Tìm Hiểu Quy Trình Kiểm Tra Chất Lượng Nguyên Liệu Sản Xuất Bia Của Công Ty Bia Vinaken

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU QUY TRÌNH KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA CỦA CÔNG TY
BIA VINAKEN
Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn chính:PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN
Sinh viên thực hiện
MSSV: 107111057

: LÊ TRỌNG HIỆN
LỚP: 07DSH04

TP. Hồ Chí Minh, 2011


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

LỜI MỞ ĐẦU
Khi mức sống được nâng cao, người ta chọn thức ăn, thức uống thường quan tâm
đến các yếu tố: ngon, bổ , an toàn và hợp vệ sinh.Trong bối cảnh đó bia trở thành loại thức

uống thiết yếu, thường có mặt trong các bữa ăn hàng ngày.
Bia có độ cồn nhe, có hương đặc trưng, đặc biệt là khí CO2 hòa tan trong bia có tác
dụng là giảm cơn khát cho người sử dụng, tăng ngon miệng khi ăn.
Trên thế giới có hơn 130 nước sản xuất bia, trong đó có Việt Nam. Sản phẩm bia
của Việt Nam, hiện nay hoàn toàn có thể cạnh tranh được với bia nước ngoài về chất
lượng và cả về mặt giá cả. Một trong những công ty bia của Việt Nam đáp ứng về mặt chất
lượng cũng như giá thành cho người tiêu dùng, được biết đến là công ty bia VINAKEN.
Qua bài tiểu luận tốt nghiệp này nhằm giúp mọi người, có thể hiểu rỏ hơn về công ty bia
VINAKEN, cũng như về quy trình sản xuất, thành phần, chất lượng nguyên liệu, chất
lượng sản phẩm của công ty.

1


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

VÀI NÉT VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN [5]
 Địa chỉ
32/21 Ấp Tiền Lân – Bà Điểm – Hóc Môn, TP.HCM
ĐT : (08) 425 4519
Fax : (08) 425 4520
Email:
Trụ sở chính : 554 Cộng Hoà – P.13 - Q.Tân Bình, TP.HCM
ĐT: (08) 8104192
Fax: 810 0456
 Lịch sử hình thành công ty [5]
Ngày nay, cùng với mức sống được nâng cao ngày càng nhiều khách hàng Việt
Nam có nhu cầu thưởng thức những loại bia có chất lượng cao. Trong đó, có một số

khách hàng không nhỏ, quan tâm đặc biệt đến một loại bia tươi Đức có chất lượng cao.
Xuất phát từ nhiều người Việt đang định cư ở Đức và từ những chuyến đi công
tác của các chuyên gia cùng các doanh nhân Việt Nam, họ đều có cảm nhận và suy
nghĩ và thấy rằng CHLB Đức có nhiều nhãn nhiệu bia nổi tiếng thế giới như: Yeast,
Barley.... và mong ước Việt Nam sớm có những thương hiệu nổi tiếng như vậy.
Từ niềm khát khao đó, năm 2003 ông Dương Vương Hải đã quyết định đưa
toàn bộ dây chuyền công nghệ, thiết bị và nhận sự chuyển giao công nghệ sản xuất bia
tươi nguyên chất BIG MAN BEER về Việt Nam tại số 4 – Phan Đình Giót- Q. Tân
Bình. TP.HCM, để phục vụ khách hàng Việt Nam trong cuộc sống thường ngày.
Sau một thời gian hoạt động BIG MAN BEER đã phát triển và mở rộng chiếm
lĩnh thị trường đến cả khu vực miền Trung. Từ Huế trở vào đã có hơn 30 nhà hang BIG
MAN và hơn 1000 đại lí VINAKEN. Riêng ở TP Hồ Chí Minh có các nhà hàng sau:
Nhà hàng Điện Ảnh phường II, đường Phan Đình Giót, Q. Tân Bình, TP.HCM.
Nhà hàng Điện Ảnh Tân Phú 254 Luỹ Bán Bích, P4, Q. Tân Phú, TP.HCM
Nhà hàng Mãi Mãi , 11 Tôn Đức Thắng, Q.1, TP.HCM

2


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Nhà hang 350 Trường Chinh, Q. Tân Bình, TP.HCM
 Cơ cấu tổ chức và sơ đồ mặt bằng của nhà máy bia Vinaken [5]


Cơ cấu tổ chức
Ban giám đốc

Phòng tài chính

Kế toán

Phòng kỹ thuật

Nhập nguyên
liệu

Thủ quỹ

Tổ nấu

Phòng nhập xuất
nguyên liệu & sản
phẩm

Lên men

Lọc

Đóng chai

Sơ đồ : Cơ cấu tổ chức nhà máy bia Vinaken

3

Xuất bia
sản phẩm

GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Sơ đồ mặt bằng của nhà máy bia vinaken.

