tổng quan các phương pháp kiểm tra chất lượng bia

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

i

MỤC LỤC
Trang
Mục lục i
Danh mục bảng v
Danh mục hình và sơ đồ vi
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích khóa luận 1
1.3. Nội dung khóa luận 2
1.4. Đối tượng kiểm tra 2
1.5. Phạm vi áp dụng 2
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA
2.1. Tổng quan ngành sản xuất bia tại Việt Nam 3
2.1.1. Giới thiệu sơ lược về bia 3
2.1.2. Tình hình sản xuất bia và xu hướng phát triển tại Việt Nam 4
2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia 4
2.2.1. Nguyên liệu 4
2.2.1.1. Nước 5
2.2.1.2. Malt đại mạch 6
2.2.1.3. Hoa houblon 9
2.2.1.4. Nấm men 12
2.2.1.5. Các chất phụ gia 14
2.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia 16
2.2.3. Thuyết minh quy trình công nghệ 17
2.2.3.1. Xay, nghiền 17
2.2.3.2. Phối trộn 17
2.2.3.3. Hồ hóa, đạm hóa 17

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

ii

2.2.3.4. Nấu dịch nha 19
2.2.3.5. Lọc bã 22
2.2.3.6. Nấu hoa 22
2.2.3.7. Lắng trong 24
2.2.3.8. Làm lạnh nhanh 24
2.2.3.9. Lên men chính 25
2.2.3.10. Lên men phụ 27
2.2.3.11. Lọc bia 29
2.2.3.12. Hoàn thiện sản phẩm 30
CHƯƠNG III. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT
LƯỢNG BIA
3.1. Khái niệm kiểm tra chất lượng 31
3.2. Sơ đồ kiểm tra chất lượng bia 31
3.3. Các phương pháp kiểm tra chất lượng bia 31
3.3.1. Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 31
3.3.1.1. Tiến hành lấy mẫu 33
3.3.1.2. Kiểm tra mẫu nước 34
3.3.1.3. Kiểm tra mẫu gạo và mẫu malt 36
3.3.2. Kiểm tra hóa lý 39
3.3.2.1. Tiến hành lấy mẫu 39
3.3.2.2. Xác định độ chua 39
3.3.2.3. Xác định độ mặn 40
3.3.2.4. Xác định độ màu 40
3.3.2.5. Xác định tinh bột sót 40
3.3.2.6. Xác định độ đường 41
3.3.2.7. Xác định độ cồn 42

3.3.2.8. Xác định hàm lượng CO
2
43
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

iii

3.3.2.9. Tiêu chuẩn kỹ thuật 44
3.3.3. Kiểm tra vi sinh 44
3.3.3.1. Tiến hành lấy mẫu 44
3.3.3.2. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí 46
3.3.3.3. Xác định tổng số Coliforms 47
3.3.3.4. Xác định Escherichia coli 49
3.3.3.5. Xác định tổng số nấm men, nấm mốc 52
3.3.3.6. Xác định tổng số Clostridium Perfringens 53
3.3.3.7. Xác định tổng vi khuẩn kị khí H
2
S 54
3.3.3.8. Tiêu chuẩn kỹ thuật 55
3.3.4. Kiểm tra mật độ men trong dịch đường, men sống, men chết, tạp nhiễm
bằng phương pháp định lượng vi sinh vật 56
3.3.4.1. Phương pháp đếm trực tiếp bằng buồng đếm hồng cầu 56
3.3.4.2. Chỉ tiêu kiểm tra men 57
3.3.5. Kiểm tra quá trình tẩy rửa, vệ sinh các đường ống và dụng cụ 58
3.3.5.1. Kiểm tra chất dư tẩy rửa 58
3.3.5.2. Kiểm tra các điều kiện vệ sinh của vật chứa bia 58
3.3.5.3. Kiểm tra bia đóng chai 58
3.3.5.4. Kiểm tra vệ sinh tank, đường ống dẫn bia 59
3.3.5.5. Chỉ tiêu vi sinh và dư lượng chất tẩy rửa đối với vỏ chai pet và
vỏ bock 59

CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Nhận xét 60
4.2. Kiến nghị 61
4.3. Kết luận 61


