đời.
Bia là loại đồ uống phổ biến và giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng
calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm
enzim kích thích tiêu hóa: amylaza.

Được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon
và nước với một quy trình khá đặc biệt kết hợp với enzym cho ta một loại nước uống
có hương vị đặc trưng không hề giống bất kỳ một loại nước uống nào, giàu dinh
dưỡng, hương thơm đặc trưng, vị đắng nhẹ, lớp bọt trắng mịn dâng trào lên bề mặt ly
bia vàng óng, trong vắt, tạo cho một cảm giác tươi mát và hấp dẫn đến kỳ lạ.
Nếu sử dụng một lượng thích hợp thì bia sẽ nhanh chóng giải nhiệt cho cơ khi thời tiết
nóng bức, mang lại cảm giác thoải mái, dễ chịu tăng sức đề kháng còn giúp cơ thể
chống lại nguy cơ mắc bệnh tim mạch và ung thư. Ngoài ra nó còn thúc đẩy nước bọt
kích thích hình thành axit HCl ở dạ dày giúp cơ thể tiêu hóa tốt thức ăn.
Trong những năm gần đây, bia có hàm lượng calo thấp đã trở nên phổ biến, đặc
biệt đối với những người thừa cân. Tương tự như vậy, nhiều loại bia có nồng độ cồn
thấp cũng được ưa chuộng hơn đối với những người không chịu được hoặc không cho
phép sử dụng ở nồng độ cồn cao như phụ nữ mang thai, khi tham gia giao thông, …
Trong khi đó, nhiều người tiêu thụ bia lại ưa thích các đặc tính về mùi và vị của loại
bia truyền thống vốn có nồng độ cồn đáng kể, thường là 3.2 – 4.2%.
Vì những lý do trên mà mục tiêu của bài báo cáo này là trình bày một số phương
pháp nghiên cứu sản xuất bia có nồng độ cồn thấp nhưng có hương vị của bia truyền
thống. Với đề tài “ Nghiên cứu sản xuất bia có nồng độ cồn thấp”.
1
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
1.2. Mục tiêu nghiên cứu.
Sản xuất ra sản phẩm bia có nồng độ cồn thấp.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng: bia có độ cồn thấp.
- Phạm vi: quy mô phòng thí nghiệm.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.
- Là thức uống được ưa thích trên thế giới
- Thích hợp cho những người uống bia không chịu được độ cồn cao.
- Cung cấp sản phẩm tốt cho sức khỏe con người.
- Là loại thức uống khá mới đã và đang được nghiên cứu ở thị trường bia Việt

Nam.
2
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu chung về bia.
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít
nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập
cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia).
Giống như phần lớn các chất chứa đường khác có thể bị lên men một cách tự
nhiên, rất có thể là các đồ uống tương tự như bia đã được phát minh một cách độc lập
giữa các nền văn minh trên toàn thế giới. Việc kiểm định hóa học các bình gốm cổ phát
hiện ra rằng bia (tương tự như rượu vang) đã được sản xuất khoảng 7.000 năm trước ở
khu vực ngày nay là Iran và là một trong số các công nghệ sinh học đã biết, trong đó
các quy trình sinh học của sự lên men được áp dụng.
Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một
phát kiến tương đối mới: trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khác của các loại thảo
mộc thông thường được cho vào bia chứ không phải hoa bia. Các hỗn hợp này thông
thường được gọi là gruit. Hoa bia đã được trồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế
kỷ 9; văn bản cổ nhất còn sót lại có ghi chép về việc sử dụng hoa bia trong bia có niên
đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định
làm bia từ yến mạch, nó được chuẩn bị cùng hoa bia."
Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong gia đình. Vào
thế kỷ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt
động thủ công, với các quán bia và tu viện sản xuất bia của mình hàng loạt để tiêu thụ.
Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia không có hoa bia được biết đến như là ale, còn
việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia. Bia có chứa hoa bia được nhập khẩu vào
Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên
quốc đảo này từ năm 1428. Tính phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp - Công ty bia
rượu London đã đi xa tới mức ra thông báo "không hoa bia, không thảo mộc hoặc
những gì khác tương tự được cho vào bất kỳ ale hay rượu (mùi) nào sẽ được sản xuất -

