Nghiên cứu một số công đoạn trong quy trình công nghệ sản xuất bia không cồn

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. vii
1. Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 1
2. Mục đích – yêu cầu....................................................................................................... 2
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................................... 3
1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam................................ 3
1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới ..................................3
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam ...................................5
1.2. Tác dụng của bia và bia không cồn........................................................................... 6
1.3. Nguyên liệu chính trong sản xuất bia không cồn ..................................................... 7
1.3.1. Malt đại mạch....................................................................................7
1.3.2. Houblon ............................................................................................8
1.3.3. Nước ............................................................................................... 10
1.3.4. Nấm men bia ................................................................................... 10
1.3.5. Phụ gia thực phẩm, nguyên liệu phụ trong công nghệ sản xuất bia .. 10
1.4. Công nghệ sản xuất bia không cồn ......................................................................... 11
1.4.1. Phương pháp hạn chế sự tạo thành đường có khả năng lên men
trong quá trình đường hóa ......................................................................... 12
1.4.2. Phương pháp hạn chế sự tạo thành cồn trong quá trình lên men ....... 12
1.4.3. Phương pháp tác động vào sản phẩm sau quá trình lên men............. 14
1.4.4. Các phương pháp khác .................................................................... 15
1.5. Định hướng nghiên cứu........................................................................................... 15
1.5.1. Định hướng phương pháp đường hóa .............................................. 15
1.5.2. Định hướng phương pháp lên men................................................... 16
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 18

2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 18
2.1.1. Malt đại mạch.................................................................................. 18
2.1.2. Nấm men ......................................................................................... 19

iii


2.1.3. Houblon .......................................................................................... 20
2.1.4. Nước công nghệ .............................................................................. 20
2.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích ................................................................... 20
2.3. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................................... 20
2.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 20
2.5. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................................... 21
2.5.1. Xác định phương pháp đường hóa ................................................... 21
2.5.2. Xác định nhiệt độ và thời gian của công đoạn đạm hóa ................... 23
2.5.3. Xác định nhiệt độ đường hóa và một số thông số kỹ thuật của
công đoạn đạm hóa (pH, nồng độ các enzyme) ......................................... 24
2.5.4. Xác định các thông số kỹ thuật của công đoạn lên men ................... 26
2.5.5. Đánh giá cảm quan và so sánh với sản phẩm khác trên thị trường ... 27
2.5.6. Thử nghiệm sản xuất bia không cồn quy mô pilot............................ 28
2.6. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 28
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 36
3.1. Lựa chọn phương pháp đường hóa ......................................................................... 36
3.2. Lựa chọn nhiệt độ và thời gian của công đoạn đạm hóa ....................................... 40
3.3. Lựa chọn nhiệt độ đường hóa và các thông số kỹ thuật của công đoạn đạm hóa . 43
3.3.1. Lựa chọn nhiệt độ đường hóa.......................................................................... 43
3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến độ nhớt và quá trình lọc của dịch đường ................. 44
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cereflo 200L đến chất lượng dịch đường.....46
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Neutrase 0,5L đến chất lượng dịch đường .....47
3.3.5. Nâng cao trị số màu và hương vị của dịch đường bằng malt Aroma ............ 50

3.4. Lựa chọn các thông số kỹ thuật của công đoạn lên men........................................ 51
3.5. Thử nghiệm sản xuất bia không cồn quy mô pilot ................................................. 54
3.6. Đánh giá cảm quan và so sánh với sản phẩm khác trên thị trường........................ 58
3.7. Quy trình sản xuất bia hơi không cồn ..................................................................... 60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................. 65
PHỤ LỤC

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CT

: Công thức

ĐC

: Đối chứng

EBC

: European brewery convention.

FAN

: Free amino nitrogen.

HPLC

: High Performance Liquid Chromatography

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

TSHT

: Tổng số hòa tan

VDK

: Vicinal diketon

v


DANH MỤC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

2.1
2.2

Chỉ tiêu chất lượng của malt vàng nguyên liệu..................................................... 18
Chỉ tiêu chất lượng của malt Chauteau Arome..................................................... 19

2.3
2.4

Thông tin về chủng nấm men HN121................................................................... 19
Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ và thời gian của
công đoạn đạm hóa ................................................................................................ 23
Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu quá trình lên men ............................. 27

2.5

3.2

Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các phương pháp đường
hóa khác nhau......................................................................................................... 37
Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các chế độ đạm

3.3

hóa khác nhau......................................................................................................... 41
Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các mức nhiệt độ

3.1

đường hóa khác nhau ............................................................................. 43
3.4

Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các nồng độ pH
khác nhau............................................................................................... 45

3.5

Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các nồng độ
Cereflo 200L khác nhau ......................................................................... 46

3.6

Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với các nồng độ
Neutrase 0,5L khác nhau ....................................................................... 48

3.8

Chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trong thí nghiệm với sự thay thế tỷ lệ malt
Aroma khác nhau ................................................................................................... 50
Kết quả nghiên cứu phương pháp lên men bia không cồn ................................... 52

3.9
3.10
3.11
3.12

Kết quả đánh giá cảm quan đối với 4 mẫu bia không cồn ................................... 54
Các chỉ tiêu hóa - lý của dịch đường trước khi lên men quy mô pilot ................. 55
Chỉ tiêu chất lượng của bia thành phẩm................................................................ 58
Đánh giá cảm quan bia thành phẩm và bia có trên thị trường .............................. 59

3.7

vi


DANH MỤC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

1.1
1.2

Sản lượng bia tiêu thụ hàng năm trên thế giới từ năm 2004 – 2013 ...................... 3
Thị trường phát triển bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp năm 2012 ......... 4

1.3
2.1

Sản lượng ngành bia Việt Nam từ 2011 - 2015 ...........................................5
Sơ đồ đường hóa đối chứng................................................................................... 21

2.2
2.3
3.1

Sơ đồ đường hóa gia nhiệt tích cực ....................................................................... 22
Sơ đồ đường hóa theo phương pháp phối trộn ..................................................... 22
Sự thay đổi của nhiệt độ, áp suất, độ đường, nồng độ cồn trong quá trình lên men

