Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm bia hương hoa quả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Lê Viết Công

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM
BIA HƯƠNG HOA QUẢ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

1. TS. Phạm Anh Tuấn
2. PGS. TS Hồ Phú Hà

Hà Nội - 2017

1


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 9
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN .................................................................................... 12

1.1. Bia phối trộn hương hoa quả. ............................................................... 12
1.1.1 Cơ sở thực tiễn. .............................................................................. 12
1.1.2 Thị trường bia mix trong và ngoài nước. ....................................... 13
1.1.3 Đặc điểm của bia phối trộn đang có trên thị trường. .................... 16
1.1.4. Cơ sở lý luận hình thành ý tưởng tạo sản phẩm............................ 17
1.1.5. Công nghệ sản xuất bia phối trộn................................................. 18

1.2. Quá trình sản xuất bia nền.................................................................... 21
1.2.1. Quá trình nấu bia. .......................................................................... 21
1.2.2. Lên men bia ................................................................................... 22
1.3. Lọc bia và sự ổn định của bia............................................................... 23
1.3.1. Cơ sở của quá trình lọc bia............................................................ 23
1.3.2. Pha bia và bổ sung thành phần nguyên liệu .................................. 23
1.3.3. Ổn định keo của bia. ..................................................................... 24
1.3.4. Chất ổn định trong sản xuất bia .................................................... 26
1.4. Chiết bia và thanh trùng bia. ................................................................ 29
1.4.1 Chiết bia. ........................................................................................ 29
1.4.2. Thanh trùng. .................................................................................. 30
CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 32

2.1. Nguyên vật liệu .................................................................................... 32
2.2. Phương pháp công nghệ ....................................................................... 32
2.3. Các phương pháp phân tích .................................................................. 35
2.3.1 Phương pháp phân tích hóa lý ........................................................ 35
2.3.2 Phương pháp phân tích vi sinh vật ................................................. 35
2.3.3 Phương pháp cảm quan. ................................................................. 35
2.4. Bố trí thí nghiệm .................................................................................. 40
2.4.1. Thí nghiệm xác định công thức phối trộn. .................................... 40
2.4.2. Các thí nghiệm nhằm ổn định chất lượng bia ............................... 42
2.5 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu ................................................. 44
2


CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 45

3.1. Nghiên cứu xác định công thức phối trộn. ........................................... 45
3.1.1. Sưu tập mẫu, phân tích đánh giá các mẫu bia tương tự trên thị

trường. ..................................................................................................... 45
3.1.2. Đặc tính của sản phẩm cần phát triển. .......................................... 49
3.1.3. Sản xuất bia nền và xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu phù hợp.
................................................................................................................. 50
3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ để ổn định chất lượng bia. ................ 55
3.2.1. Nghiên cứu sử dụng Silicagel nâng cao thời gian bảo quản bia. .. 55
3.2.2. Ảnh hưởng của polyvinyl polypyrrolidone (PVPP) đến chất lượng
bia. ........................................................................................................... 58
3.2.3. Nghiên cứu bổ sung chất chống oxy hóa natri metabisunfite. ...... 60
3.2.4. Nghiên cứu lựa chọn chế độ thanh trùng phù hợp. ....................... 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 66

3


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu nêu trong Luận văn là trung thực, có nguồn gốc
rõ ràng. Những kết luận khoa học của Luận văn chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

4


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Chữ viết tắt
BU

Tên Tiếng Anh

Tên Tiếng Việt
Đơn vị độ đắng

Bitterness Unit

CHLB

Cộng hòa liên bang

DC

Diastatic power

Hoạt lực Diastatic power

DMS

Dimethyl sunfite

Dimetyl sunphit

Ea

Apparent extract

Chất tan biểu kiến

EBC

European brewery convention

Hiệp hội bia châu Âu

FAN

Free amino nitrogen

Đạm amin tự do

Habeco

Hanoi Beer Alcohol and

Tổng Công ty cổ phần Bia

Beverage corporation

Rượu Nước giải khát Hà Nội

Kieselguhr filter

Máy lọc kieselguhr

KGF
NGK

Nước giải khát

NVL

Nguyên vật liệu

PU

Pasteurization unit

Độ thanh trùng

PVPP

Polyvinyl polypyrrolidone

Polyvinyl polypyrrolidone

QDA

Quantitative Descriptive Analysis Phép thử mô tả

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VSV

Vi sinh vật

5


DANH MỤC BẢNG

Danh mục bảng

Trang

Bảng 1.1:

Kích thước và hàm lượng của các cấu tử gây đục cho bia

23

Bảng 2.1:

Cơ cấu nguyên liệu sản xuất bia hương hoa quả

33

Bảng 2.2:

Bảng xếp hạng chất lượng theo điểm cảm quan

37

Bảng 2.3:

Cơ cấu nguyên liệu khâu nấu bia nền

41

Bảng 2.4:

Cơ cấu nguyên liệu thí nghiệm bổ sung vị sản phẩm

42

Bảng 2.5:

Nguyên liệu thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung hương

42

Bảng 3.1:

Bảng kết quả phân tích hóa lý một số loại bia hương hoa
quả.

