TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
HỒ THỊ NHƯ NGỌC
KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ ĐÁNH GIÁ
MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG
DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – MIỀN TÂY
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Cần Thơ, 2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Tên đề tài:
KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ ĐÁNH GIÁ
MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG
DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA
TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN BIA SÀI GÒN – MIỀN TÂY
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Thu Thủy Hồ Thị Như Ngọc
MSSV: C1200649
Lớp CNTP K38LT
Cần Thơ, 2014
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang i
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài luận văn tốt nghiệp “Khảo sát quy trình công nghệ và đánh giá một số yếu
tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men bia” là công trình
nghiên cứu của sinh viên Hồ Thị Như Ngọc với sự hướng dẫn của Th.s Nguyễn Thị
Thu Thủy. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và do chính
tác giả thực hiện.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Giáo viên hướng dẫn Người cam đoan
Hồ Thị Như Ngọc
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang ii
LỜI CẢM TẠ
Nhờ sự tận tình giúp đỡ của thầy cô và các bạn, đề tài tốt nghiệp của em đã hoàn
thành. Có được kết quả này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho em được có điều kiện
học tập trong thời gian qua, cùng toàn thể quý Thầy Cô giáo của Khoa Nông Nghiệp
và Sinh Học Ứng Dụng đã hết lòng giảng dạy và truyền đạt những kiến thức chuyên
môn cần thiết cho em trong suốt thời gian học tập tại Trường.
Ở trường em đã học được nhiều điều trên lý thuyết và được Thầy Cô tận tình giảng
dạy nhiều điều về thực tế. Nhưng chưa được tiếp xúc ngoài thực tế về môi trường làm
việc và công việc làm thật sự của ngành. Qua chuyến đi thực tập lần này với sự sắp
xếp của nhà trường, em đã học tập được nhiều điều để làm vốn kiến thức và hành
trang khi bước vào đời. Thời gian qua em đã được Thầy Cô hướng dẫn vào thực tập ở
Công ty bia Sài Gòn – Miền Tây để học hỏi kinh nghiệm làm việc và có cơ hội làm
việc ngoài thực tế. Ở đây em được sự chỉ dẫn rất nhiệt tình từ các anh trong công ty.
Cảm ơn cô Nguyễn Thị Thu Thủy đã hướng dẫn cho em thực hiện luận văn trong suốt
thời gian qua.
Cảm ơn ban lãnh đạo công ty bia Sài Gòn – Miền Tây đã tiếp nhận và tạo điều kiện
cho em trong suốt thời gian thực tập.
Em xin cảm ơn anh Vương Ngọc Thảo và toàn thể các anh chị kỹ sư nhân viên làm
việc tại công ty đã hướng dẫn, chỉ dạy và giải đáp những vấn đề vướng mắc trong khi
em thực tập tại nhà máy.
Kính chúc quý Thầy Cô, Ban lãnh đạo cùng các anh chị nhân viên trong công ty và
các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công.
Em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Hồ Thị Như Ngọc
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang iii
TÓM TẮT
Nhà máy Bia Sài Gòn – Miền Tây sử dụng công nghệ hiện đại toàn bộ quy trình công nghệ
sản xuất bia đều được tự động hóa nhằm ngăn ngừa tối đa các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm.
Việc khảo sát quá trình lên men chính trong quy trình sản xuất bia 355 tại công ty cho thấy,
thời gian lên men là 21 ngày với nấm men sử dụng trong quá trình lên men là Saccharomyces
carlsbergensis - là loại lên men chìm, nhiệt độ lên men chính 7 ÷ 9ºC, lên men phụ 4 ÷ 5ºC.
Nấm men sử dụng từ đời thứ 3 đến 8, trong phạm vi khảo sát khi lên men sự sinh trưởng và
phát triển của tế bào nấm men đều xảy ra theo cùng quy luật, gia tăng mật số nhanh chóng
trong quá trình lên men chính, tương ứng với sự giảm dần độ Plato từ ngày thứ nhất đến
ngày thứ năm và giảm nhẹ ở các ngày tiếp theo. Các thông số khác của quá trình lên men
như nhiệt độ, áp suất đều được duy trì ổn định theo chế độ cài đặt.
Bia sau khi lên men phải đạt được các chỉ tiêu hóa lý của công ty và hàm lượng các sản
phẩm phụ phải trong giới hạn cho phép. Sau khi lên men, bia đã chín rồi đưa vào hệ thống
lọc để làm trong bia. Bia được qua ba hệ thống lọc và bổ sung một số chất bột trợ lọc nhằm
lọc bỏ tối đa những cặn bã. Trữ bia trong TBF và đồng thời bổ sung CO
2
, chiết chai và qua
thiết bị thanh trùng, dán nhãn in date và tồn trữ.
Kết quả khảo sát cho thấy, mật độ nấm men ban đầu và đời men có ảnh hưởng trực tiếp đến
quá trình hình thành diacetyl trong lên men bia. Đời men càng trẻ và mật độ nấm men càng
cao thì hàm lượng diacetyl càng thấp. Bên cạnh đó, nhiệt độ thấp và thời gian lên men phụ
kéo dài giúp quá trình khử diacetyl diễn ra nhanh và hiệu quả hơn.