Bảo vệ

Nhà xe

Văn phòng

Khu thanh trùng, chiết rót,
đóng chai

Khu bảo trì máy móc

Khu
làm
lạnh
cồn
Khu
làm
lạnh
CO2

Khu lên men và
chứa bia tươi
Khu lên

men và
chứa bia
hơi

Nhà
nấu

Phòng kiểm tra
chất lượng sản
phẩm
Phòng nhân men
giống

Bồn
nước

Nghiền nguyên
liệu

Lưu trữ và chiết bia

Lò đốt

Kho vật tư

Kho chứa nguyên
liệu và bia sau khi
vào chai, block

Phòng vệ

sinh

Xử lý nước thải

Ngâm
malt

Sơ đồ: Sơ đồ mặt bằng chung của nhà máy bia vinaken

4


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

 Các sản phẩm của công ty bia vinaken [5]
Sản phẩm chính của công ty hiện nay được sản xuất để cung cấp cho các nhà hàng,
khách sạn và các thị trường tiêu thụ trên khắp cả nước, là:
+ Bia BIGKEN đóng chai thủy tinh và lon.
+ Bia BIGMAN đóng chai thủy tinh 330ml và block 5 lít.
+ Bia SMILE đóng chai thủy tinh.
+ Bia Vinaken đóng chai nhựa.
+ Bia vàng đóng block.
+ Bia đen đóng block.

5


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

CHƯƠNG 1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA
1.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA

6


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Malt đại
mạch

Gạo

Nghiền
Nước

Nghiền

Phối trộn

Phối trộn

Đạm hóa

Hồ hóa

Đường hóa
Lọc

Bã

Houblon hóa
Lọc

Nấm men
giống

Làm lạnh nhanh
Lên men chính
Bả
lọc

Lọc

Nhân giống

Lên men phụ

Bảo hòa
CO2

Thanh trùng

Lắng
Đóng bock

Đóng chai

Bia đóng
chai

Hình 1.1: Quy trình sản xuất bia
7

Bia
tươi

Nước


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

1.2 Nguyên liệu dùng để sản xuất bia [1], [2], [4], [5]
1.2.1 Malt đại mạch [1], [4]
Malt là hạt nẩy mầm được sản xuất từ các hạt ngũ cốc như đại mạch, tiểu mạch,
thóc, ngô, …Malt được xem là chế phẩm, giàu chất dinh dưỡng, có nhiều chất thấp
phân tử dễ hòa tan, ngoài ra có nhiều hệ enzyme phong phú chủ yếu là amylase và
protease. Đại mạch nói chung là giàu protein, trong quá trình nấu bia các sản phẩm
thủy phân của protein tạo cho bia những phức chất giữ bọt tốt hơn và có hương vị đậm
đà hơn.

Hình 1.2 : Bông đại mạch


Cấu trúc hạt đại mạch: [2], [4]
Hạt đại mạch gồm 3 phần chính: vỏ hạt, phôi và nội nhủ.
_ Vỏ hạt: từ ngoài vào trong được chia làm 3 lớp: vỏ trấu, vỏ lủa, và vỏ oloron.
Phần này thường chiếm từ 8 – 15% trọng lượng hạt.
_ Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt. Phôi có từ 35- 50% chất khô là nito,

khoảng 7% là chất béo, 5 – 6% là saccharose, 7 – 7,5% là pentozan, 6 – 6,5% là chất

8


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

tro và một ít thành phần khác, tinh bột thì chiếm một thành phần rất ít. Phôi thường
chiếm từ 2,5 – 5% trọng lượng hạt.
_ Nội nhủ: chiếm từ 45 – 68% trọng lượng hạt, phần này của đại mạch giữ vai
trò quyết định chất lượng hạt đại mạch trong sản xuất bia.
+ Thành phần chính trong nội nhủ là những hạt tinh bột hình tròn có kích thước
rất lớn 20 - 30 µm, hoặc rất bé từ 2 - 10 µm, rất ít có những hạt tinh bột có kích thước
trung bình. Nếu hàm lượng protein trong hạt đại mạch càng cao thì hạt tinh bột có kích
thước càng nhỏ.
+ Trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao (từ 1,5 – 1,6) vì vậy trong nước
chúng lắng xuống rất nhanh.Tinh bột không hòa tan trong nước, kể cả những dung môi
hữu cơ.
1.2.2 Houblon [5]
Houblon là nguyên liệu quan trọng, được sử dụng với mục đích làm cho bia có vị đắng
dịu và hương thơm đặc trưng
Hoa houblon có tác dụng kháng sinh, giúp cho hoạt động của men bia tốt hơn, vượt