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

iv

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC 1. THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG DÙNG TRONG KIỂM TRA VI SINH
PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ MẪU PHIẾU KIỂM TRA
PHỤ LỤC 3. BẢNG TRA TÍNH BALLING NGUYÊN THỦY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

v

DANH MỤC BẢNG
Bảng Trang
Bảng 2.1: Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia 6
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của hạt malt 7
Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng của malt 8
Bảng 2.4: Thành phần hóa học của hoa houblon 10
Bảng 2.5: Thành phần hóa học trong tế bào nấm men 13
Bảng 2.6: Đặc tính lên men của hai loại nấm men Saccharomyces cerevisiae
và Saccharomyces carlsbergensis 13
Bảng 2.7: Thông số hóa lý của bột trợ lọc diatomit 15
Bảng 2.8: Phương pháp thực hiện và thiết bị đường hóa. 21
Bảng 2.9: Các quá trình hóa lý xảy ra trong làm lạnh nhanh. 25
Bảng 3.1: Cách tiến hành lấy mẫu 33
Bảng 3.2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của nước dùng trong sản xuất. 34
Bảng 3.3: Cách tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của malt. 36
Bảng 3.4: Cách tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của gạo 37
Bảng 3.5: Các chỉ tiêu kỹ thuật của malt, gạo 38
Bảng 3.6: Các chỉ tiêu kỹ thuật của nước dịch nha, bia trước khi lọc và bia
thành phẩm 44

Bảng 3.7: Bảng tra MPN dùng cho 3 loạt ống nghiệm ở 3 nồng độ pha loãng 48
Bảng 3.8: Các chỉ tiêu vi sinh trong mẫu nước dịch nha, bia trước khi lọc và bia
thành phẩm 55
Bảng 3.9: Chỉ tiêu kim loại nặng trong mẫu bia thành phẩm 55
Bảng 3.10: Chỉ tiêu kiểm tra men. 57
Bảng 3.11: Chỉ tiêu vi sinh và dư lượng chất tẩy rửa đối với vỏ chai pet và bock.59


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

vi

DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
Hình và sơ đồ Trang
Hình 2.1: Malt đại mạch 6
Hình 2.2: α-Amylase thủy phân tinh bột 8
Hình 2.3: β-Amylase thủy phân tinh bột 9
Hình 2.4: Hoa houblon. 9
Hình 2.5: Hình thái nấm men 12
Hình 2.6: Nấm men nổi VÀ Nấm men chìm 14
Hình 2.7: Giản đồ nấu bia 20
Hình 2.8: Thiết bị lắng xoáy Whirlpool. 24
Hình 2.9: Máy rửa chai 30
Hình 2.10: Thiết bị dán nhãn. 30
Hình 3.1: Kiểm tra kiềm phenol trong mẫu nước nấu. 35
Hình 3.2: Kiểm tra kiềm methyl trong mẫu nước nấu 35
Hình 3.3: Kết quả kiểm tra độ mặn. 35
Hình 3.4: Thao tác lấy mẫu kiểm tra hóa lý. 39
Hình 3.5: Kết quả kiểm tra tinh bột 41
Hình 3.6: Đo độ đường cuối. 42

Hình 3.7: Chưng cất và đo độ cồn 42
Hình 3.8: Lấy mẫu kiểm tra nồng độ CO
2
43
Hình 3.9: Lấy mẫu kiểm tra vi sinh nước dịch nha 45
Hình 3.10: Lấy mẫu kiểm tra vi sinh bia. 45
Hình 3.11: Cách pha loãng dung dịch mẫu. 46
Hình 3.12: Cách nuôi cấy mẫu 47
Hình 3.13: Các bước định lượng Coliforms bằng phương pháp MPN 48
Hình 3.14: Cấy mẫu từ các độ pha loãng vào canh LSB 49
Hình 3.15: Thử nghiệm Indol 50
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

vii

Hình 3.16: Thử nghiệm Methyl red. 50
Hình 3.17: Thử nghiệm Voges Proskawer. 51
Hình 3.18: Thử nghiệm Citrate. 51
Hình 3.19: E.coli nuôi trên môi trường thạch EMB 51
Hình 3.20: Kết quả IMViC của E.coli 52
Hình 3.21: Nấm men. 52
Hình 3.22: Kiểm tra nấm men, nấm mốc. 53
Hình 3.23: Khuẩn lạc Clostridium Perfringens trên đĩa phân lập 53
Hình 3.24: Kiểm tra vi khuẩn kị khí H
2
S. 54
Hình 3.25: Phương pháp xác định tế bào nấm men bằng buồng đếm Neubauer 57
Sơ đồ 2.1: Phân loại chất đắng trong hoa houblon 11
Sơ đồ 2.2: Quy trình công nghệ sản xuất bia tại nhà máy Vinaken 16
Sơ đồ 2.3: Nguyên lý thu hồi CO