45

Bảng 3.2:

Thành phần dịch đường thu được

50

Bảng 3.3:

Một số chỉ tiêu hóa lý của bia sau lên men

51

Bảng 3.4:

Một số chỉ tiêu hóa lý của bia sau phối trộn tạo vị

53

Bảng 3.5:

Ảnh hưởng của silicagel đến các chỉ tiêu hóa lý của bia

56

Bảng 3.6:

Ảnh hưởng của PVPP đến các chỉ tiêu hóa lý của bia

59

Bảng 3.7:

Ảnh hưởng của độ thanh trùng đến chất lượng vi sinh của
bia

6

63


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Danh mục hình
Hình 1.1:

Hình 1.2:

Hình 1.3:

Sản lượng tiêu thụ bia mix tại thị trường Đức theo thống kê
của Euromonitor.
Mức tăng trưởng của bia mix hương hoa quả tại thị trường
Đức
Bản đồ tiêu thụ bia trên thế giới theo số liệu của
Euromonitor

Trang
14

14

15

Hình 1.4:

Một số nhãn hiệu bia mix hương hoa quả

15

Hình 1.5:

Sản lượng các loại bia phối trộn tại Đức năm 2016

16

Hình 1.6:

Thị phần của các dòng bia hương hoa quả tại thị trường
Đức, theo số liệu của Euromonitor 2016

16

Hình 1.7:

Một số sản phẩm bia hương hoa quả của Beck’s

17

Hình 1.8:

Một số sản phẩm bia hương hoa quả của V+

17

Hình 1.9:

Tháp nhu cầu đặc tính sản phẩm

18

Hình 1.10:

Hệ thống phối theo mẻ

20

Hình 1.11:

Hệ thống phối trộn liên tục

20

Hình 1.12:

Nguyên lý hệ thống lọc và phối trộn bia

24

Hình 1.13:

Liên kết hydrogen tạo đục bia của Polyphenol - Protein

26

Hình 1.14:

cấu tạo phân tử của PVPP

26

Hình 1.15:

Cơ chế hấp thụ của PVPP lên polyphenol

27

Hình 3.1:

Tổng hợp đặc tính của các sản phẩm trên thị trường.

47

Hình 3.2:

Mô hình sản phẩm lý tưởng

48

Hình 3.3:

Quy trình lọc bia

52

Hình 3.4:

Tỷ lệ chủng loại bia phối trộn hương hoa quả

54

Hình 3.5:

Ảnh hưởng của silicagel đến thời gian bảo quản của bia

57

Hình 3.6:

Ảnh hưởng của silicagel đến độ bền bọt của bia

58

7


Hình 3.7:
Hình 3.8:
Hình 3.9:

Ảnh hưởng của PVPP đến thời gian bảo quản của bia
Ảnh hưởng của hàm lượng chất chống oxy hóa đến chất
lượng cảm quan của bia
Ảnh hưởng của độ thanh trùng đến giá trị cảm quan của bia

8

59

61
64


MỞ ĐẦU

1. Lịch sử phát triển.
Bia là loại đồ uống có lịch sử phát triển rất lâu dài, xuất hiện từ 3000 năm trước
công nguyên, trải qua quá trình lịch sử bia là loại đồ uống rất được ưa chuộng trên
thế giới. Trong những thập kỷ trở lại đây, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật, khoa học về bia cũng có nhiều bước tiến và đổi mới, nguyên vật liệu mới
được sử dụng như enzyme, chế phẩm hỗ trợ bảo quản và chế biến … đồng thời
khách hàng càng ngày càng đòi hỏi sản phẩm với chất lượng tốt, giá thành thấp,
đồng thời sản phẩm phải đa dạng phù hợp với mọi sở thích của người tiêu dùng.
Việc đa dạng hóa sản phẩm đang là vấn đề thách thức đối với các nhà sản xuất
bia không những ở Việt Nam mà còn trên thế giới. Một trong những xu thế mới của
sản phẩm là bia phối trộn hương hoa quả, đây là dòng sản phẩm phát triển mạnh ở
các nước châu Âu, châu Mỹ và châu Á, tất cả các hãng bia lớn trên thế giới đều có
sản phẩm này trong danh mục sản phẩm, theo đánh giá của các hãng nghiên cứu thị
trường thì sản phẩm bia phối trộn tuy mới ra đời nhưng đã có mức tăng trưởng ấn
tượng, dự báo trong thời gian tới đây sản phẩm sẽ có mức tăng trưởng mạnh nhất.
Ở Việt Nam chưa có nhà sản xuất bia nào nghiên cứu và cho ra đời sản phẩm
bia phối trộn hương hoa quả, trên thị trường chỉ xuất hiện các sản phẩm được nhập
khẩu từ Châu Âu, sản phẩm chỉ được một nhóm nhỏ người tiêu dùng ở thành thị
biết đến. Chính vì vậy mà tôi chọn đề tài "nghiên cứu sản xuất thử nghiệm bia
hương hoa quả".
2. Mục tiêu của đề tài.
Tìm được công thức phối trộn phù hợp để sản xuất bia phối trộn hương hoa quả
và hoàn thiện quy trình công nghệ để ổn định chất lượng bia.
3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài.