qua hoạt tính của các loại vi sinh vật không mong muốn.
Việc sử dụng hoa houblon ngoài tạo vị đắng, còn giúp cho việc duy trì thời gian giữ
bọt cho bia lâu hơn (bọt được tạo ra bởi các chất cacbonat hóa bia); với nồng độ thầp
chất đắng có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật.
Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ hai sau malt đại mạch. Nó đem lại hương vị
góp phần tạo ra đặc tính cảm quan cho bia. Các thành phần như axit đắng (anpha acid
6-9%, beta acid 3-4%) và nhựa mềm có trong houblon khi nấu ở nhiệt độ cao sẽ hòa
tan vào dịch đường làm tăng tính bền của dịch đường và của bia sau này. Các yếu tố
này giúp bia bảo quản được lâu hơn, làm cho thành phần của bia ổn định và giọt bia
được giữa lâu hơn.

9


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Hoa houblon gồm hoa đực và hoa cái, nhưng trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái
chưa thụ phấn. Về chất lượng bia, hai thành phần quan trọng nhất của hoa houblon là
nhựa hoa và tinh dầu, trong đó nhựa hoa tạo ra vị đắng còn tinh dầu tạo ra hương thơm
đặc trưng cho bia.

Hình 1.3: Hoa houblon
Hoa houblon được nhập từ Đức dưới dạng chế phẩm hoa viên và cao hoa. Chế phẩm
của hoa houblon được đóng gói cẩn thận, bảo quản kho lạnh, nhiệt độ 2-5oC. Nếu bảo
quản ở nhiệt độ cao, không khí ẩm, ánh sáng mặt trời sẽ làm giảm chất lượng.

Hình 1.4: Houblon viên

10


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Hình 1.5: Houblon cao
1.2.3 Nước [1]
Nước là nguyên liệu không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất bia. Đầu tiên
nước được sử dụng để pha bột malt, pha bột gạo, đường hóa, đun sôi với houblon….
hàm lượng nước trong bia thành phẩm của công ty chiếm từ 80-90%. Đối với gạo,
nước là môi trường thực hiện hồ hóa,thuỷ phân và hòa tan các hợp chất cao phân tử.
Đối với malt, nước được sử dụng hòa tan các chất chiết và làm trong dịch malt. Ngòai
ra, nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và đảo trộn các loại nguyên
liệu dung sản xuất bia dễ dàng hơn. Tiếp theo nước được sử dụng để lọc bã malt. Ở đây
nước có nhiệm vụ chiết tất cả các chất chiết hòa tan còn bám lại trong vỏ malt trước
khi thải bỏ nhằm nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường chuẩn bị đun với
houblon trước khi lên men. Ngòai ra, nước còn được sử dụng cho nhiều việc khác: vệ
sinh nhà xưởng, thiết bị….
1.2.4 Nấm men [1], [5]
Nấm men là loại vi sinh vật đơn bào, thuộc giống Saccaromyces:
Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsergenis.
Đặc điểm và vai trò của nấm men:

11


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

- Có thể phát triển trong môi trường có O2.
- Đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia.
Oxy hóa cơ chất, chuyển hóa nguyên liệu.
Ngoài ra, trong tế bào nấm men, ngoài thành phần protein, còn có vitamin B2,
B3, B5, B6, D.
Như vậy thành phần đáng chú ý trong tế bào nấm men là protein và nguồn vitamin
nhóm B.
Trong công nghệ sản xuất bia thường có hai loại mấm men được sử dụng.
- Giống mấm men nổi: Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển và lên men
ở nhiệt độ 15 – 250 C và kéo dài từ 3 – 7 ngày. Khi kết thúc lên men, nấm men nổi lên
trên, vì vậy khó tách mấm men để sử dụng làm men giống cho các đợt lên men tiếp
theo.
- Giống nấm men chìm: Saccharomyces carlsergenis. Loại nấm men này chỉ hoạt
động lên men ở nhiệt độ thấp, 6 – 70 C, kéo dài trong vòng từ 5 – 10 ngày. Khi kết thúc
quá trình lên men, các tế bào nấm men chìm xuống đáy thiết bị,thuận lợi cho việc tách
nấm men để làm giống sử dụng cho các đợt lên men sau.