Từ khóa: diacetyl, đời men, mật độ nấm men, nhiệt độ, thời gian lên men.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM TẠ ii
TÓM TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH HÌNH vii
DANH SÁCH BẢNG viii
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1 TỔNG QUAN 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 2
2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 2
2.1.2 Vị trí địa lý 3
2.1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty 4
2.1.3.1 Sơ đồ mặt bằng của công ty 4
2.1.3.2 Sơ đồ tổ chức nhà máy 5
2.1.4 Hệ thống quản lý chất lượng 5
2.2 NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA 5
2.2.1 Malt 5
2.2.1.1 Cấu tạo và vai trò của malt 5
2.2.1.2 Thành phần hóa học của malt 7
2.2.1.3 Hệ enzyme trong malt 9
2.2.1.4 Các chỉ tiêu đánh giá 10
2.2.2 Hoa houblon 11
2.2.2.1 Khái niệm 11
2.2.2.2 Vai trò của hoa houblon 12
2.2.2.3 Thành phần hóa học của houblon 12
2.2.2.4 Chế phẩm từ hoa houblon 16
2.2.3 Nước 16
2.2.3.1 Thành phần 17
2.2.3.2 Nước sử dụng trong nhà máy bia 18
2.2.4 Nấm men 18
2.2.5 Thế liệu 19
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang v
2.2.6 Phụ gia và hóa chất sử dụng 20
2.3 DIACETYL 22
CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT bia 24
3.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 24
3.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 25
3.2.1 Nguyên liệu 25
3.2.2 Nghiền 25
3.2.3 Quá trình hồ hóa 26
3.2.4 Quá trình đường hóa 28
3.2.4.1 Một số quá trình xảy ra ở nồi nấu malt 28
3.2.4.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hoá 29
3.2.5 Lọc dịch đường 30
3.2.5.1 Mục đích của quá trình lọc dịch đường 30
3.2.5.2 Quá trình thực hiện 30
3.2.6 Đun sôi dịch đường với hoa houblon 31
3.2.6.1 Mục đích của đun sôi dịch đường với hoa houblon 31
3.2.6.2 Tiến hành đun sôi 32
3.2.7 Lắng và làm lạnh nước nha 32
3.2.8 Lên men 33
3.2.9 Lọc trong và pha bia 38
3.2.10 Bão hòa CO
2
và tàng trữ 39
3.2.11 Công đoạn hoàn thiện sản phẩm 40
3.2.12 Rửa chai 40
3.2.13 Chiết chai 41
3.2.14 Thanh trùng 41
3.2.15 Dán nhãn và in date 42
3.2.16 Vô két và bảo quản 42
3.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG DIACETYL TRONG
QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 42
3.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng diacetyl 42
3.3.2 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả 43
3.3.3 Số liệu theo dõi và ghi nhận qua các lô 43
3.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành diacetyl 43
3.3.4.1 Ảnh hưởng của đời men sử dụng đến hàm lượng diacetyl hình thành 44
3.3.4.2 Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng diacetyl 45
3.3.4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tank theo thời gian lên men đến hàm lượng diacetyl 46
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang vi
3.4 MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG SẢN XUẤT 47
3.4.1 Sàng rung 47
3.4.2 Thiết bị nghiền 48
3.4.3 Nồi nấu gạo và malt 49
3.4.4 Thiết bị lọc 50
3.4.5 Thiết bị lắng xoáy 51
3.4.6 Tank lên men 51
3.4.7 Thiết bị lọc cơ học 52
3.4.8 Thiết bị lọc PVPP 52
3.4.9 Thiết bị lọc an toàn (Securox) 53
3.5 VỆ SINH AN TOÀN TRONG SẢN XUẤT 53
3.5.1 Vệ sinh công nhân 53
3.5.2 Vệ sinh nhà xưởng 54
3.5.3 Vệ sinh thiết bị và máy móc 54
3.5.4 An toàn PCCC 54
3.5.6 An toàn lao động 54
3.5.7 Hệ thống CIP 55
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
4.1 KẾT LUẬN 56
4.2 KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO vii
PHỤ LỤC SỐ LIỆU THEO DÕI viii
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang vii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Logo của công ty 2
Hình 2.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy 4
Hình 2.3: Sơ đồ tổ chức nhà máy 5
Hình 2.4: Hạt malt cắt dọc và ngang 6
Hình 2.5: Cấu tạo một đoạn amylose 7
Hình 2.6: Cấu tạo một đoạn amylopectin 8
Hình 2.7: Hoa houblon 12
Hình 2.8: Các hợp chất đắng trong hoa houblon 13
Hình 2.9: Công thức cấu tạo của α-acid đắng 13
Hình 2.10: Sự đồng phân hoá humulon 14
Hình 2.11: Công thức cấu tạo của β-acid đắng 14
Hình 2.12: Sự oxy hoá lupulon thành hulupon 15
Hình 2.13: Chế phẩm houblon 16
Hình 2.14: Nấm men Saccharomyces carlsbergensis 19
Hình 2.15: Cấu tạo diacetyl 22
Hình 2.16: Cơ chế hình thành diacetyl 23
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia tại nhà máy 24
Hình 3.2: Quy trình nghiền của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây 25
Hình 3.3: Sơ đồ đường hoá nguyên liệu của nhà máy bia 29
Hình 3.4: Công đoạn lên men 34
Hình 3.5: Quy trình hoàn thiện sản phẩm 40
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng diacetyl theo đời men sử dụng 44
Hình 3.7: Sự thay đổi hàm lượng diacetyl theo mật độ nấm men 45
Hình 3.8: Sự biến đổi nhiệt độ của tank theo thời gian lên men 46