Trong quá trình thực hiện luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu cơ
bản như phương pháp công nghệ, phương pháp phân tích hóa lý và vi sinh, các

9


phương pháp phân tích cảm quan, tổng hợp và so sánh. Trong quá trình nghiên cứu,
các phương pháp này được sử dụng một cách linh hoạt, hoặc kết hợp hoặc riêng lẻ
để giải quyết các vấn đề một cách hiệu quả nhất.
4. Tính mới và giải pháp của đề tài.
Bia mix hương hoa quả là sản phẩm có bia nền là loại bia lager thông thường,
quá trình lọc có pha trộn với nước khử khí, chất tạo vị, hương hoa quả đển có sản
phẩm có tính chất mong muốn. Như vậy việc lựa chọn mùi hương được người tiêu
dùng Việt Nam ưa thích, tỷ lệ phối trộn hương liệu là vấn đề cần được nghiên cứu.
Ngoài hương liệu thì thành phần chất tạo vị là các loại đường bổ sung và axít citric
cũng cần được nghiên cứu lựa chọn sao cho phù hợp, mục tiêu là sản phẩm được
người tiêu dùng ưa thích.
Do bia được sản xuất từ malt, gạo, houblon nên trong bia phối trộn hương hoa
quả chứa một lượng đáng kể protein và polyphenol, đây là hai yếu tố hình thành nên
đục bia trong thời gian bảo quản, do bia có sự pha loãng từ bia lager nên các thành
phần này thay đổi, do đó nghiên cứu loại bỏ chúng ở mức hợp lý để bia có thể bảo
quản đến 6 tháng là vấn đề cần được nghiên cứu.
Trong sản xuất bia vấn đề nhiễm oxy vào sản phẩm là vấn đề được các nhà sản
xuất bia hết sức quan tâm, do trong bia có nhiều thành phần rất dễ bị oxy hóa dẫn
đến bia có hương vị lỗi sau một thời gian bảo quản, để nâng cao thời gian bảo quản
của bia, khoa học đã chứng minh ưu điểm của SO2 trong việc chống lại quá trình
oxy hóa, làm cho bia tươi mới trong thời gian dài. Trong sản xuất bia phối trộn
hương hoa quả sẽ có sự phối trộn nhiều thành phần vào trong bia, do đó ngoài việc
sử dụng các nguyên vật liệu có chất lượng vi sinh tốt thì khâu sản xuất cũng cần
đảm bảo sạch, để sản phẩm có chất lượng thì cần nghiên cứu tìm ra độ thanh trùng

hợp lý, bởi vì độ thanh trùng thấp dù bia có giá trị cảm quan cao nhưng chất lượng
về vi sinh lại không đảm bảo, độ thanh trùng cao dù chất lượng vi sinh tốt nhưng
hương vị của bia đi xuống rõ rệt.
5. Nội dung của đề tài.
Ngoài phần mở đầu, đề tài gồm có các nội dung chính như sau:

10


Chương I – Tổng quan của đề tài.
Chương II – Các phương pháp nghiên cứu
Chương III – Kết quả và thảo luận
Do kiến thức thực tế về chuyên ngành và phương pháp nghiên cứu khoa học
còn có những hạn chế nhất định, chắc chắn đề tài không tránh khỏi có nhiều sai sót.
Tác giả luận văn rất mong nhận được sự đánh giá, góp ý của các thầy cô và tất cả
những ai quan tâm đến vấn đề đặt ra trong đề tài này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong Viện Công nghệ
Sinh học và Công nghệ Thực phẩm đã truyền đạt kiến thức và sự nhiệt thuyết đến
em trong suốt quá trình theo học tại trường, đặc biệt em xin dành lời cám ơn chân
thành nhất đến PGS.TS Hồ Phú Hà và TS Phạm Anh Tuấn về sự giúp đỡ nhiệt tình
và những ý kiến đóng góp quý báu trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