Hình 1.6: Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsergenis
12


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Bảng 1.1: So sánh đặc điểm của hai chủng mấm men Saccharomyces cerevisiae
và saccharomyces carlsergenis
Chỉ tiêu 9

S. carlsbergensis

S. cerevisiae

(1)

(2)

(3)

Điều kiện lên men

Lên men chìm

Lên men nổi

4 – 12

14 – 25

Thời gian lên men (ngày)

12 – 35

5–7

Khả năng kết lắng

Dễ dàng

Khó

Độ đường dịch nha để lên

10 – 13

12 – 14

pH tối ưu

5–6

4–6

Độ cồn (% ABV)

3–5

10 – 12

Lên men đường rafinose (%)

100

34

Nhiệt độ lên men (

)

men(%)

Căn cứ vào các đặc điểm trên, nhà máy bia Vinaken chọn sử dụng nấm men chìm
Saccharomyces carlsergenis để sử dụng lên men bia.
1.2.5 Phụ gia [1], [5]
Trong sản xuất bia, ngoài dịch đường để lên men, người ta còn sử dụng các loại nấm
phụ gia sau:
 Cacl2 : cung cấp ion Ca2+ và ion Cl- giúp làm tăng độ chua (giảm pH) của dịch
đường, làm bền hoạt tính của enzyme amylase. Cacl2 được cho vào giai đoạn
nấu, làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme   amylaza , đồng thời kích thích
làm tăng hoạt tính của amylase và protease, tăng cường khả năng kết lắng của
protein ở trong nồi lên men. Ở giai đoạn sau, nó cũng cần thiết cho khả năng kết

13


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

lắng hoàn toàn của nấm men và Canxioxalat, đồng thời với lượng Ca2+ thích
hợp là yếu tố quan trọng để ổn định và tạo vị tốt cho bia.


Nacl: để điều vị, tăng độ đậm đà cho bia sản phẩm.



Caramel: tạo màu vàng cho bia, tăng nồng độ đường trong nước nha khi nguyên

liệu thay thế có chất lượng xấu.



H2SO4: điều chỉnh pH hỗn hợp trong quá trình đường hoá, tạo dịch lên men bia.



Bột trợ lọc (diatomit 700, 500): giúp quá trình lọc, loại bỏ các chất không hoà
tan trong bia, tạo ra lớp áo trên bề mặt màng lọc để cố định dòng bia khi đi qua
làm trong bia.



Bột trợ lắng (bf3150): tăng khả năng kết lắng của cặn trong dịch đường.



Maturex : nhằm làm giảm hàm lượng diacetyl hình thành trong quá trình lên
men phụ, vì diacetyl có mùi khó chịu, người uống bia bị nhức đầu.



Termamyl: làm tăng lượng enzyme –amylase

 ZnCl2: Cho vào khi gần kết thúc quá trình đun sôi dịch nha, làm cho nấm men
khỏe và phát triển mạnh trong quá trình lên men chính, phụ
 Formol: Cho vào đầu quá trình nấu malt, formol có tác dụng chống nhiễm khuẩn
và chống đục bia
 Vical: Cho vào sau khi lọc bia, có tác dụng chống oxy hóa, tăng độ bền keo của

bia
 Colupulin: phân hủy các hợp chất cao phân tử trong bia, hạn chế hiện tượng đục
của bia khi bảo quản. Nhưng nếu sử dụng với liều lượng cao không hợp lí thì sẽ
làm giảm khả năng tạo bọt của bia.

14


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Ngoài các phụ gia trên còn sử dụng một số phụ gia khác: dung xử lý nước (than
hoạt tính), vệ sinh công nghiệp (NaOH 10%), cồn 600….
1.2.6 Nguyên liệu thay thế Malt (gạo) [1], [5]
Để hạ giá thành sản phẩm, cải thiện thành phần dịch chiết, làm tăng lượng dịch lên
men bia người ta thay thế một phần malt bằng đại mạch chưa được nảy mầm, hoặc các
loại ngũ cốc khác để cung cấp tinh bột, tạo cơ chất cho quá trình đường hóa và lên men
etylic sau đó. Nhờ thế mà thu được bia thành phẩm với giá thành giảm đáng kể. Tuy
nhiên lượng nguyên liệu thay thế chỉ được sử dụng với một tỷ lệ nhất định, không được
quá nhiều, nếu không, sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng và tính chất đặc trưng
của bia.
Do nước ta là nước nông nghiệp, gạo là loại nông sản phổ biến và giá rẻ, thành
phần hóa học tương ứng với thành phần hóa học của malt trước khi lên mầm vì vậy gạo
được chọn là nguyên liệu thay thế một phần malt.