2
29
Sơ đồ 3.1: Kiểm tra chất lượng bia. 32
Sơ đồ 3.2: Xác định Escherichia coli trong mẫu bia. 49







LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung trong khóa luận tốt nghiệp: “Tổng quan các phương pháp
kiểm tra chất lượng bia” được trình bày trung thực, những phần sử dụng tài liệu tham
khảo trong khóa luận đã được nêu rõ nguồn tài liệu tham khảo. Tôi hoàn toàn chịu
trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này.
TPHCM, ngày 04 tháng 07 năm 2011
Sinh viên thực hiện khóa luận
Trương Ngân Quỳnh Như.
LỜI CÁM ƠN

Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Môi trường – Công nghệ sinh học,
trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM đã tận tình truyền đạt kiến thức trong
3 năm học tập. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền
tảng cho quá trình làm bài khóa luận mà còn là hành trang quí báu để em bước vào đời
một cách vững chắc và tự tin.
Em chân thành cảm ơn Ban giám đốc Công ty Vinaken đã cho phép và tạo điều
kiện thuận lợi để em tham quan và thu thập số liệu tại Công ty.
Cuối cùng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự
nghiệp giảng dạy. Đồng kính chúc các Cô, Chú, Anh, Chị trong Công ty Vinaken luôn

dồi dào sức khỏe, đạt được nhiều thành công tốt đẹp trong công việc.

TPHCM, ngày 04 tháng 07 năm 2011
Sinh viên thực hiện khóa luận
Trương Ngân Quỳnh Như.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




1

CHƯƠNG I
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, cùng với xu hướng hội nhập và phát triển kinh tế trong
khu vực và trên thế giới, tốc độ công nghiệp hóa của Việt Nam ngày càng tăng. Nhiều
khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp phát triển
mạnh, đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất bia. Hiện nay Việt Nam có khoảng 350 cơ
sở sản xuất bia có trụ sở hầu hết khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số
lượng .
Thực tế cho thấy, cùng tốc độ gia tăng dân số nhanh, sản lượng bia Việt Nam cũng
tăng theo, từ 1.9 tỷ lít năm 2007 lên 2.1 tỷ lít năm 2008, 2.4 tỷ lít năm 2009. Cho đến
năm 2010 tổng sản lượng bia trong nước đạt 2.7 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007. Chỉ
riêng thống kê sản lượng bia năm 2010, tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài
Gòn (Sabeco) sản xuất và tiêu thụ hơn 1.1 tỷ lít bia.
Vì thế, ngành sản xuất bia rượu cũng góp phần quan trọng trong việc phát triển kinh
tế. Song, nếp sống của người dân càng cao thì vấn đề yêu cầu về chất lượng bia và mức
độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao. Do vậy, việc kiểm tra chất lượng từ

nguyên liệu đầu vào cho đến sản phẩm đầu ra phải thực hiện khá chặt chẽ. Đề tài
“Tổng quan các phương pháp kiểm tra chất lượng bia” tìm hiểu về quy trính kiểm tra
và đánh giá chất lượng trong sản xuất bia bằng các phương pháp hóa lý và vi sinh.
1.2. Mục đích khóa luận
- Tìm hiểu về các phương pháp kiểm tra chất lượng bia trong quá trình sản xuất
bằng các phương pháp hóa lý và vi sinh.
- Đánh giá hiệu quả quy trình kiểm tra chất lượng bia.



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




2

1.3. Nội dung khóa luận
- Tìm hiểu quy trình sản xuất bia.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bia, các thông số kiểm tra quá trình,
chỉ tiêu theo chất lượng quy trình.
- Các phương pháp kiểm tra, các chỉ tiêu chất lượng, các tiêu chuẩn chất lượng hiện
hành.
1.4. Đối tượng kiểm tra
- Nước.
- Nguyên liệu đầu vào.
- Nước dịch nha.
- Bia trước khi lọc.
- Bia thành phẩm.
1.5. Phạm vi áp dụng

Áp dụng cho tất cả nhà máy sản xuất bia.













KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




3


CHƯƠNG II
TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA
2.1. Tổng quan ngành sản xuất bia tại Việt Nam
2.1.1. Giới thiệu sơ lược về bia
Một cách tổng thể, bia là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình
lên men của đường trong môi trường lỏng và không được chưng cất sau lên men. Quá
trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Dung dịch đường không bị lên men gọi là hèm
bia, thu được từ quá trình ngâm nước, hay "nước ủ bia", hạt ngũ cốc được ủ thành

mạch nha, thông thường là lúa mạch. Tùy theo thành phần nguyên liệu sản xuất bia của
từng khu vực mà các đặc trưng về hương vị và màu sắc bia cũng thay đổi rất khác
nhau.
Theo nghiên cứu của khoa Dịch tễ học trưởng Đại học Muenster (Đức), việc uống
bia ở mức độ vừa phải sẽ làm giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Nồng độ cồn
của bia có thể làm gia tăng lượng HDL hay còn gọi là cholesterol có lợi giúp giảm
thiểu tình trạng tắc nghẽn động mạch và máu đông. Theo cơ quan Nghiên cứu thực
phẩm và dinh dưỡng TNO (Hà Lan), những người uống bia có lượng vitamin B6 trong
máu cao hơn 36% đối với người không uống bia.
Mặt khác, một nghiên cứu khoa học của trường đại học Harvard được xuất bản
trong tạp chí y khoa của Anh cho thấy, một lượng vừa phải của nồng độ cồn hấp thu
vào cơ thể sẽ giúp ích cho việc duy trì khả năng tư duy đối với những người phụ nữ lớn
tuổi. Trong khi đó, các nghiên cứu của trường đại học Stufts đã kết luận rằng nồng độ
cồn có thể duy trì độ bền chắc của xương cho phụ nữ lớn tuổi. Thêm vào đó, chất
bioflavonoids được tìm thấy trong bia có tính chất tương tự như estrogen. Chất này sẽ
hoạt động như là một dạng hormone tự nhiên thay thế việc điều trị bệnh cho những phụ
nữ trong thời kỳ mãn kinh.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




4

Chính vì những lợi ích về sức khỏe, nên bia là một loại đồ uống giải khát không thể
thiếu ở các nước trên thế giới.
2.1.2. Tình hình sản xuất bia và xu hướng phát triển tại Việt Nam
Theo thống kê của Bộ Kế hoạch - đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh
nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ
năm ngoái. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, ước tính đạt 15%/năm. VN có

khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp
tục tăng về số lượng. Trong số này, có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu
lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và có tới 268 cơ sở có năng
lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm.
Trong quy hoạch được Bộ Công Thương phê duyệt mục tiêu tốc độ tăng trưởng giá
trị sản xuất toàn ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam giai đoạn 2006-2010 đạt
12%/năm, giai đoạn 2011-2015 đạt 13%/năm và giai đoạn 2016-2025 đạt 8%/năm.
Đến năm 2015, sản lượng sản xuất đạt 4 tỷ lít bia. Kim ngạch xuất khẩu từ 140-150
triệu USD. Dự kiến đến năm 2025, sản lượng sản xuất đạt 6 tỷ lít bia, 440 triệu lít rượu
công nghiệp, 11 tỷ lít nước giải khát.
Đối với ngành bia, sẽ tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hóa thiết bị để nâng cao
hiệu quả sản xuất. Xây dựng mới các nhà máy có quy mô công suất trên 100 triệu
lít/năm kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, liên doanh, liên kết để sản xuất bia cao cấp,
đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Bên cạnh đó phải xây dựng và phát triển
thương hiệu nhằm tăng năng lực cạnh tranh.
Mục tiêu của việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo
hướng bền vững, chú trọng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và môi trường sinh
thái, phát triển ngành dựa trên cơ sở huy động nguồn lực từ tất cả các thành phần kinh
tế, dưới mọi hình thức đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội; áp dụng công nghệ,
thiết bị tiên tiến, tập trung xây dựng một số thương hiệu mạnh quốc gia để cạnh tranh
hiệu quả trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




5

2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia
2.2.1. Nguyên liệu

2.2.1.1. Nước
Nước là nguồn nguyên liệu cơ bản nhất trong sản xuất bia. Nước được dùng trong
quá trình nấu, lọc, chiết rút tất cả chất hòa tan còn sót lại trong bã malt, nâng cao lượng
chất hòa tan trong dịch đường. Trong quá trình đường hóa và hồ hóa, nước làm hòa tan
các chất chiết và làm loãng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc đảo trộn. Trong dịch
lên men, 88-90% thành phần là nước.
● Thành phần hóa học của nước chứa các ion sau :
– Cation: H
+
, Na
+
, K
+
, NH
4
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, Fe
2+
, Al
3+
,…
– Anion: OH
-
, Cl
-
, HCO