11


CHƯƠNG I - TỔNG QUAN
1.1. Bia phối trộn hương hoa quả.
1.1.1 Cơ sở thực tiễn.
Vào những năm 1900s, sản phẩm bia phối trộn hương hoa quả hay còn gọi là
bia mix đã xuất hiện trên thị trường bia thế giới và nhanh chóng có sự tăng trưởng

mạnh mẽ về sản lượng cũng như ngày càng được người tiêu dùng trên thế giới ưu
chuộng, ngay như ở thị trường Đức vốn là thị trường rất khó tính với bia, họ không
cho phép sự có mặt của bất kỳ thành phần nào khác ngoài malt, houblon, nước và
nấm men trong sản xuất bia với luật Tinh khiết (purity law), nhưng chính ở thị
trường này hầu hết các nhà sản xuất bia lớn đều sản xuất dòng bia phối trộn hương
hoa quả, ở Đức cho đến năm 2016 thì sản lượng tiêu thụ bia mix theo ước tính là 4
triệu hectolit, ngoài ra ở các thị trường khác ở châu Âu, châu Á theo dự báo thì sản
lượng sản xuất và tiêu thụ sản phẩm này ngày càng tăng [12, 13].
Trên thị trường bia hiện nay ngoài dòng bia mix hương hoa quả, còn có dòng
bia hoa quả, là dòng bia phối trộn dịch đường với dịch quả sau đó lên men bằng
nấm men bia. Khác với các dòng bia truyền thống, những sản phẩm bia này có
hương vị mới lạ, hấp dẫn. Các sản phẩm bia hoa quả có lịch sử hình thành rất lâu
đời đi liền với quy trình làm bia truyền thống ở một số quốc gia châu Âu, dòng bia
này mang đến cho người sử dụng cảm giác mới mẻ và đặc biệt được giới nữ đón
nhận một cách tích cực. Các sản phẩm bia quả đặc trưng bởi hương vị của loại quả
cụ thể, độ cồn thấp và độ đắng của bia quả thường thấp hơn so với các loại bia
thông dụng. Các loại quả được dùng để chế biến cho dòng sản phẩm này cũng rất đa
dạng. Dịch quả bổ sung là những loại dịch quả có màu sắc và mùi, vị đặc trưng như
chanh, dâu tây, táo, dứa… Bỉ là quốc gia có truyền thống nấu bia quả lâu đời nhất
với dòng bia Lambic nổi tiếng, bia được lên men từ 70% dịch malt và 30% dịch
quả, quá trình lên men Lambic diễn ra ở trong thùng gỗ sồi trong thời gian dài có
thể lên đến một năm, một trong những nhãn hiệu bia của dòng này là Kriek dùng
nước ép quả anh đào để bổ sung vào dịch lên men Lambic [26].

12


Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi nghiên cứu sản xuất thử nghiệm bia phối
trộn hương hoa quả, đây là loại bia chiếm tỷ trọng lớn nhất hiện nay trong các dòng
bia hương hoa quả, hầu hết các nhà sản xuất bia trên thế giới như AB Inbev,

Heiniken, Carlsberg… đều sản xuất dòng bia này. Công nghệ sản xuất dòng bia này
là sự phối trộn giữa bia lager và các chất tạo vị cũng như chất tạo hương, do đó việc
sản xuất dòng sản phẩn này hoàn toàn phù hợp với các nhà máy bia đặc biệt là các
nhà mày bia ở Việt Nam.
1.1.2 Thị trường bia mix trong và ngoài nước.
Ở Việt Nam chưa có nhà sản xuất bia nào nghiên cứu và cho ra đời sản phẩm
bia hương hoa quả, trên thị trường chỉ xuất hiện các sản phẩm được nhập khẩu từ
Châu Âu với giá thành rất cao [13]. 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% trong giai đoạn 5 năm 2009 - 2013. Theo hãng nghiên
cứu thị trường Eurononitor, 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. Theo báo cáo của Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam,
trong 5 năm qua, ngành Bia – Rượu – NGK có tốc độ phát triển trên 7%, ước tính
sản lượng bia đạt 3,4 tỷ lít, tăng 40,72% so với năm 2010 (2,416 tỷ lít). Nhưng nhìn
vào dòng sản phẩm thì chủ yếu là dòng bia lager sáng màu, rất ít những sản phẩm
bia khác như bia hương hoa quả để có thể phục vụ nhu cầu uống bia của giới trẻ,
phụ nữ và người già.
Thị trường bia nước ngoài đặc biệt là ở các nước phát triển như Đức, Pháp, Bỉ,
Nhật Bản và Trung Quốc, chủng loại bia rất đa dạng, từ bia không cồn, bia không
cồn có phối trộn hương hoa quả, bia hoa quả và bia phối trộn hương hoa quả [13].

