Tiểu luận môn học các tính chất cảm quan thực phẩm Phân tích các yếu tố công nghệ nguyên liệu cấu thành ảnh hưởng tới cấu trúc, trạng thái và màu sắc của bia Lager

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
CÁC TÍNH CHẤT CẢM QUAN THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI
Phân tích các yếu tố công nghệ, nguyên liệu cấu thành
ảnh hưởng tới cấu trúc, trạng thái và màu sắc của bia Lager
GV Hướng dẫn: 1. PGS.TS Nguyễn Thị Minh Tú
2. TS Từ Việt Phú
Học viên : 1. Phí Ngọc Quyên
2. Trần Thị Dịu
3. Houngtheva
4. Hà Thu Hằng
5. Trần Văn Tăng
6. Nguyễn Minh Thắng
Lớp : 11BCNTP
NộI DUNG

I. Tổng quan về bia lager

II. Nguyên liệu sản xuất bia lager

III. Quy trình sản xuất bia lager

IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc, trạng thái và
màu sắc của bia lager

V. Kết luận

TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. TổNG QUAN Về BIA LAGER


Bia là sản phẩm thực phẩm thuộc loại đồ uống có độ
cồn thấp, thu nhận được bằng cách lên men rượu ở
nhiệt độ thấp dịch đường, chế biến từ malt đại mạch và
các hạt giàu tinh bột, protein, khác như gạo, ngô,
tiểu mạch, đại mạch, chưa qua giai đoạn ươm mầm,
cùng với nước và hoa houblon hoặc các sản phẩm chế
biến từ nó.

Phần lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn:

ale - sử dụng lên men nổi

lager - sử dụng lên men chìm
I. TổNG QUAN Về BIA LAGER

Lager là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên
thế giới. Chúng có nguồn gốc từ vùng Trung
Âu, có tên gọi này là từ lagern ("lưu trữ")
trong tiếng Đức.

Bia lager được sáng tạo bởi một nhà sản xuất
bia người Đức. Ông đã vô tình tìm thấy bia để
lâu trong hang động tự nhiên sau quá trình lên
men có đặc điểm trong hơn và lâu hỏng hơn.
Cuối cùng, quá trình này được gọi là lager.

Men bia lager là loại lên men chìm, thông
thường được lên men ở nhiệt độ 7-12°C ("pha
lên men"), và sau đó được lên men thứ cấp lâu

ở 4-6°C ("pha lager hóa"). Trong giai đoạn
lên men thứ cấp, lager được làm trong và chín.
Các điều kiện lạnh cũng kiềm chế việc sản
xuất tự nhiên các ester và các phụ phẩm khác,
tạo ra hương vị "khô và lạnh hơn" của bia
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER

Malt đại mạch :

Yêu cầu cảm quan: malt có màu vàng rơm, có vị ngọt dịu đặc
trưng, không có mùi vị lạ, nếu có mùi chua hoặc mốc là malt
bị ẩm. Độ sạch: không lẫn nhiều tạp chất, hạt không bị vỡ,
lượng hạt vỡ tối đa là 0.5%, lượng hạt bệnh tối đa là 1%.
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER

Malt đại mạch :

Yêu cầu kỹ thuật:
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER

Gạo:

Về khả năng thay thế malt đại mạch trong sản xuất bia
thì gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả. Có thể
sử dụng chúng ở hai hình thức: dùng gạo trực tiếp chế
biến lẫn với bột malt hoặc dùng thóc ươm mầm, có thể
sấy khô hoặc dùng ở dạng malt tươi, đường hóa phối
hợp với malt đại mạch theo tỷ lệ thích hợp.

Ta thấy rằng, gạo có hàm lượng tinh bột khá cao,

protein ở mức vừa phải còn chất béo và xelluloza thì ở
giới hạn thấp. Với các chỉ số này, gạo là một loại nguyên
liệu khá lý tưởng cho việc sản xuất bia. Với lượng gạo
thay thế đến 20% hoàn toàn có thể sản xuất được các
loại bia có chất lượng hảo hạng dùng để xuất khẩu
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER

Hoa houblon

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ 2 (sau malt
đại mạch) trong công nghệ sản xuất bia. 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.