3.2

và tàng trữ ............................................................................................................... 56
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia không cồn .............................................. 60

vii


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Bia, rượu từ lâu đã gắn liền với văn hóa truyền thống của nhiều quốc gia
trên thế giới. Sử dụng bia, rượu với mức độ hợp lý có thể đem lại cho người sử
dụng một số lợi ích như cảm giác hưng phấn, lưu thông huyết mạch, thuận lợi
trong giao tiếp xã hội. Lạm dụng rượu, bia có thể gây tổn thương não, hệ thần
kinh, gan, tim mạch, hạn chế khả năng tư duy và là nguyên nhân trực tiếp gây ra
nhiều tai nạn giao thông. Bên cạnh đó, những tổn thất do bị xói mòn về văn hóa,
lối sống, đạo đức và chất lượng giống nòi có nguyên nhân từ lạm dụng rượu, bia
gây ra là những gánh nặng xã hội nghiêm trọng không thể so sánh và rất khó
lượng hóa [1].
Tùy theo tiêu chuẩn của từng nước mà lượng cồn trong bia không cồn là
khác nhau. Ở Anh, Mỹ và các nước thuộc liên minh châu Âu (EU), nồng độ cồn
của bia không cồn cho phép đến 0,5% v/v, trong khi ở Tây Ban Nha, sản phẩm
có nồng độ cồn dưới 1% v/v được xem như là bia không cồn. Tại các nước Ả
Rập, nồng độ cồn của bia không cồn không vượt quá 0,05% v/v.
Bia không cồn ở các nước phát triển chiếm khoảng 5% tổng sản lượng bia.
Tiêu thụ bia không cồn theo đầu người lớn nhất là Tây Ban Nha, người Czech
đứng thứ hai về uống bia không cồn trên thế giới. Theo các chuyên gia, ở Czech
đã có sự bùng nổ sản xuất bia không cồn. Hiện số lượng các nhà máy và nhãn
mác bia này trên thị trường tăng lên con số khoảng 25. Theo thông tin của hiệp

hội các nhà sản xuất bia Czech, năm 2009 ở Czech đã tiêu thụ gần 580.000 hl bia
không cồn, ít hơn năm trước nữa 1%. Các nhà máy bia tại Đức sản xuất khoảng
950.000 hl bia hàng năm và gần đây đã thử nghiệm các sản phẩm bia không cồn
mới để tăng thị phần đối với loại bia này [27].
Đặc điểm khác biệt của bia không cồn chính là nồng độ cồn thấp, không
gây ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh và sức khỏe người tiêu dùng. Đó là lý do mà
các loại bia có nồng độ cồn thấp đang ngày càng được sử dụng rộng rãi. Các loại
bia này thích hợp với phụ nữ, những người cần sự tỉnh táo, người điều khiển

1


phương tiện giao thông. Tuy nhiên cũng có ý kiến cho rằng các loại bia này kém
mạnh so với các loại bia thông thường do cồn là chất tạo vị.
Theo các tài liệu chuyên ngành và các patent trên thế giới, so với các công
nghệ sản xuất bia thông thường, bia không cồn được sản xuất theo hàng loạt các
phương pháp khác nhau trong công đoạn đường hóa, lên men và các xử lý sau
lên men. Tại Việt Nam, năm 2004, Viện Nghiên cứu Rượu – Bia – Nước giải
khát Hà Nội đã chưng cất dưới áp suất chân không để bay hơi cồn và phương
pháp pha loãng để tạo ra bia có nồng độ cồn thấp. Năm 2014, Công ty Cổ phần
bia Sài Gòn - Bình Tây đã giới thiệu sản phẩm bia không cồn sản xuất theo
phương pháp tách cồn ở nhiệt độ thấp dưới áp suất chân không bằng thiết bị nhập
khẩu từ Đức và cũng đã nhận được sự quan tâm đặc biệt của người tiêu dùng.
Xuất phát từ sự phát triển và nhu cầu thực tế của ngành, chúng tôi tiến
hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số công đoạn trong quy trình công
nghệ sản xuất bia không cồn”.
2. Mục đích – yêu cầu
Mục đích
Xác định được các thông số kỹ thuật của công đoạn đường hóa và lên men
tạo thành bia không cồn đạt yêu cầu về nồng độ cồn theo tiêu chuẩn của EU,

Mỹ và có giá trị cảm quan tương đương với một số mẫu bia không cồn trong
và ngoài nước.
Yêu cầu
• Xác định được phương pháp đường hóa
• Xác định được nhiệt độ và thời gian của công đoạn đạm hóa
• Xác định được nhiệt độ đường hóa và một số thông số kỹ thuật của
công đoạn đạm hóa (pH, nồng độ các enzyme)
• Xác định được các thông số kỹ thuật của công đoạn lên men
• Thử nghiệm sản xuất bia không cồn quy mô pilot
• Đánh giá cảm quan và so sánh một số sản phẩm khác trên thị trường
• Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bia hơi không cồn

2


Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Bia là đồ uống có lịch sử phát triển từ cổ xưa. Đó là sản phẩm của quá
trình lên men dịch đường, được sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là malt,
houblon, nước. Bia có khả năng giải khát tốt nhờ vào thành phần CO2, bia có các
tính chất cảm quan hấp dẫn nhờ vào hàm lượng cồn thấp, hương thơm, vị đắng
dịu đặc trưng. Trong bia có chứa hàng loạt các chất hoà tan quý báu, tạo nên giá
trị dinh dưỡng, tạo cảm giác sảng khoái, nâng cao hiệu suất tiêu hoá của thức ăn.
1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới
Bia là sản phẩm thực phẩm có thời hạn bảo quản không quá dài. Sau khi
bao gói trong các chai, lon xảy ra quá trình lão hóa dẫn đến sự biến đổi mùi, vị
của bia tùy thuộc vào điều kiện bảo quản (thời gian, nhiệt độ, ánh sáng). Các
doanh nghiệp sản xuất bia theo kế hoạch căn cứ nhu cầu của thị trường và vì vậy,
sản lượng và khả năng tiêu thụ sản phẩm bia có những giá trị tương đồng.
Theo báo cáo của tổ chức Kirin Holding, trong năm 2013, sản lượng bia

tiêu thụ trên toàn cầu đạt 188,81 tỷ lít bia, tăng 0,5% so với năm 2012 (187,37 tỷ
lít). Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới được thể hiện trong hình 1.1 dưới đây [23].