3
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia". Tuy nhiên, vào thế kỷ 16, ale đã được
dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đều sử
dụng hoa bia.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã
trở thành sự thật. Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với
sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đã cho phép các nhà sản xuất bia
tăng tính hiệu quả và kiểm soát nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ
yếu được làm khô bằng lửa do đốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc.
Nói chung, không có loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khói sinh
ra trong các lò sấy, và do đó các loại bia thời kỳ đó có thành phần hơi khói trong hương
vị của chúng, các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch nha và bia thường xuyên
phải cố gắng giảm thiểu sự ám khói của bia thành phẩm. Sự phát minh ra lò nướng
hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch nha nướng chín kỹ
và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen (porter và stout). Sự phát minh ra vai trò
của men bia trong quá trình lên men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đã giúp cho các
nhà sản xuất bia phương pháp ngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh vật không
mong muốn.
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên
men liên tục. Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và nó là một cuộc cách
mạng trong công nghiệp bia do nó làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4
tháng xuống còn chưa đầy 24 giờ. Công nghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà
sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness.
Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm
chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu
là đồ uống chứa cồn thì một số biến thái của nó cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới
phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra bia
gọi là bia không cồn.
4

Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
2.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam.
2.2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới.
Trong các loại đồ uống giải khát hiện nay bia rất được ưa chuộng, được phổ biến
rộng rãi trên thế giới và sản lượng tiêu thụ lớn và ngày càng tăng. Ở các nước phát
triển như Đức, Đan Mạch, Ba Lan, Mỹ ngành công nghiệp sản xuất bia rất phát triển,
sản lượng bia của Đức, Mỹ đã đạt 10 tỷ lít/năm. Công nghệ sản xuất bia cũng như sản
phẩm bia của các nước này đã thâm nhập vào thâm nhập vào thị trường của rất nhiều
nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam. Mức tiêu thụ bia bình quân ở các nước này
khá cao khoảng 100 lít/người/năm.
Các nước Á Đông tuy hiện tại có mức tiêu thụ bia chưa cao bình quân khoảng 20
lít/người/năm ngoại trừ một số nước như Nhật Bản đạt 50 lít/người/năm. Nhưng đây là
một thị trường đông dân cư, sản lượng bia ở Trung Quốc và Nhật Bản cũng gần bằng
sản lượng bia của Đức, Mỹ.
2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam.
Ở Việt Nam bia mới chỉ xuất hiện từ đầu thế kỉ 20, nhưng là một nước nằm trong
vùng nhiệt đới cận xích đạo đã tạo điều kiện thuận lợi để ngành công nghiệp bia tồn tại
và ngày càng phát triển. Từ ban đầu chỉ có các nhà máy bia nhỏ là nhà máy bia Hà Nội
và nhà máy bia Sài Gòn, hiện nay các nhà máy bia đã xuất hiện ở hầu khắp các tỉnh
trong cả nước, sản lượng của các nhà máy cũng ngày càng tăng.
Hiện nay năng suất của nhà máy bia Hà Nội đã đạt trên 100 triệu lít/năm và đang
tiếp tục tăng năng suất tới 200 triệu lít/năm vào năm 2010, năng suất của nhà máy bia
Sài Gòn đã đạt trên 350 triệu lít/năm và dự kiến sẽ là 780 triệu lít/năm vào năm 2010.
Bên cạnh đó rất nhiều thương hiệu bia ngoại đã xuất hiện ở nước ta như Tiger,
Heineken
Mức tiêu thụ bia bình quân ở Việt Nam hiện còn thấp khoảng 15 lít/người/năm và
sẽ hứa hẹn nhiều tiềm năng để ngành sản xuất bia phát triển.
2.3. Nguyên liệu sản xuất bia.
5
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp

2.3.1. Nước.
Nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia hàm lượng nước
trong bia chiếm 80- 99%. Vì vậy chất lượng nước là một trong những yếu tố quyết định
đến chất lượng của bia.
Nước là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion. Nhóm cation thì
chiếm nhiều nhất là: Ca
2+
, Mg
2+
, H
+
, Na
+
, K
+
, Mn
2+
, Al
3+
, còn nhóm anion chủ yếu là:
OH
-
, HCO
3
2
, CO
3
2-
, SO
4