Hoa houblon sử dụng ở dạng chế phẩm hoa viên và cao hoa. Chế
phẩm hoa viên có mùi xanh lam, mùi hắc, độ ẩm khoảng 10%;
chế phẩm cao hoa có màu xanh đen ở dạng sệt.

Thành phần chủ yếu của hoa houblon ở dạng cao hoa, hoa viên:
•
- Chất đắng: 15-21% - Poliphenol: 2,5-6%
•
- Protein: 15-21% - xelluloze: 12-14%
•
- Chất khoáng: 5-8% - Tinh dầu thơm: 0,3-
1,2%
•
- Các hợp chất khác: 26-28%.
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER


Nước

Vai trò của nước trong sản xuất bia
•
Nước là một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia, chiếm từ 80
÷ 90% trọng lượng bia thành phẩm.
•
Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến
toàn bộ quá trình sản xuất bia và đặc biệt là chất lượng bia thành phẩm.
•
Nước dùng trong sản xuất bia luôn được kiểm tra và phải thỏa mãn một
số chỉ tiêu nhất định trước khi được đưa vào sử dụng, những chỉ tiêu này
tùy thuộc vào từng nhà máy.
•
Ngoài ra nước còn đóng vai trò quan trọng trong các quá trình khác như:
làm lạnh, cung cấp cho nồi hơi, vệ sinh cho thiết bị, nhà xưởng,…

Yêu cầu của nước trong sản xuất bia
Độ cứng tạm thời 0,7mg/lít
Hàm lượng muối cacbonat <50 mg/l
Hàm lượng muối Mg <100 mg/l
Hàm lượng muối clorua 75 ÷ 150 mg/l
Độ cứng vĩnh cửu 0,5-0,6mg đương lượng/ lít
Hàm lượng muối CaSO
4
130 ÷ 200 mg/l
Hàm lượng Fe
2+
<0,3 mg/l

Vi sinh vật <100 tế bào/lít
Độ pH 6,5- 7,2 %
II. NGUYÊN LIệU SảN XUấT BIA LAGER

Nấm men :


Trong công nghệ sản xuất bia lager, để lên men dịch đường hoa houblon
loại nấm men được nhà máy sử dụng là Sacchromyces carlbergensis (lên
men chìm) vì loại nấm men này dễ kết lắng để thu men sữa, có khả năng
lên men ở nhiệt độ thấp, lên men triệt để dịch đường.

Đây là loại nấm men hoạt động ở nhiệt độ thấp (5 - 10
0
C), có khả năng tiêu
thụ hoàn toàn đường rafinose, fructose, melibiose…

Tế bào nấm men có chế độ dinh dưỡng cao là nguồn đạm và sinh tố phong
phú. Đặc điểm nổi bật của nấm men là giàu sinh tố nhóm B như B
1
, B
2
, B
6
,
B
12
, PP và một số nguyên tố khác không gây độc hại cho người và gia súc.

Nấm men được sử dụng từ men giống thuần chủng được nhập từ Đức,

men được sử dụng dưới dạng men khô, sau đó nhân giống trung gian rồi
đưa vào sử dụng trong sản xuất bia. Hiện nay nấm men giống được phân
lập và sản xuất ngay từ dịch sữa men được rút ra sau khi lên men.

Nấm men được sử dụng nhiều lần, sau khi thu hồi lại ở các tank lên men,
nấm men được rửa nhiều lần bằng nước sạch để loại bỏ xác men chết,
nấm men sống sẽ chìm xuống, xác men chết nổi lên trên. Men giống thu lại
được sẽ đưa vào thùng chứa men được giữ lạnh và được hoạt hoá nhờ
H
3
PO
4
đưa pH môi trường về 3 – 4, sau đó sử dụng phục vụ cho các lần lên
men tiếp theo. Thông thường, tái sử dụng nấm men khoảng 10 lần.
III. QUY TRÌNH SảN XUấT BIA LAGER
III. QUY TRÌNH SảN XUấT BIA LAGER