Hình 3.9: Thiết bị sàng 47
Hình 3.10: Thiết bị nghiền búa 48
Hình 3.11: Cấu tạo thiết bị nghiền 49
Hình 3.12: Cấu tạo nồi nấu malt và gạo 49
Hình 3.13: Thiết bị lọc dịch nha 50
Hình 3.14: Thiết bị lắng xoáy 51
Hình 3.15: Tank lên men 51
Hình 3.16: Thiết bị lọc cơ học 52
Hình 3.17: Thiết bị lọc PVPP 52
Hình 3.18: Thiết bị lọc an toàn 53
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng
Trang viii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hoá học của malt 7
Bảng 2.2: Yêu cầu đối với malt 10
Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng malt của nhà máy 11
Bảng 2.4: Thành phần của houblon khô 12
Bảng 2.5: Công thức cấu tạo các hợp chất của α - acid đắng 13
Bảng 2.6: Công thức cấu tạo các hợp chất β - acid đắng 14
Bảng 2.7: Tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất bia 17
Bảng 2.8: Bảng phân loại nước theo độ cứng 18
Bảng 2.9: Thành phần cơ bản của gạo trong sản xuất bia 20
Bảng 2.10: Các chỉ tiêu đánh giá gạo dùng trong sản xuất 20
Bảng 3.1: Khối lượng mẻ nấu và thành phần phụ gia bổ sung trong quá trình nấu 27
Bảng 3.2: Tiêu chuẩn nước nha trong nhà máy 33
Bảng 3.3: Một số tiêu chuẩn bia sau khi lên men phụ của nhà máy 37
Bảng 3.4: Một số tiêu chuẩn bia TBF 39
Bảng 3.5 : Một số tiêu chuẩn bia thành phẩm 39
Bảng 3.6: Nhiệt độ của môi trường nước thanh trùng 42
Bảng PL1: Số liệu theo dõi lên men tank 8 lô 82 viii
Bảng PL2: Số liệu theo dõi lên men tank 20 lô 89 ix
Bảng PL3: Số liệu theo dõi lên men tank 5 lô 80 x
Bảng PL4: Số liệu theo dõi lên men tank 24 lô 90 xi
Bảng PL5: Số liệu theo dõi lên men tank 18 lô 84 xii
Bảng PL6: Số liệu theo dõi lên men tank III lô 86 xiii
Bảng PL7: Số liệu theo dõi lên men tank 14 lô 87 xiv
Bảng PL8: Số liệu theo dõi lên men tank 13 lô 105 xv
Bảng PL9: Số liệu theo dõi lên men tank 16 lô 107 xvi
Bảng PL10: Số liệu theo dõi lên men tank 23 lô 98 xvii
Bảng PL11: Số liệu theo dõi lên men tank 18 lô 112 xviii
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 1
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Bia là sản phẩm của quá trình lên men nhờ vi sinh vật mà chủ yếu là vi sinh vật đơn
bào trong điều kiện hết sức nghiêm ngặt, có tính chất đặc trưng giàu dinh dưỡng, độ
cồn thấp, cung cấp cho cơ thể một lượng calo lớn. Bên cạnh đó, trong bia còn chứa
một lượng lớn các enzyme khá phong phú mà đặc biệt là nhóm enzyme kích thích
tiêu hóa amylase. Xét về mặt kinh tế xã hội, vấn đề giao tiếp ngày càng tăng là một
trong những lí do để người tiêu dùng chú ý nhiều đến bia.
Bia là một loại thức uống dinh dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp rất có lợi
cho sức khỏe như: Dễ tiêu hóa, thông tiểu tiện, kích thích tuyến mật, giảm được sự
mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc.
Bia đã được người Sumérien và Assyrien sản xuất từ cách đây hơn 5000 năm trước
công nguyên (TCN). Tuy nhiên đây chỉ mới là một loại thức uống lên men từ các loại
ngũ cốc. Từ 4000 năm (TCN) những người Ai Cập đã có những loại bia như: Bia của
các nhà quý tộc, bia của Ai Cập. Từ thời điểm đó cho đến nay, ngành công nghiệp
sản xuất bia không ngừng phát triển, nâng cao chất lượng bia. Louis Pasteur đã cho
xuất bản quyển sách các “Nghiên cứu về bia” và từ đó những nghiên cứu khoa học về
sản xuất bia mới thật sự bắt đầu vào năm 1876.
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy bia Hà Nội
và Sài Gòn. Bia được người Việt định nghĩa là loại đồ uống có độ cồn thấp được làm
từ nguyên liệu là malt đại mạch, houblon, nước và nấm men. Ngoài ra, bia còn chứa
rất nhiều các vitamin, đường, acid amin… cung cấp giá trị dinh dưỡng.
Trong quá trình sản xuất bia thì sự biến đổi sinh hóa là vô cùng quan trọng. Ngoài
việc tạo thành các men bia, các sản phẩm chủ yếu là cồn và CO2 còn tạo ra nhiều sản
phẩm phụ khác như rượu bậc cao, ester, aldehyde… làm cho bia có hương thơm đặc
trưng. Tuy nhiên, trong quá trình chuyển hóa ra các sản phẩm phụ có những sản
phẩm không mong đợi làm giảm chất lượng bia, ảnh hưởng tới người tiêu dùng.
Diacetyl là một trong các sản phẩm đó.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bia tại nhà máy, thu thập các thông số cơ bản
tại một số công đoạn chính trong quá trình sản xuất, các biến đổi tại các công đoạn
chính nhằm tìm hiểu một cách cơ bản công nghệ sản xuất bia. Bên cạnh đó, khảo sát
những yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 2
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY
2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây là công ty trực thuộc Tổng công ty Bia –
Rượu – Nước giải khát Sài Gòn.
Tên giao dịch: Western – Sai Gon Beer Joint Stock Company.
Tên viết tắt: WSB.
Logo công ty
Hình 2.1: Logo của công ty
Địa chỉ: Đường số 2, Khu công nghiệp Trà Nóc, Quận Bình Thuỷ, T.P Cần Thơ.