13


1000 hl/năm
5000
4500

4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

500

Hình 1.1: Sản lượng tiêu thụ bia mix tại thị trường Đức theo thống kê của
Euromonitor.
Theo thống kê của hãng nghiên cứu thị trường Euromonitor thì bia phối trộn
hương hoa quả là dòng sản phẩm có mức tăng trưởng tốt trong những năm qua, dự
báo của hãng này trong những năm tới dòng bia này tiếp tục có mức tăng trưởng cao,
trong khi các dòng bia truyền thống khác sẽ đi ngang hoặc sẽ có xu hướng giảm.

Hình 1.2: Mức tăng trưởng của bia mix hương hoa quả tại thị trường Đức
Bia phối trộn hương hoa quả hay bia mix hương hoa quả là sản phẩm phổ biến
trên khắp thế giới, là sản phẩm có thông dụng ở Trung Quốc và Nhật Bản những
nước có gu tiêu dùng đồ uống giống với Việt Nam. Hiện tại ở Việt Nam các sản
phẩm có trên thị trường là các sản phẩm nhập ngoại. Bia phối trộn hương hoa quả
14


được hiểu là bia giống như bia thông thường, được pha trộn với nước hương hoa
quả đã được carbonate hóa, hàm lượng đường cao hơn bia lager thông thường, hàm
lượng cồn thấp hơn so với bia lager thông thường.

Hình 1.3: Bản đồ tiêu thụ bia trên thế giới theo số liệu của Euromonitor

Các thương hiệu cũng rất đa dạng, bao gồm các loại hương khác nhau cho sự
lựa chọn của khách hàng.

Hình 1.4: Một số nhãn hiệu bia mix hương hoa quả
Trên thế giới thị trường bia ở Đức được ghi nhận là có nhiều dòng sản phẩm bia
phối trộn hương hoa quả. Theo số liệu thống kê của hãng Euromonitor thì tại thị
trường Đức, các hãng sản xuất bia phối trộn chia sẻ thị phần sản phẩm năm 2016
như sau:

15


Bitburger

166,00
240,00

Frankfurter Brauhaus

390,00

Beck's
Karlsberg

423,00
467,000

Veltins
Krombacher

480,00

Oettinger

764,00

Hình 1.5: Sản lượng các loại bia phối trộn tại Đức năm 2016 [12].
1.1.3 Đặc điểm của bia phối trộn đang có trên thị trường.
Theo thống kê ở thị trường châu Âu các dòng bia mix hương hoa quả rất đa
dạng về mùi hương, nhưng chủ yếu vẫn là hương chanh chiếm 41%, sau đó đến
hương quả dâu tây chiếm 19%...

5%

3%

2%
Chanh
Dâu tây

6%
7%

41%

Quả khác
Táo
Rau

17%

Cam
Malt

19%

Thảo dược

Hình 1.6: Thị phần của các dòng bia hương hoa quả tại thị trường Đức và châu Âu,
theo số liệu của Euromonitor 2016.
Shandy là dòng bia phối trộn giữa bia lager và nước giải khát, hoặc với nước
chanh có bão hòa CO2, hoặc nước gừng, hoặc nước táo hay nước cam ... tỷ lệ phối
trộn hoàn toàn phụ thuộc vào vị và hương theo sở thích của người tiêu dùng, thông
thường thì tỷ lệ này là 50:50. Một trong những sản phẩm đầu tiên của dòng này là

16


bia Radler ra đời năm 1922.
Các sản phẩm bia mix hương hoa quả
và công nghệ phối trộn của hãng bia
Beck’s:
•

Beck’s

Green

Lemon

(+alcohol free): Bia không cồn
bổ sung hương chanh
•

Beck’s Chilled Orange: bổ
sung hương cam

Hình 1.7: Một số sản phẩm bia hương

•

Beck’s Ice: Chanh + Bạc hà

•

Becks

hoa quả của Beck’s

Level7:

Bổ

sung

Vitamin + Guarana
•

Beck’s Lime: bổ sung hương
chanh

Các sản phẩm bia mix hương hoa quả và
công nghệ phối trộn của hãng bia Veltins V+:

Hình 1.8: Một số sản phẩm bia
hương hoa quả của V+

•

V+ Energy: Bổ sung năng lượng

•

V+ Lemon: Bổ sung hương chanh

•

V+ Apple: Bổ sung hương táo

•

V+ Curuba

•

V+ Kola: Bổ sung hương Kola

•

NEW: V+ Grapefruit: Hương nho

•

NEW: V+ Powerfruits+Guarana

1.1.4. Cơ sở lý luận hình thành ý tưởng tạo sản phẩm
Đối với sản phẩm bia thì thành phần hương là đặc tính được đánh giá cao nhất
trong chuỗi giá trị của sản phẩm, do các loại bia thông thường hương bia được tạo
ra bởi quá trình lên men nên cường độ và độ tinh khiết của hương có nhiều hạn chế,

17


để giải quyết vẫn đề đó thì bia phối trộn là chủng loại bia được làm ra để có thể giải
quyết được yếu điểm trên. Bia phối trộn hương hoa quả là loại bia có độ cồn thấp,
công nghệ sản xuất bia từ khâu nấu đến lên men giống với các loại bia truyền thống
để tạo ra bia nền, sau đó tại quá trình lọc bia sẽ có kỹ thuật pha chế giữa sản phẩm
bia nền với các loại hương liệu, nước khử khí vô trùng để tạo ra bia với các đặc tính
chất lượng mong muốn [16, 21].