Thuyết minh sơ bộ quy trình:

1. Xử lý nguyên liệu

2. Nấu - Đường hóa nguyên liệu

3. Lọc và tách bã

4. Nấu dịch dường với hoa houblon

5. Lắng

6. Làm lạnh dịch lên men


7. Lên men chính - lên men phụ

8. Lọc bia

9. Tàng trữ và bão hòa CO2

10. Chiết chai

11. Thanh trùng
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Đối với người tiêu dùng, hình ảnh và cấu trúc bề mặt của bọt bia là hai
trong số các yếu tố quan trọng nhất để đánh giá chất lượng bia tốt hay
không. Độ mịn của bọt hay “độ kết tụ của bóng bọt” được xem là một
trong những tính chất hấp dẫn của bia.

Bọt cung cấp cho người uống cảm nhận đầu tiên về chất lượng của bia
như hương vị, sự tươi mát, độ sảng khoái. Bọt bia cũng tác động đến xúc
giác qua tính ổn định và cấu trúc của nó (kích thước của bong bóng).

Bọt bia được tạo thành từ hoạt động hấp phụ các chất có hoạt tính bề
mặt trên bề mặt của CO2 có trong bia. Khi rót bia ra, khí CO
2
sẽ nổi lên
trên và sẽ tạo bọt cùng với các phân tử protein v à nước trong bia. Bọt
này sẽ ngăn cho khí CO

2
không bị tiếp tục thoát ra ngoài.

Ở đây protein đóng vai trò quan trọng nhất trong việc tạo bọt, nhờ sự có
mặt các acid của hoa houblon (humilone, isohumulone và các chất chiết
từ hai loại này). Các loại bia chất lượng tốt, có nhiều protein có bọt
nhiều hơn, nhỏ hơn và dày hơn nên khó vỡ hơn và tan chậm. Trong khi
đó, các loại bia bình thường (đặc biệt như bia hơi) có bọt to, dễ vỡ và tan
nhanh. Khi lớp bọt ở trên bị vỡ, khí CO
2
sẽ thoát ra ngoài gây mất ngon
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Việc xác định các protein tham gia vào quá trình tạo bọt chính là
thông tin mang tính chiến lược, vì nhờ đó, người ta có thể xem xét
việc lựa chọn loại lúa mạch tốt, phù hợp để sản xuất malt.

Trong một vài năm qua đã có những tiến bộ vượt bậc về tính năng
của các protein trong lúa mạch dùng để tạo bọt cũng như sự tăng
trưởng về mặt cấu trúc của chúng trong quá trình sản xuất malt và
bia. Những nghiên cứu này đem lại nhiều triển vọng mới trong việc
nắm vững qui trình và lựa chọn loại malt đại mạch phù hợp nhất.

Ban đầu, người ta cho rằng, chỉ có các protein hòa tan được trong
nước, những loại có khả năng chịu được nhiệt trong quá trình sản
xuất malt và bia mới còn tồn tại trong bia. Các protein này được xác
định bằng phương pháp điện digel kết hợp với phép đo khối phổ.


Hai loại protein chiếm hơn 80% lượng protein trong bia gồm chất ức
chế protease còn được gọi là protein Z và protein vận chuyển lipide
(LTP).
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Từ những nghiên cứu đã chỉ ra rằng để cho ra được loại bia
có khả năng tạo bọt lý tưởng có vai trò quyết định của qui
trình sản xuất malt và dịch đường:

Về nguyên liệu malt:

Trong quá trình nẩy mầm của malt hoạt hóa proteaza và amynaza
ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình tạo bọt của bia.

Trong quá trình ươm mầm cần tạo điều kiện thuận lợi cho đại mạch
nảy mầm và hoạt hóa được các emzym một cách tối đa. Muốn được
như vậy ta cần điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy
mầm như :

Yếu tố nhiệt độ và thời gian

Ảnh hưởng của độ thông khí

Ảnh hưởng của độ ẩm
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Quá trình sấy malt: quá trình sấy malt cũng ảnh hưởng rất
nhiều đến sự tạo bọt của bia.