2
. Hàm lượng các muối trong nước khác nhau nên ảnh hưởng
của chúng đối với công nghệ là khác nhau.
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu của nước sản xuất bia.
STT Chi tiêu kiểm tra Yêu cầu
1 pH 6.5 - 7.5
2 Độ kiềm tổng TAC ≤ 4
o
F
3 Độ cứng tổng ≤ 5
o
F
4 Độ đục ≤ 20 NP
Ảnh hưởng của các muối trong nước đến công nghệ và chất lượng bia:
 Hàm lượng của các muối ở trong nước rất khác nhau do đó khả năng tác động
và ảnh hưởng của chúng đến tiến trình công nghệ và chất lượng sản phẩm cũng
khác nhau.
 Muối bicacbonat gây ảnh hưởng bất lợi vì chúng làm giảm độ chua định phân
của dịch cháo khi chúng tác dụng với các muối phosphat của malt:
2KH
2
PO
4
+ 2NaHCO
3
K
2
HPO
4
+ Na

2
HPO
4
+ H
2
O + 2CO
2
6
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
 Muối sunfat của canxi lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo. Tác động
này rất có lợi cho quá trình đường hóa:
4K
2
HPO
4
+ 3CaSO
4
= Ca
3
(PO4)
2
+ 2KH
2
PO
4
+ 3K
2
SO
4
 Nếu trong nước chứa nhiều MgSO

4
thì chúng sẽ gây cho bia vị đắng khó chịu.
 Natri sunfat, nếu với hàm lượng cao chúng sẽ tạo ra cho bia vị đắng chát khó
chịu.
 Hàm lượng K
+
trong nước không nhiều, tác động của chúng đến các quá trình
và chất lượng sản phẩm cũng giống như Na
+
.
 Nguyên tố có ảnh hưởng rất lớn là sắt, tồn tại trong nước chủ yếu dạng
Fe(HCO
3
)
2
. với hàm lượng cao, sắt sẽ gây cho bia mùi và vị lạ.Một khía cạnh bất
lợi khác của kim loại này là nó xúc tác quá trình oxi hóa trong bia, làm giảm độ
bền keo và dễ dàng gây đục cho sản phẩm. Nồng độ sắt tối đa cho phép là 0.2 –
0.5 mg/l.
 Mangan cũng tương tự như sắt.
 Hàm lượng các ion sunfat chứa trong nước từ 1 - 2 đến 200 - 250 mg/l. Nếu
hàm lượng quá cao, bia sẽ có vị đắng khan rất khó chịu.
 Anion clo ở trong nước ít hơn sunfat. Với hàm lượng vừa phải chúng tạo cho
bia vị hài hòa, dễ chịu.
 Trong nước dùng để sản xuất bia không cho phép hiện diện NH
3
.
 Axit silic với hàm lượng lớn sẽ gây cản trở quá trình lên men và trong một số
trường hợp chúng là thủ phạm gây đục cho bia.
2.3.2. Malt đại mạch.

Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia “malt là linh hồn của
bia” điều đó trở thành phương ngôn của người làm bia. Chỉ có malt tốt mới làm dịch
đường có chất lượng cao và một sản phẩm bia với tất cả các đặc tính hấp dẫn, đạt các
chỉ tiêu về hoá lý, cảm quan cũng như đảm bảo tính ổn định về mặt sinh học.
7
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
Malt là hạt đại mạch nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định.
Nó là sản phẩm rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 - 18% các chất phân tử lượng thấp
dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn, dextrin bậc thấp, các axit amin, các chất khoáng, các
nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú - chủ yếu là proteaza và amylaza.
Cấu trúc hạt đại mạch gồm 3 bộ phận chính: vỏ hạt, phôi và nội nhũ. Hàm lượng
trung bình thành phần hóa học tính theo hàm lượng chất khô như sau:
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của đại mạch
Thành phần Tỉ lệ (% chất khô)
Cacbonhydrat tổng số 70 – 85%
Protein 10.5 – 11.5%
Các chất vô cơ 2 – 4%
Chất béo 1.5 – 2%
Các chất khác 1 – 2%
Nguồn: khoa học malt và bia của GSTS Nguyễn Thu Hiền.
Những yêu cầu chất lượng đối với đại mạch dùng trong sản xuất bia:
 Yêu cầu về cảm quan:
Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đồng nhất về kích cỡ, không lẫn
cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác.
Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh,không có vết trên vỏ.
Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rạ rơm, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột
và hơi ngọt.
 Yêu cầu về sinh lý:
Lực nảy mầm phải đạt 80 ÷ 85%
Trọng lượng tuyệt đối thường 35 ÷ 45 g/1000 hạt

