Quy trình công nghệ sản xuất bia

GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia
LỜI MỞ ĐẦU

I. Lý do chọn đề tài:
Bia là thức uống có độ cồn thấp, có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, giàu dinh
dưỡng, có hàm lượng CO2 bão hoà, tăng tính cảm quan với lớp bọt trắng mịn, giúp tiêu
hoá thức ăn tốt hơn, bia có màu đặc trưng tuỳ theo từng loại như bia vàng hay bia đen…
bia có nguồn gốc từ rất lâu, cách đây hơn 5000 năm, chính những hương vị đặc trưng
của bia giúp công thức nấu bia không những không mai mọt theo thời gian mà còn được
lưu truyền mãi cho đến ngày nay với nhiều phong cách và trường phái nấu bia khác nhau.
Ngoài thành phần chính của bia là CO2 và rượu, bia còn có nhiều thành phần bổ
dưỡng khác: chất đạm, vitamin ( đặc biệt là vitamin nhóm B), chất khoáng, chất màu,
chất thơm từ nguyên liệu tự nhiên. Tất cả các thành phần trên đều tham gia vào định
hương, vị, mùi và các chỉ tiêu chất lượng khác của bia thành phẩm, tạo ra nét độc đáo của
sản phẩm này. Nhân tố tạo ra nét độc đáo cho từng loại bia phụ thuộc vào trước tiên là
nguyên liệu, chủng loại nấm men sau đó là tính chất của quá trình công nghệ làm bia.
Bia được dùng để giải khát hàng ngày sau giờ làm việc mệt mỏi, dùng trong các
bữa tiệc họp mặt, làm quà biếu … nó là loại sản phẩm được sản xuất từ nhiều loại nguyên
liệu như nước, đại mạch nảy mầm, tinh chất của hoa houblon và sự lên men của nấm
men. Bia khi dùng đúng mức và điều độ sẽ giúp người sản khoái, dễ chịu, tỉnh táo, tăng
sức đề kháng cho cơ thể, tốt cho tim mạch và hệ tiêu hoá. Tuy nhiên dùng bia với lượng
nhiều sẽ có tác động xấu đến con người.
Ở Việt Nam, bia được du nhập từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy bia
Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội, như vậy nghành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100
năm. Từ đó cho đến nay đã có nhiều nhà máy bia khác ra đời với qui mô lớn và đa dạng
về sản phẩm.
II. Mục đích:
Tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia một cách tổng quát hơn để nắm rõ hơn về một
ngành nước giải khát có truyền thống lâu đời này.

Nhóm 5 

 

Trang 1 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

PHẦN I: TÌM HIỂU VỀ NGUYÊNLIỆU SẢN XUẤT
I. MALT ĐẠI MẠCH:
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MALT ĐẠI MẠCH:
1.1.1 Vai trò của malt trong sản xuất bia:
Trong công nghiệp sản xuất bia malt là nguồn nguyên liệu chủ yếu được dùng để
sản xuất bia vì vậy nó có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Thành
phần của malt là những nhân tố quyết định đến chất lượng của bia thành phẩm sau này,
chúng giúp cho bia có hương vị đặc trưng, có vị đắng dịu hài hòa tạo cảm giác thú vị cho
người sử dụng.
Trong thành phần của malt có chứa một lượng Enzim khá phong phú. Trong những
điều kiện thuận lợi về nhiệt độ, PH thì các Enzim này hoạt động mạnh phân cắt các hợp
chất hữu cơ có phân tử lớn thành những hợp chất có phân tử lượng thấp. Mặc khác trong
thành phần của malt có chứa nhiều tinh bột, các đường đơn, protein, các sắc tố tạo màu,
mùi, vị làm cho bia có hương vị đặc trưng.
1.1.2 Một số đặc tính của malt:
Malt là một loại ngũ cốc được sản xuất từ lúa đại mạch. Malt đại mạch gieo trồng là
loại thực vật xếp vào họ hordeum gồm: hordeum sativum, hordeum murium, hordeum
jubatum…

Tùy theo mục đích sử dụng mà malt đại mạch được chia thành 2 nhóm: đại mạch
mùa đông (gieo hạt mùa đông, thu hoạch mùa hè) và đại mạch mùa xuân (gieo hạt mùa
xuân, thu hoạch mùa thu). Thường chu kỳ sinh trưởng của đại mạch 100 – 120 ngày.
Trong công nghiệp thì người ta thường dùng dại mạch để chế biến bia là giống đại
mạch 2 hàng (hordeum distichum). Dấu hiệu đặc trưng của đại mạch hai hàng là hình
dáng rất cân đối tùy thuộc vào tư thế và đặc điểm của bông.
Đại mạch hai hàng được chia thành ba nhóm nhỏ: đại mạch bông cúi, bông đứng và
bông xòe. Đại mạch bông cúi có đặc điểm là trục bông rất dẻo, gié của hạt dài, sau khi trổ
hoa và làm đòng thì bông bắt đầu cúi xuống. Đại mạch bông đứng có đặc điểm là cây to
cứng, bông dày hạt. Loại này được trồng nhiều ở một số nước Tây Âu. Đại mạch bông
xòe thì có gié rất ngắn, có hạt dường như được tính vuông góc với trục bông chủ yếu
trồng nhiều ở Anh, Ailen và Bắc Mỹ.

Nhóm 5 

 

Trang 2 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Trong nông nghiệp người ta dùng đại mạch làm thức ăn gia súc chăn nuôi hoặc chế
biến thức ăn cho gia súc, gia cầm,…thường dùng đại mạch đa hàng (hordeum
polystychum).
Giống đại mạch đa hàng này được chia làm hai nhóm: đại mạch bốn hàng
(H.hexatichum) và đại mạch sáu hàng (H. tetratichum) thông thường giống đại mạch bốn
hàng cũng được dùng để sản xuất bia nhưng không được phổ biến

Đại mạch hai hàng

Đại mạch nhiều hàng

Nhóm 5 

 

Trang 3 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia
1.2 THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA MALT:

Hạt của malt đại mạch có ba bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phôi.
1.2.1 Vỏ:
Vỏ hạt chiếm tỉ lệ khá lớn nhưng không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ
sản xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt: mặt bất lợi là trong vỏ có chứa các chất màu,
các chất đắng và các chất chát nếu các chất này hòa tan vào dịch đường sẽ làm giảm chất
lượng của sản phẩm. Mặt lợi của lớp vỏ là đóng vai trò xây dựng màng lọc trong quá
trình tách bả khỏi khối cháo.
Vỏ hạt đại mạch từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt. Phần
này chiếm từ 8- 15% trọng lượng hạt.
Vỏ trấu là cấu tử chiếm nhiều nhất trọng lượng của vỏ, nó được hình thành từ đài
hoa. Đài hoa dưới hình thành nên vỏ trấu phía ngoài (phía lưng) và kết thúc bằng sợi râu,
còn đài hoa hình thành nên vỏ trấu phía trong (phía bụng) của hạt…Đài hoa là công cụ để
bảo vệ các cơ quan bên trong của hạt trong quá trình hình thành và chuyển hóa của nó.