3
-
, CO
3
2-
, NO
2
-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
, SiO
3
2-
,…
– Ngoài ra, trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu
cơ như SiO
2
hoặc các chất khí O
2
, N
2
, CO
2

,…
● Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia: Nước sử dụng trong nấu bia có độ cứng từ
mềm đến trung bình được loại bỏ các ion kim loại vì chúng gây ảnh hưởng không
tốt đến quá trình sản xuất (Ca
2+
làm giảm độ axit của malt và dịch đường, Mg
2+
làm
cho bia có vị đắng, gắt ). Loại bỏ các muối cacbonat và bicacbonat vì chúng hòa
tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt gây cho bia có vị đắng khó chịu. Qua thực tế
và kết quả nghiên cứu ta thấy rằng: Nếu ta cho thêm một lượng CaSO
4
vào nước
dùng để nấu bia thì sẽ loại bỏ được ảnh hưởng xấu của cacbonat và bicacbonat,
đồng thời làm tăng hiệu suất chất hòa tan và tăng chất lượng cả những loại bia
vàng. Song nếu lượng CO
2
quá nhiều thì sẽ làm ảnh hưởng của bia, do trong phản
ứng sẽ tạo nhiều K
2
SO
4
có vị đắng khó chịu, hoặc do tác dụng tương hỗ giữa
CaSO
4
và MgHPO
4
tạo MgSO
4
cũng gây vị đắng khó chịu:

CaSO
4
+ MgHPO
4
= CaHPO
4
+ MgSO
4
(vị đắng).
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




6

Đối với nước rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc
biệt không chứa vi sinh vật. Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp hoặc trung bình,
đặc biệt không chứa NH
3
và các muối nitrit.
Bảng 2.1: Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia
(Nguồn: Công ty bia Vinaken)
Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia Thông số
Hàm lượng muối cacbonat

50 mg/l
Hàm lượng muối magie

100 mg/l

Hàm lượng muối clorua 75 - 150 mg/l
Hàm lượng muối CaSO
4
130 - 200 mg/l
Hàm lượng Fe
2+


0,3 mg/l
Khí NH
3
không có
Các muối có gốc –NO
3
-
, –NO
2
2-
không có
Vi sinh vật

100 tế bào/1cm
3

pH 6,5 – 7,5
Độ kiềm tổng TAC

4
0
F

Độ cứng tổng

5
0
F
Độ đục

20NP
Về cảm quan
Nước phải trong
Không có vị lạ.
2.2.1.2. Malt đại mạch
Hình 2.1: Malt đại mạch
(Nguồn: www.sabeco.com.vn)
Malt là tên gọi ngũ cốc nảy mầm, là nguyên liệu chính không thể thiếu với vai trò
tạo hương vị và màu sắc trong quá trình sản xuất bia. Malt rất giàu chất dinh dưỡng
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




7

chứa các axit amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt là hệ enzyme phong
phú, chủ yếu là protease và amylase.
Thành phần hóa học của malt:
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của hạt malt
(Nguồn: Khoa học công nghệ malt & bia, GS.TS. Nguyễn Thị Hiền, Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật năm 2007)
Thành phần hóa học

% chất khô
Carbohydrate 70 – 85,5%
Protein 10,5 – 11,5%
Các chất vô cơ 2,0 – 4,0%
Chất béo 1,5 – 2,0%
Các chất khác 1,0 – 2,0%

Trong các thành phần trên, tinh bột là cấu tử chiếm vị trí chủ yếu về khối lượng
cũng như về ý nghĩa. Tinh bột của đại mạch có tỷ trọng 1.5 - 1.6 , nhiệt lượng riêng
0.25 Kcal/kg
0
C, dễ dàng kết lắng trong nước, tinh bột không tan trong nước lạnh, nhiệt
hồ hóa khoảng 80
o
C. Tinh bột cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước khi lên men.
Trong sản xuất bia, hàm lượng protide tốt nhất là từ 8-10%. Nếu protide quá cao,
bia sẽ dễ bị đục, khó bảo quản. Nếu quá thấp thì quá trình lên men sẽ không triệt để,
bia kém bọt, vị kém đậm đà. Sự thủy phân protide là một trong những quá trình quan
trọng nhất trong sản xuất malt và bia. Đặc biệt quan trọng là sản phẩm tạo thành do quá
trình tương tác giữa sản phẩm thủy phân của các hợp chất trong nội nhũ (Ví dụ: phản
ứng tạo melanoid, một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất, tạo màu vàng óng, vị ngọt và
thơm dịu, quyết định về hương, vị, màu sắc của bia). Mức độ thủy phân protide cũng
ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của bia.
Protide gồm protein phức tạp và protide đơn giản, trong đó các protein phức tạp có đặc
điểm chung là kém hòa tan hoặc hòa tan không bền vững, làm ảnh hưởng đến chất
lượng bia, do đó loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏi dịch đường là cần thiết.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