Hình 1.1. Sản lượng bia tiêu thụ hàng năm trên thế giới từ năm 2004 – 2013 [23]

3


Tiêu thụ bia ở châu Á cao nhất thế giới. Trong đó, Hàn Quốc, Ấn Độ và
Việt Nam là động lực chính cho sự gia tăng trong tiêu thụ bia ở châu Á, với mức
tăng trưởng trong năm 2014 lần lượt là 15,2%, 14,1%, và 7,3%.
Trong khu vực, Lào là nước tiêu thụ bia đứng đầu với 50,8 lít/người, tiếp
đến là Nhật Bản 44 lít/người, Hàn Quốc 42,8 lít/người, Thái Lan 38,1 lít/người,
Trung Quốc với 37,3 lít/người. Việt Nam đứng thứ sáu tại Châu Á với mức tiêu
thụ trung bình là 32 lít/người [30].
Thị trường sản xuất bia nồng độ cồn thấp và bia không cồn nhiều nhất là
Tây Ban Nha, khoảng 584 triệu lít/năm, kế tiếp là Đức 348,9 triệu lít/năm. Tốc
độ tăng trưởng doanh số bán bia không cồn và bia có nồng độ cồn thấp ở Mỹ
giảm dưới 0%, Úc và Pháp giảm dưới -10%, của Nhật Bản tăng mạnh khoảng
35%, kế tiếp là Canada 19%, Anh 9% hình 1.2 [22].

Hình 1.2. Thị trường phát triển bia không cồn và bia có nồng độ cồn
thấp năm 2012 [22]

4


1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam
Báo cáo về “Ngành đồ uống có cồn Việt Nam” mới được công bố của
công ty cổ phần chứng khoán Ngân hàng Công thương Việt Nam cho thấy, trong

khi khủng hoảng kéo theo sự đi xuống của hầu hết các ngành kinh tế, ngành đồ
uống có cồn Việt Nam vẫn ghi nhận sự tăng trưởng ngược dòng với tốc độ trung
bình 17,61% (tính theo doanh thu) trong giai đoạn 5 năm 2009 - 2013 [29].
Sản lượng ngành bia Việt Nam từ năm 2011 đến đầu năm 2015 được thể
hiện trên hình 1.3 [23].

Hình 1.3. Sản lượng ngành bia Việt Nam từ 2011 - 2015
Theo tổ chức Nghiên cứu thị trường Eurowatch, riêng năm 2013, Việt
Nam đã tiêu thụ khoảng trên 3 tỷ lít bia, tăng gấp 3,5 lần so với 9 năm trước.
Bình quân mỗi người Việt Nam uống 32 lít bia/năm. Sau 10 năm, con số sẽ là 56
lít bia cho mỗi người/năm [28].
Việt Nam có khoảng 150 doanh nghiệp sản xuất bia. Thị trường bia Việt
Nam hình thành thế chân vạc với 3 doanh nghiệp lớn, chiếm đến 95% thị phần
sản lượng. Dẫn đầu là Tổng công ty Cổ phần Bia - Rượu - Nước giải khát Sài
Gòn (Sabeco) với 47,5% thị phần. Tiếp theo là Công ty TNHH Nhà máy bia Việt
Nam - VBL (bia Tiger, Heniken và Larue), chiếm 18,2% thị phần. VBL là công
ty liên doanh giữa Asia Pacific Brewery Limited của Singapore và Tổng công ty

5


thương mại Sài Gòn, tỷ lệ sở hữu của mỗi bên là 60% và 40%. Đứng thứ 3 là
Tổng công ty Cổ phần Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội với 17,3% thị phần.
1.2. Tác dụng của bia và bia không cồn
Trên tạp chí Y học British Medical Journal ghi nhận rằng, khi nghiên cứu
những người uống bia tại Czech, nguy cơ nhồi máu cơ tim thấp nhất đã được tìm
thấy trong số những người đàn ông uống 4 - 9 lít bia một tuần. Theo một nghiên
cứu ở Tây Ban Nha với 1.249 phụ nữ và đàn ông trên 57 tuổi, những người tình
nguyện thường xuyên uống một lượng bia vừa phải ít có khả năng bị các bệnh
tiểu đường, huyết áp cao và có lượng mỡ trong cơ thể thấp hơn [25].

Theo nghiên cứu của chuyên khoa Nghiên cứu Dịch tễ học trường đại học
Muenster (Đức), việc uống bia ở mức độ vừa phải sẽ làm giảm thiểu nguy cơ
mắc bệnh về tim mạch. Nồng độ cồn trong bia có thể làm gia tăng lượng DHL
hay còn gọi là cholesterol có lợi giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn động mạch
và máu đông, yếu tố tạo nên các cơn đau tim đột ngột. Cơ quan nghiên cứu thực
phẩm và dinh dưỡng TNO, Hà Lan công bố rằng những người uống bia có lượng
vitamin B6 trong máu cao hơn 36% so với người không uống bia và cao gấp 2 lần
so với những người uống rượu vang đỏ. Theo tạp chí chuyên khoa nghiên cứu
dịch tế học của Mỹ, nguy cơ mắc bệnh sạn thận sẽ giảm xuống 40% đối với
những người đàn ông uống bia ở độ tuổi trung niên. Các thí nghiệm gần đây cho
thấy hợp chất xanthohumol có trong bia có thể giúp kiềm chế các enzyme gây
ung thư và giúp cơ thể đào thải các chất gây ung thư carcinogens [25].
Bia giàu chất phytoestrogens (oestrogen thực) rất tốt cho sức khỏe của
xương, đặc biệt là những người hay bị đau xương sống. Bia có lợi cho sức khoẻ
tương tự như việc uống một lượng vừa phải rượu vang. Bia có chứa acid folic,
vitamin, sắt và calci, cung cấp một "lá chắn bảo vệ" cho hệ thống tim mạch. Nửa
lít bia nhẹ cung cấp khoảng 200 calo, tương đương với một tách cà phê sữa. Một
nghiên cứu khác ở Tây Ban Nha với 1.249 phụ nữ và đàn ông trên 57 tuổi. Các
nhà nghiên cứu nhận thấy, những người tình nguyện tuân thủ chế độ ăn kiểu Địa
Trung Hải với nửa lít bia mỗi ngày "không những không tăng cân mà trong một
vài trường hợp thậm chí còn giảm cân". Những người tình nguyện thường xuyên

6


uống một lượng bia vừa phải ít có khả năng bị bệnh tiểu đường, huyết áp cao và
có lượng mỡ trong cơ thể thấp hơn.
Một số thương hiệu bia không cồn nổi tiếng bao gồm Sparks (Mỹ), Lager
không cồn (Pháp), Tourtel (Anh), Krombacher, Ginger beer (Đức), Rockers,
Palm Green (Bỉ), Almaza (Lebanon), Regent S11 (Malaysia), Tunisia (Tunisia),