Thành phần hóa học của vỏ trấu chủ yếu là xellulose kết chặt lại nhờ chất khoáng và
linhin. Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả được cấu tạo từ lớp tế bào, cứ một lớp xếp ngang
thì tiếp đến là một lớp xếp dọc. Với cấu trúc như vậy lớp vỏ quả sẽ rất dai và bền vững.
Dưới lớp vỏ quả là lớp vỏ hạt bai gồm hai lớp tế bào, tế bào của lớp ngoài có thành rất
dày, lớp trong thì trong suốt. Lớp vỏ hạt có vai trò như một màng bán thấm: chỉ cho nước
thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ các chất hòa tan trong hạt không cho thấm ra ngoài.
Lớp vỏ quả và lớp vỏ hạt liên kết chặt với nhau, mối liên kết đó chắt hơn rất nhiều so với
sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu.
1.2.2 Nội nhũ hạt:
Nội nhũ hạt là thành phần lớn nhất đồng thời là phần có giá trị nhất của hạt, chiếm
từ 45 – 68% trọng lượng hạt. Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết định đến chất
lượng của đại mạch trong sản xuất bia. Ngoài cùng của nội nhũ tiếp giáp với lớp vỏ hạt là
lớp aloron. Lớp aloron này rất giàu protein, chất béo, đường xelluloza, pentoza, vitamin
và chất tro. Dưới lớp aloran mới đến phần nội nhũ thật của hạt.
Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột,
một ít protein, xelluloza, chất béo, tro và đường. Các hạt tinh bột trong nội nhũ malt có
dạng hình tròn có kích thước rất lớn 20 -30 mm hoặc rất bé từ 2 – 10 mm có rất ít những
Nhóm 5 

 

Trang 4 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

hạt có kích thước trung bình, trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao 1,5 – 1,6 vì vậy
chúng lắng xuống nhanh, tinh bột không tan trong nước kể cả những dung môi hữu cơ

trung tính, có nhiệt độ hồ hóa là 75 – 800C.
Ngoài thành phần là tinh bột còn có chứa một số tạp chất khác như nito 0,5 – 1,5%;
tro 0,2 – 0,7%; axit béo 0,6%.
Cấu tạo tinh bột gồm hai dạng polysacharide: amylo và amypectin.
Amylo: chiếm từ 17 -24% trọng lượng tinh bột là một polyme ở dạng xoắn – thẳng
gồm 60 – 600 gốc glucoza được nối với nhau qua cầu oxy & - 1,4 glucozit.
Amylopectin: chiếm từ 76 – 83% trọng lượng tinh bột, là một polyme ở dạng xoắn –
nhánh gồm khoảng 2000 gốc glucoza được nối với nhau qua cầu oxy α- 1,4 glucozit ở
mạch chính và α - 1,6 glucozit ở mạch nhánh.
Tinh bột sẽ chịu tác động xúc tác của hệ enzim amylaza (α và β), hiệu quả xúc tác
này sẽ tùy thuộc vào nhiệt độ và pH.
1.2.3 Phôi:
Phôi là cơ quan sống, hô hấp của hạt. Phôi thường chiếm 2,5 – 5% trọng lượng hạt.
Trong phôi có từ 37 -50% chất khô là thành phần nito, khoảng 7% chất béo, 5 – 6%
đường saccaroza, 7 – 7,5% pentoza, 6 – 6,5% chất tro và một ít thành phần khác.
Vai trò của phôi có tầm quan trọng đặc biệt không những đối với sự sống lưu
truyền của cây mà ngay cả trong công nghiệp sản xuất bia. Quá trình chế biến hạt đại
mạch để trở thành hạt malt được đặc nền tản trên sự nảy mầm của hạt, tức là sự phát triển
của phôi.
Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hóa và tích lũy
hoạt lực của enzim trong hạt. Nhờ quá trình này mà một chất dinh dưỡng cao phân tử bị
phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử. Một phần các chất thấp phân tử này được chuyển
về phôi để nuôi ây non, phần còn lại tồn tại trong hạt để sa này biến thành chất hòa tan
của dịch đường.
Phôi nằm ở phía dưới gần đế của hạt bao gồm phôi lá , phôi rễ và nằm giữa chúng
là phôi thân. Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là lớp ngù. Ngù là một lớp màng bán thấm:
nó chỉ cho phép các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phía
phôi đi vào nội nhũ.
1.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA MALT:
Nhóm 5 

 

Trang 5 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Thành phần hóa học của malt đại mạch rất phức tạp. Nó phụ thuộc vào giống đại
mạch, điều kiện đất đai, khí hậu, kĩ thuật canh tác và điều kiện bảo quản.Thành phần hóa
học của malt là nhân tố quyết định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó
có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không.
1.3.1 Nước:
Thủy phần của đại mạch có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản
hạt. Hàm ẩm cao sẽ kích thích quá trình hô hấp và tự bóc nóng của hạt. Hai quá trình này
là nhân tố quan trọng làm hao tổn chất khô. Thủy phần cao quá mức cho phép tạo điều
kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.
Đặc biệt nguy hiểm là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt. Đại mạch
có thủy phần cao sẽ làm tăng chi phí vận tải một cách vô ích. Người ta xác định được
hàm ẩm của đại mạch tăng 1% thì hiệu suất thu hồi chiết giảm 0.76%, hàm ẩm tối đa cho
phép của đại mạch khi đưa vào bảo quản là 13%.
1.3.2 Gluxit:
Gluxit được chia làm bốn nhóm: mono, di-, tri và polysacharide.
Monosaccharide trong đại mạch bao gồm glucoza, frcctoza và xitaza.
Trong thành phần của disaccharide thì chủ yếu là saccharoza và maltoza còn thành
phần của trisaccharude là đường rasinoza.
Polysaccaride là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại
mạch. Chúng bao gồm tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza, amylan và các hợp

chất hợp kẹo. Ba cấu từ có ý nghĩa quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia.
a) Tinh bột:
Tinh bột là cấu từ chiếm vị trí hơn một nửa khối lượng chất khối lượng chất khô
của đại mạch là chủng giống có chất lượng cao thì cao thì con số này có thể lên đến 70%
Trong công nghệ sản xuất malt và via thì tinh bột có hai chức năng:
Thứ nhất nó là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi.
Thứ hai nó là nguồn cung cấp hào tan cho dịch đường trước lúc lên men.
Tinh bột được phân bố ở nội nhũ và một phần rất ét ở phôi. Chúng tồn tại dưới
dạng những khối dập thể, có kích thước khá bé ta gọi là hạt tinh bột.
Hạt tinh bột của đại mạch có hai kích cỡ: hạt to và hạt bé

Nhóm 5 

 

Trang 6 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Hạt to là hạt có kích thước đường kính khoảng 20-30 um, dạng hình cầu hoặc hình
ovan.
Hạt loại bé có dạng hình cầu hay hình que, kích thước khoảng 2- 10um.
Tinh bột của hạt đại mạch có tỷ trọng 1.5- 1.6, nhiệt lượng riêng là 0.27 kcal/kg.oC
(calori là 17340 kJ/kg), dễ kết lắng trong nước, quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực
sang bên phải có giới hạn góc quay là 201.5- 204.30.
Tinh bột không tan trong nước lạnh và các dung môi hữu cơ trung tính,khi tiếp xúc
với nước thì tinh bột sẽ hút nước và trương nở.