Khả năng nảy mầm 90 ÷ 95%
 Yêu cầu về thành phần hóa học:
Vỏ: Không vượt quá 7 ÷ 9% trọng lượng hạt
Hàm lượng ẩm: W = 10 ÷ 15%
Hàm lượng protid 8 ÷ 14% chất khô của hạt
8
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
Hàm lượng glucid chiếm 55 ÷ 62% trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 68% trọng lượng
chất khô).
Trước khi đưa vào sản xuất bia, đại mạch phải trải qua một quá trình gọi là
“malting” hóa (sản xuất malt), malt là tên gọi của ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu
mạch, hạt gạo, thóc gạo). Malt được nảy mầm trong điều kiện nhân tạo, ở nhiệt độ và
độ ẩm nhất định. Qua quá trình nảy mầm, một lượng lớn enzyme xuất hiện và tích tụ
trong hạt đại mạch chủ yếu là nhóm enzyme amylase, ngoài ra còn có enzyme protease
và các enzyme khác là chất xúc tác sinh học.
Các loại enzym e trong malt : Các loại enzym trong malt Hệ thống enzyme này 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 destrin, từ đó tạo ra sản
phẩm là maltose và các destrin mạch ngắn. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH= 5.8, t
0
= 72 – 76
0
C.
• Với enzyme β-amylase, nó có trong hạt đại mạch ở dạng liên kết cũng như dạng
tự do, nhưng trong quá trình ươm mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần. Với sự
tham gia của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bị phân cắt thành đường maltose.
Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH= 5.5 – 5.8, t

0
= 62 – 65
0
C.
 Hệ thống enzyme protease:
• Trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở trạng thái liên kết, hầu như
không hoạt động. Nhưng khi chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính chung của
hệ enzyme protease tăng nhanh.
• Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các sản
phẩm trung gian như: pepton, peptit, polypeptit, với pH = 5.1, t
0
= 50 – 55
0
C.
9
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
• Peptidase: nó sẽ 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=
7.3 – 7.9, t
0
= 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 hạt malt, các enzyme
amidase có pH= 7.3 – 8.0, t
0
= 45 – 50

0
C.
 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.
2.3.3. Hoa houblon.
 Là nguyên liệu cơ bản thứ hai sau đại mạch trong công nghệ sản xuất bia. Hoa
có tác dụng: Làm cho bia có vị đắng, vị thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bọt, làm tăng độ bền và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
 Do những đặc tính cực kì đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ vai trò độc
tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành sản xuất bia.
 Hoa houblon có tên khoa học là Humulus lupylis, thuộc họ dây leo, sống lâu
năm (30 ÷ 40 năm), có chiều cao trung bình 10 - 15m. Hiện nay trên thế giới đang
trồng trên 100 giống hoa houblon khác nhau. Loại thực vật này chỉ thích hợp với
khí hậu ôn đới nên được trồng nhiều ở Đức, Tiệp, Liên Bang Nga, Pháp, Mỹ, Trung
Quốc,…
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của hoa houblon.
10

Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
Thành phần Tỉ lệ (tính theo % chất khô)
Nước 11 ÷ 13%
Chất đắng 15 ÷ 21%
Polyphenol 5 ÷ 5,6%
Protein 15 ÷ 21%
Cellulose 12 ÷ 14%
Chất khoáng 5 ÷ 8%
Tinh dầu thơm 0,3 ÷ 1%
Các chất còn lại 26 ÷ 28%
Nguồn: Bài giảng công nghệ sản xuất rượu, bia & NGK, Bùi Thị Huỳnh Hoa.
Trong hoa houblon có ba thành phần cơ bản là: Chất đắng, tinh dầu thơm và
polyphenol.
 Hoa houblon được sử dụng sản xuất bia có 2 dạng là:
Houblon viên: Cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khô, xoay nhuyễn
và ép thành viên, được đựng trong bao giấy nhôm đã hút chân không để bảo quản, khối
lượng mỗi bao là 5kg. Loại chế phẩm này chứa ít chất đắng nhưng lượng tinh dầu
nhiều chủ yếu dùng trích ly hương.
Houblon cao: Đã qua quá trình trích ly và cô đặc nhựa houblon nên hàm lượng α
– acid đắng rất cao (50%), dùng để tạo vị đắng đặc trưng cho bia. Được chứa trong hộp
khối lượng 1 kg.
 Ưu điểm của việc sử dụng hai chế phẩm này:
- Tăng hệ số sử dụng hữu ích các chất đắng và các cấu tử khác.
- Giảm hao phí chất đắng trong quá trình bảo quản.
- Lượng đem sử dụng được cân đong chính xác hơn.
- Lược bỏ hệ thống lọc bã hoa trong nhà máy
11
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
- Giảm bớt lượng chất màu và các cấu tử bất lợi khác cho chất lượng bia tốt h
Hình 2.1: Houblon cao Hình 2.2: Houblon viên