Hình 1.9: Tháp nhu cầu đặc tính sản phẩm

1.1.5. Công nghệ sản xuất bia phối trộn
Bia mix hương hoa quả là loại bia được pha chế từ loại bia lager truyền thống
với nước khử khí vô trùng và các loại hương liệu đặc trưng tạo mùi hương hấp dẫn
nên bia sẽ có độ cồn thấp từ 2,0 ÷ 3,5 % vol, được bổ sung đường và axít citric để
tạo vị đặc trưng, bia có mùi thơm nồng nàn từ những loại quả.
Bia nền sử dụng để sản xuất bia phối trộn hương hoa quả được sản xuất như
một loại bia lager thông thường, trong sản xuất thông thường các nhà sản xuất bia
sẽ sử dụng một chủng loại bia lager mà họ đang có để làm bia nền. Sau quá trình lên

men, bia nền sẽ được lọc và phối trộn với các loại nguyên liệu theo yêu cầu công
nghệ riêng biệt để hình thành các loại bia hương hoa quả khác nhau [16, 21].

18


Trên thế giới tồn tại hai dạng công nghệ pha bia để sản xuất bia phối trộn
hương hoa quả đó là:
- Công nghệ sản xuất theo từng mẻ riêng biệt: Từ một loại syro đơn giản
thương mại, thông thường là dung dịch đường, sau đó có bổ sung hương và nền
nước giải khát và đưa vào một tank chứa syro cuối theo từng mẻ riêng biệt, tiếp
đó phối trộn với bia lager và đem bão hòa CO2 trước khi tiến hành đóng chai
hoặc lon.
Dung dịch syro được cung cấp từ các thùng chứa từ nhà cung cấp, sau đó được
chuyển vào các tank chứa và bảo quản đến khi sử dụng. Điều kiện bảo quản syro
phải đảm bảo chúng không bị kết lắng và nhiễm tạp vi sinh vật từ khoảng không
gian phía trên bề mặt dung dịch trong tank chứa.
Nền nước giải khát được cung cấp từ các thùng chứa, tùy theo từng công thức mà
hệ thống có bấy nhiêu nền nước giải khát tương ứng, các loại hương liệu và các
thành phần có hàm lượng nhỏ được cung cấp từ các thùng chứa đặc biệt trước khi
đưa vào hệ dosing. Syro, hương liệu và nền nước giải khát được bơm vào các tank
phối trộn sau đó vào các tank chứa syro cuối trước khi pha với bia nền.
Các bước tiến hành theo công nghệ phối trộn theo từng mẻ:
Bước 1:
Sản xuất một syro cuối từ syro, các nền nước giải khát và các dung dịch
đặc được tiến hành từng mẻ.
Bước 2:
Quá trình pha trộn trên đường ống liên tục của bia phối với syro cuối,
nước khử khí.
Bước 3:

Thanh trùng nhanh và bão hòa CO2 cho dung dịch bia phối trộn.

19


Hình 1.10: Hệ thống phối theo mẻ
- Công nghệ sản xuất liên tục: syro đơn giản ban đầu, các loại hương, nền nước
giải khát sẽ phối trộn liên tục với bia nền sau đó bão hòa CO2 trước khi chiết
chai hoặc lon.
BBT

Hình 1.11: Hệ thống phối trộn liên tục

20


1.2. Quá trình sản xuất bia nền.
Sản xuất bia nền cần trải qua giai đoạn nấu bia và giai đoạn lên men bia. Mục
đích của quá trình nấu là sản xuất ra dịch đường. Trong dịch đường có đường lên
men được, đường không lên men được, dextrin mạch ngắn, axít amin, các sản phẩm
thuỷ phân của protit, polyphenol, các khoáng chất và vitamin; chất đắng, chất thơm
chiết xuất từ hoa houblon. Quá trình lên men bia là sự chuyển hóa các thành phần
đường có trong dịch đường thành cồn và các sản phẩm phụ khác bởi nấm men bia.
1.2.1. Quá trình nấu bia.
Đầu tiên malt, gạo sẽ được nghiền nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc của cơ chất
với enzym để tăng tốc độ và hiệu suất quá trình chuyển hoá. Trong môi trường nước
nóng phân tử tinh bột sẽ kết hợp với nhiều phân tử nước. Hạt tinh bột tăng nhanh về
thể tích, phồng lên và cuối cùng vỡ tung ra gọi là quá trình hồ hóa tinh bột. Nhờ thế
enzym dễ dàng tiếp xúc với phân tử tinh bột. Enzym -amylaza có trong malt (hoặc
do bổ sung thêm) nhanh chóng cắt amyloza và amylopectin của tinh bột thành