All Free và Kirin Free (Nhật Bản)… Trong một số siêu thị, nhà hàng ăn chay tại
Việt Nam đang có các sản phẩm bia Bavaria của Hà Lan, bia không cồn
Bittburger, OeTinger Alkoholfrei nhập khẩu từ Đức…
Do tai nạn giao thông liên quan đến rượu bia tăng cao tại Nhật, nhà máy
rượu bia Kirin đã nhận được yêu cầu từ khách hàng về những loại đồ uống không
cồn. Phản ứng của khách hàng trước sản phẩm mới này đã vượt xa mong đợi của
nhà sản xuất. Nhiều chuyên gia dinh dưỡng cũng phải công nhận và tuyên bố
rằng, bia không cồn là thứ đồ uống tuyệt vời trong chế độ tiếp nước hàng ngày
cho cơ thể [26].
Kết luận của các nhà nghiên cứu ở Đại học Valencia (Tây Ban Nha) sau
khi nghiên cứu tác dụng của việc tiêu thụ bia không cồn vừa phải đối với 29 nữ
tu ở độ tuổi từ 58 đến 73. Các xơ được yêu cầu mỗi ngày uống 500 ml bia không
cồn song song với duy trì thói quen ăn uống bình thường. Kết quả sau 45 ngày
cho thấy việc sử dụng thức uống thích hợp với phái nữ này làm tăng hàm lượng
các chất chống oxy hóa trong máu. Ngoài ra, ở những người bị cholesterol trong
máu cao, lượng cholesterol cũng giảm đáng kể. Các nhà nghiên cứu cũng cho
rằng bia không cồn có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Ngoài ra, loại thức
uống này cũng không tiềm ẩn các nguy cơ vốn thường gặp khi dùng thức uống có
cồn, các bệnh về gan, nguy cơ cao mắc một số bệnh ung thư [24].
1.3. Nguyên liệu chính trong sản xuất bia không cồn
1.3.1. Malt đại mạch
Malt đại mạch là sản phẩm được chế biến từ hạt đại mạch, quá trình quan
trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành malt là sự nảy mầm. Tại các điều
kiện nhân tạo thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm, thời gian, phôi hạt phát triển, hệ
enzyme trong phôi của hạt đại mạch được giải phóng khỏi trạng thái liên kết

7


thành trạng thái tự do. Hệ enzyme này là động lực chủ yếu để xúc tác quá trình

thủy phân các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ thành những sản phẩm thấp
phân tử có khả năng hòa tan bền vững vào nước để tạo thành chất chiết của dịch
đường. Công nghệ sản xuất malt đã được miêu tả chi tiết trong các tài liệu
chuyên ngành. Hạt đại mạch nguyên liệu chịu sự biến đổi sinh lý, sinh hoá từ quá
trình ngâm nước cho đến quá trình hoàn thiện malt sản phẩm. Giai đoạn nảy
mầm được thực hiện trong điều kiện độ ẩm cao (42 – 46%), nhiệt độ thấp (12 –
180C) và thời gian kéo dài (5 – 7 ngày) nhằm tạo sự biến đổi sâu sắc của các cấu
tử cao phân tử, trong đó đặc biệt quan trọng là protein và hemixellulose [2].
Thành phần hoá học của malt đại mạch bao gồm các cấu tử của đại mạch
nguyên liệu và các sản phẩm được tạo thành trong công nghệ sản xuất malt. Trong
đó thành phần quan trọng là hệ enzyme thuỷ phân đã được phát triển và bảo tồn.
- Enzyme α-amylase: xúc tác quá trình phân cắt tinh bột thành glucose và
dextrin. Nhờ quá trình này mà độ nhớt của dịch nhanh chóng giảm xuống.
- Enzyme β–amylase: tác động trực tiếp lên mạch amylose, mạch nhánh và
hai đầu mạch chính của amylopectin. Sản phẩm của quá trình này là maltose và
dextrin.
- Nhóm enzyme thuỷ phân protein: gồm proteinase và peptidase.
Proteinase xúc tác quá trình thuỷ phân protein thành các sản phẩm trung gian như
peptid, polypeptid, albumose và sau đó dưới tác dụng của peptidase các hợp chất
này tiếp tục bị phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là các acid amin.
- Sitase: Xúc tác quá trình thuỷ phân hemixellulose thành pentose và hexose.
Nhờ có quá trình phân cắt này mà thành tế bào nội nhũ bị phá huỷ, tạo điều kiện
thuận lợi cho các enzyme khác xâm nhập vào tế bào và nâng cao hoạt lực.
- Ngoài ra còn có các enzyme thuộc nhóm esterase gồm: photphatase,
lipase… xúc tác quá trình phân cắt các liên kết este của các hợp chất hữu cơ.
1.3.2. Houblon
Houblon là nguyên liệu không thay thế trong công nghệ sản xuất bia. Houblon
đem lại cho bia vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt,
làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.

8


1.3.2.1. Chất đắng
Chất đắng tạo cho bia vị đặc trưng và dễ chịu. Khi hòa tan vào dịch đường
và tồn tại trong bia, chúng có hoạt tính sinh học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp
cho bia có khả năng giữ bọt. Chúng còn có tính kháng khuẩn và làm tăng độ bền
sinh học của bia thành phẩm. Chất đắng của houblon bao gồm:
- α-acid đắng (humulon): humulon bao gồm humulon, cohumulon,
adhumulon, prehumulon và posthumulon.
- β-acid đắng (lupulon) bao gồm lupulon, colupulon, adlupulon và
prelupulon. β-acid đắng có độ đắng yếu hơn so với α-acid đắng.
- Nhựa mềm: là các polyme của acid đắng, chúng là thành phần có giá trị
của chất đắng.
- Nhựa cứng: là polyme của acid đắng nhưng mức độ cao hơn nhiều so với
nhựa mềm, không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia.
Đun sôi houblon với dịch đường là quá trình cần thiết để thực hiện sự
đồng phân hoá các acid đắng trong houblon dưới tác dụng của nhiệt độ, làm nâng
cao độ hoà tan và lực đắng của các hợp chất tạo thành.
1.3.2.2. Tanin
Với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa, tanin có một vai trò nhất
định trong quy trình công nghệ, có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến chất
lượng bia. Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trước hết tanin
được chiết trích dưới dạng hòa tan, sau đó với điều kiện nhiệt độ cao và thời gian
dài chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng với các mức độ khác nhau, các phân tử
trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết với các phân tử protein trong dịch đường
hình thành những phức tanin - protein, tạo ra kết tủa nóng trong quá trình này.
Với một dạng phức tương tự nhưng với trọng lượng nhỏ hơn không kết tủa
với điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độ xuống thấp chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra
liên kết tủa nguội trong dịch đường. Tanin giúp cho dịch đường trong nhanh và

kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền keo của bia. Mặt khác
tanin cũng làm kết tủa một phần protein, làm giảm khả năng tạo và giữ bọt.