2.3.4. Nấm men.
Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Nhờ
đặc tính sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóa đường thành rượu và sinh ra
khí CO
2
là thành phần chính của bia.
Nấm men trong sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces. Căn cứ vào tính chất và diễn biến quá trình lên men người ta chia
thành 2 loại nấm men:
2.3.4.1. Nhóm nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae).
Với các đặc tính:
• Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao.
• Nhiệt độ lên men: 10 ÷ 25
0
C
• Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường.
• Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày
trên bề mặt cùng với lọc bia, bia tự trong chậm.
• Khả năng lên men đường tam (rafinase) kém (chỉ đạt 33%).
2.3.4.2. Nhóm nấm men chìm (saccharomyces carlbergensis).
Với các đặc tính:
• Nhiệt độ lên men: 0 ÷ 10
o
C
• Quá trình xảy ra trong lòng môi trường nên khả năng lên men tốt.
• Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường tam hoàn toàn).
12
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
• Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáy
thùng lên men rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn lên men nổi.

• Lên men mạnh trong lòng môi trường, khi hết nguồn cacbon trong môi trường,
có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm trong
bia nhanh.
• Lên men được glucose,maltose, galactose, fuctose, saccharose.
• Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản, lên men tốt, thậm chí ở nhiệt độ thấp
từ 6 ÷ 10
o
C (các giống khác không có khả năng này).
• Không lên men được các đường: lactose, inulin, kxilose,arabinose, cellobiose,
manit, socbit…
• Ngoài ra chủng nấm men này còn có khả năng tái
sử dụng tốt (6 ÷ 8 đời), tỷ lệ tế bào chết < 10%.
• Hiện nay được sử dụng khá phổ biến ở các nhà
máy bia trên thế giới.
• Sinh sản tốt ở nhiệt độ 8 ÷ 25
0
C. Ở nhiệt độ thấp
(2 ÷ 8
0
C) chúng sinh sản chậm, nhưng vẫn lên men
chậm vì khả năng tạo bào tử nấm men này yếu.
Trong môi trường có đầy đủ vitamin (đặc biệt là
vitamin B6).
• Chúng sẽ phát triển tốt nhưng ảnh hưởng của từng loại vitamin lên nấm men là
không giống nhau. Khả năng kết lắng của từng nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu
tố: cấu tạo thành tế bào nấm men, hàm lượng Nitơ hòa tan trong môi trường, nhiệt
độ, trị số điện tích của tế bào và pH của môi trường (thường 8.0 ÷ 4.0).
• Trong sản xuất bia hiện nay có 2 phương pháp lên men: lên men kỵ khí và lên
men hiếu khí.
Những tính chất công nghệ của nấm men cần quan tâm:

 Tốc độ và khả năng tạo bông (kết lắng).
 Tốc độ và mức độ lên men.
 Hàm lượng sản phẩm bậc 2.
 Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật.
 Khả năng chống chịu khi bị tấn công.
Hình 2.3: Nấm men
13
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
Yêu cầu chất lượng nấm men trước khi đưa vào lên men:
 Tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng.
 Nấm men thuần khiết.
 Khi đưa vào sản xuất tỷ lệ men chết dưới 10%, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. Thời
kỳ mạnh nhất khi độ đường xuống nhanh nhất có thể trên 80%.
 Nấm men khi đưa vào dịch đường để lên men phải đạt được từ 10 ÷ 20 triệu tế
bào/ml dịch.
 Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid,
acid amin, giải phóng ra CO
2
, rượu ethenol và nhiệt.
 Men giống không nhiễm vi sinh vật.
2.3.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.
Nói đến "tiến trình lên men" là phải nói đến tập hợp các chỉ số:
 Tốc độ phát triển của sinh khối.
 Tốc độ hấp thụ cơ chất (độ giảm cơ chất hàng ngày).
 Mức độ hấp thụ cơ chất (mức độ lên men).
 Nồng độ các sản phẩm chính và các sản phẩm phụ được tạo thành trong quá
trình lên men. Các chỉ số trên đây trong quá trình lên men chịu ảnh hưởng của rất
nhiều yếu tố. Quan trọng nhất là các yếu tố sau:
• Chất lượng của nấm men sản xuất
Để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao thì yếu tố đầu tiên cần được thỏa