những chuỗi ngắn hơn. Sự thủy phân mạch tinh bột bởi hai enzim α và β amylaza có
trong malt đại mạch tiếp tục xảy ra trong quá trình đường hóa [17, 20].
Proteinaza có trong malt ở nhiệt độ tối ưu từ 45 đến 55 oC phân cắt protein
thành những sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn gọi là các axít amin, đây là nguồn
dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men.
Khối dịch sau khi kết thúc đường hoá trong nồi malt chứa nhiều thành phần
không hoà tan (vỏ trấu malt, bã gạo, bã malt...) nên cần quá trình lọc trong dịch
đường, dịch đường trong được thu nhận.
Dịch đường sau khi lọc xong sẽ đưa qua nồi đun hoa. Thời gian đun sối kéo dài
từ 1 đến 2 giờ tùy theo điều kiện công nghệ. Trong đó sự biến đổi quan trọng là
chuyển α- axít thành dạng iso α- axít có độ đắng lớn hơn, là đặc trưng cho vị đắng
của bia sau này.
Sau quá trình đun hoa, dịch đường được bơm qua nồi lắng xoáy để tách cặn
nóng. Thời gian lắng xoáy thường kéo dài 30 phút.

21


Sau lắng xoáy dịch nha cần được làm lạnh càng nhanh càng tốt xuống nhiệt độ
cấy men (8 - 10 oC), xục khí vô trùng đến 8 ppm rồi bổ sung men cho quá trình lên
men, sau đó khối dịch đã tiếp men sẽ được chuyển vào tank lên men.
1.2.2. Lên men bia
Trong quá trình sản xuất bia sử dụng chủng nấm men Sacharomyces
calrsbergensis hay Sacharomyces cerevisiae, đường trong dịch nha được nấm men
lên men thành rượu. Nấm men được dùng không chỉ vì chúng khi lên men tạo ra
rượu mà trong quá trình trao đổi chất chúng bài tiết ra các sản phẩm phụ có ảnh
hưởng rất lớn tới vị và đặc tính của bia [10].
Khi nấm men được tiếp và dịch đường, đó là một môi trường rất phức tạp vì
dịch đường là một môi trường gồm các loại đường, amino axít, péptít, đạm, vitamin,
ion, nucleic axít và những thành phần khác.

Nấm men chuyển hoá đường bằng cách hô hấp hoặc lên men:
+ Quá trình hô hấp:
C6H12O6 + O2

6H2O + 6 CO2
Nấm men

+ Quá trình lên men:
C6H12O6

2 C2H5OH + 2 CO2
Nấm men

Trong quá trình lên men bia nấm men sử dụng nguồn dinh dưỡng có trong dịch
đường để sinh trưởng và tồn tại. Đồng thời chúng cũng thải một lượng lớn các hợp
chất vào dịch đường lên men và có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm bia.
Cồn và CO2 là hai hợp chất chủ yếu, nhưng những hợp chất quan trọng khác cũng
được thải ra môi trường. Mặc dù với nồng độ thấp nhưng chúng lại có hương rất
mạnh vì vậy có thể ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của bia thành phẩm:
- Các rượu bậc cao
- Các este
- Carbonyls (aldehydes and ketones)
22


- Các hợp chất sulfur
- Các axít béo và hữu cơ [10, 20].
1.3. Lọc bia và sự ổn định của bia
1.3.1. Cơ sở của quá trình lọc bia
Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được làm trong một cách tự

nhiên nhưng chưa đạt độ cần thiết. Bia vẫn còn đục do sự hiện diện của nấm men,
của các hạt phân tán cơ học, các hạt dạng keo, phức chất protein - polyphenol, của
nhựa đắng và các loại hạt nhỏ li ti khác.
Bảng 1.1: Kích thước và hàm lượng của các cấu tử gây đục cho bia
STT
1

Cấu tử
Các chất gây đục (protein,

Kích thước (m)

Hàm lượng

<1

100 mg/l

nhựa đắng, hạt keo...)

2

Vi khuẩn

1÷2

104 tế bào / ml

3

Nấm men

4÷6

5x106 tế bào / ml

4

Bột trợ lọc, PVPP...