9


1.3.2.3. Tinh dầu
Tinh dầu trong hoa houblon gồm hơn 200 chất: terpen, ester, xetone và
các hợp chất chứa lưu huỳnh. Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17 – 0,65%
trọng lượng hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm tecpen (C5H8)n và
1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là geraniol (C10H18O). Các hợp chất
trong tinh dầu có thể tồn tại dưới các dạng hydratcacbon với nhân là một tecpen
(C5H8), hoặc dưới dạng aldehyd, xeton, rượu… Khi hòa tan vào dịch đường, tinh
dầu tồn tại trong bia và tạo ra cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và
dễ chịu. Đa phần cấu tử dễ bay hơi, thậm chí ở nhiệt độ phòng, do đó trong thời
gian đun sôi dịch đường với hoa houblon có đến 98% lượng tinh dầu thơm bay ra
ngoài, chỉ còn khoảng 2% tồn tại trong bia.
1.3.3. Nước
Nước chiếm tới 92 - 99% trong bia không cồn. Tác dụng trực tiếp của ion
kim loại đến hương vị của bia được giải thích bởi việc ion kim loại liên kết với
các điểm tiếp nhận của vị giác tạo nên hiệu ứng vị. Ion kim loại được sử dụng
cho nhu cầu của nấm men, tác động đến enzyme của malt, tác động đến hệ keo
và pH của dung dịch [2].
1.3.4. Nấm men bia
Theo các tài liệu chuyên ngành, nấm men bia Saccharomyces cerevisiae
cần có các đặc điểm:
- Tốc độ lên men nhanh.
- Tế bào nấm men kết chùm và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men.
- Có khả năng tái sử dụng tốt.
- Tạo hương vị tốt.

1.3.5. Phụ gia thực phẩm, nguyên liệu phụ trong công nghệ sản xuất bia
- Enzyme:
Chế phẩm Enzyme Cereflo 200L được sản xuất bởi hãng Novozyme - Đan
Mạch. Đó là β-glucanase tinh khiết được sản xuất từ chủng vi khuẩn Bacillus
subtilis, là endoglucanase xúc tác sự phân giải β-glucan của malt đại mạch (1,4-βglucans; 1,3-β-glucans) thành các oligosaccharides có 3 - 5 đơn vị glucose. Enzyme

10


có pH tối ưu trong khoảng pHop= 6,5 - 7, nhiệt độ tối ưu là top = 55 – 600C [6].
Chế phẩm Neutrase 0,5L của hãng Novozyme – Đan Mạch có hoạt tính
protease, được sử dụng để nâng cao hàm lượng của các acid amin trong dịch
đường. Enzyme được sản xuất từ chủng vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens,
trong loại enzyme này có chứa một lượng nhỏ β-glucanase. Vùng nhiệt độ tối
thích là 40 – 500C, pH tối thích 5,5 - 7. Nồng độ tối thích của enzyme được xác
định bằng phương pháp thực nghiệm.
Trên thị trường đang được phân phối những chế phẩm có hoạt tính βglucanase tương đồng của một số nhà sản xuất khác đến từ Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ.
- Nhóm chất phụ gia trực tiếp:
Gồm tất cả những nguyên liệu và hóa chất tham gia vào quá trình sản xuất
bằng cách phối trộn với nguyên liệu chính và đi vào thành phần của sản phẩm.
Đối với nhóm phụ gia trực tiếp này cần phải kiểm soát chặt chẽ chất lượng và
hàm lượng cho phép.
+ Các hóa chất nấu: acid H3PO4, acid lactic, CaCl2.
- Nhóm chất hỗ trợ kỹ thuật:
Nhóm này gồm tất cả nguyên liệu được sử dụng trong quy trình công nghệ
nhưng không được phép có mặt trong sản phẩm.
+ Các hóa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: NaOH,
Oxonia active, Trimeta HC.
1.4. Công nghệ sản xuất bia không cồn
So với công nghệ sản xuất các loại bia thông thường, bia không cồn được

sản xuất theo một số phương pháp khác biệt hoặc là sự kết hợp của các phương
pháp đó. Các phương pháp này có thể chia thành 4 nhóm như sau:
1/ Phương pháp hạn chế sự tạo thành đường có khả năng lên men trong
quá trình đường hóa.
2/ Phương pháp hạn chế sự tạo thành cồn trong quá trình lên men.
3/ Phương pháp tác động vào sản phẩm sau quá trình lên men.
4/ Các phương pháp khác.

11


1.4.1. Phương pháp hạn chế sự tạo thành đường có khả năng lên men trong
quá trình đường hóa
Một số nhà nghiên cứu đã tập trung vào nghiên cứu quá trình nấu và phát
triển các chế độ đường hóa nhằm thu được dịch đường có thành phần hóa học
phù hợp cho quá trình tạo ra bia có nồng độ cồn thấp. Việc tăng nhanh nhiệt độ
qua khoảng hoạt động của enzyme ß – amylase sẽ hạn chế được sự tạo thành
đường có khả năng lên men. Paul R. Witt đề xuất giải pháp tạo ra bia có nồng độ
cồn thấp, quá trình đường hóa được thực hiện ở nhiệt độ 78 – 800C trong thời
gian 30 - 60 phút với sự tham gia của các chế phẩm enzyme α-amylase và
cellulose để giảm độ nhớt của dịch đường. Bia sau lọc cần phải được pha loãng
với nước đã loại khí và acid hóa để tạo ra thành phẩm chứa không nhiều hơn
0,5% cồn [20].
Patent US5384135A_2 của Henri J.J. Caluwaerts đề xuất quy trình sản
xuất bia nồng độ cồn thấp, trong đó quá trình đường hóa được thực hiện ở 74 760C trong khoảng thời gian từ 35-50 phút nhằm khống chế lượng đường có khả
năng lên men đến mức 50% so với hàm lượng chất khô của dịch đường. Sau đó
cồn tiếp tục được tách ra khỏi bia bằng phương pháp bay hơi dưới áp suất cao bởi
CO2 và nhiết độ bia nằm trong khoảng 50-650C [15]. Phương pháp đường hóa ở
nhiệt độ cao 760C nhằm giảm hàm lượng đường có khả năng lên men cũng được
thể hiện trong công trình của Kabzev [3].