Tính chất hồ hóa của tinh bột có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ sản xuất bia vì
tinh bột đã qua hồ hóa sẽ được đường hóa nhanh hơn và triệt để hơn.
Tinh bột gồm hai polysaccharide hợp thành: amyloza và amylopectin:
Amyloza: chiếm từ 17-24% bao gồm từ 60-600 gốc glucoza liên kết với nhau qua
cầu oxi & đến 1.4 glucozit và tạo mạch thẳng: phía đầu là cực kín còn đầu kia là cực
aldehit.
Mạch amylose được xoán theo vòng và có cấu trúc không gian giống một chiếc lò
xo. Khi tiếp xúc với dung dịch ion thì chúng bị hấp thu vào khoảng không của chiếc lò
xo này và tạo phức chức phản quan màu xanh. Khi cấu trúc lò xo này bị phá vỡ thì tính
chất này cũng không còn.
Amyloza có dạng tinh thể có phân tử lượng khoảng 10.000- 100.000 đơn vị, dễ hòa
tan trong nước nóng để tạo thành dung dịch không bền vững với độ nhớt khá thấp. Dưới
tác dụng của enzim amyloza mạch amyloza này sẽ bị phân cách thành các đường đơn
giản maltoza và glucoza.
Amylopectin: chiếm khoảng 76- 83% được tạo nên bởi khoảng 2.000 gốc đường
glucoza, xếp thành một trục chính, trên đó có nhiều mạch nhánh. Tại những điểm phân
nhánh các gốc đường glucoza liên kết với nhau qua cầu nối oxi – 1.6 glucozit, còn các
điểm khác thì mối nối liên kết là oxi & - 1.4 glucozit.
Amylopectin là chất vô định hình với khối lượng phân tử từ 400.000 – 1.000.000
đơn vị.Nó không hòa tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành hồ với tác dụng của dung
dịch ion thì amylopectin chuyển thành màu tím.
Trong mối trương giàu nước tinh bột bị thủy phân bởi hệ enzim amylaza để tạo
thành đường dextrin, đường kép mantoza, một lượng ít glucoza và một số
Nhóm 5 

 

Trang 7 

GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

oligozaccharide này cùng với các dextrin bậc thấp hòa tan bền vững vào nước để trở
thành chất hòa tan của dung dịch đường trước lúc lên men.
b) Xelluloza
Xenlluloza của hạt đại mạch được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu và chiếm khoảng
20% chất khô của vỏ.
Xenlluloza bao gồm khoảng 2.000- 10.000 gốc glucoza, xấp xếp một mạch dài,
xoán lại thành từng chùm nên cấu trúc của xenllucoza rất dai và rất khó bị phân cắt
trong môi trường thường.Xenllucoza không tan trong nước, hầu như không thay đổi
gì về thành phần và cấu trúc trong suốt quá trình sản xuất bia.
Xenllucoza đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch dường vì lớp
vỏ trấu là vật liệu tạo màng lọc phụ rất hữu hiệu gớp phần lọc trong bia hơn.
c) Hemixelluloza:
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào, là một phức hệ bao gồm
pentozan (polyme của n gốc đường 5 cacbon sau khi mất n/2 phân tử nước liên kết nhau),
hexozan và acid uronic.
Dưới xúc tác của nhóm enzim sitaza thì hemixelloza bị thủy phân thành hexoza
(galactoza và manoza) và pentoza (arabinoza và xiloza), chúng hòa tan bền vững vào
dung dịch đường và tạo thành chất chiết là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho
nấm men sử dụng.
Quá trình phá vỡ thành tế bào bở enzim sitaza đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn
ươm mầm vì đây là bước đột phá để các enzim khác xâm nhập vào bên trong tế bào.
d) Các hợp chất pectin và các hợp chất dạng keo:
Các hợp chất dạng pectin được phân bố thành tế bào tạo ra màng trung gian chủ
yếu là protopectin.
Các chất dạng keo khi chúng hòa tan vào nước nóng thì tạo thành dung dịch có độ
nhớt cao vì bản chất của nó là một hydratcacbon nên khi thủy phân cho sản phẩm là

đường đơn galactoza và xitoza.
Sự tồn tại của hợp chất pectin và các chất dạng keo trong dung dịch đường mang
tính chất hai mặt: Mặt bất lợi gây cho dung dịch có độ nhớt cao nên khó lọc, mặt có lợi
tạo cho bia có vị đậm đà, tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt của sản phẩm.
e) Saccharide thấp phân tử:
Nhóm 5 

 

Trang 8 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Saccharide chủ yếu là một số đường đơn và đường kép, cấu tử chiếm nhiều nhất
là saccharoza tới 1,8% chất khô của hạt. Loại đường này phân bố ở phôi chiếm đến 5,5%
trọng lượng của bộ phận này.
Lượng glucoza và fructoza trong hạt đại mạch là không đáng kể, tổng lượng
đường ngược khoảng 0,3-0,4% trong đó trọng lượng glucoza cao hơn một ít so với
fructoza.
Các loại đường đơn trong hạt đại mạch không nhiều nhưng có vai trò quan trọng
đối với sự phát triển của phôi đặc biệt ở giai đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
1.3.3 Các hợp chất chứa nitơ:
Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ tuy chiếm tỷ lệ thấp trong đại mạch khoảng
9-10% so với lượng chất khô của hạt nhưng nó có vai trò rất quan trọng trong công nghệ
sản xuất bia vì nó ở chừng mực nào đó chúng quyết định chất lượng của sản phẩm cuối
cùng.
Phần lớn các hợp chất này tồn tại dưới dạng cao phân tử chúng được gọi là

protit, còn một phần rất nhỏ tồn tại dưới dạng phân tử thấp, dễ hòa tan, có các tính chất
khác với nhóm cao phân tử.
a)Protit:
Protit là chỉ số quan trọng thứ hai sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt đó có đủ
tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục,rất khó bảo
quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và
kéo theo nhiều chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho sản xuất bia là 8-10%.
Protit phân bố chủ yếu ở lớp vỏ alơron và phôi,một phần nhỏ ở tế bào xung
quanh nội nhũ. Sự thủy phân protit là một trong những quá trình quan trọng nhất trong
công nghệ sản xuất malt và bia vì các sản phẩm của quá trình này đều đóng vai trò nhất
định,đặc biệt là sản phẩm tạo thành do quá trình tương tác giữa sản phẩm thủy phân của
các hợp phần trong nội nhũ như melanoid-một hỗn hợp vàng óng, có vị ngọt và thơm dịu,
là nhân tố quyết định hương và vị của bia đen.
Khả năng tạo bọt và giữ bọt cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộc vào mức độ
thủy phân của protit và tỉ lệ các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thủy phân.
Protit trong đại mạch được chia thành hai nhóm: protit đơn giản hay gọi là protein và
protit phức tạp còn gọi là proteid. Các đại diện tiêu biểu của protein là levkozin, edestin,
Nhóm 5 

 