8

Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng của malt:
Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng của malt
(Nguồn: Công ty bia Vinaken)
Chỉ tiêu chất lượng của malt Thông số
Độ ẩm < 5%.
Độ hòa tan 74-80%.
Độ trong 2,5
0
EBC
Độ màu 3-4
0
EBC
pH 5.6-6
Hoạt lực

350WK

Trong malt có các enzyme thủy phân tinh bột và protein đóng vai trò quan trọng
trong quá trình đường hóa, dịch hóa và đạm hóa:
– α-Amylase (enzyme dịch hóa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside, sản phẩm tạo ra
là những dextrin, ngoài ra còn tạo một ít maltose và glucose, làm cho độ nhớt
dịch cháo malt giảm nhanh, nhiệt độ hoạt động tối ưu của α-Amylase là
72-75
0
C; pH

opt
=5.6-5.8.

Hình 2.2: α-Amylase thủy phân tinh bột
– β-Amylase (enzyme đường hóa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside từ đầu đường
không khử theo từng hai phân tử glucose tạo sản phẩm là maltose, nhiệt độ tối
ưu cho β-Amylase hoạt động là 60-65
0
C. Dextrin thu được do tác dụng của α-
Amylase và β-Amylase tiếp tục phân cắt từng hai phân tử glucose. Sản phẩm
chính thu được trong quá trình đường hóa là maltose, chiếm khoảng 50% chất
hòa tan của dịch đường , ngoài ra còn thu được saccarose, fructose, glucose.
Nhiệt độ đường hóa thích hợp cho việc tạo thành maltose là 60-65
0
C;
pH
opt
= 5.4-5.5.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




9


Hình 2.3: β-Amylase thủy phân tinh bột
– Các protease (enzyme đạm hóa) phân hủy các protein thành các sản phẩm phân
tử lượng thấp như: axit amin, peptide… là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm
men, các sản phẩm có phân tử lượng trung bình như albumin, peptone,

polypeptide tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt, giúp bia có khả năng giữ bọt.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đạm hóa là 45-50
0
C.
2.2.1.3. Hoa houblon








Hình 2.4: Hoa houblon.
(Nguồn: www.vnexpress.net)
Hoa houblon là nguyên liệu quan trọng, đứng thứ hai (sau đại mạch). Hoa houblon
có tên khoa học là Humulus lupulus, là loại thực vật đơn tính, thuộc họ Gai mèo
Cannabinaceae, tạo cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng
tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo, ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, kết tủa
protein kém bền vững và có tác dụng sát trùng bia. Do những tính năng đặc biệt như
vậy nên hoa houblon giữ vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong
ngành công nghiệp sản xuất bia.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




10

Trong công nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn. Nếu

hoa cái đã thụ phấn thì giá trị công nghiệp của chúng giảm đi rất nhiều. Vì vậy người ta
thường tiến hành loại bỏ ngay những cây đực trong vườn houblon.
Trong một giò houblon có các bộ phận: trục, cánh và nhị hoa. Khi hoa bắt đầu chín
thì ở bên trong cánh hoa và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng óng, rất
dẻo gọi là lupulin, hạt lupulin có dạng hình cầu, đường kính 0,15 – 0,25mm, chúng
dính vào cánh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn. Chính những hạt
lupulin này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon.
Thành phần hóa học của hoa houblon:
Bảng 2.4: Thành phần hóa học của hoa houblon
(Nguồn: Tài liệu của công ty bia Vinaken)
Thành phần Mức chỉ tiêu (%)
Độ ẩm 10 – 13
Chất đắng 12 – 21
Axit đắng 6 – 8
Axit đắng 3
Đường 3
Nhựa đắng 7 – 8
Xelulose 12 – 14
Tinh dầu thơm 0,3 – 1
Tannin 2,5 – 6
Este 4,4
Protein 15 – 21
Tro 5 – 10