1.4.2. Phương pháp hạn chế sự tạo thành cồn trong quá trình lên men
1.4.2.1. Sử dụng chủng nấm men đặc hiệu hoặc chủng nấm men biến đổi gen
So sánh với các chủng nấm men bình thường, đặc điểm của chủng nấm
men đặc hiệu hoặc chủng nấm men biến đổi gen là tự bản thân chúng có những
khác biệt trong đặc điểm di truyền so với các chủng nấm men bình thường. Điều
đó làm nên sự khác biệt trong khả năng đồng hoá các nguồn dinh dưỡng cacbon
từ môi trường dịch đường và kết quả là chúng có khả năng tạo ra hàm lượng cồn
thấp trong dịch lên men. Một chủng nấm men đặc biệt làm ví dụ Saccharomycodes
ludwigii là chủng nấm men chỉ có thể lên men glucose, sucrose và fructose chứ
không lên men maltose [4].

12


1.4.2.2. Phương pháp lên men ở nhiệt độ thấp
Khi nấm men tiếp xúc với dịch đường tại -10C một số aldehyde được tạo
ra trong quá trình sản xuất malt sẽ bị khử, nồng độ của các acid béo mạch dài bị
giảm. Trong khi đó nồng độ của vitamin, acid nucleic và một số thành phần vi
lượng được giữ gần như là không đổi, bia giữ được mùi thơm đặc trương.
Phương pháp này cần bổ sung tỷ lệ nấm men lớn và thời gian lên men kéo dài.
Fritz Schur đề xuất quy trình sản xuất đồ uống lên men không cồn bằng cách cho
dịch đường có nồng độ chất khô nằm trong khoảng từ 7,0 - 7,5% trọng lượng tiếp
xúc với nấm men ở nhiệt độ thấp, thường là -0,40C hoặc thấp hơn [11, 12].
Nick J. Huige và các đồng tác giả đề xuất quy trình sản xuất bia chứa ít
hơn 0,5% cồn theo phương pháp tiếp xúc lạnh, dịch đường với hàm lượng đường
ít nhất là 14% trọng lượng được tiếp xúc với nấm men ở nhiệt độ nằm trong
khoảng từ 380F (3,30C) đến 450F (7,20C) trong khoảng thời gian từ 5 - 10 giờ [18].
Theo cách khác, Cameron R. Murray và cs đề xuất quy trình lên men bia
bao gồm bước acid hóa dịch đường trước khi lên men có hàm lượng đường nằm
trong khoảng từ 12 đến 20 độ Plato bằng acid thực phẩm đến độ pH nằm trong

khoảng từ 4,0 - 4,6; điều chỉnh bước lên men theo lượng nấm men và nhiệt độ
tiếp xúc từ 0 - 70C trong khoảng thời gian từ 10 - 30 giờ, bia thành phẩm được bổ
sung các chất thơm và pha loãng với nước để tạo thành đồ uống không cồn từ malt [7].
Theo Patent GB1309338A (Switzerland), quá trình sản xuất bia có độ cồn
thấp sử dụng malt sáng màu, phương pháp lên men thường với nhiệt độ tối ưu ở
nhiệt độ 4 - 80C đến khi đạt độ lên men thực 40 - 70% dịch chiết, thời gian lên
men là 2 - 5 ngày [19].
Theo phương pháp lên men ở nhiệt độ thấp, dịch đường được làm lạnh
xuống -20C sau đó lên men với chủng nấm men phù hợp, ở nhiệt độ này sẽ hạn
chế được sự tạo thành cồn trong quá trình lên men [4].
1.4.2.3. Phương pháp tác động vào quá trình lên men khi nồng độ cồn đạt đến
mức yêu cầu
Để sản xuất bia độ cồn thấp theo phương pháp này, dịch lên men có nồng
độ chất khô ban đầu 9 – 11%. Trong quá trình lên men khi hàm lượng cồn tạo
thành đạt 0,5% v/v thì tiến hành đình chỉ quá trình lên men bằng cách sau:

13


- Ly tâm tách loại nấm men.
- Loại bỏ nấm men ra ngoài.
- Dùng một số biện pháp tiêu diệt nấm men.
Sau đó bia được tàng trữ cho lên men phụ ít nhất 10 ngày tại 0 – 10C để
tránh mùi đậm của các hợp chất sunfua. Cuối cùng, bia được đem lọc, bão hòa
CO2 và thanh trùng.
Phương pháp này đòi hỏi thiết bị phức tạp nên khó áp dụng để sản xuất ở
quy mô công nghiệp tại Việt Nam vào thời điểm hiện tại, dịch lên men dễ bị
nhiễm khuẩn và oxi hóa. Việc tiêu diệt nấm men có thể tạo ra mùi Autolysis làm
ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm.
1.4.2.4. Ứng dụng kỹ thuật cố định tế bào nấm men

Kỹ thuật này đã được ứng dụng vào sản xuất tại nhà máy bia Bavaria tại
Đức năm 1988, bia không cồn được sản xuất bằng phương pháp cố định tế bào
nấm men trong thiết bị phản ứng. Dịch đường trước khi lên men được xử lý bằng
acid, chảy liên tục qua 5 thiết bị được lắp nối tiếp, tốc độ dòng dịch đường đi qua
mỗi thiết bị là 5 - 20 hl/giờ. Sau 48 - 60 giờ tạo ra sản phẩm bia có độ cồn 0,1% v/v.
Domeny Zoltan và các cộng sự lên men bằng chủng nấm men biến đổi gen
áp dụng công nghệ cố định nấm men. Bia có độ cồn thấp được sản xuất từ chủng
nấm men đột biến không tổng hợp các enzyme vòng acid citric. Các nấm men
này được cố định vào pectate canxi. Quá trình lên men được tiến hành ở 5 – 350C
với nồng độ oxy hòa tan có thể tới 20 mg/l [8].
Phương pháp cố định nấm men còn được Heikki Lommi và các đồng tác
giả công bố trong các patent AU 632377 B2 và Patent EP0424794A2; cũng như
Warner Back và các sộng sự mô tả trong Patent EP0601362A1, chất mang thích
hợp nhất là các siêu sợi diethylaminoethylene cellulose (DEAD-cellulose) được
kết hợp với polystyrene.
1.4.3. Phương pháp tác động vào sản phẩm sau quá trình lên men
1.4.3.1. Loại cồn bằng màng lọc
Nguyên lý để loại cồn ra khỏi bia bằng thẩm thấu ngược là bia được pha
loãng với nước và bơm liên tục hoặc từng mẻ vào môđun phân tách. Quá trình
này tiếp tục cho đến khi bia thành phẩm đạt được hàm lượng cồn mong muốn.