Trang 9 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

hodein và glutein. Còn proteid là những hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản
chất prtein và một khác có bản chất phi protein đại diện là nucleoproteid, lipoproteid,

glucoproteid và phosphoproteid. Đặc điểm của proteid là kém hòa tan không bền vững
gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm do đó cần loại bỏ tối đa cấu tử này
khỏi dịch đường là cần thiết nhưng cũng rất khó khăn.
b) Các hợp chất chứa nitơ và phi protit:
Các đại diện tiêu biểu của nhóm này là albumoza, penton, pentid, polypentid và
acid amin.
Albumoza và penton có vai trò rất lớn trong việc tạo và giử bọt, đồng thời làm tăng
thêm vị đậm đà của bia, nhưng ở hàm lượng cao sẽ làm giảm độ bền của keo của bia gây
đục bia.
Peptid là hỗn hợp nhiều hợp chất mà phân tử của chúng cũng được tạo thành từ các
góc acid amin nhưng ít hơn nhiều so với albumoza và penton. Căn cứ vào số gốc acid
amin hợp thành, chúng được chia ra: di-, tri- và polypeptid chúng dễ dang hòa tan vào
dịch đường tạo thành dung dịch bền vững tồn tại trong bia như một thành phần dinh
dưỡng.
Acid amin tự do tồn tại trong đại mạch với một lượng không nhiều khoảng 0.1% so
với lượng chất khô của hạt.Tuy chiếm tỉ lệ nhỏ nhưng vai trò của nó trong công nghệ sản
xuất bia lại rất lớn: là nguồn cung cấp chất nitơ cho nấm men, là tác nhân chính tạo
melanoid,tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần dinh dưỡng quan
trọng.
1.3.4 Các hợp chất không chứa nitơ:
Bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ không chứa nitơ, chúng hòa tan thành dung
dịch khi chiết ly bằng nước các đại diện tiêu biểu polyphenol, chất đắng, fitin, acid hưu
cơ, vitamin và chất khoáng.
a)Polyphenol và chất đắng:
Polyphenol tập trung chủ yếu ở lớp vỏ hạt đại mạch, phần lớn là những hợp chất
hòa tan được và tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất của catechin thuộc nhóm
flavonid. Những hợp chất này dễ dàng kết hợp protit cao phân tử để tạo phức chất dễ kết
lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Tuy nhiên sự hòa tan của polyphenol vào dịch
đường lại là nhân tố làm xấu đi hương vị của bia.
Nhóm 5 

 

Trang 10 


Quy trình công nghệ sản xuất bia

GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Chất chát và chất đắng trong đại mạch thuộc nhóm lipoid là nhân tố chính gây ra vị
đắng khó chịu cho bia.
Hầu hết các chất đắng, chất chát,polyphenol và các chất màu của hạt được phân bố
chủ yếu ở lớp vỏ, muốn loại trừ chúng thì ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ.
b)Fitin:
Fitin là muối đồng thời là của canxi và magie với acid inozitphosphoric
C6H6O6(H2PO3)6. Chúng tập trung chủ yếu ở lớp vỏ và chiếm 0,9% chất khô của vỏ. Khi
bị thủy phân sẽ tạo thành inozit C6H6(OH)6 và acid phosphoric. Hợp chất cuối cùng này
là nguồn cung cấp phospho cho nấm men, đồng thời làm tăng độ chua tác dụng của dịch
cháo ở giai đoạn đường hóa.
c) Vitamin:
Trong đại mạch có nhiều loại Vitamin B1,B2,B6,C,PP2,tiền vitamin A, E, acid
pantotenic, biotin,acid pholievic và nhiều dẫn xuất vitamin khác. Mặc dù chiếm tỷ lệ ít
nhưng chúng có vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì chúng là nhân tố
điều hòa sinh trưởng của mầm.
d) Chất khoáng :
Các chất khoáng trong đại mạch đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt
và bia đặc biệt là phospho vì nó đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành hệ thống đệm
của dịch đường.
1.3.5 Chất béo và lipid:

Hàm lượng chất béo và lipoid trong hạt đại mạch giao động trong khoảng 2,5-3%
lượng chất khô của hạt. Chúng tập trung chủ yếu ở phôi và lớp alơron.Chúng là những
dầu béo màu vàng-cà phê nhạt, có mùi thơm rất nhẹ và dễ chịu. Thành phần chủ yếu chủ
của các loại dầu béo.
Thành phần chủ yếu của các loại chất béo trong đại mạch là este của glyxerin với
các acid béo bậc cao. Ở giai đoạn ươm mầm một phần chất béo và lipoid bị thủy phân bởi
enzim lipaza, một số sản phẩm thủy phân được chuyển đến phôi để nuôi cây non, số còn
lại tồn tại trong dịch đường hoặc bị thải ra ngoài theo bã malt.
Chất béo và lipoid tồn tại trong bia sẽ làm giảm độ bền keo của sản phẩm.
1.3.6 Enzim:

Nhóm 5 

 

Trang 11 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Enzim là những hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân tử
rất .phức tạp và giữ vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Trong hạt đại mạch có
chứa một lượng enzim khá phong phú,chúng được sếp vào hai nhóm:nhóm enzim thủy
phân và nhóm enzim oxi hóa khử.
1.3.6.1Nhóm enzim thủy phân (Hydrolaza):
a)Cacbohydraza:
Nhóm enzim này thủy phân các glucoxit cap phân tử thành các sản phẩm thấp
phân tử hơn. Trong nhóm này có chia nhóm nhỏ là polyaza và hexozidaza.

Hexozidaza là những enzim tham gia xúc tác thủy phân disacharide, trisacharide
và một số glucozid khác thành các đường đơn.
Polyaza là những enzim thủy phân gluxit cao phân tử amylaza(diastaza) và sitaza.
Amylaza phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin.
Amylaza bao gồm hai enzim là & -amylaza và & -amylaza.
Enzim & -amylaza phân cắt các tinh bột thành glucoza và dextrin làm cho độ nhớt
của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống, chúng chỉ được hoạt hóa trong giai đoạn ngâm
và ươm mầm. Là enzim chịu nhiệt tốt nhất, nhiệt độ tối thích là 700C, pH=5,7.
Enzim &- amylaza tác động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và hai đầu
mạch chính của amylopectin. Sản phẩm của quá trình phân cắt này là đường maltoza và
dextrin. Nhiệt độ thích hợp cho enzim hoạt động là 630C, pH =4.7.
Sitaza gồm hai enzim sitolactaza và sitolitaza. Enzim đầu thủy phân hemixelluloza
thành các sản phẩm trung gian, còn enzim sau thủy phân các sản phẩm trung gian thành
các sản phẩm cuối cùng là pentoza và hexoza. Nhờ có quá trình phân cách này mà tế bào
mới bị phá hủy tạo điều kiện thuận lợi cho các enzim khác xâm nhập vào và nâng cao
hoạt lực.
b) Proteaza:
Thủy phân các sản phẩm trung gian và một số trong các chất này tiếp tục bị phân
cách đến các sản phẩm cuối cùng là acid amin và amoniac NH3.
Proteinaza thúy phân thành albumoza và pepton, chúng tiếp tục bị phân cắt thành
peptit, polypeptid. Enzim hoạt động tốt ở pH = 4.6- 5.0 và nhiệt độ là 500C.

Nhóm 5 

 

Trang 12 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Peptidaza gồm hai enzim dipeptidaza và polypeptidaza, chúng tác động lên
dipeptid và polypeptid để phân cắt chúng thành acid amin. Enzim này hoạt động mạnh
nhất ở pH = 7.5 và nhiệt độ là 50-52 0C. Nếu pH < 5 enzim này trở thành vô hoạt.
Amidaza cắt nhóm amin khỏi acid amin để tạo thành acid hữu cơ và giải phóng
NH3.Chúng có thể phá vỡ liên kết peptid (- CO-NH- ) của các amin để phá hủy chúng.
c) Esteraza:
Enzim này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau hoặc các
hợp chất hữu cơ và vô cơ. Chúng chia làm hai nhóm: lipaza và phospataza.
Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid bậc cao.
Enzim này được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp alơron, nhiệt độ tối ưu cho hoạt động là
350C, pH = 5.
Amilophosphataza tham gia hỗ trợ thủy phân tinh bột, chúng cắt mối liên kết este
của acid phosphoric trong phân tử amylopectin nhờ vậy mà tinh bột được hồ hóa một
cách dễ dàng. Nhiệt độ tối ưu là 700C, pH =5,6.
Fitaza có chức năng phá vỡ liên kết este giữa acid phosphoric với inozit, tức là
chúng tham gia thủy phân fitin. Quá trình này đóng vai trò quan trọng vì H3PO4 được giải
phóng sẽ làm tăng độ chua tác dụng av2 tăng cường lực đệm của dịch đường.
1.3.6.2 Nhóm enzim oxy hóa khử (Decmolaza):
Nhóm enzim này xúc tác phản ứng oxy hóa khử của quá trình hô hấp và phân giải
yếm khí gluxit, nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào.
Nhóm enzim này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hóa và phát triển của phôi ở giai
đoạn ươm mầm.
Một số enzim khác trong nhóm này còn tham gia vào phản ứng oxy hóa khử các
hợp chất poliphenol, protein và các hợp chất khác vì vậy chúng đã gây ảnh hưởng gián
tiếp đến các chỉ số chất lượng của dịch đường và bia thành phẩm tiêu biểu là dehidraza,
oxydaza và catalaza.
1.4 BẢO QUẢN ĐẠI MẠCH:

1.4.1 Mục đích:
Ngay sau khi thu hoạch khả năng nảy mầm của hạt rất kém do hiện tượng “nghĩ”
của hạt hiện tượng này được đánh giá như là một hệ thống tự bảo vệ của hạt đại mạch để
hạt không nảy mầm ngay lập tức sau khi gặt mà khả năng nảy mầm của hạt chỉ trở lại
Nhóm 5 

 

Trang 13 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

bình thường sau ít nhất 6- 8 tuần bảo quản. Do đó các nhà sản xuất malt không sản xuất
malt từ đại mạch vừa thu hoạch xong mà bắt buộc phải có hệ thống kho dự trữ nguyên
liệu trong khoảng 2 tháng trước khi đưa vào chế biến thành malt đại mạch.
1.4.2 Yêu cầu của quá trình bảo quản:
Đảm bảo một cách chắc chắn việc bảo quản 60-70% lượng đại mạch cần để sản
xuất trong 1 năm của nhà máy.
Đảm bảo việc thông gió dễ dàng và hiệu quá cho khối hạt.
Đảm bảo một cách chắc chắn việc khống chế hầm ẩm của khối hạt không cho vượt
quá 15%.
Không trộn lẫn các lô hạt khác giống và khác nhau về độ chín .
Ngăn ngừa sự xâm nhập của côn trùng, sâu bọ các động vật gặm nhấm…
1.5 YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG CỦA MALT ĐẠI MẠCH:
1.5.1Yêu cầu cảm quan và sinh lý:
a)Cảm quan:
Phân loại cỡ hạt:

Loại 1: bề rộng lỗ sàng > 2,8 mm
Loại 2:bề rộng lỗ sàng 2,5-2,8 mm
Loại 3:bề rộng lỗ sàng 2,2-2,5 mm
Hạt malt phải có ít nhất 85% hạt đạt loại 1 va loại 2 .
Tất cả các hạt phải đồng nhẩt,không lẫn đất cát , rơm rác và những hạt khác loại .
Hạt có vỏ mỏng , màu vàng nhạt, óng ánh, không có vết trên vỏ, không bị mốc.
Đại mạch loại tốt có mùi thơm của rơm rạ tươi,khi cắn hạt có mùi tinh bột và hơi
ngọt.
b)Sinh lý:
Dung trọng trong một lít hạt được tính bằng g/l.
Loại 1: >68 g/l
Loại 2:650- 680 g/l
Loại 3:630- 680 g/l
Trọng lượng tuyệt đối của 1000 hạt thường từ 35- 45 g
Đại mạch có chất lượng nếu lực nảy mầm > 90% và khả năng nảy mầm > 95%
1.5.2 Yêu cầu về thành phần hóa học :
Nhóm 5 

 

Trang 14 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia
Vỏ không quá 7- 9% trọng lượng hat
Độ ẩm:10- 15%
Hàm lượng protit: 8- 14% chất khô của hạt
Hàm lượng gluxit: 55- 65% trọng lượng hạt

1.5.3 Yêu cầu chất lượng của malt:
Tác nhân

Yêu cầu

Độ ẩm

4- 5%

Hàm lượng tinh bột

78%

Hàm lượng đạm

11%

Hàm lượng chất tan

80%

Kích thước hạt

2.5- 2.8 mm

Tỷ lệ hạt không nguyên vẹn

>1%

Tính chất

Xốp, dòn, không lẫn tạp chất

Màu

Vàng rơm, sáng

Mùi ,vị

Mùi thơm,vị ngọt đặc trưng

II. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ ĐẠI MẠCH:
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU THAY THẾ:
Ngoài đại mạch là nguyên liệu chủ yếu được dùng trong sản xuất thì trong công
nghiệp sản xuất bia người ta còn đưa ra một số nguyên liệu khác để thay thế.
Mục đích:
•

Giảm giá thành sản phẩm

•

Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm

•

Tạo ra chủng loại bia có mức độ phẩm chất khác nhau

•

Đáp ứng yêu cầu đơn đặt hàng của người tiêu dùng

Các loại nguyên liệu thay thế có thể được chia làm hai nhóm: nhóm dạng hạt và nhóm
dạng đường.
Nhóm dạng hạt thường là các hạt thường loại cốc dùng để thay thế malt đại mạch chủ
yếu là gạo, ngô, tiểu mạch…Các loại hạt này thường đưa vào chế biến cùng với bột malt
dưới dang bột nghiền mịn.
Nhóm 5 

 

Trang 15 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Nhóm dạng đường thường là đường saccharoza và glucoza. Đường saccharoza có
nhiều trong mía và củ cải đường, lượng saccharoza đưa vào thay thế không quá 20%so
với lượng chất khô đã được trích ly từ malt vào dịch đường. Hai loại đường này đưa vào
sử dụng ở dạng hạt tinh luyện. Còn đường glucoza(đương thủy phân) thu nhận bằng cách
thủy phân tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng acid sau đó trung hòa , lọc, cô chân
không đến 77-84% chất khô. Lượng đường thủy phân thường dùng là 10- 15%.
2.2 VAI TRÒ CỦA NGUYÊN LIỆU THAY THẾ:
Thực tế hiện nay thì có nhiều nhà máy bia sử dụng nguyên liệu thay thế là gạo điển
hình là nhà máy bia Tân Hiệp Phát với tỷ lệ malt/gạo là 8/2.Gạo được coi là thế liệu
hàng đầu trong sản xuất bia do hàm lượng gluxit và protein khá cao, khả năng chuyển
hóa thành chất hòa tan tốt (Có thể đạt đến 90% chất khô).
2.3 ĐẶC TÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU THAY THẾ:

Cũng giống như malt đại mạch hạt khkacs bao gồm các bộ phận : Vỏ trấu, vỏ hạt,
vỏ quả, lớp alơron, nội nhủ và phôi.Trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm
75% protein 8% , chất béo 1- 1,5%, xenluloza 0,5- 0,8%, chất khoáng 1- 1,2% .
Qua thành phần của gạo ta thấy hàm lượng tinh bột cao, protein ở mức vừa phải
còn chất béo và xenluloza ở giới hạn thấp vì vậy có thể nói gạo là một loại nguyên liệu
thay thế 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.
2.4 YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG CỦA NGUYÊN LIỆU THAY THỀ:
9 Màu sắc đồng nhất .
9 Không có hạt mốc,không có mùi lạ.
9 Tỉ lệ tạp chất < 2%.
9 Hàm lượng tinh bột > 65%.
9 Hàm lượng protein 8%.
9 Chất béo 1,9%.
9 Xenluloza 0,9%.
9 Độ hòa tan 79- 80%.
III. NƯỚC:
3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC:
3.1.1 Vai trò của nước đối với công nghệ sản xuất bia:
Nhóm 5 