15


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

1.3 Thuyết minh quy trình sản xuất bia ở trang 6 [5]
1.3.1 Nghiền malt, gạo [5]
 Mục đích:
Làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng với nước,
làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần trong nội nhủ của hạt nhanh hơn,
thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh và triệt để
hơn.
Có 3 giải pháp nghiền: nghiền malt ở trạng thái khô, nghiền có phun hơi nước
vào hạt, và nghiền malt cùng với nước. Ở nhà máy bia Vinaken thì sử dụng phương
pháp nghiền khô.
 Nguyên tắc nghiền :
 Đối với malt :
Cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhủ, hai hợp phần này khác nhau về thành
phần, tính chất vật lý, hóa học cũng như chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất
dịch đường.
Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng. Cellulose và
lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt.
Các hợp chất còn lại có thể hòa tan vào trong nước và đi vào thành phần dịch đường, sẻ
làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu. Đây là những thành phần không mong muốn
trong bia, nên không cần phải nghiền mịn malt để trích ly tận thu các chất này. Ngoài
ra, khi vỏ trấu không bị nghiền nát nó sẻ tạo thành lớp lọc rất tốt, hổ trợ quá trình lọc
dịch đường sau đó. Vì vậy không nên nghiền mịn, ngược lại, bảo toàn nguyên vỏ hạt
malt bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu.
Nội nhủ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein, và nhiều hợp chất khác. Các
thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch đường nên phần nội nhủ cần
được nghiền mịn; nhưng nếu quá mịn thì dễ làm tắc lớp lọc, cản trở việc lọc sau này.
 Thực hiện:

16


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Phương pháp nghiền malt là nghiền khô. Sau khi nghiền, malt được cho vào bồn
nước để làm ẩm malt, nước hòa trôn với malt khô tạo thành hổn hợp ( tỉ lệ malt : nước
là 1 ; 1,5). Sau đó sẻ được bơm lên nồi nấu malt.


Đối với gạo:

Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên cấu trúc của tinh bột trong gạo chưa bị
phân hủy, hạt tinh bột còn rất cứng nên muốn tăng hiệu suất trích ly thì gạo cần được
nghiền mịn. Sau đó phải tiến hành hồ hóa tinh bột ở nhiệt độ cao. Tương tự malt, sau
khi hòa trộn nước với hỗn hợp nước bột gạo cũng được bơm lên nồi hồ hóa (tỉ lệ gạo :
nước là 1: 3).
1.3.2 Quá trình đường hóa [1],[5]
 Mục đích :
+ Trích ly các chất chiết từ malt và bột gạo vào nước .
+ Góp phần tạo màu cho bia.
+ Thủy phân các chất có phân tử lượng lớn như tinh bột, protein thành các chất có
phân tử lượng nhỏ như dextrin, đường để hòa tan vào nước, cung cấp chất dinh dưỡng
và cơ chất cho nấm men hoạt động chuyển đường thành rượu etylic. Quá trình thủy
phân tinh bột, protein chủ yếu nhờ vào hệ enzyme có sẳn trong malt, ngoài ra, có thể
bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme nếu cần thiết.
 Các quá trình đường hóa nguyên liệu:



Thủy phân bởi enzyme:

Phân cắt amylose, amylopectin, dextrin bậc cao và tinh bột thành đường đơn
giản, dextrin bậc thấp dể hòa tan vào nước, trở thành chất hòa tan của dịch đường.
Trong phản ứng này tinh bột, dextrin đóng vai trò cơ chất, còn chất xúc tác là nhóm
enzyme amylase có sẵn trong malt.
Sản phẩm chính của quá trình này là: dextrin, maltose và một lượng đáng kể
glucose.


Thủy phân hemicellulose và một số chất khác:
17


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Dưới tác dụng của của hệ enzyme fitase của malt dẩn tới sự thủy phân
hemicellulose và một số chất khác của nguyên liệu tạo thành glucose.


Thủy phân protein:

Song song với quá trình đường hóa, dưới tác dụng của enzyme protease, protein bị
thủy phân thành peptide và các acid amin.


Kết lắng và biến tính protein:

Ở điều kiện nhiệt độ cao các protein bị biến tính và một phần protein bi đông tụ,
đây là quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia, vì protein bị biến tính và kết lắng thì
chúng dễ bi loại khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia, tức giảm khả năng
gây đục.