Điện thoại: +84-(0)7103-84.33.33
Fax: +84-(0)7103-84.32.22
Website:
SACABECO là công ty liên doanh Bia Sài Gòn tại Cần Thơ được thành lập từ hợp
đồng liên doanh ký ngày 20/11/1996 giữa công ty Bia Sài Gòn và công ty Bia – Rượu
– Nước giải khát Hậu Giang. Đến ngày 30/08/2000, công ty liên doanh bia Sài Gòn
tại Cần Thơ được giao lại cho công ty bia Sài Gòn thống nhất quản lý theo chủ
trương của Bộ Công Nghiệp (công văn số: 3005/CV-KHĐT ngày 03/08/2000) và
UBND tỉnh Cần Thơ (công văn số: 2615/UB ngày 09/08/2001). Sau ngày tiếp giao,
công ty bia Sài Gòn tiến hành xây dựng nhà xưởng sản xuất trên diện tích 2 ha. Sau
đó, chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam
đã ký quyết định số: 39/QĐ-HĐQT ngày 31/08/2001 về việc thành lập nhà máy bia
Cần Thơ trực thuộc Công ty bia Sài Gòn.
Ngày 01/01/2002, nhà máy bia Cần Thơ đi vào sản xuất chính thức. Ngày
06/05/2003, Bộ trưởng Bộ Công Nghiệp ban hành quyết định số 74/2003/QĐ-BCN
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 3
về việc thành lập Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn. Sau đó Tổng
công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn ban hành quyết định số: 138/TCT/HC
ngày 21/07/2003 đổi tên nhà máy Bia Cần Thơ thành nhà máy Bia Sài Gòn – Cần
Thơ trực thuộc Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gòn.
Ngày 12/05/2004, Bộ trưởng Bộ Công Nghiệp ban hành quyết định số 1035/QĐ-
BCN về việc cổ phần hoá nhà máy Bia Sài Gòn – Cần Thơ, trong đó nhà nước nắm
giữ trên 50% cổ phần. Ngày 24/11/2004 Bộ trưởng Bộ Công Nghiệp ban hành quyết
định số 147/2004/QĐ-BCN về việc chuyển nhà máy Bia Sài Gòn – Cần Thơ thành
Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Cần Thơ. Tiếp theo Bộ Công Nghiệp có công văn số
1282/CV/TCCB ngày 16/03/2005 cho phép tổ chức đại hội cổ đông. Trước khi
chuyển sang mô hình công ty cổ phần, hai đơn vị này là hai nhà máy đều trực thuộc
Tổng Công ty Bia – Rượu – NGK Sài Gòn (Sabeco), 100% vốn của Sabeco. Công
suất lúc bấy giờ của Nhà máy Bia Sài Gòn – Cần Thơ là 25 triệu lít bia mỗi năm và
Nhà máy Bia Sài Gòn – Sóc Trăng là 23 triệu lít.
Ngày 01/5/2005, hai Nhà máy Cần Thơ và Sóc Trăng được chính thức chuyển đổi
sang hình thức cổ phần, thành CTCP Bia Sài Gòn – Cần Thơ với vốn điều lệ là 90 tỷ
đồng và CTCP Bia Sài Gòn – Sóc Trăng với vốn điều lệ là 55 tỷ đồng. Sabeco nắm
51% vốn điều lệ. Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây được thành lập trên cơ sở
hợp nhất hai đơn vị là Công ty Cổ phần Bia Sài Gòn – Cần Thơ và Công ty Cổ phần
Bia Sài Gòn – Sóc Trăng theo Nghị quyết Đại hội đồng cổ đông hợp nhất thông qua
ngày 27/5/2006. Tháng 7/2006, CTCP Bia Sài Gòn – Miền Tây được thành lập với
vốn điều lệ là 145 tỷ đồng, trong đó Sabeco chiếm 51%. Gần đây hệ thống tổ chức
còn thành lập thêm một đơn vị nữa đó là Công ty TNHH một thành viên TMDV Bia
– Rượu – NGK Sài Gòn. Công suất hiện tại của công ty là 25 triệu lít/năm và hiện tại
công ty đang cơ cấu lên 50 triệu lít/năm. Tổng công ty chuyên sản xuất kinh doanh
các loại bia, rượu, cồn và nước giải khát với các nhãn hiệu Bia 333, Bia Sài Gòn
Lager (Sài Gòn Xanh), Sài Gòn Export (Sài Gòn Đỏ) và Sài Gòn Special.
Tổng mức đầu tư khoảng 450 tỷ đồng.
Tổng vốn điều lệ là 145 tỷ đồng.
2.1.2 Vị trí địa lý
Đường số 2, Khu công nghiệp Trà Nóc, Quận Bình Thuỷ, Thành phố Cần Thơ. Với
vị thế gần trung tâm thành phố và là trung tâm của Đồng Bằng sông Cửu Long với
hai tuyến đường sông, đường bộ nên việc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm đi
các nơi khác thuận lợi.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 4
2.1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty
2.1.3.1 Sơ đồ mặt bằng của công ty
Nhà máy được bố trí hợp lý, thuận tiện cho việc sản xuất. Sơ đồ mặt bằng của công ty
được mô tả trong Hình 2.2.