 

Trang 16 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Nước có vai trò quan trọng nó ảnh hưởng đến chất lượng của bia đặc biệt là hương
vị của thành phẩm. Với một tỷ lệ lớn 77- 90% trong bia thành phẩm, nước được xem là
một trong những nguyên liệu chính để sản xuất bia vì hàm lượng các chất hòa tan trong
dung dịch đường trước lúc lên men là 10 – 13% trọng lượng đối với bia vàng và 16 –
22% ở bia đen.
3.1.2 Nước sử dụng trong nhà máy bia:
a) Nước dùng để ngâm đại mạch:
Yêu cầu quan trọng nhất đối với nước dùng để ngâm đại mạch là không chứa
nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật. Mặt dù khi đại mạch đưa vào thùng ngâm không
được sạch lắm song vi sinh vật trong nước gây tác dụng xấu đối với dại mạch nhanh hơn
nhất là trong thời gian hạt bắt đầu trương nở.
Ảnh hưởng của thành phần các muối trong nước đối với quá trình ngâm đại mạch
qua hai chiều hướng: hòa tan các chất trong vỏ hạt và sau đó các muối hòa tan ngấm vào
bên trong hạt. Muối trong nước ảnh hưởng đến những quá trình bên trong thời kì bắt đầu
này mầm. Qua đó cho thấy ảnh hưởng của muối đến quá trình ngâm hạt rất phức tạp. Do
đó nước dùng để ngâm đại mạch phải là nước mềm với môi trường acid yếu ( pH = 6 – 7)
riêng trong bước rửa hạt nên dùng nước có độ cứng tạm thời cao.
Nếu nước có nhiều sắtw và mangan nên loại bỏ bớt trước khi ngâm vì nó ảnh
hưởng xấu trực tiếp đến hạt. Để rửa hạt tốt hơn và sát trùng nhiều trường hợp người ta
cho thêm Ca(OH)2 vào nước ngâm.
b) Nước dùng để sản xuất dịch đường:
Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến mùi vị và một vài tính chất của bia.
Các biacacbonat và cacbonat trong nước sẽ hòa tan những chất đắng trong vỏ malt
tạo vị đắng khó chịu cho dịch đường và bia đặc biệt là NaCO3 và NaHCO3. Tất cả
bicacbonat và cacbonat có trong nước dùng để chế biến dịch đường đều làm kém chất
lượng của thành phẩm vì chúng có ảnh hưởng xấu đến) các quá trình hồ hóa và đường
hóa.
c Nước dùng để rửa men và thiết bị:
Giống như nước dùng để ngâm đại mạch, nước dùng để rửa men và thiết bị đòi hỏi
phải sạch không chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt các vi sinh vật và vi

Nhóm 5 

 

Trang 17 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

khuẩn có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất bia, nên phải dùng thường xuyên
kiểm tra bằng kính hiển vi, nếu lượng này nhiều quá phải sát trùng nước.
Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 các nitrit, nên dùng nước có độ
cứng thấp đến độ cứng trung bình. Các cơ sở làm bia thường dùng hơi nước trực tiếp để
gia nhiệt phải đảm bảo hơi nước đạt chất lượng thực phẩm.
3.1.3 Yêu cầu chất lượng của nước đối với công nghệ sản xuất bia:
Nước dùng trong lên men nói chng phải đạt tiêu chuẩn dùng cho nước uống,
không có mùi vị lạ, không màu, trong suốt, đặc biệt không cho phép có mùi amoniac, vết
của kim loại nặng (thủy ngân, bari…).
Một số chỉ tiêu chất lượng
Chỉ tiêu

Yêu cầu

Mùi vị

Tinh khiết, không mùi

Độ đục

1 – 9%

pH

6.8 – 7.2

Độ mặn

11.7 mg/l

Độ cứng tạm thời

0.72 meq/l

Độ cứng vĩnh cửu

0.26 – 0.72 mg/l

Độ kiềm tổng

<=4.0 (0F )

Độ cứng tổng cộng

<= 5.0 (0F)

Hàm lượng muối CO32-

<50 mg/l lit H2O

Hàm lượng muối Mg2+

<100 mg/l lit H2O

Hàm lượng clorua

75 – 100mg/l

Hàm lượng CáO4

130 – 200 mg/l lit H2O

Hàm lượng Fe2+

< 0.2 – 0.5 mg/l

Vi sinh vật

<100 tế bào / 1 lít H2O

Chỉ số E.coli

< 3 tế bào/ 1 lit H2o

NH3 và muối NO3-, NO2-

Không được có

3.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CẢI TẠO NƯỚC:

Nhóm 5 

 

Trang 18 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Dù lấy từ nguồn nước sinh hoạt của thành phố hay nguồn nước ngầm từ các giêngs
khoan thì thành phần và tính chất của chúng cũng rất ít khi đáp ứng hoàn toàn yêu cầu
của nước để sản xuất bia.
Trong trường hợp như vậy, ta tiến hành xử lý: Lắng trong và lọc, làm mềm nước,
bổ sung các thành phần cần thiết cho nước và cải tạo thành phần sinh học của nước là
quan trọng nhất.
3.2.1. Khử độ cứng của nước:
Khử độ cứng của nước hay làm mền nước nhằm loại bỏ các loại muối, chủ yếu là
các loại muối bicacbonat và cacbonat ra khỏi nước hoặc chuyển chúng sang các dạn hợp
chất khác không nguy hại cho tiến trình công nghệ sau này. Có nhiều phương pháp làm
mềm nước nhưng thông dụng nhất hiện nay là phương pháp trao đổi ion và trung hòa
bằng acid.
a) Trung hòa canxi và magie bằng acid:
Để đạt mục đích này người ta dùng acid lactic để chuyển hóa các muối của caxi và
magie thành muối lactat tương ứng.
Bằng phương pháp này độ cứng cacbonat đã chuyển thành độ cứng lactat một loại
độ cứng không gây ảnh hưởng già đến tiến trình công nghệ và chất liệu sản phẩm.

Acid lactic có thể trực tiếp bỏ vào thiết bị đường hóa ở thởi điểm hòa bột malt với
nước.
Việc sử dụng acid lactic ngoài mục đích khử độ cứng của nước còn làm giảm pH
của dịch malt để tăng cường hoạt lực hệ enzim thủy phân.
Phương pháp này thể hiện đang sử dụng rất nhiều nước.
b) Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion:
Phương pháp này được thực hiện dựa trên nguyên tắc: Thay thế moj số ion của
muối ở trong nước bằng một ion khác.
Vật liệu mang ion sẽ thay thế ion của muối trong nước gọi là ionit. Nếu thay thế
cation thì gọilaf cationit còn nếu thay thế anion thì gọi là anionit. Ionit có thể là vô cơ
hoặc hữu cơ.
Trong nhóm ionit vô cơ bao gồm zeolit, permutit.
P- Na2 + Ca(HCO3)2 = P – 2NaHCO3
P – Na2 + Mg(HCO3)2 = P – Mg + 2NaHCO3
Nhóm 5 

 

Trang 19 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia
P – Na2 +CaSO4 = P- Ca + Na2SO4
P – Na2 +MgCl2 = P- Mg + 2NaCl