Quá trình nghiền: Nếu malt nghiền quá kỹ thì malt sẽ bị vỡ
vụ, mịn làm cho các chất tanin trong vỏ hạt sẽ tạo ra nhiều
làm cho bia có vị đắng và ảnh hưởng đến tạo bọt.

Quá trình đường hóa malt: là quá trình các enzym thủy phân
protein và tinh bột thành đường và các axitamin để cho nấm
men sử dụng trong quá trình lên men. Quá trình này ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình tạo bọt của bia

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa :

+ PH

+ Nhiệt độ đường hóa

+ Emzym và nồng độ emzym
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Axit đắng của hoa houblon:

Axit đắng của hoa houblon (hop) không chỉ góp phần tạo vi
đắng dịu đặc trưng cho bia mà còn cùng với các protein hoàn

thiện độ bền bọt. Đặc tính của bọt tăng lên nhờ axit đắng của
hoa Hop được biết đến từ lâu và các nhựa axit đắng, đặc biệt
là isohumulon tăng độ bền bọt.
Cấu trúc và sự chuyển hóa cấu trúc của Humulon
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:
Giá trị bám dính của bọt bia ứng với từng loại hoa Hop có độ đắng
khác nhau.
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bọt:

Các yếu tố khác:

Có một một lượng nhỏ các thành phần khác ảnh hưởng xấu
đến bọt bia, nhưng trong một số nghiên cứu thì các yếu tố
này đôi khi cũng làm tăng lượng bọt trong bia. Nhìn chung,
sự ảnh hưởng của các yếu tố này không quan trọng:

Ethanol

Polyphenol

Quá trình lên men

Độ pH của bia
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,

TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái, hương vị:

Độ trong:

Trong quy trình sản xuất bia lager, có hai giai đoạn ảnh hưởng đến
độ trong của bia là lên men phụ và lọc.

Ở giai đoạn lên men phụ, bia được làm lạnh dần xuống tới -1
0
C. Men
lắng và được tách ra tạo độ trong cho bia. Lúc này bia đã chín - ở đây
diễn ra một chút các biến đổi làm ổn định hương vị cho bia. Trong
quá trình lên men phụ cần theo dõi nhiệt độ và nồng độ đường tránh
trường hợp lên men chưa hết khả năng gây đục bia cao.

Quá trình lọc bia để tách các tế bào men còn lại và protein. Chạy máy
lọc ở nhiệt độ âm 2
0
C, nhiệt độ rất lạnh này nhằm đảm bảo bia "ổn
định", điều này giúp cho bia không bị đục khi đóng vào chai hoặc vào
lon. Sau khi lọc, bia có mầu vàng "sáng". Người ta nhận thấy rằng
bia lager được lọc trong sẽ cho màu sáng hơn bia chưa lọc. Để đạt độ
trong cho bia thành phẩm cần chú ý đến điều kiện làm việc của thiết
bị lọc khung bản với chất lượng của bản lọc.
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU
TRÚC, TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA
BIA LAGER


Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái, hương vị:

Vị đắng:

Vị đắng dịu của bia được tạo thành từ thành phần chính là hoa
houblon – nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất ra bia và tạo
nên vị đặc trưng của bia và để phân biệt bia với các đồ uống
khác.

Thành phần có giá trị nhất của hoa houlon được sử dụng trong
công nghệ sản xuất bia là các chất đắng. Chất đắng đóng vai
trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, không chỉ là
nguồn cung cấp vị đắng dịu đặc trưng cho bia mà còn là những
chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp bia có
khả năng giữ bọt lâu, hơn nữa chất đắng có khả năng kháng
khuẩn mạnh giúp tăng cường độ bền sinh học hay còn gọi là
khả năng chống nhiễm tạp vi sinh của bia thành phẩm.
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái, hương vị:

Vị đắng:

Chất đắng gồm nhiều thành phần, trong đó quan trọng nhất phải kể đến axít
đắng (alpha- humulone và beta - lupulone) và các nhựa đắng.