1. Nhà xe 8,10. Nhà bảo vệ 19. Xưởng bảo trì 29. Khu lên men
2. Nhà vệ sinh 9 – 13. Công viên 20. Máy phát điện 30. Khu trữ men
3. Nhà ăn 14. Nhà nấu 21. CO
2
thu hồi 31. Phòng CIP
4. Trạm biến áp 15. Silo malt, gạo 22. Máy lạnh 32. Phòng BBT
5. Xử lý nước thải 16. Khu xay xát 23. Khu xử lý nước 33. Phòng lọc bia
6. Kho thành phẩm 17. Kho malt, gạo 24 27. Kho vật tư 34. Khu chai rỗng
7. Xử lý nước cấp 18. Lò hơi 28. Trạm phân phối điện
35. Khu chiết bia
Hình 2.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy
(Nguồn: Tài liệu Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 5
2.1.3.2 Sơ đồ tổ chức nhà máy
Hình 2.3: Sơ đồ tổ chức nhà máy
2.1.4 Hệ thống quản lý chất lượng
Công ty sản xuất các loại bia chai Sài Gòn theo quy trình công nghệ của SABECO
với các dây chuyền sản xuất, máy móc thiết bị nhập từ Tây Âu, Mỹ.
Công ty đã được cấp chứng nhận và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng An Toàn
Vệ Sinh Thực Phẩm theo ISO 9001: 2008, ISO 22000: 2005 trong sản xuất. Hiện
nay, Công ty đang xây dựng hệ thống quản lý môi trường ISO 14001: 2005.
Công ty đã đầu tư hệ thống xử lý nước thải, đảm bảo nước thải ra môi trường đạt loại
A góp phần giữ gìn môi trường trong công ty và khu công nghiệp luôn xanh – sạch –
đẹp. Đặc biệt, công ty là đơn vị đầu tiên trong ngành bia đưa vào sử dụng lò hơi đốt
trấu thay thế lò dầu FO đã giúp tiết kiệm hàng chục tỷ đồng mỗi năm cho công ty và
Nhà nước.
2.2 NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
2.2.1 Malt
Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt ngũ cốc như đại mạch, tiểu mạch,
thóc, ngô,… Cho nảy mầm trong điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với
những điều kiện bắt buộc. Malt là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất bia, hay
người ta còn nói malt là linh hồn của bia.
2.2.1.1 Cấu tạo và vai trò của malt
Malt gồm 3 bộ phận chính:
Vỏ: Vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ aleurone, chiếm 8 ÷ 15% trọng lượng hạt.
Phôi: Là cơ quan sống, hô hấp của hạt, chiếm từ 2,5 ÷ 5% trọng lượng hạt.
BAN GIÁM ĐỐC NHÀ MÁY
PHÓ GIÁM ĐỐC
TỔ NẤU
TỔ LÊN MEN
TỔ THÀNH
PHẨM
TỔ ĐỘNG LỰC –
BẢO TRÌ
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 6
Nội nhũ: Chiếm từ 45 ÷ 60% trọng lượng hạt, giữ vai trò quyết định chất lượng của
hạt malt trong sản xuất bia. Thành phần chủ yếu là tinh bột. Cấu tạo hạt malt được
trình bày ở Hình 2.4.
Hình 2.4: Hạt malt cắt dọc và ngang
(Nguồn: Briggs et al., 2004)
Vai trò của malt:
- 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 enzyme amylase để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng thế liệu
nhiều thì lượng enzyme này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzyme
từ bên ngoài vào.
- Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzyme protease để thủy phân
chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzyme 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 CO
2
tốt, tạo vị bia đặc trưng.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 7
2.2.1.2 Thành phần hóa học của malt
Độ ẩm trung bình của hạt malt khi được công ty nhập về thường là 4 ÷ 5%. Tuy
nhiên để tiết kiệm năng lượng, xu hướng hiện nay là bảo quản malt ở độ ẩm 4,5%.
Bảng 2.1: Thành phần hoá học của malt
Thành phần
% chất khô
Tinh bột
58 ÷ 70
Protein tổng
10
Protein hòa tan
2 ÷ 3
Cellulose
5 ÷ 6
Chất béo
2,5
Saccharose
3 ÷ 5
Đường khử
3 ÷ 4
Chất trơ
2,5
Hexan, pentosan
9
(Nguồn: />chuan-824-cua-he-thong-iso-90012000-tai-cong-ty-bia-29342/)
- Tinh bột: (C
6
H
10
O
5
)
n
là cấu tử quan trọng nhất, hình thành 58 ÷ 70% thành phần của
malt. Kích thước hạt tinh bột lớn là 20 ÷ 30 µm và hạt tinh bột nhỏ là 1 ÷ 6 µm,
không có cỡ trung bình. Tinh bột tập trung chủ yếu ở nội nhũ và chỉ một phần ít ở
phôi. Trong môi trường giàu nước, tinh bột được thuỷ phân thành đường glucose
dưới tác dụng của acid mạnh hay tạo thành dextrin, maltose, glucose dưới tác dụng
của enzyme amylase (Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 2006). Tinh bột là nguồn cung cấp chất
hoà tan chủ yếu cho dịch đường và được nấm men sử dụng. Thành phần hạt tinh bột
gồm hai thành phần amylose và amylopectin.
- Amylose: Cấu tạo dạng mạch thẳng, không phân nhánh, chứa từ 300 ÷ 1000 gốc
glucose. Thành phần cấu tạo gồm các gốc α-D-glucopyranose, liên kết nhau bằng liên
kết 1-4 glycoside (Hình 2.5). Amylose dễ tan trong nước nóng tạo dung dịch có độ
nhớt không cao. Tủa trong butanol và pentanol cho màu xanh đặc trưng với Iod.
Hình 2.5: Cấu tạo một đoạn amylose
(Nguồn:
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 8
- Amylopectin: Cấu tạo mạch phân nhánh. Thành phần gồm các α-D-glucopyranose
liên kết với nhau. Trên mạch thẳng, các gốc glucose liên kết với nhau bằng liên kết 1-
4 glycoside, liên kết tạo nhánh là các liên kết 1-6 glycoside, khoảng 18 ÷ 20 gốc
glucose có một điểm phân nhánh (Hình 2.6). Amylopectin tan trong nước nóng tạo
dung dịch có độ nhớt cao. Tủa trong butanol và pentanol. Cho màu xanh đặc trưng
với Iod.