Trong nhóm ionit vô cơ bao gồm sìmocacbonat và vofatic, có chứa các nhóm hoạt
động như nhóm định chức phenol (-OH ), cacboxyl (- COOH) và sunfua (- HSO3).
Những nhóm định chức này có khả năng hấp thụ rất chặt cation H+, Na+ và nhiều cation

khác. Các cation này dễ dàng bức khỏi cột trao đổi chất để thay vào đó một cation khác
khi có dung dịch muối :
Vofatit – H2 + Ca(HCO3)2 = Ca – vofatit + 2H2O + 2CO2
Vofatit – H2 + MgCl2 = Mg – vofatit + 2HCL
Vofatit – H2 + CaSO4 = Ca – vofatit + H2=SO4
Từ sơ đồ phản ứng trên ta thấy trong nước đã xữ lý tạo ra nhiều acid. Để loại trừ
chúng ta tiến hành một trong hai cách sau :
™

Pha đấu với nước đã xữ lý băng zeolit :

NaHCO3 + HCL = NaCL + 2H2O + CO2
™

Xử lý tiếp một lấn nữa qua OH – vofatit :

OH – vofatit + HCl = Cl – vofatit +H2O
(OH)2 – vofatit + H2SO4 = SO4-vofatit + 2H2O
Nước được xử lí bằng hệ thống mắc nối tiếp như thế này sẽ có thành phần tương
đương như nước cất.
3.2.2 Cải tạo thành phần sinh học của nước:
a)Phương pháp vật lý:
Giải pháp của phương pháp này là lọc nước qua thiếc bị siêu lọc ( hoặc vi lọc ).
Loại thiếc bị lọc kiểu này có thể giữ lại tất cả các tế bào vi sinh vật kể cả bào tử của
chúng. Nước sau khi lọc là hoàn toàn vô trùng.
b)Phương pháp hóa lý:
Được thực hiện bằng cách chiếu tia tử ngoại và xử lý bằng siêu âm. Cả hai giải
pháp này đều có nhược điểm là giá cả thiết bị đắc, hiệu quả diệt khuẩn còn thấp và năng
suất thì chưa đáp ứng được cho quy mô công nghiệp.
c)Phương pháp hóa học:

Nhóm 5 

 

Trang 20 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Đây là phương pháp rẻ tiền, dễ thao tác, đầu tư cho thiếc bị thấp và có thực hiện
với hệ thống xử lý có công suất không hạn chế, đáp ứng đủ nhu cầu dùng nước của bất kì
một nhà máy cỡ nào.
Nguyên tắc của phương pháp là dùng clo, oxi hoặc một số ion kim loại tác động
trược tiếp lên tế bào vi sinh vật và phá hủy chúng.
Clo hóa là hòa tan một lượng thích hợp khi clo vào nước. Vì loại khí này có tính
chất kháng khuẩn rất mạnh cho nên chỉ một thời gian ngắn sau khi xử lý, hầu như toàn bộ
tế bào sinh vật đã bị phá hủy.
Cl2 + H2O

2HClO + H2

2HClO

2HCl +2O

Clo được cho vào nước dưới nhiều dạng khác nhau và cách thức khác nhau. Thông
thường nhất là sục khí clo trực tiếp vào nước , hoặc dùng nước đã clo hóa rất mạnh để

pha loãng, hoặc dưới dạng vôi clorua (CaCl2) hoặc canxihypocloric Ca(OCl)2 hoặc
cloramin.
Ozon hóa cũng là phương pháp được dùng rộng rãi để vô trùng nước uống hoặc
nước sản xuất quy mô công nghiệp. Nguyên lý diệt khuẩn của ozon là ở trong nước ozon
bị phân ly thành oxy và giải phóng oxy nguyên tử. Oxy nguyên tử có khả năng diệt
khuânraats mạnh.
Vô trùng nước bằng ion kim loại: nguyên lý của phương pháp là dựa trên tính cảm
ứng mạnh của nguyên sinh chất tế bào đối với một số ion kim loại, đặc biệt là ion Ag+.
Với nồng độ 0.01 mg/1 Ag+, toàn bộ vi sinh vật có trong nước sẽ bị tiêu diệt.
IV.HOA HOUBLON:
4.1: Giới thiệu về hoa Houblon:
Hoa hublon là nguyên liệu cơ bản sau đại mạch. Nó có vai trò rất quan trọng trong
công nghiệp sản xuất bia vì hoa hublon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc
trưng , có khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học
của sản phẩm. Vì vậy hoa hublon là nguyên liệu không thay thế được trong sản xuất bia.
4.2 Đặc tính sinh học của hoa Houblon:
Hoa hublon (Humulus lupulus) là loại thực vật lưu niên đơn tính thộc họ gai
mèo(canabinaceae), sống lâu năm ( 30- 40 năm) chiều cao trung bình 10- 15m, lá cây to

Nhóm 5 

 

Trang 21 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

bằng bàn tay. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái , có khi cây có cả hoa đực và hoa cái.
Cánh hoa có màu vàng –xanh đến lúc chín thì chuyển thành màu vàng hoa cau.
Trong công nghiệp sản xuất bia ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn thì giá trị
công nghệ của chúng bị giảm đi rất nhiều.
4.3 Bảo quản hoa Houblon:
Hoa houblon sau khi thu hái (độ ẩm 75- 80%) mang đi sấy tiế hành phân loại lại
và xông bằng SO2 trong buồng kín.
Sau khi xông hơi hia khô được ép chặt thành bánh, xếp vào túi polyetylen hàn kín
miệng hoặc cho vào thùng kim loại để đưa đi bảo quản.
Hoa houblon cần được bảo quản ở chổ khô ráo, nhiệt độ thấp và không có ánh
sáng mặt trời. Trong khi bảo quản hàm ẩm tối đa của hoa cho phép là 13% nhiệt độ bảo
quản tốt nhất là 0.5- 20C.
4.4 Cấu tạo của hoa Houblon:
Hoa houblon gồm các bộ phận chính: cuống, trục, cánh hoa, nhị hoa và hạt
lupulin. Tỉ lệ khối lương của chúng tính theo chất khô của hoa: cuống 5 – 8%, trục 7 –
8%. Hạt lupulin 18 – 20 %, cánh và nhị hoa 65 – 68 %.
Cuống hoa nên để nhắn. Trục hoa là phần nối tiếp cuống thường có hình ziczac có
khoảng 6 – 10 đốt cong. Cánh hoa có dạng hình trứng, đính trực tiếp vào trục cánh nọ úp
lên cánh kia tạo dạng hình nón. Thường có khoảng 40 – 100 cánh hoa trên một bông hoa,
trung bình là 50 – 60 cánh. Cánh hoa có màu vàng xanh các cánh ở gần cuống vàng hơn,
lúc chín có màu vàng hoa cau.
Nhị hoa nằm bên trong cánh hoa. Khi hoa bắt đầu chín thì nhị hoa xuất hiện các
màu vàng óng, rất dẻo gọi là lupulin. Hạt này có dạng hình cầu, đường kính 0.15 –
0.25mm, xếp với nhau thành dạng như cái cốc. Trong đó có chứa các chất nhựa và các
loại dầu thơm khác. Chính những hạt lupulin này là nguồn gốc tạo ra chất đắng và tinh
dầu thơm của hoa houblon.
4.5 Thành phần hóa học của hoa Houblon:
Thành phần của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia, phụ thuộc
vào giống,điều kiện khí hậu vá kỹ thuật canh tác.
Thành phần

Hàm lượng ( % )

Nước

11 – 13

Nhóm 5 

 