Trong các thành phần trên thì có giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến là tinh dầu thơm
và sau đó là polyphenol.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ

11

– Chất đắng trong hoa houblon bao gồm hai loại: Axit đắng (humulone và
lupulone) và nhựa đắng hay còn gọi là hợp chất vô định hình ( gồm nhựa mềm
và nhựa cứng). Vai trò của chất đắng làm cho bia có vị đắng dịu khi hòa tan vào
dịch đường và tồn tại trong bia. Chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh
học cao, tạo ra sức căng bền bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu. Với
nồng độ thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế các vi sinh vật khá mạnh,
nên chất đắng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền bảo quản
của bia thành phẩm.

Sơ đồ 2.1: Phân loại chất đắng trong hoa houblon (Nguồn: Công ty bia Vinaken)
– Polyphenol hoặc tannin là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất tự nhiên như: Tannin,
flavonol, cathechin, anthocyanogen (chiếm khoảng 80% polyphenol). Vai trò
của tannin kết lắng và loại bỏ những hợp chất protein cao phân tử ra khỏi dịch
đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.
– Tinh dầu thơm là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu,
có mùi thơm rất mạnh, tỷ trọng là 0.88, dễ hòa tan trong methanol nồng độ cao,
tan trong nước không đáng kể, bay hơi khá mạnh ở nhiệt độ thường. Khi đun
sôi, đa phần tinh dầu bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm tạo
Chất đắng
Nhựa đắng Axit đắng (Hợp chất tinh thể)
Axit đắng
Humulone
(6
–
8%)

Axit đắng
Lupulone
(3%)

Nhựa
cứng
(2%)

Nhựa
mềm
(5%)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




12

thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ
chịu đặc trưng cho bia. Tinh dầu thơm chứa khoảng 200 chất khác nhau, trong
đó phần lớn là những terpene, rượu, ketone, andehyte, este và axit. Chiếm khối
lượng nhiều nhất là các hydrocacbon (75%), sau đó là các loại rượu, phần còn
lại là những hợp chất khác. Vai trò của tinh dầu thơm khi hòa tan vào dịch
đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ
nhàng và dễ chịu. Là một hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon và nhiều hợp
chất chứa oxy dạng terpene, không tan trong nước và rất dễ bay hơi nên thất
thoát rất lớn.
2.2.1.4. Nấm men
Nấm men thuộc nhóm đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, đặc

biệt chúng có nhiều ở vùng đất trồng nho và hoa quả. Từ lâu người ta đã biết sử dụng
nấm men để sản xuất bia, rượu. Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều
vitamin, axit amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 45-60% trọng lượng
khô của tế bào.






Hình 2.5: Hình thái nấm men.
(Nguồn: www.sinhhocvietnam.com)
Nấm men Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbergensis là hai loại
nấm men thường được sử dụng để lên men bia. Chúng thuộc loại yếm khí tùy nghi, khi
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




13

có oxy chúng tăng sinh khối nhờ hô hấp tế bào, khi không có oxy chúng lên men tạo
thành ethanol và CO
2
theo phương trình:
Đường + Nitơ amine tự do + Nấm men + Oxy  Ethanol + CO
2
+ Nấm men.
Bảng 2.5: Thành phần hóa học trong tế bào nấm men
(Nguồn: Công ty bia Vinaken)

Thành phần hóa học của nấm men

% trong tế bào nấm men
Protein 45-60%
Gluxit 25-35%
Chất béo 4-7%
Chất khoáng 6-9%
Trong quá trình lên men chính, ngoài sự chuyển hóa các chất hydrocacbon, nấm
men cũng chuyển hóa các chất khác như protein, chất béo và chất khoáng Từ đó hình
thành khá nhiều sản phẩm phụ trong bia (các rượu bậc cao, các axit hữu cơ, este,
andehyte )
Bảng 2.6: Đặc tính lên men của hai loại nấm men Saccharomyces cerevisiae và
Saccharomyces carlsbergensis. (Nguồn: ebook.com)
Đặc tính

Nấm men nổi Saccharomyces
cerevisiae
Nấm men chìm
Saccharomyces carlsbergensis
Nhiệt độ lên men

10 – 25
0
C 0 – 10
0
C
Cơ chất


Chủ yếu lên men đường đơn

(glucose, fructose), đường đôi
(saccharose, maltose), khó lên
men đường tam (raffinose)
Lên men tốt glucose, mannose,
galactose, fructose, saccharose,
maltose và cả raffinose.