20

40 g/hl

Tất cả các cấu tử trên sẽ làm giảm độ bền của bia và do đó chúng cần phải được
loại bỏ bằng phương pháp lọc nhằm:
 Tạo ra sản phẩm có độ trong cần thiết
 Tăng độ ổn định của sản phẩm (kéo dài thời gian bảo quản) [20].
1.3.2. Pha bia và bổ sung thành phần nguyên liệu
Trong sản xuất bia phối trộn hương hoa quả, bia nền sau khi kết thúc quá trình
lên men sẽ được lọc, pha bia với nước khử khí và bổ sung chất ổn định, chất tạo vị,
hương liệu phù hợp. Hệ thống hòa trộn bia và bão hòa CO2 được thiết kế để điều
khiển chính xác độ cồn cần pha loãng dựa trên độ cồn gốc của bia và định lượng
CO2 dựa trên giá trị cài đặt. Điều khiển quá trình pha bia được thực hiện nhờ việc
phối hợp điều khiển lưu lượng bằng các lưu lượng kế và điều khiển độ cồn cần pha
nhờ thiết bị phân tích xác định liên tục giá trị độ cồn rồi dựa vào đó để điều chỉnh
23


lượng nước bổ sung vào, đưa ra kết quả tốt nhất trong thời gian lọc pha bia.

Hệ thống khử khí nước
Nước

Gia nhiệt

Khử khí

Làm lạnh

vào
Bồn chứa
nước

Hệ thống hòa trộn bia
Bia tới
BBT

Bão hòa CO2

Làm lạnh bia

Hòa trộn bia

Hương liệu, chất tạo
vị

Bia từ hệ lọc

Hình 1.12: Nguyên lý hệ thống lọc và phối trộn bia
Khi bổ sung các thành phần nguyên liệu vào trong bia sẽ dẫn đến sự thay đổi về

tính chất hóa lý và vi sinh của sản phẩm. Bia nền được bổ sung syro dẫn đến làm
tăng hàm lượng đường có trong bia, hàm lượng đường cao sẽ dẫn đến khả năng tạo
phản ứng maillard làm giảm độ hấp dẫn của màu bia, sự oxy hóa đường dẫn đến
mùi đường cháy, mùi mật ong... là các mùi lỗi của bia trong quá trình bảo quản,
đồng thời nguy cơ nhiễm VSV từ syro luôn thường trực. Khi bổ sung hương liệu
vào sản phẩm, thành phần hương vốn rất nhạy cảm với sự oxy hóa, dó đó nguy cơ
oxy hóa tạo mùi phản cảm rất dễ xảy ra. Bổ sung axít citric dẫn đến sự giảm pH của
bia dẫn đến tăng nguy cơ của sự oxy hóa nên sự bền hương của sản phẩm sẽ giảm,
tăng nguy cơ tạo đục cho sản phẩm, nhưng cũng làm giảm phần nào đó sự phát triển
của VSV có trong bia. Chính vì vậy mà bia mix hương hoa quả cần có sự bổ sung
các phụ gia ổn định keo cho bia, bổ sung chất chống oxy hóa để làm ổn định hương
cho sản phẩm, cần nghiên cứu chế độ thanh trùng hợp lý để vừa giữ được giá trị
cảm quan đồng thời loại bỏ được nguy cơ VSV.
1.3.3. Ổn định keo của bia.
Cặn lạnh là chất gây đục cho bia trong quá trình bảo quản, chúng là sản phẩm
liên kết giữa protein nhạy cảm và polyphenol có khả năng ngưng tụ cao. Liên kết

24


giữa các chất trong cặn lạnh sẽ bị phá hủy khi nhiệt độ tăng lên.
Việc tạo thành cặn trong bia bị thúc đẩy bởi các yếu tố sau:
• Nhiệt độ bảo quản cao: do nhiệt độ cao sẽ tăng tốc độ phản ứng. Do đó quá
trình thanh trùng cũng làm gia tăng sự tạo thành cặn mịn.
• Sự oxy hóa: bia bị oxy hóa sẽ làm tăng tốc độ tạo thành cặn lên 5 lần.
• Các ion kim loại nặng.
• Quá trình vận chuyển bia.
• Ánh sáng: tăng tốc độ oxy hóa [20, 24].
Trong bia luôn tồn tại một lượng nhất định polyphenol, nguồn gốc của chúng đến
từ các nguyên vật liệu sử dụng trong sản xuất bia như malt và hoa houblon. Polyphenol

có thể kết hợp với protein để tạo đục cho bia, do vậy các nhà sản xuất bia thường tìm
cách loại bỏ chúng ra khỏi thành phần của bia [24]. Trong khi đó thì protein chủ yếu
được cung cấp từ malt và một số nguyên liệu thay thế như gạo, yến mạch...
Ban đầu hai thành phần là polyphenol và protein kết hợp với nhau tạo đục
sương, đây là dạng đục không bền vững, chúng có thể tan ra dưới tác động của nhiệt
độ. Theo thời gian và quá trình oxy hóa, đục tạm thời sẽ dần liên kết lại với nhau
thành dạng liên kết bền vững gọi là đục vĩnh cửu, dạng đục này rất bền vững và đục
tồn tại trong bia trong suốt thời gian bảo quản [24].

25