Hình 2.6: Cấu tạo một đoạn amylopectin
(Nguồn:
- Cellulose: Có khoảng 5 ÷ 6% tập trung ở vỏ trấu và là hợp chất tạo cấu trúc.
Cellulose có cấu trúc là một chuỗi β-D-glucopyranose không phân nhánh. Cellulose
không tan trong nước và không bị phá vỡ bởi enzyme của malt đại mạch. Do vậy
cellulose không ảnh hưởng đến chất lượng bia.
- Hemicellulose: Là thành phần chủ yếu của thành tế bào nội nhũ, bao gồm β-glucan
và pentosane kết hợp tạo nên khung bền vững cho thành tế bào nội nhũ.
Hemicellulose gồm: 80 ÷ 90%, β-glucan và 10 ÷ 20% pentosane.
- Đường: Hàm lượng đường trong malt chủ yếu là đường saccharose và một ít đường
glucose và fructose.
- Các hợp chất chứa Nitơ: Được chia làm hai nhóm chính protein và các sản phẩm
thuỷ phân.
- Protein: Là các chất chứa nitơ có phân tử lượng cao, khối lượng phân tử có thể từ
20.000 ÷ 300.000 Da, không tan trong nước, kết tủa khi đun sôi. Nhóm protein phân
tử lượng cao là nguyên nhân gây đục bia. Malt chứa các protein sau: Glutelin,
prolamin, globulin, albumin. Các sản phẩm protein thuỷ phân hoà tan trong nước và
kết tủa khi đun sôi. Hầu hết các sản phẩm thuỷ phân có trong bia thành phẩm.
- Chất béo: Malt chứa khoảng 2,5% chất béo, nằm chủ yếu ở lớp aleurone và mầm.
Chất béo hầu hết là triglyceride. Các chất béo không hoà tan trong nước, ảnh hưởng
xấu đến bọt bia.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 9
- Các hợp chất vô cơ: Trong malt có khoảng 2 ÷ 3% là các khoáng chất, trong đó chủ
yếu là các chất vô cơ. Các chất vô cơ quan trọng bao gồm: Phosphate, silicate, muối
kali.
- Các enzyme: Trong malt chứa chủ yếu các enzyme thuộc nhóm thuỷ phân như
amylase, protease, phosphatase, lipase.
- Các hợp chất khác: Tuy với hàm lượng nhỏ nhưng polyphenol, tanin và vitamin có
tác động không nhỏ đến chất lượng bia và quá trình sản xuất.
- Polyphenol và tanin: Nằm chủ yếu ở vỏ trấu và lớp aleurone của malt. Với hàm
lượng cao chúng tạo cho bia có vị đắng chát khó chịu. Hàm lượng của nó tăng theo
độ dày của lớp vỏ trấu.
- Các vitamin: Là các nguyên tố dinh dưỡng được tạo ra do cây trồng. Malt chứa các
vitamin như: Thiamin (vitamin B
1
), riboflavin (vitamin B
2
), acid ascorbic (vitamin
C), tocopherol (vitamin E).
2.2.1.3 Hệ enzyme 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.
a) Hệ enzyme thủy phân tinh bột
Enzyme amylase là enzyme thuỷ phân tinh bột thành đường. Hệ enzyme amylase
gồm hai loại như α-amylase, β-amylase:
- α-amylase (EC 3.2.1.1): Dưới tác dụng của enzyme α-amylase, amylose bị phân
giải khá nhanh tạo thành oligosaccharide gồm 6 ÷ 7 gốc glucose, các mạch bị phân
cắt dần và bị phân giải chậm đến triosemaltose, maltose. Sản phẩm thuỷ phân gồm
87% maltose, 13% glucose. Còn amylopectin thì bị phân giải khá nhanh nhưng vì α-
amylase không cắt được liên kết α-1,6 glycoside nên sản phẩm cuối cùng có khoảng
72% maltose, 19% glucose, dextrin phân tử thấp và isomaltose là 8%. Cơ chất của α-
amylase 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 = 5,8; nhiệt độ = 72 ÷ 76ºC.
- β-amylase (EC 3.2.1.2): Được gọi là enzyme ngoại phân. β-amylase phân giải 100%
amylose thành maltose. Phân giải 54 ÷ 58% amylopectin thành maltose. Do mỗi
nhánh của amylopectin có từ 20 ÷ 25 phân tử glucose nên sau khi thuỷ phân tạo 10 ÷
12 phân tử maltose.
Khi tới liên kết α-1,4 glucoside gắn với liên kết α-1,6 glucoside, β-amylase sẽ ngưng
tác dụng, phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn β-limit dextrin. β-amylase, có
trong hạt malt 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 malt
sẽ bị phân cắt thành đường maltose. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pH = 5,5 ÷ 5,8;
nhiệt độ = 62 ÷ 65ºC (Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 2006).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 10
b) Hệ 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.
- Protease: Sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các sản phẩm
trung gian như: Pepton, peptide, polypeptide, hoạt động tối ưu với pH = 5,1; nhiệt độ
= 50 ÷ 55ºC.
- Peptidase: Nó sẽ phân cắt các peptide có sẵn trong hạt đại mạch và những peptide
trong malt do protease phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, hoạt động
tối ưu với pH = 7,3 ÷ 7,9; nhiệt độ = 40 ÷ 45ºC.