14


Tuy nhiên để loại được bia có hàm lượng cồn < 0,5% v/v thì chu kỳ thẩm thấu
ngược kéo dài và giá bia thành phẩm tương đối cao.
1.4.3.2. Loại cồn bằng nhiệt (phương pháp chưng cất chân không)
Theo phương pháp này bia được loại cồn bằng cách chưng cất tại nhiệt độ
450C dưới áp suất thấp. Các chất tạo hương có nhiệt độ bay hơi thấp sẽ bị bay hơi
trước và được ngưng tụ và giữ lại để phối hương cho sản phẩm cuối cùng. Sau đó

bia được cất loại cồn tại áp suất thấp, nhiệt độ 400C. Cuối cùng, bia được làm
lạnh đến nhiệt độ 0 - 20C và phối lại hương [4].
1.4.3.3. Tách cồn bằng chất hấp thu
Didier Anglerot trình bày phương pháp cho bia tiếp xúc với chất hấp thu thể
rắn dùng để tách cồn ra khỏi bia, có cấu tạo từ zeolite kỵ nước, trong đó tỷ lệ các
phân tử Si/Al không nhỏ hơn 12 [9].
1.4.4. Các phương pháp khác
Bia thu được bằng phương pháp chế biến thông thường được pha loãng
với nước bão hòa CO2 để giảm nồng độ cồn, sau đó bổ sung thêm chất phụ gia,
bao gồm các acid, saccharide, chất tạo hương, chất tạo vị, chiết xuất mạch nha [16].
1.5. Định hướng nghiên cứu
1.5.1. Định hướng phương pháp đường hóa
Trên cơ sở đánh giá chế độ đường hóa của các công trình nghiên cứu trong
và ngoài nước về công nghệ sản xuất bia không cồn có thể rút ra kết luận: Dịch
đường trong công nghệ bia không cồn cần phải được sản xuất theo quy trình
nhằm hạn chế sự tạo thành của các loại đường có khả năng lên men. Quá trình
đường hóa được thực hiện ở mức nhiệt độ 74 - 780C nhằm hòa tan tối đa các cấu
tử của tinh bột tạo nên chất chiết của dịch đường. Kìm hãm hoạt động của các
enzyme nhóm amylase nhằm khống chế sự tạo thành đường có khả năng lên men
cần được thực hiện trong giới hạn nhất định, bởi vì hàm lượng cao của dextrin
cao phân tử là nguyên nhân làm cho bia thành phẩm bị vẩn đục và rút ngắn thời
hạn bảo quản.
Các tác giả của phương pháp hạn chế sự tạo thành đường có khả năng lên
men đều công bố ứng dụng nhiệt độ cao 74 - 780C trong quá trình đường hóa.

15


Tác dụng tích cực đó là làm bất hoạt hoạt lực của β-amylase, enzyme xúc tác sự
tạo thành của các loại đường có khả năng lên men. Sự thay đổi chế độ thủy phân

tinh bột so với những công nghệ thông thường sẽ ảnh hưởng đến các quá trình
thủy phân khác, đặc biệt là quá trình thủy phân protein và hemicellulose, bao
gồm thành phần chính là β-glucan. Nhiệt độ đường hóa cao ức chế các enzyme
nhóm β-glucanase và protease có trong nguyên liệu, kết quả là độ nhớt của dịch
đường cao, hàm lượng của các chất đạm và acid amin giảm, ảnh hưởng đến chất
lượng của dịch đường cũng như bia thành phẩm.
Vai trò của Free amino nitrogen (FAN) và nitơ tổng số hòa tan cũng như
ảnh hưởng của β-glucan đến độ nhớt của dịch đường và quá trình lọc đã được các
nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm từ nhiều năm nay. Nhóm đề tài
định hướng ứng dụng các enzyme nhân tạo có hoạt tính protease và β-glucanase
đang có trên thị trường để giảm nồng độ β-glucan, nâng cao hàm lượng FAN
cũng như Nitơ tổng số hòa tan. Nhà sản xuất enzyme hàng đầu thế giới
Novozymes – Đan Mạch đã đưa ra các bằng chứng về giá trị công nghệ cũng như
hiệu quả kinh tế của hàng loạt sản phẩm của mình, trong đó có các enzyme thuỷ
phân β-glucan như Cereflo 200L, enzyme thủy phân protein như Neutrase 0,5L.
Để nâng cao chất lượng của dịch đường và bia thành phẩm, nhóm đề tài đã
nghiên cứu thay thế một phần malt nguyên liệu bằng malt aroma có độ màu và
các chất tạo hương cao hơn trong quá trình đạm hóa ở vùng nhiệt độ 35 – 400C.
1.5.2. Định hướng phương pháp lên men
Nghiên cứu các phương pháp lên men bia không cồn theo các patent trên
thế giới và đối chiếu với các điều kiện về thiết bị, kỹ thuật của các doanh nghiệp
đang sản xuất bia tại Việt Nam, chúng tôi sử dụng các nguyên liệu, chủng nấm
men đang được sản xuất tại doanh nghiệp nhằm tạo ra công nghệ có khả năng
ứng dụng tại Việt Nam.
Hạn chế sự tạo thành cồn trong quá trình lên men bao gồm nhóm các giải
pháp sử dụng các chủng nấm men đặc biệt hoặc chủng nấm men biến đổi gen
không lên men đường maltose. Giải pháp này có thể gây nhiễm vi sinh vật cho
các nhà máy và không được lựa chọn. Nhóm giải pháp lên men liên tục bằng
phương pháp cố định tế bào nấm men đòi hỏi đầu tư mới hệ thống thiết bị phức