Tạo thành melanoidin:

Quá trình xảy ra mạnh mẻ ở giai đoạn nấu malt và xảy ra ít ở giai đoạn đường
hóa,
( do điều kiện nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu) nhưng cũng có một lượng
đáng kể melanoidin được tạo thành.
1.3.3 Quá trình nấu [1], [5]
Trong trường hợp sử dụng thế liệu (điển hình là bột gạo) với tỉ lệ thấp (5% 10%) thì thế liệu và malt sẽ nấu chung nồi. Nếu tỉ lệ thế liệu cao thì phải nấu 2
nồi : nồi nấu bột gạo và nồi nấu malt.
 Hồ hóa:
Gạo sau khi được xay mịn và vận chuyển đến thiết bị phân phối để tiến hành trộn
với nước ấm 320C theo tỉ lệ 1;3. Sau đó hỗn hợp bột gạo – nước sẽ được bơm
sang nồi nấu, bật cánh khuấy của nồi để bột gạo không lắng xuống đáy, tránh hiện
tượng cháy khét và vón cục, đồng thời bổ sung thêm malt lót lần 1 vào, tỷ lệ malt
lót là 10% so với trọng lượng gạo. Thêm malt lót vào giúp cho sự hồ hóa tinh bột
dễ dàng hơn, vì trong malt có hệ enzyme amylase, đặc biệt là ở giai đoạn đầu có
enzyme α – amylase, enzyme này cắt phân tử tinh bột thành những mạch ngắn
18


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

hơn, làm cho nồi gạo không bị vón cục, tránh khê, khét. Ngoài ra, còn bổ sung
thêm acid lactic, việc thêm acid lactic vào giai đoạn này là điều chỉnh pH của nồi
cháo và pH của dịch đường sau này, lượng acid lactic cho vào để đảm bảo cho pH
của hồ cháo sau khi nấu xong khoảng 5,2- 5,6. Tiếp tục nâng nhiệt độ nồi bột gạo
lên 720C và giữ nhiệt độ này trong vòng 20 phút, lúc này các enzyme trong malt
lót hoạt động xúc tác cho sự thủy phân liên kết 1 – 4 glucoside, sản phẩm chủ yếu
là dextrin ở bất kì đầu không khử của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1 -6
glucoside, sản phẩm chủ yếu là dextrin, một ít maltose và glucose. Tiếp tục nâng
nhiệt độ lên 850C và duy trì nhiệt độ này trong vòng 15 phút để tiếp tục hồ hóa
tinh bột. Kết thúc giai đoạn này phần lớn tinh bột đã được hồ hóa , tuy nhiên ở
nhiệt độ này phần lớn enzyme α – amylase đã vô hoạt. Sau đó mở van hơi để hạ
nhiệt độ xuống 720 C và giữ nhiệt độ này trong vòng 20 phút, đồng thời cho malt
lót lần 2 vào để cung cấp thêm enzyme α – amylase giúp cho quá trình hồ hóa
triệt để hơn. Nhiệt độ tối ưu của enzyme này là từ 72-750 C, làm giảm độ nhớt của
nồi cháo, giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn. Tiếp theo nâng nhiệt độ lên
1000C trong thời gian 20 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình đường hóa sau này.


Đạm hóa:

Sau khi malt được hòa vào với nước thì hỗn hợp được nâng nhiệt độ lên 52 0C,
giữ ở nhiệt độ này khoảng 20 phút. Cùng với việc bổ sung axit lactic để điều chỉnh pH,
thường thì pH lý tưởng cho enzyme protease hoạt động là 5,2-5,6.
Quá trình đạm hoá làm cho protein bị thủy phân thành albumose, peptone, peptide, và
các acid amin.
Mặc dù sản phẩm thủy phân protein chiếm tỷ lệ không cao ( khoảng 5-6%),
trong các chất hòa tan trong dung dịch đường, nhưng nó lại đóng vai trò quan trọng

quyết định đến chất lượng của bia vì các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử
lượng thấp như peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm

19


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

men trong giai đoạn lên men etylic. Còn các sản phẩm thủy phân có khối lượng phân tử
trung bình như albumose, peptone, peptide sẻ tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và làm
bền bọt cho bia. Tuy nhiên, các phân tử protein nếu chưa được thủy phân trong quá
trình nấu, sẽ là nguyên nhân làm đục bia sau này.
Sau giai đoạn đường hóa kết thúc ở nồi gạo cũng là thời điểm bước sang giai
đoạn đường hóa ở nồi malt. Toàn bộ dịch ở nồi gạo được bơm sang nồi malt tạo thành
hỗn hợp có nhiệt độ 650C, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 45 phút. Cùng với pH được
điều chỉnh bằng acid lactic ( pH = 5,4_5,6) là pH tối ưu cho enzyme β_ amylase hoạt
động. enzyme này bắt đầu cắt liên kết α_1.4glycoside của tinh bột trong quá trình dịch
hóa từ đầu không khử và mổi đoạn cắt gồm hai gốc glucose, tức là phân tử maltose.
Thời gian đường hóa kéo dài khoảng 30 phút nhằm thu được nhiều đường maltose.
Kết quả của quá trình đưởng hóa là 50% maltose được tạo thành và là nguyên liệu cho
quá trình lên men etylic sau đó. Ngoài đường maltose còn có các đường glucose,
fructose.
Sau đó hỗn hợp malt được tăng nhiệt độ lên 720 C, giữ trong 30 phút, đây là
điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân tinh bột thành dextrin, maltodextrin, một ít
glucose. Dưới sự xúc tác của enzyme α- amylase thì tinh bột còn sót sẻ bị thủy phân để
tạo thành các đường đơn, các dextrin có khối lượng phân tử thấp. Cuối cùng hổn hợp
được tăng nhiệt độ lên 760C để thuận lợi cho quá trình lọc, giữ nhiệt độ này trong vòng
5 phút rồi bơm sang nồi lọc.