mãn là chất lượng của men giống.
Khi đánh giá chất lượng của chủng nấm men sản xuất, cần xem xét các chỉ số sau
đây:
- Tốc độ và mức độ lên men.
- Hàm lượng và sản phẩm phụ tạo thành.
- Tốc độ và khả năng kết lắng.
- Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa).
- Khả năng chống chịu khi bị tấn công.
14
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
- Một chủng nấm men phù hợp và có chất lượng tốt, có thể tái sử dụng đến
đời thứ 7 thứ 8 (sau mỗi lần lên men là 1 đời).
• Lượng nấm men gieo cấy ban đầu
Lượng nấm men gieo cấy ban đầu liên quan mật thiết đến tiến trình lên men qua
các chỉ số sau:
- Thời gian để thiết lập được thế cân bằng động giữa các quần thể nấm men với
môi trường lên men (cơ chất).
- Lượng tế bào nảy chồi, từ đây dẫn đến lượng chất hòa tan (chất dinh dưỡng) bị
tiêu phí cho xây dựng tế bào mới và cường độ trao đổi chất trong tế bào non.
- Thời gian lên men.
- Hàm lượng các sản phẩm phụ tạo thành và tỉ số tương quan giữa chúng.
Thời gian để đạt được trạng thái cân bằng động phụ thuộc vào lượng nấm men
gieo cấy ban đầu. Nếu mật độ gieo cấy càng nhiều thì thời gian đó càng ngắn và ngược
lại. Nếu lượng nấm men gieo cấy quá ít, khả năng nảy chối của chúng không thể đạt
được mức độ tối đa cần thiết. Trong trường hợp như vậy, quá trình lên men bị "ì",
nghĩa là mức độ lên men thấp, thời gian lên men kéo dài.
Mật độ tối đa của lượng nấm men gieo cấy ban đầu nếu vượt qua ngưỡng 70.10
6
tế bào/cm
3

thì hiệu quả mang lại không được rõ nét (nghĩa là không nên gieo quá mật
độ đó).
• Nồng độ chất hòa tan của dịch đường houblon hóa
Nồng độ chất hòa tan trong dịch đường houblon hóa có ảnh hưởng rất lớn đến sự
phát triển của nấm men và tốc độ lên men. Từ thực tế sản xuất, đã chứng minh được
rằng. Dịch đường houblon hóa có nồng độ chất hòa tan 11 -12% lên men tốt hơn các
loại dịch đường có nồng độ cao hơn hoặc thấp hơn.
Cường độ sinh sản và phát triển của tế bào nấm men khi lên men dịch đường
houblon hóa với nồng độ trung bình tỉ lệ tuyến tính với hàm lượng chất hòa tan và hàm
lượng nitơ chứa trong đó. Nếu hàm lượng chất hòa tan ở trong dịch đường houblon hóa
15
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
tăng lên trên 14.5% thì sự sinh sản của nấm men cũng không vì thế mà tăng lên, nó
dừng ở 1 trị số xác định. Trong 1 khoảng xác định nào đó, khi độ đậm đặc của dịch
đường giảm xuống thì cường độ sinh sản và phát triển của nấm men không những giảm
mà ngược laị sẽ tăng lên.
• Nhiệt độ của dịch lên men
Nhiệt độ của dịch lên men và môi trường xung quanh có ảnh hưởng khá mạnh đến
quá trình lên men. Ở nhiệt độ cao sẽ thu nhận được các kết quả:
- Thời gian lên men nhanh.
- Mật độ tối đa đạt được cao hơn so với nhiệt độ thấp.
- Lên men triệt để hơn nhưng hàm lượng các sản phẩm phụ (đặc biệt là diaxetyl)
tạo ra nhiều hơn.
- Lượng sinh khối tạo ra nhiều hơn nhưng lượng tế bào chết lại nhiều hơn và tốc
độ suy giảm các đặc tính công nghệ cũng nhanh hơn.
- Kết quả cuối cùng nhận được là tỉ số giữa các cấu tử trong bia không cân đối,
chất lượng bia giảm.
Mỗi loại nấm men đều có nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và lên men. Vượt
qua giới hạn đó, xét về góc độ chất lượng sản phẩm, sẽ nhận được các kết quả âm tính.
• Áp suất bề mặt