- Amidase: Chúng sẽ tấn công các muối amide 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 hoạt động tối ưu ở pH = 7,3 ÷ 8,0; nhiệt độ = 45 ÷ 50ºC.
c) Hệ 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. Enzyme phytase phá mối liên kết ester của phytin
và giải phóng ra rượu inozide và acid phosphoride tự do.
Phytase có hoạt động tối ưu ở pH = 5,0 ÷ 5,5; nhiệt độ = 40 ÷ 50ºC. 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 phosphoride tự do.
2.2.1.4 Các chỉ tiêu đánh giá
Để đảm bảo chất lượng cho thành phẩm và yêu cầu của nước nha, malt là một trong
những nguyên liệu chính trong sản xuất bia. Một số tính chất của malt được trình bày
ở Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Yêu cầu đối với malt
Chỉ tiêu kiểm tra
Yêu cầu
Độ ẩm
<4,5%
Thời gian đường hóa
<15 phút
Độ Bal
11,50 Plato
Độ hòa tan
79 ÷ 83% chất khô
Độ pH dịch nha
5,6 ÷ 6,0
Độ màu
2,5 ÷ 4,5ºEBC
Độ chua
0,5 ÷ 0,8
(Nguồn: Tài liệu Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
Để đảm bảo cho chất lượng nước nha và thành phẩm bia cuối, công ty đã đưa ra một
số chỉ tiêu để đánh giá chất lượng malt ở Bảng 2.3.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 11
Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng malt của nhà máy
Chỉ tiêu
Yêu cầu
Ngoại quan
Màu vàng rơm, không có mốc, không sâu mọt
Độ sạch
Không lẫn nhiều tạp chất, lượng hạt vỡ tối đa là
0,5%, lượng hạt bệnh tối đa là 1%.
Độ ẩm
≤ 5%
Độ hòa tan trên chất xay nhuyễn
≥ 80%
Protein tổng
9,5 ÷ 11%
Hoạt lực
260 ÷ 320 WK
Cỡ hạt
≥ 2,5 mm ≤ 85%; ≤ 2,2 mm ≤ 1,5%
Độ trong
≤ 5 EBC
Thời gian đường hóa
15 phút
Tốc độ lọc
Bình thường
Độ màu
3,0 ÷ 4,5 EBC
pH
5,6 ÷ 6,0
Protein hòa tan
4,0 ÷ 4,7
Chỉ số Kolbatch
38 ÷ 43
(Nguồn: Tài liệu Công ty cổ phần Bia Sài Gòn – Miền Tây)
2.2.2 Hoa houblon
2.2.2.1 Khái niệm
Houblon (Humulus lupulus) thuộc họ Gai mèo (Canabinaceae), là cây lưu niên đơn
tính (30 ÷ 40 năm), có chiều cao trung bình từ 10 ÷ 15 m, lá cây to bằng bàn tay.
Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa đực không được sử dụng
bởi vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa (lupulin), chất đắng cũng rất kém. Hoa có
dạng hình chùy, dài từ 3 ÷ 4 cm, khi chín có màu vàng đến vàng óng. Hệ thống phân
loại thực vật của houblon:
Giới (regnum): Plantae
Ngành (divisico): Magnoliophyta
Lớp (class): Magnoliopsida
Bộ (ordo): Rosales
Họ (familia): Cannabaceae
Chi (genus): Humulus
Loài (species): Humulus lupulus
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 12
Thành phần của một hoa như sau: Cuống 5 ÷ 6% tính theo chất khô của hoa, trục 7 ÷
8%, lupulin 19 ÷ 20%, cánh và nhị hoa 66 ÷ 67%. 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, Liên Bang Nga, Pháp, Mỹ, Trung Quốc và Triều
Tiên,… Về nguyên tắc, hoa houblon có thể dùng ở dạng tươi nhưng để bảo quản
được lâu và dễ vận chuyển ta cần sấy khô chúng đến hàm ẩm 11%.
Hình 2.7: Hoa houblon
(Nguồn:
2.2.2.2 Vai trò của hoa houblon
- Tạo cho bia có vị đắng dịu, tạo cho bia có hương thơm đặc trưng.
- Làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, độ bền keo và ổn định sản phẩm.
2.2.2.3 Thành phần hóa học của houblon
Thành phần hóa học của hoa houblon phụ thuộc vào chủng giống, điều kiện khí hậu,
đất đai gieo trồng và kỹ thuật canh tác,… Thành phần hóa học của hoa houblon được
thể hiện ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Thành phần của houblon khô
Thành phần
Tỉ lệ (%)
Nước
11 ÷ 13
Chất đắng
15 ÷ 21
Polyphenol
2,5 ÷ 6
Tinh dầu thơm
0,3 ÷ 1
Protein
15 ÷ 21
Cellulose
12 ÷ 14
Chất khoáng
5 ÷ 8
Các hợp chất khác
26 ÷ 28
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 13
- Nước: Hoa houblon tươi mới hái chứa khoảng 75% nước. Sau khi sấy nhanh ở
50
o
C, lượng nước còn lại khoảng 11 ÷ 13%. Hoa houblon sấy khô sẽ dễ bị rụng cánh
và bị mất một phần hạt lupulin nhưng bảo quản dễ dàng hơn.
- Các hợp chất đắng: Trong hoa houblon, các hợp chất đắng có giá trị nhất và nằm
trong các hạt lupulin. Chúng tạo ra vị đắng dịu rất đặc trưng.
Hình 2.8: Các hợp chất đắng trong hoa houblon
(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009)
- α-Acid đắng (humulon): Là hợp chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia, có vị đắng mạnh
và có khả năng kháng khuẩn. Nhóm α-acid đắng (Hình 2.9) có sáu hợp chất:
Humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon, 4-deoxyhumulon.