1.3.3.1 Sản xuất bia BIGMAN đóng chai thủy tinh [5]
 Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu:

20


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Bảng 1.2: Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu bia BIGMAN đóng chai
thủy tinh
Nguyên liệu

Số lượng

Malt đại mạch

650-700 kg

Bột gạo

230 kg

Houblon (10%) lần 1

600-800g

Houblon (50%) lần 2

500-700g

Aroma viên (đặc)

150-200g

Canxi

200g

Chế phẩm enzyme

150ml

H2SO4 (20%)

100ml

 Giai đoạn hồ hóa:
Bột gạo nhận được sau khi nghiền, được trộn chung với nước theo tỷ lệ (2,5 – 3
lít nước/ 1kg gạo) và bơm lên nồi đường hóa. Đồng thời cánh khuấy được bật để tránh
hiện tương cháy khét và vón cục.
Khi nhiệt độ nồi hồ hóa đạt khoảng 350 C, tiến hành bổ sung thêm CaCl2 nhằm
điều chỉnh pH, tăng nhanh khả năng kết lắng của nấm men sau này tránh thoái hóa. Sau
đó bổ sung thêm dung dịch H2SO4 20% (100ml). Và vì dung thế liệu gạo nên lượng
enzyme cũng được để bổ sung nâng cao hiệu quả thủy phân tinh bột.
Nâng nhiệt độ từ từ lên tới 720 C, duy trì nhiệt độ này 10 – 20 phút. Trong khoảng
thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên, làm tăng độ nhớt của
dịch tinh bột. Ở nhiệt độ này enzyme α-amylase phân cắt liên kết 1,4 – glucoside bất kì
của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1,6 – glucoside. Sản phẩm thủy phân chủ yếu

là dextrin, maltose và glucose. Lúc này tinh bột đã được dịch hóa một phần.
Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 830 C, giữ ở nhiệt độ này khoảng từ 5-7 phút để tiếp tục
hồ hóa tinh bột và sau giai đoạn này phần lớn tinh bột được hồ hóa, tuy nhiên ở nhiệt
độ này phần lớn enzyme α- amylase đã vô hoạt.
21


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Tiếp tục dung nước để hạ nhiệt độ xuống 720C và tiến hành cho malt lót (khoảng
5-7%) để cung cấp thêm enzyme α- amylase giúp cho quá trình đường hóa tinh bột
triệt để hơn, vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 72-750C, làm giảm độ nhớt của nồi
cháo giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn.
Cuối cùng, nâng nhiệt độ lên 1000 C và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 15-30
phút nhằm thanh trùng và vô hoạt enzyme. Đây là giai đoạn tạo tiền đề thuận lợi cho
quá trình đường hóa và lọc sau này.
 Giai đoạn đạm hóa:
Malt đã nghiền, trộn chung với nước và bơm vào nồi đường hóa theo một đường
ống với áp lực cao để tiến hành đạm hóa. Nhiệt độ malt được nâng từ từ lên tới 520C,
duy trì trong khoảng 10 phút. Ở nhiệt độ này phát huy tác dụng của enzyme protease
phân cắt liên kết peptide, thủy phân protein thành hợp chất peptid thấp phân tử và các
acid amin. Lúc này kết thúc quá trình đạm hóa, chuẩn bị hội cháo.
 Giai đoạn đường hóa:
Đường hóa là quá trình chuyển tối đa những glucid không hòa tan dự trữ trong
malt, thông qua các hệ thống enzyme amylase có sẵn trong hạt malt bằng con đường
thủy phân.
Mục đích quá trinh đường hóa là chiết tối đa các chất có thể hòa tan trong nguyên
liệu và thủy phân các chất có phân tử lượng cao, tạo thành những chất đơn giản, hòa

tan được với nước tạo thành dịch đường hóa.
Sau khi hồ hóa và đạm hóa, tiến hành đường hóa hay hội cháo.
Tiến hành bơm dịch từ nồi hồ hóa sang nồi đạm hóa (tránh bơm ngược lại sẽ gây
vô hoạt enzyme do nhiệt độ tăng đột ngột). Lúc này nhiệt độ sau hội cháo là 650C, duy
trì nhiệt độ này khoảng 20-40 phút, tạo điều kiện tối thích cho β – amylase hoạt động.
Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 750 C, duy trì trong vòng 10 – 30 phút. Ở nhiệt độ này
enzyme α- amylase phân cắt liên kết 1,4 –glucoside và sản phẩm tạo thành chủ yếu là