Axit đắng alpha (humulone) là các axit có độ đắng đáng kể nhất, gấp 9 lần
axit beta và có khả năng chống khuẩn gấp 3 lần. Khả năng hòa tan của alpha
– axit trong nước kém, khả năng này tăng khi nhiệt độ cao và trong môi

trường kiềm (trong khi dịch đường nấu bia môi trường axit, pH ~ 5,2 nên
càng khó hòa tan). Khả năng hòa tan của các axit này tăng rõ rệt khi chúng
chuyển sang dạng đồng phân iso. Chính vì lí do đó, ở giai đoạn đun sôi nấu
hoa người ta cố gắng đun sôi mạnh, một phần nhằm tăng hiệu suất chuyển
hóa sang đồng phần iso của axit đắng. Hơn nữa, ở nhiệt độ cao, các axit đắng
bị thủy phân tạo các hợp chất có độ đắng đáng kể hơn nhiều so với các hợp
chất ban đầu.

Axit đắng Beta (lupulone) Các axit này có tính chất tương tự axit alpha,
nhưng độ đắng kém hơn, khả năng đồng phân hóa, thủy phân kém hơn. Sau
khi bị polyme hóa và oxy hóa một phần các axit này trở thành nhựa mềm,
sau đó nhựa cứng. Nhựa mềm có khả năng hòa tan tốt hơn axit beta, đắng
hơn vì vậy là nguồn chất đắng khá quan trọng. Trong khi đó nhựa cứng ít
đóng vai trò trong công nghệ sản xuất bia (nên người ta rất hạn chế tạo ra
các sản phẩm này trong quá trình chế biến và bảo quản hoa và chế phẩm. Vì
vậy cần bảo quản hoa houblon ở nhiệt độ lạnh, độ ẩm thấp, bảo quản trong
khí trơ và bóng tối.
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái,
hương vị:

Vị đắng

Điều kiện lên men cũng ảnh
hưởng đến lượng axít đắng. Trong
quá trình lên men, lượng axít đắng
alpha dạng đồng phân iso cũng bị
giảm đi do chúng bị hút bám vào

thành phân tử nấm men.

Độ đắng của bia thương phẩm
thường được đo theo
Thang đơn vị độ đắng quốc tế.
(International Bittering Units -
IBU). Các loại bia lager thường có
độ đắng nhẹ, khoảng 5 IBU.
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU TRÚC,
TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái, hương vị:

Hương thơm:

Hương thơm đặc trưng của bia có được từ các tinh dầu thơm
trong hoa houblon. Tinh dầu thơm có thành phần phức tạp
(rất nhiều), gồm hơn 200 chất: terpen, ester, cetone và các
hợp chất chứa lưu huỳnh

Tinh dầu trong hoa houblon chiếm từ 0,5 – 5% trọng lượng
hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm tecpen
(C
5
H
8
)
n
và 1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là
geraniol (C

10
H
18
O).

Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hoá, khi đó
tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra mùi
không phù hợp cho sản phẩm bia
IV. CÁC YếU Tố ảNH HƯởNG ĐếN CấU
TRÚC, TRạNG THÁI VÀ MÀU SắC CủA
BIA LAGER

Yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái, hương vị

Hương thơm

Đặc điểm quan trọng là chúng dễ bay hơi ở nhiệt độ thường và độ
hòa tan kém. Trong quá trình đun sôi và nấu hoa, 98% lượng tinh
dầu của hoa bay mất, chỉ còn lại khoảng 2% nhưng cũng đủ tạo
hương cho bia vàng. Do vậy, để giải quyết vấn đề mất chất thơm
trong quá trình nấu hoa, người ta cho vào đun làm 2 đợt, đợt 1
khoảng 30 phút sau khi sôi trào cho hoa có hoạt lực đắng khá cao,
đợt 2 (30 phút trước khi kết thúc quá trình nấu) cho hoa có tính
thơm hơn.