Trang 22 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia
Chất đắng

15 – 21

Polyphenol

2.5 – 6

Protein

15 – 21

Xelluloza

12 – 14

Chất khoáng

5–8

Tinh dầu thơm

0.3 – 1

Các hợp chất khác

26 – 28

Trong các thành phần trên thì có ba thành phần quan trọng có giá trị cao nhất là
chất đắng, tinh dầu thơm và polyphenol.
4.5.1 Chất đắng:
Trong hoa houblon có chất đắng có giá trị nhất và vai trò của nó trong công nghệ
sản xuất bia là rất lớn, chúng tạo cho bia có vị đắng dịu rất đặc trưng. Ngoài ra, các chất
này có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căn bề mặt giúp cho bia có khẳ năng giử bọt lâu.
Đồng thời với hàm lượng khá thấp ở trong bia chúng có khả năng ức chế mạnh sự phát
triển của vi sinh vật vì chúng có khả năng kháng khuẩn cao do đó làm tăng độ bền sinh
học của bia.
Thành phần của chất đắng:
a)

α_ acid đắng: bao gồm humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon,

poshumulon và 4- deoxyhumulon, chúng có bản chất là acid alkyl-hydroxyl xiclohexandienon.

Mạch axyl ( CO-R ) ở nguyên tử cacbon thứ hai là thành phần xác định các cấu tử
của & - acid đắng, cụ thể:
Humulon: - CO-CH2-(CH3)2 izovaleroil, izopentanoil.
Cohumulon: -CO-CH-(CH3)2 izobutinyl, izobutanoil.
Adhumulon:-CO-CH-CH3 2-metylbutiryl, 2-metylbutanoil.
Prehumulon: -CO-CH2-CH2-CH -(CH3)2 izocaproil,izohexanoil.
Poshumulon: -CO-CH2-CH3 propionyl, propanol.
α - acid đắng có dạng tinh thể hình khối, nhiệt độ nóng chảy 650C,hòa tan kém trong
nước lã, hòa tan tốt trong ete, etylic,hexan hoặc methanol, có vị đắng mạnh, có độ hoạt
động bề mặt lớn giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, có tính kháng sinh mạnh.
Nhóm 5 

 

Trang 23 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Khi đun sôi dịch đường với hoa houblon các hợp chất humulon bị đồng phân hóa sau
đó hòa tan và bị thủy phân thành các sản phẩm có độ đắng cao.
Khả năng hòa tan của acid đắng ở trong nước vào khoảng 500 mg/l, trong dịch đường
thì ít hơn và trong bia thì hầu như không đáng kể (10- 30 mg/l ).
Độ kiềm của dung môi càng cao thì khả năng hòa tan của chúng càng nhiều.
b)

β - acid đắng: nhóm acid này gồm bốn hợp chất: lupulon, colupulon, adlupulon và

prelupulon.
Mạch axyl cũng giống như α- acid đắng.
Lupulon ( C26H38O4 ) là hợp chất tinh thể kim màu trắng, dạng lăng kính hoặc hình
que dài, nóng chảy 920C. So với humulon thì lupulon kém đắng hơn nhưng lại có tính
kháng khuẩn cao hơn.
β-acid đắng dễ tan trong ete,hexan và rượu etylic giống như &- acid đắng.khả
năng hòa tan trong nước, trong dịch đường của &- acid đắng thấp hơn nhiều so với &acid đắng. khi đun sôi hoabulon với dịch đường thi lupulon củng bị đồng phân hóa, sau
đó mới bị phân cắt nhưng với tốc độ và khối lượng “ nhỏ giọt”. Nếu bị oxy hóa thì & acid đắng chuyển thành hupulon.
Nếu kéo dài phản ứng, hulupon sẽ bị polyme háo trở thành nhựa mềm và sau đó
trở thành nhựa cứng.
c)

Nhựa mềm: La polyme của các acid đắng, là chất vô định hình chưa được xác định

về thành phần hóa học, khả năng hòa tan của nhựa mềm vào dịch đường cao hơn &-acid
đắng vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá lớn cho bia. Đây là phần rất có giá trị của
chất đắng.
d)

Nhựa cứng: Là polyme của các acid đắng nhưng ở mức cao hơn so với nhựa

mềm. Chúng được hình thành trong quá trình nấu và bảo quản, hầu như chúng không tan
trong nước và dịch đường. Đây là phần không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia.
4.5.2 Tinh dầu thơm:
Tinh dầu thơm của hoa houblon hòa tan vào dịch đường và tạo ra cho nó một mùi
thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu.
Chúng là những chất lỏng leo trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, tinh dầu
thơm có mùi vị thơm rất mạnh, tỷ trọng là 0,88, dễ dàng hòa tan trong rượu etylic nồng
độ cao, bay hơi nhanh ở nhiệt độ thường.
Nhóm 5 

 

Trang 24 


GVHD: Ths Trần Văn Dũng                

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Thành phần hóa học của tinh dầu thơm trong hoa houblon rất phức tạp, gồm 103
hợp chất khác nhau.Phần lớn là terpen, rượu, xetol, aldehit, este và acid. Các hợp chất
chiếm khối lượng nhiều nhất trong thành của tinh dầu thơm là hydrocacbon (75%) sau đó
là các loại rượu, phần còn lại là những hợp chất khác.
Đại diện tiêu biểu của nhóm hydrocacbon:
Miroxen ( C10H16) là hợp chất dễ bị oxy hóa khi gia nhiệt, biến thành một loại
nhựa gây mùi hăng khó chịu. Nhiệt độ nóng chảy 1670C, tỷ trọng 0,801, nó chiếm từ 2050% tinh dầu.
Công thức cấu tạo: (CH3)2-C= CH-CH2-CH2-CH-CH=CH2)
|
CH3
Humulen (C15H24) là một xeckyterpen không no, nhiệt độ nóng chảy 2640C gây
mùi, chiếm 10 – 60% trong tinh dầu.
Geranoil ( C10H18O) là rượu không no, thuộc nhóm terpen, tỷ trọng 0.88, nhiệt độ
sôi 2290C mùi thơm thoảng hoa hồng.
Linalool ( C10H18O ) là đồng phân của geranoil có tỷ trọng 0.87, nhiệt độ sôi
1970C, mùi thơm dễ chịu.
4.5.3 Polyphenol:
Là hợp chất dùng để kết lắng và loại bỏ các hợp chất protit cao phân tử ra khỏi
dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.
Polyphenol trong hoa houblon rất phong phú về chủng loại, đa dạng về cấu trúc nhưng về

tính chất thì khác nhau. Tất cả các hợp chất này đều thuộc nhóm flavonoid.
Hàm lượng polyphenol trong hoa houblon là 2 – 5% tính theo chất khô, có trong
cánh hoa và đài hoa. Polyphenol có tính chất quan trọng dùng trong sản xuất bia: dễ dàng
thực hiện phản ứng ngưng tụ để tạo thành oligome và dễ dàng polyme hóa để tạo thành
polyme. Những oligome tạo thành kết hợp với protein cao phân tử tạo thành phức chất
không hòa tan. Tất cả những phenolcol tính chất như vậy gọi là tanin.
Tanin trong hoa houblon có hoạt tính mạnh hơn hẳn các hợp chất cùng loại trong
đại mạch và malt. Do đó polyphenol dùng để loại trừ cấu tử protein không tan và kết lắng
ra khỏi dung dịch đường ( vì chúng tồn tại trong bia làm nguyên nhân gây đục sâu này ).

Nhóm 5 

 

Trang 25