Khả năng lên
men
Lên men mạnh trên bề mặt môi
trường
Lên men mạnh trong lòng môi
trường
Khả năng tạo
bông, kết lắng
Kết bông trên bề mặt, bia khó
trong tự nhiên
Kết chùm lắng xuống đáy, bia
trong tự nhiên

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




14


Hình 2.6: (a) Nấm men nổi và (b) Nấm men chìm
(Nguồn: www.sinhhocvietnam.com)

Trong sản xuất bia, người ta kiểm soát nấm men qua hai thông số: Tổng số tế vào
và tỷ lệ tế bào chết. Các chỉ tiêu này đạt yêu cầu khi có dưới 5% tỷ lệ chết và số tế bào
trong một ml là 15.10
6
.
2.2.1.5. Các chất phụ gia
Ngoài những nguyên liệu không thể thiếu như: Nước, malt, hoa houblon, nấm men,
chất phụ gia cũng được bổ sung vào để nâng cao chất lượng cho bia.
● Caramel: Tạo màu cho bia, được cho vào sau giai đoạn đường hóa.
● CaCl
2
: Cho vào giai đoạn nấu, làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme α-
amylase, kích thích hoạt động của amylase và protease, tăng cường khả năng kết lắng
của protein trong nồi. Đối với giai đoạn sau, cần thiết cho khả năng kết lắng hoàn toàn
của nấm men và oxalat, đồng thời lượng canxi thích hợp là yếu tố quan trọng để ổn
định và tạo vị ngon cho bia.
● ZnCl
2
: Tổng hợp nucleotide, làm tăng sinh khối, giảm nguyên nhân thoái hóa
nấm men.
● Axit lactic: Được bổ sung trong trường hợp pH của dung dịch nước quá cao.


(a) (b)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




15

● Bộ trợ lọc Diatomit: Cho vào theo đường ống của bia đi vào thiết bị lọc sau lên
men phụ. Có tác dụng hỗ trợ quá trình lọc, làm trong bia.
Bảng 2.7: Thông số hóa lý của bột trợ lọc diatomit
(Nguồn: Công ty bia Vinaken)
Thông số hóa lý Diatomit (kích thước 1 - 300µm)
Nguồn gốc Từ tảo biển
Chất lượng tự nhiên Bị canxi hóa nhẹ
Tỷ trọng khô (g/l) 320 - 480
Tỷ trọng nước (g/l) 290 - 4000
Độ xốp 84 - 90

● Một số enzyme sử dụng trong quá trình sản xuất bia:
– Termamyl 120L: enzyme α – amylase, T
opt
= 90
0
C dạng lỏng chịu nhiệt cao,
được sản xuất từ vi sinh vật bacilluslichenromic, pH
opt
= 6, đây là loại endo
amylase có tác dụng thủy phân liên kết α – 1,4 – glucoside, thực hiện dịch hóa
tinh bột, chúng cắt ngẫu nhiên chất nền tinh bột, qua đó tạo các dãy dextrin khác
nhau không có khả năng lên men được. Các dextrin này không tác động đến
đường hóa và hầu như không ảnh hưởng tới khả năng lên men sau cùng.
– Maturex: là chế phẩm enzyme. Rút ngắn thời gian lên men phụ, giảm lượng
diacetyl tạo thành trong quá trình lên men chính.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ




16

Sơ đồ 2.2: Quy trình công nghệ sản xuất bia tại nhà máy Vinaken
2.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bia

G
ạ
o

Bia tươi


Malt

Xay
Phối trộn
Hồ hóa
Nghiền
Phối trộn
Đạm hóa
Nước

N
ấ
u d
ị
ch nha

Lọc dịch đường
Houblon hóa

Lắng trong
Làm lạnh nhanh
Lên men chính
Lên men phụ
Nhân giống
Lắng
Đóng Bock
Lọc
Bảo hòa
CO

Chi
ế
t chai,
đóng nắp
Cặn
Bia tươi

Thanh trùng
Chi
ế

t
chai

Đóng lon

Bia chai

Bia lon

Nước
Thu bã Rửa bã
Thu dịch rửa
Bã
Men gi
ố
ng

Bổ sung malt lót
Thu hồi CO
2