Hình 2.9: Công thức cấu tạo của α - acid đắng
(Nguồn: www.geocities.com/bierbrouwen/ingredienten.html)
Sáu hợp chất trên khác nhau ở vị trí nhóm R trong công thức cấu tạo thể hiện trong
Bảng 2.5:
Bảng 2.5: Công thức cấu tạo các hợp chất của α - acid đắng
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)
Tên gọi
Nhóm – R
Humulon
COCH
2
CH(CH
3
)
2
Cohumulon
COCH(CH
3
)
2
Adhumulon
COCH(CH
3
)
2
CH
2
CH
3
Prehumulon
COCH
2
CH
2
CH(CH
3
)
2
Posthumulon
COCH
2
CH
3
Chất đắng
(tan trong ester dietyl)
Nhựa mềm
(5 ÷ 6%)
β-acid đắng
(3 ÷ 4%)
α-acid đắng
(6 ÷ 9%)
Nhựa cứng
(1 ÷ 2%)
Acid đắng
Nhựa đắng
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 14
Khả năng hòa tan của α-acid đắng ở trong nước vào khoảng 500 mg/L, trong dịch
đường thì ít hơn và trong bia thì hầu như hòa tan không đáng kể (10 ÷ 30 mg/L). Độ
kiềm của dung môi càng cao thì khả năng hòa tan của chúng càng nhiều. Giai đoạn
đun sôi dịch đường với hoa houblon, các hợp chất humulon (Hình 2.10a) không hòa
tan trực tiếp và mà chúng phải trải qua một giai đoạn trung gian là quá trình đồng
phân hóa. Các đồng phân, cis-isohumulon (Hình 2.10b) và trans-isohumulon (Hình
2.10c), hòa tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn rất nhiều so
với các hợp chất nguyên thủy.
Hình 2.10: Sự đồng phân hoá humulon
- β-acid đắng (lupulon): Là dạng hợp chất tinh thể, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ
92
o
C. β-acid đắng (Hình 2.11) bao gồm 4 hợp chất: Lupulon, colupulon, adlupulon
và prelupulon.
Hình 2.11: Công thức cấu tạo của β - acid đắng
(Nguồn: www.geocities.com/bierbrouwen/ingredienten.html)
Các hợp chất khác nhau ở nhóm R trong công thức cấu tạo thể hiện trong Bảng 2.6:
Bảng 2.6: Công thức cấu tạo các hợp chất β - acid đắng
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)
Tên gọi
Nhóm – R
Lupulon
CH
2
CH(CH
3
)
2
Colupulon
CH(CH
3
)
2
Adlupulon
CH(CH
3
)CH
2
CH
3
Postlupulon
CH
2
CH
3
Prelupulon
CH
2
CH
2
CH(CH
3
)+
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 38 LT – 2014 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng
Trang 15
Cũng giống như α-acid đắng, β-acid đắng dễ dàng hòa tan trong ester, methanol. Khả
năng hòa tan trong nước, trong dịch đường của β-acid đắng thấp hơn rất nhiều so với
α-acid đắng. Khi đun sôi với dịch đường, lupulon cũng bị đồng phân hóa sau đó mới
bị phân cắt nhưng với tốc độ rất chậm. Nếu bị oxy hóa, β-acid đắng chuyển thành
hulupon (Hình 2.12). Phản ứng kéo dài, hulupon sẽ polyme hóa và trở thành nhựa
mềm và sau đó là nhựa cứng (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009). Nhựa mềm là sản phẩm ở
giai đoạn đầu của quá trình polyme hoá. Giai đoạn này thì độ đắng và khả năng
kháng sinh chỉ còn một phần. Tuy nhiên, khả năng hoà tan cao nên độ đắng tạo ra
trong dịch đường lớn. Nhựa đắng là sản phẩm cuối cùng của quá trình polyme hoá.
Nhựa đắng không còn khả năng hoà tan vào dịch đường và bị thải theo cặn lắng.
Hình 2.12: Sự oxy hoá lupulon thành hulupon
- Nhựa mềm: là polyme của các acid đắng, là chất vô định hình, chưa xác định được
về thành phần hóa học. Khả năng hòa tan nhựa mềm vào dịch đường cao hơn β-acid
đắng, vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là hợp phần rất có giá
trị của chất đắng.
- Nhựa cứng: là polyme của acid đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa
mềm. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử này hầu như
không hòa tan vào nước và dịch đường. Chúng bị thải ra ngoài theo cặn lắng, đây là
hợp phần không có giá trị trong sản xuất bia.
- Tinh dầu thơm: Hoa houblon có chứa 0,3 ÷ 1% tinh dầu thơm, với những loại hoa
houblon thơm có thể lên đến 3 ÷ 4%. Các tinh dầu thơm được tạo thành trong các đài
lupulin. Tinh dầu hoa houblon không phải đơn chất mà có hơn 200 hợp chất. Chúng
chia thành 3 nhóm: Hydrocacbon, các hợp chất chứa lưu huỳnh và các hợp chất chứa
oxy. Tinh dầu thơm tạo ra cho bia mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu.
Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon, có đến 98% lượng tinh dầu
thơm bay theo hơi nước, chỉ còn lại khoảng 2% trong bia (Hoàng Đình Hòa, 2005).
- Polyphenol: Giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dùng để kết
lắng và loại bỏ các hợp chất protide cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định
thành phần và tăng độ bền keo cho bia thành phẩm. Tất cả các hợp chất polyphenol
đều thuộc nhóm flavonoid, phong phú về chủng loại, đa dạng về cấu trúc và khác
nhau về tính chất. Chúng dễ dàng thực hiện phản ứng ngưng tụ để tạo thành các
oxy hoá