22


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

glucose, maltose, dextrin. Giai đoạn này dung iod để tinh bột còn sót lại trong dịch
đường.
Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 760C, lúc này độ nhớt của dịch đường giảm và thuận
tiện cho quá trình lọc và tách bã được dễ dàng hơn.
1.3.3.2 Đối với bia tươi [5]
Bảng 1.3: Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu bia tươi
Nguyên liệu

Số lượng

Malt

300kg

Gạo

500kg

Houblon

1,2 -1,5 kg

Aroma viên
CaCl2

250g

H2SO4 20%

600ml

Chế phẩm Enzyme

500ml

 Hồ hóa:
Cũng giống khi nấu bia đóng chai, nấu bia tươi, gạo sau khi được nghiền được
trộn chung với nước theo tỷ lệ nhất định (2,5 -3 lít nước/1kg bột gạo) và bơm lên nồi
hồ hóa. Đồng thời cánh khuấy được bật để tránh hiện tương cháy khét và vón cục.
Khi nhiệt độ nồi hồ hóa đạt khoảng 350C, tiến hành bổ sung thêm CaCl2 nhằm
điều chỉnh PH, tăng nhanh khả năng kết lắng của nấm men sau này và tránh thoái hóa.
Sau đó bổ sung thêm dung dịch H2SO4 20%. Và bổ sung thêm một lượng enzyme cần
thiết để tăng khả năng thủy phân tinh bột
Nâng nhiệt độ từ từ lên tới 720 C, duy trì nhiệt độ này 10 – 20 phút. Trong khoảng
thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên, làm tăng độ nhớt của

dịch tinh bột. Ở nhiệt độ này enzyme α-amylase hoạt động. Và sản phẩm thủy phân chủ
yếu là dextrin, maltose và glucose. Lúc này tinh bột đã được dịch hóa một phần.
23


GVHD: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

SVTH: LÊ TRỌNG HIỆN

Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 830 C, giữ ở nhiệt độ này khoảng từ 5-7 phút để tiếp tục
hồ hóa tinh bột và sau giai đoạn này phần lớn tinh bột được hồ hóa, tuy nhiên ở nhiệt
độ này phần lớn enzyme α- amylase đã vô hoạt.
Tiếp tục dùng nước để hạ nhiệt độ xuống 720C và tiến hành cho malt lót (khoảng
5-7%) để cung cấp thêm enzyme α- amylase, giúp cho quá trình hồ hóa triệt để hơn và
thủy phân tinh bột sâu hơn vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 72-750C, làm giảm độ
nhớt của nồi cháo giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn.
Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 1000C và giữ nhiệt độ này trong khoảng 15-30 phút
nhằm thanh trùng và vô hoạt enzyme, đồng thời giúp tinh bột được hồ hóa hoàn toàn
hơn. Đây là giai đoạn tạo tiền đề thuận lợi cho quá trình đường hóa và lọc sau này. Khi
nồi cháo đạt khoảng 900C thì nồi malt bắt đầu hoạt động.
 Giai đoạn đạm hóa:
Malt đã nghiền, trộn chung với nước và bơm vào nồi đường hóa (theo đường ống
với áp lực cao) để tiến hành đạm hóa. Nhiệt độ môi trường được nâng lên từ từ lên tới
520C, duy trì trong khoảng 10 phút. Ở nhiệt độ này enzyme protease hoạt động phân
cắt liên kết peptide, thực hiện thủy phân protein thành hợp chất peptin thấp phân tử và
các acid amin. Lúc này kết thúc quá trình đạm hóa, chuẩn bị hội cháo.
 Giai đoạn đường hóa:
Sau khi hội cháo, quá trình đường hóa xảy ra. Lúc này nhiệt độ nồi malt tăng lên
640C, nhiệt độ được duy trì trong vòng 40 phút tạo điều kiện cho enzyme β- amylase
hoạt động.

Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 720C, duy trì trong vòng 30 phút. Lúc này tinh bột
được thủy phân hoàn toàn thành đường đơn, dextrin.
Cuối cùng tăng nhiệt độ lên 760C tạo điều kiện cho quá trình lọc, tách bã malt.
1.3.4 Lọc dịch đường và rửa bả [1], [5], [6]


Mục đích :

24