16


tạp, cũng như với chu kỳ 48 - 60 giờ lên men cho ra sản phẩm thì chất lượng bia
thường là kém hơn so với các phương pháp lên men gián đoạn.
Phương pháp tác động vào sản phẩm sau quá trình lên men bao gồm giải
pháp tách loại cồn dưới những điều kiện công nghệ về nhiệt độ thấp và áp suất chân
không. Tuy rằng các chất tạo hương được tách loại trong giai đoạn ban đầu để phối
lại vào bia thành phẩm, nhưng phương pháp này có ảnh hưởng đến chất lượng của
bia do quá trình tách cồn kèm theo sự bay hơi của một phần các chất tạo hương.
Ngoài ra để thực hiện các phương pháp này còn phải đầu tư thiết bị đặc biệt.
Phương pháp sử dụng chất hấp phụ zeolite kỵ nước để hấp thu cồn, giải
pháp ly tâm tách loại nấm men khi nồng độ cồn đạt yêu cầu cũng như phương
pháp thẩm thấu ngược cần phải có đầu tư thiết bị để có thể áp dụng tại các doanh
nghiệp bia trong nước.
Khi dịch đường tiếp xúc với nấm men thì quá trình tạo thành cồn chắc
chắn diễn ra. Giải pháp ngắt quá trình lên men bằng nhiệt độ thấp khi nồng độ
cồn đạt đến mức 0,5% v/v có thể dẫn đến sự tăng của nồng độ cồn vì trong quá
trình hạ nhiệt độ nồng độ cồn vẫn tiếp tục tăng lên. Phương pháp lên men ở nhiệt
độ thấp có hạn chế do các nhà máy sản xuất bia tại Việt Nam đều đang sử dụng
chất tải lạnh là nước 20C đến 30C để làm lạnh dịch đường sau quá trình lắng xoáy
thì việc đưa nhiệt độ lên men về đến mức -0,40C đến 10C như các patent của
nước ngoài là không khả thi.
Chúng tôi định hướng lên men theo phương pháp hạ nhiệt độ của dịch đường
sau quá trình lắng xoáy đến nhiệt độ lên men bình thường của chủng nấm men của
nhà máy, ngay sau đó cấp chất tải lạnh để ngắt quá trình lên men tại thùng lên men
và tàng trữ bia ở nhiệt độ thấp 0 – 20C để hạn chế sự tạo thành cồn đồng thời thực
hiện quá trình chín của bia, ổn định hương vị và các tính chất cảm quan khác.

17

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Malt đại mạch
- Malt vàng có xuất xứ từ Pháp đang được sử dụng tại Viện kỹ thuật Bia Rượu - Nước giải khát Hà Nội.
Bảng 2.1. Chỉ tiêu chất lượng của malt vàng nguyên liệu
Đơn vị

Thông số

Độ ẩm

%

4,70

Độ màu

EBC

5,20

Khối lượng 1000 hạt

g

36,50

Dung trọng

g/l

565

Độ xốp

%

95,10

Độ nhớt

cP

1,63

Chỉ tiêu

Kích thước hạt

> 2,8 mm

%

< 2,2 mm

Hiệu suất trích ly

91,70

1,50

%

79,5

Hoạt lực α-amylaza

DU

42

β-glucan

mg/l

150,5

Polyphenol, 10OBx

mg/l

130

Protein tổng

%

10,2

FAN, 10OBx

mg/l

138

Protein hoà tan

%

4,1

Chỉ số Kolback

-

40,2

Độ chua của dịch thủy phân

ml NaOH/ 10ml dịch

0,85

Hiệu suất lên men biểu kiến

%

80,0

- Malt Aroma được sử dụng là Chauteau Arome. Malt Chauteau Arome là
malt thơm được sấy khô ở nhiệt độ 110 - 1150C để tạo các chất thơm. Malt

18


Aroma được sử dụng với tỉ lệ phù hợp mang lại cho bia màu hổ phách và hương
thơm đậm mùi malt. Các chỉ tiêu chất lượng của malt Chauteau Arome được thể
hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Chỉ tiêu chất lượng của malt Chauteau Arome
Đơn vị

Thông số

Độ ẩm

%

4,50 – 5,00

Hiệu suất trích ly

%

75 – 77

EBC

55

-

5,80

%

1,5

Chỉ tiêu

Độ màu
pH
Sự khác nhau giữa nghiền
mịn/thô
Đánh giá cảm quan dịch
đường

Màu nâu đậm, óng ánh và hương thơm đặc trưng

2.1.2. Nấm men
Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae HN121 là chủng đang được
dùng để sản xuất bia Hà Nội.
Bảng 2.3. Thông tin về chủng nấm men HN121
Hoạt lực lên men
Thời gian (phút)
Thể tích khí
CO2 (ml)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110

0

0,4 0,8 1,2 1,6 2,1 2,5 3,1 3,6 4,1 4,6

5,0

Hiệu suất kết lắng
94,6 %
Hiệu suất lên men
60,2 %
Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào
Tròn to nhỏ khá đều nhau, khuẩn lạc tròn, nhẵn, hình chóp nón, thành thấp màu

trắng ngà, sinh sản bằng hình thức nảy chồi. Kích thước 6 ÷ 7,5µm.

19


2.1.3. Houblon
Chế phẩm houblon dạng viên gồm houblon đắng và houblon thơm với
hàm lượng α–acid đắng 8% có nguồn gốc từ Đức đang được sử dụng tại Tổng Công
ty Cổ phần Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội.
2.1.4. Nước công nghệ
Nước nấu bia được lấy tại Viện kỹ thuật Bia - Rượu - Nước giải khát Hà
Nội, là nước công nghệ đã được xử lý đạt yêu cầu chất lượng của Tổng Công ty
Cổ phần Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội.
2.2. Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích
Để xác định các chỉ tiêu hoá - lý, thành phần hoá học và vi sinh của các
mẫu bia, nguyên vật liệu, dịch đường, bia bán thành phẩm, bia thành phẩm, các
hoá chất phân tích và thiết bị được sử dụng theo yêu cầu của các phương pháp
phân tích chuyên ngành theo TCVN và EBC [5].
2.3. Địa điểm nghiên cứu
Các nghiên cứu được thực hiện tại Viện kỹ thuật Bia – Rượu – Nước giải
khát, Tổng Công ty Cổ phần Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội.
2.4. Nội dung nghiên cứu
• Đạm hóa: Xác định nhiệt độ, thời gian và một số thông số kỹ thuật của
công đoạn đạm hóa (pH, nồng độ các enzyme, tỷ lệ malt aroma thay thế).
• Đường hóa: Xác định phương pháp đường hóa, nhiệt độ đường hóa
trong công nghệ sản xuất bia không cồn.
• Lên men: Xác định một số thông số kỹ thuật của công đoạn lên men
(nhiệt độ, tỷ lệ nấm men bổ sung).
• Thử nghiệm sản xuất bia không cồn quy mô pilot.
• Đánh giá cảm quan và so sánh một số sản phẩm khác trên thị trường.

• Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bia hơi không cồn.

20