Áp suất bề mặt của dịch lên men ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình công nghệ.
Nó xác đinh mức độ bão hòa CO
2
ở trong bia, mà hợp chất này lại là nhân tố ức chế
quá trình lên men, đặc biệt là ở giai đoạn đầu và giai đoạn logarit.Ở nhiệt độ thường,
quá trình lên men sẽ bị đình chỉ nếu áp suất trong thiết bị lên men tăng lên đến 3-4
kg/cm
2
. Chính vì lẽ đó mà trong thực tế sản xuất ít khi người ta cho áp suất tăng quá
1kg/cm
2
.
Áp suất lên men còn ảnh hưởng đến lượng sinh khối tạo thành. Trong 1 giới hạn
xác định, nếu áp suất lên men càng cao thì lượng sinh khối tạo thành càng ít, tất
nhiên tương quan đó không phải là tỉ lệ thuận.
16
Nghiên Cứu Sản Xuất Bia Có Nồng Độ Cồn Thấp
Áp suất lên men cũng ảnh hưởng đến trạng thái sinh lí của nấm men. Nếu nấm
men chịu áp lực cao trong giai đoạn lên men thì mức độ suy giảm các đặc tính công
nghệ của nó cũng nhanh hơn, số thế hệ nấm men được tái sử dụng cũng ít hơn. Nói tóm
lại là nấm men chóng già hơn.
Khi quá trình lên men bước sang thời kì gần kết thúc thì việc tăng áp suất sẽ
không gây ảnh hưởng đến sự hoạt động của nấm men và tiến trình lên men. Ngược lại
nó hạn chế được quá trình oxi hóa, và làm tăng độ bền của bia. Trên cơ sở kết luận này,
ở các hệ thống thiết bị lên men theo phương pháp gia tốc, trong giai đoạn đầu của quá
trình lên men, người ta khống chế ở áp suất 0,2-0,5kg/cm
2
, còn sang giai đoạn sau, áp
suất có thể duy trì ở mức cao hơn là 1.2-1.3 kg/cm
2

.
• Hàm lượng oxi và thế oxi hóa - khử
Hàm lượng oxi hòa tan trong dịch đường ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh
sản của nấm men và lượng sinh khối tạo thành. Trong cùng 1 điều kiện, ở dịch đường
được sục khí, mật độ tối đa của nấm men đạt tới 74.10
6
tế bào/cm
3
, trong khi đó thì ở
dịch đường không sục khí, mật độ tối đa chỉ đạt 45.10
6
tế bào/cm
3
. Sự gia tăng mật độ
tế bào cực đại là dấu hiệu cho ta biết rằng, ở trong đó lượng tế bào nảy chồi nhiều hơn,
hoạt động sống nuôi tế bào non diễn ra mạnh hơn và do đó các sản phẩm phụ tạo ra
cũng nhiều hơn.
Hàm lượng oxi hòa tan trong dịch đường cũng là yếu tố tác động mạnh đến tốc độ
suy giảm đặc tính công nghệ của nấm men.
Nếu trong dịch lên men có lượng oxi quá ít thì tốc độ sinh sản bị hạn chế, tốc độ
lên men bị chậm lại, hương và vị của bia không đạt được mức cần có.
Lượng oxi hòa tan trong dịch đường houblon hóa chỉ nên khống chế ở nồng độ
6.7 - 7 mg/l.
• Cường độ khuấy đảo dịch lên men
Cường độ xáo trộn dịch lên men là 1 trong những yếu tố mạnh nhất thúc đẩy
nhanh quá trình lên men. Khía cạnh ưu điểm của nó là rút ngắn được thời gian lên men
17